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技術 非接触式眼圧計

出願人 株式会社トプコン
発明者 飯島博
出願日 2006年9月20日 (14年3ヶ月経過) 出願番号 2006-254093
公開日 2006年12月14日 (14年0ヶ月経過) 公開番号 2006-334435
状態 特許登録済
技術分野 眼の診断装置
主要キーワード 陥没状態 測定誤差量 装置本体ケース 補助マーク モニタ画 視野変化 マノメトリ 経験式
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (12)

課題

角膜の硬さに拘わらず常に正確な眼内圧を求めることのできる非接触式眼圧計を提供する。

解決手段

被検眼角膜Cに対して気流を吹き付けるノズル12と、角膜Cが所定の変形となったことを検出する角膜変形検出手段と、ノズル12の吹き付けにより変形した角膜状態を前記角膜変形検出手段により検出し、この検出情報を基にして角膜が圧平したときの眼圧値を算出する制御回路80とを備えた非接触式眼圧計において、ノズル12によって所定の圧力値の気流を角膜に吹き付けて角膜を陥没状態に変形させた際に、この陥没状態を撮像するCCDカメラ19を設け、このCCDカメラ19が撮像した陥没状態から角膜の硬さを求めるとともに、この硬さに基づいて前記眼圧値を補正する。

概要

背景

従来から、特開平3−118028号公報、特開平3−118029号公報や
特開平8−507463号公報等に記載されている非接触式眼圧計が知られている。

特開平3−118028号公報および特開平3−118029号公報に記載されている非接触式眼圧計は、角膜変形容易性を検出し、この容易性の検出に基づいて角膜圧平前に気流の吹き付けを停止して、被検者の負担を軽減するようにしたものである。

特開平8−507463号公報に記載の非接触式眼圧計は、角膜の厚みを算出して眼圧補正するようになっている。

概要

角膜の硬さに拘わらず常に正確な眼内圧を求めることのできる非接触式眼圧計を提供する。被検眼角膜Cに対して気流を吹き付けるノズル12と、角膜Cが所定の変形となったことを検出する角膜変形検出手段と、ノズル12の吹き付けにより変形した角膜状態を前記角膜変形検出手段により検出し、この検出情報を基にして角膜が圧平したときの眼圧値を算出する制御回路80とを備えた非接触式眼圧計において、ノズル12によって所定の圧力値の気流を角膜に吹き付けて角膜を陥没状態に変形させた際に、この陥没状態を撮像するCCDカメラ19を設け、このCCDカメラ19が撮像した陥没状態から角膜の硬さを求めるとともに、この硬さに基づいて前記眼圧値を補正する。

目的

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、角膜の硬さに拘わらず常に正確な眼内圧を求めることのできる非接触式眼圧計を提供することにある。

効果

実績

技術文献被引用数
1件
牽制数
0件

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請求項1

被検眼角膜に対して気流を吹き付ける気流吹付手段と、前記角膜が所定の変形となったことを検出する角膜変形検出手段と、前記気流吹付手段により変形した角膜状態を前記角膜変形検出手段により検出し、この検出情報を基にして角膜が圧平したときの眼圧値を算出する制御回路とを備えた非接触式眼圧計において、前記気流吹付手段によって所定の圧力値の気流を角膜に吹き付けて角膜を陥没状態に変形させた際に、この陥没状態を撮像する撮像手段を設け、この撮像手段が撮像した陥没状態から角膜の硬さを求めるとともに、この硬さに基づいて前記眼圧値を補正することを特徴とする非接触式眼圧計。

請求項2

撮像手段が撮像した角膜の陥没状態からその陥没量を演算する画像処理回路を備え、前記制御回路は、画像処理回路が演算した陥没量から角膜の硬さを演算するとともに、この硬さに基づいて前記眼圧値を補正することを特徴とする請求項1に記載の非接触式眼圧計。

