(57)【要約】【課題】視機能異常の患者および健常者における自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを客観的かつ定量的に測定する。【解決手段】速度時系列生成部１は、視野動揺の振舞いを模倣するモデルとして、視野上で１／ｆ揺らぎ変位をするパターン図形を用いて、その揺らぎ変位の速度時系列を並進運動時系列と合成する。視覚表示部２は、合成された運動時系列を元に視覚運動刺激を実現して観察者に呈示し、観察者に並進運動の方向を判断させる。運動検出域測定部３は、その正答率が一定水準を越えるために必要となる並進運動速度を運動検出閾として求める。動揺量検出部４は、揺らぎ変位の振幅の関数として運動検出閾を描くことで、観察者の視覚系内部で発生する動揺の量と等価な量を推定する。【選択図】　図１
2004008360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体内で発生する自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを外界の物理量として客観的かつ定量的に測定する装置であって、
生体内で発生する視野の動揺を内生雑音として捉え、該内生雑音と等価な量の外生雑音としての視覚運動刺激における速度時系列を生成する速度時系列生成部と、
該速度時系列を元に視覚運動刺激を実現し観察者に課題として呈示する刺激表示部と、
該課題に対する正答率が一定水準を越えるために必要となる運動速度を運動検出閾として測定する運動検出閾測定部と、
該運動検出閾から観察者の視覚系内部で発生する動揺量と等価な量を推定し算出する動揺量算出部とを有する
ことを特徴とする視野動揺量測定装置。
【請求項２】
上記速度時系列生成部は、
視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の水平軸動揺速度発生部と、
該視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の垂直軸動揺速度発生部と、
該水平軸動揺速度と該垂直軸動揺速度とを合成し速度に関する等方的な白色雑音、すなわち位置に関する等方的な１／ｆ揺らぎ雑音をもつ揺らぎ速度時系列を生成する等方性動揺速度合成部と、
１乃至複数の並進運動時系列を発生する並進運動速度発生部と、
該揺らぎ速度時系列を該並進運動時系列と合成して任意の動揺振幅と並進運動速度の組み合わせからなる速度時系列を生成する動揺つき視覚運動刺激速度時系列合成部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載の視野動揺量測定装置。
【請求項３】
上記刺激表示部は、
中心ランダムドットパターンを生成する中心ランダムドット生成部と、
上記速度時系列生成部からの速度時系列に従って該中心ランダムドットパターンをコヒーレントに動かす刺激時空間表現決定部と、
該中心ランダムドットパターンに対して空間的アンチエイリアシングを施し視覚運動刺激をディスプレイ上に実現するにあたって画素未満で変位する動画像を滑らかに実現する空間アンチエイリアシング部と、
周辺ランダムドットパターンを生成する周辺ランダムドット生成部と、
該周辺ランダムドットパターンを呈示する領域の輪郭近傍で輝度コントラストを連続的に変化させることにより輪郭を空間的にぼかす輪郭コントラストぼかし部とを有する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の視野動揺量測定装置。
【請求項４】
上記運動検出閾測定部は、
上記刺激表示部から呈示される特定の動揺振幅と特定の並進運動速度を組み合わせた視覚運動刺激に対して並進運動成分の方向を観察者に回答させ、特定の動揺振幅において並進運動速度の関数として正答率を求めて心理測定関数を得、一定の正答率をもたらす並進運動速度をもって運動検出閾と定義し、該運動検出閾をさまざまな動揺振幅において測定し記録するものである
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の視野動揺量測定装置。
【請求項５】
上記動揺量算出部は、
上記運動検出閾測定部で測定される運動検出閾を用いて、該運動検出閾が内生雑音分散と外生雑音分散との和の平方根に比例し、内生雑音をもたず最適効率で課題を遂行する理想的観察者の課題成績と実際の観察者の課題成績との比に反比例する、という数理モデルをあてはめることにより、該内生雑音分散を視野の動揺量の推定値として算出するものである
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の視野動揺量測定装置。
【請求項６】
上記刺激表示部は、周辺に静止刺激パターンが同時呈示される場合とそうでない場合を設けるものであり、
上記動揺量算出部は、それらの条件それぞれで内生雑音分散を動揺量と推定した後、該それぞれの動揺量により脳内の情報処理段階における絶対運動処理と相対運動処理の段階のいずれにおいて視野動揺が影響をおよぼしているのかを判定するものである
