(57)【要約】  眼底撮影システムは、被験者の眼底部を撮影する眼底撮影カメラ本体部と、眼底部の撮影時に被験者の額部に当接する額当て部と、眼底部の撮影時に被験者の顎部に当接する顎受け部と、額当て部に設けられた第１脈波検出部と、被験者の額部以外の箇所の脈波を検出する第２脈波検出部と、眼底撮影カメラ本体部を制御する制御部とを備え、制御部は、第１脈波検出部によって検出された被験者の額部の脈波の位相と、第２脈波検出部によって検出された被験者の額部以外の箇所の脈波の位相とに基づいて、被験者の眼底部の脈波の位相を算出する位相算出部と、被験者の眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者の眼底部の撮影タイミングを制御する撮影タイミング制御部とを備える。
2019017255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の眼底部を撮影する眼底撮影カメラ本体部と、
眼底部の撮影時に被験者の額部に当接する額当て部と、
眼底部の撮影時に被験者の顎部に当接する顎受け部と、
前記額当て部に設けられた第１脈波検出部と、
被験者の額部以外の箇所の脈波を検出する第２脈波検出部と、
前記眼底撮影カメラ本体部を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記第１脈波検出部によって検出された被験者の額部の脈波の位相と、前記第２脈波検出部によって検出された被験者の額部以外の箇所の脈波の位相とに基づいて、被験者の眼底部の脈波の位相を算出する位相算出部と、
前記位相算出部によって算出された被験者の眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者の眼底部の撮影タイミングを制御する撮影タイミング制御部とを備える、
眼底撮影システム。
【請求項２】
前記第１脈波検出部は、額用脈波センサであり、
前記第２脈波検出部は、前記顎受け部に設けられ、被験者の顎部の脈波を検出する顎用脈波センサである、
請求項１に記載の眼底撮影システム。
【請求項３】
前記第１脈波検出部は、額用脈波センサであり、
前記第２脈波検出部は、被験者の血圧を測定する血圧測定部である、
請求項１に記載の眼底撮影システム。
【請求項４】
請求項１に記載の眼底撮影システムを用いた疾患発症リスク予測方法であって、
被験者の眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者の眼底部を撮影する撮影工程と、
前記所定タイミングと同一のタイミングで過去に撮影されたその被験者の眼底部を取得する取得工程と、
前記取得工程において取得されたその被験者の過去の眼底部に対する、前記撮影工程において撮影されたその被験者の眼底部の変化に基づいて、その被験者が疾患を将来発症するリスクを予測する予測工程とを含む、
疾患発症リスク予測方法。
【請求項５】
請求項１に記載の眼底撮影システムを用いた疾患発症リスク予測方法であって、
被験者の眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者の眼底部を撮影する撮影工程と、
患者が疾患を発症する前に前記所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部を取得する取得工程と、
前記撮影工程において撮影されたその被験者の眼底部と、前記取得工程において取得されたその患者の眼底部とに基づいて、その被験者が疾患を将来発症するリスクを予測する予測工程とを含む、
疾患発症リスク予測方法。
【請求項６】
請求項１に記載の眼底撮影システムを用いた疾患発症リスク予測方法であって、
被験者の眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者の眼底部を撮影する撮影工程と、
前記所定タイミングと同一のタイミングで過去に撮影されたその被験者の眼底部を取得する第１取得工程と、
患者が疾患を発症する前の第１時点に前記所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部を取得する第２取得工程と、
その患者が疾患を発症する前の、前記第１時点よりも後の第２時点に前記所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部を取得する第３取得工程と、
前記第１取得工程において取得されたその被験者の眼底部に対する、前記撮影工程において撮影されたその被験者の眼底部の変化と、前記第３取得工程において取得されたその患者の眼底部に対する、前記第２取得工程において取得されたその患者の眼底部の変化とに基づいて、その被験者が疾患を将来発症するリスクを予測する予測工程とを含む、
疾患発症リスク予測方法。
【請求項７】
額当て部を被験者の額部に当接させ、かつ、顎受け部を被験者の顎部に当接させる当接工程と、
前記額当て部に設けられた第１脈波検出部によって被験者の額部の脈波を検出し、第２脈波検出部によって被験者の額部以外の箇所の脈波を検出する検出工程と、
被験者の額部の脈波の位相と、被験者の額部以外の箇所の脈波の位相とに基づいて、被験者の眼底部の脈波の位相を算出する算出工程と、
前記算出工程において算出された被験者の眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者の眼底部の撮影タイミングを制御する制御工程とを含む、
眼底撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼底撮影システム、疾患発症リスク予測方法、および眼底撮影方法に関する。
本願は、２０１７年７月２１日に、日本に出願された特願２０１７−１４１６７７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、脈波センサを備える眼底撮影システムが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された眼底撮影システムでは、眼底撮影装置によって撮影される眼と同じ側の耳朶の脈波が、脈波センサによって検出される。また、耳朶の脈波に基づいて、眼底撮影タイミングが決定される。
