JP2004520119A - 眼内圧を決定するためのインプラント - Google Patents

Abstract

【課題】
水様液の圧力を連続的に測定できるインプラントを提供することである。
【解決手段】
眼の水様液の圧力を決定するためのインプラントが支持体を備え、その上に圧力センサーユニット（５；５”）を有している。また該圧力センサーユニットが、水様液の圧力を測定し且つ第一圧力センサーデータを発生させるために、第一圧力センサー要素（１４；１４”）を備えている。また上記インプラントが、上記支持体に設けられ且つ上記圧力センサーユニット（５；５”）に接続された、データ処理ユニット（２３）を備えている。これにより、第一圧力センサーデータを処理し、第一転送データを発生させるように、データ転送することができる。さらに上記インプラントが、上記支持体に設けられ且つ上記データ処理ユニット（２３）に接続された、第一送受信要素を備えている。これにより、第一転送データを送信し、眼の外側に設けられた第二送受信装置から第二転送データを受信するように、データ転送することができる。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、眼の水様液の圧力を決定するためのインプラントに関係する。
世界中で、緑内障が失明の主な原因である。基本的な原因は、多くの場合、水様液の流出が減ることからくる眼内圧の増加である。適切な薬を選択し、または手術を提案するために、その日のうちに著しく変化するかもしれない眼内圧を、連続的に記録することが必要である。
【背景技術】
【０００２】
非侵襲の方法で眼内圧を記録する現在の手法では、圧平眼圧計が用いられる。この手法を用いるとき、角膜が外側から変形させられる。これに必要な力が眼内圧に関係している。この手法にはいくつか不利な点がある。一方では、測定の結果が角膜の非柔軟性のような、調節できず個々人で異なる乱れ・ゆがみに影響される。他の欠点は、眼圧計を使用することにある。多くの場合、非常に熟練したスタッフだけが、断続的に眼内圧を記録することができる。眼内圧の変化の過程を示す一連の測定値を一日か数日にわたって記録するには、普通、病院での入院患者としての取り扱いが必要である。これはつまり通常の日常生活では、眼内圧の変化の過程はほとんど決定できないということである。さらには、比較的長い期間にわたり、非常に短い時間間隔で眼内圧の変化の過程を記録することは不可能である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ゆえに本発明の目的は、水様液の圧力を連続的に測定できるインプラントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この目的は、請求項１に記載された特徴構成によって達成される。本発明の核心は、インプラントに少なくとも一つの圧力センサー要素を設けることである。この圧力センサー要素は、水様液の内圧を測定する。
【０００５】
請求項２によれば、雰囲気圧を測定する第二圧力センサーが設けられている。このセンサーは、インプラントに、または目の外側に設けることができる。二つの圧力センサーによって提供されるデータは、水様液の過剰圧を決定するために用いられる。
【０００６】
本発明の他の利点は、従属請求項から明らかである。
本発明のさらなる利点と詳細は、以下の、添付図面を参照した三つの実施態様例の記述から明らかである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
