JPS6399836A - 眼科測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は眼科測定方法および装置、特に被検眼の眼房内
にレーザ光を照射して眼房内における散乱特性を検出す
ることにより被検眼の眼房内における微粒子の状態を３
１１定する眼科測定方法および眼科測定装置に関するも
のである。

［従来の技術］ 内因性、外因性を問わず、眼房内炎症状態を診断する場
合、眼房内の血漿タンパク濃度および血球等の細胞数を
測定することは極めて重要である。

従来では、眼房内の血漿タンパク濃度、あるいは血球等
の微粒子の状態を測定するために、細隙灯顕Ｗｔ鏡を用
いての目視により判定が多用されている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記の従来方式では観察者の個人差によって判定基準が
まちまちであり、得られるデータの信頼性が乏しいとい
う問題があった。

上記のように主観的な観察による方法以外にはフルオレ
セインなどの蛍光剤を体内に静注射して眼房内に流出し
てくるフルオレセインの蛍光強度を測定することによっ
て間接的に血漿タンパクを測定する方法も提案されてい
る。しかし、この方法では患者に対する肉体的負担が大
きく、臨床的には問題がある。

従って、眼房内微粒子の数を定量的に測定することがで
きる眼科測定装置が望まれている。

［問題点を解決するための手段］ 以上の問題点を解決するために、本発明においては、被
検眼の眼房内にレーザ光を照射して眼房内における散乱
特性を検出することにより被検眼の眼房内における微粒
子の状態を測定する眼科測定方法および装置において、
被検眼の眼房に検出すべき複数種類の微粒子に対して、
その粒径の相異に基づく散乱光の偏光特性から選定され
た波長を有するレーザ光を照射し、被検眼の眼房内で散
乱されたレーザ光の散乱成分を受光する場合、光電変換
素子と被検眼の間に直線偏光子を挿入、または離脱させ
前記直線偏光子の挿入または離脱状態に応じた眼房内の
散乱特性の変化により眼房内に存在する複数種類の微粒
子の濃度または数を計測する構成を採用した・ ［作　用１ 以上の構成によれば、眼房内の微粒子で散乱された散乱
光の偏光特性に応じて眼房内に存在する微粒子の量およ
び種類を定量的に分析することが可能である。

［実施例］ 以下、図面に示す実施例に基づき本発明の詳細な説明す
る。

本実施例によれば、眼房内にレーザ光を照射し、その散
乱光を光電変換素子によって受光し、デジタル的な処理
によって眼房内の血漿タンパク、あるいは血球等の細胞
からなる微粒子数を測定し、これによって眼房内の状態
を客観的に把握できるようにする。以下、本実施例の測
定方法の原理につき説明する。

ミー（４Ｍｉｅ）散乱理論によれば、微粒子に偏光して
いない光を水平方向から照射した場合、１粒子からの散
乱光の特性は次のように説明されている。

照射を受ける微粒子が、照射される光の波長に比べて同
程度ないしそれよりも小さい場合には。

散乱光は照射光の入射方向に対して水平面内で９０＠方
向で観測するとほぼ完全な垂直方向の直線偏光になる。

これに対して、照射光波長よりも微粒子が大きい場合に
は、垂直偏光成分の他、水平偏光成分が含まれるように
なる。即ち、この場合には散乱光は完全な直線偏光には
ならない。

従って、この理論を眼房内の炎症診断時の眼房内微粒子
測定に応用する場合には、照射は輝度が高く、高い集光
特性を有する光源であるレーザ光とし、その波長は血漿
タンパク（サブミクロンオーダーの微粒子）と血球等（
数ミクロン以上の微粒子）との散乱光の偏光特性の差を
利用することから、タンパク成分の微粒子の大きさと同
程度の波長、即ち可視および近赤外領域に設定する０例
えば、Ｈｅ−Ｃｄレーザ（４４２ｎｍ）。

Ａｒ＋レーザ（４８８ｎｍ）、Ｈｅ−Ｎｅレーザ（５４
４，６３３ｎ層）、半導体レーザ（約７８０　ｎｍ）が
使用できる。

眼房内において散乱された光の垂直および水平偏光成分
を独立して検出するには散乱光をフィルタする直線偏光
子を用いればよい。

ここで、簡略化のため、血漿タンパクをフレア、血球等
の細胞をセルと呼ぶことにする。先の偏光理論によれば
、上記のような波長を有するレーザ光を照射した場合、
波長と同程度かそれよりも小さなフレアからの散乱光は
垂直偏光になる。また、セルによる散乱光は、垂直およ
び水平偏光成分の両方を含むものとなる。

