特開 2018-149061 視野検査システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2018-149061(P2018-149061A)

(43)【公開日】2018年9月27日

(54)【発明の名称】視野検査システム

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/024 20060101AFI20180831BHJP

【ＦＩ】

   A61B3/02 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2017-47213(P2017-47213)

(22)【出願日】2017年3月13日

(71)【出願人】

【識別番号】399030060

【氏名又は名称】学校法人 関西大学

(71)【出願人】

【識別番号】513195112

【氏名又は名称】株式会社昭和

(74)【代理人】

【識別番号】100066980

【弁理士】

【氏名又は名称】森 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100108914

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 壯兵衞

(74)【代理人】

【識別番号】100103850

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀▲てつ▼

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(72)【発明者】

【氏名】小谷 賢太郎

(72)【発明者】

【氏名】黒木 保善

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA18

4C316AA21

4C316AB13

4C316FA01

4C316FA04

4C316FB11

4C316FB12

4C316FC04

4C316FY08

4C316FZ03

(57)【要約】      （修正有）

【課題】視野障害（視野狭窄、視野欠損など）のある緑内障患者の早期な検査を実施できるスクリーニング検査に適した簡便な検査装置を提供する。
【解決手段】視野検査システムは、被検者のＥＯＧ電位により該被検者の視線変化を検出する視線変化検出装置１０と、固視点と該固視点から所定間隔離れた視標とを表示領域に提示する提示装置１３と、該提示装置が前記固視点と前記視標とを前記表示領域の所定位置に提示させるように制御する制御装置２０と、を備え、前記提示装置と前記視線変化検知装置とは一体的に被検者の頭部に固定されるヘッドマウント型表示装置１００を構成し、前記被検者の視線が前記固視点から前記視標へ移動した際に発生する前記ＥＯＧ電位を信号処理することで得られた出力信号に基づき、前記被験者の視線変化を検出し、前記出力信号の波形は瞬間的電位波形であることを特徴とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被検者のＥＯＧ電位により該被検者の視線変化を検出する視線変化検出装置と、固視点と該固視点から所定間隔離れた視標とを表示領域に提示する提示装置と、該提示装置が前記固視点と前記視標とを前記表示領域の所定位置に提示させるように制御する制御装置と、を備え、
前記提示装置と前記視線変化検知装置とは一体的に被検者の頭部に固定されるヘッドマウント型表示装置を構成し、
前記被検者の視線が前記固視点から前記視標へ移動した際に発生する前記ＥＯＧ電位を信号処理することで得られた出力信号に基づき、前記被験者の視線変化を検出し、
前記出力信号の波形は瞬間的電位波形であることを特徴とする視野検査システム。

【請求項2】

請求項１記載の視野検査システムであって、前記制御装置は、固視点が提示されている表示領域に、新たな視標を提示した後、前記固視点を消滅させ、前記新たな視標を新たな固視点とし、更に別の新たな視標を提示することを、複数回繰り返し前記提示装置を制御することを特徴とする視野検査システム。

【請求項3】

請求項１又は請求項２記載の視野検査システムであって、前記視線変化検出装置は、被検者毎に測定前に予め測定した出力信号が反応するまでの反応時間を閾値時間とするとともに、出力信号の大きさを閾値電圧とし、それら閾値時間と閾値電圧とにより視線が変化したか否かを判定することを特徴とする視野検査システム。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の視野検査システムであって、前記ＥＯＧ電位の電極は、ゴーグル状のフェイスマスクに装着された電極であり、フェイスマスクを被検者の顔に押圧して使用することを特徴とする視野検査システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願発明は、視野障害を見つける視野計に係る発明で、特に測定する場所の影響を受け難く、多くの場所で測定できるポータブルタイプの視野検査システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

緑内障は４０歳以上の５％を占める疾患であるが、自覚症状を伴わないため進行した状態で発見される場合が多く、侵襲性が高い手術や失明を回避するには早期発見の仕組みが必要である。ところが、日本緑内障学会の疫学調査（多治見スタディ）では、緑内障患者の８０％が未受診（未検査）であった。このように視野障害（視野狭窄、視野欠損など）が進行した状態で発見される理由に早期な検査（制度）が十分に実施されておらず（又は機能しておらず）、スクリーニング検査に適した簡便な検査装置が存在しないことが挙げられる。

【0003】

現在、視野障害を見つける装置として視野計が利用されている。例えば、特許文献１には、測定する視野ドーム内に視標を複数回呈示し、呈示された視標の視認を被検者の応答に基づいて視野検査を行う視野計が開示されている。
また、特許文献２には、被検者の両眼に画像表示ディスプレイから呈示された視標に対して、被検者の応答に基づいて視野検査が実施されている。
更に、特許文献３、特許文献４には、眼電位（ＥＯＧ電位）を被検者の視線検知に用いることが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００８−４３４８１号公報

