JP5179675B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、被験者眼の角膜厚分布を測定する眼科装置に関する。

近年、ＬＡＳＩＫ手術などの角膜屈折矯正手術を行った眼が多くなり、これらの眼に対して眼内レンズ処方を行う際には、被験者眼の角膜の前後面の曲率半径及び厚さを計測し、被験者眼の角膜自体の屈折力を求めることが必要といわれている。これは、従来使用した計算式が全て角膜前面と後面曲率の比率を経験式により仮定していたのに対して、角膜矯正手術を行った眼では角膜前後面の曲率半径の比率が合わず結果として眼内レンズの矯正度数がずれてしまうからである。

ところで、被験者眼角膜の厚さを測定できる装置として、被験者眼角膜に超音波プローブを接触させて測定する超音波診断装置が知られている（特許文献１参照）。また、被験者眼に測定光を投光しその反射光を検出する測定光学系を持ち、光干渉を用いて被験者眼の角膜厚等の眼内寸法を非接触にて光学的に測定する眼科装置が知られている（特許文献２参照）。また、これらの装置において、被験者眼角膜上の測定位置を被験者眼に対して上下左右方向に移動させることにより各測定位置における被験者眼の角膜厚を計測する機能を持つような装置が知られている。

また、ＯＣＴ（光コヒーレンストモグラフィー）撮影装置の一つであって、被験者眼前眼部の断面画像を撮影する前眼部ＯＣＴ装置を用い、取得された前眼部ＯＣＴ画像に基づいて被験者眼角膜の前後面の曲率半径及び厚さを計測する装置が知られている（例えば、特許文献３参照）。
特開２００１−１８７０２２号公報 特開２００５−３４８７５５号公報 特開平８−２０６０７５号公報

しかしながら、前述した特許文献１や２の装置においては、被験者眼の角膜厚を測定することはできるものの、複数位置を計測する際の被験者眼と装置との位置関係の調整は、検者の経験等に基づいて適当に行われており、正確な角膜厚分布を得ることは難しい。

また、特許文献３のような前眼部の断層画像を取得できる装置の場合、測定光を角膜上で二次元的に走査させて測定を行うことができるため角膜厚分布を精度良く取得できるが、測定光を走査させるための機構を必要とするため、装置構成が複雑となり、コストがかかる。

本発明は、上記問題点を鑑み、被験者眼の角膜厚の分布を簡単な構成で正確に計測することができる眼科装置を提供することを技術課題とする。

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） 被験者眼の任意の測定点での角膜厚を非接触で光学的に測定する角膜厚測定手段を有する測定部と、
被験者眼に対して前記測定部を上下左右方向に移動させる移動手段と、
被験者眼の前眼部を撮影する撮影光学系と、
該撮影光学系により撮影された被験者眼の前眼部像を表示する表示手段と、
被験者眼の角膜厚分布を測定するために被験者眼角膜上における測定点を複数設定する測定点設定手段と、
該測定点設定手段によって設定された各測定点に前記角膜厚測定手段の測定光軸が移動されるように前記移動手段を用いた被検者眼に対する測定部の移動を誘導する誘導手段と、
前記角膜厚測定手段によって各測定点で測定された測定結果と測定位置とを対応づけて被験者眼の角膜厚分布情報を取得する角膜厚分布情報取得手段と、
を備えることを特徴とする。
（２） （１）の眼科装置において、前記測定点設定手段は、互いに離間する測定点を複数設定することを特徴とする。
（３） （２）の眼科装置において、前記撮影光学系からの撮影信号に基づいて上下左右方向における被験者眼と測定部との相対位置を検出する相対位置検出手段を備え、前記誘導手段は、前記相対位置検出手段からの検出結果に基づいて，前記測定点設定手段によって設定された各測定点に前記角膜厚測定手段の測定光軸が順次移動されるように前記移動手段を駆動制御することを特徴とする。
（４） （２）の眼科装置において、前記誘導手段は、前記表示手段の表示を制御して、該測定点設定手段によって設定された各測定点に前記角膜厚測定手段の測定光軸を移動させるためのアライメント表示を電子的に表示することを特徴とする。
（５） （２）の眼科装置において、前記撮影光学系からの撮像信号に基づいて被験者眼上の測定点の位置を得る測定点位置取得手段と、該測定点位置取得手段によって得られる複数の測定点の位置情報と該各測定点で得られる角膜厚情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする。
（６） （１）〜（５）のいずれかの眼科装置において、前記角膜厚測定手段は、光干渉を用いて被検者眼の角膜厚を測定する測定光学系であることを特徴とする。

本発明によれば、被験者眼の角膜厚の分布を簡単な構成で正確に計測することができる。

本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、実施形態に係る眼科装置の外観構成図である。この装置は、いわゆる据え置き型の装置であって、基台１と、基台１に取り付けられた顔支持ユニット２と、基台１上に移動可能に設けられた移動台３と、移動台３に移動可能に設けられ、被験者眼の任意の測定点での角膜厚を非接触で光学的に測定する測定光学系を収納する測定部４と、を備える。測定部４は、移動台３に設けられたＸＹＺ駆動部６により、被験者眼Ｅに対して左右方向（Ｘ方向）、上下方向（Ｙ方向）及び前後方向（Ｚ方向）に移動される。移動台３は、ジョイスティック５の操作により、図示無き摺動機構により基台１上をＸ方向及びＺ方向に移動される。また、検者によって回転ノブ５ａが回転操作されると、測定部４がＸＹＺ駆動部６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。また、ジョイスティック５の頂部には、測定開始スイッチ５ｂが設けられている。移動台３には、表示モニタ９が設けられている。