従って、散乱光を受光する光電変換素子の前に水平偏光
成分だけを通過させるような偏光子を配置させると、フ
レアからの散乱光は垂直偏光成分のみであるから、この
偏光子でカットされる。

一方、セルからの散乱光は水平偏光成分を含んでいるか
ら、光電変換素子に対してはセルからの水平偏光成分の
みが入力される。即ち、この場合には光電変換素子の出
力はセルからの散乱光の情報のみを持つ。

また、光電変換素子の前から偏光子を取り外せば光電変
換素子の出力はフレアおよびセルからの両方の散乱光に
関する情報を持つことになる。

また、レーザ照射によって散乱特性を得る場合には、上
記の偏光子の有無に加えてフレア、セルの特性に応じて
第１図に示すような照射方式が考えられる。第１図では
、０．Δ、ｘ印によって測定したい粒子の種類に対する
適合性を示している。

第１図において、フレアかセルの一方のみを測定する場
合において、レーザ光をスキャンさせるのは、測定体積
を大きくして眼房内に存在するセルの数をより正確に測
定するためである。一方、フレアの場合には眼房内に一
様に広がって存在しているため、濃度のみを知れば十分
であるような場合にはあえてスキャンを行なわなくても
よいと考えられる。

フレアとセルの両方が存在し、それらの双方を定量的に
測定したい場合にはスキャンを行ない、偏光子を挿入／
離脱して複数回の測定を行なうことになる。

続いて、光電変換素子の出力をデジタル的に処理し、フ
レアの濃度およびセルの数を算出する方法につき説明す
る。

まず、フレアのみの場合には、各時間単位ごとに光電変
換素子から出力されてくる検出パルス数の平均値を算出
し、あらかじめ分かっているフレア濃度とパルス計数値
の比例式に代入し、フレア濃度を算出する。この場合の
比例関係を第２図に示しておく。

次に、眼房内の測定体積内に少数のセルのみが存在し、
その数を知りたい場合には次のような処理を行なう、こ
のような場合の単位時間当たりの光電変換素子の出力パ
ルスを時系列的に並べると、第３図のようになる。

スキャニングによる眼房内の単位となる体積を例えば１
ｍｍ″とすると、計測時間内において第３図のピークの
数を計測することによって測定体積内でのセルの個数を
知ることができる。

セルが測定体積中に常に複数個存在するような場合には
、上記と同様に計数値を時系列に沿って並べると第４図
のようになる。このように複数個セルが存在している場
合には、上記のようにピーク数を勘定してもそれはセル
数を計測したことにならない、しかし、測定体積内にい
くつセルが存在してもセル１個当たりの散乱強度はあら
かじめ決まっているので、セルの数と散乱強度は（計数
値）は第５図に示すような比例関係にある。従って、こ
の領域での解析は各時間単位当たりの計数値の平均を計
算し、あらかじめ分かっているセル数／計数値の比例式
に代入してセル数を算出することができる。

フレアとセルが少数づつ存在する場合には、光電変換素
子の出力を上記と同様に時系列に沿ってならべると第６
図のようになる。第３図に比べてピークの山の裾が高く
なっているのはフレアの散乱光によるものである。この
場合の解析は、まず上記と同様の手法によりピークの数
を数えてセル数を測定する。しかるのちに、ピークを形
成している単位時間当たりの計数値を除いた他の単位時
間当たりの計数値で第２図の比例関係に基づいてフレア
濃度を決定する。

しかし、フレア濃度が非常に濃いときにはフレアの散乱
強度がセルからの散乱強度を打ち消してしまい単位時間
当たりの計数値を時系列的に並べてみても、セルによる
ピークがでてこない、このような場合には、直線偏光子
を挿入して計測を行なえば、前述の原理によってフレア
の成分をカットすることができるので、比例式に応じた
計測が可能になる。そして、直線偏光子を外した際のデ
ータに基づきフレア濃度を決定する。

