JP6921313B2 - 視野計 - Google Patents

Description

本発明は、被験者の視野を測定する視野計に関する。

視野とは、人の頭部と眼球が固定されている場合に、眼球が真正面の物体を見るときに見える空間の範囲のことであり、視野の大きさと形状が網膜における感覚細胞の分布状况に繋がり、視野計で視野の範囲を測定することができる。視野検査は、眼科の臨床における主な機能検出手段の１つとして、緑内障、視神経疾患などの眼疾患の診断及びフォローアップにおいて重要な役割を果たしている。視野検査は、動的視野検査と静的視野検査に分けられている。動的視野検査（ｋｉｎｅｔｉｃ ｐｅｒｉｍｅｔｒｙ）は、従来の視野検査法であり、異なる大きさの指標を周辺の異なる方位から中心へ移動させ、患者が指標の発生又は消失を感じられる点を記録し、これらの感光度が同じ点によって指標検査の等視線を構成し、複数種の異なる指標で検査された等視線から等高線と類似した「視野島」をプロットする。動的視野の利点は、検査速度が速く、周辺視野の検査に適していることである。欠点は、小さい傍中心の相対的暗点の発見率が低いことである。静的視野検査（ｓｔａｔｉｃ ｐｅｒｉｍｅｔｒｙ）では、視野スクリーンの各設定点において、指標の明るさを徐々に向上させ、患者が感じられる明るさが、該点の網膜感度又は閾値となる。現在、臨床で使用される視野検査は、心理物理学的検査であり、患者の主観的感覚を反映している。

現在、臨床において使用されるコンピュータ自動視野計は、主に緑内障及び一部の網膜視神経疾患の診断及びフォローアップに用いられるが、いくつかの初期眼部疾患や臨床的症状のない眼部疾患については、一般的なコンピュータ視野検査では最早期の視野欠損変化を発見することができない。従って、眼科研究者は、病理学的変化をより早期に、より安定的で、かつより高感度及び特異性を持って検査できる新型視野計を開発しようと努力している。今まで開発されたものとして、ブルーオンイエロー視野、運動感覚視野、周波数逓倍視野（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｄｏｕｂｌｉｎｇ Ｐｅｒｉｍｅｔｒｙ）、高域通過認識とモデル認識視野、自動瞳孔視野、点滅視野、ミクロ視野などを含む複数種の新型視野検査方法がいずれも特殊な設計によって各種眼疾患の視覚機能障害の特徴を反映してきた。これらの新型視野計は、様々な原理を利用して従来の視野計の性能を一定の程度まで向上させたが、これらの視野検査装置にも以下の問題が存在する。

１．固視点による影響：測定の過程で、検査するのに時間がかかり、周辺信号の影響のため、患者が集中して固視点を注視すると同時に周辺の信号ランプを観察し、タイムリーに応答してシグナルコレクターを押すのは困難である。患者の固視点のズレがよく発生し、その結果、検査結果の精度及び再現性に影響を与える。一部の検査装置では、追跡技術を用いて、固視点とともに移動して注視信号の投射位置を自動的に調整することができるが、コンピュータの信号調整が人の眼の固視点の移動に対して遅延する。このため、固視点の変化に起因する影響を根本的に解消しにくい。また、マイクロ視野計については、長期的に固視できないため、大量の迅速な繰り返し刺激を与えるとき、データを収集しにくく、より正確な電気生理学的データを収集することができない。

２．患者による主観的影響：患者ごとに刺激に対する応答速度が異なり、一部の患者は、信号ランプを見た直後に応答してシグナルコレクターを押すことができる一方、一部の患者は、応答速度が遅く、信号ランプを見ていてもタイムリーに応答することができず、次の信号ランプが点灯したときにシグナルコレクターを押し、検査結果のミスを引き起こしてしまう。

