光学測定装置及び光学測定方法
光学測定装置は、受光軸（１１５）を有する光学系（１００）を含む。光学系（１００）は、測定部位（１１４）に送出されるプローブ用ビームを生成する源（１０２）を含む。光学系の検出器（１１２）は、測定部位（１１４）から反射ビームを受信する。装置は、光学系（１００）の受光軸（１１５）との測定部位（１１４）の位置合わせの程度を判定するために、検出器（１１２）から出力信号を受信し且つ出力信号の特徴を評価する処理リソースを更に含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、眼等体の一部の生理的特性を測定するために使用される種類の光学測定装置に関する。本発明は、更に、測定部位を光学的に測定する方法に関し、例えば、眼等体の一部の生理的特性を測定するために使用される種類の方法である。
【背景技術】
【０００２】
糖尿病は関心が高まりつつある大きな問題であり、世界中で２億３千万人以上の人がこの疾患を有している。また、若年型糖尿病、インシュリン依存型糖尿病が過去１５年間にわたり倍増したことが調査により判明している。糖尿病の５歳未満の子供の数もこの２０年間で５倍に増加した。
【０００３】
糖尿病に関連する病状は深刻である。患者が血糖値を適切に管理しない場合に引き起こされる可能性のある身体的損傷には、失明、心疾患及び壊疽がある。従って、糖尿病の人の死亡率は、平均的な人の死亡率よりもはるかに高い。
【０００４】
患者が最後に摂取した食事からの時間、摂取した食べ物の種類、運動量及び患者が病気であるか否か等の複数の要因により、患者の血糖濃度は相対的に短い時間尺度で変動する。従って、糖尿病の人は、通常、状態を監視及び制御するために日に何度も糖濃度を検査する必要がある。実際の検査方法は患者毎に異なり、医師又は患者の糖尿病管理者により個別に指示される。
【０００５】
血糖濃度検査に使用される主な方法には、その後分析される血液サンプルの採取が含まれる。この検査において、患者の指又は腕を小針で刺すことで、携帯型測定器で分析するための血液が検査片に滴下する。糖濃度測定値が許容値を上回る場合、糖濃度を許容範囲内に戻すためにインシュリンを注入する必要がある。
【０００６】
血糖濃度の監視に必要な検査頻度のため、患者には、通常、１日中検査を実施し、血液サンプルを自身で抽出及び分析することが求められる。上記手順により患者が体験する問題は複数ある。第１に、その技法は侵襲的であり、感染の危険を伴う。第２に、指を頻繁に刺すことにより皮膚が硬くなる。第３に、その方法は明らかに痛みを伴う。最後に、その方法に関連する消耗品のコストは高く継続的なものである。これらの問題及びその他の問題により、糖尿病人口のある特定の人々は、必要とされる頻度ほど自分自身で検査していない。これは、検査に要求される運動機能に乏しい傾向にある老人、検査自体が社会的に恥ずかしいと考える傾向にあるティーンエイジャー、検査に随伴する不快感を受け入れない傾向にある子供に特に当てはまる。
【０００７】
これらの問題を克服するために、多くの無侵襲血糖濃度測定技法が提案されてきた。一般に、これらは、皮膚を介して測定することで機能するように考案されてきたが、種々の皮膚の特徴により不正確な結果を招いてきた。
【０００８】
より最近では、眼がより適切な測定部位として提案されている。眼の糖の測定に可能な技法には、結膜での分光法（例えば、米国特許第６，９７５，８９２号公報）、基底部での精神物理学的測定法（例えば、米国特許第６，８９５，２６４号公報）、糖を吸収するコンタクトレンズ又は他の植込型装置（例えば、米国特許第６，９８０，８４２号公報又は米国特許出願公開第２００６／０１６６３５０号）、あるいは眼の屈折矯正の測定法（例えば、米国特許第６，４４２，４１０号公報）が含まれる。
【０００９】
眼の前房における房水の糖濃度の測定を伴うある特定の方法が提案されてきた。これは、個人差はあるが、この濃度と血糖濃度との間に密接な相関性があるためである。房水の測定は、偏光分析法（例えば、米国特許第Ａ５，８９６，１９８号公報）、ラマン技法（例えば、国際公開第ＷＯＡ００／０２４７９号）、蛍光測光法（例えば、国際公開第ＷＯ２００５／１２０３３４号）、分光測定法（例えば、米国特許第Ａ５，９６９，８１５号公報）、蛍光分光法（例えば、国際公開第ＷＯ０２／０８７４２９号）又は反射光測定法（例えば、米国特許第Ａ６，２３６，０８９号公報）等の種々の手段により達成される。
【００１０】
房水の糖濃度を測定する別の望ましい方法は、房水の屈折率の測定を伴う。これは、屈折率と糖濃度との間の相関性が高いためである。この点において、米国特許第３，９６３，０１９号公報、米国特許第６，１５２，８７５号公報、国際公開第ＷＯ０３／０２５５６２号、国際公開第ＷＯ０５／０４４０９９号及び国際公開第ＷＯ０５／０５８１５２号では、房水の屈折率の測定に関連する種々の技法が説明される。
【００１１】
また、患者又はオペレータの眼に位置合わせされる器具を必要とする他の測定法が多数ある。一例として、レーザー光線近視（ＬＡＳＩＫ）手術をより安全に行なうために、角膜の厚さ及び形状を測定する必要がある（例えば、米国特許第６，５８５，７２３号公報及び米国特許出願公開第２００４／００８０７５９号で説明されるように）。角膜中心厚（ＣＣＴ）、前房深度（ＡＣＤ）、角膜曲率及び／又は眼の軸方向の長さ等、眼の特徴を測定する間も患者の眼への位置合わせが必要である。
【００１２】
上記全ての場合において、測定適合度は、測定器と患者の眼との位置合わせのばらつきにより損なわれる。また、患者は、測定器を個人で適切に使用するために、臨床医を介さずに自身で測定器を使用し、位置合わせできることが重要である。一方、位置合わせが正確であるという確証は、臨床医にとって望ましい。
【００１３】
更に、無侵襲的に眼の糖濃度及び他のパラメータを測定する際、必ずしも眼への位置合わせが適切に達成できるとは限らない場合もある。
【発明の概要】
【００１４】
本発明の第１の態様によると、光学系を備える光学測定装置であって、光学系は、使用時にプローブ用ビームを生成するように構成される光源と、使用時に測定部位からの反射ビームを受信するように構成される検出器と、受光光軸軸とを含み、光学系は使用時にプローブ用ビームを測定部位に送出するように構成され、光学系は検出器に動作可能に連結され且つ使用時に検出器により生成される出力の特徴を評価できる処理リソースを更に含み、出力の特徴の評価は、光学系の受光軸との測定部位の位置合わせの程度の評価に対応する光学系測定装置が提供される。。
【００１５】
測定部位は、眼の特徴部位であってもよい。
【００１６】
特徴の評価は、出力の特徴の定量的評価であってもよい。
【００１７】
特徴の評価は、出力の特徴の定性的評価であってもよい。
【００１８】
出力の特徴の評価は、測定されるパラメータの評価であってもよく、出力の特徴に対応してもよい。
【００１９】
処理リソースは、受光軸との測定部位の位置合わせの程度を示し且つ出力の特徴の評価に基づくフィードバック情報を提供するように構成されてもよい。
【００２０】
眼は第１の軸及び第２の軸を有してもよく、処理リソースは、受光軸との第２の軸の位置合わせを達成するために、受光軸との第１の軸の位置合わせ不良を取得するフィードバックを提供するように構成される。
【００２１】
フィードバック情報は、位置合わせの可聴表示又は視覚表示であってもよい。
【００２２】
プローブ用ビームは眼に不可視であってもよい。
【００２３】
処理リソースは、反射ビームに対して測定し且つ出力の特徴の第１の測定値を生成するように構成されてもよい。
【００２４】
出力の特徴の測定値はフィードバック情報を構成してもよい。
【００２５】
出力の特徴の第１の測定値は、ピーク発光強度、テール発光強度、ピーク幅、テール幅、ピークの数、ピークの形状、ピークの場所及び／又はピーク間の距離の１つ以上に関連してもよい。測定値は、任意の数学関数、例えばプロファイルの積分又はプロファイルの微分等の積分又は微分であってもよい。
【００２６】
処理リソースは、出力の別の特徴の第２の測定値を生成するように構成されてもよい。
【００２７】
第１の測定値は、光学系との測定部位の位置合わせの程度を大まかに示すために使用されてもよい。
【００２８】
第２の測定値は、光学系との測定部位の位置合わせの程度を精細に示すために使用されてもよい。
【００２９】
装置は、光学系との実質的に最適な位置合わせの状態に対応するデータを格納する記憶装置を更に具備してもよい。
【００３０】
検出器の出力は、測定部位に対するプローブ用ビームの反射に対応する信号プロファイルを有してもよい。
【００３１】
装置は、プロファイルの少なくとも一部に対応する参照プロファイルデータ及び／又はそれに関する参照特徴データを格納する記憶装置を更に具備し、参照プロファイルデータ及び／又は参照特徴データは、光学系との位置合わせの状態に対応する。
【００３２】
処理リソースは、測定される出力に対する信号プロファイル及び／又はそれに関する特徴データの少なくとも一部と格納される参照プロファイルデータ及び／又は格納される参照特徴データとの比較に基づいて評価するように構成されてもよい。
