JP3881566B2 - 非接触式眼圧計 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体を被検眼に吹付け、被検眼角膜の変形状態を検出することにより眼圧を測定する非接触式眼圧計に関する。
【０００２】
【従来技術】
眼圧は血液の脈動（脈波）に同期した時間的変動が存在する。非接触式眼圧計で時間的に無作為に測定した場合、脈動変化の中のどの点が測定されているかは不明である。測定回数が少ない場合、実際は眼圧が高いにも拘わらず、眼圧変動の中で最も低い点を測定してしまい、眼圧亢進が見落とされる可能性がある。このため、額や指等での脈動を検出し、脈動の所期する位相位置に同期させ、さらに被検眼のアライメント完了信号を得たら、眼圧測定を開始する非接触式眼圧計が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、脈動の所期する位相位置とアライメント完了信号とを同期させて測定を開始させる場合、たとえアライメント完了信号が得られていても脈動信号が得られなければ、なかなか測定を開始できない問題があった。脈動同期による眼圧測定を優先に考えると、被検者によっては十分な脈動が得られない場合もあり、アライメント完了との同期測定が一層困難となる。
【０００４】
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、十分な脈動が得られない被検者の場合には、眼圧測定がなかなか開始できない状態を回避し、スムーズに眼圧測定を実行できる非接触式眼圧計を提供することを技術課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
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） ノズルから被検眼に流体を噴射する流体噴射手段と、被検者の脈動を検出する脈動検出手段と、被検眼と前記ノズルとのアライメント完了状態を検出するアライメント検出手段とを備え、前記脈動検出手段で検出された脈動信号及び前記アライメント検出手段で検出されたアライメント信号に基づいて前記流体噴出手段を作動させて眼圧測定を開始する非接触式眼圧計において、前記脈動検出手段により検出された脈動信号が所定の条件を満たしているか否かを判定する判定手段と、該判定手段に基づいて前記所定の条件を満たす脈動信号が所定の期間内に得られないときには、脈動と同期させた眼圧測定を解除し、前記アライメント信号に基づいて眼圧測定を行うモードに切換えるモード切換手段と、を備えることを特徴とする。
（２） （１）の非接触式眼圧計において、前記脈動検出手段で検出された脈動信号に基づいて前記所定の条件を満たす脈動が得られたことを表示する表示手段を備えることを特徴とする。
（３） （１）の非接触式眼圧計において、前記モード切換手段でモードが切換えられることを表示する表示手段を備えることを特徴とする。
（４） （１）の非接触式眼圧計において、さらに前記脈動検出手段により脈動が前記判定手段により所定の条件を満たしていると判定されたときには、再び脈動信号及びアライメント信号に基づいて眼圧測定を開始するモードに復帰する復帰手段を備えることを特徴とする。
（５） （１）のモード切換手段は、前記判定手段に基づいて前記所定の条件を満たす脈動信号が所定の期間内に所定の回数以上得られないときには、脈動と同期させた眼圧測定を解除し、前記アライメント信号に基づいて眼圧測定を行うモードに切換えることを特徴とする。
（６） （１）の非接触式眼圧計において、眼圧測定により得られた測定結果に脈動同期の有無を付け加えて出力する出力手段を備えることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本実施例について図面に基づいて説明する。図１は非接触式眼圧計の流体噴射機構の側方概略、及び制御系の要部を示した図である。
１は空気圧縮用のシリンダ部であり、眼圧計本体の水平線に対して傾斜して設けられている。２はピストン、３はロータリソレノイドであり、ロータリソレノイド３に駆動エネルギである電荷（電流、電圧）が付与されると、アーム４、コネクティングロッド５を介してピストン２をシリンダ１に沿って上に押し上げる。ピストン２の上昇によりシリンダ部１に連通する空気圧縮室１１で圧縮された空気は、ノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて噴出される。また、ロータリソレノイド３には図示なきコイルバネが備えられており、付与される電荷がカットされるとコイルバネの下降方向への付勢力により上昇したピストン２を下降させて初期位置に戻す。