これらの悪影響を減少させるために、現在、コンピュータ自動視野計には「キャプチャ実験」プログラムが設計されており、検査ごとの偽陽性率、偽陰性率及び固視ロス率を検出する。機械音や患者の習慣による影響を避けるように、コンピュータ自動視野計は、スポット光刺激のない機械音を所定の比率で出し、患者が応答すると偽陽性とする。閾値が確立された領域に非常に明るい光刺激を与えて、患者が応答できないと、注意力が分散することを示し、偽陰性とする。光電を生理学的盲点領域にランダムに投射したときに、患者の答えた回数が所定の限界値を超えると、中心固視がなくなる。この方式によって、固視点による影響と患者による主観的操作の影響を減少できるものの、この問題を根本的には解決できず、再現性、特異性、感度、正確性の点で不十分である。

眼球は、二極性球体であり、角膜が網膜に対して正電位を示し、両者間には電位差があり、眼球の周囲に電場を形成する。眼球が転がると、該電場の空間位相が変化する。眼球の動きにより生体電気を発生させることができ、角膜と網膜との間に電位差があり、角膜が網膜に対して正電を帯びる。眼球が動かずに前方を見ているときに、安定した基準電位が記録され得る。眼球が水平方向に動くときに、眼の左側と右側の皮膚との間の電位差が変化し、眼球が垂直方向に動くときに、眼の上下方向の電位が変化する。電位の変化は、皮膚の対応位置に配置された電極でアンプに導入されてアンプの電流計で表示されるか又はオシロスコープに表示されて、眼電信号となる。眼電の生理学的機器は、視覚システムの光刺激に対する生物電気変化を評価し、網膜と視覚経路の機能状態を反映して、刺激条件及び受信方式を調整することで、網膜の各層と視覚経路の各部の疾患について診断根拠を客観的に提供することができる。現在、臨床的には電気生理学的検査技術を緑内障の早期検査に適用することがある。主に電気生理学的信号の波形によって緑内障の損傷又は進行の状況を判断する。客観的検査装置として患者の網膜損傷の状況を客観的に反映できるが、患者が検査過程に亘ってスクリーンを固視することが求められるため、患者の眼の位置の変化が波形の変化を引き起こして同じ患者の複数回の検査結果に大きな変化が発生する可能性がある。また、波形の変異は個人差が大きいため、正常値、異常範囲などを決定しにくいという問題があり、このため、実用レベルで緑内障の検査には適用しにくい。

上記技術的課題を解決するために、本発明の目的は、固視点の視野検査への影響を解消できる視野計を提供することである。技術案は、具体的には、以下のとおりである。

視野計であって、フィードバック装置によって、強制固視型視野計及び強制固視下で電気生理学と組み合わせた客観型視野計という２つのタイプに分けられている。視野計は、強制固視装置、表示伝達装置、視野検査表示装置、フィードバック情報を記録するためのフィードバック装置、及び視野検査表示装置の制御及びフィードバック情報の収集に用いられる制御センターを備え、前記強制固視装置は、視野検査において眼球に強制的に固視状態を維持させることに用いられ、前記表示伝達装置は、それぞれ前記強制固視装置と前記視野検査表示装置に接続される。強制固視装置は、負圧により被験者の眼球に吸着され、目が表示伝達装置によって視野検査表示装置を観察することができる。制御センターは、視野検査表示装置に表示された画像を設定された制御プログラムで制御し、被験者が視野検査表示装置において絶えず変化する画像に応じて対応したフィードバックを行い、フィードバック情報がフィードバック装置に記録され、それによって、被験者視野に対する測定が実現する。強制固視装置と眼球との相対位置が固定されているので、視野検査表示装置と強制固視装置との相対位置が固定され、眼球が移動すると、注視している視野検査表示装置と眼球との相対位置が変わらず、それにより従来の視野計の固視点の問題による結果への影響を解消し、視野検査の精度と再現性を向上させる。

