(57)【要約】  哺乳動物被験体の眼への（１）眼の前眼部内への房水の流入を低減し、及び／又は（２）眼の前眼部からの房水の流出を増大するのに十分な治療有効量のエネルギの投与を伴う無線緑内障治療のためのシステム及び方法。システム及び方法は、無線電力伝達（ＷＰＴ）と、眼上及び／又は内に位置決めされるようになった任意的刺激コイルとの使用を伴う。単独で又は無線緑内障治療のためのシステムとの組合せで使用することができる視力矯正のためのフレネルレンズも開示する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を無線で低減するためのシステムであって、
複数の巻線に形成された細長導体から構成され、哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるようになったコイルと、
前記コイルと電気通信し、前記哺乳動物被験体の前記眼内の高い眼内圧を低減する治療有効量で該コイルから該哺乳動物被験体の該眼に無線送信される電磁場を生成する信号を発生させるように構成された信号発生器と、
を含むことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記哺乳動物被験体の前記眼内の前記高い眼内圧は、（ｉ）該眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）該眼の該前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって低減されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記眼の前記前眼部内への眼内液流入の前記低減は、前記電磁場が該眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに該眼の該前眼部内への眼内液の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記眼の前記前眼部からの眼内液流出の前記増加は、前記電磁場が該前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
【請求項５】
前記眼内の前記少なくとも１つの流体通路は、該眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と該眼の前記前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記電磁場の前記治療有効量は、１０-6テスラから１０-1テスラの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記刺激信号は、０．１Ｈｚから１ＫＨｚの範囲の周波数と、０．１ミリ秒から１０００マイクロ秒の範囲のパルス持続時間と、０．０１ミリアンペアから１００ミリアンペアの範囲のパルス振幅とを有する２相矩形波形であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記コイルは、前記哺乳動物被験体によって着用される１対の眼鏡の一部であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記コイルは、前記哺乳動物被験体によって着用される検眼フレームに取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記コイルは、該コイルが前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して位置決めされるように該哺乳動物被験体によって着用されるようになった安眠マスクの一部であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記コイルは、該コイルが前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して位置決めされるように該哺乳動物被験体によって使用されるようになった枕の一部であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記哺乳動物被験体の前記眼上、眼内、及びその近くのうちの少なくとも１つに位置決めされるようになっており、前記コイルから前記電磁場を無線受信し、かつ少なくとも１つの眼内構造体を刺激して哺乳動物の眼内の前記高い眼内圧を低減するようになった受動刺激電極アセンブリ、
を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記受動刺激電極アセンブリによる前記少なくとも１つの眼内構造体の前記刺激は、（ｉ）前記眼の前記前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）該眼の該前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって前記高い眼内圧を低減することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記受動刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部内への房水流入の前記低減は、該受動刺激電極アセンブリによる前記刺激が該眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに該眼の該前眼部内への房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記受動刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部からの房水流出の前記増加は、該受動刺激電極アセンブリによる前記刺激が該前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こることを特徴とする請求項１３に記載のシステム。
【請求項１６】
前記眼内の前記少なくとも１つの流体通路は、該眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と該眼の前記前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部であることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズ内に位置決めされることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズの接眼面上に位置決めされることを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記受動刺激電極アセンブリは、該受動刺激電極アセンブリが３次元形状を取って前記コンタクトレンズの一部として前記哺乳動物被験体の前記眼の上への配置を容易にすることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項２１】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の結膜下領域内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の水晶体内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して又は眼内に位置決めされて視力矯正に向けて該哺乳動物被験体の該眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズ、
を更に含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項２５】
前記フレネルレンズは、ａ）屈折率、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径、及び１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みを有するレンズ基板と、ｂ）該レンズ基板の該屈折率とは異なる屈折率を有する該レンズ基板上の複数の屈折領域とを含むことを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記フレネルレンズの前記屈折領域は、前記レンズ基板上の金属トレースから製造されることを特徴とする請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記フレネルレンズは、前記哺乳動物患者の前記眼の外部への適用のためにコンタクトレンズ内に配置されるようになっていることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２８】
前記フレネルレンズは、該フレネルが前記水晶体の上及び内のうちの少なくとも一方に配置されるように前記哺乳動物被験体の前記眼内に手術によって埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項２９】
前記フレネルレンズは、前記哺乳動物被験体の前記眼の前記結膜下領域内に手術によって埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項２８に記載のシステム。
【請求項３０】
