図面 (/)

技術 非接触式眼圧計

出願人 株式会社ニデック
発明者 三輪哲之鈴木信雄
出願日 2002年8月1日 (18年5ヶ月経過) 出願番号 2002-224746
公開日 2004年3月4日 (16年9ヶ月経過) 公開番号 2004-065298
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 空気圧縮室 流体噴射機構 復元バネ ピーク時刻 信号検出処理回路 赤外照明光源 ガラス版 当て力
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2004年3月4日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (9)

課題

被検者によって異なる脈波波形変化を考慮し、より信頼性の高い測定結果を得ることができる非接触式眼圧計を提供すること。

解決手段

被検者の脈波を検出する脈波検出手段を持ち、検出された脈波の所期する位相位置に対応する測定タイミングを決定して眼圧測定を行う非接触式眼圧計において、前記脈波検出手段により検出された脈波の波形変化に応じて前記測定タイミングを変える変更手段を備える。

概要

背景

概要

被検者によって異なる脈波波形変化を考慮し、より信頼性の高い測定結果を得ることができる非接触式眼圧計を提供すること。被検者の脈波を検出する脈波検出手段を持ち、検出された脈波の所期する位相位置に対応する測定タイミングを決定して眼圧測定を行う非接触式眼圧計において、前記脈波検出手段により検出された脈波の波形変化に応じて前記測定タイミングを変える変更手段を備える。   

目的

本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み、被検者によって異なる脈波の波形変化を考慮し、より信頼性の高い測定結果を得ることができる非接触式眼圧計を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

被検者脈波を検出する脈波検出手段を持ち、検出された脈波の所期する位相位置に対応する測定タイミングを決定して眼圧測定を行う非接触式眼圧計において、前記脈波検出手段により検出された脈波の波形変化に応じて前記測定タイミングを変える変更手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。

請求項2

請求項1の変更手段は、前記脈波検出手段により検出された脈波の1周期の波形変化における所定の2点間の時間に応じて測定タイミングを変えることを特徴とする非接触式眼圧計。

請求項3

請求項2の変更手段は、前記所定の2点間の時間が予め定められた時間より短い場合に、測定タイミングを早めることを特徴とする非接触式眼圧計。

--

0001

本発明は、流体圧縮して被検眼吹付け角膜変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。

技術分野

0002

【従来技術】
眼圧は血液の脈拍変動に同期した変動が存在するが、非接触式眼圧計で時間的に無作為に測定した場合、脈拍変動のどの部分で測定されているか不明であり、信頼性の高い測定結果が得られにくい。そこで、被検者脈波脈動波形)を検出し、脈波のピーク等の位相位置に対応する測定タイミングを決定して眼圧を測定する眼圧計が、特公昭49−1746号、特開2002−102174号等で提案されている。

0003

ところで、従来は、例えば、脈波のピークで眼圧測定を行ったときに最も眼圧が高くなり、脈波のボトムで眼圧測定を行ったときに眼圧値が低くなるとされていた。しかし、本発明者らが複数の被検者について眼圧測定を行ったところ、必ずしも、脈波のピークで最も高い眼圧値が得られないことがあった。

発明が解決しようとする課題

0004

本発明は、上記従来技術の問題点を鑑み、被検者によって異なる脈波の波形変化を考慮し、より信頼性の高い測定結果を得ることができる非接触式眼圧計を提供することを技術課題とする。

課題を解決するための手段

0005

上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
(1) 被検者の脈波を検出する脈波検出手段を持ち、検出された脈波の所期する位相位置に対応する測定タイミングを決定して眼圧測定を行う非接触式眼圧計において、前記脈波検出手段により検出された脈波の波形変化に応じて前記測定タイミングを変える変更手段を備えることを特徴とする。
(2) (1)の変更手段は、前記脈波検出手段により検出された脈波の1周期の波形変化における所定の2点間の時間に応じて測定タイミングを変えることを特徴とする。
(3) (2)の変更手段は、前記所定の2点間の時間が予め定められた時間より短い場合に、測定タイミングを早めることを特徴とする。

