JP2010501279A - 緑内障の超音波治療 - Google Patents

Abstract

本発明は、緑内障の治療方法を開示する。本方法は、超音波エネルギーを放射する超音波装置を用意し、小柱網の外側の位置に超音波装置を保持し、ある周波数の超音波エネルギーを所望部位に所定時間透過させ、小柱網に蓄積した物質を除去し、熱を発生させて眼に生化学的変化を起こすことを含んでいる。

Description

本発明は、一般的には緑内障の治療に関し、さらに詳細には、低強度超音波エネルギーを用いる緑内障の治療方法に関する。

眼圧が患者に耐えられず、視神経に損傷を引き起こすと、開放角緑内障が起こる。開放角緑内障の最新の治療は、眼内圧を患者の目に安全なレベルまで下げて視力を維持することを目指している。

開放角緑内障は、医薬品で治療される。もう一つの治療方法である開放角緑内障のレーザー治療は内科治療の失敗に備えて残されてきたが、主要治療法としていくらかの支持を得つつある。もう一つの方法である眼内手術は、内科および/またはレーザー治療の失敗に備えて残されている。

眼圧増加は、体液自身の実質的増加ではなく体液が眼から流出する能力が遮断されることによって引き起こされることが多い。図1に示されるように、遮断は、典型的には傍小管網(juxtacanalicular meshwork)と呼ばれるシュレム管附近の小柱網部分におけるものである。この網は、典型的には構造変化、色素、細胞外マトリックス細片または偽剥脱性物質によって遮断される。

内科治療は、流体(水性体液)の産生の減少または流体が眼から流出する能力の向上に向けられている。内科治療は、治癒的なものではない。内科治療は、眼圧を低下させる目的で継続的に用いられる。しかし、治療を停止すると眼圧は上昇する。また、内科治療は患者の同意を必要とし、望ましくない副作用があり、患者のための他の治療と相互作用しないことがある。

レーザー治療は、その最初の(アルゴン)方法においては、ある程度成功してきた。選択的レーザー線維柱帯形成術のような、さらに新しいレーザー治療が多く行われている。しかしながら、レーザー治療は眼の内部について行われ、外部ではなく内部の小柱網を治療する。この治療では、レーザーを行った後に二次的生理学的応答があり、細胞から細片を除かねばならない。

現代の白内障手術後では、意図しない陽性の副作用として眼内圧の低下が見られることが多い。水晶体が除かれると、眼の前部にはさらに空間ができる。典型的な今日の白内障手術は、水晶体材料の超音波乳化によって白内障を除去する。この方法は、水晶体超音波乳化吸引術として知られている。移植を行わないさらに古い白内障手術では、眼の内部から更なる物質が除去されたが、眼内圧の低下は今日または最新の手術ほど一貫していない。水晶体材料を粉砕するのに用いた超音波は蓄積した物質の除去を促進すると考えられる。しかしながら、これは単に副作用であり、下記のように水晶体超音波乳化吸引術に用いられる超音波エネルギーは組織を損傷するのに十分な強さのものである。

従って、眼に超音波エネルギーを当て、それにより蓄積物質を除去し、かつ細胞外細片を減少させ、除く生化学的過程を開始することによって眼圧を低下させる方法を含み、これを、組織を損傷することなく行うことができる緑内障の治療法が求められている。

本発明の第一の態様によれば、緑内障の治療方法が提供される。本方法は、超音波エネルギーを放射する超音波装置を用意し、小柱網の外側の位置に超音波装置(ultrasonic instrument)を保持し、ある周波数の超音波エネルギーを所望部位に所定時間透過させ、小柱網に蓄積した物質を除去し、熱を発生させて眼に生化学的変化を起こすことを包含する。好ましい態様によれば、先端部は丸くなっているか、または先端部は彎曲した角膜用表面(curved corneal surface)、彎曲した強膜用表面(curved scleral surface)および稜(ridge)を有する。

本発明の別の態様によれば、ケーシング、ケーシングに配置された超音波変換器、電源、超音波変換器から伸びているロッド、およびロッドの端に配置された先端部を包含する、ハンドヘルド超音波装置が提供される。

本発明の別の態様によれば、外部表面、角膜、強膜および小柱網を有する眼内レンズを含むヒトの眼における緑内障の治療方法が提供される。本方法は、眼内レンズを移植し、超音波エネルギーを放射する超音波装置を用意し、眼内レンズから間隔を置いた位置に超音波装置を保持し、ある周波数の超音波エネルギーを所望部位に所定時間透過させ、小柱網に蓄積した物質を除去し、熱を発生させて眼内に生化学的変化を起こすことを包含する。
本発明は、添付図面を参照することによって一層容易に理解することができる。

