特表 2023-549246 近赤外スペクトルを利用する眼科用内視鏡

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-11-22

(54)【発明の名称】近赤外スペクトルを利用する眼科用内視鏡

(51)【国際特許分類】

   A61B 1/06 20060101AFI20231115BHJP

   A61F 9/007 20060101ALI20231115BHJP

【ＦＩ】

A61B1/06 610

A61F9/007 200C

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023528528

(86)(22)【出願日】2021-11-09

(85)【翻訳文提出日】2023-05-29

(86)【国際出願番号】 IB2021060373

(87)【国際公開番号】W WO2022101784

(87)【国際公開日】2022-05-19

(31)【優先権主張番号】63/114,039

(32)【優先日】2020-11-16

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】319008904

【氏名又は名称】アルコン インコーポレイティド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100160705

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100227835

【弁理士】

【氏名又は名称】小川 剛孝

(72)【発明者】

【氏名】ポール アール．ハレン

【テーマコード（参考）】

4C161

【Ｆターム（参考）】

4C161CC04

4C161QQ02

4C161QQ03

4C161RR02

4C161RR04

(57)【要約】

眼科用内視鏡は、外科用ハンドピースと、外科用ハンドピースに結合された内視鏡先端部とを含む。プローブが内視鏡先端部から延びる。照明源が外科用ハンドピース内に配置されている。複数の照明ファイバーがプローブ内に配置されている。複数の照明ファイバーは、照明源に結合された第１の端部と、プローブから外に向かって照明を投射する第２の端部とを含む。照明源によって供給される照明の波長は、可視光線と近赤外線との間で調整可能である。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

外科用ハンドピースと、
前記外科用ハンドピースに結合された内視鏡先端部と、
前記内視鏡先端部から延びるプローブと、
前記外科用ハンドピース内に配置された照明源と、
前記プローブ内に配置された複数の照明ファイバーであって、前記照明源に結合された第１の端部と、前記プローブから外に向かって照明を投射する第２の端部とを有する、複数の照明ファイバーと、
を含み、
前記照明源によって供給される照明の波長は、可視光線と近赤外線との間で調整可能である、
眼科用内視鏡。

【請求項2】

前記プローブ内に配置された複数の撮像ファイバーを含む、請求項１に記載の眼科用内視鏡。

【請求項3】

前記複数の撮像ファイバーは、手術部位から照明を受ける第１の端部と、アクティブピクセルセンサに結合された第２の端部とを含む、請求項２に記載の眼科用内視鏡。

【請求項4】

前記アクティブピクセルセンサは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）である、請求項３に記載の眼科用手術システム。

【請求項5】

前記外科用ハンドピース内に配置されたジャイロスコープチップを含む、請求項２に記載の眼科用内視鏡。

【請求項6】

前記照明源によって供給される照明の波長は、約４００ｎｍ～約７００ｎｍである、請求項１に記載の眼科用内視鏡。

【請求項7】

前記照明源によって供給される照明の波長は、約１μｍ～約１０μｍである、請求項１に記載の眼科用内視鏡。

【請求項8】

外科用コンソールと、
前記外科用コンソール内に配置されたプロセッサと、
前記外科用コンソールに結合されたディスプレイと、
前記外科用コンソールに結合された外科用ハンドピースであって、前記外科用ハンドピースは内視鏡先端部を有し、プローブが前記内視鏡先端部から延びる、外科用ハンドピースと、
前記外科用ハンドピース内に配置された照明源と、
前記プローブ内に配置された複数の照明ファイバーであって、前記照明源に結合された第１の端部と、前記プローブから外に向かって照明を投射する第２の端部とを有する、複数の照明ファイバーと、
前記外科用ハンドピース内に配置された複数の撮像ファイバーであって、前記複数の撮像ファイバーは、手術部位から照明を受ける第１の端部と、アクティブピクセルセンサに結合された第２の端部とを有し、前記アクティブピクセルセンサは、前記プロセッサに電気的に接続されている、複数の撮像ファイバーと、
を含み、
前記外科用コンソールは、可視光線と近赤外線との間における、前記照明源によって供給される照明の波長の選択を容易にする、
眼科用手術システム。

