JPH04504670A - 人間又は動物の身体機能を実時間監視するために用いる装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、人間や動物の生体における身体機能を実時間監視するために用いる装 置に関し、特に、目を介してこれらの機能を監視するだめの装置に関する。

多様な状況において人間や動物の状態を監視することが必要である。一つの特に 重要な時は、外科的処置又はその他の処置が行われている間の麻酔の時である。

身体の状況及び状態は、脈拍数、血圧、体温、等々の数個のパラメーターのレベ ル又は変動を監視することにより評価される。これらの状況において患者の状態 を監視するために医者を補助する器具及び装置が利用可能であり、麻酔に関連し て使用可能なものの幾つかについて後述する。

背景技術 監視するべき最も重要な機能は、例えば麻酔中の、脳への酸素供給である。これ の測定は、パルス・オキシノ）　！Ｊ　−（ｐｕｌｓｅ　ｏｘｉｍａｔｒｙ）と 呼ばれている。脳は、酸素とぶどう糖によって、即ち、酸化代謝によってのみ生 きることが出来るのに対して、他の殆どの組織は、成る時間は酸素無しで、即ち 、無酸素代謝により生きることが出来る。酸素供給量は、送り出し、即ち、全て の血流を支配する心臓の抽出量と、０．ヘモグロビン解離曲線により支配される 、血液中の使用可能な酸素の量との関数である。

血流量は、血圧を監視し、抵抗が一定で、圧力が流量に直接関連付けられる（オ ームの法則）と仮定し、心電図（ＥＣＧ）及び／又はパルス酸素計で一般に測定 される脈拍数により評価される。使用可能な酸素量は、１個、２個又は３個の単 色光源を使うことによりヘモグロビンの百分率飽和度を計算するパルス酸素計で 測定される。

これらの装置は、普通は、例えば足指、手指又は耳などの辺縁部における飽和度 を測定するものであり、これは、中央で脳へ送られる血液の酸素飽和度に関連す るものとされる。

パルス酸素測定法の主な限界は、測定値が辺縁部でのものであって、中央の血流 のものではないことである。パルス酸素測定法の他の限界は、次の通りである： （ｉ）　計算がベール・ランバートの法則に基づいていて、皮膚組織及びその他 の組織による光の散乱に起因して、これらの条件の下ではこの法則の適用は妥当 でないことが知られている。

（ｉｉ）　使用される光の波長は、普通は、使用可能な発光ダイオードにより決 まるのであるが、これらは理想的でないことがある。既存の機械は、唯一の、又 は二つの、又は三つの波長を使うが、そのために酸素飽和度の計算が更に制限さ れることとなる。

（ｉ　ｉ　ｉ）　周囲の光が信号検出を妨げるので、その感度を低下させる。

（ｉ　ｖ）　光が透過する組織のスペクトル吸光度は、例えば非白人で、結果に 影響を及ぼす。

（Ｖ）　例えばビリルビンなどの、血液中に通常見出される他の化学物質も、光 の透過を妨げることがあり、結果に対して未知の影響を及ぼすことがある。

網膜の機能を評価するために、網膜電図（ＥＲＧ）も使われる。この装置は、網 膜の電気的活動度を検出するための円形の電極を備えたコンタクトレンズを使う 。目の中に向けられた外部光源により刺激が与えられる。

眼球前房の角度と目の眼底周辺部とを観察するためにミラー又はレンズを備えた コンタクトレンズも使われてきている。検眼鏡検査の際の網膜底部の観察を助け るために高負パワーコンタクトレンズも使われており、安定した網膜イメージの 研究のためにコンタクトレンズ上に望遠鏡装置が使われている。

瞳孔の大きさは、麻酔時に臨床的指針として使うことの出来るものであり、赤外 線瞳孔計測法（ｉｎｆｒａ−ｒｅｄ　ｐｕｐｉｌｌｏｍｅｔｒｙ）は、視覚機能 の種々の面を評価する方法として解説されている。この方法では、瞳孔の大きさ を、その大きさに影響を与えることなく測定するために外部赤外線カメラを使用 する。

麻酔時に４個の電気パルスの列を使って筋肉を刺激して神経−筋肉遮断を評価す ることも解説されている。

視覚誘起電位（ＶＥＰ）も、麻酔時及びその他の時に患者の状態を監視するため に使われている。正確に計った視覚刺激又は一連の正確に計った視覚刺激に続い て脳の電気的活動度の変化を記録することによって電位が測定される。

心電図（ＥＣＧ＞は、心臓の電気的活動度を測定して、その様なものとして心拍 数、心臓のリズム、筋肉収縮、並びに、間接的に、筋肉・＼の酸素供給量の尺度 を提供する。

本発明の狙いの一つは、従来技術の欠点の幾つかを防止しつつ、心血管、呼吸、 神経筋及びその他の身体機能の非侵略的な実時間監視のだめの装置を提供するこ とである。

発明の開示 本発明の第１の面により、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するため の装置が提供されるが、この装置は、該装置を目の上に位置決めし支持するだめ の強膜コンタクトレンズと；少なくとも一つの独立した光入力手段と少なくとも 一つの独立した受光手段とを有する該コンタクトレンズにより支持される光学シ ステムとから成り、使用時に、該光入力手段からの光が該コンタクトレンズを通 して目に向けられ、該受光手段は、目から該コンタクトレンズを通して戻ってく る光を受け取るように配置される。

この装置の好適な形は、伝統的なパルス酸素計量法の上記欠点を回避すると共に 、網膜血流の可視、紫外、及び赤外分光測光分析又は蛍光分光測光分析のための 第１光学システムを使うことにより他の身体機能を監視するための手段を提供す る。

この装置の他の好適な形は、例えば麻酔時などに赤外瞳孔計測法のための第２光 学システムを使うことにより、たとえ瞼が実質的に閉じられたときでも、瞳孔の 大きさを監視することを可能にする。

本発明の第２の面によると、先行のいずれかのクレームに記載された装置の使い 揄で可能な構成要素が提供されるが、それは、該装置を目の上に位置決めし支持 するための強膜コンタクトレンズと、光学システムを着脱可能に取付けて支持す る該コンタクトレンズ上の取付は手段とから成り、これは、該コンタクトレンズ の前方の、少なくとも一つの独立の光入力手段と少なくとも一つの独立の受光手 段とから成る。

本発明の第３の面によると、クレーム１ないし１８のいずれかに記載された装置 を使って人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視する方法が提供される。

本発明のその他の好適な特徴は、以下の記述と、明細書の補助的クレームとから 明白となろう。

発明を実施する最良の態様 後述する装置は、目を介して人間又は動物の身体機能を監視する光学システムの ための運搬具として強膜コンタクトレンズを使用するものであって、目の網膜の 前方にある構造が光を透過させるようになっているために、それが光学的検査方 法に良く適合しているという認識に基づくものである。更に、目は、前記の従来 技術方法の幾つかより一層直接的な、脳の状態を評価する方法を与える４）ので ある。その理由は、眼動脈を介する目への主要な血液供給が内部頚動脈の分岐で あることである。従って、目は、時に、適切なことに、脳の「窓」と呼ばれる。

この装置の好適な形は、同じ設備を使って、幾種類かの機能又はパラメーターを 、該装置の光学システムと関連して監視することを可能にすると共に、該装置の 光学システムとは独立に監視することをも可能にするものである。

上記した様に、この装置は、人における心血管、呼吸、及び神経筋機能の非侵略 的な実時間監視のための方法を提供するものである。また、それは、血液中に通 常見出される種々の細胞及び化学的成分の生体測定方法を与える。また、例えば 薬剤などの、外来の化学物質とその代謝物質とを、その個々の吸収／反射スペク トルが特定された後に、測定することも可能である。

