(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
緑内障排水装置であって、
眼の前房内に配置されるように構成された第１端部と、排水場所に配置されるように構成された第２端部とを備えたメイン排水チューブと、
該メイン排水チューブに流体的に接続され且つ該メイン排水チューブと平行なバイパス排水チューブと、
該バイパス排水チューブと連通したポンプであって、第１ドライバと、第１チャンバを囲む第１可撓膜とを具備するポンプと、
該ポンプの上流に配置された第１チェックバルブと、
前記ポンプの下流に配置された第２チェックバルブと、
前記第１チェックバルブの上流に配置されたアクティブバルブであって、第２ドライバと、第２チャンバを囲む第２可撓膜とを具備するアクティブバルブと、
該アクティブバルブと前記メイン排水チューブの第２端部との間に配置された第３チェックバルブと
を具備し、
前記第１チャンバの容積が、前記前房から前記排水場所へ流体をポンプすべく変化せしめられる、緑内障排水装置。
【請求項２】
前記第１チャンバ又は第２チャンバが水を収容し、前記第１ドライバ又は第２ドライバが前記水の電気分解を行うように構成される、請求項１に記載の緑内障排水装置。
【請求項３】
前記第１ドライバ又は第２ドライバが、前記水と接触した一対の電極を具備する、請求項２に記載の緑内障排水装置。
【請求項４】
前記排水場所が前記眼の結膜下腔である、請求項１に記載の緑内障排水装置。
【請求項５】
前記第１ドライバ及び第２ドライバに接続された電源を更に具備する、請求項１に記載の緑内障排水装置。
【請求項６】
前記前房と流体連通して配置された第１圧力センサと、
前記排水場所に配置された第２圧力センサと
を更に具備し、
前記第１圧力センサからの数値と前記第２圧力センサからの数値との間の差が前記前房と前記排水場所との間の圧力差に近似する、請求項１に記載の緑内障排水装置。
【請求項７】
前記第１圧力センサ及び第２圧力センサからの数値が前記ポンプ又はアクティブバルブを制御するのに使用される、請求項６に記載の緑内障排水装置。
【請求項８】
眼の前房と流体連通して配置された第１圧力センサと、
大気圧を測定し又は大気圧の近似値を求めるように前記第１圧力センサから離隔されて配置された離隔圧力センサと
を更に具備し、
前記第１圧力センサからの数値と前記離隔圧力センサからの数値との間の差が眼内圧力に近似する、請求項１に記載の緑内障排水装置。
【請求項９】
前記離隔圧力センサが前記眼の結膜下腔内に配置される、請求項８に記載の緑内障排水装置。
【請求項１０】
前記第１圧力センサ及び離隔圧力センサからの数値が前記ポンプ又はアクティブバルブを制御するのに使用される、請求項８に記載の緑内障排水装置。
【請求項１１】
前記第２チャンバの容積が、前記メイン排水チューブを少なくとも部分的に閉塞すべく変化せしめられる、請求項１に記載の緑内障排水装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１０年７月８日に出願された米国特許出願シリアル番号１２／８３２４４９の優先権の利益を主張し、米国特許出願シリアル番号１２／８３２４４９は、２０１０年１月１２日に出願された米国特許出願シリアル番号１２／６８５７７２の一部継続出願であり、米国特許出願シリアル番号１２／６８５７７２は、２００９年１０月３０日に出願された米国特許出願シリアル番号１２／６０９０４３の一部継続出願であり、米国特許出願シリアル番号１２／６０９０４３は、２００９年９月２１日に出願された米国特許出願シリアル番号１２／５６３２４４の一部継続出願である。
【０００２】
本発明は、電気分解ポンプを備えた緑内障排水装置に関し、電気分解ポンプは、ルーメンをきれいにし、線維形成（fibrosis）を防ぎ、且つ／又は房水を適切に分散するように作用することができる。
【背景技術】
【０００３】
緑内障、並びに網膜及び視神経に影響する一群の眼疾患は、世界中で失明をもたらす主要因の一つである。緑内障は、眼内圧力（ＩＯＰ）が、長時間に亘って正常よりも高い圧力に増大すると生じる。ＩＯＰは、房水の生成と排水との不均衡によって増大しうる。未治療のままにしておくと、上昇したＩＯＰが視神経および網膜繊維に回復不能な損傷をもたらし、このことは進行性の永久的な視力喪失を引き起こす。
【０００４】
眼の毛様体上皮は、眼の前房（角膜と虹彩との間の空間）を満たす透明な流体である房水を絶えず生成する。房水は、複雑な排水システムであるぶどう膜強膜経路を通して前房から流れ出る。房水の生成と排水との間の微妙なバランスが眼のＩＯＰを決定する。
【０００５】
（慢性開放隅角又は原発開放隅角とも称される）開放隅角が緑内障の最も一般的なタイプである。このタイプでは、眼の前方構造が正常であるようにみえたとしても、房水が前房内において徐々に増え、ＩＯＰの上昇が引き起こされる。未治療のままにしておくと、このことは視神経及び網膜の永久的な損傷をもたらしうる。一般的には、眼圧を下げるために点眼薬が処方される。場合によっては、ＩＯＰを薬物療法で十分に制御することができなければ外科手術が行われる。
【０００６】
人工の約１０％のみが急性閉塞隅角緑内障を患う。急性の隅角の閉塞は眼の前方における構造の異常な状態によって生じる。これら多くの場合、虹彩と角膜との間の空間は正常よりも狭く、房水が通過するための小さなチャネルが残される。房水の流れが完全に遮断されると、ＩＯＰが急に上昇し、急激な隅角の閉塞が発症する。
【０００７】
続発性緑内障は、別の病気の結果、又は、炎症、外傷、既往手術、糖尿病、腫瘍、及び所定の薬剤のような眼内における問題の結果として生じる。このタイプについて、緑内障とその根本的な問題との両方が治療されなければならない。
【０００８】
図１は緑内障の過程を説明するのを助ける眼の前方部分の略図である。図１では、水晶体１１０、角膜１２０、虹彩１３０、毛様体１４０、小柱網１５０、及びシュレム管１６０の描写が描かれている。解剖学上、眼の前房は緑内障を引き起こす構造を含む。房水は毛様体１４０によって生成され、毛様体１４０は虹彩１３０の下に位置し且つ前房内において水晶体１１０に近接する。この房水は、水晶体１１０および虹彩１３０に押し寄せて、前房の隅角に配置された排水システムに流れる。眼の周りに周方向に延在する前房の隅角は、房水が排水されることを可能にする構造を含む。その第１の構造であり且つ一般的に緑内障と最も関連する構造が小柱網１５０である。小柱網１５０は、隅角において前房の周りに周方向に延在する。小柱網１５０は、フィルタとして作用するように見え、房水の流出を制限し、且つＩＯＰを生成する背圧を提供する。シュレム管１６０は、小柱網１５０を越えて配置される。シュレム管１６０はコレクタチャネルを有し、コレクタチャネルは房水が前房から流れ出ることを可能とする。図１の前房における二つの矢印は、毛様体１４０から水晶体１１０及び虹彩１３０を越えて小柱網１５０を通ってシュレム管１６０及びそのコレクタチャネル内へと流れる房水の流れを示す。
【０００９】
緑内障患者において、ＩＯＰは２４時間広範に変化しうる。一般的には、ＩＯＰは、薬剤が、起きているときに投与される前の早朝の時間帯において最も高い。高い圧力は視神経に損傷を与えて失明を引き起こしうる。したがって、ＩＯＰを制御するアクティブな緑内障排水装置を有することが望ましいであろう。
【発明の概要】
【００１０】
本発明の原理に係る一つの実施形態では、本発明は、緑内障排水装置であって、眼の前房内に配置されるように構成された第１端部と、排水場所に配置されるように構成された第２端部とを備えたチューブと、チューブと流体連通したポンプであって、ドライバと、チャンバを囲む可撓膜とを具備するポンプと、ポンプの上流に配置された第１チェックバルブと、ポンプの下流に配置された第２チェックバルブとを具備し、チャンバの容積が、前房から排水場所へ流体をポンプすべく変化せしめられる、緑内障排水装置である。
【００１１】
