(57)【要約】【課題】  被検眼の視機能を客観的に評価することのできる眼科装置を提供する。【解決手段】  被検眼の視機能を検査する眼科装置において、被検眼に向けて検査視標を呈示する呈示手段と、呈示手段により呈示された視標の視認に関する被検者の応答情報を記憶する記憶手段と、記憶手段によって記憶された応答情報を基に確率関数として表せるファジー理論を用いて演算し被検者に対する客観的な評価値を求める演算手段と、演算手段により求められた評価値を出力する出力手段と、を備える。【選択図】      図１
2005102947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検眼の視機能を検査する眼科装置において、被検眼に向けて検査視標を呈示する呈示手段と、該呈示手段により呈示された視標の視認に関する被検者の応答情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段によって記憶された前記応答情報を基に確率関数として表せるファジー理論を用いて演算し被検者に対する客観的な評価値を求める演算手段と、該演算手段により求められた評価値を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
【請求項２】
請求項１の眼科装置において、前記演算手段は前記確率関数にメンバシップ関数を用いるとともに該メンバシップ関数は知覚確率曲線を基に与えられることを特徴とする眼科装置。
【請求項３】
請求項１の眼科装置において、前記評価値は被検眼の有病率を表した値であることを特徴とする眼科装置。
【請求項４】
請求項１〜３の眼科装置は、被検眼の視野を計測するための視野計であることを特徴とする眼科装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検眼の視機能を客観的に評価する眼科装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半球形の視野ドーム内側の各点に視標を呈示し、被検眼を固視させた状態にて投影された視標を視認できるか否かを各点において計測し、その結果を集計し表示する視野計が知られている。このような被検眼の視機能を測定する眼科装置では、得られた集計結果を医者が診断し、視野障害や眼疾患等の判断を行うこととなる。
【特許文献１】特表平７−５０４５８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような視野等の計測を行う眼科装置において、計測により得られる結果を基に被検眼の状態を判断することは経験が必要である。
上記従来技術の問題点に鑑み、被検眼の視機能を客観的に評価することのできる眼科装置を提供することを技術課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような構成を備えることを特徴とする。
（１）  被検眼の視機能を検査する眼科装置において、被検眼に向けて検査視標を呈示する呈示手段と、該呈示手段により呈示された視標の視認に関する被検者の応答情報を記憶する記憶手段と、該記憶手段によって記憶された前記応答情報を基に確率関数として表せるファジー理論を用いて演算し被検者に対する客観的な評価値を求める演算手段と、該演算手段により求められた評価値を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする。
（２）  （１）の眼科装置において、前記演算手段は前記確率関数にメンバシップ関数を用いるとともに該メンバシップ関数は知覚確率曲線を基に与えられることを特徴とする。
（３）  （１）の眼科装置において、前記評価値は被検眼の有病率を表した値であることを特徴とする。
（４）  （１）〜（３）の眼科装置は、被検眼の視野を計測するための視野計であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明は、被検者の主観的な応答に基づく計測結果であっても、客観的な評価を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は眼底カメラの機能と視野計の機能が設けられた本実施形態の眼科装置の光学系構成図、図２は制御系を示すブロック図である。
Ｅは被検眼を示す。ハロゲンランプからなる観察用光源１から出射される光束は、図示なき赤外フィルタによって赤外光束とされ、光軸Ｌ２に置かれたコンデンサレンズ２、コールドミラー３を介してリングスリット４を照明する。リングスリット４からの光束は、リレーレンズ５を介して穴開きミラー６の開口部近傍に中間像を形成するとともに、光軸Ｌ２上に置かれた穴開きミラー６の周辺面で反射される。穴開きミラー６で反射したリングスリット光束は、対物レンズ７により被検眼Ｅの瞳孔付近で一旦結像した後、拡散して被検眼眼底部を一様に照明する。なお、コールドミラー３は可視光を反射し、赤外光を透過する特性を有している。また、キセノンフラッシュランプからなる撮影用光源８から出射されたフラッシュ光は、コンデンサレンズ９を経た後、コールドミラー３により反射してリングスリット４、リレーレンズ５、穴開きミラー６、対物レンズ７を介して被検眼Ｅの眼底を照明する。このような構成により照明光学系を形成している。