【特許文献2】特開平０８−１４０９３３号公報

【特許文献3】特開２０１１−１２０８８７号公報

【特許文献4】特開２０１１−１２５６９２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した特許文献１に開示された発明は、視野ドームを要し、所謂、据置型の視野計である。その為、当該視野計を用いた視野検査は、暗室、又は半暗室の中での検査となり、ある程度の空間スペースが必要だった。また、据置型の視野計は、被検者の頸部があご台で拘束される。このため、据置型の視野計を用いた検査は、高齢者や首、腰に不安のある被検者にとって、苦痛を伴う検査となっていた。
特許文献２に開示された発明は、据置型ではなく、視野ドームを排してヘッドマウントディスプレイを用いることで暗室又は半暗室を不要としているので、据置型固有の課題は解消された。しかし、特許文献２に記載された発明による視線検知には、複雑な光学系システムとカメラによるセンサとを用いる為、ヘッドマウントディスプレイが重くなる欠点があった。
特許文献３、特許文献４には、眼電位で視線検知することが記載されているが、眼電位に固有な種々の要因による電圧の揺らぎ（ドリフト）が動的に混入して視線位置データを変動させてしまうことに対する処理部を有することで、複雑なシステムとなっている。
本願発明は、このような課題を解決する為に、据置型でなく、かつ軽量なポータブルタイプ型の視野検査システムを提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

出願人は、被検者の頭部に固定されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）と、ＥＯＧ電位を出力する視線変化検出装置とを一体構成とすることで、従来の据置型の視野計に比してコンパクトで軽量な視野計を提供出来た。
また、ＥＯＧ電位を測るＥＯＧ電極はゴーグル状のフェイスマスクに装着されて、被検者の測定部に押圧されているので安定したＥＯＧ電位が確保できる視野計を提供出来た。
また、ＥＯＧ電位を信号処理することで得られる瞬間的電位変動（スパイク信号）を出力信号として視線変化を検出した。その為、スパイク信号は経時的な視線位置データを有さないのでドリフト対策を不要とすることが出来た。

【0007】

更に、出願人は、固視点を新たに提示される視標へ切り替えることを繰り返しつつ、ＥＯＧ電位のスパイク信号を用いることで、直接的に視線の位置を検知するのでなく、視線の変化（移動）を検知でき、提示された視標を視認したと認定できることを見出し、最終的に一連の提示視標位置の情報とを空間的に統合することで視野検知が可能となった。
つまり、請求項１に係る視野検査システムは、被検者のＥＯＧ電位により該被検者の視線変化を検出する視線変化検出装置と、固視点と該固視点から所定間隔離れた視標とを表示領域に提示する提示装置と、該提示装置が前記固視点と前記視標とを前記表示領域の所定位置に提示させるように制御する制御装置と、を備え、前記提示装置と前記視線変化検知装置とは一体的に被検者の頭部に固定されるヘッドマウント型表示装置を構成し、前記被検者の視線が前記固視点から前記視標へ移動した際に発生する前記ＥＯＧ電位を信号処理することで得られた出力信号に基づき、前記被験者の視線変化を検出し、前記出力信号の波形は瞬間的電位波形であることを特徴とする。

【0008】

請求項２に係る視野検査システムは、前記制御装置は、固視点が提示されている表示領域に、新たな視標を提示した後、前記固視点を消滅させ、前記新たな視標を新たな固視点とし、更に別の新たな視標を提示することを、複数回繰り返し前記提示装置を制御することを特徴とする。
請求項３に係る視野検査システムは、前記視線変化検出装置は、被検者毎に測定前に予め測定した出力信号が反応するまでの反応時間を閾値時間とするとともに、出力信号の大きさを閾値電圧とし、それら閾値時間と閾値電圧とにより視線が変化したか否かを判定することを特徴とする。
請求項４に係る視野検査システムは、前記ＥＯＧ電位の電極は、ゴーグル状のフェイスマスクに装着された電極であり、フェイスマスクを被検者の顔に押圧して使用されることを特徴とする視野検査システムである。