図２及び図３は、本実施形態に係る眼科装置の光学系の構成について説明するための概略構成図である。なお、本実施形態の測定光学系は、被験者眼の角膜に向けて低コヒーレントの光を照射する角膜照射光学系（角膜照射光学系２００ａ）と、被験者眼に向けて照射された低コヒーレント長の光による被験者眼角膜からの反射光を受光する角膜受光光学系（角膜受光光学系２００ｂ）と、被験者眼角膜からの低コヒーレント長の反射光と合成して干渉させるための参照光を生成する参照光光学系（参照光光学系５００）と、被験者眼角膜からの低コヒーレント長の反射光と前記参照光光学系によって得られる参照光とが合成された干渉光を受光する干渉光学系（分光光学系６００）を持ち、干渉光学系によって検出される角膜前面に対応する干渉信号と角膜後面に対応する干渉信号に基づいて被験者眼の角膜厚が測定される。なお、上記構成は、低コヒーレント光による光干渉現象を用いて被験者眼の角膜厚を非接触で光学的に測定できるものであればよい。

さらに、本実施形態の測定光学系は、被験者眼の眼底に向けて低コヒーレントの光を照射する眼底照射光学系（眼底照射光学系１００ａ）と、被験者眼に向けて照射された低コヒーレント長の光による被験者眼眼底からの反射光を受光する眼底受光光学系（眼底受光光学系１００ｂ）と、前記被験者眼眼底からの低コヒーレント長の反射光と合成して干渉させるための参照光を生成する参照光光学系（参照光光学系５００）と、低コヒーレント長の光路長を可変とする光路長可変手段（三角プリズム２３及び駆動部８２）を持ち、光路長可変手段の変化量に基づいて被験者眼の眼軸長が測定される。なお、参照光光学系において、前述のように形成される被験者眼角膜からの低コヒーレント長の反射光を参照光として被験者眼眼底からの低コヒーレント長の反射光と合成して干渉させるようにしてもよい。また、光路長可変手段は、参照光または角膜に照射される低コヒーレント長の光もしくは眼底に照射される低コヒーレント長の光の光路長のいずれかを光学系の構成に応じて適宜可変とするものであればよい。なお、上記構成は、低コヒーレント光による光干渉現象を用いて被験者眼の角膜厚及び眼軸長を非接触で光学的に測定できるものであればよい。

以下に、具体的構成について説明する。眼底照射光学系１００ａ及び角膜照射光学系２００ａは、低コヒーレント長の光束を出射する光源１１を有し，光源１１から出射した光束の一部を第１測定光（角膜測定光）及び第２測定光（眼底測定光）として被験者眼の角膜と眼底に各々に集光させる。

図２（ａ）に示すように、光源１１から出射された光束の一部は、コリメーターレンズ１２、ハーフミラー１３、集光レンズ１４、三角プリズム１５、ハーフミラー１３、リレーレンズ１８、リレーレンズ１９、ハーフミラー２０、ダイクロイックミラー２１、対物レンズ２２を経て、被験者眼Ｅの眼底に照射される。すなわち、コリメーターレンズ１２〜対物レンズ２２との光路間に配置されたこれらの光学部材は、眼底照射光学系１００ａとして配置されている。そして、被験者眼Ｅの眼底からの反射光は、眼底に照射されるまでの眼底測定光の進行方向に対して眼底照射光学系１００の対物レンズ２２〜集光レンズ１４までの光路を逆方向に進行し、ハーフミラー１３、集光レンズ２４を介して、光ファイバー２５の端部２５ａに入射する。すなわち、対物レンズ２２〜光ファイバー２５の端部２５ａとの光路間に配置された光学部材は、眼底受光光学系１００ｂとして配置されている。

また、図２（ｂ）に示すように、光源１１から出射された光束の一部は、コリメーターレンズ１２、ハーフミラー１３、可動三角プリズム２３、ハーフミラー１３、リレーレンズ１８、リレーレンズ１９、ハーフミラー２０、ダイクロイックミラー２１、対物レンズ２２を経て、被験者眼Ｅの角膜付近に照射される。すなわち、コリメーターレンズ１２〜対物レンズ２２との光路間に配置されたこれらの光学部材は、角膜照射光学系２００ａとして配置されている。そして、被験者眼Ｅの角膜からの反射光は、角膜に照射されるまでの角膜測定光束の進行方向に対して角膜照射光学系２００の対物レンズ１２〜可動三角プリズム２３までの光路を逆方向に進行し、ハーフミラー１３で反射される。その後、集光レンズ２４にて集光された後、光ファイバー２５の端部２５ａに入射される。すなわち、対物レンズ２２〜光ファイバー２５の端部２５ａとの光路間に配置されたこれらの光学部材は、角膜受光光学系２００ｂとして配置されている。

前述の眼底測定光や角膜測定光と合成して干渉される参照光を生成する参照光光学系５００は、光源側から順に、光源１１、コリメータレンズ１２、可動三角プリズム２３、ハーフミラー１３、リレーレンズ１８、リレーレンズ１９、反射ミラー５１、反射ミラー５２、リレーレンズ５３、参照ミラー５４、を含む。なお、矢印Ａ方向に移動する可動三角プリズム２３は、駆動部８２によって駆動され、参照光の光路長を変化させるために用いられる。なお、本実施形態の光学配置によれば、三角プリズム２３の移動に伴い、角膜測定光の光路長と参照光の光路長が同時に変化する。光源１１から出射された低コヒーレント光は、ハーフミラー２０で透過されるまで角膜照射光学系２００と同様の光路を進行する。そして、ハーフミラー２０にて透過された光は、ミラー５１、ミラー５２、リレーレンズ５３を経て、参照ミラー５４に到達する。参照ミラー５４に到達した光は、参照ミラー５４にて折り返され、リレーレンズ５３、ミラー５２、ミラー５１を経て、ハーフミラー２０を透過する。ハーフミラー２０を透過した反射光は、角膜反射光と合成され干渉光とされたのち、角膜受光光学系２００ｂと同様の光路を経て、光ファイバー２５の端部２５ａに入射される。この場合、可動三角プリズム２３の位置が変化しても、角膜測定光の全光路長（光源１１〜角膜、角膜〜光ファイバ２５の端部２５ａ）と参照光の全光路長（光源１１〜参照ミラー５４、参照ミラー５４〜光ファイバ２５の端部２５ａ）は干渉が起こりうる範囲でほぼ等しい関係で維持される。

