JP2022552837A - 生体において眼内圧を調整するための配置 - Google Patents

Abstract

本発明は、生体において眼内圧（122）を調整するための配置（1）およびソフトウェアベースのアプリケーションに関する。この配置（1）は、眼内圧（122）を調整するための調節手段（103）と、生体において眼内圧（122）を取得するためのセンサ手段（102）とを有する。この配置（1）は、先行技術の欠点を回避しつつ、操作が容易で、眼内圧の変動に迅速な反応が可能であり、調節手段（103）が、センサ手段（102）により取得した眼内圧（122）に応じて眼内圧（122）を調整するように実装されていることを特徴とする。【選択図】図2

Description

本発明は、生体において眼内圧を調整するための配置であって、眼内圧を調整するための調節手段と、生体において眼内圧を取得するためのセンサ手段とを有する配置に関する。また、本発明は、ソフトウェアベースのアプリケーションに関する。

このような配置は、緑内障の患者の治療に用いられる。緑内障の治療はいずれも、眼内圧の低下を目的とするものである。眼内圧が過度に高くなると、視神経が障害され、視力が低下する。効果的な眼内圧の低下の必要性は、長期的な研究によって証明されており、一人一人の患者に対して緑内障が進行しにくい眼内圧の目標値を個別に決定する。薬物療法や外科手術により眼内圧を低下させることが可能であり、外科手術では、硝子体液の人工的な流出や維持を目的とするインプラントが使用されることもある。

従来技術における眼内圧を低下させるための配置、特に、弁を有するドレナージインプラントは、固定の排出断面を有するものであるか、あるいは、外部からのみ操作が可能なもの、例えば磁石によって操作が可能なものである。したがって、自動的な制御は不可能であり、常に手動による介入を必要とする。先行技術におけるドレナージインプラントまたは弁を有する配置の欠点としては、眼内圧の変動に反応できないか、反応できても遅すぎる点と、使いづらいという点が挙げられる。

このような状況に鑑み、本発明は、先行技術の欠点を回避しつつ、緑内障の眼内圧の変動に対する治療を改善するものであり、それにより使いやすい、眼内圧を調整するための配置、ならびに眼内圧を調整するための方法およびソフトウェアベースのアプリケーションを開示することを目的とする。

本発明の配置は、フィードバック制御による緑内障患者の眼内圧の自動制御を可能にし、眼科医による遠隔システムを介したモニタリングおよび遠隔操作による矯正的な介入を可能にするものである。

本発明によれば、上記の配置に関する目的は、センサ手段により取得した眼内圧に応じて眼内圧を調整するための調節手段が実装されている汎用的な配置により達成される。この目的のために、本発明において、例えば、弁を有するドレナージインプラントは、データの転送と処理を行うための集積チップとコイルを有する眼内圧センサと組み合わせて使用される。また、薬理活性物質を送出して眼内圧を低下させる薬剤送達システムの利用も考えられる。さらに、ドレナージインプラントを有する薬剤送達システムの併用も考えられる。このようなシステムにより、緑内障患者の自動治療が可能になる。これにより、汎用的な配置を利用した遠隔医療が可能となり、患者は眼科を頻繁に受診する必要がなくなる。

本発明の好ましい一実施形態において、前記調節手段は、その表面から、眼内圧を調整するための少なくとも1種の薬理活性物質を送出するように実装されている。インプラント型薬剤送達システムは、制御を目的として使用することができる。この目的のために、電気機械式閉鎖機構によって、生体活性表面の特定の部分を露出させることができ、その部分を薬剤が通過して、隣接する組織に送出される。本発明において、生体活性表面の残りの部分は、例えば、膜で覆われており、周辺組織に薬剤が送出されないように設計されている。生体活性表面のうちの膜で覆われた部分は、例えば、電気機械式閉鎖機構により変更することができる。本発明の一実施形態において、前記電気機械式閉鎖機構は、外部から制御することができるため、眼内圧の自動制御が可能である。このような薬剤送達システムは、涙管、眼瞼下、または眼内の結膜下、上強膜、強膜内などに配置することができる。これにより、医師の介入を必要とせず、迅速かつ直接的、そして自動的な眼内圧の調整が実現されるため、有利である。これにより、眼内圧の変動をより迅速に捉え、視神経への負担を軽減することができる。その結果、患者の視神経の損傷というリスクを軽減することができる。