この装置について詳しく説明する前に、これを使って行うことの出来る何種類か の機能を手短に説明する。

１、可視、赤外、及び紫外領域の光を使って、分光測光法により各細胞又は化学 物質の特有の吸収／反射スペクトルを検出することにより、血液中に見出される いずれかの又は全ての細胞及び化学物質の量と変化とを測定すること。

２、分光測光により網膜への酸素配給を評価し、それで脳への酸素配給の度合い を提供することによりヘモグロビンの酸素飽和度の変化を測定すること。同じく 、例えば酸化ヘモグロビンから還元ヘモグロビンへの変化などの、一つのヘモグ ロビンから他のヘモグロビンへの変化を、踵状赤血球貧血の原因であるＨｂｓな どの異常ヘモグロビンの百分率変化と同じく測定することが出来る。

３、網膜の血管からの赤外光の反射率を使って動脈二酸化炭素テンションを測定 すること。

４、分光測光を使って血液中の特定の物質の輸送を測定して網膜血流（これは、 心臓拍出量と、大脳血流とに関連している）を測定すること。

５、網膜の血管の広さの変化の結果としての血液体積変化、又は、心臓の拡張と 収縮の際のヘモグロビンの酸素飽和度のサイクルを検出することにより、脈拍数 を測定すること。・ ６、赤外瞳孔測定による麻酔の深さ及び／又は意識のレベルを測定すること。

７、動脈血圧及び／又は脈拍数を測定又は監視するために目の圧力変化を測定す ること。

８、血液中のｐＨ変化の度合いとして、この圧力測定に用いられる人工涙のｐＨ の変化を測定すること。

９、麻酔の深さの度合いとして、これらの人工涙の体積の増加を測定すること。

１０、　この装置を網膜電図の一部として使うことにより網膜の電気的活動度を 測定して麻酔の深さと意識のレベルとを評価するために統合的な網膜活動度を測 定すること。

１１、麻酔の深さと意識のレベルとを評価するために視覚誘起電位の変化を測定 すること。

１２、統合的網膜活動度と視覚誘起電位との測定を行って心臓の電気的活動を監 視すると共にＥＣＧを記録するために使われる電極により記録された電気的変化 を測定すること。

１３、　４種類の真っ直ぐな眼前の全ての筋電図（ＥＭＧ）の使用による麻酔中 の神経筋肉遮断の測定。

１４、　４個の刺激の系列で側部直前を電気的に刺激すると共に赤外瞳孔測定法 を使って目の運動又は運動の欠如を記録することによる麻酔中の神経−筋肉遮断 の測定。

１５、　この装置に設けられたサーミスタ（熱電対）又は赤外線センサーを使っ て体温を測定すること。

１６、網膜における生化学反応と細胞呼吸の測定。

この明細書で使われている１人又は動物の身体機能」という表現は、上記した種 々の機能の全てと、網膜の血液中の物質と変化の監視と、網膜の細胞中の生化学 （有機又は無機の）変化とを包含するものとする。

間欠的に又は連続的に、これらの機能の中のいずれか一つ又は全てをこの装置で 実時間で監視することが可能であることにも留意するべきである。

この明細書で使用する「光」という用語は、可視波長と、その他の、赤外光及び 紫外光などの不可視波長とを含むものとする。

添付図面を参照して、この装置を一層詳しく説明する。強膜コンタクトレンズに ついて始めに説明し、次に、分光測光、瞳孔計測、流体測定、電気生理及び温度 測定という表題の下に分類することの出来る上記の種々の機能に関する構成要素 について説明する。最後に、本装置に使われた分析及び表示設備について手短に 説明する。

コンタクトレンズ ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）又はその他の適当な殺菌可能な材料から 成る強膜コンタクトレンズ１が好適に使われる。強膜コンタクトレンズ１は、目 の強膜と眼球結膜とに密着する様に設計されているので、目が動くとコンタクト レンズ１もそれと一緒に動く。強膜コンタクトレンズは、角膜用の保護装置とし て１８８８年に最初に使われたものであり、それ以来、種々の臨床及び治療のた めの用途がある。

角膜、強膜及び結膜を保護するために、固い接触型強膜コンタクトレンズを、例 えばソフトコンタクトレンズの製造に使われる、水分含有量の少ない又は多い、 親水性材料で被覆することが出来る。この様な被覆は、被覆材料だけが目と接触 するので他の材料からコンタクトレンズを作ることも可能にするものである。

図１に示されている強膜コンタクトレンズは、目の網膜を照明するために瞳の平 面を通し且つ実質的に該平面内で光を収斂させるための収斂レンズを備えた中央 光学部分２を有する。図１は、レンズ１と中央光学部分２（角膜部分とも称する ）とを示す。中央部分２は、レンズの残りの部分（接触部分（ｔｈｅ　ｈａｐｔ ｉｃ　ｐｏｒｔｉｏｎ））より小さな曲率半径を有する。光学部分２の半径Ｃは 、人の角膜の９５パーセンタイルより小さくされるので、一般的には約６．５ｍ ｍである。レンズ１が目に装着されるとき、光学部分２は角膜から起こされる。

光学部分２の直径すは一般的には１３ｍｍ以上である。

強膜コンタクトレンズ１の背後接触半径ｅは一般的には１２ｍｍと１５ｍｍとの 間であり、背後接触サイズａは２０ｍｍと２５ｍｍ（垂直）との間であり、水平 サイズは普通は１〜２ｍｍ大きい。殆どの人の目に合う様に、３種類の大きさの 異なるレンズ１の組が普通は設けられる。

光学部分２の中心には移動キャリヤー上に設けられた約３ｍｍの直径ｄを持った 高倍率正レンズの形の収斂レンズ３である。レンズ３の光軸は、目の光軸と実質 的に一致する。

レンズ核３は、４ｍｍの平均前房深さく図２Ａを見よ）について瞳孔３０の平面 内で平行光を収束して照明源（下記を見よ）の像を実質的に瞳孔の平面内に生じ させる様に配置されている。これは、マックスウェルの図（Ｍａｘｗｅｌｌｉａ ｎ　ｖｉｅｗ）として知られている。この様にして照明は目の光軸に沿って提供 され、レンズ核３は、光を実質的に瞳孔３０の平面内に収束させる。この様にし て、網膜は瞳孔の大きさとは実質的に無関係に照明されるので、瞳孔を拡張させ るために瞳孔散大薬を使う必要は非常に少なくなる。

照明が光軸に直接沿って行われるならば、角膜から反射される光で問題が発生す る可能性があるので、照明を、実質的には光軸に沿わせながら僅かに軸外れに、 即ち、それに対して小さな角度を持たせて、行うのが好都合であるかもしれない 。別の手段として、反射防止コーティングを光学構成要素の表面に塗布すること が出来る。

図示の構成では、レンズ核３の焦点距離は約５ｍｍである、即ち、約２００ジオ プトリーの強さである。強膜コンタクトレンズ１の光学部分２が角膜から起こさ れるとき、それはレンズ核３と目との間の距離を増大させるので光を実質的に瞳 孔３０の平面内に収束させるためにレンズがもっと高いパワーのレンズである必 要は無くなる。

コンタクトレンズ１の光学部分と接触部分との間には移行カーブがあり、そこで は、その２部分が融合する。この点で小さな（例えば直径が約Ｌｍｍ）窓割り又 は開口部４が設けられる（中央と横との両方）ので、レンズの下で角膜が乾燥し ないように人工涙などの流体をレンズ１から目へ通過させることが出来る。人工 涙は、開口部４の一つに結合されたチューブ又はカニユーレ５Ａに沿って提供さ れ、他方の開口部４に結合されたチューブ又はカニユーレ５Ｂは、目から戻る流 体を受け取る。

別の構成（図示せず）では、チューブ５Ａ及び５Ｂは、角膜側にさら穴開口部を 有するコンタクトレンズ１に取りつけられたキャリヤー６　（下諷己を見よ）の 壁厚の中に含まれることが出来る。

