JP2005192762A - 涙液蒸発量測定器 - Google Patents

Abstract

【課題】 被験者が容易に携帯可能で、被験者が日常生活や日常業務をしながら自分の涙液の蒸発量を正確に測定することができる涙液蒸発量測定器を提供することを解決すべき課題とする。
【解決手段】 被験者により携帯可能なケース１ａに主要部が収納された涙液蒸発量測定器１は、ゴーグル２Ａ，２Ｂの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂにポンプ６ａ，６ｂから自然空気を供給すると、被験者の眼Ｅ１，Ｅ２から蒸発した涙液は自然空気と混合され、混合気湿が生成される。測定部１３は、第１のセンサ１０ａ，１０ｂにより検知された自然空気の温度と湿度に基づく絶対湿度、及び第２のセンサ１１ａ，１１ｂにより検知された混合気湿の温度と湿度に基づく絶対湿度の差が一定になるようにポンプ６ａ，６ｂから供給される自然空気の流量を制御し、その流量に基づいて被験者の眼Ｅ１，Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量を測定し、記録する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被験者の涙腺から分泌された涙液の蒸発量を測定する涙液蒸発量測定器に関するものである。

涙腺から分泌された涙液は、被験者のまばたきにより眼の表面を一様に潤し、眼の表面をリフレッシュさせるものである。従って、涙液の分泌量が減った場合には、いわゆるドライアイの状態になる。ドライアイの状態になると、眼に傷が付き易くなり、バイ菌の侵入を防ぐことが困難になる。ドライアイの状態になる原因として、例えばコンピュータの画面を長時間、目視したり、精密な作業を長時間、継続するということがある。ドライアイの症状が慢性的になると、仕事や日常生活に支障を来たすため、眼科医の診察を受ける必要がある。眼科医は、診察に際して、涙液蒸発量測定器を用いることによって被験者の涙液の蒸発量を測定し、その蒸発量に基づいて被験者の眼がドライアイの状態か否かを判断する。被験者の涙液の蒸発量を測定するための従来の涙液蒸発量測定器は、眼当てを被験者の眼に当てた状態で、調整空気供給ユニットから温度と湿度が予め一定に調整された空気をポンプに送り、このポンプにより一定流量の空気を眼当ての内部に送り込むことによって被験者の眼から蒸発した涙液と混合させ、その混合気湿を計測制御ユニットに送り出すことによって同ユニットに設けられた相対湿度センサで混合気湿の相対湿度を検知したうえ、その相対湿度に基づいて被験者の涙液の蒸発量を測定し、メーターで指示するもの（特許文献１参照。）である。

しかしながら、上記従来の涙液蒸発量測定器は、調整空気供給ユニットにおいて温度と湿度が予め一定に調整された空気を生成する必要がある。そのため、調整空気供給ユニットは構造が複雑であり大型になり、コストが高くなる。また、眼当てに送り込まれる調整済み空気は、被験者の涙液の蒸発量に関わらず、流量が一定のため、涙液の蒸発量が多い場合は、蒸発した涙液が適正に調整空気と混合されない。そのため、被験者の涙液の蒸発量を正確に測定することができないことがある。また、温度と湿度が予め一定に調整された空気を供給する調整空気供給ユニットや、メーターを有する計測制御ユニットを小型化することが困難であることから、被験者が涙液蒸発量測定器を携帯することができない。そのため、被験者が日常生活をしながら、あるいは日常業務をしながら涙液の蒸発量を測定することができない。そのため、被験者のドライアイの原因を正確に突き止めることができない。
米国特許番号４４６１３０３

そこで本発明では、被験者が容易に携帯可能で、被験者が日常生活や日常業務をしながら自分の涙液の蒸発量を正確に測定することができる涙液蒸発量測定器を提供することを解決すべき課題とするものである。

