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JP-2026514854-A - 眼の特性を測定するトノメータ及び関連する方法

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Abstract

眼（９６０）の特性を測定するためのトノメータ（１００、２００、３００、４００、９００）。このトノメータは、使用時に眼の角膜（９６２）に衝撃を加えるように構成された衝撃手段（１０４、９０４）を含むエクセキューションユニット（１０２、２０２、９０２）と、少なくとも１つの光学センサ（１０８，９０８）を含む測定ユニット（１０６，９０６）と；エクセキューションユニット及び測定ユニットに接続されたコントローラ（１１０，９１０）とを備え、前記コントローラは、使用中に、前記衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を加えるべく前記エクセキューションユニットを操作し、所定の時間期間中に前記衝撃によって生じた角膜の変位を複数回測定するべく前記少なくとも１つの光学センサを操作するように構成される。 【選択図】図１Ａ

Inventors

  • プラヤン アンドレイ
  • カンガス ラウリ
  • ラウダソヤ マッティ

Assignees

  • アイケア フィンランド オサケ ユキチュア

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20240327
Priority Date
20230425

Claims (20)

  1. 眼の特性を測定するトノメータであって、 ・ 使用時に眼の角膜に衝撃を加えるように構成された衝撃手段を備えるエクセキューションユニットと； ・ 少なくとも１つの光学センサを含む測定ユニットと； ・ 前記エクセキューションユニット及び前記測定ユニットに接続されたコントローラと； を備え、前記コントローラは、使用中に、 前記衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を加えるべく前記エクセキューションユニットを操作し、 所定の時間期間中に前記衝撃によって生じた角膜の変位を複数回測定するべく前記少なくとも１つの光学センサを操作する、 ように構成される、トノメータ。
  2. 前記コントローラに接続される計算ユニットを備え、前記計算ユニットは、 ・ 衝撃によって生じた角膜の自由振動の周波数を計算するために、測定した変位を用い、 ・ 眼球の内圧値を計算するために角膜の自由振動の周波数を用いる、 ように動作しうる、請求項１に記載のトノメータ。
  3. 前記コントローラに接続される計算ユニットを備え、前記計算ユニットは、 ・ 衝撃によって生じる角膜の自由振動の減衰係数を計算するために、測定した変位を用い、 ・ 眼球の内圧値を計算するために前記減衰係数を用いる、 ように動作しうる、請求項１に記載のトノメータ。
  4. ・ 自由振動の周波数を用いて計算した眼の内圧値が、減衰係数を用いて、前記計算した眼の内圧値を用いて調節されるか、 ・ 減衰係数を用いて計算した前記眼球の内圧値が、自由振動の周波数を用いて、前記計算した眼の内圧値を用いて調節される、 請求項２又は３に記載のトノメータ。
  5. 前記少なくとも１つの光学センサは、クロマティック共焦点センサ、レーザードップラー振動計、レーザー変位センサの中から選択される、先行する請求項のいずれかに記載のトノメータ。
  6. 前記少なくとも１つの光学センサは、少なくとも１つの発光ダイオードと少なくとも１つのフォトセンサとを備え、前記フォトセンサは、フォトトランジスタ又はフォトダイオードのいずれかから選択される、請求項１から４のいずれかに記載のトノメータ。
  7. 前記エクセキューションユニットの衝撃手段は固体プローブであり、前記エクセキューションユニットは発射手段を更に備え、前記発射手段は、前記固体プローブを眼に向けて発射し、衝撃を生成するように動作可能である、先行する請求項のいずれかに記載のトノメータ。
  8. 請求項１から６のいずれかに記載のトノメータであって、 前記エクセキューションユニットの前記衝撃手段は少なくとも１滴の液体であり、 前記エクセキューションユニットは発射手段を備え、 前記発射手段は前記少なくとも１滴の液体を眼に向けて発射し、衝撃を発生させるように動作しうる。
  9. 前記少なくとも１滴の液体は、水、塩水、又は生理食塩水の中の少なくとも１つから選択される、請求項８に記載のトノメータ。
  10. ・ 眼と前記トノメータとの間の距離を測定可能な少なくとも１つのセンサ要素と； ・ 前記少なくとも１つのセンサ要素に接続され、測定された距離に基づいてフィードバックを提供するフィードバック要素と； を更に備え、前記フィードバックは少なくとも、視覚フィードバックと音響フィードバックとフィードバック信号のいずれかから選択される、先行する請求項のいずれかに記載のトノメータ。
  11. フィードバック信号に基づいて眼の角膜に対するトノメータの相対位置を自動的に変更するように動作しうるアクチュエータを少なくとも１つ備える、請求項１０に記載のトノメータ。
  12. 前記少なくとも１つのセンサ要素がレーザー変位センサである、請求項１０又は１１に記載のトノメータ。
  13. 前記衝撃の持続時間が０．１ミリ秒から５ミリ秒である、先行する請求項のいずれかに記載のトノメータ。
  14. 眼の特性を測定する方法であって、 ・ 衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を生成することと； ・ 前記衝撃によって生じた前記角膜の変位を、所定の時間期間中に複数回測定することと； を含む、方法。
  15. ・ 複数の角膜変位測定値を用いて、衝撃による角膜の自由振動の周波数を計算することと； ・ 衝撃による角膜の自由振動の周波数から眼球内圧の値を計算することと； を更に含む、請求項１４に記載の方法。
  16. ・ 複数の角膜変位測定値を用いて、衝撃による角膜の自由振動の減衰係数を計算することと； ・ 計算した減衰係数を用いて眼球の内圧を計算することと； を更に含む、請求項１４に記載の方法。
  17. 前記複数回測定は少なくとも１つの光学センサを用いて行われ、前記少なくとも１つの光学センサは、共焦点クロマティックセンサ、レーザードップラー振動計、レーザー変位センサの中から選択される、請求項１４から１６に記載の方法。
  18. 前記複数回測定は、少なくとも１つの発光ダイオードと少なくとも１つのフォトセンサとを備える少なくとも１つの光学センサを用いて行われ、前記少なくとも１つのフォトセンサは、フォトトランジスタとフォトダイオードのいずれかから選択される、請求項１４から１７に記載の方法。
  19. ・ 眼の角膜とトノメータとの間の距離を測定することと； ・ 測定された距離を、角膜に対する所望の位置に前記トノメータを移動させるためのフィードバック信号として使用することと、 を更に含む、請求項１４から１８のいずれかに記載の方法。
  20. 前記衝撃手段は固体プローブ又は少なくとも１滴の液体である、請求項１４から１９のいずれかに記載の方法。