本発明の原理に一致した別の実施形態では、本発明は、緑内障排水装置であって、眼の前房内に配置されるように構成された第１端部と、排水場所に配置されるように構成された第２端部とを備えたメイン排水チューブと、メイン排水チューブに流体的に接続され且つメイン排水チューブと平行なバイパス排水チューブと、バイパス排水チューブと連通したポンプであって、第１ドライバと、第１チャンバを囲む第１可撓膜とを具備するポンプと、ポンプの上流に配置された第１チェックバルブと、ポンプの下流に配置された第２チェックバルブと、第１チェックバルブの上流に配置されたアクティブバルブであって、第２ドライバと、第２チャンバを囲む第２可撓膜とを具備するアクティブバルブと、アクティブバルブとメイン排水チューブの第２端部との間に配置された第３チェックバルブとを具備し、第１チャンバの容積が、前房から排水場所へ流体をポンプすべく変化せしめられる、緑内障排水装置である。
【００１２】
本発明の原理に一致した別の実施形態では、本発明は、緑内障排水装置であって、眼の前房内に配置されるように構成された第１端部と、排水場所に配置されるように構成された第２端部とを備えた排水チューブと、排水チューブと連通したアクティブバルブであって、ドライバと、チャンバを囲む可撓膜とを具備するアクティブバルブと、アクティブバルブとメイン排水チューブの第２端部との間に配置されたチェックバルブとを具備し、チャンバの容積が、排水チューブを少なくとも部分的に閉塞すべく変化せしめられる、緑内障排水装置である。
【００１３】
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明の両方が、模範的なものであり説明のためにのみ存在し、且つ、特許請求の範囲に記載されるような発明の更なる説明を提供することが意図されていることが理解されるべきである。以下の説明及び本発明の実施例が本発明の追加の利点及び目的を説明し且つ提案する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、眼の正面部分の略図である。
【図２】図２は、本発明の原理に係るＩＯＰ測定システムのブロック図である。
【図３】図３は、本発明の原理に係るＩＯＰセンサの略図である。
【図４】図４は、本発明のＩＯＰセンサの可能な一つの用途の略図である。
【図５】図５は、本発明の原理と合致したＩＯＰセンサの端キャップの実装（implementation）である。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の原理に合致したＩＯＰセンサの端キャップの実装の斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の原理に合致したＩＯＰセンサの端キャップの実装の斜視図である。
【図７Ａ】図７Ａは、本発明の原理に係る、ルーメン除去バルブ（lumen clearing valve）の斜視図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、本発明の原理に係る、ルーメン除去バルブの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の原理に係る線維除去部材を備えたルーメン除去バルブの斜視図である。
【図９】図９は、本発明の原理に係る線維形成を除去するための房水分散部材を備えたルーメン除去バルブの斜視図である。
【図１０】図１０は、本発明の原理に係るハイブリッドな外側部材を備えたルーメン除去バルブの斜視図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、二つのルーメン型を含む本発明の原理に係るバルブの端キャップの実装と圧力センサシステムとを描写する。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、単一のルーメン型を含む本発明の原理に係るバルブの端キャップの実装と圧力センサシステムとを描写する。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明のシステムと共に使用されうる二つの管の断面図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明のシステムと共に使用されうる二つの管の断面図である。
【図１３】図１３は、本発明の原理に係る二つのルーメンのバルブ及び圧力センサシステムの斜視図である。
【図１４】図１４は、本発明の原理に係る発電機の斜視図である。
【図１５】図１５は、本発明の原理に係るチューブに配置されたローターの端面図である。
【図１６】図１６は、本発明の原理に係る緑内障排水システムにおける発電機の一つの可能な場所の略図である。
【図１７】図１７は、本発明の原理に係る緑内障排水システムにおける発電機の別な可能な場所の略図である。
【図１８】図１８は、本発明の原理に係るＩＯＰセンサ並びにポンプ及び／又はバルブ機構の略図である。
【図１９】図１９は、本発明の原理に係るポンプ及び／又はバルブ機構の一つの可能な用途の略図である。
【図２０】図２０は、本発明の原理に係るポンプ及びバルブ機構の略図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明の原理に係るポンプ及びバルブ機構の一つの可能な作動を示す略図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明の原理に係るポンプ及びバルブ機構の一つの可能な作動を示す略図である。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明の原理に係るポンプ機構とポンプ機構の一つの可能な作動とを示す略図である。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明の原理に係るポンプ機構とポンプ機構の一つの可能な作動とを示す略図である。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、本発明の原理に係るポンプ機構とポンプ機構の一つの可能な作動とを示す略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本明細書に取り込まれ且つ本明細書の一部を構成する添付の図面が、説明と共に本発明のいくつかの実施形態を示して、本発明の原理を説明するのに役立つ。
以下、本発明の模範的な実施形態が詳細に参照され、それらの例が添付の図面において示される。可能な限り、同一の参照番号が、図面を通して同一又は同様の部品を参照するのに使用される。
【００１６】
図２は、本発明の原理に係るＩＯＰ測定システム２００のブロック図である。図２では、ＩＯＰ測定システムは、電源２０５、（Ｐ１、Ｐ２、及び／又はＰ３を含みうる）ＩＯＰセンサ２１０、プロセッサ２１５、メモリ２２０、データ伝送モジュール２２５、及び随意的なスピーカー２３０を含む。
【００１７】
電源２０５は、典型的にはリチウムイオンバッテリー又はリチウムポリマーバッテリーのような充電可能なバッテリーであるが、他のタイプのバッテリーが用いられてもよい。加えて、任意の他のタイプの動力電池（power cell）が電源２０５に適切である。電源２０５は、システム２００、特にプロセッサ２１５に電力を提供する。電源はＲＦＩＤリンク又は他のタイプの磁気結合を介して充電されることができる。
【００１８】
本発明の別の実施形態では、電源２０５は、以下に説明されるような発電機１４１０によって発生せしめられた電荷を貯蔵するコンデンサである。他のタイプの電荷貯蔵装置又はエネルギー貯蔵装置が、電源２０５を実装するのに用いられてもよい。以下により完全に説明されるように、発電機１４１０は電源２０５に接続される。
【００１９】
典型的には、プロセッサ２１５は、ロジック機能を実行できる、電源ピン、入力ピン、及び出力ピンを備えた集積回路である。様々な実施形態において、プロセッサ２１５は、対象となる装置のコントローラである。斯かる場合、プロセッサ２１５は、データ伝送モジュール２２５、スピーカー２３０、電源２０５、又はメモリ２２０のような特定の装置又は構成要素を対象とする特定の制御機能を実行する。他の実施形態では、プロセッサ２１５はマイクロプロセッサである。斯かる場合、プロセッサ２１５は、装置の一つよりも多い構成要素を制御するように機能できるようにプログラム可能である。他の場合、プロセッサ２１５は、プログラム可能なマイクロプロセッサではなく、代わりに、種々の機能を実行する種々の構成要素を制御するように構成された特殊用途のコントローラである。