さて、本発明の第一の実施態様は、図１から図４を参照して記述される。眼の前房（front ventricle）にある水様液（眼房水、aqueous humour）の圧力を測定するためのインプラント１は、供給チャネル３を取り囲んでいる中空針２を備えて成っている。上記供給チャネル３は、上記中空針２の一端４において外側を向いている。該中空針２の反対側の端では、中空針は圧力センサーユニット５に結合されている。該圧力センサーユニット５は、支持体として形成された円形底７を有する外被６と、そこから上方へ突出した円筒状壁８とを備えて成っている。上記底７は中央開口部９を備えて成り、上記中空針２が、該開口部９の周囲に沿って該底７と一体化されている。それゆえ、上記チャネル３は、上記外被６の内部空間１０に通じている。上記外被６は、密封状態に上記壁８を取り囲む円筒状端１２を備えて成る上蓋１１により閉じられており、接着または締め付けにより該上蓋に接合されている。該上蓋１１は中央開口部１３を備えて成り、そこを通して、上記内部空間１０は大気圧に等しくなっている。上記内部空間１０に、第一圧力センサー要素１４と第二圧力センサー要素１５が設けられており、第二要素は第一要素上にシート状に接着され、また両要素はプラスチック基材１６に埋め込まれている。該プラスチック基材１６は、基本的に平らな円筒状に形取られている。該プラスチック基材１６は、上記外被６の上記底７上で、平らな環状シール１７で支えられている。そこでは測定室１８が上記基材１６と上記底７の間に形成されており、上記環状シール１７が上記測定室１８の周囲の境界を形成し、また上記測定室１８が上記チャネル３に接合されている。上記測定室１８の直径D_Mは上記中空針2の内径D_Kよりも大きい。
【０００８】
さて、上記圧力センサー要素１４と１５の構造をより詳しく記述する。上記圧力センサー要素１４は円形基板１９を備えている。該円形基板１９の中央に、一つ以上の配列、例えば３×３で、マイクロメカニカル圧力センサー２０が設けられている。これらは、圧力を電気容量的にあるいは圧力抵抗的に測定する、市販されているマイクロメカニカル絶対圧センサーである。二つの測定メモリ２１と、コントローラ２２と、中央処理装置つまりCPU２３が、上記薄膜２０に隣接して設けられ、電気的に接続されている。該基板１９の端に沿って、環状送信機コイル２４が設けられており、上記コントローラ２２で終端している。上記薄膜２０は、その後ろの既知圧力に比べて、雰囲気圧を絶対的に測定する。上記基板１９の下には、別なディスク形の基板２５が設けられている。該基板２５は、その中央において下向きに突出した多数のセンサー薄膜２６を備えており、上記チャネル３を通して供給された液体の圧力を測定するための、マイクロメカニカル絶対圧センサーとして構成されている。上記測定室１８の直径D_Mは上記チャネル３の内径D_Kよりも大きく、比較的多数のセンサー薄膜２６が設けられる。一方、上記中空針２はできるだけ薄く保たれている。上記センサー薄膜２６はまた、その後ろの既知の圧力と比較した圧力を、つまり絶対圧を測定することができる。上記CPU２３は、上記中空針２の液体の圧力を、つまり周りの圧力に比べて高い水様液の圧力を決定するために、上記薄膜２０と２６によって測定された絶対圧を互いに減ずる。
【０００９】
さて、上記圧力センサーユニット５におけるデータ処理および周囲との通信を、図４を参照にさらに詳しく記述する。外部のコントロール装置２７が、上記インプラント１の外側に設けられており、プログラム送信ユニット２８と、パワー送信ユニット（エネルギー送信ユニット）２９と、測定データ送信ユニット３０とを備えて成っている。これらユニットは、コントローラ３１を経由して、送信機コイル３２に接続されている。上記インプラント１内において、上記送信機コイル２４は、データとパワー（エネルギー）の遠隔送信のために上記送信機コイル３２に割り当てられ、上記コントローラ２２に接続されている。該コントローラ２２の一部は、プログラム送信ユニット３３と、パワー送信ユニット（エネルギー送信ユニット）３４と、測定データ送信ユニット３５とに接続されている。該パワー送信ユニット３４は、回線３６により、パワー貯蔵ユニット（エネルギー貯蔵ユニット）３７を経由して上記CPUに接続され、上記CPUに電力を供給している。上記プログラム送信ユニット３３は、回線３８により、測定プログラムメモリ３９と、測定コントロールユニット４０とに接続されている。これらユニットは、時間間隔Δtで、センサー信号ユニット４１からデータを収集し、それらデータに基づき、下流の測定データ処理ユニット４２において相対圧ΔPを決定し、測定値メモリ４３、および／または２１にΔPを記憶する。該メモリは、回線４４により、上記測定データ送信ユニット３５に接続されている。
