WO2011059018A1

WO2011059018A1 - 眼科装置

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Publication number: WO2011059018A1
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Inventors: 平松　浩之; 一成清水
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Filing date: 2010-11-11
Publication date: 2011-05-19
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Abstract

　被検者眼のチン氏帯の脆弱度を測定する眼科装置は、水晶体を含む被検者眼を照明する照明ユニットと、撮像素子を持ち、照明ユニットにより照明された前眼部画像を撮影する撮影ユニットと、撮影ユニットにより取得され、被検者眼の瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与した後の前眼部画像を処理して、水晶体の特徴点の位置情報を得て、瞳孔に対する水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出し、検出された動作状態に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する判定ユニットと、を備える。

Description

眼科装置

　本発明は、眼内で水晶体を支えるチン氏帯（チン小帯、毛様小帯）の脆弱度を測定する眼科装置に関する。

　白内障眼の治療として、白濁した水晶体核を除去した後、水晶体嚢内に眼内レンズを設置する手法が知られている。白内障の水晶体核の除去手術には、超音波乳化吸引術が用いられている。白内障手術では、水晶体嚢内に挿入された手術器具の超音波チップにより、水晶体核が乳化吸引されて除去される。水晶体は、毛様体とチン氏帯によって連結されている。チン氏帯は、透明で細い無数の線維状組織である。白内障の手術中、水晶体が超音波チップの動き及び吸引によって外力を受け、水晶体の動きに追従するようにチン氏帯にも応力が加わることとなる。このため、チン氏帯が脆弱な場合、水晶体核の除去手術中に水晶体が脱臼に至り、更には脱臼した水晶体が硝子体の腔中に落下する等、の合併症が起こすることがある。チン氏帯が脆弱な場合の手術については、特許文献１に紹介されている。

特開２００４－３３７５５１号公報

　白内障手術眼におけるチン氏帯の脆弱性の確認は、白内障手術が開始された後、術者が手術器具等を利用して水晶体を揺動することにより主に行われていた。チン氏帯の脆弱な眼の手術に際しては、上記のように水晶体が脱臼に至らないように注視を要し、慎重に手術が行われるため、予期せず手術時間が掛ったり、準備が充分でない等の問題が起こり易い。従って、チン氏帯の脆弱性を事前に知ることが望ましい。また、水晶体を切開してチン氏帯の脆弱性を確認する場合、術者の主観に依ることが大きく、客観的な評価をすることが難しい。

　本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み、チン氏帯の脆弱度を手術前に容易に知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）　本発明の一態様において、被検者眼のチン氏帯の脆弱度を測定する眼科装置は、水晶体を含む被検者眼を照明する照明ユニットと、撮像素子を持ち、照明ユニットにより照明された前眼部画像を撮影する撮影ユニットと、撮影ユニットにより取得され、被検者眼の瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与した後の前眼部画像を処理して、水晶体の特徴点の位置情報を得て、瞳孔に対する水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出し、検出された動作状態に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する判定ユニットと、を備える。
（２）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、判定ユニットは、少なくとも２枚の前眼部画像を画像処理し、各画像における瞳孔に対する水晶体の特徴点の位置情報と、各画像が取得された時間間隔と、に基づいて水晶体が刺激前の状態へ復帰するときの移動速度を求め、求めた移動速度に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する。
（３）　上記眼科装置（２）において、好ましくは、判定ユニットは、刺激の付与による眼の移動前と移動後、眼の移動途中、眼の移動前と移動途中、眼の移動途中と移動後、の何れかにおける少なくとも２枚の前眼部画像を得る。
（４）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、判定ユニットは、瞳孔の所定の基準位置に対する水晶体の特徴点の位置が所定量内にあるか否かに基づいて水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出し、チン氏帯の脆弱度を判定する。
（５）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、判定ユニットは、前眼部画像を処理して水晶体の混濁部位を特徴点として得る。
（６）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、判定ユニットは、撮影ユニットにより取得され、刺激の付与前と刺激の付与後の少なくとも２枚の前眼部画像を画像処理し、各画像における水晶体の所定の特徴点を抽出し、各画像における特徴点の位置変化が所定量内にあるか否かに基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する。
（７）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、撮影ユニットにより得られた前眼部画像を記憶するメモリであって、刺激の付与による被検者眼の移動前と移動後、被検者眼の移動途中、被検者眼の移動前と移動途中、又は被検者眼の移動途中と移動後における少なくとも２枚の前眼部画像を記憶するメモリを有し、判定ユニットは、記憶された前眼部画像を画像処理して水晶体の特徴点の位置情報を得、瞳孔に対して水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出する。
（８）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与する刺激付与ユニットを備える。
（９）　上記眼科装置（８）において、好ましくは、刺激付与ユニットは、被検者眼の視線を誘導する固視標を持つ固視標呈示ユニットであって、第１方向と、第１方向とは異なる第２方向と、に固視標を切換え可能な固視標呈示ユニットを備える。
（１０）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、撮影ユニットにより得られた前眼部画像に基づいて被検者眼が瞬きをした後の開眼を検出する開眼検出ユニットと、開眼検出ユニットの検出信号に基づいて刺激の付与後の前眼部画像を得る画像取得ユニットと、を備える。
（１１）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、撮影ユニットは、被検者眼の正面方向から眼を撮影する光軸を持ち、照明ユニットの照明光により水晶体が背後から照明された徹照像又は照明ユニットの照明光により被検者眼の前方から水晶体が照明された前眼部画像を、前眼部画像として得る。
（１２）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、照明ユニットは、照明光源と、スリット開口と、を持ち、被検者眼の水晶体にスリット光を投光し、撮影ユニットは、被検者眼の斜め方向から眼を撮影する光軸を持ち、スリット光により光切断された水晶体の断面像を得る。
（１３）　上記眼科装置（１）において、好ましくは、撮影ユニットは、光干渉断層計を含み、水晶体を含む前眼部の断層像を得る。

