(57)【要約】眼球１の後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域２を非可視光４で照明し観察する照明観察ステップＳ１と、網膜領域２に可視フラッシュ光３を照射して視神経乳頭部機能を含む網膜機能を刺激する刺激ステップＳ２と、非可視光で照明された網膜領域２の刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する撮像ステップＳ３と、刺激前後の画像Ａ，Ｂから網膜領域の網膜機能の変化を検出する演算ステップＳ４とを備える。演算ステップにおいて、刺激前後の画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜領域の網膜機能の変化を画像表示する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
眼球後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域を非可視光で照明し観察する照明観察ステップと、前記網膜領域に可視フラッシュ光を照射して視神経乳頭部機能を含む網膜機能を刺激する刺激ステップと、非可視光で照明された前記網膜領域の前記刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する撮像ステップと、刺激前後の前記画像Ａ，Ｂから網膜領域の網膜機能の変化を検出する演算ステップとを備え、
前記演算ステップにおいて、刺激前後の前記画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜機能の変化を画像表示する、ことを特徴とする網膜機能の光学計測方法。
【請求項２】
前記位置合わせにおいて、刺激後の画像Ｂに対して、平行移動、回転、拡大などの線形演算、または、非線形な画像変換を施し、
前記線形演算または画像変換を施した画像Ｂ’と画像Ａを適当な評価関数によって比較して、画像Ａと位置合わせされた最適画像Ｂ’を得る、ことを特徴とする請求項１に記載の網膜機能の光学計測方法。
【請求項３】
前記位置合わせは、２つの画像Ａ，Ｂ’の重なり部分あるいは特徴点部分の対応する画素値ｘｉ，ｙｉ（ｉは正の整数）の間の相関係数ｒを［数１］の式（１）で計算し、１に最も近い相関係数を与える変換をとる、
【数１】
2005084526.tif 000003
ことを特徴とする請求項２に記載の網膜機能の光学計測方法。
【請求項４】
前記画像表示は、刺激前の画像Ａと刺激後の位置合わせされた最適画像Ｂ’とから、対応する各画素に対して画像Ａの明るさａとＢ’の明るさｂの比ａ／ｂ，又はその差分Δ＝ａ-ｂを演算し、前記比又は差分を画素位置に対応させて表示する、ことを特徴とする請求項２に記載の網膜機能の光学計測方法。
【請求項５】
前記可視フラッシュ光は、波長４７０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の単発もしくはフリッカー（点滅）光であり、
前記非可視光は、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光である、ことを特徴とする請求項１に記載の網膜機能の光学計測方法。
【請求項６】
眼球後面の黄斑部を含む網膜領域に可視フラッシュ光を照射して視神経乳頭部機能を含む網膜機能を刺激する刺激装置と、前記網膜領域を非可視光で照明する照明装置と、該非可視光で照明された前記網膜領域の前記刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する撮像装置と、刺激前後の前記画像Ａ，Ｂから網膜領域の網膜機能の変化を検出する演算装置とを備え、
前記演算装置は、コンピュータを用いて刺激前後の前記画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜機能を画像表示する画像処理プログラムを有する、ことを特徴とする網膜機能の光学計測装置。
【請求項７】
前記刺激装置は、波長４７０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射するフラッシュ装置であり、
前記照明装置は、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光を連続的に発光する赤外光発光装置である、ことを特徴とする請求項６に記載の網膜機能の光学計測装置。
【請求項８】
被検者が固視できる固視点を網膜上に形成する固視点形成装置を備える、ことを特徴とする請求項７に記載の網膜機能の光学計測装置。
