(57)【要約】  本発明は、変化する刺激に対応するデジタル画像をリアルタイムに生成する手段、及び被験者の目に画像を提示する表示手段（Ｄ）を備えたヒトの眼のコントラスト感度機能を測定するための装置と、前記装置で使用される対応する方法に関する。本発明の装置は、一回の測定セッション中に一連の試験を行い、試験では平均刺激を中心に色空間の任意の方向に向かって変化させた刺激が使用され、これらの刺激は各測定セッションについて設定可能である。通常、前記刺激は、色空間の深紅色方向に選択され、時空間的に変化させた、二次元のガウス型エンベロープを有する正弦波の格子縞模様に相当する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定セッションの一連のテストによって、ヒトの視覚システムのコントラスト感度を決定する装置であって、変動する刺激に対応するデジタル画像をリアルタイムに生成する手段と、前記画像を被験者の目に提示する表示手段（Ｄ）とを備え、前記刺激が、平均刺激を中心に色空間の任意の方向に変調され、且つ各測定セッションについて前記刺激の時空間的特徴を設定できることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記刺激が、機構Ａ、Ｔ、及びＤのうちのいずれか一つだけが刺激に応答することができる色空間の方向に選択される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記平均刺激が表示手段（Ｄ）の白色に対応する、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
これらの刺激が時間と共に正弦関数的に変調される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
刺激が、正弦波格子に相当する時空間的な変調パターンに対応する、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記正弦波格子が、二次元のガウスエンベロープによって変調される、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記パターンの空間周波数が、０〜２０サイクル／角度の範囲から選択される、請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記パターンの空間的変調が水平方向に行われる、請求項５ないし７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記パターンの時間周波数が、０〜３０サイクル／秒の範囲から選択される、請求項４ないし８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
各刺激の長さが０〜５秒に選択される、請求項１ないし９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
色空間の特定の方向に変調される刺激に含まれる色彩が、前記方向に対して生成された２５６色のパレットから抽出される、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
測定セッションのテストの間の目の位置を記録するカメラ（ＣＣＤ）を備える、請求項１ないし１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
測定セッションの各テスト中、被験者の頭と視線を可能な限り安定に保持する手段を備える、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記保持手段が、閉塞具及びレンズ支持具を備えた顎あてを含む、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
被験者の視野を、固定点を中心として垂直方向に２０°及び水平方向に３０°に亘って検査する、請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
固定点を、垂直方向に２０°、及び水平方向に３０°の範囲で移動させることができる、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