上記課題は、特許請求の範囲の欄に記載した涙液蒸発量測定器により解決することができる。
請求項１に記載の涙液蒸発量測定器によれば、被験者が携帯可能なケースに自然空気供給部及び測定部が収納されており、ゴーグル部を被験者の頭部に装着すると、被験者の視界及び動作を妨げること無く被験者の両眼の前部に蒸発室が形成されるため、被験者の涙腺から分泌された涙液がそれぞれの蒸発室で蒸発する。また、上記ケースに収納された自然空気供給部は、測定部の制御により、ゴーグル部のそれぞれの蒸発室に自然空気を供給すると、被験者の眼から蒸発した涙液と自然空気とが混合された混合気湿がそれぞれの蒸発室で生成されるとともに、その混合気湿がそれぞれの蒸発室から排出される。この状態で、上記ケースに収納された測定部は、第１のセンサにより検知された自然空気の温度と湿度に基づく当該自然空気の絶対湿度と、第２のセンサにより検知された混合気湿の温度と湿度に基づく当該混合気湿の絶対湿度との差が一定になるように、自然空気供給部からゴーグル部のそれぞれの蒸発室に供給される自然空気の流量を制御するとともに当該自然空気の流量に基づいて被験者の涙液の蒸発量を測定したうえ当該測定データを記録する。
本発明の涙液蒸発量測定器は、自然空気供給部からゴーグル部のそれぞれの蒸発室に供給される自然空気の流量が、被験者の涙液の蒸発量に対応して適正に制御されるため、被験者の眼から蒸発した涙液と自然空気とが適正に混合される。これにより、本発明の涙液蒸発量測定器は、被験者が携帯し、被験者が日常生活、あるいは日常業務をしながら涙液の蒸発量を正確に測定、記録することができる。

請求項２に記載の涙液蒸発量測定器によれば、被験者が感じている眼の痛みの程度を被験者が自ら入力するための痛み入力手段を備えているため、測定部は入力された痛みの程度データを被験者の涙液の蒸発量測定データとともに記録し、記録したデータを外部の解析機器に伝送することができる。これにより、被験者の涙液の蒸発量と被験者が感じている眼の痛みの程度との相関関係を外部の解析機器で解析することができるため、被験者のドライアイの原因を、より正確に突き止めることができる。

請求項３に記載の涙液蒸発量測定器によれば、測定部は、第１のセンサにより検知された自然空気の温度と湿度及び第２のセンサにより検知された混合気湿の温度と湿度をリアルタイムで記録するとともに記録したデータを外部の解析機器に伝送することができるため、被験者のドライアイの原因を、更に正確に突き止めることができる。

本発明によれば、被験者が携帯し、被験者が日常生活や日常業務をしながら被験者のドライアイの原因を正確に突き止めるためのデータとなる被験者の涙液の蒸発量を正確に測定し、記録することができる。

次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、被験者が携帯し、被験者が日常生活や日常業務をしながら涙液の蒸発量を測定することができる涙液蒸発量測定器１の全体的な構成を示したブロック系統図である。
被験者の右眼Ｅ１及び左眼Ｅ２の外周部に取り付けられるゴーグル２Ａ，２Ｂは一体的に形成されており、被験者の例えば頭部に、図示していない掛止バンドが掛止されると、ゴーグル２Ａ，２Ｂそれぞれの着接面が被験者の顔面に密閉状に着接される。ゴーグル２Ａ，２Ｂそれぞれの着接面が被験者の顔面に着接されると、右眼Ｅ１及び左眼Ｅ２の前部に蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂが形成される。

上記蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂは、被験者の涙腺から分泌された涙液を蒸発させる密閉空間であり、後述する自然空気と、蒸発した涙液とが混合された混合気湿がそれぞれの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂで生成される。

上記各ゴーグル２Ａ，２Ｂの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに連通するようにフレキシブルパイプ３ａ，３ｂ，４ａ，４ｂが各ゴーグル２Ａ，２Ｂに接続されている。各フレキシブルパイプ３ａ，３ｂは、後述するように自然空気（室内の空気や外気）を各ゴーグル２Ａ，２Ｂの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給するものである。また各フレキシブルパイプ４ａ，４ｂは、被験者が携帯できるように小型軽量に作られたケース１ａの内部に設けられた各排気通路５ａ，５ｂに前述の混合気湿を導くものである。

