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JP2003275234A - 視力の矯正に使用する加熱角膜形成システム用の電極アセンブリ - Google Patents

視力の矯正に使用する加熱角膜形成システム用の電極アセンブリ

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Publication number
JP2003275234A
JP2003275234A JP2002259729A JP2002259729A JP2003275234A JP 2003275234 A JP2003275234 A JP 2003275234A JP 2002259729 A JP2002259729 A JP 2002259729A JP 2002259729 A JP2002259729 A JP 2002259729A JP 2003275234 A JP2003275234 A JP 2003275234A
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JP
Japan
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electrode assembly
cornea
stopper
tip
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP2002259729A
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English (en)
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Larry Hood
ラリー・フッド
Saeed Steve Khalaj
サイード・スティーブ・カラジ
Gregg W Hughes
グレッグ・ダブリュ・ヒューズ
Paul R Goth
ポール・アール・ゴート
Antonio Mendez
アントニオ・メンデス
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REFRATEC Inc
Original Assignee
REFRATEC Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by REFRATEC Inc filed Critical REFRATEC Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 角膜に電流を流すために安心して使用できる
電極アセンブリを提供すること。 【解決手段】 このアセンブリは、ストッパに取り付け
られたチップを含む。このストッパを電極本体の内部の
溝に押し込む。このストッパは、角膜中にチップが突入
する深さを制限する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、角膜の外側表面に
直接接触して置かれる、加熱角膜形成用プローブに関す
る。
【0002】
【従来の技術】視力矯正技術には、目の角膜の再形成が
ある。例えば、近視状態は、角膜中にいくつか小さな切
れ目を入れることにより矯正することができる。この切
れ目によって角膜を弛緩させ、角膜の半径を増加させる
ことができる。切れ目は通常レーザまたは精密ナイフで
形成することができる。近視欠陥を矯正するために切れ
目を形成するための処置は、一般に放射状角膜切開術と
呼ばれ、当分野では周知である。
【0003】現在の放射状角膜切開技術では、一般に角
膜のおよそ95%に達する切れ目を作る。このような深
さまで角膜を切り込むと、デスメ膜および内皮層が破
れ、目に永久的な障害が起こる危険性が増す。さらに、
角膜の切れ目の位置に入った光は、切れ目の瘢痕によっ
て屈折し、視野内でグレア効果(まぶしくなる)を生み
出す。傷のグレア効果は、患者の夜間視力を損なう。
【0004】この放射状角膜切開技術は、近視の矯正に
のみ有効である。放射状角膜切開術は、遠視などの目の
状態の矯正には使用できない。さらに、角膜切開術は、
乱視の軽減または矯正での使用には限界がある。遠視患