また、脈波検出器を備える眼底カメラが知られている（例えば、特許文献２参照）。特許文献２に記載された眼底カメラでは、指先の脈波（指尖容積脈波）が脈波検出器によって検出される。また、キセノンランプが、指先の脈波のピークに同期して予め設定された回数だけ発光させられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２５４１０号公報
【特許文献２】特開２０１３−０００３６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、眼底部の脈波の位相と、耳朶の脈波の位相との間には、ずれ量が存在する。また、眼底部の脈波の位相と耳朶の脈波の位相とのずれ量は、被験者に応じて異なる。そのため、耳朶の脈波の位相のみに基づいて眼底部の脈波の位相が算出（推定）される場合には、眼底部の脈波の位相の算出精度（推定精度）を十分に向上させることができない。従って、特許文献１に記載された眼底撮影システムのように、眼底部の撮影タイミングを決定するための脈波として、耳朶の脈波のみが用いられる場合には、眼底部の撮影タイミングを適切に制御することができない。つまり、耳朶の脈波の位相に基づいて制御された眼底部の撮影タイミングが、所望の撮影タイミングからずれてしまうおそれがある。
同様に、眼底部の脈波の位相と、指先の脈波の位相との間には、ずれ量が存在する。眼底部の脈波の位相と指先の脈波の位相とのずれ量は、被験者に応じて異なる。そのため、指先の脈波の位相のみに基づいて眼底部の脈波の位相が算出される場合には、眼底部の脈波の位相の算出精度を十分に向上させることができない。従って、特許文献２に記載された眼底カメラのように、脈波センサとして、指先用の脈波検出器のみが用いられる場合には、眼底部の撮影タイミングを適切に制御することができない。つまり、指先の脈波の位相に基づいて眼底部の撮影タイミングが制御される場合に、その撮影タイミングが、所望の撮影タイミングからずれてしまうおそれがある。【０００５】
本発明は、上記問題を解決すべくなされたもので、その目的は、眼底部の撮影タイミングを適切に制御することができる眼底撮影システム、疾患発症リスク予測方法、および眼底撮影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施形態は、被験者の眼底部を撮影する眼底撮影カメラ本体部と、眼底部の撮影時に被験者の額部に当接する額当て部と、眼底部の撮影時に被験者の顎部に当接する顎受け部と、前記額当て部に設けられた第１脈波検出部と、被験者の額部以外の箇所の脈波を検出する第２脈波検出部と、前記眼底撮影カメラ本体部を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記第１脈波検出部によって検出された被験者の額部の脈波の位相と、前記第２脈波検出部によって検出された被験者の額部以外の箇所の脈波の位相とに基づいて、被験者の眼底部の脈波の位相を算出する位相算出部と、前記位相算出部によって算出された被験者の眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者の眼底部の撮影タイミングを制御する撮影タイミング制御部とを備える、眼底撮影システムである。【０００７】
本発明の一実施形態の眼底撮影システムでは、前記第１脈波検出部は、額用脈波センサであり、前記第２脈波検出部は、前記顎受け部に設けられ、被験者の顎部の脈波を検出する顎用脈波センサであってもよい。【０００８】
本発明の一実施形態の眼底撮影システムでは、前記第１脈波検出部は、額用脈波センサであり、前記第２脈波検出部は、被験者の血圧を測定する血圧測定部であってもよい。【０００９】
本発明の一実施形態は、上記のいずれかの眼底撮影システムを用いた疾患発症リスク予測方法であって、被験者の眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者の眼底部を撮影する撮影工程と、前記所定タイミングと同一のタイミングで過去に撮影されたその被験者の眼底部を取得する取得工程と、前記取得工程において取得されたその被験者の過去の眼底部に対する、前記撮影工程において撮影されたその被験者の眼底部の変化に基づいて、その被験者が疾患を将来発症するリスクを予測する予測工程とを含む、疾患発症リスク予測方法である。【００１０】
本発明の一実施形態は、上記のいずれかの眼底撮影システムを用いた疾患発症リスク予測方法であって、被験者の眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者の眼底部を撮影する撮影工程と、患者が疾患を発症する前に前記所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部を取得する取得工程と、前記撮影工程において撮影されたその被験者の眼底部と、前記取得工程において取得されたその患者の眼底部とに基づいて、その被験者が疾患を将来発症するリスクを予測する予測工程とを含む、疾患発症リスク予測方法である。【００１１】
本発明の一実施形態は、上記のいずれかの眼底撮影システムを用いた疾患発症リスク予測方法であって、被験者の眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者の眼底部を撮影する撮影工程と、前記所定タイミングと同一のタイミングで過去に撮影されたその被験者の眼底部を取得する第１取得工程と、患者が疾患を発症する前の第１時点に前記所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部を取得する第２取得工程と、その患者が疾患を発症する前の、前記第１時点よりも後の第２時点に前記所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部を取得する第３取得工程と、前記第１取得工程において取得されたその被験者の眼底部に対する、前記撮影工程において撮影されたその被験者の眼底部の変化と、前記第３取得工程において取得されたその患者の眼底部に対する、前記第２取得工程において取得されたその患者の眼底部の変化とに基づいて、その被験者が疾患を将来発症するリスクを予測する予測工程とを含む、疾患発症リスク予測方法である。【００１２】
