(57)【要約】【課題】  被検眼の眼圧測定に際し、1回目の測定では、圧が強い空気を吹きつける必要があり、被検者の負担が大きい。【解決手段】  非接触式眼科装置に対して、被検眼の眼圧の測定結果について統計データとして記憶する記憶手段と、該統計データに基づいて眼圧値の測定レンジを決める条件決定手段と、該条件決定手段で決めた測定レンジに応じて、被検眼に対して空気を吹き付ける流体噴出手段の制御条件を決定する制御条件の決定手段と、を配することとする。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮した空気を被検眼の角膜に向けて吹き付ける流体噴出手段と、角膜が変形した状態を検知して眼圧を測定する眼圧測定手段を有する非接触式眼科装置において、
前記眼圧の測定結果について統計データとして記憶する記憶手段と、
前記統計データに基づいて前記眼圧値の測定レンジを決める条件決定手段と、
前記条件決定手段で決めた前記測定レンジに基づいて前記流体噴出手段の制御条件を決定する制御条件の決定手段と、を有することを特徴とする非接触式眼科装置。
【請求項２】
前記統計データは、前記測定結果より得たヒストグラムに基づいて算出されることを特徴とする請求項１に記載の非接触式眼科装置。
【請求項３】
前記条件決定手段で決めた測定レンジを表示手段に表示させる表示制御手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の非接触式眼科装置。
【請求項４】
前記記憶手段は、前記統計データとして、測定結果のヒストグラム、平均値、及び標準偏差を記憶することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。
【請求項５】
前記記憶手段は、前記制御条件の決定手段により決定された条件の制御において得られた前記測定結果を記憶することを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。
【請求項６】
前記測定結果の信頼性の適否を判定する信頼性評価手段を更に有し、
前記信頼性評価手段が前記測定結果の信頼性が低く適当でないと判定した場合、前記記憶手段は前記測定結果についての前記統計データを記憶しないことを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。
【請求項７】
前記眼圧測定手段が前記眼圧を測定できなかった場合は、前記決定手段は、前記被検眼の次回測定時において、前記測定できなかった場合の測定レンジの上限値を変更して前記眼圧を改めて測定することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。 
【請求項８】
前記条件決定手段は測定された前記眼圧値と前記測定レンジの上限値との差を求め、前記差が所定の値よりも大きい場合には、前記被験眼における次回の眼圧の測定時において、前記眼圧値を測定した前回の測定結果をもとに前記測定レンジの上限値を変更することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。
【請求項９】
前記条件決定手段は前記測定レンジを指定する測定レンジ指定手段を有し、前記測定レンジ指定手段は前記記憶手段に記憶されている前記統計データに係る測定結果の数が一定の数以上になるまで、指定した前記測定レンジに対する指定を維持することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。 
【請求項１０】
前記記憶手段は、前記非接触式眼圧計の出荷時から前記統計データの複数のモデルを記憶しており、前記条件決定手段は前記複数のモデルから一のモデル選択し、選択した前記一のモデルに基づいて前記測定レンジを決めることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の非接触式眼圧計。 
【請求項１１】
前記流体噴出手段は、シリンダ内の空気を圧縮するピストンと、該ピストンの駆動を制御するソレノイドと、を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の非接触式眼科装置。
【請求項１２】
前記流体噴出の制御条件は、前記ソレノイドに流す電流値であることを特徴とする請求項１１に記載の非接触式眼科装置。
【請求項１３】
圧縮した空気を被検眼の角膜に向けて吹き付け、吹き付けによる角膜が変形した状態を検知して眼圧を測定する非接触式眼科装置の制御方法において、
前記眼圧の測定結果について統計データとして記憶する記憶工程と、
前記統計データに基づいて前記眼圧値の測定レンジを決める条件決定工程と、
前記条件決定工程で決めた前記測定レンジに基づいて前記圧縮した空気の吹き付け時の制御条件を決定する決定工程と、を有することを特徴とする非接触式眼科装置の制御方法。