請求項3

被検眼角膜に対して気流を吹き付ける気流吹付手段と、前記角膜が所定の変形となったことを検出する角膜変形検出手段と、前記気流吹付手段により変形した角膜状態を前記角膜変形検出手段により検出し、この検出情報を基にして角膜が圧平したときの眼圧値を算出する制御回路とを備えた非接触式眼圧計において、前記眼圧値を表示する表示手段と、前記気流吹付手段によって所定の圧力値の気流を角膜に吹き付けて角膜を陥没状態に変形させた際にこの陥没状態を撮像する撮像手段とを設け、前記制御回路は、撮像手段が撮像した陥没状態から角膜の硬さを演算してこの硬さを前記表示手段に表示させることを特徴とする非接触式眼圧計。

技術分野

0001

この発明は、気流角膜に吹き付けることにより角膜を変形させて眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。

背景技術

0002

従来から、特開平3−118028号公報、特開平3−118029号公報や
特開平8−507463号公報等に記載されている非接触式眼圧計が知られている。

0003

特開平3−118028号公報および特開平3−118029号公報に記載されている非接触式眼圧計は、角膜変形容易性を検出し、この容易性の検出に基づいて角膜圧平前に気流の吹き付けを停止して、被検者の負担を軽減するようにしたものである。

0004

特開平8−507463号公報に記載の非接触式眼圧計は、角膜の厚みを算出して眼圧を補正するようになっている。

発明が解決しようとする課題

0005

ところで、気流の圧力に対する角膜の変形量は、眼圧の他に角膜の硬さによってその変形量が異なってくる。このため、眼圧を正確に測定するには角膜の硬さを知る必要がある。

0006

しかしながら、前者の非接触式眼圧計にあっては、角膜変形の容易性を検出しているが、この容易性に基づいて眼圧値を補正する構成となっていない。このため、正確な眼圧値を求めることができないという問題があった。

0007

また、後者の非接触式眼圧計にあっては、角膜の厚みを算出して眼圧を補正しているが、角膜の厚さが同じでも角膜が軟らかい場合と硬い場合があり、内部眼圧(眼内圧)が同じであっても、この場合には、気流の圧力に対する角膜の変形量が異なることになる。このため、角膜の厚さで補正しても正確な眼内圧を求めることができないという問題があった。

0008

この発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、角膜の硬さに拘わらず常に正確な眼内圧を求めることのできる非接触式眼圧計を提供することにある。

課題を解決するための手段

0009

請求項1の発明は、被検眼角膜に対して気流を吹き付ける気流吹付手段と、前記角膜が所定の変形となったことを検出する角膜変形検出手段と、前記気流吹付手段により変形した角膜状態を前記角膜変形検出手段により検出し、この検出情報を基にして角膜が圧平したときの眼圧値を算出する制御回路とを備えた非接触式眼圧計において、
前記気流吹付手段によって所定の圧力値の気流を角膜に吹き付けて角膜を陥没状態に変形させた際に、この陥没状態を撮像する撮像手段を設け、
この撮像手段が撮像した陥没状態から角膜の硬さを求めるとともに、この硬さに基づいて前記眼圧値を補正することを特徴とする。

0010

請求項3の発明は、被検眼角膜に対して気流を吹き付ける気流吹付手段と、前記角膜が所定の変形となったことを検出する角膜変形検出手段と、前記気流吹付手段により変形した角膜状態を前記角膜変形検出手段により検出し、この検出情報を基にして角膜が圧平したときの眼圧値を算出する制御回路とを備えた非接触式眼圧計において、
前記眼圧値を表示する表示手段と、
前記気流吹付手段によって所定の圧力値の気流を角膜に吹き付けて角膜を陥没状態に変形させた際にこの陥没状態を撮像する撮像手段とを設け、
前記制御回路は、撮像手段が撮像した陥没状態から角膜の硬さを演算してこの硬さを前記表示手段に表示させることを特徴とする。

