眼底対応視野計AP-7000の盲点位置検出精度について

admin — Wed, 30 Dec 2015 15:25:59 +0000

《原著》あたらしい眼科32（12）：1763.1767，2015c眼底対応視野計AP-7000の盲点位置検出精度について沼田卓也＊1松本長太＊1奥山幸子＊1七部史＊1橋本茂樹＊1野本裕貴＊1江浦真理子＊1萱澤朋泰＊2下村嘉一＊1＊1近畿大学医学部眼科学教室＊2近畿大学医学部奈良病院DetectionAccuracyofBlindSpotLocationUsingFundus-orientedPerimeterAP-7000TakuyaNumata1），ChotaMatsumoto1），SachikoOkuyama1），FumiTanabe1）,ShigekiHashimoto1），HirokiNomoto1），MarikoEura1），TomoyasuKayazawa2）andYoshikazuShimomura1）1）DepartmentofOphthalmology,KinkiUniversityFacultyofMedicine,2）NaraHospitalKinkiUniversityFacultyofMedicine眼底対応視野計AP-7000は，視神経乳頭と盲点，中心窩と固視点を一致させることで，眼底と視野の正確な対応評価を視野測定段階から行う機能を有する．しかしこの手法は，盲点位置の検出精度が対応評価の精度に影響を及ぼす．本研究では，健常者9名を対象とし，自動視野計Octopus900にて盲点部位を1°間隔で高密度に計測した結果をコントロールとし，AP-7000の盲点位置検出精度を検証した．さらに，盲点検出精度の影響因子を評価する目的で，AP-7000の盲点位置計測アルゴリズムをコンピュータシミュレーションとして100回実行し，偽陽性，偽陰性，固視変動の影響を検討した．Octopus900とAP-7000それぞれで測定した盲点の中心の差は，最大2.7°，平均1.4±0.8°であった．シミュレーションでは，固視変動が大きくなると，盲点の中心の差が有意に大きくなった．Inthisstudy,theOctopus900wasusedtomeasuretheblindspotsof9healthysubjectsathighresolutionusing1°interval.TheresultswereusedascontrolsinvalidatingblindspotdetectionaccuracyusingtheAP-7000.Furthermore,toassessthefactorsinfluencingdetectionaccuracy,theAP-7000algorithmwasusedtoruncomputersimulations.Theinfluenceoffalsepositive,falsenegativeorfixationshiftwasalsoinvestigated.BlindspotcenterasmeasuredbytheOctopus900differedfromthatmeasuredbytheAP-7000.Thelargestsuchdifferencewas2.7°,withameandifferenceof1.4°±0.8°.Simulationshowedthatthedifferencebetweenblindspotcentersbecamesignificantlygreaterwhenthefixationshiftbecamegreater.〔AtarashiiGanka（JournaloftheEye）32（12）：1763.1767,2015〕Keywords：マリオット盲点，眼底対応視野計，機能と構造．blindspotofMarriotte,fundusorientedperimetry,retinalstructureandvisualfunction.はじめに盲点は1668年にEdmeMariotteによって発見された視野の生理的暗点である．網膜神経線維が集まる視神経乳頭部には視細胞が存在しないため，固視点から約15°耳側付近に生理的暗点が存在する1）．視野測定では，検査中の固視が安定していることが測定結果の信頼性にとって重要であり，Humphrey自動視野計（CarlZeiss社）では固視監視システムとして，この盲点刺激を利用したHeijl-Krakau法2）を用いている．緑内障の確定診断は，眼底変化と視野障害の対応を確認することが基本であり，眼底対応視野計AP-7000（KOWA社）では，眼底写真やOCTなどの変化に対応した部位に測定点を密に配置することで，通常の視野検査では捉えにくい局所的な変化をより鋭敏に捉えることが可能である．眼底対応視野計では，検査開始時に盲点の中心を検出し，眼底と視野の正確な対応を確保するために視神経乳頭と盲点，中心窩と固視点を一致させ，回旋や眼軸による眼底写真の拡大率などによるずれを補正する．しかし，盲点の位置には個体差があることが3.5）報告されており，検査時に個体ごとでより正確な盲点の位置を検出することが重要となる．