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(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】P2023107230
(43)【公開日】2023-08-02
(54)【発明の名称】カラーイメージングを含む視覚スクリーニング装置
(51)【国際特許分類】
A61B 3/10 20060101AFI20230726BHJP
【ＦＩ】
A61B3/10
【審査請求】有
【請求項の数】20
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023006890
(22)【出願日】2023-01-19
(31)【優先権主張番号】63/301,667
(32)【優先日】2022-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ
２．ＺＩＧＢＥＥ
(71)【出願人】
【識別番号】598106809
【氏名又は名称】ウェルチ・アリン・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000176
【氏名又は名称】弁理士法人一色国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ヴィヴィアン ルーミス ハンター
(72)【発明者】
【氏名】デビッド エル． ケルナー
(72)【発明者】
【氏名】ジェイムズ ブレンダン カッポン
(72)【発明者】
【氏名】ジョン エー． レーン
【テーマコード（参考）】
4C316
【Ｆターム（参考）】
4C316AA03
4C316AA08
4C316AA09
4C316AA13
4C316AA19
4C316AB06
4C316FB11
4C316FB12
4C316FB24
4C316FY02
4C316FY10
4C316FZ01
(57)【要約】 （修正有）
【課題】患者に視覚スクリーニング検査を実施して患者の眼における疾患および／または異常の有無を決定するための視覚スクリーニング装置を提供する。
【解決手段】視覚スクリーニング装置は、視覚スクリーニング検査の動作を実行するように構成された、付随する方法およびシステムを含むものであってもよい。装置には、近赤外（ＮＩＲ）線を発生させるように構成された放射線源と、患者の眼で反射した放射線を表すグレースケール画像を取り込むように構成されたセンサーと、白色光源と、患者の眼のカラー画像を取り込むように構成されたカメラと、が含まれていてもよい。また、装置は、グレースケール画像および／またはカラー画像に基づいて、合成画像を生成し、眼に関連する値と期待値との間の差異を判断し、この差異に基づいて、眼に関連した状態を示す出力を生成するように構成されていてもよい。
【選択図】図１
【解決手段】視覚スクリーニング装置は、視覚スクリーニング検査の動作を実行するように構成された、付随する方法およびシステムを含むものであってもよい。装置には、近赤外（ＮＩＲ）線を発生させるように構成された放射線源と、患者の眼で反射した放射線を表すグレースケール画像を取り込むように構成されたセンサーと、白色光源と、患者の眼のカラー画像を取り込むように構成されたカメラと、が含まれていてもよい。また、装置は、グレースケール画像および／またはカラー画像に基づいて、合成画像を生成し、眼に関連する値と期待値との間の差異を判断し、この差異に基づいて、眼に関連した状態を示す出力を生成するように構成されていてもよい。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１の波長の放射線を放射するように構成された放射線源と、
患者の眼で反射した放射線を取り込むように構成されたセンサーと、
白色光源と、
前記患者の前記眼のカラー画像を取り込むように構成されたカメラと、
前記放射線源、前記センサー、前記白色光源、および前記カメラに動作可能に接続されたプロセッサと、
メモリであって、
前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに対して、
前記放射線源に、第１の期間に前記第１の波長の放射線を放射させ、
前記センサーに、前記第１の期間に前記患者の前記眼で反射した前記放射線の一部を取り込ませ、
前記白色光源に、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記カメラに、前記第２の期間に前記患者の前記眼のカラー画像を取り込ませ、
前記放射線の前記取り込まれた一部を示すグレースケール画像と、前記カラー画像とに、少なくとも部分的に基づいて、前記眼の合成画像を生成させ、
前記合成画像に基づいて、前記眼に関連する値と期待値との間の差異を判断させ、
前記差異に少なくとも部分的に基づいて、前記眼に関連する状態を示す出力を生成させる、命令を、
格納している前記メモリと、を備え、
前記合成画像は、前記グレースケール画像を表す第１の複数の画素と、前記カラー画像を表す第２の複数の画素と、を含む、視覚スクリーニング装置。
患者の眼で反射した放射線を取り込むように構成されたセンサーと、
白色光源と、
前記患者の前記眼のカラー画像を取り込むように構成されたカメラと、
前記放射線源、前記センサー、前記白色光源、および前記カメラに動作可能に接続されたプロセッサと、
メモリであって、
前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに対して、
前記放射線源に、第１の期間に前記第１の波長の放射線を放射させ、
前記センサーに、前記第１の期間に前記患者の前記眼で反射した前記放射線の一部を取り込ませ、
前記白色光源に、前記第１の期間の後の第２の期間に、前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記カメラに、前記第２の期間に前記患者の前記眼のカラー画像を取り込ませ、
前記放射線の前記取り込まれた一部を示すグレースケール画像と、前記カラー画像とに、少なくとも部分的に基づいて、前記眼の合成画像を生成させ、
前記合成画像に基づいて、前記眼に関連する値と期待値との間の差異を判断させ、
前記差異に少なくとも部分的に基づいて、前記眼に関連する状態を示す出力を生成させる、命令を、
格納している前記メモリと、を備え、
前記合成画像は、前記グレースケール画像を表す第１の複数の画素と、前記カラー画像を表す第２の複数の画素と、を含む、視覚スクリーニング装置。
【請求項2】
前記第１の波長は、電磁スペクトルの近赤外線（ＮＩＲ）帯域にある、請求項１に記載の視覚スクリーニング装置。
【請求項3】
前記放射線源は、複数のＮＩＲ ＬＥＤが共通の軸を有するように配置されたＮＩＲ発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを含む、請求項２に記載の視覚スクリーニング装置。
【請求項4】
前記視覚スクリーニング装置の第１の側に配置され、前記出力を前記視覚スクリーニング装置のオペレーターに対して表示するように構成された表示ユニットをさらに含み、
前記放射線源、前記センサー、前記白色光源、および前記カメラは、前記視覚スクリーニング装置の、前記第１の側と対向する第２の側に、配置されている、請求項１に記載の視覚スクリーニング装置。
前記放射線源、前記センサー、前記白色光源、および前記カメラは、前記視覚スクリーニング装置の、前記第１の側と対向する第２の側に、配置されている、請求項１に記載の視覚スクリーニング装置。
【請求項5】
前記白色光源は、前記患者の前記眼に関連する光軸に対して、第１の角度と、前記第１の角度とは異なる第２の角度とから、前記患者の前記眼に光を当てるように構成された発光ダイオード（ＬＥＤ）のアレイを含む、請求項４に記載の視覚スクリーニング装置。
【請求項6】
前記命令は、前記プロセッサに対して、さらに、
前記第２の期間の第１の部分の間に、前記白色光源に、前記第１の角度から前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記第２の期間の前記第１の部分の間に、前記カメラに、前記患者の前記眼の第１のカラー画像を取り込ませ、
前記第２の期間の第２の部分の間に、前記白色光源に、前記第２の角度から前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記第２の期間の前記第２の部分の間に、前記カメラに、前記患者の前記眼の第２のカラー画像を取り込ませ、
前記第１のカラー画像および前記第２のカラー画像に基づいて、前記眼の一連のアニメーション画像を生成させ、
前記表示ユニット上に、前記一連のアニメーション画像を表示させる、請求項５に記載の視覚スクリーニング装置。
前記第２の期間の第１の部分の間に、前記白色光源に、前記第１の角度から前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記第２の期間の前記第１の部分の間に、前記カメラに、前記患者の前記眼の第１のカラー画像を取り込ませ、
前記第２の期間の第２の部分の間に、前記白色光源に、前記第２の角度から前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記第２の期間の前記第２の部分の間に、前記カメラに、前記患者の前記眼の第２のカラー画像を取り込ませ、
前記第１のカラー画像および前記第２のカラー画像に基づいて、前記眼の一連のアニメーション画像を生成させ、
前記表示ユニット上に、前記一連のアニメーション画像を表示させる、請求項５に記載の視覚スクリーニング装置。
【請求項7】
前記命令は、前記プロセッサに対して、さらに、
前記カメラに、前記患者の第１の視線方向に対応する前記患者の前記眼の第１のカラー画像を取り込ませ、
前記カメラに、前記患者の第２の視線方向に対応する前記患者の前記眼の第２のカラー画像を取り込ませ、
前記第１のカラー画像および前記第２のカラー画像に基づいて、前記眼の網膜の画像を生成させる、請求項５に記載の視覚スクリーニング装置。
前記カメラに、前記患者の第１の視線方向に対応する前記患者の前記眼の第１のカラー画像を取り込ませ、
前記カメラに、前記患者の第２の視線方向に対応する前記患者の前記眼の第２のカラー画像を取り込ませ、
前記第１のカラー画像および前記第２のカラー画像に基づいて、前記眼の網膜の画像を生成させる、請求項５に記載の視覚スクリーニング装置。
【請求項8】
第１の期間に患者の眼に光を当て、
前記第１の期間に前記眼のグレースケール画像を取り込み、
前記第１の期間とは別の第２の期間に、前記眼に光を当て、
前記第２の期間に前記眼のカラー画像を取り込み、
前記グレースケール画像および前記カラー画像に少なくとも部分的に基づいて、前記グレースケール画像から第１の複数の画素値を導出するとともに前記カラー画像から第２の複数の画素値を導出する前記眼の前記合成画像、を生成し、
前記カラー画像または前記合成画像のうちの少なくとも１つに基づいて、前記眼に関連する色値と期待色値との間の差異を判断し、
前記差異に少なくとも部分的に基づいて、前記患者に関連する出力を生成することを含む、方法。
前記第１の期間に前記眼のグレースケール画像を取り込み、
前記第１の期間とは別の第２の期間に、前記眼に光を当て、
前記第２の期間に前記眼のカラー画像を取り込み、
前記グレースケール画像および前記カラー画像に少なくとも部分的に基づいて、前記グレースケール画像から第１の複数の画素値を導出するとともに前記カラー画像から第２の複数の画素値を導出する前記眼の前記合成画像、を生成し、
前記カラー画像または前記合成画像のうちの少なくとも１つに基づいて、前記眼に関連する色値と期待色値との間の差異を判断し、
前記差異に少なくとも部分的に基づいて、前記患者に関連する出力を生成することを含む、方法。
【請求項9】
前記第１の期間に光を当てることは、電磁スペクトルの近赤外線（ＮＩＲ）帯域の放射線を前記眼に当てることを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
前記眼の瞳孔に対応する前記グレースケール画像の第１の領域を決定し、
前記眼の前記瞳孔に対応する前記カラー画像の第２の領域を決定することをさらに含み、
前記差異は、前記第１の領域または前記第２の領域に少なくとも部分的に基づいている、請求項８に記載の方法。
前記眼の前記瞳孔に対応する前記カラー画像の第２の領域を決定することをさらに含み、
前記差異は、前記第１の領域または前記第２の領域に少なくとも部分的に基づいている、請求項８に記載の方法。
【請求項11】
前記色値は第１の色値であり、
前記方法は、
前記患者に関連する患者データを取得し、
前記期待色値として、前記第２の色値を決定することをさらに含み、
前記患者データは、前記眼に関連する第２の色値を含む、請求項８に記載の方法。
前記方法は、
前記患者に関連する患者データを取得し、
前記期待色値として、前記第２の色値を決定することをさらに含み、
前記患者データは、前記眼に関連する第２の色値を含む、請求項８に記載の方法。
【請求項12】
前記眼は前記患者の第１の眼であり、前記期待色値は、前記患者の第２の眼に関連する第２の色値、または、人間の眼に関連する標準データから得られる第３の色値のうちの１つである、請求項８に記載の方法。
【請求項13】
前記グレースケール画像または前記カラー画像を、入力として、訓練された機械学習モデルに提供し、
前記訓練された機械学習モデルから、前記出力を受信することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
前記訓練された機械学習モデルから、前記出力を受信することをさらに含む、請求項８に記載の方法。
【請求項14】
前記差異が閾値以上であると判断することをさらに含み、
前記出力は、前記差異が前記閾値以上であるという判断に、少なくとも部分的に基づくものである、請求項８に記載の方法。
前記出力は、前記差異が前記閾値以上であるという判断に、少なくとも部分的に基づくものである、請求項８に記載の方法。
【請求項15】
前記合成画像の、前記差異が前記閾値以上である部分を判断し、
前記合成画像の前記部分を示すグラフィックを生成することをさらに含み、前記出力は、前記グラフィックを有する前記合成画像を含む、請求項１４に記載の方法。
前記合成画像の前記部分を示すグラフィックを生成することをさらに含み、前記出力は、前記グラフィックを有する前記合成画像を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項16】
グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を介して、前記グラフィックを有する前記合成画像を提供することをさらに含み、
前記ＧＵＩによって、ユーザは、前記グラフィックをオンまたはオフにすることができる、請求項１５に記載の方法。
前記ＧＵＩによって、ユーザは、前記グラフィックをオンまたはオフにすることができる、請求項１５に記載の方法。
【請求項17】
前記出力は、正常な眼のスクリーニング、必要な追加のスクリーニング、または、前記眼に関連する疾患のうちの、少なくとも１つを示す、請求項８に記載の方法。
【請求項18】
メモリと、
プロセッサと、
前記メモリに格納された、前記プロセッサによって実行可能な、コンピューターで実行可能な命令であって、
放射線源に、第１の期間に近赤外（ＮＩＲ）線を放射させ、
センサーに、前記第１の期間に患者の眼で反射した前記ＮＩＲ放射線の一部を取り込ませ、
白色光源に、前記第１の期間とは別の第２の期間に、前記眼に光を当てさせ、
カメラに、前記第２の期間に前記眼のカラー画像を取り込ませ、
前記カラー画像および前記ＮＩＲ放射線の前記一部に基づいて、前記眼に関連する値と期待値との間の差異を判断し、
前記差異が閾値以上であると判断し、
前記差異が前記閾値以上であると判断したことに少なくとも部分的に基づいて、前記眼の状態を示す出力を生成すること、を含む動作を実行する前記命令と、を備える、システム。
プロセッサと、
前記メモリに格納された、前記プロセッサによって実行可能な、コンピューターで実行可能な命令であって、
放射線源に、第１の期間に近赤外（ＮＩＲ）線を放射させ、
センサーに、前記第１の期間に患者の眼で反射した前記ＮＩＲ放射線の一部を取り込ませ、
白色光源に、前記第１の期間とは別の第２の期間に、前記眼に光を当てさせ、
カメラに、前記第２の期間に前記眼のカラー画像を取り込ませ、
前記カラー画像および前記ＮＩＲ放射線の前記一部に基づいて、前記眼に関連する値と期待値との間の差異を判断し、
前記差異が閾値以上であると判断し、
前記差異が前記閾値以上であると判断したことに少なくとも部分的に基づいて、前記眼の状態を示す出力を生成すること、を含む動作を実行する前記命令と、を備える、システム。
【請求項19】
前記動作は、
前記ＮＩＲ放射線の前記取り込まれた一部を示すグレースケール画像を生成し、
前記グレースケール画像および前記カラー画像に基づいて、合成画像を生成することをさらに含み、
前記合成画像は、前記グレースケール画像からの第１の複数の画素値と、前記カラー画像からの第２の複数の画素値とを含む、請求項１８に記載のシステム
前記ＮＩＲ放射線の前記取り込まれた一部を示すグレースケール画像を生成し、
前記グレースケール画像および前記カラー画像に基づいて、合成画像を生成することをさらに含み、
前記合成画像は、前記グレースケール画像からの第１の複数の画素値と、前記カラー画像からの第２の複数の画素値とを含む、請求項１８に記載のシステム
【請求項20】
前記動作は、
前記白色光源に、前記第２の期間に複数の角度から前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記カメラに、前記患者の前記眼の複数のカラー画像であって、各カラー画像が前記複数の角度のうちのある角度に対応する前記複数のカラー画像を取り込ませ、
前記複数のカラー画像に基づいて、映像の各フレームが前記複数のカラー画像のうちのあるカラー画像に対応する前記映像を生成し、
前記映像を表示画面上に表示することをさらに含む、請求項１８に記載のシステム。
前記白色光源に、前記第２の期間に複数の角度から前記患者の前記眼に光を当てさせ、