【０００７】
被検眼Ｅの眼底からの反射光は、光軸Ｌ２上に配置された対物レンズ７、穴開きミラー６、レンズ１０〜１２、を経た後、赤外光を反射し可視光を透過する特性を有するビームスプリッタ１３にて反射し、レンズ１４に導光され赤外域に感度を持つ観察用カメラ１５の受光面に結像する。なお、レンズ１１は光軸方向に駆動可能であり、光軸Ｌ２上におけるレンズ１１の位置を変化させることにより、被検眼Ｅの眼底と観察用カメラ１５の受光面とを共役な関係にすることができる。本実施形態の眼科装置は、このような構成にて観察光学系を形成している。
【０００８】
また、撮影光学系は、観察光学系の対物レンズ７からビームスプリッタ１３までを共用する。ビームスプリッタ１３を透過した眼底からの反射光束（可視光束）は、レンズ１６を経た後ミラー１７にて反射し、可視光に感度を有する撮影用カメラ１８に入射してその受光面に眼底像を結像させるように構成されている。なお、観察用カメラの受光面と撮影用カメラの受光面とは共役な位置になるように設置されている。
【０００９】
また、視野計測を行うための光学系は、撮像光学系として用いられる対物レンズ７からレンズ１６までを共用し、縮小レンズ１９、視野計測用の視標を呈示するＬＣＤディスプレイ２０にて構成される。なお、縮小レンズ１９はＬＣＤディスプレイ２０の視標呈示領域全体を、被検眼Ｅの眼底像とともに観察カメラ１５の受光面に受光させるために用いられる。また、視野計測時（視標呈示時）にはミラー１７は光路外に退避される。ＬＣＤディスプレイ２０に呈示された視標は、縮小レンズ１９、レンズ１６、ビームスプリッタ１３、レンズ１０〜１２、穴開きミラー６、対物レンズ７を経て被検眼Ｅの眼底に投影される。なお、ＬＣＤディスプレイ２０の中心（光軸Ｌ２上）には被検者の固視目標となる十字形状の固視視標が形成されている。また、視野計測用の視標はその呈示位置や輝度、大きさを変えることができるようになっている。
【００１０】
図２は本実施形態の眼科装置における制御系を示したブロック図である。３０は本実施形態の眼科装置のシステム全体を駆動制御するための制御部であり、観察用光源１、撮影用光源８、ＬＣＤディスプレイ２０、モニタ３１、画像処理部３２、画像切換部３３、メモリ３４、応答ボタン３５、マウス等からなる入力デバイス３６が接続されている。応答ボタン３５は視野計測時に被検者が呈示視標を視認できたときに使用するものである。また、制御部３０には眼底撮影モードや視野計測モードの切換スイッチや、ＬＣＤディスプレイ２０に呈示される視標の位置，輝度，大きさ等を設定するための各種設定スイッチが備えられているコントロール部３７も接続されている。
【００１１】
画像処理部３２は、撮影用カメラ１８にて得られる画像に対して色調補正等の画像処理を行う。また、画像処理部３２は観察用カメラ１５にて得られる画像に対しても画像処理を行うことができるようになっている。画像切換部３３はモニタ３１の表示を観察用カメラ１５の動画観察画像や撮影用カメラ１８からの静止画像に切り換える。メモリ３４は撮影用カメラ１８にて撮影された画像や、視野計測において得られた被検者の応答情報を記憶する。また、メモリ３４はファジー理論を用いて演算処理を行うためのプログラムも記憶している。このファジー理論を用いて有病の有無を客観的に評価するための手法は、詳しくは以下に後述する。
＜ファジー理論を用いた解析方法＞
式１はファジー理論を用いた判別関数であり、視野計測で得られた応答情報をこの式１に適用することにより、被検者の有病の有無（有病確率）を算出する。
【００１２】
【数１】
2005102947.tif 000003
【００１３】
式中、ｚは目的変数、ｘnは説明変数、ａnは係数である。
説明変数ｘnは、視野計測時における各計測点の実測値と予め集計されている健常値とを比較し、その偏差を表した値が用いられる。図３は横軸には被検者に呈示する刺激光の輝度を、縦軸には呈示された刺激光の輝度に対して知覚感度の有無の閾値となった人数をとり、各計測点における健常者を対象に輝度に対する知覚感度の分布を表したグラフである。したがって、このグラフは正常値における偏差確率曲線となる。説明変数ｘnは、図３に示すような偏差確率曲線を用いて各計測点の実測値の偏差を表した値が代入される。このような偏差確率曲線は、年齢別に予め設けておいてもよいし、白内障等の中間透光体混濁や小瞳孔等に起因する全体的な知覚感度低下や異常な高感度による視野丘の高低を調整してその偏差を表すこともできる。
【００１４】
