JP2014516292A - 反射板を有する眼科用超音波治療装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、患者の眼球に接するための近位端と超音波発生手段（２）を収納するための遠位端とを有するリング（１）を具備した眼病治療装置に関するものである。この装置は、さらに、発生手段によって発生された超音波を反射、集束させる反射板（３）を少なくとも一つ具備している。

Description

本発明は、眼病に対する非侵襲性治療の一般技術分野に関するものである。

特に、本発明は、緑内障のような眼科疾患を治療するために、低密度または高密度の集束、平面もしくは非集束超音波を発生させる装置および方法に関するものである。

緑内障は、視覚神経障害、詳しくは、高眼内圧による視神経の障害である。

眼球は２つの部分、すなわち、角膜と水晶体に挟まれた前眼部と水晶体と網膜にはさまれた後眼部とからなる中空構造を有している。前眼部には「房水」と呼ばれる透明な液体が含まれている。

房水は、前眼部にある後眼房で毛様体によって作られる。比較的一定のペースで作られるこの液体は、水晶体の周囲をめぐり、虹彩内の瞳孔を通って前眼房に流れ込む。その後、房水は線維柱帯網およびシュレム管を通って排出される。

房水が十分な速さで排出されなくなると、眼内圧の上昇が引き起こされる。眼内圧が上昇すると視神経内の軸索が圧迫されるとともに、視神経の血管化が阻害される場合もある。長期間にわたる高眼内圧は視覚障害の原因となる恐れがある。

現在、緑内障治療に用いることのできる唯一の治療手段は、
−房水の排出を改善するか、あるいは
−房水の生成を抑制するか
によって、眼内圧を減少させることである。

毛様体光凝固術に基づいて房水の生成を抑制する様々な装置が知られている。ＤＥ４４３０７２０およびＷＯ０２／３８０７８に記載された装置には、いずれも、毛様体による房水の生成を抑制するため、毛様体の点領域を焼烙するエネルギーを発生するアプリケータが備えられている。施術者は、アプリケータを、眼球表面に対して入射角が垂直になる角度で白目部分の強膜に接触させる。そして、レーザーを射出して毛様体の点領域を焼烙する。続いて、施術者は毛様体の次の点領域を焼烙するためにアプリケータを移動させる。

これらの装置の欠点の一つとして、一回に治療できるのが毛様体の一つの点領域に限られることが挙げられる。すなわち、眼球の周全体を治療するためには、アプリケータの配置操作を繰り返し、レーザーの射出を複数回行わなければならない。このように配置とレーザー射出を繰り返すことは、治療時間を長引かせ、医療ミスのリスクを増大させる。

このような欠点を克服するために、ＷＯ２００９／１０３７２１で特に提案されている眼病治療装置には、眼球に接触するのに適した近位部と高密度集束超音波発生手段を収容するのに適した遠位部とを有するリングが備えられている。この超音波発生手段は、円筒状の支持リングの上に配置された６個の円筒形凹型変換器からなっている。

この装置によって、緑内障を一度に治療することが可能になった。しかしながら、高密度集束超音波発生手段を操作すること、特に、円筒支持体の上に変換器を配置することは困難な場合がある。

本発明の目的は、ＷＯ２００９／１０３７２１に記載されている装置よりも、操作が簡単な装置を提案することである。

発明の簡単な説明

この目的のため、本発明が提案する眼病治療装置には、患者の眼球に接するのに適した近位端と超音波発生手段を収納するのに適した遠位端とを有するリングを具備していることに加えて、さらに、超音波発生手段に対面し、発生手段によって発生された超音波を患者の眼球の領域に反射、集束させる能動凹面を有する反射板を具備している。

本発明の好ましい態様には、以下のようなものが挙げられるが、これらは本発明を限定するものではない。すなわち、
＊それぞれの反射板が、超音波発生手段に対面し、患者の眼球領域に超音波を反射、集束させる能動凹面を有している；
＊超音波発生手段が、超音波を放出する前側部を有する変換器を少なくとも一つ具備していて、各変換器のその前側部がリングの回転軸に平行に延伸している；
＊超音波発生手段が、管状の変換器をただ一つ具備している；
＊超音波発生手段が複数の変換器を具備しており、それらの変換器が管を形成すような線上に配列されている；
＊それぞれの変換器が円筒の一部をなす形状である；
＊それぞれの変換器が平板形状である；
＊超音波発生手段と各反射板とを支持する支持体をさらに具備していて、超音波発生手段が支持体の中央部に配置され、各反射板が支持体の縁部に配置されている；
＊反射板がトロイド状能動凹面を有している；
＊反射板が複数の反射素子からなっていて、それぞれの反射素子が円筒の一部をなす形状を有する能動面を具備している；
＊超音波発生手段と各反射板とを支持する支持体をさらに具備していて、超音波発生手段が支持体の縁部に配置され、各反射板が支持体中央部に配置されている；
＊反射板が、凹面、平面、あるいは凸面である円錐台形状の能動面を有している；
＊超音波発生手段が管状であり、反射板が凹面、平面、あるいは凸面である円錐台形状であり、超音波発生手段の直径が反射板の直径より大きく、超音波発生手段と反射板とが
−超音波発生手段と反射板の回転軸が合致し、
−超音波発生手段が反射板の周囲を囲み、
−超音波を放出する超音波発生手段の内側が反射板の能動面と向かい合う
ように配置してある。