本発明の有利な一実施形態は、前記表面の面積を変更するための調節手段を含む。例えば、薬剤送出システムを使用する場合、洗眼液または涙液に送出される薬理活性物質が通過する前記表面の面積が変更される。そのため、正確に計量された薬理活性物質が涙液または洗眼液に送出され、眼内圧を低下させることができる。前記薬剤送達システムは、適切な薬剤を補充するための接続部を有していてもよい。また、眼内に送出される薬剤の計量も可能である。また、薬剤送出表面への供給ラインに電気制御弁を設置することも考えられる。これにより、薬剤送出表面への到達量を制御することができる。よって、一人一人の患者に合わせたオーダーメイドの緑内障治療が可能になる。

本発明の有利な一実施形態において、前記調節手段は、眼内の房水の眼外への流出速度を変化させるための手段を含む。この目的のために、本発明において、例えば、弁を有するドレナージインプラントが眼内に移植される。弁の開口状態、特に、弁の開口断面や開口角度を電子的に操作・変更することができるため、弁を外部から操作して、房水の流出を自動的に制御することができる。これにより、選択的に房水を排出することが可能になり、その結果、患者の視神経への圧迫が最小限に抑えられ、さらなる損傷を防ぐことができる。このような眼内圧低下治療は、薬物治療のみの場合と比べて、忍容性が非常に高いという特徴がある。

本発明の好ましい一実施形態において、前記調節手段は、眼内の房水の眼外への流出速度を変化させるための排出手段を含む。この目的のために、本発明において、例えば、開口抵抗が変化する、すなわち弾性が変化するドレナージインプラントが用いられる。このようなドレナージインプラントは、房水の流出を極めて精密に制御することができる。これにより、日内周期などの周期的な眼内圧の変化を捉え、患者ごとに自動的に補正することが可能になる。このような弁を使用することにより、眼内圧を極めて精密に調整することができる。そのため、房水が排出されることで過剰な眼圧を迅速かつ自動的に下げることができる。本発明による眼内圧の自動調整により、総じて、治療の成功の可能性が高まる。これは、治療の成功の可能性が、個々の患者の治療の順守にそれほど依存しないか、全く依存しないためである。

本発明の有利な一実施形態は、前記センサ手段により得られた値から眼内圧に関する設定値を算出するために設けられたデータ処理手段を含む。この実施形態において、前記調節手段は、前記データ処理手段から前記設定値を受信するように実装されている。この目的のために、本発明において、例えば、RFIDと類似したデータ伝送チャネルが使用され、例えば、インプラントおよび外部読取装置に搭載されている。このデータ伝送チャネルは、眼内圧センサおよび移植弁や薬剤送達システムの情報を送受信することができる。これにより、閉ループ制御系による眼内圧の自動制御が可能になる。算出された値をもとに、眼内圧の潜在的な変動を予測し、その値が患者ごとの設定値で常に維持されるように予防的な処置を行うことができる。そのため、視神経への圧迫が最小限に抑えられ、損傷やそれに伴う緑内障のさらなる進行を防ぐことができる。

本発明の好ましい一実施形態において、前記センサ手段は、眼内圧に関する情報を前記調節手段および／または前記データ処理手段に無線で転送するように実装されている。この目的のために、本発明において、例えば、RFIDチップが使用され、例えば、インプラントおよび外部読取装置に搭載されている。このRFIDチップは、眼内圧センサおよび移植弁や薬剤送達システムの情報を送受信することができる。これにより、患者の眼の機能や構造の状態に関する情報を常に得ることができる。したがって、患者は、眼科を受診することなく、定期的に自身の眼の状態に関する情報を得ることができる。これにより、本発明によれば、患者自身や必要に応じて医師が眼内圧の制御に介入することが可能になる。