【請求項９】
特に網膜のみの機能を測定する際には、神経乳頭部付近からの反射光を選択的に減光し、黄斑部の画像を飽和しないように取得する光学フィルタを備える、ことを特徴とする請求項８に記載の網膜機能の光学計測装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の背景】
【０００１】
発明の技術分野
【０００２】
本発明は、網膜機能の光学計測方法と装置に関する。
【関連技術の説明】
【０００３】
現在、一般的な眼科診断画像化技術として、眼底写真、蛍光血管造影法、網膜断層撮影等が知られている。
眼底写真は、患者の瞳を通して眼の内部を照明し、同時に眼底の一部を銀塩フィルムやＣＣＤに撮像するものであり、眼底出血、網膜動脈硬化等の異常を検出できるが、網膜機能および視神経乳頭部機能の検出はできない。
蛍光血管造影法は、蛍光剤を注入し、網膜の微小血管網の蛍光標識パターンを撮影するものであり、網膜脈管構造の欠陥は検出できるが網膜機能および視神経乳頭部機能については間接的な情報しか得られない。
網膜断層撮影は、解剖学的に網膜断層を画像化するものであり、網膜の機能的異常は一切反映しない。
従って、従来の一般的な眼科診断画像化技術では、網膜の機能構造を直接検出し、診断等に役立てることができなかった。
【０００４】
一方、ある波長の光を大脳皮質などの神経組織に照射すると、刺激に伴う神経活動が起こった部位の反射光強度が変化することが知られている。この変化を「内因性信号」と呼ぶ。「内因性信号」は神経活動に伴う血液中のヘモグロビンの還元、血流あるいは血液量の増大、あるいは、神経組織の構造変化による光の吸収変化である。
【０００５】
また、この内因性信号を検出する手段として、ある波長の光を神経組織に照射し、その反射光の強度を連続記録する「光学計測法」が知られている。この光学計測法により、光を用いて神経の局所活動をマッピングし、例えば、サル第一次知視覚野の眼優位性コラムと呼ばれる二次元的な機能構造を簡単に抽出できる。
【０００６】
さらに、この光学計測法を網膜に適用して、網膜の機能構造を光学計測する技術として、［特許文献１］が開示されている。
［特許文献１］の「網膜機能を非侵襲的に画像化するシステムおよび方法」は、網膜機能に起因する、網膜の反射率の変化、内因性または外因性の蛍光の変化を画像化するシステムであり、図１に示すように、網膜５１を照明する画像化照明装置５２と、機能的応答を誘導する網膜刺激照明装置５３と、網膜画像化光学系５４を介して網膜５１から光を受光する画像化装置５５と、画像化装置５５から受信した画像をデジタル化して蓄積する画像取得手段５６と、システムの動作を制御するとともに蓄積された画像を処理して網膜の機能に対応する示差機能信号を表すコンピュータ５７とを含むものである。
【０００７】
【特許文献１】特表２００２−５２１１１５号、「網膜機能を非侵襲的に画像化するシステムおよび方法」
【０００８】
上述した特許文献１の手段は、網膜に定常的に近赤外光を照射し、網膜の神経細胞を活動させる可視光を照射した前後の網膜像の明るさの変化を計算するものである。しかし、内因性信号の変化は微小（例えば０．１％前後）であり、これを検出するためには、被検者に麻酔等を施し、その眼球を記録中厳密に固定する必要があった。
【０００９】
そのため、この方法を麻酔等を施さずに覚醒した被検者に適用（例えば早期診断のため）する場合、記録中に不可避的に生じる被検者の眼球の僅かな動きにより、内因性信号の微小差を高い信頼性で検出することが困難であった。また特に網膜に疾患のある患者においては、患者自身の固視が困難であり、眼球の動きに起因する問題は深刻であった。
【００１０】
一方、ヒト網膜は、像が焦点を結ぶ中心部の「黄斑部」に視覚機能が集中するという特徴を有する。すなわち黄斑部は、錐体視細胞（光受容体）が最も集中し、正常な視力を維持するために最も重要な部位である。そのため、黄斑部の網膜機能および視神経乳頭部機能を画像化することは、臨床眼科学あるいは網膜生理学において極めて重要である。
しかし、上述した特許文献１の手段では、刺激により生じる褪色やヘモグロビンの変化が相対的に大きいため、黄斑部の視細胞機能を純粋に反映する内因性信号の変化が検出できない問題点があった。
【発明の要約】
【００１１】
本発明は、上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、被検者の眼球に動きがある場合でも、網膜機能および視神経乳頭部機能に起因する内因性信号の微小差を高い信頼性で検出することができる網膜機能の光学計測方法と装置を提供することにある。