ことを特徴とする請求項５に記載の視野動揺量測定装置。
【請求項７】
生体内で発生する自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを外界の物理量として客観的かつ定量的に測定する方法であって、
生体内で発生する視野の動揺を内生雑音として捉え、該内生雑音と等価な量の外生雑音としての視覚運動刺激における速度時系列を生成する手順と、
該速度時系列を元に視覚運動刺激を実現し観察者に課題として呈示する手順と、
該課題に対する正答率が一定水準を越えるために必要となる運動速度を運動検出閾として測定する手順と、
該運動検出閾から観察者の視覚系内部で発生する動揺量と等価な量を推定し算出する手順とを有する
ことを特徴とする視野動揺量測定方法。
【請求項８】
上記生成する手順では、
視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の水平軸動揺速度の発生手順と、
該視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の垂直軸動揺速度の発生手順と、
該水平軸動揺速度と該垂直軸動揺速度とを合成し速度に関する等方的な白色雑音、すなわち位置に関する等方的な１／ｆ揺らぎ雑音をもつ速度時系列を生成する等方性動揺速度の合成手順と、
１乃至複数の並進運動時系列を発生する並進運動速度の発生手順と、
該揺らぎ速度時系列を該並進運動時系列と合成して任意の動揺振幅と並進運動速度の組み合わせからなる速度時系列を生成する動揺つき視覚運動刺激速度時系列の合成手順とを有する
ことを特徴とする請求項７に記載の視野動揺量測定方法。
【請求項９】
上記呈示する手順では、
中心ランダムドットパターンを生成する中心ランダムドットの生成手順と、
上記速度時系列生成部からの速度時系列に従って該中心ランダムドットパターンをコヒーレントに動かす刺激時空間表現の決定手順と、
該中心ランダムドットパターンに対して空間的アンチエイリアシングを施し視覚運動刺激をディスプレイ上に実現するにあたって画素未満で変位する動画像を滑らかに実現する空間アンチエイリアシングの実施手順と、
周辺ランダムドットパターンを生成する周辺ランダムドットの生成手順と、
該周辺ランダムドットパターンを呈示する領域の輪郭近傍で輝度コントラストを連続的に変化させることにより輪郭を空間的にぼかす輪郭コントラストのぼかし手順とを有する
ことを特徴とする請求項７または８に記載の視野動揺量測定方法。
【請求項１０】
上記測定する手順では、
上記呈示する手順で呈示される特定の動揺振幅と特定の並進運動速度を組み合わせた視覚運動刺激に対して並進運動成分の方向を観察者に回答させ、特定の動揺振幅において並進運動速度の関数として正答率を求めて心理測定関数を得、一定の正答率をもたらす並進運動速度をもって運動検出閾と定義し、該運動検出閾をさまざまな動揺振幅において測定し記録する
ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の視野動揺量測定方法。
【請求項１１】
上記算出する手順では、
上記測定する手順で測定される運動検出閾を用いて、該運動検出閾が内生雑音分散と外生雑音分散との和の平方根に比例し、内生雑音をもたず最適効率で課題を遂行する理想的観察者の課題成績と実際の観察者の課題成績との比に反比例する、という数理モデルをあてはめることにより、該内生雑音分散を視野の動揺量の推定値として算出する
ことを特徴とする請求項７乃至１０のいずれかに記載の視野動揺量測定方法。
【請求項１２】
上記呈示する手順では、周辺に静止刺激パターンが同時呈示される場合とそうでない場合を設け、
上記算出する手順では、それらの条件それぞれで内生雑音分散を動揺量と推定した後、該それぞれの動揺量により脳内の情報処理段階における絶対運動処理と相対運動処理の段階のいずれにおいて視野動揺が影響をおよぼしているのかを判定する
ことを特徴とする請求項１１に記載の視野動揺量測定方法。
【請求項１３】
請求項７乃至１２のいずれかに記載の視野動揺量測定方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとした
ことを特徴とする視野動揺量測定プログラム。
【請求項１４】
請求項７乃至１２のいずれかに記載の視野動揺量測定方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとし、
該プログラムを、該コンピュータが読み取りできる記録媒体に記録した
ことを特徴とする視野動揺量測定プログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、動揺つき視覚刺激に対する運動検出課題を行った観察者の正答率から、視覚系内部で発生している動揺量を定量的に測定する方法と装置に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
