(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼底血管の１個の測定部位に測定ビームを照射する照射手段と、該測定部位からの散乱反射光を２個以上の方向から受光する受光手段と、該受光手段の信号の出力を基に血流速度を求める演算手段とを有するレーザードップラ型の眼底血流計測装置において、第１の入射方向又は受光方向から測定する第１の測定と、該第１の測定と異なる第２の入射方向又は受光方向から測定する第２の測定を行う測定制御手段を備え、該測定制御手段は前記第１、第２の測定を行う際に、被検眼との位置関係のアライメントを行い、測定対象となる血管を選択し、該対象血管からの散乱反射光を前記受光手段で受光することを特徴とする眼底血流計測装置。
【請求項２】
前記測定制御手段は前記第１、第２の測定を行う際に、前記受光手段による測定の前に、前記受光手段のゲインを調整するゲイン調整手段を有する請求項１に記載の眼底血流計測装置。
【請求項３】
前記測定対象となる血管を眼球運動に対して追尾捕捉するようにトラッキングする血管トラッキング手段と、前記測定ビームがトラッキングした血管に重なるように補正を行うトラッキング補正手段とを備え、前記測定制御手段は前記第１、第２の測定を行う際に、前記受光手段による測定の前に、前記トラッキング補正手段によるトラッキング補正を行う請求項１に記載の眼底血流計測装置。
【請求項４】
前記測定対象となる血管の血管径を測定する血管径測定手段を備え、前記測定制御手段は前記第１、第２の測定を行う際に、前記受光手段による測定の前に、前記血管径測定手段により血管径を測定する請求項１に記載の眼底血流計測装置。
【請求項５】
前記測定制御手段は前記第１、第２の測定を行う際に、前記受光手段による測定時間を１拍動以上とした請求項１に記載の眼底血流計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レーザードップラ法により眼底の血流状態を検査する眼底血流計測装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来の眼底血流計の構成図を示し、眼科診療に一般的に用いられているスリットランプを改造したものである。光路K1上には照明光学系が配置されており、照明用光源１からの白色光束は孔あきミラー２で反射され、スリット３、レンズ４、被検眼Ｅの角膜の屈折力を相殺して眼底Eaを観察可能とするコンタクトレンズ５を介して、眼底Ea上の血管Evを照明する。また、孔あきミラー２の背後の光路上には、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を発する測定用レーザー光源６が配置されており、測定用レーザー光源６からの測定光は孔あきミラー２の中央の開口部を通り、照明用光源１からの光束と同軸にされ、眼底Eaを点状に照射する。
【０００３】
血管Ev内を流れる血球及び血管壁により散乱反射された光束は、角度α’をなす光路K2、K3上に配置された立体観察用の受光光学系の対物レンズ７ａ、７ｂを通り、ミラー８ａ、８ｂ、ミラー９ａ、９ｂで反射され、接眼レンズ１０ａ、１０ｂを介して検者により眼底像として観察され、検者は接眼レンズ１０ａ、１０ｂを覗いて眼底Eaを観察しながら測定部位を選択する。
【０００４】
図８は検者に観察される眼底像を示し、照明光により照明されている領域内で、測定対象となる血管Evを接眼レンズ１０ａ、１０ｂの焦点面に予め用意されているスケールSCと合軸すると、測定用レーザー光源６による測定光と血管Evが合軸され、測定用レーザー光源６によるスポット光束PSによって測定部位が決定される。このとき、測定光による眼底Eaからの反射光束は、光ファイバ１１ａ、１１ｂを介してフォトマルチプライア１２ａ、１２ｂで受光される。
【０００５】
この受光信号は、血管Ev内を流れる血流によりドップラシフトした成分と、静止している血管壁で反射された成分とが、干渉することによって生ずる所定のビート信号成分を含んでおり、このビート信号を周波数解析して血管Ev内の血流速度を求める。
【０００６】
図９はフォトマルチプライア１２ａ、１２ｂで測定された受光信号を周波数解析した結果の一例であり、横軸は周波数Δｆ、縦軸はその出力ΔＳを示している。周波数の最大シフトΔfmaxと、入射光束の波数ベクトルκi 及び受光光束の波数ベクトルκs と、血流の速度ベクトルυとの関係は次式で表すことができる。
Δfmax＝( κs −κi ) ・υ                              …(1)
【０００７】
従って、フォトマルチプライア１２ａ、１２ｂのそれぞれの受光信号から算出された周波数の最大シフトΔfmax1 、Δfmax2 と、レーザー光の波長λと、測定部位の屈折率ｎ、眼内での受光光軸K2、K3のなす角度αと、眼内で受光光軸K2、K3の作る平面と血流の速度ベクトルυとのなす角度βを用いて、式(1) を変形すると、血流の最大速度Vmaxは次式で表すことができる。