いずれの構成でも、チューブ５Ａ及び５Ｂは、好ましくは、例えば他の装置に続 く可撓性チューブなどにより、閉じたシステム（図示せず）に接続される（下記 を見よ）。

強膜コンタクトレンズ１から、例えば後述するものなどの１個以上の光学システ ムの構成要素を受け入れるキャリヤー６が延びている。これらをキャリヤー６の 中に着脱可能に固着するためにゴム製Ｏリング固定装置７又はその他の取付は手 段が設は後述する。

装置の外から来る、その機能を妨げる光を防止するために、キャリヤー６と、コ ンタクトレンズ１の接触部分との利用法が、好ましくは、不透明なラミネーショ ンを備えるか、又は黒色パースペックスなどの不透明材料から製造されるのが好 都合である。

強膜コンタクトレンズ１とキャリヤー６とは、使用後に処分出来る様に、割合に 安価な材料から形成することが出来る。よって、光学システムの構成要素は、上 記したキャリヤー６から取り外すことが出来、その後に、他の患者に使用される べき新しいコンタクトレンズ・ユニットのキャリヤー６に据えつけることが出来 る。

分光測光と蛍光分光測光 網膜の照明と、そこから戻ってくる光を検出して網膜の血液供給の吸光度／反射 率を決定することを含む測定のために、図２（及び図８ないし１１）に示されて いるものなどの光学構成要素から成る第１光学システムがキャリヤー６内に使用 される。

図２に示されている構成は支持体１７を備えており、この支持体は、キャリヤー ６の中にはまりこむと共に、レンズ核３の正面に位置して目の光軸に沿って目の 瞳孔に向けられた干渉性又は半干渉性のファイバーオブチック束８を収容する。

図３及び４は、この光学システムのいろいろな部分を詳しく示す。ファイバーオ プチック東８は、レンズ核３を通して光を向ける中央の照明ファイバー９と、網 膜から戻る光を受け取るために中央のファイバー９の周囲に束ねられた１本以上 の近軸受光ファイバー１０とから成る。周囲の迷光からの干渉を阻止すると共に 、該ファイバーからの光損失を防止するために、ファイバーの周囲に光吸収性の 外側被覆１１が設けられている。照明ファイバー９は、受光ファイバー１０から 隠されてもいる。

よって、中央のファイバー９は、独立した光入力手段を提供し、ファイバー１０ は複数の独立した受光手段を提供する。

光源が照明ファイバー９の他端部に該装置から離れて設けられるが、この光源は 、好ましくは、一連の、異なる単色干渉フィルター１５を備えた回転可能なホイ ール１４の背後に位置するハロゲン電球１３から成り、コンデンサー・レンズ１ ６が電球１３とホイール１４との間にある。よって、適切なフィルター１５を電 球１３からの光ビームの正面に置くことにより、選択された波長の光が照明ファ イバー９を通してし照明する。フィルター・ホイール１４を回転させることによ り、異なる波長を次々に使用することが出来る。

別の形では、光源は、（例えばレーザーからの）反射干渉性単色光又は選択され た発光ダイオードにより提供される。

網膜から戻る光は、目から瞳孔を通して出て、コンタクトレンズ１の光学部分２ を通して受光ファイバー１０の端部へ向かい、このファイバー１０は、戻ってく る光の強度を決定するために受光ファイバー１０の他方の端部に設けられた例え ば光電子増倍管（図示せず）などの遠隔感光手段へ、戻ってくる光を伝送する。

よって、一連の異なる波長選択フィルター１５を使うことによって、網膜の吸光 度／反射率特性と、その血液供給とを決定することが出来る。

第１光学システムは、網膜の分光測光を行うために色々な方法で装置することの 出来るものである。光ファイバーが使われるときには、上記した様に、例えば赤 色、緑色、黄色及び青色の光を発するスペクトル発光ダイオード（図示せず）に より照明を行うことが出来る。別の形では、白色光を使って網膜を照明し、戻っ てくる光を、光検出器へ通す前に単色フィルターを通すことが出来る。ファイバ ー自体も、選択的に、スペクトル的に吸収する材料で形成されていれば、フィル ターとしても作用することが出来る。戻ってくる光の中の異なる波長を同時に監 視することも可能であろう。

更に別の形では、直接の比色定量のために着色液晶電荷結合素子（ＣＣＤ）でホ イール１４を置き換えることが出来る。ファイバー９を介して白色光照明を行う 場合には、目から戻ってくる光は、受光ファイバー１０により電荷結合素子へ向 けられる。

紫外線源及び赤外線源も使用することが出来る。

成る場合には、同じ光ファイバーを光入力手段及び受光手段の両方として作用さ せると好都合であろう。

更に別の形（図示せず）では、該装置上に光源を設けることにより光ファイバー を使う必要を無くするために、数個のフォトダイオード（スペクトル発光ダイオ ード）又はその他の、特別の波長の、独立した発光手段を該装置に担持させるこ とが出来る。この様なダイオードは、キャリヤー６への挿入のために独立のユニ ット上に装置し、或いは、強膜コンタクトレンズ１に取りつけられた支持体上に 直接装置することの出来るものである。

光ファイバーを必要とせずに受光手段を提供するために本装置に担持される光検 出器（図示せず）又はその他の独立の感光手段を設けることも可能である。これ は、例えば、環状であって、コンタクトレンズの光学部分２上に配置されて、眼 底から戻、でくる光を受け取る。

本装置に取りつけられる光源及び感光手段には、これらを適当な電源及びその他 の電気設備に接続出来る様にする電気結線が設けられる。網膜により戻される光 の吸光度／反射率特性を決定するように装置された１個以上の独立の光入力手段 と独立の受光手段とを使う他の多様な光学システムを使用することが出来るが、 これは当業者１こは自明であろう。

光入力手段と受光手段とは、本装置に取りつけられた光ファイバー又は独立の装 置の形をとるが、本装置がその光学システムと共に患者の目に支持されることが 出来て、目の前に重くてかさばる装置を位置させて支持する必要を無くすること が出来ることとなる様に、充分に小さく且つ軽量である。従って、本装置は、例 えば麻酔されている患者の状態を連続的に監視するために特に使いやすくて好都 合である。

図８．９及び１０は、目に関連して上記した装置の使用を示し、第４光学システ ムの異なる構成を示す。

図８に示されている装置は、図１及び２に示されているものに対応するけれども 、ファイバー９からレンズ核３へ向かうほぼ平行化された光ビームを提供するの に役立つので、中央の照明光ファイバー９の端部に追加の収斂レンズ２８を備え ている。それは、レンズ核３の周囲のレンズの光学部分２を通して虹彩２９に到 達する迷光からの望ましくない反射の効果を極めて少なくするのにも役立つ。

図８に示されている様に、レンズ核３は、網膜域３１の照明のレベルに対する瞳 孔の大きさの効果をなるべく小さくするために目の瞳孔平面３０　（破線で示さ れている）の領域において光を収束させる。強膜コンタクトレンズの光学部分２ は、角膜より小さな曲率半径を有することも出来（図１に示されている様に）、 或いは、図８ないし１１に示されている様に角膜と同様の曲率半径を有するが角 膜とは接触しない。

いずれの場合にも、レンズと角膜との間の涙の光学的効果は、レンズ核３（又は 、下記の他のレンズ）の被写界深度の故に瞳孔の平面における光の収束に対して は殆ど影響を与えない。

別の構成（図示せず）では、コンタクトレンズは、レンズと角膜との間の涙液が 、瞳孔の平面内に光を収束させるための光学システムの一部を形成するか、又は 該光学システム中の唯一の収斂レンズとして作用することとなる様な形状とされ る。