他の利点や特徴は、数種の異なった態様を、本発明を制限するものではない実施例として、本発明の装置の様々な態様を示した添付図１から４を参照しながら以下に記述することでより明らかにする。

発明の詳しい説明

図１および２に、眼病治療装置の一実施態様を示した。この装置は、
−リング１；
−超音波を発生するための超音波発生手段２；および
−超音波発生手段２から放出された超音波を反射、指向、集束させるための反射板３
から成っている。

リング
リング１は両端が開口している円錐台である。この円錐台の小さいほうの基部１１はリング１の近位端を形成し、大きいほうの基部１２はリング１の遠位端を形成している。

近位端１１は患者の眼球に接するようにされている。一方、遠位端１２は超音波発生手段２を収納するようにされている。

図１において、円錐台の近位端１１は眼球４の角膜と強膜とを接合する角膜輪部からおよそ２ｍｍはなれた外表面に接するのに適した外環フランジ１３を有している。

さらに、円錐台の近位端縁１１には、環状溝１４が備えられていて、この環状溝１４は円錐台１内を通る穴を介して吸引装置５に接続している。この吸引装置５は制御ユニット６によって制御できるようになっていることが好ましい。

もちろん、この吸引装置５ついては、本発明の範囲から離れることなのない限り、特に制限はない。

吸引装置５の操作原則は以下のようなものである。円錐台１を患者の眼球４にあてがい、吸引装置５を作動させる。すると、環状溝１４が真空となり、眼球４の結膜が変形する。この変形によって環状溝１４内にトロイド状の密閉空間が形成される。

このようにして、円錐台１は眼球４に密着し、施術中に眼球４が微細運動しても、その運動に連動することができる。このことで、視軸を中心にした装置の配置を維持することができる。

リング１の構成材料としては医療用シリコンを用いることができる。この材料は、第一にフレキシブルであり、第二に結膜と接触するのに適した親和性があるという利点を持っている。しかし、もちろん円錐台１は、例えば、生物的適合性ＰＶＡのような、当業者に既知のいかなる生物的適合性材料から形成してもよい。

超音波発生手段
超音波発生手段２は超音波エネルギーを発生することができるものである。

この発生手段２と反射板３と組み合わせることで、高密度集束超音波源を形成することができる。

超音波発生手段２は制御ユニット６に接続されている。このユニットは、射出発生機構と周波数、出力、射出時間などの射出パラメータを特定する機材とからなっている。

射出発生機構は、少なくとも一つの、周波数５から３５ＭＨｚ、好ましくは１０から２５ＭＨｚの正弦波信号発生器、増幅器、および電気カウンターからなっている。

反射板
反射板３は、超音波発生手段２によって発生された超音波を反射するために用いられる。

反射板３には、超音波発生手段２によって発生された超音波を眼球４の領域内、特に、眼球４の毛様体４１の領域内に反射、集束させるために、「能動面」と呼ばれる凹面が備えられている。すなわち、能動凹面上の各点は、スネル−デカルトの法則に基づいて反復計算され、超音波が能動凹面に反射され、毛様体４１の領域内に集束するようにされている。

反射板３は、真ちゅうのような超音波を反射できる材料で形成される。

態様の例
以下に、高密度集束超音波を用いた眼病治療装置の異なる態様を示して、さらに説明する。

図３には、本発明による装置の第一の態様を示した。

この装置は、上記のリング１、超音波を発生する手段２、および反射板３からなっている。

超音波発生手段２は、一体型の管状変換器である。この管状変換器は、管状変換器の後側部（すなわち、管の内側）を形成する内部電極２１と、発生した超音波を放出する管状変換器の前側部（すなわち、管の外側）を形成する外部電極２２とからなっていて、外部電極２２はアースされている。図３の態様においては、変換器の直径は５ｍｍ、高さは１０ｍｍである。