本発明の一実施形態は、額当て部を被験者の額部に当接させ、かつ、顎受け部を被験者の顎部に当接させる当接工程と、前記額当て部に設けられた第１脈波検出部によって被験者の額部の脈波を検出し、第２脈波検出部によって被験者の額部以外の箇所の脈波を検出する検出工程と、被験者の額部の脈波の位相と、被験者の額部以外の箇所の脈波の位相とに基づいて、被験者の眼底部の脈波の位相を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された被験者の眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者の眼底部の撮影タイミングを制御する制御工程とを含む、眼底撮影方法である。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、眼底部の撮影タイミングを適切に制御することができる眼底撮影システム、疾患発症リスク予測方法、および眼底撮影方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態の眼底撮影システムの構成の一例を示す図である。
【図２】被験者の眼底部の撮影時における被験者と眼底撮影カメラ本体部との関係、被験者の額部と額当て部との関係、および、被験者の顎部と顎受け部との関係を示した図である。
【図３】図２に示す額当て部および顎受け部を図２の右側から見た図である。
【図４Ａ】拡散部が設けられる前の状態における額用脈波センサの正面図である。
【図４Ｂ】図４ＡのＶ１−Ｖ１線に沿った概略断面図である。
【図４Ｃ】拡散部が設けられた後の状態における額用脈波センサの正面図である。
【図４Ｄ】図４ＣのＶ２−Ｖ２線に沿った概略断面図である。
【図５】第１実施形態の眼底撮影システムによる眼底撮影方法において実行される処理を説明するフローチャートである。
【図６】第２実施形態の眼底撮影システムの構成の一例を示す図である。
【図７】第２実施形態の眼底撮影システムによる眼底撮影方法において実行される処理を説明するフローチャートである。
【図８】第１または第２実施形態の眼底撮影システムが適用された第１適用例の疾患発症リスク予測システムなどの構成の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照し、本発明の眼底撮影システム、疾患発症リスク予測方法、および眼底撮影方法の実施形態について説明する。
【００１６】
［第１実施形態］
図１は、第１実施形態の眼底撮影システム１の構成の一例を示す図である。
図１に示す例では、眼底撮影システム１が、眼底撮影カメラ本体部１１と、額当て部１２と、顎受け部１３と、制御部１５とを備えている。眼底撮影カメラ本体部１１は、被験者の眼底部を撮影する。眼底撮影カメラ本体部１１は、制御部１５に接続されている。眼底撮影カメラ本体部１１には、眼底撮影カメラ本体部１１を制御する信号が制御部１５から入力される。
【００１７】
図２は、被験者Ａの眼底部の撮影時における被験者Ａと眼底撮影カメラ本体部１１との関係、被験者Ａの額部Ａ１と額当て部１２との関係、および、被験者Ａの顎部Ａ２と顎受け部１３との関係を示した図である。
被験者Ａの眼底部の撮影時には、被験者Ａの額部Ａ１が額当て部１２に当接させられ、被験者Ａの顎部Ａ２が顎受け部１３に当接させられた状態で、眼底撮影カメラ本体部１１が、被験者Ａの眼底部を撮影する。
【００１８】
図１に示す例では、額用脈波センサ１２Ａが、額当て部１２に設けられている。額用脈波センサ１２Ａは、被験者Ａの額部Ａ１の脈波を検出する。額用脈波センサ１２Ａは、制御部１５に接続されており、被験者Ａの額部Ａ１の脈波の信号を制御部１５に出力する。
顎用脈波センサ１３Ａは、顎受け部１３に設けられている。顎用脈波センサ１３Ａは、被験者Ａの顎部Ａ２の脈波を検出する。顎用脈波センサ１３Ａは、制御部１５に接続されており、被験者Ａの顎部Ａ２の脈波の信号を制御部１５に出力する。
【００１９】
図３は、図２に示す額当て部１２および顎受け部１３を図２の右側から見た図である。図３に示す例では、額当て部１２が額用脈波センサ１２Ａを内蔵し、顎受け部１３が顎用脈波センサ１３Ａを内蔵している。詳細には、額用脈波センサ１２Ａが額当て部１２に埋設され、顎用脈波センサ１３Ａが顎受け部１３に埋設されている。顎用脈波センサ１３Ａは、例えば、額用脈波センサ１２Ａと同一の型式のものが用いられる。
被験者Ａの眼底部の撮影時に、被験者Ａの額部Ａ１が額当て部１２に当接すると、額用脈波センサ１２Ａは、被験者Ａの額部Ａ１に密着する。また、被験者Ａの眼底部の撮影時に、被験者Ａの顎部Ａ２が顎受け部１３に当接すると、顎用脈波センサ１３Ａは、被験者Ａの顎部Ａ２に密着する。
【００２０】
図４Ａ〜図４Ｄは、図３に示す額用脈波センサ１２Ａの構成の一例を示す図である。詳細には、図４Ａは拡散部１２Ａ５が設けられる前の状態における額用脈波センサ１２Ａの正面図である。図４Ｂは図４ＡのＶ１−Ｖ１線に沿った概略断面図である。図４Ｃは拡散部１２Ａ５が設けられた後の状態における額用脈波センサ１２Ａの正面図である。図４Ｄは図４ＣのＶ２−Ｖ２線に沿った概略断面図である。
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、額用脈波センサ１２Ａが反射型である。額用脈波センサ１２Ａは、例えば、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２と、受光素子１２Ａ３と、脈波センサ本体部１２Ａ４と、拡散部１２Ａ５とを有する。発光素子１２Ａ１、１２Ａ２は、被験者Ａに光を照射する。受光素子１２Ａ３は、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２から照射され、被験者Ａによって反射された光を受光する。また、受光素子１２Ａ３は、受光した光に基づく信号である脈波の信号を出力する。拡散部１２Ａ５は、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２と被験者Ａとの間に配置される。
【００２１】
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、図４Ａおよび図４Ｂに示すように、発光素子１２Ａ１は、受光素子１２Ａ３を隔てて発光素子１２Ａ２の反対側に配置されている。発光素子１２Ａ１の中心と受光素子１２Ａ３の中心との間隔、および、受光素子１２Ａ３の中心と発光素子１２Ａ２の中心との間隔は、例えば２．５４ｍｍである。