検査のため、被験者の視野を複数のセクタに分割し、網膜の中心窩に特定のセクタを割り当てる、請求項１ないし１６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記画像生成手段と画像表示手段（Ｄ）が、中央処理ユニット(ＵＣＰ)とメモリ（Ｍ）を更に備えたコンピュータシステムの一部を構成する、請求項１ないし１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記メモリ（Ｍ）が、測定セッションの設定及び制御ルーチン、測定セッションの結果の保存部、標準観察者と称する視覚的病変を有さない被験者の結果の保存部、測定セッションの結果と前記標準観察者の結果に基づく病変診断ルーチン、及び前記結果と前記診断の表示ルーチンを含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記測定セッション設定及び制御のルーチンが、刺激を設定するサブルーチン、測定方法を設定するサブルーチン、刺激を時空間的にランダムに提示するサブルーチン、刺激の振幅を選択するサブルーチン、測定セッションの結果をリアルタイムに記録するサブルーチンを含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
平均刺激に対する時空間的変化を検知した場合に被験者がこれを知らせる手段（Ｐ）を備える、請求項１ないし２０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
測定セッションの一連のテストによって、ヒトの視覚システムのコントラスト感度を決定する方法であって、請求項１ないし２１のいずれか１項に記載の装置を使用することを特徴とする方法。
【請求項２３】
測定セッション中、被験者は、平均刺激に対する時空間的変化を検知した場合にこれを知らせることができる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
検知の計数のため、被験者は、刺激が出現してから消失するまでの間に検知を知らせなければならない、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
測定セッション中、被験者の目に各テスト刺激が提示される位置をランダムに変化させ、一つの刺激と次の刺激の間の休止期間もランダムに変化させる、請求項２２ないし２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
被験者の盲点の位置と大きさを決定するステップを含み、このステップでは、水平及び垂直方向に連続的に移動させながら、高輝度、且つ、略、点状の短い視覚的刺激を被験者の目に提示し、被験者は刺激が見えた時にプッシュボタンを押すことができ、よって刺激に対して被験者が応答しない領域に基づいて盲点の位置と大きさを算出する、請求項２２ないし２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
測定セッションが、最大可能振幅を有する刺激を提示するステップ、被験者が刺激を検知する限り、即ち反転が起きるまで、振幅を１／２にして連続的に刺激の提示を繰り返すステップ、被験者が刺激を検知しなくなった状態から再び検知するまで、即ち新たな反転が起こるまで、検知されなかった刺激の振幅を２１／２倍して連続的に刺激の提示を繰り返すステップ、上記二つのステップを、除算又は乗算の係数に
（ｎは反転の数）を使用して、それぞれ実施するステップ、４回の反転又は２０回の提示の後にセッションを終了するステップ、最後に検知された振幅を閾値とするステップ、及び前記閾値の逆数をコントラスト感度として決定するステップを含む、請求項２２ないし２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
測定セッションにおいて、偽陽性、偽陰性、及び固定不足の制御刺激を半ランダムに提示することを含む、請求項２２ないし２７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
各テストのパラメータの選択に、測定セッションの直前のテスト結果に基づくアルゴリズムを使用する、請求項２２ないし２８のいずれかの項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の開示】
【０００１】
本発明は、変動する刺激に対応するデジタル画像をリアルタイムに生成する手段、及びこれらの画像を被験者の目に提示する表示手段を備え、一回の測定セッション中に一連のテストを実施することにより、被験者の視覚システムのコントラスト感度を測定する装置と、本装置を使用するコントラスト感度測定方法に関する。
【０００２】
発明の背景
視覚情報は、大細胞路及び小細胞路と呼ばれる二つの平行する経路を経て、網膜から一次視覚皮質又は線条体に伝達される。これらの経路は、それぞれＰ及びＭと呼ばれる神経細胞内から伸びている。大細胞路細胞の７５％（ＭＸと呼ぶ）は線形の応答性を有し、大細胞路細胞の２５％（Ｍｙと呼ぶ）は非線形の応答性を有する。小細胞路細胞は全て線形の応答性を有している。