0006

以下、本実施例について図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る非接触式眼圧計の外観略図である。
基台13上には、測定部15を上部に備える移動台14が水平移動可能に搭載されており、移動台14はジョイステック19の操作により移動される。また、ジョイスティック19の回転ノブを操作することにより、測定部15が上下移動するようになっている。基台13には被検者の顔を支持するための顔支持ユニット16が固定されている。顔支持ユニット16は、支基16aに固定された2本の支柱16bの上部に取り付けられた額当て部17を備える。額当て部17は被検者の額のカーブに沿う形状をしている。額当て部17の中央部には、被検者の脈波を検出する脈波検出ユニット18が設けられている。また、額当て部17には、脈波検出ユニット18の左右に2個の額当てゴム17aが取り付けられている。額当てゴム17aは、被検者の額の固定時に、血液が安定して流れ、額に虚血が起こらないように脈波検出器18から適当な距離を置いて配置されている。

0007

図2は、脈波検出ユニット18の構造を説明する図であり、図2(a)は脈波検出ユニット18を上から見た時の断面図、図2(b)はその側面断面図である。脈波検出ユニット18が有する脈波検出器60は、第一円筒部材61と、第一円筒部材61の中心部に配置された受光部62と、受光部62を挟むように二つ配置された発光部63と、第一円筒部材61の前側にふたをするように取り付けられた光透過性シリコンゴムからなる接触部64と、を備える。

0008

脈波検出器60の第一円筒部材61は、横方に同軸に取り付けられた2個の支持ピン65を介して第二円筒部材66に支持されており、2個の支持ピン65を軸中心として、第二円筒部材66に対して上下方向に傾斜可能になっている。また、第一円筒部材61の後端と第二円筒部材66の筒底の間には、第二円筒部材66の傾斜を水平に復元させるための復元バネ67が取り付けられている。さらに、第二円筒部材66は、額当て部17に固定された第三円筒部材68により、額方向に進退移動可能に保持されている。この第三円筒部材68は額当て部17の部材と一体的に形成しても良い。第二円筒部材66の後端と、第三円筒部材68の筒底の間には、圧縮バネ69が配置されている。この圧縮バネ69により、脈波検出器60は第二円筒部材66を介して額方向(前方向)に常時付勢されている。圧縮バネ69は、脈波検出器60に被検者が額を押し当てた際、その押し当て力を吸収するバネ力付勢力)を持つ。

0009

また、第三円筒部材68の側面には、前後に伸びる溝68aが形成されている(図2(b)参照)。そして、この溝68aに第二円筒部材66の側面に取り付けられた止めピン70が係合していることにより、脈波検出器60の突出位置と回転が制限されている。

0010

発光部63は白色発光LEDであり、受光部62はフォトダイオードである。人の血液中に含まれる血中ヘモグロビンは、ある波長帯の光に強い吸収スペクトルを持っている。血中ヘモグロビンは血管を流れる血液の量に比例して変化する。したがって、発光部63からある波長帯の光を照射した時、額表面の皮膚部を介して骨より反射してくる検出光は、血管の容量変動に伴い変化するヘモグロビン量に応じて変化するので、この検出光の強度を電気信号に変えることで、被検者の脈波を検出することができる。

0011

図3は、接触部64の構造を説明する図である。接触部64の中心部64aは、額からの戻ってくる検出光を効率よく透過するために肉厚が薄くなっている。発光部63の前に当たる部分には、発光部63からの光を拡散させ、額に均一な光を照射する拡散部64bが形成されている。拡散部64bの外周には、接触部64の変形を容易にするために、肉厚が薄くなってい窪み64cが形成されている。