図９に示されている構成では、高倍率収斂レンズ３２が中央照明ファイバー９の 端部に設けられていて、上記した構成のレンズ核３及び収斂レンズ２８の両方の 代わりとなる。よって、コンタクトレンズの光学部分２はゼロ強度であってもよ い。レンズ３２は収斂する光ビームを生じさせ、このビームは、コンタクトレン ズ１の光学部分２を通って目の瞳孔平面３０の領域の焦点へ導かれる。光ファイ バー８の東を滑らせてキャリヤー６から出し入れすることによってレンズ３２と コンタクトレンズ１との間の距離を調整して、目の瞳孔平面３０内での入射光ビ ームの収束を最適にすることが出来る。

図１０に示されている構成は図９のそれと同様であるが、この場合には、収斂レ ンズ３３は、ファイバー９の端部にではなくて、照明光ファイバー９とコンタク トレンズ１との間でキャリヤー６に設けられている。実際には、図２Ａに略図示 されている様に、収斂レンズは、目の瞳孔平面に光を実質的に収束させる様に配 置される限りは、光源とコンタクトレンズとの間の随意の位置に設けられること が出来る。所望ならば、光学システムは、光を瞳孔平面に収束させるために、光 源に、キャリヤー６内に又はコンタクトレンズ１上に、又はその随意の組合せに 装置された複数のレンズを備えることが出来る。

図１１は、近軸光ファイバー１０により受け取られる網膜領域からの拡散反射光 の限定光線を示しており、ファイバー１０は光をフォトダイオード又はその他の 感光手段（ｒｆｌＪ示せず）へ伝送する。

上記した様に、これらの構成のいずれにおいても、照胡光ファイバーは発光ダイ オード又はその他の発光手段と置換されることが出来、受光光ファイバー１０は 、小型フォトダイオード、電荷結合素子又はその他の感光手段と置換されること が出来る。

各々の場合に、発光手段と受光手段とは、これらを電源及びその他の電気設備へ 接続出来る様にする電気結線を備える。

よって、第１光学システムは、網膜の血管の反射率／＠、光度の変化を測定する ために使用されることが出来る。随意の単色光同士の組合せや白色光、及び赤外 線スペクトル及び紫外線スペクトルにおける波長も使用することが出来る。特定 の、選択された波長は、種々の血液成分を最適に区別することを可能にする。こ の様にして、例えば、網膜血流の酸素飽和度の正確な尺度を提供することが可能 であり、そして、これは、前に測定された足指、手指、或いは耳の血流よりは大 脳血流に近いので、脳に送られる血液についての、一層正確な評価を与えるもの である。

上記の分光測光システムは、網膜を１波長で照射し、−腹が異なる波長の光を放 射し、その光が光学システムで検出されるようになっている蛍光分光測光分析に も使えるものである。殆どの自然物質は、自動蛍光性を持っている。蛍光染料も 適宜使用出来る。

上記した様に、このシステムは、本装置により心臓の拡張と収縮との間での網膜 上の血管の吸光度／反射率の変化を測定することにより脈拍数を監視することも 可能にするものである。

網膜とその血液供給とは大脳の一部であって、網膜血流の変化は、大脳血流の変 化と拍出量の変化との示度を与えるものであるので、網膜血流の測定は大脳血流 の示度を与えるものでもある。

オームの法則を使って血流に対する抵抗の変化を計算することにより、麻酔の深 さの他の尺度を提供することも可能である。

心臓血管と呼吸機能の、この様な測定値は、常に、意識不明の患者におけると同 様に集中的冠状動脈看護ユニットでも監視される。

上記の第１光学システムを使って監視することの出来るもう一つの機能は、種々 の化学物質と共に、時間の経過に伴う、成人及び胎児の両方で、ヘモグロビンの 飽和度の変化である；例えば、酸素（酸化ヘモグロビン、二酸化炭素〈カルボキ シヘモグロビン）、ガス無しヘモグロビン（還元ヘモグロビン）及び硫黄（メタ ヘモグロビン）又はその他のヘモグロビンの飽和度の変化である。

ヘモグロビンの百分率飽和度の測定値は、ヘモグロビン分解曲線を計算して、そ の曲線と、時間の経過に伴う当該曲線の変化とを実時間監視することを可能にす るものである。

踵状赤血球貧血の原因であるＨｂｓなどの異常ヘモグロビンを生体で測定するこ とも可能である。異常ヘモグロビンの各々について特性吸光度／反射率スペクト ルが明確にされたならば、それらをコンピューターメモリーに保持して生体測定 値と比較することが出来、それらの時間経過に伴う変化を監視することが出来る 。

血液中に見出される多くのさまざまな生化学物質の全てを実時間監視するために 本装置を使うことも可能である。例えば、多くの多様なアミノ酸やタンパク質を 含む、血液中に見出される他の化学物質と同じく、ビリルビンは、特別の吸光度 ／反射率スペクトルを持っている。勿論、限定要素は、これらの化学物質の各々 についての吸光度／反射率スペクトルの差の大きさである。

薬物、化学物質及びそれらの代謝物質の吸光度／反射率スペクトルが知られてい るならば、それらが患者に与えられるときに、それらの血液／血漿濃度の実時間 変化を監視することも可能になろう。試験データとの自動的比較を行うために、 スペクトル吸光度／反射率の特性曲線をコンピューターメモリーに保持すること が出来る。

赤外線領域における選択された波長を使って網膜を照明して、それが吸収／反射 される量を使って血液中の二酸化炭素圧力の尺度を提供することも出来る。

網膜からの光の吸光度／反射率を使って、例えば網膜の細胞呼吸など、網膜の細 胞の中で発生する全ての生化学的変化を実時間監視することも可能である。蛍光 発光の測定値と吸光度／反射率のそれとを組合せて、システムの感度を更に改善 することも可能である。網膜細胞の生化学的活動度の測定は、脳の生化学的活動 度の間接的尺度を与えるので、酸素要求量と、その利用との尺度を与えるもので ある。

瞳孔測定 ｒ！！：１５は、キャリヤー６に取りつけることの出来る第２光学システムの構 成要素を示す。第２光学システムは、光を目の瞳孔及び虹彩に向け、そこからの 反射光を受け取る様に構成されている。図示の構成では、第２光学システムは更 なる干渉性光ファイバー東１８から成り、その端部は、図６に示されている様に 十字形アレーをなす様に配置されている。ＰＭＭΔ又はその他の類似の材料の外 側保護ケーシング１９は、東１８を、キャリヤー６の側の光学マウントに固着さ せる。４５°の角度で傾いてキャリヤー６にミラー２０が設けられているので、 東１８からの光は強膜コンタクトレンズ１の光学部分２を通して目の方へ反射さ れ、目から戻ってくる光は、十字形アレーに配置されたファイバーの端部へ向か って反射される。

実際には、ファイバーのアレーは、交錯して配置された２個の干渉性アレー、即 ち、照明用の第１アレー２１　（陰影付きで示されている）と、目から反射され る光を受け取るために電荷結合素子（ＣＣＤ）検出器に（図示せず）取りつけら れた第２アレー２２　（陰影無しで示されている）とから成る。図６に示されて いる様に、アレーの中心にはファイバーは不要である。

使用時には、赤外光がファイバー２１の第」アレーに送られ、ミラー２０とコン タクトレンズ１の光学「分２とにより目の虹彩へ向Ｉ：ｌられる。瞳孔の大きさ に依存して、特定のファイバーからの光が瞳孔を通って目に入って吸収され又は 虹彩により反射されてレンズ１の光学部分２とミラー２０とによりファイバー２ ２の第２アレーへ戻される。ＣＣＤ検出器は、第２アレー２２のファイバーによ り受光された光の強度を測定する。よって、目から反射される光をファイバー２ ２の第２アレーの中のどれが受け取るか測定することにより、瞳孔の直径を測定 することが出来る。瞳孔が大き１プれば、虹彩から反射される光を最も外側のフ ァイバーだけが受け取り、瞳孔が小さければ、最も内側のファイバーを除いて全 てのファイバーが、反射光を受け取る。

