特開 2024-15672 眼科装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024015672

(43)【公開日】2024-02-06

(54)【発明の名称】眼科装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 3/16 20060101AFI20240130BHJP

【ＦＩ】

A61B3/16 300

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022117898

(22)【出願日】2022-07-25

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100096884

【弁理士】

【氏名又は名称】末成 幹生

(72)【発明者】

【氏名】丸山 弘毅

(72)【発明者】

【氏名】大宮 健

【テーマコード（参考）】

4C316

【Ｆターム（参考）】

4C316AA20

4C316FA12

(57)【要約】

【課題】高圧気体を用いて眼圧を測定する眼科装置において、動作音や衝撃を低減する。
【解決手段】連続して高圧気体を生成する高圧ボンベ１０１と、高圧ボンベ１０１から供給された高圧気体を貯める蓄圧タンク１０４と、高圧ボンベ１０１と蓄圧タンク１０４の間に配置され、高圧ボンベ１０１から供給される高圧空気を特定の圧力に安定化した状態で蓄圧タンク１０４に供給する圧力レギュレータ１０３と、蓄圧タンク１０４につながり、被検眼２００に高圧気体を噴射するノズル１０７と、蓄圧タンク１０４とノズル１０７の間に配置された電磁弁１０５を備える眼科装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

連続して高圧気体を生成する高圧気体供給手段と、
前記高圧気体供給手段から供給された高圧気体を貯める蓄圧タンクと、
前記蓄圧タンクの内圧を特定の値にする圧力安定化手段と、
前記蓄圧タンクにつながり、被検眼に高圧気体を噴射するノズルと、
前記蓄圧タンクと前記ノズルの間に配置された第１の開閉弁と
を備える眼科装置。

【請求項2】

前記高圧気体供給手段が高圧気体を貯蔵した高圧ボンベである請求項１に記載の眼科装置。

【請求項3】

前記高圧気体供給手段がポンプである請求項１に記載の眼科装置。

【請求項4】

前記ポンプは、ダイヤフラムを用いて脈流を含む高圧空気流を生成する請求項３に記載の眼科装置。

【請求項5】

前記第１の開閉弁を開とすることで前記被検眼に高圧気体の噴射が開始され、
その後に前記第１の開閉弁を閉とすることで前記被検眼への前記高圧気体の噴射が停止する請求項１に記載の眼科装置。

【請求項6】

前記高圧気体供給手段と前記蓄圧タンクの間に第２の開閉弁が配置され、
前記第１の開閉弁を閉、前記第２の開閉弁を開とした状態で前記蓄圧タンクの内部を特定の高圧状態とし、その状態で前記第２の開閉弁を閉とし、その後に前記第１の開閉弁を開とすることで、前記ノズルから前記被検眼に高圧気体の噴射が行われる請求項１に記載の眼科装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、眼圧を測定する眼科装置に関する。

【背景技術】

【0002】

眼球に空気を吹き付け、その際の眼球の変形を光学的に計測することで眼圧の測定を行う非接触型の眼科装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－２３７５１６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の眼圧を測定する眼科装置では、シリンダを用いて高圧気体を生成し、それを被検眼に吹き付けていた。この構造は、被検者にとって、動作音が気になる、動作時の衝撃が気になる、といった問題がある。

【0005】

このような背景において、本発明は、高圧気体を用いて眼圧を測定する眼科装置において、動作音や衝撃を低減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、連続して高圧気体を生成する高圧気体供給手段と、前記高圧気体供給手段から供給された高圧気体を貯める蓄圧タンクと、前記蓄圧タンクの内圧を特定の値にする圧力安定化手段と、前記蓄圧タンクにつながり、被検眼に高圧気体を噴射するノズルと、前記蓄圧タンクと前記ノズルの間に配置された第１の開閉弁とを備える眼科装置である。

【0007】

本発明において、前記高圧気体供給手段が高圧気体を貯蔵した高圧ボンベである態様、
前記高圧気体供給手段がポンプである態様が挙げられる。本発明において、前記ポンプは、ダイヤフラムを用いて脈流を含む高圧空気流を生成する態様が挙げられる。

【0008】

本発明において、前記第１の開閉弁を開とすることで前記被検眼に高圧気体の噴射が開始され、その後に前記第１の開閉弁を閉とすることで前記被検眼への前記高圧気体の噴射が停止する態様が挙げられる。

【0009】

本発明において、前記高圧気体供給手段と前記蓄圧タンクの間に第２の開閉弁が配置され、前記第１の開閉弁を閉、前記第２の開閉弁を開とした状態で前記蓄圧タンクの内部を特定の高圧状態とし、その状態で前記第２の開閉弁を閉とし、その後に前記第１の開閉弁を開とすることで、前記ノズルから前記被検眼に高圧気体の噴射が行われる態様が挙げられる。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、高圧気体を用いて眼圧を測定する眼科装置において、動作音や衝撃が低減される。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】実施形態の眼科装置の概念図である。