前記カメラに、前記患者の前記眼の複数のカラー画像であって、各カラー画像が前記複数の角度のうちのある角度に対応する前記複数のカラー画像を取り込ませ、
前記複数のカラー画像に基づいて、映像の各フレームが前記複数のカラー画像のうちのあるカラー画像に対応する前記映像を生成し、
前記映像を表示画面上に表示することをさらに含む、請求項１８に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本出願は、医療機器に関する。特に、本出願は、眼の疾患や障害を検出し、評価するための、視覚スクリーニング装置ならびに付随するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【0002】
視覚スクリーニングには、一般に、眼疾患のスクリーニングが含まれる。このようなスクリーニングには、例えば、ブルックナー赤色反射検査（red reflex test）などの透過照明テストが含まれる場合もある。赤色反射検査では、臨床医が検眼鏡を用いて患者の眼に可視光を照射し、眼の脈絡膜および網膜表面で反射する光の色や他の特性を検査する。この検査を用いると、角膜や中膜の混濁、白内障、腫瘍や網膜芽細胞腫をはじめとする網膜の異常など、眼の様々な疾患や異常を検出することができる。疾患用の視覚スクリーニングは、すべての年齢層で推奨されている。例えば、新生児には先天性眼疾患に対するスクリーニング、高齢者には白内障や網膜疾患など加齢に伴う変性疾患の発症に対するスクリーニングを行うことがある。また、可視光下での視覚スクリーニングを用いて、眼内の異物の存在を検出することもできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
また、視覚スクリーニングには、一般に、患者の眼に関連する様々な欠乏を判断するための1つ以上の検査も含む。そのような視覚検査としては、例えば、屈折異常検査、調節検査、視力検査、色覚スクリーニングなどがあげられる。視覚スクリーニング検査の中には、赤外線または近赤外線での撮像を使う必要があるものもあれば、検査によっては、可視光下での撮像および／または患者に内容を示すための表示画面が必要な場合もある。しかしながら、フォロプター、オートレフラクター、フォトレフラクターなどの眼科用検査装置には、限られた範囲の検査を実行する機能しかない場合がある。統合された１台の装置を用いて視覚異常と疾患の大半をスクリーニングすることができれば、好都合であろう。
【0004】
本開示の様々な例は、上述した問題のうちの１つ以上を解消することに向けられている。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本開示の一例では、視覚スクリーニング装置は、（例えば、近赤外線帯域の）第１の波長の放射線を放射するように構成された放射線源と、患者の眼で反射した放射線を取り込むように構成されたセンサーと、白色光源と、患者の眼のカラー画像を取り込むように構成されたカメラと、を含む。また、視覚スクリーニング装置は、放射線源、センサー、白色光源、およびカメラに動作可能に接続されたプロセッサと、プロセッサによって実行可能な命令を格納しているメモリと、も含む。この命令は、実行されると、プロセッサに対して、放射線源に、第１の期間に第１の波長の放射線を放射させ、センサーに、第１の期間に患者の眼で反射した放射線の一部を取り込ませ、白色光源に、第１の期間の後の第２の期間に、患者の眼に光を当てさせ、カメラに、第２の期間に患者の眼のカラー画像を取り込ませる。また、この命令は、実行されると、プロセッサに対して、放射線の取り込まれた部分を示すグレースケール画像を表す第１の複数の画素とカラー画像を表す第２の複数の画素とを含む眼の合成画像を生成させ、合成画像に基づいて、眼に関連する値と期待値との間の差異を判断させ、この差異に少なくとも部分的に基づいて、眼に関連する状態を示す出力を生成させる。
【0006】
本開示の別の例では、方法は、放射線源に、第１の期間に患者の眼に光を当てさせ、センサーに、第１の期間に眼のグレースケール画像を取り込ませ、白色光源に、第１の期間とは別の第２の期間に、眼に光を当てさせ、カメラに、第２の期間に眼のカラー画像を取り込ませることを含む。また、この方法は、グレースケール画像から第１の複数の画素値を導出するとともにカラー画像から第２の複数の画素値を導出する眼の合成画像を、生成し、カラー画像または合成画像のうちの少なくとも１つに基づいて、この分析に少なくとも部分的に、独立して、基づいて、ＮＩＲおよび可視光によって明らかになった眼の特性、患者に関連する出力を決定することも含む。
【0007】
本開示のさらに別の例では、システムは、メモリと、プロセッサと、メモリに格納された、プロセッサによって実行可能な、コンピューターで実行可能な命令。この命令は、実行されると、プロセッサに対して、放射線源に、第１の期間に近赤外（ＮＩＲ）線を放射させ、センサーに、第１の期間に患者の眼で反射したＮＩＲ放射線の一部を取り込ませ、白色光源に、第１の期間とは別の第２の期間に、眼に光を当てさせ、カメラに、第２の期間に眼のカラー画像を取り込ませる動作を実行させる。また、この命令は、実行されると、プロセッサに対して、カラー画像およびＮＩＲ放射線の一部に基づいて、眼に関連する値と期待値との差異を判断させ、差異が閾値以上であると判断させ、差異が閾値以上であると判断したことに少なくとも部分的に基づいて、前記眼の状態を示す出力を生成させる。
【0008】
本開示の特徴、その性質および様々な利点は、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮すると、より明らかになり得る。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【0010】
図中、参照符号の最上位桁は、その参照符号が最初に現れる図面番号を示す。同一の参照符号を異なる図面で使用する場合、同様または同一の要素または特徴を示す。図面は縮尺どおりではない。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本開示は、ひとつには、視覚スクリーニング装置と、対応する方法とに関する。このような例示的な視覚スクリーニング装置は、患者に対して１つ以上の視覚スクリーニング検査を実施し、視覚スクリーニング検査の結果を、臨床医または医師の助手などの装置のオペレーターに出力するように構成されていてもよい。具体的には、本開示は、眼の疾患および異常をスクリーニングするための装置および方法に関する。例えば、この視覚スクリーニング装置は、電磁スペクトル（例えば、赤外線、近赤外線および可視光）の異なる波長域の放射線が照射された眼の１つ以上の画像を取り込むことができる。この装置は、取り込まれた画像の分析に基づいて、患者の片眼または両眼に関連する、白内障、腫瘍、屈折異常、眼内異物、角膜擦過傷、網膜剥離または病変、先天性疾患などの１つ以上の眼の疾患および／または異常を決定することができる。
【0012】
取り込まれた画像の分析に少なくとも部分的に基づいて、装置は、患者に関する推奨または診断のうちの少なくとも１つを含む出力を生成することができる。そのような出力（例えば、推奨および／または診断）は、検出された疾患または異常、患者に追加のスクリーニングが必要である旨またはスクリーニングが正常であった（例えば、何ら疾患または異常が示されなかった）旨を示すものであってもよい。例えば、装置は、患者の左眼の画像と右眼の画像との差異を判断し、この差異を、正常な眼に対応する標準検査データと比較して、推奨および／または診断を提供することができる。特に、標準検査データは、１つ以上の閾値または値の範囲を提供してもよく、装置によって生成される出力は、差異が閾値未満であるか値の範囲内にあることに基づくものであってもよい。また、装置は、臨床医または視覚スクリーニング装置のオペレーターに対して表示するために取り込まれた画像の可視化像を生成し、臨床医またはオペレーターが診断を決定する一助とすることができる。このように、本明細書で説明する方法は、視覚スクリーニング装置によって取り込まれた画像の分析に基づいて、自動化された診断を提供することができる。また、本明細書で説明する方法は、そのような診断に基づくおよび／またはそのような診断を示す自動化された推奨を提供することもできる。
【0013】
少なくとも図１を参照して説明するように、眼の疾患および異常のスクリーニングに関連する例示的な視覚スクリーニング装置は、近赤外線下ならびに可視光線下で患者の眼の画像を取り込むためのコンポーネントを含むものであってもよい。この装置は、スクリーニングの間、近赤外線および可視光線の放射と、これに対応する眼から反射される放射線の取り込みとを、制御するためのコンポーネントを含むものであってもよい。複数の例において、スクリーニングの間に患者の眼の瞳孔が可視光に応答して収縮しないように、すなわち調整がなされないように、可視光画像の取り込みを開始する前に近赤外線画像を取り込んでもよく、眼を拡大させる必要のないままスクリーニングを終えてもよい。さらに、この装置には、取り込まれた画像を分析して患者の眼の疾患状態および／または異常を判断するためのコンポーネントと、スクリーニング中に検出された疾患状態および／または異常を示す出力を判断して報告するためのコンポーネントとが含まれていてもよい。
【0014】
上述した装置および技術に関する追加の詳細事項を、図１～図７を参照して以下に述べる。これらの図は、特許請求の範囲に記載した方法を利用することができる装置およびシステムを説明しているが、本明細書で説明する方法、プロセス、機能、動作および／または技術は、他の装置、システムなどにも同様に適用し得ることが理解される。
【0015】
図１に、いくつかの実施形態による、視覚スクリーニング検査、特に、眼の疾患および／または異常を検出するためのスクリーニング検査を実施するための例示的な環境１００を示す。図１に示すように、いくつかの例では、オペレーター１０２は、患者１０６の眼の健康を判断するために、視覚スクリーニング装置１０４によって、患者１０６に視覚スクリーニング検査を実施することができる。本明細書で説明するように、視覚スクリーニング装置１０４は、眼に可視光が照射されたときの眼の疾患および／または異常のスクリーニングを含む、１つ以上の視覚スクリーニング検査を実行することができる。また、視覚スクリーニング装置１０４は、患者１０６の視覚の健康を評価および／または診断するように構成された、視力検査、屈折異常検査、調節検査、動的視標追跡検査、色覚スクリーニング検査および／または他の何らかの視覚スクリーニング検査など、他の視覚スクリーニング検査も実行するように構成されていてもよい。複数の例において、視覚スクリーニング装置１０４は、１つ以上の視覚スクリーニング検査を実施するように構成された携帯型の装置を含むものであってもよい。視覚スクリーニング装置１０４は、携帯可能であることから、学校や診療所などの従来のスクリーニング環境から、医師のオフィス、病院、眼科施設および／または他の遠隔地および／または移動可能な場所に至るまで、どこでも視覚スクリーニング検査を実施することができる。また、新生児や幼児、老人患者を含むあらゆる年齢層に対して視覚スクリーニング検査を実施するのに視覚スクリーニング装置１０４を使用することができると想定される。
【0016】
本明細書で説明するように、視覚スクリーニング装置１０４は、患者１０６に対して１つ以上の視覚スクリーニング検査を行うように構成されていてもよい。複数の例において、１つ以上の視覚スクリーニング検査には、患者１０６の眼に赤外線または近赤外（ＮＩＲ）線を照射すること、患者１０６の眼から反射される放射線を取り込むことが含まれていてもよい。例えば、開示内容全体を本明細書に援用する米国特許第９，２３７，８４６号には、近赤外（ＮＩＲ）線源によって生成される異なる照明パターン下で取り込まれた瞳孔画像を利用して、フォトリフラクションに基づいて屈折異常を判断するためのシステムおよび方法が記載されている。他の例では、赤色反射検査などの視覚スクリーニング検査に、患者１０６の眼に可視光を照射し可視光照明下で眼のカラー画像を取り込むことが、含まれている場合もある。視覚スクリーニング装置１０４は、可視光照明下の眼のカラー画像および／または映像データを含むデータを取得し、患者１０６の眼球の瞳孔、網膜および／または水晶体を検出することができる。このデータを使用して、左右の眼の違いを判断したり、取り込んだ画像を標準画像と比較したり、オペレーター１０２または臨床医が患者の眼の疾患や異常を診断するのを助けるための可視化像を生成したりしてもよい。視覚スクリーニング装置１０４は、患者１０６に関連する出力１１２を決定するための分析用に、ネットワーク１０８を介して、視覚スクリーニングシステム１１０にデータを送信してもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、視覚スクリーニング装置１０４は、分析の一部または全部をローカルで実施して、出力１１２を決定してもよい。実際、本明細書に記載したいずれの例においても、開示された方法のうちの一部または全部は、視覚スクリーニング装置１０４が独立して（例えば、視覚スクリーニングシステム１１０またはそのコンポーネントなしで）、視覚スクリーニングシステム１１０により独立して（例えば、視覚スクリーニング装置１０４またはそのコンポーネントなしで）、全体的にまたは部分的に実施してもよい。例えば、いくつかの例では、視覚スクリーニング装置１０４は、ネットワーク１０８を介して視覚スクリーニングシステム１１０に接続されることなく、そうでなければ視覚スクリーニングシステム１１０と通信することなく、本明細書に記載の視覚スクリーニング検査および／または他の方法のどれを実行するように構成されていてもよい。他の例では、視覚スクリーニングシステム１１０には、視覚スクリーニング装置１０４に含まれるものと同様および／または同一の１つ以上のコンポーネントが含まれていてもよく、したがって、視覚スクリーニングシステム１１０は、視覚スクリーニング装置１０４に接続されることなく、そうでなければ視覚スクリーニング装置１０４と通信することなく、本明細書に記載の視覚スクリーニング検査および／または他の方法のどれを実施するように構成されていてもよい。
【0017】
図１に概略的に示すように、視覚スクリーニング装置１０４には、１つ以上の視覚スクリーニング検査の実施に関連する機能を実行するように構成された１つ以上の放射線源１１４が含まれていてもよい。放射線源１１４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの個々の放射線エミッターを含むものであってもよく、これらがパターン状に配置されてＬＥＤアレイを形成していてもよい。複数の例において、放射線源１１４には、フォトリフラクション法を使用して患者１０６の眼の屈折異常を測定するために、ＮＩＲ ＬＥＤなどの近赤外（ＮＩＲ）線エミッターが含まれていてもよい。放射線源１１４のＮＩＲ放射線エミッターは、患者１０６の眼の凝視角または視線方向の測定用として使用してもよい。さらに、放射線源１１４には、色覚スクリーニング検査時に患者１０６に表示するための色刺激を生成するためのカラーＬＥＤも含むことができる。
【0018】
視覚スクリーニング装置１０４には、視覚スクリーニング検査時に患者の眼から反射される放射線を取り込むように構成された、赤外線カメラなどの１つ以上の放射線センサー１１６が含まれていてもよい。例えば、視覚スクリーニング装置１０４は、放射線源１１４を介して、１以上の放射光線を放射することができ、そのような光線を患者１０６の眼に向けるように構成されていてもよい。その後、視覚スクリーニング装置１０４は、放射線センサー１１６を介して、（例えば、眼の瞳孔から）反射して戻ってくる対応する放射線を取り込むことができる。複数の例において、放射線センサー１１６には、ＮＩＲ放射線源１１４によって患者１０６の眼に光を当てている間に反射したＮＩＲ放射線を取り込むＮＩＲ放射線センサーが含まれていてもよい。ＮＩＲ放射センサー１１６によって取り込まれたデータは、患者１０６の眼の屈折異常および／または凝視角の測定に使用することができるものである。このデータには、患者１０６の眼の瞳孔、網膜および／または水晶体の画像および／または映像が含まれていてもよい。いくつかの例では、画像および／または映像は、（例えば、０～１２８の間または０～２５６の間の値の）グレースケールであってもよい。データは、視覚スクリーニング検査の特定の期間中あるいは検査の全期間中に、断続的に取り込まれたものであってもよい。また、視覚スクリーニング装置１０４は、画像および／または映像データを処理し、患者１０６の眼の屈折異常および／または凝視角の変化を判断することができる。ＮＩＲ照明下で取り込まれた眼のグレースケール画像を、屈折異常症、斜視、閉塞などの眼の疾患や異常のスクリーニングに使用することもできる。
【0019】
複数の例において、視覚スクリーニング装置１０４は、可視白色光源１１８と、白色光源１１８による照明下で眼のカラー画像および／または映像を取り込むように構成されたカメラ１２０と、をさらに含むものであってもよい。白色光源１１８は、白色光を生成するように構成されたＬＥＤのアレイなどの発光ダイオード（ＬＥＤ）、例えば、青色光を白色光に変換する蛍光体コーティングを有する青色ＬＥＤ、あるいは、赤色、青色および緑色の個々のＬＥＤを作動させる強度を変化させて白色光を生成するように構成された、赤色、青色、緑色のＬＥＤの組み合わせを含むものであってもよい。ＬＥＤのアレイの個々のＬＥＤは、個々に動作して視覚スクリーニング検査時に異なる角度から光を当てることが可能なように構成されたパターンで配置されていてもよい。また、白色光源１１８は、強度レベルが異なる白色光を生成するように構成されていてもよい。カメラ１２０は、患者の眼から反射する白色光を取り込んで、デジタルカラー画像および／または映像を生成するように構成されていてもよい。カメラ１２０は、図２を参照してさらに詳細に説明するように、臨床用途で眼を撮像するためのカスタム光学系を有する高解像度のオートフォーカスデジタルカメラを含むものであってもよい。カメラ１２０によって取り込まれたカラー画像および／または映像は、ＪＰＥＧ、ＢＩＴＭＡＰ、ＴＩＦＦなど（画像用）およびＭＰ４、ＭＯＶ、ＷＭＶ、ＡＶＩなど（映像用）の様々なフォーマットで保存されていてもよい。いくつかの例では、カラー画像および／または映像の画素値は、ＲＧＢ（赤、緑、青）色空間のものであってもよい。白色光照明下で取り込んだ眼のカラー画像および／または映像を、白内障、房水および硝子体液での眼内液の混濁、腫瘍、網膜癌および網膜剥離などの眼の疾患および異常のスクリーニングに用いることができる。また、カラー画像および／または映像を、ＮＩＲ照明下で取り込まれたグレースケール画像と組み合わせて使用して、可視化像を生成して、広範囲にわたる眼の疾患状態の検出の手助けをすることもできる。
