(57)【要約】【課題】従来の　Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計では、フルオレスセインリング部のずれ量をゼロにするために手動で操作することは容易でなく、そのために眼圧計測精度に限界があったので、このずれ量を正確に計測して、眼圧測定精度を向上させる手段を提供する。【解決手段】２個のプリズムと顕微鏡を通過したフルオレスセインリング部の画像を取り込み、画像解析により２つの半割れフルオレスセインリングのずれ量ΔＬを正確に計測し、ずれ量ΔＬが一定値以下になるように、測圧子の押付力を制御する。このようにフルオレスセインリング径を適正化した後に、その時の押付力とリング径から求めた面積を用いて眼圧を算定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アプラネーショントノメータの本体と測圧子、観察顕微鏡部及び前記測圧子内の２個のプリズムによりフルオレスセインリングを二分割して結像させる分割受像光学系を有し、かつ映像入力手段、映像解析手段、測圧子の押付力制御手段及び演算手段を有する眼圧計測装置であって、フルオレスセインリングを含む画像を取込み右半部と左半部の画像を画像解析し、フルオレスセインリングの内径端部のずれ量ΔＬを計測し、ずれ量ΔＬが一定値以下になるようにアプラネーショントノメータ測圧子の押付力を制御した後に、その時の押付力とΔＬの値から眼圧を算定するように構成されていることを特徴とする眼圧計測装置。
【請求項２】
アプラネーショントノメータの本体と測圧子、観察顕微鏡部及び前記測圧子内の２個のプリズムによりフルオレスセインリングを二分割して結像させる分割受像光学系を有し、かつ映像入力手段、映像解析手段、測圧子の押付力制御手段及び演算手段を有する眼圧計測装置において、フルオレスセインリングを含む画像を取込み右半部と左半部の画像を画像解析し、フルオレスセインリングの内径端部のずれ量ΔＬを計測し、ずれ量ΔＬが一定値以下になるようにアプラネーショントノメータ測圧子の押付力を制御した後に、その時の押付力とΔＬの値から眼圧を算定することを特徴とする眼圧計測方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧平法眼圧計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
眼圧測定の方法については、圧入法（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　又は　ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ）、圧平式眼圧計（ａｐｐｌａｎａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ）、非接触式眼圧計等が実用されている（眼科　Ｍｏｏｋ　Ｎｏ．９．１９７９．Ｐ１〜１０、最近の眼圧測定法）。
【０００３】
関連特許出願としては、特開２００１−１２８９４１、特開平３−１０９０３４、特開平１０−１８３、特表２００１−５１３３８５などがあげられる。
【０００４】
非接触式の眼圧計は、機器が直接角膜と接触しないため院内感染を予防できる点で優れている。この方法は圧縮空気を角膜に吹き付けて、角膜の一定面積を圧平するに要する時間を基準としている。すなわち、低眼圧のものではこの時間が短く、高眼圧のものではこの時間が長い。
【０００５】
この原理により空気を角膜に向けて噴射を開始してから圧平の瞬間までの時間を眼圧に換算しｍｍＨｇで表示するようになっている。
【０００６】
一方、圧平法である　Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計は現在ある眼圧計の中で最高の精度を有するものである。以下、本発明に特に関係のある　Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計について記述する。
【０００７】
図１０は、角膜３９が測圧子５０により圧平された状態を示す。圧平力をＷ、圧平面積をＡ、その時の眼内圧をｐとすれば次式が成立する（Ｉｍｂｅｒｔ　１８８５−Ｆｉｃｋ１８８８　の法則）。
ｐ＝Ｗ／Ａ
【０００８】
Ｗ，Ａの内のどれかを一定にしておけば、他方を実測することによりｐが算定できる。圧平眼圧計はＷを計測するものとＡを測定するものの２つの方式がある。圧平による眼内容積変化Ｖｃが僅少で、眼内圧にほとんど影響ががなければ、ｐ＝ｐ０となり直ちに真の眼内圧を知ることができる。圧平眼圧計の最も大きな特徴はｐ＝ｐ０の成立することである。
