(57)【要約】目における黄斑色素の密度および空間分布を測定する際に使用する装置は、目のカラー画像を取込むカメラ（４）と、カメラに到達した光を（好ましくは目に照射する光をフィルター処理することにより）フィルター処理する少なくとも１つのフィルター（３６）とを含む。フィルター（３６）は、色素により吸収される光の領域にピークがあり、そのような吸収が起こらない領域に別のピークがある透過スペクトルを有する。フィルターは黄斑色素へのカメラの感度を高める一方、他の色素の影響を削減または排除可能にする。黄斑色素を測定する方法は目のカラー画像を得るステップを伴い、画像は、前記ピークのそれぞれを有するスペクトルを各々有する２つのカラーコンポーネントを有する。コンポーネントの対応する部分は、黄斑色素密度の測定を提供するよう数学的に組合わされ、組合せの結果は、画像への黄斑色素の寄与を表わす出力を提供するために使用される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
目における黄斑色素の密度および空間分布を測定する際に使用するための装置であって、検査中の目の網膜のカラー画像を取込むためのカメラと、カメラに到達した光をフィルター処理するための少なくとも１つのフィルターとを含み、前記少なくとも１つのフィルターは、色素によって吸収される光の波長の領域にピークを有し、そのような吸収が起こらない領域に別のピークを有する透過スペクトルを有する、装置。
【請求項２】
前記少なくとも１つのフィルターは、前記２つのピーク間で実質的にゼロである透過スペクトルを有する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記透過スペクトルは、前記ピーク間で０．００１％を超えない、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
各ピークは幅が４０ｎｍ以下である、前述の請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項５】
フィルターは、検査中の目に照射する光のスペクトルが前記ピークを有するよう、照射光源の前に位置している、前述の請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項６】
少なくとも１つのフィルターは、前記ピークの双方をその透過スペクトルに有する単一のフィルターである、前述の請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項７】
前記ピークのうちの一方は青の光に対応する波長にあり、他方は赤の光に対応する波長にある、前述の請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項８】
前記第１のピークは４６０ｎｍに、前記第２のピークは６００ｎｍにある、請求項７に記載の装置。
【請求項９】
フィルターはトリプルバンドパスフィルターであり、その透過スペクトルは、緑の光に対応する波長でさらに別のピークを有する、請求項７または請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
検査中の目における黄斑色素の密度および空間分布の測定に使用するための装置であって、前記目に照射するための照射装置と、そのように照射された際に目のカラー画像を取込むためのカメラとを含み、照射装置は、黄斑色素によって吸収される光の波長で第１のピークを有し、そのような吸収が実質的に起こらない波長で第２のピークを有するスペクトルの光を、目に照射するよう動作可能である、装置。
【請求項１１】
前記照射光のスペクトルは、これら２つのピーク間で実質的にゼロへ下降する、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
照射装置は、光源と、前記ピークの双方をその透過スペクトルに有するフィルターとを含む、請求項１０または請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記ピークのうちの一方は青の光に対応する波長にあり、他方は赤の光に対応する波長にある、請求項１０〜１２のいずれかに記載の装置。
【請求項１４】
前記第１のピークは４６０ｎｍに、第２のピークは６００ｎｍにある、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
フィルターはトリプルバンドパスフィルターであり、その透過スペクトルは、緑の光に
対応する波長でさらに別のピークを有する、請求項１３または請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
装置は、カメラによって取込まれた画像を処理するための画像処理装置を含み、画像処理装置は、黄斑色素の吸収スペクトルにおけるコンポーネントから画像の基準コンポーネントを減算するようプログラムされており、それにより、黄斑色素以外の色素の、画像に対する寄与を取除く、前述の請求項のいずれかに記載の装置。
