JP5511516B2 - 眼科装置 - Google Patents

Description

本発明は、白内障手術等の眼内レンズ挿入術で用いられる乱視矯正用の眼内レンズを患者眼に対して効率的に位置決めして挿入・設置できる眼科装置及び眼科プログラムに関する。

患者眼（被検者眼）の広い範囲に亘る眼屈折力分布（波面収差を含む）の測定データと角膜形状分布の測定データとを取得し，各測定データをカラーマップとして表示する装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。これらの測定データは、白内障手術等の眼内レンズ挿入術で用いられる眼内レンズ（ＩＯＬ）の度数等を決定する場合に利用される。

また、患者眼にＩＯＬを挿入する際に患者眼に形成される切開位置等を示す（ＩＯＬの設置（位置決め）ガイドを作成する）技術が知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開平１１−２７６４３７号公報 特開２００６−２６２４２号公報 特開２００９−４５４６１号公報

近年、乱視矯正用のＩＯＬ（トーリックＩＯＬ）が用いられるようになってきている。このようなトーリックＩＯＬは、患者眼の乱視軸に合わせて患者眼内に設置される。患者眼内にトーリックＩＯＬを挿入・設置する場合、術者は、リング状部材に目盛が付された角膜ゲージと呼ばれるガイド部材を患者眼の角膜輪部の周囲（外側）に置き、患者眼の乱視軸を把握しながら手術を行う。角膜ゲージの目盛には、角度を示す数値が付されており、角膜ゲージの角度０度の目盛は、患者眼の水平軸に合わせられる。しかし、手術中に角膜ゲージが動いたり患者眼が回旋したりした場合には、患者眼の水平軸と角膜ゲージの角度０度の目盛とがずれてしまい、術者がそのずれ量を把握することは難しい。

請求項１、４に係る本発明は、上記問題点を鑑み、トーリックＩＯＬを患者眼に挿入する場合にＩＯＬの位置決め・設置を効率的に行える眼科装置及び眼科プログラムを提供することを技術課題とする。

（１） 本発明の第１態様に係る眼科装置は、患者眼の前眼部像と角膜の乱視軸とを取得する取得手段を備える眼科装置において、前記前眼部像の虹彩又は強膜の特徴点を定める特徴点指定手段と、定められた特徴点を通る経線を基準ラインとし、前記基準ラインと，前記角膜の乱視軸を示す軸と，を前記前眼部像に重畳させて、前記基準ラインに対する前記角膜の乱視軸を示す軸の角度が認識できるように表示する表示制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
（２） 本発明の第２態様に係る眼科装置は、前眼部撮像光学系と乱視軸測定光学系とを備える眼科装置において、前記前眼部撮像光学系による撮像画像に含まれる特徴点を定める特徴点指定手段と、定められた特徴点を通る経線を基準ラインとし、前記基準ラインと，前記乱視軸測定光学系によって得られた角膜の乱視軸を示す軸と，を前記撮像画像に重畳させて、前記基準ラインに対する前記角膜の乱視軸を示す軸の角度が認識できるガイド画像を取得する画像処理手段と、を備えることを特徴とする。
（３） 本発明の第３態様に係る眼科プログラムは、コンピュータのＣＰＵによって実行される眼科プログラムであって、眼科装置の前眼部撮像光学系による撮像画像に含まれる特徴点を定める特徴点指定ステップと、定められた特徴点を通る経線を基準ラインとし、前記基準ラインと，眼科装置の乱視軸測定光学系によって得られた角膜の乱視軸を示す軸と，を前記撮像画像に重畳させて、前記基準ラインに対する前記角膜の乱視軸を示す軸の角度が認識できるガイド画像を取得する画像処理ステップと、をコンピュータに実行させることを特徴とする。

請求項１、４に係る本発明は、トーリックＩＯＬを患者眼に挿入する場合にＩＯＬの位置決め・設置を効率的に行える。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態である眼科装置１００の概略構成を示すブロック図である。

眼科装置１００は、本実施形態では、眼屈折力分布測定（解析）及び角膜形状分布測定（解析）を行う装置であり、且つ、測定（解析）データ等の入力，管理，画像処理（加工），表示，出力（印刷），等を行う装置である。