上記技術案においては、前記強制固視装置は、負圧リングを備え、前記負圧リングの中央部に孔が設置され、前記表示伝達装置が前記孔に固定して設置される。負圧装置は、負圧管を介して負圧装置に接続されることで、眼球と負圧リングとの間に所定の負圧を形成し、それにより該負圧リングが眼球に固定される。テストが終わると、負圧装置を閉じるだけで負圧リングを眼球から取り外すことができる。上記技術案においては、前記強制固視装置は、負圧リングと、前記負圧リングに接続される負圧管とを備え、前記負圧リングの中央部には観察筒が接続され、前記観察筒の一端が前記負圧リングの中央部に接続され、他端に視野検査表示装置における画像を伝達可能な表示伝達装置が固定して設置される。前記観察筒の中央には、内部にレンズセットが設置された観察孔を有する。前記負圧リングは、眼球に強制的に固定され、被験者が観察筒及び表示伝達装置によって視野検査表示装置を注視し、負圧リングが眼球に吸着されているため、照射角度を調整することなく、眼球とともに転がって同期して移動することができ、画像が常に眼の真正面に位置するため、患者が気を使ってある点を固視する必要がなく、光刺激だけに応答すればよい。眼球と視野検査表示装置との相対位置が固定されているため、固視点による患者の検査結果への影響を解消し、該検査の再現性、特異性、感度及び正確性を大幅に向上させる。

上記技術案においては、前記表示伝達装置は、投射スクリーンと、前記投射スクリーンに接続される導光ファイバーを備え、前記投射スクリーンは、強制固視装置に接続され、前記導光ファイバーは、一端が投射スクリーンに接続され、他端が視野検査表示装置に接続され、視野検査表示装置における画像を眼内に投射するタイプと、所定の方式で配列して組み合わせて強制固視装置に接続され、他端が点光源に接続され、点光源のスポット光を眼内に直接投射する導光ファイバーのみを備えるタイプとの２種のタイプを含む。

上記技術案においては、強制固視型視野計の場合、前記フィードバック装置は、シグナルコレクターであり、被験者が視野検査表示装置における画像を観察したときに、被験者が該シグナルコレクターをトリガーし、シグナルコレクターが被験者のフィードバック情報を記録する。

上記技術案においては、客観型視野計の場合、前記フィードバック装置は、電気生理学的検査機器であり、前記電気生理学的検査機器は、被験者が視野検査表示装置における画像を観察することで生じた電気生理学的信号を記録することに用いられ、それにより被験者視野に対する検査を実現する。負圧リングが眼球に固定されて、被験者が強制的に視野検査表示装置を固視することによって、光刺激を与える時間、頻度及び範囲を強化させることができ、視野検査と類似した単一点の光による繰り返し刺激を達成することができ、単一点の光刺激の頻度、時間及び患者が電気生理学的信号を発生させたか否かを分析することで患者の視野状況を判断し、該モードでは、患者がいなかる操作を行う必要もなく、固視点と被験者の主観的操作による影響を解消し、本格的な客観型視野計を実現し、身体検査の精度と再現性を大幅に向上させる。

上記技術案においては、前記制御センターは、人工知能アルゴリズムが導入されており、患者の年齢及び過去の検査状况に応じてパーソナライズ表示調整を自動的に行い、且つ収集したフィードバックデータに対してパーソナライズ処理を行うことができるコンピュータである。該パーソナライズ表示調整は、過去に存在した視野盲点領域及び／又は盲点が存在する可能性の大きい領域を重点として表示することを含む。

１．負圧装置で表示伝達装置を眼球に吸着させ、導光ファイバーによって画像を伝達し、視野検査表示装置と眼球との相対位置を固定し、常に眼球を注視する前方に位置させることで、固視点による視野計検査結果への影響を解消する。

２．負圧リングの中央には孔の内径が一定の観察孔を有することによって、すべての患者が同じ観察孔径で検査を受けられるよう確保し、患者間の比較観察と同一患者の各時期での比較観察を行って疾患の転帰を判断することに寄与する。