【００３３】
検出器の出力は、それぞれがプローブ用ビームの反射の数に対応する複数のプロファイル及び／又は特徴を含むトレースであってもよい。
【００３４】
反射の数は、互いに対して位置合わせ不良である測定部位及び別の測定部位からの第１の反射を含んでもよい。
【００３５】
信号プロファイル又はトレースは、プローブ用ビームを使用してある期間にわたり一連のプロファイル又はトレースを複数取得し且つ一連のプロファイル又はトレースに対応する複数の出力信号を処理することにより生成されてもよい。
【００３６】
複数の出力信号の処理は、所定の位置合わせの程度の閾値規則に適合しない位置合わせの程度をそれぞれ有する任意の出力信号を破棄するように、複数の出力信号をフィルタリングすることを含んでもよい。
【００３７】
複数の出力信号の処理は、複数の出力信号から破棄されない出力信号を平均化することを含んでもよい。
【００３８】
生理的な体の一部は測定部位を含んでもよい。生理的な体の一部は眼であってもよい。
【００３９】
本発明の第２の態様によると、プローブ用ビームを生成することと、プローブ用ビームを測定部位に送出することと、受光軸を有する光学系を介して測定部位からの反射ビームを受信することと、光学系の受光軸との測定部位の位置合わせの程度を判定するために反射ビームに対応する出力信号の特徴を評価することとから成る光学測定方法が提供される。
【００４０】
本発明の第３の態様によると、本発明の第２の態様に関連して上述されたような方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム要素が提供される。
【００４１】
コンピュータプログラム要素は、コンピュータ可読媒体上で具体化されてもよい。
【００４２】
従って、測定装置を眼の表面等の測定部位と位置合わせする装置及び方法を提供すること、並びに／あるいは眼の他の特性、例えば眼の各表面の場所又は眼の構成要素の厚さ又は場所、あるいは眼に可視である医療条件を測定するために使用される自然発生する化学物質及び意図的に添加される化学物質の双方を含む眼の他の化合物の濃度を判定するように位置合わせ不良を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
次に、添付の図面を参照して、本発明の少なくとも１つの実施形態を単なる一例として説明する。
【図１】本発明の一実施形態を構成する装置示す概略図である。
【図２】図１の検出器により生成される期待出力信号の部分を示す計算グラフである。
【図３】図１の装置を使用する位置合わせ方法を示すフローチャートである。
【図４】図１の検出器により生成されるトレースを示すグラフである。
【図５】図１の装置を使用する測定技法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下の説明全体を通して、同一の図中符号は同様の部分を識別するために使用される。
【００４５】
図１を参照すると、グルコメータ等の光学測定装置は、電磁放射源１０２を含む光学系１００を含み、近赤外光等、例えば眼には不可視の光である可視光は、眼への不快感を軽減するように使用される。放射源１０２の出力ウィンドウ（不図示）は、放射源１０２の光路に配置されるビームスプリッタ１０４に対して配向される。ビームスプリッタ１０４は、放射源１０２の光路を走査レンズ１０６に対して折り曲げるように機能する。この例において、走査レンズ１０６は単レンズとして示されるが、当業者であれば、レンズシステムが走査レンズ１０６又は任意の他の適切な光学構成として機能し、実際に測定するために走査又は無走査することを理解するだろう。走査レンズ１０６は、ビームスプリッタ１０４に近接するか又はビームスプリッタ１０４から離間するように直線的に平行移動できる。ビームスプリッタ１０４は半透明鏡であるが、当業者であれば、任意の適切な他の光学素子又は光学構成、例えば偏光ビームスプリッタ及び偏光ビームスプリッタと走査レンズ１０６との間に配設される１／４波長板がビームスプリッタ１０４の機能を実行するように採用されることを理解するだろう。
【００４６】
ビームスプリッタ１０４が走査レンズ１０６と集光レンズ１０８との間に配置されるように、集光レンズ１０８はビームスプリッタ１０４と対向して配設される。光学測定装置は共焦システムであり、ピンホールを構成する絞り１１０は集光レンズ１０８と対向して配設され、検出器１１２は絞り１１０に隣接して配設される。この例において、検出器１１２はフォトダイオード（図１では不図示）を含む。別の実施形態において、例えば異なる口径の２つ以上の絞りは測定部位に関する情報を解析するために採用される。
【００４７】
この実施形態において、プローブ用ビームと関連付けられる測定データは、光学系１００に位置合わせする患者を誘導するフィードバック情報を提供するために使用される。フィードバック情報は、臨床医等、光学測定装置の別のオペレータにより代わりに使用されてもよい。
【００４８】
従って、マイクロプロセッサ１２２等の処理リソースは検出器１１２に連結され、可聴出力モジュール又は表示装置等の出力装置１２４はプロセッサ１２２に連結される。必要に応じて、制御器モジュール又はインタフェースモジュールがプロセッサ１２２と出力装置１２４との間に配設されてもよいが、光学測定装置の出力装置１２４又は任意の他の適切な機能エンティティにはインタフェースモジュール及び／又は制御器モジュールが一体的に提供される。プロセッサ１２２は、記憶装置１２６、例えば電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等の不揮発性メモリ素子にも結合される。
【００４９】
動作時、光学測定装置は、英国特許出願公開第Ｂ２４０７３７８号又は英国特許出願公開第Ａ２４０９０３３号に従って測定するように採用される。しかし、装置の動作は、信号処理レベルで変更される。この点において、プローブ用平行ビーム１１６は、源１０２により放射されて走査レンズ１０６に誘導され、測定部位１１４に集光される。
【００５０】
プローブ用集光ビーム１１８は測定部位１１４で反射され、プローブ用反射集光ビーム１２０が走査レンズ１０６に入射する結果、平行反射ビーム１１７が得られる。平行反射ビーム１１７は、集光レンズ１０８により検出器１１２に集光される前にビームスプリッタ１０４を通過する。絞り１１０が測定部位１１４と共焦であることにより、受光領域を空間的に制限する。
【００５１】
検出器１１２上に集光反射ビームが入射する結果、検出器１１２は、集光反射ビームにより検出器１１２が励起するのに応答して電気出力信号を生成する。
【００５２】
プローブ用反射平行ビーム１１７は、測定部位１１４が位置合わせされる場合、光学系１１４の受光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせの程度に依存して軸上にあるか、あるいは光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせ（又は位置合わせ不良）の程度に依存して量を変動させることにより軸外にあることが理解されるべきである。
【００５３】
その結果、図２を参照すると、電気出力信号は、光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせの程度に依存して変動する。この点において、出力信号の一部分は、測定部位１１４と関連付けられ且つ検出器１１２に入射するプローブ用集光反射ビームに応答して生成される応答を構成する。応答は、光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせの程度と共に変動するある特定の特徴を有する信号プロファイルを有する。検出器１１２に入射する複数の反射により、検出器１１２が出力信号を生成する場合、出力信号は、経時変動するか、距離の関数として変動するか又は任意の他の特徴に関連する変動信号である。
【００５４】
１つ以上の特徴を評価することで位置合わせの程度が表示される。この例において、評価対象の特徴に対応する１つ以上のパラメータ、例えばプロファイルのピーク発光強度、プロファイルのテール発光強度、プロファイルのピーク幅、プロファイルのテール幅、トレース中のピークの数、ピークの形状、ピークの場所、トレースのピーク間の距離を測定することにより、評価は定性的及び／又は定量的である。積分又は微分の即時測定及び時間ベース測定の双方が可能であるように、単一トレース又は連続トレースに関連して評価される。不明な点を排除するため、プロファイルのテールを構成するプロファイルの部分は、評価のために複数の方法で規定される。例えばテールは、所定の上限と下限との曲線の最小傾斜又は最小パーセンタイル値である。テールの出発点は、所定の勾配、例えば−１が達成される点である。
【００５５】