Description

本願の開示事項（以下、本開示という）は、眼の特性を測定するトノメータに関する。本開示はまた、眼の特性を測定する方法に関する。 背景 トノメータは、被験者の眼を検査するために設計された医療機器である。眼は、その様々な特性を測定することによって検査される。その特性の一例は、眼圧（Ｉｎｔｒａ－Ｏｃｕｌａｒ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ＩＯＰ）として知られる眼内の圧力である。測定された眼の特性は、治療しないと視力喪失につながる可能性のある緑内障を含む様々な眼疾患の診断と管理に役立つ。トノメータは眼圧の測定に使用できる。通常、トノメータは、迅速で痛みを伴わず、非侵襲的な医療機器である。 ゴールドマン圧平式トノメータや反跳式トノメータなど、異なる原理で動作する様々なタイプのトノメータが存在する。ゴールドマン圧平式トノメータは、眼圧測定のゴールドスタンダードとして用いられている。しかし、この測定法は、角膜との比較的長い接触を必要とするため、眼への麻酔薬の使用が求められる。実際、ゴールドマン圧平式トノメータによる測定は不快感や角膜表面への潜在的な損傷を引き起こす可能性がある。反跳式トノメータは、眼への麻酔を必要としない点でゴールドマン圧平式トノメータよりも優れている。反跳式眼圧測定では、プローブ又は類似の装置が眼の角膜に向けて射出される。プローブの速度プロファイルが測定され、その測定値に基づいて眼圧値が決定される。 これらの事情を鑑みるに、眼の特性を測定することに関する既存の技術や装置に存在する上記の欠点を克服する必要がある。 摘要 本開示は、眼の特性を測定するトノメータを提供しようとするものである。本開示はまた、眼の特性を測定する方法を提供しようとするものである。本開示の目的は、従来技術で遭遇した問題を少なくとも部分的に克服するソリューションを提供することである。 ある様相によれば、本開示の実施形態は、眼の特性を測定するトノメータを提供する。このトノメータは、 ・ 使用時に眼の角膜に衝撃を加えるように構成された衝撃手段を備えるエクセキューションユニットと； ・ 少なくとも１つの光学センサを含む測定ユニットと； ・ 前記エクセキューションユニット及び前記測定ユニットに接続されたコントローラと； を備え、前記コントローラは、使用中に、 前記衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を加えるべく前記エクセキューションユニットを操作し、 所定の時間期間中に前記衝撃によって生じた角膜の変位を複数回測定するべく前記少なくとも１つの光学センサを操作する、 ように構成される。 別の様相によれば、本開示の実施形態は、眼の特性を測定する方法を提供する。この方法は、 ・ 衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を生じさせることと、 ・ 測定ユニットを用いて、前記衝撃によって生じた前記角膜の変位を、所定の時間期間中に複数回測定することと； を含む。 本開示の実施形態は、従来技術における前述の問題を実質的に除去するか、又は少なくとも部分的に解決し、シンプルでコンパクト、且つ正確で信頼性も高く、コスト効率にも優れた、改善されたトノメータを実現する。これは、衝撃手段を用いて角膜を振動させ、少なくとも１つの光学センサを用いてその振動を測定することによって達成される。振動の周波数などの振動パラメータを用いて、眼圧を決定することができる。前記トノメータは、より高い精度で眼の特性を測定できるようにするために、前記少なくとも１つの光学センサを採用している。 本願に開示されるものの更なる様相や利点、特徴及び目的は、添付の特許請求の範囲と共に解釈される、添付図面及び例示的実施形態の詳細説明によって明らかにされよう。 