【００２０】
メモリ２２０は典型的にはＮＡＮＤフラッシュメモリのような半導体メモリである。半導体メモリのサイズが非常に小さく且つシステム２００のメモリ要求が小さいので、メモリ２２０はシステム２００の非常に小さな設置面積（footprint）を占める。メモリ２２０はプロセッサ２１５と連動する。このようにして、プロセッサ２１５はメモリ２２０に書き込み且つメモリ２２０から読み込むことができる。例えば、プロセッサ２１５は、ＩＯＰセンサ２１０からデータを読み込んでそのデータをメモリ２２０に書き込むように構成されることができる。この態様では、一連のＩＯＰの数値がメモリ２２０内に記憶されることができる。プロセッサ２１５は、他の基本的なメモリ機能、例えば、メモリ２２０を消去し又は上書きする機能と、メモリ２２０がいっぱいになったときを検出する機能と、半導体メモリを管理することに関連する他の一般的な機能とを実行することもできる。
【００２１】
データ伝送モジュール２２５は任意の多くの様々なタイプのデータ伝送を用いることができる。例えば、データ伝送モジュール２２５は無線機のような能動装置である。データ伝送モジュール２２５はＲＦＩＤタグ上のアンテナのような受動装置であってもよい。この場合、ＲＦＩＤタグはメモリ２２０とアンテナの形態のデータ伝送モジュール２２５とを含む。その後、ＲＦＩＤリーダーが、メモリ２２０にデータを書き込み又はメモリ２２０からデータを読み込むべくシステム２００の近くに設置されることができる。典型的には（一定の時間に亘るＩＯＰの数値から成る）メモリ２２０内に記憶されるデータの量が小さいであろうから、データが転送される速度はあまり重要ではない。メモリ２２０内に記憶されてデータ伝送モジュール２２５によって伝送されうる、他のタイプのデータが、限定されるものではないが、電源データ（例えばローバッテリー、バッテリー不良）、スピーカーデータ（警告音、警告声（warning voice））、ＩＯＰセンサデータ（ＩＯＰの数値、問題の状況）、及びこれらと均等なものを含む。
【００２２】
随意的なスピーカー２３０は、危険な状況が存在するときに患者に警告音又は警告声を提供する。例えば、ＩＯＰが、患者に損傷をもたらし又は患者にリスクを与える可能性があるレベルである場合、スピーカー２３０は、医学的な治療を求め又は点眼剤を投与するように患者を警告すべく警告音を出すことができる。プロセッサ２１５はＩＯＰセンサ２１０からＩＯＰの数値を読み込む。プロセッサ２１５は、閾値よりも大きい一つの又は一連のＩＯＰの数値を読み込んだ場合、その後、警告音を出すようにスピーカー２３０を作動させることができる。閾値は設定されてメモリ２２０内に記憶されることができる。この態様では、ＩＯＰの閾値は医者によって設定されることができ、ＩＯＰの閾値が超えられると、警告音が出されうる。
【００２３】
代替的に、データ伝送モジュールは、二次装置、例えば、ＰＤＡ、携帯電話、コンピュータ、腕時計、この目的だけのためのカスタム装置、リモートアクセス可能なデータ保存サイト（例えばインターネットサーバー、電子メールサーバー、テキストメッセージサーバー）、又は他の電子装置に、上昇したＩＯＰの状況を通信するように作動されてもよい。一つの実施形態では、個人の電子装置がリモートアクセス可能なデータ保存サイト（例えば、インターネットサーバー、電子メールサーバー、テキストメッセージサーバー）にデータをアップロードする。情報が、例えば医療関係者によってリアルタイムに見られうるようにリモートアクセス可能なデータ保存サイトにアップロードされうる。この場合、二次装置はスピーカー２３０を含んでもよい。例えば、病院の環境において、患者が緑内障手術を受けてシステム２００が埋め込まれた後、二次装置は患者の病院ベッドの隣に配置されうる。ＩＯＰの変動が（高い側と、同様に危険な状況である低い側との両方において）緑内障手術後によく起こるので、プロセッサ２１５は、埋め込まれたＩＯＰセンサ２１０によって作られたＩＯＰの数値を読み込むことができる。プロセッサ２１５が危険なＩＯＰの状況を読み込んだ場合、データ伝送モジュール２２５は、スピーカー２３０を介して又は危険な数値を二次装置に送信することによって患者及び医療スタッフを警告することができる。
【００２４】
斯かるシステムは病院の環境外での使用についても適切である。例えば、危険なＩＯＰの状況が存在する場合、プロセッサ２１５は、可聴な警告音を出すようにスピーカー２３０を作動させることができる。その後、患者は警告されて医学的な治療を求めることができる。警告は多数の態様において医療専門家によって止められることができる。例えば、データ伝送モジュール２２５がＲＦＩＤタグであるとき、ＲＦＩＤリンクが外部装置とシステム２００との間に築かれることができる。この外部装置は、スピーカー２３０の電源を切るためにシステム２００と通信することができる。代替的に、光信号がシステム２００によって読み込まれてもよい。この場合、データ伝送モジュール２２５は光受容器を有し、光受容器は一連の光パルスを受容することができ、一連の光パルスは、指令、例えばスピーカー２３０の電源を切るための指令を表す。
【００２５】
図３は、本発明の原理に係るＩＯＰセンサの略図である。図３では、ＩＯＰセンサは、三つの圧力センサ、Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３と、排水チューブ４３０と、バルブ４２０と、分割器３５０とから成る。圧力センサＰ１は前房３４０内に配置され又は前房３４０と流体連通し、圧力センサＰ２は結膜下腔内の排水部位に配置され、圧力センサＰ３はＰ１及びＰ２から離隔されて配置される。圧力センサＰ１は、前房と流体連通しているルーメン又はチューブ内に配置されてもよい。このようにして、圧力センサＰ１は前房内の圧力を測定し、圧力センサＰ２は排水部位において圧力を測定し、圧力センサＰ３は概して大気圧を測定し又は大気圧に対応する。
【００２６】
図３では、チューブ４３０は眼の前房３４０から房水を排水する。バルブ４２０が、チューブ４３０を通る房水の流れを制御する。圧力センサＰ１は、バルブ４２０の上流であり且つ前房３４０の下流において、チューブ４３０内の圧力を測定する。この態様では、圧力センサＰ１は前房３４０内の圧力を測定する。Ｐ１が前房の下流においてチューブ内に配置されるとき（Ｐ１が強膜と結膜との間に配置されるときでさえ）、真の前房の圧力と、Ｐ１によって測定された圧力との間の期待される測定相違は非常に小さい。例えば、パイプ流れについてのポアズイユの法則は、水の毎分３マイクロリットルの流量について、０．３００ミリメーターの内径を有する５ミリメートルの長いチューブを横切る０．０１ｍｍＨｇの圧力低下を予測する。
【００２７】
分割器３５０は圧力センサＰ３から圧力センサＰ２を隔てる。圧力センサＰ２は排水部位（例えば図４における４１０）において配置される。このようにして、圧力センサＰ２は、概して房水を収容するポケットにおいて配置され、すなわち濡れた場所４１０に位置する。圧力センサＰ３は物理的に分割器３５０によって圧力センサＰ２から隔てられる。分割器３５０は、Ｐ３の乾いた場所３６０からＰ２の濡れた場所４１０を隔てる物理的な構造体である。分割器３５０は、本発明のシステムが単一の基材上に配置されるときに含まれる。この形態では、全ての三つの圧力センサ（Ｐ１、Ｐ２、及びＰ３）は基材上に配置され、基材は、チューブ４３０、バルブ４２０、分割器３５０、及びシステムの他の構成部品を含む。
【００２８】
本発明の一つの実施形態では、圧力センサＰ３は、眼に近接して配置される。圧力センサＰ３は眼内において結膜の下に埋め込まれてもよい。斯かる場合、圧力センサＰ３は、大気圧と関連付けられうる圧力を測定する。例えば、真の大気圧は圧力センサＰ３の圧力数値の関数である。Ｐ３は、排水場所から隔てられた結膜下腔の乾いた部分３６０に配置されてもよい。場所に拘わらず、圧力センサＰ３は眼の付近において又は眼の表面において大気圧を測定することが意図される。
【００２９】