眼の内部の一部の図である。 水晶体超音波乳化吸引術で用いられる装置を含む眼の内部の一部の図である。 本発明の好ましい態様による眼の外側で用いられる緑内障の治療に用いられる超音波装置の斜視図である。 図3の装置の断面側面図である。 曲がったロッドを有する図3の装置の先端部の側面詳細図である。 先端部の別の態様の斜視図である。 図4bの先端部の端面図である。 図4bの先端部の側面断面図である。 電源と一緒の図3超音波装置の斜視図である。 本発明の別の態様による眼内で用いられる緑内障の治療に用いられる超音波装置の側面図である。

発明を実施するための具体的態様

図面におけるいくつかの図を通じて、同様の数字は同じ部分を表す。
本明細書では、緑内障の超音波による治療方法の好ましい態様が記載されている。本方法は、図3〜6にも示されている道具の使用を包含する。

一般に、本方法は、超音波エネルギーを眼の所望な部分に供給して小柱網から物質を取り除くことによって眼圧を低下させることを包含する。現在報告されている方法は、上記の眼に蓄積された圧力を減少させるのに用いられる。

本明細書において、「前」、「後」、「上部」、「最下部」、「側部」、「上方へ」および「下方へ」などの用語は、単に説明を容易にするためのものであり、図に示されている要素の配置を表す。本明細書に記載される装置およびその要素の任意の配置は本発明の範囲内にあるものと理解すべきである。

図2は、眼について行われる水晶体超音波乳化吸引術を示す。上記のように、水晶体超音波乳化吸引術の手法は、眼圧低下を引き起こすことが示されている。しかしながら、水晶体超音波乳化吸引術に用いられる超音波の強度は極めて強く、水晶体組織を切りまたはその組織を粉砕するようにデザインされている。図2から分かるように、この装置は水晶体と実質的に接触している。さらに、水晶体超音波乳化吸引術に一般に用いられる超音波装置は、先端部が尖って鋭くなっており、眼の組織に直接作動させるようにデザインされており、超音波、洗浄および吸引の3つの入力部を有する。

本発明の好ましい態様によれば、装置(下記)は超音波のエネルギーを組織から距離を置いて集中させ、組織に直接作動しない。さらに、超音波強度は水晶体超音波乳化吸引術より有意に弱いので、大幅に緩やかな音波エネルギーを生じる。最後に、治療の具体的部位および中心は眼球の前部の小柱網であり、水晶体超音波乳化吸引術におけるような眼の水晶体ではない。

超音波治療から得られる出力は複雑であるが、ソノメカニカル(sonomechanical)および熱生成の2つの主要な部類に該当する。例えば、Bachemの米国特許出願第11/220,128号明細書およびEkbergの米国特許第6,162,193号明細書を参照されたい。その開示内容は、引用することにより本明細書の一部とされる。超音波は、微小気泡を生じ、微小気泡は激しく内破することによって熱と激しい微小運動とを生じることがある。これは、空洞形成として知られている。この微小気泡の形成とその後の熱を伴う内破は、安定的または不安定(一過性)である。安定的空洞形成は、細胞壊死や組織損傷を余り生じないと思われる。さらに、流体内で粒子を運動させる流れの現象を生じる超音波の波面の効果がある。

下記の超音波による緑内障治療の装置10では、伝搬される超音波の周波数、出力および持続時間が、制御された空洞形成、熱および音波流の最適バランスを保持し、小柱網に効力を与えるように釣り合いを保っている。この効果によれば、細片またはその他の眼の構造物が除かれ、上記の出力によって、より大きな流出物を生じうる。さらに、生成した熱の性質およびその後の炎症反応は、細胞外マトリックスを再構築し、マクロファージを誘発させて細胞外細片を除去して治療の長期効果をさらに高めることに向けられる。

本明細書には、超音波による眼の治療に用いられる2種類の装置が記載されており、一つは白内障手術の直後に用いられるもの(眼内)であり、もう一つは眼の表面で用いられ(外)、眼の内部に入る必要なしに用いることができるものである。

