Jpn J Clin Ecol（Vol.27 No.2 2018）

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総

説

強膜反射法による新しい眼球運動測定方法の開発
羽

根

邦

夫

羽根産業技術株式会社

Development of new eye movement measurement
system by sclera reflection method
Kunio Hane
Hane Inc.

抄録

滑動性追従眼球運動の異常を定量的に評価するために、強膜反射法を用いた眼球運動測定システムを提案した。視標運動に追従する眼球運動の測定結果を、FFT 処理で周波数解析を行った。 2 名の被験者を代表として、視標への追従性の良い健常な模範例（72歳男性）と、追従性の悪い疑似疾患例（29歳女性）とした。視標の運動は、周期 3 秒の円運動と、往復直線運動を用いた。
周波数解析結果において、視標の繰り返し周波数である正弦波の波高値を視標への追従性を定量的に表す係数として設定した。円運動視標では追従性が良く、繰り返し検査をしても測定の再現性が有った。直線運動視標は検査を繰り返すと追従性は向上し、習熟効果により測定の再現性が悪かった。従って、直線
運動視標を治療効果の評価に用いると、追従運動の改善が治療効果によるものか習熟効果によるものかの区別が困難となることと、測定値のダイナミックレンジが狭い事が劣っていた。
（臨床環境 27：56－66，2018）《キーワード》フーリエ変換、強膜反射法、滑動性追従眼球運動、眼球運動測定装置、視標運動

Abstract
A new eye movement measurement system using the sclera reflection method was proposed to quantitatively evaluate the abnormality of the smooth pursuit eye movement. Frequency analysis was performed by FFT (fast Fourier transform) processing on the measurement results of the eye movements
following the visual target movement. Two subjects were chosen as representatives of eye movement: a
受付：平成29年12月11日 採用：平成31年３月４日
別刷請求宛先：羽根邦夫
羽根産業技術株式会社〒150-0012 東京都渋谷区広尾2-2-7

臨床環境医学（第27巻第2号）

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72-year-old man was used as a healthy example case with good followability to the target, and a 29-yearold woman was a case of false disease with poor followability. For motion to the target, a circular motion
in a period of 3 seconds and a reciprocating linear motion were used.
In the results of the frequency analysis, the crest value of the sine wave, which is the repetition frequency of the visual target, was set as a coefficient that quantitatively represents the followability to
the visual target. In the circular motion target, the followability was good, and there was reproducibilityof the measurement even after repeated inspection. For the linear motion target, followability was
improved when the inspection was repeated, and reproducibility of measurement was bad due to alearning effect. Therefore, if a linear motion target is used for evaluating the therapeutic effect, it
becomes difficult to distinguish whether improvement of the tracking motion is due to the therapeutic
effect or the learning effect, and it was inconclusive that the dynamic range of the measured value wasnarrow.(Jpn J Clin Ecol 27 : 56－66, 2018)《Key words》Fourier transform, scleral reflection method, smooth pursuit eye movement, eye movement instrument, visual target motion

Ⅰ．緒言

ンプリング時間間隔を今回は10 ms 一定とした。

眼球運動に障害を引き起こす要因としては、精この条件で本測定装置は滑らかに移動する視標を、アルツ

追う滑動性追従眼球運動（Smooth Pursuit Eye

9）Movement、SPM と略）を微細な点の連続として等の薬物によるもの、中毒性中枢神経疾患として測定した。円運動する視標は周波数解析に適した神・神経系の障害

1,2,3）、多発性硬化症

6）

ハイマー 、化学物質過敏症
10）

4,5）

7,8）

11）

、抗てんかん薬12）

水俣病 シンナー中毒 有機燐中毒 等があり、
13）

水平と垂直の運動を眼球に与えるもので、回転周あるいは健常者でも加齢、疲労、飲酒 によって波数と眼球運動データのデジタル化の周期を高精

眼球運動に異常が起きるとの報告が有る。さら度化したことで、測定条件を再現性の有るものにに、物理的な衝撃による脳震盪も眼球運動に長期した。これらにより再診あるいは他の被験者に対14,15）。このため眼球運動

しても同一条件で検査を行うことを可能とした。

の異常を観察し、解析することは、非常に有用とまた、データを周波数解析した結果の正規化処理されている。それゆえに眼球運動を測定し評価すの結果である、視標への追従性を表現する係数でることは、現在客観的診断法がない化学物質過敏