眼科装置１００は、装置全体の制御（メカトロ制御等）、眼屈折力分布測定（解析）、角膜形状分布測定（解析）、測定（解析）データ等の入力，管理，画像処理（加工），表示，出力（印刷），等を行うための手段である制御ユニット１０を備える。制御ユニット１０には、患者眼（被検者眼）の前眼部像を取得するため撮影光学系を備える撮像ユニットであるカメラ２０、測定用光源，測定用受光素子及びその他光学素子で構成された測定光学系を備える測定部３０、モータ等で構成されたメカトロ機構を備えてカメラ２０及び測定部３０を患者眼に対して移動させてアライメント等を行うための移動機構部３１、前眼部像，測定（解析）データ，等を表示するためのモニタ４０、装置の操作信号を入力するためのスイッチ，ポインティングデバイス（特徴点指定手段），等を備える操作部４１、前眼部像，測定（解析）データ，等を印刷するためのプリンタ４２、等が接続されている。なお、本実施形態の眼科装置１００は、ＧＵＩ（グラフィカル・ユーザ・インターフェース）機能を持つ。また、本実施形態のモニタ４０は、タッチパネル機能を持ち、画面上に配置（表示）されたスイッチ等が押されることにより、操作信号を制御ユニット１０に入力できる。

制御ユニット１０は、装置が備える各ハードウェアの制御を行うファームと、解析，管理，画像処理（加工），等を行うボードコンピュータと、を備える。また、制御ユニット１０は、装置全体の設定情報，測定部３０による測定（解析）結果，前眼部像，等を記憶するためのメモリ１１、前眼部像，測定（解析）結果，等をモニタ４０に表示するための手段である画像処理部１２、等を備える。

制御ユニット１０は、測定部３０が備える前眼部照明用光源からの照明光によって患者眼の前眼部を照明し、その反射光をカメラ２０で取得することによって前眼部像を取得する。また、制御ユニット１０は、測定部３０が備える複数のリング像形成用光源からの照明光によって前眼部を照明し、カメラ２０で取得されたリング像を含む前眼部像を画像処理・解析することにより、患者眼の角膜形状分布、患者眼の乱視軸、患者眼（前眼部像）の瞳孔中心位置、等を取得する。なお、患者眼の乱視軸は、角膜曲率（ケラト値）から求める。従って、本明細書での患者眼の乱視軸とは、角膜の乱視軸を指すものとする。

また、制御ユニット１０は、測定部３０が備える測定用光源からの測定光による患者眼の眼底からの反射光の受光素子による受光結果を画像処理・解析することにより、患者眼の眼屈折力分布を取得する。

また、制御ユニット１０は、眼屈折力分布データ及び角膜形状分布データを解析し、各測定（解析）データを視覚的に判り易くするためのカラーマップを作成する。なお、眼屈折力分布マップ（画像）は、球面度数，柱面度数，等の分布を所定度数段階毎に色分けしたものである。角膜形状分布マップ（画像）は、角膜曲率（曲率半径）を角膜屈折力に変換してその分布を所定度数段階毎に色分けしたものである。

次に、眼科装置１００の測定，解析，等の動作をモニタ４０の表示を中心に説明する。図２は、モニタ４０の表示を説明する図である。

装置の電源スイッチが押される（電源が入れられる）と、制御ユニット１０は、カメラ２０で患者眼の前眼部像を連続的に取得（撮像）し、リアルタイムな動画像としてモニタ４０に表示させる。そして、モニタ４０に表示された測定開始信号を入力するための測定スイッチ４０ａが押されると、制御ユニット１０は、前眼部像に基づいて移動機構部３１の駆動を制御し、カメラ２０及び測定部３０のアライメント等を行う。アライメントが完了すると、制御ユニット１０は、測定部３０の駆動を制御し、患者眼の眼底に測定光を投光し、眼底で反射された測定光を受光素子で受光し、患者眼の眼屈折力分布を取得する。また、制御ユニット１０は、測定部３０の駆動を制御し、患者眼の角膜にリング像を投影（形成）し、リング像を含む前眼部像をカメラ２０で取得（撮像）し、患者眼の角膜形状分布、患者眼の乱視軸、患者眼（前眼部像）の瞳孔中心位置、等を取得する。なお、本実施形態の乱視軸データは、強主経線の度数及びその軸角度と弱主経線の度数及びその軸角度とを含む。そして、制御ユニット１０は、静止画像として切り出された前眼部像５１をモニタ４０に表示させる（図２（ａ）参照）。また、前眼部像５１の瞳孔中心位置５１ａも重畳表示させる。また、前眼部像データ、乱視軸データ、瞳孔中心位置データ、等は、メモリ１１に記憶される。

