模擬眼底
【課題】眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価し、眼底検査装置の調整および特性管理に有用な模擬眼底を提供する。
【解決手段】模擬眼底１０は、基板１２と、基板１２上に設けられ微粒子１７を保持する保持層１４と、保持層１４上に設けられ複数の微粒子１７を有する微粒子層１６と、微粒子層１６を覆い微粒子層１６の表面の凹凸を緩和するオーバーコート層１８と、オーバーコート層１８上に設けられパターン形成層２０の表面に毛細血管を模したパターンを有する模擬血管パターン層１９とを備え、光応答性高分子を有する保持層１４を採用し、微粒子層１６を自己組織化によって形成することにより、人眼の視細胞に近似した微粒子層１６を構成した。
【解決手段】模擬眼底１０は、基板１２と、基板１２上に設けられ微粒子１７を保持する保持層１４と、保持層１４上に設けられ複数の微粒子１７を有する微粒子層１６と、微粒子層１６を覆い微粒子層１６の表面の凹凸を緩和するオーバーコート層１８と、オーバーコート層１８上に設けられパターン形成層２０の表面に毛細血管を模したパターンを有する模擬血管パターン層１９とを備え、光応答性高分子を有する保持層１４を採用し、微粒子層１６を自己組織化によって形成することにより、人眼の視細胞に近似した微粒子層１６を構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼底検査装置の調整および管理に有用な眼底の模型に関するものである。特に、補償光学機能と分光画像計測機能を有する高性能の眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価するのに適した眼底の模型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種疾患の診断および早期発見のため、眼底検査装置を用いて、眼底の光学特性を測定している。眼底検査装置の測定精度を維持するためには、既知の光学特性を有する眼底を用いて、この装置を調整する必要がある。入手困難性や劣化の観点から、生命体の眼底を眼底検査装置の調整に用いるのは現実的ではない。そこで、模擬眼底が眼底検査装置の調整に用いられている。
【０００３】
模擬眼底を含む模型眼としては、人眼の屈折力に相当する屈折力を有するレンズ部材と、レンズ部材からの光を全反射するファイバーを有する擬似眼底部材と、擬似眼底部材の裏面側に配置された鏡面反射部を備えるものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
近年、光の波面歪みを実時間で検出し補正する補償光学機能と、面内に分布する物質の成分を画像解析で定量的に測定する分光画像計測機能とを有する高機能な眼底検査装置が開発されつつある。このような眼底検査装置は、例えば、面内２μｍ×２μｍ、深さ２μｍ程度の空間分解能を有し、視細胞の形態のみならず、微細血管内の血球動態、または網膜全体の酸素分圧分布や毛細血管壁の変性に伴う白濁や反射亢進などを反映する色調変化をも検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記模型眼では、眼底検査装置の高度な色調観察機能を定量的にチェックできない。本発明は、この問題点に鑑みて成されたものであり、眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価し、この装置の調整および特性管理に有用な模擬眼底を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、基板と、基板上に設けられ、複数の微粒子を有する微粒子層と、微粒子層上に設けられ、毛細血管を模したパターンを有する模擬血管パターン層と、を有する模擬眼底である。模擬眼底は、微粒子層を覆い微粒子層の表面の凹凸を緩和するオーバーコート層をさらに有し、模擬血管パターン層はオーバーコート層上に設けられていても良い。
【０００８】
また、模擬眼底は、基板上に設けられ、複数の微粒子の配列を制御すると共に、複数の微粒子を保持する保持層をさらに有していても良い。保持層は、光応答性高分子を有する層であっても良い。また、保持層は、１０ｎｍ〜1０μｍの間隔で凹凸を繰り返す表面構造を有していても良い。
【０００９】
模擬眼底は、基板の微粒子層とは反対側の面に設けられ、基板への入射光を反射する反射層をさらに有していても良い。微粒子層は、自己組織化によって形成された層であっても良い。また、微粒子層は、１層に配列された複数の微粒子から構成されても良い。また、毛細血管を模したパターンは、２以上の模擬血液が凝固されたパターン部分を有し、２以上の模擬血液は、酸素飽和状態が異なる２以上の血液の光の吸収スペクトルを模した液体であっても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の模擬眼底によれば、眼底検査装置が持つ高分解能形態観察機能、および高度な色調観察機能を、同時かつ定量的にチェックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る模擬眼底の断面模式図である。
【図２】３種の粒径と色を持つ微粒子の自己組織化によって形成された本発明の実施の形態に係る微粒子層の顕微鏡観察像である。
【図３】光応答性高分子を有する保持層に保持された本発明の実施の形態に係る微粒子層の顕微鏡観察像である。
【図４】異なる秩序度で自己組織配列した本発明の実施の形態に係る微粒子層の顕微鏡観察像である。
【図５】模擬血液色素１および脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図６】模擬血液色素２および脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図７】模擬血液色素３および酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図８】模擬血液色素４および酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図９】模擬血液色素５および酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図１０】模擬血液色素６および脱酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図１１】模擬血液が注入された本発明の実施の形態に係る模擬毛細血管の顕微鏡観察像である。
【図１２】模擬血液が注入された本発明の実施の形態に係る他の模擬毛細血管の顕微鏡観察像である。
【図１３】動脈血の流れる血管が選択された、眼底の模擬毛細血管描画の設計パターンである。
【図１４】静脈血の流れる血管が選択された、眼底の模擬毛細血管描画の設計パターンである。
【図１５】眼底の模擬毛細血管描画の設計パターンで、図１３に示すパターンと図１４に示すパターンを重ね合わせたものである。
【図１６】本発明の実施の形態に係る動脈模擬毛細血管パターンの顕微鏡観察像である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る静脈模擬毛細血管パターンの顕微鏡観察像である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る模擬毛細血管パターンの顕微鏡観察像であり、動脈模擬毛細血管パターンと静脈模擬毛細血管パターンを重ね合わせたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る模擬眼底１０を示す。模擬眼底１０は、基板１２と、保持層１４と、微粒子層１６と、オーバーコート層１８と、パターン形成層２０と、表面保護層２２を備える。なお、基板１２の微粒子層１６とは反対側の面に、基板１２への入射光を反射する反射層（不図示）を設けても良い。反射層を設けることによって、眼底検査装置の照明光の強度または検出器の光感度が十分でない場合でも、この眼底検査装置による模擬眼底の観察が可能となることがある。
【００１３】
基板１２は、人眼の強膜に相当する。基板１２は、例えば、縦２５ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１ｍｍのスライドガラスで構成することができる。基板１２の材質としては、スライドガラス以外にも、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネート、アクリル樹脂をはじめとするプラスチック材料、さらには、ゼラチン、セルロース、ポリ乳酸など生物由来の材料も用いることができる。
【００１４】
保持層１４は、後述する微粒子層１６を構成する複数の微粒子１７を保持することによって、基板１２上に微粒子層１６を配置する。保持層１４は、複数の微粒子１７の配列を制御できるものが好ましい。なお、本願において「基板上」とは、接するか否かに関わらず基板の上方を示す。「微粒子層上」や「オーバーコート層上」等も同様である。複数の微粒子１７を基板１２に保持できれば、保持層１４の材質および構造は問わない。保持層１４は、複数の微粒子１７を化学的・物理的に接着して保持するものでも良いし、複数の微粒子１７をはめ込んで固定する凹凸面を有するものでも良い。
【００１５】
微粒子１７の接着方法は、表面化学反応伴う化学的固着、ファンデアワールス力や静電引力その他の物理的吸着、熱的な融着、またはその他の手段による方法が適用できる。微粒子１７をはめ込んで固定する凹凸面の作製には、フォトリソグラフィー法、電子ビーム形成法、化学エッチング法、レーザーアブレーション法、熱エンボス法、光誘起表面レリーフ法（光応答性高分子上に光で凹凸を形成する技術）、または、その他の汎用方法が適用できる。
【００１６】
なお、微粒子１７が保持層１４を伴わずに基板１２上に構造化、固定化できる場合、保持層１４は必須ではない。また、基板１２上に保持層１４を別途設けず、基板１２の表面を凹凸に加工することによって、保持層１４を形成しても良い。基板１２または保持層１４の表面に、トップダウン型微細加工技術を用いて作製する人工的な凹凸構造、または、ボトムアップ型微細加工技術を用いて作製する自然発生的構造を付与させると、微粒子層１６における微粒子１７の配列構造を制御するためのテンプレートとして好適な効果が期待できる。
【００１７】
基板１２の表面を加工する方法としては、フォトリソグラフィー法、電子ビーム形成法、光誘起表面レリーフ法（光応答性高分子上に光で凹凸を形成する技術）、化学エッチング法、レーザーアブレーション法、熱エンボス法、またはその他の汎用方法が適用できる。また、ボトムアップ型微細加工技術としては、例えば、微粒子の自己組織化や相分離のような材料とプロセスに由来する構造形成技術を用いることができる。
【００１８】
また、補償光学系において、眼底に集光するセンシング光を等方的に散乱させ、光波波面補償に用いる参照用点光源を効果的に生じさせることを目的として、光散乱特性が付与された膜を保持層１４として好適に用いることができる。このような光散乱特性が付与された保持層１４としては、１０ｎｍ〜1０μｍの間隔で凹凸を繰り返す表面構造を有するものが挙げられる。
【００１９】
本実施の形態では、保持層１４は、光応答性高分子であるアゾベンゼンを有する層である。光応答性高分子を有する保持層１４は、保持層１４の少なくとも微粒子層１６側の表面が、光応答性高分子から構成される。もちろん、保持層１４全体が光応答性高分子から構成されても良い。光応答性高分子とは、特定波長の光（主に紫外〜赤外領域の光）が照射されることによって極性、親・疎水性、体積、機械的特性等の化学・物理的特性が変化する高分子をいう。光応答性高分子としては、アゾベンゼン以外にもフルギド類、ジアリールエテン類、スピロオキサジン類、スピロピラン類をはじめとするフォトクロミック化合物、または光架橋型、光重合型、光分解型のフォトポリマーなどが挙げられる。
【００２０】
光応答性高分子は、複数の微粒子１７の配列を制御できる。すなわち、光応答性高分子を用いることによって、基板１２上に１層に配列された微粒子１７から構成される微粒子層１６を簡便に形成することができる。光応答性高分子を用いて微粒子１７を１層に配列する方法は後述する。
【００２１】
複数の微粒子１７を有する微粒子層１６は、保持層１４を介して基板１２上に設けられる。微粒子１７は、人眼の視細胞に相当する。保持層１４と微粒子層１６で、または微粒子層１６単独で、模擬視細胞層１３を構成する。微粒子層１６は、粒径１μｍから５μｍの複数の微粒子１７から構成される。微粒子１７は、例えば、プラスチック製、シリカ製、チタニア製、金属製である。微粒子１７をポリスチレン製とした場合、単一の粒径の微粒子１７から微粒子層１６を構成しても良いし、異なる複数の粒径の微粒子１７を組み合わせて微粒子層１６を構成しても良い。
【００２２】
異なる複数の粒径の粒子を組み合わせて微粒子層１６を構成する場合、各粒径成分の混合比は任意である。人眼の視細胞構造の模擬という観点からは、粒径1μｍ、２μｍ、および３μｍの３種の微粒子１７を、重量比で１：２：３〜６：３：１の範囲で混合して得られる微粒子層１６が特に好適である。また、透明である無着色粒子と着色粒子を混合して得られる微粒子層１６は、粒径だけではなく、着色度によって微粒子の計測が可能となるため、眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価するために好適である。
【００２３】
本実施の形態では、微粒子層１６は自己組織化によって形成されている。ここで自己組織化とは、複数種の微粒子を含む分散液を基板上に展開した後、分散媒を徐々に蒸発させる過程において、微粒子間同士、あるいは、微粒子と基板間に発生する相互作用（引力または斥力）の結果として、複数種の微粒子が規則的、もしくは、ランダムな状態で基板上に配置されるプロセスをいう。自己組織化による微粒子層１６の形成は、例えば、着色粒子と無着色粒子のポリスチレン微粒子の混合物の分散液を、基板１２上または保持層１４上に展開し、分散媒を蒸発させることにより行われる。なお、微粒子１７は、ポリスチレン以外に、ポリイミド、ポリメチルメタクリレートなどの汎用高分子材料から構成されても良い。