また、第２の目的は、視覚機能が集中する黄斑部の内因性信号（網膜機能）および視神経乳頭部機能の変化を、褪色やヘモグロビンの変化の影響から除外して検出することができる網膜機能の光学計測方法と装置を提供することにある。
【００１２】
本発明によれば、眼球後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域を非可視光で照明し観察する照明観察ステップと、前記網膜領域に可視フラッシュ光を照射して視神経乳頭部機能を含む網膜機能を刺激する刺激ステップと、非可視光で照明された前記網膜領域の前記刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する撮像ステップと、刺激前後の前記画像Ａ，Ｂから網膜領域の網膜機能の変化を検出する演算ステップとを備え、
前記演算ステップにおいて、刺激前後の前記画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜機能の変化を画像表示する、ことを特徴とする網膜機能の光学計測方法が提供される。
【００１３】
また、本発明によれば、眼球後面の黄斑部を含む網膜領域に可視フラッシュ光を照射して視神経乳頭部機能を含む網膜機能を刺激する刺激装置と、前記網膜領域を非可視光で照明する照明装置と、該非可視光で照明された前記網膜領域の前記刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する撮像装置と、刺激前後の前記画像Ａ，Ｂから網膜領域の網膜機能の変化を検出する演算装置とを備え、
前記演算装置は、コンピュータを用いて刺激前後の前記画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜機能を画像表示する画像処理プログラムを有する、ことを特徴とする網膜機能の光学計測装置が提供される。
【００１４】
上記本発明の方法と装置によれば、コンピュータを用いて刺激前後の画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から視神経乳頭部機能を含む網膜機能の変化を画像表示するので、被検者の眼球に動きがある場合でも、網膜機能および視神経乳頭部機能に起因する内因性信号の微小差を高い信頼性で検出することができる。
【００１５】
また、本発明の好ましい実施形態によれば、被検者が刺激を受ける波長４７０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射するフラッシュ装置を用いて、眼球後面の黄斑部を含む網膜領域を刺激し、被検者がほとんど認識できず刺激を受けない波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光を連続的に発光する赤外光発光装置を用いて連続的に画像を撮像するので、視覚機能が集中する黄斑部の内因性信号（網膜機能）および視神経乳頭部の変化を、褪色やヘモグロビンの変化の影響から識別して検出することができる。
【００１６】
また、被検者が固視できる固視点を網膜上に形成する固視点形成装置を備える。
この構成により、被検者の固視を助け、被検者の眼球の動きを低減することができる。
【００１７】
また、神経乳頭部付近からの反射光を選択的に減光し、黄斑部の画像を飽和しないように取得する光学フィルタを備える。
この構成により、黄斑部内および黄斑部周辺の血管の特徴点を指標に画像の位置補正ができる。
【発明の開示】
【発明の効果】
【００１８】
上述したように、本発明の網膜機能の光学計測方法と装置は、被検者の眼球に動きがある場合でも、網膜機能に起因する内因性信号の微小差を高い信頼性で検出することができ、視覚機能が集中する黄斑部の内因性信号（網膜機能）および視神経乳頭部機能の変化を、褪色やヘモグロビンの変化の影響から識別して検出することができる、等の優れた効果を有する。
また、視神経乳頭部は網膜神経部細胞の軸索が集合した部位であり、本発明ではこの部位の「光刺激に対する反射率変化」を計測することで、さらに詳細な網膜機能の評価が可能となる。
本発明のその他の目的及び有利な特徴は、添付図面を参照した以下の説明から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】［特許文献１］の「網膜機能を非侵襲的に画像化するシステムおよび方法」の模式図である。
【図２】本発明による網膜機能の光学計測装置の全体構成図である。
