JPH0984763A - 眼科測定装置 - Google Patents

眼科測定装置

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JPH0984763A
JPH0984763A JP7244008A JP24400895A JPH0984763A JP H0984763 A JPH0984763 A JP H0984763A JP 7244008 A JP7244008 A JP 7244008A JP 24400895 A JP24400895 A JP 24400895A JP H0984763 A JPH0984763 A JP H0984763A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検眼前房中でレーザーを空間的に走査し
て、生体分子からの反射光を受光し生体特性を測定する
場合、測定無効領域を自動的に排除して測定値のS/N
値を向上させる。 【解決手段】 被検眼前房内がレーザー光で所定の走査
線(スキャン1〜32)に沿って2次元以上で走査され
る。各走査線ごとにその走査線に対応する区間を複数の
走査区間(ブロック)に分割し各走査区間ごとにその走
査区間に対応する測定領域が有効か無効かが判断され
る。この判断基準は、例えば、走査区間における受光量
を複数個サンプリングし、各サンプリング値の平均値が
一定値以下で、かつサンプリング値の最大値と最小値の
差が所定値以下である測定領域を有効と判断する基準で
ある。この条件に該当しないブロック(B1、B2)
は、有害光の多い測定領域として自動的に無視されるの
で、精度の高い眼科測定が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は眼科測定装置、特に
被検眼前房中にレーザー光を照射し、これを空間的に走
査して、生体分子からの散乱光を受光し、前房中に浮遊
する細胞(セル)数あるいは蛋白質濃度等の生体特性を
測定する眼科測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、被検眼の前房中にレーザー光を照
射しその反射/散乱光を受光して眼科測定を行う眼科測
定装置としてフレアーメーターが知られており、このフ
レアーメーターによって前房内に浮遊している細胞数あ
るいは蛋白質濃度(フレアー濃度)を測定することが可
能になる。
【0003】前房内に浮遊している細胞数や蛋白質濃度
の空間的な分布など生体特性を表す指標となり得る物理
量が空間分布を持つような場合、これを測定しようとし
た時、レーザー光は、空間的に2次元以上で走査されな
ければならない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のような眼科測定
装置を用いてレーザー光を空間的に2次元以上で走査し
眼科測定を行う場合、S/N比を高めるためには、被検
眼の走査部分の内ノイズ部分を無効部分として排除しな
ければならない。このように測定値のS/N値を高める
には、有害光など余分な光がない最適な測定場所を何等
かの手段で探す必要があり、また装置にアライメント機
構を装備して眼科測定装置の測定光軸と被検眼との間で
アライメントをとる必要があった。後者の例が例えば、
特開平7−178052号公報に示されている。
【0005】しかし、レーザー光を空間的に2次元以上
で走査しその反射/散乱光を受光して眼科測定を行なう
場合、正確なアライメントを行なうことなく測定を行な
うと、有害光成分が大きくなる結果、測定精度が悪くな
ってしまい、またアライメント機構を用いる場合には、
アライメントが成立しているか否かを判定するのに複雑
な評価システムが必要になる、という問題があった。
【0006】従って、本発明は、このような点に鑑みて
なされたもので、簡単な方法で有効な情報と無効な情報
を判別し、有効な情報のみを活用することにより測定領
域を限定することなくS/N値の高い眼科測定を可能に
する眼科測定装置を提供することを課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するた
めに、本発明では、被検眼前房内でレーザー光を空間的
に走査し、被検眼前房からの光を受光して被検眼前房内
の生体特性を測定する眼科測定装置において、被検眼前