発明の効果

0011

角膜の硬さに拘わらず常に正確な眼内圧を求めることができる。

発明を実施するための最良の形態

0012

以下、この発明に係わる非接触式眼圧計の実施の形態である実施例を図面に基づいて説明する。

0013

[第1実施形態]
図1および図2において、本発明に係る装置Sは、被検眼Eの前眼部を観察するための前眼部観察系10、XY方向のアライメント検出および角膜変形検出のための指標光を被検眼Eの角膜Cに正面から投影するXYアライメント指標投影光学系20、被検眼Eに固視標を提供する固視標投影光学系30、XYアライメント指標光の角膜Cによる反射光受光して装置Sと角膜CのXY方向の位置関係を検出するXYアライメント検出光学系40、XYアライメント指標光の角膜Cによる反射光を受光し角膜Cの変形量を検出する角膜変形検出光学系50、角膜Cに斜めからZ方向のアライメント用指標光を投影するZアライメント指標投影光学系60、Zアライメント指標光の角膜Cによる反射光を前眼部観察光学系10の光軸に対して対称な方向から受光し装置Sと角膜CのZ方向の位置関係を検出するZアライメント検出光学系70を備えている。

0014

前眼部観察光学系10は、被検眼Eの左右に位置して前眼部をダイレクト照明する複数個の前眼部照明光源11、気流吹き付けノズル12、前眼部窓ガラス13、チャンバー窓ガラス14、ハーフミラー15、対物レンズ16、ハーフミラー17,18、CCDカメラ19を備え、O1はその光軸である。

0015

前眼部照明光源11によって照明された被検眼Eの前眼部像は、気流吹き付けノズル12の内外を通り、前眼部窓ガラス13、チャンバー窓ガラス14、ハーフミラー15を透過し、対物レンズ16により集束されつつハーフミラー17,18を透過してCCDカメラ19上に形成される。なお、前眼部窓ガラス13は、ノズル12内外の光束がCCDカメラ19上で結像するようパワーをもっている。

0016

XYアライメント指標投影光学系20は、赤外光出射するXYアライメント用光源21、集光レンズ22、開口絞り23、ピンホール板24、ダイクロイックミラー25、ピンホール板24に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レンズ26、ハーフミラー15、チャンバー窓ガラス14、気流吹き付けノズル12を有する。

0017

XYアライメント用光源21から出射された赤外光は、集光レンズ22により集束されつつ開口絞り23を通過し、ピンホール板24に導かれる。そして、ピンホール板24を通過した光束は、ダイクロイックミラー25で反射され、投影レンズ26によって平行光束となってハーフミラー15で反射された後に、チャンバー窓ガラス14を透過して気流吹き付けノズル12の内部を通過し、図3に示すようにXYアライメント指標光Kを形成する。図3においてXYアライメント指標光Kは、角膜Cの頂点Pと角膜Cの曲率中心との中間位置に輝点像Rを形成するようにして角膜表面Tで反射される。なお、開口絞り23は投影レンズ26に関して角膜頂点Pと共役な位置に設けられている。

0018

固視標光学系30は、可視光を出射する固視標用光源31、ピンホール板32、ダイクロイックミラー25、投影レンズ26、ハーフミラー15、チャンバー窓ガラス14、気流吹き付けノズル12を有する。

0019

固視標用光源31から出射された固視標光は、ピンホール板32、ダイクロイックミラー25を経て、投影レンズ26により平行光とされハーフミラー15で反射された後に、チャンバー窓ガラス14を透過し、気流吹き付けノズル12の内部を通過して被検眼Eに導かれる。被検者はその固視標を固視目標として注視することにより視線が固定される。

0020

XYアライメント検出光学系40は、気流吹き付けノズル12、チャンバー窓ガラス14、ハーフミラー15、対物レンズ16、ハーフミラー17,18、センサ41、XYアライメント検出回路42を有する。

0021

XYアライメント指標投影光学系20により角膜Cに投影され、角膜表面Tで反射された反射光束は、ノズル12の内部を通りチャンバー窓ガラス14、ハーフミラー15を透過し、対物レンズ16により集束されつつハーフミラー17でその一部が透過し、ハーフミラー18でその一部が反射される。ハーフミラー18で反射された光束は、センサ41上に輝点像R’1を形成する。センサ41はPSDのような位置検出可能な受光センサである。XYアライメント検出回路42は、センサ41の出力を基にして、装置Sと角膜Cの位置関係(XY方向)を公知の手段によって演算し、その演算結果をZアライメント検出補正回路74および制御回路80に出力する。