【図３】本発明の方法を示すフロー図である。
【図４Ａ】刺激前の画像を模式的に示す図である。
【図４Ｂ】刺激後の画像を模式的に示す図である。
【図４Ｃ】画像の位置合わせ方法を模式的に示す図である。
【図５Ａ】刺激前の画像を示す図である。
【図５Ｂ】刺激後の画像を示す図である。
【図６Ａ】本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第１実施例である。
【図６Ｂ】本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第１実施例である。
【図７Ａ】本発明による位置合わせ方法を示す模式図である。
【図７Ｂ】本発明による位置合わせ方法を示す模式図である。
【図７Ｃ】本発明による位置合わせ方法を示す模式図である。
【図８Ａ】本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第２実施例である。
【図８Ｂ】本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第２実施例である。
【図８Ｃ】本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第２実施例である。
【図９Ａ】本発明の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第３実施例である。
【図９Ｂ】本発明の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第３実施例である。
【図９Ｃ】本発明の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第３実施例である。
【図９Ｄ】本発明の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第３実施例である。
【図１０Ａ】網膜電図による神経活動の空間的分布を示す関連図である。
【図１０Ｂ】網膜電図による神経活動の空間的分布を示す関連図である。
【図１０Ｃ】網膜電図による神経活動の空間的分布を示す関連図である。
【好ましい実施例の説明】
【００２０】
以下、本発明を図面を参照して説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２１】
図２は、本発明による網膜機能の光学計測装置の全体構成図である。
本発明の網膜機能の光学計測装置１０は、照明装置１２、刺激装置１４、撮像装置１６、演算装置１８および固視点形成装置２０を備える。
なおこの図において、１３ａは対物レンズ、１３ｂは結像レンズ、１３ｃは投光レンズ、１３ｄ，１３ｅは集光レンズ、１９ｂ，１９ｃはハーフミラーである。
【００２２】
また、１９ａは周辺部でリング状の照明光束を反射し、中心部に撮影光束を通す開口が設けられた穴あきミラーである。２１は、固視点を形成するための小孔が開けられたピンホール板であり、眼底黄斑部を誘導する目的でスライドできるようになっているのがよい。２２はリングスリット板であり、照明光束をリング状にするための絞り板であり、中心部が遮蔽されたいわゆるドーナツ形状の開口からなる。
【００２３】
照明装置１２は、視神経乳頭部を含む網膜領域２を観察用の非可視光３で照明する。照明装置１２は、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光を連続的に発光する赤外光発光装置であるのがよい。この例において、照明装置１２は、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光のみを発光するハロゲンランプであり、ハロゲンランプ１２で発光した観察用の非可視光３は、ハーフミラー１９ｂを透過し、穴あきミラー１９ａで反射して、対物レンズ１３ａを通り、眼球１の水晶体を介して黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域２に連続的に照射される。
【００２４】
刺激装置１４は、眼球１の後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域２に刺激用の可視フラッシュ光４を照射して網膜機能および視神経乳頭部機能を刺激する。刺激装置１４は、フラッシュ装置１４ａ、例えばＸｅフラッシュランプと干渉フィルタ１４ｂからなる。フラッシュ装置１４ａは可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射する。また干渉フィルタ１４ｂは、波長４７０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の可視光のみを透過させる機能を有する。この例において、フラッシュ装置１４ａで発光した可視フラッシュ光４は、干渉フィルタ１４ｂを透過しハーフミラー１９ｂと穴あきミラー１９ａで反射して非可視光３と同一の光路となり、眼球１の水晶体を介して黄斑部を含む網膜領域２に短時間照射される。