本開示の特徴は、添付の特許請求の範囲によって定義される範囲から逸脱することなく、様々な組み合わせで組み合わせることが可能であることも理解されよう。 上記の摘要、及び例示的な実施形態に関する以下の詳細説明は、添付の図面と併せて読むとより良く理解される。本開示を説明する目的で、本開示の例示的構成を図面に示す。ただし本開示は、本明細書に開示される特定の方法及び器具に限定されるものではない。また、図面の縮尺は正しいものではない。同様の要素は可能な限り同一の番号で示されている。 以下、本開示の実施形態を、次の図面を参照しながら、例示としてのみ説明する。 本開示の一実施形態による、眼の特性を測定するトノメータを描いたブロック図である。 本開示の一実施形態によるトノメータのエクセキューションユニットのブロック図である。 本開示の別の実施形態によるトノメータのエクセキューションユニットのブロック図である。 本開示の別の実施形態によるトノメータのブロック図である。 本開示の別の実施形態によるトノメータのブロック図である。 本開示の別の実施形態による光学センサのブロック図である。 本開示の一実施形態による、眼の特性を測定する方法のステップを示すフローチャートである。 衝撃手段の衝撃によって引き起こされる角膜の振動を示す図である。 眼の振動周波数と眼圧との関係を示す図である。 本開示の実施形態に従ったトノメータとその使用の概略図である。 減衰係数と眼圧との関係を示す図である。 添付の図面において、下線付きの番号は、その番号が位置している場所のアイテム又はその番号に隣接するアイテムを表わすために使用される。下線無しの番号は、当該番号から延びる線によって特定されるアイテムに関連付けられる。番号に下線が無く矢印を伴って書かれている場合、その番号は矢印が示す一般的なアイテムを特定するために使用される。 実施形態の詳細説明 以下の詳細説明は、本開示の実施形態及びそれらが実施され得る方法を例示する。本開示を実施するための形態をいくつか開示したが、当業者であれば、本開示を実施するための他の形態も実現可能であることを認識するであろう。 ある様相によれば、本開示の実施形態は、眼の特性を測定するトノメータを提供する。このトノメータは、 ・ 使用時に眼の角膜に衝撃を加えるように構成された衝撃手段を備えるエクセキューションユニットと； ・ 少なくとも１つの光センサを含む測定ユニットと； ・ 前記エクセキューションユニット及び前記測定ユニットに接続されたコントローラと； を備え、前記コントローラは、使用中に、 前記衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を加えるべく前記エクセキューションユニットを操作し、 所定の時間期間中に前記衝撃によって生じた角膜の変位を複数回測定するべく前記少なくとも１つの光学センサを操作する、 ように構成される。 別の様相によれば、本開示の実施形態は、眼の特性を測定する方法を提供する。この方法は、 ・ 衝撃手段を用いて眼の角膜に衝撃を生じさせることと、 ・ 測定ユニットを用いて、前記衝撃によって生じた前記角膜の変位を、所定の時間期間中に複数回測定することと； を含む。 本開示は、シンプルでコスト効率が高く、堅牢で正確で信頼性も高く、ユーザーフレンドリーな、前述のトノメータ及び前述の方法を提供する。衝撃手段は眼の角膜と接触するが、その接触時間はごく短時間である。接触時間は人が瞬きをするのに要する時間よりも短い。このトノメータは少なくとも１つの光学センサを採用しており、これにより眼の特性を高精度かつ費用対効果の高い方法で測定する。 本開示の実施形態に従い、ここで使用される「トノメータ」という用語は、眼の様々な特性を測定するために使用される装置を指す。この点について、特性とは、眼に関連する生理学的パラメータを指す。