【請求項9】

前記外科用ハンドピース内に配置されたジャイロスコープチップを含む、請求項８に記載の外科用コンソール。

【請求項10】

前記ジャイロスコープチップは、３軸微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）デバイスである、請求項９に記載の外科用コンソール。

【請求項11】

前記ジャイロスコープチップは、前記外科用ハンドピースの偶発的な動きに対して、前記外科用コンソール上に表示される画像を安定させる、請求項９に記載の外科用コンソール。

【請求項12】

前記ジャイロスコープチップは、前記外科用コンソール上に表示される画像を方向付ける、請求項９に記載の外科用コンソール。

【請求項13】

前記アクティブピクセルセンサは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）である、請求項８に記載の外科用コンソール。

【請求項14】

眼球切開部にプローブを挿入することであって、前記プローブは、外科用ハンドピースに結合されている、ことと、
外科用コンソールを介して、照明源によって供給される照明の波長を、可視光線と近赤外線との間で選択することと、
前記プローブ内に配置された複数の照明ファイバーを介して手術部位に照明を供給することと、
前記プローブ内に配置された複数の撮像ファイバーを介して、前記外科用ハンドピース内に配置されたアクティブピクセルセンサに照明を供給することと、
前記手術部位の画像に対応する信号を、前記アクティブピクセルセンサから前記外科用コンソールと関連するプロセスに送信することと、
前記外科用コンソール上に前記画像を表示することと、
を含む、方法。

【請求項15】

近赤外照明を用いて眼の房水静脈を可視化することを含む、請求項１４に記載の方法。

【請求項16】

ステントデバイスを近赤外照明下に配置することを含む、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

ジャイロスコープチップによって、前記外科用ハンドピースの偶発的な動きに対して、前記外科用コンソール上に表示される前記画像を安定させることを含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

前記ジャイロスコープチップによって、前記外科用コンソール上に表示される前記画像を方向付けることを含む、請求項１７に記載の方法。

【請求項19】

前記アクティブピクセルセンサは、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサである、請求項１４に記載の方法。

【請求項20】

前記切開部は、白内障手術用切開部である、請求項１４に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、概して、眼の可視化に関し、限定されることはないがより具体的には、緑内障の治療において集合管を可視化するために近赤外スペクトルを利用することに関する。

【背景技術】

【0002】

このセクションでは、本開示の様々な態様のよりよい理解を促すための背景情報を提供する。本明細書のこのセクションの記述は、この観点から読まれるべきであり、先行技術の自認として読まれるべきではないことを理解されたい。

【0003】

緑内障は、治療を受けないままでいると、視神経が障害され、視野の喪失、及び最終的には失明に至る可能性のある深刻な眼科疾患である。多くの種類の緑内障の主な危険因子は、眼圧の上昇である。眼圧は、眼の毛様体突起による房水の産生及び線維柱帯を通した房水の最終的な排出によって調整されている。

【0004】

緑内障の治療では、いくつかの外科的介入が用いられる。これらの介入としては、カナロプラスティ、線維柱帯切除術、及び低侵襲緑内障ステント（ＭＩＧＳ）デバイスなどの緑内障排液インプラントが挙げられる。これらの介入のそれぞれにおいては、線維柱帯及びシュレム管内の房水静脈の可視化が必要である。房水静脈は、一般に、可視光線スペクトルでは見えない。外科的介入中に房水静脈を可視化できると、房水静脈の近くにインプラントを配置することが可能になり、それによって手術の有効性が高まる。

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0005】

本開示の態様は、眼科用内視鏡に関する。眼科用内視鏡は、外科用ハンドピースと、外科用ハンドピースに結合された内視鏡先端部とを含む。プローブが内視鏡先端部から延びる。照明源が外科用ハンドピース内に配置されている。複数の照明ファイバーがプローブ内に配置されている。複数の照明ファイバーは、照明源に結合された第１の端部と、プローブから外に向かって照明を投射する第２の端部とを含む。照明源によって供給される照明の波長は、可視光線と近赤外線との間で調整可能である。