　本発明によれば、チン氏帯の脆弱度を白内障手術前に容易に知ることができる。また、術者の主観に依ることなく、チン氏帯の脆弱度を定量的に知ることができる。

本実施形態の眼科装置の外観構成図である。装置の光学系及び制御系の概略構成図である。眼球の回旋と水晶体の移動、及びチン氏帯の脆弱度の関係を説明する模式図である。眼球の回旋と水晶体の移動、及びチン氏帯の脆弱度の関係を説明する模式図である。眼球の回旋と水晶体の移動、及びチン氏帯の脆弱度の関係を説明する模式図である。水晶体の移動速度の測定を説明する図である。水晶体の移動速度の測定を説明する図である。水晶体の移動速度の測定を説明する図である。水晶体の移動速度の測定を説明する図である。前眼部の断面像を得る場合の光学系の構成例である。前眼部の断面像の例である。被検者眼が上方向から正面方向に回旋移動した直後の断面像の例である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、眼屈折力測定光学系と被検者眼を撮像（撮影）する撮像光学系（撮影光学系）を持ち、これらの光学系を兼用してチン氏帯の脆弱度を測定する眼科装置の外観構成図である。図２は、装置の光学系及び制御系の概略構成図である。

　眼科装置は、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、光学系を収納する測定部４を備える。測定部４は測定窓４ａを備え、測定窓４ａを介して内部に配置された光学系が被検者眼と位置合わせされる。測定部４は、移動台３に設けられたＸＹＺ駆動部６により、被検者眼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、基台１上をＸ方向及びＺ方向に移動される。また、検者が回転ノブ５ａを回転操作することにより、測定部４はＸＹＺ駆動部６のＹ駆動によりＹ方向に移動される。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、撮像された被検者眼及び測定結果を表示するディスプレイ７が設けられている。なお、被検者の両眼の眼前には、測定部４の筐体が位置するため（測定部４の筐体の被検者側は、被検者の両眼を遮蔽する大きさを持つ）、被検者眼の瞳孔が自然に広がった自然散瞳状態とされる。これにより、屈折力測定に充分な瞳孔径を確保しやすくなる。また、チン氏帯の脆弱度測定モードにおいては、水晶体の広い範囲を撮像できる。

　測定部４には、眼屈折力測定光学系１０、固視標呈示光学系３０、前眼部照明光学系４０、観察光学系５０及び制御部７０等が収められる。測定光学系１０は、被検者眼Ｅの瞳孔中心部を介して眼底にスポット状の測定指標を投光する投光光学系１０ａと、眼底から反射された眼底反射光を受光する受光光学系１０ｂと、を備える。

　投光光学系１０ａは、光軸Ｌ１上に配置され、近赤外光を発する測定光源１１、リレーレンズ１２、ホールミラー１３、及び対物レンズ１４を含む。光源１１は、正視眼の眼底と光学的に共役な位置関係とされている。ホールミラー１３の開口は、被検者眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係とされている。光源１１を発した測定光束は、対物レンズ１４により瞳孔中心部を通って被検者眼Ｅの水晶体付近に集光され、眼底に投光される。この投光光学系１０ａは、水晶体の徹照像を得るときの照明光学系として兼用される。

　受光光学系１０ｂは、投影光学系１０ａの対物レンズ１４、ホールミラー１３が共用され、ホールミラー１３の反射方向に配置されたリレーレンズ１６、全反射ミラー１７、受光絞り１８、コリメータレンズ１９、リングレンズ２０及び２次元撮像素子２２を含む。受光絞り１８及び撮像素子２２は、眼底と光学的に共役な位置関係となっている。リングレンズ２０は、透明平板状に円筒レンズがリング状に形成されたレンズ部と、リング状のレンズ部分以外が遮光された遮光部と、から構成され、被検者眼Ｅの瞳孔と光学的に共役な位置関係となっている。眼底から反射された眼底反射光は、リングレンズ２０によって瞳孔周辺部を介してリング状に取り出されて撮像素子２２に受光される。撮像素子２２からの出力は制御部７０に入力される。

　対物レンズ１４と被検者眼Ｅとの間には、ダイクロイックミラー２９が配置されている。ダイクロイックミラー３４の反射側には、固視標呈示光学系３０と、アライメント指標投影光学系４０と、被検者眼の前眼部を撮像する撮像光学系（撮影光学系）５０と、が配置されている。アライメント指標投影光学系４０は、赤外光を発する光源４１を備え、レンズ４２、ハーフミラー４３、レンズ３６を介して被検者眼の角膜にアライメント指標を投影する。

　撮像光学系５０は、被検者眼の正面方向から眼を撮影する光軸を持ち、ハーフミラー３５の反射方向の光軸上に配置された撮像レンズ５１及び２次元の撮像素子５２を備える。撮像素子５２からの出力は制御部７０に入力される。また、被検者眼のアライメント時には光源４４により前眼部が照明される。撮像素子５２により撮像された前眼部画像は、ディスプレイ７に表示される。