実施形態によっては、トノメータで測定される眼のパラメータは眼圧である。 本明細書で使用される「エクセキューションユニット」という用語は、眼の角膜に力（衝撃）を加えるために使用される構成を指す。本明細書で使用される「衝撃手段」という用語は、表面に衝撃を与えるために用いられる手段を指す。衝撃手段はエクセキューションユニットの一部と考えられる。一例として、衝撃手段は眼の角膜表面に衝撃を与えるために使用される。衝撃手段は、眼の全体又は眼の周囲組織に衝撃を与えることなく、眼の角膜のみに衝撃を生じさせるように構成されている。衝撃の典型的な持続時間は、衝撃手段の速度と重量、ならびに眼の特性（例えば眼圧値や眼表面の弾性など）に応じて、０．１から５ミリ秒の範囲である。当該持続時間はミリ秒，０．１ミリ秒，０．５ミリ秒，１．０ミリ秒，１．５ミリ秒，２．０ミリ秒，２．５ミリ秒，３．０ミリ秒，３．５ミリ秒，４．０ミリ秒，５．０ミリ秒から、０．５ミリ秒，１．０ミリ秒，１．５ミリ秒，２．０ミリ秒，２．５ミリ秒，３．０ミリ秒，３．５ミリ秒，４．０ミリ秒，５．０ミリ秒，６．０ミリ秒の範囲で設定可能である。衝撃手段は、眼表面に向けて衝撃手段を発射することにより適用される。従って、衝撃とは、眼の角膜に対する瞬間的な力（インパルス）の急速な接触／打撃／適用を指す。衝撃は、角膜を振動させるために眼の角膜に適用される。加えられた短時間の衝撃による眼球の振動は、角膜の自由振動と呼ばれる。衝撃の持続時間は１から５ミリ秒の範囲である。実施形態によっては、前記トノメータは反跳式トノメータとして実装される。反跳式トノメータのプローブの衝撃に起因する振動の測定は、眼球の内圧値、すなわち眼圧（ＩＯＰ）の正確な測定を提供する。この方法により、プローブ速度プロファイルと衝撃による振動の２つの手段を用いて眼圧を測定することが可能となる。 本明細書において「測定ユニット」とは、眼の角膜の自由振動を測定するために用いられる構成要素を指す。測定ユニットは少なくとも１つの光学センサを有する。この光学センサは、所定の時間期間中に衝撃によって引き起こされる角膜の変位値を測定するために使用される。衝撃は角膜を振動させる。変位とは、角膜表面がその「通常」レベルからの変位を指す。具体的には、光学センサを用いて所定時間内に角膜変位（例：ナノメートル単位）の測定を複数回行う。これにより、少なくとも所定の時間期間における、時間の関数としての変位値（０レベルからの変位値）のセットが収集される。上記の所定の時間間隔は、衝撃開始時から振動終了時までの時間とすることができる。（通常、振動は、衝突後約５０ミリ秒で無視できるレベルまで減衰する。）上記の所定の時間間隔は、衝突中又は衝突後に開始することとするもできる。理想的には、所定の時間間隔は、振動の周波数を特定するのに十分なデータポイントを収集できる長さである。振動の周波数は約１００から５００Ｈｚと予想される。すなわち、この観点から、所定の時間は少なくとも１から１０振動（１／５００から１０／１００秒）の範囲であるべきである。実施形態によっては、前記所定の時間期間は、少なくとも０．００１秒，０．００５秒，０．０１秒，０．０１５秒，０．０２０秒，０．０２５秒，０．０３０秒，０．０５秒，０．１秒，０．１５秒，０．２秒，０．３秒，０．５秒，１．０秒，２．０秒としてもよい。周波数が５００Ｈｚまでの範囲であるため、前記光学センサは、１秒あたり５００×２－１０回の測定範囲で動作するように構成されるべきである。すなわち、変位から十分なサンプリングを得るために、１秒あたり１０００－５０００回の測定を行うように構成されるべきである。変位を測定する別の方法は、衝撃時（又は直前に）「０値」を測定し、距離値が０値を「通過」した場合にバイナリ値を決定することである。例えば、角膜表面が０レベルより網膜側に近い場合は値１を決定し、角膜表面が網膜から０レベルを超えて離れている場合は値０を決定す