【００１０】
さて、上記インプラント１の眼への植え込みを、図１を参照して記述する。水様液を含む前房４８は、角膜４５と虹彩の間のスペースとして示される。後房は、虹彩と、水晶体４７の後ろにある硝子体４９との間に位置している。後房もまた、水様液で満たされている。該水晶体４７は、小帯線維５０により毛様体５１に繋がっている。上記インプラント１は、眼の端に、つまり縁部５２に挿入されている。そこでは、水様液が眼の前房４８から上記チャネル３を通って、上記薄膜２６に流れることができるように、上記中空針２が外側から縁を貫通している。上記圧力センサーユニット５が、結膜の下の強膜組織にある前室４８の外側に配置されている。
【００１１】
さて、上記インプラント１の動作を記述する。眼の前房４８の水様液は、上記チャネル３を通って上記薄膜２６に流れる。そこでは、既知の圧力と比較して、圧力が測定される。同時に、上記薄膜２０が、既知の圧力と比較した雰囲気圧を測定する。上記測定データ処理ユニット４２は、これらの信号から、医学的に関連のある圧力差を計算する。上記インプラント１は、長期インプラントである。上記コントロール装置２７は電力供給とデータ送信のために、上記インプラント１の近くに配置されている。これは、例えば、上記コントロール装置２７を眼鏡に収容することにより達成できる。上記パワー送信ユニット２９と、上記コントローラ３１と、上記送信機コイル３２および２４と、上記コントローラ２２と、上記パワー送信ユニット３４が、働き合ってパワー貯蔵部３７を充電する。該パワー貯蔵部３７の容量は、インプラントの電力供給が比較的長い時間保証され、パワー貯蔵部を再充電するための時間間隔がなるべく長くなるように、選択されている。上記プログラム送信ユニット２８と、上記コントローラ３１と、上記送信機コイル３２および２４と、上記コントローラ２２と、上記プログラム送信ユニット３３は、上記測定プログラムメモリ３９を変更するために用いることができる。このようにして、測定値が記録される時間間隔Δtは、外部から変更することができる。上記測定データ処理ユニット４２によって決定された圧力差は、測定値メモリ４３に記憶される。遠隔接続が上記コントロール装置２７と、上記インプラント１の間に確立されたときは、データは、上記測定値メモリ４３から上記測定値送信ユニット３５と、上記コントローラ２２と、上記送信機コイル２４および３２と、上記コントローラ３１を経由して、測定データ送信ユニット３０に送信される。該ユニットでは、データが読まれ医学的に用いることができる。上記測定値メモリ４３は、メモリ超過の場合に、最初に記憶されたデータが始めに消去されるように構成されている。万が一読み取りの時間間隔が超過した場合には、眼圧変化の最新の経過が保存される。適当な治療行為が遅滞なく施されるように、光学信号送信機または音響信号送信機を使用することにより、眼内圧の病気進行を患者に知らせることができる。
【００１２】
さて、本発明の第二の実施態様を、図５を参照に記述する。同じ構成部品に、第一の実施態様における同じ参照番号が付されている。その説明は第一の実施態様に譲る。機能は同じで構造の異なる部品に、符号「’」を付した同じ参照番号が付されている。第一の実施態様と比較した主な違いは、上記ユニット３３と３４と３５が、共通のコントローラ２２を経由して上記送信機コイル２４に接続されておらず、しかし、すべてのユニットが自身の送信機コイルを備えていることである。第一のコイルユニット５３の領域において、遠隔プログラム送信が、外部のプログラミング装置５４から上記測定プログラムメモリ３９までなされている。第二のコイルユニット５５の領域において、遠隔パワー（エネルギー）送信が、外部の電力供給ユニット５６から上記パワー貯蔵部３７までなされている。第三のコイルユニット５７は、上記測定値メモリ４３からデータを読み取ることと、外部の測定データ収集ユニット５８にデータ送信することを達成している。この配置の第一の実施態様に比べての利点は、コントローラ２２が必要でないということである。欠点は、多数の送信機コイル３２がインプラント内に必要で、インプラントが比較的大きくならざるをえないということである。