図示のファイバーのアレーは、２直径にわたる瞳孔の大きさを関知し、該アレー は好ましくは例えば図６に示されている破線２３に沿って目の他の直径にわたっ て配置された更なるファイバーを含む。例えば、光を目に向け、そこから反射す る光を検出する交互のファイバーを各リングに有する一連の同心リングなど、他 の形のアレーも使うことが出来る。瞳孔直径の分解能は、アレーにわたるファイ バーの数の関数である。光を目へ向ける照明手段と、そこから反射される光を受 け取る受光手段との両方として同じファイバーを使うことも可能である。

上記した分光測光光学システムに関しては、光入力光ファイバーは、発光ダイオ ードなどの独立した発光手段のアレーと置換することが出来、受光ファイバーは 、フォトダイオードなどの独立した感光手段のアレーと置換することが出来る。

代わりの構成（図示せず）では、第１光学システム無しで第２光学システムを設 けることが出来る。この場合、レンズ核３又はその他のレンズシステムを省略す ることが出来、ミラー２０を要することなく赤外光を目へ向けるためにファイバ ーの第１及び第２のアレー２１．２２を光ファイバー東８の代わりに支持体１７ に配置することが出来る。

上記の第２光学システムを使い、反射される赤外光を使って瞳孔の領域を測定す ることにより瞳孔の拡張を測定することによって麻酔の深さを連続的に監視する ことも可能である。瞳孔の大きさの変化の観察は、麻酔の深さを臨床的に評価す る本来の方法であって、他の全ての方法を計る水準点である。麻酔の深さの評価 として瞳孔光応答を測定することも可能である。

流体測定 上記した様に、接触型強膜コンタクトレンズ１は、角膜の乾燥を防ぐために人工 涙を目に供給するための手段を備える。これは、目の中の圧力が、その中の血管 が各脈拍で拡張したり収縮したりするときに変化するので、血圧と脈拍数とを測 定するもう一つの方法を提供するものである。接触シェル１と目の角膜との間の 液状界面は、その圧力変化を関知するための圧力変換器として作用する。この界 面での圧力変化は、開口部４に接続したチューブ５の中の液体に伝わる。よって 、圧力センサーなどの監視装置（図示せず）と共に、チューブ５Ａ及び５Ｂに接 続された閉じたシステムを使うことにより、チューブ５の中の液体の圧力変化又 は運動を測定して動脈血圧と脈拍数との測定値を与えることが出来る。

閉じたシステムにおいてチューブ５Ａ及び５Ｂを通して目に供給される人工涙の 水素イオン濃度（ｐＨ）の変化も測定することが出来る。目が生産する自然涙の ｐＨは、血液中のｐＨ変化と関連していて、その自然涙は、チューブ５を通して 供給される人工涙と混じり合うので、チューブ５から回収される流体のｐＨを、 比色定量又はそれらの変化を監視するｐＨ電極により測定することが出来る。

自然波の体積も、麻酔の深さに関連しており、これも、体積測定でチューブの中 の流体の体積の変化を測定することにより測定することが出来る。

電気生理 ２組の電極が強膜コンタクトレンズ１上に設けられるが、その一方は電気的刺激 を外眼前へ加えたり、それからの電気的活動を記録し、他方は、目の網膜の電気 的変化を検出する。これらの電極が図７に示されている。

第１組は、レンズ１の接触部分の、周辺部の回りの箇所に埋設された金又はその 他の適当な伝導性材料の電極２４から成る。電極２４は、レンズ１が目に置かれ るときに直結インサージョン（ｔｈｅ　ｒａｃｔｉ　ｍｕｓｃｌｅｓ　１ｎｓｅ ｒｔｉｏｎｓ）の上に位置することとなる様に、光学部分３の中心から６ｍｍな いし１０ｍｍ離れて接触部分に埋設される。

第２組は、レンズ１の光学部分２の周囲に延在するリング電極２５　（これも好 ましくは金である）から成る。２組の電極２４及び２５への結線は、電気ピン接 点（図示せず）により設けられる。電極２４及び２５からの遮蔽された結線は、 図７Ｂに示されている様に接触型レンズ１内のソケット２６に向かって延在し、 そこで該結線は、それに挿入されたピン接点上に設けられた接点と接続する。図 ７０の拡大図は、各ソケット２６の中の分離した接点を示す。

第１組の電極２４は、筋電図（ＥＭＧ）を提供するために眼部の活動度を記録す るのに使われる。第２組の電極２５は、伝統的な網電図（ＥＲＧ）との関係で使 われることが出来る。

横直結を経皮的に刺激することが出来、その結果としてのＥＭＧを電極２４を介 して記録することが出来る。横直結の顕著な収縮は、例えば顔の目より上に取り つけられた別の電極（図示せず）を使って電位変化により測定することが出来る 。４個の」１激の標準的系列を使って、このシステムで筋肉の弛緩の程度を監視 することが出来る。

上記した様に、図７に示されている装置は、伝統的な網膜電位図と同じ方法で網 膜における電位変化を測定するためにも使うことが出来る。しかし、網膜を刺激 するために使われる光は、独立した外部光源ではなくて、図２〜４又は図８〜１ １に示されている第１光学システムにより提供されることが出来る。

網膜に達する光の量は瞳孔の大きさとは無関係であるので、頭の何処かに置かれ た電極を使って、網膜の直接的刺激を提供するために上記した第４光学システム を使って普通の方法で視覚的に誘起された応答を記録することにより、完全に作 動的な（ｐｅｒｏｐｅｒａｔｉｖｅ）視覚的に誘起された電位を記録することを 可能にする。

心臓の電気的活動度も、身体の何処かに置かれた適当な電極により記録すること が出来るので、レンズ】の接触部分に設けられた電極２４又は２５のいずれも、 他の電極と関連させてＥＣＧを記録するために使うことが出来る。

温度感知 目の温度を測定するために、サーミスタ（熱電対）又は赤外線センサー２７　（ 図ＩＡ及び７Ｂを見よ）をレンズ１に設けることも出来る。

異常で生命に関わる恐れのある悪性ハイベレキシア（ｉｌｙｐｅｒｅｘｉａ）を 診断するために麻酔中に温度測定が必要である。温度は、ヘモグロビン分解曲線 に影響を与えるので、組織（例えば脳）が使用出来る酸素量を計算するのにも重 要である。

コンタクトレンズ１は本装置を目に位置決めして支持すると共に、上記した様に 独立の発光手段と独立の受光手段とを使うときには、該コンタクトレンズは、光 学システムと、それに取りつけられた他のセンサーとを支持することが出来るこ とが理解されよう。従って、目の前に大きくて重い装置を保持したり支持したり する必要がない。むしろ、光ファイバー又は電気ワイヤが本装置と遠くの光源及 び遠くの感光手段との間で光及び／又は情報を伝えるが、これらの手段は、−緒 に取りつけられるか又は、患者のベッドの脇に置かれるか又は手術テーブルの側 に置かれる分析及び表示装置の一部を形成することが出来る。

分析及び表示装置 本装置の種々のセンサーに接続される分析及び表示装置は、種々のディスプレイ と出力とを与えるように構成される。

麻酔時と医術一般における実時間監視の重要性は、時間の経過に伴う患者の生理 的状態の変化を記録することである。本装置は、医者が心臓の速さ、血圧（この 両方が心臓拍出量に重要である）、及び飽和百分率で血液により運ばれる酸素の 量を監視することを可能にする。よって、酸素配給、輸送及び含有量の主要な成 分を監視することが出来る。Ｈｂ分解曲線を、得られたデータから計算すること が出来ると共に、臨床的介在の結果としての変化に加えて、随意の変化に注意す ることが出来、その時間も記録することが出来る。測定された各特徴の平均偏差 及び標準偏差を計算すると共に、時間経過に伴う測定値の変化を計算するために 統計的分析を自動的に実行して、若し顕著な変化が記録されたならば警戒警報を 出し、或いは警報システムを信号することが出来る。