本発明の有利な一実施形態において、前記調節手段は、該調節手段に関する情報を前記データ処理手段に無線で転送するように実装されている。そのため、弁の状態、特に、弁の開口断面または開口抵抗に関する個々の患者の情報が常に提供される。前記情報は、例えば、外部読取装置に搭載されたRFIDチップに送信され、アルゴリズムにより処理される。したがって、患者や医師、あるいは必要に応じてアルゴリズムを用いたコンピューターシステムによって、前記配置の性能状態を常に評価することができる。

本発明の好ましい一実施態様において、前記データ処理手段は、個々の患者の眼内圧に関する情報を用いて、個々の患者の眼内圧の設定値を決定するように実装されている。前記外部装置は、測定されたパラメータをRFIDチップを通して読み取り、保存されているアルゴリズムにより、患者ごとの設定値を決定することができる。これにより、閉ループ制御系による眼内圧の自動制御が可能になる。したがって、患者や医師による外部介入は不要であるが、ユーザーによる矯正は随時可能である。

本発明の好ましい一実施形態は、個々の患者の眼内圧の設定値をオペレータが決定できるように実装されているデータ処理手段を含む。医師や患者自身による外部介入は、オペレータインターフェースにより常時可能である。そのため、入力される情報の評価の重み付けを変更することができる。例えば、眼内圧の設定値を医師が手動計算して、オペレータインターフェースを通じて入力することが可能である。

本発明の有利な一実施形態において、前記調節手段および／または前記データ処理手段および／または前記センサ手段に電力供給するための電力供給手段は、眼の外部に配置されるように設けられている。この電力供給手段は、例えば、外部装置に搭載された1つ以上の充電式電池であってもよい。この電力供給手段により、移植されたセンサと弁にインダクティブ方式で電力を供給することができる。これにより、眼内に電池やバッテリーシステムを移植することなく、外部からセンサと弁を電気駆動制御することが可能になる。

本発明の有利な一実施形態において、前記調節手段および／または前記センサ手段は、ナノエレクトロニクス部品として実装されている。ナノエレクトロニクス部品としての眼内圧センサと弁を用いることで、非常に省スペースに眼内に移植することができる。そのため、患者の外科手術の範囲を小さくできる。ドレナージシステムで経時的な目詰まりが発生したり、弁やセンサの性能が低下した場合、あるいは合併症を発症する可能性がある場合でも、前記部品を簡単に取り外して交換することが可能である。そのため、患者にとっても受け入れやすい治療法になっている。

操作が容易で、眼内圧の変動に対して迅速な反応が可能な配置を提供するという目的は、眼内圧を調整するための調節手段および生体において眼内圧を取得するためのセンサ手段と無線通信するように実装されたソフトウェアベースのアプリケーションにより達成される。このようなアプリは、例えば、患者の携帯デバイスにインストール可能である。このアプリにより、患者は、眼内圧の制御への介入が可能になる。したがって、患者は眼科を頻繁に受診する必要がなくなるため、有利である。

本発明の有利な一実施形態において、ソフトウェアベースの前記アプリケーションは、生体において眼内圧を取得するためのセンサ手段により得られた眼内圧を無線で受信するように実装されている。このようなアプリは、例えば、患者の携帯端末デバイスにインストールされる。データが送信されることで、患者は、常に自身の眼の状態に関する情報にアクセスすることができる。これにより、確実に、患者の治療の順守が高まるとともに、眼科を受診する回数を減らすことができる。

本発明の有利な一実施形態において、ソフトウェアベースの前記アプリケーションは、前記センサ手段により得られた値から、個々の患者の眼内圧の設定値を算出するように実装されている。このようなアプリは、例えば、サーバーにインストールされ、医師や患者のコンピューターからアクセスして、パラメータ化できるものであり、このアプリによって、視神経にさらなる損傷が生じないように個々の患者に対して設定される眼内圧が算出される。医師や患者は、算出された値をアプリで常に確認することができるため、眼の状態をより実感することができ、必要に応じて、アプリで設定値を調整することにより介入することも可能である。したがって、緑内障患者に対するオーダーメイドの自動治療が可能になる。