図3〜5について説明すると、眼の外側表面での治療のための装置またはプローブ10が示されている。一般に、装置10は、ケーシング16に収容された出力コード12、電源13および超音波変換器14を包含する。ACまたはDC電力のいずれを用いることもできると思われる。しかしながら、好ましい態様によれば、DC電力が供給される(これは交流であり次いでDCに転換されるものでよく、またはバッテリーパックからのものでもよい)。当業者であれば、超音波変換器の種類は本発明に関する制限ではないことを理解するであろう。例えば、超音波エネルギーは、圧電性物質(piezoelectrics)、液体、結晶などによって提供することができる。例えば、Millerの米国特許第6,616,030号明細書を参照されたい。その開示内容全体は、引用することにより本明細書の一部とされる。図に示された例では、超音波変換器14は圧電技術を用いている。変換器14によって生成した超音波エネルギーは、ロッド20を通って先端部18に送られる。好ましくは、先端部18は滑らかであり、眼の表面に対する適当なゲルまたは液体インターフェースを考慮して表面が丸くなっている。滑らかな先端部は、外側の眼の表面または角膜の裂傷を防止する上で従来技術の鋭い先端部と比較して好ましい。

好ましい態様によれば、ケーシング16は、混乱しないようにまたはケーシング内部の超音波の生成を少なくするように零点(null point)で変換器に取りつけられているが、最高エネルギーを可能にするために先端部18と接触しないようになっている。図4に示されるように、ケーシング16とロッド20および/または先端部18との間には間隔がある。ケーシング16は、例えば、ねじ部品22、リベットなどによって変換器に取りつけることができる。

図3〜5に示されるように、ケーシング16は、使用者の手に容易に収まるような形になっている。好ましい態様によれば、ケーシング16は使用者の第二の手で握ることができるケーシングから伸びているハンドル24を包含する。このデザインでは、使用者は一方の手でケーシング16を握り、他方の手は、ハンドル24を用いて装置10を誘導するのに用いることができる。これにより、装置10を所望なように一層操作しやすくなる。ハンドル24は、真直でもまたは(図3に示されるように)曲がっていてもよい。ケーシング16は、陥凹または陥凹部または他の人間工学的付加物を有しており、ケーシング16を一層握り易くしている。

典型的態様によれば、装置はケーシングの後から先端部までの長さが9cmであり、先端部は約4mmの直径に丸められている。しかしながら、これは本発明に関する制限ではない。

図4に示されるように、好ましい態様によれば、ロッド20は真直である。しかしながら、別の態様によれば、ロッド20はある角度で曲がっていてもよい。図4aに示されるように、この角度は約90度であってもよい。しかしながら、この角度は0〜90度であってもよい。超音波エネルギーは先端部18に直接送られ、真直のロッド20により前後方向に(ピストンまたはジャックハンマーのように)運動する。90度の角度に曲がったロッド20aは、ロッドの軸に平行な動きをし、先端部18に前後の移動運動を生じる。

図4b〜4dについて説明すると、当業者によって理解されるように、角膜と強膜はいずれも異なる曲率半径を有する。その結果、それらが合わさる部位に角度が形成される(図2参照)。図4b〜4cに示されるように、もう一つの態様によれば、先端部18aは、角膜と強膜の接合部(縁(limbus)として知られる)に収まるまたは嵌るように形成することができる。図4cに示されるように、先端部18aは、稜70、角膜用部分72および強膜用部分74を有する。角膜用部分72と強膜用部分74の曲率半径は、典型的な角膜と強膜の曲率半径を模したものである。図4cに示されるように、稜70はそれに対して若干彎曲しており、角膜の自然彎曲に合っている。使用する際には、稜70を角膜と強膜の接合部に(縁に)設置され、角膜用部分72が角膜に対して配置され、強膜用部分が強膜に対して配置される。稜70、角膜用部分72および強膜用部分74は端部が滑らかで丸められており、眼に対する損傷を防止するようになっていることが理解されるであろう。

別の態様によれば、先端部は、超音波エネルギーによって生じた熱を高めることができる加熱要素を包含してもよい。当該技術分野で知られているように、組織壊死および痛みは約42.5℃で始まる。上記のように、標的組織を好ましい生化学的過程を引き起こすように十分に加熱するのが望ましい。従って、加熱要素を用意して、上記の生化学的過程を提供するのに好ましいレベルまでであるが組織壊死および痛みを生じるレベルより低温に組織を加熱することができる。

眼の構造についての図1および2、および使用についての図3に関して説明すると、装置10は、小柱網上にある部分に向けられまたは集束した超音波を当てるのに用いられる。別の態様によれば、超音波エネルギーは集束させなくてもよい。例えば、集束した超音波は、4ワットの出力を用いて63,500Hzで当てることができる。図2で分かるように、小柱網は角膜と強膜が合う部位付近に位置している。好ましくは、麻酔および/または伝導ゲルまたは液体を眼(または先端部18)に配置した後、超音波エネルギーを所望の周波数で当て、これは次いで小柱網に行き渡ることによって、流体通路を遮断している物質を取り除き、小柱網を加熱してタンパク質の熱ショックを開始し、マトリックスメタロプロテイナーゼを刺激し、マクロファージ活性および/または他の所望な生化学的過程を誘発させる。