係数ａnは、メンバシップ関数を用いた確率関数から得られる値であり、本実施形態ではこのメンバシップ関数を知覚確率曲線から求めている。メンバシップ関数は、図４（ａ）に示す知覚確率曲線を知覚確率５０％の位置で折り曲げることにより得られる曲線（図４（ｂ）参照）を用いている。なお、図４（ａ）の知覚確率曲線は、ある輝度を有した刺激光を健常者に対して呈示し、その輝度における刺激光が知覚できるか否かの統計をとることにより、刺激光の明るさに対する知覚確率を表したものである。
【００１５】
図４（ｂ）に示すような、知覚確率曲線を基に得られるメンバシップ関数は、ファージ理論を適用して患者の有病率を求める際の有病確率の範囲を求めるものであり、その最大値を１として、閾値α（０＜α＜１）を決定しておく、閾値αは、係数ａnの最小値及び最大値を求めるものであり、閾値αによって決定される係数ａn（ａmin及びａmax）によって、目的変数ｚmin及びｚmaxが求められる。
【００１６】
このようにして求めた目的変数ｚmin及びｚmaxを図６に示すグラフに当てはめ、有病確率を算出する。図６は閾値α＝１として健常者（正常）における目的変数ｚと、有病者（異常）における目的変数ｚを各々算出することにより得られる正規分布を並べたものである。なお、図６において、健常者にて形成される正規分布の最大値（健常者の平均値）に該当する目的変数ｚを有病確率０％とおき、有病者にて形成される正規分布の最大値（有病者の平均値）に該当する目的変数ｚを有病確率１００％としている。このようなグラフに求めた目的変数ｚmin及びｚmaxをあてはめることにより、有病確率の範囲が求められることとなる。
【００１７】
以上のような構成を備える眼科装置について、その動作を説明する。ここでは視野計測及び得られた各計測点の実測値から有病率を算出する方法について説明する。
検者は観察用光源１を点灯させ、赤外光にて被検眼眼底を照らしモニタ３１に映る被検眼Ｅの眼底を観察する。次に、検者はフォーカシングレンズ１１を光軸方向に移動することによってモニタ３１に眼底像が明確に映るようにする。モニタ３１に眼底像が明確に映る状態が得られると、検者はコントロール部３７を用いて視野計測モードを設定する。視野計測モードが設定されている間は、ミラー１７は光軸Ｌ２上から退避している。また、制御部３０は図７に示すように、ＬＣＤディスプレイ２０の中心に固視目標となる十字型の固視視標１００を表示させる。次に制御部３０はメモリ３４に予め記憶されている視野計測プログラムに従って、被検眼Ｅの眼底上の計測点に対応するＬＣＤディスプレイ２０上の所定の位置に視標１０１を呈示させる。なお、本実施形態では視野計測用のプログラムを基にＬＣＤディスプレイ２０上の所定位置に検査視標１０１を順次呈示していくものとしているが、これに限るものではない。モニター３１上に表示される図示なきカーソルを入力デバイス３６のマウスを用いて移動させ、被検眼Ｅの眼底像の任意の位置をクリック動作により指定することにより、眼底の指定位置に検査視標を呈示するようにＬＣＤディスプレイ２０の所定位置に検査視標を呈示するようにしてもよい。
【００１８】
被検者は固視状態を維持しながら、呈示された視標が認識できれば応答ボタン３５を用いて認識できた旨を検者及び装置側に伝える。応答ボタン３５が使用されると、制御部３０はそのときの呈示視標の輝度を計測点における被検者の認識可能な感度の閾値とし、この呈示視標の輝度に対応した知覚感度の閾値（以下、単に感度と記す）を応答情報としてメモリ３４に記憶する。
【００１９】
また、呈示された視標が被検者に認識されない（感度がない）場合には、検者はコントロール部３７を用いて呈示視標の輝度を段階的に上げていき、ＬＣＤディスプレイ２０に輝度の異なる検査視標を順次呈示させていく。検査視標は例えば固視標を中心として略同心円状や放射状になるように外側から順次呈示される。本実施形態では合計７６個の検査視標を略同心円状に呈示するものとしている。
【００２０】
被検者が応答ボタン３５により視標を認識できた旨を伝えると、制御部３０は前述と同様に、応答ボタン３５が使用されたときの呈示視標の輝度を計測点における被検者の感度とし、呈示視標の輝度に対応した感度を応答情報としてメモリ３４に記憶する。一つ目の計測点での計測が終了すると、制御部３０はＬＣＤディスプレイ２０上の視標の呈示位置を変え、次の計測点に対して前述同様に視標を呈示させるようにする。なお、視野計測時における各計測点は、図６に示す健常者及び有病者の目的変数ｚの算出に用いられた条件と同じなるように、ＬＣＤディスプレイ２０上の視標の呈示位置、及び呈示順序が予め設定されている。
【００２１】
また、被検者における各計測点の感度はｄＢ（デシベル）にて表されており、計測点の閾値の輝度をＬとし、本実施形態の眼科装置にて呈示する視標の最高輝度をＬmaxとすると、その計測点の感度Ｙ（ｄＢ）は式２
【００２２】
【数２】
2005102947.tif 000004
【００２３】
で表される。例えば最高輝度にて視標を呈示したときに感度が得られれば、その計測点における感度Ｙは０ｄＢとなる。また、最高輝度の１／１００の輝度にて感度が得られれば、その計測点における感度Ｙは２０ｄＢとなる。