また、プリズム２３の位置の移動によって参照光の光路長が変化されると、参照光光学系５００による参照光の全光路長と，被験者眼の眼軸長によって変動する眼底測定光の全光路長（光源１１〜眼底、眼底〜光ファイバ２５の端部２５ａ）とが干渉が起こりうる範囲でほぼ等しい関係となるときがある。この場合、参照ミラー５４に到達した光は、可動三角プリズム２３で折り返されてハーフミラー１３で反射される際に、三角プリズム１５にて折り返された眼底反射光と合成され干渉光とされたのち、光ファイバー２５の端部２５ａに入射される。

図３は本実施形態に係る測定部４が持つ分光光学系の概略構成図である。分光光学系６００（スペクトロメータ部）は、コリメータレンズ６０、グレーティングミラー（回折格子）６１、集光レンズ６２、円柱レンズ６３、受光素子６４にて構成されている。受光素子６４は、赤外域に感度を有する一次元素子（ラインセンサ）を用いている。

光ファイバー２５の端部２５ａに入射した角膜測定光と参照光による干渉光及び眼底測定光と参照光による干渉光は、光ファイバ２５を通じてもう一方の端部２５ｂから出射される。そして、端部２５ｂから出射された２つの干渉光は、コリメータレンズ６０にて光束径を広げられた後、グレーティングミラー６１にて周波数成分に分光される。周波数成分に分光された干渉光は、集光レンズ６２、円柱レンズ６３を経て、受光素子６４の受光面に集光する。

図２の説明に戻る。７００は被験者眼の前眼部を撮影する観察光学系であり、被験者眼前方から、対物レンズ２２、ダイクロイックミラー２１、リレーレンズ７１、撮像レンズ７２、赤外域に感度を有する撮像素子７３、を含む。なお、被験者眼Ｅの瞳位置と撮像素子７３は略共役な関係となっている。なお、ダイクロイックミラー２１は、光源１１からの光の大部分を反射し一部を透過させると共に、前眼部観察用の光を透過する。

また、被験者眼Ｅの前眼部の前方には、赤外光源とコリメーティングレンズを持つ第１指標投影光学系４５と、前述の第１指標投影光学系４５より狭い角度に配置された光軸を持ち光軸Ｌ１が通る垂直平面を挟んで左右対称に配置された第２指標投影光学系であって２つの赤外光源を持つ第２指標投影光学系４６と、が測定光軸Ｌ１を中心に左右方向に対称に配置されている。ここで、第１指標投影光学系４５は被験者眼Ｅの角膜に無限遠の指標を投影し、第２指標投影光学系４６は被験者眼Ｅの角膜に有限遠の指標を投影する構成となっている。なお、第２投影光学系４６は、前眼部照明としても用いることも可能である。

図４は、本実施形態に係る眼科装置の制御系の構成について説明するための概略構成図である。装置全体の制御や測定値の算出等を行う制御部８０は、測定部４に備わる各部材の他、前述の観察光学系７００によって撮影された前眼部像や測定結果等を表示する表示モニタ９、ＸＹＺ駆動部６、測定結果等を記憶するメモリ８５、回転ノブ５ａ、測定開始スイッチ５ｂ、各種設定を行うためのスイッチが配置されたコントロール部８６等が接続されている。

以上のような構成を備える眼科装置において、その動作について説明する。検者は、被験者の顔を顔支持ユニット２に固定させ、図示なき固視標を固視するよう指示した後、被験者眼Ｅに対する測定部４のＸ，Ｙ及びＺ方向のアライメントを行う。検者は、モニタ９を観察しながらジョイスティック５及び回転ノブ５ａを操作し、二次元撮像素子７３に撮像される前眼部像Ｆがモニタ９に表示される（図１１参照）ようにラフなアライメントを行う。そして、前眼部像がモニタ９に現われるようになると、図１１に示すように、４つの指標像Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄも現われるようになる。ＬＴはアライメント基準となるレチクルであり、モニタ９の画面中央に電子的に形成されている。

制御部８０は、撮像素子７３からの撮像信号から４つの指標像Ｍａ〜Ｍｄの座標位置を求め、無限遠の光束で形成される指標像Ｍａと指標像Ｍｂの中間点の座標を角膜頂点位置の座標として検出する。制御部８０は、角膜頂点の位置が検出されると、その位置に対応するモニタ９の位置にアライメント指標（マーク）Ｋ１を電子的に表示する。被験者眼に対して装置本体が相対的にＸＹ方向に移動すると、それに伴って指標像Ｍａ及びＭｂの座標位置が移動するので、アライメント指標Ｋ１は常に指標像ＭａとＭｂの中間点、すなわち、モニタ９上の前眼部像における略角膜頂点に位置するように移動して表示される。ここで、図１１（ｂ）に示すように、アライメント指標Ｋ１とレチクルＬＴとが合致されるように検者によって手動アライメントがなされ、測定開始スイッチ５ｂが押されると、測定が開始される。