フレアとセルが双方とも多数存在する場合には、前述の
ようにフレア濃度と関係なくセルの数により計数値が変
化する。そして、その計数値にフレアの散乱光による計
数値も加算されてくるから直線偏光子を通して計測して
フレア成分を除き前述の手法でセル数を決定する。しか
る後に、直線偏光子を離脱した際のデータから、セルに
よる影響を除去する演算を行ない、最終的なフレア濃度
を決定すればよい。

続いて、上記の方法を実現するための装置の詳細につき
説明する。

第７図（Ａ）、（Ｂ）には本発明に係る眼科測定装置の
概略構成が示されており、同図において、符号１で示さ
れているものはヘリウムネオン等で構成されたレーザ光
源で、このレーザ光源ｌは、架台２上に配置される。レ
ーザ光源１からの光はプリズム４．レンズ７、ビームス
プリッタ８、レンズ９、プリズム１０を介して被検眼１
１の限月１１ａの一点に集中するように結像される。

このレーザ光源部にはスリット観察用の光源１２が設け
られ、この光源１２からの光はスリット光用シャッタ１
３、スリット１４を経てビームスプリッタ８．レンズ９
、プリズム１０を介して眼房１１ａにスリット像として
結像される。このスリット像は、上述したレーザ光源か
らの光が点状に結像されるので、その周囲を照明して点
像の位・置を容易に確認するためのものである。

また、スリット１４のスリット幅並びにスリット長さは
スリット幅調整ノブ１５およびスリット長さ切り換えノ
ブ１Ｂを介して切り換えることができる。

眼ｙＩｌ　ｌ　ａにおける計測点からのレーザ散乱光の
一部は検出部２９の対物レンズ２０を経てビームスプリ
ッタ２１により分割されて、その一部が偏光フィルタ７
０、レンズ２２、プリズム２３、光ファイバー２４、レ
ンズ２５．干渉フィルタ７２、フォトマルシャッタ２６
を経て光電変換素子として機能する光電子増倍管２７に
入射される。また、ビームスプリッタ２１によって分割
された他方の散乱光は変倍レンズ３０、プリズム３１．
３４．接眼レンズ３２を経て観察することができる。

また、光電子増倍管２７の出力はアンプ２８を経てカウ
ンタ４０（またはＡ／Ｄ二ンバータ）に入力され光電子
増倍管２７によって検出された散乱光強度が、光子の数
として計測される（Ａ／Ｄコンバータを用いる場合には
デジタル値に変換される）。

このカウンタ４０又はコンバータの出力は演算装置４１
に入力され、眼房内の血漿タンパク濃度および細胞数が
演算される、その結果はＬＥＤ表示器に表示される。或
いは、演算結果はプリンタ等を用いて出力するようにし
てもよい。

また１本発明では電源５１から供給されるＬＥＤ等から
成る固視灯５０が被検者が固視できる位置に配置される
。この固視灯５０の色はレーザ光源１の色と異なるよう
に設定される。即ち。

レーザが赤であれば、固視灯５０の色は緑などに設定す
る。また、この固視灯５０はリンク機構などによって回
動でき、被検者に対して好適な位置に調節可能である。

また、架台２上には押しボタン４６を備えた。

例えばジョイスティック４５のような入力装置が設けら
れており、これを操作することによってスリット光用シ
ャッタ１３、フォトマルシャッタ２６をそれぞれ光学系
に挿入、または離脱させることができる。

また、直線偏光子７０は演算装置４１に接続された直線
偏光子駆動回路７１により必要に応じて挿入又は離脱が
可能である。

測定に際しては、まず光源１２を点灯させビームスプリ
ッタ８、プリズム１０．レンズ９を介して玉房１１ａの
測定点Ｐを含む部分にスリー／　ト１４のスリット像を
結像させる。続いて、レーザ光源１からの光をその光学
系を介して測定点Ｐに集光させる。

測定点Ｐで散乱された光は、その一部がビームスプリッ
タ２１により検査者３３の方向に向けられ、観察される
と同時にレンズ２２．プリズム２３、光フアイバ２４等
から成る光学系を介して光電子増倍管２７に入射される
。この光電子増倍管は、眼房１１ａ内の血漿タンパクお
よび細胞により散乱される散乱光の強度を検出し、その
強度が光子の数として計数される。或いは、Ａ／Ｄコン
バータを用いている場合には、光電変換素子２７の出力
値がアナログ値からデジタル値に変換される。

