JP2017500920A - 眼内レンズ調節のための電源 - Google Patents
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Abstract
眼に配置するために適合された発光太陽光集光器（ＬＳＣ）を含む電源は、可視光に対して透明な基材と基材内にドープされている蛍光粒子を含む。蛍光粒子は、紫外線スペクトルの光を吸収及び放射することが可能である。ＬＳＣの光軸からの半径の関数としての蛍光粒子の濃度は、少なくとも瞳孔径の外側の基材の一部で減少される。少なくとも一つの太陽電池は、基材内に捕捉された紫外線スペクトル内の光を受光し、この捕捉された光を電気に変換する。【選択図】図１
Description
本発明は、一般的に眼内レンズ調節の分野に関し、より詳細には、眼内レンズ調節のための電源に関する。
人間の目は、最も簡単な表現では、角膜と呼ばれる透明な外側部分を通して光を透過し、網膜上の水晶レンズによって画像の焦点を合わせることにより視力を提供する機能である。焦点画像の品質は、目の大きさ、形状、角膜及びレンズの透明性を含む多くの要因に依存する。
年齢又は病気がレンズを低い透明度にする要因であるときに、視力は、網膜に送られることができる光が減少することに起因して悪化する。眼のレンズにおけるこの欠陥は、白内障として医学的に知られている。この状態のための認められている治療は、人工眼内レンズ（ＩＯＬ）によってレンズの外科的除去及びレンズ機能の置換である。
米国において、白内障のレンズの大部分は、水晶体乳化と呼ばれる外科的技術により除去される。この手順の間において、開口部は、前嚢で作られ、薄い水晶体乳化カッティングチップが疾患レンズに挿入され及び超音波振動される。振動するカッティングチップは、レンズを液化または乳化し、それによりレンズが眼の外に吸引され得る。疾患しているレンズは、一旦除去され、ＩＯＬによって置換される。
水晶体では、距離および近見視力は、調節として知られるメカニズムによって提供される。水晶体は、水晶体嚢の中に含まれ、若いときに柔らかい。この嚢は、小帯によって毛様体筋から吊り下げられている。毛様体筋の弛緩は、小帯を引き締め、水晶体嚢を伸ばす。その結果、水晶体は、平坦になる傾向がある。毛様体筋の締め付けは、毛様小帯の張力を緩和し、より丸みを帯びた形状を想定する水晶体嚢及び水晶体を可能にする。このように、水晶体は、近く及び遠くの対象物に交互に焦点化できる。
水晶体が年を取るにつれて、硬くなり及び毛様体筋の締め付けに反応してその形状を変更し難くなる。さらに、毛様体筋の柔軟性及び運動の範囲が減る。これは、近くの対象物に焦点を当てる水晶体をより硬くし、老眼として知られている医療状態になる。老眼は４５から５０歳に達したときにほぼすべての大人に影響を与える。種々の調節眼内レンズ（ＩＯＬｓ）が提案されてきた。一例は、電気活性レンズである。電気活性ＩＯＬｓは、屈折または回折光学パワー変化を生じ得る。けれども、電気活性ＩＯＬの電力供給は、かなりの課題があり得、改善された電源には有用性が残っている。
本発明の様々な実施形態は、眼内レンズ調節のための電源を提供する。特定の実施形態において、眼に配置するために適合された発光太陽光集光器（ＬＳＣ）を含む電源は、可視光に対して透明な基材を含み、そして蛍光体粒子が基材内にドープされている。蛍光体粒子は、紫外線スペクトルの光を吸収及び放射することが可能である。ＬＳＣの光軸からの半径の関数として蛍光粒子の濃度は、少なくとも瞳孔径の外側の基材の一部で減少される。少なくとも一つの太陽電池は、基材内に捕捉された紫外線スペクトル内の光を受光し、この捕捉された光を電気に変換する。
以下に述べる実施の形態は例示であり、種々の変更が本発明の範囲から逸脱することなく、これらの例示的な実施形態に対して行うことができる。例えば、一実施形態の特徴は、他の実施形態と組み合わされることができる。
図１に示すように、電気活性眼内レンズ調節（ＡＩＯＬ）１００は、電気活性レンズ１０２及び電源１０４を含む。電源１０４は、発光太陽光集光器１０６、太陽電池１０８、及びバッテリ１１０を含み、それはコンデンサのような任意の適切な電力貯蔵装置を含んでもよい。電気活性ＡＩＯＬ１００は、同様に制御回路１１２を含み、それは、さらにセンサを含む。センサは、解剖またはマニュアルで調節の要求の指示を示す電気活性レンズ１０２のための信号を生成する。バイナリ（調節またはそうでないか）、多段階（例えば、近く、遠く、及び中間）または連続的である信号は、電気活性レンズ１０２を制御する制御回路１１２によって受信される。電気活性レンズ１０２は、センサからの信号に応答して光パワーを変更することができる任意の適切な電子機器であってもよく、液晶、電気機械式レンズ、または他の任意の適切な電気活性レンズ装置を含むがこれらに限定されない。特定の実施形態において、センサ、制御回路、電気活性レンズ１０２及び電源１０４は、移植のための生体適合性材料内に一緒にパッケージ化または封入されてもよい。