本発明の好ましい一実施形態において、ソフトウェアベースの前記アプリケーションは、個々の患者の眼内圧の設定値を前記調節手段に無線で転送するように実装されている。そのため、患者ごとの設定値を直接弁に送信することができる。電気機械式駆動により、弁によって適切な寸法の開口断面を露出させることができるため、房水を流出させて、眼内圧を下げることができる。これにより、眼内圧を制御する閉ループ制御系が提供されるため、緑内障患者にとって利便性が格段に向上する。

本発明の有利な一実施形態において、ソフトウェアベースの前記アプリケーションは、眼内圧に関する情報を入力および／または出力するように実装されている。このようなアプリは、例えば、サーバーにインストール可能であり、患者や医師の携帯電話からのアクセスが可能である。患者は、アプリにより、自身の眼の状態に関するあらゆる情報を得ることができる。さらに、医師や患者は、自動的に算出された設定値とは異なる設定値を入力することができ、閉ループ制御系への積極的な介入が随時可能である。そのため、患者は、適切な設定値を決定するために医院を頻繁に受診する必要がなくなる。医師は、遠隔で患者を治療することができる。

本発明の好ましい実施形態について、例を挙げて図面を参照しながら説明する。図面により、本発明のさらなる利点について詳細に理解することができるであろう。図面において、機能が同じ要素には、同じ参照番号を付している。図面の各図の詳細は以下の通りである。
本発明の配置により眼内圧を制御するための概略的なフローチャートである。この図では、患者が測定を手動で行う。 本発明の配置により眼内圧を制御するための概略的フローチャートである。この図では、測定が連続的かつ自動的に行われる。 本発明の配置により眼内圧を制御するための概略的なフローチャートである。入手可能な情報は、医師により評価され、所見にまとめられる。

図1は、眼内圧を自動制御するための、本発明の配置1による制御機構の概略的フローチャートである。この目的のために、眼100内に移植された眼内圧センサ102により、眼内圧122が測定される。この測定は、連続的に行われるか、医師110または患者101により設定された時点で行われる。

眼内圧センサの生データ123は、例えば、RFIDチップを有する外部装置104に転送される。

外部装置104は、例えば、多機能眼鏡、患者の携帯装置、または枕に設置することができ、磁気信号、熱信号、音響信号、または光信号124によって、眼内圧を制御するための弁103を作動させる。房水の排出制御を目的として、弁103の開口断面または弁103の開口抵抗が変更される。弁103の状態、特に、弁103の開口断面125または弁103の開口抵抗125は、外部装置104にフィードバックされる。個々の患者情報127、特に、測定された眼内圧122、弁103の開口断面125または弁103の開口抵抗125は、クラウド型データベース105に送信され、そこで保存される。

本発明のアプリは、例えば、患者の携帯端末104にインストール可能であり、患者101は、このアプリによって、弁103の状態を読み取ることができるだけでなく、弁103の状態を操作することもできる。

クラウド型データベース105は、クラウド型データベース105から出力される患者データ129へのアクセスを可能にする患者ポータル108を有する。患者日誌128は、クラウド型データベース105で保存することができる。患者日誌128を通して、患者は医療従事者110に送信するデータを入力することができる。本発明において、患者日誌128の入力は、患者101の携帯端末装置のアプリで行うことができる。

クラウド型データベース105は、医師アクセス107をさらに備え、医師アクセス107により、医療従事者は、準備された情報132のすべてにアクセスすることができる。

本システムは、人工知能をさらに備え、この人工知能は、眼外に配置された人工知能モジュール（AIモジュール）109に設けられている。AIモジュール109は、準備された情報132を考慮して、アルゴリズムにより眼内圧の設定値126を決定する。この設定値126は、医師アクセス107を通じて医療従事者110による上書きが常に可能であり、上書きされた設定値は、修正設定値133としてAIモジュール109に転送される。個々の患者の履歴131は、外部データベース106に保存されており、この履歴131には、眼内圧－時間曲線に関する情報や治療・診断情報が含まれている。これらの情報を考慮した上で患者の最適な眼内圧を算出するために、履歴131はクラウド型データベース105に送信される。