　固視標呈示光学系３０は、対物レンズ３６の光軸Ｌ２上に配置されたＬＥＤ等の光源３１，視標板３２，リレーレンズ３３を備える。また、固視標呈示光学系３０は、固視灯３４を備える。固視標呈示光学系３０は、チン氏帯の脆弱度測定モード時に、被検者眼の瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与する刺激付与ユニットとして兼用される。視標板３２は、チン氏帯の脆弱度測定モード時に被検者眼の視線を正面方向に向ける第１固視標として使用される。好ましくは中心に開口を持つ視標板と切り換えられる。視標板３２の端部には、チン氏帯の脆弱度測定モード時に、被検者眼の視線を上方向に移動させる（眼球を上方向に回旋させる）ための第２固視標としての固視灯３４が配置されている。固視灯３４は、光軸Ｌ２から離れた位置に置かれ、被検者眼の視軸（光軸）を所定の方向に所定の角度移動させる位置に置かれる。この移動方向及び角度は、固視灯３４を固視させた後に視標板３２を固視させることにより、被検者眼の水晶体を揺動させることができる程度とする。本実施形態では、固視点３４は、被検者眼の視軸を１０度程度仰角方向に移動させるように視標板３２の端部に固定されている。視標板３２及び固視灯３４は、モータ及びスライド機構からなる駆動機構（図示を略す）により光軸Ｌ２の方向に一体的に移動される。視標板３２が移動されることにより、眼屈折力測定時に被検者眼Ｅに雲霧が掛けられる。
　なお、被検者眼は測定窓４ａを介して視標板３２及び固視灯３４を見るが、チン氏帯の脆弱度測定時に、被検者眼を大きく移動させるために、測定窓４ａの上に固視灯を設けても良い。

　制御部７０には、測定光源１１、光源４１、光源４４、撮像素子２２、撮像素子５２、光源３１、固視灯３４、視標板の駆動機構、ディスプレイ７、複数のスイッチを持ち測定の各種設定に用いられるスイッチ部８０、メモリ７５、ＸＹＺ駆動部６等に接続されている。また、制御部７０には、チン氏帯脆弱度測定モードにおいて、２点の固視を交互に誘導するために所定のテンポで音を出すためのスピーカ７９が接続される。メモリ７５には、チン氏帯の脆弱度測定モード時に撮像素子５２により所定のフレームレートで撮像された前眼部画像（徹照像）が記憶される。

　スイッチ部８０には、眼屈折力測定モードとチン氏帯脆弱度測定モードを選択するスイッチが備えられる。眼屈折力測定においては、固視灯３４は消灯され、被検者眼には視標板３２の固視標を固視させる。光源４４により照明された被検者の前眼部は、撮像光学系５０の撮像素子５２により撮像され、ディスプレイ７に前眼部画像が映し出される。検者は、ディスプレイ７上の前眼部画像と光源４１により角膜に投影されるアライメント指標像とを観察し、ジョイスティック５等の操作により測定部４（測定光学系１０）を前後及び左右上下方向に移動して、被検者眼と測定部４とを所定の位置関係にアライメントする。その後、測定開始スイッチ５ｂのトリガ信号が入力されることにより、眼屈折力が開始される。制御部７０は、撮像素子２２に受光されたリング像を検出処理することにより、被検者眼の屈折力（球面度数Ｓ、乱視度数Ｃ、乱視軸角度Ａ）を得る。この眼屈折力測定の演算は周知であるので、詳細は省略する。

　次に、チン氏帯脆弱度測定モードを説明する。チン氏帯の脆弱度は、被検者眼が動いたときに、眼の動きに追従する水晶体の移動速度に相関がある。健常者の眼のようにチン氏帯が強い場合、眼の動きに追従する水晶体の移動速度は速い。しかし、チン氏帯が脆弱な場合、チン氏帯の脆弱度に応じて水晶体の移動速度は遅くなる。したがって、被検者が眼を移動したときの水晶体の位置変化に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定することができる。チン氏帯脆弱度測定においては、被検者眼の瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激が付与された後に取得された前眼部画像を画像処理し、水晶体の特徴点の位置情報を得て、瞳孔に対する水晶体が刺激前へ復帰する動作状態を検出し、検出された動作状態に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する。好ましくは、水晶体が刺激前の状態へ復帰するときの移動速度を得ることにより、チン氏帯の脆弱度を判定する。簡易的には、瞳孔の所定の基準位置に対する水晶体の特徴点の位置が所定量内にあるか否かに基づいて水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出し、チン氏帯の脆弱度を判定する。

　被検者眼を動かすための刺激を付与する刺激付与ユニットとして、好適には、被検者の視線を移動するための固視標呈示ユニットが用いられる。例えば、第１方向の第１固視標に対して角度の異なる第２方向に配置された第２固視標に切換え、被検者眼の固視方向を変えることにより眼球を回旋移動させる。このときに撮像された前眼部画像に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する。水晶体の移動は、前眼部画像から水晶体を画像処理して抽出することにより得られる。

　本装置の例では、被検者眼に高さの異なる２つの固視灯（固視標）を交互に固視させることにより眼球を一定方向に所定量回旋させ、眼球（被検者眼）の移動前後の間に又は眼球の移動後に撮像された少なくとも２つの前眼部画像に基づいて水晶体の特徴部位の位置変化を求める。眼球の移動前後の間に撮像された少なくとも２枚の前眼部画像とは、眼球の移動前と移動後の他、眼球の移動途中、眼球の移動前と移動途中、又は眼球の移動途中と移動後の場合を含む。また、水晶体の特徴部位の位置変化は、好ましくは、水晶体の移動速度として求める。チン氏帯が脆弱な眼の場合、白内障手術において注意を要する。以下では、チン氏帯脆弱度測定モードの対象とする被検者眼は、水晶体が白濁され、白内障手術が必要な白内障眼とする。