0012

図4は、測定部15に配置されている流体噴射機構の側面概略構成、及び眼圧計の制御系の概略構成を示した図である。1は空気圧縮用のシリンダー部であり、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。1はピストン、3はロータリーソレノイドであり、ロータリーソレノイド3に駆動エネルギである電荷電流電圧)が付与されると、アーム4、コネクティングロッド5を介してピストン2にシリンダ1に沿って上に押し上げる。ピストン2の上昇によりシリンダ部1に連通する空気圧縮室11で圧縮された空気は、ノズル6から被検眼Eの角膜に向けて噴出される。また、ロータリーソレノイド3には図示なきコイルバネが備えられており、付与される電荷がカットされるとコイルバネの下降方向への付勢力により上昇したピストン2を下降させて初期位置に戻す。

0013

7は透明なガラス板であり、ノズル6を保持するとともに、観察光アライメント光等を透過させる。またガラス板7は空気圧縮室11の側壁となっている。9はノズル6の背面に設けられた透明なガラス板であり、空気圧縮室11の後壁を構成するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。ガラス版9の背後には、後述する観察、アライメントのための光学系8が配置される。12は空気圧縮室11の圧力を検出する圧力センサである。

0014

20は制御部であり、圧力センサー12用の圧力検出処理回路21、後述する角膜変形検出光学系の光検出器56用の信号検出処理回路22、作動距離検出の一次元位置検出素子57用の信号検出処理回路26、CCDカメラ35用の信号検出処理回路27、脈波検出器18用の脈波検出処理回路28、ロータリーソレノイド3を駆動させるための駆動回路23、測定データや測定の制御条件等を記憶するためのメモリ24が接続されている。

0015

図5は非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。赤外照明光源30により照明された被検眼像は、ビームスプリッタ31、対物レンズ32、ビームスプリッタ33及びフィルタ34を介してCCDカメラ35に結像する。フィルタ34は、光源30及びアライメント用光源40の光を透過し、後述する角膜変形検出用のLED50の光に対しての不透過の特性を持つ。CCDカメラ35に結像した像はモニタ36に表示される。

0016

40はアライメント用の赤外LEDであり、投影レンズ41を介して投影された赤外光はビームスプリッタ31により反射され、被検眼に正面より投影される。LED40により角膜頂点に形成された角膜輝点は、ビームスプリッタ31〜フィルタ34を介してCCDカメラに結像し、上下左右方向のアライメント検出に利用される。
45は固視投影用のLEDであり、LED45により照明された固視標46の光は投影レンズ47に通過した後、ビームスプリッタ33によって反射されて被検眼Eに向かう、検者は被検眼に固視標46を固視させた状態で測定を行う。

0017

50は角膜変形検出用の赤外LEDであり、LED50を出射した光はコリメータレンズ51により略平行光束とされて被検眼の角膜に投光される。角膜で反射した光は受光レンズ52、光源30及び光源40の光に対して不透過の特性を持つフィルタ53を通過した後、ビームスプリッタ54で反射し、ピンホール板55を通過して光検出器56に受光される。角膜変形検出用の光学系は、被検眼が所定の変形状態(偏平状態)のときに光検出器56の受光量が最大になるように配置されている。

0018

また、この角膜変形検出光学系は作動距離検出光学系の一部を兼ねており、LED50より投光され、角膜で反射した光はLED50の虚像である指標像を形成する。その指標像の光は、受光レンズ52、フィルタ53、ビームスプリッタ54を通過してPSDラインセンサ等の一次元位置検出素子57に入射する。被検眼(角膜)が作動距離方向に移動すると、LED50による指標像も一次元位置検出素子57条を移動するため、制御部20が一次元位置検出素子57から出力信号に基づいて作動距離情報を得る。