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２として、同一の型式の部品が用いられる。発光素子１２Ａ１、１２Ａ２は緑色ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。発光素子１２Ａ１、１２Ａ２から照射される光のピーク波長は、例えば５２０〜５７０［ｎｍ］である。受光素子１２Ａ３は、例えばフォトダイオードまたはフォトトランジスタである。
【００２２】
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、図４Ｃおよび図４Ｄに示すように、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２が、拡散部１２Ａ５によって覆われている。そのため、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２からの光は、拡散部１２Ａ５によって拡散させられた後に、被験者Ａに照射される。一方、受光素子１２Ａ３は、拡散部１２Ａ５によって覆われていない。そのため、被験者Ａからの光は、拡散部１２Ａ５によって拡散させられることなく、受光素子１２Ａ３によって受光される。
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２として、発光機能のみを有する素子が用いられ、受光素子１２Ａ３として、受光機能のみを有する素子が用いられる。他の例では、代わりに、発光素子１２Ａ１、１２Ａ２および受光素子１２Ａ３として、発光機能および受光機能の両方を選択的に有する素子（例えばＬＥＤ）を用いてもよい。この例では、それらの素子を発光素子として用いるか、あるいは、受光素子として用いるかが、適宜選択される。また、この例では、額用脈波センサ１２Ａの使用中に、それらの素子の機能を、発光機能から受光機能に切り替えたり、受光機能から発光機能に切り替えたりしてもよい。
図４Ａ〜図４Ｄに示す例では、額用脈波センサ１２Ａが、２個の発光素子１２Ａ１、１２Ａ２と、１個の受光素子１２Ａ３とを有するが、他の例では、額用脈波センサ１２Ａが、１個の発光素子と、１個の受光素子とを有してもよい。また、更に他の例では、額用脈波センサ１２Ａが、２個以外の任意の数の発光素子を有したり、１個以外の任意の数の受光素子を有したりしてもよい。
【００２３】
図１に示す例では、制御部１５が、眼底撮影カメラ本体部１１を制御する。制御部１５は、例えば、位相差算出部１５Ａと、位相算出部１５Ｂと、撮影タイミング制御部１５Ｆとを備えている。
【００２４】
位相差算出部１５Ａは、額用脈波センサ１２Ａによって検出された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相と、被験者Ａの眼底部の脈波の位相との差である位相差（＝（Lh-f−Lh-e）／ｖ＝（Tf−Te））を算出する。位相算出部１５Ｂは、位相差算出部１５Ａによって算出された位相差と、額用脈波センサ１２Ａによって検出された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相とに基づいて、被験者Ａの眼底部の脈波の位相を算出する。
【００２５】
被験者Ａの心臓から眼底部までの血管の実効距離をLh-eとし、脈波伝搬速度をｖとすると、心臓の駆出（拍出）から眼底部の血管までの所要時間（つまり、心臓から眼底部までの脈波の到達所要時間）は、Lh-e／ｖによって表される。
脈波伝搬速度ｖは、血圧や血管硬化度の影響を受けるため、未知数である。ただし、同一被験者同一時刻においては、脈波伝搬速度ｖを一定と見做すことができる。
実効距離Lh-eは、被験者Ａの身長、体重、性別、健康状態などから推定してもよい。
【００２６】
被験者Ａの心臓から額部Ａ１までの血管の実効距離をLh-fとし、被験者Ａの心臓から顎部Ａ２までの血管の実効距離をLh-cとすると、実効距離Lh-fは下記の式１によって表され、実効距離Lh-cは下記の式２によって表される。式１および式２において、αおよびβは比例定数である。
【００２７】
Lh-f＝Lh-e×α・・・（式１）
Lh-c＝Lh-e×α×β・・・（式２）
【００２８】
被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相と被験者Ａの顎部Ａ２の脈波の位相との差である位相差tdiffは、下記の式３Ａによって表される。
tdiff＝（Lh-f−Lh-c）／ｖ
＝（Lh-e×α−Lh-e×α×β）／ｖ
＝（Lh-e×α）（１−β）／ｖ
＝Lh-e×α×（１−β）／ｖ・・・（式３Ａ）
【００２９】
式３Ａを変形すると、下記の式３になる。
Lh-e／ｖ＝tdiff／α／（１−β）・・・（式３）
【００３０】
式３の右辺のうち、位相差tdiffは、額用脈波センサ１２Ａの検出結果と顎用脈波センサ１３Ａの検出結果とから得られる。また、比例定数αおよび比例定数βは、複数の被験者のデータから得られる定数である。従って、式３の左辺、つまり、被験者Ａの心臓から眼底部までの脈波の到達所要時間（Lh-e／ｖ）は、位相差tdiffと、比例定数αと、比例定数βと、式３とから得られる。
ただし、比例定数αおよび比例定数βは、被験者Ａの身長、体重、性別、健康状態などで補正可能としてもよい。
【００３１】
被験者Ａの額部Ａ１の脈波の特徴点を観測した時刻をTfとすると、被験者Ａの眼底部において脈波の特徴点が現れると推定できる時刻Teは、上記の式１の関係を用いることによって、下記の式４によって表される。
Te＝Tf＋（Lh-e−Lh-f）／ｖ
＝Tf＋（Lh-e−Lh-e×α）／ｖ
＝Tf＋（１−α）×Lh-e／ｖ・・・（式４）
【００３２】
撮影タイミング制御部１５Ｆは、位相算出部１５Ｂによって算出された被験者Ａの眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御する。
【００３３】
α＜１のとき、被験者Ａの額部Ａ１の脈波が、被験者Ａの眼底部の脈波に先行する。そのため、撮影タイミング制御部１５Ｆは、同一拍でトリガ可能である。つまり、撮影タイミング制御部１５Ｆは、特徴点が観測された被験者Ａの額部Ａ１の脈波と同一拍の被験者Ａの眼底部の脈波の特徴点に基づいて、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御することができる。