【請求項１７】
処理装置は、減算の結果が黄斑色素マップとして表わされる出力信号を生成するよう動作可能である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記減算は、２つのコンポーネントの輝度の対数の減算である、請求項１６に記載の装置。
【請求項１９】
画像処理装置は、トリプルバンドパスフィルターの透過スペクトルのそれぞれのピークに各々対応する３つの画像の対数を取り、メラニンおよび光色素双方の不均一な分布からのいかなる寄与もなくすようにこれらを組合わせるよう動作可能である、請求項１６〜１８のいずれかに記載の装置。
【請求項２０】
目における黄斑色素密度および空間分布を測定する方法であって、
ａ）  目の網膜のカラー画像を取込むステップを含み、画像は第１および第２のカラーコンポーネントを有し、第１のカラーコンポーネントは、黄斑色素による吸収が最大である波長でピークを有し、そのような吸収が実質的に起こらないところで第２のピークを有するスペクトルを有しており、前記方法はさらに、
ｂ）  黄斑色素から生じていない少なくともいくつかの色の寄与を取除くために、画像の各領域で画像コンポーネントを数学的に組合わせるステップと、
ｃ）  画像に対する黄斑色素の寄与を表わす出力を提供するステップとを含む、方法。
【請求項２１】
画像を取込むステップは、目に光を照射するステップを伴い、そのスペクトルは前記第１および第２のピークを有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
画像はカメラおよびフィルターによって取込まれ、フィルターは、コンポーネントの２つのピークに対応する第１および第２のピークをその透過スペクトルに有し、カメラによって取込まれた画像を形成する光をフィルター処理する、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
フィルターは、照射源から目への光の経路に位置する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
コンポーネントを数学的に組合わせる前記ステップは、前記領域の各々でコンポーネントの輝度の対数を取り、一方の対数を他方から減算することを含む、請求項２０〜２３のいずれかに記載の方法。
【請求項２５】
前記画像は３つのカラーコンポーネントを有し、前記数学的組合せは、網膜でのメラニンおよび錐状光色素の不均一な分布からの寄与をなくすように、少なくとも１つの対数に重みファクターを適用して、３つのコンポーネントについての対数を線状に数学的に組合わせるステップを含む、請求項２０〜２４のいずれかに記載の方法。
【請求項２６】
網膜での杆状光色素の不均一な分布の影響をなくすために、網膜のさらに別の画像コンポーネントが光の第４の波長で取得され、さらに別の画像についてのデータが前記数学的組合せに使用される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２７】
さらに別の画像コンポーネントは、網膜のさらに別の画像を取込むことによって取得される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
コンポーネントのスペクトルのピークはそれぞれ、実質的に４６０ｎｍ（青）、５３０ｎｍ（緑）、６００ｎｍ（赤）、および６８０ｎｍ（遠赤）である、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
対数は、所与の位置での黄斑色素密度Ｄを得るために、式
【数１】
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によって組合わされ、式中、ＬＤB、ＬＤG、ＬＤR、およびＬＤR'は、それぞれ、青、緑、赤、および遠赤のコンポーネントにおける所与の位置および周辺位置での輝度の差の対数である、請求項２６〜２８のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
この発明は、目における黄斑色素の密度および空間分布を検査する際に使用するための装置、および、前記密度および空間分布を判定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
黄斑色素とは、ヒトの網膜の中央部分に位置する黄色い色素である。この色素についての吸収スペクトルは、波長が４６０ｎｍの光に対してピークを有し、波長が５４０ｎｍの光に対してゼロである。そのためこの色素は、波長がより短い光をかなりの量吸収する一方、波長がより長い光に対しては影響をほとんどまたは全く及ぼさない。
【０００３】
黄斑色素の最高濃度は、非常に高密度の錘状受容体を有して視覚野の不釣合いに広い区域と結合されている網膜の領域に存在しており、その領域に高度の視力を与えている。
【０００４】