【0020】
視覚スクリーニング装置１０４は、表示画面１２２および表示画面１２４などの１つ以上の表示画面を含むものであってもよく、これらはカラーＬＣＤ（液晶ディスプレイ）またはＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）表示画面であってもよい。表示画面１２２は、視覚スクリーニング検査に関連する情報をオペレーター１０２に提供するように構成された、オペレーター１０２の方向を向いたオペレーター表示画面であってもよい。本明細書に記載したいずれの例においても、オペレーター１０２に面する表示画面１２２は、視覚スクリーニング装置１０４によって生成されるおよび／または視覚スクリーニングシステム１１０によって生成される出力１１２を、表示および／または提供するように構成されていてもよい。出力１１２には、検査パラメータ、スクリーニング検査の現在の状態と進捗状況、検査中に決定された測定値、スクリーニング検査時に取り込みまたは生成された画像、１つ以上の検査に基づいて判断された診断および／または診断に関連する推奨が含まれていてもよい。オペレーター１０２に面する表示画面１２２に、患者に関連するまたは患者に固有の情報および患者の病歴を表示してもよい。
【0021】
いくつかの例では、視覚スクリーニング装置１０４は、患者１０６に対してコンテンツを表示するように構成された、患者１０６の方向を向いた表示画面１２４を含むものであってもよい。コンテンツには、患者の注意を引きつけて、視覚スクリーニング装置１０４のほうに患者の視線を保つために、注意を引きつける画像および／または映像が含まれていてもよい。様々な視覚スクリーニング検査に対応するコンテンツも、表示画面１２４上で患者１０６に提示することができる。例えば、表示画面１２４は、色覚スクリーニング検査時に患者１０６に色刺激を表示したり、視覚スクリーニング検査時にスネレン視標を表示したりすることができる。表示画面１２２、１２４は、視覚スクリーニング装置１０４と一体化されていてもよいし、装置の外にあり、装置１０４のコンピュータプログラムの制御下にあってもよい。
【0022】
視覚スクリーニング装置１０４は、視覚スクリーニング装置１０４のネットワークインタフェース１２６を使用して、ネットワーク１０８経由で、放射線センサー１１６およびカメラ１２０によって取り込まれたデータを送信することができる。同様に、視覚スクリーニング装置１０４は、実施している視覚スクリーニング検査に関連する他の検査データ（例えば、検査の種類、検査時間、患者の識別情報など）を送信することもできる。視覚スクリーニング装置１０４のネットワークインタフェース１２６は、視覚スクリーニング装置１０４の１つ以上のプロセッサ１２８に動作可能に接続されていてもよく、視覚スクリーニング装置１０４と視覚スクリーニングシステム１１０の１つ以上のコンポーネントとの間、ならびに、１つ以上の他の遠隔システムおよび／またはネットワークで接続された他の装置との、有線通信および／または無線通信を可能にすることができる。例えば、ネットワークインタフェース１２６には、１つ以上の短距離無線通信チャネルを介した通信を可能にするパーソナルエリアネットワークコンポーネントおよび／または広域ネットワークを介した通信を可能にする広域ネットワークコンポーネントを含むことができる。本明細書に記載したいずれの例においても、ネットワークインタフェース１２６は、ネットワーク１０８を介して、例えば、視覚スクリーニング装置１０４のプロセッサ１２８と、視覚スクリーニングシステム１１０との間の通信を、可能にすることができる。図１に示すネットワーク１０８は、当該技術分野で公知のどのようなタイプの無線ネットワークまたは他の通信ネットワークであってもよい。ネットワーク１０８の例としては、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、仮想プライベートネットワーク（ＶＰＮ）、セルラーネットワーク接続、８０２．１１ａ、ｂ、ｇ、ｎおよび／またはａｃなどのプロトコルを使用して行われる接続があげられる。
【0023】
視覚スクリーニングシステム１１０は、視覚スクリーニング装置１０４から、ネットワーク１０８を介して、視覚スクリーニング検査の実施時に収集されたデータを受信するように構成されていてもよい。いくつかの例では、データの処理に少なくとも部分的に基づいて、視覚スクリーニングシステム１１０は、患者１０６に関連する出力１１２を判断することができる。例えば、出力１１２には、患者１０６の眼に関連する疾患および／または異常を示すカラー画像データおよび／またはＮＩＲ画像データの分析結果に基づいて、患者１０６の眼の健康に関連する推奨および／または診断を含むことができる。視覚スクリーニングシステム１１０は、ネットワーク１０８を介して、視覚スクリーニング装置１０４のプロセッサ１２８に出力１１２を伝達することができる。上述したように、本明細書に記載したいずれの例においても、１つ以上のそのような推奨、診断または他の出力を、上記に代えてまたは上記に加えて、視覚スクリーニング装置１０４によって生成してもよい。
【0024】
本明細書で説明するように、プロセッサ１２８などのプロセッサは、単一の処理装置とすることも、多数の処理装置とすることも可能であり、プロセッサには、単一または複数の演算ユニットまたは複数の処理コアを含むことが可能である。プロセッサ１２８は、１つ以上のマイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、中央処理装置、ステートマシン、論理回路、および／または動作命令に基づいて信号を操作する任意のデバイスとして、実装することが可能なものである。例えば、プロセッサ１２８は、本明細書に記載のアルゴリズムおよびプロセスを実行するように具体的にプログラムまたは構成された、任意の適切なタイプの１つ以上のハードウェアプロセッサおよび／または論理回路であってもよい。図１の概略的に示すように、視覚スクリーニング装置１０４には、プロセッサ１２８に動作可能に接続されたコンピューター読み取り可能な媒体１３０も含むことができる。プロセッサ１２８は、コンピューター読み取り可能な媒体１３０に格納されたコンピューター読み取り可能な命令をフェッチして実行するように構成することが可能なものであり、これにより、プロセッサ１２８をプログラムして本明細書に記載される機能を実行することが可能である。
【0025】
コンピューター読み取り可能な媒体１３０は、コンピューター読み取り可能な命令、データ構造、プログラムモジュールまたは他のデータなど、情報を格納するための任意のタイプの技術で実装された揮発性メモリおよび不揮発性メモリおよび／またはリムーバブル媒体および取り外しができない媒体を含むものであってもよい。そのようなコンピューター読み取り可能な媒体１３０は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリまたは他のメモリ技術、光学ストレージ、固体ストレージ、磁気テープ、磁気ディスクストレージ、ＲＡＩＤストレージシステム、ストレージアレイ、ネットワーク接続ストレージ、ストレージエリアネットワーク、クラウドストレージあるいは、所望の情報を格納するのに使用することが可能であって演算装置によるアクセスも可能な他の任意の媒体を含むが、これらに限定されるものではない。コンピューター読み取り可能な媒体１３０は、コンピューター読み取り可能な記憶媒体の一種であってもよい、および／または、言及される場合には非一過性のコンピューター読み取り可能な媒体がエネルギー、キャリア信号、電磁波および信号それ自体などの媒体を除外する範囲において、有形の非一過性の媒体であってもよい。
【0026】
コンピューター読み取り可能な媒体１３０は、プロセッサ１２８によって実行可能な任意の数の機能的コンポーネントを格納するのに使用可能なものである。複数の例において、これらの機能的コンポーネントは、プロセッサ１２８によって実行可能であって、実行されると、眼の疾患および異常の検出および診断に用いられる視覚スクリーニング検査のうちの１つ以上に関連する動作を実行するために１つ以上のプロセッサ１２８を具体的に構成する、命令またはプログラムを含む。例えば、コンピューター読み取り可能な媒体１３０には、図１に示すように、患者スクリーニングコンポーネント１３２、画像取り込み制御コンポーネント１３４、データ分析および可視化コンポーネント１３６および／または出力生成コンポーネント１３８など、視覚スクリーニング検査を実施するための１つ以上の機能的コンポーネントを格納することができる。視覚スクリーニング装置１０４の機能的コンポーネントのうちの少なくともいくつかを、以下に詳細に説明する。
【0027】
複数の例において、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６に関連する患者データ１４０を格納および／またはこれにアクセスするように構成されていてもよい。例えば、患者データ１４０には、氏名、年齢、民族性などの人口統計学的情報を含むことができる。視覚スクリーニング装置１０４および／または視覚スクリーニングシステム１１０が視覚スクリーニング検査を開始する際、患者の人口統計学的情報、医療情報、嗜好などに関する患者データ１４０を患者１０６が提供してもよいし、オペレーター１０２が患者１０６または患者１０６の保護者にこれらの情報を要求してもよい。このような例では、オペレーター１０２は、スクリーニングを行っている間またはスクリーニングの開始前に、データを要求することができる。いくつかの例では、所定の年齢範囲（例えば、新生児から６ヶ月、６ヶ月から１２ヶ月、１歳から５歳）などの患者１０６に関連する所定の区分がオペレーター１０２に提供されてもよいし、患者１０６に関連する適切な区分を選択するために、オペレーター１０２が患者データ１４０を要求してもよい。他の例では、オペレーター１０２に、患者データ１４０に関連する自由形式の入力が提供されてもよい。さらに別の例では、入力要素が患者１０６に直接提供されてもよい。
【0028】
上記に代えてまたは上記に加えて、視覚スクリーニング装置１０４および／または視覚スクリーニングシステム１１０は、視覚スクリーニング検査時に患者データ１４０を決定および／または検出することができる。例えば、視覚スクリーニング装置１０４は、患者１０６の画像および／または映像データを収集するように構成された１つ以上のデジタルカメラ、モーションセンサー、近接センサーまたは他の画像取り込み装置を含むことができ、視覚スクリーニング装置１０４の１つ以上のプロセッサは、これらのデータを分析して、患者１０６の年齢区分またはスクリーニング装置からの患者１０６の距離などの患者データ１４０を決定することができる。例えば、視覚スクリーニング装置１０４には、超音波距離計、赤外線距離計および／またはスクリーニング装置からの患者１０６の距離を決定することができる任意の他の近接センサーなどのレンジファインダーが備えられていてもよい。
【0029】
上記に代えてまたは上記に加えて、視覚スクリーニング装置１０４は、患者データ１４０を決定するための分析用に、ネットワーク１０８を介して、画像／映像データを視覚スクリーニングシステム１１０に送信するように構成されていてもよい。さらに、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６および／または追加の患者に関連する、患者データ１４０を受信し、これにアクセスするおよび／またはこれを保存するように構成されていてもよい。例えば、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６および／または他の患者に関連する以前の患者情報を格納することができる。例えば、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６の眼のカラー画像、ＮＩＲ画像および／または映像などの以前のスクリーニングで得られたデータを含む、患者１０６の以前のスクリーニング履歴を格納することができる。患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者データ１４０を受信することができるおよび／またはネットワーク１０８を介してそのような情報にアクセスすることができる。例えば、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６および／または他の患者に関連するデータを格納している、スクリーニングデータベース１４４などの外部データベースにアクセスすることができる。スクリーニングデータベース１４は、患者データ１４０を患者ＩＤと紐づけて格納するように構成されていてもよい。オペレーター１０２および／または患者１０６が患者ＩＤを入力すると、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６の患者ＩＤと紐づけて格納されている患者データ１４０にアクセスするか、それを受信することができる。
【0030】
複数の例において、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者１０６に対して実施する視覚スクリーニング検査を、患者データ１４０に少なくとも部分的に基づいて判断するように構成されていてもよい。例えば、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者データ１４０を利用して、患者１０６が属する検査区分（例えば、年齢、病歴などに基づく検査区分）を決定することができる。患者スクリーニングコンポーネント１３２は、検査区分に基づいて、実施する視覚スクリーニング検査を判断することができる。例えば、患者が新生児であることが患者データ１４０によって示された場合、選択された視覚スクリーニング検査には、先天性白内障、網膜芽細胞腫、角膜の混濁、斜視などの眼の先天性状態のスクリーニングが含まれていてもよい。また、眼の異常は、マルファン症候群やテイ・サックス病などの全身性の遺伝性疾患と関連する場合がある。例えば、眼に特徴的な赤い点がある場合のスクリーニング検査は、テイ・サックス病を示す場合がある。別例として、患者が５０歳を超えていることが患者データ１４０によって示された場合、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、白内障、黄斑変性症および他の加齢に伴う眼疾患の発症に対するスクリーニングを視覚スクリーニング検査に含めると決定することができる。
【0031】
また、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者の病歴に基づいて視覚スクリーニング検査を判断することもできる。例えば、スクリーニングデータベース１４４は、患者データ１４０に、検査結果、眼の画像、測定値、推奨内容などを含む、患者１０６の以前の視覚スクリーニング検査に関連する病歴を、格納することができる。患者スクリーニングコンポーネント１３２は、スクリーニングデータベース１４４から病歴を含む患者データ１４０にアクセスし、以前に検出された視覚の健康問題の状態と変化とを監視するために実施する視覚スクリーニング検査を判断することができる。例えば、白内障や黄斑変性症の発症などの進行性の眼疾患が以前のスクリーニングで検出された場合、疾患の発症を追跡するためにさらにスクリーニングを実施する場合がある。別例として、患者１０６が眼の腫瘍を除去するための手術を受けた場合、視覚スクリーニング検査には、眼の別の腫瘍または傷跡のスクリーニングを含むことができる。患者スクリーニングコンポーネント１３２は、視覚スクリーニングセッション時に患者１０６に対して実施されることになる視覚スクリーニング検査のリストを決定し、視覚スクリーニングセッション時にすでに実施された視覚スクリーニング検査ならびに、実施対象の視覚スクリーニング検査のリスト上の残りの視覚スクリーニング検査をトラッキングすることができる。
【0032】
いくつかの例では、コンピューター読み取り可能な媒体１３０には、さらに、画像取り込み制御コンポーネント１３４も格納することができる。画像取り込み制御コンポーネント１３４は、特定の視覚スクリーニング検査各々に必要な特定の照明条件下で眼の画像が取り込まれるように、視覚スクリーニング装置１０４の放射線源１１４、放射線センサー１１６、白色光源１１８およびカメラ１２０を操作するように構成されていてもよい。上述したように、放射線源１１４には、患者１０６の眼の屈折異常および／または凝視角を測定するためのグレースケール画像の取り込み時に眼に光を当てるためのＮＩＲ ＬＥＤが含まれていてもよく、白色光源１１８には、カメラ１２０による眼のカラー画像の取り込み時に眼に光を当てるための白色光ＬＥＤが含まれていてもよい。複数の例において、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、白色光源１１８のＬＥＤならびにＮＩＲ ＬＥＤのＬＥＤなどの個々の放射線源を動作させて制御するためのコマンドを生成することができる。ＬＥＤの制御パラメータには、強度、持続時間、パターンおよびサイクル時間が含まれていてもよい。例えば、このコマンドによって、放射線源１１４および白色光源１１８の個々のＬＥＤを選択的に作動させたり作動させなかったりして、患者スクリーニングコンポーネント１３２によって示された視覚スクリーニング検査で必要とされるような異なる角度からの照明を生成することができる。画像取り込み制御コンポーネント１３４は、視覚スクリーニング検査の実施時に、放射線センサー１１６による眼の画像の取り込みと同期して、患者１０６の眼の屈折異常および／または凝視角の測定に用いられる放射線源１１４のＮＩＲ ＬＥＤを作動させることができる。同様に、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、カメラ１２０による眼のカラー画像の取り込みと同期して、白色光源１１８のＬＥＤを作動させることができる。