前記フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することを特徴とする請求項２４に記載のシステム。
【請求項３１】
前記刺激信号の送出に関する閉ループフィードバックを可能にするために前記哺乳動物被験体の前記眼内に配置されるようになった無線圧力センサを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３２】
哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を低減するためのデバイスであって、
前記哺乳動物被験体の前記眼上、眼内、及びその近くのうちの少なくとも１つに位置決めされるようになった刺激電極アセンブリであって、受動刺激電極アセンブリが、（ｉ）該眼の前眼部内への房水流入を低減すること及び（ｉｉ）該眼の該前眼部からの房水流出を増加させることによって哺乳動物の眼内の前記高い眼内圧を低減する治療有効量の刺激信号を少なくとも１つの眼内構造体に送出するようになった前記刺激電極アセンブリ、
を含むことを特徴とするデバイス。
【請求項３３】
前記刺激電極アセンブリは、信号発生器から電磁場を受信し、かつ前記哺乳動物被験体の前記眼の前記高い眼内圧を低減する前記刺激信号を前記少なくとも１つの眼内構造体に送信するようになった受動刺激電極であることを特徴とする請求項３２に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部内への房水流入の前記低減は、該刺激電極アセンブリによる前記刺激が該眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに該眼の該前眼部内への房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こることを特徴とする請求項３２に記載のデバイス。
【請求項３５】
前記刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部からの房水流出の前記増加は、該刺激電極アセンブリによる前記刺激が該前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こることを特徴とする請求項３４に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記眼内の前記少なくとも１つの流体排出通路は、該眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と該眼の前記前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことを特徴とする請求項３５に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部であることを特徴とする請求項３２に記載のデバイス。
【請求項３８】
前記刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズ内に位置決めされることを特徴とする請求項３７に記載のデバイス。
【請求項３９】
前記刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズの接眼面上に位置決めされることを特徴とする請求項３７に記載のデバイス。
【請求項４０】
前記刺激電極アセンブリは、該刺激電極アセンブリが３次元形状を取って前記コンタクトレンズの一部として前記哺乳動物被験体の前記眼の上への配置を容易にすることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことを特徴とする請求項３７に記載のデバイス。
【請求項４１】
前記刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項３２に記載のデバイス。
【請求項４２】
前記刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の結膜下領域内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４３】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の水晶体内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項４１に記載のデバイス。
【請求項４４】
前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して又は眼内に位置決めされて視力矯正に向けて該哺乳動物被験体の該眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズ、
を更に含むことを特徴とする請求項３２に記載のデバイス。
【請求項４５】
前記フレネルレンズは、ａ）屈折率、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径、及び１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みを有するレンズ基板と、ｂ）該レンズ基板の該屈折率とは異なる屈折率を有する該レンズ基板上の複数の屈折領域とを含むことを特徴とする請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４６】
前記フレネルレンズの前記屈折領域は、前記レンズ基板上の金属トレースから製造されることを特徴とする請求項４５に記載のデバイス。
【請求項４７】
前記フレネルレンズは、前記刺激電極アセンブリを含有するコンタクトレンズ内に配置されるようになっており、
前記コンタクトレンズは、前記哺乳動物患者の前記眼の外部に適用されるようになっている、
ことを特徴とする請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４８】
前記フレネルレンズは、前記刺激電極アセンブリを有する構造体の一部として形成され、
前記構造体は、前記フレネルが前記水晶体の上及び内のうちの少なくとも一方に配置されるように前記哺乳動物被験体の前記眼内に手術によって埋め込まれるようになっている、
ことを特徴とする請求項４４に記載のデバイス。
【請求項４９】
前記フレネルレンズ及び前記刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の前記結膜下領域及び水晶体のうちの少なくとも一方内に手術によって埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項４４に記載のデバイス。
【請求項５０】
前記フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することを特徴とする請求項４４に記載のデバイス。
【請求項５１】
前記刺激信号の送出に関する閉ループフィードバックを可能にするために前記哺乳動物被験体の前記眼内に配置されるようになった無線圧力センサを更に含むことを特徴とする請求項３２に記載のデバイス。
【請求項５２】
哺乳動物被験体の眼に対する視力矯正のためのデバイスであって、
前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して又は眼内に位置決めされて視力矯正に向けて該哺乳動物被験体の該眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズ、
を含むことを特徴とするデバイス。
【請求項５３】
前記フレネルレンズは、ａ）屈折率、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径、及び１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みを有するレンズ基板と、ｂ）該レンズ基板の該屈折率とは異なる屈折率を有する該レンズ基板上の複数の屈折領域とを含むことを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５４】
前記フレネルレンズの前記屈折領域は、前記レンズ基板上の金属トレースから製造されることを特徴とする請求項５３に記載のデバイス。
【請求項５５】
前記フレネルレンズは、前記哺乳動物患者の前記眼の外部への適用のためにコンタクトレンズ内に配置されるようになっていることを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５６】
前記フレネルレンズは、該フレネルが前記水晶体の上及び内のうちの少なくとも一方に配置されるように前記哺乳動物被験体の前記眼内に手術によって埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５７】
前記フレネルレンズは、前記哺乳動物被験体の前記眼の前記結膜下領域内に手術によって埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項５６に記載のデバイス。
【請求項５８】
前記フレネルレンズは、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有することを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項５９】
