JPH04336028A - 眼科測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は眼科測定装置、特に被検
眼にほぼ可視域のレーザー光を投光し被検眼内からのレ
ーザー光の散乱光を受光して所定の眼科測定を行なう眼
科測定装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】前房内浮遊細胞の測定は、眼内炎症、特
に血液房水柵の異常やブドウ膜炎を判定する上で極めて
重要である。従来は細隙灯顕微鏡を用いての目視判定が
繁用されており、一方、定量的な方法としては写真計測
法が報告されているが、容易に臨床応用できる方法はま
だ完成されていない。

【０００３】従来の目視判定では個人差によって判定基
準が異なり、データの信頼性に欠けるという問題点があ
るので、これを解決するために近年ではレーザー光を被
検眼内に照射し、そこからの散乱光を受光して定量分析
することによって眼科測定を行なう眼科測定装置が開発
されている。

【０００４】例えば、特開昭６４−２６２３号などによ
り、眼房内での散乱光の測定により前房内浮遊細胞を測
定する方法が知られている。また、前房内蛋白濃度を測
定する技術が特開昭６３−２８８１３４号などにより知
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前房内浮遊
細胞（以後「セル」と呼び、前房内蛋白と区別する）は
正常眼では殆どなく、眼内炎症の度合によっては細隙灯
顕微鏡による観察で数えられる程度である。つまり、測
定体積が小さくセルの個数が少ない場合には、測定体積
中にセルが存在したりしなかったりする。

【０００６】このため、上述したレーザー光による眼科
測定装置でセル数の測定を行なう際に、前房内全体には
ある程度のセルが存在していても、偶然に測定体積内に
セルが存在していなかった場合にはセルのカウント数は
ゼロとなる。つまり、検者の見た感じとカウント数との
間に差が出てくるため、検者によっては装置に対して不
信感を抱く場合がでてくる。そこで、被検眼を走査する
レーザー光の走査幅などで決まる測定体積は大きいほう
が好ましい。

【０００７】一方、セルの個数が多い状態というのは眼
内炎症の程度が強い状態であるため、前房内蛋白濃度（
以下「フレアー」と呼ぶ）も高く、フレアーによる散乱
によって眼科測定装置の受光素子に受光される散乱光の
光量も多くなる。しかも、測定体積が大きくなると、こ
の受光される光量はさらに多くなる。

【０００８】そしてセルを測定する場合、このフレアー
成分はバックグラウンドとしてノイズ成分になるため、
フレアー成分の受光量が多いとセルによる信号成分がこ
れに埋もれてしまう。その結果セルの信号成分をノイズ
成分と区別できなくなり測定値の信頼性が失われてしま
うという問題があった。

【０００９】本発明はこのような問題を解決するために
なされたもので、上述のように被検眼にレーザー光を投
光し被検眼内からのレーザー光の散乱光を受光して所定
の眼科測定を行なう眼科測定装置において、測定時にフ
レアーの散乱光によるノイズ成分をカットし、眼内炎症
の程度が強い場合でも正確な眼科測定を保証できる構成
を提供することを課題とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、上記の種類の眼科測定装置におい
て、直線偏光のレーザー光を発生させるレーザー光源か
らの光を被検眼に投光する投光部と、被検眼内からのレ
ーザー光の散乱光を受光する光電変換素子を備えた受光
部を有し、被検眼に対する前記投光部と受光部の光軸ど
うしのなす角度がほぼ９０゜に設定され、前記投光部か
らのレーザー光の偏光方向は可変であって、被検眼と眼
科測定装置の光学系とのアライメント時には前記投光部
と受光部の光軸を含む平面に対しほぼ垂直に設定され、
測定時にはほぼ前記平面内の方向に設定されるように構
成した。

