(57)【要約】      （修正有）【課題】角膜の弾性変形によって生じるカウンタ圧力を考慮した頑な威圧を測定するための新しい眼分析システムを提供すること。【解決手段】眼（０２）の内圧を測定するための眼分析システムに関し、ａ）角膜（０３）を非接触で変形させる作動装置（０４）と、ｂ）角膜の前記変形を観察および記録することができる観察システム（２０，２１）と、ｃ）観察システム（２０，２１）からの画像情報から眼内圧を求めることができる分析装置（２４）とを備え、  変形していないおよび／または変形している角膜（０３）の少なくとも一部の分割画像を、前記観察システム（２０，２１）を使用して記録することができることを特徴とする眼分析システム。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）角膜（０３）を非接触で変形させる作動装置（０４）と、
ｂ）角膜の前記変形を観察および記録することができる観察システム（２０，２１）と、
ｃ）観察システム（２０，２１）からの画像情報から眼内圧を求めることができる分析装置（２４）とを備えた眼（０２）の内圧を測定するための眼分析システムであって、
変形していないおよび／または変形している角膜（０３）の少なくとも一部の分割画像を、前記観察システム（２０，２１）を使用して記録することができることを特徴とする眼分析システム。
【請求項２】
角膜（０３）の分割画像から前記分析装置（２４）において角膜（０３）の厚さを求めることを特徴とする、請求項１に記載の眼分析システム。
【請求項３】
角膜（０３）の分割画像から前記分析装置（２４）において角膜（０３）の曲率を求めることを特徴とする、請求項１に記載の眼分析システム。
【請求項４】
角膜（０３）の分割画像から前記分析装置（２４）において、角膜の弾性の尺度として、角膜（０３）の光分散を求めることを特徴とする、請求項１に記載の眼分析システム。
【請求項５】
光分散から求めた角膜の厚さおよび／または角膜の曲率および／または角膜の弾性を、眼内圧を求める上での影響力のある要因として考慮することを特徴とする、請求項２から４の何れか１項に記載の眼分析システム。
【請求項６】
変形した角膜（０３）の分割画像、特に角膜の連続した分割画像から、分析装置において、眼内圧を求めることを特徴とする、請求項１から５の何れか１項に記載の眼分析システム。
【請求項７】
前記観察システム（２０，２１）は、角膜にスリット光を照らすために使用することができるスリットプロジェクタと協働し、観察システムによって記録される分割画像が、スリットプロジェクタによって照らされる画像面に位置することを特徴とする、請求項１から６の何れか１項に記載の眼分析システム。
【請求項８】
前記観察装置（２０，２１）は、スプリットプロジェクタによって照らされた画像面において、角膜の少なくとも一部を記録することができる記録装置（２０）を備えていることを特徴とする、請求項７に記載の眼分析システム。
【請求項９】
少なくとも１つの対象物（２１）が角膜（０３）と記録装置（２０）の間に配置され、記録装置によって、スリットプロジェクタ（１６）によって照射された角膜の画像面が、記録装置（２０）の記録面に映し出される、請求項８に記載の眼分析システム。
【請求項１０】
スリットプロジェクタ（１６）によって照射された角膜の画像面、角膜（０３）と記録装置（２０）の間に配置された対象物の対称面、および、記録装置（２０）の記録面が、角膜の画像面が記録装置（２０）の記録面にScheimpflug条件で映し出されるような角度で配置されている、請求項９に記載の眼分析システム。
【請求項１１】
気体媒体特に空気のパルス状の流れが、作動装置（０４）を使用して角膜の表面に適用されて角膜（０３）を変形させる、請求項１から１０の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項１２】
検査する目に向けられたノズル孔を備えた少なくとも部分的に透明な圧力チャンバが作動装置に設けられて、圧力チャンバ（０５）の圧力を高めることによって、目に向けられたパルス状の流れが生成される、請求項１１に記載の眼分析システム。
【請求項１３】
前記パルス状の流れの強さを直接的または間接的に測定するセンサ（０５）が圧力チャンバ内またはそれに接して設けられている請求項１２に記載の眼分析システム。
【請求項１４】
スリットプロジェクタ（１６）によって生成される光線の光路は、角膜に当たるとき、気体媒体のパルス状の流れの長手方向と同軸である、請求項１１から１３の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項１５】
スリットプロジェクタ（１６）によって生成される光線の光路は、作動装置（０４）を通過し、作動装置（０４）は光線の光路の通過点において凹部（０６）を有し、または、透明な材料によって作製されている請求項１１から１４の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項１６】
スリットプロジェクタ（１６）によって生成される光線の光路は、ノズル孔を通過する請求項１５に記載の眼分析システム。
【請求項１７】
偏向装置が圧力チャンバ（０５）のノズル孔の前および／または後に設けられ、それによってスリットプロジェクタの光線の光路がノズル孔を通過するように誘導される、請求項１１から１４の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項１８】