【０００９】
ｐ＝Ｗ／ＡにおいてＷを一定にしてＡの面積を測定する計測法が、　Ｍａｋｌａｋｏｖ　眼圧計（１８８５）である。Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計は、ｐ＝Ｗ／ＡにおいてＡ一定（３．０６ｍｍ径の円）にしておいてＷを測定してｐを求めるものである。Ａは顕微鏡によって測定する。この眼圧計は現在測定前の眼内圧ｐ０に最も近いｐ値を得ることができる最良の方法とされている。
【００１０】
図１１は、アプラネーショントノメータ１０と観察顕微鏡５３を取り付けた従来の眼圧測定装置の一例である。３３は顕微鏡の接眼レンズ、１３は、顔の位置を固定するための顎受けで、これらはステージ１６に設置されており、基台１５上を移動できるようになっている。１７はステージを操作するためのレバーである。
【００１１】
図１２にアプラネーショントノメータの詳細を示す。１０が本体部、１２が測圧子である。測圧子１２の先端を目の角膜３９の表面上に押し付ける構造となっている。押付力はつまみ３８にて調整できるようになっている。１４はダイアル式眼圧目盛部である。この読みにより眼圧を得る。
【００１２】
図１３は、測圧子１２の先端部と角膜の関係を示す。本測定を実施する際は、目に蛍光液（フルオレスセイン）を点眼しておく。角膜３９表面に測圧子１２の先端を押付けた時は、直系ｄＩの円形の部分には蛍光液がなく発光しない。角膜３９と測圧子１２の先端表面の狭い隙間部分（直径ｄＯと直径ｄＩ（２つの同心円）の間）には蛍光液４０が充満し外部光に励起されて発光する。
【００１３】
顕微鏡で見ると明るいフルオレスセインリング４５が観察される。このフルオレスセインリング４５の寸法を目視で計測するのは大変面倒であり、精度的にも高精度が望めないので　Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計では、図１４に示すような測圧子の構造を採用している。
【００１４】
測圧子本体（圧平円筒）１２には、２つのプリズム３１、３２が組み込まれており、それぞれのプリズムに屈折されて３．０６ｍｍ像のずれを生じるように作ってある。従って、図１４のＡ−Ａ矢視図に示すようなフルオレスセインリングは、顕微鏡側では同図Ｂ−Ｂ矢視図に示すような２つの半割れリングが観察される。プリズムの出口光軸中心から撮像面４４までの距離をＨとすると、プリズムの屈折角Θは、次式のように作られている。
Θ＝２ｔａｎ−１（Ｌ／２Ｈ）
【００１５】
図１５は、観察顕微鏡で観察される２つの半割れフルオレスセインリング４５ａ，４５ｂを示す。中心部の２つの半割れリングの内径のずれΔＬがゼロのときフルオレスセインリングの内径が丁度基準値（目標値）である３．０６ｍｍに一致する時である。本計測装置では顕微鏡を目視観察によりΔＬがゼロになるように手動にて、アプラネーショントノメータ１０の測圧力調製のつまみを調整している。このようにして調製した後に、ダイヤル式眼圧目盛部で眼圧を読み取ることができるようになっている。
【００１６】
なお、眼科機器に関する画像処理の関連特許には、特開平７−１７１１１３、特開平９−２７６２３１、特開平１０−１４８７８、特開平１０−１１８０２８、特開平１１−１２８１７２等がある。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
以上詳述したように、観察顕微鏡１２により２個の半割れフルオレスセインリングのずれをゼロにするように手動で調節することが実際上困難であり、概略の調整結果（ずれ量ΔＬがゼロでない状態）で眼圧を測定しているため、精度が十分といえないという問題がある。また、オペレータの操作も大変面倒である。
そこで本発明は、アプラネーショントノメータを用いた眼圧測定において、測圧子の位置又は押付力の自動的な調整を可能にし、オペレータが簡便な操作で精度良く眼圧を測定しうる手段を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では観察顕微鏡の後方に設置した映像入力手段と、アプラネーショントノメータの２個の圧平プリズムを使用した測圧子からの顕微鏡画像を、映像解析手段によりフルオレスセインリング部のみを抽出し、２個の半割れフルオレスセインリングの内径部のずれ量ΔＬを計測し、ずれ量が最小になるように測圧子の押付力を制御する。
【００１９】