前記フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを含有するコンタクトレンズ内に配置されるようになっており、
前記コンタクトレンズは、前記哺乳動物患者の前記眼の外部に適用されるようになっている、
ことを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項６０】
前記フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを有する構造体の一部として形成され、
前記構造体は、前記フレネルが前記水晶体の上及び内のうちの少なくとも一方に配置されるように前記哺乳動物被験体の前記眼内に手術によって埋め込まれるようになっている、
ことを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項６１】
前記フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の前記結膜下領域及び水晶体のうちの少なくとも一方内に手術によって埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項６２】
前記刺激信号の送出に関する閉ループフィードバックを可能にするために前記哺乳動物被験体の前記眼内に配置されるようになった無線圧力センサを更に含むことを特徴とする請求項５２に記載のデバイス。
【請求項６３】
哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を無線で低減する方法であって、
コイルから哺乳動物被験体の眼に該眼内の高い眼内圧を低減する治療有効量で送出される電磁場を無線で送信する段階、
を含み、
前記コイルは、複数の巻線に形成された細長導体から構成される、
ことを特徴とする方法。
【請求項６４】
前記コイルを前記哺乳動物被験体の眼の近くに位置決めする段階を更に含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
前記電磁場を生成する信号を発生させる段階を更に含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６６】
前記電磁場を送信する段階は、前記哺乳動物被験体の前記眼内の高い眼内圧を（ｉ）該眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）該眼の該前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって低減することを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項６７】
前記眼の前記前眼部内への眼内液流入の前記低減は、前記電磁場が該眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに該眼の該前眼部内への眼内液の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記眼の前記前眼部からの眼内液流出の前記増加は、前記電磁場が該前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６９】
前記眼内の前記少なくとも１つの流体通路は、該眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と該眼の前記前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことを特徴とする請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
電磁場を送信する段階は、１０-6テスラから１０-1テスラの範囲の電磁場を送信する段階を含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７１】
前記コイルは、前記哺乳動物被験体によって着用される１対の眼鏡の一部であることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７２】
前記コイルは、前記哺乳動物被験体によって着用される検眼フレームに取り付けられることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７３】
前記コイルは、該コイルが前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して位置決めされるように該哺乳動物被験体によって着用されるようになった安眠マスクの一部であることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７４】
前記コイルは、該コイルが前記哺乳動物被験体の前記眼に隣接して位置決めされるように該哺乳動物被験体によって使用されるようになった枕の一部であることを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７５】
前記電磁場を前記コイルから前記眼に無線で送信する段階は、該電磁場を該コイルから少なくとも１つの眼内構造体を刺激して高い眼内圧を低減するようになった受動刺激電極アセンブリに送信する段階を含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項７６】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の近くに位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼上に位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼内に位置決めされるようになっていることを特徴とする請求項７６に記載の方法。
【請求項７９】
前記受動刺激電極アセンブリによる前記少なくとも１つの眼内構造体の前記刺激は、（ｉ）前記眼の前記前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）該眼の該前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって前記高い眼内圧を低減することを特徴とする請求項７５に記載の方法。
【請求項８０】
前記受動刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部内への房水流入の前記低減は、該受動刺激電極アセンブリによる前記刺激が該眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに該眼の該前眼部内への房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こることを特徴とする請求項７９に記載の方法。
【請求項８１】
前記受動刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部からの房水流出の前記増加は、該受動刺激電極アセンブリによる前記刺激が該前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こることを特徴とする請求項７９に記載の方法。
【請求項８２】
前記眼内の前記少なくとも１つの流体通路は、該眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と該眼の前記前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことを特徴とする請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部であることを特徴とする請求項７５に記載の方法。
【請求項８４】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズ内に位置決めされることを特徴とする請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズの接眼面上に位置決めされることを特徴とする請求項８３に記載の方法。
【請求項８６】
前記受動刺激電極アセンブリは、該受動刺激電極アセンブリが３次元形状を取ることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことを特徴とする請求項８３に記載の方法。
【請求項８７】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項７５に記載の方法。
【請求項８８】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の結膜下領域内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記受動刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼の水晶体内に埋め込まれるようになっていることを特徴とする請求項８７に記載の方法。
【請求項９０】