涙液蒸発量測定器１のケース１ａに設けられたポンプ６ａ，６ｂは、図示していないそれぞれのモータにより回転駆動されると、自然空気を吸入して流量を調整したうえ、その自然空気を、下流側に設けられたパイプ８ａ，８ｂを介し、前記各フレキシブルパイプ３ａ，３ｂから各ゴーグル２Ａ，２Ｂの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給するものである。尚、このポンプ６ａ，６ｂのモータは、後述の測定部１３から出力される駆動電圧に応じて回転数が制御されるもので、モータの回転数に対応してポンプ６ａ，６ｂから送出される自然空気の流量が可変される。

ゴーグル２Ａ，２Ｂそれぞれの着接面が被験者の顔面に着接され、右眼Ｅ１及び左眼Ｅ２の前面に蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂが形成された状態で、上記のように流量が調整された自然空気が各ゴーグル２Ａ，２Ｂの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給されると、この自然空気は、被験者の右眼Ｅ１及び左眼Ｅ２から蒸発した涙液と混合され、混合気湿となる。この混合気湿は、各ゴーグル２Ａ，２Ｂの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂから前記各フレキシブルパイプ４ａ，４ｂを通り、前述の排気通路５ａ，５ｂに流れる。そして、排気通路５ａ，５ｂを流れた混合気湿は大気中に排気される。

上記ゴーグル２Ａ，２Ｂそれぞれの自然空気供給口には、上記自然空気の温度と湿度を同時に検知するための第１のセンサ１０ａ，１０ｂが取り付けられている。また、ゴーグル２Ａ，２Ｂそれぞれの混合気湿排出口には、上記混合気湿の温度と湿度を同時に検知するための第２のセンサ１１ａ，１１ｂが取り付けられている。
上記第１のセンサ１０ａ，１０ｂ及び第２のセンサ１１ａ，１１ｂは、図２及び図３に示すような構造を有している。尚、図３は図２のＡ−Ａ矢視断面図である。また、図２、図３に示している寸法単位はμメータである。

このセンサのメーカーの技術資料によれば、上記第１のセンサ１０ａ，１０ｂ及び第２のセンサ１１ａ，１１ｂのセンサチップは、図２及び図３に示すように、半導体のシリコン（Ｓｉ）基板上に、ＳｉＯ₂ ／Ｔａ₂ Ｏ₅ ／Ｐｔ／Ｔａ₂ Ｏ₅ が層状に形成されている。白金Ｐｔは薄膜抵抗体であり、電流が通電されると発熱するエアブリッジ構造のマイクロヒータ２０ａ，２０ｂを構成している。また、白金Ｐｔの薄膜抵抗体から引出しリード２１ａ，２１ｂ，２１ｃが形成されており、各引出しリードの端部にボンディングパッド２２ａ，２２ｂ，２２ｃが設けられている。

このように、ひとつのセンサチップ内に二つのマイクロヒータ２０ａ，２０ｂを組み込み、一方を検出部、他方を温度補償部とし、温度補償部は湿度を遮断し、温度を検出できるように密封カバーをガラス封着している。このようにセンサチップを構成することにより、二つのマイクロヒータ２０ａ，２０ｂの発熱温度を切り替えることにより生じる検出部と温度補償部の温度感度差（ｍＶ／℃）に基づいて温度と湿度を高速応答で検出することができる。

上記の第１のセンサ１０ａ，１０ｂ、及び、第２のセンサ１１ａ，１１ｂは、リード線１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを介して測定部１３に接続されている。測定部１３は第１のセンサ１０ａ，１０ｂ、及び、第２のセンサ１１ａ，１１ｂそれぞれのマイクロヒータ２０ａ，２０ｂの発熱温度を切り替える制御により、前記自然空気と前記混合気湿の温度と湿度を高速応答で測定する。

測定部１３は、前記二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給されたそれぞれの自然空気、及び二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂにおけるそれぞれの混合気湿の各検出温度と各検出湿度に基づいてそれぞれの自然空気と混合気湿の絶対湿度を演算し、更にそれぞれの自然空気と混合気湿の絶対湿度の差を演算する。

測定部１３は、上記それぞれの自然空気と混合気湿の絶対湿度の差が一定になるように前記ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量を制御する。この場合、測定部１３は、ポンプ６ａ，６ｂを駆動するそれぞれのモータ（図示省略）に出力する駆動電圧を変化させることにより、各モータの回転数を制御し、ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量を変化させるとともに、そのときの駆動電圧（この駆動電圧は、ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量に対応する。）に基づいて、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量を測定し、記録する。そして、表示部１４は、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量をアナログ又はディジタル表示する。