【００２５】
撮像装置１６は、非可視光３で照明された網膜領域２の刺激装置１２による刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する。撮像装置１６は、例えばＣＣＤカメラまたはビデオカメラである。非可視光３で照明された網膜領域２の画像は、ハーフミラー１９ｃを透過して撮像装置１６で連続的に撮像し記憶されるようになっている。また、黄斑部内および黄斑部周辺の血管の特徴点を指標に画像の位置補正ができるように、神経乳頭部付近からの反射光を選択的に減光し、黄斑部の画像を飽和しないように取得する光学フィルタ１７を備えるのがよい。
【００２６】
演算装置１８は、撮像された刺激前後の画像Ａ，Ｂから網膜領域２の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を検出する。演算装置１８は、コンピュータを用いて刺激前後の画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜領域の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を画像表示する画像処理プログラムを有する。
【００２７】
また、本発明の網膜機能の光学計測装置１０は、更に被検者が固視できる固視点を網膜上に形成する固視点形成装置２０を備える。この固視点形成装置２０は、例えば刺激の弱い可視連続光のレーザ光源または点光源であるのがよい。この例で、固視点形成装置２０で発光する刺激の弱い光は、ピンホール板２１を通り、ハーフミラー１９ｃで反射し、穴あきミラー１９ａを通って非可視光３と同一の光路となり、対物レンズ１３ａを通り、眼球１の水晶体を介して黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域２に連続的に焦点を結び、被検者の固視を助け、被検者の眼球の動きを低減するようになっている。
【００２８】
図３は、本発明の方法を示すフロー図である。
この図に示すように、本発明の方法は、照明観察ステップＳ１、撮像ステップＳ２、刺激ステップＳ３、演算ステップＳ４および出力（画像表示）ステップＳ５からなる。
照明観察ステップＳ１では、眼球１の後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域２を観察用の非可視光３で照明し観察する。観察用の非可視光３は、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の連続赤外光である。この照明観察ステップＳ１は、すべての撮像が終了するまで継続するのがよい。
撮像ステップＳ２では、非可視光３で照明された網膜領域２の可視フラッシュ光４による刺激前後の画像Ａ，Ｂを撮像する。この撮像ステップＳ２は、刺激ステップＳ３の前後で行い、特に刺激ステップ後には継続して複数の画像を連続的に撮像するのがよい。
刺激ステップＳ３では、眼球１の後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域２に刺激用の可視フラッシュ光４を照射して網膜機能および視神経乳頭部機能を刺激する。可視フラッシュ光は、波長４７０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の単発もしくはフリッカー（点滅）光である。
【００２９】
演算ステップＳ４では、刺激前後の画像Ａ，Ｂから網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を検出する。
演算ステップＳ４において、刺激前後の画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を画像表示する。
また、この位置合わせにおいて、刺激後の画像Ｂに対して、平行移動、回転、拡大などの線形演算、または、非線形な画像変換を施し、線形演算または画像変換を施した画像Ｂ’と画像Ａを適当な評価関数によって比較して、画像Ａと位置合わせされた最適画像Ｂ’を得る。
【００３０】