房内でレーザー光を所定の走査線に沿って走査する手段
と、所定の走査区間における被検眼前房からの受光量に
基づきその走査区間に対応する測定領域が有効か無効か
を判断する手段とを設け、有効とされた測定領域からの
受光量に基づいて被検眼前房内の生体特性を測定する構
成を採用している。
【0008】また、本発明では、各走査線ごとにその走
査線に対応する区間を複数の走査区間に分割し各走査区
間ごとにその走査区間に対応する測定領域が有効か無効
かを判断する手段を備え、有効とされた測定領域のみか
らの受光量に基づいて被検眼前房内の生体特性を測定す
る構成も採用している。
【0009】本発明では、被検眼前房内がレーザー光で
所定の走査線に沿って2次元以上で走査される。各走査
線ごとにその走査線に対応する区間を複数の走査区間に
分割し各走査区間ごとにその走査区間に対応する測定領
域が有効か無効かが判断される。この判断基準は、例え
ば、走査区間における受光量を複数個サンプリングし、
各サンプリング値の平均値が一定値以下で、かつサンプ
リング値の最大値と最小値の差が所定値以下である測定
領域を有効と判断するような基準にすることができる。
このような測定領域では、有害光など余分な光がない最
適な測定領域となっており、これらの測定領域のみの受
光量に基づいて前房内に浮遊している細胞数や蛋白質濃
度が測定される。
【0010】このように、本発明では、有害光の多い測
定領域が自動的に無視されるので、特に精度の高いアラ
イメントを必要とすることなく、正確な眼科測定が可能
になり測定過程を簡単化することができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面に示す実施形態に従
い、本発明を詳細に説明する。
【0012】図1には、本発明の提案する眼科測定装置
の測定系が図示されている。同図において、レーザー光
源1から放出されたレーザー光は、レンズ2とレンズ3
によって拡大、整形され、ガルバノミラー4と5によっ
て2次元的に走査されながら、プリズム6を介し、レン
ズ7によって被検眼20の前房内に集光される。検者は
光学系全体を不図示のジョイスティックなどの操作手段
により操作することによって被検眼前房内の任意の場所
に集光点を持ってくることができるようになっている。
【0013】レーザー光を照射された前房内の生体物質
(例えば蛋白分子や浮遊細胞など)からの散乱光はレン
ズ8によって集光され、平行光束とされた後、ハーフミ
ラー9によって光路が分割され、一方はレンズ15、1
6、17を介して検者が観察できるようになっている。
【0014】ハーフミラーによって光路が分割されたも
う一方の光はレンズ10によって視野限定のための受光
マスク12上に結像され、受光マスク12を通過した散
乱光が光電子増倍管13で受光され、電気信号に変換さ
れる。この電気信号は、光子計数法によってデジタル化
され、演算装置14によって解析される。本発明では、
光子計数法が用いられるので、受光強度はフォトンカウ
ント値が用いられる。被検眼前房走査によって得られる
各フォトンカウント値は、演算装置14内のメモリに時
系列的に格納される。
【0015】LED等による光源19による枠状の測定
ウィンドウの像をレンズ18で、受光マスク12と共役
な位置に結像させることによって、検者に測定ウィンド
ウを提供し、検者は自分の測定しようとしている前房内
の位置関係を知ることができる。
【0016】ガルバノミラー4は前房内におけるレーザ
ー光の水平走査に寄与し、ガルバノミラー5は垂直走査
に寄与する。
【0017】測定時、それぞれのガルバノミラーは図2
に示されている信号で制御される。図2から明らかなよ
うに、レーザービームが測定のために垂直に走査されて
いる間は水平方向は停止し、一回の垂直走査に伴う測定
が終了した後、水平走査が行われ、その間にレーザービ
ームの垂直方向の位置は初期状態に設定される。
【0018】測定時、レーザービームは図3のような走
査を行う。図3においてVは垂直走査軸、Hは水平走査
軸を示しており、ここでは測定範囲は1mm×1mmの
大きさになっている。このようなレーザービームLの走
査を行ったとき、図1の光学系において、光軸に対して
直角の方向から観察し、受光マスク12によつて光軸方
向の視野を限定すると、3次元的な測定範囲を規定する