次に、モニタ４０に表示された解析開始信号を入力するための解析スイッチ４０ｂが押されると、制御ユニット１０は、眼屈折力分布データを取得すると共に、眼屈折力分布を所定の条件でマッピングした眼屈折力分布マップ（画像）５２を取得する。また、制御ユニット１０は、角膜形状分布データを取得すると共に、角膜形状分布を所定の条件でマッピングした角膜形状分布マップ（画像）５３を取得する。そして、制御ユニット１０は、モニタ４０にマップ５２及び５３を表示させる（図２（ｂ）参照）。なお、マップ５３には、角膜形状分布データから取得された乱視軸の強主経線（乱視軸ライン）５３ａ及び弱主経線（乱視軸ライン）５３ｂも重畳表示される。また、眼屈折力分布データ、角膜形状分布データ、マップ５２及び５３、等は、メモリ１１に記憶される。

次に、モニタ４０に表示されたガイド作成開始信号を入力するためのガイド作成スイッチ４０ｃが押されると、制御ユニット１０は、モニタ４０にガイド作成画面６０（図３参照）を表示させる。本実施形態のガイドとは、ＩＯＬ挿入術中に術者が患者眼の乱視軸を把握し易くするための乱視軸情報を含むものである。具体的には、ガイドは、角膜ゲージを患者眼の前眼部に置く際の基準位置を示し、術者が基準位置に合わせて角膜ゲージを置く位置を決めることにより、角膜ゲージの目盛から間接的に患者眼の乱視軸を把握できる構成とされている。術者は、ガイドを参考に、水晶体の除去された水晶体嚢内にトーリックＩＯＬを挿入・設置する際に、患者眼の乱視軸とＩＯＬの軸とを合わせる（位置決めする）ことができる。ガイドにはＩＯＬ挿入術に有用な情報が選択されて掲載されているため、ガイドはサマリーとも呼ばれる。なお、本実施形態では、ガイド作成画面６０に表示された画像がガイドイメージとなる。

図３（ａ）のガイド作成画面６０には、スイッチが配置されたバー６１と、予め取得（入力）された患者眼の前眼部像５１と、角膜形状分布を示すマップ５３と、測定（解析）データ等の表示ボックス６２と、が表示される。

前眼部像５１は、角膜輪部の内側及び外側の特徴点が術者に視認できる程度の画像サイズで表示される。マップ５３は、強主経線５３ａ及び弱主経線５３ｂが分かる程度で、前眼部像５１の表示の邪魔にならない程度の画像サイズで表示される。前眼部像５１には、予め取得（入力）された患者眼の乱視軸の強主経線及び弱主経線が重畳表示される。強主経線（乱視軸ライン）６３ａ及び弱主経線（乱視軸ライン）６３ｂは、術者が視覚的に分かり易いように、異なる色で表示される。例えば、強主経線６３ａは赤色で表示され、弱主経線６３ｂは青色で表示される。なお、マップ５３上にも強主経線５３ａ及び弱主経線５３ｂが表示されているため、角膜形状分布を示すマップ５３を参考とすることにより、術者は、乱視軸データの信頼性を容易に評価できる。なお、本実施形態では、患者眼の強主経線にＩＯＬの軸を合せる構成とする。