上記のようにしてパルス列ないしデジタル量に変換され
たデータは演算装ｇ！Ｌ４１に入力され、細胞等の大き
な微粒子散乱体の数および眼房内の血漿タンパク濃度が
演算される。

なお、可動ミラー５は演算装置４１に接続されたミラー
駆動回路６０により４ｆ！動され、それによリレーザ光
をスキャニングし、眼房内のレーザ光源によるレーザ光
点を移動させることができる。

これによって、測定点を移動させ、そこでの血球を検知
するため広範囲の測定を行ない、検出精度を向上させる
ことができる。

第８図（Ａ）、（Ｂ）は、光電変換素子２７の出力を処
理するための回路構成につき示したものである。

第８図（Ａ）において、符号８０は光電変換素子２７の
出力を増幅するためのアンプ２８の出力をカウンタ８１
または８２のいずれかに入力するよう切り換えるための
スイッチである。また、カウンタ８１．８２の出力はス
イッチ８９によって切り換えられる。カウンタの計数時
のクロック、特に前述のフレアおよびセルの計数時の単
位時間発生のクロックは単位時間クロック回路８８によ
って形成される。１計測期間が終了するごとに、カウン
タ８１．８２の計数値はクリア信号回路８７によって初
期化される。

カウンタ８１．８２の後段には、計数値を記憶するため
のメモリ回路８３が設けられている。このメモリに対す
る書き込み、読み出しは、読み出し／書き込み信号回路
８４によって制御される。

読み出しおよび書き込みの際のアドレスはアドレスデコ
ーダ等から成るアドレス指定回路８５によって制御され
る。

このメモリ８３内に格納された測定データはマイクロプ
ロセ、す等から構成される装置によって前述の方法によ
り処理される。

上記の構成において、光電変換素子からパルス列が入力
されてくる場合には、単位時間クロック回路８８によっ
てカウンタｌまたは２が単位時間ごとに切り換えて用い
られる．例えばカウンタ１が計数しているときにはカウ
ンタ２はアドレス指定回路８５によって指定されたメモ
リ領域に計数データを転送する．この際，読み出し／書
き込み信号口ｖＩ１８４からは書き込み信号が出力され
る。

カウンタ２の出力がメモリに転送された後、クリア信号
回路８７によりクリア信号がカウンタ２に入力され、カ
ウンタ２はクリアされカウンタ１が、単位時間の計数を
終ると、単位時間クロ７り回路８８により今度はカウン
タ２が計数を開始し、上記処理を測定時間内繰り返す．
計測が終了すると、すぐに演算装置から読み出し／書き
込み信号回路８４によってトリガがかかり，読み出し信
号が出力され，メモリ８３から演算装置８６にデータが
出力される。

一方，第８図ＣＢ）はデジタル変換回路をＡ／Ｄコンバ
ータから構成した例を示している。

光電変換素子から電圧量などとしてデータが出力される
場合には、このような構成を用いる。

光電変換素子が出力するアナログデータはＡ／Ｄコンバ
ータ９０によって所定ビット数のステップ幅で表現され
るデジタル量に変換される。

図示した例ではＡ／Ｄコンバータ９ｏはメモリ８３に対
してデータをパラレル出力する。メモリ８３は第８図（
Ａ）の場合と同様に読み出し／書き込み信号回路８４お
よびアドレス指定回路８５によってその読み書き動作を
制御される。

以上のような構成により、前述のフレアおよびセルの測
定が可能になる。

なお、上記の実施例では直線偏光子を挿入、離脱させて
測定を行なう方式を例示したが、第９図のような構成を
用いることにより機械的な偏光子の挿入、離脱のための
構成を省略することができる。

第９図において符号９７で示されているものは偏光ビー
ムスプリッタで、この偏光ビームスプリッタ９７は被検
眼からの散乱光Ｓを受光し、垂直偏光成分Ｖと、水平偏
光成分Ｈを出力する。垂直および水平偏光成分Ｖ、Ｈは
それぞれ光電変換素子９１．９２によって受光され、電
気信号に変換される。

光電変換素子９１．９２の出力はアンプ９３．９４によ
りそれぞれ所定レベルまで増幅され、カウンタ９５．９
６に入力される。カウンタ９５．９６は前述と同様にそ
れぞれ光電変換素子９１．９２からアンプ９３．９４を
介して出力される光子検出パルス数を計数する。