図1に示すように、本発明の配置1を有する制御機構において、患者101による手動測定120aが行われる。手動測定120aは、外部装置104、例えば、多機能眼鏡や睡眠用マスクに設けられた外部装置104を用いて手動で開始され、自動的に測定が行われる。この目的のために、RFIDチップによって眼内圧センサ102が作動する。

測定値120b、特に、眼内圧と、弁103およびドレナージシステム103の状態は、外部装置104に送信され、クラウド型データベース105により患者101に提供される。クラウド型データベース105には、患者101が利用できるオペレータインターフェース130があり、このオペレータインターフェース130を利用して、クラウド型データベース105に患者日誌128のデータおよび医療従事者110が入力した患者データ129が入力される。

図1に示すように、すべての治療データ120が外部装置104に転送されることにより、眼内圧センサ102、弁103、およびドレナージシステム（103）とクラウド型データベース105からの情報との間の閉ループ制御系が形成される。

図2では、図から分かるように、図1のフローチャートとは異なり、測定は、患者101が行うのではなく、患者101の操作を伴わずに連続的かつ自動的に行われる。この目的のために、例えば、設定値126がAIモジュール109からクラウド型データベース105に転送される。そして、クラウド型データベース105から、設定値126が外部装置104に送信され、電子データ送信124により薬剤送達システム103に送信される。

薬剤送達システム103は、薬理活性物質が送出される表面の面積を変更することができるように実装されている。これにより、正確に計量された、眼内圧を調整するための薬理活性物質121が、洗眼液に送出され、眼内圧が調整される。薬剤送達システムの状態125aに関する情報、特に、生体活性表面のうちの膜で覆われた領域の部分と膜で覆われていない領域の部分に関する情報は、例えば、Bluetoothインターフェースにより患者の携帯端末に送信される。

AIモジュール109は、医師アクセス107から指針値133を受信し、個々の患者の設定値126を算出する。医師110は、医師アクセス107により、随時介入することができ、適切な指針値133を設定して、AIモジュール109により決定された設定値126を上書きすることができる。この目的のために、本発明のアプリは、例えば、医師110のPCにインストール可能である。また、医師110は、クラウド型データベース105により、患者101への応答134を入力して患者101に送信することができるので、医師110と患者101との間のコミュニケーションが可能である。データ送信は、Wi-Fi、Bluetooth、またはWWANなどのインターフェースによって行われるため、医師110と患者101が同じ場所にいる必要はなく、薬剤送達システム103または弁103を、眼内圧センサ102と組み合わせて遠隔医療で使用することが可能である。

図2に示すように、患者日誌128の情報は、患者アクセス108によりクラウド型データベース105に送信され、準備された情報132という形で、設定値を算出するための基礎情報としてAIモジュール109に転送され、またモニタリング用として医師アクセス107に転送される。

本発明において、例えば、患者の携帯端末104にインストールされたアプリを用いて、準備された情報132を表示させることができる。

図3は、眼内圧を制御するための、本発明の配置1を有する閉ループ制御機構の概略的フローチャートである。ここでは、医師110、特に、遠隔医療を行う医師110がAIモジュール109と通信して、AIモジュール109により算出された設定値126を、医師110による指針値または治療指針値133で上書きすることが可能である。

図3から、本システムによって、第2の医師または遠隔医療を行う医師110aがさらなる指針値133aを入力することができること、および、当該値も設定値126を決定するために考慮されることがわかる。したがって、遠隔診療の分野でセカンドオピニオンを得ることが可能である。

また、図3では、この目的のために、適切な治療上の推奨事項が記載された所見135が、第1の医師または遠隔医療を行う医師110から第2の医師または遠隔医療を行う医師110aに送信されることが示されている。第2の医師または遠隔医療を行う医師110aは、医師アクセス107およびクラウド型データベース105により、第2の指針値133を患者101に送信することができる。

図3において、設定値126を弁103に送信するための処理が、図1および図2で既に示した処理と同じであることが示されている。弁103を有するシステムと薬剤送達システム103を組み合わせることが考えられ、これにより、高い効果ともに、患者101での非常に高い忍容性が期待される。