瞳孔直径と網膜電位図とは、共に、麻酔の深さの尺度であり、実時間監視は、そ れが深くなり過ぎたり浅くなり過ぎたりした場合に指示を与えることを可能にす る。

ＥＭＧは、顕微鏡的外科処置の際に特に重要な筋肉麻痺の程度の実時間監視機能 を提供するものである。

上記した種々の監視システムの各々が提供する信号を監視し、表示し、記録する ために電子制御手段が設けられる。意図された用途と、医者の要求事項とに応じ て多様な情報を提供するために電子装置を構成することが出来る。多様なシステ ムが当業者には明白であり、或いは既に利用可能であるので、電子制御手段の構 成及び動作の詳細については説明しない。

機器上に表示することの出来る特徴は、酸素の飽和百分率、ヘモグロビン分解曲 線、瞳孔直径、脈拍数、血圧、体温及びＩ）Ｈｓ並びに、心電計（ＥＣＧ）　、 網膜電位図（ＥＲＧ）及び筋電計（ＥＭＧ）により通常与えられる表示を含む。

表示は、グラフ又は数値の書式で（或いは両方で）提示される。

この情報は全て記憶され、患者の記録に入れるために処置の終わりにハードコピ ーを作ることが出来る。

上記の装置は、生体で、健康な組織を冒さない様に、実時間で実行することの出 来る多様な診断、監視及び検査方法に使うことの出来るものである。強膜コンタ クトレンズにより担持される光学システムの小型、軽量であることにより、本装 置は、患者の目に好都合に置かれて支持されると共に、適切な光学的及び／又は 電気的接続により他の監視装置に簡単に接続されることが出来る。重かったり嵩 張ったりする装置を目の前に置いたり支持したりする必要がないので、本装置を 使って、患者へのアクセスを妨げることなく例えば手術テーブル上の患者の状態 を監視することが出来る。

産業上の利用可能性 上記の装置は、病院及び医院での使用のために製造することの出来るものである 。

上記の使い捨て出来る成分は、この様な装置に使う予備部品として製造、供給出 来るものである。上記した方法は、人又は動物の身体機能を監視するために医療 の専門家により使われることの出来るものである。

２μ ｍ：ＩＣＴ、　Ｓ Ｆ”ｌＧ、　９ ＦＩＣｒ、　７０ １：ｌＧ、　Ｉ／ 補正書の写しくｎ訳文）提出書（特許法第１８４条の８）１、特許出願の表示 第ＰＣＴ／ＧＢ９０１００６４８号 ２、発明の名称 人間又は動物の身体機能を実時間監視するために用いる装置３、特許出願人 住　所　イギリス国・オーエクス１４４エヌユー嗜オツクスフオードシア・アッ プルフォード・ブリッジファームハウス・（番地なし） 氏　名　グリン、クリストファー・ジェームズ　（ほか１名）国　籍　オースト ラリア国 ４、代理人 〒１００ 居　所　東京都千代田区永田町２丁目４番２号秀和溜池ビル８階 人間又は動物の身体機能を実時間監視するために用いる装置本発明は、人間や動 物の生体における身体機能を実時間監視するために用いる装置に関し、特に、目 を介してこれらの機能を監視するための装置に関する。

多様な状況において人間や動物の状態を監視することが必要である。一つの特に 重要な時は、外科的処置又はその他の処置が行われている間の麻酔の時である。

身体の状況及び状態は、脈拍数、血圧、体温、等々の数個のパラメーターのレベ ル又は変動を監視することにより評価される。これらの状況において患者の状態 を監視するために医者を補助する器具及び装置が利用可能であり、麻酔に関連し て使用可能なものの幾つかについて後述する。

背景技術 監視するべき最も重要な機能は、例えば麻酔中の、脳への酸素供給である。これ の測定は、パルス・オキシノ）　’Ｊ　−（ｐｕｌｓｅ　ｏｘｉｍｅｔｒｙ）と 呼ばれている。脳は、酸素とぶどう糖によって、即ち、酸化代謝によってのみ生 きることが出来るのに対して、他の殆どの組織は、成る時間は酸素無しで、即ち 、無酸素代謝により生きることが出来る。酸素供給量は、送り出し、即ち、全て の血流を支配する心臓の拍出量と、０．ヘモグロビン解離曲線により支配される 、血液中の使用可能な酸素の量との関数である。

血流量は、血圧を監視し、抵抗が一定で、圧力が流量に直接関連付けられる（オ ームの法則）と仮定し、心電図（ＥＣＧ）及び／又はパルス酸素計で一般に測定 される脈拍数により評価される。使用可能な酸素量は、１個、２個又は３個の単 色光源を使うことによりヘモグロビンの百分率飽和度を計算するパルス酸素計で 測定される。

これらの装置は、普通は、例えば足指、手指又は耳などの辺縁部における飽和度 を測定するものであり、これは、中央で脳へ送られる血液の酸素飽和度に関連す るものとされる。

パルス酸素測定法の主な限界は、測定値が辺縁部でのものであって、中央の血流 のものではないことである。パルス酸素測定法の他の限界は、次の通りである＝ （１）　計算がベール・ランバートの法則に基づいていて、皮膚組織及びその他 の組織による光の散乱に起因して、これらの条件の下ではこの法則の適用は妥当 でないことが知られている。

（１１）　使用される光の波長は、普通は、使用可能な発光ダイオードにより決 まるのであるが、これらは理想的でないことがある。既存の機械は、唯一の、又 は二つの、又は三つの波長を使うが、そのために酸素飽和度の計算が更に制限さ れることとなる。

（ｉｉｉ）　周囲の光が信号検出を妨げるので、その感度を低下させる。

（１ｖ）　光が透過する組織のスペクトル吸光度は、例えば非白人で、結果に影 響を及ぼす。

（Ｖ）　例えばビリルビンなどの、血液中に通常見出される他の化学物質も、光 の透過を妨げることがあり、結果に対して未知の影響を及ぼすことがある。

網膜の機能を評価するために、網膜電図（ＥＲＧ）も使われる。この装置は、網 膜の電気的活動度を検出するための円形の電極を備えたコンタクトレンズを使う 。目の中に向けられた外部光源により刺激が与えられる。

眼球前房の角度と目の眼底周辺部とを観察するためにミラー又はレンズを備えた コンタクトレンズも使われてきている。検眼鏡検査の際の網膜底部の観察を助け るために高負パワーコンタクトレンズも使われており、安定した網膜イメージの 研究のためにコンタクトレンズ上に望遠鏡装置が使われている。

瞳孔の大きさは、麻酔時に臨床的指針として使うことの出来るものであり、赤外 線瞳孔計測法（ｉｎｆｒａ−ｒｅｄ　ｐｕｐｉｌｌｏｍｅｔｒｙ）は、視覚機能 の種々の面を評価する方法として解説されている。この方法では、瞳孔の大きさ を、その大きさに影響を与えることなく測定するために外部赤外線カメラを使用 する。麻酔時に４個の電気パルスの列を使って筋肉を刺激して神経−筋肉遮断を 評価することも解説されている。

゛視覚誘起電位（ＶＥＰ）も、麻酔時及びその他の時に患者の状態を監視するた めに使われている。正確に計った視覚刺激又は一連の正確に計った視覚刺激に続 いて脳の電気的活動度の変化を記録することによって電位が測定される。心電図 （ＥＣＧ）は、心臓の電気的活動度を測定して、その様なものとして心拍数、心 臓のリズム、筋肉収縮、並びに、間接的に、筋肉への酸素供給量の尺度を提供す る。