【００３４】
一方、α＞１のとき、被験者Ａの眼底部の脈波が、被験者Ａの額部Ａ１の脈波に先行する。そのため、撮影タイミング制御部１５Ｆは、脈波解析から、次拍でのトリガタイミングを推定してトリガをかける。つまり、撮影タイミング制御部１５Ｆは、特徴点が観測された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の次拍の被験者Ａの眼底部の脈波の特徴点に基づいて、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御する。脈拍が変動した場合は、トリガタイミングがずれることが予想できるので、制御部１５は、撮影失敗の可能性が高いことを告知してもよい。その場合、撮影タイミング制御部１５Ｆは、撮影タイミングの制御をもう一度行う。つまり、位相差算出部１５Ａが、位相差の算出を再度実行し、位相算出部１５Ｂが、被験者Ａの眼底部の脈波の位相の算出を再度実行し、その位相に基づいて、撮影タイミング制御部１５Ｆが、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを再度制御する。
【００３５】
図５は、第１実施形態の眼底撮影システム１による眼底撮影方法において実行される処理を説明するフローチャートである。
図５に示す例では、ステップＳ１において、制御部１５は、額当て部１２を被験者Ａの額部Ａ１に当接させ、顎受け部１３を被験者Ａの顎部Ａ２に当接させる事前準備が完了したか否かを判定する。事前準備が完了している場合には、ステップＳ２に進む。一方、事前準備が完了していない場合には、図５に示すルーチンを終了する。
ステップＳ２では、額用脈波センサ１２Ａが被験者Ａの額部Ａ１の脈波を検出し、顎用脈波センサ１３Ａが被験者Ａの顎部Ａ２の脈波を検出する。
次いで、ステップＳ３では、位相差算出部１５Ａが、位相差tdiffを用いることにより、額用脈波センサ１２Ａによって検出された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相と、被験者Ａの眼底部の脈波の位相との位相差（Tf−Te）を算出する。
次いで、ステップＳ４では、位相算出部１５Ｂが、被験者Ａの眼底部の脈波の位相を算出する。
【００３６】
次いで、ステップＳ５では、撮影タイミング制御部１５Ｆが、ステップＳ４において算出された被験者Ａの眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御する。
次いで、ステップＳ６では、眼底撮影カメラ本体部１１が、ステップＳ５において撮影タイミング制御部１５Ｆによって制御された撮影タイミングで、被験者Ａの眼底部を撮影する。
【００３７】
上述したように、図５に示す例では、被験者Ａの額部Ａ１の脈波と、被験者Ａの顎部Ａ２の脈波とに基づいて、被験者Ａの眼底部の脈波の位相が算出される。そのため、被験者Ａの１箇所のみの脈波に基づいて被験者Ａの眼底部の脈波の位相が算出される場合よりも、被験者Ａの眼底部の脈波の位相の算出精度を向上させることができる。その結果、被験者Ａの１箇所のみの脈波に基づいて被験者Ａの眼底部の脈波の位相が算出される場合よりも適切に被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御することができる。
また、図５に示す例では、被験者Ａの額部Ａ１以外の箇所の脈波を検出するために、顎受け部１３に設けられた顎用脈波センサ１３Ａが用いられる。そのため、上述した事前準備を煩雑にすることなく、被験者Ａの額部Ａ１以外の箇所の脈波を得ることができる。
【００３８】
［第２実施形態］
第２実施形態の眼底撮影システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の眼底撮影システム１と同様に構成されている。従って、第２実施形態の眼底撮影システム１は、後述する点を除き、上述した第１実施形態の眼底撮影システム１と同様の効果を奏することができる。
【００３９】
図６は、第２実施形態の眼底撮影システム１の構成の一例を示す図である。
上述したように、図１に示す例では、顎用脈波センサ１３Ａが顎受け部１３に設けられているが、図６に示す例では、顎用脈波センサが顎受け部１３に設けられていない。
代わりに、図６に示す例では、眼底撮影システム１が、血圧測定部１４を備えている。血圧測定部１４は、例えば被験者Ａの指部の血圧を測定し、被験者Ａの指部の連続血圧波形（脈波）を検出する。血圧測定部１４は、制御部１５に接続されており、被験者Ａの指部の脈波の信号を制御部１５に出力する。
【００４０】
上述したように、図１に示す例では、制御部１５が、位相差算出部１５Ａと、位相算出部１５Ｂと、撮影タイミング制御部１５Ｆとを備えている。一方、図６に示す例では、制御部１５が、位相差算出部１５Ｃと、位相算出部１５Ｄと、撮影タイミング制御部１５Ｆとを備えている。
【００４１】
位相差算出部１５Ｃは、額用脈波センサ１２Ａによって検出された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相と、被験者Ａの眼底部の脈波の位相との差である位相差（＝（Lh-f−Lh-e）／ｖ＝（Tf−Te））を算出する。位相算出部１５Ｄは、位相差算出部１５Ｃによって算出された位相差と、額用脈波センサ１２Ａによって検出された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相とに基づいて、被験者Ａの眼底部の脈波の位相を算出する。
【００４２】
被験者Ａの心臓から指部（血圧測定部１４による被測定部位）までの血管の実効距離をLh-fnとすると、実効距離Lh-fnは下記の式５よって表される。式５において、γは比例定数である。
【００４３】
Lh-fn＝Lh-e×α×γ・・・（式５）
【００４４】
被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相と被験者Ａの指部の脈波の位相との差である位相差tdiff2は、下記の式６Ａによって表される。
Tdiff2＝（Lh-f−Lh-fn）／ｖ
＝（Lh-e×α−Lh-e×α×γ）／ｖ
＝（Lh-e×α）（１−γ）／ｖ