【図2】実施形態の眼科装置の概念図である。

【図3】実施形態の眼科装置の概念図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

１．第１の実施形態
（構成）
図１には、発明を利用した眼科装置１００が示されている。眼科装置１００は、被検眼２００に高圧空気を吹き付け、空気圧によって変形する被検眼２００の変形の程度を光学的に検出し、被検眼２００の眼圧を計測する。この原理は、従来からある眼科装置と同じである。

【0013】

眼科装置１００は、連続して高圧気体を生成する高圧気体供給手段である高圧ボンベ１０１を備えている。ここで、高圧とは、大気圧よりも高い圧力のことをいう。高圧ボンベ１０１には、圧縮空気が貯められている。

【0014】

高圧ボンベ１０１は、その内圧が後述する蓄圧タンク１０４の内圧の最大値よりも大きなものが選択されている。この例では、高圧ボンベ１０１に貯められた気体は、空気であるが、二酸化炭素ガスや窒素ガス等も利用可能である。

【0015】

一例であるが、現行の眼圧測定装置における被検眼への１回の噴射量は、約３．３ｍＬであり、それを前提とすると、市販のミニＣＯ_２カートリッジ（直径４０ｍｍ、長さ１３４ｍｍ、容量９８ｍl、内圧４１．７ＭＰａ）を利用した場合、約１２０００回の噴射が可能であると試算される。

【0016】

高圧ボンベ１０１には、配管１０２を介して圧力安定化手段である圧力レギュレータ１０３が接続されている。高圧ボンベ１０１から供給される高圧空気は、圧力レギュレータ１０３を介して、蓄圧タンク（アキュムレータ）１０４に供給される。

【0017】

圧力レギュレータ１０３は、高圧ボンベ１０１の側が入力側で蓄圧タンク１０４の側が出力側となる。圧力レギュレータ１０３は、入力側の圧力＞出力側の圧力の条件において、出力側の圧力（蓄圧タンク１０４の内圧）を一定に保つ機能を有する。圧力レギュレータ１０３は、市販のものを利用している。

【0018】

蓄圧タンク１０４は、圧力レギュレータ１０３によって調整された大気圧より高い圧力の空気を貯める。

【0019】

蓄圧タンク１０４の内容量は、ノズル１０７から被検眼２００に吹き付けられる空気の量（容積）に対して、十分に余裕を持った容積に設定されている。この場合、電磁弁１０５を閉鎖するタイミングを調整することで、ノズル１０７から被検眼２００に吹き付けられる空気の量が調整される。

【0020】

蓄圧タンク１０４は気密性を有し、電磁弁１０５を介して空気室１０６と接続されている。空気室１０６には、被検眼２００に高圧空気を吹き付けるためのノズル１０７が接続されている。

【0021】

眼科装置１００は、測定光学系１０８を有する。測定光学系１０８は、測定光の発光部と被検眼２００からの反射光の受光部を備える。測定光学系１０８内の発光部において発光された測定光は、光透過部１０９，１１０を介して、被検眼２００に照射され、その反射光は測定光学系１０８内の受光部で受光される。

【0022】

（眼圧の測定原理）
上記測定光を被検眼２００に照射している状態で、ノズル１０７から被検眼２００に高圧空気を吹き付ける。この際、高圧空気の圧力により被検眼２００の眼球が変形する。具体的には、凸形状⇒平坦⇒凹形状と被検眼の表面が変形し、それに伴い被検眼２００からの反射光の光量が変化する。

【0023】

標準模型眼を用いて、上記の反射光の光量の変化と眼圧の関係を予め取得しておき、この関係に実際の被検眼２００からの反射光の光量の変化を当てはめることで、被検眼２００の眼圧を算出する。これが、眼科装置１００における眼圧の測定の基本的な原理である。これは、従来の眼圧の測定と同じである。

【0024】

（測定の手順）
まず、電磁弁１０５を閉鎖した状態で高圧ボンベ１０１から蓄圧タンク１０４に高圧空気を供給し、蓄圧タンク１０４内の圧力を予め定めた圧力としておく。この圧力は、圧力レギュレータ１０３を調整することで決められる。蓄圧タンク１０４の内圧は、ノズル１０７から被検眼に噴射される高圧空気の圧力と量を鑑みて決定される。

【0025】

蓄圧タンク１０４が規定の内圧となった様態で、ノズル１０７から被検眼２００への高圧空気の噴射が可能となる。この状態において、電磁弁１０５を開とすると、蓄圧タンク１０４内の高圧空気が空気室１０６に移動し、ノズル１０７から被検眼２００に高圧空気が吹き付けられる。