黄斑色素が網膜を短波長放射線の悪影響から保護しているということが提案されており、したがって、存在する黄斑色素の量の不規則性とある種の欠陥との間に何らかの相関関係があるかどうかを判断するために、さまざまな被験者における黄斑色素の光学密度および空間分布を測定することに多大な研究が費やされてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
フリッカー測光器とは、黄斑色素密度の主観的な測定ができるようにする機器である。フリッカー測光器は被験者の目に緑および青の光を交互に投射し、患者は、ちらつきが最小限しか、または全く感じられなくなるまで、これらの色のうちの一方の光の相対輝度を変えることができる。
【０００６】
写真法も、黄斑色素の密度／空間分布の客観的な表示を得るために使用されてきたが、効果を上げるために、被験者の瞳孔を広げ、光色素を白くしてそれらの寄与を最小限に抑え、次に眼底を２回、一回は青の光で、一回は緑の光で撮影することを必要としてきた。それらの画像は次にデジタル化され（ＣＣＤカメラによってまだ取込まれていない場合）、互いに整合するよう組合され、対数的に変換され、次に減算される。
【０００７】
しかしながら、画像同士が精密に整合されることを確実にすることは、時間のかかるステップであり、画像処理ソフトウェアおよびハードウェアに対して高い要求を課すものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の概要
この発明の第１の局面によれば、目における黄斑色素の密度および空間分布を測定する際に使用するための装置が提供され、この装置は、検査中の目の網膜のカラー画像を取込むためのカメラと、カメラに到達した光をフィルター処理するためのフィルター手段とを含み、フィルター手段は、色素によって吸収される光の波長の領域にピークを有し、そのような吸収が起こらない領域に別のピークを有する透過スペクトルを有する。
【０００９】
従来のカラーカメラはカラー画像を１回曝露から得ることができるが、この画像は、撮影された特徴の色の表示を提供するものの、黄斑色素／空間分布の測定に使用するのに十
分な色解像度を有してはいない。しかしながら、この発明のフィルターは、前記黄斑色素に対する装置の感度を高める。なぜなら、このフィルターは、黄斑色素の吸収がピークに達したコンポーネントと色素に影響されない別のコンポーネントとを有する光を通すためである。そのため、取込まれた画像は、黄斑色素密度によって非常に影響を受けたコンポーネントと、そうではない別の基準コンポーネントとを有する。
【００１０】
単一の画像に双方のコンポーネントが存在するため、別個の画像が取得される必要はなく、したがってこの発明は、画像整列を達成するという問題も回避する。加えて、従来のカメラが使用可能であり、そのため、この発明に従った装置は比較的安価に作られ得る。
【００１１】
良好な解像度を提供するため、フィルター手段は好ましくは、前記２つのピーク間で実質的にゼロである透過スペクトルを有する。そのためには、透過スペクトルは有利には、前記ピーク間で０．００１％を超えない。好ましくは、各ピークは幅が４０ｎｍ以下である。
【００１２】
フィルター手段は、目に照射して画像取込装置、たとえばカメラの１つ以上のＣＣＤアレイへと伝わる光の経路のどこかに置かれてもよい。しかしながら、好ましくは、フィルター手段は、目に照射する光のスペクトルが前記ピークを有するよう、目と照射光源との間に位置する。このため、たとえば、フラッシュランプとそのフラッシュランプ用の関連する交換可能なフィルターとを通常有する従来の３ＣＣＤアレイ網膜カメラを、既存のフィルターを前記フィルター手段と置き換えるだけで、この発明に従った装置に変換することができる。
【００１３】
この発明の利点は照射光の適切なスペクトルを選択することによって達成可能であるため、この発明の第２の局面によれば、検査中の目における黄斑色素の密度および空間分布の測定に使用するための装置が提供される。この装置は、前記目に照射するための照射手段と、そのように照射された際に目のカラー画像を取込むためのカメラとを含み、照射手段は、黄斑色素によって吸収される光の波長で第１のピークを有し、そのような吸収が実質的に起こらない波長で第２のピークを有するスペクトルの光を、目に照射するよう動作可能である。
【００１４】
好ましくは、前記照射光のスペクトルは、これら２つのピーク間で実質的にゼロへ下降する。
【００１５】
フィルター手段は好ましくは、前記ピークの双方をその透過スペクトルに有する単一のフィルターを含む。
【００１６】
好ましくは、前記ピークのうちの一方は青の光に対応する波長にあり、他方は赤の光に対応する波長にある。
【００１７】
好ましくは、前記第１のピークは４６０ｎｍに、第２のピークは６００ｎｍにある。
【００１８】
フィルターは、都合のよいことには、トリプルバンドパスフィルターであってもよく、その透過スペクトルは、さらに別のピークおよび緑の光に対応する波長（たとえば５４０ｎｍ）を有する。
【００１９】