純色のコントラストパターンの検知は、それが赤−緑であろうが又は青−黄であろうが、小細胞路に属するスペクトル補色性を有する細胞によって媒介されることが、多くの証拠から明らかになっている。従って、全時空領域において、小細胞路が色のコントラストの検知の生理学的な助けであることは明らかであろう。それと比較して、無色彩のコントラストパターンの検知は、時空の低空間周波数と高時間周波数の一部において、大細胞路が検知の生理学的な助けとなるという学説もあるものの、依然として不明な部分が多い。
【０００３】
非常に多くの種類の病変が、これら二つの経路の一方、場合によっては両方に重大な損傷の原因となる。病変の原因は、網膜、視神経、視神経内の交差又は他のいずれかの部分、及び場合によっては視角野に見出される。発生した損傷の範囲及び程度に関係なく、損傷を受けた経路のコントラスト感度に変化が起きることが明らかになっている。いずれにせよ、どのような病変が大細胞路、小細胞路、及びそれらの両方をそれぞれ損なうのかを知り、それぞれについて、損傷を受けた一つ又は複数の経路における感度の低下を検知するための最適な方法を知ることが重要である。
前述より、病変により大細胞路だけが損傷を受けた場合、低い空間周波数及び高い時間周波数を有する無彩色パターンを使用して、視覚システムの感度の低下を明らかにしなければならない。しかし、小細胞路に損傷を受けた場合、無彩色パターンに関して広い範囲の時空間的条件下で感度が低下し、色空間の全ての方向、特に、赤−緑、又は青−黄機構の深紅色方向に変化する等輝度パターンに関する全ての時空間的条件下で感度が低下する。予知可能な感度の低下が病状の進行に先行するものであるか、最大の要因が何かは、未だ完全には解明されていない。また、病変により大細胞経路と小細胞経路の両方が損傷を受けた場合、どのような悪化がはじめに起こるのか、最も重大なものが何かは、十分に解明されていない。他方、周知のように、網膜の中心窩だけでなく、網膜全体のスキャンが実施される場合、即ち医学用語でいう中心視野測定が網膜全体に対して行われる場合、患者の診断が有意に向上する。従来の方式による中心視野測定は、視野の各点における閾値輝度を測定し、単純な白色の円形を成す点が、やはり白色の一定の輝度の背景に検出されることによって行なわれている。しかしながら、この種の中心視野測定では、例えば緑内障により、神経細胞が既に大きな損傷を受けている場合にも感度の低下が検知される。
【０００４】
最近では、中心視野測定の走査の期待値を向上させる目覚しい努力が行われている。ＳＷＡＰ（短波自動視野検査）と呼ばれる技術においては、黄色の背景上の青色の円形スポットを検知するための閾値が決定される。白色背景上における特定の波長のスペクトル刺激の検知が、その波長に対して感度の良い神経細胞によって媒介されることが示されている。青色スポットを使用した中心視野測定は、従来式の白色背景上に白色スポットを用いる測定より良い結果をもたらしている。しかしながら、黄色の背景は、青色刺激が青−黄チャンネルによって検知される可能性を増大させる。ＳＷＡＰは、白色背景を使用した中心視野測定法の機能を有意に改善するが、この技術には依然として問題が残っている。例えば、周知のように、有彩色又は無彩色機構の応答は、同時に輝度の変動及び色彩の変動を伴うため、パラダイムの増加（即ち、背景に現れた刺激）によっては分離されない。
他方、適切な周期を有する時空間における正弦波無彩色パターンの検出により、大細胞路細胞の応答を分離できることが提唱されている。これらの細胞は、青−黄補色性を有する細胞のように、緑内障を含む様々な病変による影響を受ける。空間周波数を特に低くし、時間周波数を特に高くした場合、このパターンは、空間周波数が実際の二倍であるかのように認識される。周波数倍化と呼ばれるこの現象は、Ｍｙ細胞の非線形的挙動に起因する。周波数の倍化が観察される技術は、ＦＤＴ（周波数倍化技術）と呼ばれる。
【０００５】
米国特許第５０６５７６７号には、コントラストが１０〜５０Ｈｚの周期に変調された
正弦波格子パターンを患者に提示する方法が開示されている。患者はまず、この格子の空間的周波数倍化を見る。患者が周波数倍化を観察できなくなる閾値まで、コントラストに対する抵抗は徐々に低減される。緑内障患者の場合、この閾値は、健常者と考えられる観察者が必要とするコントラストの２倍になることがある。
一方、米国特許第６０６８３７７号及び同第６２２７６６８号には、周波数倍化が、補色の混合、特に青と黄色の混合から構成された色パレットを有するあらゆるパターンで起こるという意味で上記の概念を拡張した方法が開示されている。このパターンは時空において周期的でなければならず、無彩色の周波数倍化と同様に、空間周波数は低く（５周期／角度以下）、時間周波数は高く（７周期／秒以上）なければならない。Ｍｙ細胞は恐らくこの現象に対しても応答性であり、よって有彩色周波数倍化を生成できる刺激は、青−黄色の補色性を有する大細胞及び小細胞の劣化を同時に伴うという問題の評価に潜在的に有用な条件を多数先験的に収集する。とはいえ、今の所、この種の中心視野測定が無彩色の周波数倍化に基づく中心視野測定より効果的であるという証明はなされていない。