あ る 基 本 周 波 数 成 分 率（Ratio of Fundamental症の診断への寄与効果が期待される。

Frequency）Rff を提案し、この値が眼球運動を定の異常を生じるとされる先行研究で著者は眼球運動の測定から得る情報

量的に評価するものであるとした。これらによに対して、この様な潜在的な効果を見込んで、り、治療効果の評価や他の被検者との Rff 値をデータ処理及び視標運動を含めた眼球運動測定装使った定量的な比較を可能とした。この様に、本16）置を開発し、評価方法と合わせて報告した 。装装置は測定方法とデータ解析方法を一体化し、測置は、眼球運動を強膜反射法により測定する非侵定の再現性とデータの定量化に留意することで、襲の検査装置であり、眼球運動を測定して黒目の定量的な評価と診断を行えるとした。

位置を演算するアナログ回路系の周波数特性は

本論文はこの装置を用いた眼球運動の測定方法

8 kHz まで平坦で時間分解能は0.125 ms 以下、および解析方法のさらなる開発を行い、眼球運動

位置の分解能はアナログ回路系の信号雑音比1000

障害を引き起こす疾患に対する臨床応用の見地かから眼球表面距離で6.5 µm の分解能がある。デら評価することを目的とした。円運動視標に加えジタル変換の精度は12ビットで±15度を4096分て直線運動視標に対しても、眼球運動の検査用と割、すなわち0.44分で眼球表面距離は1.6 µm、サ

しての特徴の抽出と適性の比較を行った。

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しかしながら、SPM の測定と特徴については、

26 μm であり、角膜上皮細胞の凹凸と同じ程度の未だ疾患と眼球運動の関係が充分には明らかにさ分解能がある。回路の増幅度は0.05 Hz ～ 8 kHz

れていない。本論文は、正常な眼球運動の被験者まで平坦で、生体運動の変位測定には十分な時間を参照対象者（コントロール）として選び、これ分解能がある。

とは別に健常ではあるが円運動視標への追従する

4 つのアナログ信号をデジタル信号に AD 変換

滑動性眼球運動の時間変化波形が正弦波から外する際のサンプリング時間間隔は10 ms で、各

れ、Rff 値が小さい被験者を疑似的な患者として2048個の12ビットのデジタルデータを PC に保存選び、それぞれを検査対象として測定を行った。

した。保存されたデータに対して、高速フーリエこれらの両者の眼球運動の測定を通して、疾患を

変換18）（Fast Fourier Transform、FFT と略す）

持つ被検者に使用する視標運動の特徴についての解析を行い、周波数特性を算出した。この場合の基礎的なデータと知見を得たので報告する。

FFT の周波数ステップは0.0488 Hz で、10 ms のサンプリング条件での最大周波数は標本化定理にⅡ．方法より50 Hz である。

１．測定装置（1）
強膜反射法による測定回路（2）視標

強膜反射法は、強膜と黒目（瞳孔と虹彩の両者

視標に追従する滑動性眼球運動の視線位置の時を含む）の赤外光に対する反射量の違いを非侵襲

間変化波形（以下 SPM 波形と称する）の測定用で計測し、眼球が見ている方向すなわち視線の位の 視 標 と し て、 石 川5）、Yamazaki19）、 梅 田20）、置を検出する。欠点として、強膜と黒目の境界が堀井21）らが提案した円運動視標とその周期 3 秒の