フィルターは、たとえばオメガ・オプティカル（OMEGA OPTICAL）から入手可能な独自のアイテムであってもよい。
【００２０】
好ましくは、装置は、カメラによって取込まれた画像を処理するための画像処理装置を
含み、画像処理装置は、黄斑色素の吸収スペクトルにおけるコンポーネントから画像の基準コンポーネントを減算するようプログラムされており、それにより、黄斑色素以外の色素の、画像に対する寄与を取除く。
【００２１】
好ましくは、処理装置は、減算の結果を黄斑色素マップとして表示するよう動作可能である。
【００２２】
好ましくは、前記減算は、２つのコンポーネントの輝度の対数の減算である。
【００２３】
好ましくは、画像処理装置は、トリプルバンドパスフィルターの透過スペクトルのそれぞれのピークに各々対応する３つの画像の対数を取り、メラニンおよび光色素双方の不均一な分布からのいかなる寄与もなくすようにこれらを組合わせるよう動作可能である。
【００２４】
しかしながら、ヘモグロビンおよびメラニンが網膜中に均一に分布されている場合、それらは画像輝度の均一な減少をもたらし、それにより、３つの未知の色素分布、つまり黄斑色素、杆状光色素、および錘状光色素のみが残る。
【００２５】
この場合、画像処理装置は好ましくは、３つの画像から、網膜における黄斑色素、杆状光色素、および錘状光色素の分布を判定するよう動作可能である。
【００２６】
この発明の第３の局面によれば、目における黄斑色素密度および空間分布を測定する方法が提供される。この方法は、
ａ）  目の網膜のカラー画像を取込むステップを含み、画像は第１および第２のカラーコンポーネントを有し、第１のカラーコンポーネントは、黄斑色素による吸収が最大である波長でピークを有し、そのような吸収が実質的に起こらないところで第２のピークを有するスペクトルを有しており、前記方法はさらに、
ｂ）  黄斑色素から生じていない少なくともいくつかの色の寄与を取除くために、画像の各領域で、画像コンポーネントのうちの一方を他方から減算するステップと、
ｃ）  画像に対する黄斑色素の寄与を表わす出力を提供するステップとを含む。
【００２７】
好ましくは、画像を取込むステップは、目に光を照射するステップを伴い、そのスペクトルは前記第１および第２のピークを有する。
【００２８】
画像はカメラおよびフィルターによって取込まれてもよく、フィルターは、コンポーネントの２つのピークに対応する第１および第２のピークをその透過スペクトルに有し、カメラによって取込まれた画像を形成する光をフィルター処理する。フィルターは、検査中の目からカメラへの光の経路にあってもよいが、好ましくは、照射源から目への光の経路にある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
ここで添付図面を参照して、この発明をほんの一例として説明する。
【００３０】
詳細な説明
図１に示すカメラは、非散瞳網膜カメラ、この場合トプコン（ＴＯＰＣＯＮ）ＴＲＣ−ＮＷ６ＳＦカメラの修正版である。このカメラは、照射および画像処理用光学系とフラッシュランプとを含有するハウジング１を含む。ハウジング１の一端には対物レンズアセンブリ２があり、他端には、ハウジング１内の画像処理用光学系を介して得られる取込画像を表わす３つのコンポーネントのカラー出力信号を生成するための３ＣＣＤ（電荷結合素子）カメラ４がある。ハウジング１の後部にはＬＣＤビューファインダスクリーン６も設けられており、ハウジング１の後部はシャッタコントロール８を支持している。ハウジン
グ１の前部には、ヘッドバンド１２と顎載せ１４とを含む頭部支持体１０が取付けられている。頭部支持体１０は、被験者の頭部を位置付けて、対物レンズアセンブリ２に対する検査中の目の正確な位置付けを容易にする。
【００３１】
図２は、ハウジング１内の照射および画像処理用光学系、検査中の目１６、カメラのフラッシュランプ１８、およびフォーカシングランプ２０を簡略化された形で示している。フォーカシングランプ２０は、オペレータが目１６を撮影するためにカメラを設定する間、その目に照射するために使用される。ランプ２０によって提供される照射により、目１６の網膜の画像がビューファインダスクリーン６上に見えるようになり、そのためオペレータは目を正確に位置付けてカメラをフォーカスすることができる。ランプ２０からの光は、フォーカシングレンズ系２２を通って、半透鏡の形のビームスプリッタ２４へと通され、そこから光は反射されてフィルターアセンブリ２６を通る。アセンブリ２６はホルダ２８を含み、それは、それぞれ３０、３２、３４、および３６と参照符号が付いた４つのフィルターを保持し、フォーカシングランプ２０からの光のビームに平行な軸のまわりを回転可能であり、それらのフィルターのうちの任意の選択された１つをそのビームと整合させる。異なる数の（より多い、またはより少ない）フィルターを担持可能なホルダがカメラにおいて使用可能であることは理解されるであろう。今回の場合、フィルター３０〜３４は標準的な網膜写真法のために使用され、一方、フィルター３６は以下に説明するトリプルバンドパスフィルターであり、カメラによって取込まれた画像が目１６の網膜上の黄斑色素の密度および空間分布を測定するために使用され得るようにする。