【0033】
放射線源１１４または白色光源１１８のＬＥＤなどの個々の放射線源は、コンピューター読み取り可能な媒体１３０に格納された制御パラメータに従って、画像取り込み制御コンポーネント１３４によって制御されてもよい。例えば、制御パラメータには、放射線源１１４のＮＩＲ ＬＥＤおよび／または白色光源１１８の白色光を生成するＬＥＤの強度、持続時間、パターン、サイクル時間などが含まれていてもよい。例えば、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、制御パラメータを使用して、放射線源１１４、１１８の個々のＬＥＤが放射線を放射する持続時間（例えば、５０ミリ秒、１００ミリ秒、２００ミリ秒など）を決定することができる。また、画像取り込み制御１３４は、眼のフォトリフラクションおよび／または凝視角に基づく眼の屈折異常の判断用に、制御パラメータを利用して、放射線源１１４のＮＩＲ ＬＥＤの強度および表示パターンを変更することができる。強度に関して、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、パラメータを制御し、カメラ１２０を使用して眼のカラー画像を取り込むのに十分な明るさの強度で白色光源１１８のＬＥＤに光を放射させる一方で、瞳孔の収縮または調節を回避または低減するために明るさを制限することもできる。また、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、照明の強度の増加に対する患者の眼の瞳孔の応答を記録するために、カメラ１２０を作動させて眼の画像および／または映像を取り込みながら、一定の割合で強度を徐々に増加させるように白色光源１１８の強度を制御することもできる。
【0034】
さらに、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、白色光源１１８のＬＥＤが作動する前に、ＮＩＲ ＬＥＤが作動してＮＩＲ放射線下の眼の画像が取り込まれるように、放射線源１１４、白色光源１１８からの放射線の放射を命令することができる。いくつかの例では、この命令によって、眼に当たる白色光に応答して眼の瞳孔が収縮するのを防ぐことができる、および／または、患者１０６の瞳孔を拡張する必要なく眼の内部構造の画像を取り込むことができる。いくつかの例では、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、さらに、放射線源１１４、１１８を制御して、円形パターン、交互光パターン、点滅パターンなどのパターン、円または長方形などの形状のパターンなどを生成して患者１０６の注意を引きつけることができる、および／または、放射線源１１４、１１８のカラーＬＥＤを制御して、視覚スクリーニング時に患者１０６に対してカラードットパターンなどの色刺激を表示することができる。
【0035】
画像取り込み制御コンポーネント１３４は、放射線センサー１１６およびカメラ１２０を制御して、視覚スクリーニング検査の実施時に患者１０６の眼の画像および／または映像を取り込むこともできる。例えば、放射線センサー１１６は、放射線源１１４のうちの１つ以上が動作している間に、患者１０６の眼から反射する放射線を示すデータを取り込むことができる。このデータには、眼のグレースケール画像データおよび／または映像データが含まれていてもよい。画像取り込み制御コンポーネント１３４は、カラー画像および／または映像データの取り込み時に眼に白色光放射線が照射されるように、眼のカラー画像および／または映像データを取り込むためのカメラ１２０と、白色光源１１８の作動とを、同期させることができる。いくつかの例では、特定の眼の光軸に対する照明の相対的な角度が左眼と右眼で同一になるように、左眼と右眼の画像を異なる照明条件下で（例えば、異なる個々の光源から）取り込んでもよい。他の例では、両眼の画像を、同一の照明下で同時に取り込んでもよい。本明細書で説明するように、視覚スクリーニング装置１０４の画像取り込み制御コンポーネント１３４は、ＮＩＲ放射線下で照明がなされた眼のグレースケール画像と、白色光下で照明がなされた眼のカラー画像とを生成してもよい。グレースケール画像とカラー画像の両方を取り込むことで、より広範囲にわたる眼の疾患や異常の検出を可能にすることができる。
【0036】
いくつかの例では、コンピューター読み取り可能な媒体１３０に、データ分析および可視化コンポーネント１３６が格納されていてもよい。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、１つ以上の視覚スクリーニング検査時に視覚スクリーニング装置１０４のコンポーネント（例えば、放射線センサー１１６およびカメラ１２０）によって収集、検出、および／または取り込まれた画像および／または映像データを分析するように構成されていてもよい。例えば、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、データを分析して、画像内の眼の瞳孔の位置を決定し、瞳孔に対応する画像の一部（例えば、瞳孔画像）を識別することができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、瞳孔画像を分析して、瞳孔画像における瞳孔の見た目の特徴を決定することができる。例えば、カメラ１２０によって取り込まれたカラー画像の場合、特徴には、平均色、色の分散、均一性の尺度、封入体の存在などに対応する値が含まれていてもよい。放射線センサー１１６によって取り込まれた赤外線画像の場合、特徴には、均一性の尺度および封入体の存在に加えて、色の代わりに、平均グレースケール値およびグレースケール値の分散が含まれていてもよい。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、さらに、左瞳孔画像と右瞳孔画像とを比較して、左の瞳孔と右の瞳孔との間の見た目の差異を判断してもよい。例えば、この差異は、左瞳孔画像と右瞳孔画像との間における、平均カラー値、平均グレースケール値、または均一性の差、に対応していてもよい。正常な眼では、一方の瞳孔画像に関連する特性（例えば、平均色値、グレースケール値、均一性の尺度など）の期待値が、他方の瞳孔画像における特性の値とほぼ同一になる場合もある。データ分析および可視化コンポーネント１３２は、瞳孔画像を、標準瞳孔画像および／または以前の視覚スクリーニング時に取り込まれた患者１０６の瞳孔画像と比較して、平均色値またはグレースケール値の差、均一性の尺度の差異、検出された封入体の差異などの見た目の差異を判断してもよい。このような例では、瞳孔画像の特性の期待値が、標準瞳孔画像または以前に取り込まれた患者１０６の瞳孔画像における特性の値に対応していてもよい。上記の例のいずれにおいても、すべての取り込まれた画像あるいは、取り込まれたグレースケール画像および／またはカラー画像のサブセットを、差異を判断するのに使用することができる。いくつかの例では、グレースケール画像を使用しなくてもよく、カラー画像に基づいて差異を判断してもよい。グレースケール画像の画素も色値を有すると考えられる場合があり、この場合の色値は、３つのカラーチャネル（例えば、ＲＧＢ）の各々に同一のグレースケール値を使用して決定されることに注意されたい。例えば、グレースケール値１２８の画素は、ＲＧＢ色空間において（１２８、１２８、１２８）の色値を持つと決定することができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６が、疾患状態の検出を改善し得る追加の画像処理工程を、グレースケール画像および／またはカラー画像に適用してもよい。例えば、画像を鮮明にしてもよく、特定の色を強調するか減衰させてもよく、画像の色または明るさのバランスをとったりしてもよいなどである。差異を判断するための上述したデータ分析に関するさらなる詳細については、図４を参照して後述する。
【0037】
さらに、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、視覚スクリーニングに関する標準データを受信、そのようなデータにアクセスおよび／またはそのようなデータを分析するように構成されていてもよい。例えば、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、検査データ、測定値、および／または、測定値が含まれるべき様々な範囲または閾値を示す値を、格納している１つ以上の追加のデータベース（例えば、スクリーニングデータベース１４４、第三者データベースなど）に、アクセスまたは当該データベースからデータを受信するように構成されていてもよい。そのような閾値または範囲は、視覚の健康状態が正常な患者に関し標準的な検査から知るか判断することができる。データ分析コンポーネントおよび可視化コンポーネント１３６は、上述したような視覚スクリーニング検査時に決定された平均値および差異との比較用に、標準データを利用することができる。例えば、標準データは、左右の瞳孔画像の色値間の差異に対する閾値または範囲を示すことができ、閾値より大きいか範囲外の差異は、患者の眼における異常に相当する。上記に代えてまたは上記に加えて、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、患者１０６の以前の視覚スクリーニングにアクセスし、値および差異を以前のスクリーニングで得られた対応するデータと比較することができる。例えば、瞳孔の平均色値を、以前のスクリーニングで得られた平均色値と比較して、差異を判断することができる。上述したように、この差異を標準的な閾値や範囲と比較することで、異常の有無を判断することができる。疾患や異常の種類ごとに、標準的なデータに別々の閾値および／または範囲が示される場合がある。また、視覚スクリーニング検査に関連する閾値および／または範囲は、患者１０６の検査区分（例えば、患者１０６の年齢層または病歴）に基づくものであってもよく、検査区分が異なると閾値および／または範囲も異なる場合がある。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、データを経時的に比較して視覚の健康状態と視覚の健康の変化とを監視するために、患者データ１４０の一部として、視覚スクリーニング検査時に取り込みまたは生成された画像および／または映像、視覚スクリーニング検査に関連する測定値、検査結果、および他のデータを、データベース（例えば、スクリーニングデータベース１４４）に格納してもよい。いくつかの例では、格納された画像には、患者１０６の顔または部分的な顔（例えば、両目と鼻の一部）の画像が含まれていてもよい。
【0038】
上述した閾値および／または範囲との比較に基づいて、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、患者１０６のそれぞれの眼について、正常／異常または合格／参照の判定を生成することができる。例えば、測定されたすべての値と差異が、標準データの対応する閾値以下であるか、標準データの対応する範囲におさまる場合、データ分析および可視化コンポーネント１３６によって「正常」または「合格」の判定がなされてもよく、そうでなければ、「異常」または「紹介」の判定をしてさらなるスクリーニングに対する紹介を示すようにしてもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、視覚スクリーニングセッション時にスクリーニングされた疾患および／または異常の各々について、正常／異常の判定を生成してもよい。
【0039】
複数の例において、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、１つ以上の機械学習技術を利用して、特定の疾患および／または異常の種類の診断を生成することができる。例えば、眼の正常な画像、ならびに、様々な疾患状態および異常を示すものとして分類された眼の画像、を用いて、機械学習（ＭＬ）モデルを訓練してもよい。訓練されたＭＬモデルは、その後、患者１０６の視覚スクリーニング時に取り込まれた眼の画像が、入力として与えられると、疾患または異常の診断を示す出力を生成することができる。そのような例では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、瞳孔画像間の差異を計算したり、閾値および／または範囲との比較を適用したりすることなく、訓練されたＭＬモデルに対する入力として眼の画像を提供することによって、出力を直接生成することができる。いくつかの例では、複数の訓練されたＭＬモデルを使用してもよく、各ＭＬモデルは、特定の疾患または異常を検出するように訓練されている。そのような例では、各ＭＬモデルは、入力画像が、ＭＬモデルが検出するように訓練された疾患または異常を呈しているか否か、を示す二値の有無表示を出力する。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、複数の疾患および異常のうちの１つ以上を検出するための複数の訓練されたＭＬモデルの各ＭＬモデルへの入力として、眼の画像を提供してもよい。複数の例において、ＭＬモデルは、畳み込みニューラルネットワーク（ＣＮＮ）をはじめとするニューラルネットワークであってもよい。他の例では、ＭＬモデルは、回帰アルゴリズム、決定木アルゴリズム、ベイズ分類アルゴリズム、クラスタリングアルゴリズム、サポートベクターマシン（ＳＶＭ）なども含むことが可能である。
【0040】
データ分析および可視化コンポーネント１３６は、放射線センサー１１６および／またはカメラ１２０によって取り込まれた画像および／または映像データを用いて眼の可視化像を生成することもできる。例えば、第１の可視化像には、ＮＩＲ照明下で放射線センサー１１６によって取り込まれたグレースケール画像のグレースケール情報とカラー画像の色情報の両方が組み込まれた眼の合成画像が含まれていてもよい。第１の可視化像の生成には、瞳孔および／または水晶体などの眼の構造の検出および識別と、これに続いて、グレースケール画像とカラー画像で瞳孔が同じ位置にくるように、これらのタイプの画像を位置合わせすることが含まれていてもよい。その上で、グレースケール画像のグレースケール画素値を合成画像の一部に使用し、カラー画像のカラー画素値を合成画像の他の部分に使用して、合成画像を生成してもよい。グレースケール画素値を用いた合成画像の一部と、カラー画素値を用いた部分は、眼の異なる構造（例えば、中心窩、網膜、角膜など）を示す領域に対応していてもよい。合成画像を用いると、眼の疾患および／または異常の検出と評価を改善すべく、眼の構造を一層明確に描き出すことができる。
【0041】
もうひとつの例では、第２の可視化像に、一連の静止画あるいは、一連の静止画を含むアニメーション映像が含まれていてもよい。いくつかの例では、光軸に対して約０°の角度を含む、光軸に対して異なる軸に沿った異なる角度で進めて、放射線源１１４または白色光源１１８によって眼に光を当てながら、放射線センサー１１６またはカメラ１２０によって一連の画像を取り込んでもよい。例えば、いくつかの例では、放射線源１１４または白色光源１１８によって放射される放射線は、光軸に対して実質的に平行および／または実質的に光軸に沿って放射されてもよい。そのような例では、放射された放射線は、光軸と同軸または同軸に近い場合がある。いくつかの例では、可視化像には、異常であるとしてフラグが立てられた眼の画像の領域を示す図および／または色識別が含まれていてもよい。第１の可視化像および第２の可視化像に関するさらに詳細な内容を含む可視化像の別の例については、図５Ａおよび図５Ｂを参照して後述する。本明細書で説明するように、視覚スクリーニング装置１０４のデータ分析および可視化コンポーネント１３６は、視覚スクリーニング検査の実施時に取り込まれた眼のグレースケール画像およびカラー画像を処理し、患者の眼に関連する疾患および／または異常を判断することができる。また、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、グレースケール画像およびカラー画像に基づいて、臨床医または視覚スクリーニング装置１０４のオペレーターが、眼の疾患および／または異常を特定する一助となる眼の可視化像を生成することができる。
【0042】
コンピューター読み取り可能な媒体１３０には、さらに、出力生成コンポーネント１３８を格納することができる。出力生成コンポーネント１３８は、データ分析および可視化コンポーネント１３６から得られるデータを受信し、これにアクセスするおよび／またはこれを分析して、出力１１２を生成するように構成されていてもよい。例えば、出力生成コンポーネント１３８は、データ分析および可視化コンポーネント１３６の正常／異常の判断を利用して、出力１１２における推奨を生成してもよい。推奨により、患者１０６のスクリーニング結果が正常な眼の健康を示しているか、「異常」と判断された１つ以上のスクリーニング検査に基づいてさらなるスクリーニングが必要であるか、を示すことができる。また、出力生成コンポーネント１３８は、データ分析および可視化コンポーネント１３６によって生成されたすべての可視化像または可視化像のサブセットを、眼の状態の診断を助けるために、出力１１２に組み込むことができる。放射線センサー１１６またはカメラ１２０によって取り込まれた画像および／または映像の一部も、出力１１２に含まれていてもよい。さらに、異常だと判断された場合、出力生成コンポーネント１３８は、データ分析および可視化コンポーネント１３６による分析結果に基づいて、適した診断を出力１１２に組み込むことができる。出力１１２は、装置のインタフェースを介して（例えば、視覚スクリーニング装置１０４の表示画面１２２上で）装置のオペレーターに提示されてもよい。複数の例において、オペレーター表示画面は、患者に見えないものであってもよく、例えば、オペレーター表示画面が患者と反対方向に面していてもよい。出力生成コンポーネント１３８は、臨床医による評価用に、あるいは、患者１０６に対する以降の視覚スクリーニング時にアクセスできるように、推奨、診断、測定値、取り込まれた画像／映像、および／または、生成された可視化像を含み得る出力１１２を、スクリーニングデータベース１４４などのデータベースに格納してもよい。スクリーニングデータベース１４４は、権限のある医療専門家にアクセスを提供し、患者１０６のスクリーニングに関連するレポートを印刷したり、データをさらに評価したりすることが可能なようにすることができる。