【0006】

本開示の態様は、眼科用手術システムに関する。眼科用手術システムは、外科用コンソールと、外科用コンソール内に配置されたプロセッサと、外科用コンソールに結合されたディスプレイとを含む。外科用ハンドピースは、外科用コンソールに結合されている。外科用ハンドピースは、内視鏡先端部を含む。プローブが内視鏡先端部から延びる。照明源が外科用ハンドピース内に配置されている。複数の照明ファイバーがプローブ内に配置されている。複数の照明ファイバーは、照明源に結合された第１の端部と、プローブから外に向かって照明を投射する第２の端部とを含む。複数の撮像ファイバーが、外科用ハンドピース内に配置されている。複数の撮像ファイバーは、手術部位から照明を受ける第１の端部と、アクティブピクセルセンサに結合された第２の端部とを含む。アクティブピクセルセンサは、プロセッサに電気的に接続されている。外科用コンソールは、可視光線と近赤外線との間における、照明源によって供給される照明の波長の選択を容易にする。

【0007】

本開示の態様は、方法に関する。本方法は、眼球切開部にプローブを挿入することを含む。プローブは、外科用ハンドピースに結合されている。照明源によって供給される照明の波長は、外科用コンソールを介して、可視光線と近赤外線との間で選択される。照明は、プローブ内に配置された複数の照明ファイバーを介して手術部位に供給される。照明は、プローブ内に配置された複数の撮像ファイバーを介して、外科用ハンドピース内に配置されたアクティブピクセルセンサに供給される。手術部位の画像に対応する信号が、アクティブピクセルセンサから外科用コンソールと関連するプロセスに送信される。画像は、外科用コンソール上に表示される。

【0008】

この概要は、以下の発明を実施するための形態で更に説明する様々な概念を紹介するために提供されている。この概要は、特許請求される対象の重要な特徴又は必須の特徴を特定することを意図しておらず、特許請求される対象の範囲を限定するための補助として使用されることを意図するものでもない。

【0009】

本開示は、以下の発明を実施するための形態を添付の図と共に読むと最もよく理解される。業界の標準的な慣行に従い、様々な特徴が縮尺通りに描かれていないことを強調しておく。実際に、議論を明確にするために、様々な特徴の寸法は任意に増減される場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、眼の解剖学的構造を示す概略図である。

【図2A】図２Ａは、本開示の態様による可視化システムを示す概略図である。

【図2B】図２Ｂは、本開示の態様による、方向矢印を示す、外科用コンソール上に表示された画像の図である。

【図3】図３は、本開示の態様による内視鏡先端部の側面図である。

【図4】図４は、本開示の態様による、内視鏡先端部内に収容された照明ファイバー及び撮像ファイバーを示す内視鏡先端部の拡大断面図である。

【図5】図５は、本開示の態様による、手術部位を可視化するプロセスを示すフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

ここで、添付の図面を参照して、様々な実施形態をより詳細に説明する。しかしながら、本開示は、多くの異なる形態で具体化することができ、本明細書に記載の実施形態に限定されるものと解釈されるべきではない。

【0012】

図１は、眼１００の解剖学的構造を示す概略図である。房水（矢印１０２によって示される）は、毛様体突起１０４で産生され、後房１０６に入る。後房は、前側が虹彩１０８によって、後側が水晶体１１０によって画定される。房水１０２は、瞳孔１１２を通って前房１１４内に移動する。前房１１４は、前側が角膜１１６によって、後側が虹彩１０８によって画定される。次いで、房水１０２は、線維柱帯１２０を通って前房１１４を出、シュレム管１２２に入る。房水は、シュレム管１２２から、強膜１２６内に形成された複数の房水静脈１２４を通って移動する。

【0013】

図２Ａは、可視化システム２００を示す概略図である。可視化システム２００は、外科用コンソール２０４に動作的に結合された内視鏡ハンドピース２０２を含む。様々な実施形態において、外科用コンソール２０４は、例えば、手術部位への灌流液の供給、流体及び組織を吸引除去するための手術部位への吸引の供給、吸引除去された流体及び組織の収容、並びに眼１００の解剖学的構造を可視化するための照明の供給を含む、眼科手術介入のためのいくつかの機能を提供する。外科用コンソール２２２にはディスプレイ２２２が含まれる。外科用コンソール２０４は、照明源２１４を含む。様々な実施形態では、外科用コンソール２０４は、照明波長の選択を可能にする。様々な実施形態では、照明源２１４によって供給される照明の波長は、例えば、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの波長を有する可視光線から約１μｍ～約１０μｍの波長を有する近赤外線までの間で変化させることができる。様々な実施形態では、外科用コンソール２０４は、照度及びカラーバランス（赤／青／緑すなわち「ＲＢＧ」調整として知られる）の選択を可能にする。そのような実施形態では、波長は、可視化される構造はもとより、外科医の好みに応じて、可視光線又は近赤外光の間で選択され得る。照明は、導電性ケーブル２０６を介して内視鏡ハンドピース２０２に供給される。様々な実施形態では、ケーブル２０６は、外科用コンソール２０４とハンドピース２０２との間で電気信号及び光信号を伝送することが可能である。