【００１１】

【作用】このような構成によれば、測定時には被検眼に
入射するレーザー光の偏光方向はほぼ投光部と受光部の
光軸を含む平面内にあるため、ほぼ９０゜の側方散乱の
場合には前房内蛋白のような光の波長よりも充分小さい
粒子からの散乱光は非常に弱くなる（レーリー散乱の理
論による）。これに対して、セルの大きさは数十μｍ程
度であるためセルからの散乱光は被検眼に入射するレー
ザー光の偏光方向にはそれほど影響されない（ミー散乱
の理論による）。従って、信号成分とするセルからの散
乱光をさほど減少させることなくノイズ成分である前房
内蛋白からの散乱光を大幅に減少させることができ、フ
レアー値が高い場合でもセルの測定を正確に行なえる。

【００１２】但し、前記のレーザー光の偏光方向の状態
では、フレアー成分がカットされることにより、検者が
観察部から見たときにレーザー光の散乱光が殆ど見えな
くなるため、被検眼でのレーザー光の入射状態を観察で
きなくなってしまう。従って、測定時にのみ前記の状態
とし、測定前のアライメント時には被検眼に入射するレ
ーザー光の偏光方向は投光部と受光部の光軸を含む平面
に垂直にすることにより、観察が可能となりアライメン
トを行なうことができる。

【００１３】なお、ここでレーリー散乱とミー散乱につ
いて説明しておく。まずレーリー散乱とは、光の散乱の
うち波長に比べて充分小さい微粒子によって起こり、光
の波長変化をともなわないものをいい、散乱体の体積を
ｖ、誘電率をε、媒質の誘電率をεｏ、入射光の波長を
λ、強度をＩｏとすれば、散乱角φの方向で散乱体から
の距離ｒの点での散乱光の強度Ｉは、

【００１４】

【数１】

【００１５】の式で与えられる。第１項は電場ベクトル
が入射光と散乱光を含む面に垂直な成分、第２項は平行
な成分で、とくに入射光に垂直な方向（９０゜側方散乱
）では図７に示したように完全な直線偏光となる。図７
中の点は図の紙面に垂直な偏光方向を持つ光を示し、左
右両方向の矢印は偏光方向が紙面の面内方向である光を
示す。

【００１６】ここで、前房内蛋白のように光の波長に比
べて充分小さい微粒子には上記のようなレーリー散乱の
理論が適用される。つまり、このような微粒子における
９０゜側方散乱では投光部と受光部の光軸を含む平面に
垂直な偏光方向の光のみが散乱され、前記の平面内に偏
光方向を持つ光は散乱には関与しない。

【００１７】これに対して、セルのように大きさが数十
μｍの粒子では上記のようなレーリー散乱の理論は適用
できず、ミー散乱の領域になってくる（ミー散乱の式は
非常に複雑なので省略する）。ミー散乱の理論によれば
、９０゜側方散乱の場合には入射光の偏光方向による影
響は少ない。つまり、入射光の偏光方向が投光部と受光
部の光軸を含む平面内に垂直であっても、水平であって
も散乱光の強度や偏光特性はあまり変化しない。この様
子を図８に示してある。

【００１８】

【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例の詳細を
説明する。まず図１〜図３を参照して実施例の眼科測定
装置の構成を説明する。図１は装置の外観を示し、図２
は装置全体の構成を示し、図３は装置のレーザー光走査
を行なう走査光学系の構成を示している。

【００１９】図１〜図３において、符号１で示すものは
、直線偏光のレーザー光を発生させるガスレーザーや半
導体レーザー等で構成されるレーザー光源であり、半導
体レーザーの場合はビーム形成用光学系を含む。またラ
ンダム偏光のガスレーザーの場合には不図示の偏光板を
含むものとする。レーザー光源１は架台２上に配置され
る。

【００２０】図２の構成において、レーザー光源１から
発せられるレーザー光は、レーザー光の減衰などを行な
うためのフィルター３、垂直走査用ミラー４、水平走査
用ミラー４’、プリズム５，６、レンズ７、ビームスプ
リッター８、レンズ９、プリズム１０を介して被検眼１
１の前房１１ａ内の所定点に集光される。

【００２１】このレーザー投光部５３にはスリット光用
の光源１２が付設されており、この光源１２からの光は
シャッター１３、スリット１４を経てビームスプリッタ
ー８、レンズ９、プリズム１０を介し前房１１ａに照射
され、スリット像が結像される。このスリット像は、上
述したレーザー光源からの光が点状に集光されるため、
その周囲を照明して集光点の位置を容易に確認するため
のものである。なお、スリット１４の幅と長さは、図１
に示された調整ノブ１５、及び切換えノブ１６を介して
それぞれ調整ないし切り換えることができる。