【0043】
図１には、例示的なプロセッサ１２８と、患者スクリーニングコンポーネント１３２、画像取り込み制御コンポーネント１３４、データ分析および可視化コンポーネント１３６、出力生成コンポーネント１３８および／または他のコンポーネントおよび／または視覚スクリーニング装置１０４のコンポーネントとしての他のアイテムを格納しているコンピューター読み取り可能な媒体１３０とを示したが、本明細書に記載したいずれの例においても、視覚スクリーニングシステム１１０には、同様のコンポーネントおよび／または同一のコンポーネントが含まれていてもよい。そのような例では、視覚スクリーニングシステム１１０には、視覚スクリーニング装置１０４のコンピューター読み取り可能なメモリ１３０のコンポーネントのうちのいくつかまたはすべての機能を実行するように構成されたプロセッサ１４６およびコンピューター読み取り可能なメモリ１４８が含まれていてもよい。例えば、コンピューター読み取り可能なメモリ１３０のコンポーネントのうちの１つ以上が、コンピューター読み取り可能なメモリ１４８の分析コンポーネント１５０に含まれていてもよく、プロセッサ１４６によって実行可能であってもよい。そのような例では、視覚スクリーニングシステム１１０は、ネットワークインタフェース１５２を使用し、かつ、ネットワーク１０８を介して、視覚スクリーニング装置１０４と通信して、視覚スクリーニング装置１０４からデータを受信し、結果（例えば、出力１１２）を視覚スクリーニング装置１０４に返送してもよい。視覚スクリーニングシステム１１０は、視覚スクリーニング装置１０４に近接したコンピューター上で実装されてもよく、あるいは、遠隔地にあってもよい。例えば、視覚スクリーニングシステム１１０は、遠隔地のクラウドサーバ上でクラウドサービスとして実装されてもよい。
【0044】
ネットワークインタフェース１５２は、システム１００に示されるコンポーネントおよび／または装置の間および／または１つ以上の他のリモートシステム、ならびに他のネットワーク接続デバイスとの間の有線通信および／または無線通信を可能にすることができる。例えば、ネットワークインタフェース１５２のうちの少なくともいくつかに、パーソナルエリアネットワークコンポーネントを含むようにして、１つ以上の短距離無線通信チャネルを介した通信を可能にすることができる。さらに、ネットワークインタフェース１５２のうちの少なくともいくつかに、広域ネットワークコンポーネントを含むようにして、広域ネットワーク上での通信を可能にすることができる。そのようなネットワークインタフェース１５２は、例えば、ネットワーク１０８を介して、視覚スクリーニングシステム１１０と視覚スクリーニング装置１０４および／またはシステム１００の他のコンポーネントとの間の通信を可能にすることができる。例えば、ネットワークインタフェース１５２は、無線接続を使用してスクリーニングデータを受信し、これにアクセスするおよび／またはこれを送信するために、外部データベース（例えば、スクリーニングデータベース１４４）に接続するように構成されていてもよい。無線接続は、セルラーネットワーク接続ならびに、８０２．１１ａ、ｂ、ｇおよび／またはａｃなどのプロトコルを使用して行われる接続を含む。他の例では、無線接続は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ－Ｆｉ Ｄｉｒｅｃｔ、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）、赤外線信号および／またはＺｉｇｂｅｅなどの１つ以上の無線プロトコルを使用して、視覚スクリーニング装置１０４と外部システムとの間で直接達成することが可能である。他の構成も可能である。外部データベースへにデータを通信することで、患者の視覚検査データのレポートを印刷したり、さらに評価したりすることが可能になる。例えば、収集されたデータと対応する検査結果とを、無線で送信して、権限のある医療専門家がアクセス可能な遠隔データベースに格納してもよい。
【0045】
図１には、システム１００を単一の視覚スクリーニングシステム１１０を含むものとして示したが、追加の例において、視覚スクリーニングシステム１１０と実質的に類似し、独立しておよび／または組み合わせで動作するように構成され、かつ、ネットワーク１０８を介して通信するように構成された、ローカル視覚スクリーニングシステムまたはリモート視覚スクリーニングシステムが、システム１００にいくつ含まれていてもよいことを理解されたい。
【0046】
本明細書で説明するように、図１は、患者に視覚スクリーニング検査を実施するためのコンポーネントを含む例示的な視覚スクリーニング装置１０４を示す。いくつかの例では、１つ以上のコンポーネントを、ネットワーク１０８を介して視覚スクリーニング装置１０４と通信するリモート視覚スクリーニングシステム１１０に実装することができる。視覚スクリーニング装置１０４およびそのコンポーネントについて、残りの図面を参照して詳細に説明する。
【0047】
図２に、いくつかの実装例による視覚スクリーニング装置２００の一実施形態を示す。例示的な視覚スクリーニング装置２００には、システム１００の視覚スクリーニング装置１０４に含まれるものと同一のコンポーネントを１つ以上含むことができる。いくつかの追加の例では、視覚スクリーニング装置２００には、視覚スクリーニング装置１０４と同様の機能を提供する異なるコンポーネントを含むことが可能である。
【0048】
視覚スクリーニング装置２００は、タブレット状の装置であってもよく、筐体２０２内に、１つ以上のプロセッサ、コンピューター読み取り可能な媒体、それに付随するネットワークインタフェース（図示せず）を含むものであってもよい。筐体２０２には、視覚スクリーニング装置２００の使用時に患者（患者１０６など）に面するように構成された前面２０４と、前面２０４の反対側にあり、視覚スクリーニング装置２００の使用時に視覚スクリーニング装置２００のオペレーター（オペレーター１０２など）に面するように構成された背面２０６とが含まれていてもよい。前面２０４には、表示画面１２４と実質的に類似していても同一であってもよい表示画面２０８、放射線源１１４と実質的に類似していても同一であってもよい放射線源２１０、放射線センサー１１６と実質的に類似していても同一であってもよい放射線センサー２１２、白色光源１１８と実質的に類似していても同一であってもよい白色光源２１４、および／またはカメラ１２０と実質的に類似していても同一であってもよいカメラ２１６が含まれていてもよい。
【0049】
放射線源２１０は、赤外線帯域および／または近赤外（ＮＩＲ）帯域の放射線を放射するように構成されていてもよい。例えば、放射線源２１０には、患者の１つ以上の眼に関連する屈折異常を判断するように構成されたＮＩＲ ＬＥＤを配置したものが含まれていてもよい。放射線源２１０のＮＩＲ ＬＥＤは、放射線センサー２１２が実質的に視覚スクリーニング装置２００の中心軸２１１に沿って配置された状態で、この中心軸２１１のまわりに放射状に配置されていてもよい。中心軸２１１を眼の光軸に合わせることによって、（例えば、フォトリフラクション技術によって屈折異常を測定するために）視覚スクリーニング検査時に、ＮＩＲ ＬＥＤを使用して患者の眼の偏心照明を提供することができる。ＮＩＲ ＬＥＤの配置については、図３Ｂを参照してさらに詳細に説明する。
【0050】
視覚スクリーニング装置２００には、白色光源２１４と、患者の眼のカラー画像および／または映像を取り込むように構成された可視光カメラ２１６も含まれていてもよい。いくつかの例では、白色光源２１４およびカメラ２１６は、画像取り込みモジュール２１８に含まれていてもよい。画像取り込みモジュール２１８のカメラ２１６には、視覚スクリーニング設定において眼を撮像するのに適した視野の狭い高解像度レンズが含まれていてもよい。そのようなレンズには、高さを抑えつつ望遠ズームを可能にする折りたたみプリズムスリムレンズ技術を取り入れることができる。折りたたみプリズムレンズで使用される光学系は、光を、光学プリズムの内部であちこちに反射させつつ曲げて集束させることで、レンズの厚さを減らし、実質的に高さの低いフォームファクタを可能にしている。図１を参照して上述したように、いくつかの視覚スクリーニング検査では、疾患および／または異常の有無を判断するために、患者の眼の瞳孔および／または水晶体のカラー画像が必要な場合がある。いくつかの例では、カメラ２１６には、患者の眼のクローズアップ画像の取り込みを可能にする高解像度ズーム機能が備えられていてもよく、そこから眼の瞳孔および／または水晶体を局在化することができる。他の例では、カメラ２１６には、合焦画像とするために眼の配置が調整された短焦点レンズを使用してもよい。より一般的にはフラッシュと呼ばれる白色光源２１４には、強度が調整可能な１つ以上の可視光ＬＥＤが含まれていてもよい。白色光源２１４の強度レベルを、視覚スクリーニング装置２００の１つ以上のプロセッサによって制御してもよい。視覚スクリーニング装置２００の１つ以上のプロセッサは、白色光源２１４を作動させるタイミングを、カメラ２１６による画像の取り込みに同期させることもできる。
【0051】
視覚スクリーニング装置２００には、視覚スクリーニング装置２００の動作時に、オペレーター（例えば、オペレーター１０２）に実質的に面する筐体２０２の背面２０６上に配置された表示画面２２０が含まれていてもよい。表示画面２２０は、オペレーターからの入力を受けるためにタッチセンサー式であってもよく、視覚スクリーニング検査時に、オペレーターに対して情報を表示するおよび／またはオペレーターから入力を受けるように構成されたグラフィカルユーザインタフェースを表示してもよい。例えば、オペレーターが表示画面２２０を使用して、患者または実施されている視覚スクリーニング検査に関する情報を入力することができる。さらに、表示画面２２０は、実施されている視覚スクリーニング検査に関する情報（例えば、パラメータ設定、スクリーニングの進行状況、視覚スクリーニング装置２００からデータを送信するためのオプション、１つ以上の測定値および／または視覚スクリーニング時に生成された画像または可視化像など）をオペレーターに表示するように構成されていてもよい。表示画面２０８、２２０は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）またはアクティブマトリックス有機発光ディスプレイ（ＡＭＯＬＥＤ）を含むものであってもよい。
【0052】
いくつかの例では、視覚スクリーニング装置２００には、視覚スクリーニング検査時に視覚スクリーニング装置２００を安定して保持するためのハンドグリップ２２２ａおよび２２２ｂが含まれていてもよい。本明細書で説明するように、図２は、１つ以上の視覚スクリーニング検査を患者に対して実施するためのコンポーネントを含む例示的な視覚スクリーニング装置２００を示す。視覚スクリーニング装置２００は、患者の眼の複数の疾患、異常、および状態のスクリーニングを含む複数の異なる視覚スクリーニング検査を含むことができる視覚スクリーニング全体を実行することを意図している。図示のように、視覚スクリーニング装置２００は、一例としてオペレーターの右手および左手用のハンドグリップ２２２ａおよび２２２ｂをそれぞれ使用することによって、手で持つことができるほど軽量であるという追加の特徴を有し、新生児のように若い患者における使いやすさと携帯性を可能にする。視覚スクリーニング装置２００は、ＮＩＲ撮像に必要な放射線源および画像取り込みセンサーならびに、１つ以上の視覚スクリーニング検査に必要な白色光照明下のカラー撮像を、コンパクトかつ実質的に平面的な配置で提供し、視覚スクリーニング装置２００の軽量かつ携帯可能なフォームファクタを可能にする。
【0053】
図３Ａに、いくつかの実施形態による視覚スクリーニング装置３００の別の実施形態を示す。例示的な視覚スクリーニング装置３００には、視覚スクリーニング装置１０４、２００に含まれる同一のコンポーネントのうちの１つ以上を含むことができる。いくつかの追加の例では、視覚スクリーニング装置３００には、視覚スクリーニング装置１０４、２００と同様の機能を提供する異なるコンポーネントを含むことが可能である。
【0054】
図示の例では、視覚スクリーニング装置３００は、視覚スクリーニング装置３００の第１の端３０６に面している、透明な有機発光ディスプレイ（ＯＬＥＤ）などの透明な表示画面３０４を備えた筐体３０２を含み、第１の端３０６は患者（例えば、患者１０６）に面している。表示画面３０４は、放射線源１１４と実質的に類似していても同一であってもよい放射線源として作用するＬＥＤのアレイ３０８、放射線センサー１１６と実質的に類似していても同一であってもよい放射線センサー３１０、白色光源１１８およびカメラ１２０と実質的に類似していても同一であってもよい白色光源３１２ａおよびデジタルカメラ３１２ｂを含む画像取り込みモジュール３１２などの、視覚スクリーニング装置３００の光学コンポーネントを覆っていてもよい。白色光源３１２ａはデジタルカメラ３１２ｂに近接して示されているが、いくつかの例では、白色光源３１２ａおよび／または追加の白色光源は、筐体３０２上の他の場所に配置されてもよい（例えば、白色光源３１２ａおよび／または追加の白色光源は、筐体３０２の１つ以上の角３１５に、筐体３０２の１つ以上の側面または縁に沿うか近接しておよび／または任意の他の場所に配置されていてもよい）。表示画面３０４は透明であるため、放射線源３０８からの放射線および／または画像取り込みモジュール３１２の白色光源３１２ａからの白色光は、患者の眼に達することができ、患者の眼からの反射放射線は、減衰や方向転換することなく表示画面３０４を通過することによって画像取り込みモジュール３１２の放射線センサー３１０および／またはカメラ３１２ｂによって受信されることができる。アレイ３０８は、図示のように、放射線センサー３１０の周囲にパターンで分散された個々のＮＩＲ ＬＥＤ（例えば、ＮＩＲ ＬＥＤ３０８ａ、３０８ｂ、３０８ｃ、３０８ｄ）で構成されていてもよい。同じく図示したように、ＮＩＲ ＬＥＤ ３０８ａ～３０８ｄは、図３Ｂを参照してさらに詳細に説明する軸Ａ－Ａ’、Ｂ－Ｂ’、Ｃ－Ｃ’など、異なる軸に沿って配置されていてもよい。放射線センサー３１０は、視覚スクリーニング装置２００の中心軸２１１と同様、視覚スクリーニング装置３００の中心軸３１４に実質的に沿って配置されている。ここでは、アレイ３０８の個々のＮＩＲ ＬＥＤを、中心に位置する放射線センサー３１０から外側に向かって放射状に図示したが、個々のＮＩＲ ＬＥＤがこれよりも多いか少ないアレイ３０８のＮＩＲ ＬＥＤの他の配置パターンも想定される。図２を参照して説明したように、本明細書に記載されたアレイ３０８のＮＩＲ ＬＥＤの配置にすることで、フォトリフラクション技術を使用して屈折異常を測定するのに必要な偏心照明を提供することができる。
【0055】
図３Ｂは、ＮＩＲ ＬＥＤのアレイ３０８の拡大図を示す。複数の例において、アレイ３０８には、例示したものよりも多いか少ない個々のＬＥＤを含むことができる。図３Ｂに示すアレイ３０８の個々のＮＩＲ ＬＥＤの例示的な配置は、図３Ａの軸Ａ－Ａ’に対応していてもよいアレイ３０８の第１の軸Ｍ１に沿ってアレイ３０８にわたって概ね同軸に延びるＮＩＲ ＬＥＤの列３１６を含む。また、アレイ３０８には、図示のように、列３１６に対してθの角度で、図３Ａの軸Ｂ－Ｂ’に対応していてもよい第２の軸Ｍ２に沿った列３１８と、列３１８に対してαの角度で、軸Ｃ－Ｃ’に対応していてもよい第３の軸Ｍ３に沿った列３２０と、が含まれていてもよい。角度θおよびαは、任意の鋭角（例えば、６０°）であってもよい。複数の例において、軸Ｍ１は、アレイ３０８の第１の経線、軸Ｍ２は、アレイ３０８の第２の経線、軸Ｍ３は、アレイ３０８の第３の経線とも呼ぶことができ、３本の軸Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３を、視覚スクリーニング装置３００の中心軸３１４で交差させることができる。いくつかの例では、追加のＬＥＤが、アレイ３０８から間隔をおいて配置された１本以上の軸Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３に沿って配置されてもよい。
【0056】
図３Ｃを参照してさらに詳細に説明するように、（例えば、画像取り込み制御コンポーネント１３４によって）アレイ３０８の個々のＬＥＤを順番に作動させ、異なる角度または偏心で照明光を発生させるようにしてもよい。例えば、ＬＥＤ３２２が最初に作動され、次にＬＥＤ３２２に隣接したＬＥＤ３２４、そして、ＬＥＤ３２６まで、軸Ｍ２に沿って進行する順序で作動させることができる。作動シーケンスは、第１の軸Ｍ１、それに続く第２の軸Ｍ２、第３の軸Ｍ３に沿って、個々のＬＥＤを移動してもよい。また、ＬＥＤ３２２および３２４は、ディフューザー（図示せず）を用いて組み合わせた放射線の光源位置をシミュレートするために、実質的に同時に作動されることもある。そのような例では、組み合わせた放射線の所望のシミュレートされた光源位置を達成し、アレイ３０８を機械的に動かす必要なく追加の角度または偏心で照明光を発生させることができるようにするために、（例えば、画像取り込み制御コンポーネント１３４によって）ＬＥＤ３２２およびＬＥＤ３２４に印加される電流の量をさらに制御してもよい。
【0057】