発光太陽集光器１０６は、発電のための太陽放射を収集し及び強化するための装置である。このような装置は、相対的に発電のために知られているが、しかし、それは眼内レンズに使用するための適応性を必要とする。しかし、目は常に潜在的な電源である光を収集する。特に、紫外線を特に含む非可視スペクトルは、目で使用されず、さらに危険となり得る。発光太陽光集光器は、発電のためにこの不要な光を使用するように設計され、網膜に残る紫外光の量を低減し、電気活性レンズ１０２のための追加の電力を供給する。
図２に示すように、発光太陽光集光器１０６は、可視光に対して透明である基材２０４にドーピングされた蛍光粒子２０２を含む。ＵＶ放射の入射光線２０４が蛍光粒子２０２に当たるとき、ＵＶ光は、様々な方向に吸収され再放出される。発光太陽光集光器の基材２０４の外面は、内部全反射によって十分に浅い角度で放射された光線を反射し、基材２０４に含まれる入射する放射線のかなりの部分を可能とする。有利に、基材２０４の外面は、好ましくは可視光に対して透明になるようにして、ＵＶ光のための反射の確率を高めるために反射コーティングで処理されてもよい。捕捉されたＵＶ光は、バッテリ１１０を再充電する太陽電池１０８によって最終的に吸収されるまで、光の大部分は全反射によって閉じ込められたままで蛍光粒子２０２により吸収され再放出されることを続ける。
図３の前面図は、光学用途での発光太陽集光器１０６の有用性を支援する追加の機能を示している。蛍光粒子の密度は、入射するＵＶ光が散乱され捕捉される可能性の増大を許容する電気光学素子１０２の光学ゾーンにおいて増加される。好ましくは、蛍光粒子１０２の高濃度領域は、低光条件下での集電を有利に可能にする約６ｍｍの最大瞳孔サイズの周りに拡張する。光強度が減少したとき、しかし、瞳孔径は大きくなる。これは、入射するＵＶ光が収集されている領域を表すということで「収集ゾーン」として参照されてもよい。
蛍光粒子１０２の濃度は、発光太陽集光器１０６内に既に捕捉されている光のみが再送されている瞳孔径の外側でより低くなっている。この領域が発光太陽光集光器１０６内に既に収集されたＵＶ光を透過するためのものなので、これは「透過領域」として参照されてもよい。再吸収は、逃がすかもしれない角度で放出される光を許容することにより、蛍光粒子１０２の濃度がこの領域で減少し、それは、許容されなければ逃げる可能性のあるいくつかの光線を吸収されるようにまだ許容している間、捕捉された光が次に太陽電池１０４に到達する確率を増加する。透過ゾーンにおいて、ハウジング２０４の外縁部は、例えば太陽電池１０８に焦点を有する放物集光器を形成することにより、全反射の確率を増加させるために同様に再形成される。
特定の実施形態は、電気活性ＡＩＯＬの電力供給を開示したけれども、記述されている電源１０４が、水晶体嚢及び／または眼の溝で従来のＩＯＬを移植することができ、電気的又は無線接続により任意の電源埋め込み装置を使用できることを当業者が認識できることが理解されるべきである。したがって、例えば、薬物輸送または緑内障の治療のために使用される電力ポンプは、電源１０４を使用して電力供給されることができる。当業者は、他の様々な変更が本発明の範囲から逸脱することなく、上述の実施形態に対してなされ得ることを理解するであろう。
Claims (7)
- 眼に配置するために適合された発光太陽光集光器（ＬＳＣ）を含む電源であって、
外面を有する基材であって、可視光に対して透明である前記基材と、
前記基材内にドープされ、紫外線スペクトルの光を吸収及び放射することが可能である蛍光粒子であって、前記ＬＳＣの光軸からの半径の関数としての前記蛍光粒子の濃度が少なくとも瞳孔径の外側の前記基材の一部で減少される、蛍光粒子と、
前記基材内に捕捉された前記紫外線スペクトル内の前記光を受光し、前記捕捉された光を電気に変換する少なくとも一つの太陽電池と、
を含む、電源。 - 前記蛍光材の前記減少された濃度とともに前記基材の前記一部は、前記少なくとも一つの太陽電池の一つに焦点を有する放物面集光器として形成されている請求項１に記載の電源。
- 前記少なくとも一つの太陽電池に結合されたバッテリをさらに有する請求項１に記載の電源。
- 前記バッテリに結合された電気光学素子をさらに有する請求項３に記載の電源。
- 前記電源、前記電気光学素子及び前記バッテリは、一緒に封入されている請求項４に記載の電源。
- 前記外面の少なくとも一部は紫外線の反射を高めるコーティングに覆われる請求項１に記載の電源。
- 前記コーティングは可視光に対して透明である請求項６に記載の電源。
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