【請求項１４】
請求項１１に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検眼に空気を吹付けたときの角膜変形検出信号から眼圧値を算出する非接触式眼科装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
眼科装置における非接触式眼圧計の多くは、ピストンがシリンダ内の空気を押し出し、空気室内で空気が圧縮され、その圧縮空気がノズルから噴出される構成となっている。ピストンの駆動には、初期トルクが強く、ストロークが長いという理由から、一般的にロータリーソレノイドが使用されている。そして、角膜を所定の状態まで変形させると、ソレノイドへの通電をオフする制御が行われている。しかし、ソレノイドへの通電をオフした後でも、ピストンは慣性力によりしばらく動き続ける。そのため、被検者に余分な空気を吹き付けて、余分な負担を与えている。この余分な空気を極力少なくするためには、ピストンの慣性力を少なくする必要がある。
【０００３】
一般的に健常眼の眼圧値は１０〜２０mmHgと言われているが、緑内障等の眼疾患を有する場合などでは２０mmHg以上の高眼圧になる。そのため、眼圧計では、０〜６０mmHg程度の幅広い測定レンジを有することが必要である。測定レンジの上限が高いほど、吹きつける空気の最大圧力を高くする必要があるため、ピストンの速度を速くしなければならない。よって、上限が高いほど、ピストンの慣性力が大きくなり、余分な空気を吹き付けてしまう。この問題を解決する方法として、特許文献１では、圧縮流体の最大圧力を複数段階設定できるようにし、測定した眼圧値情報により次の測定に必要な最大圧力を選択する方法が提案されている。また、特許文献２には、測定時の角膜変形検出信号の状態から次回に吹きつける空気の最大圧を設定する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６３−３００７４０号公報
【特許文献２】特許第３１６８０１４号公開公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、測定前に被検眼の眼圧値はわからない。そのため、前述した両先行技術においても、測定時の１回目は、吹きつける空気の圧が足りずに測定エラーとしないために、測定レンジ上の最大圧にて空気を吹きつける必要がある。よって、測定時の１回目については、被検者の負担が大きい問題は解決できていない。また、設置病院、例えば健康診断等の集団検診等を多く扱う病院の場合等によっては、測定回数が複数回の測定を繰り返して行なうことが許容されにくい場合も考えられる。その場合、前述の先行技術の効果はない、あるいは小さくなると考えられる。
【０００６】
本発明の目的は、測定時の１回目から吹きつける余分な空気が少なく、被検者の負担が少ない非接触式眼圧計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る非接触式眼科装置は、圧縮した空気を被検眼の角膜に向けて吹き付ける流体噴出手段と、角膜が変形した状態を検知して眼圧を測定する眼圧測定手段を有する非接触式眼科装置にであって、
前記眼圧の測定結果について統計データとして記憶する記憶手段と、
前記統計データに基づいて前記眼圧値の測定レンジを決める条件決定手段と、
前記条件決定手段で決めた前記測定レンジに基づいて前記流体噴出手段の制御条件を決定する制御条件の決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、測定結果の統計データをもとに測定レンジを決めることで、測定１回目から被検者の被検眼の特性、具体的には眼圧に合った圧力により空気を吹きつけることができ、多くの被検者の負担を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例での非接式眼圧計の構成図である。
【図２】ソレノイド電流値と噴出空気圧の関係図である。
【図３】実施例での非接式眼圧計のシステム構成図である。
【図４】測定レンジ上限値の決定方法の説明図である。
【図５】１回測定のときの測定フローである。
【図６】測定レンジを表示した測定画面図である。
【図７】Ｎ回測定のときのフローである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施例について、図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
本発明の一実施例に係る非接触式眼圧計の概略構成図を図１に示している。