【0014】

図２Ａを更に参照すると、外科用ハンドピース２０２は、内視鏡先端部２０８に結合されている。外科用ハンドピース２０２は、例えば相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）センサなどのアクティブピクセルセンサ２１０を収容する。アクティブピクセルセンサ２１０は、手術部位の内部から反射した光を複数の撮像ファイバー２１１を介して受け取り、個々のピクセルを画像に対応するデジタル信号に変換する。複数の撮像ファイバー２１１は、手術部位から反射した照明を受ける第１の端部２１３と、アクティブピクセルセンサ２１０に結合された第２の端部２１５とを含む。このデジタル信号は、その後、外科用コンソール２０４内に配置されたプロセッサ２１２にケーブル２０６を介して送信される。プロセッサ２１２は、任意のマイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラム可能要素、又は外科用ハンドピース２０２又は外科用コンソール２０４を制御するための命令を処理するための他のデバイス若しくはデバイスの集合体であり得る。照明源２１４は、ケーブル２０６を介してハンドピース２０２及び複数の照明ファイバー２１６に照明を提供する。照明ファイバー２１６は、手術部位に照明を伝送する。複数の照明ファイバーは、ケーブル２０６に結合された第１の端部２１７と、内視鏡先端部２０８から外に向かって照明を投射する第２の端部２１９とを含む。

【0015】

図２Ａを更に参照すると、外科用ハンドピースは、ジャイロスコープチップ２１８を含む。様々な実施形態では、ジャイロスコープチップ２１８は、例えば、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）３軸ジャイロスコープ又は他のタイプのジャイロスコープチップであり得る。動作中に、ジャイロスコープチップは、外科用コンソール２０４のディスプレイ２２２に送信され、これによって表示される、アクティブピクセルセンサ２１０によって取り込まれた画像の方向付け及び安定化を容易にする。様々な実施形態では、ジャイロスコープチップは、外科的介入の過程における外科用ハンドピース２０２の偶発的な回転運動を軽減し、外科用コンソール２０４のディスプレイ２２２上に表示される画像を安定させる。図２Ｂは、外科用コンソール２０４のディスプレイ２２２上に表示される画像の図である。様々な実施形態では、画像の方向付けを容易にするために、方向矢印２２０が画像上に配置される。

【0016】

図３は、内視鏡先端部２０８の側面図である。内視鏡先端部２０８は、ハブ３０２及びプローブ３０４を含む。ハブ３０２はコネクタ３０６を含み、コネクタ３０６は、外科用ハンドピース２０２と係合し、内視鏡先端部２０８と外科用ハンドピース２０２との間での光信号及び電気信号の伝送を容易にする。使用中に、プローブ３０４は手術部位の切開部に挿入される。照明ファイバー２１６は、照明源２１４から手術部位に照明を伝送する。撮像ファイバー２１１は、手術部位から反射した照明をアクティブピクセルセンサ２１０に伝送する。近赤外照明の使用により、線維柱帯１２０及び房水静脈１２４などの構造の可視化を可能にする。このような照明により、例えばＭＩＧＳ（ｍｉｃｒｏ ｉｎｖａｓｉｖｅ ｇｕｌａｕｃｏｍａ ｓｕｒｇｅｒｙ：低侵襲緑内障手術）デバイスなどの緑内障排液インプラント又は例えば緑内障の治療で使用される他のデバイスの正確な配置を容易にする。