図３Ｃは、本開示の複数の例にしたがって、オペレーター１０２によって患者１０６に視覚スクリーニング検査を実施するために視覚スクリーニング装置３００を使用する例示的な視覚スクリーニングシステム３０１の概略図である。複数の例において、視覚スクリーニング装置３００の中心軸３１４は、図示のように、患者の眼の光軸３２８と実質的に整列配置されているか同一線上にあってもよい。図１を参照して上述したように、視覚スクリーニング装置の画像取り込み制御コンポーネント１３４は、アレイ３０８のＬＥＤ３０８ａ～３０８ｄまたは３２２、３２４などの個々の放射線源を制御して放射線を放射させることができる。個々のＬＥＤによって放射される放射線は、光軸３２８に対して異なる角度で患者１０６の眼に当たることがある。例えば、ＬＥＤ３０８ｂによって放射される放射線ビーム３３０Ａは、光軸３２８に対して角度３３２Ａをなしていてもよく、ＬＥＤ３０８ｃによって放射される放射線ビーム３３０Ｂは、角度３３２Ａとは異なる角度３３２Ｂをなしていてもよい。したがって、アレイ３０８のＬＥＤの作動を、個々にあるいはまとめて利用して、異なる角度で患者１０６の眼に当たる放射線を発生させることができる。いくつかの例では、角度３３２Ａ、３３２Ｂは、例えば光軸３２８に対して、ほぼ０度であってもよい（例えば、照明が中心軸３１４と同軸またはほぼ同軸であってもよい）。照明の各角度について、光軸３２８に沿って進む患者１０６の眼から反射した放射線を、光軸３２８と整列配置された中心軸３１４に沿って位置する放射線センサー３１０によって取り込んで、光軸３２８に対する各角度から照明下で眼の画像を生成することができる。本明細書ではＮＩＲ ＬＥＤのアレイ３０８を参照して説明したが、光軸３２８に対して異なる角度からの照明は、図３Ｄを参照して以下でさらに説明するように、上述したアレイ３０８のＮＩＲ ＬＥＤと同様に、二次元アレイまたは線形パターンで配列された個々の白色光ＬＥＤのアレイまたは組を使用して、白色光源１１８、２１４、３１２ａによって生成することもできる。
【0058】
視覚スクリーニング装置３００には、前側３０６とは反対側の側面３３６上の視覚スクリーニング装置３００の筐体３０２上に配置された追加の表示画面３３４が含まれていてもよい。図１を参照して説明した表示画面１２２と同様に、表示画面３３４がオペレーター１０２に面し、視覚スクリーニング検査に関する情報をオペレーター１０２に提供するように構成されていてもよい。いくつかの例では、表示画面３３４は、視覚スクリーニング装置３００とは別個（例えば、筐体３０２に取り付けられていない）ではあるが、視覚スクリーニング装置３００と動作可能に接続されて、その制御下におかれていてもよい。
【0059】
図３Ｄに、本開示の複数の例による視覚スクリーニングシステム３０１のコンポーネントを含む例示的なシステム３０３を示す。例示的なシステム３０３は、カメラ３３８と、白色光源１１８を含む白色光ＬＥＤアレイ３４０と、ディフューザー３４２と、部分反射器３４４とを示している。わかりやすくするために、例示的なシステム３０３では視覚スクリーニングシステム３０１の他のコンポーネントを省略したが、例えば視覚スクリーニング装置３００のコンポーネントまたは上述した視覚スクリーニングシステム３０１のコンポーネントのいずれも、図３Ｄに示す例示的なシステム３０３に含まれていてもよいことが理解される。
【0060】
複数の例において、ＬＥＤアレイ３４０の１つ以上のＬＥＤによって放射された放射線３４６（例えば、光）は、ディフューザー３４２を通過して部分反射器３４４に当たる。複数の例において、部分反射器３４４は、ビームスプリッタ、ミラーの配列、プリズム、あるいは、当たる放射線の第１の部分を反射しつつ当該放射線の第２の部分を透過するように構成された他の何らかの光学コンポーネント、であってもよい。いくつかの例では、部分反射器３４４は、図３Ｃを参照して説明したように、患者１０６の眼の光軸と実質的に整列配置されているか同軸であってもよい視覚スクリーニングシステム３０１、３０３の中心軸３１４に対して、約４５度の角度で配置される。また、図示のように、中心軸３１４も、カメラ３３８のレンズと実質的に整列配置されているか同軸であってもよい。ディフューザー３４２は、ＬＥＤアレイ３４０のＬＥＤによって放射される放射線３４６用のぼかし平滑化フィルターとして機能し得る。いくつかの例では、レンズ３４８は、ＬＥＤアレイ３４０によって放射された放射線３４６を集束させて部分反射器３４４に当てるように構成されていてもよい。しかしながら、部分反射体３４４に到達する放射線３４６を修正するために、１つ以上の追加の光学部品が含まれていてもよい。図３Ｄに示す例では、放射線３４６の少なくとも一部３５０を部分反射器３４４で反射させ、患者１０６の片眼または両眼に向けることができる。放射線３４６の一部３５０が患者１０６の眼に向けられている間、カメラ３３８は、患者１０６の眼の１つ以上の画像および／または映像を取り込むことができる。複数の例において、画像および／または映像は、患者１０６の眼の瞳孔で反射する放射線を示すものであってもよい。
【0061】
様々な例において、図２および図３Ａ～図３Ｄを参照して本明細書で説明するように、視覚スクリーニング装置２００、３００には、患者の眼のＮＩＲ画像を取り込むためのＮＩＲ放射線源およびセンサーならびに、患者の眼のカラー画像を取り込むための白色光源およびカラーカメラが含まれていてもよい。視覚スクリーニング装置２００、３００は、眼の光軸に対して異なる角度で放射線源からの照明下にある間に、眼の画像を取り込むこともできる。放射線源１１４、２１０、３０８を、赤外線または近赤外（ＮＩＲ）線源を含むものとして説明してきたが、追加の例において、放射線源１１４、２１０、３０８には、異なる波長で放射線を放射するＬＥＤが含まれていてもよく、放射線センサー１１６、２１２、３１０は、異なる波長および／または異なる波長帯域（例えば、赤外線、ＮＩＲ、可視光、紫外線など）の放射線で照明がなされたまま、眼の画像を取り込むことができる。可視スペクトルにおける放射線の異なる波長に、特定の色に対応する波長が含まれていてもよい。そのような例では、視覚スクリーニング装置１０４、２００、３００は、特定の波長の照明下で取り込まれた画像で一層明らかになり得る眼の疾患および／または異常を検出することができる場合がある。また、色のついた光および白色光も電磁放射線の形態であるため、本明細書で使用する「放射線源」という用語は、可視光エミッターと、電磁スペクトルの赤外線／ＮＩＲおよび紫外線域の放射線エミッターの両方をいう場合がある。
【0062】
図４Ａ～図４Ｄに、視覚スクリーニング装置１０４、２００、３００の放射線センサー１１６、２１２、３１０またはカメラ１２０、２１６、３１２ｂによって取り込まれた眼の画像を示す。視覚スクリーニング装置１０４、２００または３００によって取り込まれる画像データの分析を利用して検出し得る眼の様々な異常および／または疾患について、ここでは図４Ａ～図４Ｄを参照して説明する。図４Ａは、眼の健康が正常であり、検出可能な疾患状態または異常がない患者の眼の画像４０２を示す。画像４０２は、患者の右眼４０４ａおよび左眼４０４ｂを含む。図示のように、右眼４０４ａの虹彩４０６ａおよび瞳孔４０８ａは、正常な眼の健康を示す患者の左眼４０４ｂの対応する虹彩４０６ｂおよび瞳孔４０８ｂと実質的に同様に見える。図１を参照して説明したように、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、取り込まれた画像を処理して眼の瞳孔の位置を決定し、瞳孔の画像（例えば、瞳孔画像）を生成することができる。瞳孔によって、放射線が眼の中に入り、反射した放射線が眼の異なる層と相互作用してから眼の外に戻ることができるため、瞳孔画像は、眼に当たる放射線によって照明される角膜、水晶体、房水および硝子体液、網膜などの眼の層の外観を捉える。開示内容全体を本明細書に援用する、２０２１年６月１４日出願の米国特許出願第１７／３４７，０７９号には、フォトリフラクションに基づいて屈折異常を判断するために近赤外（ＮＩＲ）線源によって生成される異なる照明パターン下で取り込まれた瞳孔画像を検出するための例示的なシステムおよび方法が記載されている。
【0063】
図４Ｂに、一方の眼４１４ａの瞳孔画像４１２ａと他方の眼４１４ｂの瞳孔画像４１２ｂとを比較することによって検出され得る疾患状態の例示的な画像４１０を示す。画像４１０は、ＮＩＲ照明下で放射線センサー１１６、２１２、３１０によって取り込まれたグレースケール画像であってもよく、白内障の発症に典型的な眼内液の濁りまたは水晶体の曇りの結果として、左眼と右眼の画像におけるグレースケールの差異の一例を示している。図１を参照して説明したように、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、左眼と右眼の瞳孔画像を比較して、両方の眼のグレースケール値の差を判断することができる。例えば、画像４１０のグレースケール値を０～１２８とすることができ、一方の眼の画像の瞳孔部分の平均グレースケール値は２４である場合があるのに対し、他方の眼では８０になる場合がある。計算で得られた差を、正常な眼に対応する標準的な検査データにおける閾値および／または範囲と比較して、異常があるか否かを判断することができる。しかしながら、画像４１０などのグレースケール画像では、カラー画像であれば容易に識別可能ないくつかの疾患や異常に対応する両眼間の差異を捉えることができない場合がある。例えば、眼の網膜または角膜の腫瘍は、ＮＩＲ照明下で取り込まれたグレースケール画像では正常な網膜と見た目が似ている均一な灰色の領域として現れる場合がある。
【0064】
図４Ｃに、視覚スクリーニング装置１０４、２００、３００のカメラ１２０、２１６、３１２ｂによって、（例えば、白色光源１１８、２１４、３１２ａからの）白色光照明下で取り込まれたカラー画像４１６を示す。画像４１６の瞳孔画像４２０ａ、４２０ｂは、眼の網膜から反射されて角膜を通った白色光から生成されるため、網膜や角膜の疾患や異常は、このような画像で視認することができる。例えば、網膜は血管が多いため、健康な眼では反射光が橙赤色に見えるが、網膜や角膜の腫瘍がある眼では白色や黄色に見える場合がある。異なる民族の患者の間で網膜の着色具合が異なるため、瞳孔画像４２０ａ、４２０ｂの色の見え方にもばらつきがあるかもしれないが、疾患または異常が２つの眼のうちの一方だけに存在する場合、同一患者の２枚の瞳孔画像４２０ａ、４２０ｂを比較すれば、色値の差を確実に発生させることができる。図１を参照して説明したように、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、左右の眼の瞳孔画像を比較して、色値の差を判断することができる。また、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、各瞳孔画像の色値を、健康な眼の瞳孔の標準画像と比較することもできる。カメラ１２０、２１６、３１２ｂによって取り込まれるような画像４１６は、各画素が３つのカラーチャネルのそれぞれについて０～２５６の範囲のＲＧＢ（赤、緑、青）値を示す典型的なデジタルカラー画像であってもよい。当技術分野において公知のように、ＲＧＢ色空間は、照明の変動に敏感であり、ＲＧＢ色空間における色と色との距離と、色と色との知覚差異との間の相関が低いため、複数の色の違いを判断する必要がある用途には不向きであることが多い。複数の例において、カラー画像４１６を、色と色との間の差異の判断に一層適した色空間（例えば、ＣＩＥ Ｌ＊ａ＊ｂ＊、ＣＩＥ Ｌ＊ｕ＊ｖ＊、ＣＩＥ １９３１モデル、ＨＳＩ（色相、彩度、輝度）など）に変換することができる。瞳孔画像４２０ａの平均色値と瞳孔画像４２０ｂの平均色値との間の差異を、変換後の色空間で判断することができる。いくつかの例では、眼の屈折異常の測定値を利用して、患者の眼の間の色値の差をさらに調整し、瞳孔の見た目の違いも引き起こす場合がある眼の屈折異常による影響を排除するようにしてもよい。閾値より大きい、および／または、正常で健康な眼に対応する標準的なデータの範囲外の、差異値には、検出された異常としてフラグを立てることができる。例えば、画像４１６に示された色差は、一方の眼における網膜芽細胞腫などの腫瘍の結果として生じた可能性がある。
【0065】
図４Ｄに、瞳孔画像４２６ａ、４２６ｂを含む、眼４２４ａ、４２４ｂの画像４２２をさらに示す。画像４２２は、ＮＩＲ照明下で放射線センサー１１６、２１２、３１０によって取り込まれたグレースケール画像であってもよいし、白色光照明下でカメラ１２０、２１６、３１２ｂによって取り込まれたカラー画像であってもよい。図示のように、瞳孔４２６ａおよび４２６ｂの画像で平均グレースケール値または平均色値が類似している場合であっても、それらの間に、例えば不均一性、封入体または他の構造などの他のタイプの差異が存在する場合があり、これらが疾患状態および／または異常を示す場合がある。例えば、小さな不均一性または封入体は、白内障形成の初期段階、眼内液中の異物の存在、角膜または水晶体の傷などを示す場合がある。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、様々な方法によって、瞳孔画像４２６ａと瞳孔画像４２６ｂとの間のこれらのタイプの差異を決定することができる。例えば、画素画像４２６ａと４２６ｂとをアライメントした後、対応する位置における画素の画素値を差し引くと、主に差異が存在する領域を示す差分画像が得られるであろう。差分画像の画素値の合計を閾値と比較して、差異が閾値より大きい（例えば、異常事例）か否かを判断することができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、瞳孔画像４２６ｂ内のグレースケール値または色値の分散を計算する方法でも、差異を判断することができる。分散が閾値を超える場合、あるいは、健康な眼において予想される範囲から外れる場合、異常な状態が判断される場合がある。
【0066】
いくつかの例では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、個別に撮影された各瞳孔画像を、瞳孔画像内の特性の均一性について評価することによって、眼のいくつかの状態を判断することができる。これらの特性には、色、明るさ、テクスチャなどが含まれていてもよい。例えば、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、瞳孔画像内の特性の標準偏差（または分散）を決定してもよく、標準偏差が閾値を超える場合、あるいは、健康な眼において予想される範囲から外れる場合、異常な状態が判断される場合がある。
【0067】
図４Ａ～図４Ｄは、本明細書で説明した技術によって判断し得る眼のいくつかの状態の例を示すが、追加の状態を判断することもできることを理解されたい。また、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、白色光照明下のカラー画像、ＮＩＲ照明下のグレースケール画像および／または（図１を参照して説明したような）合成画像を分析して、眼の状態を判断することができる。例えば、眼における白内障の有無は合成画像に基づいて判断することができるのに対し、芽細胞腫の有無については、カラー画像に基づいて主に判断することができる。いくつかの例では、カラー画像および／またはグレースケール画像を、例えば、映像の１つ以上のフレームなどの、眼のカラー映像および／またはグレースケール映像から抽出してもよい。
【0068】
本明細書で説明するように、図４Ａ～図４Ｄは、患者の眼の疾患状態および／または異常を示す瞳孔画像間の差異を判断するために、視覚スクリーニング装置１０４のデータ分析および可視化コンポーネント１３６によって実行することができる、放射線センサー１１６、２１２、３１０および／またはカメラ１２０、２１６、３１２ｂで取り込まれた画像の処理を示す。特定の疾患状態および異常を検出するために調整された処理の他の例も想定される。例えば、波長の異なる放射線下で取り込まれた画像を使用して、特定の疾患状態を示す画像のグレースケール値もしくは色値または構造の特徴的な差異を検出することができる。
【0069】
図５Ａおよび図５Ｂに、視覚スクリーニング装置１０４、２００または３００によって生成することができる瞳孔画像の例示的な可視化像を示す。図１を参照して説明したように、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、取り込まれた瞳孔画像を処理して、臨床医または視覚スクリーニング装置のオペレーターが患者（例えば、患者１０６）の眼の異常または疾患を診断するのを助け得る１つ以上の可視化像を生成することができる。上述したように、第１の可視化像は、ＮＩＲ照明下で放射線センサー１１６、２１２、３１０によって取り込まれたグレースケール画像から得られる情報と、白色光照明下でカメラ１２０、２１６、３１２ｂによって取り込まれたカラー画像から得られる情報を取り込んだ合成画像５０２を生成し得る。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、例えば画像位置合わせ工程を実行するなど、画像内の眼の瞳孔５０４が互いに重なるように、グレースケール画像とカラー画像とを整列させてもよい。そのようにすれば、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、例えば、眼の特徴が互いに重なる際など、グレースケール画像とカラー画像とが正確に位置合わせされるように、視神経乳頭５０６および／または中心窩５０８などの眼の特定の特徴に基づいて、より高精度の画像位置合わせ工程を実行することができる。いくつかの例では、患者のわずかな動きや患者の眼球運動が画像間の位置ずれを生じる可能性があるため、複数回の画像取り込み時に視覚スクリーニング装置が移動していないときであっても、位置合わせ工程を実施してもよい。
【0070】