　図３Ａ～図３Ｃは、被検者眼が視線方向を変えた時（被検者眼が移動した時）の眼球の回旋と水晶体の移動、及びチン氏帯の脆弱度の関係を説明する模式図である。図３Ａ～図３Ｃに示すように、被検者眼Ｅにおいて、チン氏帯ＺＺは、その一端が眼内の毛様体（図示を略す）に固定され、その他端が水晶体ＬＥの赤道部に固定されている。チン氏帯ＺＺは水晶体ＬＥの外周に一様に存在している。詳細な説明は略すが、毛様体の毛様体筋の伸縮によってチン氏帯ＺＺが緊張及び弛緩し、水晶体ＬＥの厚みが変更される。

　被検者眼には、図３Ａのように、始めに眼の正面方向である第１方向Ｌａに位置する固視標３２ａを固視させる。固視標３２ａは、光源３１により照明される視標板３２に形成された開口により形成される。

　次に、図３Ｂに示すように、固視標３２ａの照明用光源３１を消灯すると共に、第１方向Ｌａとは異なる第２方向Ｌｂに位置する固視灯３４を点灯し、被検者眼の視線を固視灯３４に誘導することにより、被検者眼の眼球を上方向に所定角度回旋させる。固視標３２ａにより誘導される被検者眼の視線方向Ｌａに対して、固視灯３４によって誘導される被検者眼の視線方向Ｌｂの角度θは、例えば、１０度である。被検者眼の視線を誘導する角度θを一定角度とすることにより、眼球の回旋角度も一定となり、水晶体の位置変化を得るときの条件を一定とすることができる。

　被検者眼の眼球を上方向に回転させた後、再び、図３Ｃのように、固視標３２ａを点灯すると共に固視灯３４を消灯し、被検者眼の視線を正面方向の固視標３２ａに誘導する。このとき、被検者眼の回旋に伴って水晶体ＬＥも下方へと移動することとなるが、チン氏帯ＺＺが脆弱な眼の場合には、水晶体ＬＥは眼球の回旋に追従した位置に戻らず、ゆっくり下降してくる。

　なお、被検者眼の視線方向を正面方向Ｌａと上方向Ｌｂとにタイミング良く切り換えさせる手段として、切り換えタイミングを被検者に知らせるクリック音をスピーカ７９から発生させる。固視標３２ａと固視灯３４は、例えば、１秒毎に点灯が切り換えられ、クリック音の発生タイミングも同期される。１回目のクリック音では、固視標３２ａから固視灯３４に切り換えられ（図３Ｂの状態）、２回目のクリック音では、固視灯３４から固視標３２ａに切り換えられる。被検者には、クリック音と共に、正面方向の固視標３２ａから上方向の固視標３４に切り換えられた後、次のクリック音で固視標３４から正面方向の固視標３２ａに切り換えられることを説明しておき、被検者に固視標の点灯の切り換えに応じて、視線方向を変えるように説明しておく。これにより、所定の角度、所定のテンポにて、被検者眼を回旋（揺動）でき、水晶体を移動できる。

　上記のような被検者眼の回旋に伴う水晶体の移動の位置情報を得る上では、徹照像の前眼部画像を利用することにより、精度良く水晶体の位置情報が得られる。チン氏帯脆弱度測定モードでは、眼屈折力測定時と同様に、被検者眼のアライメントが完了した後、測定開始スイッチ５ｂの測定開始信号が入力されると、前眼部照明光源４４が消灯され、徹照像撮影用の光源１１が点灯される。光源１１の点灯により瞳孔を通して眼底に赤外光が投光され、眼底反射光により水晶体が背後から照明される。撮像光学系５０の撮像素子５２には被検者眼の徹照像が撮像される。

　図２に示されるディスプレイ７の画面には、徹照像Ａの例が示されている。徹照像Ａにおいて、瞳孔Ｐｕ内は眼底側からの反射光により明るく撮像され、白内障による水晶体の混濁部位Ｃは影として暗く撮像される。混濁部位Ｃを水晶体の位置を特定するための特徴点（特徴部位）として用いることができる。水晶体の混濁部位Ｃは、水晶体内に雲状で点在或いは一面に存在するが、徹照像Ａをニ値化等により画像処理し、混濁部位Ｃの特徴点を抽出することにより、水晶体の位置の特定情報として利用できる。

　測定開始のトリガ信号により、図３Ａ～図３Ｃのように、被検者眼の正面方向に位置する固視標３２ａから上方向の固視灯３４に点灯が切り換えられる。再び、所定時間後（例えば、１秒後）、クリック音と共に、固視標３２ａの点灯に切り換えられる。制御部７０は、測定開始のトリガ信号により、撮像素子５２により撮像された徹照像Ａの画像を所定の時間間隔（例えば、撮像フレームレートの１／３０秒間隔）でメモリ７５に取り込む（記憶する）。徹照像Ａの画像の取り込み終了は、チン氏帯の脆弱度による水晶体の移動の遅れと、被検者の視線移動のタイムラグを考慮して、再び、固視標３２ａの切換え時点（図３Ｃ）から一定時間後（例えば、２秒後）とする。

　図４Ａは、測定開始の直後で、被検者眼の視線方向が固視標３２ａに向けられているとき（図３Ａの状態）の前眼部画像（徹照像）Ａ１の例である。なお、前眼部画像Ａ１に見られる混濁部位Ｃは、説明の簡便のため、ある混濁部位Ｃの１つを円として示されているが、実際には、図２のように、水晶体の複数個所に点在或いは部分的に広がって存在する。図４Ｂは、固視標３４の点灯に切り換えられ、被検者の眼球が上方向に回旋されたとき（図３Ｂの状態）の前眼部画像Ａ２である。図４Ｃは、再び、固視標の点灯が固視標３２ａに切り換えられ、被検者眼の視線が正面方向に戻されたとき（図３Ｃの状態）の前眼部画像Ａ３である。このとき、チン氏帯の脆弱な眼では、水晶体は眼球の回旋に直ぐに追従して元に戻らず、混濁部位Ｃは瞳孔の上側に残ったままである。そして、図４Ｄは、水晶体の移動が前眼部画像Ａ３の状態から図４Ａと同じ状態に戻ったときの前眼部画像Ａ４である。このように、前眼部画像Ａ1～Ａ４は、固視標３４と固視標３２aの切換えに連動して取得される。