視力矯正に向けて前記哺乳動物被験体の前記眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを該哺乳動物被験体の該眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階、
を含むことを特徴とする請求項７５に記載の方法。
【請求項９１】
前記フレネルレンズは、ａ）屈折率、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径、及び１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みを有するレンズ基板と、ｂ）該レンズ基板の該屈折率とは異なる屈折率を有する該レンズ基板上の複数の屈折領域とを含むことを特徴とする請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
前記フレネルレンズの前記屈折領域は、前記レンズ基板上の金属トレースを含むことを特徴とする請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記フレネルレンズを位置決めする段階は、前記眼の外部にコンタクトレンズを位置決めし、該フレネルレンズが該コンタクトレンズ内に配置される段階を含むことを特徴とする請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
フレネルレンズを前記眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、該フレネルレンズを前記哺乳動物の該眼内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項９０に記載の方法。
【請求項９５】
フレネルレンズを前記眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、該フレネルレンズを前記水晶体の上及び内のうちの少なくとも一方に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
フレネルレンズを前記眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、該フレネルレンズを前記哺乳動物被験体の該眼の前記結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
【請求項９７】
前記フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することを特徴とする請求項９０に記載の方法。
【請求項９８】
前記哺乳動物被験体の前記眼内に配置された無線圧力センサから圧力信号を受信する段階を含むことを特徴とする請求項６３に記載の方法。
【請求項９９】
送出される電磁場の量が、前記圧力信号を使用する閉ループ制御に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１００】
哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を低減する方法であって、
哺乳動物被験体の眼の近くに位置決めされ、少なくとも１つの眼内構造体を刺激して該哺乳動物の眼内の高い眼内圧を（ｉ）該眼の前眼部内への房水流入を低減すること及び（ｉｉ）該眼の該前眼部からの房水流出を増加させることによって低減するようになった刺激電極アセンブリに電磁場を送信する段階、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１０１】
前記刺激電極アセンブリは、前記眼上に位置決めされることを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
前記刺激電極アセンブリは、前記眼内に位置決めされることを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１０３】
前記刺激電極アセンブリは、受動刺激電極であることを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１０４】
前記刺激電極アセンブリによって信号発生器から電磁場を受信し、かつ該刺激信号を前記少なくとも１つの眼内構造体に送信する段階を含むことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部内への房水流入の前記低減は、該刺激電極アセンブリによる前記刺激が該眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに該眼の該前眼部内への房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こることを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１０６】
前記刺激電極アセンブリによる前記眼の前記前眼部からの房水流出の前記増加は、該刺激電極アセンブリによる前記刺激が該前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こることを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１０７】
前記眼内の前記少なくとも１つの流体通路は、該眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と該眼の前記前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことを特徴とする請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
前記刺激電極アセンブリは、前記哺乳動物被験体の前記眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部であることを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１０９】
前記刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズ内に位置決めされることを特徴とする請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記刺激電極アセンブリは、前記コンタクトレンズの接眼面上に位置決めされることを特徴とする請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１１】
前記受動刺激電極アセンブリは、該受動刺激電極アセンブリが３次元形状を取ることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことを特徴とする請求項３７に記載の方法。
【請求項１１２】
前記刺激電極アセンブリを前記哺乳動物被験体の前記眼内に埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１１３】
前記刺激電極アセンブリを前記哺乳動物被験体の前記眼の結膜下領域内に埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１４】
前記刺激電極アセンブリを前記哺乳動物被験体の前記眼の水晶体内に埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１１２に記載の方法。
【請求項１１５】
視力矯正に向けて前記哺乳動物被験体の前記眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを該哺乳動物被験体の該眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階、
を含むことを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１１６】
前記フレネルレンズは、ａ）屈折率、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みを有するレンズ基板と、ｂ）該レンズ基板の該屈折率とは異なる屈折率を有する該レンズ基板上の複数の屈折領域とを含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
前記フレネルレンズの前記屈折領域は、前記レンズ基板上の金属トレースを含むことを特徴とする請求項１１６に記載の方法。
【請求項１１８】
前記フレネルレンズを位置決めする段階は、コンタクトレンズを前記眼の外部に位置決めし、該フレネルレンズが該コンタクトレンズ内に配置される段階を含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１９】
フレネルレンズを前記眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、該フレネルレンズを前記哺乳動物の該眼内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２０】
フレネルレンズを前記眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、該フレネルレンズを前記水晶体の上又は内のうちの少なくとも一方に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２１】
