JP2018516613A - 眼のｅｒｇ及びｖｅｐ応答の非侵襲性記録の装置及び方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、眼科学の分野に関し、詳細には、加齢性黄斑変性症（ＡＭＤ）、糖尿病性網膜症（ＤＲ）、視神経の網膜構造のかつ視覚野の変性などの一般的な網膜のかつ視覚の異常及び機能不全などの重大な眼の病変の診断を支援する装置及び方法の分野に関する。より具体的には、本発明は、眼の網膜電図（いわゆるＥＲＧ）すなわち光刺激により眼瞼を通して誘導される網膜の生体電気応答を記録する新規の装置及び方法に関する。【選択図】図２

Description

本発明は、眼科学の分野に関し、詳細には、加齢性黄斑変性症（ＡＭＤ）、糖尿病性網膜症（ＤＲ）、視神経の網膜構造のかつ視覚野の変性などの一般的な網膜のかつ視覚の異常及び機能不全などの重大な眼の病変の診断を支援する装置及び方法の分野に関する。より具体的には、本発明は、眼の網膜電図（いわゆるＥＲＧ）及び視覚誘発電位（いわゆるＶＥＰ）、すなわち、光刺激により眼瞼を通して非侵襲的に誘導される網膜の生体電気応答を記録する新規の装置及び方法に関する。

患者が感知した視覚刺激の結果として網膜が生成した生体電気応答の記録は、医療施術者を診断活動において支援するために非常に有用なツールである。上記生体電気応答は、結膜円蓋、角膜円蓋のレベルに又は中心視覚野の近傍に配置された適切な電極を通して、表面電極（両眼の記録の場合両方の眼の）を用いて記録され、次いで、この生体電気応答から電気的生体電位が取得される。これは、視覚系（錐体視細胞、桿体視細胞、及びこれらに結合している細胞の密度、神経節細胞、網膜細胞、神経線維及び視覚野）の健全性の、又は種々の病変によって既に引き起こされた考え得る変質又は破壊作用の測定値を表す。

現在の技術（ＩＳＣＥＶ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ ｆｕｌｌ−ｆｉｅｌｄ ｃｌｉｎｉｃａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｔｉｎｏｇｒａｐｈｙ−２００８ ｕｐｄａｔｅ−Ｍ．Ｆ．Ｍａｒｍｏｒ ｅｔ ａｌ．）で、ＥＲＧ及びＶＥＰの記録は、網膜及び視神経を、網膜自体を暗闇に（暗所視条件）又は光に（明所視条件）順応させた状態で、散大した瞳孔を通して刺激することによって取得される。この技術による光刺激は、患者の全視野に分布する均一な強度（一定の輝度）を有するランバート面によって放出される。眼の光屈折要素（角膜及び水晶体）の効果により、光刺激は、散大した瞳孔を通して、網膜全面に分布される。眼に影響を与える輝度値の光度測定の補正は、瞳孔の実測で輝度値をスケーリングするものであり、トロランド単位に従って行われる。

この技術は、広く用いられているが、いくつかの制限を有する。第１の制限は、眼と接触する電極（網膜の生体電気活動を記録するために用いられるセンサ）の挿入による侵襲性である。また、患者にとって検査中眼を開け続けることは難しいので、測定において不確実性が存在する。また、適切に殺菌消毒されていない電極に接触することから生じる汚染及び感染症の伝播の可能性についても記述されるべきであり、これを回避しようとすると、患者一人一人の間に洗浄を本当に注意深く行わければならないので、多数の患者を順番に検査しなければならないときは、明らかに全てのペースが落ちることとなる。

本発明は、従来技術に対して、より信頼性が高く、速度が速く、侵襲性の少ない検査につながる、眼のＥＲＧ及びＶＥＰ応答を記録する装置及び方法を提供することによって、上記欠点を克服することを目的としている。

そのような目的は、本発明による、眼瞼を通して眼のＥＲＧ及びＶＥＰ応答を記録する装置によって達成される。本発明の本質的特徴は、添付の特許請求の範囲の第１項により定義される。対応する方法は、請求項９の指定によって本質的に定義される。

本発明による装置及び方法は、眼の表面に接触する電極の侵襲性を排除して、眼瞼を通して従って眼を閉じた状態で、ＥＲＧ及びＶＥＰを記録することをもたらす改良技術を実装するように構成されている。これに関して、医療機器の現在の参照基準によると、眼の表面はどの程度人体のオリフィス又はストーマと見なされているか注意するべきである。一方、眼瞼は表皮の表面として見なされ、従って、実際本発明によると、単に眼瞼に接触することにより、従来技術に反して完全に非侵襲性の状態が得られる。