記録装置（２０）が高速記録装置として形成され、それによって複数の分割画像が角膜（０３）の変形間における一連の画像として記録することができる請求項１から１７の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項１９】
ビデオセンサが記録装置（２０）に設けられ、それによって角膜（０３）の変形が観測・記録され、ビデオセンサが対応する画像データをビデオ信号の形で再生する、請求項１から１８の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項２０】
ビデオセンサがデジタル形式またはそれに変換されて生成される請求項１９に記載の眼分析システム。
【請求項２１】
ビデオセンサがＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップの形で形成される、請求項２０に記載の眼分析システム。
【請求項２２】
ビデオセンサが少なくとも一本の線走査カメラによって形成されている、請求項１９から２１の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項２３】
ビデオセンサが平行かつ等間隔に配置された複数の線走査カメラから形成されている、請求項２２に記載の眼分析システム。
【請求項２４】
ビデオセンサが面走査カメラから形成されている請求項１９から２１の何れか1項に記載の眼分析システム。
【請求項２５】
検査する目の位置を矯正するための調整カメラ（１０）が備えられている、請求項１から２４の何れか1項に記載の眼分析システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、目の眼内圧を測定する眼分析システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
眼内圧の高まりによって深刻な健康上の欠陥が引き起こされる。特に、眼内圧の高まりによって視神経が損傷され、視界の制限をともなういわゆる緑内障を引き起こす。
【０００３】
眼内圧を調べる３つの基本的な方法が知られている。即ち、押圧による眼圧測定、圧平眼圧測定、および、非接触眼圧測定である。押圧による眼圧測定は、公知の重さが付加された金属スタンプによって生じる角膜の圧入可能な深さを測定する。同一の重さでは、圧入可能性は眼圧に反比例し、即ち、圧入可能性が大きいと、眼内圧は小さく、その逆も言える。押圧による眼内圧測定の問題点は、測定器の配置および金属スタンプの押圧は、眼内圧を増加させるので、測定された圧力は実際の眼内圧と正確には一致しない点にある。更に、患者の角膜にスタンプを置くことは患者にとってストレスがかかりやすい。
【０００４】
更に、いわゆる圧平眼圧測定は、眼内圧測定として知られており、その測定は圧平の原理を適用して行われる。圧平の原理はIngbertの法則に始まる。Ingbertの法則では、液体を満たした球状のコンテナにおける圧力は、この球状のある表面を平らにするカウンタ圧力に一致すると述べている。眼内圧はこの法則に基づいて２つの異なる方法によって測定することができる。１つの方法によると、一定の重さを伴った眼圧測定器を使用して、平らになった表面を測定する。この測定方法によると、一定の寸法の公知の表面を平らにするに必要な力を使用する。Perkinsの圧平眼圧測定器が知られており、プラスチックシリンダからなっており、その下部の平らな面にはグラデーションが設けられている。蛍光性液体を結膜嚢に染み込ませた後、圧平された角膜表面の直径が、グラデーションの大きさを光学的に測定することによって決定される。この場合には、一定の力によって眼内圧が決定される。
【０００５】
更に、一定の寸法の圧平された表面の法則にしたがって操作する圧平眼圧測定方法が知られている。この場合においては、ガラスプリズムの四辺形のベースを使用して角膜が平らにされる。目の上のプリズムの圧力を、角膜の平らな円領域がプリズムのベースの４つの側面と同一レベルになるまで強くして眼内圧を測定する。圧平眼内圧測定器の問題点は、作動部による角膜の変形の結果として、かなりのストレスが患者に生じる点にある。
【０００６】
いわゆる非接触眼圧測定は、変形具との接触によって生じるストレスを避けるために開発された。これらの非接触眼圧測定器においては、接触することなく角膜を変形させるために作動部が設けられる。このため、例えば圧縮空気の一吹きが生成されて、角膜に指向される。公知の非接触眼圧測定においては、光軸に沿って目に圧縮空気の吹きつけが行われ、それによって角膜が次第に平らになり、ついにはへこむ。角膜の変形を測定するために、斜めに入射する平行光線の束が角膜に指向され、角膜によって反射した光が測定信号として測定される。このために、反射光が例えば光センサによって捕捉される。光センサによって測定された光の強さが空気流によって生じた角膜の圧平の関数として変化する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