【００２２】また図２の構成において、前房１１ａ内の
レーザー光の計測点からの散乱光の一部は受光部２９の
対物レンズ２０を経てビームスプリッター２１により分
割され、その一方は変倍レンズ３０、プリズム３１、３
４及び接眼レンズ３２より構成される観察部に導かれ、
それにより検者３３はレーザー光の入射状態を観察する
ことができる。

【００２３】また、ビームスプリッター２１により分割
された散乱光の他方は、レンズ２２、プリズム２３、所
定の開口２６ａを有するマスク２６を経て光電変換素子
として機能する光電子増倍管２７に入射する。光電子増
倍管２７の出力はアンプ２８を経てカウンター４０に入
力され、光電子増倍管２７によって検出された散乱光強
度が単位時間当りのパルス数として計数される。このカ
ウンター４０の出力、即ちサンプリング回数と総パルス
数のデータは、単位時間ごとにメモリ２５内に割り当て
られた異なるアドレスに格納される。メモリ２５に格納
されたデータは演算処理装置４１により後述するように
演算処理され、前房内浮遊細胞の数が演算される。

【００２４】一方、図３に示した走査光学系において、
垂直及び水平走査用ミラー４、４’は、演算処理装置４
１の制御により、鋸歯状波発生回路４２、４２’の発生
する鋸歯状波の走査信号に応じて、垂直、水平走査用ミ
ラー駆動回路４３、４３’を介して垂直、水平方向にそ
れぞれ揺動され、それによりレーザー光が水平、垂直方
向に振られ、前房内のレーザー集光点Ｐを水平及び垂直
方向に移動させ、走査を行なうことができる。

【００２５】また図２の構成において、電源５１から給
電される発光ダイオード等からなる固視灯５０が被検者
が固視できる位置に配置される。この固視灯５０の発光
色は、レーザー光源１の発光色と異なるように、例えば
レーザー光源１の光が赤色である場合は緑色などに選ば
れる。また、この固視灯５０は図１に示されたリンク機
構５２により矢印方向に回動でき被検者に対して好適な
位置に調節可能である。

【００２６】一方、架台２上には押しボタン４６を備え
たジョイスティック４５が設けられており、ジョイステ
ィック４５の操作により被検眼と装置の光学系とのアラ
イメント、即ち両者間の適当な位置関係の設定が行なわ
れ、ボタン４６の操作により図２中のレーザー用フィル
タ３、スリット光用シャッター１３をそれぞれの光学系
の光路に挿入または離脱させることができるようになっ
ている。また、このボタン４６の操作に応じて後述する
ように入射されるレーザー光の偏光方向が９０゜回転さ
れるものとする。

【００２７】なお以上の構成において、被検眼１１に対
する投光部５３と受光部２９の光軸（被検眼に入射され
るレーザー光の光軸と対物レンズ２０の光軸）どうしの
なす角度は９０゜に設定されるものとし、被検眼１１に
対して入射されたレーザー光の９０゜側方散乱光により
セル数の測定がなされるものとする。

【００２８】次に以上のように構成された装置の動作を
説明する。測定に際しては、先ず光源１２が点灯され、
ビームスプリッター８、レンズ９、プリズム１０を介し
て前房１１ａの測定点Ｐを含む部分にスリット１４のス
リット像が結像される。またレーザー光源１が点灯され
、レーザー光が上述した光学系を介して測定点Ｐ内に集
光される。検者は上述の観察光学系を介してスリット像
をたよりにしてレーザー光の集光点の位置を確認し、ジ
ョイスティック４５の操作により被検眼と光学系のアラ
イメントを行ない、それが終了したら押しボタン４６を
押す。

【００２９】これによりスリット光用のシャッタ１３が
スリット光用の光学系の光路に挿入され、スリット光が
遮断され、レーザー光の測定点Ｐで散乱された光のみが
受光部２９に導かれ、その散乱光が対物レンズ２０、ビ
ームスプリッタ２１、レンズ２２、プリズム２３、マス
ク２６を介して光電子増倍管２７に入射される。

