PupilMetrics Research アカデミー

概要と準備

このアプリについて

PupilMetrics Research は両眼を撮影し、静止した瞳孔を虹彩に対して測定します。瞳孔虹彩比（P/I）、瞳孔の形と位置、収縮輪（ANW）、そして瞳孔縁そのものの形です。別の PLR モードでは、光の閃光に対する瞳孔の反応を記録します。結果はすべて端末に保存されるので、次回の来院時に今回と比較できます。

本アプリは臨床家向けの研究・教育ツールです。医療機器ではありません。FDA の承認、CE マーク、またはそれに相当するものはなく、表示される内容はどれも診断ではありません。数値を解釈するのはあなたであり、臨床判断もあなたが行います。

ライセンス

ライセンス画面で無料トライアルを開始をクリックするか、キーを貼り付けてライセンスを有効化をクリックします。有効化の際は licenses.cnri.edu に一度だけ接続してキーをこのパソコンに結び付け、その後はオフラインで動作します。失敗した撮影は試用の 20 回に数えられません。iOS ではキーではなくアプリ内で購入します。

スキャンの流れ

患者フォームでは氏名、年齢、性別を入力します。主訴と施設名は任意で、施設名はセッションをまたいで記憶されます。年齢は慎重に入力してください。瞳孔を比較する年齢層と、PLR の基準範囲を決めるのが年齢だからです。

デスクトップのショートカット

タイトルバーの設定アイコンはどの画面でも使えます。施設名、言語（20 ロケール）、カメラと PDF のオプションがあります。

使える画像を撮る

疑わしい結果のほとんどは画像に原因があります。ぶれた撮影は数値の欠落を生むのではありません。もっともらしい誤った数値を生むので、なお悪いのです。撮影に 2 分余分にかければ、反射やまつげ、あるいは違う円を測った値を解釈せずに済みます。

撮影の順番

アプリは右眼（OD）を先に、次に左眼（OS）を撮影します。解析には両方が必要です。

カメラの撮影元

ソースはカメラモード選択で眼ごとに選びます。

品質関門

各フレームは 5 つの基準で同時に検査されます。基準を満たさない画像は解析に進みません。

赤 少なくとも 1 つの基準を満たしておらず、リアルタイムのメッセージがその基準を示します。琥珀 境界付近。少し調整すれば足ります。緑 すべての基準を満たし、自動で撮影されます。撮影後には、手動を含むすべてのモードで、別途「眼ではない」チェックが実行されます。

照明、構図、安定

• 照明。拡散した均一な光。アイリスコープ自身の LED リングが理想的です。ほかのランプを足すと角膜に反射が増えます。
• 構図。虹彩がフレーム幅の半分以上を占め、中央に来るようにします。フレームの端に近い瞳孔は、偏心の精度を直接損ないます。
• 距離。Dino-Lite なら眼から約 2〜3 cm。瞳孔縁がくっきりするまで調整します。ゾーン所見と P/I 比はこの縁から測られるからです。
• 安定。手か機器を固定し、患者には遠くの一点を見つめてもらいます。まばたきのフレームは関門が自動で弾きます。

Windows では、Dino-Lite を初めて接続する前に DNVideoX ドライバをインストールしてください。設定のセンサー最大解像度を使うと、次にカメラを開いたときからカメラの最大解像度（Dino-Lite Premier では 1280×1024）で撮影します。

瞳孔近くの反射

反射が瞳孔縁から瞳孔半径の 20% より近くにあると、アプリは結果カード、PDF、保存されたスキャンに警告を表示します。解析はそのまま実行され、何も伏せられませんが、その眼の縁の所見は虹彩ではなく光によるものかもしれません。警告はリスクのある画像に印を付けるものです。影響を受けたすべての画像を拾えるわけではありません。

スマートフォンと取り込み写真

スマートフォンは縦向きに持ち、眼がフレームいっぱいに写るようにします。取り込みを含むすべての撮影経路は、最後に4:3 トリミングの手順を通ります。取り込み写真では、これが見た目以上に重要です。検出器は虹彩の縁をフレーム幅の決まった割合の位置で探すため、腕を伸ばして撮った、中央に小さな虹彩が写る写真では、その縁が探索範囲の外に出てしまいます。眼の周りでトリミングすれば範囲内に戻ります。画像を拡大しても割合は変わらないので戻りません。両眼は 1 回の操作で取り込めます。アプリが右眼、次に左眼を求めます。

静的測定値を読む

2 つの処理系を、意図して

各画像は 2 つの独立した解析を通ります。従来型のコンピュータビジョン処理は、フル解像度のピクセルで瞳孔と虹彩の境界を見つけます。ML モデルは虹彩を中心とした 224×224 の切り出しを見て、較正済みの線形フィット（R² = 0.856）を通じて P/I 比だけを予測します。いま読んでいる P/I がどちらから得られたかは、結果カードに表示されます。両者が食い違うと信頼度は下がり、その食い違い自体が有用な情報になります。