まず、本眼圧計の光学系の説明を行う。測定用光源３７は、測定及び被検眼Ｅに対するアライメント兼用の近赤外ＬＥＤである。測定用光源３７の出射方向には、投影レンズ３６、ハーフミラー３５、ハーフミラー３２が配置されている。ハーフミラー３２からみてハーフミラー３５の反射方向には、被検者が固視するＬＥＤである固視用光源３８が配置されている。ハーフミラー３５からみてハーフミラー３２の反射方向には、リレーレンズ３１が配置されている。
【００１２】
被検眼Ｅの角膜Ｅｃに対向して、平行平面ガラス２０と対物レンズ２１の中心軸上にノズル２２が配置されている。その後方に空気室２３、観察窓２４、ダイクロイックミラー２５、プリズム絞り２６、結像レンズ２７、撮像素子２８が順次に配列されている。これらは被検眼Ｅに対する観察光学系の受光用光路及びアライメント検出用光路となっている。
【００１３】
平行平面ガラス２０、対物レンズ２１は対物鏡筒２９によって支持され、その外側には被検眼Ｅを照明する外眼照明光源３０ａ、３０ｂが配置されている。尚、説明の都合で外眼照明光源３０ａ、３０ｂは図面上下に記述しているが実際には紙面と垂直方向において光軸に対して対向して配置されている。
【００１４】
リレーレンズ３１からみてハーフミラー３２の入射方向には、アパーチャ３３、受光素子３４が配置されている。なお、アパーチャ３３は、所定変形時に測定用光源３７の角膜反射像が共役になる位置に配置され、受光素子３４と共に角膜Ｅｃが視軸方向に変形するときの変形検出受光光学系とされている。リレーレンズ３１は角膜Ｅｃが所定変形時にアパーチャ３３とほぼ同等の大きさの角膜反射像をアパーチャ３３の位置に結像するように設計されている。これら構成は、後述する演算処理部等を包含するシステム制御部と共に、本実施例における眼圧測定手段を構成する。
【００１５】
次に、本装置の空気を噴射するメカ機構の説明を行う。空気室２３内には、空気室の内圧をモニタするための圧力センサ４５、およびシリンダ４３からの圧縮空気を送り込む移送管４４が接続されている。シリンダ４３にはピストン４０が嵌合され、このピストン４０はソレノイド４２によって駆動されるようになっている。ソレノイド４２の回転運動は、ソレノイド４２とピストン４０の間に接続された、駆動レバー４１により、ピストン４０の直線運動に変換されている。ピストン４０がシリンダ４３内を高速に移動することにより、シリンダ４３内の空気が移送管４４を通って空気室２３に送られ、圧縮空気がノズル２２を通って被検眼Ｅに空気を噴射する機構となっている。なお、以上の圧縮した空気を被検眼の角膜に向けて吹き付けるための構成は、本実施例における流体噴出手段に対応する。
【００１６】
ここで、測定レンジを変更したときのソレノイドの制御方法について説明する。図２にソレノイドに流す電流値と噴出空気の圧の関係を示す。ソレノイドに流す電流値を３段階上げていくと、Ｉ０、Ｉ１、Ｉ２のような圧の空気が噴出され、吹きつける空気の最大圧が高くなっていく。よって、電流値を変更することで、測定レンジの変更を行う。なお、ここでは、ソレノイドの電流値を本実施例における流体噴出手段の制御条件として例示しているが、噴出空気の圧力を制御可能であれば、電圧、電流波形、等を制御条件として用いることも可能である。また、本実施形態ではピストン４０の駆動装置としてソレノイドを用いているが、ソレノイド以外の構成により行うことも可能である。この場合は当該構成を制御するパラメータが制御条件となる。
【００１７】
次に、図３に示す本装置のシステム構成の説明を行う。システム全体を制御しているシステム制御部１００は、各種デバイスとの入出力を制御する入出力制御部１０１、各種デバイスから得られたデータを演算する演算処理部１０２、プログラム、測定レンジ、測定で得られたデータを記憶するメモリ部１０３を有している。システム制御部１００は、被検眼Ｅに位置合わせを行うジョイスティック１０４、測定開始を行う操作スイッチ１０５、角膜反射像を受光する受光素子３４、空気室圧を測定する圧力センサ４５、前眼部像の観察を行う撮像素子２８と接続されており、それらから信号が入力されている。また、画面表示を行うLCDモニタ１０６、ピストンを駆動するソレノイド駆動回路１０７、光源をON・OFFを制御する光源駆動回路１０８、測定部の駆動を行うモータ駆動回路１０９と接続されており、それらに対して信号を出力している。
【００１８】
次に、本実施例における測定レンジの決定の詳細について、図４を用いて説明を行う。
図４は、ある設置場所において測定された、平均値が１５mmHgの眼圧値のヒストグラムを示す。横軸は眼圧値、縦軸は、頻度を示している。低眼圧用の３０mmHgまで測定できる測定レンジに決定した場合の上限のラインを図４（Ａ）上に示している。０〜２０mmHgの眼圧値の眼に比べて、２１〜３０mmHgの眼圧値の眼の割合が少ない。低眼圧用の測定レンジでは、２１〜３０mmHgの少ない人も測定可能とするために、０〜２０mmHgの多くの人に対して余分なエアを吹き付けてしまっている。このような場合は、測定レンジ上限を引き下げることによって、多くの人に対して吹きつける空気を従来と比べて少なくすることができ、負担を低減できる。