また、以下のような自動制御を行うようにしてもよい。制御部８０は、撮像素子７３によって検出される被験者眼に対する測定部４のアライメント状態に基づいて、ＸＹＺ駆動部６を駆動制御することにより測定部４をＸＹＺの各方向に移動させ、被験者眼Ｅに対する測定部４の詳細なアライメントを行う。この場合、制御部８０は、所定のアライメント基準位置（例えば、測定光軸Ｌ１と撮像素子７３との交点）と前述のように座標が検出される角膜頂点位置との偏位量に基づいてＸＹ方向のアライメント偏位量を算出する。なお、Ｚ方向のアライメント偏位量は、指標像Ｍａ，Ｍｂの間隔と指標像Ｍｃ，Ｍｄの間隔とを比較することにより算出される。ここで、制御部８０は、測定部４が作動距離方向にずれた場合に、前述の無限遠指標Ｍａ，Ｍｂの間隔がほとんど変化しないのに対して、指標像Ｍｃ，Ｍｄの像間隔が変化するという特性を利用して、被験者眼に対する作動距離方向のアライメント偏位量を求める（詳しくは、特開平６−４６９９９号参照）。上記のようにして被験者眼の角膜頂点位置と測定光軸Ｌ１が合致するように上下左右方向のアライメント調整が行われ、かつ、作動距離方向のアライメント調整が完了したら、制御部８０は、測定開始のトリガ信号を発し、自動的に測定を開始する。

測定開始のトリガ信号に基づき、制御部８０は、光源１１から低コヒーレント光を出射させると、受光素子６４上で干渉縞のスペクトル情報が記録される。そして、そのスペクトル情報が制御部８０へと入力され、フーリエ変換を用いて解析することで、被験者眼の深さ方向における眼特性情報が計測可能となる。

図５は、角膜測定光と参照光による干渉信号のみが検出されたときの被験者眼の深さ方向における干渉信号の強度（干渉強度）を示す例であり、プリズム２３が基準位置にあるときに検出されたスペクトル情報に基づいて得られたものである。なお、図５においてＡＣは角膜前面からの反射光による干渉信号、ＰＣは角膜後面からの反射光による干渉信号としている。すなわち、角膜測定光と参照光による干渉光は、角膜前後面からの反射光を含んでいるため、これらに対応する干渉信号が眼の深さ方向に対して順次所定のピーク信号となって検出される。なお、眼底測定光と参照光による干渉信号は、現段階では検出されてない状態となっている。ＡＲは被験者眼の網膜前面からの反射光による干渉信号であり、ＰＲは被験者眼の網膜後面からの反射光による干渉信号であるが、現段階では測定範囲から外れている。

ここで、制御部８０は、干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＣが検出されているときのスペクトル情報Ｓに基づいて深さ方向における干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＣの位置情報を求める。そして、制御部８０は、深さ方向における干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＣの位置情報に基づいて被験者眼の角膜厚を演算する。求められた角膜厚の情報は、測定位置情報（ここでは角膜頂点）とともにメモリ８５に記憶されるとともに、その測定結果はモニタ９に表示される。これにより、被験者眼の角膜厚を測定できる。

また、本実施形態の装置では、被験者眼の角膜厚に加えて、被験者眼の眼軸長を測定することも可能である。ここで、被験者眼Ｅの眼軸長を求める場合、制御部８０は、駆動部８２を駆動させることにより可動プリズム２３を移動させていき、受光素子６４に受光されるスペクトル情報に基づいて得られる干渉信号と，プリズム２３の移動によって変化される参照光の光路長（光路長可変手段の駆動結果），から被験者眼Ｅの眼軸長を求める。

制御部８０は、駆動部８２を駆動させることにより可動三角プリズム２３を実線で示す基準位置（ここでは角膜照射光学系の光路が最も短くなる位置）から矢印Ａ方向に移動させ、角膜測定光と参照光が通る光学系の光路長を変化させていく。

ここで、可動三角プリズム２３が矢印方向に移動されることによって参照光の光路長が長くなっていき、眼底測定光の光路長と参照光との光路長との光路差が少なくなると、眼底測定光と参照光との干渉光が発生するようになる。図６は、角膜測定光と参照光による干渉信号と，眼底測定光と参照光による干渉信号が検出されたときの被験者眼の深さ方向における干渉信号の強度を示す例である。すなわち、眼底測定光と参照光による干渉光は、網膜前後面からの反射光を含んでいるため、これに対応する干渉信号が検出される。

ここで、干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲの両方が検出されるときのプリズム２３の位置は、被験者眼の眼軸長によって異なる。そこで、制御部８０は、プリズム２３の移動位置毎にメモリ８５に記憶されるスペクトル情報の中から干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲが検出されているスペクトル情報Ｓを特定する。そして、特定されたスペクトル情報Ｓが得られたときのプリズム２３の位置情報（例えば、プリズム２３の基準位置からの移動量（又は駆動部８２の駆動量））を求める。さらに、制御部８０は、干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲが検出されたときのスペクトル情報Ｓに基づいて深さ方向における干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲの位置情報を求める。

そして、制御部８０は、干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲが検出されたときのスペクトル情報に対応するプリズム２３の位置情報と、深さ方向における干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲとの位置情報に基づいて被験者眼の眼軸長を演算する。この場合、制御部８０は、プリズム２３の位置情報から大まかな眼軸長値を求め、深さ方向における干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲとの位置情報から詳細な眼軸長値を求める。

例えば、制御部８０は、干渉信号ＡＣと干渉信号ＰＲが検出されたスペクトル情報Ｓに基づいて干渉信号ＡＣから干渉信号ＰＲまでの深さ方向の寸法Ｌ１を求める。そして、スペクトル情報Ｓを取得した際のプリズム２３の基準位置からの移動量に基づいて寸法Ｌ２を求める。そして、制御部８０は、寸法Ｌ１に対して寸法Ｌ２を加えることにより被験者眼の眼軸長を求める（眼軸長＝Ｌ１＋Ｌ２）。その後、制御部８０は、取得された被験者眼の眼軸長の情報は、メモリ８５に記憶されるとともに、前述の角膜厚の測定値と共に、モニタ９に表示される。