【００２４】
図２は、自己組織化によって形成された微粒子層１６の表面の状態を示す。この微粒子層１６は、粒径の異なる３種のポリスチレン微粒子の水分散液をガラス板に滴下して、水を蒸発させて得たものである。３種のポリスチレン微粒子の着色状態・粒径・混合比（重量比）は、それぞれ無着色粒子・３μｍ・４０％、青色粒子・２μｍ・２０％、赤色粒子・１μｍ・４０％である。このように、自己組織化によって微粒子層１６を形成することにより、視細胞を模した幾何構造および色の分布を有する層が簡易に得られる。
【００２５】
オーバーコート層１８は、微粒子層１６の表面の凹凸を緩和し、すなわち表面の凹凸を平滑化し、パターン形成層２０の形成を補助したり、光の散乱を低減させたりする。オーバーコート層１８は、可視光に対して良好な透明性を有し、かつ、屈折率が微粒子１７の屈折率と近いことが望ましい。オーバーコート層１８の厚さは、１μｍ〜１ｍｍの範囲で任意に設定可能である。
【００２６】
オーバーコート層１８は、保持層１４や微粒子１７を溶解しない溶媒に溶かされた材料、例えば、水または温水などに溶かされたポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、セルロースエステル、セルロースエーテルなど、メタノールなどに溶かされたポリビニルピロリドンなど、あるいは、シクロヘキサンに溶かされたポリジメチルシロキサンなどから構成される。なお、オーバーコート層１８は、模擬眼底１０の必須構成部材ではない。
【００２７】
パターン形成層２０は、オーバーコート層１８上に設けられ、表面に毛細血管を模したパターン（不図示）が形成されている。この毛細血管を模したパターンとパターン形成層２０とで、模擬血管パターン層１９を構成する。本実施の形態では、オーバーコート層１８上にパターン形成層２０が直接設けられているが、オーバーコート層１８とパターン形成層２０との間にバッファー層（不図示）を設けても良い。
【００２８】
バッファー層を設けることによって、微粒子層１６とパターン形成層２０との間隔を、人眼の視細胞と毛細血管との間隔に近似させることができる。また、例えば、オーバーコート層１８を平坦化に適した材料で、バッファー層を安定性に優れた材料でそれぞれ構成すれば、機能面やコスト面で優れた模擬眼底が得られる。
【００２９】
パターン形成層２０は、オーバーコート層１８上やバッファー層上に直接形成しても良い。また、予め薄膜にパターンを形成したものを模擬血管パターン層１９とし、これをオーバーコート層１８上やバッファー層上に付着しても良い。
【００３０】
毛細血管を模したパターンは、例えば、マイクロスポッティング法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷、転写印刷法、フレキソ印刷法、または、その他の汎用印刷方法を用いて、模擬血液をオーバーコート層１８やバッファー層に付着、凝固させることによって形成される。このとき、毛細血管の形状、模様、幅、周期等の幾何学パターンを模して形成するのが好ましい。このように、毛細血管を模したパターンの形成を高精度に行うことによって、分光画像計測技術が導入された高機能の眼底検査装置の調整や特性管理に有用な模擬眼底が得られる。
【００３１】
人眼の毛細血管のパターンにより近似させるため、毛細血管を模したパターンは、２以上の模擬血液が凝固されたパターン部分を有し、この２以上の模擬血液は、酸素飽和状態が異なる２以上の血液の光の吸収スペクトルを模した液体であることが好ましい。すなわち、例えば、脱酸素型ヘモグロビン水溶液の光の吸収スペクトルを模した模擬血液と、酸素型ヘモグロビン水溶液の光の吸収スペクトルを模した他の模擬血液を、オーバーコート層１８やバッファー層のそれぞれ人眼の静脈と動脈に対応する位置に付着、凝固させることによって、人眼の毛細血管のパターンにより近似させることができる。なお、模擬血液が模している血液の光の吸収スペクトルの領域は、約４８０〜約１０００ｎｍである。これ以外の領域では、模擬血液と血液の光の吸収スペクトルが、必ずしも近似していなくても良い。
【００３２】
模擬血液は、例えば、複数の色素化合物を含む混合液、すなわち模擬血液色素に、増粘剤、消泡剤、消光剤、結晶成長阻害剤などを添加して調製される。模擬血液に用いることができる色素としては、Ｚｉｎｃ５，１０，１５，２０−ｔｅｔｒａ（４−ｐｙｒｉｄｙｌ）−２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅ ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｍｅｔｈａｃｈｌｏｒｉｄｅ）、Ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ，ｓｐｉｒｉｔ ｓｏｌｕｂｌｅ、Ｓｉｒｉｕｓ Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、ａｌｐｈａ−Ｎａｐｈｔｙｌ Ｒｅｄ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｐａｌａｔｉｎｅ Ｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ ＢＬＮ、Ｐｙｒｏｃａｔｅｃｈｏｌ Ｖｉｏｌｅｔ、１−（３−Ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−２−｛［３−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ−２（３Ｈ）−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌｉｄｅｎｅ）−ｍｅｔｈｙｌ］ｎｅｐｈｔｈｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ，ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ、Ａｃｒｉｄｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｇ、Ｍｏｒｄａｎｔ Ｂｒｏｗｎ ３３、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ ３、２−（５−Ｂｒｏｍｏ−２−ｐｙｒｉｄｙｌａｚｏ）−５−（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｏｌが挙げられる。
【００３３】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、４−［（１−Ｍｅｔｈｙｌ−４（１Ｈ）−ｐｙｒｉｄｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ−１−ｏｎｅ、Ｐｒｏｃｉｏｎ Ｒｅｄ ＭＸ−５Ｂ、Ａｓｔｒａｚｏｎｅ Ｒｅｄ ６Ｂ、２−［３−（３−Ｅｔｈｙｌ−２（３Ｈ）−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌｉｄｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐｅｎｙｌ］−３−［３−（ｓｕｌｆｏｏｘｙ）ｂｕｔｙｌ］ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ、Ｎｅｕｔｒａｌ Ｒｅｄ、Ａｃｉｄ Ｖｉｏｌｅｔ １７、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９２、Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ ２４、Ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ、Ｎｉｔｒｏｓｕｌｆｏｎａｚｏ ＩＩＩ、１−［［３−Ｅｔｈｙｌ−２（３Ｈ）−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌｉｄｅｎｅ］ｅｔｈｙｌｉｄｅｎｅ］−２（１Ｈ）−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｏｎｅ、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ １２０、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ Ｒｅｄ，ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔも挙げられる。
【００３４】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｌｉｔｍｕｓ、ｏ−Ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ ｃｏｍｌｅｘｏｎｅ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ １０１ ｈｙｄｒａｔｅ、Ｓｕｌｆｏｂｒｏｍｏｐｈｔｈａｌｅｉｎｅ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒａｔｅ、Ｏｒｃｅｉｎ、１−（３−Ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−２−（２−｛［１−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌ−２（１Ｈ）−ｙｌｉｄｅｎｅ］−ｍｅｔｈｙｌ｝−１−ｂｕｔｅｎｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ，ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ、２，７，１２，１７−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−５，１０，１５，２０−ｔｅｔｒａａｚａ−２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｃｒｅｓｙｌ Ｂｌｕｅ ＡＬＤ、Ｌｅｕｃｏｍａｌａｃｈｉｔｅ Ｇｒｅｅｎ、Ｌｕｘｏｌ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｇｒｅｅｎ ＢＬ、Ｗｏｏｌ Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ ＦＧＬＬも挙げられる。
【００３５】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ Ｂｌｕｅ Ｏ、Ｆａｓｔ Ｇｒｅｅｎ ＦＣＦ、Ｅｒｉｏｇｌａｕｃｉｎｅ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｇｒｅｅｎ、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅ、Ｎｉｃｋｅｌ（ＩＩ）２，１１，２０，２９−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）−３，１０，１７，２４−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−１，８，１５，２２−ｔｅｒｔｒａｋｉｓ（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−２９Ｈ，３１Ｈｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、ＩＲ−７６８ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ、ＩＲ−８２０、Ｔｉｎ（ＩＶ）−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｔｉｎ（ＩＩ）−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅも挙げられる。
【００３６】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、ＩＲ−２７、Ｓｉｒｉｕｓ Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、Ａｃｒｉｄｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｇ、Ａｕｒｉｎｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ， ｔｒｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｐｌａｓｍｏｃｏｒｉｎｔｈ Ｂ、Ｑｕｉｎａｌｄｉｎｅ Ｒｅｄ、Ｓｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｇ、Ｃｏｎｇｏ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎ Ｂ， ｓｐｉｒｉｔ ｓｏｌｕｂｌｅ、Ｂｒｏｍｏｐｙｒｏｇａｌｌｏｌ Ｒｅｄ、Ｐｙｒｏｎｉｎ Ｂ、Ｎｉｌｅ Ｒｅｄ、Ｎｅｗ Ｆｕｃｈｉｎ、５−Ａｃｅｔａｍｉｄｏ−３−［４−３−［４−２，４−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｐｅｎｔｙｌｐｈｅｎｏｘｙ］ｂｕｔｙｌｃａｒｂａｍｏｙｌ］−４−ｈｙｄｒｏｘｙ−１−ｎａｐｈｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌａｚｏ］−４−ｈｙｄｒｏｘｙ−２，７−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ，ｄｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｓｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ、Ａｍｅｔｈｙｓｔ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ ｌａｃｔｏｎｅも挙げられる。