【0026】

ここで、適切なタイミングで電磁弁１０５を閉鎖することで、ノズル１０７から噴出する空気量が制御される。電磁弁１０５を閉鎖するタイミングを決める方法としては、開放から規定の時間が経過した段階で閉鎖する方法、被検眼２００からの反射光の強度の変化に基づいて閉鎖する方法等がある。後者の方法の具体的な例としては、例えば、被検眼２００の表面が平坦になった段階（反射光量が最大となる）を光学的に検出し、それに基づいて閉鎖する方法が揚げられる。

【0027】

ノズル１０７からの高圧空気の噴射継続時間は、４００μｓ～２０００μｓ程度（圧力との関係で幅がある）である。電磁弁１０５は、この開閉動作を実現できるものを選択する。

【0028】

（優位性）
眼科装置１００は、連続して高圧気体を生成する高圧ボンベ１０１と、高圧ボンベ１０１から供給された高圧気体を貯める蓄圧タンク１０４と、高圧ボンベ１０１と蓄圧タンク１０４の間に配置され、蓄圧タンク１０４の内圧を予め定めた特定の圧力にする圧力安定化手段であり、高圧ボンベ１０１から供給される高圧空気を特定の圧力に安定化した状態で蓄圧タンク１０４に供給する圧力レギュレータ１０３と、蓄圧タンク１０４につながり、被検眼２００に高圧気体を噴射するノズル１０７と、蓄圧タンク１０４とノズル１０７の間に配置された電磁弁１０５を備える。

【0029】

この構成では、被検眼２００への高圧空気の噴射時に可動するのは電磁弁だけであるので、静音化および低衝撃化が実現できる。また、動作時の振動の発生が抑えられるので、ノズル１０７の軸が被検眼２００から外れるアライメント誤差の発生が抑えられる。また、動作音や衝撃の発生があると、被検者の生理的反応（びっくりして動いてしまう）や不快感の発生が懸念されるが、動作音や衝撃が抑えられるので、これらの問題の発生が抑制される。

【0030】

また、ピストンを用いた場合に存在する戻り機構がないので、涙液飛沫をノズルから吸い込む問題が発生しない。これにより、感染症の抑制、ノズル内や空気室の汚染の抑制といった効果が得られる。また、電磁弁以外の機械動作機構がないので、高い信頼性が得られる。また、部品点数が少なく全体を小型化できる。このため、携帯型の眼科装置を実現できる。

【0031】

高圧ボンベ１０１は、使用回数を経るに従って、徐々に内圧が低下し、出力特性が変動する。この例では、圧力レギュレータ１０３によって蓄圧タンク１０４に加わる圧力を一定に保つことで、上記高圧ボンベ１０１の内圧低下に伴う出力圧の低下や変動がノズル１０７から噴出する高圧空気の挙動に影響することが抑制される。

【0032】

２．第２の実施形態
この例では、ノズル１０７から被検眼２００に吹き付けられる空気の量（容積）に対応させて、蓄圧タンク１０４の内容量を設定する。また、蓄圧タンク１０４と圧力レギュレータ１０３の間に電磁弁１１１を追加する。

【0033】

この例の場合における動作手順の一例を以下に説明する。まず、電磁弁１０５を閉鎖、電磁弁１１１を開放した状態において、高圧ボンベ１０１から圧力レギュレータ１０３を介して、蓄圧タンク１０４に高圧空気を送り、蓄圧タンク１０４の内圧を予め定めた圧力とする。

【0034】

蓄圧タンク１０４の内圧が予め定めた圧力となったら、電磁弁１１１を閉鎖する。この後に電磁弁１０５を開放することで、蓄圧タンク１０４に貯められた高圧空気が空気室１０６に移動し、ノズル１０７から高圧空気が噴出する。

【0035】

この際、ノズル１０７から外部に噴出する空気の量および空気圧が特定の量となるように、蓄圧タンク１０４の容積と内圧の設定値を予め決めておく。

【0036】

３．第３の実施形態
高圧空気の供給源としてマイクロポンプ（マイクロブロア）１１２を利用する形態も可能である。マイクロポンプ１１２は、圧電素子によりダイヤフラムを駆動し、このダイヤフラムの動きにより気体を吐出する。ポンプとして他の形態のものを用いることもできる。ポンプと高圧ボンベを併用する形態も可能である。