0019

以上のような構成を備える非接触式眼圧計において、その動作について説明する。
検者は、被検者の額が額当て部17に接するよう被検者に指示し、額当て部17に取付けられた脈波検出器60で被検者の額の脈波を測定する。被検者が額を2つの額当てゴム17aに当たるように位置させると、その中央部に位置する脈波検出器60にも額が接触するようになる。脈波検出器60は、額の押し当てにより後方へ移動するが、押し当て力を吸収するための圧縮バネ69により額方向に付勢されており、適度な力で額に接触する。これにより、脈波検出部周辺は虚血することなく、血液の流れは保持される。また、脈波検出器60は上下に傾斜する構造になっているので、額表面が上下方向に傾いていても、接触部64の前面が額面の傾斜に対応して接触する。さらに、接触部64材質弾力性のあるシリコーンゴムとしたことにより、額との密着性が良くなる。これらにより、受光部62への外乱の影響を少なくして、額からの反射光を安定して検出できる。

0020

被検者の顔を固定した後、検者はモニタ36に表示されるアライメント情報に基づいて測定部15を移動してアライメント調整する。CCDカメラ35により検出される指標像と、一次元位置検出素子57により検出される指標像がそれぞれ許容範囲になったときにアライメント完了信号が得られる。脈波の任意の位相位置と同期して測定する場合は、制御部20はその位相位置のタイミングを決定し、ソレノイド3を駆動する信号を出力して測定を実行する。ソレノイド3の駆動により、ピストン2が上昇して圧縮空気がノズル6かた被検眼角膜に向けて吹き付けられる。この空気の吹き付けにより、角膜は徐々に変形する。角膜が圧平状態に達したとき、光検出器56に最大光量が入射される。制御部20は光検出器56からの信号がピークを示した時の圧力センサ12からの圧力信号を得て、これを眼圧値に変換する。

0021

脈波ピークの位相位置に同期して測定する場合について説明する。脈波検出器60により検出された脈波の検出信号は、脈波検出処理回路28を経て制御部20に入力される。図6に示すように、制御部20は脈波信号を所定の時間幅Ts(例えば、3秒)で脈波信号Mを随時サンプリングしていき、サンプリング時間幅Tsにおける脈波信号Mの平均的なピークの周期Tpを得る。そして、この周期Tpに基づき、サンプリング時間幅Tsでの最終のピーク時刻t1から次のピークが来る時刻t2を予測し、測定タイミングSが決定される。このとき、アライメント完了信号Rが入力されていれば、ソレノイド3が駆動されてア圧縮空気がノズル6から噴射され、眼圧測定が行われる。

0022

ここで、通常は、脈波のピークで眼圧測定を行ったときに最も眼圧が高くなり、脈波のボトムで眼圧測定を行ったときに眼圧値が低くなるとされていた。ところが、本発明者らが複数の被検者について眼圧測定を行ったところ、必ずしも、脈波のピークで最も高い眼圧値が得られないことが分かった。そして、実験を重ねた結果、例えば、脈波ピークの立ち上がり(脈波信号レンベルが、所定の基準レベルを超えたとき)から脈波ピークまでの2点間の時間Tk(図6参照)が短い被検者ほど、脈波ピークの位相位置より早いタイミングで眼圧測定を行うことにより、最も高い眼圧値(眼圧ピーク)が得られることが分かった。時間Tkは年齢の若い被検者ほど短く、年配者になるほど長くなる傾向があった。脈波の波形形状の違いは、血管を流れる血流量の時間的な変化として表れ、血流速度が速い被検者ほど上記の時間Tkが短いと考えられる。そして、脈波の波形形状の違いによる眼圧変化のずれは、血流速度が速い被検者ほど、すなわち時間Tkが短いほど、脈拍変動が眼底から角膜へと速く伝わるため生じると考えられる。以下、脈波の波形変化に応じて測定タイミングを変更する例を説明する。