フレネルレンズを前記眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、該フレネルレンズを前記哺乳動物被検体の該眼の前記結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２２】
前記フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することを特徴とする請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２３】
前記哺乳動物被験体の前記眼内に配置された無線圧力センサから圧力信号を受信する段階を含むことを特徴とする請求項１００に記載の方法。
【請求項１２４】
送出される電磁場の量が、前記圧力信号を使用する閉ループ制御に少なくとも部分的に基づいていることを特徴とする請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
哺乳動物被験体の眼内の視力矯正の方法であって、
哺乳動物被験体の眼上又は内のうちの少なくとも一方にフレネルレンズを該哺乳動物被験体の該眼の網膜上に該フレネルレンズを通過する光線をフォーカスさせるために手術によって埋め込む段階、
を含み、
前記フレネルレンズは、
屈折率、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径、及び１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みを有するレンズ基板と、
前記レンズ基板の前記屈折率とは異なる屈折率を有する該レンズ基板上の複数の屈折領域と、
を含む生体適合構成を含む、
ことを特徴とする方法。
【請求項１２６】
前記フレネルレンズの前記屈折領域は、前記レンズ基板上の金属トレースから製造されることを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２７】
前記フレネルレンズを手術によって埋め込む段階は、該フレネルレンズを前記水晶体の上又は内のうちの少なくとも一方に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２８】
前記フレネルレンズを手術によって埋め込む段階は、該フレネルレンズを前記眼の結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１２９】
刺激電極アセンブリを手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３０】
前記フレネルレンズは、前記刺激電極アセンブリを有する構造体の一部として形成されることを特徴とする請求項１２８に記載の方法。
【請求項１３１】
前記フレネルレンズ及び前記刺激電極アセンブリを手術によって埋め込む段階は、該フレネルレンズ及び該刺激電極アセンブリを結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３２】
前記フレネルレンズ及び前記刺激電極アセンブリを手術によって埋め込む段階は、該フレネルレンズ及び該刺激電極アセンブリを前記哺乳動物被験体の前記眼の水晶体内に手術によって埋め込む段階を含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３３】
前記哺乳動物被験体の前記眼内に配置された無線圧力センサから圧力信号を受信する段階を含むことを特徴とする請求項１２５に記載の方法。
【請求項１３４】
送出される電磁場の量が前記圧力信号を使用する閉ループ制御に少なくとも部分的に基づいている電磁場を前記刺激電極アセンブリに送信する段階を特徴とする請求項１３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
この出願は、「無線緑内障治療システム及び関連の方法（ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＧＬＡＵＣＯＭＡ  ＴＨＥＲＡＰＹ  ＳＹＳＴＥＭ  ＡＮＤ  ＲＥＬＡＴＥＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ）」という名称の米国特許出願第６２／３５３，４８１号（２０１６年６月２２日出願）、「無線緑内障治療のための埋め込みコイルを有するコンタクトレンズ（ＣＯＮＴＡＣＴ  ＬＥＮＳ  ＷＩＴＨ  ＥＭＢＥＤＤＥＤ  ＣＯＩＬ  ＦＯＲ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＧＬＡＵＣＯＭＡ  ＴＨＥＲＡＰＹ）」という名称の米国特許出願第６２／４３３，００６号（２０１６年１２月１２日出願）、「無線緑内障治療のための検眼フレームシステム（ＯＰＴＩＣＡＬ  ＦＲＡＭＥ  ＳＹＳＴＥＭ  ＦＯＲ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＧＬＡＵＣＯＭＡ  ＴＨＥＲＡＰＹ）」という名称の米国特許出願第６２／４６７，８１６号（２０１７年３月６日出願）、「無線緑内障治療のためのシステム及び方法（ＳＹＳＴＥＭＳ  ＡＮＤ  ＭＥＴＨＯＤＳ  ＦＯＲ  ＷＩＲＥＬＥＳＳ  ＧＬＡＵＣＯＭＡ  ＴＨＥＲＡＰＹ）」という名称の米国特許出願第６２／５０９，００２号（２０１７年５月１９日出願）、及び「視力矯正のための埋込可能眼内レンズ（ＩＭＰＬＡＮＴＡＢＬＥ  ＩＮＴＲＡＯＣＵＬＡＲ  ＬＥＮＳ  ＦＯＲ  ＶＩＳＩＯＮ  ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ）」という名称の米国特許出願第６２／５１３，７４９号（２０１７年６月１日出願）の「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）」の下での利益を主張するものであり、各々の内容全体は、引用によって本明細書に組み込まれている。
【０００２】
本発明は、一般的に、生体組織（例えば、神経、筋組織など）の無線刺激に関し、一例示的実施では、高い眼内圧（ＩＯＰ）を低減するための哺乳動物被験体（例えば、ヒト、齧歯動物など）の眼へのエネルギの無線投与に基づく緑内障治療に関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、緑内障は盲目の主因であり、最新の治療を受けている患者であっても、その１０％前後において盲目を引き起こし続けている。緑内障の主要原因は、視神経を押圧して損傷する過剰眼内圧（ＩＯＰ）である。正常に機能する哺乳動物の眼では、取りわけ、前眼部の中に流体（すなわち、房水）がポンピングされ、健全なＩＯＰを維持し、前眼部内の構造に養分を供給する。次いで、流体は、角膜輪部として公知の眼の領域内の角膜と虹彩との接合部で排液組織を主に通って排出される。緑内障では、高いＩＯＰは、ａ）毛様体が過剰の流体を生成すること（高い流入）、及び／又はｂ）緑内障のタイプに依存する眼からの房水の排出に対する過度の抵抗（限られた流出）との組合せに起因する場合がある過剰房水からもたらされる。
【０００４】
緑内障は多くの形態と取る場合がある。開放角緑内障は、線維柱帯網及びシュレム管での異常抵抗に起因して房水が迅速に排出されない場合のものである。開放角緑内障でのＩＯＰの増大は、通常は緩慢な過程であり、一般的に、いずれの症状も示さない。視力が低下し始める頃には、既に視神経に重度の損傷が及んでいる。閉塞角のもの（時として「閉塞角緑内障」と呼ばれる）は、小柱網内の虹彩による閉塞又は抵抗に起因して房水が眼から排出されない場合のものである。閉塞角緑内障は、眼内圧の突然のスパイクを引き起こし、緊急性と見なされる。先天性緑内障は、異常な眼成長によって引き起こされる先天性異常である。続発緑内障は、薬物、疾患、又は外傷のような外因によって引き起こされる。開放角緑内障は、緑内障の中で最も一般的であり、明確な遺伝成分を有する。全ての形態で考えた場合に、緑内障患者又は高いＩＯＰ（前緑内障）を有する患者は、取りわけ老年人口での統計学的増加に起因して徐々に増加することが予想される。
【０００５】
既存の医学的及び外科的な治療は、房水の排出又は生成のいずれかにターゲットを定めることによってＩＯＰを非損傷レベルまで低減しようと試みるが、ある程度の成功しか得られていない。この２つの主な手法は、流量を調整するための点眼液の使用と、眼内の排出チャネルを開くための手術とを含む。緑内障及び高眼圧の患者においてＩＯＰを低減するための薬理（点眼）方法は、慢性疾患に関する症状の急性緩和しか与えない。手術的手法は、房水をウィッキングする又はその排出を容易にするためにステント又は類似の構造体を埋め込むことに主眼を置くものである。レーザ手術的手法は、眼の排液領域内に開口部を生成する又はそれを拡大することによってステントと同様の同じ効果を達成する。ブレブ手術は、排液を容易にするために前眼房から外への開口部を生成する。そのような手術的手法は、使用中に眼の外部に延びる物理的排液要素（例えば、ブレブ）の理由で存在する細菌経路に起因する高い感染リスクを含む多くの理由から限られた臨床的成功しか享受しなかった。使用中に眼から延びるリードを有する有線電極を典型的に含むＩＯＰを低減するための眼の電気刺激の使用を伴う従来技術の労力には同じ感染リスクが存在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