３．電気生理学的検査機器と組み合わせることができ、従来の電気生理学的検査機器では、単一点の刺激が弱すぎるため、対応した電気生理学的信号を取得することができず、繰り返し測定の場合は、固視点による影響のため、同じ位置の無制限回数の信号重畳を取得しにくい。本発明は、固視点が固定されているため、収集単一点を無制限回数で繰り返す方式で単一点の刺激信号の無制限増幅を取得することで明確な電気生理学的信号を取得することができる。電気生理学的機器と組み合わせることで、視野検査の大きな進展を遂げ、すなわち、視野検査の客観化を実現できる。

本発明の吸着装置の模式図である。 本発明の視野計が多機能椅子と組み合わせて使用された場合の模式図である。 吸着装置の変形例の模式図である。 スクリーンを観察しているときの模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明する。

実施例１において、図１、２、及び４に示すように、視野計は、投射スクリーン１、投射スクリーン１に表示された画像を制御するためのコンピュータ（制御センター）及びフィードバック情報を記録するためのフィードバック装置を備え、視野計は、負圧リング２、負圧リング２に接続される負圧管３、及び負圧リングの中央部に位置する観察筒４をさらに備え、前記観察筒４の中央には、観察孔を有し、前記観察筒４は、一端が前記負圧リング２中央部に接続され、他端に投射スクリーン１が固定して設置され、前記観察孔内には、前記負圧リングの上方から離れてレンズセットが設置され、前記投射スクリーン１は、導光ファイバー６を介して視野検査表示装置（図示略）に接続され、視野検査表示装置に表示された内容を投射表示する。負圧管３は、負圧ポンプ（図示略）に接続され、負圧ポンプが負圧リングに吸着力を提供することで、負圧リング２を眼球に確実に吸着させることができ、レンズセット５は、主に投射スクリーン１における画像を明瞭に注視できるように患者の屈折状態を矯正する役割を果たす。投射スクリーン１の内容は、コンピュータで視野検査表示装置の表示内容を変更することで様々な画像を取得することができる。図２は、本発明の視野計を多機能椅子に配置する実施形態を示しており、患者に対して視野テストを行う際に、多機能椅子８の背もたれの角度を調整し、負圧ポンプの負圧の大きさとスイッチを制御し、支持ロッド９を患者の眼部の真上まで調整する。まず、コンピュータで視野検査表示装置における画像タイプ、強度、刺激頻度、刺激時間などを制御する。次に、負圧リング２を眼球に吸着させ、患者が導光ファイバー６の投射した画像を注視し、画像が見えて押圧ボタン７を押すと＋とし、ボタン７を押さなければ、見ないと考えられて−とする。すべてのフィードバック情報をシグナルコレクターにフィードバックして結果演算をして記録し、最終的に、患者の視野範囲を導出する。なお、該シグナルコレクターは、上記コンピュータであってもよく、独立して設置された機構であってもよい。

実施例２において、図３及び図４に示すように、前記負圧リング２の中央部には孔を有し、投射スクリーン１が前記円孔の箇所に直接固定して設置され、投射スクリーン１が導光ファイバー６に接続される。このモードでは、導光ファイバーの他端が点光源に直接接続され、各束の導光ファイバーが独立した刺激点となり、いずれも独立した点光源に接続される。図４に示される破線は、導光ファイバーの分布方式を示しており、各点光源を制御することで投射スクリーンにおける刺激光の位置及び強度が調整される。負圧リングは、自己吸着方式で眼球に吸着されるか、又は負圧ポンプの方式で眼球に吸着される。自己吸着方式を用いる場合、負圧管や負圧ポンプなどの機構を省略することができ、吸着装置の簡略化に有利である。好ましくは、孔の箇所には、眼球がスクリーンに直接接触しないように眼球とスクリーンを分離するために、透明層を設置してもよい。なお、投射スクリーン１をキャンセルし、導光ファイバーが所定の方式で配列して組み合わせて強制固視装置に接続され、他端が点光源に接続され、点光源のスポット光を眼内に直接投射するようにしてもよく、この配列方式は、図４に示すように、中心から周辺へ散乱する方式であってもよい。