更に又はあるいは、評価は、上記パラメータに適用される１つ以上の微分関数、積分関数又は他の適切な数学関数、あるいはプロファイルのピーク又はテールの積分に基づく。動作中、プロセッサ１２２は、出力信号に対して測定し、測定を分析して行なわれた測定に関連する線質係数を判定する。
【００５６】
較正モードにおいて、まず光学測定装置が最初に較正され、１つ以上の測定部位が光軸１１５と位置合わせされることが周知である場合、１つ以上の測定部位に対して１回以上測定する。この点において、１つ以上の軸上プロファイル、即ち実質的に最大の測定値、例えば軸上プロファイル２００が参照のために取得される。取得されるプロファイルの１つ以上の特徴は較正中に測定され、後で比較するためにプロセッサ１２２がアクセス可能な記憶装置１２６に格納される。更に又はあるいは、プロファイルの部分及び／あるいはプロファイル又はその部分に関連する特徴は、後で比較するために参照プロファイルデータ及び／又は参照特徴データとして記憶装置１２６に格納される。要求に応じて、軸上プロファイル２００は、経験データを採用することなくモデル化される。モデルは、多くのシステムパラメータ、例えばビームサイズ、ビーム強度、ビームプロファイル、測定されるレンズの形状及び／又は入射光の角度等の１つ以上のレンズの特徴を考慮する。
【００５７】
測定モード（図３）において、測定部位１１４は、較正後、測定表面１１４を有する眼等の光学系１００に提供される。当然、眼の表面は多くの測定項目の一例にすぎない。この点において、生理的な体の一部等の検査中の部位又は任意の適切な項目は、光学系１００を使用して測定される。光学測定装置は、測定部位１１４を測定する（ステップ３００）ために使用される。検出器１１２により生成される出力信号は、プロセッサ１２２により測定及び分析され（ステップ３０２）、出力信号を構成するピーク発光強度及び／又は第１のプロファイル２０２のＱ因子等、１つ以上の上述の特徴パラメータが測定される。これらの測定された特徴パラメータは、対応する事前記憶される特徴パラメータと比較され（ステップ３０４）、測定された定性的特徴パラメータと格納された定性的特徴パラメータとの一致の近似を示すフィードバック情報を生成する（ステップ３０６）ために使用される。要求に応じて、１つ以上の誤差値は、１つ以上の誤差値を入力値として有する関数により生成される比較及びフィードバック情報の結果として計算される。
【００５８】
出力装置１２４は、フィードバック情報を受信し（ステップ３０８）、例えば画像表現等の可聴フィードバック信号、視覚フィードバックのようなフィードバック情報を患者又は臨床医に通信する（この例において、出力装置１２４は、光学系１００とインタフェースする表示装置であると仮定する）。
【００５９】
この第１の反復から、プロセッサ１２２は、第１のプロファイル２０２の相対的に低いピーク発光強度のために光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせが不適切であると判定し（ステップ３１２）、位置合わせの程度が患者に通信され、患者は、この例において、測定部位１１４をより適切に位置合わせしようと眼を動かそうとする。従って、上記測定ステップ及び比較ステップ（ステップ３０２〜３１２）は、適切に位置合わせされるまで繰り返される。その結果、次にこの例において、第２のプロファイル２０４が光学測定装置により測定される第２の結果として取得される。この第２の反復から、測定された第２のプロファイル２０４の特徴は、第２のプロファイル２０４に対応する出力信号を使用して達成される十分に正確な後処理結果を可能にするのに十分に適し、位置合わせが適切であると仮定される（ステップ３１２）ため、肯定的なフィードバックが提供される。第２のプロファイル２０４に対して取得される測定データは、記憶装置１２６に格納される（ステップ３１４）。
【００６０】
別の実施形態において、フィードバック情報は、出力信号から取得される測定データを重み付けするために使用される。更に又はあるいは、フィードバック情報は、測定されたプロファイル２０４に適用される事前記憶される補正率を探索するために使用される。
【００６１】
更なる実施形態において、上記技法は、粗位置合わせするために第１の特徴がフィードバック情報を提供するように使用される多段位置合わせ技法に変更される。粗位置合わせされると、第２の特徴は、より精細に位置合わせするためにフィードバック情報を提供するように使用される。
【００６２】
別の実施形態において、出力信号は、２つ以上のプロファイルを含むトレースである。また、トレースは、双方の角膜表面から戻る光の合計を含み、眼の接眼レンズ表面は、光学系１００の光軸１１５との眼の位置合わせを測定するために使用される。この点において、角膜表面及び接眼レンズ表面は、当然、互いに対して回転及び横の部位の双方で位置合わせ不良であり、角膜表面及び接眼レンズの表面は、それぞれ、第１の軸及び第２の軸を有する。その結果、プロセッサ１２２は、種々の測定部位に対して測定することにより光学系１００に対する眼全体の位置及び方向、あるいは特に角膜レンズ又は接眼レンズの位置及び方向を計算するためにこの情報を使用する。更にプロセッサ１２２は、光軸１１５を一方の第１の軸及び第２の軸と位置合わせするために、光軸１１５と他方の第１の軸及び第２の軸とを位置合わせ不良にするように動作する。
【００６３】
この例において、測定されるトレースは、角膜レンズ表面及び接眼レンズ表面における反射に関連する多くのピークを含む（図４）。上述の較正段階をトレースに適用することにより、光学系１００の光軸１１５との眼の種々の部位の位置合わせに対応して、軸上トレースがデータ記憶装置１２６に記録される。理想的なトレースが記録されると、それらは、上述の方法と同様に測定されたトレースと比較される（ステップ３０４）。フィードバック情報は、測定されたトレースと格納されたトレースとの適合の近似を再度示す。記憶装置１２６から検索される実際に格納されるトレースは、角膜表面等の特定の測定部位１１４に依存することが理解されるべきである。
【００６４】
更に又はあるいは、プロセッサ１２２は、患者の動き、即ちより具体的には患者の測定部位１１４の動きを検出するために多くの測定を分析する。検出される動きは監視され、光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせ及び予測される測定部位の今後の位置に関するフィードバックを間に合うように患者に提供する。従って、患者は、有益なことに、１回以上行なわれる測定の品質が十分に良いか又は悪いかだけではなく、実行される再位置合わせの結果として測定の品質が向上しているか否かも通知される。
【００６５】
上記技法は、フィードバックを提供するのではなく、患者が測定部位１１４を含む眼を光学測定装置の光学系１００に容易に提供できるようにするために使用される。光学測定装置は、位置合わせが適切である及び不適切である双方の場合に複数回測定して取得される１つ以上のプロファイルを単に拒否するか、あるいはトレースに関連して測定する場合に、１つ以上のトレースが取得されて眼との光学系１００の位置合わせ不良と関連付けられる。この点において、拒否閾値が採用される。要求に応じて、拒否閾値は、上述の定性的特徴パラメータ又は定量的特徴パラメータに基づく。
【００６６】
この技法の利点は、適切なデータのみが受け付けられ且つ要求される品質に達しないデータは閾値処理等により拒否され、分析に更なる時間を費やさないことである。
【００６７】
更に別の実施形態（図５）において、光学系１００は、複数回順次走査するように更に構成される（ステップ５００）。しかし、プロセッサ１２２は、取得される１つ以上のプロファイルをフィルタリングするか、あるいはトレースに関連して測定する場合に、上述の任意の技法、例えば特徴パラメータの評価及び／又は事前記憶されるデータとのプロファイル／トレースの近似を使用して複数回測定することにより１つ以上のトレースが取得される。次に、プロセッサ１２２は、平均プロファイルを後処理（ステップ５０６）に従属させる前に残りの選択された測定値を平均化する（ステップ５０４）。例えば英国特許出願公開第Ｂ２４０７３７８号又は英国特許出願公開第Ａ２４０９０３３号に説明されるように、平均トレースの１つ以上の面は、１つ以上の測定部位に関連付けられる１つ以上の生理的量を判定するように分析される。そのような技法は、眼の動きのばらつきを除去し、電子雑音、光電子雑音及び／又は光学雑音を軽減する。
【００６８】
上記全ての技法において、標準偏差計算、最小二乗アルゴリズム又は分散計算等の
任意の適切な統計的分析は、適合性の近似を判定するために使用される。
【００６９】
主に人間の眼に関して上記例を説明したが、当業者であれば、本明細書で説明される技法が任意の反射表面、例えば人間又はその他の任意の体の部分の測定に関して採用されることを理解するだろう。同様に、生理的パラメータは、体に関する上記技法を使用して測定される。生理的パラメータの一例は、血糖濃度である。
【００７０】
光学測定装置は、個人使用又は臨床使用の携帯装置、例えば臨床医が存在する臨床的な環境用の携帯型装置、あるいは卓上装置、机上装置又はベンチ上装置として提供される。