涙液蒸発量測定器１のケース１ａには，被験者の眼の痛みの程度を被験者自身が入力するための痛み入力部１５が設けられている。痛み入力部１５は、被験者の眼の痛みの程度を入力するためのスケール１５ａに被験者の指をタッチさせることによって、その接触位置を被験者が感じている眼の痛みの程度（痛みのレベル）として検出し、その痛みのレベルを被験者の眼の痛みレベルデータとして測定部１３に伝送する。

涙液蒸発量測定器１の測定部１３は、外部のパーソナルコンピュータ（解析機器）等に対して測定データを出力できるように構成されている。これにより、涙液蒸発量測定器１で測定されたデータ、即ち、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量や、前記二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給されたそれぞれの自然空気、及び二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂにおけるそれぞれの混合気湿の各検出温度と各検出湿度、それに上記被験者の眼の痛みレベルデータを外部のパーソナルコンピュータ等に伝送し、ドライアイの医療診断データとして総合的に使用することにより、被験者のドライアイの原因等を解析、診断することができる。

次に、涙液蒸発量測定器１の測定作用について説明する。
被験者の例えば頭部に図示していない掛止バンドが掛止されると、ゴーグル２Ａ，２Ｂそれぞれの着接面が被験者の顔面に着接され、右眼Ｅ１及び左眼Ｅ２の前部に前述の蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂが形成される。尚、このゴーグル２Ａ，２Ｂが被験者の顔面に着接された状態でも、被験者はパソコン操作などの日常業務や日常生活をすることができる。また、涙液蒸発量測定器１のケース１ａは、被験者の腰部に付けても、あるいは上着のポケットに入れた状態でも、もしくは被験者のデスクの上に置いても良い。この時点で、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量を測定する準備が整う。

上記蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂは、被験者の涙腺から分泌された涙液を蒸発させる密閉空間であり、ポンプ６ａ，６ｂの駆動により供給された自然空気と、蒸発した涙液とが混合された混合気湿がそれぞれの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂで生成される。この過程で、第１のセンサ１０ａ，１０ｂは自然空気の温度と湿度を検知したうえ、その温度と湿度の検知信号を測定部１３に出力する。上記混合気湿が、フレキシブルパイプ４ａ、パイプ５ａを通り、大気中に排気される過程で、第２のセンサ１１ａ，１１ｂは混合気湿の温度と湿度を検知したうえ、その温度と湿度の検知信号を測定部１３に出力する。

測定部１３は、二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給されたそれぞれの自然空気、及び二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂにおけるそれぞれの混合気湿の各検出温度と各検出湿度に基づいて当該それぞれの自然空気と混合気湿の絶対湿度を演算し、更にそれぞれの自然空気と混合気湿の絶対湿度の差を演算する。

測定部１３は、上記それぞれの自然空気と混合気湿の絶対湿度の差が一定になるように前記ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量を制御する。この場合、測定部１３は、ポンプ６ａ，６ｂを駆動するそれぞれのモータに出力する駆動電圧（この駆動電圧は、ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量に対応する。）を変化させることにより、各モータの回転数を制御し、ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量を変化させるとともに、そのときの駆動電圧に基づいて、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量を測定し、記録する。そして、表示部１４は、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量をアナログ又はディジタル表示する。この場合、被験者は、その時点で感じている眼の痛みの程度を痛みレベルとして痛み入力部１５のスケール１５ａで入力するため、痛み入力部１５は、その痛みレベルを被験者の痛みレベルデータとして測定部１３に伝送する。

涙液蒸発量測定器１の測定部１３は、外部のパーソナルコンピュータ（解析機器）等に対して測定データを出力できるように構成されているため、涙液蒸発量測定器１で測定されたデータ、即ち、被験者の右眼Ｅ１、左眼Ｅ２それぞれから蒸発した涙液の蒸発量や、二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給されたそれぞれの自然空気、及び二つの蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂにおけるそれぞれの混合気湿の各検出温度と各検出湿度、それに上記被験者の眼の痛みレベルデータを外部のパーソナルコンピュータ等に伝送し、そのパーソナルコンピュータ等でドライアイの詳細な解析をさせることによってドライアイの原因を突き止めることができる。