【０００６】
また、周波数倍化に関し、国際出願ＷＯ  ９５／２９６２７に、患者の視野の異なる領域について、無彩色の周波数倍化を患者が認識できる最小コントラストを測定する方法が開示されている。本方法は、患者の視野の一部にのみ影響を与える緑内障によって網膜内に発生した損傷を早期に検知することを目的とする。
異なる病変によって引き起こされる同一の視覚の問題を、一部のテストは他のテストより早く発見できるため、いずれにしろ、複数のテストを組み合わせることにより、眼球の病変の診断の精度が向上することは明白と思われる。例えば、視神経症は、感度喪失の検知より立体写真術によって早期に発見される場合があり、又はこれとは逆に、緑内障においては、ＳＷＡＰ又はＦＤＴによって感度喪失が最初に発見されることが多い。いずれにしろ、ＦＤＴに関して複数の利点を有するＳＷＡＰ法とＦＤＴ法の併用は、緑内障における感度喪失の早期指標として極めて効果的であることが分かっている。
【０００７】
発明の概要
本発明の目的は、有彩色及び無彩色の周波数倍化を含め、現在までに提案されている種類の測定及びテストを広範囲に実施することができ、更には依然議論の対象となっている他の課題を探求できるような、高性能測定装置を提供することである。前記他の課題とは、例えば、周波数倍化を生成する青−黄の刺激は、時空領域の他のエリアにおける青−黄変調を有するパターンよりも緑内障又は特定の病変の検出に有効かどうか、或いは、最大感度領域における空間周波数及び時間周波数による刺激が最初に問題の存在を際立たせるのかどうか、或いは、最大感度領域における無彩色パターンは、小細胞路の問題の検出に青−黄変調の任意のパターン以上の効果を発揮できるかどうか、或いは、捕色性赤−緑を有する細胞内の損傷に伴う特定の病変が、この種の変調による刺激により更に効果的に検知されるかどうか、などである。
本発明の一態様によれば、一回の測定セッション中に一連のテストを実施する装置を用いて、視覚システムのコントラスト感度を測定する。一連のテストでは、これらテストの刺激を、平均刺激を中心に色空間の任意の方向に変化させ、また、各測定セッションについてこれらテストの刺激の時空間的特徴を設定できる。前記感度は、全時空間的領域で、且つ色空間のあらゆる方向について測定可能である。色空間の方向は、Ａは反対色が無いか又は無彩色機構を、Ｔ及びＤは、それぞれ赤−緑補色性を有する機構、及び青−黄補色性を有する機構であるとき、機構Ａ、Ｔ、及びＤの応答を表わす形式である。
【０００８】
これらの刺激は、通常、機構Ａ、Ｔ、及びＤのうち一つだけが刺激に対応できる色空間の方向、いわゆる色空間の深紅色方向に選択される。
初期設定では、平均刺激は表示手段の白色に相当する。
有利には、刺激は正弦関数的に時間変調される。
【０００９】
一実施形態では、これら刺激は、時空間的変調を有する正弦関数の格子縞模様に対応する。
一実施形態では、前記正弦波格子は変調されて、２次元のガウスエンベロープに沿う。
このパターンの空間周波数は、通常、０〜２０サイクル／角度の範囲に選択され、その空間的変調は水平方向に行われる。このパターンの時間周波数は、０〜３０サイクル／秒の範囲に選択される。各刺激の継続時間は０〜５秒である。
【００１０】
一実施形態では、色空間の特定の方向に変調された刺激に含まれる色は、前記方向に対して生成された２５６色のカラーパレットから抽出される。
一実施形態は、測定セッションの一回のテストの間の目の位置を記録するカメラを備える。
【００１１】
一実施形態は、測定セッションの各テスト中に、被験者の頭と視線を出来るだけ安定に保持する手段を備えている。前記保持手段は、閉塞具及びレンズ支持具を有する顎あてを含む。
一実施形態では、固定点を中心に垂直方向に２０°、水平方向に３０°に亘って被験者の視野を測定し、この固定点は、垂直方向に２０°、水平方向に３０°の範囲で移動可能である。このように、固定点を移動させることにより、垂直方向に４０°、水平方向に６０°に亘って被験者の視野を測定することが可能である。
【００１２】
ヒトの視野を測定するため、一実施形態では、被験者の視野を複数のセクタに分割し、網膜中心窩に特定のセクタを確立する。
一実施形態では、前記画像生成手段と画像表示手段は、中央処理ユニットとメモリを更に備えたコンピュータシステムを備える。
有利には、前記メモリは、測定セッションの設定とその制御ルーチン、測定セッション結果の保存部、標準観察者と呼ばれる視覚的病変を持たない被験者に得られた結果の保存部、測定セッションと前記標準観察者から得た結果に基づく視覚病変診断ルーチン、前記結果及び前記診断を表示する表示ルーチンを含む。