【００３２】
フィルター３６を通過した光は次に、反射ミラー４０およびフォーカシングレンズ４２、４４、および４６を介して、環状ミラー３８へと通される。ミラー３８はその光を反射し、対物レンズアセンブリ２を介して目１６に入射させ、その目の網膜に照射するようにする。その光は網膜から反射され、そのうちの一部は戻ってレンズ２を通り、レンズ２はその光が、ミラー３８の開口部（参照符号４８）を通り、レンズ５０、５２、５４および５６というさらに別の系を通るよう向け、それらは照射された網膜の画像をＣＣＤカメラ４の画像平面上にフォーカスする。トプコン（ＴＯＰＣＯＮ）ＴＲＣ−ＮＷ６カメラには、通常のカラー写真撮影に使用される（たとえば糖尿病のスクリーニングに使用される）中性フィルターと、フルオレセイン血管造影法に使用される励起フィルターとが備わっている。これらのフィルターは他のフィルターと交換されてもよく、カメラをこの発明に従った装置に変換するのに必要な、カメラに対する修正は、それらのフィルターのうちの１つをトリプルバンドパスフィルター３６と交換することによって達成される。実際には、カメラは図２に示すものよりも複雑な光学素子の構成を有するが、これらは、フィルター３６を除き、公知のカメラに使用されるものと同じであるため、それらを詳細には述べなかった。
【００３３】
カメラ４の出力はコンピュータ５に接続され、コンピュータ５は、その後の処理用に出力がコンピュータのハードドライブに記録され得るようにするための映像取込カードを有している。
【００３４】
ＣＣＤカメラ４は、３つのＣＣＤアレイと、関連する赤、緑、および青のカラーフィルターとを有する。各ＣＣＤアレイは、３つのフィルターのそれぞれの後ろに位置付けられており、カメラは、目１６の網膜の画像を３つのＣＣＤアレイの各々の上に、そのそれぞれのフィルターを通して投射するためのビームスプリッタを含む。各アレイの出力はしたがって、網膜から受取られた、フィルター処理された光の輝度マップをそれ自体が構成する、グレースケール画素値のアレイを表わす。ＣＣＤアレイの出力はしたがって、赤、緑、および青のチャネルを構成する。
【００３５】
図８は、カメラ４における青（Ｂ）、緑（Ｇ）、および赤（Ｒ）のチャネルのスペクト
ル応答を示す。検査中の網膜に照射するのに白い光が使用されたならば、カメラ出力の青、緑、および赤のチャネルは、黄斑色素密度が測定され得るのに十分な色解像度を持たないであろう。しかしながら、カメラ４内の３つのＣＣＤアレイからのスペクトル応答は、フィルター３６によって、より狭い周波帯へと形作られる。なぜなら、このフィルターの透過スペクトルは、図３において５０、５２、および５４と参照符号が付いた３つの幅が比較的狭い帯域をその透過スペクトルに有するためである。これらの帯域の各々の幅は、３つの帯域Ｂ、Ｇ、およびＲのものよりもかなり狭く、隣接する帯域間の透過スペクトルは、縦軸が−１に透過率の（底１０に対する）対数を乗算したものである図４の光学密度マップに示されているように、実質的にゼロである。このため、透過帯域間でのトリプルバンドパスフィルター３６の透過率は０．００００１（すなわち光学密度５）を超えない。これらのスペクトル特性を有するフィルターは、オメガ・オプティカルから入手可能である。トリプルバンドパスフィルター３６とＣＣＤカメラ４のフィルターとの相互作用は、フィルター３６を透過する光のうち、帯域５０内の光はカメラ４用の青の出力チャネルにのみ影響を及ぼし、帯域５２内のすべての光は緑のチャネルに影響を及ぼし、一方、帯域５４内の光は赤のチャネルにのみ現われる、というようになっている。このため、バンドパスフィルター３６の３帯域の各々において透過される光は、カメラ４の３つのＣＣＤアレイのそれぞれからの出力にのみ影響を及ぼす。
【００３６】
ここで、装置の動作方法、および、装置によって取込まれた網膜像の分析について説明する。
【００３７】
最初に、被験者が自分の頭を頭部支持体１０に対して置き、フォーカシングランプ２０およびカメラ４が、目１６に照射するため、およびその映像を取込むためにそれぞれ起動される。その画像はディスプレイ６上に表示され、オペレータはカメラの制御装置を調節してその画像をフォーカスし、整列させる。この調節の態様は、この発明の装置が基づく公知の網膜カメラについてのものと同じである。
【００３８】
オペレータは次にシャッタスイッチを起動して、ランプ１８が閃光を放つようにし、カメラ４のシャッタ（図示せず）が動作するようにする。そのためカメラ４は、目１６の網膜のカラー画像を、後者がランプ１８によってフィルター３６を通して、すなわち図３の透過スペクトルに対応するスペクトルを有する光で照射されている際に取込む。
【００３９】
カメラはコンピュータ５にＲ信号、Ｇ信号、およびＢ信号を供給し、前記信号は、３つのＣＣＤアレイの各々についてのグレースケール画素値のアレイを表わしている。
【００４０】