前記のように偏光ビームスプリッタ９７で垂直及び水平
偏光成分が分割されているので、カウンタ９５．９６の
光子計数値はそれぞれ被検眼からの散乱光成分のうち垂
直及び水平偏光成分の強度を反映したものとなる。

従って、演算装置８６によりカウンタ９５．９６の計数
値を前述と同様の基準で解析すれば、被検眼のフレア及
びセルの数を定量的に検出することが可能である。

第９図の構成によれば、直線偏光子の挿入及び離脱のた
めの機械的構成を省略できるから、装置の製造コストを
低減できる。また、測定処理中の直線偏光子の挿入及び
離脱シーケンスを省略できるから、測定処理をより高速
に行なえるという利点もある。

［効　果］ 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、被検
眼の眼房内にレーザ光を照射して眼房内における散乱特
性を検出することにより被検眼の眼房内における微粒子
の状態を診断する眼科測定方法および装置において、被
検眼の眼房に検出すべき複ａ種類の微粒子に対して、そ
の粒径の相異に基づく散乱光の偏光特性から選定された
波長を有するレーザ光を照射し、被検眼の眼房内で散乱
されたレーザ光の散乱成分を受光する場合、光電変換素
子と被検眼の間に直線偏光子を挿入、または離脱させる
プロセスを設け、前記直線偏光子の挿入または離脱状態
に応じた眼房内の散乱特性の変化により眼房内に存在す
る微粒子の数を測定する構成を採用しているので、眼房
内の散乱光の偏光特性に応じて眼房内の微粒子の状態を
定量的にしかも客観的に測定できる優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は偏光素子とスキャニングの適、不適の説明図、
第２図から第６図はそれぞれ本発明により眼房内の微粒
子測定方法を説明する線図、第７図（Ａ）、（Ｂ）は本
発明による微粒子測定方法を実施するための装置の構成
を示した斜視図およびブロック図、第８図（Ａ）、（Ｂ
）は第７図（Ｂ）の回路の一部をより詳細に示したブロ
ック図、第９図は本発明の異なる実施例を示した説明図
である。 １・・・レーザ光源　　　ｉｔ・・・被検眼２９・・・
検出部　　　　４０・・・カウンタ４１・・・演算装置
　　　８１．８２・・・カウンタ８３・・・メモリ回路 パルスジ１π（旦／１時治９すｋｉ番話桿且第４図 偽り番Ｙｔ＋マルス≦ヤ１８皿毛不４日求１引第５図 Ｉ憤しス５１ず（置一端后ｆＪ４？ｃｑζ−６１＆を引
第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）被検眼の眼房内にレーザ光を照射して眼房内におけ
   る散乱特性を検出することにより被検眼の眼房内におけ
   る微粒子の状態を測定する眼科測定方法において、 被検眼の眼房に検出すべき複数種類の微粒子に対して、
   その粒子径の相異に基づく散乱光の偏光特性から選定さ
   れた波長を有するレーザ光を照射し、被検眼の眼房内で
   散乱されたレーザ光の散乱成分を受光する場合、 光電変換素子と被検眼の間に直線偏光子を挿入、または
   離脱させるプロセスを設け、 前記直線偏光子の挿入またほ離脱状態に応じた眼房内の
   散乱特性の変化により眼房内に存在する微粒子の数を計
   測することを特徴とする眼科測定方法。 ２）被検眼の眼房内にレーザ光を照射して眼房内におけ
   る散乱特性を検出することにより被検眼の眼房内におけ
   る微粒子の状態を測定する眼科測定装置において、 被検眼の眼房にレーザ光を照射する手段と、被検眼の眼
   房内の微粒子により散乱された散乱成分を受光する光電
   変換素子と、 この光電変換素子と被検眼の間に挿入または離脱可能に
   配置された直線偏光子と、 光電変換素子の出力をデジタルデータに変換して評価す
   る手段を設け、 眼房内において検出すべき複数種類の微粒子に対して、
   主にその粒子径の相異に基づく散乱光の偏光特性から前
   記照射手段のレーザ光の波長を選定し、前記直線偏光子
   の挿入または離脱状態に応じた眼房内の散乱特性の変化
   により眼房内に存在する微粒子の数を計測することを特
   徴とする眼科測定装置。