＝Lh-e×α×（１−γ）／ｖ・・・（式６Ａ）
【００４５】
式６Ａを変形すると、下記の式６になる。
Lh-e／ｖ＝tdiff2／α／（１−γ）・・・（式６）
【００４６】
式６の右辺のうち、位相差tdiff2は、額用脈波センサ１２Ａの検出結果と血圧測定部１４の検出結果とから得られる。また、比例定数γは、複数の被験者のデータから得られる定数である。従って、式６の左辺、つまり、被験者Ａの心臓から眼底部までの脈波の到達所要時間（Lh-e／ｖ）は、位相差tdiff2と、比例定数αと、比例定数γと、式６とから得られる。
ただし、比例定数γは、被験者Ａの身長、体重、性別、健康状態などで補正可能としてもよい。
【００４７】
上述したように、被験者Ａの額部Ａ１の脈波の特徴点を観測した時刻Tfと、被験者Ａの眼底部において脈波の特徴点が現れると推定できる時刻Teとの関係は、上述した式４によって表される。
【００４８】
撮影タイミング制御部１５Ｆは、位相算出部１５Ｄによって算出された被験者Ａの眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御する。
【００４９】
図７は、第２実施形態の眼底撮影システム１による眼底撮影方法において実行される処理を説明するフローチャートである。
図７に示す例では、ステップＳ１において、図５のステップＳ１と同様の処理が実行される。事前準備が完了している場合には、ステップＳ１２に進む。一方、事前準備が完了していない場合には、図７に示すルーチンを終了する。
ステップＳ１２では、額用脈波センサ１２Ａが被験者Ａの額部Ａ１の脈波を検出し、血圧測定部１４が被験者Ａの指部の血圧を測定する（つまり、血圧測定部１４が被験者Ａの指部の脈波を検出する）。
次いで、ステップＳ１３では、位相差算出部１５Ｃが、位相差tdiff2を用いることにより、額用脈波センサ１２Ａによって検出された被験者Ａの額部Ａ１の脈波の位相と、被験者Ａの眼底部の脈波の位相との位相差（Tf−Te）を算出する。
次いで、ステップＳ１４では、位相算出部１５Ｄが、被験者Ａの眼底部の脈波の位相を算出する。
【００５０】
次いで、ステップＳ１５では、撮影タイミング制御部１５Ｆが、ステップＳ１４において算出された被験者Ａの眼底部の脈波の位相に基づいて、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御する。
次いで、ステップＳ１６では、眼底撮影カメラ本体部１１が、ステップＳ１５において撮影タイミング制御部１５Ｆによって制御された撮影タイミングで、被験者Ａの眼底部を撮影する。
【００５１】
上述したように、図７に示す例では、被験者Ａの額部Ａ１の脈波と、被験者Ａの指部の脈波とに基づいて、被験者Ａの眼底部の脈波の位相が算出される。そのため、被験者Ａの１箇所のみの脈波に基づいて被験者Ａの眼底部の脈波の位相が算出される場合よりも、被験者Ａの眼底部の脈波の位相の算出精度を向上させることができる。その結果、被験者Ａの１箇所のみの脈波に基づいて被験者Ａの眼底部の脈波の位相が算出される場合よりも適切に被験者Ａの眼底部の撮影タイミングを制御することができる。
また、図７に示す例では、被験者Ａの額部Ａ１以外の箇所の脈波を検出するために、例えば汎用の血圧測定部１４が用いられる。そのため、眼底撮影システム１を複雑にすることなく、被験者Ａの額部Ａ１以外の箇所の脈波を得ることができる。
【００５２】
［第１適用例］
図８は、第１または第２実施形態の眼底撮影システム１が適用された第１適用例の疾患発症リスク予測システム１００などの構成の一例を示す図である。
図８に示す例では、疾患発症リスク予測システム１００が、例えば第１または第２実施形態の眼底撮影システム１と、処理部２と、記憶部３と、取得部４と、通信部５とを備えている。処理部２は、例えば被験者Ａが疾患を将来発症するリスクの予測などを行う。記憶部３は、例えば眼底撮影システム１によって撮影された被験者Ａの眼底部のデータなどを記憶する。取得部４は、例えば処理部２の要求などに応じて、記憶部３、データサーバ２００などに記憶されているデータを取得する。通信部５は、例えばデータサーバ２００にアクセスするためにネットワークＮＷとの通信を行う。
【００５３】
図８に示す例では、第１時点に、眼底撮影システム１が、被験者Ａの眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングで被験者Ａの眼底部を撮影する。この「所定タイミング」とは、上述した撮影タイミング制御部１５Ｆによって制御された被験者Ａの眼底部の撮影タイミングである。第１時点に眼底撮影システム１が撮影した被験者Ａの眼底部のデータは、記憶部３に記憶される。
【００５４】
図８に示す例では、第１時点から所定期間が経過した後の第２時点に、眼底撮影システム１が、上述した所定タイミングと同一のタイミングで被験者Ａの眼底部を撮影する。第２時点に眼底撮影システム１が撮影した被験者Ａの眼底部のデータも、記憶部３に記憶される。
被験者Ａが疾患を将来発症するリスクを処理部２が予測する場合、取得部４は、処理部２の要求に応じて、記憶部３に記憶されている第１時点の被験者Ａの眼底部のデータと、第２時点の被験者Ａの眼底部のデータとを取得する。
処理部２は、第１時点の被験者Ａの眼底部に対する第２時点の被験者Ａの眼底部の変化に基づいて、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクを予測する。
【００５５】
図８に示す例では、第１または第２実施形態の眼底撮影システム１が用いられる。第１実施形態の眼底撮影システム１では、図５のステップＳ４において被験者Ａの眼底部の脈波の位相が高精度に算出され、ステップＳ５において被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが適切に制御される。第２実施形態の眼底撮影システム１では、図７のステップＳ１４において被験者Ａの眼底部の脈波の位相が高精度に算出され、ステップＳ１５において被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが適切に制御される。また、第１時点の被験者Ａの眼底部の撮影タイミングと、第２時点の被験者Ａの眼底部の撮影タイミングとが、被験者Ａの眼底部の脈波の１周期中の所定タイミングに一致させられる。そのため、第１時点の被験者Ａの眼底部の撮影条件と、第２時点の被験者Ａの眼底部の撮影条件とを一致させることができる。