【００３７】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｏｌｅｔ ３ＲＡＸ、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，４’−ｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ，ａｃｉｄ ｆｏｒｍ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｏｌｅｔ（Ｂｅｒｎｔｈｓｅｎ）、Ｓｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ４３、Ｄｉａｚｉｎｅ Ｂｌａｃｋ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｂｌｕｅ Ｒ、Ｎｉｔｒａｚｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｐｏｎｔａｍｉｎｅ Ｓｋｙ Ｂｌｕｅ ５Ｂ、Ｃｒｙｓｔａｌ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｇｅｎｔｉａｎ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ Ｐｕｒｐｌｅ，ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ １０１ ａｓｉｄ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ Ｂｌｕｅ，ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｎｉｌｅ Ｂｌｕｅ Ａ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ １２９、Ｏｘｏｎｏｌｅ Ｂｌｕｅ，ｄｉｐｏｔａｓｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｎｉｌｅ Ｂｌｕｅ Ａ、Ａｚｕｒｅ Ａも挙げられる。
【００３８】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｉｒｏｎ（ＩＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ−４，４’，４’’，４’’’−ｔｅｔｒａｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ，ｍｏｎｏｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ，ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｗｉｔｈ ｏｘｙｇｅｎ，ｈｙｄｒａｔｅ、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ８０、Ｍｅｔｈｙｌ Ｇｒｅｅｎ，ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓａｌｔ、Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｙｌｎｅ Ｂｌｕｅ Ｎ， ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｄｏｕｂｌｅ ｓａｌｔ、１，４，８，１１，１５，１８，２２，２５−Ｏｃｔａｂｕｔｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅ、Ｎｉｃｋｅｌ（ＩＩ）２，１１，２０，２９−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）−３，１０，１７，２４−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−１，８，１５，２２−ｔｅｒｔｒａｋｉｓ（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−２９Ｈ，３１Ｈｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅも挙げられる。
【００３９】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｚｉｎｃ２，１１，２０，２９−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｄｉｍｅｔｈｙｌ｛４−［１，７，７−ｔｒｉｓ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−２，４，６−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌｄｅｎｅ］−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ｝ａｍｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅも挙げられる。
【００４０】
また、模擬血液を構成する材料としては、以上に挙げたような可視光吸収性の有機色素以外にも、染料として知られている直接染料類、酸性染料類、塩基性染料類、媒染染料類、酸性媒染染料類、バット染料類、分散染料類、反応染料類、蛍光増白染料類、顔料として知られている鉱物顔料類、土顔料類、酸化物顔料類、水酸化物顔料類、硫化物顔料類、珪酸塩顔料類、燐酸塩顔料類、炭酸塩顔料類、金属微粒子顔料類、炭素顔料類、植物性顔料類、動物性顔料類、染付レーキ顔料類、溶性アゾ顔料類、不溶性アゾ顔料類、縮合アゾ顔料類、アゾ錯塩類、フタロシアニン顔料類、縮合多環顔料類、蛍光顔料類、紫外・可視光〜近赤外波長領域に吸収帯を有する人工的に合成された有機化合物、有機金属錯体、その他の色素、または天然系着色料として知られているカロチノイド系、キノン系、アントシアニン系、フラボノイド系、ポルフィリン系、ジケトン系、ベタシアニン系、アザフィロン系、カラメル、クチナシ色素、スピルリナ色素のような色素、着色材、発色材が利用可能である。
【００４１】
表面保護層２２は、模擬血管パターン層１９を保護するために、模擬血管パターン層１９上に形成されている。可視光に対して良好な透明性を有し、かつ、適度な表面硬度を持つものであれば、表面保護層２２の材質は問わない。なお、表面保護層２２は、模擬眼底１０の必須構成部材ではない。
【００４２】
次に、本実施の形態に係る模擬眼底１０の製造方法について説明する。まず、基板１２上に、アゾベンゼンなどの光応答性高分子を有する保持層１４を形成する。保持層１４は、例えば、有機溶媒に溶解した光応答性高分子溶液をスピンコーティングして形成される。
【００４３】
次に、保持層１４の表面に干渉光を照射して保持層１４の表面に凹凸構造を形成する。例えば、３μｍ程度の間隔で凹凸を繰り返す表面構造を形成する場合、波長４８８ｎｍの２つのレーザー光を９．３°の交差角で干渉させることによって得られる干渉縞を、保持層１４の表面に照射すれば良い。この照射光の強度は、１００〜１０００ｍＷ／ｃｍ２程度が好ましい。
【００４４】
次に、例えば、粒径約３μｍのポリスチレン製の微粒子１７の水分散液を、保持層１４の表面の凹凸構造上に展開する。次に、水を蒸発させた後、強度１００ｍＷ／ｃｍ２程度の均一光を照射すると、保持層１４に接している微粒子１７が、保持層１４の表面にわずかに潜りこむ。こうして、複数の微粒子１７は保持層１４に強固に捕捉される。
【００４５】
次に、保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７を除去する。保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７の大半は、保持層１４に捕捉された微粒子１７上に重なって存在している。したがって、保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７を除去すれば、保持層１４の表面には、１層に配列された複数の微粒子１７が残る。微粒子１７の除去は、例えば、超音波洗浄によって行われる。こうして、視細胞に近似した、１層に配列された複数の微粒子１７から構成される微粒子層１６が形成される。
【００４６】
図３は、上記方法によって、光応答性高分子を有する保持層１４に保持された微粒子層１６の表面の状態を示す。微粒子１７の保持に光応答性高分子を用いると、図３から分かるように、適度な秩序と乱れを持った状態で複数の微粒子１７が配置され、より視細胞に近似した部材を有する模擬眼底が得られるので好ましい。
【００４７】
なお、図３に示す微粒子層１６には一部欠損が見られるが、さらに、微粒子１７の分散液を保持層１４に展開する工程と、分散媒を蒸発させる工程と、保持層１４に均一光を照射して微粒子１７を保持層１４に捕捉する工程と、保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７を除去する工程とを適宜繰り返すことによって、この欠損を減少または消滅させることができる。
【００４８】
図４は、異なる秩序度で自己組織配列した微粒子層１６の表面の状態を示す。異なる高分子薄膜を保持層１４として用いると、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、六方最密充填構造（図４（ａ）参照）から、長距離秩序が失われる形でやや乱れた構造（図４（ｂ）参照）、さらには、ランダム構造（図４（ｃ）参照）まで、微粒子層１６を制御することができる。このように、異なる高分子薄膜を保持層１４として用いることにより、任意の秩序度を有する微粒子配列構造を微粒子層１６として形成可能となる。
【００４９】
次に、微粒子層１６の上にオーバーコート層１８を形成する。オーバーコート層１８の材料としては、保持層１４や微粒子１７を溶解しない溶媒に溶かされた材料、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸などが使用できる。ただし、微粒子１７の材料と屈折率がほぼ等しいオーバーコート層１８の材料を用いると、オーバーコート層１８の付与によって微粒子層１６の視認性が悪くなるため、そのような組み合わせは避けることが望ましい。
【００５０】
微粒子層１６の上にオーバーコート層１８を形成することによって、微粒子層１６の表面の凹凸が緩和される。こうして微粒子層１６の表面をオーバーコート層１８で平坦化すると、模擬血液をオーバーコート層１８上、バッファー層上、またはパターン形成層２０上に所望のパターンで付着、凝固させたり、予め作製した模擬血管パターン層１９またはパターン形成層２０をオーバーコート層１８上やバッファー層上に付着させたりすることが容易になる。
【００５１】
次に、模擬血液をオーバーコート層１８、バッファー層、またはパターン形成層２０に描画する。つまり、模擬血液をオーバーコート層１８、バッファー層、またはパターン形成層２０に付着、凝固させる。こうして、毛細血管を模したパターンが形成された模擬血管パターン層１９が作製される。模擬血管パターン層１９のパターン描画には、マイクロスポッティング法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷、転写印刷法、フレキソ印刷法、または、その他の汎用印刷方法が適用できる。なお、模擬眼底１０の各層の間には、各層をより密着させるための接着層、光散乱性を制御するための光学機能層、各層間の距離を調整する間隔調整層等の各種層を設けても良い。
【実施例】
【００５２】
次に、各種模擬血液色素を作製したので、その作製方法と評価結果について説明する。
【００５３】
（模擬血液色素１の作製）
Ｐｈｌｏｘｉｎｅ、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ｐｏｎｃｅａｕ ＳＸ、Ｍａｒｔｉｕｓ Ｙｅｌｌｏｗ、Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ、Ｆａｓｔ Ｇｒｅｅｎ ＦＣＦ（以上、東京化成社製）、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ１０１、ＩＲ−２７（以上、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を、それぞれ約４３：７：７：４：３：３：２：２８：２の重量比で混合して、脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素１を作製した。図５に、得られた模擬血液色素１の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５４】
（模擬血液色素２の作製）
Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｃｈｏｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ Ｒｅｄ Ｓｏｄｉｕｍ Ｓａｌｔ、Ｅｏｓｉｎｅ、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ｐｈｌｏｘｉｎｅ、Ｓｕｎｓｅｔ Ｙｅｌｌｏｗ（以上、東京化成社製）、Ｅｒｉｏｇｌａｕｃｉｎｅ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ（以上、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を、それぞれ約９：５１：２：７：１７：８：４：２の濃度比で混合して、脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素２を作製した。図６に、得られた模擬血液色素２の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５５】
図５に示すように、９種の色素を混合した模擬血液色素１は、脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲において極めて良く再現しており、また、６種の色素を混合した模擬血液色素２も、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲における脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を良く再現しているものと言える。なお、この溶液から作製した薄膜（固体）のスペクトルは溶液のスペクトルとほぼ同一であり、模擬血液色素１、および、２の描画パターンのスペクトルは脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトルを再現できることを確認している。
【００５６】
（模擬血液色素３の作製）
Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ１０１（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ｍａｒｔｉｕｓ Ｙｅｌｌｏｗ（以上、東京化成社製）を、それぞれ約６４：１９：１７の重量比で混合して、酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素３を作製した。図７に、得られた模擬血液色素３の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５７】
（模擬血液色素４の作製）
Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３（以上、東京化成社製）を、それぞれ約２４：１８：５８の濃度比で混合して、酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素４を作製した。図８に、得られた模擬血液色素４の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５８】
図７、図８に示すように、模擬血液色素３は、酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲において十分再現しており、また、模擬血液色素４も、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲における酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を概ね再現しているものと言える。なお、この溶液から作製した薄膜（固体）のスペクトルは溶液のスペクトルとほぼ同一であり、模擬血液色素３、および、４の描画パターンのスペクトルは酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトルを良く再現できることを確認している。
【００５９】
図５〜図８に示すように、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）では、脱酸素型ヘモグロビンと酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトルに特徴的な相違が見られる。脱酸素型ヘモグロビンはシングルピークであるのに対して、酸素型ヘモグロビンはツインピークである。また、脱酸素型ヘモグロビンのスペクトルと酸素型ヘモグロビンのスペクトルが交差する波長は、５００、５２９、５４５、５７０、５８４ｎｍであるところ、模擬血液色素１のスペクトルと模擬血液色素３のスペクトルが交差する波長は、５００、５２３、５４４、５６８、５９５ｎｍであり、模擬血液色素２のスペクトルと模擬血液色素４のスペクトルが交差する波長は、５０４、５２３、５４７、５６６、５８３ｎｍであった。これら模擬血液色素の特徴点は、それぞれ−６〜＋１１ｎｍ、−６〜＋４ｎｍの精度でよく再現されており、分光画像計測機器の性能試験に好適な模擬眼底血管パターンをこれらの模擬血液色素により作製できることが分かる。
【００６０】
模擬血液色素１と模擬血液色素３を用いた模擬眼底による分光性能試験においては、４８０〜４９９、５０１〜５２２、５３０〜５４３、５４６〜５６５、５７１〜５８３、５９６〜６８０ｎｍの６つの波長範囲で分光測定を行い、各波長範囲での吸光度の大小関係を解析することにより、動脈と静脈の血管パターンを区別することが可能となる。同様に、模擬血液色素２と模擬血液色素４を用いた模擬眼底による分光性能試験においては、４８０〜４９９、５０５〜５２２、５３０〜５４４、５４８〜５６５、５７１〜５８２，５８５〜６８０ｎｍの６つの波長範囲で分光測定を行い、各波長範囲での吸光度の大小関係を解析することにより、動脈と静脈の血管パターンを区別することが可能となる。
【００６１】
したがって、眼底検査装置によって分光画像データを取得することによって、組織の酸素飽和度の分析および動脈と静脈の区別を明瞭に行うことができる。このため、模擬血液色素１〜模擬血液色素４を用いた模擬眼底は、空間解像度を持ち、経時劣化がほとんどない標準的な模擬眼底として利用することができる。
【００６２】
（模擬血液色素５の作製）
３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ、Ｄｉｍｅｔｈｙｌ｛４−［１，７，７−ｔｒｉｓ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−２，４，６−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌｄｅｎｅ］−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ｝ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ、１−（３−Ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−２−（２−｛［１−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏ−２−（１Ｈ）−ｙｌｉｄｅｎｅ］ｍｅｔｙｌ｝−１−ｂｕｔｅｎｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ（以上、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を、それぞれ４４：２０：３６の重量比で混合して、脱酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域（６８０〜１０００ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素５を作製した。図９に、得られた模擬血液色素５の吸収スペクトルを示す（図中実線）。模擬血液色素５は、酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を近赤外光領域（６８０〜１０００ｎｍ）の範囲において比較的良く再現している。
【００６３】
（模擬血液色素６の作製）
Ｄｉｍｅｔｈｙｌ｛４−［１，７，７−ｔｒｉｓ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−２，４，６−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌｄｅｎｅ］−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ｝ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）の脱酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域における吸収スペクトルを模した模擬血液色素６を作製した。図１０に、得られた模擬血液色素６の吸収スペクトルを示す（図中実線）。模擬血液色素６は、脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を近赤外光領域（６８０〜１０００ｎｍ）の範囲において比較的良く再現している。
【００６４】
図９、図１０に示すように、近赤外光領域では、吸光係数が小さいものの、視細胞の感度がない波長であるため、被検査者にまぶしさを与えることなく眼底検査ができる。したがって、実際の眼底検査において、近赤外光領域での眼底撮影は有用であり、この領域で眼底を撮影する眼底検査装置に適した本実施例の模擬血液色素も有用である。
【００６５】
さらに、図９、図１０から分かるように、６８０〜１０００ｎｍの範囲で酸素型ヘモグロビンと脱酸素型ヘモグロビンの吸光度の大小関係が逆転するのは、７９７ｎｍの１度のみである（図中点線参照）。したがって、近赤外光領域では、異なる波長の分光画像データを取得するにあたって、可視光領域ほど波長分解能が必要ない。このため、可視光領域よりも広い波長幅を利用した分光画像データの取得と、そのデータに基づく動脈と静脈の判別が可能となる。
【００６６】
特に、光源強度や光検出器感度が低いような条件での観察、または、光源強度や光検出器感度が低い眼底検査装置での観察においては、近赤外光領域の範囲で酸素型ヘモグロビンと脱酸素型ヘモグロビンの吸光度の大小関係が逆転するのが１度のみであることは、極めて有用な特徴となる。したがって、近赤外光領域の模擬血液色素を用いたパターニングモデルを構築すれば、波長分解能が１〜２００ｎｍ程度の眼底検査装置に利用できる標準的な模擬眼底が得られる。
【００６７】
図１１は、模擬毛細血管の断面を示す。この模擬毛細血管は、内径１００μｍ、外径３００μｍのシリコンゴム製チューブに模擬血液色素を充填して作製した。シリコンゴム製チューブは柔軟であり、模擬血液色素の充填後、容易に曲げ加工などが行えるため、模擬毛細血管として有用である。
【００６８】
図１２は、他の模擬毛細血管の断面を示す。この模擬毛細血管は、内径１００μｍ、外径２００μｍの石英製キャピラリーに模擬血液色素を充填して作製した。石英製チューブは、内径と外径の大きさを自在に加工できる点で、種々の太さの模擬毛細血管として有用である。
【００６９】
図１３〜図１５は、模擬毛細血管描画の設計図に相当するパターンである。図１３に示すパターンは、眼底の毛細血管のうち、動脈血の流れる血管を選択したものである。図１４に示すパターンは、眼底の毛細血管のうち、静脈血の流れる血管を選択したものである。図１５に示すパターンは、図１３に示すパターンと図１４に示すパターンを重ね合わせたものである。
【００７０】
図１６は、動脈模擬毛細血管パターンを示す。このパターンは、前述の模擬血液色素４をインクとして、１５μｍの孔径を持つノズルから模擬血液色素溶液を吐出することによって、図１３に示すパターンをインクジェット描画したものである。なお、描画したインクは模擬血液色素４に増粘剤（グリセリンなど）、消泡剤（日信化学工業社製サーフィノール４６５など）、消光剤（アミノアントラセンなど）、結晶成長阻害剤（ポリビニルアルコールなど）をインク重量に対する重量比としてそれぞれ３０％、１％、０．１％、４％添加して、粘度やインク乾燥速度などを調整したものである。最小線幅約２５μｍであり、比較的きれいな描画が行われていることが分かる。
【００７１】
図１７は、静脈模擬毛細血管パターンを示す。このパターンは、前述の模擬血液色素２をインクとして、１５μｍの孔径を持つノズルから模擬血液色素溶液を吐出することによって、図１４に示すパターンをインクジェット描画したものである。なお、描画したインクは段落［００７０］に記載の通り、模擬血液色素２に増粘剤、消泡剤、消光剤、結晶成長阻害剤などを添加して、粘度やインク乾燥速度などを調整したものである。最小線幅約２５μｍであり、比較的きれいな描画が行われていることが分かる。
【００７２】
図１８は、模擬毛細血管パターンを示す。このパターンは、前記インクジェット法によって、動脈パターンと静脈パターンを重ね合わせて描画したものである。描画パターンは図１５に示したものを用い、動脈パターン用インクと静脈パターン用インクは段落［００７０］と［００７１］に示したものをそれぞれ用いた。図１８に示す模擬毛細血管パターンにより、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における模擬眼底が構築できることを確認した。本発明の模擬眼底により、分光画像計測技術が導入された高機能の眼底検査装置の調整や特性管理が簡便に実施できるようになるものと期待できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 模擬眼底
１２ 基板
１３ 模擬視細胞層
１４ 保持層
１６ 微粒子層
１７ 微粒子
１８ オーバーコート層
１９ 模擬血管パターン層
２０ パターン形成層