反射板３は頂点に穴のあいたドーム形状をしている。このドームには以下の２つの曲率半径がある。すなわち、
−第一の曲率半径は、ドーム１の回転軸Ａ−Ａ’を通る、いわゆる、子午曲率半径３１であり、
−第二の曲率半径は、ドームの回転軸Ａ−Ａ’に平行な、いわゆる、矢状曲率半径３２である。

ドーム３の内側凹面３３は、管状変換器２によって発生された超音波を反射する能動面を形成している。反射板の寸法は、反射板３の中心に変換器が位置できるように設計されている。特に、ドームの深さＰは変換器２の高さＨより大きいか、等しくされる。

反射板３と変換器２はリング状の支持体７上に固定されている。支持体７の外径は、リング１の遠位端１２の内径より大きいか、等しくされ、リング１の遠位端１２上に支持体７が位置できるようになっていることが好ましい。反射板３は支持体７と一体化されて、両者が一つの部品で形成されていてもよい。また、反射板３と支持体７がいくつかの部品で構成される態様をとることもできる。

変換器２と反射板３は、両者の回転軸が同軸となるように支持体上に配置される。変換器２は反射板の中心に置かれる。すなわち、管状変換器２は反射板３の能動面３３の有効部分で囲まれる。

図３に示された装置の操作原則は以下のようなものである。まず、施術者はリング１を患者の眼球４の上方に配置する。リング１を眼球４の中心に構えたら、施術者は吸引装置５を作動させる。次に、リング１上に超音波発生手段２と反射板３を具備した支持体７を配置する。

続いて、施術者は、毛様体４１を焼烙する超音波を発生させる。変換器２の前面部２２から発生された超音波は、おおよそ反射板３に向かって放射状に伝播していく。超音波は反射板３の能動面３３に到達、接触し、反射されて眼球４内の毛様体４１の領域で集束する。

管状の変換器は頑丈な結線やハンダ付けが簡単にできるので、これを用いることで、眼病治療装置の製造が容易になる。さらに、この装置は、毛様体４１の周縁全体にわたって円環状に焼烙することが出来るので、一回の施術で毛様体４１の全体を治療できる。

図４には、図３に示した装置の態様の他のバリエーションを示した。この装置は、図３のものと同じリング１、同じ反射板３を有している。

図４の装置が図３の装置と異なる点は、超音波発生手段２が８つの変換器からなっているところである。それぞれの変換器は、幅２ｍｍ、高さ６ｍｍの円筒の一部をなすような形状をしている。これらの変換器は、全体として管を形成するように相互に並べられている。

これら変換器によって形成された管は、例えば、図３に示された一体型変換器を数個の部分に分割することで得ることができる。分割方法は、例えば、一体型変換器の外部電極を回転軸に平行に分割すればよい。

この装置によって、毛様体上に円を描くような複数の焼烙部分を形成することができる。

実施例１および２の適用例
図５には図３，４の装置の適用例を模式的に示した。図に示したように、この装置によって下記のような２つの集束域を得ることができる、すなわち、
−子午曲率半径による、毛様体領域内にある第一の集束域４１、および
−矢状曲率半径による、ガラス体液領域内にある第二の集束域４２
である。

眼底領域４２に対する悪影響を避けるためには、
−図３に示した装置では、管状変換器２によって発生される超音波の照射時間と出力を、第二の集束域４２で過剰な加熱が起きないように十分に低くする；また、
−図４に示した装置では、複数の変換器を、第二の集束域４２で過剰な加熱が起きないように、連続して作動させる。

図６には、眼病治療装置の他の態様を示した。

この態様では、超音波発生手段２は６つの平板型の矩形変換器２４からなっている。平板型変換器２４を使用することで、取り扱いが簡単になり製造が容易になるのでコスト的にも有利になる。これらの変換器２４は、六角形の断面を有するハチの巣型の穴が形成されるように相互に並べられている。

この装置は、また、円筒の一部をなすような形状の６枚の反射板３４を有している。超音波発生装置２は、これらの反射板３４に囲まれている。それぞれの反射板３４は、各々に対応する平板型変換器２４と組み合わさっていて、反射板３４の能動面３３が相手の平板型変換器２４の前面部２２と向かい合うように配置されている。