緑内障又は高眼圧を有する全ての患者のＩＯＰを許容不能な副作用を引き起こすことなく安全レベルまで長期的に低減する方法を開発する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書に説明する主題の１又は２以上の実施形態の詳細を添付図面及び下記の説明に示している。本発明の他の特徴、態様、及び利点は、これらの説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかになるであろう。
【０００８】
一部の実施では、哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を無線で低減するためのシステムは、複数の巻線に形成された細長導体から構成されたコイルを含む。コイルは、哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるようになっている。システムはまた、コイルと電気通信する信号発生器を更に含む。信号発生器は、哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を低減する治療有効量でコイルから哺乳動物被験体の眼に無線送信される電磁場を生成する信号を発生させるように構成される。
【０００９】
そのような実施は、あらゆる可能な組合せ又は部分組合せに組み合わせることができる以下の特徴のうちの１又は２以上を任意的に含むことができる。哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧は、（ｉ）眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）眼の前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって低減することができる。眼の前眼部内への眼内液流入の減少は、電磁場が眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに眼の前眼部内に流入する眼内液の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こすことができる。眼の前眼部からの眼内液の増加は、電磁場が前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こすことができる。眼内の少なくとも１つの流体通路は、眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と、眼の前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことができる。電磁場の治療有効量は、１０-6テスラから１０-1テスラの範囲にあるとすることができる。刺激信号は、０．１Ｈｚから１ＫＨｚの範囲の周波数と、０．１ミリ秒から１０００マイクロ秒の範囲のパルス持続時間と、０．０１ミリアンペアから１００ミリアンペアの範囲のパルス振幅とを有する２相矩形波形とすることができる。コイルは、哺乳動物被験体によって着用される眼鏡の一部とすることができる。コイルは、哺乳動物被験体によって着用される検眼フレームに取り付けることができる。コイルは、コイルが哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるように哺乳動物被験体によって着用されるようになった安眠マスクの一部とすることができる。コイルは、コイルが哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるように哺乳動物被験体によって使用されるようになった枕の一部とすることができる。システムは、哺乳動物被験体の眼上、眼内、及びその近くのうちの少なくとも１つに位置決めされるようになった受動刺激電極アセンブリを更に含むことができる。受動刺激電極アセンブリは、コイルから電磁場を無線受信し、哺乳動物の眼内の高い眼内圧を低減するために少なくとも１つの眼内構造を刺激するように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリによる少なくとも１つの眼内構造の刺激は、（ｉ）眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）眼の前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって高い眼内圧を低減することができる。受動刺激電極アセンブリによる眼の前眼部内への房水流入の減少は、受動刺激電極アセンブリによる刺激が、眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに眼の前眼部内に流入する房水の発生を逆行させるか又は遅速させることができる結果として起こる。受動刺激電極アセンブリによる眼の前眼部からの房水流出の増加は、受動刺激電極アセンブリによる刺激が、前眼部の少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こすことができる。眼内の少なくとも１つの流体通路は、眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と、眼の前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼上に位置決めされるようになったコンタクトレン��の一部とすることができる。受動刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズ内に位置決めすることができる。受動刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズの接眼面上に位置決めすることができる。受動刺激電極アセンブリは、それ自体が３次元形状を取って哺乳動物被験体の眼を覆うコンタクトレンズの一部としての配置を容易にすることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼内に埋め込まれるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に埋め込まれるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の水晶体内に埋め込まれるように適応させることができる。システムは、視力矯正に向けて哺乳動物被験体の眼に隣接して又は眼内に位置決めされて哺乳動物被験体の眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを更に含む。フレネルレンズは、ａ）屈折率と、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有するレンズ基板、及びｂ）レンズ基板上の複数の屈折領域を含むことができる。複数の屈折領域は、レンズ基板の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。フレネルレンズの屈折領域は、レンズ基板上の金属トレースから製造することができる。フレネルレンズは、哺乳動物患者の眼の外部への適用のためにコンタクトレンズ内に配置されるように適応させることができる。フレネルレンズは、フレネルが水晶体を覆う状態及びその内部ある状態のうちの少なくとも一方で配置されるように哺乳動物被験体の眼内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と、１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することができる。システムは、刺激信号の送出に関する閉ループフィードバックを可能にするために哺乳動物被験体の眼内に配置されるようになった無線圧力センサを更に含むことができる。
【００１０】
一部の実施では、哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を低減するためのデバイスは、哺乳動物被験体の眼上、眼内、及びその近くのうちの少なくとも１つに位置決めされるようになった刺激電極アセンブリを含む。刺激電極アセンブリは、（ｉ）眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）眼の前眼部からの房水流出を増加させることによって哺乳動物の眼内の高い眼内圧を低減する治療有効量の刺激信号を少なくとも１つの眼内構造に送出するようになっている。
【００１１】