【００１３】
さて、本発明の第三の実施態様を、図６と７を参照に記述する。構造の同じ構成部品に、第一の実施態様と同じ参照番号を付し、その説明は第一の実施態様に譲る。機能は同じで構造の異なる部品に、符号「”」を付した同じ参照番号が付されている。第一の実施態様と比較した基本的な違いは外被６”の構造に関し、特に、すべての電子部品が導電皮膜５９に備えられているという事実に関係している。インプラント１”は支持体として導電皮膜５９を備えている。該導電皮膜は、平らで基本的に丸みを帯びた長方形の主部６０と、外側へ突出したウエブ状の前房部６１を備えている。上記導電皮膜５９は、生物学的に適合した物質から成る一片のプラスチック外被６”に包まれている。該外被６”は、上記導電皮膜５９の上記主部６０を取り囲んでいるメインハウジング６４と、ハウジングアーム６５とを備えて成っており、該アームは、そこからほぼ１２０度の角度で下へ伸び、上記導電皮膜５９の上記前房部６１を備えている。そこでは、上記アーム６５が、先のとがった外端６２を備えている。上記アーム６５は、それを眼の強膜６３を通して押し込むのを容易にすべく、その外端６２の先端まで達している。上記メインハウジング６４の長さL_Hは基本的に、上記ハウジングアーム６５の長さL_Aと一致しているが、他の寸法もまた可能である。
【００１４】
さまざまな電子要素が、いわゆるフリップチップテクノロジーのような既知のマイクロテクニカル構造によって、上記導電皮膜５９に形成されている。上記主部６０において、センサー薄膜２０を備えた第一圧力センサー要素１４”だけでなく、上記測定値メモリ２１と、上記コントローラ２２と、上記中央データ処理ユニット２３が設けられている。上記要素２０”と２１と２２と２３の近くで、送信機コイル２４”が、上記導電皮膜５９の対向側に配置されている。上記センサー薄膜２０”のすぐ上に、上記外被６”が、比較的薄い領域６６を備えている。上記センサー薄膜２０”に雰囲気圧を伝えるために設けられたこの領域は、上記薄膜２０”が周囲の組織と組織液から十分に保護される一方で、雰囲気圧が基本的に変わらずに上記薄膜２０”に伝えられて測定され得るように、選択されている。第一と第二の実施態様から知られた他の電子要素を、上記導電皮膜５９に設けることも可能である。センサー薄膜２６”を備えた第二の圧力センサー要素１５”が、上記導電皮膜５９の上記前房部６１に設けられている。ここでもまた、上記外被６”の比較的薄い圧力送信領域６７が、上記薄膜２６”の付近に設けられている。一方で、上記薄膜２６”が周りの組織と水様液から十分に保護され、他方で、水様液の内圧がなるべく完全に測定されうるようになる。圧力要素１５”と、上記導電皮膜５９の主部６０にある他の要素２０”と２１と２２と２３が、データ送信と電力供給の維持のために、上記導電皮膜５９の導電トラック６８により、お互い接続されている。眼の前房４８において、上記ハウジングアーム６５の外側三分の一が水様液に浸されるように、上記アーム６５の長さL_Aが選択されている。上記圧力センサー要素１５”はこの外側三分の一に配置されている。上記アーム６５はその中央三分の一において、上記メインハウジング６４の領域における、上記アーム６５の厚さD_Aよりも大きい厚さD_Mを有している。このようにして、上記アーム６５が上記眼の前房４８から滑り落ちるのを防止している。
【００１５】
第三の実施態様例の構造が特に有利な点は、すべての電子要素が一つの導電皮膜５９上に設けられているという点である。これにより、マイクロエレクトロニクスの公知技術や、特にフリップチップテクニクスが用いられ得るので、問題なく小型化と大量生産が可能になる。二つの異なるスペース、すなわち眼の前房４８と縁部５２の圧力を測定することができる。眼の前房における水様液の、生理学的に関連のある過剰圧を、眼の前房の周囲と比較して決定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第一の実施態様に従う、眼に挿入されたインプラントである。