ことができる。
【0019】図3のような走査方法で、前眼部炎症を起
こしている人眼の前房中を測定すると、前房中に存在す
る蛋白分子や浮遊細胞などにレーザーが照射され、散乱
光を発する。この状態が図8に図示されており、被検眼
20からの散乱光が1aで示されており、光源19によ
る枠状の測定ウィンドウが19aで、また被検眼の角膜
が20aで、虹彩が20bで、白濁した水晶体が20c
で、角膜反射光スポットが20dでそれぞれ示されてい
る。
【0020】この散乱光を図1で示した光学系で受光す
ると、図4(A)、(B)に示すような散乱光強度の時
系列データが得られる。アルブミンやグロブリンなどの
蛋白分子による散乱光強度のフォトンカウント値がフレ
アー値として、また同蛋白分子に比べて直径が非常に大
きい前房内浮遊細胞(セル)からの散乱光は、スパイク
状の散乱光Sとして観察される(図4(B))。なお、
図4においてTN値は、トータルノイズ(Total
Noise)の値を意味する。
【0021】このように、被検眼前房中でレーザー光を
空間的に走査して、受光強度の空間的な分布情報を取得
することより、生体分子からの散乱光を受光し生体特性
を測定することができる。例えば、浮遊する細胞数を求
める場合には、走査空間でのスパイク状の散乱光Sの数
を求めるようにすればよい。
【0022】一方、本発明に係わる眼科測定装置では、
虹彩色に限らず、健常眼は必ず測定できなければならな
い。また、白内障に対するIOL挿入手術の術前、術後
経過を診断する用途を考え、白内障患眼も測定できなけ
ればならない。白内障患眼では、レーザービームが白濁
した水晶体20cからの反射光は図8のように反射/拡
散されるため、前房中に設定されている測定ウィンドウ
19aの面積の大きさによって、この水晶体の反射/拡
散光の影響の度合いが異なる。
【0023】光電子倍増管13で受光された信号は蛋白
分子や浮遊細胞等の知りたい情報を含んだレーザー反射
光と水晶体、虹彩そして角膜等からの測定に必要としな
い反射光とを含んでいる。
【0024】従って、光電子倍増管13で受光される受
光量、すなわち受光強度は大きく分けて3つに分類され
る。蛋白分子からのものは他の2つに比べて分子の大き
さが小さいため受光強度の内ベースとなっている。また
浮遊細胞からの受光強度はスパイク状になっておりこれ
ら2つが測定したい情報である。一方水晶体等からの受
光強度は強いがスパイク状とはならない。
【0025】本発明では、これら有効情報と無効情報を
区別するため、各走査線(1スキャン)を複数の走査区
間(ブロック)に分割している。この状態が図5に示さ
れている。図3では32本の走査線で1mm平方の領域
が走査されるので、それに応じてスキャン1〜32の走
査線による受光量(フォトンカウント値)が時系列的に
概略図示されている。これらの受光量の値はそれぞれ各
走査線ごとに複数(図示では4個)のブロックに等分割
に分割されてメモリに格納される。
【0026】このように分割された各ブロックに対して
条件を設定しこの条件に合致したブロックのみを有効な
情報として採用し、一方有効でないと判断されたブロッ
クはその中の情報及びブロックを破棄するようにしてい
る。
【0027】有効とすべきか、あるいは無効とすべきか
の判断は、例えば、各ブロックにおける受光量を複数個
サンプリングし、各サンプリング値の平均値が一定値以
下で、かつサンプリング値の最大値と最小値の差が所定
値以下である測定領域を有効と判断するような基準にす
ることができる。
【0028】例えば、図6に示したようにあるブロック
Xの始点、終点およびその中間点においてフォトンカウ
ント値をサンプリングし、その値をそれぞれp1、p
2、p3とする。その平均値が一定値以下であり、かつ
その最小値p1と最大値p3の差が所定値以下であるブ
ロックのみを有効領域として採用し、そのデータに基づ
いて生体情報を取得する。図5において領域B1、B2
はILO反射光が入っていて上記条件を満たさないブロ
ックであり、これらのブロックのデータは測定から自動
的に排除される。例えば、有効ブロック内におけるスパ
イク状の信号S1、S2……の数をそのブロックに対応
する合計空間(体積)で割ることにより浮遊細胞数密度
を求めることができる。
【0029】なお、図7(A)に図示したように、浮遊