者の角膜は、比較的平面状(球面半径が大きい)であ
る。平面状の角膜が形成するレンズ系は、見た画像を目
の網膜上に正しく結像しない。遠視は、目を再形成し
て、角膜の球面半径を減少させることによって矯正でき
る。遠視は、角膜の局所領域を加熱し変性させることに
よって矯正できることが判明している。変性した組織が
収縮し、角膜の形状が変化して、目の光学特性が矯正さ
れる。患者の視力矯正のために角膜を加熱する処置は、
一般に、加熱角膜形成術と呼ばれる。
【0005】バロン(Baron)に発行された米国特
許第4,461,294号、サンド(Sand)に発行
された米国特許第4,976,709号、およびPCT
公開WO90/12618号はすべて、レーザを利用し
て角膜を加熱する、加熱角膜形成技術を開示している。
レーザのエネルギーは、光子の吸収により角膜ストロマ
(支質)内で局所的に熱を発生する。そのためストロマ
の加熱された領域が収縮して、目の形状を変化させる。
【0006】バロン、サンド、およびPCTの引例のレ
ーザ・ベースのシステムは、目の再形成には有効である
が、製造がかなり高価であり、熱伝導プロフィルが均一
でなく、自己制御性でなく、目を過熱しやすく、非点収
差を引き起こし隣接する組織に過度の障害を与える可能
性があり、目の状態が安定になるまで長期間を要する。
レーザ系が高価であると、処置のコストが増加し、市場
で広く受け入れられ使用されるには経済上実用的でな
い。
【0007】さらに、レーザ加熱角膜形成技術は、ボー
マン層を収縮させずにストロマを非均一に収縮させる。
対応するボーマン層が収縮せずにストロマが収縮する
と、角膜中に機械的ひずみが生じる。機械的ひずみは、
角膜の望ましくない再形成、および角膜疾患が治癒する
ときに視力矯正の逆行を引き起こす可能性がある。レー
ザ技術はまた、ボーマン層に穴をあけ、目の視野中に白
斑を残す可能性がある。
【0008】ドス(Doss)らに発行された米国特許
第4,326,529号および同第4,381,007
号は、近視矯正のため角膜の広い領域を加熱するのに用
いられる電極を開示している。この電極はハウジング中
に置かれ、このハウジングが電極のチップを目の表面か
ら離隔している。等方性食塩水を電極を介して注ぎ、電
極の外側表面とスリーブの内側表面の間に形成された溝
を通して吸引する。食塩水は、電極と角膜の間で導電性
の媒質となる。電極からの電流が、角膜の外側の層を加
熱する。目の外側組織を加熱すると、角膜が収縮し、新
しい半径の形状になる。食塩水はまた、冷却剤としても
働き、外側の上皮層を冷却する。
【0009】ドスの装置の食塩水溶液は、電極の電流を
角膜の比較的広い範囲にわたって散乱させる。したがっ
て、ドスの装置を用いる加熱角膜形成技術は、目の視線
中の望ましくない変性領域が比較的大きい、再形成した
角膜に限定される。ドスのシステムの電極装置はまた、
比較的複雑で、使用が面倒である。
【0010】ドスらの「角膜ストロマの選択的加熱のた
めの技術(A Techniquefor the S
elective Heating of Corne
al Stroma)」(コンタクトおよび眼内レンズ
医学雑誌、第6巻、第1号、13〜17頁、1980年
1月〜3月(Contact & Intraocul
ar Lens Medical Jrl.,Vol.
6,No.1,pp.13−17,Jan−Mar.,
1980))は、ドス(Doss)の特許の循環食塩水
電極(CSE:Circulating saline
electrode)を使用してブタの角膜を加熱す
る処置について論じている。この電極は4秒間に30ボ
ルト(実効値)の電力を供給する。その結果、ストロマ
は70℃まで加熱され、ボーマン膜は、逆行せずに角膜
を収縮させるのに必要な温度である50〜55℃よりも
低い、45℃まで加熱されることが示された。
【0011】マクドネル(McDonnell)の「即
時有望研究の必要性(The Need For Pr
ompt Prospective Investig
ation)」(屈折・角膜外科、第5巻、1989年
1月/2月(Refractive & Cornea
l Surgery,Vol.5,Jan./Fe
b.,1989))は、加熱角膜形成技術による角膜再