上記技術案において、客観型視野計の場合、前記フィードバック装置の代わりに電気生理学的検査機器（図示略）が使用されており、前記電気生理学的検査機器は、被験者が視野検査表示装置における画像を観察することで生じた電気生理学的信号を記録し、それにより被験者視野への検査を行い、患者が刺激に応答する必要がなく、検査の客観性を実現する。

なお、本発明に係る視野計は、多機能椅子に配置することなく、独立して使用することができ、この場合、投射スクリーンは、眼球にフィットした曲面スクリーン、例えばＯＬＥＤスクリーンなどを用いることもでき、強制固視装置における観察領域は、任意の形状として設置されてもよく、強制固視装置も、眼球に吸着して表示伝達装置と強制固視装置を固定すればよく、環状に限定されない。

本発明に係る視野計は、強制固視装置によって眼球に吸着され、眼球が動くと、該装置は、それとともに同期して移動し、それにより眼球を視野検査表示装置の同じ位置に常に注視させる。すなわち、眼球注視位置と視野検査表示装置との位置が固定されている。一方、従来の視野計は、眼球注視位置と視野検査表示装置の位置とを相対的に固定するために患者が視野検査表示装置の中心を持続的に注視しなければならず、この過程で、患者が複数の事柄に気を使わなければならず、一方に気を取られると他方がおろそかになる状況が発生しやすい。その結果、検査結果の偏差を招いてしまうことがよくある。本視野計の固視装置を用いると、患者が検査過程に亘って視野検査表示装置の同じ位置を注視しなければならないという、能動的注視による気苦労を解消し、それにより患者の検査への協力が改善するとともに、検査結果の精度が向上する。前記表示伝達装置は、導光ファイバーを配列させてなり、画像を伝達することができる。前記視野計のフィードバック装置は、従来の押圧式フィードバックを用いてもよく、客観型視野計のように電気生理学的検査機器を用いてもよい。このモードでは、患者がいかなる応答をする必要もなく、患者の主観的な協力の要素を完全に解消し、視野計を完全な客観型検査装置にし、これは視野計のさらなる大きな飛躍となる。

１ 投射スクリーン
２ 負圧リング
３ 負圧管
４ 観察筒
５ レンズセット
６ 導光ファイバー
７ ボタン
８ 多機能椅子
９ 支持ロッド

Claims (6)

1. 視野計であって、
   強制固視装置、表示伝達装置、視野検査表示装置、フィードバック情報を記録するためのフィードバック装置、及び視野検査表示装置の制御及びフィードバック情報の収集に用いられる制御センターを備え、前記強制固視装置は、視野検査において眼球に強制的に固視状態を維持させることに用いられ、前記表示伝達装置は、それぞれ前記強制固視装置と前記視野検査表示装置に接続され、
   前記強制固視装置は、前記表示伝達装置が固定して設置された孔を中央部に有する負圧リングを備えることを特徴とする視野計。
2. 前記表示伝達装置は、所定の方式で配列して組み合わせて強制固視装置に接続され、他端が点光源に接続され、点光源のスポット光を眼内に直接投射する導光ファイバーであることを特徴とする請求項１に記載の視野計。
3. 前記表示伝達装置は、投射スクリーンと、前記投射スクリーンに接続される導光ファイバーを備え、前記投射スクリーンは、強制固視装置に接続され、前記導光ファイバーは、一端が投射スクリーンに接続され、他端が視野検査表示装置に接続され、視野検査表示装置における画像を眼内に投射することを特徴とする請求項１に記載の視野計。
4. 前記フィードバック装置は、押圧式タッチフィードバック装置であることを特徴とする請求項１に記載の視野計。
5. 前記フィードバック装置は、被験者が視野検査表示装置における画像を観察することで生じた電気生理学的信号を記録するための電気生理学的検査機器であることを特徴とする請求項１に記載の視野計。
6. 前記制御センターは、人工知能アルゴリズムが導入されており、患者の年齢及び過去の検査状况に応じてパーソナライズ表示調整を自動的に行い、収集したフィードバックデータに対してパーソナライズ処理を行うことができるコンピュータであることを特徴とする請求項１に記載の視野計。

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