【０００７】
７は透明なガラス板であり、ノズル６を保持するとともに、観察光やアライメント光等を透過させる。またガラス板７は空気圧縮室１１の側壁となっている。９はノズル６の背面に設けられた透明なガラス板であり、空気圧縮室１１の後壁を構成するとともに、観察光やアライメント光を透過させる。ガラス板９の背後には、後述する観察、アライメントのための光学系８が配置される。１２は空気圧縮室１１の圧力を検出する圧力センサである。
【０００８】
２０は制御部であり、圧力センサ１２用の圧力検出処理回路２１、後述する角膜変形検出光学系の光検出器５６用の信号検出処理回路２２、作動距離検出の一次元位置検出素子５７用の信号検出処理回路２６、ＣＣＤカメラ３５用の信号検出処理回路２７、脈動検出器１８用の脈動検出処理回路２８、ロータリソレノイド３を駆動させるための駆動回路２３、測定データや測定の制御条件等を記憶するためのメモリ２４が接続されている。２５は入力部であり、測定モードの選択スイッチ２５ａ等を備える。２５ｂは測定開始スイッチである。
【０００９】
被検者の脈動を検出するため、脈動検出器１８は、図２に示す様に、被検者の顔を支持するための顔支持ユニット１６が備える額当て１７に取付けられている。本実施形態では、眼球内の脈動変動の位相とほぼ同じ位相を得るために、脈動検出器１８を額当て１７に設けたが、顎載せ台等、被検者の顔部に接触する位置に設けることでも良い。
【００１０】
脈動検出器１８は発光部と受光部とからなり、発光部は血中ヘモグロビンの吸収スペクトルに対応した近赤外波長で発光波長帯域の狭い発光ダイオード（ＬＥＤ）であり、受光部はフォトダイオードである。血中ヘモグロビンはある波長帯の光に強い吸収スペクトルを持っている。この波長帯の光を照射した時の生体の反射光は血管の容量変動に伴い変化するヘモグロビン量に応じて変化するので、この反射光の強度を電気信号に変えて脈動を検出する。なお、血中ヘモグロビンは近赤外域に限らず、可視域にも幅広い吸収スペクトルがあるので、発光部は白色ＬＥＤを使用しても良い。この場合、受光部は光導電素子のような広波長域に感度を有するものがよい。
【００１１】
図２において、１５は流体噴射機構及び後述する光学系が配置される測定部であり、測定部１５は固定基台１３上を水平移動する移動台１４に搭載されている。移動台１４はジョイスティック１９の操作により移動され、また、ジョイスティック１９の回転ノブを操作することにより、測定部１５が上下移動するようになっている。
【００１２】
図３は非接触式眼圧計の光学系要部図である。赤外照明光源３０により照明された被検眼像は、ビームスプリッタ３１、対物レンズ３２、ビームスプリッタ３３及びフィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像する。フィルタ３４は、光源３０及びアライメント用光源４０の光を透過し、後述する角膜変形検出用のＬＥＤ５０の光に対して不透過の特性を持つ。ＣＣＤカメラ３５に結像した像はモニタ３６に表示される。
【００１３】
４０はアライメント用の赤外ＬＥＤであり、投影レンズ４１を介して投影された赤外光はビームスプリッタ３１により反射され、被検眼に正面より投影される。ＬＥＤ４０により角膜頂点に形成された角膜輝点は、ビームスプリッタ３１〜フィルタ３４を介してＣＣＤカメラ３５に結像し、上下左右方向のアライメント検出に利用される。
【００１４】
４５は固視標投影用のＬＥＤであり、ＬＥＤ４５により照明された固視標４６の光は投影レンズ４７を通過した後、ビームスプリッタ３３によって反射されて被検眼Ｅに向かう。検者は被検眼に固視標４６を固視させた状態で測定を行う。
５０は角膜変形検出用の赤外ＬＥＤであり、ＬＥＤ５０を出射した光はコリメータレンズ５１により略平行光束とされて被検眼の角膜に投光される。角膜で反射した光は受光レンズ５２、光源３０及び光源４０の光に対して不透過の特性を持つフィルタ５３を通過した後、ビームスプリッタ５４で反射し、ピンホール板５５を通過して光検出器５６に受光される。角膜変形検出用の光学系は、被検眼が所定の変形状態（偏平状態）のときに光検出器５６の受光量が最大になるように配置されている。