概して、ＩＯＰは、ゲージ圧力数値、すなわち（Ｐ１によって測定されるような）眼内の絶対圧力と（Ｐ３によって測定されるような）大気圧との間の差である。典型的には約７６０ｍｍＨｇの大気圧は大きさが１０ｍｍＨｇ以上変化することが多い。加えて、大気圧は、患者が水泳、ハイキング、飛行機に乗船等をする場合、１００ｍｍＨｇを超えて著しく変化しうる。大気圧における斯かる変動は、ＩＯＰが典型的には約１５ｍｍＨｇの範囲内であるので重大である。このため、ＩＯＰの２４時間監視の間、（Ｐ１によって測定されるような）前房についての圧力数値と、（Ｐ３によって測定されるような）眼の付近の大気圧についての圧力数値とを有することが望ましい。
【００３０】
このため、本発明の一つの実施形態では、圧力数値は、実際のＩＯＰが（Ｐ１−Ｐ３又はＰ１−ｆ（Ｐ３）として）計算されうるように同時に又はほぼ同時にＰ１及びＰ３によって長時間に亘って採られる。Ｐ１及びＰ３の圧力数値はプロセッサ２１５によってメモリ２２０内に記憶されることができる。これらは、その後、長期間に亘る実際のＩＯＰが医師によって解釈されうるようにメモリから読み込まれることができる。
【００３１】
圧力センサＰ１、Ｐ２、及びＰ３は眼内における埋め込みに適切な任意のタイプの圧力センサでありうる。これら各々は同じタイプの圧力センサであり又は異なるタイプの圧力センサであってもよい。例えば、圧力センサＰ１及びＰ２は（眼内に埋め込まれた）同じタイプの圧力センサであり、圧力センサＰ３は（眼の付近における）異なるタイプの圧力センサである。
【００３２】
本発明の別の実施形態では、圧力センサＰ１及びＰ２によって採られた圧力数値は、前房３４０から房水を排水する装置を制御するのに使用されうる。図４は、圧力センサＰ１及びＰ２の数値を利用する本発明のＩＯＰセンサの一つの可能な用途の略図である。図４では、圧力センサＰ１は眼の前房３４０内の圧力を測定する。圧力センサＰ２は排水部位４１０において圧力を測定する。
【００３３】
緑内障を制御すべく前房３４０から房水を排水するための非常に多くの装置が開発されてきた。これら装置のほとんどは、前房３４０から排水場所４１０へ房水を流すチューブの変形である。例えば、前房３４０から結膜下腔へ房水を流し、このため結膜の下に濾過胞を形成するチューブ、又は前房３４０から強膜下腔へ房水を流し、このため強膜の下に濾過胞を形成するチューブが開発されてきた。（濾過胞とは、結膜又は強膜の下に形成される流体のポケットであることに留意されたい。）他のチューブ設計は、前房から脈絡膜上腔、毛様体上腔、中心窩空間（juxta-uveal space）、又は脈絡膜へ房水を流す。他の用途では、チューブは、前房から、シュレム管、シュレム菅内のコレクタチャネル、又は強膜上静脈のような任意の多くの様々な血管へ房水を流す。いくつかのチューブでは前房から結膜の外側へ房水を流すことさえある。最後に、いくつかの用途ではチューブは全く使用されない。例えば、線維柱帯切除術（又は他のタイプの濾過手術）では、小さな穴が結膜下腔又は強膜下腔から前房にかけて作られる。この態様では、房水は前房から穴を通って結膜又は強膜の下の濾過胞へ排水される。房水が流れ込むこれら種々の解剖学的場所の各々は排水場所４１０の例である。排水場所４１０の他の例が、限定されるものではないが、結膜下腔、脈絡膜上腔、強膜下腔、毛様体上腔、シュレム管、コレクタチャネル、強膜上静脈、及びぶどう膜強膜路を含む。
【００３４】
図４では、一方の端部上にバルブ４２０を備えたチューブ４３０が、一方の端部が前房３４０内に位置し且つ他方の端部が排水場所４１０に位置する状態で配置される。この態様では、チューブ４３０は前房３４０から排水場所４１０へ房水を排水する。バルブ４２０は前房３４０から排水場所４１０への房水の流れを制御する。圧力センサＰ１は前房内に配置され又は前房３４０と流体連通する。図３の実施形態において示されるように、圧力センサＰ１はバルブ４２０の上流に配置される。この態様では、圧力センサＰ１は結膜下腔内に配置されるが前房３４０と流体連通している。
【００３５】
圧力センサＰ１が前房３４０内の圧力を測定し、圧力センサＰ２が排水場所４１０において圧力を測定するので、これら二つの圧力センサ（Ｐ１−Ｐ２）によって採られる数値の差は前房３４０と排水場所４１０との間の圧力差の指標を与える。一つの実施形態では、この圧力差は前房３４０から排水場所４１０への房水の流量を決定する。
【００３６】
前房３４０を排水場所４１０へ流す濾過手術に関連する一つの合併症が、低眼圧症、すなわち深刻な結果をもたらしうるＩＯＰの危険な低下である。低眼圧症を防ぐように前房３４０から排水場所４１０への房水の流出率を制御することが望ましい。圧力センサＰ１及び圧力センサＰ２からの数値は、制御バルブ４２０によってチューブ４３０を通した流量を制御するのに使用されうる。例えば、バルブ４２０は圧力センサＰ１及び圧力センサＰ２からの圧力数値に基づいて制御されうる。
【００３７】
本発明の別の実施形態では、（圧力センサＰ１及び圧力センサＰ３からの数値に基づく）ＩＯＰは制御バルブ４２０によって制御されうる。この態様では、ＩＯＰは制御パラメータである。バルブ４２０は（１５ｍｍＨｇのＩＯＰのような）特定のＩＯＰを維持すべく調整されうる。バルブ４２０は、特定のＩＯＰを維持すべく日中よりも夜に多く開かれうる。他の実施形態では、ＩＯＰの低下が制御されうる。濾過手術の直後、ＩＯＰは急激に低下しうる。バルブ４２０は、圧力センサＰ１及びＰ３からの数値に基づいてＩＯＰの漸進的な低下を容認するように調整されてもよい。
【００３８】
本発明の別の実施形態では、圧力センサＰ２（又は圧力センサＰ２と、Ｐ３によって測定されるような大気圧との間の差）からの数値は、濾過胞の形態を制御するようにバルブ４２０を制御するのに使用されうる。濾過手術と関連した問題の一つが濾過胞の機能不全である。濾過胞は貧弱な構造又は線維形成のせいで機能不全になりうる。濾過胞における圧力は、濾過胞の形態を決定する一つの要因である。過剰な圧力によって、濾過胞が望ましくない場所へ移動せしめられ、又は線維形成が引き起こされうる。濾過胞の圧力は、（排水場所４１０において、この場合濾過胞において）圧力センサＰ２からの数値を使用することによって制御されうる。本発明の一つの実施形態では、（Ｐ２によって測定されるような）濾過胞における圧力と（Ｐ３によって測定されるような）大気圧との間の差が、所望の濾過胞圧力を維持すべくバルブ４２０を制御するのに使用されうる。この態様では、本発明のＩＯＰ圧力センサは、濾過胞を適切に維持するのにも使用されることができる。
【００３９】
バルブ４２０はマイクロプロセッサ２１５又は適切なＰＩＤ制御器によって制御されうる。（所望の流量に相当する）所望の圧力差が、バルブ４２０の作動を制御することによって維持されうる。同様に、所望のＩＯＰ、ＩＯＰ変化率、又は濾過胞圧力が、バルブ４２０の作動を制御することによって制御されうる。
【００４０】
バルブ４２０は、バルブとして描写されているが、前房３４０から排水場所４１０への房水の流れを測定し、制限し、又は容認する任意の多くの様々な流れ制御構造体であってもよい。加えて、バルブ４２０はチューブ４３０内のどこかに又はチューブ４３０に沿って配置されうる。
【００４１】
最後に、本ＩＯＰセンサについての他の多くの同様な使用がある。例えば、様々な圧力数値は、チューブ４２０がいくつかの望ましくない態様において閉塞され又は遮られているかどうか判定するのに使用されうる。このようにして、排水装置の機能不全が検出されうる。前房３４０を排水場所４１０へ流す自己除去ルーメン（self clearing lumen）では、望ましくない障害物が、Ｐ１、Ｐ２、及び／又はＰ３の圧力数値に基づいて除去されうる。
【００４２】
図５は、本発明の原理と一致したＩＯＰセンサの端キャップの実装である。図５では、圧力センサＰ１及びＰ３が端キャップ５１０内に組み込まれる。端キャップ５１０は、流体密封シールを形成するようにチューブ４３０内に収まる。チューブ４３０の一方の端部は前房３４０内に存在し、（端キャップ５１０が配置される）チューブ４３０の他方の端部は前房３４０の外側に配置される。典型的には、チューブ４３０の一方の端部は前房３４０内に存在し、他方の端部は結膜下腔内に存在する。この態様では、圧力センサＰ１は前房３４０と流体連通する。前房３４０と、前房３４０と流体連通しているチューブ４３０の内部との間の圧力差がほとんどないので、圧力センサＰ１は前房３４０内の圧力を測定する。圧力センサＰ３は、前房３４０の外部にあり、且つ大気圧を測定し又は大気圧と関連付けられうる。