【発明の効果】

【0009】

本願発明に係る視野検査システムによれば、被検者に視標を提示する提示装置がヘッドマウント型表示装置（ＨＭＤ）で構成されているので、据置型の視野計に伴う暗室、半暗室が不要となり、かつポータブルタイプとなった。
また、視標の視認は、ＥＯＧ電位の変化により判定するので、従来のカメラ等を搭載した複雑な光学系システムに比べて、軽量なシステムが可能となった。更に、ＥＯＧ電位の出力波形は、瞬間的電位変動波形（スパイク波形）なので、ＥＯＧ電位の経時変化によるドリフト混入の問題が解消された。

【0010】

また、視標の提示方法は、最初の固視点から新たな視標を提示後、その視標が視認された後（ＥＯＧ電位のスパイク波形を反応時間内に検知した後）、最初の固視点が消滅し、新たな視標が新たな固視点となり、次に別の視標が提示され、その視標が視認された後（ＥＯＧ電位のスパイク波形を反応時間内に検知した後）、前記新たな固視点が消滅する。そして、前記別の視標が新たな固視点となり、これを必要な箇所だけ繰り返す。結果として、視認された箇所（視標提示点）と、視認されなかった箇所とを視野全体で描画することで視野マッピングが出来る。このような方法により、被検者は従来の１点による固視点を凝視することが不要となり、測定中での疲労が軽減できる。また、被検者によるＥＯＧ電位のスパイク波形の反応時間以内での検知により、視認検知が自動的にできるので、被検者が自ら反応ボタン等を押したりして反応する必要もなくなった。その為、視能訓練士による固視点監視作業も必要なくなった。
また、ＥＯＧ電極は、ゴーグル状のフェイスマスクに装着された電極であり、フェイスマスクを被検者の顔に押圧することで、ＥＯＧ電極が固定される効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本願発明の視野検査システムの概略図である。

【図2】ＥＯＧ電位の出力信号（スパイク波形）の概念図である。

【図3】被検者にＥＯＧ電極を貼り付けた様子を示す図である。

【図4】ＥＯＧ電極の上にゴーグル状のフェイスマスクを押し当てている様子を示す図である。

【図5】キャリブレーションにおける視標提示の例を示す図である。

【図6】提示装置のディスプレイに表示される最初の固視点の例を示す図である。

【図7】提示装置のディスプレイに表示される最初の固視点の後、視標が提示され、固視点が消滅した例を示す図である。

【図8】瞬き検出を説明する為の図である。

【図9】本願発明の視野検査システムによる視野マッピングで盲点が検出されていることを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本願発明の視野検査システムの構成を、図１の概略図に基づいて、説明する。
視線変化検出装置１０は、ＥＯＧ電極１１を有し、ＥＯＧ電極１１はフェイスマスク１１ａと一体構成されていても良く、又は、別々に構成されていても良い。更に、視線変化検出装置１０は、信号処理部１２を有し、信号処理部１２は、図示しないアンプ部（増幅器）、フィルタ部、Ｉ／Ｏ部等を含み、ＥＯＧ電極１１が出力したＥＯＧ電位を信号処理することで、図２に示すような出力信号を出力する。

【0013】

つまり、ＥＯＧ電極１１による信号がＥＯＧ電位で、信号処理部１２からの信号が出力信号（出力電位）である。また、出力信号は、瞬間的電位波形（スパイク波形）とも表す。出力信号は、ＥＯＧ電位を増幅し、さらにハイパスフィルタを含むフィルタ処理を経て得られるものである。
そして、提示装置１３は視線変化検出装置１０と一体構成されて全体として一つのＨＭＤ１００となっている。

【0014】

ＨＭＤ１００から上述の出力信号を出力する信号ライン１４は、制御装置２０に接続されている。制御装置２０は、ＣＰＵ部２１、メモリ部２２、入出力部２３を有する。メモリ部２２には、提示装置１３へ視標を提示するため演算処理を実行するための制御プログラムが記憶されていると共に、視線変化検出装置１０から供給されたＥＯＧ電位を逐次保存する。
また、ＣＰＵ部２１は、メモリ部２２に記憶された視線変化検出用プログラムに応じた演算処理を実施することで、出力信号の波形が、被験者の視線変化を表す波形であるか否かを判定する判定部を有する。
なお、制御装置２０は、汎用的なパーソナルコンピュータで構成しても良い。

【0015】

以下に本願発明を具体的に被検者に実施した内容を詳しく述べる。
１）セッティング
まず、被検者の顔に、例えば図３の通り、複数のＥＯＧ電極１１を貼り付ける。その後、顔面にゴーグル状のフェイスマスク１１ａを図４に示す様にＥＯＧ電極１１を押し当てて固定させる。ＥＯＧ電極１１等を含む視線変化検出装置１０と、提示装置１３とが一体構成されたＨＭＤ１００が被検者の頭に取り付けられる。
ＥＯＧ電極１１が正常に装着されているか否か確認する。尚、ＥＯＧ電極１１の個数及びそれらを貼り付ける部位は、図３に示す例に限定されない。