【0017】

図４は、照明ファイバー２１６と撮像ファイバー２１１とを示すプローブ３０４の拡大断面図である。照明ファイバー２１６及び撮像ファイバー２１１は、照明ファイバー２１６及び撮像ファイバー２１１がプローブの長軸と実質的に平行であるようにプローブ３０２内に配置されている。様々な実施形態では、照明ファイバー２１６は、撮像ファイバー２１１の断面直径よりも大きい断面直径を有する。様々な実施形態では、照明ファイバー２１６は、撮像ファイバー２１１の断面直径よりも例えば３～５倍大きい断面直径を有し得る。他の実施形態では、照明ファイバー２１６は、撮像ファイバーの断面直径よりも約１０倍大きい断面直径を有する。典型的な実施形態では、約３０～約４０本の照明ファイバー２１６がプローブ３０４の内周の周りに配置されており、約３０，０００本の撮像ファイバー２１１がプローブ３０４の中心近くに配置されている。

【0018】

図５は、手術部位を可視化するプロセス５００のフロー図である。プロセス５００は、ブロック５０２において開始する。ブロック５０４において、プローブ３０４は切開部に挿入される。様々な実施形態では、切開部は、例えば、白内障手術用切開部又は他の種類の切開部である。ブロック５０６において、照明波長、強度、及びカラーバランスが外科用コンソール２０４で選択される。様々な実施形態では、照明波長は、例えば、可視光線、近赤外線、又は可視化される解剖学的構造及び外科的介入の性質に応じた他の適切な波長であり得る。例として、緑内障手術中、房水静脈１２４は可視光線で照明されると見えないことが多い。房水静脈１２４は、近赤外照明による可視化で見えるようになり、それにより、例えば、ＭＩＧＳデバイス又は緑内障の治療で使用され得る他のデバイスの配置が容易になる。ブロック５０８において、照明ファイバー２１６を介して手術部位に照明が供給される。ブロック５１０において、手術部位の画像を取り込むために、照明は手術部位から反射され、複数の撮像ファイバー２１１を介してアクティブピクセルセンサ２１０に伝送される。ブロック５１２において、アクティブピクセルセンサ２１０は、取り込まれた画像に対応する電気信号を外科用コンソール２０４に送信する。ブロック５１４において、外科用コンソール２０４は、アクティブピクセルセンサ２１０によって取り込まれた画像をディスプレイ２２２上に表示する。ブロック５１６において、手術中、ジャイロスコープチップ２１８は、外科用コンソール２０４上に表示される画像を安定させ、外科用ハンドピース２０２の偶発的な動きによる、表示される画像の偶発的な動きを防止する。プロセス５００は、ブロック５１８において終了する。

【0019】

「実質的に」という用語は、当業者であれば理解するように、ほぼ明記されたものであり、必ずしも完全に明記されたものである必要はない（且つ明記されているものを含み、例えば、実質的に９０度は、９０度を含み、実質的に平行は、平行を含む）と定義される。任意の開示された実施形態では、「実質的に」、「およそ」、「ほぼ」及び「約」という用語は、明記されているものの「［数パーセント］以内」に置き換えることができる。

【0020】

とりわけ、「～することができる」、「～である可能性がある」、「～し得る」、「例えば」など、本明細書で使用される条件付き言語は、具体的に述べられていない限り又は使用されている文脈内で理解されない限り、一般に、他の実施形態では特定の特徴、要素及び／又は状態を含まないが、特定の実施形態ではそれらを含むことを伝えることを意図している。したがって、そのような条件付き言語は、一般に、特徴、要素及び／若しくは状態が１つ以上の実施形態に必ず必要であること、又は１つ以上の実施形態が、考案者の入力若しくは促しの有無を問わず、これらの特徴、要素及び／若しくは状態が特定の実施形態に含まれるか若しくは特定の実施形態で実行されるかどうかを決定するための論理を必然的に含むことを含意することを意図していない。

【0021】

上述の詳細な説明は、様々な実施形態に適用される新規な特徴を示し、説明し、指摘しているが、本開示の趣旨から逸脱することなく、示されたデバイスの形態及び詳細における様々な省略形態、置換形態及び変更形態がなされ得ることを理解されたい。認識されるように、本明細書に記載されているプロセスは、いくつかの特徴を他の特徴とは別に使用又は実施できるため、本明細書に示されている全ての特徴及び利点を提供しない形態内でも具体化することができる。保護の範囲は、前述の記載によってではなく、添付の特許請求の範囲によって定義される。特許請求の範囲と均等な意味及び範囲内にある全ての変更形態は、その範囲内に包含されるべきである。

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】