図４は刺激前後の画像Ａ，Ｂの位置合わせ方法を模式的に示す図である。この図において、図４Ａは、ＣＣＤカメラまたはビデオカメラで撮影された刺激前の画像Ａであり、例えば、１０２４×７６８の画素（ピクセル）を有する。この各画素を順に１，２，３，・・ｉ，・・ｎとし、各画素の画素値（この例では明るさ）をｘｉ（ｉ＝１，２，３，・・ｉ，・・ｎ）とする。同様に、図４Ｂは刺激後の画像Ｂであり、同様に各画素を順を１，２，３，・・ｉ，・・ｎとし、各画素の画素値をｙｉ（ｉ＝１，２，３，・・ｉ，・・ｎ）とする。
また、画像Ａ，Ｂのそれぞれの明るさの平均値をｘ，ｙの上に−で示す。
【００３１】
位置合わせは、図４Ｃに示すように、画像Ｂに対して、平行移動、回転、拡大などの線形演算、または、非線形な画像変換を施し、線形演算または画像変換を施した画像Ｂ’を求め、２つの画像Ａ，Ｂ’の重なり部分あるいは特徴点部分の対応する画素値ｘｉ，ｙｉ（ｉはｎの正整数）の間の相関係数ｒを［数２］の式（１）で計算し、１に最も近い相関係数を与える変換をとる。
もし、２つの映像が同一のものであれば、分子と分母が一致して、ｒ＝１になり、相違箇所が多いほど１より小さいか大きい値となる。画像Ｂに対して、画像Ｂ’  をわずかずつずらしながら、その都度画像Ａとの相関係数ｒを求め、相関係数ｒが最も大きい値をとるズレ幅によって位置補正をし、その上で差分を計算する。
【００３２】
【数２】
2005084526.tif 000002
【００３３】
なお、本発明において、位置合わせ方法はこの方法に限定されず、周知の別の方法を用いてもよい。
【００３４】
画像表示は、図３のステップＳ５において、刺激前の画像Ａと刺激後の位置合わせされた最適画像Ｂ’とから、対応する各画素に対して画像Ａの明るさａとＢ’の明るさｂの比ａ／ｂ，又はその差分Δ＝ａ-ｂを演算し、前記比又は差分を画素位置に対応させて表示する。
【００３５】
上述した本発明の方法と装置によれば、コンピュータを用いて刺激前後の画像Ａ，Ｂを予め位置合わせし、次いで、位置合わせ後の画像から網膜機能の変化を画像表示するので、被検者の眼球に動きがある場合でも、網膜機能および視神経乳頭部機能に起因する内因性信号の微小差を高い信頼性で検出することができる。
【００３６】
また、波長４７０ｎｍ以上、７８０ｎｍ以下の可視フラッシュ光を単発またはフリッカー状に照射するフラッシュ装置を用いて、眼球後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域を刺激し、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光を連続的に発光する赤外光発光装置を用いて連続的に画像を撮像するので、視覚機能が集中する黄斑部の内因性信号（網膜機能）および視神経乳頭部機能の変化を、内因性信号以外の褪色やヘモグロビンの変化の影響から識別して検出することができる。
また、視神経乳頭部は網膜神経部細胞の軸索が集合した部位であり、本発明ではこの部位の「光刺激に対する反射率変化」を計測することで、さらに詳細な網膜機能の評価が可能となる。
【００３７】
以下、本発明の好ましい実施例を説明する。
神経活動の可視化メカニズムは、網膜細胞の可視光による刺激により、神経細胞の活動が起こり、酸素の消費・組織の微細構造の変化が生じて、近赤外光観察光の反射強度の変化を引き起こすものである（光散乱強度変化）。
また、これまで提案された信号検出方法（特許文献１）は、刺激直前の網膜像Ａを撮影し、刺激後（細胞の活動中）の網膜像Ｂを撮影し、網膜像ＡをＢで割って反射率を計算する、或いは網膜像Ａから網膜像Ｂを引いて、反射率を計算するものである。
ただし、この変化はごく僅かであり、明るさの変化にして高々０．１％程度であった。そのため、覚醒した被検者においてこの微小な信号を高い信頼性で検出するためには、記録中に起こる被験者の眼球の微小な動きが大きな問題となる。
【実施例１】
【００３８】
図５Ａ，Ｂは、刺激の前後の画像を示す図である。刺激直前の映像Ａ（図５Ａ）に対して、刺激後・神経細胞活動中の映像Ｂ（図５Ｂ）は、目視では認識できない程度（この例では０．１〜０．２ｍｍ）ずれている。
図６Ａ，Ｂは、本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第１実施例である。従来方法により、神経活動中の網膜像Ｂを直前の網膜像Ｂで割った結果（図６Ａ）は、網膜の神経細胞の周知の典型的な活動パターンと一致していない。これは、神経活動中の画像Ｂ（図５Ｂ）が刺激直前の映像Ａ（図５Ａ）に対して僅かに右に動いているためである。