本研究では，AP-7000の盲点位置検出精度を検証する目的で，Octopus900（HAAG-STREIT社）を用い1°間隔で高〔別刷請求先〕沼田卓也：〒589-8511大阪府大阪狭山市大野東377-2近畿大学医学部眼科学教室Reprintrequests：TakuyaNumata,M.D.,Ph.D.,DepartmentofOphthalmology,KinkiUniversityFacultyofMedicine,377-2,Ohono-Higashi,Osaka-SayamaCity,Osaka589-8511,JAPAN0910-1810/15/\100/頁/JCOPY（131）1763密度に測定し得られた健常者の盲点位置をコントロールとし，AP-7000の盲点検出アルゴリズムを用いた際との検出位置誤差を検討した．さらに，盲点の検出精度に影響を与える因子を調べる目的で，AP-7000の盲点位置計測アルゴリズムでコンピュータシミュレーションを100回実行し，偽陽性応答，偽陰性応答，固視変動の影響を検討した．I対象および方法対象は，健常被験者9例9眼，平均年齢29±5.9歳（23.41歳），平均等価球面値.1.9±2.0D（.5.25.0D）である．視野検査に影響を及ぼす眼疾患の既往があるもの，矯正視力1.0未満のもの，強度近視（等価球面値≦.6D）は除外した．これらの対象に対し，Octopus900とAP-7000の両機種にて盲点位置計測を行った．測定時の屈折矯正は，矯正レンズを使用した．1530図1Octopus900のカスタムテストの測定点（右眼）（16°，.2°）を中心として，盲点周囲に13°×11°の範囲を1°グリッドで計139点配置し，測定した．表1AP-7000のMariotte盲点検出方法（Step1）No.X［°］y［°］116.0.1.9220.0.1.9319.91.7416.0.1.9516.02.1612.41.6716.0.1.9812.0.2.0912.4.5.51016.0.1.91116.0.6.01219.5.5.5Mariotte盲点検出開始時，No.1から提示し，応答があれば順次視標を提示する（Step1）．応答がなかった時点で，視標が盲点内にあると判断し，Step2へ移行する．1.Octopus900とAP-7000で検出した盲点の位置の比較Octopus900による盲点位置の検出にはOctopus900カスタムテストを用いた．耳側の座標点（16°，.2°）を中心とし，13°×11°の範囲を1°グリッドで計139点を配置し，測定した（図1）．測定条件は単一輝度，視標サイズ1，背景輝度31.4asb，視標輝度1,000asb，視標提示時間100msecとした．固視監視は内蔵されているビデオカメラ方式の自動固視監視システムを用いた．検出された結果から，連続する非応答点の範囲を盲点とした．縦軸および横軸方向の最大長の中点を算出し，盲点の中心とした．つぎに，AP-7000を用いた盲点位置検出方法を示す．AP-7000の盲点検出アルゴリズムでは，まず表1に示す測定点に順にサイズII，視標輝度126asb，提示時間200msecの条件で視標を提示する（step1）．測定点が盲点に入り，応答がなければつぎに，その測定点から，上下ならびに耳側鼻側それぞれ3°離れた4点に順次視標を提示し，表2に示した4つのパターンから盲点中心を決定する（step2）．測定時間が約8秒と非常に短時間であるため，測定中の固視に関しては検者によるビデオカメラを用いた目視により行った．本研究では，Octopus900にて得られた盲点の中心座標を基準として，AP-7000の盲点位置検出精度について検討した．2.AP7000シミュレーションモデルを用いた盲点検出精度の検討Octopus900で検出した盲点を真値とした条件で，AP-7000の盲点検出アルゴリズムをコンピュータ上で100回シミュレーションし，検出される盲点中心座標の精度を検討した．シミュレーションは，MicrosoftRVisualC＋＋で作成した．シミュレーションモデルでは，検査における偽陽性，偽陰表2AP-7000のMariotte盲点検出方法（Step2）4点の応答数盲点位置の検出0または4Step1で求めた盲点を中心とする．1Step1で検出した盲点から，Step2で応答があった点と逆方向に0.75°移動した点を盲点の中心とする．2Step1で検出した盲点から，Step2で応答がなかった2点のそれぞれの方向に1.5°移動した点を盲点の中心とする．3Step1で検出した盲点と，Step2で応答がなかった点との中点を盲点の中心とする．Step1で検出した非応答点を基準として，その測定点から上下ならびに耳側鼻側へそれぞれ3°離れた4点に視標を提示する．その4つの指標に対する応答数により，盲点の中心を検出する．1764あたらしい眼科Vol.32，No.12，2015（132）図2各症例におけるMariotte盲点の位置と使用機器による平均測定時間と信頼性Octopus900を用い描出したMariotte盲点（黒）とAP-7000の盲点検出アルゴリズムを用い検出したMariotte盲点の中心（白点）を示した．全症例でOctopus900で測定した盲点内にAP-7000で測定した盲点中心が位置した．