視野の動揺を訴える患者について、その病態の大きさを評価する従来の方法として、注視対象の見かけ上の揺れの軌跡を、観察者には見えない位置に置いたペンで書いてもらうという「ポインティング法」がある（本田、１９９４、眼球運動と空間定位、東京：風間書房）。また、視野動揺の見かけ上の振幅と静止線分刺激との長さマッチングを実施したり、視野動揺の周波数を測定するために見かけ上の揺れの基本周波数成分をメトロノームにより視覚−聴覚マッチングしたりする試みがある（仲泊・伊藤・久田ら、１９９９、動揺視の３病態、神奈川リハビリテーション病院紀要、２６、９−１６）。健常者については視野動揺とその知覚課題への影響を評価する方法は皆無である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のポインティング法は臨床現場で施行するには容易であるが、客観性に欠け、視野動揺の指標を一次元の尺度で記述することができないだけでなく、マッチング過程そのものにおいて測定上の無視できない誤差が発生する。静止線分刺激との長さマッチングやメトロノームとの周波数マッチングは、一次元尺度の記述概念であるものの、視野動揺の大きさと定量比較できる尺度として適切な次元とは必ずしもいえず、またマッチング過程そのものにおいて測定上の無視できない誤差が発生する。したがって従来法での測定結果は、観察者の主観に依存し、尺度の意味が不明瞭で、精度が低いという問題点がある。
【０００４】
また、これら従来法の全ては、現に訴えのある視野動揺の大きさを推定するための技術であり、患者の自覚できない視野動揺が何らかの視覚情報処理に悪影響をおよぼしているような病態の場合には用いることができない。この極端な場合が健常者であって、通常我々はわずかに発生している自己の視野動揺を自覚することはないので、これらの従来法ではそれを測定することができないという問題点がある。
【０００５】
さらに従来法は、視野動揺の量、すなわち現象をデータ化しようという発想であって、測定データからその病態の責任病巣を推定する手がかりが得られないという問題点がある。
【０００６】
この発明は、以上の従来法の問題点を解決するためのものであり、客観的で、尺度の意味が明瞭で、視機能異常の患者および健常者における自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを客観的かつ定量的に、高い精度で測定でき、測定データからその病態の責任病巣を推定する手がかりが得られる視野動揺量の測定装置と測定方法を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明は、生体内で発生する自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを外界の物理量として客観的かつ定量的に測定する装置であって、生体内で発生する視野の動揺を内生雑音として捉え、該内生雑音と等価な量の外生雑音としての視覚運動刺激における速度時系列を生成する速度時系列生成部と、該速度時系列を元に視覚運動刺激を実現し観察者に課題として呈示する刺激表示部と、該課題に対する正答率が一定水準を越えるために必要となる運動速度を運動検出閾として測定する運動検出閾測定部と、該運動検出閾から観察者の視覚系内部で発生する動揺量と等価な量を推定し算出する動揺量算出部とを有することを特徴とする視野動揺量測定装置を解決の手段とする。
【０００８】
あるいは、上記速度時系列生成部は、視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の水平軸動揺速度発生部と、該視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の垂直軸動揺速度発生部と、該水平軸動揺速度と該垂直軸動揺速度とを合成し速度に関する等方的な白色雑音、すなわち位置に関する等方的な１／ｆ揺らぎ雑音をもつ揺らぎ速度時系列を生成する等方性動揺速度合成部と、１乃至複数の並進運動時系列を発生する並進運動速度発生部と、該揺らぎ速度時系列を該並進運動時系列と合成して任意の動揺振幅と並進運動速度の組み合わせからなる速度時系列を生成する動揺つき視覚運動刺激速度時系列合成部とを有することを特徴とする視野動揺量測定装置を解決の手段とする。
【０００９】
あるいは、上記刺激表示部は、中心ランダムドットパターンを生成する中心ランダムドット生成部と、上記速度時系列生成部からの速度時系列に従って該中心ランダムドットパターンをコヒーレントに動かす刺激時空間表現決定部と、該中心ランダムドットパターンに対して空間的アンチエイリアシングを施し視覚運動刺激をディスプレイ上に実現するにあたって画素未満で変位する動画像を滑らかに実現する空間アンチエイリアシング部と、周辺ランダムドットパターンを生成する周辺ランダムドット生成部と、該周辺ランダムドットパターンを呈示する領域の輪郭近傍で輝度コントラストを連続的に変化させることにより輪郭を空間的にぼかす輪郭コントラストぼかし部とを有することを特徴とする視野動揺量測定装置を解決の手段とする。
