技术领域
[0001] 本
发明涉及一种通过
超声波以非接触方式测定被检者眼睛的眼压的非接触式超声波眼压计。
背景技术
[0002] 近年来，提出一种具有
探头、以非接触式测定被检者眼睛的眼压的装置，该探头具有：朝着被检者眼睛的
角膜发射超声波的振子和检测角膜反射回的超声波的
传感器(参见
专利文献1)。
[0004] 专利文献
[0005] 专利文献1国际公开第2008/072527号
发明内容
[0006] 发明所要解决的问题
[0007] 然而，专利文献1中，如果被检者眼睛和装置的操作距离(working distance)较短，那么实际对人眼进行眼压测定时，很可能和被检者眼睛接触，容易对被检者造成恐惧心理。另一方面，如果操作距离较长，则检测
信号的S/N比低下，测定
精度下降。
[0008] 本发明鉴于上述现有技术，旨在提供一种能够确保相对于被检者眼睛的操作距离，并且能精度良好地测定眼压的非接触式超声波眼压计。
[0009] 解决问题的手段
[0010] 为了解决上述课题，本发明特征在于具有下列的结构。
[0011] 发明效果
[0012] 根据本发明，能够确保相对于被检者眼睛的操作距离，并能精度良好地测定眼压。
附图说明
[0013] 图1是显示本发明实施方式的非接触式超声波眼压计的概略外观图。
[0014] 图2是显示该非接触式超声波眼压计的控制系统的概略壳图。
[0015] 图3A、3B是显示出射到空气中的脉冲串波的振幅等级的时间变化的
波形图。
[0016] 图4是显示眼压测定方法的一实例的
流程图。
[0017] 图5是显示反射波的振幅谱的一例。
[0018] 图6A、6B是显示多次被出射的脉冲串波的波形的波形图。
[0019] 符号说明
[0020] 10探头
[0021] 70控制部
具体实施方式
[0022] 下面，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是显示本实施方式涉及的非接触式超声波眼压计的概略外观图，图2是显示本装置的控制系统的概略壳图。
[0023] 在图1中，主体部(装置主体)3中，设有：设置在离开被检者眼睛E的
位置上的探头(transducer)10，具有拍摄元件对眼睛E的前眼部进行观察的观察光学系统20。又，在主体部3的壳体内设有图未示的对准光学系统和固视光学系统等。监视器8显示通过观察光学系统20的拍摄元件所拍摄到的前眼部像、测定结果等。检查者一边观察监视器8所显示的前眼部像，一边操作操作杆4，驱动部6基于该操作信号进行驱动，主体部3进行三维移动。这样，进行主体部3相对于眼睛E的对准。
[0024] 探头10以空气为媒体朝眼睛E的角膜Ec出射超声波脉冲，又，角膜Ec所反射的超声波脉冲作为反射波被检测到。探头10具有出射入射到眼睛E的超声波(入射波)的振子(超声波发送部)11和检测眼睛E反射的超声波(反射波)的振动检测传感器(超声波接收部)13，其用于非接触式地测定眼睛E的眼压。又，本实施方式的探头10基于控制部70的控制，兼作振子11的动作和传感器13的动作。当然，不限于此，振子11和传感器13也可是其他结构。
[0025] 又，为了提高在空气中的传播效率，探头10(超声波收发部)中，最好采用发送接收具有宽频带的
频率成分的超声波束的空气结合型超声波探头。例如，能够发送具有大致200kHz～1MHz的频带的宽频带的超声波。在这种情况下，可采用Microacoustic公司的TM
BAT 探头。对于这样的探头，可参照美国专利5287331号
公报，日本特表2005-506783号公报等。当然，不限于此，也可采用压电(ピエゾ)型的超声波探头。
[0026] 在图2中，控制部70进行测定值的计算、装置整体的控制等。控制部70对探头10的
输出信号进行处理求得眼睛E的眼压。探头10和
放大器81连接，探头10输出的
电信号通过放大器81放大，输入到控制部70。又，控制部70和观察光学系统20的各部件(
光源、拍摄元件等)、驱动部6、显示器8、
存储器75等连接。又，存储器75中存储有用于用探头10测定眼压的测定程序、用于控制装置整体的控制程序等。
[0027] 下面，对控制探头10朝眼睛发送脉冲串波，基于该脉冲串波的反射波的谱信息测定眼压的方法进行说明。
[0028] 控制部70为使得探头10发送脉冲串波而猝发驱动探头10的振子。通过该猝发驱动，从探头10以固定的周期1/T(T为脉冲串频率)反复发送K次超声波脉冲。又，K为脉冲串
波数，表示脉冲波的周期数。将这样K个超声波脉冲的总和作为脉冲串波。