【００１３】
一実施形態では、前記測定セッションの設定及びその制御のルーチンは、刺激設定サブルーチン、測定方法設定サブルーチン、刺激提示の時空間的ランダム化サブルーチン、刺激振幅選択サブルーチン、測定セッションの結果をリアルタイムに記録するサブルーチンを含む。
一実施形態は、平均刺激に対する時空間的変化を被験者が検出した場合にそれを示す手段を有している。
【００１４】
本発明の別の態様によれば、前述の装置を用いる方法により、コントラスト感度を測定する。
有利には、測定セッション中、被験者は、平均刺激に対する時空間的変化を感知した場合、それを示すことができる。
【００１５】
一実施形態では、検知を計数するため、被験者は刺激の発生から消滅の間に検知を知らせる必要がある。
有利には、測定セッションの間に、被験者の目に各テストの刺激が提示される位置をランダムに変動させ、一つの刺激から次の刺激の間の休止期間もランダムに変化させる。
【００１６】
一実施形態は、被験者の盲点の位置と大きさを測定するステップを含む。本ステップでは、被験者の目に、水平及び垂直方向に連続的に移動する、高輝度の、略、点状の短い視覚的刺激を提示する。このとき被験者は、刺激が見えたときにプッシュボタンを押すことができ、これにより、被験者が刺激に応答しない領域から被験者の盲点の位置と大きさが算出される。
通常、測定セッションは、最大振幅で刺激を提示するステップ、被験者が刺激を検知できる限り、即ち反転が起きるまで、振幅を連続的に１／２に減らして刺激を繰り返し提示するステップ、刺激が感知されなくなった状態から、被験者が再び刺激を感知するまで、即ち新しい反転が起きるまで、振幅を連続的に２１／２倍して刺激を繰り返し提示するステップ、前記除算又は乗算の係数をそれぞれ
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（ｎは反転数）として、上記二つのステップを繰り返すステップ、４回の反転が起きた後、又は２０回の刺激の提示を行った後でセッションを終了するステップ、検出された最後の振幅値を閾値に割り当てるステップ、及び前記閾値の逆数をコントラスト感度と決定するステップを含む。
【００１７】
一実施形態では、測定セッションは、更に、偽陽性、偽陰性、及び固定不足からなる制御用の刺激を半ランダムに提示する機能を有する。
有利には、本方法では、直前の測定セッションのテスト結果に基づいて各テストのパラメータを選択するアルゴリズムを使用する。
【実施例】
【００１８】
ここまでの説明を更に詳しく説明するため、図面を添付し、概略的、且つ非限定的な実施例として、実施形態の実際的事例を示す。
【００１９】
好ましい実施形態の説明
図１に示すように、本実施形態の装置は、中央処理ユニットＵＣＰ、メモリＭ、少なくとも１４ビットのグラフィックカードＴＧ、１７〜２１インチのスクリーンＤ、固定式の自動制御用ＣＣＤカメラ、レンズと閉塞具を有する顎あて、結果表示用モニタ、キーボード、プッシュボタンＰ、及びカラープリンタを備えている。これらの要素は一体に構築されている。
具体的には、前記装置は、
・中央処理ユニットＣＰＵ、
・変調された刺激に対応するデジタル画像をリアルタイムに生成するためのグラフィックカードＴＧを含む手段、
・前記画像を被験者の目に提示する表示手段Ｄ、
・前記刺激の変化を感知した場合、これを知らせる手段Ｐ、
・命令及びデータを保存するメモリＭ又はハードウエアであって、
１．刺激設定サブルーチンと、測定方法設定サブルーチンと、被験者の盲点の位置と大きさを求めるサブルーチンと、刺激を時空間的にランダム表示するサブルーチンと、刺激の振幅を選択するサブルーチンと、測定セッションの結果をリアルタイムに記録するサブルーチンとを含む、測定セッションの設定及び制御ルーチン、
２．測定セッションの結果の保存部又はそのデータベース、
３．標準観察者と呼ばれる病変を有しない被験者に得られた結果の保存部、
４．測定セッションの結果及び標準観察者の結果に基づく視覚的病変の診断ルーチン、
５．前記測定セッション及び診断結果を表示するルーチン
を含むメモリＭ又はハードウエア
を備える。
【００２０】
本装置は、二つの方法で操作することができる。一方は初期設定メニューによる操作であり、他方は、刺激及び試験的パラメータの特徴をカスタマイズした設定を実行するメニューによる操作である。
本装置の構成及び動作の特徴を複数の項目に分けて後述する。
【００２１】
刺激の色彩的特徴について
平均を中心に変調された刺激は、機構Ａ、Ｔ、及びＤそれぞれの応答の振幅ΔＡ、ΔＴ、ΔＤを用いて説明できる。ここで、Ａは補色性が無いか、又は無彩色機構であり、Ｔ及びＤはそれぞれ赤−緑の補色性、及び青−黄の補色性を有する機構である。この表現形式は、空間色、又は反対色変調空間と呼ばれる。これは、次式で表現される。