直線では無く球面上の円弧であるため、視線が数条件を使用した。先行論文16）で著者は周期 3 秒で度以上動く場合には光量の出力と視線位置が比例

中心角を 5 度、10度、15度、20度の 4 段階に変化

せず、線形性が保てない。

して視標速度の最適値を求めた。この結果、周期

視線位置を測定するセンサーは 3 mm 角で、弱3 秒で眼球が滑らかに視標に追従するのは15度のい赤外光を眼球に照射し、反射光量を測定する。

場合で、視標の移動速度が速い20度の場合はサッ

このセンサー 4 個を左右それぞれの眼球用に、一ケードが起こり、速度が遅い 5 度と10度の場合は

辺20 mm の正方形に配置した。被験者の上下の固視微動を起こすため、後述する Rff の値は15度

視野角は中心から±20度、左右の視野角は±25度が最大となった。なお、サッケードは視標の移動程度である。強膜反射法は、黒目が 4 つのセン

速度が SPM には速過ぎるために起きるもので、サーの正方形に囲まれている必要があり、本研究

視線が視標の動く円周上を飛び飛びにジャンプしでは左右の正方形の中心間距離を64 mm とした。

ながら動くことである。固視微動は視標の移動速

この値は、正方形の中心から± 4 mm 以内に、統度が遅すぎるため起こるもので、視線が視標の上

計 上 は 日 本 人 成 人 男 性 の95%、 同 成 人 女 性 のに留まる事が出来ず周囲で微動をすることであ100% の瞳孔間距離が入ることから選んだ 。こる。この両者の動きは、10 ms ごとの水平と垂直れにより、黒目がセンサー間から外に出ず、中心の位置を 2 次元プロットした視線移動を観察して近くの精度が高い状態で、瞳孔間隔が56 mm か確認した。これにより15度を滑らかに追従する視ら72 mm までがカバーされる。

標運動条件とした。円運動視標は、緑色 LED を17）

4 つのセンサー出力は、アナログ信号処理回路

先端に取り付けた26.7 cm のアームを、ステッピ

で演算を行い、視線の水平と垂直位置の時間変化

ングモーターを用いて 1 周期 3 秒で回転させた。

量を左右各 2 つ、両眼で合計 4 つのアナログ出力

視標回転面と被験者の距離は100 cm で、被験者を得た。センサーと信号処理回路の位置分解能から見る視標は中心角15度の時計回りの円運動では、 視 線 の 視 野 角 度 で18分、 眼 球 表 面 で は 約ある。

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円運動視標に加えて従来からの直線運動視標も

ただし、FFT 計算結果の周波数は0.0488 Hz お

使用し、長さ30.4 cm の LED アレイの緑色 LED

きの離散値であり、視標周波数の0.333Hz に一番を点滅させ、正弦波あるいは一定速度での 1 周期

近い値は、本論文の10 ms、2048個のサンプリン

3 秒で折り返す光点とした。被験者との距離は、

グ条件では0.342 Hz となる。本論文ではこの周視標の両端が円運動視標と同じ中心角15度となる

波数での正弦波の割合を Rff とした。

56.9 cm とした。

正規化は、FFT 処理結果に残る信号処理回路

なお、円運動視標のステッピングモーターと直の増幅度の差だけでなく、直流レベルのシフト等

線運動視標の LED の点滅制御および AD 変換ののアナログ系の誤差やデジタル系のビット数や-5制御時間は、周波数の誤差とゆらぎが10 以下のデータ数などの差を除去する効果も有る。再診や水晶振動子を使用して定めた。この条件により、異なる被験者に対して、この正規化と、視標運動

測定時間での20.47秒間の時間ゆらぎは 1 ms 以下

周期とサンプリング時間を水晶振動子で制御するとなり、視標運動とサンプリング時間の双方で誤ことで、検査条件が再現される。この結果、 1 件

差が無視できる量となった。これにより、視標運の検査あたり左右の水平と垂直の2048個の12ビッ動とサンプリング条件の再現性が担保された。

トデータおよび視標運動データは共通の測定条件で実施されたものとして、検査結果の約50キロバ（3）
FFT 解析と Rff

イト、あるいはこれを FFT 処理と正規化した約測定した SPM 波形は、マイクロソフト社のエ

1 メガバイトのデータ転送により、遠隔地間でのクセルのフーリエ変換機能を使用し、時間間隔

SPM 波形の送付と FFT 分布および Rff 値の定量

10 ms でサンプリングした2048個のデータを演算的な比較と評価ができる。

して周波数分布に変換した。この時間は約 7 周期
分20.47秒間の時系列データであり、測定時に被（4）一定速度直線運動視標波形の周波数解析

験者がまばたきせずに耐えられる時間でもある。

直線運動視標で行う一定速度運動の SPM 波形

算 出 結 果 は、 0 Hz の 直 流 成 分 と、50 Hz ま では、位置を縦軸、時間を横軸とすると、理想的な0.0488 Hz 間隔の1023個の複素数形式の正弦波か追従波形は二等辺三角形が並んだ波形となる。