　なお、固視標３２ａと固視灯３４との切換えによって被検者が眼を移動（回旋）しているか否かは、撮像素子５２により撮像された前眼部画像に基づいて検出することができる。例えば、被検者眼が固視標３２ａを見ているときの前眼部画像Ａ１に含まれる瞳孔位置（瞳孔中心）を検出し、固視灯３４に切換えられたときに、前眼部画像Ａ２のように、瞳孔位置（瞳孔中心）が上側に所定量以上移動していれば、被検者が固視灯３４に誘導されて眼を移動していることが検出される。再び、固視標３２ａに切換えられ、前眼部画像Ａ３のように瞳孔位置（瞳孔中心）が前眼部画像Ａ１と略同じ位置に復帰していれば、固視標３２ａに誘導されて眼を移動していることが検出される。眼の移動の検出結果を利用することにより、チン氏帯の脆弱度の判定に使用する前眼部画像を精度良く得ることができる。

　水晶体の移動速度は、図４の前眼部画像Ａ１～Ａ４のように撮像される少なくとも２つの各画像における共通の混濁部位Ｃの位置変化と、各画像が取得された時間と、に基づいて求められる。例えば、固視標３２ａに再び切り換えられ、被検者眼が上方向から正面方向に移動した後にメモリ７５に記憶された画像において、瞳孔中心Ｐｃを基準にした混濁部位Ｃの位置を求め、混濁部位Ｃの移動変化が無くなった画像Ａ４と、画像Ａ４の混濁部位Ｃに対して上下方向（眼球の回旋方向）で混濁部位Ｃの移動距離の変化が最も大きな画像Ａ３と、を抽出する。次に、画像Ａ３の瞳孔中心Ｐｃに対する混濁部位Ｃの距離Ｄ１と、画像Ａ４の瞳孔中心Ｐｃに対する混濁部位Ｃの距離Ｄ２と、によって移動距離ΔＤを求め、また、画像Ａ３及び画像Ａ４の取得時間間隔ΔＴを求める。そして、時間間隔ΔＴと混濁部位Ｃの移動距離ΔＤとが得られることにより、水晶体の移動速度Ｖが求められる。

　なお、瞳孔中心Ｐｃは瞳孔Ｐｕのエッジをニ値化処理等の周知の画像処理によって求めることができ、混濁部位Ｃの位置もニ値化処理等の周知の画像処理によって求めることができる。

　また、水晶体の移動速度Ｖは、上記のように眼球回旋を元に戻した直後と水晶体の移動がほぼ終わった時点での２つの画像から求めることが好ましいが、水晶体の移動途中に抽出された２つの画像があれば、両者の水晶体の位置変化と両者の画像の取得間隔に基づいて求めることができる。

　上記のように水晶体の移動速度Ｖが求められると、制御部７０によってチン氏帯の脆弱度が判定され、その判定結果がディスプレイ７に表示される。水晶体の移動速度Ｖは、チン氏帯が脆弱なほど遅くなる。チン氏帯の脆弱度は、例えば、健常者を基準にして、水晶体の移動速度が遅くなるに従ってレベル１、レベル２、レベル３、・・・というように段階的に判定される。チン氏帯の脆弱度の判定は、少なくとも、通常レベル及び白内障手術時に注意を要するレベルの２段階であっても良い。

　上記ではチン氏帯の脆弱度の判定に水晶体の移動速度Ｖを利用したが、簡易的には、被検者眼が移動した間に所定の時間間隔で取得した２枚の前眼部画像において、瞳孔の基準位置に対する水晶体の特徴点の移動距離を得ることにより、チン氏帯の脆弱度を判定することもできる。

　また、被検者眼の移動前後における少なくとも２枚の前眼部画像に含まれる水晶体の特徴点の位置変化が所定量内にあるか否かに基づいてチン氏帯の脆弱度を判定することもできる。例えば、被検者眼を移動させる前の図４Ａの前眼部画像Ａ１における特徴点である混濁部位Ｃの位置（瞳孔中心Ｐｃに対する位置）を基準位置とする。一旦、被検者眼が上方向に移動され、再び、被検者眼が元の位置へ移動した後の図４Ｃの前眼部画像Ａ３における共通の特徴点の位置（瞳孔中心Ｐｃに対する位置）を求める。このとき、チン氏帯が強い眼（白内障手術時に特段の注意を要しない眼）の場合の特徴点の位置と比較し、それよりも特徴点の瞳孔中心Ｐｃに対する位置が大きいときに（すなわち、水晶体の特徴点が基準位置に対して所定量内に入っていないときに）、チン氏帯が弱く、白内障手術時に注意を要するとレベルと判定する。なお、被検者眼の移動前の画像としては、図４Ｂの前眼部画像Ａ２のように、水晶体が眼の移動に十分に追従して移動したものを用いることでも良い。

　以上のようにして、チン氏帯の脆弱度を定量的、客観的に測定できる。従前のように、白内障手術時に医師が患者眼を切開した後に、手術器具によって水晶体に触れて、水晶体の移動状態を確認することによりチン氏帯の脆弱度を推定していた場合に比べ、本装置では定量的、且つ容易にチン氏帯の脆弱度を評価できる。また、非接触でチン氏帯の脆弱度を測定できるため、医師は、白内障手術等の実施以前から患者眼のチン氏帯の脆弱度を把握することができ、効率的な手術計画を立てることができる。例えば、チン氏帯の脆弱な患者の白内障手術では、水晶体を硝子体腔中に落下させる等の合併症を起こさないように、医師は水晶体核の切除を注意深く行うため、チン氏帯が強い場合に比べて手術時間が掛る。一日で複数の白内障手術を行う場合、術前に患者のチン氏帯の脆弱度を知ることで患者毎に手術時間を想定でき、手術の順番を適切に決定できる。