Octopus900での測定では，多くの症例で偽陽性，偽陰性は0％であった．それぞれの盲点検出時間は，Octopus900で平均4分25秒，AP-7000で平均8.0秒であった．性および固視変動がまったくない場合，偽陽性，偽陰性の発生頻度が5％または10％の場合，そして，固視変動が最大3°，6°，9°の場合の計6条件を設定した．固視変動の方向はランダムとした．本研究の固視変動シミュレーションでは，固視変動が片側正規分布で発生する［平均：0°，標準偏差（SD）：1°）］と仮定した．実際の算出は，確率P（0.100％）をランダムに発生させ，正規分布の累積分布関数の逆関数から変数Xを固視変動の量とした．II結果Octopus900とAP-7000を用いて検出した9症例の盲点位置と検査時間，信頼性を図2に示す．Octopus900で描出した盲点は黒で，一方AP-7000で検出した盲点の中心は白点で示す．全症例において，AP-7000で検出した盲点の中心は，Octopus900を用いて検出された盲点内に含まれていた．AP-7000の盲点中心検出時間は平均8.0秒，Octopus900の盲点描出時間は平均4分25秒であった．また，Octopus900での検査時の偽陽性率，偽陰性率はすべての症例で15％未満であった．図3に，Octopus900の結果を基準とした場合のAP-7000を用いて検出した盲点の中心座標の差を示す．Octopus900とAP-7000で測定した盲点の中心座標の差は，最大2.7°，平均1.4±0.8°であった．つぎに，Octopus900を用い測定した盲点とAP-7000の盲点検出アルゴリズムを用いたシミュレーションで得られた（133）（°3210－1－2－33210－1－3－2（°）症例①症例②症例③症例④）症例⑤症例⑥症例⑦症例⑧症例⑨図3Octopus900を基準（原点）としたときのAP-7000における盲点の中心座標の差Octopus900とAP-7000のそれぞれで検出した盲点の中心の差は，平均1.4±0.8°（0.4°から2.7°）であった．盲点の中心座標を比較した．また，盲点の中心座標の比較は，Wilcoxon符号付順位和検定を用いた．偽陽性や偽陰性，固視変動がまったくないシミュレーションにおける盲点の中心と，その他のシミュレーションによる盲点の中心の差は，偽陽性，偽陰性がそれぞれ5％の場合は平均0.3±0.2°（p＝0.17），偽陽性，偽陰性がそれぞれ10％では平均0.5±0.5°であった（p＝0.17）．また，固視変動が最大3°であった場合は，平均0.7±0.3°（p＜0.01），固視変動が最大6°では平均1.0±0.5°（p＜0.01），固視変動が最大9°では平均0.9±0.4°であっあたらしい眼科Vol.32，No.12，20151765（°）（°）210－1－2210－1－2（°）（°）210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2症例①症例②症例③症例④症例⑤症例⑥症例⑦症例⑧症例⑨シミュレーションの差（偽陽性・偽陰性：5％）シミュレーションの差（固視変動：3°）シミュレーションの差（固視変動：6°）シミュレーションの差（固視変動：9°）シミュレーションの差（偽陽性・偽陰性：10％）盲点の中心の差平均0.3±0.2°盲点の中心の差平均0.7±0.3°（※p＜0.01）盲点の中心の差平均1.0±0.5°（※p＜0.01）盲点の中心の差平均0.9±0.4°（※p＜0.01）盲点の中心の差平均0.5±0.5°0－1－2210－1－2（°）（°）210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2210－1－2症例①症例②症例③症例④症例⑤症例⑥症例⑦症例⑧症例⑨シミュレーションの差（偽陽性・偽陰性：5％）シミュレーションの差（固視変動：3°）シミュレーションの差（固視変動：6°）シミュレーションの差（固視変動：9°）シミュレーションの差（偽陽性・偽陰性：10％）盲点の中心の差平均0.3±0.2°盲点の中心の差平均0.7±0.3°（※p＜0.01）盲点の中心の差平均1.0±0.5°（※p＜0.01）盲点の中心の差平均0.9±0.4°（※p＜0.01）盲点の中心の差平均0.5±0.5°図4偽陽性や偽陰性，固視変動がないシミュレーションを原点としたときの，その他のシミュレーションにおける各症例の盲点の中心座標の差偽陽性，偽陰性，固視変動がない場合との盲点の中心の差は，偽陽性，偽陰性が5％または10％では，平均0.3±0.2°（p＝0.17），0.5±0.5°（p＝0.17），固視変動が3°，6°，9°の場合では，平均0.7±0.3°（p＜0.01），1.0±0.5°（p＜0.01），0.9±0.4°（p＜0.01）であった．（※p＜0.01Wilcoxonsigned-ranktest）た（p＜0.01）．偽陽性や偽陰性，固視変動がない場合と比較して，固視変動がある場合のシミュレーションで測定した盲点の中心には有意差を認めたが，偽陽性，偽陰性がある場合のシミュレーションで測定した盲点の中心には有意差を認めなかった（図4）．