形成のメリットについて論じている。この論文は、高周
波でストロマのコラーゲンを加熱して、円錐角膜状態を
矯正する処置について論じている。この論文の報告によ
れば、患者の目の初期の深部平坦化の後、処置から数週
間以内に有意な逆行を起こした。
【0012】フェルドマン(Feldman)らの「ヒ
トでの放射状加熱角膜形成後の効果の逆行(Regre
ssion of Effect Following
Radial Thermokeratoplast
y in Humans)」(屈折・角膜外科、第5
巻、1989年9月/10月(Refractivea
nd Corneal Surgery,Vol.5,
Sept./Oct.,1989))は、遠視矯正のた
めの別の加熱角膜形成技術について論じている。フェル
ドマンは、角膜の4つの異なる場所にプローブを挿入し
た。プローブが600℃まで加熱され、角膜中に0.3
秒間挿入された。マクドネルの論文で論じた処置と同様
に、フェルドマンの技術は、当初は遠視を軽減させた
が、患者は9カ月の処置中に有意な逆行を見せた。
【0013】本出願の譲受人である、リフラクテック社
(Refractec,Inc.)(米国カリフォルニ
ア州アービン)は、角膜に直接接触する加熱角膜形成用
のプローブを用いた、遠視矯正技術を開発した。このプ
ローブは、角膜のストロマ層中に挿入されるチップを含
む。電流が目の中を流れて、ストロマ中のコラーゲン組
織を変性させる。このプローブのチップを挿入し電流を
流すプロセスを、角膜の全体にわたって繰り返すことが
できる。組織が変性すると、目の屈折特性が変化する。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】図1は、角膜に電流を
流すために使用されるハンドピース(図示せず)の電極
1を示す図である。電極1は、電極本体3上に圧着され
たワイヤ・チップ2を含む。角膜の傷跡を最小限に抑え
るために、ワイヤ・チップ2は非常に小さく、0.1ミ
リメートル程度である。このような小さいチップを圧着
するのは、特に電極1の大量生産を試みるときには、非
常に困難になり得る。
【0015】電極1はまた、チップ2の挿入深さを制限
するストッパ4も含む。チップ2が、角膜のストロマ層
を貫通して、内皮層または内側の眼房中に挿入されない
ようにすることが重要である。チップを挿入しすぎる
と、目が永久的な損傷を受ける可能性がある。ストッパ
4が外れてワイヤ・チップ2の長さ方向に沿って滑るよ
うになる可能性があることが判明している。こうなる
と、ストッパ4はチップ2の挿入深さを制限しなくな
る。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は角膜に電流を流
すために使用できる電極アセンブリである。このアセン
ブリは、ストッパに取り付けたチップを含む。ストッパ
は電極本体の内部溝の中に延びている。
【0017】
【発明の実施の形態】参照番号によってさらに詳細に図
面を参照すると、図2は本発明の加熱角膜形成用電極シ
ステム10を示す。システム10は、電源ユニット14
に結合された電極プローブ12を含む。電源ユニット1
4は、プローブ12に電力を送ることができる電源を含
む。プローブ12はハンドピース16およびワイヤ18
を有する。このワイヤはプローブ電極をコネクタ20に
結合する。このコネクタは電源14の前面パネル24上
に位置するはめあいソケット22に差し込まれる。ハン
ドピース16は、非伝導性材料で作製されている。
【0018】システム10はまた接地要素(図示せず)
を含み、この接地要素が患者に接触して、電源からプロ
ーブ12に供給された電流の帰還経路を形成する。例と
して、接地要素は、患者のまぶたを開いた状態に維持す
るために使用する開瞼器(lid speculum)とすることも
できる。
【0019】電源14は、所定の継続時間、制御しなが
ら電力を加えることによって、所定の量のエネルギーを
提供する。電源14は、ユーザが電力および継続時間な
どの治療パラメータを選択できる、手動制御器を備える
ことができる。電源14はまた、自動化運転をするよう
に構成することもできる。電源14は、組織インピーダ
ンス、組織温度、および他のパラメータを測定するため
の、モニタおよびフィードバック・システムを有し、所