【００３０】一方、演算処理装置４１の制御により前述
した図３の構成において垂直、水平走査用ミラー４、４
’が振られレーザー光の走査が行なわれる。この場合、
鋸歯状波発生回路４２、４２’はそれぞれ図４の（ａ）
、（ｂ）に示したような鋸歯状波の走査信号を発生し、
これに応じてレーザー光が垂直方向と水平方向に振られ
、走査が行なわれる。図４中のＸ１、Ｘ２はそれぞれ測
定開始及び終了時点を示す。（ｂ）の水平走査信号の周
波数をＨｆ、（ａ）の垂直走査信号の周波数をＶｆ、垂
直走査回数をＮとすると、Ｈｆ＝Ｖｆ／Ｎの式が成立す
る。このような走査信号に応じてミラー４、４’が揺動
され、それに従ってレーザー光（ビーム）が測定点Ｐで
垂直方向と水平方向に振られ、走査される。そのレーザ
ー光の走査の軌跡を図５に示してある。

【００３１】このようにして、走査されるレーザー光の
測定点Ｐからの散乱光が光電子増倍管２７に受光され、
その強度に応じて単位時間当たりの数の異なるパルス列
に変換され、単位時間当りのパルス数がカウンター４０
で計数され、その計数値が単位時間ごとにメモリ２５内
に割り当てられた異なるアドレスに格納される。

【００３２】ここで、本実施例の装置の測定対象となっ
ているセルは、赤血球、白血球、色素細胞の３種類とし
、これらはすべて数十μｍの以上の大きさをもっている
（尚、この他にＩ．Ｏ．Ｌ．術後に発生する皮質なども
同様にカウントしてしまうが、これは前房内浮遊細胞に
比べさらに大きく、区別することは容易に可能である）
。

【００３３】このため、上述のように走査されるレーザ
ー光がこれらセルを横切ったとき散乱光強度に１つのピ
ークが生じる。従って、レーザー光がセルを横切るのに
必要な時間よりも短く測定単位時間（カウンター４０が
上記パルス数を計数する単位時間）を設定すれば、メモ
リ２５に格納されている計数値を時系列的に表したとき
、レーザー光がセルを横切った時だけ計数値が多くなる
ため、図６に示したような波形が得られる。同図におい
て各ピークになっているところがセルからの散乱光に基
づくものである。このピークの数を演算処理装置４１に
おいて計数することにより、レーザー光によって水平、
垂直走査される前房内の所定測定体積に存在するセルの
数を測定することができる。

【００３４】なお、レーザー光がセルを横切るときの速
度が一定であれば、レーザー光のビーム径が既知である
ことから、ピークの山の幅を判別する事によりセルの大
きさが計算できる（この時点で、前述の皮質を区別する
）。そして１つのセルを２度カウントするのを防止する
ために、図５に示したように走査波形が鋸歯状波形とな
り、しかもその波形のピーク間隔Ｘがレーザー光のビー
ム径よりも大きくなるように垂直走査回数を決定する。

【００３５】ところで、本実施例では上述した測定時に
散乱光の前述したノイズとなるフレアー成分をカットす
るために、測定時には投光部５３から被検眼に入射され
るレーザー光の偏光方向が、被検眼に対する投光部５３
と受光部２９のそれぞれの光軸（被検眼に入射されるレ
ーザー光の光軸と対物レンズ２０の光軸）を含む平面内
の方向になるように設定する。この様子を図９の（ｂ）
に示してある。同図において左右両方向の矢印が入射さ
れるレーザー光の偏光方向を示している。

【００３６】このような偏光状態とすれば、９０゜側方
散乱において先述したレーリー散乱の理論により、入射
されるレーザー光の波長より充分小さな微粒子である前
房内蛋白は散乱に関与せず、その一方で大きさが数十μ
ｍあるセルではミー散乱の理論によりレーザー光が散乱
される。即ち散乱光の内のフレアー成分がカットされ、
受光部２９に受光される散乱光は殆どセルからの散乱光
になる。従ってセルの測定を良好なＳ／Ｎ比で正確に行
なうことができる。