【００７１】
当業者は、上述の任意の位置合わせ技法において、片方の眼が位置合わせに使用され且つもう片方の眼が測定に使用されることを理解する必要がある。あるいは、両眼を位置合わせのために使用することにより被験者の快適さを向上させ、眼の動きを軽減する。
【００７２】
本明細書で言及する「光」は、明確に示されない限り、約５５０ナノメートル〜約１４００ナノメートル又は約６００ナノメートル〜約１０００ナノメートル等、例えば約３５０ナノメートル〜約２０００ナノメートルの電磁スペクトルの光学範囲に関して言及することを意図する。
【００７３】
本発明の他の実施形態は、例えばディスケット、ＣＤ ＲＯＭ、ＲＯＭ又は固定ディスク等の有形データ記憶媒体に格納される一連のコンピュータ命令であるコンピュータシステムと共に使用するコンピュータプログラム製品として実現されるか、あるいはマイクロ波又は赤外線等の有形媒体又は無線媒体を介して送信されるコンピュータデータ信号において具体化される。一連のコンピュータ命令は、上述の機能性の全て又は一部を構成し、半導体メモリ素子、磁気メモリ素子、光学メモリ素子又は他のメモリ素子等の揮発性又は不揮発性の任意のメモリ素子に格納される。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、眼等体の一部の生理的特性を測定するために使用される種類の光学測定装置に関する。本発明は、更に、測定部位を光学的に測定する方法に関し、例えば、眼等体の一部の生理的特性を測定するために使用される種類の方法である。
【背景技術】
【０００２】
糖尿病は関心が高まりつつある大きな問題であり、世界中で２億３千万人以上の人がこの疾患を有している。また、若年型糖尿病、インシュリン依存型糖尿病が過去１５年間にわたり倍増したことが調査により判明している。糖尿病の５歳未満の子供の数もこの２０年間で５倍に増加した。
【０００３】
糖尿病に関連する病状は深刻である。患者が血糖値を適切に管理しない場合に引き起こされる可能性のある身体的損傷には、失明、心疾患及び壊疽がある。従って、糖尿病の人の死亡率は、平均的な人の死亡率よりもはるかに高い。
【０００４】
患者が最後に摂取した食事からの時間、摂取した食べ物の種類、運動量及び患者が病気であるか否か等の複数の要因により、患者の血糖濃度は相対的に短い時間尺度で変動する。従って、糖尿病の人は、通常、状態を監視及び制御するために日に何度も糖濃度を検査する必要がある。実際の検査方法は患者毎に異なり、医師又は患者の糖尿病管理者により個別に指示される。
【０００５】
血糖濃度検査に使用される主な方法には、その後分析される血液サンプルの採取が含まれる。この検査において、患者の指又は腕を小針で刺すことで、携帯型測定器で分析するための血液が検査片に滴下する。糖濃度測定値が許容値を上回る場合、糖濃度を許容範囲内に戻すためにインシュリンを注入する必要がある。
【０００６】
血糖濃度の監視に必要な検査頻度のため、患者には、通常、１日中検査を実施し、血液サンプルを自身で抽出及び分析することが求められる。上記手順により患者が体験する問題は複数ある。第１に、その技法は侵襲的であり、感染の危険を伴う。第２に、指を頻繁に刺すことにより皮膚が硬くなる。第３に、その方法は明らかに痛みを伴う。最後に、その方法に関連する消耗品のコストは高く継続的なものである。これらの問題及びその他の問題により、糖尿病人口のある特定の人々は、必要とされる頻度ほど自分自身で検査していない。これは、検査に要求される運動機能に乏しい傾向にある老人、検査自体が社会的に恥ずかしいと考える傾向にあるティーンエイジャー、検査に随伴する不快感を受け入れない傾向にある子供に特に当てはまる。
【０００７】
これらの問題を克服するために、多くの無侵襲血糖濃度測定技法が提案されてきた。一般に、これらは、皮膚を介して測定することで機能するように考案されてきたが、種々の皮膚の特徴により不正確な結果を招いてきた。
【０００８】
より最近では、眼がより適切な測定部位として提案されている。眼の糖の測定に可能な技法には、結膜での分光法（例えば、米国特許第６，９７５，８９２号公報）、基底部での精神物理学的測定法（例えば、米国特許第６，８９５，２６４号公報）、糖を吸収するコンタクトレンズ又は他の植込型装置（例えば、米国特許第６，９８０，８４２号公報又は米国特許出願公開第２００６／０１６６３５０号）、あるいは眼の屈折矯正の測定法（例えば、米国特許第６，４４２，４１０号公報）が含まれる。
【０００９】
眼の前房における房水の糖濃度の測定を伴うある特定の方法が提案されてきた。これは、個人差はあるが、この濃度と血糖濃度との間に密接な相関性があるためである。房水の測定は、偏光分析法（例えば、米国特許第Ａ５，８９６，１９８号公報）、ラマン技法（例えば、国際公開第ＷＯＡ００／０２４７９号）、蛍光測光法（例えば、国際公開第ＷＯ２００５／１２０３３４号）、分光測定法（例えば、米国特許第Ａ５，９６９，８１５号公報）、蛍光分光法（例えば、国際公開第ＷＯ０２／０８７４２９号）又は反射光測定法（例えば、米国特許第Ａ６，２３６，０８９号公報）等の種々の手段により達成される。
【００１０】
房水の糖濃度を測定する別の望ましい方法は、房水の屈折率の測定を伴う。これは、屈折率と糖濃度との間の相関性が高いためである。この点において、米国特許第３，９６３，０１９号公報、米国特許第６，１５２，８７５号公報、国際公開第ＷＯ０３／０２５５６２号、国際公開第ＷＯ０５／０４４０９９号及び国際公開第ＷＯ０５／０５８１５２号では、房水の屈折率の測定に関連する種々の技法が説明される。
【００１１】
また、患者又はオペレータの眼に位置合わせされる器具を必要とする他の測定法が多数ある。一例として、レーザー光線近視（ＬＡＳＩＫ）手術をより安全に行なうために、角膜の厚さ及び形状を測定する必要がある（例えば、米国特許第６，５８５，７２３号公報及び米国特許出願公開第２００４／００８０７５９号で説明されるように）。角膜中心厚（ＣＣＴ）、前房深度（ＡＣＤ）、角膜曲率及び／又は眼の軸方向の長さ等、眼の特徴を測定する間も患者の眼への位置合わせが必要である。
【００１２】
上記全ての場合において、測定適合度は、測定器と患者の眼との位置合わせのばらつきにより損なわれる。また、患者は、測定器を個人で適切に使用するために、臨床医を介さずに自身で測定器を使用し、位置合わせできることが重要である。一方、位置合わせが正確であるという確証は、臨床医にとって望ましい。
【００１３】
更に、無侵襲的に眼の糖濃度及び他のパラメータを測定する際、必ずしも眼への位置合わせが適切に達成できるとは限らない場合もある。
【発明の概要】
【００１４】
本発明の第１の態様によると、光学系を備える光学測定装置であって、光学系は、使用時にプローブ用ビームを生成するように構成される光源と、使用時に測定部位からの反射ビームを受信するように構成される検出器と、受光光軸軸とを含み、光学系は使用時にプローブ用ビームを測定部位に送出するように構成され、光学系は検出器に動作可能に連結され且つ使用時に検出器により生成される出力の特徴を評価できる処理リソースを更に含み、出力の特徴の評価は、光学系の受光軸との測定部位の位置合わせの程度の評価に対応する光学系測定装置が提供される。。
【００１５】
測定部位は、眼の特徴部位であってもよい。
【００１６】
特徴の評価は、出力の特徴の定量的評価であってもよい。
【００１７】
特徴の評価は、出力の特徴の定性的評価であってもよい。
【００１８】
出力の特徴の評価は、測定されるパラメータの評価であってもよく、出力の特徴に対応してもよい。
【００１９】
処理リソースは、受光軸との測定部位の位置合わせの程度を示し且つ出力の特徴の評価に基づくフィードバック情報を提供するように構成されてもよい。
【００２０】
眼は第１の軸及び第２の軸を有してもよく、処理リソースは、受光軸との第２の軸の位置合わせを達成するために、受光軸との第１の軸の位置合わせ不良を取得するフィードバックを提供するように構成される。
【００２１】
フィードバック情報は、位置合わせの可聴表示又は視覚表示であってもよい。
【００２２】
プローブ用ビームは眼に不可視であってもよい。
【００２３】
処理リソースは、反射ビームに対して測定し且つ出力の特徴の第１の測定値を生成するように構成されてもよい。
【００２４】
出力の特徴の測定値はフィードバック情報を構成してもよい。
【００２５】
出力の特徴の第１の測定値は、ピーク発光強度、テール発光強度、ピーク幅、テール幅、ピークの数、ピークの形状、ピークの場所及び／又はピーク間の距離の１つ以上に関連してもよい。測定値は、任意の数学関数、例えばプロファイルの積分又はプロファイルの微分等の積分又は微分であってもよい。
【００２６】
処理リソースは、出力の別の特徴の第２の測定値を生成するように構成されてもよい。
【００２７】
第１の測定値は、光学系との測定部位の位置合わせの程度を大まかに示すために使用されてもよい。
【００２８】
第２の測定値は、光学系との測定部位の位置合わせの程度を精細に示すために使用されてもよい。