なお、前述のように被験者眼の角膜頂点に測定光軸Ｌ１を位置させた状態で被験者眼の角膜厚が測定されると、被験者眼の角膜頂点下（角膜中央部）での角膜厚が得られる。また、被験者眼角膜頂点に対して測定光軸Ｌ１を上下左右方向に偏位させた状態で測定されると、角膜周辺部での角膜厚が得られる。また、被験者眼に対して測定部４をＸＹ方向における複数の位置に移動させ、各点（各測定位置）で角膜厚を得ていけば、被験者眼の角膜厚分布を測定することが可能である。

以下に、本実施形態に係る装置において角膜厚分布を測定する場合について説明する。図７は、被験者眼前眼部を正面方向から見たときの測定位置の分布を表す図である。被験者眼前眼部像上に描かれた小円は被験者眼角膜上における各測定位置をしめすものであり、測定点Ｐ１〜Ｐ９の９点が設定されている。なお、本実施形態では、撮像素子７３によって撮像される被験者眼の角膜頂点を基準として各測定点が設定されている。すなわち、測定点Ｐ１は角膜頂点位置上に設定されている。また、測定点Ｐ２〜Ｐ９は角膜頂点位置を中心として同心円上（例えば、半径２ｍｍの同心円）の位置に所定の回転角度毎（例えば、４５度間隔）で設定されている。

ここで、コントロール部８６に設けられたモード選択スイッチによって角膜厚分布測定モードが選択されると、制御部８０は、上下左右方向における被験者眼と測定部４（測定光軸Ｌ１）との相対位置を角膜に投影した指標像の受光状態から検出し、その検出結果に基づいて各測定点Ｐ１〜Ｐ９と測定光軸Ｌ１とが合致するように測定部４を上下左右方向に移動させ、各測定点Ｐ１〜Ｐ９毎に角膜厚を測定していく。

この場合、被験者眼の角膜厚分布を測定するために被験者眼角膜上における測定点を複数設定しておく。より具体的には、測定点Ｐ１〜Ｐ９の各点毎にＸＹ方向の座標位置Ｐｘｙ（Ｐｘｙ１〜Ｐｘｙ９）を設定し、予めメモリ８５に記憶させておく（図８参照）。例えば、測定点Ｐ１は角膜頂点位置Ｋ１に設定されており、座標位置Ｐｘｙ１（０、０）として記憶されている。また、測定点Ｐ２の場合、角膜頂点位置Ｋ１に対して上方向にｒの偏位量を持つ座標位置Ｐ２（０、ｒｓｉｎ９０°）として記憶されている。

ここで、制御部８０は、前述のように検出される上下左右方向における被験者眼と測定部４との相対位置に基づいて、前述のように設定された各測定点Ｐ１〜Ｐ９の座標位置Ｐｘｙ１〜Ｐｘｙ９に測定光軸Ｌ１が順次移動されるように測定部４を移動させる。

各測定点Ｐ１〜Ｐ９毎に角膜厚を測定していく場合、制御部８０は、例えば、はじめに角膜頂点位置に向かって測定光軸Ｌ１を移動させ、前述のように検出される測定光軸Ｌ１に対する角膜頂点位置の偏位量がほぼ０になったらアライメント調整完了とみなし、自動的に測定開始のトリガ信号を発して測定を実行する。これにより、測定点Ｐ１での角膜厚測定が行われ、計測値Ｐｃ１が得られる。次に、図７の矢印（太線）が示すように、測定点Ｐ２に向かって測定部４を上方に移動させ測定を行う。この場合、制御部８０は、測定光軸Ｌ１（アライメント基準位置）に対する角膜頂点位置の偏位量がＹ方向に−ｒｓｉｎ９０°となったらアライメント調整完了とみなし、自動的に測定を行う。これにより、測定点Ｐ２での角膜厚測定が行われ、計測値Ｐｃ２が得られる。すなわち、本実施形態では、撮像素子７３によって撮像される被験者眼の角膜頂点を基準として測定光軸Ｌ１の各測定点への移動がなされるようになっており、撮像素子７３の撮像面上で角膜頂点が検出される検出位置と測定光軸Ｌ１との相対位置に基づいて各測定点への位置合わせがなされる。

その後、制御部８０は、Ｐ３、…Ｐ８、Ｐ９へと、隣接する測定点へ測定光軸Ｌ１を移動させていき、順に測定を行っていく。すなわち、制御部８０は、前述のように被験者眼に対する測定部４の相対的な位置関係をモニタリングしながら各測定点Ｐ１〜Ｐ９へのアライメント調整を行い、測定点Ｐ１〜Ｐ９での角膜厚の計測値Ｐｃ１〜Ｐｃ９を得ることにより、各測定点で測定された測定結果と測定位置とを対応づけて角膜厚分布情報を取得する。このようにすれば、予め設定された角膜上の測定位置に対応する角膜厚情報を正確に取得できる。

以上のようにして、測定点Ｐ１〜Ｐ９までの角膜厚計測が終了したら、制御部８０は、図９（ａ）や図９（ｂ）に示すような角膜厚の分布を表すマップをモニタ９に表示する。この場合、制御部８０は、各測定点で測定された測定結果と測定位置とを対応づけて表示する。なお、以上の説明において、測定点Ｐ１〜Ｐ９における角膜厚が得られたが、得られた角膜部位間の角膜厚を距離に対応させて補完処理することにより、角膜厚の分布状態をより詳細に表現したマッピング表示等（図９（ｂ）のハッチング参照）が可能である。