【００１０】
あるいは、上記運動検出閾測定部は、上記刺激表示部から呈示される特定の動揺振幅と特定の並進運動速度を組み合わせた視覚運動刺激に対して並進運動成分の方向を観察者に回答させ、特定の動揺振幅において並進運動速度の関数として正答率を求めて心理測定関数を得、一定の正答率をもたらす並進運動速度をもって運動検出閾と定義し、該運動検出閾をさまざまな動揺振幅において測定し記録するものであることを特徴とする視野動揺量測定装置を解決の手段とする。
【００１１】
あるいは、上記動揺量算出部は、上記運動検出閾測定部で測定される運動検出閾を用いて、該運動検出閾が内生雑音分散と外生雑音分散との和の平方根に比例し、内生雑音をもたず最適効率で課題を遂行する理想的観察者の課題成績と実際の観察者の課題成績との比に反比例する、という数理モデルをあてはめることにより、該内生雑音分散を視野の動揺量の推定値として算出するものであることを特徴とする視野動揺量測定装置を解決の手段とする。
【００１２】
あるいは、上記刺激表示部は、周辺に静止刺激パターンが同時呈示される場合とそうでない場合を設けるものであり、上記動揺量算出部は、それらの条件それぞれで内生雑音分散を動揺量と推定した後、該それぞれの動揺量により脳内の情報処理段階における絶対運動処理と相対運動処理の段階のいずれにおいて視野動揺が影響をおよぼしているのかを判定するものであることを特徴とする視野動揺量測定装置を解決の手段とする。
【００１３】
あるいは、生体内で発生する自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを外界の物理量として客観的かつ定量的に測定する方法であって、生体内で発生する視野の動揺を内生雑音として捉え、該内生雑音と等価な量の外生雑音としての視覚運動刺激における速度時系列を生成する手順と、該速度時系列を元に視覚運動刺激を実現し観察者に課題として呈示する手順と、該課題に対する正答率が一定水準を越えるために必要となる運動速度を運動検出閾として測定する手順と、該運動検出閾から観察者の視覚系内部で発生する動揺量と等価な量を推定し算出する手順とを有することを特徴とする視野動揺量測定方法を解決の手段とする。
【００１４】
あるいは、上記生成する手順では、視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の水平軸動揺速度の発生手順と、該視野動揺の振舞いを模倣するモデル図形の垂直軸動揺速度の発生手順と、該水平軸動揺速度と該垂直軸動揺速度とを合成し速度に関する等方的な白色雑音、すなわち位置に関する等方的な１／ｆ揺らぎ雑音をもつ速度時系列を生成する等方性動揺速度の合成手順と、１乃至複数の並進運動時系列を発生する並進運動速度の発生手順と、該揺らぎ速度時系列を該並進運動時系列と合成して任意の動揺振幅と並進運動速度の組み合わせからなる速度時系列を生成する動揺つき視覚運動刺激速度時系列の合成手順とを有することを特徴とする視野動揺量測定方法を解決の手段とする。
【００１５】
あるいは、上記呈示する手順では、中心ランダムドットパターンを生成する中心ランダムドットの生成手順と、上記速度時系列生成部からの速度時系列に従って該中心ランダムドットパターンをコヒーレントに動かす刺激時空間表現の決定手順と、該中心ランダムドットパターンに対して空間的アンチエイリアシングを施し視覚運動刺激をディスプレイ上に実現するにあたって画素未満で変位する動画像を滑らかに実現する空間アンチエイリアシングの実施手順と、周辺ランダムドットパターンを生成する周辺ランダムドットの生成手順と、該周辺ランダムドットパターンを呈示する領域の輪郭近傍で輝度コントラストを連続的に変化させることにより輪郭を空間的にぼかす輪郭コントラストのぼかし手順とを有することを特徴とする視野動揺量測定方法を解決の手段とする。
【００１６】
あるいは、上記測定する手順では、上記呈示する手順で呈示される特定の動揺振幅と特定の並進運動速度を組み合わせた視覚運動刺激に対して並進運動成分の方向を観察者に回答させ、特定の動揺振幅において並進運動速度の関数として正答率を求めて心理測定関数を得、一定の正答率をもたらす並進運動速度をもって運動検出閾と定義し、該運動検出閾をさまざまな動揺振幅において測定し記録することを特徴とする視野動揺量測定方法を解決の手段とする。
【００１７】
あるいは、上記算出する手順では、上記測定する手順で測定される運動検出閾を用いて、該運動検出閾が内生雑音分散と外生雑音分散との和の平方根に比例し、内生雑音をもたず最適効率で課題を遂行する理想的観察者の課題成績と実際の観察者の課題成績との比に反比例する、という数理モデルをあてはめることにより、該内生雑音分散を視野の動揺量の推定値として算出することを特徴とする視野動揺量測定方法を解決の手段とする。