III考察AP-7000の盲点検出アルゴリズムを用いた場合，盲点中心は平均15.7°耳側に，平均1.4°下方に位置しており，これまで報告されたBerens6）やBelostotskii7）の盲点の位置とほぼ同様の結果であった．しかし，検出された盲点中心を比較するとOctopus900で検出した盲点の中心との差は最大2.7°であり平均1.4±0.8°の差が認められた．この差はおもにAP-7000の盲点検出のアルゴリズムによると考えられた．AP-7000の現行のアルゴリズムでは，12点の候補点から応答のない点を探し（Step1），それを足がかりとして応答がなかった測定点から3°離れた周囲の4点の応答の有無によってMariotte盲点の中心が決定される（Step2）．検査時間は平均8.0秒と短時間であるが，盲点の全体像を把握しているわけではない．一方，Octopus900は盲点を1°間隔で測定し，盲点の詳細な形状と位置を検出し，盲点を決定する．そのため，両者の差はおもに，AP-7000の盲点検出アルゴリズムの誤差と考えられた．近年緑内障ではOCT（opticalcoherencetomography）による黄斑部の構造的変化と10-2プログラムなどの中心視野による機能的変化との対応が重要視されており，眼底対応視野計はこの評価において大変有益な手法と考えられる．実際に，Nakataniら8）は小さな視標を高密度に配置可能な眼底対応視野計を開発し，眼底対応視野計が中心視野における視野異常検出に有用であると報告している．10-2の測定点間隔が2°であることを考えると，盲点中心座標の測定誤差が最大2.7°であったことは無視できない影響が生じる可能性がある．一方，今回のシミュレーションによる検討では，AP-7000の盲点位置検出アルゴリズムは固視変動の影響を受け，盲点の中心検出精度は低下することがわかった．これは，固視変動により盲点位置そのものが移動するからであると考えられる．しかし，その誤差は約1.0°以下であり，信頼性のある視野測定が行われた場合，臨床的には大きな問題とならないと考えられた．ただし，シミュレーションとOctopus900の盲点の中心の差よりも，AP-7000の実測とOctopus900の盲点の中心の差のほうが大きくなった．これは，固視ずれ，偽陽性応答，偽陰性応答の相乗効果や回旋を含めた計測時の顔位の影響も考えられる．また，偽陽性，偽陰性出現時1766あたらしい眼科Vol.32，No.12，2015（134）に盲点中心が上方へ移動する傾向を認めたが，これは盲点検出プログラムの視標提示の開始が上方から固定されていたためと考えられる．現行のAP-7000の盲点位置検出アルゴリズムの利点は，非常に短時間に盲点の中心座標を推定可能である点である．しかし今後，OCTなどの構造的変化と10-2などの高密度の視野測定結果の対応評価の精度向上を念頭に，さらなるアルゴリズムの改良が必要と考えられた．IV結論全症例においてAP7000で検出した盲点の中心は，Octopus900を用いて検出された盲点内に含まれていたが，眼底視野計であるAP7000の盲点位置検出アルゴリズムを用いた盲点中心座標はOctopus900カスタムプログラムで検出した盲点中心と最大2.7°の差を認めた．文献1）ArmalyMF：Thesizeandlocationofthenormalblindspot.ArchOphthalmol81：192-201,19692）HeijlA,KrakauCE：Anautomaticstaticperimetry,designandpilotstudy.ActaOphthalmol（Copenh）53：293-310,19753）Wentworth,HA：Variationsofthenormalblindspotwithspecialreferencetotheformationofadiagnosticscale.AmJOphthalmol14：889-904,19314）HopkinsC：SizeandlocationoftheblindspotofMariotte.ArchOphthalmol25：811-813,19415）ChamlinM：Fluctuationinsizeofthenormalblindspot.ArchOphthalmol64：522-527,19606）BerensC：ExaminationoftheblindspotofMariotte.TransAmOphthalmolSoc21：271-290,19237）BelostotskiiEM：Sizeoftheblindspotandvisibledimensionsoftheopticpapilla.ProInfirm11：215-227,19558）NakataniY,OhkuboS,HigashideTetal：Detectionofvisualfielddefectsinpre-perimetricglaucomausingfundus-orientedsmall-targetperimetry.JpnJOphthalmol56：330-338,2012＊＊＊（135）あたらしい眼科Vol.32，No.12，20151767

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