望の結果が実現されるように電源の出力電力を調節する
ことができる。このユニットはまた、プローブ12を使
用できる残りの使用回数を示す表示器を有してもよい。
【0020】一実施形態では、電源は、アーク放電を避
けるために定電流源を備え、電圧を制限する。過電圧ま
たは過電力から患者を保護するために、電源ユニット1
4に、上限電圧および/または上限電力を設けることが
でき、ユニットの出力電圧または電力が所定の値を超え
るとプローブへの電力が停止される。
【0021】電源ユニット14はまた、モニタおよび警
報回路を含むこともでき、これらは負荷の抵抗またはイ
ンピーダンスを監視し、この抵抗/インピーダンスの値
が、所定の限度値を上回り、かつ/または下回るとき
に、警報を発する。この警報は、抵抗/インピーダンス
値が外部からの所定限度を上回ったことを、ユーザに音
声および/または画像で指示するものでよい。さらに、
このユニットは、漏電指示器および/または組織温度モ
ニタを含んでもよい。電源ユニットの前面パネルは、通
例、メータと、プローブに送達される電力の電力値、周
波数などを示す表示器とを含む。
【0022】電源ユニット14は、5kHz〜50MH
zの周波数範囲で電力を出力することができる。好まし
い実施形態では、500kHzの範囲内の周波数でプロ
ーブに電力を供給する。ユニット14は、プローブ12
に供給される電力が1.2ワット(W)を超えないよう
に設計される。角膜の個々の位置にそれぞれ電力を適用
する継続時間は、通例0.1〜1.0秒の間である。ユ
ニット14は、約0.75Wの電力を0.75秒間送る
ように設定することが好ましい。
【0023】図3は、ユニット14によって適用される
典型的な電圧波形を示す図である。ユニット14によっ
て供給されるエネルギーの各パルスは、大きく減衰する
信号であり、その波高率(ピーク電圧/RMS電圧)は
通例10:1より大きい。各消費電力は、反復頻度で与
えられる。反復頻度は4〜12kHzの間の範囲とする
ことができ、8kHzに設定することが好ましい。
【0024】このシステムは、プローブ12への電力の
適用を制御するスイッチを有することができる。電源ユ
ニット14はまた、タイマー回路を含むこともでき、こ
のタイマー回路は厳密な所定の時間間隔でプローブ12
に電力を供給できるようにする。このタイマーは、ドー
ズ(Dose)タイマー、または、所定の時間間隔後に
プローブへの電力を止める他の同様の従来の回路でよ
い。このユニットはまた、スイッチを解除するまでユー
ザが電力を適用できるようにしてもよい。一実施形態と
して、電源は、バーチャー・メディカル社(Birtc
her Medical Co.)から商標HYFRE
CATOR PLUS、モデル7〜797で販売される
ユニットでよく、これを上記仕様を満たす電圧、波形、
継続時間、および電力限度を有するように変更する。
【0025】図4と図5は、角膜に電流を加えるために
使用できる、電極アセンブリ30を示す図である。電極
アセンブリ30は、図2に示すように、ハンドピース1
6中に差し込まれている。電極アセンブリ30は、内部
の溝34をもつ本体32を含む。本体32は、導電性材
料から作製される。例として、本体32はステンレス鋼
から作製することができる。
【0026】アセンブリ30は、ストッパ38に取り付
けたチップ36を含む。このストッパ38は、角膜中に
チップ36を挿入する深さを制限する。チップ36は導
電性材料から作製される。例として、チップ36はステ
ンレス鋼ワイヤから作製することができる。ストッパ3
8は、TEFLONなどの誘電材料から作製することが
好ましい。
【0027】ストッパ38は、本体32の内部の溝34
に押し込まれる。本体32は、チップ・ストッパ38を
内部の溝34に押し込むことができる深さを制限する機
械的ストッパ40を含むことが好ましい。機械的ストッ
パ40は、本体32中に形成されたくぼみであってよ
い。
【0028】ワイヤ・チップ36の基部端42は、本体
32をチップ36に電気的に接続するために、電極本体
32にスポット溶接することができる。ワイヤ・チップ
36を内部の溝34の中を通らせ、本体32の外側表面
に溶接することができるように、チップ36は開口部4
4を通って延びることができる。