また、図８に示す例では、第１時点の被験者Ａの眼底部に対する第２時点の被験者Ａの眼底部の変化（つまり、被験者Ａの眼底部の経年変化）に基づいて、被験者Ａが疾患を将来（つまり、第２時点以降に）発症するリスクが予測される。そのため、被験者Ａの眼底部の経年変化に基づくことなく、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクが予測される場合よりも、予測精度を向上させることができる。
【００５６】
［第２適用例］
第２適用例の疾患発症リスク予測システム１００は、図８に示す第１適用例の疾患発症リスク予測システム１００と同様に構成されている。つまり、第２適用例の疾患発症リスク予測システム１００は、図８に示す第１適用例の疾患発症リスク予測システム１００と同様に、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクの予測を行う。
【００５７】
第２適用例では、その疾患を発症した患者がその疾患を発症する前の第３時点に、上述した所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部のデータが、データサーバ２００に記憶されている。
また、第２適用例では、第３時点よりも後の第４時点に、眼底撮影システム１が、上述した所定タイミングと同一のタイミングで被験者Ａの眼底部を撮影する。第４時点に眼底撮影システム１が撮影した被験者Ａの眼底部のデータは、記憶部３に記憶される。
【００５８】
第２適用例では、被験者Ａがその疾患を将来発症するリスクを処理部２が予測する場合、取得部４は、処理部２の要求に応じて、データサーバ２００に記憶されている第３時点（つまり、発症前）の患者の眼底部のデータと、記憶部３に記憶されている第４時点の被験者Ａの眼底部のデータとを取得する。
処理部２は、第３時点に撮影された患者の発症前の眼底部と、第４時点の被験者Ａの眼底部とに基づいて、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクを予測する。
【００５９】
第２適用例では、第１または第２実施形態の眼底撮影システム１が用いられる。上述したように、第１または第２実施形態の眼底撮影システム１では、被験者Ａの眼底部の脈波の位相が高精度に算出され、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが適切に制御される。また、第４時点の被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが、第３時点の発症前の患者の眼底部の撮影タイミングに一致させられる。そのため、第４時点の被験者Ａの眼底部の撮影条件と、第３時点の発症前の患者の眼底部の撮影条件とを一致させることができる。
また、第２適用例では、第４時点の被験者Ａの眼底部と、第３時点の発症前の患者の眼底部とに基づいて（詳細には、第４時点の被験者Ａの眼底部と第３時点の発症前の患者の眼底部との一致点および相違点に基づいて）、被験者Ａが疾患を将来（つまり、第４時点以降に）発症するリスクが予測される。そのため、被験者Ａの眼底部と疾患を発症する前の患者の眼底部とが比較されることなく、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクが予測される場合よりも、予測精度を向上させることができる。
【００６０】
［第３適用例］
第３適用例の疾患発症リスク予測システム１００は、図８に示す第１適用例の疾患発症リスク予測システム１００と同様に構成されている。つまり、第３適用例の疾患発症リスク予測システム１００は、図８に示す第１適用例の疾患発症リスク予測システム１００と同様に、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクの予測を行う。
【００６１】
第３適用例では、その疾患を発症した患者がその疾患を発症する前の第５時点に、上述した所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部のデータが、データサーバ２００に記憶されている。
また、その疾患を発症した患者がその疾患を発症する前であって、第５時点よりも後の第６時点に、上述した所定タイミングと同一のタイミングで撮影されたその患者の眼底部のデータが、データサーバ２００に記憶されている。
【００６２】
第３適用例では、第７時点に、眼底撮影システム１が、上述した所定タイミングと同一のタイミングで、被験者Ａの眼底部を撮影する。第７時点に眼底撮影システム１が撮影した被験者Ａの眼底部のデータは、記憶部３に記憶される。
また、第７時点から所定期間が経過した後の第８時点に、眼底撮影システム１が、上述した所定タイミングと同一のタイミングで、被験者Ａの眼底部を撮影する。第８時点に眼底撮影システム１が撮影した被験者Ａの眼底部のデータも、記憶部３に記憶される。
【００６３】
第３適用例では、被験者Ａがその疾患を将来発症するリスクを処理部２が予測する場合、取得部４は、処理部２の要求に応じて、データサーバ２００に記憶されている第５時点（つまり、発症前）の患者の眼底部のデータと、第６時点（つまり、発症前）の患者の眼底部のデータとを取得する。また、取得部４は、記憶部３に記憶されている第７時点の被験者Ａの眼底部のデータと、第８時点の被験者Ａの眼底部のデータとを取得する。
処理部２は、第５時点に撮影された患者の発症前の眼底部に対する、第６時点に撮影された患者の発症前の眼底部の変化と、第７時点の被験者Ａの眼底部に対する第８時点の被験者Ａの眼底部の変化とに基づいて、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクを予測する。
【００６４】
第３適用例では、第１または第２実施形態の眼底撮影システム１が用いられる。上述したように、第１または第２実施形態の眼底撮影システム１では、被験者Ａの眼底部の脈波の位相が高精度に算出され、被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが適切に制御される。また、第８時点の被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが、第７時点の被験者Ａの眼底部の撮影タイミングに一致させられる。そのため、第７時点の被験者Ａの眼底部の撮影条件と、第８時点の被験者Ａの眼底部の撮影条件とを一致させることができる。