【００４３】
典型的には、チューブ４３０は、緑内障濾過手術のときには、前房３４０を結膜下腔にブリッジすべく眼内に設置される。この場合、Ｐ３は結膜下腔に存在する。この形態では、Ｐ３は、大気圧に非常に近い圧力又は単純な機能の使用を通して大気圧に関連付けられうる圧力を測定する。プラグ５１０がチューブ４３０に流体密封シールを提供するので、圧力センサＰ３は圧力センサＰ１から分離される。このため、正確なＩＯＰ数値がＰ１の圧力数値とＰ３の圧力数値の間の差（Ｐ１−Ｐ３）として採られうる。一つの実施形態では、単一の薄膜５２０（典型的にはピエゾ抵抗結晶（piezoresistive crystal））が、センサパッケージ内に存在し、一方の側（チューブ側）においてＰ１に曝され且つ他方の側（分離側）においてＰ３に曝される。このため、膜５２０上の正味の圧力がセンサによって記録され、ＩＯＰに対応するゲージ数値が与えられる。
【００４４】
図６Ａ及び図６Ｂは図５の端キャップの実装の斜視図である。この実施形態では、圧力センサＰ１は、チューブ４３０の内側に配置されうるように端キャップ５１０の一方の端部上に配置される。圧力センサＰ３は、チューブ４３０の外側に配置されうるように端キャップ５１０の他方の端部上に配置される。膜５２０はＰ３からＰ１を隔てる。この態様では、圧力センサＰ１は圧力センサＰ３から分離される。圧力センサＰ１及びＰ３は、端キャップ５１０内の膜５２０の両面上に配置されるように描写されているが、圧力測定を促進すべく任意の適切な位置において端キャップ５１０と一体に配置されてもよい。
【００４５】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の原理に係るルーメン除去バルブの斜視図であり、ルーメン除去バルブは制御バルブ４２０として働くことができる。図７Ａ及び図７Ｂでは、ルーメン除去バルブ７００は、チューブ７１０、ハウジング７２０、アクチュエータ７３０、作動アーム７４０、テーパー状アーム７５０、圧力センサＰ１、及び圧力センサＰ２を含む。図３及び図４を参照して前述されたように、チューブ７１０の一方の端部は前房内に配置され、チューブ７１０の他方の端部はハウジング７２０に接続される。圧力センサＰ１は前房内の圧力を監視する。アクチュエータ７３０はハウジング７２０内に配置される。アクチュエータ７３０は作動アーム７４０に接続され、順に作動アーム７４０はテーパー状アーム７５０に堅く接続される。テーパー状アーム７５０はチューブ７１０のルーメン内に延在するように構成される。圧力センサＰ２はハウジング７２０の流出領域（すなわち排水場所）に配置される。矢印は前房から排水場所への房水の流れを示す。
【００４６】
ハウジング７２０は、概して平らであるが、眼の湾曲に適合する僅かな湾曲を有してもよい。ハウジング７２０はアクチュエータ７３０を保持する。ハウジング７２０は作動アーム７４０及びテーパー状アーム７５０も保持する。チューブ７１０は、ハウジング７２０の内部に配置されたチャネルに流体的に接続される。このチャネルは前房から（チューブ７１０を通して）排水場所へ房水を伝える。ハウジング７２０はステンレス鋼のような任意の多数の様々な生体適合性材料から作られることができる。
【００４７】
アクチュエータ７３０は所定の平面において作動アーム７４０を前後に動作させる。この態様では、作動アーム７４０は、力がアクチュエータ７３０によって適用されると、振動し又は往復運動する。テーパー状アーム７５０が作動アーム７４０に堅く接続されているので、テーパー状アーム７５０もチューブ７１０内において振動し又は往復運動する。アクチュエータ７３０は、任意の多くの様々な公知の方法、例えば電磁作動、静電作動、圧電作動、又は形状記憶合金材料による作動に基づく。作動アーム７４０は低繰り返し率（例えば数ヘルツ）又は高作動率（例えば超音波）でアクチュエータ７３０によって動作されうる。
【００４８】
テーパー状アーム７５０は、チューブ７１０内に収まるような大きさに作られる。この態様では、テーパー状アーム７５０は、チューブ７１０を遮断している任意の材料を除去すべくチューブ７１０内において前後に振動するように作られることができる。テーパー状アーム７５０は、チューブ７１０内に配置される概して鋭利な端部を有する。示されるように、テーパー状アーム７５０は大きなテーパー部も有し、大きなテーパー部は、チューブ７１０を通した流れを制限するように働くことができ、このため、バルブとして機能する。この態様では、テーパー状アーム７５０は、チューブ７１０を遮断している材料を除去すべく振動せしめられうるだけではなく、チューブ７１０を通した流れを部分的に遮る位置に動作されることもできる。アーム７５０のテーパー状の設計は、ハウジング７２０及びチューブ７１０に対してアーム７５０の位置を変化させることによって、チューブ７１０を通した流れの制限レベルを変化させることを可能とする。
【００４９】
テーパー状アーム７５０は、バルブとして使用されるとき、排水場所に入って前房から出る房水の量を制限することができる。房水流れを制御することは、濾過手術後の低眼圧症の可能性を低減し、適切なＩＯＰを維持し、且つ排水場所における淀んだ房水の量を制御することができる。排水場所が結膜下の濾過胞であるとき、濾過胞における淀んだ房水の量を制御することは、濾過胞の適切な形態を維持し且つ線維形成の量を低減することを補助することができる。濾過胞における過剰な淀んだ房水は線維形成をもたらしうる。線維芽細胞が淀んだ房水内に生じ且つ濾過胞壁における過剰な張力（すなわち濾過胞における高すぎる圧力）が濾過胞の機能不全を引き起こしうると仮定されてきた。このため、バルブとしてのテーパー状アーム７５０の使用は、これら有害な副作用の可能性を減らす適切な濾過胞のメンテナンスをもたらすことができる。
【００５０】
ルーメン除去バルブシステム７００は、上述されたようにＰ１、Ｐ２及びＰ３からの数値に基づいて制御されうる。本発明のルーメン除去バルブシステム７００は、ＭＥＭＳプロセスを使用して作られることができ、ＭＥＭＳプロセスでは、ハウジング７２０の一部を形成する基材上に層が堆積される。現在利用可能な緑内障排水装置と同様に、ルーメン除去バルブシステム７００の全ての要素は、排水場所に延在するプレートの上若しくは下に配置され又はプレート内に組み込まれうる。
【００５１】
図８は、本発明の原理に係る線維除去部材を備えたルーメン除去バルブの斜視図である。図８の実施形態は、図８が排水場所に配置されるニードルヘッド８１０も描写することを除いて、図７の実施形態と同様である。典型的には、排水場所は結膜下腔内にある。この態様では、結膜下腔内の濾過胞は、ハウジング７１０から出る房水を受容する。ニードルヘッド８１０は、濾過胞を保ち、線維を除去し、又は（濾過胞の機能不全の一つの原因である）線維形成を低減すべく振動せしめられうる。この態様では、作動アーム７４０が動作されると、ニードルヘッド８１０は排水場所（この場合、濾過胞）において動作される。ニードルヘッド８１０は線維を取り除き且つ繊維性組織の構築を妨げることができる。
【００５２】
図９は、本発明の原理に係る線維形成を除去するための房水分散部材を備えたルーメン除去バルブの斜視図である。図９の実施形態は、図９が排水場所に配置されるニードルヘッド９１０も描写することを除いて、図７の実施形態と同様である。この実施形態では、ニードルヘッド９１０は、排水場所において線維を除去し且つ／又は排水場所へ房水を分散するように働くことができる。ハウジング９２０の出口端部は、房水が排水場所へ流れることを可能とすべく開いている。ニードルヘッド９１０はハウジング内の出口の近くに配置される。ニードルヘッド９１０は、振動すると房水が排水場所に分散されるように概して幅広であり且つ先が丸い。流体がチューブ７１０からマイクロチャネル９３０を介して排水場所へ進み、マイクロチャネル９３０は典型的にはニードルヘッド９１０にエッチングされる。房水の分散は、より適切に濾過胞の形態を管理すべく、排水場所においてより大きな有効領域を提供し、濾過胞の高さを減らし、且つ／又は濾過胞の圧力を減少させることによって、典型的には濾過胞の形成及び／又は線維の成長によって生成される排水場所における抵抗の形成を低減することを補助することができる。加えて、房水の分散は、典型的には濾過胞の形成及び／又は線維の成長によって生成される排水場所に関連した流れ抵抗を克服する機械的手段を提供することによって排水の流れを補助することができる。