公知の測定方法における問題点は、眼内圧を測定するときに、角膜の弾性変形によって生じるカウンタ圧力が考慮されない点にある。これは以下の理由による。即ち、角膜自体が硝子体の上に弾性膜のように引き伸ばされるので、眼内圧の測定間に変形のために一定の力が必要であり、その力が測定結果に誤って含まれてしまう。角膜の特性特に厚さおよび弾性がある範囲内で変化するので、この誤って含まれる力は患者によって大きさが異なる。
【０００８】
先行技術から始まり、この発明の目的は、先行技術の上述した問題点を回避することができる、眼内圧を測定するための新しい眼分析システムを提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の目的は、請求項１に記載の分析システムによって達成される。
この発明の好ましい実施態様は、従属請求項による特徴である。
【００１０】
この発明の眼分析システムは、角膜の分割画像を角膜の変形の前、後、その途中において記録するという基本的な考え方に基づいており、分割画像は、交差面における角膜の状態を示す。これらの分割画像は、適切な画像処理方法によって分析装置において分析され、角膜の状態に関する更なる情報を提供し、眼内圧を求めるときに考慮することができる。
【００１１】
角膜の厚さは測定値、従って、眼内圧の測定結果に重要な影響を及ぼす。その理由は下記の通りである。即ち、弾性的に変形可能な膜としての角膜は、作動装置によって加えられる変形力に対して、眼内圧そのものに依存しない従って眼内圧の測定を誤認させるカウンタフォースで応じる。従って、角膜の厚さが角膜の分割画像から求められれば特に有利である。角膜の公知の弾力特性を考慮すると、弾性変形間に角膜によって加えられるカウンタフォースは、角膜の厚さから推定することができ、眼内圧を求める際に、影響を及ぼす要因として考慮する。  
【００１２】
影響を及ぼす要因としての角膜の厚さを決定するために、角膜の曲率を角膜の分割画像から求めることができる。角膜の曲率は更に測定結果に影響を及ぼし、眼内圧を求める際に考慮すべきである。
【００１３】
更に、角膜の分割画像から角膜の光散乱を決定することができる。角膜の光散乱は、角膜の弾力特性と特定の関係があり、従って角膜の弾力性は光散乱から求めることができる。
【００１４】
眼内圧そのものを測定し、そして、分析システムで求めるために、どの測定方法を使用するかは基本的には任意である。このために、例えば、公知の反射光方法を使用することができる。そこでは、この発明によって記録された分割画像を、例えば、角膜の弾性変形によって生成する影響を補正するために使用することができる。しかしながら、眼内圧が変形した角膜の分割画像の記録から求めることができれば更に有利である。これら分割画像の記録は、作動装置によって生じた角膜の変形を非常に正確に示し、従って、眼内圧を求めるのに必要な画像情報を含んでいる。例えば、角膜の変形間、複数の分割画像が一連の画像として連続的に記録され、角膜の最大の変形を伴った分割画像を、つづく画像分析において抽出することができる。角膜の厚さを考慮して、最大の変形を伴った角膜の画像から、眼内圧を求めることができる。
【００１５】
角膜の分割画像記録を得るために使用する装置は、基本的にはどのようなものでもよい。測定システムが光スリットを角膜上に照射するスリットプロジェクタからなっているときは、特に好ましくない。このタイプのスリットプロジェクタは眼科診療から公知である。スリットプロジェクタの必須の原理は、次の事実に基づいている。即ち、前眼房の屈折媒体は透明でなく、特に可視光短波長部においてかなりの散乱が屈折媒体で起こる。その結果、横から見たときに、焦点を合わせた光線、この場合においては照射された光スリットであり、眼の光学的媒体を通る光線は、眼の構造特に角膜を、分割画像として可視にする。その理由は次の通りである。即ち、異なる材料を通る、特に角膜を通る光路上で異なる強さで光が散乱するからである。スリット形状の光線は、断面における眼本体を通る画像面を生じ、その結果、観察システムを使用して記録される分割画像は特に光スリットによって形成されるこの画像面に位置する。
【００１６】
光スリットによって照らされた分割画像を記録するために、観察システムは、スリットプロジェクタによって照らされる画像面が少なくとも部分的に記録できるように配置された記録装置を備えるべきである。
【００１７】
画像の品質を高めるために、少なくとも１つの対象物、即ち、レンズ装置を角膜と記録装置の間に配置することができる。このレンズ装置を使用して、スリットプロジェクタによって照らされた角膜の画像面が、記録装置の記録面上に形成される。
【００１８】
分割画像における焦点の深さを長くするために、スリットプロジェクタによって照らされた角膜における画像面の配置、角膜と記録装置（対象面）との間のレンズ装置の主面、および、記録装置の記録面は、Scheimpflug条件を満足しなければならない。Scheimpflugの写真から導かれたこの法則は、画像面、対象面および記録面が、共通の軸において交差する角度で配置されていることを規定している。対象面に関して記録面を傾けることによって、画像面が直角であるときには明確に画像とならない焦点深さに画像点が検出されるような任意の空間位置に画像面を置くことができる。
【００１９】
角膜の非接触変形のためには、気体媒体特に空気のパルス状の流れが、作動装置を使用して角膜の表面に適用できると、特に好ましい。空気噴流等による患者のストレスは相対的に小さく、短時間であるので大きなストレスと感じられない。