【図２】インプラントの断面図である。
【図３】図２におけるラインIII-IIIに沿う、インプラントの断面図である。
【図４】図１に示すインプラントの概要の回路図である。
【図５】第二の実施態様に従う、インプラントの概要の回路図である。
【図６】第三の実施態様に従う、インプラントの平面図である。
【図７】図６におけるラインVII-VIIに沿う，インプラントの断面図である。
【符号の説明】
【００１７】
５,５” 圧力センサーユニット
１４,１４” 圧力センサー要素
２３ データ処理ユニット

Claims (13)

1. 眼の水様液の圧力を決定するためのインプラントにして、支持体と、該支持体に備えられた圧力センサーユニット（５；５”）と、該支持体に備えられたデータ処理ユニット（２３）と、該支持体に備えられた送受信ユニットとを備えて成るインプラントであって、
   上記圧力センサーユニットは、水様液の圧力を測定し且つ第一の圧力センサーデータを発生させるために、第一圧力センサー要素（１４；１４”）を備えており、
   上記データ処理ユニットは、第一送信データを発生させるために、データ送信するように上記圧力センサーユニット（５；５”）に接続され、
   上記送受信ユニットは、眼の外側に設けられた第二送受信ユニットに上記第一送信データを送信し、且つ該第二送受信ユニットから第二送信データを受け取るために、データ送信するように上記データ処理ユニット（２３）に接続されている
   ようなインプラント。
2. 上記圧力センサーユニット（５；５”）が、雰囲気圧を測定し且つ第二圧力センサーデータを発生させるための第二センサー要素（１５；１５”）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のインプラント。
3. 上記データ処理ユニットが、上記第二圧力センサーデータを処理し且つ大気と比較して水様液の過剰圧を決定するように構成されていることを特徴とする、請求項２に記載のインプラント。
4. 上記圧力センサー要素（１４,１５；１４”,１５”）が、少なくとも一つのマイクロメカニカル圧力センサー（２０,２６；２０”,２６”）を備えていることを特徴とする、請求項２に記載のインプラント。
5. 上記支持体が、水様液を受けるための第一端部（４）と、上記圧力センサーユニット（５）に接続された第二端部とを有する少なくとも一つの中空針（２）を備えていることを特徴とする、請求項１に記載のインプラント。
6. 上記圧力センサーユニット（５）が、上記少なくとも一つの中空針（２）に接続されたハウジング（６,１１）を備えていることを特徴とする、請求項５に記載のインプラント。
7. 上記第一圧力センサー要素（１４）および／または上記第二圧力センサー要素（１５）が、プラスチック基材（１６）に埋め込まれていることを特徴とする、請求項２に記載のインプラント。
8. 上記圧力センサーユニット（５；５”）が、パワー貯蔵部（３７）を備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載のインプラント。
9. 上記パワー貯蔵部（３７）に、外部からワイヤレスで電力供給することができることを特徴とする、請求項８に記載のインプラント。
10. 上記中央データ処理ユニット（２３）が、所定の時間間隔Δtで、水様液の内圧が記憶されることを促すように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のインプラント。
11. 上記圧力センサーユニット（５”）が、導電皮膜（５９）に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のインプラント。
12. 上記導電皮膜（５９）が、主部（６０）と、側方に且つウエブ状に突出している前房部（６１）を備えていることを特徴とする、請求項１１に記載のインプラント。
13. 上記第一圧力センサー要素（１４”）が、上記前房部（６１）に備えられていることを特徴とする、請求項１２に記載のインプラント。