【００１５】
また、この角膜変形検出光学系は作動距離検出光学系の一部を兼ねており、ＬＥＤ５０より投光され、角膜で反射した光はＬＥＤ５０の虚像である指標像を形成する。その指標像の光は、受光レンズ５２、フィルタ５３、ビームスプリッタ５４を通過してＰＳＤやラインセンサ等の一次元位置検出素子５７に入射する。被検眼（角膜）が作動距離方向に移動すると、ＬＥＤ５０による指標像も一次元位置検出素子５７上を移動するため、制御部２０は一次元位置検出素子５７からの出力信号に基づいて作動距離情報を得る。
【００１６】
以上のような構成を備える非接触式眼圧計において、その動作について説明する。選択スイッチ２５ａにより脈動同期の自動測定モードを選択しておく。検者は、被検者の額が額当て１７に接するよう被検者に指示し、額当て１７に取付けられた脈動検出器１８で被検者の脈動を測定する。脈動検出器１８は、被検者の脈動を電気信号に変えて、脈動検出処理回路２８に送る。脈動検出処理回路２８にて検出された脈動波形信号は制御部２０に入力される。制御部２０は入力される脈動波形信号について、使用可能条件を満たしているか、すなわち十分な脈動が安定して得られているか否かを、以下のように判断する。
【００１７】
脈動波形信号の使用可能条件の判断には、脈動ピーク（脈動ピークは波形信号の立ち上がりの傾き、信号レベル等から判断する）の検出時間と、脈動検出ピーク高さを使用する。これは何れか一方でも良いが、両者を使用した方が精度の良い判定ができる。図５に示すように、脈動測定開始から順次得られる脈動波形信号の３周期分について、１つ目の脈動ピークから２つ目の脈動ピークまでの検出時間（周期）をＴ１、２つ目の脈動ピークから３つ目の脈動ピークまでの検出時間（周期）をＴ２とする。ここで、両者の変化時間Ｔｈ＝｜Ｔ１−Ｔ２｜が、Ｔｈ＞１０ｍｓとなった場合、脈動波形信号の時間エラー（使用不可）とする。
【００１８】
また、１つ目の脈動ピーク高さ（ボトムからの高さ）をＰ１、２つ目の脈動ピーク高さをＰ２、３つ目の脈動ピーク高さをＰ３とする。そして、各ピーク変動率をＰａ＝Ｐ１／Ｐ２、Ｐｂ＝Ｐ２／Ｐ３、Ｐｃ＝Ｐ１／Ｐ３を計算する。Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃの全てが０．９〜１．１の範囲に収まらなかった場合、ピーク変動大と判断し、脈動波形信号の脈動ピークエラー（使用不可）とする。
制御部２０は、脈動波形信号が上記の使用可能条件を満たせば、サンプリングデータから脈動の位相を求め（好ましくはサンプリングできた脈動波形の平均から求める）、予め定めた位相位置に同期する眼圧測定時期を演算する。
【００１９】
図４は、脈動位相におけるピークに同期させて眼圧測定する例を示す。Ｓ１は脈動位相のピークＰのタイミングを示し、これは使用可能条件を満たした直前の脈動ピークから位相周期Ｔａ後に来るものとして、順次求めていく。Ｓ２はソレノイド３を駆動するための信号Ｓ３を出力する眼圧測定タイミングを示す。このタイミングＳ２は、ソレノイド駆動信号Ｓ３を出力後、ノズル６からの圧縮空気の噴射によって角膜が偏平されまで（光検出器５６から出力される圧平信号Ｑのピークとなるまで）の圧平検出時間Ｔａｐｌ分だけ、タイミングＳ１からそれぞれ溯ったタイミングで求められる。
【００２０】
なお、脈動検出開始から上記のように３周期分の脈動波形信号が使用可能条件を満たしていると判断した後は、１周期分の脈動ピークが検出できたら、この脈動ピーク高さＰｎが前述のＰ１、Ｐ２、Ｐ３の平均ピーク高さに対して±１０％の範囲内にあるときに使用可能と判断し、次のタイミングＳ１を決定することでも良い。
【００２１】
圧平検出時間Ｔａｐｌについて説明する。１回目の測定においては、平均的な眼圧値を使用して圧平検出時間Ｔａｐｌを設定するほか、被検眼の眼圧がある程度予測できる場合は、その眼圧値を入力部２５から入力して圧平検出時間Ｔａｐｌを設定する。２回目以降の測定では、一つ前の測定での圧平検出時間Ｔａｐｌを利用して眼圧測定タイミングＳ２を求める。
【００２２】
脈動同期の自動測定モード時には、図６に示す様にモニタ３６画面左上に「ＳＡＭＰ」マーク６１が表示される。また、使用可能条件を満たす脈動ピークが得られたときには、ハートマーク６３が０．５秒間点灯される。脈動ピークが連続して得られていれば、ハートマーク６３は点滅して見える。定期的にハートマーク６３が点滅表示されていれば、脈動が安定して得られていることになり、脈動同期の測定が可能であることが分かる。