【００５３】
図１０は、本発明の原理に係るハイブリッド外側部材を備えたルーメン除去バルブの斜視図である。図１０の実施形態は図９の実施形態と同様である。図１０では、幅広なニードルヘッド１０１０及び付加的な排水穴１０３０によって、排水場所（典型的には結膜下の濾過胞）において房水の広範な分散が可能となる。流体がチューブ７１０からマイクロチャネル９３０を介して排水場所へ進み、マイクロチャネル９３０は典型的にはニードルヘッド１０１０にエッチングされる。図１０では、ハウジング１０２０は、複数の排水穴１０３０を含む幅広な出口端部を有する。加えて、ハウジング１０２０の幅広な端部は、房水がこの広範な開口を通って流れることを可能とすべく開いている。このため、図１０の実施形態では、房水は前房からチューブ７１０及びハウジング１０２０を通って排水穴１０３０及びハウジング１０２０の幅広な端部から出て排水場所に流れ込む。ニードルヘッド１０１０は、振動せしめられると、排水場所から線維を除去するように働くことができる。ニードルヘッド１０１０は房水を排水場所へ分散させることもできる。
【００５４】
図７〜図１０の実施形態は二つの異なるモードすなわちルーメン除去モード及びバルブモードにおいて作動せしめられることができ、テーパー状アーム７５０は、ルーメン除去モードでは振動し又は動作し、且つバルブモードではチューブ７１０を通した流体流れを制限すべく特定の位置において維持される。ルーメン除去モードでは、テーパー状アーム７５０は、チューブ７１０の内部及び／又は排水場所から線維性材料を除去すべく動作され又は振動せしめられる。ルーメン除去モードでは、テーパー状アーム７５０は、排水場所において房水を分散することを補助することもできる。
【００５５】
テーパー状アーム７５０は、バルブとして作動するとき、チューブ７１０を通した房水の流れを制限すべく特定の位置において維持されうる。図３〜図６に関して上述されたような圧力センサＰ１、Ｐ２、及び／又はＰ３からの圧力数値に基づいてテーパー状アーム７５０の位置を長時間に亘って変化させることができる。この態様では、以下のいずれか、すなわちＩＯＰ、濾過胞内の圧力、流体の流量等がテーパー状アーム７５０の制御についての基礎となりうる。
【００５６】
図１１Ａは、本発明の原理に係る二つのルーメンのバルブ及び圧力センサシステムの略図である。図１１Ａでは、アクティブバルブ／ルーメン除去システムのチューブ７１０が前房と排水場所とをブリッジする。第２チューブ４３０が、図５において記述されたような端キャップ５１０を含む。図１１Ａのシステムでは、図５及び図６の圧力センサと図７〜図１０のアクティブバルブ／ルーメン除去装置とが組み合わされ、後者は制御バルブ４２０として働くことができる。この態様では、一方のチューブ（４３０）がＩＯＰを測定するのに使用され、一方、第２チューブ（７１０）が房水を排水するために使用されうる。乾いた場所３６０と端キャップ５１０のＰ３感知部との間の流体連通がチューブ１１００によって提供されうる。図１１Ｂは別の可能な構成であり、図１１Ｂでは単一のチューブが前房３４０内に存在する。図１１Ｂでは、端キャップ５１０はチューブ４３０における開口に配置される。
【００５７】
図１２Ａ及び図１２Ｂは二つの管の断面図であり、二つの管は本発明のシステムと共に使用されうる。図１２Ａでは、二つのルーメン４３０及び７１０が単一のチューブ内に収容される。図１２Ａはこの二つ孔の管構成を示す。図１２Ｂでは、二つのルーメン４３０及び７１０は、互いに結合される二つの別個のチューブ内に収容される。図１２Ｂはこの直線的な二つの管の構成を示す。二つのルーメンの装置の他の変形が本発明と併せて使用されてもよい。
【００５８】
図１３は、本発明の原理に係る二つのルーメンのバルブ及び圧力センサシステムの斜視図である。図１３では、二つのチューブ４３０及び７１０が一方の端部（前房内に存在する端部）において接続され且つ他方の端部（この場合、結膜下腔内に存在する端部）において隔てられる。チューブ４３０が、ＩＯＰを測定する端キャップ５１０を有する。チューブ７１０がテーパー状アーム７５０を受容する。テーパー状アーム７５０は、チューブ７１０の内部をきれいにするように働くことができる。チューブ７５０は、チューブ７１０の内部を部分的に又は完全に閉塞できるバルブとして作用することもできる。テーパー状アーム７５０は、図７〜図１０において描写されたシステムのいずれかに接続される。障壁３５０が、７１０の出口、典型的には排水場所４１０からＰ３を隔てる。この態様では、Ｐ３は「乾いた」空間３６０内にあり且つ大気圧の近似値を測定する。（テーパー状アーム７５０に近接して示された）７１０の出口端部は、「濡れた」空間又は４１０のような排水場所に配置される。上記されたように、Ｐ２はこの「濡れた」空間に配置される。
【００５９】
圧力監視システム又はアクティブな排水システムのための電力が、上述されたように電源２０５によって供給されうる。図２において示されたように、電源２０５は発電機１４１０に接続される。発電機１４１０の一つの例が図１４において示される。図１４では、発電機１４１０は、ローター１４３０に接続されたマイクロ発電機１４２０を有する。この例では、ローター１４３０が回転すると、マイクロ発電機１４２０は電力を生成する。このようにして、発電機１４１０の作動は任意の従来の発電機の作動に非常に似ている。ローター１４３０が、シャフトに接続された四個のパドルを有するように示されているが、任意のローター設計が用いられうる。さらに、流体流れを電力に変換する任意の他のタイプの装置が用いられてもよい。図１４は一つの例であることのみが意図されている。
【００６０】
発電機１４１０は前房３４０から排水場所４１０への房水の流体流れを利用することができる。あらゆる緑内障排水装置の一般的な目的が前房３４０から排水場所４１０へ房水を流すことであるので、房水は前房３４０から（この場合、チューブ４３０のようなチューブを通って）排水場所４１０へ流れる。前房３４０における流体圧力と排水場所４１０における流体圧力との間には自然な圧力差がある。この圧力差によって、房水が前房３４０から排水場所４１０へ流れるようになる。発電機１４１０はこの房水の流体流れを電力に変換する。
【００６１】
典型的な例では、チューブ４３０を通って流れる房水は、毎分約２マイクロリットルの房水流量に基づいて毎分約１回転でローター１４３０を回転させる。前房３４０と排水場所４１０との間の圧力差が約８ｍｍＨｇである場合、伝送可能な潜在的な電力は一日当たり約２５ナノワット（又は約２ミリジュールのエネルギー）である。この電力は、電源２０５において貯蔵されることができ、且つ、この用途において記述されたシステム（圧力センサ、テレメトリー、アクティブバルブ等）に電力供給するのに使用されうる。
【００６２】
図１５は、本発明の原理に係るローターの一つの実施形態の端面図である。図１５では、ローター１４３０は、四個のパドルに接続されたシャフトを有する。ローター１４３０は、チューブを通した流体流れを利用すべくチューブ４３０内に配置される。矢印は、チューブ４３０を通した房水の流体流れの方向と、ローター１４３０の対応する回転方向とを示す。記されたように、図１５はローター１４３０についての多くの可能な形態のうちの一つを描写する。
【００６３】
図１６は、本発明の原理に係る緑内障排水システムにおける発電機の一つの可能な場所の略図である。図１６の例では、発電機１４１０はチューブ４３０内に又はチューブ４３０に沿って配置される。チューブ４３０は前房３４０を排水場所４１０へ流す。バルブ４２０は、前述されたようなチューブ４３０の端部に配置される。この例では、発電機１４１０によって発生せしめられた電力は、バルブ４２０（及びシステムの他の構成要素）に電力供給するのに使用される。
【００６４】