ら成る。各正弦波は元データとなる SPM 波形のFFT による周波数解析をすると、円運動視標の

波高値の情報を保持しており、検査時の調整量の場合は繰り返し周波数（この場合は回転周波数）

差によって生じる出力振幅の違いによる不要な情の正弦波成分だけであるが、三角波形では視標の報が保持されるため、正規化を行った16）。正規化

繰り返し周波数と多数の高調波成分に分解されとは、1023個の正弦波を実数化して足し合わせたる。

全体量を 1 として、各周波数成分を全体におけるすなわち、基本周波数成分以外の周波数成分が割合の % として示し、SPM 波形における個々の三角形の斜辺部分の波形の形成に寄与するため

周波数成分の寄与率を表す演算である。ここではで、正弦波の様に Rff だけを追従性の係数とする

視標の回転周波数成分の寄与率に着目するため、ことはできない。しかしながら、直線運動指標を

この周波数を基本周波数と呼び、すべての正弦波

SPM の検査に用いるのであれば、被験者にとっに対する基本周波数の正弦波の成分率を基本周波ては動きが単純な一定速度運動もテスト対象に含数 成 分 率（Ratio of Fundamental Frequency、め、周期的運動の一つとして評価することとし

Rff と略する）と呼ぶ。Rff 以外の周波数成分は、た。

視標運動に追従していない成分であるから、これらが増えることは基本周波数成分が減ることになる。従って、Rff は SPM 条件での眼球運動の追従性を表す係数である。

２．被験者の選定
SPM 波形を測定して解析を行うにあたり、測定対象とする被験者を、年齢と性別を問わない健Jpn J Clin Ecol（Vol.27 No.2 2018）60

常者67名の中から、SPM 波形が正弦波に近い模（3）直線運動視標と円運動視標の比較

範的な72歳男性を模範例とする被験者、および正疑似患者の円運動視標と直線運動視標における

弦波から外れた SPM 波形を示す29歳女性を疑似追従運動の特徴について、眼球運動検査への適性

疾患例とする被験者をそれぞれ選んだ。被験者はについて比較検討した。

説明を受けた上で、参加に同意した。
この被験者の選定は、SPM 波形の違いを Rff

Ⅲ．結果の値の大小で選んだものであり、何らかの疾患の１．円運動視標による眼球運動の測定有無で選んだのではない。すなわち、緒言で記し（1）円運動視標での SPM 波形と FFT 解析結果た参考文献 1 ）～13）では、これ等の疾患では眼図 1 a は平均 Rff が27.6% の視標への追従性が球運動に異常をきたす、と有るがそれぞれは目視

良い、模範的な例となる被験者の SPM 波形であ上の異常であった。従って、疾患と眼球運動異常る。 5 つの波形は上から順に右水平動、左水平の発現が SPM に対してどの様になるかは、明ら動、右垂直動、左垂直動、そして正弦波運動の基かでない。本論文は SPM の定量的な評価を可能

準波形となる視標の回転位置を示す。視標の位置とする視標運動と解析方法を選んだが、眼球運動は水平動と同期するサイン波である。垂直動はこの評価にはこの他に指標がジャンプする際の潜時れから90度位相が遅れるコサイン波である。

や過渡応答特性、その他、あるいはこれらの複合等で検査と評価をする方法も有る。

4 つの SPM 波形の振幅の差は電子回路の増幅度の違いであり、視線の動きの大小では無い。波

本論文では、SPM に対する Rff の大小により形にある小さな乱れ（棘波と呼ぶ）は、視線が視2 名の被検者を選んだが、疾患の有無あるいは症標に追従しながら微細な振動をしたことを表す。

状で選んだのではない。疾患と眼球運動の関係に

各波形の上下のピーク値は、それぞれ視線の±15

ついては今後の研究を待つものである。

度に相当する。
図 1 b は SPM 波形を FFT 解析した結果である。

３．検討項目

縦軸のピークに当たる0.342 Hz での周波数成分（1）円運動視標による SPM 波形の測定と FFT 解の値が Rff である。図に記した Rff 値で、左垂直析動の27.8% に対して、他の 3 つの眼球運動の Rff