　本件発明は、上記の実施形態に限られず、種々の変容が可能である。例えば、以上の説明では、水晶体の位置を示す特徴点である混濁部位を、画像処理により制御部７０が特定する構成としたが、一連の前眼部画像の取得後に少なくとも２つの前眼部画像をディスプレイ等に表示し、検者が入力デバイス等で特徴点を特定することでも良い。検者による特徴点の特定としては、ＧＵＩ（Graphical User Interface）を利用して視覚的に定める構成が好ましい。

　また、チン氏帯脆弱度測定モードにおいて、撮影される前眼部画像には、少なくとも瞳孔部が含まれることが好ましいが、被検者眼Ｅの水晶体の移動を算出できればよい。例えば、瞳孔の一部（例えば、上部の一部）が欠けた前眼部画像であっても、制御部７０の画像処理にて瞳孔円を推定し、推定した瞳孔円から瞳孔中心を求めて、前述のような処理を行う構成とすることもできる。

　また、水晶体の移動速度を求める上では、２つの前眼部画像（徹照像）があれば良いが、３つ以上の前眼部画像を用いて画像間での移動速度を算出し、それらの複数の水晶体の移動速度を平均等して、被検者眼の水晶体の移動速度としてもよい。また、１度の測定でフレームメモリに蓄積された前眼部画像をサムネイルとして表示モニタに表示し、検者にて２つの前眼部画像を指定して水晶体の移動速度を算出してもよい。この場合、所定のフレームレートで連続的に前眼部画像が撮影されていれば、任意の２つの前眼部画像間の時間差は一義的に定められる。

　また、瞳孔に対する水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出する上では、水晶体を背後から照明して得られる徹照像を利用することが好ましいが、白内障による水晶体の混濁度が激しい眼においては、可視光源により被検者眼の前方から水晶体を照明する前眼部照明光学系を設け、この照明光学系によって照明され、撮像光学系５０により撮像された水晶体を含む前眼部画像を利用してもよい。

　また、瞳孔に対する水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出するにあたり、被検者の前眼部画像の取得は正面から撮像した画像の他、水晶体を含む被検者眼の前眼部を光切断して得られる断面像を利用することもできる。図５は、被検者眼の前眼部の断面像を得る場合の光学系の構成例である。

　図５において、光学系は、水晶体を含む被検者眼をスリット光により光切断する照明光学系１００と、光切断された水晶体断面を斜め方向から撮像する撮像光学系１１０と、被検者眼の前眼部を撮像する観察光学系１２０と、被検者眼に固視標を呈示する固視標光学系１３０と、を備える。

　照明光学系１００は、光軸Ｌ１０上に配置された白色の可視光を発する光源１０１と、コンデンサレンズ１０３と、スリット開口絞り１０４と、投光レンズ１０５とを備える。また、光軸Ｌ１０上にはダイクロイックミラー１０６が配置されている。光源１０１を発した光束はコンデンサレンズ１０３によって集光してスリット開口絞り１０４を照明する。スリット開口絞り１０４により細いスリット状に制限された光束は、投光レンズ１０５により被検者眼Ｅに投光され、水晶体を含む被検者眼Ｅの前眼部は可視域の白色光により光切断された形で照明される。

　撮像光学系１１０の光軸Ｌ１１上には、撮影レンズ１１１、像の歪みを補正するためのアナモフィックレンズ１１２、撮像素子１１３が配置されている。光軸Ｌ１１は、照明光学系１００の光軸Ｌ１０に対して４５度の傾き角度を持って配置されている。撮影レンズ１１１はシャインプルークの原理を満たすように光軸Ｌ１１に対して傾いて配置されている。すなわち、スリット照明光による前眼部の光断面の延長と撮像素子１１３の撮像面１１３ａの延長との交線が、撮影レンズ１１１の主平面の延長線で交わるように配置されている。この光学配置により、撮像素子１１３により撮像される断面像は、略全体で合焦する焦点深度を持つようにすることができる。なお、照明光学系１００及び撮像光学系１１０は、図示を略す回転機構により、光軸Ｌ１０を中心に一体的に回転され、任意の角度の断面像が得られる。

　観察光学系１２０は、撮像レンズ１２２及び撮像素子１２３を備え、撮像素子１２３により撮像された正面方向からの前眼部画像は図示を略すディスプレイに表示される。固視標光学系１３０は、観察光学系１２０の光軸上に配置されたビームスプリッタ１２１で分割される光軸上の投光レンズ１３２と点光源１３１ａを備え、また、投光レンズ１３２の光軸外に配置された点光源１３１ｂを備える。点光源１３１ａは、図３Ａ～図３Ｃの固視標３２ａに相当し、点光源１３１ｂは固視灯３４に相当する関係に配置されている。

　以上のような光学系において、撮像素子１１３により撮像された被検者眼像の断面像は、制御部１７０に入力され、ディスプレイ１７７に表示される。また、被検者眼像の断面像はメモリ１７５に記憶（取得）される。図６は、撮像素子１１３により撮像される被検者眼の断面像の例であり、瞳孔内で光切断される水晶体ＬＥの前面から後面までの断面像が撮像される。白内障がある程度進んでいる被検者眼の場合、図６の水晶体ＬＥ内に点線で示されるように、水晶体核の層が輝度分布の違いとして観察される。あるいは、混濁部位が周辺に対して輝度分布の違いとして観察される。