【００１９】
病院によって測定される眼圧値分布の特性に違いがある。例えば、コンタクトクリニックでは、２０mmHg以下の眼圧値の眼が多い。一方で、高眼圧緑内障患者の初診が多い病院では、高眼圧の眼圧値の眼が多いと考えられる。よって、病院ごとに最適な測定レンジの上限は異なる。本実施例では、設置病院の特性に合った測定レンジの上限を決定することを特徴としている。なお、この測定レンジの決定に際して、例えば病院等に応じた値を予め記憶しておき、これらを実際の測定時に選択する病院選択手段を配し、当該病院選択手段によりこの測定レンジの選択、決定を行なうことも好適である。
【００２０】
装置内に過去に測定された眼圧値のヒストグラムを記憶する。そして、ヒストグラムから、平均値と標準偏差の統計データを算出する。その統計データをもとに最適な測定レンジを決定する。レンジ上限値を平均値＋標準偏差として決定した場合の上限ラインを図４（Ｂ）上に示している。多くの人に対して測定可能で、かつ、上限が低い測定レンジにできていることがわかる。即ち、ヒストグラムは複数の測定値より得られ、統計データはヒストグラムより得られる平均値と標準偏差を含むものであり、流体噴出の制御条件は平均値に標準偏差を加えて得られるレンジ上限値を超えない条件として決定される。
【００２１】
本実施例の測定手順を説明する。測定に際しては、まず、位置合わせを行う。被検眼Ｅに固視用光源３８を固視させた状態で検者が測定開始スイッチ１０５を押す。測定開始スイッチ１０５が押されると眼圧測定用光源３７が点灯される。眼圧測定用光源３７からの光束は、投影レンズ３６によって平行光になり、ハーフミラー３２で反射し、リレーレンズ３１によりノズル２２内に一旦結像され、被検眼Ｅの角膜Ｅｃに照射される。角膜Ｅｃによってできた角膜輝点はプリズム絞り２６によって分割され、撮像素子２８で撮像される。撮像素子２８からの出力画像は、システム制御部１００が、文字、図形データと合成し、ＬＣＤモニタ１０６上に表示される。分割された角膜輝点の位置関係に基づいて、システム制御部１００は本体駆動モータ１１０を駆動し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸各方向の位置合わせを自動的に行う。なお、位置合わせは手動で行ってもよい。その場合検者はモニタ１０６に表示された角膜輝点を観察しながらジョイスティック１０４を操作し、ジョイスティック１０４の入力に基づいてシステム制御部１００が本体駆動モータ１１０を駆動する。角膜輝点の位置関係が規定の状態になると位置合わせが完了する。位置合わせが完了すると、眼圧測定を開始する。
【００２２】
まず、測定回数が１回の場合の眼圧測定を図５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ０１では、システム制御部１００がメモリ部１０３に格納されている測定レンジの上限値を読み出し、測定レンジを決定する。ステップＳ０２では、図６に示すようにシステム制御部１００がモニタ１０６に測定レンジを表示する。該システム制御部１００は、眼圧の測定結果について演算処理部１０２等を介して統計データを得る算出手段と、該統計データに基づいて記憶手段たるメモリ部１０３に記憶された眼圧値の測定レンジを決める条件決定手段から構成される。また、更に該条件決定手段にて決められた測定レンジに基づいて流体噴出手段の制御条件を決定する決定手段として機能する、モジュール領域各々を包含する。
【００２３】
ステップＳ０３では、システム制御部１００が、レンジ上限眼圧値を測定可能な空気を噴出させるようにソレノイドの制御条件を決定する。ステップＳ０４では、システム制御部１００がソレノイド４２を駆動し、ピストン４０によって圧縮空気がノズル２２から被検眼Ｅの角膜Ｅｃに向けて噴出する。空気室２３の圧力センサ４５で検出された圧力信号と受光素子３４からの受光信号をシステム制御部１００がメモリ部１０３へ格納する。システム制御部１００はメモリ部１０３に格納された情報に基づき、受光信号のピーク値とその時の圧力信号から眼圧値を算出する。算出された眼圧値はシステム制御部１００がモニタ１０６に表示する。
【００２４】
ステップ０５では、測定できたか、測定エラーとなったかの判定を行う。測定できた場合、Ｓ０６で、測定値の信頼度が高いか、低いかの判定を行う。この信頼度、即ち信頼性の適否については、システム制御部１００において測定値と測定レンジに基づいて決定されている測定値の好適レンジとの比較において該信頼性の適否を判定する信頼性評価手段として機能するモジュール領域により実行される。信頼度が高い場合、Ｓ０７で、メモリ部１０３に保存されているヒストグラムに測定値を追加する。