図１７は、本発明の原理に係る緑内障排水システムにおける発電機の別の可能な場所の略図である。図１７の例では、発電機１４１０はチューブ４３０の端部に配置される。ここでは、発電機１４１０は、二つの機能を行い、すなわち電力を発生し且つバルブとして作用する。発電機１４１０がチューブ４３０を通した流体の流れに抗するので、この流れ抵抗は、チューブ４３０を通した房水の流量を制御するのに使用されうる。言い換えれば、発電機１４１０はアクティブバルブとして作動されうる。さらに、ローターの回転は、（上述されたように）ルーメンをきれいにするように機能することができる。
【００６５】
図１７の例では、マイクロ発電機１４２０が、ローター１４３０の流れ抵抗を変更すべく制御されうる。マイクロ発電機１４２０が（典型的な発電機のような）単一の磁気コア及びコイルの発電機であるとき、磁気コアとコイルとの間の距離は、ローター１４３０を回転させるのに必要な力を変更すべく変更されうる。ローター１４３０を回転させるのに必要な力が大きければ大きいほど、チューブ４３０を通した房水流れに対する抵抗は大きくなる。逆に、ローター１４３０を回転させるのに必要な力が小さければ小さいほど、チューブ４３０を通した房水流れに対する抵抗は小さくなる。房水流れに対するこの抵抗は、所望のＩＯＰを維持するのに制御されうる。
【００６６】
図１８は、本発明の原理に係るＩＯＰセンサ並びにポンプ及び／又はバルブ機構の略図である。図１８の実施形態では、アクティブバルブ４２０がポンプ及び／又はバルブ機構１８１０に置き換えられる。図１８では、ＩＯＰセンサ及び緑内障排水システムは、三個の圧力センサＰ１、Ｐ２及びＰ３、排水チューブ４３０、ポンプ及び／又はバルブ機構１８１０、並びに分割器３５０から成る。圧力センサＰ１は前房３４０内に配置され又は前房３４０と流体連通され、圧力センサＰ２は結膜下腔内の排水部位に配置され、圧力センサＰ３はＰ１及びＰ２から離隔されて配置される。圧力センサＰ１は、前房と流体連通しているルーメン又はチューブ内に配置されてもよい。このようにして、圧力センサＰ１は前房内の圧力を測定し、圧力センサＰ２は排水部位において圧力を測定し、圧力センサＰ３は概して大気圧を測定し又は大気圧に対応する。他の全ての点において、図１８の実施形態は図３の実施形態と同様である（図３の説明は上記において読まれることができる）。
【００６７】
図１９は、本発明の原理に係るポンプ及び／又はバルブ機構の一つの可能な用途の略図である。図１９の実施形態では、アクティブバルブ４２０がポンプ及び／又はバルブ機構１８１０に置き換えられる。図１９では、ポンプ及び／又はバルブ機構１８１０を備えたチューブ４３０が、一方の端部が前房３４０内にあり且つ他方の端部が排水場所４１０にある状態で配置される。この態様では、チューブ４３０は前房３４０から排水場所４１０へ房水を排水する。ポンプ及び／又はバルブ機構１８１０は前房３４０から排水場所４１０への房水の流れを制御する。圧力センサＰ１は前房内に配置され又は前房３４０と流体連通する。図１８の実施形態において示されるように、圧力センサＰ１はポンプ及び／又はバルブ機構１８１０の上流に配置される。この態様では、圧力センサＰ１は結膜下腔内に配置されるが前房３４０と流体連通している。他の全ての点において、図１９の実施形態は図４の実施形態と同様である（図４の説明は上記において読まれることができる）。
【００６８】
図２０は、本発明の原理に係るポンプ及びバルブ機構の一つの実施形態の略図である。図２０では、メイン排水チューブ２０３０はチェックバルブ２５０及びアクティブバルブ２７０を有する。バイパス排水チューブ２０４０は二つのチェックバルブ２５５、２６０及びポンプ２８０を有する。アクティブバルブ２７０は、ドライバ２０１０と、チャンバ２０１７を囲む可撓膜２０１５とを具備する。同様に、ポンプ２８０は、ドライバ２０２０と、チャンバ２０２７を囲む可撓膜２０２５とを具備する。
【００６９】
図２０の例では、アクティブバルブ２７０は、前房３４０から排水場所４１０への流れを制御することができるように、バイパス排水チューブ２０４０の上流に配置される。可撓膜２０１５はメイン排水チューブ２０３０の容積を満たすべく拡大し、このことによって、メイン排水チューブ２０３０の断面積が減らされ、前房３４０から排水場所４１０への流量が減らされる。一つの実施形態では、チャンバ２０１７は電解液を囲み、電解液は、典型的には少量の電解添加剤を有する水、例えば食塩又はＫＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４、ＣａＳＯ４、ＭｇＳＯ４、ＣａＣＯ３、Ｋ２ＳＯ４、Ｎａ２ＳＯ４、ＬｉＳＯ４、ＮａＯＨ、ＫＯＨ、Ｈ２ＮＯ４、及びＣｕＳＯ４のうちの一つを有する水である。食塩の添加剤が使用される場合、溶液は平衡塩類溶液（ＢＳＳ）であり、平衡塩類溶液（ＢＳＳ）は一般的には眼科手術中に眼内に導入される。ドライバ２０１０は二つの電極を内蔵し、二つの電極は、水の電気分解を生じさせるべく水又は食塩水の容積に電圧を印加する。一般的に知られているように、（一対以上の電極を横切って印加された電圧を介して）水を通して印加された電流は、水素ガス及び酸素ガスを生成すべく分子結合の破壊をもたらす。ガスの容積が水の容積よりもはるかに大きいので、チャンバ２０１７は（風船を膨らませるように）可撓膜２０１５の偏向を拡大する。ドライバ２０１０は、チャンバ２０１７の容積を制御すべく電極に印加される電圧を制御する。この態様では、メインチューブ２０３０の断面積は（可撓チャンバ２０１７の容積を増加させることによって）減少せしめられ又は（可撓チャンバ２０１７における水素及び酸素がはるかに小さな容積の水に再結合することによって）減少せしめられうる。アクティブバルブ２７０の作動が電気分解に関して記述されるが、他のタイプの化学反応又は機構がチャンバ２０１７の容積を変化させるのに使用されてもよい。採用されるアプローチに拘わらず、電極は白金、金及び／又は銅等の多くの材料である。
【００７０】
図２０の例では、ポンプ２８０はアクティブバルブ２７０と本質的に同一の態様において作動する。可撓膜２０２５は、バイパス排水チューブ２０４０の容積を満たすべく拡大し、このことによってバイパス排水チューブ２０４０の断面積が減少させる。チェックバルブ２５５及び２６０は一方向のみの流れ（前房３４０から排水場所４１０への流れ）を可能とする。チャンバ２０２７が拡大すると、バイパス排水チューブ２０４０内に収容された容積が減少する。チェックバルブ２５５及び２６０によって、バイパス排水チューブ２０４０内に収容された流体はバイパス排水チューブ２０４０から出て排水場所４１０に流れ込む。言い換えれば、三個のチェックバルブ（２５０、２５５及び２６０）全ては、前房３４０から排水場所４１０への単一方向のみにおける流れを可能とすべく構成される。バイパス排水チューブ２０４０の容積が（チャンバ２０２７の拡大によって）減少せしめられると、バイパス排水チューブ２０４０内の流体は一つの方向のみに（排水場所４１０に向かって）進むことができる。この時間の間、流体は前房３４０からメイン排水チューブ２０３０を通って排水場所４１０へ直接流れることができる。概して、メイン排水チューブ２０３０は、房水が流れうるバイパス通路とは別の通路を提供する。例えば、バイパス排水チューブ２０４０が遮断され又はポンプが適切に作動しない場合、その後、メイン排水チューブ２０３０は房水が流れる通路を提供する。チェックバルブ２５０は排水場所４１０から前房３４０への逆流を防ぐ。
【００７１】
一つの実施形態では、チャンバ２０２７は水又は食塩水の容積を囲む。ドライバ２０２０は二つの電極を内蔵し、二つの電極は、水の電気分解をもたらすべく水又は食塩水の容積に電圧を印加する。一般的に知られているように、（一対以上の電極を横切って印加された電圧を介して）水を通して印加された電流は、水素ガス及び酸素ガスを生成すべく分子結合の破壊をもたらす。ガスの容積が水の容積よりもはるかに大きいので、チャンバ２０２７は（風船を膨らませるように）可撓膜２０２５の偏向を拡大する。ドライバ２０２０は、チャンバ２０２７の容積を制御すべく電極に印加される電圧を制御する。この態様では、バイパス排水チューブ２０４０の断面積は（可撓チャンバ２０２７の容積を増加させることによって）減少せしめられ又は（可撓チャンバ２０２７における水素及び酸素がはるかに小さな容積の水に再結合することによって）減少せしめられうる。ポンプ２８０の作動が電気分解に関して記述されるが、他のタイプの化学反応又は機構がチャンバ２０２７の容積を変化させるのに使用されてもよい。一つの例では、（ピストン又は他の可動部品のような）機械的な機構が、チャンバ２０２７の容積を変化させるのに使用されうる。