【0029】電極本体32はまた、本体32の柄部48
上に、一対のフランジ46を設けても良い。柄部48
は、図2に示すようなプローブ12のハンドピース16
中に差し込まれる。フランジ46は、ハンドピース16
内での電極本体32およびワイヤ・チップ36の回転を
妨げる。処置中にチップ36が動かないことが重要であ
る。
【0030】電極アセンブリ30は、まずストッパ38
をワイヤ・チップ36に取り付けて組み立てることがで
きる。これは、接着剤または他の取付手段によって行う
ことができる。次いで、チップ・ストッパ38を、スト
ッパ38の端が機械的ストッパ40に係合するまで、本
体32の内部溝34に押し込む。チップ36をストッパ
38に取り付け、その後ストッパ38を本体32に押し
込むことにより、組立プロセスがより簡単になる。組立
が簡単であれば、電極30の生産コストが減少する。ス
トッパ38を本体32に押し込むことにより、電極30
の構造上の完全性も高まり、ストッパ38がチップ36
に沿って滑る可能性も低下する。
【0031】ワイヤ・チップ36の基部端42は、開口
部44を通して、本体32にスポット溶接する。スポッ
ト溶接によって、図1に示す従来技術の電極に関して述
べた圧着プロセスよりも、高い部品歩留まりが得られ
る。
【0032】次いで電極アセンブリ30を、図2に示す
ハンドピース16に差し込んで、組立を完了する。
【0033】図6に示すように、処置時には、チップ3
6を角膜に挿入する。電極がストロマまで入るように、
チップ36の長さは、通例300〜600ミクロン、好
ましくは400ミクロンである。ストッパ38は、チッ
プ36の突入を制限する。チップ36の直径は、125
ミクロンであることが好ましい。チップの直径は、目の
侵襲を最小限に抑えるために小さくなっている。
【0034】電源は、チップ36を介して角膜に電流を
供給する。この電流がストロマを変性させて角膜の形を
矯正する。チップ36がストロマに挿入されるので、
1.2ワット以下の電力を1.0秒以下の継続時間で与
えれば、目の光学的矯正を行うのに適切な角膜組織の変
性を起こすことがわかった。この電力の周波数は、通例
1〜20kHz、好ましくは4kHzである。角膜にチ
ップ36を挿入することにより、角膜の上皮と外側表面
の電気的特性の差異が減少し、それにより角膜表面に接
触して置かれたプローブについての再現性が向上する。
【0035】図7は、遠視状態を矯正することがわかっ
た変性領域50のパターンを示す図である。8個または
16個の変性領域50の環を、角膜の中心の周りで、目
の視線部分52の外側に形成する。視線の公称直径は約
5ミリメートルである。変性領域を16個にすると、処
置により、最も角膜が収縮し、術後の非点収差効果がよ
り少なくなることがわかった。変性領域の環の直径は、
通例6〜8mmであり、好ましい直径は約7mmであ
る。最初の環が目の欠陥を矯正しない場合には、同じパ
ターンを繰り返してもよく、直径がおよそ6.0〜6.
5mmの環の中に一列に並ぶかまたは重なり合う、8個
の変性領域の別のパターンを形成してもよい。
【0036】パターンの正確な直径は患者によって変わ
ることがある。ただし変性スポットは、好ましくは目の
非視覚部分中に形成すべきことを理解されたい。環状の
パターンを示したが、変性領域はどんな位置にあって
も、どんなパターンでもよいことを理解されたい。遠視
の矯正に加えて、本発明を用いて乱視状態を矯正するこ
ともできる。乱視状態の矯正では、通例変性領域を乱視
平面軸の端に形成する。本発明はまた、近視状態を過剰
に矯正してしまった放射状角膜切開処置の是正にも使用
することができる。
【0037】特定の実施形態の例を説明し添付の図面に
図示してきたが、このような実施形態は広範な発明を例
示するものに過ぎず、制限するものではなく、本発明
は、ここに図示し述べた特定の構造および配置に限定さ
れるものではないことを理解されたい。他の種々の変更
形態が当業者には思い浮かぶであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来技術の電極チップ・アセンブリの側面図で
ある。
【図2】加熱角膜形成用電極システムの斜視図である。
【図3】このシステムのプローブに与える波形を示すグ
ラフである。