【００１８】
あるいは、上記呈示する手順では、周辺に静止刺激パターンが同時呈示される場合とそうでない場合を設け、上記算出する手順では、それらの条件それぞれで内生雑音分散を動揺量と推定した後、該それぞれの動揺量により脳内の情報処理段階における絶対運動処理と相対運動処理の段階のいずれにおいて視野動揺が影響をおよぼしているのかを判定することを特徴とする視野動揺量測定方法を解決の手段とする。
【００１９】
あるいは、上記視野動揺量測定方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとしたことを特徴とする視野動揺量測定プログラムを解決の手段とする。
【００２０】
あるいは、上記視野動揺量測定方法における手順を、コンピュータに実行させるためのプログラムとし、該プログラムを、該コンピュータが読み取りできる記録媒体に記録したことを特徴とする視野動揺量測定プログラムを記録した記録媒体を解決の手段とする。
【００２１】
この発明では、視野上で１／ｆ揺らぎ変位をする等方性動揺時系列を並進運動時系列と合成した視覚運動刺激を観察者に呈示し、観察者に並進運動の方向を判断させ、その正答率が一定水準を越えるために必要となる並進運動速度を運動検出閾として求め、動揺振幅の関数として運動検出閾を描くことで、観察者の視覚系内部で発生する動揺の量と等価な量を、揺らぎ変位の振幅という一意な尺度で、統計的に規定できる信頼区間の精度で推定する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。この発明は、生体内で発生する視野の動揺を雑音として捉え、該雑音と等価な量の雑音を視覚運動の刺激として生成する外界の物理量として測定する等価雑音解析法を利用して、自覚的・非自覚的な視野の動揺の大きさを、特定の視覚運動課題ごとに課題成績におよぼす影響の度合いとして客観的かつ定量的に測定する測定装置あるいは測定方法である。
【００２３】
図１は、この発明の方法を実現するための構成の一実施形態を示すブロック図であり、図４は、この方法の処理の手順の一実施形態を示すフローチャートである。
【００２４】
この実施形態では、速度時系列生成部１で、生体内で発生する視野の動揺を内生雑音として捉え、該内生雑音と等価な量の外生雑音としての視覚運動刺激における速度時系列を生成し、刺激表示部２で、該速度時系列を元に視覚運動刺激を実現し観察者に課題として呈示し、運動検出閾測定部３で、該課題に対する正答率が一定水準を越えるために必要となる運動速度を運動検出閾として求め、動揺量算出部４で、該運動検出閾から観察者の視覚系内部で発生する動揺量と等価な量を推定し算出する。
【００２５】
すなわち、速度時系列生成部１では、視野動揺の振舞いを模倣するモデルとして、視野上で１／ｆ揺らぎ変位をするパターン図形を用いて、その揺らぎ変位時系列を並進運動時系列と合成し、視覚表示部２では、合成された運動時系列を元に視覚運動刺激を実現して観察者に呈示し、観察者に並進運動の方向を判断させ、運動検出域測定部３では、その正答率が一定水準を越えるために必要となる並進運動速度を運動検出閾として求め、動揺量検出部４では、揺らぎ変位の振幅の関数として運動検出閾を描くことで、観察者の視覚系内部で発生する動揺の量と等価な量を推定する。
【００２６】
まず、この実施形態に用いる動揺つき視覚運動刺激における速度時系列生成と刺激表示の方法を述べ、次に、運動検出閾測定と動揺量算出の方法を順に説明する。
【００２７】
〈速度時系列生成〉
図２に速度時系列生成部１の構成を示したブロック図を、図５に速度時系列生成の方法の処理の手順を示したフローチャートを示す。
【００２８】
ここで、雑音とは平均を０とし一定の標準偏差をもつ正規分布に従うランダム過程であるとし、速度に関する等方的な白色雑音、すなわち位置に関する等方的な１／ｆ揺らぎ雑音をもつ時系列を生成して、観察者の視野動揺（すなわち内生雑音）を外界の刺激の動揺（すなわち外生雑音）で模倣する。
【００２９】
動揺つき視覚運動刺激は、ランダムに揺らぐ動揺の成分と並進運動の成分とからなる。そのうち、動揺は以下のようにして生成する。呈示時間６４［コマ〕を１［周期］としたときの速度の周波数表現において、ＤＣ成分を除く全ての周波数成分のパワースペクトルが一様で、かつ位相スペクトルがランダムになるような周波数表現をつくり、これを逆フーリエ変換して速度の時間表現とする。このようにして生成した動揺は速度に関する白色雑音となり、位置に関する１／ｆ揺らぎの雑音となる。各コマの瞬間速度が平均０、標準偏差σ０の正規分布に従い、また呈示時間を１［周期］とする成分より低周波のものが含まれていないので、呈示時間全体における動揺の平均速度は０である。
【００３０】
水平軸動揺速度発生部１１においては水平方向の速度に関して、垂直軸動揺速度発生部１２においては垂直方向の速度に関して、それぞれ独立にこのような時系列を生成し、等方性動揺速度合成部１３において合成することにより、動揺に縦横二次元上の等方性をもたせる。