次に、コンピュータ５に予めインストールされていた画像分析ソフトウェア（たとえばイメージプロ・プラス（ImagePro Plus））が、取込画像を分析するために使用される。これは、網膜の黄斑色素の光学密度マップを生成するために必要な動作を含む多くの動作を実行可能な、強力なアプリケーションである。しかしながら、他のより簡単なソフトウェアパッケージが、以下に概説する根底理論から開発された分析手法を用いて、同じ目的を達成するために使用され得ることが考えられる。
【００４１】
カメラのフラッシュランプによる網膜の不均一な照射という一般的な状況を仮定する。入射輝度がＩF,B、ＩF,R、ＩP,B、およびＩP,Rとする。ここで、下付き文字ＦおよびＰは、窩および周辺網膜位置（黄斑色素なし）を意味し、さらに別の下付き文字ＢおよびＲは、光源（すなわちフラッシュランプ１８およびフィルター３６）の青（４６０ｎｍ）および赤の波長帯をそれぞれ意味する。赤の代わりに緑の波長帯が選択された場合、分析は影響されない。同様に、ＲF,B、ＲF,R、ＲP,B、およびＲP,Rが、黄斑色素の後方のすべての網膜層の対応する反射率であるとする。最後に、Ｔは、窩位置での黄斑色素の４６０ｎｍ透過率であり、この説明における対数差は１０を底としている。
【００４２】
青の照射については、窩位置と周辺位置との反射輝度の対数差は、以下の式によって与えられる。
【００４３】
【数１】
2006525054.tif 000003
【００４４】
赤の照射については、以下の式によって与えられる。
【００４５】
【数２】
2006525054.tif 000004
【００４６】
第１の式におけるファクターＴ2は、光が黄斑色素を２回通過することによる。
【００４７】
減算する。
【００４８】
【数３】
2006525054.tif 000005
【００４９】
窩および周辺における光の空間分布は同じである。
【００５０】
【数４】
2006525054.tif 000006
【００５１】
反射率スペクトルは各位置において同じであることも仮定される。
【００５２】
【数５】
2006525054.tif 000007
【００５３】
式（１）は次に、以下のようになる。
【００５４】
【数６】
2006525054.tif 000008
【００５５】
式中、Ｄ（＝−ｌｏｇＴ）は、４６０ｎｍでの黄斑色素の光学密度である。このため、以下の式が得られる。
【００５６】
【数７】
2006525054.tif 000009
【００５７】
イメージプロ・プラスを用いて、単一の網膜像からＤの空間分布が以下のように得られる。
【００５８】
１．  カメラ４の修正された青、赤（および緑）のチャネルに対応して、元の画像から個々のグレースケール画像が抽出される
２．  その後のステップでの情報の損失を最小限に抑えるために、グレースケール画像は浮動小数点フォーマットに変換される
３．  「赤」および「青」の画像が対数的に変換される
４．  「対数青」の画像が「対数赤」の画像から減算される
５．  結果として生じる画像が、式（２）に従って二分される。
【００５９】
結果としてグレースケール画像が生じ、その一例を図７に示す。ここで、光区域５６は黄斑色素の区域である。さらなる分析または提示のためにさまざまなオプションが利用可能である。画像は、図６に示すように表面プロットとして描写されてもよく、図中、黄斑色素の区域は画像の中央の「丘」として示されている。密度スキャンが、窩を通る線に沿って、たとえば水平または垂直経線に沿って行なわれてもよい。一例を図５に示す。そのようなプロットから、ピーク黄斑色素光学密度が、ピークでの画素値と周辺位置、たとえば窩より８°上方での画素値との差として得られる。また、これに代えて、たとえば１．５°に対応する円形の「当該区域」が規定されてもよい。円形の線に沿った平均画素値、または、囲まれた区域内での平均画素値が得られてもよい。フリッカー測定法が刺激区域にわたった平均値というよりもむしろ刺激の端で黄斑色素密度を判定する証拠がある。このため、フリッカー測光法と反射率測定法とを比較する場合、円形の線に沿って平均画素値を判定することがより適切かもしれない。
【００６０】
新しい方法は、別個の青および緑の画像の取込が必要でそれらが互いに精密に整合されなければならない伝統的な反射率測定法を上回る利点をいくつか提供する。そのような整列はイメージプロで可能であるが、それは大規模なスクリーニングにとってはあまりに時間がかかるものである。提案された手順では、青および赤の画像が単一の画像から抽出され、完全に整合される。また、別個の画像を取得する場合、２つの画像において異なるかもしれない網膜の不均一な照射という問題がある。式（２）の導出においてわかるように、双方の画像において、これらが単一の画像から抽出された場合には、いかなる不均一性も同じであり、セルフキャンセルするものである。
【００６１】