なお、以上の説明においては、角膜頂点位置を中心として半径ｒ（例えば、２ｍｍ）の位置を測定位置として設定したが、種々の設定が可能である。例えば、角膜頂点位置を中心として半径ｒ１、ｒ２、ｒ３（例えば、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ）の位置に所定の角度間隔で測定点を設定（図１０（ａ）参照）すれば、被験者眼の角膜厚分布をより広範囲かつ詳細に測定することが可能である。なお、図１０（ｂ）のように、各測定点同士が上下左右方向に等距離離れるように設定してもよい。

以上のような構成とすれば、予め設定された角膜上の測定位置における角膜厚を取得した上で角膜厚の分布を表すマップを表示させるため、検者は、角膜厚測定位置と計測結果とが正確に対応づけられた状態で把握できる。よって、検者にとって有用な角膜厚情報を得ることができる。

なお、以上の説明においては、制御部８０によるＸＹＺ駆動部６の駆動制御により測定部４を複数設定された所定の測定位置に誘導させて角膜厚分布測定を自動的に行うような構成としたが、自動的に移動される測定部４と各測定位置とのアライメント調整が完了した時点でアライメントが完了した旨の表示をモニタ９に行い、測定開始スイッチ５ｂからのトリガ信号に応じて測定が実行されるようにしてもよい。

また、前述のように設定された各測定点に測定光軸Ｌ１が移動されるように表示モニタ９に電子的に表示されるアライメント表示を制御することで、検者の手動アライメント操作を誘導させ、測定部４と各測定点へのアライメント調整が行われるようにしてもよい。以下に、具体的な手法について説明する。例えば、制御部８０は、測定光軸Ｌ１を位置させる（アライメントしようとする）測定点の変化に応じて手動アライメントの基準となるレチクルの表示位置を変化させることにより、検者の手動アライメント操作を誘導する。なお、レチクルＬＴの表示位置は、測定部４のＸＹ移動に応じてモニタ８上の画面上を移動される（表示位置が変化される）アライメント指標（例えば、角膜頂点位置に形成される角膜輝点や電子的に表示されるマーク等）とレチクルＬＴとが合致して表示されたときに各測定点Ｐ１〜Ｐ９に測定光軸Ｌ１が移動されるように、各測定点毎に予め設定させておきメモリ８５に記憶させておく。

図１１は、測定点Ｐ１に測定光軸Ｌ１を誘導させる場合の表示モニタ９のアライメント画面を示す図である。この場合、レチクルＬＴは、測定点Ｐ１に対応するようにモニタ８の画面中央に電子的に形成されている。ここで、検者の手動アライメントによって、図１１（ｂ）に示すように、被験者眼のアライメント指標Ｋ１とモニタ８の画面中央にあるレチクルＬＴとが一致されるように測定部４が移動され、測定開始スイッチ５ｂが押されると測定点Ｐ１での測定が行われる。なお、十字マークＭは、測定光軸Ｌ１の位置を示したものである。

測定点Ｐ１での測定が完了したら、制御部８０は、測定点Ｐ２での角膜厚測定が行われるように、アライメントの基準となるレチクルＬＴの表示位置を変更する（図１２（ａ）参照）。この場合、レチクルＬＴは測定点Ｐ２に対応した位置に表示される。ここで、検者による手動アライメント操作によって、図１２（ｂ）に示すように、表示位置が変更されたレチクルＬＴとアライメント指標Ｋ１とが一致されるように測定部４が移動されると、測定点Ｐ２の座標位置Ｐxy２（０、ｒｓｉｎ９０）に測定光軸Ｌ１が位置された状態となる（図８参照）。このような状態となったら、検者は、測定開始スイッチ５ａを押す。これにより、測定点Ｐ２での角膜厚測定が行われる。すなわち、本実施形態では、撮像素子７３によって撮像される被験者眼の角膜頂点を基準として測定光軸Ｌ１の各測定点への移動がなされるようになっており、モニタ９上における角膜頂点の表示位置と，測定点の変化に応じてモニタ９上で移動されるレチクルＬＴとの相対位置に基づいて各測定点への位置合わせがなされる。

その後、制御部８０は、測定点Ｐ３、…Ｐ８、Ｐ９のように、隣接する測定点へ測定光軸Ｌ１が移動されて測定が行われるように、検者の手動アライメント操作を誘導していく。すなわち、各測定点へのアライメント調整及び測定がなされる毎にレチクルＬＴの表示位置を各測定点に対応するように変更させていく。これにより、予め設定された角膜上の測定位置における角膜厚を正確に取得できる。

なお、上記アライメント表示制御において、制御部８０は、被験者眼と測定部４との相対位置を検出し、その検出結果に基づいて前述のように設定された各測定点に測定光軸Ｌ１が位置された旨の表示を行うようにしてもよい。例えば、測定部４と各測定点とのアライメント調整が完了した時点でアライメントが完了した旨の表示を行うようにすればよい。

なお、以上の説明においては、アライメントの基準となるレチクルＬＴの位置を各測定点に応じて変更させるような構成としたが、これに限るものではなく、前述のように設定された各測定点と測定光軸Ｌ１の偏位量が表現されるように、測定光軸Ｌ１を位置させる測定点の変化に応じてアライメント指標（例えば、アライメント指標Ａ１）の表示位置にオフセットをかけるようにしてもよい（図１３参照）。この場合、被験者眼角膜上の各測定点と測定光軸Ｌ１との偏位量が表現されるように、手動アライメントの基準となるように固定表示されたレチクルＬＴに対して、アライメント指標Ａ１の表示位置を制御すればよい。

以下に、具体的な手法について説明する。ここで、測定点Ｐ１へ測定部４を誘導させる場合、角膜頂点位置（測定点Ｐ１）に対応するようにアライメント指標Ａ１を表示させる（図１１にて記したアライメント指標Ｋ１を参照）。このため、アライメント指標Ａ１とレチクルＬＴが合致されるように手動アライメントが行われると、測定点Ｐ１に測定光軸Ｌ１が移動される。