細胞を走査したところがサンプリング点となる場合に
は、サンプリング値(p3)が大きくなり、このブロッ
クが無効ブロックと判断されてしまうので、このような
誤判断を避けるために、サンプリング点mがスパイク状
の信号の現れる点と一致する場合には、このサンプリン
グ値をp3’とする。このp3’の求め方が図7(B)
に示されている。測定信号の内通常の信号部分Y1は、
x軸に対する傾きが小さく、一方セルによるスパイク状
の波形部分Y2の傾きは、Y1の部分の傾きより大きく
なる。従って、波形の微分値(傾きに対応)を求め、微
分値が一定以上になった点nをスパイク状波形の基部と
考え、スパイク状波形を取り除いた波形を想定してp
3’を求める。
【0030】なお、上述したサンプリング点は、3個で
あったが、2個あるいは3個以上であってもよい。さら
に、判断基準として各サンプリング値の平均値に代え
て、あるいはそれに加えてばらつき(標準偏差)が一定
値以下であるとの基準を設けるようにしてもよい。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、被検
眼前房中でレーザー光を空間的に走査して、被検眼前房
方向からの反射ないし散乱光あるいは外乱光を受光し、
受光強度の空間的な分布情報を獲得し、この受光強度の
空間的な分布情報に基づいて測定領域が有効か無効かを
判断し、有効な測定領域でのデータによって眼科測定を
行なっているので、簡単な測定操作で精度の高い眼科測
定が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による眼科測定装置の全体構成を示す光
学経路図である。
【図2】本発明におけるガルバノメータスキャナーを駆
動するための信号を示した説明図である。
【図3】本発明における測定時のレーザー走査方式を示
した説明図である。
【図4】本発明において測定される散乱光信号強度信号
の概略図である。
【図5】本発明において測定される散乱光信号強度信号
の全走査線における信号の概略波形図である。
【図6】本発明における1走査線での信号の拡大図であ
る。
【図7】本発明における1走査線での信号の内ブロック
の端部に浮遊細胞が乗った場合の信号処理の説明図であ
る。
【図8】白内障眼モデルにおける散乱光の状態を示した
説明図である。
【符号の説明】
1 レーザー光源 3 整形レンズ 4、5 ガルバノミラー 9 ハーフミラー 12 受光マスク 13 光電子増倍管 14 演算装置 15 検眼鏡レンズ 16 検眼鏡レンズ 19 LED光源 20 被検眼

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検眼前房内でレーザー光を空間的に走
    査し、被検眼前房からの光を受光して被検眼前房内の生
    体特性を測定する眼科測定装置において、 被検眼前房内でレーザー光を所定の走査線に沿って走査
    する手段と、 所定の走査区間における被検眼前房からの受光量に基づ
    きその走査区間に対応する測定領域が有効か無効かを判
    断する手段とを設け、 有効とされた測定領域からの受光量に基づいて被検眼前
    房内の生体特性を測定することを特徴とする眼科測定装
    置。
  2. 【請求項2】 被検眼前房内でレーザー光を空間的に走
    査し、被検眼前房からの光を受光して被検眼前房内の生
    体特性を測定する眼科測定装置において、 被検眼前房内でレーザー光を所定の走査線に沿って走査
    する手段と、 各走査線ごとにその走査線に対応する区間を複数の走査
    区間に分割し各走査区間ごとにその走査区間に対応する
    測定領域が有効か無効かを判断する手段とを設け、 有効とされた測定領域のみからの受光量に基づいて被検
    眼前房内の生体特性を測定することを特徴とする眼科測
    定装置。
  3. 【請求項3】 前記走査区間における受光量を複数個サ
    ンプリングし、各サンプリング値の平均値が一定値以下
    で、かつサンプリング値の最大値と最小値の差が所定値
    以下である測定領域を有効と判断することを特徴とする
    請求項1または2に記載の眼科測定装置。
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