また、第３適用例では、第８時点の被験者Ａの眼底部の撮影タイミングが、第５時点および第６時点の発症前の患者の眼底部の撮影タイミングに一致させられる。そのため、第８時点の被験者Ａの眼底部の撮影条件と、第５時点および第６時点の発症前の患者の眼底部の撮影条件とを一致させることができる。
また、第３適用例では、第７時点の被験者Ａの眼底部に対する第８時点の被験者Ａの眼底部の変化（つまり、被験者Ａの眼底部の経年変化）と、第５時点の発症前の患者の眼底部に対する第６時点の発症前の患者の眼底部の変化（つまり、発症前の患者の眼底部の経年変化）とに基づいて（詳細には、被験者Ａの眼底部の経年変化と発症前の患者の眼底部の経年変化との一致点および相違点に基づいて）、被験者Ａが疾患を将来（つまり、第８時点以降に）発症するリスクが予測される。そのため、被験者Ａの眼底部の経年変化と発症前の患者の眼底部の経年変化とが比較されることなく、被験者Ａが疾患を将来発症するリスクが予測される場合よりも、予測精度を向上させることができる。
【００６５】
上述したように、本発明は生体情報を得る際の測定誤差を抑えるために、生体が発する信号それ自身を撮影タイミング制御に用いることで、情報収集時の生体活動の条件を容易に被験者内、被験者間で一定に整えるものである。本発明を組み込んだシステムを用いることで生体情報の測定精度が向上し、被験者の将来の脳心血管疾患発症など、疾患予測能を簡便に向上させることができる。
狭義には、眼底撮影の測定条件を定めることで、画像精度の向上を実現することができる。従来、瞳孔を散大させる薬剤の点眼を行わない状態での眼底写真（無散瞳眼底写真）を撮影する際には、暗室でフラッシュライトを用いて撮影しなければならないことから、その撮影タイミングを揃えることが難しく、血管の拍動によって動静脈径が定まらず、測定精度が低くなる原理的難点を抱えている。本発明の眼底撮影システムでは、撮影前段階から被験者の眼底部の脈波の変動をリアルタイムで捉えることができる。脈波信号は１拍ごとに上下する波形を描くため、本発明の眼底撮影システムでは、被験者の眼底部の脈波の波形の中で事前に定められたポイントに、あるいはそのポイントから一定の遅延時間経過後に、撮影タイミングを制御する。
【００６６】
このように、本発明の眼底撮影システムによる眼底写真撮影は、被験者にとって、通常の実地臨床における眼底写真撮影と何ら変わらない。また、撮影実施者にとっても、新たな装置を被験者に取り付けるなどの負担がかかることがなく、技術的に容易である。本発明の眼底撮影システムを用いることによって、眼底撮影の撮影タイミングが揃えられるため、拍動と共に増減する眼底動静脈径や内皮厚の測定条件を一定に整えることができる。その結果、被験者における動静脈の加齢、病気に伴う変化を高精度に取得することができる。また、同一被験者においては、投薬等の介入による測定値の微細な変化を鋭敏に捉えることができる。さらに、被験者の長期間の追跡によって、眼底撮影から得られる各種血管情報と予後との関連性を明らかにすることができ、予後予測に役立つ血管情報や撮影条件を確立することができ、次世代への検診、診療への導入が期待される。
【００６７】
心電図は、心筋の収縮と、体循環の起始部である上行大動脈への血管の拍出のタイミングを示す。しかし、眼底を含む眼部付近への血液脈波の到達時間（脈波伝搬時間）は個人差が大きいため、心電図と同期させるだけでは、眼底部の血管の脈動の状態を高精度に推定することはできない。特に、脈波伝搬時間は、血圧と正の相関が高いことが知られている。血圧は心拍ごとに呼吸などの影響を受け、脈波伝搬時間は血圧以外の多因子の影響を受けて変動する。従って、同一被験者においても、心電図情報のみから眼底部の撮影タイミングを高精度に制御することは困難である。
【００６８】
従来においては、網膜動脈の梗塞巣の発見など、疾患の検出にかかわる試みが行われてきた。一方、本発明では、例えば眼底カメラで可視化される眼底動脈の内膜中膜肥厚を計測したり、老廃化合物の血管内沈着やそれに伴う微小プラークの形成や血液の乱流、あるいは、細動脈の血管フロー計測の条件を整えたりすることによって、被験者が将来、脳卒中などの循環器疾患を発症するかどうかを高精度に予測することができる。すなわち、本発明では、血圧、血糖値などの古典的な疾患予測因子に匹敵する、あるいは凌駕するような新しい動脈硬化、循環器疾患リスクマーカーを同定することができる。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。上述した各実施形態に記載の構成を組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１…眼底撮影システム、１１…眼底撮影カメラ本体部、１２…額当て部、１２Ａ…額用脈波センサ、１２Ａ１…発光素子、１２Ａ２…発光素子、１２Ａ３…受光素子、１２Ａ４…脈波センサ本体部、１２Ａ５…拡散部、１３…顎受け部、１３Ａ…顎用脈波センサ、１４…血圧測定部、１５…制御部、１５Ａ…位相差算出部、１５Ｂ…位相算出部、１５Ｃ…位相差算出部、１５Ｄ…位相算出部、１５Ｆ…撮影タイミング制御部、Ａ…被験者、Ａ１…額部、Ａ２…顎部、１００…疾患発症リスク予測システム、２…処理部、３…記憶部、４…取得部、５…通信部、２００…データサーバ、ＮＷ…ネットワーク
【図１】
2019017255.tif 000003
【図２】
2019017255.tif 000004
【図３】
2019017255.tif 000005
【図４Ａ】
2019017255.tif 000006
【図４Ｂ】
2019017255.tif 000007
【図４Ｃ】
2019017255.tif 000008
【図４Ｄ】
2019017255.tif 000009
【図５】
2019017255.tif 000010
【図６】
2019017255.tif 000011
【図７】
2019017255.tif 000012
【図８】
2019017255.tif 000013
【国際調査報告】
2019017255.tif 000014
2019017255.tif 000015