表示ボックス６２には、予め取得（入力）された患者眼の乱視軸の度数，軸角度，等が表示される。バー６１には、角膜ゲージを模した角膜ゲージイメージ７０を重畳表示するためのスイッチ６１ａと、ガイド作成画面６０で作成されたガイド（ガイドイメージ）を保存するためのスイッチ６１ｂと、ガイド作成画面６０に表示されているガイド（ガイドイメージ）を印刷するためのスイッチ６１ｃと、が表示されている。また、ガイド作成画面６０には、操作部４１のポインティングデバイスのカーソル４１ａが表示される。なお、カーソル４１ａは、モニタ４０上のタッチ位置とリンクして移動する構成とされていてもよい。

スイッチ６１ａが押されると、制御ユニット１０は、前眼部像５１の角膜輪部の外側に、ゲージイメージ７０を重畳表示させる（図３（ｂ）参照）。ゲージイメージ７０は、瞳孔中心位置５１ａを中心としたリング状のベース７１と、ベース７１上に付されて角度を示す目盛７２と、目盛７２のうち角度０度を示す基準位置（０度基準）７３と、瞳孔中心位置５１ａと基準位置７３とを通る基準ライン（基準経線）７４と、を備える。ベース７１は、その内側に患者眼の角膜輪部等を表示可能とするためにリング状であるため、角膜輪部の内側にある虹彩模様、角膜輪部の外側にある強膜上の毛細血管、等の特徴点を術者が視認できる。目盛７２は、基準位置７３を角度０度として付され、一定の間隔（例えば、１０度）毎に付される小さい目盛と、小さい目盛より広い間隔（例えば、３０度）毎に付される大きい目盛と、を備える。基準位置７３は、実際の角膜ゲージの角度０度の位置に対応している。基準ライン７４は、基準位置７３が視覚的に分かりやすいように、強主経線６３ａ及び弱主経線６３ｂとは異なる色（例えば、緑色）で表示される。前眼部像５１上に重畳表示されたライン等の図形の位置情報は、前眼部像５１の座標系と対応して管理される。このため、ライン同士が成す角度等は、制御ユニット１０によって求められる。表示ボックス６２には、基準ライン７４に対する強主経線６３ａとの軸角度（角度差）６２ａが表示される。軸角度は、基準ライン７４がいずれの角度であっても、制御ユニット１０が基準ライン７４の経線を０度に変換した上で、基準ライン７４から強主経線６３ａまでの角度を算出した値である。

すなわち、ガイド作成画面６０には、患者眼の乱視軸情報が表示される。本実施形態の乱視軸情報は、角膜ゲージを患者眼の前眼部に置いた際に患者眼の乱視軸が術者に容易に把握できる情報である。具体的には、基準位置７３と乱視軸との関係を示す情報であり、第１の乱視軸情報及び第２の乱視軸情報である。第１の乱視軸情報は、図形として乱視軸が把握できる情報であり、基準位置７３、目盛７２、乱視軸（強主経線６３ａ）、等の前眼部像５１に重畳表示されている情報である。第２の乱視軸情報は、数値として乱視軸が把握できる情報であり、瞳孔中心位置５１ａと基準位置７３とを通る基準ライン７４に対する乱視軸（強主経線６３ａ）の軸角度６２ａ等の情報である。本実施形態では、第１及び第２の乱視軸情報がガイド（ガイドイメージ）に含まれている構成とされている。

ゲージイメージ７０は、カーソル４１ａがベース７１付近に置かれ、ドラッグされることにより、瞳孔中心位置５１ａを中心として回転される。このとき、目盛７２、基準位置７３及び基準ライン７４もゲージイメージ７０の回転に応じて回転される。このとき、制御ユニット１０は、再び演算を行い、軸角度６２ａの値を更新して表示ボックス６２ａに表示させる。