【００３７】ただし、上記のようにレーザー光の偏光方
向を設定した状態では、散乱光の成分の大きな部分であ
るフレアー成分がカットされ、セルによる散乱光はパル
ス状に点滅し、しかも点在しているので、観察光学系を
介して被検眼１１を見る検者にはレーザー光の軌跡がわ
からなくなる。即ち、この状態では検者は被検眼でのレ
ーザー光の入射状態を判断できず、アライメントを行な
うのに支障をきたしてしまう。

【００３８】そこで、本実施例ではレーザー光の偏光方
向を変化させるものとし、測定時にはレーザー光の偏光
方向を上述した図９の（ｂ）のように設定するが、測定
前のアライメント時および測定終了後は、図９の（ａ）
に示すように、レーザー光の偏光方向を投光部５３と受
光部２９の光軸を含む平面に垂直にする。同図中の点は
図の紙面に垂直な偏光方向を示している。この状態では
前房内蛋白も散乱に関与し、散乱光のフレアー成分がカ
ットされないので、検者はレーザー光の軌跡がはっきり
見えアライメントを支障なく行なうことができる。

【００３９】このように本実施例では被検眼に入射する
レーザー光の偏光方向をアライメント時と測定時で図９
の紙面に垂直な方向と水平な方向に９０゜変化（回転）
させる。このように偏光方向を変化させるための構成例
を図１０と図１１に示してある。

【００４０】図１０は１／２波長板を用いて偏光方向を
変化させる構成を示している。この構成では、まず図１
０の（ａ）に示すように、１／２波長板５４をレーザー
光源１から発せられるレーザー光の光路に挿入してない
状態でレーザー光の偏光方向が投光部５３と受光部２９
の光軸を含む平面に垂直になるようにしておき、この状
態でアライメントを行なう。そして測定時には図１０の
（ｂ）のように１／２波長板５４をレーザー光の光路内
に挿入する。これによってレーザー光の偏光方向は９０
゜回転し、レーザー光の偏光方向は投光部５３と受光部
２９の光軸を含む平面内の方向になる。また測定終了後
は再び図１０の（ａ）のように１／２波長板５４をレー
ザー光の光路から離脱させる。なお１／２波長板５４を
挿入、離脱させる場所はレーザー投光部５３中のどの場
所でもよい。

【００４１】また図１１の構成では、レーザー光源１を
それが発するレーザー光の軸線を中心に回転可能に設け
、アライメント時は図１１の（ａ）の状態とし、レーザ
ー光の偏光方向が投光部５３と受光部２９の光軸を含む
平面に垂直になる向きにレーザー光源１を回転させてお
き、測定時には図１１の（ａ）から（ｂ）に示す状態に
レーザー光源１を９０゜回転させることにより、レーザ
ー光の偏光方向を９０゜回転させる。また測定終了と同
時にレーザー光源１をもとの図１１（ａ）の状態に回転
させる。この構成でレーザー光源１として、ランダム偏
光のガスレーザーに偏光板を付けて使用する場合には、
ガスレーザーと偏光板からなるレーザー光源全体を回転
させてもよいが、偏光板のみを９０゜回転させるだけで
もよい。

【００４２】なお、図１０の１／２波長板５４の挿入、
離脱ないし図１１のレーザー光源１の回転はソレノイド
やモータの駆動により自動的に行なわせるのがよく、こ
れらがジョイスティック４５の押しボタン４６の操作に
応じて駆動され、スリット光用のシャッタ１３の挿入、
離脱と連動して１／２波長板５２の挿入、離脱ないしレ
ーザー光源１の回転が行なわれるようにするのがよい。