P/I 比（瞳孔 ÷ 虹彩 × 100）

ミリメートル表示は換算値です

アプリが測るのは比です。画像にはスケールの基準がないため、アプリはミリメートルを直接測れません。ミリメートルの値はどれも、比に仮定の虹彩径を掛けたものです。仮定値は成人と 10 代で 12.0 mm、幼児ではそれより小さくなります。実際の成人の虹彩はおよそ 10.2〜13.0 mm です。ミリメートルの列は区分を比較できるようにするための約束事とみなし、測定値は比の方だと考えてください。

瞳孔は年齢とともに小さくなるため、結果は年齢層とも比較されます。

乳児はより小さな仮定の虹彩で測定します。新生児の虹彩は 12 mm ではなく約 10 mm だからです。成人の値を使うと乳児の瞳孔はどれも約 20% 大きく出てしまい、正常な乳児が区分より上と報告されていました。

ゾーン所見：扁平化と突出

瞳孔縁は、ゾーンごとに自身の中央値半径と比較されます。扁平化は、そのゾーンで縁が内側に引き込まれていることを意味します。突出は、外側へ張り出していることを意味します。各眼で、それぞれ最大 4 件まで報告されます。

各所見は、ゾーン、時計の位置の範囲、偏差を示し、そのあとでそのゾーンに割り当てられた関連を示します。この順番には意味があり、測定が解釈より先に来ます。関連は歴史的文献に由来する研究に基づく理論的枠組みです。突出は縁の測定された偏差であり、それが何を意味するかは仮説です。

収縮輪（ANW）比

両眼の ANW 比の差が 10% までなら正常とみなされます。一方の眼が痙性で、もう一方が弛緩性のとき、アプリは機能的フラストレーションパターンを示します。

形、位置、対称性

瞳孔不同は、換算したミリメートル差で等級付けされます。パーセントポイントでの P/I 差 × 12.0 mm ÷ 100 です。比較するのは同じもの同士だけです。一方の眼の P/I が ML モデル、もう一方が従来型処理から得られた場合、比較には両眼とも従来型の値を使います。混在したペアでは、2 つの瞳孔ではなく 2 つの手法の差を測ることになるからです。

ハイブリッド信頼度と等級

1 つのスコアが、撮影品質（20%）、従来型の信頼度（35%）、ML の妥当性（20%）、2 つの P/I 値の一致度（25%）を組み合わせます。等級はそこから決まります。A は 85% 以上、B は 70% 以上、C は 55% 以上、D はそれ未満です。3 つの上限があり、平均が良くても弱い部分が隠れないようにしています。従来型の検出が弱いとスコアは 40% まで、撮影品質が悪いと 50% まで、2 つの P/I 値が大きく食い違うと 35% までに制限されます。

瞳孔対光反射

静止画は瞳孔の一瞬を示すだけです。対光反射は、瞳孔がどう反応するかを示します。どれだけ早く縮み始め、どれだけ大きく、どれだけ速く縮み、どれだけ早く戻るか、です。PLR の結果は専用の画面と、履歴の専用タブに表示されます。静的な虹彩解析とは別の測定なので、統合されません。

ソース

記録

まず部屋を暗くします。各記録は約 3 秒の暗闇から始まり、瞳孔が暗順応した大きさになってから閃光が発せられます。眼を中央に保って動かさず、繰り返す前には患者を休ませて、瞳孔が再び順応できるようにします。

パラメータごとの判定

潜時、収縮率、最大収縮速度、T75 回復時間は、それぞれ患者の年齢層（18〜40、41〜60、61 以上）の基準範囲と比較され、正常、境界、異常のいずれかが付きます。

• 正常：基準範囲内（平均 ± 2 SD）。
• 境界：その外側だが、平均から 3 SD 以内。
• 異常：3 SD を超える。

速度は遅すぎる場合にだけ、T75 は回復に時間がかかりすぎる場合にだけフラグが付きます。年齢が入力されていないときは 18〜40 の成人区分が使われ、黙って既定値を使うのではなく、結果にその旨が表示されます。18〜40 歳の成人の範囲は次のとおりです。

各範囲には、レポート上でエビデンスのラベルが付きます。公表（査読付き研究 Bitsios et al. 1996 から採用）、補間（公表された 2 つの区分の間にある 41〜60 の区分）、推定（速度と PIPR のすべての範囲）です。推定範囲に付いた境界や異常のフラグは、仮説として扱ってください。

mm/s 単位の速度は、ミリメートルの値すべてと同じく仮定の虹彩径に依存し、既定値は 11.5 mm です。潜時、収縮率、T75 は時間または比なので、この仮定の影響を受けません。