【００３１】
次に、このようなランダムな運動をしながら平均的にはある一定の方向へ並進運動するような視覚刺激を実現するために、並進運動速度発生部１４において３６０［度］を４５［度］刻みで等分割した８方向のいずれかの角度への運動ベクトルを発生し、動揺付き視覚運動速度時系列合成部１５において上述の速度時系列に加算する。
【００３２】
〈刺激表示〉
図３に刺激表示部２の構成を示したブロック図を、図６に刺激表示の方法の処理の手順を示したフローチャートを示す。
【００３３】
まず、刺激時空間表現決定部２２は、上記の速度時系列をもつ視覚刺激を、中心ランダムドット生成部２１で生成したランダムな位置に散りばめたドットからなる円形領域（以下「パッチ」と呼ぶ）とし、その周囲の背景は一様な平均輝度とし、ディスプレイに表示する。各ドットには等方性二次元ガウス関数（標準偏差５［ｍｉｎ］；分布の床は最低輝度に等しく、分布の頂点の高さは最高輝度に等しい）に従う輝度分布をもたせ、分布の頂点の位置の表現には実際のコンピュータ画素より細かい解像度をもたせる（一実施形態では１画素の１／６５５３６）。
【００３４】
次に、空間アンチエイリアシング部２３において、これらのドットを実際のディスプレイへダウンサンプルして空間的アンチエイリアシングを行い、１画素未満で変位する動画像を滑らかに実現する。時間の関数として、これらのドットを上述の速度時系列に従いコヒーレントに動かすことにより、揺らぎつき視覚運動刺激を実現する。
【００３５】
次に、輪郭コントラストぼかし部２５において、円形の境界部分に関し、円形中心からの距離の関数として平均が半径に等しく標準偏差が２５［ｍｉｎ］であるような累積ガウス関数を刺激の輝度コントラストに乗ずることにより、空間的にぼかし、輪郭が参照枠としての運動検出手がかりとなることを防ぐ。周辺に静止パターンを同時呈示する条件では、パッチをとり囲む円形領域に、まず、周辺ランダムドット生成部２４において生成したＪｕｌｅｓｚ型ランダムドットパターン（１０［ｍｉｎ］×１０［ｍｉｎ］の正方形のドットを格子状に隙間なく配列し、それぞれ５０％の確率で最高輝度あるいは最低輝度になるようにランダムに白黒を選ぶ）を呈示し、輪郭コントラストぼかし部２５においてその内部に上述のパッチを同心円状に重ね、パッチ境界部分を同様に空間的にぼかす。パッチの輝度コントラスト分布は上述の累積ガウス関数とかけ合わせ、周辺のランダムドットパターンの輝度コントラスト分布は１から累積ガウス関数の値を減じたものとかけ合わせる。
【００３６】
上述のように生成した動揺つき視覚運動刺激の画像データは記憶媒体に記録しておき、以下に述べる視覚検査時に適切なデータを読み出してディスプレイに呈示する。
【００３７】
〈運動検出閾測定〉
運動検出閾測定の処理は運動検出閾測定部３にて行う。まず、各試行において、特定のσ０およびμをもち、並進運動成分の方向を８方向のいずれかからランダムに選んだ視覚運動刺激の呈示に対して、観察者は、パッチ中に含まれる並進運動成分が８方向のいずれの方向であるかを回答する。反応データは記憶媒体に記録する。
【００３８】
同一の検査セッション内では、σ０を固定としμを対数軸上で等間隔になるように変化させる。検査セッションの最初の試行は、明らかに並進運動方向がわかるようなμを用いる。観察者の反応にしたがって、原則的に、正反応の次の試行には並進運動速度を減少させ、誤反応の次の試行には増加させて、階段法に基づく系列で速度を試行間で変化させる。それぞれの速度のレベルにおいて、ひとつの検査セッション中には２〜６回程度、検査全体で１０〜２０回程度の繰り返し試行が含まれるようにする。用いた並進運動成分のそれぞれの速度ごとに記録した反応データから課題正答率を求め、累積ワイブル関数
Ｐｃ＝０．１２５＋０．８７５｛１−ｅｘｐ［−（μ／β）α］｝
でデータを曲線近似し、Ｐｃ＝０．５３３４をもたらす（すなわち、信号検出理論において雑音に対する信号強度割合の指標として用いられる「検出力インデックス」で表せば、２のときに対応する）並進運動成分の速度μをもって、運動検出閾μｔｈｒと定義する。周辺のある場合、ない場合のそれぞれにおいて独立に、この心理測定関数モデルを最尤推定法によってデータにあてはめる。
【００３９】
σ０を対数軸上で等間隔になるように変化させ、このような検査手続きをさまざまなσ０に関して繰り返す。
【００４０】
〈動揺量推定〉