Vmax＝｛λ／（ｎ・α）・｜Δfmax1-Δfmax2 ｜｝／cos β  …(2)
【０００８】
このように、２方向から計測を行うことにより測定光の入射方向の寄与が相殺され、眼底Ea上の任意の部位の血流速度を計測することができる。
【０００９】
また、２本の受光光路K2、K3が作る平面と眼底Eaとの交線Ａと、この交線Ａと血流速度ベクトルとのなす角度βとの関係から、真の血流速度を測定するためには、式(2) においてβ＝０°として、交線Ａを速度ベクトルに一致させる必要がある。このために、受光光学系中にイメージローテータを配置し、光学的に一致させるように構成している。
【００１０】
しかし、実際の測定では、このβ＝０の状態で求まるΔfmax1 、Δfmax2 の符号を確認する必要がある。また、眼底Eaの動脈血流の平均流速の算出を行うためには、１回の測定で１拍動以上の測定時間を必要とし、これは安全を見て２秒程度である。この間の測定を正しく行うためには、測定ビームが測定血管を正しく照射していなければならない。このために、最近の眼底血流計には、眼球運動に対して追尾捕捉するためのトラッキング手段が設けられている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の従来例においては、測定ビームの眼球への入射角度を切換える測定を連続的に行うためには、必然的に４秒程度の時間連続的に測定を行わなくてはならない。しかし、この４秒で連続測定を行うと、瞬き、涙、眼の油膜や患者の固視不良などにより、眼底像のコントラストが一時的に低下し、その間眼底映像信号からの血管位置情報が得られなくなり、トラッキング動作が不安定になることがあり、また患者に対して眼の拘束時間が長くなるために、患者に多大な負担を掛けるという問題がある。
【００１２】
更に、正確な測定を行うには測定ビーム入射角度を切換える毎に、被検眼Ｅの収差などによって生ずる測定ビームと測定血管との位置ずれの補正や、受光器の感度調整などの測定条件の設定を行わなければならない。従って、連続的に測定を行おうとすると、より時間が掛かって被検眼Ｅの状態を一層悪化させることになり、特に検者が自ら調整を行う測定ビームと測定血管との位置ずれ補正などにおいては、その調整手順が不明確なために操作を間違えたり正しい調整が行えない等の問題が生ずる。
【００１３】
本発明の目的は、上述の問題点を解消し、各測定毎に最適な調整を行って、患者への負担を軽減し精度良く血流速度を求める眼底血流計測装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る眼底血流計測装置は、眼底血管の１個の測定部位に測定ビームを照射する照射手段と、該測定部位からの散乱反射光を２個以上の方向から受光する受光手段と、該受光手段の信号の出力を基に血流速度を求める演算手段とを有するレーザードップラ型の眼底血流計測装置において、第１の入射方向又は受光方向から測定する第１の測定と、該第１の測定と異なる第２の入射方向又は受光方向から測定する第２の測定を行う測定制御手段を備え、該測定制御手段は前記第１、第２の測定を行う際に、被検眼との位置関係のアライメントを行い、測定対象となる血管を選択し、該対象血管からの散乱反射光を前記受光手段で受光することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明を図１〜図６に図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は実施例の眼底血流計の斜視図を示し、テーブル２０上にはステージ固定部２１とパーソナルコンピュータ２２が載置され、ステージ固定部２１には前後左右に移動自在のステージ可動部２３と顎支持台２４が固定されている。ステージ可動部２３上には本体測定ヘッド２５が載置され、検者側には操作桿２６、測定スイッチ２７、トラッキング補正ダイアル２８、表示用ＬＥＤ２９が設けられている。そして、本体測定ヘッド２５には、内部固視灯操作ノブ３０、フォーカスノブ３１、イメージローテータノブ３２が設けられている。
【００１６】
図２は測定方法のフローチャート図を示し、一連の測定動作はアライメントモード、エイミングモード、トラッキングモード、測定モードの４つから構成される。眼底上の或る１個所の血流速度を求めるには、ビート信号の符号反転を確認する必要があり、このために入射光路を切換えてアライメントモードを含む一連の測定動作を２回繰り返す必要があり、第１の入射光路による測定はパス１で行い、第２の入射光路による測定はパス２で行う。
【００１７】
図３はアライメントモードのフローチャート図を示し、先ずパーソナルコンピュータ２２と本体測定ヘッド２５に電源が供給され、必要なプログラムが作動している状態で、患者は顎支持台２４に顎を載せる。操作はパーソナルコンピュータ２２の制御によって行われ、ステップ１でＨｅ−Ｎｅレーザー光源をオフし、ステップ２で操作桿２６、内部固視灯操作ノブ３０、フォーカスノブ３１を操作して、測定すべき眼底上の血管がなるべく中央にくるように眼を誘導しながら、ステージ可動部２３を駆動して被検眼の眼底にピントを合わせ、次に図４に示すエイミングモードへ移る。