フレームレートは測定し、仮定しません

レポートには実際に達成されたフレームレートが記載されます。30 fps をうたいながら 15 しか出ないカメラでは、時間に基づく指標がすべて 2 倍ずれるため、アプリは測定した値を報告します。30 fps では 1 フレームが約 33 ms なので、1〜2 フレーム未満の潜時差には意味がありません。潜時に敏感な研究には 60〜120 fps が必要です。

等級

各記録には、反応の強さと信号の品質に基づいて文字の等級が付きます。品質を理由に 30% 以上のフレームが除外された場合、等級は 1 段階下がります。D 以下の等級は所見ではなく撮影の問題を示しています。部屋を暗くし、暗所ベースラインを待ち、眼を中央に合わせ、休憩してから記録し直してください。

画像ツール

結果画面のチップで、撮影した虹彩の上のオーバーレイをオン・オフします。どのチップも測定値は変えません。指標と書き出しはすべて元の撮影画像から計算されます。

ビジュアル比較

ビジュアル比較は、両眼の虹彩をズームできるパネルに並べ、その下に両眼の指標を表示します。ODミラーは右眼を左右反転し、両眼とも鼻側が内側になる、両眼比較の標準的な向きにします。同期パンは 2 つのパネルを連動させ、各眼の同じ領域を見られるようにします。各パネルにはその眼の信頼度が表示されるので、1 枚の質の悪い撮影による左右差は、質の悪い 1 枚の撮影として見分けられます。

Research タブ

Research タブは、比較症例研究や教育向けの、より専門的な機能を全画面の作業スペースにまとめています。日常的な使用には不要です。自動検出（陰窩、収縮溝、虹彩異色の扇形領域）は候補にすぎません。記録する前に、一つひとつ目で確認してください。

履歴、経過グラフ、書き出し

1 回のスキャンは 1 つのデータ点

完了した解析は、結果画面の読み込みが終わった時点でローカルのデータベースに書き込まれます。保存し忘れる手順はありません。スキャン履歴は、デスクトップでは Ctrl + H で、または結果画面のボタンで開きます。静的スキャンと PLR 記録は別々のタブに保存され、どの記録も完全な結果とともに開き直せます。

連続スキャン履歴

履歴の記録から開く連続スキャン履歴は、その患者の保存済みスキャン全体にわたり、最大 6 系列を描きます。各眼の P/I、楕円度、ハイブリッド信頼度です。系列はそれぞれオン・オフできます。

肝心なのはサムネイルの帯です。トレンド線の急変は、それを生んだ画像からクリック 1 回の距離にあるので、変化として書き留める前に、アーチファクトをアーチファクトとして見分けられます。信頼度を指標の隣に描くのも同じ理由です。信頼度が下がる中で動く系列は、患者ではなく撮影について語っています。

書き出し

PDF自動保存は既定ではオフです。設定でオンにすると、解析が終わるたびにレポートが書き出されます。すべてローカルに書き込まれます。同期は一切行われないため、患者の記録を別のパソコンに移すには、ファイルを自分で移す必要があります。

良い習慣、限界、トラブルシューティング

毎回のスキャンの手順

1. 氏名だけでなく年齢も入力します。年齢層と PLR の基準範囲は年齢で決まります。
2. 部屋を整えます。天井照明のまぶしさをなくし、患者が見つめる遠くの一点を用意します。
3. OD、次に OS を同じ方法で撮影します。同じ機器、同じ距離、同じズームです。
4. まず信頼度の等級を読みます。D なら撮り直します。
5. ゾーン所見を読む前に、反射の警告がないか確認します。
6. PDF を書き出し、JSON を一緒に保管します。履歴の記録はすでに保存されています。

このソフトウェアでないもの

• 医療機器ではありません。測定値、フラグ、レポートはすべて観察・教育目的のもので、診断上の結論ではありません。
• 基準機器に対して検証されていません。手法比較研究、検査–再検査の再現性の数値、基準標準に対する感度や特異度は、まだありません。
• ミリメートルは測定ではなく換算です。測定値は比の方です。
• ゾーンの関連は理論的枠組みです。偏差は測定されますが、その意味は仮説です。
• テクスチャ指標は機器に依存し、自動検出は目で確認すべき候補です。

トラブルシューティング

現場からのヒント

• 自分の目で見たものと食い違う所見は疑ってください。どちらかを信じる前に、撮影画像と当てはめた境界を確認します。
• 経過グラフはデータとして扱ってください。その信頼性は、来院ごとのあなたの一貫性で決まります。
• ODミラーと同期パンを組み合わせてビジュアル比較で使うと、両眼の対称性をすばやく確認できます。
• 書き出す前に注釈を付けてください。領域を丸で囲んだ PNG は、段落より早く所見を伝えます。
• コントラスト強調のあとにヒートマップ。CLAHE が構造を示し、ヒートマップがその上の色素を示します。