動揺量推定の処理は動揺量算定部４にて行う。従来の信号検出理論によれば、視覚刺激の検出課題成績は、視覚系内部で発生する雑音（すなわち内生雑音）に対する刺激の信号強度として定式化されるが（Ｍａｃｍｉｌｌａｎ，Ｎ．Ａ．，＆　Ｃｒｅｅｌｍａｎ，Ｃ．Ｄ．，１９９１，Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ　Ｔｈｅｏｒｙ：Ａ　Ｕｓｅｒ’ｓ　Ｇｕｉｄｅ，Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ：Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｐｒｅｓｓ）、当該視覚課題に影響する内生雑音は一般に多次元であり、単一条件で検出閾を測定しただけでは内生雑音の量を特定することはできない。一次元尺度でその量を規定できる雑音（すなわち外生雑音）を視覚刺激そのものに付加して検出閾をさまざまな外生雑音レベルにて測定することにより、観察者の視覚系内部の内生雑音と等価な量の雑音（すなわち等価雑音）を推定することができる（Ｐｅｌｌｉ，Ｄ．Ｇ．，＆　Ｆａｒｅｌｌ，Ｂ．，１９９９，Ｗｈｙ　ｕｓｅ　ｎｏｉｓｅ？　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｏｐｔｉｃａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆＡｍｅｒｉｃａ　Ａ，１６，６４７−６５３．）。この等価雑音解析法を本発明に組み込むことにより、観察者の視野動揺の等価雑音を推定する。
【００４１】
用いた視覚運動刺激は、並進運動速度μを信号にもち、平均０、標準偏差σ０の正規分布に従う外生雑音をもつ。また、生体内で等価雑音が平均０、標準偏差σｉの正規分布に従って存在するとおく。外生雑音と等価雑音とは互いに独立だから、検出課題を行うにあたっての雑音の総量の標準偏差σは、分散の加算性より
σ＝（σｉ２＋σ０２）１／２
となる。信号検出理論により、検出力インデックスｄ’は雑音の標準偏差に対する信号の強さの比、すなわち
ｄ’＝μ／σ＝μ／（σｉ２＋σ０２）１／２
と定義される。等価雑音のみが言果題成績に悪影響を与えるという仮定のもとで、検出力インデックスが適当なある一定の値、ｄ’＝ｄ’ｔｈｒになるようなμの値をもって検出閾μｔｈｒとすれば、
μｔｈｒ＝ｄ’ｔｈｒ（σｉ２＋σ０２）１／２
となる。
【００４２】
内生雑音を全くもたない（σｉ＝０）理想的観察者において検出閾は、
μｔｈｒ−ｉ＝ｄ’ｔｈｒσ０
となる。上述の関係により、σ０≫σｉのとき、実際の観察者の検出閾は理想的観察者のそれと一致するはずであるが、実際の観察者は理想的観察者と同じく最適効率で課題を遂行することはないため、一般に両者は一致しない。そこで、σ０≫σｉにおける実際の観察者の検出閾を２乗したもの（検出閾における信号エネルギー）（μｔｈｒ）２に対する、理想的観察者の検出閾を２乗したもの（μｔｈｒ−ｉ）２の比をとり、計算効率ηと表す。また本発明の一実施形態において運動刺激を一定時間持続して呈示し、速度を各コマでランダムに変化させるのに対し、並進運動成分はコマ間にまたがって常に同一方向・同一速度である。したがって観察者は各々の試行において、信号と雑音とを含んだ分布からの独立標本の観測をＮ回行うことができ、それらに基づいて最終的な反応を１回だけすることができる。このとき検出力インデックスは
ｄ’＝Ｎ１／２μ／σ＝Ｎ１／２μ／（σｉ２＋σ０２）１／２
となる。ηとＮを考慮に入れ、実際の観察者の検出閾μｔｈｒは最終的に
μｔｈｒ＝ｄ’ｔｈｒ（σｉ２＋σ０２）１／２／（ηＮ）１／２
として定式化される。これを等価雑音解析法のモデルとして用いて検査データにあてはめることにより、σｉとηとをパラメータ推定することができる。
【００４３】
なお、上記刺激表示部２において、周辺に静止刺激パターンが同時呈示される場合とそうでない場合を設け、上記動揺量算出部４において、それらの条件それぞれで内生雑音分散を動揺量と推定した後、それぞれの動揺量により脳内の情報処理段階における絶対運動処理と相対運動処理の段階のいずれにおいて視野動揺が影響をおよぼしているのかを判定することが可能である。
【００４４】
〈一実施形態の効果の具体例〉
以下に、この発明の一実施形態の効果を具体例で示す。
【００４５】
パッチの大きさは半径４．１７［ｄｅｇ］とし、ドット密度は９．０４［ｄｏｔｓ／ｄｅｇ２］とした。周辺の静止パターンの大きさは半径８．３３［ｄｅｇ］とした。観察距離は８４［ｃｍ］とし、両眼観察した。視野動揺を訴える患者および健常観察者を用いた。σ０は１２段階に変化させた（σ０＝０．００４１８５×２ｉ［ｄｅｇ／ｓ］、ここでｉ＝０，１，２，…，１１）。並進運動ベクトルの速度μは１１段階に変化させた（０．０１２２１×２ｉ［ｄｅｇ／ｓ］、ここでｉ＝０，１，２，…，１０）。
【００４６】
まず、健常者の等価雑音の例を、周辺に静止刺激パターンがある場合とない場合とで示す（図７）。横軸に示した外生雑音の標準偏差σ０の関数として、運動検出閾は定数から右上がりへと屈曲をもつ関数となり、等価雑音解析法のモデルでよく近似でき、等価雑音σｉと計算効率ηの値が得られた。周辺刺激の有無によってηにはあまり違いがないが、σｉは周辺刺激のある場合には０．１０２［ｄｅｇ／ｓ］、ない場合には０．５９５［ｄｅｇ／ｓ］となり、周辺刺激の存在によってσｉは無視できる程度にまで減少した。このことから、視野動揺は絶対運動検出課題成績に影響をおよぼすが、相対運動検出課題はほとんど影響を受けないことがわかる。