検査中に検査下の患者の眼を閉じたままにすることによって、眼を開いたテストを行う従来技術における患者がテスト中に瞬きをするという自然な傾向に関連する内在する測定の不確実性が回避される。本発明による装置はまた、明白な理由によって、小児科患者の検査により適している。本発明による技術のさらなる利点は、汚染のリスク軽減に基づいている。実際に眼瞼の外側に置かれた電極は、通常、有機液体に接触しない。従って、それらの洗浄が絶対的な安全及び衛生には適していると判断された場合でも、それらの洗浄を最大限容易にかつ最大限速く実行することができる。このことにより、多くの患者を非常に迅速に検査することができるようにもなる。

本発明による眼瞼を通して眼のＥＲＧ及びＶＥＰ応答を記録する装置及び方法の特性及び利点は、添付した図面を参照して、例として示されているが限定する目的のものではない実施形態の以下の説明からより明らかとなるであろう。

汎用的な機械的構成の本発明による装置の斜視図である。 図１の装置の断面図である。 主要な構成要素について装置を概略的に表す図である。

上記図を参照すると、本発明による装置は、医療施術者によって把持されるように構成されたハンドピース１を備える。この目的のために、ハンドピース１は管状ケース１１を有する。この管状ケース１１は、好ましくは、人間工学的な形状を有し、軸Ｘを中心に実質的に軸対称の管状構造であり、成人患者の平均的な又は標準的な眼窩に実質的に対応する直径を有する（場合により、様々な患者、特に小児科患者に対してハンドピースをより良く適合させるために、様々な大きさのハンドルを設けることができる）。

上記軸に沿って、ケース１１の２つの端部、従ってハンドピース１の２つの端部が規定される。第１端部１１ａすなわち前端は、患者の眼Ｅの眼瞼Ｐに接触することを意図したものである。第１端部に対向して、第２端部すなわち後端１１ｂが規定されており、ここでケース１１は塞がっており、電力及び信号の伝送を目的としてハンドピースを制御処理手段２と通信させる１つ以上のワイヤ１８、１８’、１８’’の接続を設定することが可能である。ワイヤ接続を無線通信に置き換えることができることは明白であり、電力供給のためにハンドピースに搭載されたバッテリを用いることが可能である。

前端１ａでケース１１は開口しており、レンズ１２によって開口部が閉鎖された状態である。レンズ１２の周りに、従って開口部の外周に沿って、特に眼窩の周りの、従って閉じられた眼瞼の少なくとも一部の患者の表皮と接する、従って接触することを意図したリング１３が展開している。少なくとも１つのそのような部分で、活性電極１４はリング１３に配置される。この電極それ自体は、既知でありかつ導入部で引用したＥＲＧ応答を記録するシステムの角膜接触用のものと類似の種類のものである。実施に際して、リング１３及びレンズ１２が、患者の閉じられた眼Ｅにもたらされるアイピースを作成する。

再びリングに関して、さらなる周囲の位置ですなわち半径方向により外部に、参照電極１５も存在する。これら２つの電極は、同様にして既知のシステムの構成と類似すると見なされるであろう回路構成により、差動増幅器１６に接続される。この差動増幅器１６の出力は、例えばワイヤ１８を通して増幅器が接続された処理手段２によって処理される、生体電位に対して記録を実行する検出信号を表す。そのような差動増幅器は実際、網膜の上記生体電気活性を記録するようになされた適切な通過帯域によってかつ増幅係数によって特徴付けられている。例として、用いられる通過帯域は、低域遮断周波数（フィルタＰＡ）１０Ｈｚ及び高域遮断周波数（フィルタＰＢ）１００Ｈｚからなり得る。そのような通過帯域は、周波数３０Ｈｚの５ｍｓ継続する光刺激に追随する網膜の生体電気活性の検出に最適化されている。アナログデジタル変換器（図示せず）は、すべて従来の方法に従って信号をデジタル化する。

最後に、ケース１１の内部に光源１７が収納される。この光源１７は、特に、レンズ１２で表される拡散手段下で、網膜の生体電気活性を生成するようになされたフラッシュ光、又は網膜光受容体及びそれに関連する細胞を刺激するようになされた連続光である。

従って、本発明による装置は以下の方法で動作する。眼窩及び眼瞼のレベルで肌を適切に洗浄したら、それ自体が既知の特性を有する電気伝導性ジェルが肌自体に塗布される。このようにして、装置の電極との電気接触が促進される。