【００２９】
装置は、光学系との実質的に最適な位置合わせの状態に対応するデータを格納する記憶装置を更に具備してもよい。
【００３０】
検出器の出力は、測定部位に対するプローブ用ビームの反射に対応する信号プロファイルを有してもよい。
【００３１】
装置は、プロファイルの少なくとも一部に対応する参照プロファイルデータ及び／又はそれに関する参照特徴データを格納する記憶装置を更に具備し、参照プロファイルデータ及び／又は参照特徴データは、光学系との位置合わせの状態に対応する。
【００３２】
処理リソースは、測定される出力に対する信号プロファイル及び／又はそれに関する特徴データの少なくとも一部と格納される参照プロファイルデータ及び／又は格納される参照特徴データとの比較に基づいて評価するように構成されてもよい。
【００３３】
検出器の出力は、それぞれがプローブ用ビームの反射の数に対応する複数のプロファイル及び／又は特徴を含むトレースであってもよい。
【００３４】
反射の数は、互いに対して位置合わせ不良である測定部位及び別の測定部位からの第１の反射を含んでもよい。
【００３５】
信号プロファイル又はトレースは、プローブ用ビームを使用してある期間にわたり一連のプロファイル又はトレースを複数取得し且つ一連のプロファイル又はトレースに対応する複数の出力信号を処理することにより生成されてもよい。
【００３６】
複数の出力信号の処理は、所定の位置合わせの程度の閾値規則に適合しない位置合わせの程度をそれぞれ有する任意の出力信号を破棄するように、複数の出力信号をフィルタリングすることを含んでもよい。
【００３７】
複数の出力信号の処理は、複数の出力信号から破棄されない出力信号を平均化することを含んでもよい。
【００３８】
生理的な体の一部は測定部位を含んでもよい。生理的な体の一部は眼であってもよい。
【００３９】
本発明の第２の態様によると、プローブ用ビームを生成することと、プローブ用ビームを測定部位に送出することと、受光軸を有する光学系を介して測定部位からの反射ビームを受信することと、光学系の受光軸との測定部位の位置合わせの程度を判定するために反射ビームに対応する出力信号の特徴を評価することとから成る光学測定方法が提供される。
【００４０】
本発明の第３の態様によると、本発明の第２の態様に関連して上述されたような方法をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムコード手段を含むコンピュータプログラム要素が提供される。
【００４１】
コンピュータプログラム要素は、コンピュータ可読媒体上で具体化されてもよい。
【００４２】
従って、測定装置を眼の表面等の測定部位と位置合わせする装置及び方法を提供すること、並びに／あるいは眼の他の特性、例えば眼の各表面の場所又は眼の構成要素の厚さ又は場所、あるいは眼に可視である医療条件を測定するために使用される自然発生する化学物質及び意図的に添加される化学物質の双方を含む眼の他の化合物の濃度を判定するように位置合わせ不良を補正することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
次に、添付の図面を参照して、本発明の少なくとも１つの実施形態を単なる一例として説明する。
【図１】本発明の一実施形態を構成する装置示す概略図である。
【図２】図１の検出器により生成される期待出力信号の部分を示す計算グラフである。
【図３】図１の装置を使用する位置合わせ方法を示すフローチャートである。
【図４】図１の検出器により生成されるトレースを示すグラフである。
【図５】図１の装置を使用する測定技法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
以下の説明全体を通して、同一の図中符号は同様の部分を識別するために使用される。
【００４５】
図１を参照すると、グルコメータ等の光学測定装置は、電磁放射源１０２を含む光学系１００を含み、近赤外光等、例えば眼には不可視の光である可視光は、眼への不快感を軽減するように使用される。放射源１０２の出力ウィンドウ（不図示）は、放射源１０２の光路に配置されるビームスプリッタ１０４に対して配向される。ビームスプリッタ１０４は、放射源１０２の光路を走査レンズ１０６に対して折り曲げるように機能する。この例において、走査レンズ１０６は単レンズとして示されるが、当業者であれば、レンズシステムが走査レンズ１０６又は任意の他の適切な光学構成として機能し、実際に測定するために走査又は無走査することを理解するだろう。走査レンズ１０６は、ビームスプリッタ１０４に近接するか又はビームスプリッタ１０４から離間するように直線的に平行移動できる。ビームスプリッタ１０４は半透明鏡であるが、当業者であれば、任意の適切な他の光学素子又は光学構成、例えば偏光ビームスプリッタ及び偏光ビームスプリッタと走査レンズ１０６との間に配設される１／４波長板がビームスプリッタ１０４の機能を実行するように採用されることを理解するだろう。
【００４６】
ビームスプリッタ１０４が走査レンズ１０６と集光レンズ１０８との間に配置されるように、集光レンズ１０８はビームスプリッタ１０４と対向して配設される。光学測定装置は共焦システムであり、ピンホールを構成する絞り１１０は集光レンズ１０８と対向して配設され、検出器１１２は絞り１１０に隣接して配設される。この例において、検出器１１２はフォトダイオード（図１では不図示）を含む。別の実施形態において、例えば異なる口径の２つ以上の絞りは測定部位に関する情報を解析するために採用される。
【００４７】
この実施形態において、プローブ用ビームと関連付けられる測定データは、光学系１００に位置合わせする患者を誘導するフィードバック情報を提供するために使用される。フィードバック情報は、臨床医等、光学測定装置の別のオペレータにより代わりに使用されてもよい。
【００４８】
従って、マイクロプロセッサ１２２等の処理リソースは検出器１１２に連結され、可聴出力モジュール又は表示装置等の出力装置１２４はプロセッサ１２２に連結される。必要に応じて、制御器モジュール又はインタフェースモジュールがプロセッサ１２２と出力装置１２４との間に配設されてもよいが、光学測定装置の出力装置１２４又は任意の他の適切な機能エンティティにはインタフェースモジュール及び／又は制御器モジュールが一体的に提供される。プロセッサ１２２は、記憶装置１２６、例えば電気的消去可能プログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）等の不揮発性メモリ素子にも結合される。
【００４９】
動作時、光学測定装置は、英国特許出願公開第Ｂ２４０７３７８号又は英国特許出願公開第Ａ２４０９０３３号に従って測定するように採用される。しかし、装置の動作は、信号処理レベルで変更される。この点において、プローブ用平行ビーム１１６は、源１０２により放射されて走査レンズ１０６に誘導され、測定部位１１４に集光される。
【００５０】
プローブ用集光ビーム１１８は測定部位１１４で反射され、プローブ用反射集光ビーム１２０が走査レンズ１０６に入射する結果、平行反射ビーム１１７が得られる。平行反射ビーム１１７は、集光レンズ１０８により検出器１１２に集光される前にビームスプリッタ１０４を通過する。絞り１１０が測定部位１１４と共焦であることにより、受光領域を空間的に制限する。
【００５１】
検出器１１２上に集光反射ビームが入射する結果、検出器１１２は、集光反射ビームにより検出器１１２が励起するのに応答して電気出力信号を生成する。
【００５２】
プローブ用反射平行ビーム１１７は、測定部位１１４が位置合わせされる場合、光学系１１４の受光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせの程度に依存して軸上にあるか、あるいは光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせ（又は位置合わせ不良）の程度に依存して量を変動させることにより軸外にあることが理解されるべきである。
【００５３】
その結果、図２を参照すると、電気出力信号は、光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせの程度に依存して変動する。この点において、出力信号の一部分は、測定部位１１４と関連付けられ且つ検出器１１２に入射するプローブ用集光反射ビームに応答して生成される応答を構成する。応答は、光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせの程度と共に変動するある特定の特徴を有する信号プロファイルを有する。検出器１１２に入射する複数の反射により、検出器１１２が出力信号を生成する場合、出力信号は、経時変動するか、距離の関数として変動するか又は任意の他の特徴に関連する変動信号である。
【００５４】