【００２５】
ここで、信頼度が低いと判定された場合には、当該統計データはメモリ１０３に記憶されず、フローはステップＳ０１に戻り、再度測定レンジの読み出し即ち上限値の変更と決定とが行なわれ、眼圧値の測定が実行される。なお、この測定レンジの再度の読み出しにおいて、測定された眼圧値と測定レンジの上限値との差を求め、この差が所定の値よりも大きい場合には、被験眼における次回の眼圧の測定時において、該眼圧値を測定した前回の測定結果をもとに測定レンジの上限値が変更される。
【００２６】
また、ステップＳ０５にて眼圧の測定ができなかったと判定された場合にも、フローはステップＳ０１に戻り、被検眼の次回測定時において、測定できなかった場合の測定レンジの上限値を変更した後、眼圧値の測定が再度実行される。
【００２７】
ステップＳ０８では、ヒストグラムの平均値と標準偏差を算出し、平均値+標準偏差の眼圧値を測定レンジの上限値とした測定レンジが決定され、その値がメモリ部１０３に格納され、終了する。また、ステップＳ０５で、測定エラーの場合は、測定レンジの上限値を標準偏差分高くして、ステップＳ０１から測定をやり直す。また、ステップＳ０６で信頼性が低く適当でないと判定した場合、測定結果をヒストグラムに追加せずに、ステップＳ０１から測定をやり直す。
【００２８】
次に、測定回数がＮ回の場合の測定手順を図７のフローチャートを用いて説明する。ステップ１０８までは、測定回数が１回と同様の手順で実施される。Ｓ１０８では、実行された測定回数が、決定した測定回数に達しているか判定する。測定回数に達していたら、Ｓ１０９で、ヒストグラムの平均値と標準偏差を算出し、平均値+標準偏差の眼圧値を測定レンジの上限値とした測定レンジが決定され、その値がメモリ部１０３に格納され、終了する。達していない場合は、Ｓ１１０で、測定した眼圧値が測定レンジ上限値に近い値か判定する。近い場合は、Ｓ１０１から、次の測定を開始する。近くない場合は、ステップＳ１１１で、測定された眼圧値をもとに測定レンジの上限値を引き下げて、ステップＳ１０１から次の測定を行う。また、ステップＳ１０５で、測定エラーの場合は、測定レンジの上限値を標準偏差分高くして、ステップＳ１０１から測定をやり直す。また、ステップＳ１０６で信頼性が低く適当でないと判定した場合、測定結果をヒストグラムに追加せずに、ステップＳ１０１から測定をやり直す。即ち、本例では、測定レンジを指定する測定レンジ指定手段として条件背一定手段に包含されるモジュール領域が更に配されている。該測定レンジ指定手段は、このように測定結果が好適でないと判定された場合、メモリ１０３に記憶されている統計データに係る測定結果の数が一定の数以上になるまで、指定した前記測定レンジに対する指定を維持する。
【００２９】
製品出荷直後には、装置内にヒストグラムのデータが蓄積されておらず、測定レンジが決まっていない。初期の測定レンジ決定方法として２つの手段を以下で説明する。１つ目の手段は、ユーザが測定レンジを指定し、その測定レンジで、指定した数の測定データが蓄積されるまで測定を行う。そして、指定した数のデータが蓄積されると、図５、又は、図７に示す、ヒストグラムから測定レンジを決定する測定シーケンスに移行する。２つ目の手段は、出荷時に、コンタクトクリニックや病院等での臨床で得られた、複数の場所でのヒストグラムデータを装置内に記憶させておき、ユーザが設置場所の条件に近いヒストグラムデータを初期データとして選び、測定を行う。また、設置病院がこれまでに蓄積していた、測定データを装置内に取り込み、初期データとしてもよい。即ち、この場合には、被接触眼圧計の出荷時から統計データの複数のモデルがメモリ１０３に記憶されており、条件決定手段はこれら複数のモデルから一のモデル選択し、選択したモデルに基づいて測定レンジを決めることとなる。
【００３０】
また、本実施例では、測定値のヒストグラムを記憶するとしたが、記憶領域の容量を小さくするために、測定値の数、平均値、標準偏差を記憶する形態にしてもよい。
【００３１】
なお、本実施例ではモニタ１０６が同じ装置として構成される態様を例示したが、これを本体とは分離可能に配置しても良い。即ち、前述した条件決定手段で決めた測定レンジについて、角膜像等の被検眼画像と併せて表示手段たるモニタ１０６に対して所定の様式に表示させる表示制御手段をシステム制御部１００に配することが好ましい。
以上が本実施形態における装置の構成である。
【００３２】
（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【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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