作動装置は、検査する眼に指向されたノズル孔を有する圧力チャンバを備えている。圧力チャンバにおける短時間の圧力増の結果、圧力チャンバ内に位置する気体は、ノズル孔を通って流出し、眼の表面に所望のパルス状の流れを形成する。圧力チャンバにおける圧力の増加は、例えば、圧力チャンバの円筒状開口において機械的に駆動されるスタンプを動かすことによって行われる。
【００２０】
角膜の変形とパルス状の流れの強さを相関づけるために、パルス状の流れの強さを直接または間接的に測定するために使用できるセンサ、例えば、圧力センサを圧力チャンバ内またはその上に配置する必要がある。例えば、圧力チャンバの内圧の増加を圧力センサを使用して測定する場合には、ノズル孔の直径がわかればこの圧力プロファイルからパルス状の流れの強さを直接的に求めることができる。この測定値は分析装置に送られて他の測定パラメータの計算において考慮される。    
【００２１】
角膜の変形をより正確に測定するために、スリットプロジェクタの光路を、角膜に衝突するときのパルス状の流れの長軸と同軸に設定する。
これは、特にスリットプロジェクタの光路が作動装置を通るように設定することによって可能になる。
【００２２】
差動装置を通る光路の通過点において、ノズル孔または透明材料によって形成される凹みを設けて、そこをスリットプロジェクタの光が通過できるようにする。
または、屈折光装置を設けて、スリットプロジェクタの光路が作動装置およびノズル孔を通るように誘導する。
【００２３】
分割画像を記録するために使用する記録装置のタイプは基本的には任意である。分割画像が高速連続画像で記録することができ、角膜の変形間に複数の分割画像が記録できる高速記録装置であれば、特に好ましい。変形の開始から変形の最大点を経て変形の終わりまで角膜を示すこの連続画像を分析することによって、所望の測定パラメータを非常に正確に導くことができる。
【００２４】
ビデオ信号の形で、分割画像の画像データを再生する記録装置としてビデオセンサを設ければ特に好ましい。公知のデータ処理システムにおけるデジタルビデオ信号は公知の画像処理システムによって非常に首尾よく分析できるので、ビデオ信号は好ましくはデジタルの形で生成されるか、またはアナログ様式からデジタル様式に転換される。
【００２５】
高分解能の記録および同時にてごろな費用対効果で達成できるので、特に、ＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップをビデオセンサとして使用することができる。この発明の分割画像はフレームを必要としないので、角膜の記録された部分はその全体が示される。線走査カメラまたは隣接して配置された複数の線走査カメラをビデオセンサとして使用することができる。線走査カメラは記録面に配置され、角膜の画像が線走査カメラ上に形成され、その結果、角膜のいかなる変形も線走査カメラによって特定することができる。
【００２６】
線走査カメラを使用する代わりに、面走査カメラ例えば面走査ＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップをビデオセンサとして使用することができる。
治療担当医にとって、分析システムにおける検査する眼の配置を単純にするために、分析システムは調整用カメラを備えることができる。
この発明の１つの態様が、以下に、概略図面に示され例として説明される。
【発明の効果】
【００２７】
角膜を非接触で変形させる作動装置と、角膜の変形を観察および記録することができる観察システムと、観察システムからの画像情報から眼内圧を求めることができる分析装置とを備え、変形していないまたは変形している角膜の少なくとも一部の分割画像を、前記観察システムを使用して記録することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
図１に概略示される分析システム０１は、概略示される眼０２を検査するために使用される。特に、分析システム０１を使用して、眼０２の内圧および角膜０３の厚さを測定することができる。
【００２９】
眼０２の内圧を決定するためには、角膜０３は少し変形する必要がある。この目的のために、作動装置０４が使用される。作動装置０４は、閉塞された圧力チャンバ０５を備えており、圧力チャンバは、眼０２に向かった側にノズル口０６を有している。圧力チャンバ内で駆動シャフト０８を駆動して上下に動かすことが出来るピストン０７を使用して、圧力チャンバ内の内圧を大きくする。急速調整によって、ピストン０７が圧力チャンバの内側に向かって移動すると、圧力チャンバ内の空気がノズル口０６を通って外部に排出され、その結果、生じたパルスの流れ（圧力パルス）が角膜０３に衝突し、手を触れることなく角膜を変形させる。圧力パルスの強さを測定するために、圧力センサ０９が圧力チャンバ０５に設けられて、圧力チャンバ０５の内圧の増加を測定することができる。ノズル口０６を通って角膜０３に衝突するパルスの流れの強さは、上述した圧力値から求めることができる。
【００３０】
調整カメラ１０は、分析装置０１に関して眼０２を正しく位置決めするために使用することができる。調整カメラ１０は圧力チャンバ０５の透明なカバー１１およびノズル口０６を通して、眼０２を目標に定めることができ、処置する医者は、分析装置に関して眼０２の正しい位置決めを評価することができる。検査の間、眼０２を所望の位置に固定するために、固定のための光１２が提供されて、作動装置０４によって、可視光がミラー１３、１４および１５を使用して眼０２の上に誘導される。ミラー１３および１５は半透明として形成される。