そのような実施は、あらゆる可能な組合せ又は部分組合せに組み合わせることができる以下の特徴のうちの１又は２以上を任意的に含むことができる。刺激電極アセンブリは、信号発生器から電磁場を受信し、哺乳動物被験体の眼の高い眼内圧を低減するための刺激信号を少なくとも１つの眼内構造に送信するようになった受動刺激電極とすることができる。刺激電極アセンブリによる眼の前眼部内への房水流入の減少は、刺激電極アセンブリによる刺激が、眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに眼の前眼部内に流入する房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こすことができる。刺激電極アセンブリによる眼の前眼部からの房水流出の増加は、刺激電極アセンブリによる刺激が、前眼部の少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こすことができる。眼内の少なくとも１つの排出通路は、眼のシュレム管の少なくとも一部分と、眼の前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことができる。刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部とすることができる。刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズ内に位置決めすることができる。刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズの接眼面上に位置決めすることができる。刺激電極アセンブリは、それ自体が３次元形状を取って哺乳動物被験体の眼を覆うコンタクトレンズの一部としての配置を容易にすることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことができる。刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼内に埋め込まれるように適応させることができる。刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に埋め込まれるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の水晶体内に埋め込まれるように適応させることができる。デバイスは、視力矯正に向けて哺乳動物被験体の眼に隣接して又は眼内に位置決めされて哺乳動物被験体の眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを更に含むことができる。フレネルレンズは、ａ）屈折率と、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有するレンズ基板、及びｂ）レンズ基板上の複数の屈折領域を含むことができる。複数の屈折領域は、レンズ基板の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。フレネルレンズの屈折領域は、レンズ基板上の金属トレースから製造することができる。フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを含むコンタクトレンズ内に配置されるように適応させることができ、コンタクトレンズは、哺乳動物患者の眼の外部への適用に向けて適応される。フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを有する構造体の一部として形成することができる。構造体は、フレネルレンズが水晶体を覆う状態及びその内部ある状態のうちの少なくとも一方で配置されるように哺乳動物被験体の眼内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域及び水晶体のうちの少なくとも一方内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と、１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することができる。デバイスは、刺激信号の送出に関する閉ループフィードバックを可能にするために哺乳動物被験体の眼内に配置されるようになった無線圧力センサを更に含むことができる。
【００１２】
一部の実施では、哺乳動物被験体の眼に対する視力矯正のためのデバイスは、視力矯正に向けて哺乳動物被験体の眼に隣接して又は眼内に位置決めされて哺乳動物被験体の眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを含む。
【００１３】
そのような実施は、あらゆる可能な組合せ又は部分組合せに組み合わせることができる以下の特徴のうちの１又は２以上を任意的に含むことができる。フレネルレンズは、ａ）屈折率と、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有するレンズ基板、及びｂ）レンズ基板上の複数の屈折領域を含むことができる。複数の屈折領域は、レンズ基板の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。フレネルレンズの屈折領域は、レンズ基板上の金属トレースから製造することができる。フレネルレンズは、哺乳動物患者の眼の外部への適用のためにコンタクトレンズ内に配置されるように適応させることができる。フレネルレンズは、それが水晶体を覆う状態及びその内部ある状態のうちの少なくとも一方で配置されるように哺乳動物被験体の眼内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズは、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有することができる。フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを含むコンタクトレンズ内に配置されるように適応させることができ、コンタクトレンズは、哺乳動物患者の眼の外部への適用に向けて適応される。フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを有する構造体の一部として形成することができる。構造体は、フレネルレンズが水晶体を覆う状態及びその内部ある状態のうちの少なくとも一方で配置されるように哺乳動物被験体の眼内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域及び水晶体のうちの少なくとも一方内に手術によって埋め込まれるように適応させることができる。デバイスは、刺激信号の送出に関する閉ループフィードバックを可能にするために哺乳動物被験体の眼内に配置されるようになった無線圧力センサを更に含むことができる。
【００１４】
一部の実施では、哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を無線で低減する方法は、コイルから哺乳動物被験体の眼に眼内の高い眼内圧を低減する治療有効量で送出される電磁場を無線で送信する段階を含む。コイルは、複数の巻線に形成された細長導体から構成することができる。
【００１５】
そのような実施は、あらゆる可能な組合せ又は部分組合せに組み合わせることができる以下の特徴のうちの１又は２以上を任意的に含むことができる。本方法は、コイルを哺乳動物被験体の眼の近くに位置決めする段階を更に含むことができる。更に、本方法は、電磁場を生成する信号を発生させる段階を含むことができる。電磁場を送信する段階は、（ｉ）眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）眼の前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を低減することができる。眼の前眼部内への眼内液流入の減少は、電磁場が眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに眼の前眼部内に流入する眼内液の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こすことができる。眼の前眼部からの眼内液の増加は、電磁場が前眼部からの少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こすことができる。眼内の少なくとも１つの流体通路は、眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と、眼の前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことができる。電磁場を送信する段階は、１０-6テスラから１０-1テスラの範囲の電磁場を送信する段階を含むことができる。コイルは、哺乳動物被験体によって着用される眼鏡の一部とすることができる。コイルは、哺乳動物被験体によって着用される検眼フレームに取り付けることができる。コイルは、コイルが哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるように哺乳動物被験体によって着用されるようになった安眠マスクの一部とすることができる。コイルは、コイルが哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるように哺乳動物被験体によって使用されるようになった枕の一部とすることができる。電磁場をコイルから眼に無線で送信する段階は、電磁場をコイルから高い眼内圧を低減するために少なくとも１つの眼内構造体を刺激するようになった受動刺激電極アセンブリに送信する段階を含むことができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼上に位置決めされるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼内に位置決めされるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリによる少なくとも１つの眼内構造体の刺激は、（ｉ）眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）眼の前眼部からの房水流出を増加させることのうちの少なくとも一方によって高い眼内圧を低減することができる。