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ここで、ＫＡ、ＫＴ、ＫＤは、各機構の測定単位を定義する定数である。
【００２２】
本装置は、平均刺激を中心に色空間の任意の方向に変調した刺激を用いてコントラスト感度を測定することを可能にする。初期設定で生成される変調方向は、一つの機構だけが応答する方向である。これらの方向は、色空間の深紅色方向と呼ばれ、図３に示される。
【００２３】
スクリーンで再現できる色の範囲とパレット生成方法について
各機構を分離して特定のスクリーンで再現できる最大刺激振幅値は、各スクリーンについて厳密に計測しなければならない。作業対象となる深紅色方向が選択されると、２５６色の等間隔パレットが、この目的のために設計されたプログラムによって、分離された各機構の応答について、自動的に生成される。形成される色彩パレットは、表示スクリーンに可能な最大値と最小値の範囲内である。特定の画像を生成するために使用されるパレットの色の数は、空間周波数パターン及び画像サイズによって決まる。
【００２４】
感度の定義について
コントラストの絶対閾値を測定することにより、色空間の深紅色方向に正弦関数的に変調された特定の刺激が検知される。輝度又は無彩色格子と共に、いわゆるマイケルソンコントラストが従来から測定基準として使用されている。これは次式のように定義される。
2008508010.tif 000005
ここで、ＹＭＡＸ及びＹＭＩＮは、正弦波の最大輝度及び最小輝度であり、ΔＹは振幅であり、Ｙ０は平均輝度である。従って、コントラスト感度は次式のように定義される。
2008508010.tif 000006
【００２５】
この測定基準は、振幅ΔＹ及び平均輝度Ｙ０を、それぞれΔＡ及びΔＡ０で置換するだけで、無彩色チャンネルを分離する格子に対して適用できる。しかしながら、平均値Ｔ０及びＤ０は、略、ゼロであるので、この関数は有彩色チャンネルには適用できない。（それらは、変調が等エネルギー白色を中心に行われる場合、実際には厳密にゼロとなる。）或いは、閾値を、検知できる振幅の最小値と推定することができる。変調を行う平均は、全ての測定に対して同一であるので、振幅閾値はコントラスト閾値に比例する。従って、チャンネルＡの擬似ＣＳＦは次式のように定義できる：
2008508010.tif 000007
同様に、チャンネルＴ、及びチャンネルＤでは、次式のように定義される
2008508010.tif 000008
2008508010.tif 000009
【００２６】
刺激の時空間的特徴について
本装置の初期設定で生成されるパターンは、時空間的正弦波格子であり、初期設定による縦方向の帯と、二次元のガウスエンベロープからなっている。ガボール刺激と呼ばれるこのパターンの時空間的プロファイルは、次式のように表現できる。
2008508010.tif 000010
ここで、
2008508010.tif 000011
である。
【００２７】
所望の周波数のパターンを生成するために必要な１サイクル当たりのピクセル数は、本発明のプログラムによって近似する整数に丸められる。従って、生成される周波数の全てが希望する周波数と一致するわけではない。従って、生成された周波数を所望の周波数と一致させるには、１サイクル当たりの全ピクセル数を有するように生成できる周波数だけが必要となる。この条件は、所望の周波数がサンプリング周波数の約数でなければならないことを意味する。他方、生成された格子のプロファイルを出来るだけ正弦波に近づけるために、前記要件を満たす周波数の中で、特に偶数のサンプリング周波数が必要とされることになり、これは初期設定では、測定距離において１度当たり１６サイクルである。
時間周波数が満たすべき条件は、空間周波数の場合と同じである。時間サンプリング周波数は、初期設定で７２Ｈｚである。
【００２８】
本装置によって生成される空間及び時間周波数は、空間領域では、０、０．５、２、４、８及び１６サイクル／角度であり、時間領域では、０、２、６、１２、１８（Ｔ及びＤ）、２４（Ａ）サイクル／秒である。２４Ｈｚは、サンプリング周波数の偶数の約数ではないことに注意されたい。この値はしかし、再生可能な周波数の不連続な組の中から選択され、無彩色チャンネルの高周波数領域の情報を収集するために使用される。
格子を変調するガウス分布は、初期設定で、標準偏差αが画像サイズの１／６に等しくなり、５°に納まるように選択された。ガウス分布が中心部から３α離れるとゼロに近づくことを考えると、この選択により、空間の全ての方向について、確実にガボールの切捨てが実質的に無くなる。色空間の深紅色方向に特定の空間周波数を有する格子とガボールを図２に示す。