２２ 表面保護層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼底検査装置の調整および管理に有用な眼底の模型に関するものである。特に、補償光学機能と分光画像計測機能を有する高性能の眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価するのに適した眼底の模型に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種疾患の診断および早期発見のため、眼底検査装置を用いて、眼底の光学特性を測定している。眼底検査装置の測定精度を維持するためには、既知の光学特性を有する眼底を用いて、この装置を調整する必要がある。入手困難性や劣化の観点から、生命体の眼底を眼底検査装置の調整に用いるのは現実的ではない。そこで、模擬眼底が眼底検査装置の調整に用いられている。
【０００３】
模擬眼底を含む模型眼としては、人眼の屈折力に相当する屈折力を有するレンズ部材と、レンズ部材からの光を全反射するファイバーを有する擬似眼底部材と、擬似眼底部材の裏面側に配置された鏡面反射部を備えるものがある（特許文献１参照）。
【０００４】
近年、光の波面歪みを実時間で検出し補正する補償光学機能と、面内に分布する物質の成分を画像解析で定量的に測定する分光画像計測機能とを有する高機能な眼底検査装置が開発されつつある。このような眼底検査装置は、例えば、面内２μｍ×２μｍ、深さ２μｍ程度の空間分解能を有し、視細胞の形態のみならず、微細血管内の血球動態、または網膜全体の酸素分圧分布や毛細血管壁の変性に伴う白濁や反射亢進などを反映する色調変化をも検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−５４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記模型眼では、眼底検査装置の高度な色調観察機能を定量的にチェックできない。本発明は、この問題点に鑑みて成されたものであり、眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価し、この装置の調整および特性管理に有用な模擬眼底を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様は、基板と、基板上に設けられ、複数の微粒子を有する微粒子層と、微粒子層上に設けられ、毛細血管を模したパターンを有する模擬血管パターン層と、を有する模擬眼底である。模擬眼底は、微粒子層を覆い微粒子層の表面の凹凸を緩和するオーバーコート層をさらに有し、模擬血管パターン層はオーバーコート層上に設けられていても良い。
【０００８】
また、模擬眼底は、基板上に設けられ、複数の微粒子の配列を制御すると共に、複数の微粒子を保持する保持層をさらに有していても良い。保持層は、光応答性高分子を有する層であっても良い。また、保持層は、１０ｎｍ〜1０μｍの間隔で凹凸を繰り返す表面構造を有していても良い。
【０００９】
模擬眼底は、基板の微粒子層とは反対側の面に設けられ、基板への入射光を反射する反射層をさらに有していても良い。微粒子層は、自己組織化によって形成された層であっても良い。また、微粒子層は、１層に配列された複数の微粒子から構成されても良い。また、毛細血管を模したパターンは、２以上の模擬血液が凝固されたパターン部分を有し、２以上の模擬血液は、酸素飽和状態が異なる２以上の血液の光の吸収スペクトルを模した液体であっても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の模擬眼底によれば、眼底検査装置が持つ高分解能形態観察機能、および高度な色調観察機能を、同時かつ定量的にチェックすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係る模擬眼底の断面模式図である。
【図２】３種の粒径と色を持つ微粒子の自己組織化によって形成された本発明の実施の形態に係る微粒子層の顕微鏡観察像である。
【図３】光応答性高分子を有する保持層に保持された本発明の実施の形態に係る微粒子層の顕微鏡観察像である。
【図４】異なる秩序度で自己組織配列した本発明の実施の形態に係る微粒子層の顕微鏡観察像である。
【図５】模擬血液色素１および脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図６】模擬血液色素２および脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図７】模擬血液色素３および酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図８】模擬血液色素４および酸素型ヘモグロビンの可視光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図９】模擬血液色素５および酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図１０】模擬血液色素６および脱酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域の吸収スペクトルチャートである。
【図１１】模擬血液が注入された本発明の実施の形態に係る模擬毛細血管の顕微鏡観察像である。
【図１２】模擬血液が注入された本発明の実施の形態に係る他の模擬毛細血管の顕微鏡観察像である。
【図１３】動脈血の流れる血管が選択された、眼底の模擬毛細血管描画の設計パターンである。
【図１４】静脈血の流れる血管が選択された、眼底の模擬毛細血管描画の設計パターンである。
【図１５】眼底の模擬毛細血管描画の設計パターンで、図１３に示すパターンと図１４に示すパターンを重ね合わせたものである。
【図１６】本発明の実施の形態に係る動脈模擬毛細血管パターンの顕微鏡観察像である。
【図１７】本発明の実施の形態に係る静脈模擬毛細血管パターンの顕微鏡観察像である。
【図１８】本発明の実施の形態に係る模擬毛細血管パターンの顕微鏡観察像であり、動脈模擬毛細血管パターンと静脈模擬毛細血管パターンを重ね合わせたものである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る模擬眼底１０を示す。模擬眼底１０は、基板１２と、保持層１４と、微粒子層１６と、オーバーコート層１８と、パターン形成層２０と、表面保護層２２を備える。なお、基板１２の微粒子層１６とは反対側の面に、基板１２への入射光を反射する反射層（不図示）を設けても良い。反射層を設けることによって、眼底検査装置の照明光の強度または検出器の光感度が十分でない場合でも、この眼底検査装置による模擬眼底の観察が可能となることがある。
【００１３】
基板１２は、人眼の強膜に相当する。基板１２は、例えば、縦２５ｍｍ、横２５ｍｍ、厚さ１ｍｍのスライドガラスで構成することができる。基板１２の材質としては、スライドガラス以外にも、ＰＥＴフィルム、ポリカーボネート、アクリル樹脂をはじめとするプラスチック材料、さらには、ゼラチン、セルロース、ポリ乳酸など生物由来の材料も用いることができる。
【００１４】
保持層１４は、後述する微粒子層１６を構成する複数の微粒子１７を保持することによって、基板１２上に微粒子層１６を配置する。保持層１４は、複数の微粒子１７の配列を制御できるものが好ましい。なお、本願において「基板上」とは、接するか否かに関わらず基板の上方を示す。「微粒子層上」や「オーバーコート層上」等も同様である。複数の微粒子１７を基板１２に保持できれば、保持層１４の材質および構造は問わない。保持層１４は、複数の微粒子１７を化学的・物理的に接着して保持するものでも良いし、複数の微粒子１７をはめ込んで固定する凹凸面を有するものでも良い。
【００１５】
微粒子１７の接着方法は、表面化学反応伴う化学的固着、ファンデアワールス力や静電引力その他の物理的吸着、熱的な融着、またはその他の手段による方法が適用できる。微粒子１７をはめ込んで固定する凹凸面の作製には、フォトリソグラフィー法、電子ビーム形成法、化学エッチング法、レーザーアブレーション法、熱エンボス法、光誘起表面レリーフ法（光応答性高分子上に光で凹凸を形成する技術）、または、その他の汎用方法が適用できる。
【００１６】
なお、微粒子１７が保持層１４を伴わずに基板１２上に構造化、固定化できる場合、保持層１４は必須ではない。また、基板１２上に保持層１４を別途設けず、基板１２の表面を凹凸に加工することによって、保持層１４を形成しても良い。基板１２または保持層１４の表面に、トップダウン型微細加工技術を用いて作製する人工的な凹凸構造、または、ボトムアップ型微細加工技術を用いて作製する自然発生的構造を付与させると、微粒子層１６における微粒子１７の配列構造を制御するためのテンプレートとして好適な効果が期待できる。
【００１７】
基板１２の表面を加工する方法としては、フォトリソグラフィー法、電子ビーム形成法、光誘起表面レリーフ法（光応答性高分子上に光で凹凸を形成する技術）、化学エッチング法、レーザーアブレーション法、熱エンボス法、またはその他の汎用方法が適用できる。また、ボトムアップ型微細加工技術としては、例えば、微粒子の自己組織化や相分離のような材料とプロセスに由来する構造形成技術を用いることができる。
【００１８】
また、補償光学系において、眼底に集光するセンシング光を等方的に散乱させ、光波波面補償に用いる参照用点光源を効果的に生じさせることを目的として、光散乱特性が付与された膜を保持層１４として好適に用いることができる。このような光散乱特性が付与された保持層１４としては、１０ｎｍ〜1０μｍの間隔で凹凸を繰り返す表面構造を有するものが挙げられる。
【００１９】
本実施の形態では、保持層１４は、光応答性高分子であるアゾベンゼンを有する層である。光応答性高分子を有する保持層１４は、保持層１４の少なくとも微粒子層１６側の表面が、光応答性高分子から構成される。もちろん、保持層１４全体が光応答性高分子から構成されても良い。光応答性高分子とは、特定波長の光（主に紫外〜赤外領域の光）が照射されることによって極性、親・疎水性、体積、機械的特性等の化学・物理的特性が変化する高分子をいう。光応答性高分子としては、アゾベンゼン以外にもフルギド類、ジアリールエテン類、スピロオキサジン類、スピロピラン類をはじめとするフォトクロミック化合物、または光架橋型、光重合型、光分解型のフォトポリマーなどが挙げられる。
【００２０】
光応答性高分子は、複数の微粒子１７の配列を制御できる。すなわち、光応答性高分子を用いることによって、基板１２上に１層に配列された微粒子１７から構成される微粒子層１６を簡便に形成することができる。光応答性高分子を用いて微粒子１７を１層に配列する方法は後述する。
【００２１】
複数の微粒子１７を有する微粒子層１６は、保持層１４を介して基板１２上に設けられる。微粒子１７は、人眼の視細胞に相当する。保持層１４と微粒子層１６で、または微粒子層１６単独で、模擬視細胞層１３を構成する。微粒子層１６は、粒径１μｍから５μｍの複数の微粒子１７から構成される。微粒子１７は、例えば、プラスチック製、シリカ製、チタニア製、金属製である。微粒子１７をポリスチレン製とした場合、単一の粒径の微粒子１７から微粒子層１６を構成しても良いし、異なる複数の粒径の微粒子１７を組み合わせて微粒子層１６を構成しても良い。
【００２２】
異なる複数の粒径の粒子を組み合わせて微粒子層１６を構成する場合、各粒径成分の混合比は任意である。人眼の視細胞構造の模擬という観点からは、粒径1μｍ、２μｍ、および３μｍの３種の微粒子１７を、重量比で１：２：３〜６：３：１の範囲で混合して得られる微粒子層１６が特に好適である。また、透明である無着色粒子と着色粒子を混合して得られる微粒子層１６は、粒径だけではなく、着色度によって微粒子の計測が可能となるため、眼底検査装置の物理的・光学的性能を定量的に評価するために好適である。
【００２３】
本実施の形態では、微粒子層１６は自己組織化によって形成されている。ここで自己組織化とは、複数種の微粒子を含む分散液を基板上に展開した後、分散媒を徐々に蒸発させる過程において、微粒子間同士、あるいは、微粒子と基板間に発生する相互作用（引力または斥力）の結果として、複数種の微粒子が規則的、もしくは、ランダムな状態で基板上に配置されるプロセスをいう。自己組織化による微粒子層１６の形成は、例えば、着色粒子と無着色粒子のポリスチレン微粒子の混合物の分散液を、基板１２上または保持層１４上に展開し、分散媒を蒸発させることにより行われる。なお、微粒子１７は、ポリスチレン以外に、ポリイミド、ポリメチルメタクリレートなどの汎用高分子材料から構成されても良い。
【００２４】
図２は、自己組織化によって形成された微粒子層１６の表面の状態を示す。この微粒子層１６は、粒径の異なる３種のポリスチレン微粒子の水分散液をガラス板に滴下して、水を蒸発させて得たものである。３種のポリスチレン微粒子の着色状態・粒径・混合比（重量比）は、それぞれ無着色粒子・３μｍ・４０％、青色粒子・２μｍ・２０％、赤色粒子・１μｍ・４０％である。このように、自己組織化によって微粒子層１６を形成することにより、視細胞を模した幾何構造および色の分布を有する層が簡易に得られる。
【００２５】
オーバーコート層１８は、微粒子層１６の表面の凹凸を緩和し、すなわち表面の凹凸を平滑化し、パターン形成層２０の形成を補助したり、光の散乱を低減させたりする。オーバーコート層１８は、可視光に対して良好な透明性を有し、かつ、屈折率が微粒子１７の屈折率と近いことが望ましい。オーバーコート層１８の厚さは、１μｍ〜１ｍｍの範囲で任意に設定可能である。
【００２６】
オーバーコート層１８は、保持層１４や微粒子１７を溶解しない溶媒に溶かされた材料、例えば、水または温水などに溶かされたポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、セルロースエステル、セルロースエーテルなど、メタノールなどに溶かされたポリビニルピロリドンなど、あるいは、シクロヘキサンに溶かされたポリジメチルシロキサンなどから構成される。なお、オーバーコート層１８は、模擬眼底１０の必須構成部材ではない。
【００２７】