【００４３】また、上記の構成で被検眼に対する投光部
５３と受光部２９の光軸どうしのなす角度は９０゜が好
ましいが、必ずしも厳密に９０゜にしなくともよく、９
０゜に近ければよい。またアライメント時と測定時で設
定する投光部５３からのレーザー光の偏光方向に関して
も、上記光軸を含む平面に対して垂直と前記平面内の方
向にするのが好ましいが、厳密にそうしなくてもよく、
それに近ければよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、上述した種類の眼科測定装置において、直線
偏光のレーザー光を発生させるレーザー光源からの光を
被検眼に投光する投光部と、被検眼内からのレーザー光
の散乱光を受光する光電変換素子を備えた受光部を有し
、被検眼に対する前記投光部と受光部の光軸どうしのな
す角度がほぼ９０゜に設定され、前記投光部からのレー
ザー光の偏光方向は可変であって、被検眼と眼科測定装
置の光学系とのアライメント時には前記投光部と受光部
の光軸を含む平面に対しほぼ垂直に設定され、測定時に
はほぼ前記平面内の方向に設定されるように構成したの
で、測定時には前述したフレアーによるノイズとなる散
乱光をカットでき、フレアーに拘らず正確に測定を行な
え、アライメント時にはフレアーによる散乱光がカット
されず、検者が被検眼に対するレーザー光の入射状態を
見ることができ、支障なくアライメントを行なえるとい
う優れた効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の眼科測定装置の外観を示す斜
視図である。

【図２】同装置の全体の構成を示す構成図である。

【図３】同装置におけるレーザー光の走査光学系の構成
を示す構成図である。

【図４】同装置のレーザー光を走査させるための走査信
号の波形図である。

【図５】同装置におけるレーザー光の走査軌跡の説明図
である。

【図６】散乱光強度のセルによるピークを示す線図であ
る。

【図７】レーリー散乱の説明図である。

【図８】ミー散乱の説明図である。

【図９】実施例の装置におけるアライメント時と測定時
のレーザー光の偏光状態を示す説明図である。

【図１０】同装置においてレーザー光の偏光方向を回転
させる構成の説明図である。

【図１１】偏光方向を回転させる他の構成の説明図であ
る。

【符号の説明】

１　　レーザー光源 ４、４’　　走査用ミラー １１　　被検眼 １２　　スリット光用光源 １４　　スリット ２５　　メモリ ２７　　光電子増倍管 ２９　　受光部 ４０　　カウンター ４１　　演算処理装置 ４５　　ジョイスティック ５３　　投光部 ５４　　１／２波長板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　被検眼にほぼ可視域のレーザー光を投
   光し被検眼内からのレーザー光の散乱光を受光して所定
   の眼科測定を行なう眼科測定装置において、直線偏光の
   レーザー光を発生させるレーザー光源からの光を被検眼
   に投光する投光部と、被検眼内からのレーザー光の散乱
   光を受光する光電変換素子を備えた受光部を有し、被検
   眼に対する前記投光部と受光部の光軸どうしのなす角度
   がほぼ９０゜に設定され、前記投光部からのレーザー光
   の偏光方向は可変であって、被検眼と眼科測定装置の光
   学系とのアライメント時には前記投光部と受光部の光軸
   を含む平面に対しほぼ垂直に設定され、測定時にはほぼ
   前記平面内の方向に設定されるように構成したことを特
   徴とする眼科測定装置。
2. 【請求項２】　　前記レーザー光源として、半導体レー
   ザー、直線偏光のガスレーザー、あるいはランダム偏光
   のガスレーザーに偏光板を組み合わせたものを用いたこ
   とを特徴とする請求項１に記載の眼科測定装置。
3. 【請求項３】　　前記投光部中のレーザーの光路に対し
   １／２波長板を挿入または離脱させることにより、前記
   投光部からのレーザー光の偏光方向を可変に設定するこ
   とを特徴とする請求項１または２に記載の眼科測定装置
   。
4. 【請求項４】　　前記レーザー光源を回転させることに
   より、前記投光部からのレーザー光の偏光方向を可変に
   設定することを特徴とする請求項１または２に記載の眼
   科測定装置。
5. 【請求項５】　　前記レーザー光源として、ランダム偏
   光のガスレーザーに偏光板を組み合わせたものを用い、
   前記偏光板を回転させることにより、前記投光部からの
   レーザー光の偏光方向を可変に設定することを特徴とす
   る請求項１に記載の眼科測定装置。