この際、ハンドピース１は、眼Ｅの視軸に実質的に同軸状に、前端１１ａが患者の肌に接触する状態で置かれる。次いで、光刺激が、例えばＰＣにインストールされた光刺激及び網膜の生体電気応答の取得手続きを制御するソフトウェアシステムの制御下で、ソース１７によってアクティブになる。ソフトウェアは、角膜の又は他の様々な電極を有するＥＲＧ記録の既知のシステムの特性に類似する一般的な特性を有する。

とはいえ、そのような刺激はこの場合、眼瞼を通した刺激も有効にする特定の要件に関係するいくつかの補正を考慮に入れることになるであろう。従って、光の強度は、特定の検査条件に応じて通常修正され瞳孔の大きさ（表面面積）に応じて規定される（式ＲＩ＝ＦＳ＊ＰＳに基づく。ＲＩは網膜の照度であり、ＦＳは照度の強さであり、ＰＳは瞳孔の大きさである）ものであることに加えて、開いた目を用いる現在の技術と実質的に同等な、網膜によって感知される照明状況を再現するように強められるであろう。

例えば、毎秒３．０Ｃｄ／ｍ^２Ｓｅｃと同等の強度の刺激（既知の装置を用いる現在の臨床業務の平均的基準）を０．５２Ｕｌｏｇ強めると、感知される刺激が十分に満足のいくものになることを確実にすることができる。もちろん、これらは単なるデータ例であり、臨床検査が実施されている様々な環境及び様々なタイプの患者に応じて変形及び最適化を施すことが可能である。光の強度を同等に強める人間の眼の暗所視の機能性に、同様の考慮が適用される。実際、暗所視の強度の刺激を加え、それを光受容体の生体電気応答（晩期受容器電位）が得られるまで徐々に強めると、閉じられた眼瞼を通した光刺激の減衰を導き出すことが可能になり、従って、明所視の生体電気応答を取得するのに必要な光刺激を、既知の量だけ、比例するように強めることが可能になる。

刺激と同調して、システムは、ハンドピースに組み込まれた電極による処理（生体電気応答）を意図したサンプリングされた信号を取得する。実際、本発明の根本にある驚くべき直感部分であるが、眼瞼は半透過性の薄肉部であるので、光は、なお網膜に到達し、装置内部に実装された電極による生体電気信号の生成及びその検出を可能にするのに適した方法で網膜を刺激する。

上述のように、装置は、ソース１７を通した一連の光刺激の生成及びその結果としての生体電位の記録を同時に管理するのに適したソフトウェアシステムを有するパーソナルコンピュータ２などの処理手段に関連付けられる、又は関連付けられ得る。

従って、こうして取得されたＥＲＧ及びＶＥＰの記録は、加齢性黄斑、糖尿病性網膜症、一般的な網膜機能不全及び変性などの重大な眼の病変の有効な診断支援として用いることが可能になり、この技術の速度及び非侵襲性によって多数の患者のスクリーニングを容易にするのに適したものになるという本質的な利点を有する。同時に、網膜の形態及び各網膜領域の機能を解析することができる。

しかしながら、眼瞼と接触する電極は、視覚領域（透明な角膜と白い強膜の境界によってその境目が決定される「白から白へ」の領域として定義される）の外側に位置しており、患者に提示する視覚刺激と干渉しない。さらに、開いている眼に接触する角膜の電極に対して、電極と患者との間により良い接触インピーダンス、従ってより信頼性の高い接触が得られる。角膜の電極の使用に関係がある屈折性の問題又は露出して電極に接触する眼の表面の炎症の問題の可能性も回避され、網膜の生体電気信号を非常に高い信号雑音比で記録することが可能であり、またこの理由で、検査にかかる時間は実質的に短縮される（サンプリングの必要実行回数が減る）。

処理手段のソフトウェアは、記録された生体電位の処理、表示、及び印刷を既知の方法及び目的で可能にすることに加え、検査中の特定の患者に対する検出値と期待値（「正常」と考えられる）の比較の結果を医療施術者が容易に得ることを可能にすることができる。この目的のために、種々の様々な病変に関して、検査中の患者が参照値に従っているかさもなければ参照値から標準偏差値より大きく異なっているのかの検出を実際に可能にする、臨床研究から得られたデータベースを用いることが可能である。検出値は、光刺激に追随する網膜が生成する生体電気応答の振幅測定値（Ａ＝μＶ）、及び陰的応答時間（Ｔ＝ｍｓ）を含む。生体電気応答の大きさは、臨床診断の正常値を参照して、種々の原因及び性質の網膜の病変で評価することができる。

一方、陰的時間は、網膜に加えられた光刺激が、その性質により生体電気応答に変換される時間である。種々の網膜細胞光受容複合体が行うそのような光電気変換の時間は、眼瞼により起こり得る光の減衰に依存せず、従って非常に安定したデータである。一方、様々な網膜病変は、光刺激の光電気変換過程で遅延を起こし、この遅延は容易に評価することができる。