パターン形成層２０は、オーバーコート層１８上に設けられ、表面に毛細血管を模したパターン（不図示）が形成されている。この毛細血管を模したパターンとパターン形成層２０とで、模擬血管パターン層１９を構成する。本実施の形態では、オーバーコート層１８上にパターン形成層２０が直接設けられているが、オーバーコート層１８とパターン形成層２０との間にバッファー層（不図示）を設けても良い。
【００２８】
バッファー層を設けることによって、微粒子層１６とパターン形成層２０との間隔を、人眼の視細胞と毛細血管との間隔に近似させることができる。また、例えば、オーバーコート層１８を平坦化に適した材料で、バッファー層を安定性に優れた材料でそれぞれ構成すれば、機能面やコスト面で優れた模擬眼底が得られる。
【００２９】
パターン形成層２０は、オーバーコート層１８上やバッファー層上に直接形成しても良い。また、予め薄膜にパターンを形成したものを模擬血管パターン層１９とし、これをオーバーコート層１８上やバッファー層上に付着しても良い。
【００３０】
毛細血管を模したパターンは、例えば、マイクロスポッティング法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷、転写印刷法、フレキソ印刷法、または、その他の汎用印刷方法を用いて、模擬血液をオーバーコート層１８やバッファー層に付着、凝固させることによって形成される。このとき、毛細血管の形状、模様、幅、周期等の幾何学パターンを模して形成するのが好ましい。このように、毛細血管を模したパターンの形成を高精度に行うことによって、分光画像計測技術が導入された高機能の眼底検査装置の調整や特性管理に有用な模擬眼底が得られる。
【００３１】
人眼の毛細血管のパターンにより近似させるため、毛細血管を模したパターンは、２以上の模擬血液が凝固されたパターン部分を有し、この２以上の模擬血液は、酸素飽和状態が異なる２以上の血液の光の吸収スペクトルを模した液体であることが好ましい。すなわち、例えば、脱酸素型ヘモグロビン水溶液の光の吸収スペクトルを模した模擬血液と、酸素型ヘモグロビン水溶液の光の吸収スペクトルを模した他の模擬血液を、オーバーコート層１８やバッファー層のそれぞれ人眼の静脈と動脈に対応する位置に付着、凝固させることによって、人眼の毛細血管のパターンにより近似させることができる。なお、模擬血液が模している血液の光の吸収スペクトルの領域は、約４８０〜約１０００ｎｍである。これ以外の領域では、模擬血液と血液の光の吸収スペクトルが、必ずしも近似していなくても良い。
【００３２】
模擬血液は、例えば、複数の色素化合物を含む混合液、すなわち模擬血液色素に、増粘剤、消泡剤、消光剤、結晶成長阻害剤などを添加して調製される。模擬血液に用いることができる色素としては、Ｚｉｎｃ５，１０，１５，２０−ｔｅｔｒａ（４−ｐｙｒｉｄｙｌ）−２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅ ｔｅｔｒａｋｉｓ（ｍｅｔｈａｃｈｌｏｒｉｄｅ）、Ｑｕｉｎｏｌｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ，ｓｐｉｒｉｔ ｓｏｌｕｂｌｅ、Ｓｉｒｉｕｓ Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、ａｌｐｈａ−Ｎａｐｈｔｙｌ Ｒｅｄ ｈｙｄｒｏｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｐａｌａｔｉｎｅ Ｆａｓｔ Ｙｅｌｌｏｗ ＢＬＮ、Ｐｙｒｏｃａｔｅｃｈｏｌ Ｖｉｏｌｅｔ、１−（３−Ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−２−｛［３−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ−２（３Ｈ）−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌｉｄｅｎｅ）−ｍｅｔｈｙｌ］ｎｅｐｈｔｈｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ，ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ、Ａｃｒｉｄｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｇ、Ｍｏｒｄａｎｔ Ｂｒｏｗｎ ３３、Ｄｉｓｐｅｒｓｅ Ｏｒａｎｇｅ ３、２−（５−Ｂｒｏｍｏ−２−ｐｙｒｉｄｙｌａｚｏ）−５−（ｄｉｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）ｐｈｅｎｏｌが挙げられる。
【００３３】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、４−［（１−Ｍｅｔｈｙｌ−４（１Ｈ）−ｐｙｒｉｄｉｎｙｌｉｄｅｎｅ）−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ−１−ｏｎｅ、Ｐｒｏｃｉｏｎ Ｒｅｄ ＭＸ−５Ｂ、Ａｓｔｒａｚｏｎｅ Ｒｅｄ ６Ｂ、２−［３−（３−Ｅｔｈｙｌ−２（３Ｈ）−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌｉｄｅｎｅ）−２−ｍｅｔｈｙｌ−１−ｐｒｏｐｅｎｙｌ］−３−［３−（ｓｕｌｆｏｏｘｙ）ｂｕｔｙｌ］ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ、Ｎｅｕｔｒａｌ Ｒｅｄ、Ａｃｉｄ Ｖｉｏｌｅｔ １７、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ９２、Ａｃｉｄ Ｂｌａｃｋ ２４、Ｒｅｓｏｒｕｆｉｎ、Ｎｉｔｒｏｓｕｌｆｏｎａｚｏ ＩＩＩ、１−［［３−Ｅｔｈｙｌ−２（３Ｈ）−ｂｅｎｚｏｔｈｉａｚｏｌｙｌｉｄｅｎｅ］ｅｔｈｙｌｉｄｅｎｅ］−２（１Ｈ）−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｏｎｅ、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ １２０、Ｃｈｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ Ｒｅｄ，ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔも挙げられる。
【００３４】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｌｉｔｍｕｓ、ｏ−Ｃｒｅｓｏｌｐｈｔｈａｌｅｉｎ ｃｏｍｌｅｘｏｎｅ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ １０１ ｈｙｄｒａｔｅ、Ｓｕｌｆｏｂｒｏｍｏｐｈｔｈａｌｅｉｎｅ ｓｏｄｉｕｍ ｈｙｄｒａｔｅ、Ｏｒｃｅｉｎ、１−（３−Ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−２−（２−｛［１−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌ−２（１Ｈ）−ｙｌｉｄｅｎｅ］−ｍｅｔｈｙｌ｝−１−ｂｕｔｅｎｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ，ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ，ｔｒｉｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｓａｌｔ、２，７，１２，１７−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−５，１０，１５，２０−ｔｅｔｒａａｚａ−２１Ｈ，２３Ｈ−ｐｏｒｐｈｉｎｅ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｃｒｅｓｙｌ Ｂｌｕｅ ＡＬＤ、Ｌｅｕｃｏｍａｌａｃｈｉｔｅ Ｇｒｅｅｎ、Ｌｕｘｏｌ Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｇｒｅｅｎ ＢＬ、Ｗｏｏｌ Ｆａｓｔ Ｂｌｕｅ ＦＧＬＬも挙げられる。
【００３５】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｔｏｌｕｉｄｉｎｅ Ｂｌｕｅ Ｏ、Ｆａｓｔ Ｇｒｅｅｎ ＦＣＦ、Ｅｒｉｏｇｌａｕｃｉｎｅ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｇｒｅｅｎ、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅ、Ｎｉｃｋｅｌ（ＩＩ）２，１１，２０，２９−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）−３，１０，１７，２４−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−１，８，１５，２２−ｔｅｒｔｒａｋｉｓ（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−２９Ｈ，３１Ｈｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、ＩＲ−７６８ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ、ＩＲ−８２０、Ｔｉｎ（ＩＶ）−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ ｄｉｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｔｉｎ（ＩＩ）−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅも挙げられる。
【００３６】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、ＩＲ−２７、Ｓｉｒｉｕｓ Ｏｒａｎｇｅ Ｇ、Ａｃｒｉｄｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ Ｇ、Ａｕｒｉｎｔｒｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ， ｔｒｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｐｌａｓｍｏｃｏｒｉｎｔｈ Ｂ、Ｑｕｉｎａｌｄｉｎｅ Ｒｅｄ、Ｓｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｇ、Ｃｏｎｇｏ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎ Ｂ， ｓｐｉｒｉｔ ｓｏｌｕｂｌｅ、Ｂｒｏｍｏｐｙｒｏｇａｌｌｏｌ Ｒｅｄ、Ｐｙｒｏｎｉｎ Ｂ、Ｎｉｌｅ Ｒｅｄ、Ｎｅｗ Ｆｕｃｈｉｎ、５−Ａｃｅｔａｍｉｄｏ−３−［４−３−［４−２，４−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ｐｅｎｔｙｌｐｈｅｎｏｘｙ］ｂｕｔｙｌｃａｒｂａｍｏｙｌ］−４−ｈｙｄｒｏｘｙ−１−ｎａｐｈｔｈｏｘｙ］ｐｈｅｎｙｌａｚｏ］−４−ｈｙｄｒｏｘｙ−２，７−ｎａｐｈｔｈａｌｅｎｅｄｉｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ，ｄｉｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｓｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ、Ａｍｅｔｈｙｓｔ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ ｌａｃｔｏｎｅも挙げられる。
【００３７】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｏｌｅｔ ３ＲＡＸ、１，１’−Ｄｉｅｔｈｙｌ−２，４’−ｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ，ａｃｉｄ ｆｏｒｍ、Ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｖｉｏｌｅｔ（Ｂｅｒｎｔｈｓｅｎ）、Ｓｌｖｅｎｔ Ｂｌｕｅ ４３、Ｄｉａｚｉｎｅ Ｂｌａｃｋ、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ Ｂｌｕｅ Ｒ、Ｎｉｔｒａｚｉｎｅ Ｙｅｌｌｏｗ、Ｐｏｎｔａｍｉｎｅ Ｓｋｙ Ｂｌｕｅ ５Ｂ、Ｃｒｙｓｔａｌ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｇｅｎｔｉａｎ Ｖｉｏｌｅｔ、Ｂｒｏｍｏｃｒｅｓｏｌ Ｐｕｒｐｌｅ，ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ １０１ ａｓｉｄ ｃｈｌｏｒｉｄｅ、Ｂｒｏｍｏｐｈｅｎｏｌ Ｂｌｕｅ，ｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｎｉｌｅ Ｂｌｕｅ Ａ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ １２９、Ｏｘｏｎｏｌｅ Ｂｌｕｅ，ｄｉｐｏｔａｓｉｕｍ ｓａｌｔ、Ｎｉｌｅ Ｂｌｕｅ Ａ、Ａｚｕｒｅ Ａも挙げられる。