【００４７】
次に、視野動揺を訴える患者で同じ測定を行った結果を示す（図８）。σｉは周辺刺激のある場合には０．９５９［ｄｅｇ／ｓ］、ない場合には１．６７８［ｄｅｇ／ｓ］となり、健常者と比較して、周辺刺激の有無にかかわらずσｉが有意に大きく、また周辺刺激がある場合の方がない場合に比べてσｉが減少した。この結果は、眼球の固視微動を原因とする視野動揺の他に、脳内運動処理機構の内部で新たに発生する成分があることを示唆する。
【００４８】
以上のとおり、顕著な視野動揺の愁訴の有無にかかわらず、視野動揺の視覚運動刺激検出課題におよぼす影響を測定できることから、観察者の自覚できない微細な動揺であっても客観的にその量を推定することができる。さらに本発明は、周辺の静止パターン図形の有無によって相対運動検出と絶対運動検出という脳内処理段階の異なる知覚課題を設定し、それらに同一の検査方法を用いて視野動揺のおよぼす影響をそれぞれ測定することによって、視野動揺を生じさせる責任病巣が運動情報処理の脳内処理段階のどこに位置しているのかに関する手がかりを与えることができる。
【００４９】
なお、図１〜図３で示した装置における各部の一部もしくは全部の機能をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータを用いて実行して本発明を実現することができること、あるいは、図４〜図６で示した処理の手順をコンピュータのプログラムで構成し、そのプログラムをコンピュータに実行させることができることは言うまでもなく、コンピュータでその機能を実現するためのプログラム、あるいは、コンピュータにその処理の手順を実行させるためのプログラムを、そのコンピュータが読み取り可能な記録媒体、例えば、ＦＤ（フレキシブルディスク））や、ＭＯ、ＲＯＭ、メモリカード、ＣＤ、ＤＶＤ、リムーバブルディスクなどに記録して、保存したり、配布したりすることが可能である。また、上記のプログラムをインターネットや電子メールなど、ネットワークを通して提供することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、顕著な視野動揺の愁訴の有無にかかわらず、視野動揺の視覚運動刺激検出課題におよぼす影響を測定できることから、観察者の自覚できない微細な動揺であっても客観的にその量を推定することができる。さらに本発明は、周辺の静止パターン図形の有無によって相対運動検出と絶対運動検出という脳内処理段階の異なる知覚課題を設定し、それらに同一の検査方法を用いて視野動揺のおよぼす影響をそれぞれ測定することによって、視野動揺を生じさせる責任病巣が運動情報処理の脳内処理段階のどこに位置しているのかに関する手がかりを与えることができる。また、相対運動検出と絶対運動検出という異なる脳内処理に視野動揺のおよぼす影響をそれぞれ独立に測定して診断に役立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明における、視野動揺量測定装置の一実施形態の機能構成を示すブロック図。
【図２】この発明における、速度時系列生成部の一実施形態の機能構成を示すブロック図。
【図３】この発明における、刺激表示部の一実施形態の機能構成を示すブロック図。
【図４】この発明における、視野動揺量測定方法の一実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図５】この発明における、速度時系列生成方法の一実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図６】この発明における、刺激表示方法の一実施形態の処理手順を示すフローチャート。
【図７】この発明により、ある健常観察者の視野動揺の量を推定した結果であって、横軸に外生雑音の標準偏差をとり、周辺に静止刺激のある場合、ない場合の運動検出閾をそれぞれ黒丸、白丸で示し、等価雑音解析法モデルを最適あてはめしたパラメータ推定値σｉおよびηを最適あてはめ曲線近傍に付した図。
【図８】この発明により、ある視機能異常患者の視野動揺の量を推定した結果を、図４と同じ書式で記した図。
【符号の説明】
１…速度時系列生成部
１１…水平軸動揺速度発生部
１２…垂直軸動揺速度発生部
１３…等方性動揺速度合成部
１４…並進運動速度発生部
１５…動揺付き視覚運動刺激速度時系列合成部
２…刺激表示部
２１…中心ランダムドット生成部
２２…刺激時空間表現決定部
２３…空間アンチエイリアシング部
２４…周辺ランダムドット生成部
２５…輪郭コントラストぼかし部
３…運動検出閾測定部
４…動揺量算出部
【図１】
2004008360.tif 000003
【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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