模範例および疑似患者の 2 名に対して、円運動が約 5 ポイント低い理由として、図 1 a の 2 番目

視標に対する SPM 波形を測定し、その波形デーの左垂直動（L-vrt）だけ棘波が少ないことが目視

タを FFT 解析した。両名の Rff 値と SPM 波形

上の差である。

の関係を検討するために、眼球運動を疑似的に前

図 2 a と 2 b は、疑似患者の SPM 波形と FFT面から見た視線の 2 次元平面上の移動軌跡を表示

特性の図である。視標運動の正弦波に対して、測し、SPM 波形を理解する一助とした。

定された波形は上下端を直線で結んだ山形の形状で、これに小さな棘波が重畳した。この結果、図（2）直線運動視標による SPM 波形の測定と FFT
計算

2 b の Rff は図 1 b の模範例に比べて約 5 ポイン
ト小さく特に垂直運動の Rff が低かった。

疑似患者に対して、直線運動視標の水平運動と両 被 験 者 の 眼 球 運 動 の 違 い を 見 る た め に、

垂直運動の両方で、周期 3 秒の正弦波運動と一定

SPM 波形測定時の視線の軌跡の 2 次元図を図

速度運動での SPM 波形を測定した。これらの波

3 abcd に示した。指標に追従する眼球を正面か形の特徴と、視標への追従について説明し、繰りら見た反時計回りの円運動は、20.47秒間で約 7返し検査による習熟効果について検討した。

周する。 3 a と 3 b は模範例で、両眼共に回転の右上の第 2 象限で若干つぶれた円運動となった。
なお、他の被験者の 2 次元の視線の軌跡で、変形臨床環境医学（第27巻第2号）

図1

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円運動指標による模範例の SPM 波形及び FFT 計算結果

注）図1a は健常な72歳の男性による模範的な SPM 波形。縦軸は瞳孔の位置を示す増幅器の出力電圧強度である。
上から右水平運動、左水平運動、右垂直運動、左垂直運動、および視標の運動を表示した。水平運動波形は、中心より上は眼球が右方向で、下が左方向を意味する。垂直運動波形は、中心より上は眼球が上向き、下が下向きを意味する。図1b は図1a で使った10 ms サンプリングの2048データの左右両眼の水平と垂直の計4つの運動方向をパラメータとした、FFT 計算結果。縦軸は、FFT 計算結果の周波数成分を正規化した値で、実線は水平方向、破線は垂直方向の運動の周波数成分を表し、合わせて各パラメータの Rff の値を併記した。

図2

円運動指標による疑似患者の SPM 波形及び FFT 計算結果

注）図2a は健常な29歳の女性による疑似疾患例としての SPM 波形。図2b は図2a で使った原波形を、FFT 計
算と正規化処理をして算出した周波数成分率。

の少ない円運動をする例も有ることから、この変形は測定系に起因するものではなく、被験者の眼球運動の特性である。

れた。
測定に際しては、模範例と疑似疾患例の被験者に対してそれぞれ 4 回の測定を行った。Rff 値の3 c と 3 d は疑似患者によるもので、図 2 a のバラつきは 1 ポイント程度であり、各測定回でのSPM 波形が直線を結んだ三角形の山形になった

Rff の平均値が最も大きな場合を採用したが、そのは、右眼は第 2 象限が直線で第 4 象限がつぶれの順番に偏りは見られなかった。

た楕円形、左眼は第 2 象限が直線の円形なためである。さらに、視線の微動で生じる棘波が、円運
動中の上端と水平方向の両端で起きたことが示さ

２．直線運動視標
直線運動視標での SPM 測定では、測定前に円Jpn J Clin Ecol（Vol.27 No.2 2018）62

図3

模範例及び疑似患者の SPM 波形の2次元表示

注）図3a 図3b は模範例となる被検者の円運動視標に追従する眼球運動を正面から見た視線の軌跡。図3a は右眼、
図3b は左眼。図3c 図3d は疑似疾患例となる被検者の円運動視標に追従する眼球運動を正面から見た視線の軌跡。図3c は右眼、図3d は左眼。

運動視標を使用して水平動と垂直動の波形の高さ

直線運動をした場合の SPM 波形である。破線はが等しくなるように電子回路の増幅度を調整する

基準となる視標の位置で、中央の視標速度が速い

キャリブレーションを行い、被験者ごとに異なる

所では視線は基準波形よりも約0.2秒遅れた。視眼球とセンサーの位置関係により影響される水平標速度が遅くなる両端では視標に追いついたが、方向と垂直方向の振幅の差を無くした。

折り返した視標から遅れてしまい、先へ行く視標に向かって空間を飛び越したため、視線は先端が（1）
直線運動視標での正弦波運動
図 4 a は、疑似患者による視標が正弦波の水平尖った波形となった。
図 4 b は同じく疑似患者の視標が正弦波の垂直臨床環境医学（第27巻第2号）