本発明の狙いの一つは、従来技術の欠点の幾つかを防止しつつ、心血管、呼吸、 神経筋及びその他の身体機能の非侵略的な実時間監視のための装置を提供するこ とである。

発明の開示 本発明の第１の面により、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するため の装置が提供されるが、この装置は、＆ｆ装置を目の上に位置決めし支持するた めの強震コンタクトレンズと；少なくとも一つの独立した光入力手段と少なくと も一つの独立した受光手段とを有する該コンタクトレンズにより支持される第１ 光学システムとから成り、使用時に、該光入力手段は、該コンタクトレンズと目 の瞳孔とを通して光を向けて実質的に瞳孔の大きさとは無関係に目の網膜を照明 する様に構成されており、該受光手段は、該光入力手段により直接照明される網 膜部分から該コンタクトレンズを通して直接戻ってくる光を受け取る様に配置さ れることを特徴とする。

この装置の好適な形は、伝統的なパルス酸素計量法の上記欠点を回避すると共に 、網膜血流の可視、紫外、及び赤外分光測光分析又は蛍光分光測光分析のための 第４光学システムを使うことにより他の身体機能を監視するための手段を提供す る。

この装置の他の好適な形は、例えば麻酔時などに赤外瞳孔計測法のための第２光 学システムを使うことにより、たとえ瞼が実質的に閉じられたときでも、瞳孔の 大きさを監視することを可能にする。

本発明の第２の面によると、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するた めの装置の使い揄で可能な構成要素が提供されるが、この構成要素は、該装置を 目の上に位置決めし支持するための強膜コンタクトレンズと、光学システムを該 レンズ上に着脱可能に取付けて支持する様になっている該コンタクトレンズ上の 取付は手段とから成り、該レンズ上に取りつけられるときには該光学システムは 、該コンタクトレンズと目の瞳孔とを通して光を向けて実質的に瞳孔の大きさと は無関係に目の網膜を照明すると共に、それにより照明される網膜部分から該コ ンタクトレンズを通して戻る光を受け取る様に位置する。

本発明の他の面により、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するための 装置が提供されるが、この装置は、該装置を目の上に位置決めして支持するため の強膜コンタクトレンズと、該コンタクトレンズにより支持されて光を目へ向け ると共に目の虹彩から反射された光を受け取る様に構成された光学システムとか ら成り、この光学システムは、光軸から一連の異なる距離から目へ向かう光を提 供する独立の光入力手段のアレーと、該光軸から一連の異なる距離で目の虹彩か ら反射された光を受け取る独立の受光手段のアレーとから成ることを特徴とする 。

本発明の別の面により、上記装置を使って人間又は動物の生体の身体機能を実時 間監視する方法が提供される。

本発明のその他の好適な特徴は、以下の記述と、明細書の補助的クレームとから 明白となろう。

１、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するための装置であって、この 装置は、該装置を目の上に位置決めし支持するための強震コンタクトレンズと； 少なくとも一つの独立した光入力手段と少なくとも一つの独立した受光手段とを 有する該コンタクトレンズにより支持される第１光学システムとから成り、使用 時に、該光入力手段は、該コンタクトレンズと目の瞳孔とを通して光を向けて実 質的に瞳孔の大きさとは無関係に目の網膜を照明する様に構成されており、該受 光手段は、該光入力手段により直接照明される網膜部分から該コンタクトレンズ を通して直接戻ってくる光を受け取る様に配置されることを特徴とする装置。

２、前記の少なくとも一つの独立した光入力手段は、遠隔の光源から該装置へ光 を伝送する光ファイバーから成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装 置。

３、前記の少なくとも一つの独立した受光手段は、該装置から遠隔の感光手段へ 光を伝送する光ファイバーから成ることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２ 項に記載の装置。

４、前記の少なくとも一つの独立した光入力手段は、該装置により担持されると 共に、それを電源に接続するための電気結線を備えた発光手段から成ることを特 徴とする請求の範囲第１項又は第３項に記載の装置。

５、前記の少なくとも一つの独立した受光手段は、該装置により担持されると共 に、それを他の電気手段に接続するだめの電気結線を備えた感光手段から成るこ とを特徴とする請求の範囲第１項、第２項又は第４項に記載の装置。

６、使用時に、該第１光学システムは、実質的に目の瞳孔の平面内に且つ実質的 にその光軸に沿って光を収束させることを特徴とする請求に記載の装置。

７、光源と、目の網膜から戻る選択された波長の光の強度を監視するように構成 された感光手段とを備えたことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。

８、光源と、網膜から戻る種々の波長の光の強度を測定することにより、網膜の 吸光度／反射率特性を測定出来るように構成されている感光手段とを備えたこと を特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。

９、該第１光学システムは、同じ光ファイバーが、光入力手段と受光手段との両 方として機能することが出来る様に構成されていることを特徴とする請求の範囲 第２項、第３項及び第６項に記載の装置。

１０、光を目へ向けると共に、目の虹彩から反射された光を受け取る様に構成さ れた第２光学システムを備えることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれか に記載の装置。

１１、該第２光学システムは、目に向かう光を提供するための独立した光入力手 段のアレーと、目の虹彩から反射される光を受け取るだめの独立した受光手段の アレーとから成ることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。

１２、光源と、その独立した受光手段のアレーの中のいずれが虹彩から反射され た光を受け取るかを判定する様に構成された感光手段とを備えており、これによ り瞳孔の寸法を測定出来ることを特徴とする請求の範囲第４１項に記載の装置。

１３、該コンタクトレンズは、使い揄で出来るものであって、該光学システムの 少なくとも一部分をそれに着脱可能に固着するための取付は手段を備えているこ とを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。

１４、流体を該レンズを通して目の角膜へ通すために該コンタクトレンズに開口 部が設けられることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。

１５、流体を目へ通すと共に、前記開口部を介して目から戻る流体を受け取る流 体供給手段と、流体感知手段とを備えており、この流体感知手段は、該流体内の 圧力変化と、該流体の運動と、目から受け取られる流体の体積と、目から受け取 られる流体のｐＨとの中の少なくとも一つを感知することを特徴とする請求の範 囲第１４項に記載の装置。

１６６　該コンタクトレンズは、該コンタクトレンズの周辺部に隣接する位置に 電極を備えていて、該コンタクトレンズが目の上に置かれたときには該電極が上 に位置して、目の直紡インサーションを刺激するために使われることが出来る様 になっていることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。

１７、該コンタクトレンズは、目の温度を感知するための温度感知手段を備えて いることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。

１８、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するための装置の使い捨て可 能な構成要素であって、該装置を目の上に位置決めし支持するための強膜コンタ クトレンズと、光学システムを該レンズ上に着脱可能に取付けて支持する様にな っている該コンタクトレンズ上の取付は手段とから成り、該レンズ上に取りつけ られるときには該光学システムは、該コンタクトレンズと目の瞳孔とを通して光 を向けて実質的に瞳孔の大きさとは無関係に目の網膜を照明すると共に、それに より照明される網膜部分から該コンタクトレンズを通して戻る光を受け取る様に 位置する様になっていることを特徴とする使い揄で可能な構成要素。

１９、請求の範囲第１項ないし第１７項のいずれかに記載の装置を使って人間又 は動物の生体の身体機能を実時間監視する方法。

２、特許請求の範囲第８項又はこれに従属するいずれかの請求項に記載の装置を 使って目の網膜を分光測光分析するための方法であって、該装置の強膜コンタク トレンズを患者の目の上に位置させ、実質的に瞳孔の大きさとは無関係に目の網 膜を照明するために該第４光学システムにより該コンタクトレンズを通して複数 の波長の光を向け、該光入力手段により直接照明される網膜部分から該コンタク トレンズを通して戻って該光学システムにより直接光は取られる種々の波長の光 の強度を測定し、網膜の吸光度／反射率特性をそれから測定することを特徴とす る方法。

２１、人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するための装置であって、Ｕ ＆装置を目の上に位置決めして支持するだめの強膜コンタクトレンズと、該コン タクトレンズにより支持されて光を目へ向けると共に目の虹彩から反射された光 を受け取る様に構成された光学システムとから成り、この光学システムは、光軸 から一連の異なる距離から目へ向かう光を提供する独立の光入力手段のアレーと 、咳光軸から一連の異なる距離で目の虹彩から反射された光を受け取る独立の受 光手段のアレーとから成ることを特徴とする装置。