0022

一方、ハーフミラー18を透過した角膜Cによる反射光束は、CCDカメラ19上に輝点像R’2を形成する。CCDカメラ19はモニタ装置画像信号を出力し、図4に示すように、被検眼Eの前眼部像E’、XYアライメント指標光の輝点像R’2がモニタ装置の画面Gに表示される。なお、Hは図示しない画像生成手段によって生成されたアライメント補助マークである。

0023

さらに、ハーフミラー17によって反射された一部の光束は、角膜変形検出光学系(角膜変形検出手段)50に導かれ、ピンホール板51を通過してセンサ52に導かれる。センサ52はフォトダイオードのような光量検出の可能な受光センサである。

0024

Zアライメント指標投影光学系60は、赤外光を出射するZアライメント用光源61、集光レンズ62、開口絞り63、ピンホール板64、ピンホール板64に焦点を一致させるように光路上に配置された投影レンズ65を有し、O2はその光軸である。

0025

アライメント光源61を出射した赤外光は、集光レンズ62により集光されつつ開口絞り63を通過してピンホール板64に導かれる。ピンホール板64を通過した光束は、投影レンズ65によって平行光とされ角膜Cに導かれ、図5に示すように、輝点像Qを形成するようにして角膜表面Tにおいて反射される。なお、開口絞り63は投影レンズ65に関して角膜頂点Pと共役な位置に設けられている。

0026

Zアライメント検出光学系70は、結像レンズ71、Y方向にパワーを持ったシリンドリカルレンズ72、センサ73、Zアライメント検出補正回路74を有し、O3はその光軸である。

0027

Zアライメント指標投影光学系60によって投影された指標光の角膜表面Tにおける反射光束は、結像レンズ71によって集束されつつシリンドリカルレンズ72を介してセンサ73上に輝点像Q’を形成する。センサ73はラインセンサやPSDのような位置検出可能な受光センサである。センサ73からの情報はZアライメント検出補正回路74に導かれる。

0028

なおXZ平面内においては、輝点像Qとセンサ73は結像レンズ71に関して共役な位置関係にあり、YZ平面内においては、角膜頂点Pとセンサ73が結像レンズ71、シリンドリカルレンズ72に関して共役な位置関係にある。つまりセンサ73は開口絞り63と共役関係にあり(このときの倍率は、開口絞り63の像がセンサ73の大きさより小さくなるように選んである)、Y方向に角膜Cがずれたとしても角膜表面Tにおける反射光束は効率良くセンサ73に入射するようになる。また、Y方向に長いスリット光を投影することによっても効率は落ちるが同様な効果を得ることができる。

0029

ところで、本実施の形態では、図1に示したようにZ方向のアライメントを検出するための投影系受光系は、Zアライメント指標投影光学系60およびZアライメント検出光学系70であり、それぞれ一つずつ設けられている。このような構成において、XY方向のアライメントずれの影響を受けずにZ方向のアライメント検出を正確に行うために、XYアライメント検出回路42からのXYアライメント情報をZアライメント検出補正回路74に入力するようにしている。

0030

すなわち、図6(a)に示すように、角膜Cの位置がZ方向にΔZずれた場合、センサ73上で輝点像Q’の位置が ΔZ×sinθ×m だけ移動する。ここでθは軸O1と軸O2および軸O1と軸O3のなす角度、mはZアライメント光学系70の結像倍率である。角膜CがZ方向にずれただけであればセンサ73上での輝点像Q’の移動量から、角膜Cのずれ量は容易に算出できる。

0031

しかし、図6(b)に示すように、角膜Cの位置がX方向にΔXずれた場合もセンサ73上で輝点像Q’の位置が ΔX×cosθ×m だけ移動する。そこで、Z方向およびX方向にずれた場合は、Zアライメント検出補正回路74は、センサ73上での輝点像Q’の基準位置からのずれ量ΔQ’とXYアライメント検出回路42からのずれ量ΔXから、装置Sと角膜CのZ方向の位置関係(ずれ量ΔZ)を次の式1に基づいて演算し、その演算結果を制御回路80に出力する。