【００２３】
検者は、モニタ３６上に表示されるアライメント情報に基づいてジョイスティック１９等を操作することにより測定部１５を移動してアライメント調整を行う。上下左右方向のアライメント調整は、ＬＥＤ４０により形成される角膜輝点８０をモニタ３６上に表示されるレチクル８１の中心に来るようにする。作動距離方向のアライメント調整は、一次元位置検出素子５７から得られる作動距離情報に基づいて表示される距離誘導マーク（図示を略す）に従って行う。このアライメント調整の詳細については、本出願人による特開平７−２３９０７号等を参照されたい。また、アライメント指標像の検出情報に基づいて測定部１５の移動を制御する自動アライメントとすることもできる。
【００２４】
制御部２０は、一次元位置検出素子５７により検出される指標像、ＣＣＤカメラ３５により検出される指標像がそれぞれ所定の許容範囲になったときにアライメント完了信号Ｒを得る。そして、アライメント完了信号Ｒと眼圧測定タイミングＳ２が同期したときにソレノイド駆動信号Ｓ３を出力し、測定を実行する。すなわち、制御部２０は駆動回路２３を介してロータリソレノイド３に動作可能な駆動エネルギとしての電荷を付与してこれを駆動させる。
【００２５】
被検者の脈動測定開始後（脈動検出器１８に被検者が額を当てたときには、脈動波形信号が大きく変化するので、これから脈動測定の開始が分かる）、所定期間（５秒）以上経過しても前述の使用可能条件を満たす脈動波形信号が得られないときは、制御部２０は脈動同期の自動測定モードを解除し、図７に示す様にモニタ３６画面左上に「ＮＯ ＳＡＭＰ」マーク６２を表示する。そして、この状態ではアライメント完了信号Ｒのみ得られれば、これを測定実行の指示信号としソレノイド駆動信号Ｓ３を出力し、測定を実行する。すなわち、脈動同期を使用しないアライメント完了のみに基づく自動測定モードに自動的に切換える。その後、図５で説明した使用可能条件を満たす脈動波形信号が得られるようになれば、脈動同期の自動測定モードに自動復帰する。
【００２６】
また、脈動同期の自動測定モードの継続途中で使用可能条件を満たす脈動波形信号が得られなくなった場合も、脈動同期の自動測定モードを解除し、アライメント完了信号のみに基づく自動測定モードに自動的に切換える。この切換えは、使用可能条件を満たした直近の脈動ピークから所定期間（５秒）経過しても使用可能条件を満たす脈動波形信号が一度も得られないときに行う。この所定期間の５秒という時間は可変であり、眼圧測定前に任意に設定可能である。また、初めのサンプリングにより脈動周期が得られていれば、その３周期分の期間というように、被検者の脈動に応じて定めることでも良い。また、上記では、所定期間内に使用可能条件を満たす脈動波形信号が一度も得られない時にモードを切換えるとしたが、所定期間内に使用可能条件を満たす回数の設定は予め任意に設定できる。
【００２７】
そして、再度、使用可能条件を満たす脈動波形信号（この場合は、１周期分の脈動波形信号について、前述のようにその脈動ピークを基に使用可能の適否を判断する）が得られるようになれば、脈動同期の自動測定モードに自動復帰する。なお、脈動同期の自動測定モードの解除を判断する直近の脈動ピークから所定期間（５秒）の間は、脈動波形信号に拘わらず、使用可能条件を満たした脈動波形信号から求まる眼圧測定タイングＳ２を周期Ｔａ毎に予測的に出力することでも良い。こうすると、被検者の微動等により脈動が一時期途切れたとしても、アライメント完了との同期タイミングを逃さずに測定を実行できる。
【００２８】
ソレノイド駆動信号Ｓ３が出力されると、ロータリソレノイド３の駆動によりピストン２が上昇し、ピストン２により空気圧縮室１１の空気が圧縮され、圧縮空気がノズル６から被検眼Ｅの角膜に向けて吹付けられる。被検眼Ｅの角膜は吹き付けられた圧縮空気によって徐々に変形し、角膜が扁平状態に達したとき、光検出器５６に最大光量が入射される。この光検出器５６からの出力信号と圧力センサ１２からの出力信号は、逐次処理されて制御部２０に入力される。制御部２０は、光検出器５６から出力される圧平信号Ｑがピークを示したときの時間やこのときに得られる圧力Ｐｒ、あるいはその時間の前後で得られる平均圧力を使用して、所定の眼圧換算式により眼圧値を求める。
【００２９】