また、測定点Ｐ２へ測定部４を誘導させる場合、制御部８０は、図１３に示すように、被験者眼と測定部４との相対位置に基づいて検出される測定光軸Ｌ１に対する測定点Ｐ２との偏位量を、固定表示されたレチクルＬＴとアライメント指標Ａ１との表示位置のずれによって表現する（図１３参照）。

ここで、測定点Ｐ２と測定光軸Ｌ１との偏位量を求める場合、前述のように検出される角膜頂点位置と測定光軸Ｌ1とのＸＹ方向のアライメント偏位量に対して、測定点Ｐ２の座標位置Ｐｘｙ２（０、ｒｓｉｎ９０°）分オフセットをかける（図８参照）。いいかえれば、測定点Ｐ２の座標位置Ｐｘｙ２をアライメント基準位置Ｏとして被験者眼に対する測定部４のアライメント偏位量を求める。図１３（ａ）は、測定点Ｐ２への誘導を行う際のアライメント画面であって、被験者眼の角膜頂点に測定光軸Ｌ１があるときのアライメント画面である。この場合、アライメント指標Ａ１は被験者眼角膜上の測定点Ｐ２の位置を表現するように表示されているため、レチクルＬＴに対してずれた状態で表示される。そして、図１３（ｂ）に示すように、アライメント指標Ａ１とレチクルＬＴが合致されるように手動アライメントが行われると、測定点Ｐ２に測定光軸Ｌ１が移動された状態となる。すなわち、本実施形態では、撮像素子７３によって撮像される被験者眼の角膜頂点を基準として測定光軸Ｌ１の各測定点への移動がなされるようになっており、撮像素子７３の撮像面上における角膜頂点位置に基づいて表示制御され測定点の変化に応じてオフセットされるアライメント指標Ａ１の表示位置と、固定表示されたレチクルＬＴとの相対位置に基づいて各測定点への位置合わせがなされる。なお、測定点Ｐ３〜Ｐ９においても、同様の手法が適用できるため、説明を省略する。

なお、以上の説明において、角膜厚分布を得る場合、予め設定された測定点と測定光軸Ｌ１とのアライメント調整が必ずしも厳密に行われる必要はなく、ある程度の許容範囲を持たせてもよい。

なお、上記のように角膜厚分布を得る場合、被験者眼角膜の後面形状を検出することも可能であるので、これに基づいて角膜後面の曲率半径等を算出するようにしてもよいし、被験者眼角膜の後面形状を表すマッピング表示を行うようにしてもよい。

また、角膜厚分布を得る場合、第１の測定によって得られた角膜厚分布情報に基づいて異常部位（例えば、円錐角膜部分）を特定し（自動もしくは検者によって）、特定された異常部位における測定点を増やして異常部位での角膜厚分布を精密に測定するようにしてもよい。例えば、角膜前後面形状のスクリーニングを目的とする所定面積当たりの測定点の少ない（粗い）スクリーニングモードと、角膜前後面形状の精密測定を目的とする所定面積当たりの測定点の多い（密な）精密測定モードを用意し、所定のモード切換スイッチによりモード切換を行えるようにしてもよい。この場合、スクリーニングモードでは測定範囲を広くして、精密測定モードは測定範囲を狭くするようにしてもよい。また、測定位置を任意に設定できるようにしてもよい。

なお、本実施形態の構成においては、被験者眼の角膜厚と被験者眼の眼軸長を同時に測定することが可能であるため、前述のように被験者眼角膜上の複数位置における角膜厚を測定する際に同時に眼軸長を求めるようにしてもよい。このようにすれば、被験者眼が白内障眼であって混濁により測定光が散乱・遮光されるような場合であっても、測定位置の変更により測定光が良好に検出できる可能性があり、白内障眼であっても被験者眼の眼軸長を効率よく測定することができる。

なお、上記説明においては、二次元的な角膜厚分布を求めるような構成としたが、これに限るものではなく、測定光軸Ｌ１に垂直な平面上における所定方向に測定部４を移動させていき（例えば、角膜頂点を通るようにＸ方向に移動させる）、所定の間隔毎に被験者眼の角膜厚を計測することにより、被験者眼前眼部上の所定断面における角膜厚分布を求めることも可能である（図１４参照）。

さらに、上記説明においては、お互いに離間した測定点での角膜厚を求めて角膜厚分布を得るような構成としたが、これに限るものではなく、測定点を連続的に並べるようにしてもよい。この場合、測定光軸Ｌ１に垂直な平面上における所定方向に測定部４を移動させていき、被験者眼の角膜厚を連続的に取得していけば、被験者眼前眼部上の所定断面における角膜厚分布を求めることも可能である。また、連続的に取得された被験者眼の深さ方向の情報に基づいてトモグラフィ（断面像）を取得することも可能である。また、角膜の前後面から水晶体前後面まで深さ方向の測定範囲を広げることにより、被験者眼前眼部の全体的な形状や光学特性を得ることも可能である。また、被験者眼前眼部をスリット光により光切断し、シャインプルーフの原理に基づいて配置された撮影光学系により前眼部断面を得る撮影光学系を測定部４に設け、測定光軸Ｌ１に垂直な平面上における所定方向に測定部４を移動させていくようにしても、前眼部断面画像の取得が可能である。