0023

図7において、3つの脈波M1,M2,M3は、周期Tpは何れも同じあるが、脈波ピークの立ち上がりから脈波ピークまでの時間がTk1,Tk2,Tk3と異なる。Tk1>Tk2>Tk3である。例として、Tk1は201ms以上の場合であり、Tk2は101ms〜200msの場合であり、Tk3は100ms以下の場合である。脈波M1のTk1の場合には、従来通り、ほぼ脈波ピークに眼圧ピークが来るとして、最後の脈波ピークから周期Tp後の時刻が測定タイミングSとして決定される。脈波M2のTk2の場合には、脈波ピークより早く眼圧ピークが来るとして、最後の脈波ピークから周期Tp×0.95後の時刻が測定タイミングSとして決定される。脈波ピークの立ち上がりから脈波ピークまでの時間が最も短い脈波M3のTk3では、Tk2の場合よりさらに早く眼圧ピークが来るとして、最後の脈波ピークから周期Tp×0.90後の時刻を測定タイミングSとして決定される。

0024

以上の説明では、脈波ピークの立ち上がりから脈波ピークまでの時間を3段階に分けて測定タミングを算出するものとしたが、もっと多くの段階に分けても良いし、連続的であっても良い。
また、脈波の波形変化を捉える部分は、図8に示すように、脈波ピークを挟んだ脈波ピークの立ち上がりから立ち下がりの2点間の時間Tk´としても良い。

発明を実施するための最良の形態

0025

また、本出願人による特開2002−102174号に記載されているように、測定タイミングの決定は、測定開始信号を出力してからソレノイドの駆動し、圧平検出までに時間Δtを要するときは、そのΔtの時間分だけ早めて測定開始信号を出力するタイミングとすると、より正確に眼圧測定を行える。このΔtは、平均的な時間を使用するほか、2回目以降の測定では、前に得られた結果を利用することができる。

図面の簡単な説明

0026

以上説明したように、本発明によれば、より信頼性の高い測定結果を得ることができる。

図1
非接触式眼圧計の外観略図である。
図2
脈波検出ユニットの構造を説明する図である。
図3
脈波検出ユニットの接触部の構造を説明する図である。
図4
流体噴射機構の側面概略構成、及び眼圧計の制御系の概略構成を示した図である。
図5
非接触式眼圧計の上方視光学系要部図である。
図6
脈波ピークの位相位置に同期して測定する場合について説明する図である。
図7
脈波の波形変化に応じて測定タイミングを変更する場合について説明する図である。
図8
脈波ピークを挟んだ脈波ピークの立ち上がりから立ち下がりの2点間について説明する図である。
【符号の説明】
1 シリンダ部
2 ピストン
3 ロータリーソレノイド
12 圧力センサ
18 脈波検出ユニット
20 制御部
28 脈動検出処理回路
35 CCDカメラ
36 モニタ
50 LED
56 光検出器
57 一次元位置検出素子
60 脈動検出器

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • 学校法人神奈川大学の「 色覚検査装置」が 公開されました。( 2019/06/24)

    【課題】検査中に被検者が観察する場所を切り替えるような煩雑な作業を行うことなく、検査精度の誤差を軽減することを課題とする。【解決手段】混色光Y’(R+G)と参照光Yとを対比して色覚異常を判定する色覚検... 詳細

  • 株式会社QDレーザの「 網膜走査型視力検査装置、網膜走査型視力検査システム、網膜走査型視力検査方法」が 公開されました。( 2019/06/24)

    【課題】網膜の視力を簡便に測定する。【解決手段】光線を出射する光源部と、画像を表示する表示部と、視標の画像を含む検査用画像データと、検査用画像データと対応付けられた光線の出力値と、を含む検査条件情報を... 詳細

  • 株式会社ニデックの「 眼科撮影装置」が 公開されました。( 2019/06/24)

    【課題】複数の光学系のうち2つ以上が機能または性能を良好に発揮できる眼科装置を提供すること。【解決手段】 眼科装置1は、OCT光学系100と、対物光学系をOCT光学系100と共用する前眼部撮影光学系... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