以上説明したように、涙液蒸発量測定器１は、小型軽量のケース１ａに主要構成部を収納しているため、被験者が日常生活や日常業務をしながら自分の涙液の蒸発量を測定することができる。また、ポンプ６ａ，６ｂから各蒸発室２Ｃａ，２Ｃｂに供給される自然空気の流量は、被験者の涙液の蒸発量に対応して適正に制御されるため、被験者の眼Ｅ１，Ｅ２から蒸発した涙液と自然空気とが適正に混合される。これにより、被験者の眼Ｅ１，Ｅ２から蒸発した涙液の蒸発量を正確に測定することができるため、被験者のドライアイの原因を正確に突き止めることができる。

尚、図１に示した涙液蒸発量測定器１の構成は一例であり、例えば前述の第１のセンサ１０ａ，１０ｂ、及び、第２のセンサ１１ａ，１１ｂは、小型で高速応答性のセンサであれば、図２、図３に示すような構成のものに限らない。また、各センサの取付位置もゴーグル部に限らない。

また、ゴーグル部を被験者の一方の眼に着接させるように１個に形成した場合、一方の眼から蒸発した涙液の蒸発量を測定することができる。

涙液蒸発量測定器の全体的な構成を示したブロック系統図である。 センサのセンサチップの平面図である。 図２のＡ−Ａ矢視断面図である。

符号の説明

１ 涙液蒸発量測定器
１ａ ケース
２Ａ，２Ｂ ゴーグル
２Ｃａ，２Ｃｂ 蒸発室
３ａ，３ｂ フレキシブルチューブ
４ａ，４ｂ フレキシブルチューブ
５ａ，５ｂ パイプ
６ａ，６ｂ ポンプ
８ａ，８ｂ パイプ
１０ａ，１０ｂ 第１のセンサ
１１ａ，１１ｂ 第２のセンサ
１３ 測定部
１４ 表示部
１５ 痛み入力部

Claims (3)

1. 被験者の頭部に装着された状態で被験者の視界及び動作を妨げること無く被験者の両眼の前部に蒸発室を形成するとともに被験者の涙腺から分泌された涙液を前記それぞれの蒸発室で蒸発させるゴーグル部と、前記ゴーグル部のそれぞれの蒸発室に供給した可変流量の自然空気と前記被験者の眼から蒸発した涙液とが混合された混合気湿を前記それぞれの蒸発室から排出させる自然空気供給部と、前記ゴーグル部の蒸発室に供給される前記自然空気の温度と湿度を検知する半導体を基材とするエアブリッジ構造の第１のセンサと、前記ゴーグル部の蒸発室から排出された前記混合気湿の温度と湿度を検知する半導体を基材とするエアブリッジ構造の第２のセンサと、前記第１のセンサにより検知された前記自然空気の温度と湿度に基づく当該自然空気の絶対湿度と前記第２のセンサにより検知された前記混合気湿の温度と湿度に基づく当該混合気湿の絶対湿度との差が一定になるように前記自然空気供給部から前記ゴーグル部のそれぞれの蒸発室に供給される前記自然空気の流量を制御するとともに当該自然空気の流量に基づいて前記被験者の涙液の蒸発量を測定したうえ当該測定データを記録する測定部とを備え、前記自然空気供給部及び前記測定部を前記被験者が携帯可能なケースに収納することにより当該被験者が日常生活や日常業務をしながら涙液の蒸発量を測定、記録できるように構成したことを特徴とする涙液蒸発量測定器。
2. 被験者が感じている眼の痛みの程度を当該被験者が自ら入力するための痛み入力手段を備え、前記測定部は入力された痛みの程度のデータを当該被験者の涙液の蒸発量測定データとともに記録し、記録したデータを外部の解析機器に伝送可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載の涙液蒸発量測定器。
3. 前記測定部は、前記前記第１のセンサにより検知された前記自然空気の温度と湿度及び前記第２のセンサにより検知された前記混合気湿の温度と湿度をリアルタイムで記録するとともに記録したデータを外部の解析機器に伝送可能に構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の涙液蒸発量測定器。

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