[0029] 图3A、3B是显示出射到空气中的脉冲串波的振幅等级的时间变化的波形图。图3A显示采用宽频带空气结合超声波探头的情况下的波形。此时，探头的结构不会受到脉冲串波发送时的残响特性的影响，各脉冲波的波形均匀。图3A为采用陶瓷压电探头(压电元件型探头)的情况下的波形。此时，由于脉冲串波发送时的残响特性的影响，可能导致各脉冲波波形的紊乱(参见图3B的框Z)。又，即使是陶瓷压电探头，也可通过采用复合压电材料(例如，在
树脂片中埋设压电陶瓷柱的材料)的合成型宽频带超声波探头来降低残响特性的影响。
[0030] 图4是显示眼压测定方法的一例的流程图。如果输出规定的触发信号，则控制部70控制探头10出射脉冲串波。脉冲串波朝角膜Ec出射，通过传感器13检测出反射波后，从传感器13输出与反射波的音响强度(振幅等级)对应的电信号，并介由放大器81输入至控制部70。
[0031] 接着，控制部70对检测得到的反射波的音响强度进行频率分析(例如，傅立叶分析)，取得作为反射波中的每个频率的振幅等级的振幅谱。又，进行傅立叶分析时的窗口函数(例如，长方形窗口)的时域设定为包含由脉冲串波产生的角膜反射波的检测时间。图5是反射波的振幅谱的实例。
[0032] 此处，控制部70检测出所得到的振幅谱的峰值振幅等级(例如图5中的振幅谱S的峰值P)。然后，控制部70基于振幅谱的峰值振幅等级计算眼压。存储器75中，峰值振幅等级和眼压值的对应关系以表格形式存储，控制部70从存储器75取得对应于检测到的峰值振幅等级的眼压值，并将所取得的眼压值显示在显示器8。又，峰值振幅等级和眼压值的相应关系，例如，可通过预先求得由本装置得到的峰值振幅等级和由压平眼压计(goldman tonometer)得到的眼压值之间的相应关系来设定。
[0033] 根据以上结构，即使相对于被检者眼睛的操作距离较长(例如，10mm左右)，也能够确保S/N比，得到稳定的测定结果。更具体的，由脉冲串波产生的反射波的谱信息是各脉冲波的谱信息累加得到的，因此峰值振幅等级的S/N比也提高了。此时，根据被检者眼睛的眼压值的不同峰值振幅等级的变化量变大，可得到可靠度高的眼压值。
[0034] 又，根据上述结构，控制部70也可利用探头10以规定的时间间隔多次向被检者眼睛出射脉冲串波，并基于与各脉冲串波对应的反射波的振幅谱求得眼压(参考图6A、图6B)。图6A为采用宽频带空气结合超声波探头时的波形，图6B为采用陶瓷压电探头(压电元件型探头)时的波形。在图6A、图6B中，第一脉冲串波BW1、第二脉冲串波BW2、第三脉冲串波BW3依次连续从探头10出射。这样，此时分别取得与各脉冲串波(脉冲串波BW1、BW2、BW3)对应的反射波的振幅谱，基于各振幅谱分别计算眼压值。又，控制部70，也可基于各测定值，计算代表值(例如，各测定值的平均值，各测定值中的中心值)，将其输出到监视器8等。又，如上所述连续多次测定眼压的时候，最好设定脉冲串波间的出射间隔和输出时间以得到眼压值的分布情况，该眼压值的分布表示出由被检者的脉动而导致的测定值的变动。
[0035] 又，在采用宽频带空气结合超声波探头的情况下，由于在各脉冲串波的休止时间Th中未受到残响特性的影响，因此容易判别角膜反射波和除此之外的其他情况。这样，由于可以可靠地对角膜反射波进行傅立叶分析，因此在通过脉冲串波进行连续测定的情况下是有用的。
[0036] 又，在上述结构中，最好脉冲串波频率T和脉冲串波数(脉冲串波的周期数)K的至少一个可由控制部70任意变更。这是因为，由于各个探头的不同而导致超声波的特性会有偏差。此时，为使得振幅谱的峰值振幅等级的S/N提高，可设定脉冲串波频率T和脉冲串波数K。又，也可将脉冲串波的发生次数存储在存储器中，或显示在监视器上。
[0037] 又，在以上说明中，也可预先求得能得到振幅谱的峰值的频率(中心频率)，将其存储在存储器75中。然后，也可取得与预先设定的频率对应的振幅等级作为振幅谱的峰值振幅等级，并基于此计算眼压。又，也可取得包含振幅谱中的峰值的规定频带中的振幅等级作为峰值振幅等级，并基于此计算眼压。
[0038] 又，在以上说明中，虽然基于振幅谱计算眼压，但是也可基于对角膜反射波进行频率分析时的
相位谱计算眼压。更加具体来说，求得入射波和反射波的谱分布，基于规定的频率中入射波的相位和反射波的相位的
相位差计算眼压值。又，对于前述的以超声波脉冲法检测硬度的方法，可参照日本专利公开2002-272743号公报。
[0039] 又，在以上说明中，是将由探头10检测到的波形的傅立叶分析中所用到的窗口函数作成矩形窗口，但是不限于此，可采用任意的窗口函数(例如，汉宁窗、汉明窗等)。
[0040] 又，在以上说明中，虽然基于脉冲串波的反射波中的谱信息计算眼压，但是不限于此，也可是基于波的反射输出计算眼压的结构。例如，基于各脉冲串波的反射波的振幅强度计算眼压。
[0041] 又，在以上说明中，虽然是采用
软件进行运算处理来求出眼压，但是不限于此，也可通过
硬件(
电路结构)的
信号处理进行同样的处理。