【００３８】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｉｒｏｎ（ＩＩＩ） ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ−４，４’，４’’，４’’’−ｔｅｔｒａｓｕｌｆｏｎｉｃ ａｃｉｄ，ｍｏｎｏｓｏｄｉｕｍ ｓａｌｔ，ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｗｉｔｈ ｏｘｙｇｅｎ，ｈｙｄｒａｔｅ、Ａｃｉｄ Ｂｌｕｅ ８０、Ｍｅｔｈｙｌ Ｇｒｅｅｎ，ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｓａｌｔ、Ｎｅｗ Ｍｅｔｈｙｌｎｅ Ｂｌｕｅ Ｎ， ｚｉｎｃ ｃｈｌｏｒｉｄｅ ｄｏｕｂｌｅ ｓａｌｔ、１，４，８，１１，１５，１８，２２，２５−Ｏｃｔａｂｕｔｏｘｙ−２９Ｈ，３１Ｈ−ｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅ、Ｎｉｃｋｅｌ（ＩＩ）２，１１，２０，２９−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｃｏｐｐｅｒ（ＩＩ）−３，１０，１７，２４−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−１，８，１５，２２−ｔｅｒｔｒａｋｉｓ（ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏ）−２９Ｈ，３１Ｈｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅも挙げられる。
【００３９】
また、模擬血液に用いることができる色素としては、Ｚｉｎｃ２，１１，２０，２９−ｔｅｔｒａ−ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ−２，３−ｎａｐｈｔｈａｌｏｃｙａｎｉｎｅ、Ｄｉｍｅｔｈｙｌ｛４−［１，７，７−ｔｒｉｓ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−２，４，６−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌｄｅｎｅ］−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ｝ａｍｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅも挙げられる。
【００４０】
また、模擬血液を構成する材料としては、以上に挙げたような可視光吸収性の有機色素以外にも、染料として知られている直接染料類、酸性染料類、塩基性染料類、媒染染料類、酸性媒染染料類、バット染料類、分散染料類、反応染料類、蛍光増白染料類、顔料として知られている鉱物顔料類、土顔料類、酸化物顔料類、水酸化物顔料類、硫化物顔料類、珪酸塩顔料類、燐酸塩顔料類、炭酸塩顔料類、金属微粒子顔料類、炭素顔料類、植物性顔料類、動物性顔料類、染付レーキ顔料類、溶性アゾ顔料類、不溶性アゾ顔料類、縮合アゾ顔料類、アゾ錯塩類、フタロシアニン顔料類、縮合多環顔料類、蛍光顔料類、紫外・可視光〜近赤外波長領域に吸収帯を有する人工的に合成された有機化合物、有機金属錯体、その他の色素、または天然系着色料として知られているカロチノイド系、キノン系、アントシアニン系、フラボノイド系、ポルフィリン系、ジケトン系、ベタシアニン系、アザフィロン系、カラメル、クチナシ色素、スピルリナ色素のような色素、着色材、発色材が利用可能である。
【００４１】
表面保護層２２は、模擬血管パターン層１９を保護するために、模擬血管パターン層１９上に形成されている。可視光に対して良好な透明性を有し、かつ、適度な表面硬度を持つものであれば、表面保護層２２の材質は問わない。なお、表面保護層２２は、模擬眼底１０の必須構成部材ではない。
【００４２】
次に、本実施の形態に係る模擬眼底１０の製造方法について説明する。まず、基板１２上に、アゾベンゼンなどの光応答性高分子を有する保持層１４を形成する。保持層１４は、例えば、有機溶媒に溶解した光応答性高分子溶液をスピンコーティングして形成される。
【００４３】
次に、保持層１４の表面に干渉光を照射して保持層１４の表面に凹凸構造を形成する。例えば、３μｍ程度の間隔で凹凸を繰り返す表面構造を形成する場合、波長４８８ｎｍの２つのレーザー光を９．３°の交差角で干渉させることによって得られる干渉縞を、保持層１４の表面に照射すれば良い。この照射光の強度は、１００〜１０００ｍＷ／ｃｍ２程度が好ましい。
【００４４】
次に、例えば、粒径約３μｍのポリスチレン製の微粒子１７の水分散液を、保持層１４の表面の凹凸構造上に展開する。次に、水を蒸発させた後、強度１００ｍＷ／ｃｍ２程度の均一光を照射すると、保持層１４に接している微粒子１７が、保持層１４の表面にわずかに潜りこむ。こうして、複数の微粒子１７は保持層１４に強固に捕捉される。
【００４５】
次に、保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７を除去する。保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７の大半は、保持層１４に捕捉された微粒子１７上に重なって存在している。したがって、保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７を除去すれば、保持層１４の表面には、１層に配列された複数の微粒子１７が残る。微粒子１７の除去は、例えば、超音波洗浄によって行われる。こうして、視細胞に近似した、１層に配列された複数の微粒子１７から構成される微粒子層１６が形成される。
【００４６】
図３は、上記方法によって、光応答性高分子を有する保持層１４に保持された微粒子層１６の表面の状態を示す。微粒子１７の保持に光応答性高分子を用いると、図３から分かるように、適度な秩序と乱れを持った状態で複数の微粒子１７が配置され、より視細胞に近似した部材を有する模擬眼底が得られるので好ましい。
【００４７】
なお、図３に示す微粒子層１６には一部欠損が見られるが、さらに、微粒子１７の分散液を保持層１４に展開する工程と、分散媒を蒸発させる工程と、保持層１４に均一光を照射して微粒子１７を保持層１４に捕捉する工程と、保持層１４に捕捉されなかった微粒子１７を除去する工程とを適宜繰り返すことによって、この欠損を減少または消滅させることができる。
【００４８】
図４は、異なる秩序度で自己組織配列した微粒子層１６の表面の状態を示す。異なる高分子薄膜を保持層１４として用いると、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示すように、六方最密充填構造（図４（ａ）参照）から、長距離秩序が失われる形でやや乱れた構造（図４（ｂ）参照）、さらには、ランダム構造（図４（ｃ）参照）まで、微粒子層１６を制御することができる。このように、異なる高分子薄膜を保持層１４として用いることにより、任意の秩序度を有する微粒子配列構造を微粒子層１６として形成可能となる。
【００４９】
次に、微粒子層１６の上にオーバーコート層１８を形成する。オーバーコート層１８の材料としては、保持層１４や微粒子１７を溶解しない溶媒に溶かされた材料、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸などが使用できる。ただし、微粒子１７の材料と屈折率がほぼ等しいオーバーコート層１８の材料を用いると、オーバーコート層１８の付与によって微粒子層１６の視認性が悪くなるため、そのような組み合わせは避けることが望ましい。
【００５０】
微粒子層１６の上にオーバーコート層１８を形成することによって、微粒子層１６の表面の凹凸が緩和される。こうして微粒子層１６の表面をオーバーコート層１８で平坦化すると、模擬血液をオーバーコート層１８上、バッファー層上、またはパターン形成層２０上に所望のパターンで付着、凝固させたり、予め作製した模擬血管パターン層１９またはパターン形成層２０をオーバーコート層１８上やバッファー層上に付着させたりすることが容易になる。
【００５１】
次に、模擬血液をオーバーコート層１８、バッファー層、またはパターン形成層２０に描画する。つまり、模擬血液をオーバーコート層１８、バッファー層、またはパターン形成層２０に付着、凝固させる。こうして、毛細血管を模したパターンが形成された模擬血管パターン層１９が作製される。模擬血管パターン層１９のパターン描画には、マイクロスポッティング法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法、オフセット印刷、転写印刷法、フレキソ印刷法、または、その他の汎用印刷方法が適用できる。なお、模擬眼底１０の各層の間には、各層をより密着させるための接着層、光散乱性を制御するための光学機能層、各層間の距離を調整する間隔調整層等の各種層を設けても良い。
【実施例】
【００５２】
次に、各種模擬血液色素を作製したので、その作製方法と評価結果について説明する。
【００５３】
（模擬血液色素１の作製）
Ｐｈｌｏｘｉｎｅ、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ｐｏｎｃｅａｕ ＳＸ、Ｍａｒｔｉｕｓ Ｙｅｌｌｏｗ、Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｒｏｓｅ Ｂｅｎｇａｌ、Ｆａｓｔ Ｇｒｅｅｎ ＦＣＦ（以上、東京化成社製）、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ１０１、ＩＲ−２７（以上、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を、それぞれ約４３：７：７：４：３：３：２：２８：２の重量比で混合して、脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素１を作製した。図５に、得られた模擬血液色素１の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５４】
（模擬血液色素２の作製）
Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｃｈｏｌｏｒｏｐｈｅｎｏｌ Ｒｅｄ Ｓｏｄｉｕｍ Ｓａｌｔ、Ｅｏｓｉｎｅ、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ｐｈｌｏｘｉｎｅ、Ｓｕｎｓｅｔ Ｙｅｌｌｏｗ（以上、東京化成社製）、Ｅｒｉｏｇｌａｕｃｉｎｅ、Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ Ｂ（以上、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を、それぞれ約９：５１：２：７：１７：８：４：２の濃度比で混合して、脱酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素２を作製した。図６に、得られた模擬血液色素２の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５５】
図５に示すように、９種の色素を混合した模擬血液色素１は、脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲において極めて良く再現しており、また、６種の色素を混合した模擬血液色素２も、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲における脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を良く再現しているものと言える。なお、この溶液から作製した薄膜（固体）のスペクトルは溶液のスペクトルとほぼ同一であり、模擬血液色素１、および、２の描画パターンのスペクトルは脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトルを再現できることを確認している。
【００５６】
（模擬血液色素３の作製）
Ｓｕｌｆｏｒｈｏｄａｍｉｎｅ１０１（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ｍａｒｔｉｕｓ Ｙｅｌｌｏｗ（以上、東京化成社製）を、それぞれ約６４：１９：１７の重量比で混合して、酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素３を作製した。図７に、得られた模擬血液色素３の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５７】
（模擬血液色素４の作製）
Ａｃｉｄ Ｒｅｄ５２、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、Ａｃｉｄ Ｙｅｌｌｏｗ ２３（以上、東京化成社製）を、それぞれ約２４：１８：５８の濃度比で混合して、酸素型ヘモグロビンの可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素４を作製した。図８に、得られた模擬血液色素４の吸収スペクトルを示す（図中実線）。
【００５８】
図７、図８に示すように、模擬血液色素３は、酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲において十分再現しており、また、模擬血液色素４も、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）の範囲における酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を概ね再現しているものと言える。なお、この溶液から作製した薄膜（固体）のスペクトルは溶液のスペクトルとほぼ同一であり、模擬血液色素３、および、４の描画パターンのスペクトルは酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトルを良く再現できることを確認している。
【００５９】
