(57)【特許請求の範囲】
【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、
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。
【請求項２】
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に記載の眼科測定装置。
【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、
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構成を採用している。
【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、１６、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、ｐ２、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ｐ３’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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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