さらにまた、被験者眼角膜上の複数の任意の測定点での角膜厚を測定する際の測定点の位置を撮像素子７３からの撮像信号に基づいて取得し、複数の測定点の位置情報と各測定点で得られる角膜厚情報とを対応づけてメモリ８５に記憶させておき、メモリ８５に記憶された複数の測定点の位置情報と各測定点で得られる角膜厚情報とに基づいて角膜厚分布情報を取得するようにしてもよい。この場合、各測定点の位置情報は、例えば、撮像素子７３からの撮像信号に基づいて検出される測定光軸Ｌ１の座標位置に対する角膜頂点位置の座標位置に基づいて検出することが可能である。すなわち、撮像素子７３によって撮像される角膜頂点を基準として各測定点の位置情報を検出する。また、得られた角膜部位間の角膜厚を測定位置（距離）に対応させて、各測定点同士を曲線補完することにより角膜厚分布を求めることが可能である（図１４参照）。

なお、以上の説明においては、角膜に投影した指標像の受光状態から上下左右方向における被験者眼と測定部４との相対位置を検出するものとしたが、これに限るものではなく、観察光学系７００からの撮影信号に基づいて検出するものであればよい。例えば、撮像素子７３によって撮影される前眼部像から被験者眼の瞳孔中心を画像処理により検出し、検出された瞳孔中心の撮像素子７３上の座標位置に基づいて前述の相対位置を検出するようにしてもよい。

なお、以上の説明において、被験者眼の角膜厚分布を取得する場合、被験者眼の角膜頂点を基準として測定点の設定，測定光軸Ｌ１の各測定点への移動，測定点の位置情報の検出等がなされるような構成としたが、撮像素子７３によって撮像される前眼部像に含まれる所定の特徴点を基準として測定点の設定等がなされる構成であればよい。例えば、撮像素子７３からの撮像信号に基づいて画像処理により抽出される瞳孔中心を基準として、測定点の設定等を行うことで、被験者眼の角膜厚分布を求めるようにしてもよい。

実施形態に係る眼科装置の外観構成図である。 本実施形態に係る眼科装置の光学系の構成について説明するための概略構成図である。 本実施形態に係る測定部が持つ分光光学系の概略構成図である。 本実施形態に係る眼科装置の制御系の構成について説明するための概略構成図である。 角膜測定光と参照光による干渉信号のみが検出されたときの被験者眼の深さ方向における干渉信号の強度（干渉強度）を示す例である。 角膜測定光と参照光による干渉信号と，眼底測定光と参照光による干渉信号が検出されたときの被験者眼の深さ方向における干渉信号の強度を示す例である。 被験者眼前眼部を正面方向から見たときの測定位置の分布を表す図である。 測定点Ｐ１〜Ｐ９の各点毎にＸＹ方向の座標位置を設定する場合について説明する図である。 角膜厚の分布を表すマップの一例である。 角膜厚の分布を測定する際の測定点の設定についての変容例を示す図である。 測定点Ｐ１に測定光軸Ｌ１を誘導させる場合の表示モニタのアライメント画面を示す図である。 アライメントの基準となるレチクルＬＴの表示位置が変更される場合の図である。 測定点の変化に応じてアライメント指標の表示位置にオフセットをかける場合について説明する図である。 得られた角膜部位間の角膜厚を測定位置に対応させて、各測定点同士を曲線補完する場合の図である。

４ 測定部
６ ＸＹＺ駆動部
９ 表示モニタ
２３ 可動三角プリズム
６４ 受光素子
８０ 制御部
８５ メモリ
１００ａ 眼底照射光学系
１００ｂ 眼底受光光学系
２００ａ 角膜照射光学系
２００ｂ 角膜受光光学系
５００ 参照光光学系
６００ 分光光学系
７００ 観察光学系
Ｐ１〜Ｐ９ 測定点
ＬＴ レチクル
Ｋ１、Ａ１ アライメント指標

Claims (6)

1. 被験者眼の任意の測定点での角膜厚を非接触で光学的に測定する角膜厚測定手段を有する測定部と、
   被験者眼に対して前記測定部を上下左右方向に移動させる移動手段と、
   被験者眼の前眼部を撮影する撮影光学系と、
   該撮影光学系により撮影された被験者眼の前眼部像を表示する表示手段と、
   被験者眼の角膜厚分布を測定するために被験者眼角膜上における測定点を複数設定する測定点設定手段と、
   該測定点設定手段によって設定された各測定点に前記角膜厚測定手段の測定光軸が移動されるように前記移動手段を用いた被検者眼に対する測定部の移動を誘導する誘導手段と、
   前記角膜厚測定手段によって各測定点で測定された測定結果と測定位置とを対応づけて被験者眼の角膜厚分布情報を取得する角膜厚分布情報取得手段と、
   を備えることを特徴とする眼科装置。
2. 請求項１の眼科装置において、前記測定点設定手段は、互いに離間する測定点を複数設定することを特徴とする眼科装置。
3. 請求項２の眼科装置において、前記撮影光学系からの撮影信号に基づいて上下左右方向における被験者眼と測定部との相対位置を検出する相対位置検出手段を備え、前記誘導手段は、前記相対位置検出手段からの検出結果に基づいて，前記測定点設定手段によって設定された各測定点に前記角膜厚測定手段の測定光軸が順次移動されるように前記移動手段を駆動制御することを特徴とする眼科装置。
4. 請求項２の眼科装置において、前記誘導手段は、前記表示手段の表示を制御して、該測定点設定手段によって設定された各測定点に前記角膜厚測定手段の測定光軸を移動させるためのアライメント表示を電子的に表示することを特徴とする眼科装置。
5. 請求項２の眼科装置において、前記撮影光学系からの撮像信号に基づいて被験者眼上の測定点の位置を得る測定点位置取得手段と、該測定点位置取得手段によって得られる複数の測定点の位置情報と該各測定点で得られる角膜厚情報とを対応付けて記憶する記憶手段と、を備えることを特徴とする眼科装置。
6. 請求項１〜５のいずれかの眼科装置において、前記角膜厚測定手段は、光干渉を用いて被検者眼の角膜厚を測定する測定光学系であることを特徴とする眼科装置。

Images