基準画像として赤の画像を使うか、緑の画像を使うかという問題が残っている。いずれも、ゼロまたはほぼゼロの黄斑色素光学密度を示すという要件を満たしている。しかしながら、緑の画像は、長中波長の錘状光色素の存在により、黄斑色素と同じ領域において暗色化を示す。これらの光色素の寄与を最小限に抑えるため、それらは通常、画像取得の前
に白くされる必要がある（約３分間、約５．６ｌｏｇ  Ｔｄ）。しかしながら、この発明に従った方法では、約６００ｎｍを中心とする赤の透過帯域を有するトリプルバンドパスフィルター３６が使用される。この波長では、錘状光色素の光学密度は、青の透過帯域の中心である４６０ｎｍでのものとほぼ同じである。この光色素の光学密度は、赤の画像および青の画像に同等に寄与し、減算プロセスによってなくなる。６００ｎｍでは、杆状光色素の光学密度はほぼゼロであるが、４６０ｎｍではそうではなく、青の画像での窩位置と周辺位置との比較に影響を与え得る。しかしながら、５００ｎｍでの光学密度は、窩から７°〜１０°で約０．０１６であると推定されている（ブリンドリー（Brindley）Ｇ．Ｓ．およびウィルマー（Willmer）Ｅ．Ｎ．（１９５２）、「ヒトの黄斑および周辺眼底からの光の反射（The reflexion of light from the macular and peripheral fundus oculi in man）」、ジャーナル・オブ・フィジオロジー（J. Physiol.）１１６、３５０−３５６）。これはほぼ、４６０ｎｍでの０．０１に対応しており、デローリ（Delori）Ｆ．Ｃ．、ゴージャー（Goger）Ｄ．Ｇ．、ハモンド（Hammond）Ｂ．Ｒ．、スノッドラリー（Snoddlerly）Ｄ．Ｍ．、バーンズ（Burns）Ｓ．Ａ．（２００１）、「自己蛍光スペクトル分析により測定された黄斑色素密度：反射率測定法と異質染色性フリッカー測光法との比較（Macular pigment density measured by autofluorescence spectrometry: comparison with reflectometry and heterochromatic flicker photometry）」、ジャーナル・オプティカル・ソサィアティ・オブ・アメリカ、エー、オプティクス、イメージサイエンス＆ビジョン（J. Opt. Soc. Am., A, Optics, Image Science, & Vision）１８、１２１２−３０の推定と比較可能である。窩位置に杆状体がないと仮定すると、黄斑色素光学密度は、平均的な被験者において約２〜４％しか過小評価されない。
【００６２】
光色素は別として、メラニンおよびオキシヘモグロビンは、反射測定法により得られた黄斑色素測定値に潜在的に影響を与え得る。オキシヘモグロビンは、その密度が窩と周辺（１２°）とで同じであるため、おそらく無視され得る。メラニンは、網膜において不均一な分布を有し、斑においてピークに達することが既に示されているため、問題を招くおそれがある。また、それは、波長の増加とともに減少する吸光度スペクトルを有する。このため、青の画像が最も影響を受け、緑の画像が中程度に影響を受け、赤の画像は最も影響が少ない。これは、黄斑色素光学密度が、緑というよりもむしろ赤の画像が基準として使用された場合により大きいファクターによって過大評価されるようにする傾向がある。原則として、メラニンの影響は取除くことが可能である。これを達成するには、理論によれば、式（２）は以下の式に置き換えられる必要がある。
【００６３】
【数８】
2006525054.tif 000010
【００６４】
式中、ｒは４６０および６００ｎｍでのメラニン吸光係数の比率（約４）である。このため、「対数青」の画像を減算する前に、「対数赤」の画像にｒを乗算する必要がある。しかしながら、式（３）は網膜の均一な照射およびスペクトル的に平坦な反射体を仮定していることに留意すべきである。加えて、（３）により与えられる値Ｄは、網膜中の光色素のいかなる不均一な分布によっても影響を受ける。青および赤の画像と同じく緑の画像を活用することにより、メラニンおよび光色素双方の不均一な分布からの寄与をなくすことができる。Ｄについての適切な式は以下のとおりである。
【００６５】
【数９】
2006525054.tif 000011
【００６６】
式中、係数ｒnは、波長の異なる対でのメラニンまたは光色素の吸光係数の比率である。より具体的には、ｒファクターは以下のとおりである。
【００６７】
ｒ1＝メラニンについての、青の波長での吸光係数／緑の波長での吸光係数
ｒ2＝メラニンについての、青の波長での吸光係数／赤の波長での吸光係数
ｒ3＝錘状光色素についての、青の波長での吸光係数／緑の波長での吸光係数
ｒ4＝錘状光色素についての、青の波長での吸光係数／赤の波長での吸光係数
これらの比率は文献から得ることができる。式（４）を実践するために、「対数赤」、「対数緑」、および「対数青」の画像は、式に示される適切な乗数を用いて線形に組合される。
【００６８】
ここで、Ｄは、青のフィルター帯域の波長（４６０ｎｍ）での黄斑色素の光学密度であり、ＬＤRなどは、対数的に変換された赤、緑、および青のグレースケール画像である。ソフトウェア（イメージプロ・プラス）はウィンドウズ（登録商標）ベースであり、以下のステップの各々を行なう。