【００３１】
分析装置０１には、更に、スリットプロジェクタ１６が備えられて、角膜０３上にスリット光を投射する。スリットプロジェクタ１６においては、ランプ１７によって光が発生し、コリメートスリット１８によって、スリット光に形成される。この場合は、キセノン高圧ランプまたは適切な発光ダイオードを、スリットプロジェクタ１６のランプとして使用することができる。
【００３２】
スリットプロジェクタ１６において発生するスリット光は、図１の画像面に直角の主光軸１９沿って走る交差面において眼０２を照らすために使用される。この形式の分割画像は、図２から図４に概略示される。
【００３３】
ある角度でスリット光に照らされた交差面を観察するための記録装置２０を、変形中、変形前、変形後の観察記録のために使用する。対象物２１は、記録装置２０と眼０２の間に配置されて、ビーム光によって照らされた角膜の交差面のScheimpflug 記録がなされる。記録装置２０には、ビデオセンサとしてＣＣＤチップまたはＣＭＯＳチップが使用されて、これらの画像データは分析装置２４に送られて産業基準のＰＣにソフトとしてインストールされる。
【００３４】
図２および３はスリットプロジェクタ１６によって照らされた分割画像面における眼０２を示す概略図である。図２は、変形が加えられていない角膜０３を備えた眼０２を示す。角膜０３の厚さは、眼内圧の計算を考慮して、記録装置２０を使用して記録された画像の画像データ処理によって求めることができる。
【００３５】
図３は、記録装置２０内に組み込まれたＣＣＤまたはＣＭＯＳビデオセンサを使用して記録することができる点線で囲まれた領域を示す。画像領域はその中央に角膜０３を備えた矩形領域である。角膜０３の変形の間、複数の分割画像が記録装置を使用して記録され、次いで、角膜０３の厚さおよび圧力センサ０９の測定データを考慮して、変形した角膜０３の連続画像から画像データを処理して、眼内圧が求められる。
【００３６】
記録装置２０においては、領域走査カメラの代わりに、１または複数の回線走査カメラを使用することができる。回線走査カメラの画像領域２３を図４に概略示す。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、眼内圧を測定するためのこの発明の分析システムの構造を示す図である。
【図２】図２は、変形していない角膜を備えた眼の分割画像面を示す図である。
【図３】図３は、角膜が変形した図２の眼の分割画像面および面走査カメラの画像エリアの配置を示す図である。
【図４】図４は、変形した図２の眼の分割画像および複数の線走査カメラの画像エリアの配置を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  眼分析システム            
２  眼
３  角膜
４  作動装置
５  圧力チャンバ
６  凹部
１０  調整カメラ
１６  スリットプロジェクタ
２０  記録装置
２１  観察装置
２４  分析装置
【図１】
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【図２】
2006231052.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【外国語明細書】
1. Title of Invention
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2. Detailed Description of Invention
2006231052.tif 000008
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2006231052.tif 000010
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2006231052.tif 000014
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2006231052.tif 000016
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2006231052.tif 000018
2006231052.tif 000019
3. Brief Description of Drawings
2006231052.tif 000020
Claims
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2006231052.tif 000022
2006231052.tif 000023
2006231052.tif 000024
2006231052.tif 000025
2006231052.tif 000026
1. Abstract
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2. Representative Drawings
Fig.1
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2006231052.tif 000029