【００７２】
ドライバ２０２０は、バイパス排水チューブ２０４０から排水場所４１０へ流体を強いるべくチャンバ２０２７を拡大するように作動することができる。ドライバ２０２０は、チャンバ２０２７の容積が減少することも可能とし、このことによって、バイパス排水チューブ２０４０が保持できる流体の容積を増加させる。この場合、流体は前房３４０からチェックバルブ２５５を通ってバイパス排水チューブ２０４０内へ引き込まれる。ドライバ２０２０はその後チャンバ２０２７を拡大するように作動することができ、このことによってバイパス排水チューブ２０４０から排水場所４１０へ流体が強いられる。この態様では、チェックバルブ２５０、２５５及び２６０並びにポンプ２８０の構成が、前房３４０から排水場所４１０へ流体をポンプするように作動する。このポンピング作動は図２１Ａ、図２１Ｂ、図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃにおいてより明確に示される。
【００７３】
図２１Ａ及び図２１Ｂは、本発明の原理に係るポンプ及びバルブ機構の一つの可能な作動を示す略図である。図２１Ａでは、アクティブバルブ２７０はほぼ閉じた位置にある。この位置では、チャンバ２０１７はメイン排水チューブ２０３０の容積を占めるべく拡大してその断面積を減少させ、このことによって前房３４０から排水場所４１０への流体が制限される。図２１Ｂはチャンバ２０２７の拡大を示し、チャンバ２０２７の拡大は、バイパス排水チューブ２０４０から排水場所４１０に向かって流体を強いることによってポンピング作用を生成する。
【００７４】
図２２Ａ、図２２Ｂ及び図２２Ｃは、本発明の原理に係るポンプ機構及びポンプ機構の一つの可能な作動を示す略図である。これら図では、機構１８１０はポンプ２８０を具備する（アクティブバルブ２７０は存在しない）。この態様では、単一のチューブ（メイン排水チューブ２０３０）がポンプ２８０と共に用いられる。チェックバルブ２５５及び２６０は、流体が前房３４０から排水場所４１０にのみ流れるように構成される。図２２Ａはポンプについてのオフ状態を描写する。図２２Ａではドライバ２０２０はチャンバ２０２７をその小さな容積形状に保つ。例えば、電気分解を使用するとき、ドライバ２０２０は図２２Ａでは電極に電圧を印加しない。図２２Ｂでは、ドライバ２０２０は、チャンバ２０２７が拡大することを引き起こし、このことによってメイン排水チューブ２０３０の容積を減少させる。メイン排水チューブ２０３０内の流体は排水場所４１０内に向けられる。例えば、電気分解を使用するとき、ドライバ２０２０は、チャンバ２０２７を拡大するガスを生成すべく電極を横切る電圧を印加する。図２２Ｃでは、ドライバ２０２０はチャンバ２０２７がその小さな容積の状態に戻ることを可能とする。チャンバ２０２７の容積が減少すると、メイン排水チューブ２０３０の容積が増加し、このことによってチェックバルブ２５５を通して流体が引かれる。この流体は、その後サイクルが繰り返されると、排水場所４１０に向けられうる。
【００７５】
用いられるチェックバルブ２５０、２５５及び２６０は任意の所望のクラッキング圧力を有することができる。チャックバルブの一つの機能は、流体が前房３４０から排水場所４１０への方向に流れることを確実なものとすることである。任意のタイプのチェックバルブ又は一方向弁、例えばフラッパー弁又はリード弁が使用される。
【００７６】
ドライバ２０２０はチャンバ２０２７の容積を徐々に増加させ又はチャンバ２０２７の容積を急激に増加させるように作動されうる。ドライバ２０２０がチャンバ２０２７の容積を徐々に増加させるように作動するとき、排水場所４１０内への流体流れは漸進的でありうる。ドライバ２０２０がチャンバ２０２７の容積を急激に増加させるように作動するとき、排水場所４１０内への流体流れは急激でありうる。流体のこの急激な移動は、チューブ又は排水場所における障害物を除去するように働くことができる。排水場所４１０が濾過胞であるとき、流体が濾過胞に放出される速度が、濾過胞を所望の大きさ及び／又は圧力に維持すべく制御されうる。言い換えれば、排水場所４１０への流体の流量を制御することによって排水場所４１０は最適な形態に維持されることができる。例えば、与えられた時間周期において所定の容積の流体のみを排水場所が処理できる場合がある。ドライバ２０２０は、流体のこの容積が、与えられた時間周期において、許容可能な量を超過しないようにチャンバ２０２７の容積を制御することができる。
【００７７】
同様に、ドライバ２０２０はチャンバ２０２７の容積を徐々に減少させ又はチャンバ２０２７の容積を急激に減少させるように作動されてもよい。ドライバ２０２０がチャンバ２０２７の容積を徐々に減少させるように作動するとき、前房３４０からの流体流れは漸進的でありうる。ドライバ２０２０がチャンバ２０２７の容積を急激に減少させるように作動するとき、前房３４０からの流体流れは急激でありうる。流体のこの急激な移動は、前房３４０から通じるチューブ内の障害物を除去するように働くことができる。
【００７８】
本発明の更なる作動では、活発なポンピングは患者が眠っている夜に起こりうる。典型的には、緑内障患者のＩＯＰは朝において最も高い（ＩＯＰはむしろ夜の間に上下動しうる）。バルブ２７０及び／又はポンプ２８０を制御すべくＩＯＰセンサを使用することは、夜の間適切なＩＯＰを維持することを補助することができる。加えて、患者はマスクを身に着け又は装置を近くに有してもよく、装置はポンプ及び／又はバルブ機構１８１０に電力を供給する。この態様では、外部装置が近くにある間、ポンプ及び／又はバルブは所望のＩＯＰを維持するように作動されうる。患者が目覚めると、ポンプ及び／又はバルブ機構１８１０は、はるかに低い電力を消費する日中作動について設定されうる。例えば、活発なポンピングは、電力消費が最小であることが考慮されない夜に起こり、（外部装置が近くにないとき、）日中の間にはポンピングは起こらない。一つの例では、ポンプは、患者が眠っている間、濾過胞の容積が眼内に放出されるまで作動する。この時間の間、排水領域は一時的に遮断されることがあり、更なる房水はＩＯＰが閾値に上昇するまで生来の流出路を介して流れるように強いられ、ＩＯＰの閾値では排水路（例えば結膜下腔）が再び開かれる。夜に濾過胞を空にすることによって、睡眠時間後に前房からの流れが空の濾過胞空間に流れ込み、このため僅かな背圧で又は背圧無しで排水が提供され且つ目標のＩＯＰが設定されることが可能となる。アクティブバルブ（図２０における２０１０）又は圧力駆動される安全弁がＩＯＰを目標のＩＯＰに維持し又は目標のＩＯＰの近くに維持するのに使用される。
【００７９】
上記から、本発明が、ＩＯＰセンサによって制御されうるルーメン除去バルブを提供することが理解されうる。本発明は、ルーメンをきれいにし、房水を分散し、且つ／又は排水場所から線維性材料を除去することができるバルブ状装置を提供する。本発明は、斯かるシステムに電力供給するのに使用されうる埋め込み可能な発電機も提供する。さらに、本発明は、電気分解又は他の拡大技術によって駆動されるアクティブポンプ及び／又はバルブ機構を提供する。本発明は本明細書において例によって示され、様々な修正が当業者によってなされうる。
【００８０】
本発明の他の実施形態が、本明細書と、本明細書において開示された本発明の実施例とを考慮すると、当業者にとって明らかであるだろう。本明細書及び例が単なる模範的なものとしてみなされ、本発明の真の範囲及び思想は以下の特許請求の範囲によって示されることが意図されている。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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