【0016】

２）キャリブレーション
キャリブレーションとは、各被検者毎に提示された視標に対するＥＯＧ電極からの出力信号の反応時間（潜時時間）と、出力信号の大きさを予め測定することである。
例えば、図５の様に中心Ｏを基準として上下左右それぞれに１０°の位置に４点視標を４秒間隔で提示した。そして、図２に示す様に、ベース電位Ｐｏに３σ（標準偏差）を加えた電位を閾値電位とし、それ以上の電位を出力信号とした。
また、反応時間は、視標提示の瞬間から出力信号波形のピーク値までの時間で、４点視標提示時の各反応時間の平均値を閾値時間として求める。
反応時間、出力信号の大きさは、被検者毎に異なるので実際の被検者に応じて、予め測定することで正確な測定が可能となる。例えば、同じ年齢、同じ性別でも反応時間、出力信号の大きさは、被検者のその時の状態で大きく変化するので、検査の際に毎回測定して、求めることが重要となる。

【0017】

３）測定
被検者は、まず図６に示す様にＨＭＤのディスプレイ上の固視点を凝視している。次に、その固視点から所定間隔離れた位置に視標が現れる。被検者がその視標を視認できれば、その視標に視線が移動する。すると、固視点は消滅し、視標が新たな固視点となる。同様な視標提示を、ディスプレイ上の各点で例えば５８回繰り返す。
視認は、前記キャリブレーションにて求めた反応時間と出力信号に基づいて判断される。つまり、前記キャリブレーションで求めた反応時間前後に設定された閾値時間の範囲で、閾値電圧より大きい出力電位を検知した場合に視認と判定される。逆に反応時間前後に設定された閾値時間となる時間範囲を超える場合、又は閾値電圧より小さい出力電位のみが検知された場合は、視認されなかったと判定される。
本願発明の視線移動（変化）検知により視野欠損の有無が可能なことを以下に説明する。
図７に示す様に新たな視標が提示された視野範囲において、その視野範囲で視標が視認されれば、その視標が提示された部分は、被検者にとって正常な部分として把握し、夫々の視野範囲での視認結果を重畳することで全体の視野領域がカバーされた検査結果が得られる。
つまり、視標の出現位置情報と、視標出現時の視線移動（変化）発生の有無を基に視野を描画する。
本願発明は、測定中に被検者が固視点及び与えられた視標に対して、視線が逸れているか否かは、出力電位の変化のみで、特にハード的な構成を不要とし、容易にチェックできる。ハード的な構成が不要な為、システムとして軽量化が図れる。

【0018】

４）瞬き（瞬目）検知
出力信号と類似している信号として、瞬きが測定中に出現する。この瞬きと、出力信号とを次の様に峻別する。つまり、瞬きによる波形は、垂直方向の出力信号波形とは異なる特性を示すので、得られた波形が瞬きによるものなのか否かを判定することが出来る。図８に出力信号波形のモデル図及び瞬き検出のための二つの基準を示す。以下に瞬き検出の手順を示す。
ａ)垂直成分の出力信号波形に対しプラス側、マイナス側にそれぞれ閾値を以下の様に定める（第一の基準）。
マイナス側閾値θ=平均μ−標準偏差σ×1
プラス側閾値θ=平均μ＋標準偏差σ×１
ｂ)出力信号波形と閾値との交点を検出する。
ｃ)時系列順に、プラス側の閾値との交点の次の交点がマイナス側の閾値との交点である箇所を検出する。
ｄ)そのプラス側の交点とマイナス側の交点の反転時間が，経験則より100ms以下となる波形を瞬き波形とする（第二の基準）。
この様にして、瞬き波形と、図２の出力信号とを峻別することができる。この処理は、制御装置の中のＣＰＵの判定部にて処理される。

【0019】

５）結果解析
図９は、測定で得られた結果を視野マッピングとして出力した。図９に健常者の生理的盲点であるマリオット盲点が適切に描かれており、結果が正しかったことが分かる。
つまり、本願発明の測定方法により、マリオット盲点と同様に、視野異常を有する患者の視野欠損も検知されることが十分予測される。

【符号の説明】

【0020】

１０ 視線変化検出装置
１１ ＥＯＧ電極
１１ａ フェイスマスク
１２ 信号処理部１２
１３ 提示装置
１４ 信号ライン
２０ 制御装置
２１ ＣＰＵ部
２２ メモリ部
２３ 入出力部
１００ ＨＭＤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】