操作においては、装置10を、超音波エネルギーを眼に供給しながら、縁部上の眼の回りを360°移動させる。しかしながら、好ましい態様では、先端部18を眼の縁部の回りを360°の通路で掃引せず、代わりに使用者が多数の所定の点で停止させ、超音波エネルギーを所定の周波数で所定時間、所定の出力で当てる。例えば、使用者は、時計の時間と同様の12の等間隔の点で停止することができる。別の態様によれば、約4mmの先端部では、8個の治療部位だけで十分なことがある。

時間の長さ、治療部位の数および超音波エネルギーの強度は、個々の症例によって変化する。典型的態様によれば、眼の回りの約12の点で、4ワットの出力で約63,500Hzにて約20秒間隔で処置を行うことができる。しかしながら、これらの数は、本発明に関する制限ではない。また、幾つかの場合には、このような治療の後に、前部角膜マッサージを行って、眼房水が小柱網を流れるのを促進して通路の浄化を促進することが必要なことがある。

操作においては、超音波エネルギーは下記のように供給される。好ましい態様によれば、超音波エネルギーの周波数の範囲は約20,000〜100,000Hzである。さらに好ましい態様によれば、周波数の範囲は約50,000〜70,000Hzである。さらに好ましい態様によれば、周波数の範囲は約62,000〜66,000Hzである。好ましい態様によれば、持続時間の範囲は約5〜約35秒間である。さらに好ましい態様によれば、持続時間の範囲は約12〜約27秒間であり、さらに好ましい態様によれば、持続時間の範囲は約18〜約22秒間である。好ましい態様によれば、電力は約1〜約6ワットの範囲で供給され、約4ワットがさらに好ましい。上記のように、これらの範囲は個々の症例について異なるので、これらは本発明を制限するものではない。

これらの範囲は、眼に対する損傷を防止するのに十分な低強度である。しかしながら、好ましい態様によれば、眼の構造に当てられる超音波エネルギーは、熱およびソノメカニカル(sonomechanical)音響流または安定な空洞形成を生じ、小柱網に伝えられて蓄積物質の除去を促進し、生化学変化を開始して細胞外マトリックスの再構築を開始し、上記のようなマクロファージ活性を誘発する。

好ましい態様によれば、一人の患者から別の患者への汚染または蔓延を防止するため、装置10の露出した先端部18または18aは小さな指サックまたはコンドームで被覆することができる。先端部にこのようなカバーを用いても、コンドームなどを用いずに治療を行ったときと比較して、治療温度の上昇にはほとんどまたは全く低下がない。

図6に関しては、眼の内部の治療装置が示されている。この装置は、眼の内部に既に入っているので、白内障手術後に用いることが好ましい。しかしながら、これは本発明を制限するものではない。白内障手術中に、水晶体は眼内レンズに置き換えられる。眼内装置50は、眼の内部での治療のためのものである。上記のように、典型的には白内障手術後に眼圧が低下する。

眼内装置50は、好ましくは、それぞれ洗浄流体の導入および洗浄流体の吸引用の取付口52および54を包含する。しかしながら、一態様によれば、口52および54を省くことができると考えられる。

眼内装置50は、超音波の変換器モジュール用の電力供給コード56(装置10におけるものと同様)であって、ハンドピース(handpiece)58に収納されているものも包含する。

取付口54および56の末端と反対側のハンドピース(handpiece)58の末端には、好ましくは、それぞれ、取付口52から眼の内および外へ流体を流入させることができる口60および62を含む先端部64が配置されている。

先端部64は、適当な凹部または凸部を有して音響学的にデザインされ、超音波を小柱網に集束させうる。それは、未集束超音波エネルギーであってもよい。好ましい態様によれば、先端部64は、超音波エネルギーを集束させかつそれを前房隅角(anterior chamber angle)に向ける能力を提供する逆円錐先端部を包含する。一態様によれば、先端部64の末端を洗浄用に開くことができ、これにより流入口60の必要性が除かれる。別の態様によれば、先端部64は超音波を一層良好にする中空でないもの(solid)であってもよい。好ましくは、先端部64は、眼内レンズまたは眼の内部の他の部分の望ましくない損傷を防止するために鋭くなっていない。