【図4】このシステムのハンドピース用の電極アセンブ
リの側面図である。
【図5】この電極アセンブリのチップの拡大断面図であ
る。
【図6】角膜中に挿入されたプローブ・チップの拡大図
である。
【図7】角膜の変性領域のパターンを示す、上面図であ
る。
【符号の説明】
10 加熱角膜形成用電極システム 12 電極プローブ 14 電源ユニット 16 ハンドピース 18 ワイヤ 20 コネクタ 22 はめあいソケット 24 前面パネル 30 電極アセンブリ 32 本体 34 内部溝 36 チップ 38 ストッパ 40 機械的ストッパ 42 基部端 44 開口部 46 フランジ 48 柄部 50 変性領域 52 視線部分、非視覚部分
フロントページの続き (72)発明者 サイード・スティーブ・カラジ アメリカ合衆国・92653・カリフォルニア 州・ラグナ ヒルズ・テラ ベル アベニ ュ・25872 (72)発明者 グレッグ・ダブリュ・ヒューズ アメリカ合衆国・92675・カリフォルニア 州・サン フアン カピストラーノ・リー ジェンシイ コート・26641 (72)発明者 ポール・アール・ゴート アメリカ合衆国・92691・カリフォルニア 州・ミッション ビエホ・プアルタ デル オロ・27111 (72)発明者 アントニオ・メンデス メキシコ国・バハ カリフォルニア・メヒ カーリ・アベニーダ レフォルマ・ナンバ ー 1277 Fターム(参考) 4C060 KK47

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角膜に電流を流すために使用される電極
    アセンブリであって、 内部に溝を有する本体と、 前記本体の前記内部の溝に挿入されたストッパと、 前記ストッパに取り付けられたチップとを備える電極ア
    センブリ。
  2. 【請求項2】 前記ストッパが誘電材料から作製される
    請求項1に記載の電極アセンブリ。
  3. 【請求項3】 前記チップが前記本体に電気的に接続さ
    れる請求項1に記載の電極アセンブリ。
  4. 【請求項4】 前記チップが前記本体に溶接される請求
    項3に記載の電極アセンブリ。
  5. 【請求項5】 前記本体が、前記ストッパの挿入深さを
    制限する機械的ストッパを含む請求項1に記載の電極ア
    センブリ。
  6. 【請求項6】 前記本体が回転防止形状を含む請求項1
    に記載の電極アセンブリ。
  7. 【請求項7】 角膜に電流を流すために使用される電極
    アセンブリであって、 本体と、 前記本体に結合されたチップと、 角膜に前記チップを挿入する深さを制限するためのスト
    ッパ手段とを備える電極アセンブリ。
  8. 【請求項8】 前記ストッパ手段が誘電材料から作製さ
    れる請求項7に記載の電極アセンブリ。
  9. 【請求項9】 前記チップが前記本体に電気的に接続さ
    れる請求項7に記載の電極アセンブリ。
  10. 【請求項10】 前記チップが前記本体に溶接される請
    求項9に記載の電極アセンブリ。
  11. 【請求項11】 前記本体が、前記本体の内部の溝に前
    記ストッパ手段を挿入する深さを制限する機械的ストッ
    パを含む請求項7に記載の電極アセンブリ。
  12. 【請求項12】 前記本体が回転防止形状を含む請求項
    7に記載の電極アセンブリ。
  13. 【請求項13】 角膜に電流を流すために使用される電
    極アセンブリを組み立てる方法であって、 ストッパをチップに取り付けるステップと、 ストッパを本体の内部の溝に押し込むステップとを含む
    方法。
  14. 【請求項14】 チップを本体に接続するステップをさ
    らに含む請求項13に記載の方法。
  15. 【請求項15】 チップを本体に溶接する請求項14に
    記載の方法。
  16. 【請求項16】 ストッパをチップに固定する請求項1
    3に記載の方法。
  17. 【請求項17】 ストッパの挿入を本体の機械的ストッ
    パによって止める請求項13に記載の方法。
  18. 【請求項18】 本体をハンドピースに挿入する請求項
    13に記載の方法。
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