術者は、図３（ｃ）に示すように、虹彩の特徴点Ｃと基準位置７３とが合うように、ゲージイメージ７０を回転させる（基準位置７３を移動させる）。例えば、カーソル４１ａによりゲージイメージ７０がドラッグされて回転され、カーソル４１ａのドラッグが終わると、制御ユニット１０は、基準位置７３の座標位置に基づき、基準位置７３を通る経線（基準ライン７４）を０度の経線として変換し、基準ライン７４に対する強主経線６３ａの軸角度６２ａの値を再計算する。制御ユニット１０は、更新された角度差６２ａを再び表示ボックス６２に表示させる。更新された角度差６２ａは、実際の患者眼の特徴点Ｃの位置に角膜ゲージの基準位置を置いた場合に、角膜ゲージの角度０度の位置と患者眼の乱視軸（強主経線）との角度差を示すこととなる。また、制御ユニット１０は、ゲージイメージ７０の回転に基準ライン７４の回転を追従させ、基準位置７３を特徴点Ｃを通る経線として表示する。この表示処理により、特徴点Ｃを通る経線と、基準位置７３とが一致される。なお、ゲージイメージ７０付近でカーソル４１ａの位置を指定してクリックを行うことにより、基準位置７３を移動させる構成としてもよい。

この状態で、スイッチ６１ｂが押されると、現在のガイド作成画面６０に表示されているガイドイメージ（数値データも含む）がメモリ１１に保存される。また、スイッチ６１ｃが押されると、現在のガイド作成画面６０に表示されているガイドイメージがプリンタ４２によって印刷（出力）される。術者は、印刷物（ガイドイメージのハードコピー）を手術室に持ち込み、ガイドに示された情報を参考に、患者眼の前眼部に角膜ゲージを置き、患者眼の乱視軸を把握しながら手術を進める。

このようにして、術者は角膜ゲージを置くための基準位置７３を患者眼の特徴に基づいて指定でき、角膜ゲージを置く位置が示されたガイドを取得できる。これにより、トーリックＩＯＬを患者眼に挿入する場合にＩＯＬの位置決め・設置を効率的に行える。このようなガイドを用いることにより、術中に患者眼の乱視軸が簡単に把握でき、ＩＯＬの位置決めが効率的に行える。また、角膜ゲージを置く位置を患者眼の特徴点に合わせる構成とすることにより、術中に角膜ゲージがずれても、角膜ゲージを正しい位置に戻すことができる。これにより、ＩＯＬの軸が患者眼の乱視軸とずれた状態でＩＯＬが設置される可能性が低減し、術後の視力矯正結果が向上する。また、基準位置７３を常に角度０度の位置とし、角度差６２ａを示すことにより、患者眼の乱視軸が角膜ゲージの基準位置から何度であるかが明確に分かり、術中の混乱を低減できる。また、装置で作成したガイドを用いることにより、患者眼の強膜等に直接印（マーク）を付けて乱視軸を把握する作業を必要とせず、患者の負担が低減できる。

なお、ゲージイメージ７０において、ベース７１及び基準ライン７４は、必ずしも表示されなくてもよい。また、目盛７２は、全周に亘って表示されなくてもよい。また、基準位置７３は、必ずしもゲージイメージ７０上に表示されなくてもよい。特徴点を指定しやすく、基準位置の視認がしやすければ、前眼部像の虹彩，強膜上に表示される構成でもよい。

なお、本実施形態では、ガイドとして、前眼部像５１の他に、マップ５３、表示ボックス６２、等を含む構成としたが、これに限るものではない。ガイドには、少なくとも、患者眼の乱視軸と、前眼部像５１の特徴点Ｃと，ゲージイメージ７０とが表示されていればよい。また、ゲージイメージ７０等が表示された前眼部像５１をガイドとしてもよい。また、患者眼の乱視軸は、ＩＯＬの位置決めのために基準となる経線がわかればよく、強主経線又は弱主経線のいずれかが表示されていればよい。

また、本実施形態では、患者眼の前眼部における中心位置（ゲージイメージの中心位置）を、前眼部像５１から取得した瞳孔中心位置５１ａとしたが、カメラ２０が持つ撮影光学系の光軸中心としてもよい。

また、本実施形態では、基準位置を特徴点に合わせ、基準ラインを表示する構成としたが、基準位置と前眼部像の０度経線とを一致させる構成としてもよい。前眼部像の０度経線は、例えば、画像のｘ座標と平行で瞳孔中心位置を通る直線とする。なお、軸角度は、前眼部像の０度経線に対する基準ラインの角度として算出され、表示される。