1 配置
100 眼
101 患者
102 眼内圧センサ
103 弁
103a 薬剤送達システム
104 外部装置
105 クラウド型データベース
106 外部データベース
107 医師アクセス
108 患者アクセス
109 AIモジュール
110 医師
110a 医師2
120 治療情報
120a 手動測定
120b 測定値
121 薬理活性物質
122 眼内圧
123 眼内圧センサの生データ
124 電子データ送信
125 弁の状態
125a 薬剤送達システムの状態
126 設定値
127 個々の患者情報
128 患者日誌
129 患者データ
130 オペレータインターフェース
131 患者の履歴
132 準備された情報
133 指針値
133a 指針値2
134 患者へのフィードバック
135 所見

Claims (17)

1. 生体において眼内圧（122）を調整するための配置（1）であって、眼内圧（122）を調整するための調節手段（103）と、生体において眼内圧（122）を取得するためのセンサ手段（102）とを有し、該調節手段（103）が、該センサ手段（102）により取得した眼内圧（122）に応じて眼内圧（122）を調整するように実装されていることを特徴とする配置（1）。
2. 前記調節手段（103）が、その表面から、眼内圧（122）を調整するための少なくとも1種の薬理活性物質（121）を送出するように実装されていることを特徴とする、請求項1に記載の配置（1）。
3. 前記調節手段（103）が、その表面の表面積を変更できるように実装されていることを特徴とする、請求項1または2に記載の配置（1）。
4. 前記調節手段（103）が、眼（100）内の房水の眼外への流出速度を変化させるための手段を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
5. 前記調節手段（103）が、眼（100）内の房水の眼外への流出速度を変化させるための排出手段を含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
6. 前記センサ手段（102）により得られた値から眼内圧（122）に関する設定値（126）を算出するために設けられたデータ処理手段（104）を含み、前記調節手段（103）が、該データ処理手段（104）から前記設定値（126）を受信するように実装されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
7. 前記センサ手段（102）が、眼内圧（122）に関する情報（120；120b）を前記調節手段（103）および／または前記データ処理手段（104）に無線で転送するように実装されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
8. 前記調節手段（103）が、該調節手段（103）に関する情報（125；125a）を前記データ処理手段（104）に無線で転送するように実装されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
9. 前記データ処理手段（104）が、個々の患者の眼内圧に関する情報（132）を用いて、個々の患者の眼内圧（122）の設定値（126）を決定するように実装されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
10. 前記データ処理手段（104）が、個々の患者の眼内圧（122）の設定値（126）をオペレータ（101；110；110a）が決定できるように実装されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
11. 前記調節手段（103）および／または前記データ処理手段（104）および／または前記センサ手段（102）に電力供給するための電力供給手段を含み、該電力供給手段が、眼（100）の外部に配置されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
12. 前記調節手段（103）および／または前記センサ手段（102）が、ナノエレクトロニクス部品として実装されていることを特徴とする、先行する請求項のいずれか1項に記載の配置（1）。
13. ソフトウェアベースのアプリケーションであって、眼内圧（122）を調整するための調節手段（103）および生体において眼内圧（122）を取得するためのセンサ手段（102）と無線通信するように実装されていることを特徴とするアプリケーション。
14. 生体において眼内圧（122）を取得するためのセンサ手段（102）により得られた眼内圧（122）を無線で受信するように実装されていることを特徴とする、請求項13に記載のソフトウェアベースのアプリケーション。
15. 前記センサ手段（102）により得られた値から、個々の患者の設定値（126）を算出するように実装されていることを特徴とする、請求項13または14に記載のソフトウェアベースのアプリケーション。
16. 個々の患者の眼内圧（122）の設定値（126）を前記調節手段（103）に無線で転送するように実装されていることを特徴とする、請求項13～15のいずれか1項に記載のソフトウェアベースのアプリケーション。
17. 眼内圧に関する情報（127）を入力および／または出力するように実装されていることを特徴とする、請求項13～16のいずれか1項に記載のソフトウェアベースのアプリケーション。

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