【００６９】
１．  カメラのフィルターで修正された青、赤、および緑のチャネルに対応して、元の画像から個々のグレースケール画像が抽出される
２．  その後のステップにおける情報の損失を最小限に抑えるために、「赤」、「緑」、および「青」のグレースケール画像が浮動小数点フォーマットに変換される
３．  ３つのグレースケール画像が対数的に変換される
４．  ３つの対数的に変換された画像が、式（４）に従って組合される。
【００７０】
結果として、斑の領域でのより明るい区域（より高い輝度／より高い画素値）を示す、網膜の画像が得られる。黄斑色度密度の「値」は、斑の中央に中心がある円形領域（たとえば直径が１度）内の１組の画素値の平均を取り、たとえば斑の中央から８度の基準位置（黄斑色素密度≒０）に中心がある同様の１組の平均を減算することによって求められ得る。これは、中央の１度における平均黄斑色素密度を提供する。
【００７１】
図５〜７のマップ／プロットでは、各個々の画素が、トリプルバンドパスフィルターの各帯域を透過し、その後網膜から反射され、網膜の中央部分において黄斑色素の透過特性により修正された光の量の数学的組合せを表わすことが理解されるであろう。このため、網膜のこの中央部分内の任意の点での黄斑色素光学密度Ｄは、黄斑色素密度が些細なものであることが公知の、たとえば偏心率８°といったある非中央網膜位置での画素値を、対応する画素値から減算することによって得られる。たとえば、図５では、ピーク光学密度Ｄは、窩の中央から約８°の網膜上の点を表わす画素番号９５での縦座標値を、ピーク縦座標値から減算することによって得られる。
【００７２】
杆状光色素の分布についての上述の説明にもかかわらず、黄斑色素測定におけるそのような色素の影響は、第４の波長の光により照射された網膜の画像を用いることによってなくなり得ることが信じられている。第２の画像を取得するために、トリプルバンドパスフィルター３６は、６８０ｎｍでピーク透過率を有し、帯域幅が２０ｎｍのフィルターと交換され、検査中の目は２回撮影される。第１の撮影は「赤」、「緑」、および「青」の画像を、各それぞれのＣＣＤアレイから１つずつ生成し、一方、第２の撮影は（第１の「赤
」の画像のものよりも長い波長で）第２の「赤」の画像を生成する。したがって、波長が異なる４つの画像があり、これらは、杆状光色素の（小さな）影響をなくすやり方で黄班色素光学密度を得るために使用可能である。
【００７３】
ここで簡潔に、この新しい改良点を含む、黄斑色素光学密度分布を得る方法を示す。
【００７４】
１．  トリプルバンドパスフィルターを用いて画像を取得する。画像分析ソフトウェアを用いて、以前と同様に、赤、緑、および青のチャネルに対応するグレースケール画像を抽出し、これらを対数（ＬＤR、ＬＤG、ＬＤB）に変換する
２．  たとえば、６８０ｎｍでピーク透過率を有し、帯域幅が２０ｎｍのフィルターを用いて、第２の画像を取得する。これは、トリプルバンドパスフィルターの赤の帯域よりも長い波長である。６８０ｎｍでは、著しい吸収を有する唯一の色素はメラニンである。再度、（赤のチャネルから）グレースケール画像を抽出し、対数ＬＤR'に変換する
３．  画像分析ソフトウェアを用いて、ＬＤR'画像を、ＬＤR画像、ＬＤG画像、およびＬＤB画像と整合させる
４．  ４つの画像を線状に組合せることによって、黄斑色素光学密度分布を得る。
【００７５】
【数１０】
2006525054.tif 000012
【００７６】
数値的ファクターは、明細書の（４）に象徴的に示されているものと同様の、４つの波長での４つの色素の吸光係数の異なる組合せである。
【００７７】
４つの異なる画像と４つの未知の色素分布とがあるため、錐状体および杆状体の分布も、以下の式を用いて判定され得る。
【００７８】
【数１１】
2006525054.tif 000013
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】この発明に従った装置の外観図である。
【図２】装置内の光学素子および経路の簡略化された概略図である。
【図３】装置において使用されるトリプルバンドパスフィルターの透過スペクトルである。
【図４】トリプルバンドパスフィルター用の光学密度プロットである。
【図５】検査中の目の網膜内の窩を通過する垂直線に沿った位置に対する計算された黄斑色素密度のプロットである。
【図６】網膜を横断する計算された黄斑色素密度を示す表面プロットである。
【図７】この発明に従った装置を用いて撮影された網膜の画像である。
【図８】網膜の取込画像を表わす電気的出力信号を提供する装置によって使用される３つのＣＣＤからのスペクトル応答を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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