ΔＬを正確にゼロに制御することは難しいので、計測した最終のずれ量ΔＬにより、目標のフルオレスセインリング径に対応する荷重値（押付力）Ｗを補正処理により求める。このようにして正確な眼圧の計測を可能にする。
【００２０】
目視ではΔＬの定量的な測定が困難であるが、本発明の画像解析のアルゴリズムを使用すれば、定量的に高精度なフルオレスセインリングのずれ量の計測が可能となる。画像解析精度は以下の通りである。
概略の計測精度＝３．０６ｍｍ／５１２（画素数）
このように画像解析によれば、フルオレスセインリング径ずれ量を正確に測定できるため、眼圧測定も高精度にすることが可能となる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面により説明する。
【００２２】
図１は本発明の眼圧計の一実施例である。従来のアプラネーショントノメータの測圧子１２と顕微鏡５３からの映像を、映像入力手段１１から映像解析手段１に取り込む。映像解析手段１は、入力画像中からフルオレスセインリング部のみを抽出し、さらに、２個の半割れのフルオレスセインリングの内径部のずれ量を計測し、ずれ量が最小になるように電動機２を起動して、測圧子の押付力を制御する。７は電動機制御機構（押付力の制御）である。３は回転位置を検知するための位置計測手段である。６は電動機側のベルトプーリで、４はアプラネーショントノメータ側のベルトプーリ、５はベルトである。ここでは、回転伝達にベルトを使用しているが、ギヤー機構を使用したり、電動機直結にしたりするのは本質的なことではないので、いずれの方法でもかまわない。入力画像や処理経過画像、処理結果画像はモニタＴＶ８に表示するものとする。また計測結果を表示するために、必要に応じてプリンタ９を接続するものとする。
【００２３】
図２は映像解析手段１の一実施例の詳細を示す。映像解析手段１は、システムバス２０、ＣＰＵ１８、主メモリ１９、画像専用プロセッサ２１、画像メモリ２２、電動機インターフェース部２３、位置計測インターフェース部２４、プリンタインターフェース部２５等から構成されている。
【００２４】
図３は映像解析のためのプログラム手順を示す。このプログラムコードは主メモリ１９上に記憶され、実行時ＣＰＵ１８に転送されて、画像専用プロセッサ２１等のハードウェア機能を実行させるためのものである。動作手順を使用して動作する。
まず、映像入力手段（カメラ等）から画像を取り込む（ボックスＡ）。画像解析により２個の半割れフルオレスセインリングの内径部のずれ量ΔＬを計測し（ボックスＢ）、ΔＬが一定値ＬＡ以上ある時には（ボックスＣ）、電動機の制御信号を出力し（ボックスＤ）、回転位置検知手段（エンコーダ等を使用する）より位置情報を取り込む（ボックスＥ）。ΔＬが一定値ＬＡ未満の時は（ボックスＣ）、次の処理に進み、位置情報から荷重（押付力）Ｗを算出する（ボックスＦ）。この荷重Ｗから眼圧を算出する（ボックスＧ）。さらに、ΔＬにより眼圧の補正を行う（ボックスＨ）。最後に結果を出力する（ボックスＪ）。
【００２５】
図４は、画像解析による２個のフルオレスセインリング内径部のずれ量ΔＬを計測する処理の手順（ボックスＢ）の詳細を示す。まず、適当なしきい値で２値化処理することによりフルオレスセインリング部分のみを抽出する。入力画像は、図６（イ）に示すような構造をしており、カラー画像を使用した２値化処理をする（ボックスＢ５−１）。対象のリング４５は最も明るいので、容易にこの部分だけを２値化画像として抽出できる。図６の（ロ）は、２値化画像として抽出された対象画像４５ａ、４５ｂである。この２値画像に対してラベリング処理を行い（ボックスＢ５−２）、面積が一定以下の物体はノイズと考えられるのでこれを除く（ボックスＢ５−３）と対象物４５ａ、４５ｂのみが画像中に残る。残った画像の数が１個の場合には、フルオレスセインリングは分離されていない状態である（ボックスＢ５−６）。残った画像の数が２個の場合には、フルオレスセインリングは分離された状態である（ボックスＢ５−５）。
【００２６】
フルオレスセインリングが分離されていない場合の分離処理を図７に示す（ボックスＢ６）。分離されていない時のみウインドウを設定して（ボックスＢ６−２、ボックスＢ６−３）、フルオレスセインリングを２つに分離する（ボックスＢ６−４）。
【００２７】
図８は電動機の制御信号出力処理の詳細を示す。２個のフルオレスセインリング内径部のずれ量ΔＬにより制御信号を出力する。信号の制御方向については図９に詳細を示す。
【００２８】