複数の例において、瞳孔領域５０４の一部５１０におけるグレースケール画像からの画素値と残りの部分におけるカラー画像からの画素値とが含まれるように、例えばデータ分析および可視化コンポーネント１３６によって、整列されたグレースケール画像とカラー画像から、合成画像５０２を生成することができる。合成画像５０２の異なる部分に取り込む画像の選択は、その部分の特徴がＮＩＲ照明下で識別しやすいか、白色光照明下で識別しやすいかに基づいてなされてもよい。例えば、眼の一部５１０は、ＮＩＲ照明下のほうがよく識別される特徴または状態を含む場合があるのに対し、瞳孔画像５０４の残りの部分の血管構造は、白色光照明下で取り込まれたカラー画像のほうが、より鮮明な場合がある。このような例では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、合成画像５０２の領域５１０におけるグレースケール画像から得られるグレースケール値と、瞳孔画像５０４の残りの部分におけるカラー画像から得られる色値とを使用して、合成画像５０２を生成することができる。複数のグレースケール画像とカラー画像とを取り込む例では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、グレースケール画像の各々の画素位置での平均グレースケール値と、カラー画像の各々の画素位置での平均色値とを使用して、合成グレースケール画像および合成カラー画像を生成することができる。他の例では、画像の品質（例えば、鮮明さ、照明の角度、または眼の特定の特徴の視認性）などの要因に基づいて、合成画像５０２で使用するために複数の画像から単一の画像が選択される場合がある。上述したように、合成画像は、ＮＩＲ照明下で取り込まれたグレースケール画像から第１の複数の画素値を導出し、白色光照明下で取り込まれたカラー画像から第２の複数の画素値を導出する。したがって、合成画像は、ＮＩＲと可視光照明によって別々に明らかにされる眼の特性を含む。
【0071】
いくつかの例では、合成画像には、眼に加えて患者の顔の一部（例えば、鼻、額）または顔全体さえも含むことができる。いくつかの例では、上記に加えてまたは上記に代えて、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、合成画像５０２にグラフィック５１２（例えば、疑似色）を追加して、合成画像５０２のうち、左右の瞳孔画像間または取り込まれた画像と標準画像との間で差異が検出された部分または領域を、強調することもできる。いくつかの例では、強調表示（例えば、グラフィック５１２内）で使用する色は、寒色寄りの色または青い色相が、より小さな差異を示し、暖色寄りまたは赤い色相が、より大きな差異を示すことができるヒートマップ可視化スキームに基づくものであってもよい。合成画像５０２の、差異が標準的な閾値を超えるか標準的な範囲から外れる部分には、ヒートマップの最高端から疑似色を割り当てることができる。眼の他の特徴も、異なるグラフィックまたは異なる色の凡例を用いて強調することもできる。そのような例では、臨床医またはオペレーターは、眼の状態の診断を助けるために、強調表示および／またはグラフィックスをオンまたはオフにする、あるいは両者の間で切り替えるオプションを有することができる。合成画像５０２は、患者データ１４０の一部としてデータベース（例えば、スクリーニングデータベース１４４）に格納されてもよい。
【0072】
図５Ｂに、静止画のシーケンスまたは静止画のシーケンスを含むアニメーション映像を含む可視化像５１４を示す。この可視化像は、図１のデータ分析および可視化コンポーネント１３６を参照して説明したような第２の可視化像に対応するものであってもよい。放射線源５１６（１～７）は、例えば、図３Ｂの軸または経線または３２０に沿ったＮＩＲ ＬＥＤに対応するものであってもよい。上記に代えてまたは上記に加えて、放射線源５１６（１～７）は、白色光源１１８、２１４、３１２ａの白色光ＬＥＤのアレイを含むものであってもよい。瞳孔画像５１８（１～７）は、対応する放射線源５１６（１～７）からの照明下で、放射線センサー１１６、２１２、３１０によって、あるいはカメラ１２０、２１６、３１２ｂによって取り込まれた画像を示す。例えば、画像５１８（１）は放射線源５１６（１）が作動しているときに取り込まれてもよく、画像５１８（３）は放射線源５１６（３）が作動しているときに取り込まれてもよいといった具合である。シーケンス５１４には、各放射線源（例えば、５１６（２、４、６））に対応する画像が含まれていなくてもよい点に留意されたい。複数の例において、可視化像５１４を生成するにあたり、放射線源５１６（１～７）に対応する画像を何枚使用してもよい。また、上記より多いか少ない数の放射線源５１６も想定される。
【0073】
図５Ａを参照して上述したように、個々の放射線源（例えば、５１６（１、３、５、７））からの照明下で取り込まれた画像は、各々の画像において画像全体に対して瞳孔が同じ位置にくるように、整列配置される。この整列工程すなわち位置合わせによって、画像が順に（例えば、表示画面１２２、２２０上で）提示されるときにジッタが防止される。可視化像５１４には、画像５１８（１～７）を表示画面１２２、２２０上で左から右へ（例えば、一連の画像５１８（１）、５１８（３）、５１８（５）、５１８（７）として）、および／または右から左へ（例えば、一連の画像画像５１８（７）、５１８（５）、５１８（３）、５１８（１）として）順に提示することが含まれていてもよい。また、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、映像の各フレームがシーケンス内の単一の画像を含むアニメーション映像を生成することができる。アニメーション映像は、左から右へのシーケンスに続いて右から左へのシーケンスを繰り返し表示し、照明源が端から端まで往復移動しているような見た目を作り出すことを含んでもよい。視覚スクリーニング装置は、臨床医または視覚スクリーニング装置のオペレーターが任意のフレームで映像を一時停止するおよび／またはズームインまたはズームアウトすることができるようにする、グラフィカルユーザインタフェースを（例えば、表示画面１２２、２２０上で）提示してもよい。また、可視化像５１４は、各画像５１８（１、３、５、７）として、ＮＩＲ照明下で取り込まれたグレースケール画像、白色光照明下で取り込まれたカラー画像または図５Ａを参照して上述した合成画像を使用することができる。グラフィカルユーザインタフェースは、グレースケール画像、カラー画像または合成画像を表示するオプションを提供することができる。
【0074】
様々な例において、図５Ａおよび図５Ｂを参照して本明細書で説明するように、視覚スクリーニング装置３００は、患者の眼の疾患および／または異常の診断を助けるための可視化像を、視覚スクリーニング装置３００のオペレーターに、提供してもよい。さらに、これらの可視化像は、検討用として、あるいは、同一患者の将来の視覚スクリーニング検査時に比較するために、臨床医が可視化像にアクセスすることができるように、患者データ１４０の一部として（例えば、スクリーニングデータベース１４４に）格納されてもよい。
【0075】
図６～図８に、本明細書で説明するような視覚スクリーニングのための例示的な方法を示す流れ図を示す。図６～図８に示す方法は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらの組み合わせで実装可能な一連の動作を表すロジカルフローグラフにおけるブロックの集合として示されている。ソフトウェアという観点では、これらのブロックは、プロセッサによって実行されると、言及された動作を実行する、１つ以上のコンピューター読み取り可能な記憶媒体に格納された、コンピューターで実行可能な命令を表す。一般に、コンピューターで実行可能な命令は、特定の機能を実行するか、特定の抽象的なデータタイプを実現する、ルーチン、プログラム、オブジェクト、コンポーネント、データ構造などを含む。動作を説明する順序については、限定として解釈されることを意図しておらず、説明されたブロックを、いくつでも、任意の順序で組み合わせるおよび／または並行して組み合わせて、図６～図８に示す方法を実施することができる。いくつかの実施形態では、図６～図８に示す方法の１つ以上のブロックを、完全に省略することも可能である。
【0076】
図６～図８に示す方法に関して後述する動作は、本明細書で説明した装置またはシステム１０４、２００、および３００のいずれか、および／またはそのさまざまなコンポーネントによって、実行することが可能なものである。別途明記しないかぎり、説明を容易にするために、以下、図１に示すシステム１００と、図１～図３に示す視覚スクリーニング装置１０４、２００、３００とを参照して、図６～図８に示す方法について説明する。特に、図６～図８に示す方法に関して説明する動作はいずれも、視覚スクリーニング装置１０４のプロセッサ１２８によって実行される画像取り込み制御コンポーネント１３４、データ分析および可視化コンポーネント１３６および／または出力生成コンポーネント１３８によっておよび／または視覚スクリーニングシステム１１０のプロセッサ１４６によって実行される分析コンポーネント１５０によって、単独または組み合わせて、実行することができるものである。
【0077】
図６に示す例示的な方法６００を参照すると、動作６０２では、画像取り込み制御コンポーネント１３４および／またはこれに付随する１つ以上のプロセッサによって、放射線源に、放射線（例えば、近赤外（ＮＩＲ）線）を放射させることができる。例えば、放射線源は、患者スクリーニングコンポーネント１３２によって患者に適応された視覚スクリーニング検査の実施に少なくとも一部が対応する期間に、ＮＩＲ放射線を放射するように構成された視覚スクリーニング装置１０４の放射線源１１４のＮＩＲ ＬＥＤを含んでもよい。いくつかの例では、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、例えば、第１の放射線源は、第１の波長の放射線を放射することができ、第２の放射線源は、第２の波長の放射線を放射することができるなど、異なる波長の放射線を放射させることができる。図３Ｂを参照して説明したように、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、放射線源１１４のＬＥＤを個々にまたはグループで作動させ、眼の光軸に対して異なる角度で眼に当たる放射線を発生させることができる。例えば、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、図３Ｂを参照して上述したように、軸３１６、３１８および３２０に沿ったＮＩＲ ＬＥＤの作動パターンを設定することができる。また、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、眼に対する異なる入射角との組み合わせで、異なる波長の放射線を作動させることもできる。いくつかの例では、ＮＩＲ ＬＥＤの作動パターンをアレンジすることで、患者１０６の眼に異なる照明パターンを提示することが可能になり、選択した照明パターンのもとで取り込まれた画像に基づいて、眼の屈折異常を正確に測定することができる。屈折異常を判断するための検査プロトコルで使用される照明パターンに関する追加の詳細は、本明細書に援用する、上述した米国特許出願第９，２３７，８４６号に見出すことができる。
【0078】
動作６０４では、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、視覚スクリーニング装置のセンサー（例えば、視覚スクリーニング装置１０４の放射線センサー１１６）に、放射線源１１４による照明下で患者の眼で反射した放射線を取り込ませることができる。画像取り込み制御コンポーネント１３４は、放射線センサー１１６によって取り込まれた放射線を示すデータを受信することができる。このデータには、動作６０２で上述したような異なる角度からの放射線によって照明された眼のグレースケール画像および／または映像が含まれていてもよい。例えば、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、センサーに、第１の組のＮＩＲ ＬＥＤからの照明下で第１の画像を、第２の組のＮＩＲ ＬＥＤからの照明下で第２の画像を、取り込ませることができる。いくつかの例では、近赤外線は、第１の放射線源によって放射される第１の波長帯域であってもよく、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、さらに、第２の波長帯域で放射線を放射する第２の放射線源を作動させ、センサーに、第２の放射線源からの照明下で、第３の画像を取り込ませることができる。また、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、センサーに、両眼の画像を同時に取り込ませることができ、片眼ずつ画像を取り込ませることもできる。例えば、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、左右両方の眼が、画像取り込み時に眼に対して同一の角度から照明されるように、左眼の画像を取り込んだ後で、右眼の画像を取り込む前に、照明源の作動を変更する（例えば、放射線源１１４、１１８の異なるＬＥＤを作動させる）ことができる。いくつかの例では、例えば患者１０６の視線方向が視覚スクリーニング装置１０４の光軸に対して左、右、上、および／または下になっているなど、患者１０６が様々な方向を見るように指示されている間に、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、センサーに、眼の複数の画像を取り込ませることができる。
【0079】
動作６０６では、画像取り込み制御コンポーネント１３４および／またはこれに付随する１つ以上のプロセッサは、白色光源（例えば、視覚スクリーニング装置１０４の白色光源１１８）に白色光を放射させ、動作６０２および６０４が完了した後の期間、かつ、視覚スクリーニング検査の実施の少なくとも一部の間に、患者に光を当てることができる。動作６０２で説明した放射線源と同様に、白色光源１１８の個々の白色光源も、光軸に対して異なる角度から眼に光を当てるように作動させることもできる。いくつかの例では、白色光源１１８からの照明は、例えば、角度が実質的に０°であってもよいなど、光軸と同軸またはほぼ同軸であってもよい。いくつかの例では、例えば、患者の第１の視線方向に対応して眼の第１のカラー画像を取り込むことができ、患者の第２の視線方向に対応して眼の第２のカラー画像を取り込むことができるなど、上述したように患者１０６の異なる視線方向に対応して眼の複数の画像を取り込むことができる。画像取り込み制御コンポーネント１３４は、取り込み時刻および照明角度および／または画像取り込み時の患者の視線方向を、画像に関連したメタデータとして格納することができる。
【0080】
動作６０８では、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、カメラ（例えば、視覚スクリーニング装置１０４のカメラ１２０）に、白色光照明下にある間、患者の眼のカラー画像を取り込ませることができる。いくつかの例では、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、カメラに、映像データを取り込ませることもできる。例えば、映像データは、白色光照明の開始前の第１の期間に取り込まれ、白色光照明の開始後の第２の期間に継続されてもよい。例えば、映像データは、患者の瞳孔の反応（例えば、瞳孔の大きさ）および／または様々なレベルの照明に対する瞳孔の調整および／または照明の急激な変化（例えば、白色光照明の開始によって生じる）を判断するのに有用な場合がある。画像取り込み制御コンポーネント１３４は、臨床医による検討用に、カラー画像および／または映像をデータベースに格納してもよい。また、画像取り込み制御コンポーネント１３４は、カメラに、患者の顔のカラー画像を取り込ませ、この画像を患者の写真識別子として患者データ１４０に格納することができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、カラー画像を利用して、後述するように、動作６１０および６１２で合成カラー画像を生成し、差異を判断することができる。いくつかの例では、眼の網膜を示すために、患者の異なる視線方向で取り込まれたカラー画像を組み合わせて、合成カラー画像を生成してもよい。
【0081】
動作６１０では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、動作６０４で取り込まれたグレースケール画像からの情報と、動作６０８で取り込まれたカラー画像からの情報とを組み合わせることによって、眼の合成画像を生成することができる。図５Ａを参照して上述したように、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、グレースケール画像およびカラー画像で眼の瞳孔に対応する瞳孔画像を検出し、眼の構造が重なるようにグレースケールとカラーの瞳孔画像を整列配置することができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、さらに、グレースケール画像からのグレースケール値を合成画像の一部に取り入れ、カラー画像からの色値を合成画像の残りに取り入れた合成画像を生成することができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、例えば、着目領域を示すために、合成画像のいくつかの部分に（例えば、グラフィックスおよび／または疑似色値を使用して）注釈を付けることもできる。
【0082】
動作６１２では、データ分析および可視化コンポーネント１３６または出力生成コンポーネント１３８は、グレースケール画像、カラー画像、および／または合成画像における画素値と期待画素値との間の１つ以上の差異を判断することができる。例えば、データ分析および可視化コンポーネント１３６または出力生成コンポーネント１３８は、第１の差異を、患者の左右の瞳孔画像の対応する画素位置における画素値間の平均差異として計算することができる。別例として、データ分析および可視化コンポーネント１３６または出力生成コンポーネント１３８は、瞳孔画像の第１の領域と同一の瞳孔画像の第２の領域における平均画素値間の第２の差を計算することができる。さらに他の例では、データ分析および可視化コンポーネント１３６または出力生成コンポーネント１３８は、瞳孔画像の平均画素値と、データベース（例えば、スクリーニングデータベース１４４）に格納されていてもよい正常かつ健康な眼で得られた標準値との間の第３の差異を、計算することができる。さらに、データ分析および可視化コンポーネント１３６または出力生成コンポーネント１３８は、視覚スクリーニング検査時に取り込まれた瞳孔画像における画素値と、同一の患者で以前に実施した視覚スクリーニング検査時の瞳孔画像における画素値との間の第４の差異を計算することができる。
【0083】