１つ以上の特徴を評価することで位置合わせの程度が表示される。この例において、評価対象の特徴に対応する１つ以上のパラメータ、例えばプロファイルのピーク発光強度、プロファイルのテール発光強度、プロファイルのピーク幅、プロファイルのテール幅、トレース中のピークの数、ピークの形状、ピークの場所、トレースのピーク間の距離を測定することにより、評価は定性的及び／又は定量的である。積分又は微分の即時測定及び時間ベース測定の双方が可能であるように、単一トレース又は連続トレースに関連して評価される。不明な点を排除するため、プロファイルのテールを構成するプロファイルの部分は、評価のために複数の方法で規定される。例えばテールは、所定の上限と下限との曲線の最小傾斜又は最小パーセンタイル値である。テールの出発点は、所定の勾配、例えば−１が達成される点である。
【００５５】
更に又はあるいは、評価は、上記パラメータに適用される１つ以上の微分関数、積分関数又は他の適切な数学関数、あるいはプロファイルのピーク又はテールの積分に基づく。動作中、プロセッサ１２２は、出力信号に対して測定し、測定を分析して行なわれた測定に関連する線質係数を判定する。
【００５６】
較正モードにおいて、まず光学測定装置が最初に較正され、１つ以上の測定部位が光軸１１５と位置合わせされることが周知である場合、１つ以上の測定部位に対して１回以上測定する。この点において、１つ以上の軸上プロファイル、即ち実質的に最大の測定値、例えば軸上プロファイル２００が参照のために取得される。取得されるプロファイルの１つ以上の特徴は較正中に測定され、後で比較するためにプロセッサ１２２がアクセス可能な記憶装置１２６に格納される。更に又はあるいは、プロファイルの部分及び／あるいはプロファイル又はその部分に関連する特徴は、後で比較するために参照プロファイルデータ及び／又は参照特徴データとして記憶装置１２６に格納される。要求に応じて、軸上プロファイル２００は、経験データを採用することなくモデル化される。モデルは、多くのシステムパラメータ、例えばビームサイズ、ビーム強度、ビームプロファイル、測定されるレンズの形状及び／又は入射光の角度等の１つ以上のレンズの特徴を考慮する。
【００５７】
測定モード（図３）において、測定部位１１４は、較正後、測定表面１１４を有する眼等の光学系１００に提供される。当然、眼の表面は多くの測定項目の一例にすぎない。この点において、生理的な体の一部等の検査中の部位又は任意の適切な項目は、光学系１００を使用して測定される。光学測定装置は、測定部位１１４を測定する（ステップ３００）ために使用される。検出器１１２により生成される出力信号は、プロセッサ１２２により測定及び分析され（ステップ３０２）、出力信号を構成するピーク発光強度及び／又は第１のプロファイル２０２のＱ因子等、１つ以上の上述の特徴パラメータが測定される。これらの測定された特徴パラメータは、対応する事前記憶される特徴パラメータと比較され（ステップ３０４）、測定された定性的特徴パラメータと格納された定性的特徴パラメータとの一致の近似を示すフィードバック情報を生成する（ステップ３０６）ために使用される。要求に応じて、１つ以上の誤差値は、１つ以上の誤差値を入力値として有する関数により生成される比較及びフィードバック情報の結果として計算される。
【００５８】
出力装置１２４は、フィードバック情報を受信し（ステップ３０８）、例えば画像表現等の可聴フィードバック信号、視覚フィードバックのようなフィードバック情報を患者又は臨床医に通信する（この例において、出力装置１２４は、光学系１００とインタフェースする表示装置であると仮定する）。
【００５９】
この第１の反復から、プロセッサ１２２は、第１のプロファイル２０２の相対的に低いピーク発光強度のために光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせが不適切であると判定し（ステップ３１２）、位置合わせの程度が患者に通信され、患者は、この例において、測定部位１１４をより適切に位置合わせしようと眼を動かそうとする。従って、上記測定ステップ及び比較ステップ（ステップ３０２〜３１２）は、適切に位置合わせされるまで繰り返される。その結果、次にこの例において、第２のプロファイル２０４が光学測定装置により測定される第２の結果として取得される。この第２の反復から、測定された第２のプロファイル２０４の特徴は、第２のプロファイル２０４に対応する出力信号を使用して達成される十分に正確な後処理結果を可能にするのに十分に適し、位置合わせが適切であると仮定される（ステップ３１２）ため、肯定的なフィードバックが提供される。第２のプロファイル２０４に対して取得される測定データは、記憶装置１２６に格納される（ステップ３１４）。
【００６０】
別の実施形態において、フィードバック情報は、出力信号から取得される測定データを重み付けするために使用される。更に又はあるいは、フィードバック情報は、測定されたプロファイル２０４に適用される事前記憶される補正率を探索するために使用される。
【００６１】
更なる実施形態において、上記技法は、粗位置合わせするために第１の特徴がフィードバック情報を提供するように使用される多段位置合わせ技法に変更される。粗位置合わせされると、第２の特徴は、より精細に位置合わせするためにフィードバック情報を提供するように使用される。
【００６２】
別の実施形態において、出力信号は、２つ以上のプロファイルを含むトレースである。また、トレースは、双方の角膜表面から戻る光の合計を含み、眼の接眼レンズ表面は、光学系１００の光軸１１５との眼の位置合わせを測定するために使用される。この点において、角膜表面及び接眼レンズ表面は、当然、互いに対して回転及び横の部位の双方で位置合わせ不良であり、角膜表面及び接眼レンズの表面は、それぞれ、第１の軸及び第２の軸を有する。その結果、プロセッサ１２２は、種々の測定部位に対して測定することにより光学系１００に対する眼全体の位置及び方向、あるいは特に角膜レンズ又は接眼レンズの位置及び方向を計算するためにこの情報を使用する。更にプロセッサ１２２は、光軸１１５を一方の第１の軸及び第２の軸と位置合わせするために、光軸１１５と他方の第１の軸及び第２の軸とを位置合わせ不良にするように動作する。
【００６３】
この例において、測定されるトレースは、角膜レンズ表面及び接眼レンズ表面における反射に関連する多くのピークを含む（図４）。上述の較正段階をトレースに適用することにより、光学系１００の光軸１１５との眼の種々の部位の位置合わせに対応して、軸上トレースがデータ記憶装置１２６に記録される。理想的なトレースが記録されると、それらは、上述の方法と同様に測定されたトレースと比較される（ステップ３０４）。フィードバック情報は、測定されたトレースと格納されたトレースとの適合の近似を再度示す。記憶装置１２６から検索される実際に格納されるトレースは、角膜表面等の特定の測定部位１１４に依存することが理解されるべきである。
【００６４】
更に又はあるいは、プロセッサ１２２は、患者の動き、即ちより具体的には患者の測定部位１１４の動きを検出するために多くの測定を分析する。検出される動きは監視され、光軸１１５との測定部位１１４の位置合わせ及び予測される測定部位の今後の位置に関するフィードバックを間に合うように患者に提供する。従って、患者は、有益なことに、１回以上行なわれる測定の品質が十分に良いか又は悪いかだけではなく、実行される再位置合わせの結果として測定の品質が向上しているか否かも通知される。
【００６５】
上記技法は、フィードバックを提供するのではなく、患者が測定部位１１４を含む眼を光学測定装置の光学系１００に容易に提供できるようにするために使用される。光学測定装置は、位置合わせが適切である及び不適切である双方の場合に複数回測定して取得される１つ以上のプロファイルを単に拒否するか、あるいはトレースに関連して測定する場合に、１つ以上のトレースが取得されて眼との光学系１００の位置合わせ不良と関連付けられる。この点において、拒否閾値が採用される。要求に応じて、拒否閾値は、上述の定性的特徴パラメータ又は定量的特徴パラメータに基づく。
【００６６】
この技法の利点は、適切なデータのみが受け付けられ且つ要求される品質に達しないデータは閾値処理等により拒否され、分析に更なる時間を費やさないことである。
【００６７】
更に別の実施形態（図５）において、光学系１００は、複数回順次走査するように更に構成される（ステップ５００）。しかし、プロセッサ１２２は、取得される１つ以上のプロファイルをフィルタリングするか、あるいはトレースに関連して測定する場合に、上述の任意の技法、例えば特徴パラメータの評価及び／又は事前記憶されるデータとのプロファイル／トレースの近似を使用して複数回測定することにより１つ以上のトレースが取得される。次に、プロセッサ１２２は、平均プロファイルを後処理（ステップ５０６）に従属させる前に残りの選択された測定値を平均化する（ステップ５０４）。例えば英国特許出願公開第Ｂ２４０７３７８号又は英国特許出願公開第Ａ２４０９０３３号に説明されるように、平均トレースの１つ以上の面は、１つ以上の測定部位に関連付けられる１つ以上の生理的量を判定するように分析される。そのような技法は、眼の動きのばらつきを除去し、電子雑音、光電子雑音及び／又は光学雑音を軽減する。