測定結果が得られると、眼圧測定値がモニタ３６に表示される。図７はこのときの画面例である。画面には左右眼の眼圧測定結果が表示される。各測定値の右側には、その眼圧測定が脈動波形信号のピーク位置で同期測定をした場合は「Ｐ」マークが表示され、脈動との同期測定がされないで同期エラーで眼圧測定をした場合は「Ｅ」マークが表示される（「Ｅ」マークは特に無くても良い）。また、予め脈動波形のボトム位置で眼圧測定する様に設定し、脈動波形信号のボトム位置で同期測定をした場合は「Ｂ」マークが測定値横に表示される。図示なきプリンタで印字出力する場合も、同様に眼圧測定結果と共にこれらのマークが印字される。外部コンピュータにデータを出力する場合も、同様に行なわれる。
【００３０】
以上で説明した脈動波形信号の使用可能判定における数値、サンプル脈動数、モードの切換えを判断する時間等は単に例示に過ぎず、使用状況等において、変更可能であることはいうまでもない。
【００３１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、十分な脈動が得られない被検者の場合には、眼圧測定がなかなか開始できない状態を回避し、適切なアライメント状態での測定をスムーズに実行できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気圧縮機構の側方概略構成と制御系を示す図である。
【図２】装置の外観及び脈動検出器の取付場所を示す図である。
【図３】装置の光学系を示す図である。
【図４】脈動と眼圧測定のタイミングを説明する図である。
【図５】脈動波形信号の使用可能条件を説明する図である。
【図６】装置の画面表示を示す図である。
【図７】装置の画面表示を示す図である。
【符号の説明】
１ シリンダ部
２ ピストン
３ ロータリソレノイド
１２ 圧力センサ
１８ 脈動検出器
２０ 制御部
２３ 駆動回路
２８ 脈動検出処理回路
３５ ＣＣＤカメラ
３６ モニタ
５０ ＬＥＤ
５６ 光検出器
５７ 一次元位置検出素子

Claims (6)

1. ノズルから被検眼に流体を噴射する流体噴射手段と、被検者の脈動を検出する脈動検出手段と、被検眼と前記ノズルとのアライメント完了状態を検出するアライメント検出手段とを備え、前記脈動検出手段で検出された脈動信号及び前記アライメント検出手段で検出されたアライメント信号に基づいて前記流体噴出手段を作動させて眼圧測定を開始する非接触式眼圧計において、前記脈動検出手段により検出された脈動信号が所定の条件を満たしているか否かを判定する判定手段と、該判定手段に基づいて前記所定の条件を満たす脈動信号が所定の期間内に得られないときには、脈動と同期させた眼圧測定を解除し、前記アライメント信号に基づいて眼圧測定を行うモードに切換えるモード切換手段と、を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
2. 請求項１の非接触式眼圧計において、前記脈動検出手段で検出された脈動信号に基づいて前記所定の条件を満たす脈動が得られたことを表示する表示手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
3. 請求項１の非接触式眼圧計において、前記モード切換手段でモードが切換えられることを表示する表示手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
4. 請求項１の非接触式眼圧計において、さらに前記脈動検出手段により脈動が前記判定手段により所定の条件を満たしていると判定されたときには、再び脈動信号及びアライメント信号に基づいて眼圧測定を開始するモードに復帰する復帰手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。
5. 請求項１のモード切換手段は、前記判定手段に基づいて前記所定の条件を満たす脈動信号が所定の期間内に所定の回数以上得られないときには、脈動と同期させた眼圧測定を解除し、前記アライメント信号に基づいて眼圧測定を行うモードに切換えることを特徴とする非接触式眼圧計。
6. 請求項１の非接触式眼圧計において、眼圧測定により得られた測定結果に脈動同期の有無を付け加えて出力する出力手段を備えることを特徴とする非接触式眼圧計。

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