本発明はこのような構成であるから、フルオレスセインリングを抽出し分離し、２個のフルオレスセインリング内径部のずれ量ΔＬを計測できる。得られた計測値ΔＬが一定値以上の時は、電動機を制御し、測圧子の押付力を調整して、ΔＬがより小さな値になるようにすることができる。これを繰り返し、ΔＬが一定値以下となると、この時の荷重（押付力）値Ｗにより眼圧ｐを算出する。
ｐ＝Ｗ／Ａ　　　　　　　　（ｇ／ｍｍ２）
Ａ＝Ａ０＝３．０６２π／４　（ｍｍ２）
上述の式ではΔＬがゼロでないので精度がやや落ちる。
【００２９】
そこで、最終の計測値ΔＬによりＷ又はＡを補正することを考える。Ａを補正するには次式による。
Ａ＝（３．０６＋κΔＬ）２π／４　　　（ｍｍ２）
ここに、κは画像座標系から実座標系への変換係数である。Ｗは実測値を用いる。結果としては、ほとんど同じであるが、上式を使用した場合は、Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計が、基準面積Ａ０とし荷重Ｗを変化させるという原則に合わないので次式によりＷを補正するものとする。
Ｗ＝Ｗ−ωΔＬ
ここに、ωはΔＬからＷへの変換係数で、システム定数として既知であるものとする。また、Ａは基準面積Ａ０＝３．０６２π／４で固定とする。
【００３０】
上述の方法により、ΔＬを完全にゼロにした場合と等価な高精度な計測結果を得ることができることが理解できるであろう。
【００３１】
【発明の効果】
本発明の眼圧計測装置は、フルオレスセインリング径を画像解析により正確に計測でき、測圧子の押付力を精度よく制御できるので、高精度の眼圧計測が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である眼圧計測装置の全体構成図である。
【図２】映像解析手段の構成例を示す図である。
【図３】画像解析手順の例を示すフロー図である。
【図４】フルオレスセインリング内径部ずれ量ΔＬの計測処理手順の例を示すフロー図である。
【図５】抽出された物体の中から計測対象の物体のみを選出する解析手順の例を示すフロー図である。
【図６】フルオレスセインリングの構造とその抽出方法の説明図である。
【図７】２つのフルオレスセインリング像の分離処理手順の例を示すフロー図である。
【図８】電動機の制御手順の例を示すフロー図である。
【図９】荷重の増減と半割れフルオレスセインリングの相対位置の関係の説明図である。
【図１０】測圧子による角膜の圧平による眼圧計測の原理の説明図である。
【図１１】従来の　Ｇｏｌｄｍａｎｎ　眼圧計の説明図である。
【図１２】アプラネーショントノメータ本体部の詳細図である。
【図１３】フルオレスセインリングの説明図である。
【図１４】従来のアプラネーショントノメータで２つ割れのフルオレスセインリング像が形成される機構の説明図である。
【図１５】２つ割れのフルオレスセインリング像の詳細図である。
【符号の説明】
１…映像解析手段、２…電動機、３…位置計測手段、４…伝導プーリ、５…ベルト、６…伝導プーリ、７…電動機制御機構、８…モニタＴＶ、９…プリンタ、１０…アプラネショントノメータ、１１…映像入力手段、１２…アプラネーショントノメータの測圧子、１３…顎受け台、１４…ダイヤル式眼圧目盛部、１５…基台、１６…ステージ部、１７…操作レバー、１８…ＣＰＵ、１９…主メモリ、２０…システムバス、２１…画像専用プロセッサ部、２２…画像メモリ、２３…電動機インターフェース部、２４…位置計測インターフェース部、２５…プリンタインターフェース部、２６…入力画像、２７…抽出画像、２８…左半リング部分離画像、２９…右半リング部分離画像、３０…ウインドウ、３１…プリズム１（測圧子の一部）、３２…プリズム２（測圧子の一部）、３３…接眼レンズ部、３４…荷重、３５…接触円径、３６…眼内圧、３７…アーム部、３８…眼圧調整つまみ、３９…角膜、４０…フルオレスセイン、４１…フルオレスセインリング内径、４２…フルオレスセインリング外径、４３…ΔＬ、４５…フルオレスセインリンググリーンイエロー部、４６…プログラム処理手順、４７…フルオレスセインリング中央ダークブルー部、４８…フルオレスセインリング周辺ライトブルー部、５０…測圧子、５１…容積変化量Ｖｃ、５２…眼内圧力ｐ、５３…観察用顕微鏡
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2004073601.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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