【００６８】
上記全ての技法において、標準偏差計算、最小二乗アルゴリズム又は分散計算等の
任意の適切な統計的分析は、適合性の近似を判定するために使用される。
【００６９】
主に人間の眼に関して上記例を説明したが、当業者であれば、本明細書で説明される技法が任意の反射表面、例えば人間又はその他の任意の体の部分の測定に関して採用されることを理解するだろう。同様に、生理的パラメータは、体に関する上記技法を使用して測定される。生理的パラメータの一例は、血糖濃度である。
【００７０】
光学測定装置は、個人使用又は臨床使用の携帯装置、例えば臨床医が存在する臨床的な環境用の携帯型装置、あるいは卓上装置、机上装置又はベンチ上装置として提供される。
【００７１】
当業者は、上述の任意の位置合わせ技法において、片方の眼が位置合わせに使用され且つもう片方の眼が測定に使用されることを理解する必要がある。あるいは、両眼を位置合わせのために使用することにより被験者の快適さを向上させ、眼の動きを軽減する。
【００７２】
本明細書で言及する「光」は、明確に示されない限り、約５５０ナノメートル〜約１４００ナノメートル又は約６００ナノメートル〜約１０００ナノメートル等、例えば約３５０ナノメートル〜約２０００ナノメートルの電磁スペクトルの光学範囲に関して言及することを意図する。
【００７３】
本発明の他の実施形態は、例えばディスケット、ＣＤ ＲＯＭ、ＲＯＭ又は固定ディスク等の有形データ記憶媒体に格納される一連のコンピュータ命令であるコンピュータシステムと共に使用するコンピュータプログラム製品として実現されるか、あるいはマイクロ波又は赤外線等の有形媒体又は無線媒体を介して送信されるコンピュータデータ信号において具体化される。一連のコンピュータ命令は、上述の機能性の全て又は一部を構成し、半導体メモリ素子、磁気メモリ素子、光学メモリ素子又は他のメモリ素子等の揮発性又は不揮発性の任意のメモリ素子に格納される。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を備える光学測定装置であって、前記光学系は、
使用時にプローブ用ビームを生成するように構成される光源と；
使用時に測定部位からの反射ビームを受信するように構成される検出器と；
受光軸と；
を含み、
前記光学系は、使用時に前記プローブ用ビームを前記測定部位に送出するように構成され、
前記光学系は、前記検出器に動作可能に連結され且つ使用時に前記検出器により生成される出力の特徴を評価できる処理リソースを更に含み、
前記出力の前記特徴の評価は、前記光学系の前記受光軸との前記測定部位の位置合わせの程度の評価に対応することを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
前記測定部位は、眼の特徴部位であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記特徴の前記評価は、前記出力の前記特徴の定量的評価であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記特徴の前記評価は、前記出力の前記特徴の定性的評価であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記出力の前記特徴の前記評価は、測定されるパラメータの評価であり、前記出力の前記特徴に対応することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記処理リソースは、前記受光軸との前記測定部位の前記位置合わせの程度を示し且つ前記出力の前記特徴の前記評価に基づくフィードバック情報を提供するように構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
請求項２に従属する場合、前記眼は第１の軸及び第２の軸を有し、前記処理リソースは、前記受光軸との前記第２の軸の位置合わせを達成するために、前記受光軸との前記第１の軸の位置合わせ不良を取得するフィードバックを提供するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記フィードバック情報は、位置合わせの可聴表示又は視覚表示であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記プローブ用ビームは前記眼に不可視であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記処理リソースは、前記反射ビームに対して測定し且つ前記出力の前記特徴の第１の測定値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記処理リソースは、前記出力の別の特徴の第２の測定値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の測定値は、前記光学系との前記測定部位の前記位置合わせの程度を大まかに示すために使用されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の測定値は、前記光学系との前記測定部位の前記位置合わせの程度を精細に示すために使用されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記光学系との実質的に最適な位置合わせの状態に対応するデータを格納する記憶装置を更に具備することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記検出器の前記出力は、前記測定部位に対する前記プローブ用ビームの反射に対応する信号プロファイルを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
プロファイルの少なくとも一部に対応する参照プロファイルデータ及び／又はそれに関する参照特徴データを格納する記憶装置を更に具備し、前記参照プロファイルデータ及び／又は前記参照特徴データは、前記光学系との位置合わせの状態に対応することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記処理リソースは、前記測定される出力に対する前記信号プロファイル及び／又はそれに関する特徴データの少なくとも一部と前記格納される参照プロファイルデータ及び／又は前記格納される参照特徴データとの比較に基づいて前記評価するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記検出器の前記出力は、複数の前記プローブ用ビームの反射に各々が対応する複数のプロファイル及び／又は特徴を含むトレースであることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記反射の数は、互いに対して位置合わせ不良である前記測定部位及び別の測定部位からの第１の反射を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記信号プロファイル又は前記トレースは、前記プローブ用ビームを使用してある期間にわたり一連のプロファイル又はトレースを複数取得し且つ前記一連のプロファイル又はトレースに対応する複数の出力信号を処理することにより生成されることを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記複数の出力信号の前記処理は、所定の位置合わせの程度の閾値に適合しない位置合わせの程度をそれぞれ有する任意の出力信号を破棄するように、前記複数の出力信号をフィルタリングすることを含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の出力信号の前記処理は、前記複数の出力信号から破棄されない出力信号を平均化することを含むことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
生理的な体の一部は前記測定部位を含むことを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記生理的な体の一部は眼であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
プローブ用ビームを生成することと；
前記プローブ用ビームを測定部位に送出することと；
受光軸を有する光学系を介して前記測定部位からの反射ビームを受信することと；
前記光学系の前記受光軸との前記測定部位の位置合わせの程度を判定するために前記反射ビームに対応する出力信号の特徴を評価することとから成ることを特徴とする光学測定方法。
【請求項１】
光学系を備える光学測定装置であって、前記光学系は、
使用時にプローブ用ビームを生成するように構成される光源と；
使用時に測定部位からの反射ビームを受信するように構成される検出器と；
受光軸と；
を含み、
前記光学系は、使用時に前記プローブ用ビームを前記測定部位に送出するように構成され、