そのような臨床研究は、上記の装置を、光コヒーレンストモグラフィ（ＯＣＴ）装置と組み合わせて用いることによって行うことができる。

本発明により信頼性のより高い測定が可能になるおかげで、装置の特定のモードの使用により、さらに医療施術者の能力に関係が薄くかつ自発的又はその他の患者の攪乱、からより独立した測定、及び応答と対象の年齢に関連する正常参照データとの比較を、より正確にかつ安全に実行することができる。もちろん、その後の診察の目的で、得られた結果のアーカイブを作成し、そして経時的な病変の発展及び薬物治療の有効性をモニタすることが可能である。

上記の装置に、特に、拡散光の量及び質を最適化するために光拡散器の位置及び構造に関して、種々の構成のかつ大きさの修正を行うことができる。外部構造（ケース１１）は防護され、特に液体又はゲルの浸透性に対して密封性があるだろう。ハンドピースはまた、その内部に動作に必要な制御電子機器を全て含むことができ、この場合、装置は、データ転送に適切な通信ポート（例えばＵＳＢポート）が設けられ、データ記録の観点からも完全に自立しているものとして構成することができる。

添付の特許請求の範囲により定義された本発明自体の保護の範囲から以下の理由で逸脱することなしに、本発明による眼瞼を通した眼のＥＲＧ応答に対する記録を行う装置及び方法に、他の変形及び／又は修正をもたらすことができる。

Claims (10)

1. 視覚刺激に応えた患者の眼のＥＲＧ及びＶＥＰの生体電気応答の関数である信号を記録する装置において、
   前記刺激を生成するように適合された発光手段（１７）と、
   前記患者に接触して配置するように適合された、前記生体電気応答のセンサ手段（１４、１５）と、を備え、
   前記発光手段を制御して前記刺激の放出を管理するように、かつ、前記センサ手段（１４、１５）が発した検出信号を受信し処理するように適合された処理手段（２）に関連付けられた又は関連付けられるように適合された装置であって、
   前記センサ手段（１４、１５）が、眼瞼が閉じられた患者の眼に接するように適合された少なくとも１つのアイピース（１３）に、少なくとも部分的に前記眼瞼に接触して配置され、
   前記発光手段（１７）及び前記処理手段（２）が、前記刺激が前記閉じられた眼瞼を通して感知されると、前記生体電気応答が前記センサ手段によって検出されるように構成されることを特徴とする装置。
2. 少なくとも前記発光手段（１７）及び前記センサ手段（１４、１５）が、医療施術者によって把持されるように適合された細長いハンドピース（１１）に配置されており、前記センサ手段はハンドピース（１１）ごとに、前記アイピース（１３）に配置された少なくとも１つの活性電極（１４）及び参照電極（１５）を前記ハンドピースの軸端（１１ａ）に対応して備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記電極（１４、１５）が、患者の顔の眼窩回りに接触するように適合された、前記アイピースのリング（１３）に同心円状に配置される、請求項２に記載の装置。
4. 前記電極は、前記処理手段（２）によって処理されるように適合された検出信号を出力する差動増幅器（１６）に回路接続されている、請求項２又は３に記載の装置。
5. 前記ハンドピース（１１）が、医療施術者によって把持される人間工学的形状を有するフレームを備える、請求項２〜４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記ハンドピース（１１）に搭載された前記処理手段（２）を備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記ハンドピース（１１）に対して遠隔位置に、ワイヤ手段（１８、１８’、１８’’）又は無線システムを介して前記ハンドピース（１１）と通信する前記処理手段（２）を備える、請求項２〜５のいずれか１項に記載の装置。
8. 前記アイピース（１３）が、前記発光手段（１７）が発した光を拡散する光拡散手段（１２）を備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
9. 視覚刺激に応えた患者の眼のＥＲＧ及びＶＥＰの生体電気応答の関数である信号を記録する方法において、
   光刺激の放出及び前記刺激に応えた前記生体電気応答の検出を提供する方法であって、
   前記視覚刺激は、眼瞼が閉じられた目にもたらされ、また、前記生体電気応答の前記検出は、センサ手段（１４、１５）を閉じられた眼瞼に接触して配置することによって実行され、前記刺激は、前記刺激が前記閉じられた眼瞼を通して感知されると、前記センサ手段によって前記生体電気応答が検出可能であるようなものであることを特徴とする方法。
10. 前記刺激及び前記検出が、前記閉じられた眼瞼を、少なくとも前記発光手段（１７）及び前記センサ手段（１４、１５）を格納するハンドピース（１１）と接触させることによって実行される、請求項９に記載の方法。

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