　チン氏帯脆弱度測定モードにおいて、被検者眼と光学系とが所定の位置関係にアライメントされた後、測定開始スイッチの信号が入力されると、図３Ａ～図３Ｃと同様に、瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与するために、固視標光学系１３０の点光源１３１ａ及び１３１ｂの点灯が切り換えられる。これにより、被検者眼が上方向と正面方向に眼球が回旋される。撮像素子１１３により撮像された断面像は、所定の時間間隔でメモリ１７５に記憶される。そして、上方向から正面方向に被検者眼が回旋した後の断面像から水晶体の移動情報が制御部１７０により求められる。好ましくは、少なくとも２つの断面像を処理して得られた水晶体の特徴点の位置情報と、２つの断面像が取得された時間間隔と、に基づいて水晶体の移動速度が制御部１７０により求められる。水晶体の位置は、水晶体核の輝度分布が画像処理されることにより、例えば、水晶体の中心層が各画像間における共通の特徴点として特定される。または、各画像間における共通の混濁部位が特徴点として特定される。水晶体の位置は、瞳孔Ｐｕの中心に対する位置として検出することができ、各画像間における水晶体の共通の特徴点が特定され、各画像間における水晶体の位置情報が得られれば、撮像された各画像の取得時間によって水晶体の移動速度Ｖが求められ、求めた移動速度Ｖに基づいて前述のようにチン氏帯の脆弱度が、レベル１～レベル４のように段階的に判定される。

　また、簡易的には、瞳孔に対する水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態として、水晶体の特徴点の位置が所定量内にあるか否かを検出し、その検出結果に基づいてチン氏帯の脆弱度が判定される。図７は、被検者眼が上方向から正面方向に回旋移動した直後の断面像の例である。図６における水晶体の中心層ＬＯａは、瞳孔Ｐｕの中心Ｐｕｃとほぼ同じ位置にある。これに対して、図７における中心層ＬＯａは、瞳孔Ｐｕの中心Ｐｕｃからずれた位置にある。この変動量に基づいてチン氏帯の脆弱度が判定される。

　また、水晶体の断面像の場合、各画像間における水晶体の共通の特徴点として、水晶体の前面カーブの中心Ｌｔを利用でき、前面カーブの中心Ｌｔと瞳孔Ｐｕの中心Ｐｕｃとを画像処理して得ることにより、２つの画像における水晶体の移動距離を得ることができる。これにより、水晶体の移動速度を求めるか、又は、水晶体の移動位置が所定量内にあるか否かを求め、チン氏帯の脆弱度を判定することができる。

　以上説明した実施形態に代えて、光干渉断層計（Optical Coherence Tomography：ＯＣＴ）用いて得られた前眼部の断層像を利用してチン氏帯の脆弱度を測定する構成としてもよい。例えば、前眼部の断層像から、画像処理にて水晶体の特徴部位を抽出し、水晶体全体の移動速度を算出する構成としてもよい。光干渉断層計としては、例えば、低コヒーレント長の光束を出射する光源から発せられた測定光を被検者眼に向けて照射する照射光学系と，光源から発せられた光を分光することによって生成される参照光と被検者眼に照射された測定光の反射光との合成により得られる干渉光を受光素子に受光する干渉光学系と、を備え、受光素子の受光結果に基づいて被検者眼の断層像を得る構成が挙げられる。その光干渉断層計の例としては、特開２００７－３７９８４号公報、特開２００６－１１６０２８号公報に記載された技術が利用できる。ここで、光干渉断層計は、測定光を走査して断層像を得、干渉光を周波数成分に分けて受光する構成を備えることが好ましい。このような光干渉断層計が備える干渉光学系では、ラインセンサ等の受光素子にて取得した信号から断層像が得られるが、本明細書では、このような受光素子も撮像素子に含められる。光干渉断層計が備える干渉光学系は、撮像光学系に含められる。

　以上の説明した実施形態においては、被検者眼の瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与する刺激付与ユニットとして固視標呈示光学系を利用し、固視標の切り換えによって被検者眼の視線を誘導して、眼球を一定角度回旋することが好ましいが、被検者眼は瞬きをすることによっても生理的に眼球が回旋するため、瞬きをした後の画像を得ることでも良い。この場合、制御部７０は、撮像画像を画像処理することにより、開眼状態を自動的に検出することができる。制御部７０は、開眼の検出信号に基づいて被検者が眼を移動したときの前眼部画像を得、前眼部画像を基にチン氏帯の脆弱度を判定する。

　また、アライメント完了状態での前眼部画像を基準画像として取得し、制御部７０が所定のフレームレートで取得するリアルタイムな前眼部画像と基準画像とを比較し、瞼が瞳孔部等に重なった状態かどうかを判定し、瞼が上がって瞳孔部等が撮影可能となった信号をトリガとして測定を開始する。これにより、瞬きと瞬きの間で測定を行うことができる。

　また、被検者眼の移動（眼球回旋）は、上方向に限らず、下方向、左右方向等、所定の方向であれば、水晶体の移動を誘導することができる。さらにまた、被検者眼（水晶体）の移動は、被検者の意識的な瞬きや頭部への衝撃等で引き起こしてもよく、固視標による誘導に限るものではない。例えば、刺激付与ユニットとして、顔支持ユニット２を上下に移動させる駆動ユニットを設け、強制的に眼を移動させても良い。被検者眼が移動したことは、顔支持ユニット２を移動させる駆動ユニットの信号により得られる。