【0037】

ところで、マイクロポンプには逆止弁を有するものと有さないものがある。マイクロポンプ１１２として逆止弁を有さないタイプのものを用いた場合、電磁弁１１１が必要となる。この場合において、電磁弁１１１の代わりにマイクロポンプ１１２と圧力レギュレータ１０３の間に図示しない電磁弁または逆止弁を配置してもよい。マイクロポンプ１１２が逆止弁を有する場合、マイクロポンプ１１２と蓄圧タンク１０４の間に電磁弁あるいは逆止弁を配置しない構成も可能である。

【0038】

マイクロポンプ１１２は、時間をかけて蓄圧タンク１０４の圧力を上げればよく、短時間にポンピングする必要はない。短時間にポンピングする必要がないので、マイクロポンプ１１２は、静音化でき、また衝撃の発生を抑えた動作が可能となる。また、マイクロポンプ１１２として小型のものを採用できる。また、蓄圧タンク１０４に一旦貯めた高圧空気をノズル１０７から被検眼２００に噴出するので、マイクロポンプ１１２で脈流が発生しても、その影響が被検眼２００に及ばない。

【0039】

４．第４の実施形態
図２は、蓄圧タンク１０４が内圧を一定に保つ機能を有する場合である。この場合、圧力レギュレータ１０３を不要とできる（勿論、併用も可能である）。この場合、蓄圧タンク１０４は内圧を検出する圧力センサ１１３、圧力センサ１１３が検出した蓄圧タンク１０４の内圧に基づき開閉する電磁弁１１４を備える。

【0040】

蓄圧タンク１０４に高圧気体供給手段（高圧ボンベ１０１またはマクロポンプ１１２）から高圧気体が供給されている状態において、蓄圧タンク１１３の内圧が予め定めた設定値を超えようとすると、それが圧力センサ１１３により検出され、電磁弁１１４が開となる。これにより、蓄圧タンク１１３の内圧が解放され、当該内圧が設定値を超えないように調整される。

【0041】

また、蓄圧タンク１０４に高圧気体供給手段から高圧気体が供給され、且つ、電磁弁１１４が開の状態において、蓄圧タンク１０４の内圧が予め定めた設置値を下回りそうになると、それが圧力センサ１１３により検出され、電磁弁１１４が閉となり、蓄圧タンク１０４の内圧が予め定めた設置値を下回らないように調整される。これらの調整が動的に行われることで、蓄圧タンク１１３の内圧が一定に保たれる。

【0042】

この構成において、高圧気体供給手段として逆止弁を有さないマイクロポンプ１１２を用いた場合、マイクロポンプ１１２と蓄圧タンク１０４の間に電磁弁１１１（または逆止弁）が必要となる。当該マイクロポンプが逆止弁を有する場合、電磁弁１１１は不要である。高圧気体供給手段として高圧ボンベ１０１を用いる場合は、電磁弁１１１が必要である。

【0043】

５.第５の実施形態
マイクロポンプを複数配置する構成も可能である。図３には、複数のマイクロポンプを直列配置した例が示されている。なお、マイクロポンプ以外の部分は図１と同じである。本実施形態は、図２の構成に適用することもできる。

【0044】

図３には、２個のマイクロポンプ１２１，１２２を直列に接続した例が示されている。複数のマイクロポンプを直列に接続することで、吐出する気体の圧力を高めることができる。直列にするマイクロポンプの数は、２個以上で可能であり、必要とする圧力に応じて決めればよい。

【0045】

また、図３に示すように、複数のマイクロポンプを並列に配置することもできる。図３には２つのマイクロポンプ１３１，１３２を並列に接続した例が示されている。複数のマイクロポンプを並列に接続することで、吐出する気体の流量を増加させることができる。

【0046】

また、図３に示すように、複数のマイクロポンプを直列に接続したものを複数用意し、それを更に並列に接続する構成も可能である。図３には、マイクロポンプ１４１，１４２を直列に接続したものと、マイクロポンプ１５１，１５２を直列に接続したものを並列に接続した例が示されている。この構成によれば、吐出する（送り出す）気体の圧力と流量を増加させることができる。

【符号の説明】

【0047】

１００…眼圧測定用の眼科装置、１０１…高圧ボンベ、１０２…配管、１０３…圧力レギュレータ、１０４…蓄圧タンク（アキュムレータ）、１０５…電磁弁、１０６…空気室、１０７…ノズル、１０８…測定光学系、１０９…光透過部、１１０…光透過部、１１１…電磁弁、１１２…マイクロポンプ、１１３…圧力センサ、１１４…電磁弁、２００…被検眼、１２１…マイクロポンプ、１２２…マイクロポンプ、１３１…マイクロポンプ、１３２…マイクロポンプ、１４１…マイクロポンプ、１４２…マイクロポンプ、１５１…マイクロポンプ、１５２…マイクロポンプ。

【図1】

【図2】

【図3】