図５〜図８に示すように、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）では、脱酸素型ヘモグロビンと酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトルに特徴的な相違が見られる。脱酸素型ヘモグロビンはシングルピークであるのに対して、酸素型ヘモグロビンはツインピークである。また、脱酸素型ヘモグロビンのスペクトルと酸素型ヘモグロビンのスペクトルが交差する波長は、５００、５２９、５４５、５７０、５８４ｎｍであるところ、模擬血液色素１のスペクトルと模擬血液色素３のスペクトルが交差する波長は、５００、５２３、５４４、５６８、５９５ｎｍであり、模擬血液色素２のスペクトルと模擬血液色素４のスペクトルが交差する波長は、５０４、５２３、５４７、５６６、５８３ｎｍであった。これら模擬血液色素の特徴点は、それぞれ−６〜＋１１ｎｍ、−６〜＋４ｎｍの精度でよく再現されており、分光画像計測機器の性能試験に好適な模擬眼底血管パターンをこれらの模擬血液色素により作製できることが分かる。
【００６０】
模擬血液色素１と模擬血液色素３を用いた模擬眼底による分光性能試験においては、４８０〜４９９、５０１〜５２２、５３０〜５４３、５４６〜５６５、５７１〜５８３、５９６〜６８０ｎｍの６つの波長範囲で分光測定を行い、各波長範囲での吸光度の大小関係を解析することにより、動脈と静脈の血管パターンを区別することが可能となる。同様に、模擬血液色素２と模擬血液色素４を用いた模擬眼底による分光性能試験においては、４８０〜４９９、５０５〜５２２、５３０〜５４４、５４８〜５６５、５７１〜５８２，５８５〜６８０ｎｍの６つの波長範囲で分光測定を行い、各波長範囲での吸光度の大小関係を解析することにより、動脈と静脈の血管パターンを区別することが可能となる。
【００６１】
したがって、眼底検査装置によって分光画像データを取得することによって、組織の酸素飽和度の分析および動脈と静脈の区別を明瞭に行うことができる。このため、模擬血液色素１〜模擬血液色素４を用いた模擬眼底は、空間解像度を持ち、経時劣化がほとんどない標準的な模擬眼底として利用することができる。
【００６２】
（模擬血液色素５の作製）
３，３’−Ｄｉｅｔｈｙｌｔｈｉａｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ Ｉｏｄｉｄｅ、Ｄｉｍｅｔｈｙｌ｛４−［１，７，７−ｔｒｉｓ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−２，４，６−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌｄｅｎｅ］−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ｝ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ、１−（３−Ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）−２−（２−｛［１−（３−ｓｕｌｆｏｐｒｏｐｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏ−２−（１Ｈ）−ｙｌｉｄｅｎｅ］ｍｅｔｙｌ｝−１−ｂｕｔｅｎｙｌ）ｎａｐｈｔｏ［１，２−ｄ］ｔｈｉａｚｏｌｉｕｍｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｉｎｎｅｒ ｓａｌｔ（以上、Ａｌｄｒｉｃｈ社製）を、それぞれ４４：２０：３６の重量比で混合して、脱酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域（６８０〜１０００ｎｍ）における吸収スペクトルを模した模擬血液色素５を作製した。図９に、得られた模擬血液色素５の吸収スペクトルを示す（図中実線）。模擬血液色素５は、酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を近赤外光領域（６８０〜１０００ｎｍ）の範囲において比較的良く再現している。
【００６３】
（模擬血液色素６の作製）
Ｄｉｍｅｔｈｙｌ｛４−［１，７，７−ｔｒｉｓ（４−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｈｅｎｙｌ）−２，４，６−ｈｅｐｔａｔｒｉｅｎｙｌｄｅｎｅ］−２，５−ｃｙｃｌｏｈｅｘａｄｉｅｎ｝ａｍｍｏｎｉｕｍ ｐｅｒｃｈｌｏｒａｔｅ（Ａｌｄｒｉｃｈ社製）の脱酸素型ヘモグロビンの近赤外光領域における吸収スペクトルを模した模擬血液色素６を作製した。図１０に、得られた模擬血液色素６の吸収スペクトルを示す（図中実線）。模擬血液色素６は、脱酸素型ヘモグロビンの吸収スペクトル（図中点線）を近赤外光領域（６８０〜１０００ｎｍ）の範囲において比較的良く再現している。
【００６４】
図９、図１０に示すように、近赤外光領域では、吸光係数が小さいものの、視細胞の感度がない波長であるため、被検査者にまぶしさを与えることなく眼底検査ができる。したがって、実際の眼底検査において、近赤外光領域での眼底撮影は有用であり、この領域で眼底を撮影する眼底検査装置に適した本実施例の模擬血液色素も有用である。
【００６５】
さらに、図９、図１０から分かるように、６８０〜１０００ｎｍの範囲で酸素型ヘモグロビンと脱酸素型ヘモグロビンの吸光度の大小関係が逆転するのは、７９７ｎｍの１度のみである（図中点線参照）。したがって、近赤外光領域では、異なる波長の分光画像データを取得するにあたって、可視光領域ほど波長分解能が必要ない。このため、可視光領域よりも広い波長幅を利用した分光画像データの取得と、そのデータに基づく動脈と静脈の判別が可能となる。
【００６６】
特に、光源強度や光検出器感度が低いような条件での観察、または、光源強度や光検出器感度が低い眼底検査装置での観察においては、近赤外光領域の範囲で酸素型ヘモグロビンと脱酸素型ヘモグロビンの吸光度の大小関係が逆転するのが１度のみであることは、極めて有用な特徴となる。したがって、近赤外光領域の模擬血液色素を用いたパターニングモデルを構築すれば、波長分解能が１〜２００ｎｍ程度の眼底検査装置に利用できる標準的な模擬眼底が得られる。
【００６７】
図１１は、模擬毛細血管の断面を示す。この模擬毛細血管は、内径１００μｍ、外径３００μｍのシリコンゴム製チューブに模擬血液色素を充填して作製した。シリコンゴム製チューブは柔軟であり、模擬血液色素の充填後、容易に曲げ加工などが行えるため、模擬毛細血管として有用である。
【００６８】
図１２は、他の模擬毛細血管の断面を示す。この模擬毛細血管は、内径１００μｍ、外径２００μｍの石英製キャピラリーに模擬血液色素を充填して作製した。石英製チューブは、内径と外径の大きさを自在に加工できる点で、種々の太さの模擬毛細血管として有用である。
【００６９】
図１３〜図１５は、模擬毛細血管描画の設計図に相当するパターンである。図１３に示すパターンは、眼底の毛細血管のうち、動脈血の流れる血管を選択したものである。図１４に示すパターンは、眼底の毛細血管のうち、静脈血の流れる血管を選択したものである。図１５に示すパターンは、図１３に示すパターンと図１４に示すパターンを重ね合わせたものである。
【００７０】
図１６は、動脈模擬毛細血管パターンを示す。このパターンは、前述の模擬血液色素４をインクとして、１５μｍの孔径を持つノズルから模擬血液色素溶液を吐出することによって、図１３に示すパターンをインクジェット描画したものである。なお、描画したインクは模擬血液色素４に増粘剤（グリセリンなど）、消泡剤（日信化学工業社製サーフィノール４６５など）、消光剤（アミノアントラセンなど）、結晶成長阻害剤（ポリビニルアルコールなど）をインク重量に対する重量比としてそれぞれ３０％、１％、０．１％、４％添加して、粘度やインク乾燥速度などを調整したものである。最小線幅約２５μｍであり、比較的きれいな描画が行われていることが分かる。
【００７１】
図１７は、静脈模擬毛細血管パターンを示す。このパターンは、前述の模擬血液色素２をインクとして、１５μｍの孔径を持つノズルから模擬血液色素溶液を吐出することによって、図１４に示すパターンをインクジェット描画したものである。なお、描画したインクは段落［００７０］に記載の通り、模擬血液色素２に増粘剤、消泡剤、消光剤、結晶成長阻害剤などを添加して、粘度やインク乾燥速度などを調整したものである。最小線幅約２５μｍであり、比較的きれいな描画が行われていることが分かる。
【００７２】
図１８は、模擬毛細血管パターンを示す。このパターンは、前記インクジェット法によって、動脈パターンと静脈パターンを重ね合わせて描画したものである。描画パターンは図１５に示したものを用い、動脈パターン用インクと静脈パターン用インクは段落［００７０］と［００７１］に示したものをそれぞれ用いた。図１８に示す模擬毛細血管パターンにより、可視光領域（４８０〜６８０ｎｍ）における模擬眼底が構築できることを確認した。本発明の模擬眼底により、分光画像計測技術が導入された高機能の眼底検査装置の調整や特性管理が簡便に実施できるようになるものと期待できる。
【符号の説明】
【００７３】
１０ 模擬眼底
１２ 基板
１３ 模擬視細胞層
１４ 保持層
１６ 微粒子層
１７ 微粒子
１８ オーバーコート層
１９ 模擬血管パターン層
２０ パターン形成層
２２ 表面保護層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、複数の微粒子を有する微粒子層からなる模擬視細胞層と、
前記微粒子層上に設けられ、毛細血管を模したパターンを有する模擬血管パターン層と、
を備えた模擬眼底。
【請求項２】
前記微粒子層を覆い前記微粒子層の表面の凹凸を緩和するオーバーコート層をさらに備え、
前記模擬血管パターン層は前記オーバーコート層上に設けられたことを特徴とする請求項１記載の模擬眼底。
【請求項３】
前記模擬視細胞層は、前記基板と前記微粒子層の間に設けられ、前記複数の微粒子の配列を制御すると共に、前記複数の微粒子を保持する保持層をさらに有することを特徴とする請求項１または２記載の模擬眼底。
【請求項４】
前記保持層は、光応答性高分子を有する層であることを特徴とする請求項３記載の模擬眼底。
【請求項５】
前記保持層は、１０ｎｍ〜1０μｍの間隔で凹凸を繰り返す表面構造を有することを特徴とする請求項３または４記載の模擬眼底。
【請求項６】
前記基板の前記微粒子層とは反対側の面に設けられ、前記基板への入射光を反射する反射層をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項７】
前記微粒子層は、自己組織化によって形成された層であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項８】
前記微粒子層は、１層に配列された前記複数の微粒子から構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項９】
前記毛細血管を模したパターンは、２以上の模擬血液が凝固されたパターン部分を有し、
前記２以上の模擬血液は、酸素飽和状態が異なる２以上の血液の光の吸収スペクトルを模した液体であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項１】
基板と、
前記基板上に設けられ、複数の微粒子を有する微粒子層からなる模擬視細胞層と、
前記微粒子層上に設けられ、毛細血管を模したパターンを有する模擬血管パターン層と、
を備えた模擬眼底。
【請求項２】
前記微粒子層を覆い前記微粒子層の表面の凹凸を緩和するオーバーコート層をさらに備え、
前記模擬血管パターン層は前記オーバーコート層上に設けられたことを特徴とする請求項１記載の模擬眼底。
【請求項３】
前記模擬視細胞層は、前記基板と前記微粒子層の間に設けられ、前記複数の微粒子の配列を制御すると共に、前記複数の微粒子を保持する保持層をさらに有することを特徴とする請求項１または２記載の模擬眼底。
【請求項４】
前記保持層は、光応答性高分子を有する層であることを特徴とする請求項３記載の模擬眼底。
【請求項５】
前記保持層は、１０ｎｍ〜1０μｍの間隔で凹凸を繰り返す表面構造を有することを特徴とする請求項３または４記載の模擬眼底。
【請求項６】
前記基板の前記微粒子層とは反対側の面に設けられ、前記基板への入射光を反射する反射層をさらに備えたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項７】
前記微粒子層は、自己組織化によって形成された層であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項８】
前記微粒子層は、１層に配列された前記複数の微粒子から構成されることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の模擬眼底。
【請求項９】
前記毛細血管を模したパターンは、２以上の模擬血液が凝固されたパターン部分を有し、
前記２以上の模擬血液は、酸素飽和状態が異なる２以上の血液の光の吸収スペクトルを模した液体であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の模擬眼底。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−５３４６２（Ｐ２０１１−５３４６２Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０２６３５（Ｐ２００９−２０２６３５）
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月２日（２００９．９．２）
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
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