図4

63

疑似患者による正弦波水平直線運動視標及び正弦波垂直直線運動視標における SPM 波形注）図4a は 疑 似 患 者 の29歳 女 性 の 正 弦 波 水 平 直 線 運 動 視 標 の SPM 波 形。 視 標 は 直 線 の 両 端 が 遅 く な る
0.333 Hz の正弦波で、実線は水平動、鎖線は垂直動。太い灰色点線は、眼球運動の基準となる視標の正弦波運動を示す。図4b は疑似患者の29歳女性の正弦波垂直直線運動視標の SPM 波形。

図5

疑似患者の一定速度水平直線運動及び一定速度垂直直線運動視標の視標における SPM 波形注）図5a は疑似患者の29歳女性の一定速度水平直線運動の視標における SPM 波形。視標の繰り返し周波数は0.333 Hz で、実線は水平動、鎖線は垂直動。太い灰色点線は視標の運動を示す。図5b は疑似患者の一定速度垂直直線運動視標における SPM 波形。

運動をした場合で、水平動と同じに中央部で約（2）直線運動視標での一定速度運動0.2秒遅れ、両端の折り返しでは遅れて、視標の視標を往復で 3 秒の一定速度で運動させた場合後を追った。また、視標が垂直運動すると同時にの SPM 波形が、直線運動視標での一定速度運動

両眼が水平にも動いており、振幅は垂直運動の幅であるが、正弦波運動と同じ疑似患者による、直の約30% であった。この水平運動は、毎回同じ

線運動視標での一定速度運動における SPM 波形

位置をトレースしており、勝手に動くのでは無くについて、視標が水平方向を図 5 a、垂直方向を垂直運動と同期して動いた。なお、この被験者の図 5 b に示し、それぞれ眼球運動の基準となる視水平運動は左右同じ量だが、他の被験者では片眼標の位置を破線で併記した。水平運動と垂直運動

だけ動く場合や、両眼共に水平運動をしない場合

で共に、中央部では視標に追従したが、両端でのも有り、いずれも特異な例では無かった。

折り返しのタイミングは毎回異なり周期が不安定だった。視標が垂直運動の場合は、正弦波条件と

Jpn J Clin Ecol（Vol.27 No.2 2018）64

図6

疑似患者の円運動視標と直線運動視標に対する、追従性の水平運動成分及び垂直運動成分の比較

注）図6a は水平運動成分の比較。縦軸の Rff 値は視標への追従性を示し、横軸は視標の運動条件を示す。図6bは垂直運動成分の比較。水平運動成分に対して視線の測定軸が直交している。

同じに水平運動も加わったが、振幅は正弦波条件

正弦波運動では円運動視標に比べて水平方向が約の場合よりも小さく、他の被験者では水平運動を

2 ポイント低く、垂直方向では同値だった。

しない場合も有った。
水平と垂直運動視標を用い、正弦波と一定速度における 4 種類の SPM 波形の測定では、模範例

一定速度運動では、円運動と比べて Rff 値は水平動で約 8 ポイント、垂直動で約 4 ポイント低かった。

と疑似疾患例の被験者に対してそれぞれ 3 回の測直線運動視標で視標と視線の測定軸が直交する定を行った。Rff 値のバラつきは 1 ポイント程度

場合でも視線が動いたため、 2 つの図には直交しであり、図には視標の運動方向と視線の測定軸がた場合の Rff も記した。

一致する場合の左右平均の Rff 値が最も大きな場合を採用した。視標が正弦波運動した場合はそのⅣ．考察順番に偏りは見られなかったが、一定速度運動の

１． 円運動視標に対する追従性眼球運動場合は、後で行った測定の Rff 値が大きくなる傾向が有った。

図 1 a の模範例と 2 a の疑似患者の SPM 波形を比較すると、模範例は正弦波波形に近く棘波も小さく滑らかであるが、疑似疾患例は波形が三角（3）
円運動視標と直線運動視標の比較波形となり、棘波の重畳も大きい。この結果、模図 6 a と 6 b は疑似患者の直線運動視標と円運

範例の Rff に比べて、疑似疾患例の Rff は 7 ポイ

動視標における SPM 運動を比較する Rff のプ

ント以上低かった。波形が異常になる原因は、体ロットである。円運動視標、および直線運動視標内に蓄積した食品添加物や農薬等の化学物質、中の水平方向と垂直方向で、それぞれ正弦波と一定