【００１８】
図４はエイミングモードのフローチャート図を示し、ステップ３でＨｅ−Ｎｅレーザー光をオンし、血管径や眼球運動を追尾捕捉するための照明用のＨｅ−Ｎｅレーザー光を被検眼へ導き、ステップ４でそのビーム形状から測定する血管に対して、従来例の図８のβの角度が０度になるようにイメージローテータを回転する。ステップ５でピントが合ってない場合は図３のステップ２に戻り、ピントが合っていれば操作桿２６にある測定スイッチ２７の１段目を押し、図４に示すトラッキングモードへ移行する。
【００１９】
図５はトラッキングモードのフローチャート図を示し、ステップ６で血流速度を求めるための測定ビームを発する半導体レーザー光源がローレベルで弱く光り、測定ビームは第１の入射光路を通って測定血管に至り、トラッキングを開始する。ステップ７で照明用のＨｅ−Ｎｅレーザー光に映し出された血管像の映像信号の大きさを最適化するために、映像信号の大きさを読み取って自動的にイメージインテンシファイヤのゲインを調整する。ステップ８で調整が不十分の場合はステップ７に戻り、一方で血管像の最適化が終了すると、ステップ９でトラッキングスイッチがオンして映像信号からの血管位置が求められ、ステップ１０で眼球運動を含むドップラ信号の大きさを読み取り、最適な値に２個のフォトマルチプライアのゲインを調整する。ステップ１１でゲインが未調整の場合はステップ１０に戻る。
【００２０】
ステップ１１で調整が完了すると、ステップ１２で患者の眼の収差により半導体レーザー光源のビームスポット位置が、測定する血管に対してずれている場合には、トラッキング補正ダイヤル２８を回して、正しく血管に照射されるように操作し、再度フォトマルチプライアのゲイン調整を行う。一方、フォトマルチプライアのゲインとトラッキング補正が所定値に調整されると、ステップ１３で測定スイッチ２７の２段目を押して図６に示す測定モードに移行する。一方トラッキング補正が未調整の場合はステップ１０に戻る。
【００２１】
図６は測定モードのフローチャート図を示し、ステップ１４で半導体レーザー光源が初めてハイレベルの出力となり、ステップ１５でこれに対してフォトマルチプライアのゲインが再調整される。ステップ１６でゲイン再調整がうまく行われない場合は、照明用のＨｅ−Ｎｅレーザー光をオフにして図３のアライメントモードへ移行する。一方ゲイン再調整がうまく行われた場合は、ステップ１７、１８、１９で測定ビームが２個のフォトマルチプライアに取り込まれ、血管径、血流速度、再び血管径のデータが順次に算出される。同時に、ステップ２０で照明用のＨｅ−Ｎｅレーザー光源、半導体レーザー光源がオフして、ステップ２１でパス１による第１の測定が終了する。
【００２２】
次に、半導体レーザー光源からの測定ビームが第２の入射光路を通って測定血管に至り、第１の測定と同様に、第２のパスによるアライメントモード、エイミングモード、トラッキングモード、測定モードによる第２の測定が行われ、同じ血管の血流速度が求められる。このように、パス１、２毎に測定を一旦終了することによって、患者への計測中の拘束時間やレーザー光照射時間を短縮することができ、測定時間が１拍動以上となっても確実なトラッキングを行うことができ、２方向からの測定を行うことにより、得られたドップラビート信号の符号の問題を解決することができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る眼底血流計測装置は、１個所の測定ポイントについて第１の血流速度を測定した後に、再度被検眼との位置関係をアライメントしてから別の入射角度で第２の血流速度の測定を行うので、測定時間上患者への負担が少なく、確実に正しい血流速度を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の装置の斜視図である。
【図２】全体のフローチャート図である。
【図３】アライメントモードのフローチャート図である。
【図４】エイミングモードのフローチャート図である。
【図５】トラッキングモードのフローチャート図である。
【図６】測定モードのフローチャート図である。
【図７】従来例の構成図である。
【図８】眼底観察像の説明図である。
【図９】受光信号の周波数分布のグラフ図である。
【符号の説明】
２０  テーブル
２１  ステージ固定部
２２  パーソナルコンピュータ
２３  ステージ可動部
２４  顎支持台
２５  本体測定ヘッド
２６  操作桿
２７  測定スイッチ
２８  トラッキング補正ダイヤル
２９  表示用ＬＥＤ
３０  内部固視灯操作ノブ
３１  フォーカスノブ
３２  イメージローテータノブ
【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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