図６に示した装置では、毛様体４１上に６本の直線状焼烙部分を形成することができる。

円筒の一部をなすような形状の反射板３４が複数あるので、これら反射板３４は全体として一つの子午曲率半径３１を持つことができる。

このように、矢状曲率半径３２がないので、図３および４に示した装置では不可避的に生じる第二の集束域４２が生じないようにすることが出来る。

図７には、また別の態様を示した。この態様によって、第一に図５に示した装置の大きさを制限でき、第二に毛様体上に円形の焼烙部分を形成できる。

この態様においては、超音波発生手段２が反射板３を取り囲んでいる。

超音波発生手段２は円環形状をしている。発生手段２は１個の円環状変換器で構成されていても良いし、円筒の一部をなすような形状をした複数の発生器が全体として円環を形成すような関係で相互に配置されていてもよい。いずれの場合も、超音波発生手段２は自らの回転軸方向に放射状に伝播する超音波を発生できるように配置される。例えば、１個の円環状変換器で構成される超音波発生手段の場合、発生した超音波を内側部から放出するようにし、外側部はホットポイントに接するようにする。

反射板３の能動面３３は凹円錐台形状をしている。従って、反射板３は二つの曲率を有している。すなわち、反射板３の凹部についての子午曲率半径３１と反射板３の回転対称についての矢状曲率半径３２である。

この装置の操作原則は以下のようなものである。変換器２から発生された超音波は、変換器２の回転軸Ａ−Ａ’方向に向かって集まり、反射板３に到達する。反射板３の能動面３３は超音波を、治療対象である患者の眼球４の方向へ反射する。超音波は伝播し、子午曲率半径３１に応じて患者の眼球４内の毛様体４１領域で集束する。毛様体４１上で集束したのち、集束されたビームは眼球４の外へと伝播し続け、眼球外で再び集束する。

これは、反射板がラッパ型円錐台形状−あるいは凹円錐台形状−であることによって２つの焦点を生じるからである。第一の焦点は毛様体４１上にあり、第二の焦点は眼球４の外にある。すなわち、図３および４の態様とは異なり、反射板３および超音波発生手段２の形状、配置によって、第二の焦点を眼球外に設定している。

当業者であれば、ここに記載した新技術から逸脱することなく、上記の装置に様々な変更を加えることが出来る。

例えば、上記の態様において、反射板の形状、特に、反射板の能動面の形状を、超音波を集束させるために改造することなどが挙げられる。一つのバリエーションとして、反射板の形状、特に、反射板の凹面形状を改造して、超音波を集束させずに、より広範囲の組織を照射するようにすることも出来る。

もちろん、上記の実施例は単に説明のためのものであり、決して本発明を限定するものではない。

Claims (12)

1. 患者の眼球（４）に接するための近位端（１１）と超音波発生手段（２）を収納するための遠位端（１２）とを有するリング（１）を具備した眼病治療装置であって、
   超音波発生手段（２）に対面し、発生手段（２）によって発生された超音波を患者の眼球（４）の領域（４１）に反射、集束させる能動凹面（３３）を有する反射板（３）を少なくとも一つ、さらに具備していることを特徴とする治療装置。
2. 超音波発生手段（２）が、超音波を放出する前側部（２２）を有する変換器を少なくとも一つ具備していて、各変換器のその前側部（２２）がリング（１）の回転軸（Ａ−Ａ’）に平行に延伸していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 超音波発生手段（２）が、管状の変換器をただ一つ具備していることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
4. 超音波発生手段（２）が複数の変換器を具備しており、それらの変換器が管を形成するような線上に配列されていることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
5. それぞれの変換器が円筒の一部をなす形状であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. それぞれの変換器が平板形状であることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 超音波発生手段（２）と各反射板（３）とを支持する支持体（７）をさらに具備していて、超音波発生手段（２）が支持体の中央部に配置され、各反射板（３）が支持体の縁部に配置されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の装置。
8. 反射板（３）がトロイド状能動凹面を有していることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
9. 反射板（３）が複数の反射素子からなっていて、それぞれの反射素子が円筒の一部をなす形状を有する能動面を具備していることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の装置。
10. 超音波発生手段（２）と各反射板（３）とを支持する支持体（７）をさらに具備していて、超音波発生手段（２）が支持体の縁部に配置され、各反射板（３）が支持体中央部に配置されていることを特徴とする請求項７から９のいずれかに記載の装置。
11. 反射板（３）が、凹面、平面、あるいは凸面である円錐台形状の能動面（３３）を有していることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 超音波発生手段（２）が管状であり、反射板（３）が凹面、平面、あるいは凸面である円錐台形状であり、超音波発生手段（２）の直径が反射板（３）の直径より大きく、超音波発生手段（２）と反射板（３）が
    −超音波発生手段（２）と反射板（３）の回転軸が合致し、
    −超音波発生手段（２）が反射板の周囲を囲み、
    −超音波を放出する超音波発生手段（２）の内側が反射板（３）の能動面（３３）に対面する
    ように配置していることを特徴とする請求項１に記載の装置。

Images