毒や疾患の後遺症、疲労などの影響で SPM 波形

速度運動の場合の、合計 5 つの視標運動条件でが正弦波とならなかった1-15）ためと考える。

SPM 波形を測定した。図 6 a は眼球の水平運動

眼球運動の異常と原因との関係について、これ

成分、 6 b は垂直運動成分である。図中 Rff はそまでの SPM の観察方法が目視によるものであっ

れぞれ 2 ～ 3 回繰り返して SPM 波形の測定をたため、眼球運動の異常がどの様なものであるか行った結果から最も大きな値を選んだものであは定性的であり、原因との関係も定性的な説明がる。 2 つの図には各視標の Rff の値を記入する多かった。本研究の円運動指標を用いた SPM 波が、直線視標で視標と測定軸の方向が揃う場合、形の測定と周波数解析による検査においても、現

臨床環境医学（第27巻第2号）

65

状では Rff 値を視標への追従性と結び付けるだけ測して視線を誘導できる。運動が単純であるたである。性差や年齢差、あるいは身体の疾患や異め、測定前に行う増幅度調整の数回転で被検者は常を推定することは難しく、眼球運動とこれらの視標運動を習得して視標の運動を予測できるよう原因となる要素と結び付けるには、慎重さが求めになり、実測で繰り返し検査を行っても Rff 値のられる。

向上は無かった。直線正弦波運動も同様の傾向
で、被験者は検査前の調整段階で視標中央部と両２．円運動視標と直線運動視標の比較

端で速度がゼロに向かう折り返しのタイミング合

円運動視標、直線正弦波運動視標の水平及び垂わせを習得し、円運動視標に準ずる Rff 値となっ直動、直線一定速度運動の水平および垂直でのた。これ等に対して、直線一定速度運動視標は測Rff 値は、図 6 ab に示す様に円運動の Rff ＞直線

定を繰り返すと Rff が向上して習熟の効果が観ら

正弦波運動の Rff ＞直線一定速度の Rff の順番でれた。

あった。同じ測定を行った他の 5 名の被験者で以上をまとめると、本論文で用いた強膜反射法

も、この傾向は同じであった。Rff が大きいことを用いた測定方法は、位置および時間の分解能がは眼球運動に障害が有る場合に低下できる幅、す

眼球の運動を計測するには充分であり、SPM のなわちダイナミックレンジが大きく、追従性の低検査方法として信頼できた。円運動視標を用いた下を検知する余地が有ることから、Rff の大小で追従運動の測定は、大きなダイナミックレンジを比較する検査であれば、円運動視標が適してい

持ち、習熟効果が入らないという長所があり、検る。

査条件の再現性や周波数解析を用いたデータの定

これに対して、最も Rff の小さな直線一定速度

量性も担保される。直線運動視標は正弦波運動の視標による SPM 波形は、上端と下端を直線で結ダイナミックレンジが円運動指標に次いで大きぶ三角形であった。円運動や直線正弦波運動の正かったが、 1 回の検査では水平または垂直方向の弦波波形の FFT 結果が視標運動の基本周波数だ

いずれか片方しか測定できない。一定速度の視標

けに集中するのに対して、三角波形は基本周波数

はダイナミックレンジが狭く追従性の評価には不と高調波で構成される広い周波数分布となる。三十分であり、かつ習熟効果が有るため、治療効果

角波形は、正確な追従をすれば斜辺を形成する周を見誤る危険が有る。

波数成分が強くなり、基本周波数成分が減るから最後に、本論文は疾患とは無関係に 2 名の被検

Rff 値は低下することになり、Rff だけで追従性者を選んだが、疾患と眼球運動の関係についてはを評価することはできない。従って、一定速度視今後の研究を待つもので、現時点での本研究の限標は Rff による評価だけでなく、反射や動体視力界である。

に付いての評価も必要である。
さらに、直線運動視標には両端での折り返しでの追従の問題が有った。これは視標の運動に習熟すると Rff が向上して治療効果と誤診することである。すなわち、検査を繰り返すことで、両端での折り返しにタイミングを合わせられるようになり、習熟の効果を生じる。習熟によって追従性が改善されることは、Rff 値を良くすることを意味する。
ここで、円運動と直線運動視標の習熟性を比較すると、円運動視標は 2 次元平面上での移動速度が一定で、被験者は視標の空間的な未来位置を予

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