関数ｇ（ｔ）は、初期設定で長さｔｅ、１秒の方形の時間エンベロープであり（プッシュボタンが押されていない場合）、提示の始めと終わりにガウススムージングを有する。ｔ１及びｔ２にその中心点を有する前記スムージングは、全長ｔｅの１０％に相当する長さを有している。ランダムな長さの休止期間が提示の間に挿入される。
【００２９】
テストされる網膜のセクタについて
本装置は、網膜の感度を、縦方向±４０°、水平方向±６０°の範囲の視野で測定できる。視野の異なる領域を検査するため、固定点の位置を変更することができる。具体的には、スクリーンの中心に固定点がある状態（初期設定による位置）で、試験される視野は、縦方向に±２０°、水平方向に±３０°の範囲であり、これを４行６列（２４セクタ）〜８行１２列（９６セクタ）に分割し、いずれの場合も隅の４セクタを除外し、中心窩のための特殊セクタを加え、全部で２１セクタ〜９３セクタとする。
【００３０】
盲点の実験的測定について
測定セッションは、患者の盲点の位置と大きさを、このタスクのために生成されたアルゴリズムを用いて決定することから開始する。患者に適した固定刺激が選択された後、モニタの最大輝度の半分の輝度を有する無彩色の背景の上に、本装置に可能な最大輝度の無彩色の正方形の刺激テストを、１°の範囲で最大１秒間に亘って提示する。テストの位置は、まず水平方向の視野を走査することにより、次いで標準観察者の平均的な盲点の中心部を通る直線に沿って垂直方向の視野を走査することにより、移動させる。固定点を凝視している患者は、テスト刺激を認知できる間、プッシュボタンを押し続ける。盲点の大きさは、患者がテストに反応しない領域の大きさから算出される。前記領域の中心は、固定不足の疑いをチェックする刺激を提示するための閾値を測定するステップにおいて使用される。
【００３１】
測定方法について
測定セッションは、空間周波数、時間周波数、及び変調方向によって定義される。患者の盲点の位置と大きさが決定された後、固定刺激を発生させ、平均刺激によって画面を切り替えることにより（注：初期設定でスクリーンは白色である）、測定を開始する。患者は、少なくとも３０秒間の、前記平均刺激に順応する時間を与えられる。この期間が終了すると、固定刺激は消滅し、第一のテストが現れる。セッション中、テスト位置はランダムに画面上を移動し、患者は、視野の何れかの位置に、平均刺激に対する何らかの時空間的変化を検知した場合、プッシュボタンを押す。セッションの間、スクリーン全体が平均刺激を表示している。検知を計数するため、刺激の発生から消滅までの時間ｔ１秒の間にプッシュボタンを押さなければならない。この目的のために設計されたアルゴリズムは、刺激が検知されたか否かに応じて、次回刺激を同じ場所に提示するかどうか、振幅の大きさを変えるべきかどうかを決定する。このように、中心視野測定における全ての閾値は、単一の測定セッションで決定することができる。
観察距離は初期設定で２５ｃｍである。測定は、単眼、且つ付属の屈折補償器を用いて行われねばならない。患者は、長時間に亘って不快感を持つことなしに視線を観察距離に固定できなければならず、従って、このための受容努力を最小にする手段を講じることが賢明である。測定は常に暗所で行う。
【００３２】
閾値サーチ手順について
セッションは、許容最大振幅ΔＭＡＸで刺激を提示することから開始する。刺激が患者によって検知された場合振幅を半減して提示し、これを特定の振幅値Δ１で検知できなくなるまで続行する。応答方向の変更を反転と呼ぶ。以降の提示について、振幅を
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倍し、再度検知されるようになるまでこれを繰り返す。この第二の反転の後、振幅を
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で除し、以後、同様の操作を繰り返す。従って、二つの連続した振幅の値の間には、次式の関係が成立する。
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ここで、ｎは、位置ｉまでの反転数である。このプロセスは、提示回数が一定数に達すると終了し、この値は初期設定で１８回（Ａの深紅色方向では２０回）である。或いは、プロセスは反転が４回起きた時点で終了する。次いで、最後に検知された振幅の値を閾値とする。図４にこの方法の実施例を示す。本方法はまた、特定のセクタ内で連続して５回に亘り最大振幅の提示が検知されなかった場合、中断する。この場合、及び閾値を測定できない場合はいずれも、そのような測定にラベル「計測不能」を付ける。
【００３３】
制御刺激について
測定を行う間、複数の制御刺激を半ランダムに提示し、観察者の測定の信頼性を予測する。
・偽陽性制御：これらはゼロ振幅の刺激であり、不注意によりプッシュボタンが押される可能性をチェックする。測定セッションが有効とされるには、このような誤作動率は３３％未満でなければならない。