0032

ΔZ=(ΔQ’−ΔX×cosθ×m)/(sinθ×m) …(1)
そして検者は、図4に示したモニタ画面で前眼部像E’を観察しながら、輝点像R’2がアライメント補助マークHの中に入り、かつピントが合うように装置SをXYZ方向に手動で移動させ、アライメントの調整を行う。このとき、制御回路80はXYアライメント検出回路42およびZアライメント検出補正回路74の出力が所定範囲内に入った場合に、図示しない気流吹き付け手段を作動させ、気流吹き付けノズル12から角膜Cに向けて気流を吹き付け、そのときの角膜変形量を角膜変形検出光学系50によって検出する。

0033

いま、図7に示すように、ノズル12から吹き付けられる気流の圧力Pが増加していくと、角膜Cは図8の(イ)に示す状態から(ロ)に示すように圧平されていく。角膜Cが圧平されると、図7に示すように角膜変形検出光学系50のセンサ52の受光量が最大となる。さらに、気流の圧力Pが増加していくと、角膜Cは図8の(ハ)に示すように窪んでいき、センサ52の受光量が減少していく。そして、ノズル12からの気流の圧力Pが最大P1に達した後、気流の吹き付けが停止される。ノズル12から吹き付ける気流の圧力は、常に最大値P1まで到達するように設定されている。

0034

気流の吹き付けの停止により、角膜Cは復元していき、図8の(ニ)に示すように再度圧平状態を経て図8の(ヘ)に示すように元の状態へ戻る。センサ52の受光量は、図8の(ニ)に示す圧平状態のとき再度最大となり、この後減少していく。

0035

一方、制御回路80は、センサ52の受光量が最大となる時点t1と時点t2の間の時間(復帰時間)Tを測定するとともに時点t1における眼圧値Haを測定する。制御回路80は、その測定した時間Tに基づいて眼圧値Haを補正して真の眼内圧Htを求める。制御回路80は、角膜変形の復元時間を計時する計時手段と、計時手段が計時した復元時間から眼圧を補正する補正手段としての機能を有している。

0036

補正の方法は、復帰時間Tと、真の眼内圧Htと眼圧値Haとの測定誤差量との相関関係を例えば図9の表のように予め求めておき、この表から補正値を求めて補正を行う。この相関関係は、眼内に直接針を入れて測定するマノメトリーにより測定した真の眼内圧Htと、眼圧計によって測定した眼圧値Haと、角膜Cの圧平から陥没状態を経て再び圧平状態に復帰するまでの復帰時間Tとの関係を臨床実験によって求め、そして、復帰時間Tと、真の眼内圧Htと眼圧値Haとの測定誤差量との相関関係を求めるものである。

0037

図9の表は眼圧値15mmHgの場合を示すが、例えば0〜50mmHgの範囲で、眼圧値1mmHg毎に図9の表のようなテーブルを作成しておき、このテーブルをR0M等のメモリ(図示せず)に記憶させておく。

0038

このように、測定した眼圧値Haを復帰時間Tに基づいて補正するので、角膜Cの厚さや強靭さ等の全ての要因を含んだ角膜Cの硬さに拘わらず、常に正確な眼内圧を求めることができる。

0039

他の例として、オートケラトメータで調べた角膜曲率と超音波キメータで調べた中心角膜厚から、力学的な変形特性を利用して求められる角膜形状因子を計算し、この計算した角膜形状因子を基にして、視野変化の関係より求めた経験式により眼圧測定値を補正して眼内圧を求める方法が知られており、この方法によって求めた眼内圧を基にして補正するようにしてもよい。

0040

この場合も上記と同様に、眼圧計で求めた眼圧測定値と、その補正方法により算出された眼内圧値との誤差量と、角膜Cの圧平から陥没状態を経て再び圧平状態に復帰するまでの復帰時間Tとの相関関係を予め求めておき、この相関関係から補正値を求めて眼内圧を求める。