前記光学系は、前記検出器に動作可能に連結され且つ使用時に前記検出器により生成される出力の特徴を評価できる処理リソースを更に含み、
前記出力の前記特徴の評価は、前記光学系の前記受光軸との前記測定部位の位置合わせの程度の評価に対応することを特徴とする光学測定装置。
【請求項２】
前記測定部位は、眼の特徴部位であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記特徴の前記評価は、前記出力の前記特徴の定量的評価であることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記特徴の前記評価は、前記出力の前記特徴の定性的評価であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記出力の前記特徴の前記評価は、測定されるパラメータの評価であり、前記出力の前記特徴に対応することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記処理リソースは、前記受光軸との前記測定部位の前記位置合わせの程度を示し且つ前記出力の前記特徴の前記評価に基づくフィードバック情報を提供するように構成されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
請求項２に従属する場合、前記眼は第１の軸及び第２の軸を有し、前記処理リソースは、前記受光軸との前記第２の軸の位置合わせを達成するために、前記受光軸との前記第１の軸の位置合わせ不良を取得するフィードバックを提供するように構成されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記フィードバック情報は、位置合わせの可聴表示又は視覚表示であることを特徴とする請求項６に記載の装置。
【請求項９】
前記プローブ用ビームは前記眼に不可視であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記処理リソースは、前記反射ビームに対して測定し且つ前記出力の前記特徴の第１の測定値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
前記処理リソースは、前記出力の別の特徴の第２の測定値を生成するように構成されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記第１の測定値は、前記光学系との前記測定部位の前記位置合わせの程度を大まかに示すために使用されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２の測定値は、前記光学系との前記測定部位の前記位置合わせの程度を精細に示すために使用されることを特徴とする請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記光学系との実質的に最適な位置合わせの状態に対応するデータを格納する記憶装置を更に具備することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
前記検出器の前記出力は、前記測定部位に対する前記プローブ用ビームの反射に対応する信号プロファイルを有することを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
プロファイルの少なくとも一部に対応する参照プロファイルデータ及び／又はそれに関する参照特徴データを格納する記憶装置を更に具備し、前記参照プロファイルデータ及び／又は前記参照特徴データは、前記光学系との位置合わせの状態に対応することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１７】
前記処理リソースは、前記測定される出力に対する前記信号プロファイル及び／又はそれに関する特徴データの少なくとも一部と前記格納される参照プロファイルデータ及び／又は前記格納される参照特徴データとの比較に基づいて前記評価するように構成されることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記検出器の前記出力は、複数の前記プローブ用ビームの反射に各々が対応する複数のプロファイル及び／又は特徴を含むトレースであることを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
前記反射の数は、互いに対して位置合わせ不良である前記測定部位及び別の測定部位からの第１の反射を含むことを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記信号プロファイル又は前記トレースは、前記プローブ用ビームを使用してある期間にわたり一連のプロファイル又はトレースを複数取得し且つ前記一連のプロファイル又はトレースに対応する複数の出力信号を処理することにより生成されることを特徴とする請求項１５乃至１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記複数の出力信号の前記処理は、所定の位置合わせの程度の閾値に適合しない位置合わせの程度をそれぞれ有する任意の出力信号を破棄するように、前記複数の出力信号をフィルタリングすることを含むことを特徴とする請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の出力信号の前記処理は、前記複数の出力信号から破棄されない出力信号を平均化することを含むことを特徴とする請求項２０又は２１に記載の装置。
【請求項２３】
生理的な体の一部は前記測定部位を含むことを特徴とする請求項１乃至２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記生理的な体の一部は眼であることを特徴とする請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
プローブ用ビームを生成することと；
前記プローブ用ビームを測定部位に送出することと；
受光軸を有する光学系を介して前記測定部位からの反射ビームを受信することと；
前記光学系の前記受光軸との前記測定部位の位置合わせの程度を判定するために前記反射ビームに対応する出力信号の特徴を評価することとから成ることを特徴とする光学測定方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１０−５３５０４９（Ｐ２０１０−５３５０４９Ａ）
【公表日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５１８７４８（Ｐ２０１０−５１８７４８）
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００８／０５０６３６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１６４０５
【国際公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（５１００２５９１３）レイン アプライド ダイアノスティクス リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】ＬＥＩＮ ＡＰＰＬＩＥＤ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】２７， Ｔｈｅ Ｊｕｎｉｐｅｒｓ， Ｗｏｋｉｎｇｈａｍ Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ ＲＧ４１ ４ＵＸ ＧＢ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１１月１８日（２０１０．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２９日（２００８．７．２９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＧＢ２００８／０５０６３６
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０１６４０５
【国際公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【出願人】（５１００２５９１３）レイン アプライド ダイアノスティクス リミテッド (3)
【氏名又は名称原語表記】ＬＥＩＮ ＡＰＰＬＩＥＤ ＤＩＡＧＮＯＳＴＩＣＳ ＬＩＭＩＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】２７， Ｔｈｅ Ｊｕｎｉｐｅｒｓ， Ｗｏｋｉｎｇｈａｍ Ｂｅｒｋｓｈｉｒｅ ＲＧ４１ ４ＵＸ ＧＢ
【Ｆターム（参考）】
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