・偽陰性制御：これらは中心窩の近くに提示される最大振幅の刺激であり、観察者が不注意であった可能性をチェックする。この制御は、ｆｘとｆｔが非常に高い値とならない限り、実行されている測定のガボールに類似している。測定セッションが有効とされるには、このような見逃し率は３３％未満でなければならない。
・固定不足の制御：これらは観察者の盲点に提示される刺激であり、ガウススムージングを有しない１．５°の正方形である。これらは、実行されている測定の有彩色且つ空間的変調であり、時間的点滅はさせない。測定セッションが有効とされるには、固定不足率は２０％未満でなければならない。
【００３４】
同じ種類の制御が時間的に集中しないようにするため、次のような処理を行う。{Ｅ１、．Ｅ２、．．．、Ｅｉ、．．．ＥＮｍａｘ}は、観察者に提示することができる刺激列である。特定の刺激Ｅｉは、閾値測定刺激であっても、制御刺激であっても良い。Ｎｍａｘは、中心視野測定で検査する網膜の全セクタの閾値を測定するために許容される最大提示回数と、全ての種類の制御刺激の最大回数の和である。例えば、偽陰性制御に対応する提示は、この種の制御に望ましい間隔と同じ間隔で可能な刺激のシーケンスを分割することによって決定され、これら制御刺激のそれぞれが、各間隔にランダムに挿入される。例えば、可能な刺激シーケンスが{Ｅ１、Ｅ２、．．．、Ｅｉ、．．．Ｅ１２}であり、３つの偽陰性制御を提示したいと思う場合、{Ｅ１＋４（ｋ−１）Ｅ４＋４（ｋ−１）}（ｋ＝１、２、３）によって区切られた三つの間隔の各々に１つずつランダムに配置し、各間隔の残りの二つの刺激は、閾値、偽陰性制御又固定不足制御に使用可能な刺激とする。シーケンスに偽陽性刺激が挿入した場合は、残りの制御刺激を同様に配置する。
【００３５】
標準観察者
本装置は、標準観察者（通常の視力を有し、病変を持たない観察者）の結果を含むデータベースを備えており、これは初期設定の本装置によって生成された空間及び時間周波数の２５通りの組み合わせの各々について、色空間の深紅色方向において実施した中心視野測定値に対応している。
これらの測定値は、診断を比較するために利用される。
【００３６】
結果の表示
患者の結果は以下の形式に示すことができる。
ａ）各変調方向に関して：
・実験した空間周波数及び時間周波数の各組み合わせの閾値振幅マトリックス及びエラーマトリックス。
・実験した空間周波数及び時間周波数の各組み合わせのグレーレベルでの絶対感度中心視野測定値。
・後述の基準に基づく検診マップのカラーコード表示。
ｂ）十分な測定値が得られた場合の、網膜の各セクタ及び変調方向に関して：
・特定の網膜セクタの、チャンネルの時空間的検知面
・一定の時間周波数における空間コントラスト感度関数（ＣＳＦ）
・一定の空間周波数における時間コントラスト感度関数（ＣＳＦ）
【００３７】
診断基準について
患者の応答が正規の間隔内であるかどうかを決めるため、正常な測定値（標準観察者による）が存在する確率Ｐを、患者によって実施される測定に対して決定する。従って、実施される測定は、次のように体系化される。即ち、前記確率Ｐが、５％より大きい場合（ｐ＞０．０５）は緑、２％〜５％の場合（０．０２≦ｐ＜０．０５）は黄緑、１％〜２％の場合（０．０１≦ｐ＜０．０２）は黄色、０．５％〜１％の場合（０．００５≦ｐ＜０．０１）はオレンジ、０．５％未満の場合（ｐ＜０．００５）は赤色とする。閾値の測定は常に可能とは限らないことに注意されたい。前述したように、測定が実施できなかった場合「測定不能」というラベルをその測定に貼付する。測定が「測定不能」とされた場合（患者が最大コントラストを検知できない）であって、同じ測定について健常者も「測定不能」とラベルされる（即ち、健常者も最大コントラストを検知できない）確率が５０％以上であるとき、青とする。このパーセンテージが２５％〜５０％である場合は紫とする。最後に、健常者の２５％未満が同じ刺激を感知できない場合も紫色に分類する。
【００３８】
他の実施形態
一つの実施形態に関して本発明を説明したが、当業者であれば、変更、及び何らかの要素を技術的に等価な他の要素に置き換えることが可能であり、これらも請求の範囲に定義される権利範囲に含まれる。
例えば、本装置は、複数の別個の要素か、又は別途提供されたコンピュータシステムの要素に分割することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本装置の概略図である。
【図２】視覚的刺激に対応する画像である。
【図３】色空間の深紅色方向を示す図である。
【図４】感度閾値のサーチ方法を示すグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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