すべての計測点における感度の計測が終了すると、制御部３０は全計測点に対する感度の分布状態を図５（ａ）に示すような模式図にしてモニター３１に表示させる。
なお、図５（ａ）において各数値はすべてｄＢで表示されている。また、図中の（＜０）は、感度が０未満を示し、視標を最高輝度にて呈示したにも関わらず、感度が得られなかった状態を示している。また、図５（ａ）中の空白部分（２点分）は盲点に対応する部分である。
【００２４】
検者はコントロール部３７の判定ボタンを使用すると、制御部３０はメモリ３４に記憶されている視野計測プログラムを実行し、前述した式１を用いて有病確率を求めるようにする。先ず、制御部３０は得られる各計測点における感度が、図３の偏差確率曲線にて得られる感度分布のどの集合（確率）に位置するのかを求める。このような集合は、例えば、全体の０．５％未満（＜０．５）、全体の０．５％以上１％未満（＜１）、全体の１％以上２％未満（＜２）、全体の２％以上５％未満（＜５）、全体の５％以上（−）の５つの集合に分けることができる。
【００２５】
制御部３０は視野計測によって得られた被検者の感度分布（図５（ａ））の各計測点に対して前述した５つの集合に分類する（図５（ｂ）参照）。制御部３０はこのように分類した各計測点の値をさらに偏差を示した数値に変換し、これを説明変数ｘnとして式１に代入する。このように各計測点にて得られる値は説明変数としてｘ1、ｘ2、ｘ3…ｘnの全てに代入されることとなる。また、式１における係数ａnは、知覚確率曲線を基に与えられたメンバシップ関数に閾値α（例えば、０．８）を設定することにより、その上限（ａmax）及び下限（ａmin）が決定されている。制御部３０はこのような値を式１に代入することにより、目的変数ｚを演算する。さらに制御部３０は得られた目的変数ｚmax及びｚminを前述した図６の正規分布にあてはめることにより、有病確率の範囲を評価値として算出する。得られた有病確率の範囲は被検者の各種データとともにメモリ３４に記憶されるとともに、モニター３１に出力、表示される。また、コントロール部３７上の印刷スイッチを用いることにより、図示なきプリンタより有病確率の範囲が出力される。
【００２６】
このように、計測結果に対してファジー理論を用いて有病確率を得ることにより診断をする上での参考値が得られるため、経験が乏しい検者においても、迅速な診断や治療を行うことができる。
なお、以上の本実施形態では係数ａnは、メンバシップ関数に閾値を設定することにより得られる最小値と最大値のみを用いるものとしているが、これに限るものではない。例えば網膜色素変性症や加齢性黄斑変性症等の疾患の種類、被検者の年齢や職業、眼底における各計測点の位置等、を考慮して各計測点の各々に対して異なる重み付けを行い、係数ａnを各計測点にて変えるようにすることもできる。また、メンバシップ関数に適用する閾値αも種々変更可能にすることもできる。
【００２７】
また、説明変数ｘnには、図３に示すような偏差確率曲線を用いて各計測点の実測値の偏差を表した値を用いるものとしているが、これに限るものではなく、被検者の応答（感度の有無）を数値化して代入することも可能である。
【００２８】
以上のように、本実施形態では眼底カメラの機能と視野計の機能とを有する眼科装置において説明したが、半球形の視野ドーム内側の各点に視標を呈示し、被検眼を固視させた状態にて投影された視標を視認できるか否かを各点において計測する視野計においても本発明を適用できることは言うまでもない。また、視野計に限るものではなく、自覚的な屈折力測定装置等、その他の被検者の応答に基づく主観的な計測結果を基に被検眼を評価する眼科装置においても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態における眼科装置の光学系を示した図である。
【図２】本実施形態における眼科装置の制御系を示した図である。
【図３】各測定点における輝度に対する知覚感度の分布を表したグラフを示した図である。
【図４】知覚確率曲線を基に得られるメンバシップ関数を表したグラフを示した図である。
【図５】眼底における全計測点に対する感度の分布状態を示した図である。
【図６】目的変数ｚにより得られる正規分布を示した図である。
【図７】ＬＤＣディスプレイにおける視標の呈示例を示した図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  観察用光源
１５  観察用カメラ
２０  ＬＣＤディスプレイ
３０  制御部
３１  モニター
３４  メモリ
３５  応答ボタン
３６  入力デバイス
３７  コントロール部
【図１】
2005102947.tif 000005
【図２】
2005102947.tif 000006
【図３】
2005102947.tif 000007
【図４】
2005102947.tif 000008
【図５】
2005102947.tif 000009
【図６】
2005102947.tif 000010
【図７】
2005102947.tif 000011