２２、光源と、その独立した受光手段のγし−の中のいずれが虹彩から反射され た光を受け取るかを判定する様に構成された感光手段とを備えており、これによ り瞳孔の寸法を測定出来ることを特徴とする請求の範囲第２１項に記載の装置。

２、特許請求の範囲第１２項又はこれに従属するいずれかの請求項又は請求の範 囲第２２項に記載の装置を使って目の瞳孔の大きさを測定するための方法であっ て、該装置の強膜コンタクトレンズが患者の目の上に位置され、光入力手段のア レーにより光が目へ向けられ、該感光手段は、受光手段のアレーの中のいずれが 虹彩から反射された光を受け取るかを判定し、瞳孔の寸法がそれから測定される ことを特徴とする方法。

図面の簡単な説明 添付図面を参照して、例示の方法により本発明を更に説明する。図面において、 図ＩＡは、本発明の実施例に使われた強膜コンタクトレンズの特別の形の断面図 であり、図ＩＢは、その斜視図である。

図２Ａは、分光測光のために図１に示されているコンタクトレンズと共に使われ た第１光学システムの構成要素を示す断面図であり、図２Ｂは、その斜視図であ る。

図３及び４は、図２に示されている第１光学システムの別の部分の斜視図である 。

図５は、赤外瞳孔計測のために強膜コンタクトレンズと共に用いられる本発明の 第２光学システムの実施例を示す図２に対応する断面図である。

図６は、図５に示されている第２光学システムの一部分の端面図である。

図７Ａ、Ｂ及びＣは、共に用いられる電極を示すコンタクトレンズの図である。

図８．９及び１０は、図１に示されているものなどの強膜コンタクトレンズを目 に使用した有り様と、第１光学システムの３種類の実施例における入射光の光学 経路とを示す断面図であり、図１１は、該受光手段が見た網膜の視野の限界を示 す光線の経路を示す対応する図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．人間又は動物の生体の身体機能を実時間監視するための装置であって、該装 置を目の上に位置決めし支持するための強膜コンタクトレンズと；少なくとも一 つの独立した光入力手段と少なくとも一つの独立した受光手段とを有する該コン タクトレンズにより支持される光学システムとから成り、使用時に、該光入力手 段からの光が該コンタクトレンズを通して目に向けられ、該受光手段は、目から 該コンタクトレンズを通して戻ってくる光を受け取るように配置されることを特 徴とする装置。 ２．前記の少なくとも一つの独立した光入力手段は、遠隔の光源から該装置へ光 を伝送する光ファイバーから成ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の装 置。 ３．前記の少なくとも一つの独立した受光手段は、該装置から遠隔の感光手段へ 光を伝送する光ファイバーから成ることを特徴とする請求の範囲第１項又は第２ 項に記載の装置。 ４．前記の少なくとも一つの独立した光入力手段は、該装置により担持されると 共に、それを電源に接続するための電気結線を備えた発光手段から成ることを特 徴とする請求の範囲第１項又は第３項に記載の装置。 ５．前記の少なくとも一つの独立した受光手段は、該装置により担持されると共 に、それを他の電気手段に接続するための電気結線を備えた感光手段から成るこ とを特徴とする請求の範囲第１項、第２項又は第４項に記載の装置。 ６．使用時に、該光学システムは、目の網膜を瞳孔の大きさとは実質的に無関係 に照明するために実質的に目の瞳孔の平面内に且つ実質的にその光軸に沿って光 を収束させると共に網膜から戻ってくる光を受け取る様になっていることを特徴 とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。 ７．光源と、目の網膜から戻る選択された波長の光の強度を測定するように構成 された感光手段とを備えたことを特徴とする請求の範囲第６項に記載の装置。 ８．網膜から戻る種々の波長の光の強度を測定することにより、網膜の吸光度／ 反射率特性を測定出来るように構成されていることを特徴とする請求の範囲第７ 項に記載の装置。 ９．該光ファイバーが光入力手段と受光手段との両方として機能する様に該光学 システムが構成されていることを特徴とする請求の範囲第２項、第３項及び第６ 項に記載の装置。 １０．該光学システムは、光を目に向けると共に、目の虹彩から反射される光を 受け取るように構成されていることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれか に記載の装置。 １１．該光学システムは、目に向かう光を提供するための独立した光入力手段の アレーと、目の虹彩から反射される光を受け取るための独立した受光手段のアレ ーとから成ることを特徴とする請求の範囲第１０項に記載の装置。 １２．光源と、目により反射される光の強度を測定することにより目の瞳孔の大 きさを測定出来るように構成されている感光手段とを備えることを特徴とする請 求の範囲第１１項に記載の装置。 １３．該光学システムは、該光ファイバーが光入力手段と受光手段との両方とし て機能する様に構成されていることを特徴とする請求の範囲第２項、第３項及び 第１０項に記載の装置。 １４．該光学システムの少なくとも一部分は、該コンタクトレンズ上に設けられ た取付け手段に着脱可能に固着されることを特徴とする上記請求の範囲各項のい ずれかに記載の装置。 １５．流体を該レンズを通して目の角膜へ通すために該コンタクトレンズに開口 部が設けられることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。 １６．流体を月へ通すと共に、前記開口部を介して目から戻る流体を受け取る流 体供給手段と、流体感知手段とを備えており、この流体感知手段は、該流体内の を力変化と、該流体の運動と、目から受け取られる流体の体積と、目から受け取 られる流体のｐＨとの中の少なくとも一つを感知することを特徴とする上記請求 の範囲各項のいずれかに記載の装置。 １７．該コンタクトレンズは、電極と、それを電気的刺激及び感知の手段へ接続 するための電気結線とを備えていることを特徴とする上記請求の範囲各項のいず れかに記載の装置。 １８．該コンタクトレンズは、目の温度を感知するための温度感知手段を備えて いることを特徴とする上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置。 １９．上記請求の範囲各項のいずれかに記載の装置の使い捨て可能な構成要素で あって、該装置を目の上に位置決めし支持するための強膜コンタクトレンズと、 光学システムを着脱可能に取付けて支持する該コンタクトレンズ上の取付け手段 とから成り、これは、該コンタクトレンズの前方の、少なくとも一つの独立の光 入力手段と少なくとも一つの独立の受光手段とから成ることを特徴とする使い捨 て可能な構成要素２０．該取付け手段は、一端において該コンタクトレンズに固 着されていて、前記光学システムを受け入れる開口部を他端に有する筒状支持体 から成ることを特徴とする請求の範囲第１９項に記載の構成要素。 ２１．請求の範囲第１項ないし第１８項のいずれかに記載の装置を使って人間又 は動物の生体の身体機能を実時間監視する方法。 ２２．請求の範囲第８項又はこれに従属するいずれかの請求項に記載の装置を使 って目の網膜を分光測光分析するための、請求の範囲第２１項に記載の方法であ って、該装置の強膜コンタクトレンズを患者の目の上に位置させ、実質的に目の 瞳孔の平面内に実質的にその光軸に沿って複数の波長の光を該光学システムによ り収束させて目の網膜を照明し、該光学システムにより受け取られた網膜から戻 ってきた種々の波長の光の強度を測定し、その網膜についての吸光度／反射率特 性をそれから測定することを特徴とする方法。 ２３．請求の範囲第１２項又はこれに従属するいずれかの請求項に記載の装置を 使って目の瞳孔の大きさを測定するための、請求の範囲第２１項に記載の方法で あって、該装置の強膜コンタクトレンズを患者の目の上に位置させ、光入力手段 のアレーにより光を目へ向け、受光手段のアレーにより受け取られた目の虹彩に より反射された光の強度を測定し、瞳孔の大きさをそれから測定することを特徴 とする方法。