また、本実施形態では、眼科装置１００で患者眼の前眼部像データ、乱視軸データ、等を取得する構成としたが、これに限るものではない。本実施形態で説明したプログラムを汎用のコンピュータにインストールし、前眼部像データ、乱視軸データ、等を個別の装置で取得し、コンピュータに入力してガイドを作成する構成としてもよい。コンピュータとしては、例えば、プログラムを記憶するメモリ、プログラムの実行手段であるＣＰＵ、操作手段、モニタ、等を備えるパーソナルコンピュータが挙げられる。この場合、患者眼の前眼部の中心位置は、そのデータをコンピュータに入力する構成としてもよい。患者眼の前眼部の中心位置を瞳孔中心位置とする場合は、コンピュータ側の画像処理によって前眼部像から求める構成としてもよい。

また、本実施形態では、ガイドの出力は、プリンタを用いた印刷としたが、これに限るものではない。モニタ等の表示装置への表示も出力に含まれる。術中に術者がガイドを確認できるように出力するものであればよい。また、ガイドの出力先は、外部メモリ、ネットワーク上の別の装置、等であってもよい。

なお、本実施形態では、術者が基準位置（特徴点）を手動で指定する構成としたが、これに限るものではない。周知の画像処理技術を用いて基準位置を自動的に指定する構成としてもよい。例えば、前眼部像の角膜輪部周辺の特徴点を画像処理によって検出（抽出）する。検出の基準としては、視認できる程度にコントラストが高くサイズの大きい特徴点とする。このような特徴点が複数ある場合は、コントラスト、サイズ、等でランキングし、視認し易いものを指定するか、術者に選択させればよい。

本発明の実施形態である眼科装置の概略構成を示すブロック図である。 モニタの表示を説明する図である。 モニタの表示を説明する図である。

１０ 制御ユニット
２０ カメラ
３０ 測定部
４０ モニタ
５１ 前眼部像
５１ａ 瞳孔中心位置
６０ ガイド作成画面
６２ａ 角度差
６３ａ 強主経線
６３ｂ 弱主経線
７０ 角膜ゲージイメージ
７３ 基準位置
１００ 眼科装置

Claims (4)

1. 患者眼の前眼部像と角膜の乱視軸とを取得する取得手段を備える眼科装置において、
   前記前眼部像の虹彩又は強膜の特徴点を定める特徴点指定手段と、
   定められた特徴点を通る経線を基準ラインとし、前記基準ラインと，前記角膜の乱視軸を示す軸と，を前記前眼部像に重畳させて、前記基準ラインに対する前記角膜の乱視軸を示す軸の角度が認識できるように表示する表示制御手段と、
   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、
   前記表示制御手段は、前記前眼部像に重畳させて、角膜ゲージを模したゲージイメージを表示すると共に，前記ゲージイメージの０度基準を前記基準ラインとして、特徴点を通る経線と一致させて表示することを特徴とする眼科装置。
3. 前眼部撮像光学系と乱視軸測定光学系とを備える眼科装置において、
   前記前眼部撮像光学系による撮像画像に含まれる特徴点を定める特徴点指定手段と、
   定められた特徴点を通る経線を基準ラインとし、前記基準ラインと，前記乱視軸測定光学系によって得られた角膜の乱視軸を示す軸と，を前記撮像画像に重畳させて、前記基準ラインに対する前記角膜の乱視軸を示す軸の角度が認識できるガイド画像を取得する画像処理手段と、
   を備えることを特徴とする眼科装置。
4. コンピュータのＣＰＵによって実行される眼科プログラムであって、
   眼科装置の前眼部撮像光学系による撮像画像に含まれる特徴点を定める特徴点指定ステップと、
   定められた特徴点を通る経線を基準ラインとし、前記基準ラインと，眼科装置の乱視軸測定光学系によって得られた角膜の乱視軸を示す軸と，を前記撮像画像に重畳させて、前記基準ラインに対する前記角膜の乱視軸を示す軸の角度が認識できるガイド画像を取得する画像処理ステップと、
   をコンピュータに実行させることを特徴とする眼科プログラム。

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