使用においては、白内障手術の実施および眼内レンズによる水晶体の置換の後、装置50を用いて超音波エネルギーを虹彩と角膜が合う(図2に配置されているように)小柱網の直ぐ上の部位である前房隅角に当てる。流体を所望なときに眼に導入した後、ソノメカニカル(sonomechanical)エネルギーを装置50を用いて小柱網に送る。装置50を虹彩と眼内レンズの上方に固定し(装置は、好ましくは、虹彩または眼内レンズに接触しない)、超音波エネルギーを前房隅角に集束させて向けた後、前房隅角を360°治療する目的で移動させる(外部装置10で上記したのと同様)。パルス状流体波が柱内物質を振動させて自由にし、小柱網を流す。共存している吸引口62によれば、前眼房における色素、偽剥脱物質などの取り除かれるべき物質を除去することができる。

本明細書において記載の超音波により眼を振動させる方法の1つの副作用として、超音波エネルギーが眼の後部の硝子体ゲルを変化させ、硝子体剥離、すなわち硝子体ゲルを網膜から分離させることがある。

内部装置50の用途は、眼内レンズを移植した後に内部装置を眼の内部で用いることを除き、外部装置10(周波数、持続時間、電力、位置などを包含する)と同様である。治療は、眼内レンズの移植直後(または白内障手術の直後)に患者に行うことができ、または早い時期に眼内レンズを着けた患者に行うことができる。

上記の態様は、本発明の典型的態様である。当業者であれば、本明細書に開示された発明の概念から離反することなく、上記態様およびそれからの変形(departures )を多数用いることができる。従って、本発明は、下記の特許請求の範囲によってのみ定義される。

Claims (18)

1. 角膜、強膜、縁および小柱網を含むヒトの眼における緑内障の治療方法であって、
   a. 超音波エネルギーを放射する超音波装置を用意し、
   b. 小柱網の外側の位置に超音波装置を保持し、
   c. ある周波数の超音波エネルギーを所望部位に所定時間透過させ、
   d. 小柱網に蓄積した物質を除去し、
   e. 熱を発生させて眼内に生化学的変化を起こすこと
   を含んでなる、方法。
2. 前記装置が眼に対して保持される、請求項1に記載の方法。
3. 前記装置が先端部を有し、該先端部が、彎曲した角膜用表面、彎曲した強膜用表面および稜を有する、請求項1に記載の方法。
4. 工程(a)〜(e)を前記縁の回りの複数の部位で行う、請求項1に記載の方法。
5. 前記周波数が、約20,000ヘルツ〜約100,000ヘルツである、請求項1に記載の方法。
6. 前記時間が、約5秒〜約35秒である、請求項5に記載の方法。
7. 発生した熱が約42.5℃を上回らない、請求項1に記載の方法。
8. 前記超音波装置が、ケーシングを含んでなり、該ケージングがそこから伸びているハンドルを包含する、請求項1に記載の方法。
9. a. ケーシング、
   b. ケーシングに配置された超音波変換器、
   c. 電源、
   d. 超音波変換器から伸びているロッド、および
   e. ロッドの端に配置された先端部を含んでなり、超音波エネルギーを超音波変換器から先端部へ伝達させる、緑内障治療用のハンドヘルド超音波装置。
10. 前記先端部が丸くなっている、請求項9に記載のハンドヘルド超音波装置。
11. 前記先端部が彎曲した角膜用表面、彎曲した強膜用表面および稜を有する、請求項9に記載のハンドヘルド超音波装置。
12. 前記ケーシングが、そこから伸びているハンドルを包含する、請求項9に記載のハンドヘルド超音波装置。
13. ハンドルが、前記ケーシングから外側に伸びている細いロッドを含んでなる、請求項12に記載のハンドヘルド超音波装置。
14. 前記ケーシングが、零点で前記超音波変換器に取りつけられている、請求項9に記載のハンドヘルド超音波装置。
15. 稜が彎曲している、請求項9に記載のハンドヘルド超音波装置。
16. 外部表面、角膜、強膜および小柱網を有する眼内レンズを含むヒトの眼における緑内障の治療方法であって、
    a. 眼内レンズを移植し、
    b. 超音波エネルギーを放射する超音波装置を用意し、
    c. 眼内レンズから間隔を置いた位置に超音波装置を保持し、
    d. ある周波数の超音波エネルギーを所望部位に所定時間透過させ、
    d. 小柱網に蓄積した物質を除去し、
    e. 熱を発生させて眼内に生化学的変化を起こすこと
    を含んでなる、方法。
17. 前記周波数が約20,000ヘルツ〜約100,000ヘルツである、請求項16に記載の方法。
18. 前記時間が約5秒〜約35秒である、請求項17に記載の方法。