動作６１４では、出力生成コンポーネント１３８は、動作６１２で得られた画素値の差異と、閾値および／または範囲とを比較して、診断または推奨が含まれていてもよい眼に関連する状態を示す出力を、決定することができる。例えば、差異が閾値未満であったら（動作６１４－Ｙｅｓ）、出力生成コンポーネント１３８は、動作６１６で患者に関連する第１の出力を生成することができ、差異が閾値以上であったら（動作６１４－Ｎｏ）、出力生成コンポーネント１３８は、動作６１８で第２の出力を生成することができる。閾値および／または範囲は、あらかじめ定めていてもよく、スクリーニングデータベース１４４またはコンピューター読み取り可能な媒体１３０、１４８に格納されていてもよい標準データの一部として利用することができる。標準データには、グレースケール値および色値用の別々の閾値および範囲を含む、上述した差異のタイプごとに異なる閾値および範囲が含まれていてもよい。また、閾値および範囲は、患者の検査区分（例えば、患者の年齢層または病歴）に基づいて、異なるものであってもよい。
【0084】
動作６１６では、出力生成コンポーネント１３８は、上述したような第１の出力を生成することができる（動作６１４－Ｙｅｓ）。第１の出力は、疾患または異常が検出されたことの表示、追加のスクリーニングの推奨および／または検出された疾患または異常の診断に対応するものであってもよい。第１の出力には、取り込まれたグレースケール画像およびカラー画像および／または生成された可視化像を含む、格納された画像へのリンクが含まれていてもよい。動作６１８では、出力生成コンポーネント１３８は、（動作６１４－Ｎｏの場合）第２の出力を生成することができる。第２の出力は、患者が視覚スクリーニングに合格したこと、あるいは、患者の眼が正常かつ健康に見えることの表示に対応するものであってもよい。
【0085】
上述したように、例示的な方法６００は、装置１０４のプロセッサ１２８によって実行される視覚スクリーニング装置１０４のコンポーネントによって実施することができるものである。例示的な方法６００は、異なる波長の照明下で取り込まれた眼の画像に基づいて患者の眼に関連する疾患および／または異常を判断するために患者（例えば、患者１０６）に対して実施される視覚スクリーニング検査の少なくとも一部の間に実行される動作を示す。別の例では、方法６００の動作の一部または全部は、ネットワーク１０８を介して視覚スクリーニング装置１０４に接続されている視覚スクリーニングシステム１１０のプロセッサ１４６によって実行することができる。
【0086】
図７に、本開示のいくつかの実施形態による視覚スクリーニング用の例示的な方法７００を示す。上述したように、プロセス７００の動作は、これらの動作が代替的にまたは追加的にリモート視覚スクリーニングシステム１１０のプロセッサ１４６によって実行し得るものであるとしても、視覚スクリーニング装置１０４のプロセッサ１２８によって実行されるものとして説明される。
【0087】
動作７０２では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、取り込まれた画像から瞳孔画像を決定することができる。上述したように、取り込まれた画像には、ＮＩＲ照明下で放射線センサー１１６、２１２、３１０によって取り込まれたグレースケール画像または白色光照明下でカメラ１２０、２１６、３１２ｂによって取り込まれたカラー画像が含まれていてもよい。また、本明細書に援用する、上述した米国特許第９，２３７，８４６号に記載の技術を利用して、ＮＩＲ放射線照明下で取り込まれた画像から瞳孔画像を決定してもよい。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、例えば、画像処理技術を用いてエッジを検出した後、アークフィッティングして、検出されたエッジアークと眼の画像のモデルエッジマップとを比較することによってなどの、様々な技術を利用して、カラー画像から瞳孔画像を決定することもできる。また、瞳孔の色を用いてカラー画像から瞳孔画像を決定し、眼の画像の瞳孔領域をセグメント化してもよい。エッジと色に基づくセグメント化との組み合わせを用いることもできる。
【0088】
動作７０４では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、患者の左右の瞳孔画像間の差異を判断することができる。これらの差異は、グレースケール画像のグレースケール値および／またはカラー画像の色値を用いて判断することができるものである。図６の動作６１２を参照して上述したように、この差異については、患者の左右の瞳孔画像の対応する画素位置または患者の左右の瞳孔画像における対応する部分における画素値間の平均差異として計算することができる。他の例では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、左の瞳孔画像を右の画素画像から差し引くか、その逆で得られた画素値の合計によって、差異を決定することができる。
【0089】
動作７０６では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、動作７０４で得られた差異を第１の閾値と比較して、差異が第１の閾値未満であるか否かを判断することができる。例えば、第１の閾値は、スクリーニングデータベース１４４に格納されていてもよい標準データの一部として利用可能な、あらかじめ定められたものであってもよく、患者が正常で健康な眼を呈するときに同一患者の２枚の瞳孔画像間で予想される最大差異を示してもよい。差異が第１の閾値以上である（動作７０６－Ｙｅｓ）場合、詳細については後述するように、出力生成コンポーネント１３８は、動作７１６で、異常を報告する出力を生成することができる。
【0090】
動作７０８（動作７０６－Ｎｏ）では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、患者の左または右の瞳孔画像と正常で健康な眼の標準画像との間の差異を判断することができる。左右の瞳孔画像は、同時に取り込まれたものであってもよいし、視覚スクリーニング検査の間の異なる時点に取り込まれたものであってもよい。標準画像は、スクリーニングデータベース１４４またはコンピューター読み取り可能な媒体 １３０、１４８に格納されていてもよい標準データの一部として利用可能な場合がある。
【0091】
動作７１０では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、動作７０８で得られた差異と第２の閾値とを比較して、差異が第２の閾値未満であると判断することができる。例えば、第２の閾値も、スクリーニングデータベース１４４に格納されている標準データの一部として利用可能な、あらかじめ定められたものであってもよく、瞳孔画像と正常で健康な眼の標準画像との間で予想される最大差異を示してもよい。差異が第２の閾値以上である（動作７１０－Ｙｅｓ）場合、詳細については後述するように、出力生成コンポーネント１３８は、動作７１６で、異常を報告する出力を生成することができる。
【0092】
動作７１２（動作７１０－Ｎｏ）では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、患者の瞳孔画像と、以前の視覚スクリーニング検査で取り込まれた同一の眼の瞳孔画像との間の差異を判断することができる。以前の視覚スクリーニング検査（例えば、過年度の年次スクリーニング検査）で取り込まれた患者の瞳孔画像は、患者データ１４０の一部としてデータベース（例えば、スクリーニングデータベース１４４）に格納されていてもよい。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、データベースから以前のスクリーニング検査で得られた瞳孔画像にアクセスしてもよい、および／または、現在の視覚スクリーニング検査の開始前にコンピューター読み取り可能な媒体１３０に画像をロードしてもよい。
【0093】
動作７１４（動作７１２－Ｎｏ）では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、動作７１２で得られた差異と第３の閾値とを比較して、差異が第３の閾値未満であると判断することができる。例えば、第３の閾値も、スクリーニングデータベース１４４に格納されていてもよい標準データの一部として利用可能な、あらかじめ定められたものであってもよく、ある期間の経過後に取り込まれた同一の眼の瞳孔画像間で予想される最大差異を示してもよい。差異が第３の閾値以上である（動作７１４－Ｙｅｓ）場合、出力生成コンポーネント１３８は、動作７１６で、異常を報告する出力を生成することができる。例えば、出力は、白内障や黄斑変性症などの進行性の眼疾患が原因の場合もある患者の眼の変化や、以前のスクリーニング検査では存在しなかった新たな疾患状態などを示す場合がある。
【0094】
動作７１６では、出力生成コンポーネント１３８は、異常を報告する出力を生成することができる。上述したように、動作７０４、７０８、７１２で判断された差異のいずれかがそれぞれの閾値以上である場合、データ分析および可視化コンポーネント１３６または出力生成コンポーネント１３８は、眼に異常および／または疾患状態が存在する可能性があると判断することができる。出力には、異常の報告のきっかけとなった差異に基づく診断が含まれていてもよい。図４を参照して説明したように、特定の疾患は、瞳孔画像の外観に特徴的な差異を呈することがあり、網膜芽細胞腫、白内障、角膜の傷など、疾患によっては、視覚スクリーニング検査の間に検出された差異から判断することができる。出力生成コンポーネント１３８は、出力を、患者データ１４０の一部として、スクリーニングデータベース１４４などのデータベースに格納してもよい。また、出力生成コンポーネント１３８は、表示画面（例えば、表示画面１２２、２２０、３３４）上でオペレーター（例えば、オペレーター１０２）に出力を表示してもよい。
【0095】
それぞれの閾値を満たすか超える差異がない場合、動作７１８で、出力生成コンポーネント１３８は、例えば、視覚スクリーニング検査で患者の眼が正常であると判断されたなどの、正常なスクリーニングを報告する出力を、生成することができる。出力生成コンポーネント１３８は、出力を、患者データ１４０の一部として、スクリーニングデータベース１４４などのデータベースに格納してもよい、および／または、表示画面１２２、２２０、３３４上で視覚スクリーニング装置のオペレーター（例えば、オペレーター１０２）に出力を表示してもよい。
【0096】
図８に、本開示のいくつかの実施形態による視覚スクリーニング用の例示的な方法８００を示し、この場合の視覚スクリーニングには、例えば、眼の異なる状態についてのスクリーニングなどの、１つ以上の別個の視覚スクリーニング検査が含まれる。方法８００の様々な動作は、図６および図７を参照して説明した方法と実質的に類似または同一であり得る。上述したように、プロセス８００の動作は、これらの動作が代替的にまたは追加的にリモート視覚スクリーニングシステム１１０のプロセッサ１４６によって実行し得るものであるとしても、視覚スクリーニング装置１０４のプロセッサ１２８によって実行されるものとして説明される。
【0097】
動作８０２では、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、視覚スクリーニングセッションに参加している患者に実施する視覚スクリーニング検査を選択することができる。図１を参照して説明したように、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、患者データ１４０に格納された患者の検査区分に少なくとも部分的に基づいて（例えば、患者の年齢層または病歴）に基づいて、患者に対して実施する視覚スクリーニング検査のリストを決定することができる。動作８０２で選択される視覚スクリーニング検査は、患者に実施される視覚スクリーニング検査のリストにおける、次の未完了の視覚スクリーニング検査であってもよい。いくつかの例では、８０２において、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、スクリーニング検査を実施する臨床医またはオペレーターから受信した入力に基づいて、視覚スクリーニング検査を選択することができる。
【0098】
動作８０４では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、画像取り込み制御コンポーネント１３４から、視覚スクリーニングを受けている患者の眼の画像を受信することができる。例えば、これらの画像には、ＮＩＲ放射線照明下で取り込まれたグレースケール画像、白色光照明下で取り込まれたカラー画像、カラーまたはグレースケール映像、および／または合成画像のうちの１つ以上が含まれていてもよい。画像については、図６に示す例示的な方法６００を参照して説明したように取り込めばよい。いくつかの例では、画像は、例えば、以前に選択された視覚スクリーニング検査を実施している間などの、以前に取り込まれたものであってもよく、新たな画像が取り込まれなくてもよい。
【0099】
動作８０６では、データ分析および可視化コンポーネント１３６は、例えば、図７を参照して説明した方法７００を使用するなどして、選択された視覚スクリーニング検査を実施することができる。各々の視覚スクリーニング検査には、スクリーニング対象となる状態を検出するのに最も適した画像を示す、当該検査に関連するあらかじめ定められた一組の画像要件があってもよい。例えば、画像要件には、画像のタイプ（カラー、グレースケール、合成、映像など）、照明の角度または視線方向、照明のタイプ／レベルなどを含めることができる。データ分析および可視化コンポーネント１３６は、例えば、取り込まれた画像に関連するメタデータに画像要件をマッチングすることなどによって、画像要件に基づいて、分析する画像を特定し、特定された画像の分析に基づいて、選択された視覚スクリーニング検査を実施することができる。例えば、眼の白内障の有無に関するスクリーニング検査では、合成画像が必要な場合があるが、芽細胞腫の有無に関するスクリーニング検査では、入力としてカラー画像が必要な場合がある。いくつかの例では、例えば、必要な照明角度または視線方向に関連するフレームを識別することなどによって、異なる照明角度または視線方向で取り込まれた画像を映像から抽出することができる。
【0100】
動作８０８では、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、例えば、動作８０６で実施した視覚スクリーニング検査が、患者スクリーニングコンポーネント１３２によって決定された視覚スクリーニング検査のリスト上で最後であったか否かなどの、視覚スクリーニングセッションが完了したか否かを、判断することができる。８０８において、患者スクリーニングコンポーネント１３２が、視覚スクリーニングセッションは完了していないと判断した場合（動作８０８－Ｎｏ）、患者スクリーニングコンポーネント１３２は、動作８０２に進み、次に実施する視覚スクリーニング検査を選択することができる。一方、８０８において、患者スクリーニングコンポーネント１３２が、視覚スクリーニングセッションが完了したと判断した場合（動作８０８－Ｙｅｓ）、出力生成コンポーネント１３８は、動作８１０で、視覚スクリーニングセッションの間に実施した視覚スクリーニング検査の結果を含むレポートを生成することができる。例えば、このレポートには、視覚スクリーニングセッションの間に実施した各々の視覚スクリーニング検査について、方法７００の動作７１６、７１８で生成された出力が含まれていてもよい。
【0101】
少なくとも本明細書の説明に基づいて、本開示の視覚スクリーニング装置および付随するシステムおよび方法を使用して、患者の眼の疾患および／または異常をスクリーニングするための検査を含む１つ以上の視覚スクリーニング検査を実施する一助となり得ることが理解される。本明細書に記載の視覚スクリーニング装置のコンポーネントは、白色光に加えて異なる波長の放射線を生成し、視覚スクリーニングを受けている患者の眼を照らし、異なる照明条件下で眼の画像を取り込み、疾患状態の診断を助ける可視化像を生成し、瞳孔画像間の差異を判断し、診断、推奨、またはスクリーニング検査の結果を示す出力を決定するように構成されていてもよい。例示的な視覚スクリーニング装置は、異なる波長の放射線を発生させるための放射線源と、患者の眼から反射した放射線を取り込むためのセンサーと、白色光源と、白色光照明下で患者の眼のカラー画像を取り込むように構成されたカメラと、視覚スクリーニング装置のオペレーターに出力を表示するための表示画面と、を含み得る。本明細書に記載の装置は、患者からの情報提供またはフィードバックを必要とせず、眼を拡大する必要なく、患者の眼疾患および眼の異常をスクリーニングするのに使用することができるため、この装置は、非常に幼い患者、非常に高齢の患者、行為能力のない患者、または非協力的な患者のスクリーニングに使用することが可能である。
【0102】
上記は、本開示の原理を単に例示するものであり、本開示の範囲から逸脱することなく、当業者によって様々な改変をほどこすことが可能である。上述した例は、説明の目的で提示されたものであり、限定を目的とするものではない。また、本開示は、本明細書で明示的に説明した以外の多くの形態をとることができる。したがって、本開示は、明示的に開示した方法、システム、および装置に限定されず、以下の特許請求の範囲の意図の範囲内にある変形例および改変例を包含することが意図されていることが強調される。
【0103】
さらに別の例として、本明細書に図示し、説明したように、提供される構造、装置、および方法をさらに最適化するために、装置またはプロセスの制限（例えば、寸法、構成、構成要素、プロセスの工程の順序など）を変えることも可能である。いずれにせよ、本明細書に記載した構造および装置ならびに関連する方法には、多くの用途がある。したがって、開示された主題は、本明細書に記載されたいずれか１つの例に限定されるべきではなくむしろ、その広さと範囲は、添付の特許請求の範囲に従って解釈されるべきである。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【外国語明細書】