これに対して、本発明の方法により、画像のずれをあらかじめ補正しておくことにより、神経活動中の網膜像Ｂを直前の網膜像Ｂで割った結果（図６Ｂ）のように、予想される（周知の）網膜の神経細胞の活動パターンが得られた。【００３９】
図７は、本発明による位置合わせ方法を示す模式図である。本発明の方法では、画像の割算を計算する前に、刺激前の映像Ａに対して刺激後の映像Ｂの映像が一致するように、画像Ｂに対して、平行移動、回転、拡大などの線形演算、または、非線形な画像変換を施し、画像ＡとＢを一致させる。
すなわち、このような変換を施した画像と画像Ａを適当な評価関数によって比較し、最適な変換画像を得る。
位置合わせは、上述して相関係数ｒを［数２］の式（１）で計算し、１に最も近い相関係数を与える変換をとる。【００４０】
なお、本発明において、位置合わせ方法はこの方法に限定されず、特異点を合わせる方法等の周知の別の方法を用いてもよい。
【実施例２】
【００４１】
図８は、本発明と従来例の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第２実施例である。この図において、図８Ａは本発明の実施例であり、図８ＣにＡで囲む網膜領域の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す図である。また、図８Ｂは観察照明に可視光を使用した例であり、図８ＣにＢで囲む網膜領域の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す図である。【００４２】
図８Ｂに示すように、観察照明に可視光を使用した例は、黄斑部の機能を純粋に反映したものではなく、刺激により生じる褪色やヘモグロビンの変化が相対的に大きいため、黄斑部の内因性信号（網膜機能）および視神経乳頭部機能の変化が検出できなかった。これに対して、本発明では、波長８００ｎｍ以上、１０００ｎｍ未満の赤外光で照明し撮像しているため、褪色やヘモグロビンの変化の影響を受けず、黄斑部の視細胞機能を純粋に反映する内因性信号の変化を精度よく検出していることがわかる。
【実施例３】
【００４３】
図９は、本発明の網膜機能および視神経乳頭部機能の変化を示す第３実施例である。この図において、図９Ａは正常網膜の眼底写真、図９Ｂは錐体視細胞の解剖学的分布図、図９Ｃは本発明の光学計測による黄斑部機能的トポグラフィー、図９Ｄは図９Ｃの横断面図である。【００４４】
図９Ａにおいて、中央部が黄斑部で、神経機能が最も高い部位である。また図中の矩形は、眼球後面の黄斑部および視神経乳頭部を含む網膜領域（記録部位）を示している。
図９Ｂは、錐体視細胞の網膜上の分布を示し、横軸は網膜中心部からの角度、縦軸はｍｍ２当たりの視細胞数である。この図から明らかなように、視力に重要な錐体視細胞は、黄斑部で特に高い密度分布を持つ。
図９Ｃ，Ｄは、本発明の光学計測によって得られた黄斑部機能的トポグラフィーである。この図から、黄斑部に一致する神経活動のピークが測定されていることがわかる。また、図９Ｄの断面図は、図９Ｂの解剖学的分布と良く一致しているのがわかる。【００４５】
図１０は、網膜電図による神経活動の空間的分布を示す関連図である。この図において、図１０Ａは、本発明の光学計測方法による網膜領域（記録部位）であり、図１０Ｂの網膜電図の記録部位と対応させてある。また、図１０Ｂは、網膜電図であり、網膜後面の局所神経活動（ひとつひとつの波形）のうち、枠で囲まれた部分の活動の高さを、同じ部位で本発明の光学計測方法により得られた信号強度と比較した。
図１０Ｃは、内因性信号（光学計測方法）と網膜電図での信号強度との相関図である。この図から、本発明の光学計測方法による信号強度が、網膜電図による電気生理学的な信号強度と強い相関を示しているのがわかる。
このように従来の検査法（網膜電図の記録）と遜色のない信頼性の高いデータを、本発明の方法により得ることが初めて可能となる。【００４６】
また本発明により、観察光として波長８００ｎｍ以上の赤外光を用いることにより、明順応下での錐体視細胞機能、および暗順応下での杆体視細胞機能を分離してマッピングすることが可能である。【００４７】
なお、本発明は上述した実施形態及び実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更できることは勿論である。   
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【国際調査報告】
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