0041

上記実施形態では、ノズル12から吹き付ける気流の圧力は、常に最大値P1まで到達するように設定されているので、その気流の最大圧力の変動により復帰時間Tが変動してしまうことが防止され、このため、正確な眼内圧を求めることができる。

0042

また、上記実施形態では、図8の(ロ)の圧平から(ニ)の圧平状態に戻るまでの時間Tを復帰時間として測定してしいるが、気流の最大圧力によって変形した図8の(ハ)の状態から(ニ)の圧平状態に戻るまでの時間を復帰時間として測定してもよい。

0043

[第2実施形態]
図10は第2実施形態を示したものであり、この第2実施形態では、ノズル12から最大圧力が所定の値の気流を角膜Cに吹き付けて、角膜Cを図8に示すように変形させていく。そして、角膜Cが圧平したときの眼圧Hを測定し、気流が最大となったときの角膜Cの陥没をCCDカメラ19で捕らえ、画像処理回路200によってその陥没量を演算する。その陥没量から角膜Cの硬さ値を制御回路80によって算出し、この硬さ値で眼圧Hを補正して真の眼内圧力を求めるものである。なお、補正せずに、モニタ画面Gに眼圧Hとともに角膜の硬さを表示するようにしてもよい。

0044

図11は、アライメント調整を自動で行うようにした眼圧計の側面図である。図11において、100は電源が内蔵されたベースである。ベース100の上部には架台101がコントロールレバー102の操作により前後左右移動可能に設けられている。コントロールレバー102には手動スイッチ103が設けられ、この手動スイッチ103は手動モード(実施の形態1の場合は手動モードである)のときに用いられる。架台101の上部にはモータ104、支柱105が設けられている。モータ104と支柱105とは図示を略すピニオン・ラックにより結合され、支柱105はモータ104によって上下方向(Y方向)に移動される。支柱105の上端にはテーブル106が設けられている。

0045

テーブル106には支柱107、モータ108が設けられている。支柱107の上端にはテーブル109が摺動可能に設けられている。テーブル109の後端には、図示を省略するラック110が設けられている。モータ108の出力軸にはピニオン111が設けられ、ピニオン111はラック110に噛み合わされている。また、テーブル109の上部にはモータ112と支柱113とが設けられている。モータ112の出力軸にはピニオン114が設けられている。支柱113の上部には装置本体ケース115が摺動可能に設けられている。装置本体ケース115の側部にはラック116が設けられている。ラック116はピニオン114と噛み合わされている。なお、装置本体ケース115の内部には、図1および図2に示した光学系または図10に示す光学系が収納されている。

0046

モータ104,108,112は、前述の制御回路80から出力される制御信号によって制御される。そして装置本体ケース115は、モータ104に制御信号が出力されたときはY方向の移動が、モータ108に制御信号が出力されたときはX方向の移動が、モータ112に制御信号が出力されたときはZ方向の移動がそれぞれ制御され、これによって、アライメント調整が自動で行われる。

図面の簡単な説明

0047

この発明に係る非接触式眼圧計の光学系の平面配置図である。
図1の非接触式眼圧計の光学系の側面配置図である。
角膜に正面から照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
モニタの画面に表示された前眼部像を示す図である。
角膜に斜め方向から照射されたアライメント光束の反射の説明図である。
角膜の位置がずれた場合の光束の入反射関係を示す図であって、(a)は角膜がZ方向にずれた場合の説明図、(b)は角膜がX方向にずれた場合の説明図である。
センサの受光量と角膜の圧平と気流の圧力との関係を表したグラフである。
角膜の変化の状態を示した説明図である。
復帰時間と誤差と補正値との相関関係を示した表である。
第2実施形態の構成を示した説明図である。
オートアライメントを行う場合の機構を示した説明図である。

符号の説明

0048

12ノズル
19CCDカメラ(撮像手段)
50角膜変形検出光学系(角膜変形検出手段)
80制御回路
C 角膜

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