　また、チン氏帯の脆弱度の判定には、眼の移動に伴う２枚の前眼部画像を利用することが好ましいが、簡易的には１枚の前眼部画像から水晶体の位置変化を得ることもできる。例えば、被検者眼の移動前では水晶体の前面カーブの中心Ｌｔは、図６のように、一般的に瞳孔Ｐｕの中心Ｐｕｃと略同じ位置にある。被検者が眼を移動したときには、図７のような１枚の前眼部画像から、瞳孔Ｐｕの中心Ｐｕｃに対する水晶体の前面カーブの中心Ｌｔの位置変化ΔＬｔを検出できる。この位置変化ΔＬｔが、所定量内にあるか否かに基づいて、チン氏帯の脆弱度を判定することができる。または、位置変化ΔＬｔの大きさの程度に応じて、チン氏帯の脆弱度のレベルを段階的に判定できる。

　またさらに、１枚の前眼部画像を利用した判定方法は、断面画像に限らず、図３Ａ～図３Ｃのような徹照像又は正面画像においても可能である。例えば、図３Ａにように、眼の移動前において、瞳孔中心Ｐｃに対する混濁部位Ｃの位置関係が既知として事前に得られている場合には、眼の移動後の画像Ａ３（図３Ｃ）が取得されることにより、瞳孔中心Ｐｃに対する混濁部位Ｃの位置変化を基にチン氏帯の脆弱度を判定できる。

　以上のように、本件発明は実施形態に限られず、種々の変容が可能であり、技術思想を同一にする範囲において、本件発明に含まれるものである。

１０　眼屈折力測定光学系
１０ａ　投光光学系
１０ｂ　受光光学系
３０　固視標呈示光学系
３２　視標板
３２ａ　固視標
３４　固視灯
４４　前眼部照明光源
５０　観察光学系
５２　撮像素子
７０，１７０　制御部
１００　照明光学系
１１０　撮像光学系
１１３　撮像素子
１２０　観察光学系
１３０　固視標光学系
１３１ａ，１３１ｂ　点光源
ＬＥ　水晶体
Ｐｃ　瞳孔中心
Ｐｕ　瞳孔

Claims

　被検者眼のチン氏帯の脆弱度を測定する眼科装置であって、
　水晶体を含む被検者眼を照明する照明ユニットと、
　撮像素子を持ち、照明ユニットにより照明された前眼部画像を撮影する撮影ユニットと、
　撮影ユニットにより取得され、被検者眼の瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与した後の前眼部画像を処理して、水晶体の特徴点の位置情報を得て、瞳孔に対する水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出し、検出された動作状態に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定する判定ユニットと、
を備えることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　判定ユニットは、少なくとも２枚の前眼部画像を画像処理し、各画像における瞳孔に対する水晶体の特徴点の位置情報と、各画像が取得された時間間隔と、に基づいて水晶体が刺激前の状態へ復帰するときの移動速度を求め、求めた移動速度に基づいてチン氏帯の脆弱度を判定することを特徴とする眼科装置。
　請求項２の眼科装置において、
　判定ユニットは、刺激の付与による眼の移動前と移動後、眼の移動途中、眼の移動前と移動途中、眼の移動途中と移動後、の何れかにおける少なくとも２枚の前眼部画像を得ることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　判定ユニットは、瞳孔の所定の基準位置に対する水晶体の特徴点の位置が所定量内にあるか否かに基づいて水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出し、チン氏帯の脆弱度を判定することを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　判定ユニットは、前眼部画像を処理して水晶体の混濁部位を特徴点として得ることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　判定ユニットは、撮影ユニットにより取得され、刺激の付与前と刺激の付与後の少なくとも２枚の前眼部画像を画像処理し、各画像における水晶体の所定の特徴点を抽出し、各画像における特徴点の位置変化が所定量内にあるか否かに基づいてチン氏帯の脆弱度を判定することを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置は、
　撮影ユニットにより得られた前眼部画像を記憶するメモリであって、刺激の付与による被検者眼の移動前と移動後、被検者眼の移動途中、被検者眼の移動前と移動途中、又は被検者眼の移動途中と移動後における少なくとも２枚の前眼部画像を記憶するメモリを有し、
　判定ユニットは、記憶された前眼部画像を画像処理して水晶体の特徴点の位置情報を得、瞳孔に対して水晶体が刺激前の状態へ復帰する動作状態を検出することを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置は、
　瞳孔に対する水晶体の移動を導く刺激を付与する刺激付与ユニットを備えることを特徴とする眼科装置。
　請求項８の眼科装置において、
　刺激付与ユニットは、被検者眼の視線を誘導する固視標を持つ固視標呈示ユニットであって、第１方向と、第１方向とは異なる第２方向と、に固視標を切換え可能な固視標呈示ユニットを備えることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置は、
　撮影ユニットにより得られた前眼部画像に基づいて被検者眼が瞬きをした後の開眼を検出する開眼検出ユニットと、
　開眼検出ユニットの検出信号に基づいて刺激の付与後の前眼部画像を得る画像取得ユニットと、
を備えることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　撮影ユニットは、被検者眼の正面方向から眼を撮影する光軸を持ち、照明ユニットの照明光により水晶体が背後から照明された徹照像又は照明ユニットの照明光により被検者眼の前方から水晶体が照明された前眼部画像を、前眼部画像として得ることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　照明ユニットは、照明光源と、スリット開口と、を持ち、被検者眼の水晶体にスリット光を投光し、
　撮影ユニットは、被検者眼の斜め方向から眼を撮影する光軸を持ち、スリット光により光切断された水晶体の断面像を得ることを特徴とする眼科装置。
　請求項１の眼科装置において、
　撮影ユニットは、光干渉断層計を含み、水晶体を含む前眼部の断層像を得ることを特徴とする眼科装置。