受動刺激電極アセンブリによる眼の前眼部内への房水流入の減少は、受動刺激電極アセンブリによる刺激が、眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに眼の前眼部内に流入する房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こすことができる。受動刺激電極アセンブリによる眼の前眼部からの房水流出の増加は、受動刺激電極アセンブリによる刺激が、前眼部の少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こすことができる。眼内の少なくとも１つの流体通路は、眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と��眼の前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部とすることができる。受動刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズ内に位置決めすることができる。受動刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズの接眼面上に位置決めすることができる。受動刺激電極アセンブリは、受動刺激電極アセンブリが３次元形状を取ることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼内に埋め込まれるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に埋め込まれるように適応させることができる。受動刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼の水晶体内に埋め込まれるように適応させることができる。本方法は、視力矯正に向けて哺乳動物被験体の眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを哺乳動物被験体の眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階を更に含むことができる。フレネルレンズは、ａ）屈折率と、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有するレンズ基板、及びｂ）レンズ基板上の複数の屈折領域を含むことができる。複数の屈折領域は、レンズ基板の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。フレネルレンズの屈折領域は、レンズ基板上の金属トレースを含むことができる。フレネルレンズを位置決めする段階は、眼の外面上にコンタクトレンズを位置決めし、フレネルレンズをコンタクトレンズ内に配置する段階を含むことができる。フレネルレンズを眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、フレネルレンズを哺乳動物の眼内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズを眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、フレネルレンズを水晶体を覆う状態及びその中にある状態のうちの少なくとも一方で手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズを眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、フレネルレンズを哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と、１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することができる。本方法は、哺乳動物被験体の眼内に配置された無線圧力センサから圧力信号を受信する段階を更に含むことができる。送出される電磁場の量は、圧力信号を使用する閉ループ制御に少なくとも部分的に基づくことができる。
【００１６】
一部の実施では、哺乳動物被験体の眼内の高い眼内圧を低減する方法は、哺乳動物被験体の眼に隣接して位置決めされた刺激電極アセンブリに電磁場を送信する段階を含む。刺激電極アセンブリは、（ｉ）眼の前眼部内への房水流入を低減すること、及び（ｉｉ）眼の前眼部からの房水流出を増加させることによって哺乳動物の眼内の高い眼内圧を低減するために少なくとも１つの眼内構造体を刺激するようになっている。
【００１７】
そのような実施は、あらゆる可能な組合せ又は部分組合せに組み合わせることができる以下の特徴のうちの１又は２以上を任意的に含むことができる。刺激電極アセンブリは、眼上に位置決めすることができる。刺激電極アセンブリは、眼内に位置決めすることができる。刺激電極アセンブリは、受動刺激電極とすることができる。本方法は、刺激電極アセンブリによって信号発生器からの電磁場を受信し、刺激信号を少なくとも１つの眼内構造体に送信する段階を更に含むことができる。刺激電極アセンブリによる眼の前眼部内への房水流入の減少は、刺激電極アセンブリによる刺激が、眼内の毛様体内の毛様体上皮ポンプに眼の前眼部内に流入する房水の発生を逆行させるか又は遅速させる結果として起こすことができる。刺激電極アセンブリによる眼の前眼部からの房水流出の増加は、刺激電極アセンブリによる刺激が、前眼部の少なくとも１つの流体通路に開かせる、拡張させる、又は他に流体流出機能を増大させる結果として起こすことができる。眼内の少なくとも１つの流体通路は、眼のシュレム管の少なくとも一部分を通る排出通路と、眼の前眼部からのぶどう膜強膜流出機構とを含むことができる。刺激電極アセンブリは、哺乳動物被験体の眼上に位置決めされるようになったコンタクトレンズの一部とすることができる。刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズ内に位置決めすることができる。刺激電極アセンブリは、コンタクトレンズの接眼面上に位置決めすることができる。受動刺激電極アセンブリは、受動刺激電極アセンブリが３次元形状を取ることを可能にする少なくとも１つの蛇行トレースを含むことができる。本方法は、刺激電極アセンブリを哺乳動物被験体の眼内に埋め込む段階を更に含むことができる。本方法は、刺激電極アセンブリを哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に埋め込む段階を更に含むことができる。本方法は、刺激電極アセンブリを哺乳動物被験体の眼の水晶体内に埋め込む段階を更に含むことができる。本方法は、視力矯正に向けて哺乳動物被験体の眼の網膜上に入射光線をフォーカスさせるようになったフレネルレンズを哺乳動物被験体の眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階を更に含むことができる。フレネルレンズは、ａ）屈折率と、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有するレンズ基板、及びｂ）レンズ基板上の複数の屈折領域を含むことができる。複数の屈折領域は、レンズ基板の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。フレネルレンズの屈折領域は、レンズ基板上の金属トレースを含むことができる。フレネルレンズを位置決めする段階は、眼の外面上にコンタクトレンズを位置決めし、フレネルレンズをコンタクトレンズ内に配置する段階を含むことができる。フレネルレンズを眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、フレネルレンズを哺乳動物の眼内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズを眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、フレネルレンズを水晶体を覆う状態及びその中にある状態のうちの少なくとも一方で手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズを眼に隣接して又は眼内に位置決めする段階は、フレネルレンズを哺乳動物の眼の結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズは、２ｍｍから４ｍｍの範囲の直径と、１マイクロメートルと２マイクロメートルの範囲の厚みとを有することができる。本方法は、哺乳動物被験体の眼内に配置された無線圧力センサから圧力信号を受信する段階を更に含むことができる。送出される電磁場の量は、圧力信号を使用する閉ループ制御に少なくとも部分的に基づくことができる。
【００１８】
一部の実施では、哺乳動物被験体の眼内の視力矯正の方法は、フレネルレンズを通過する光線を哺乳動物被験体の眼の網膜上にフォーカスさせるようにフレネルレンズを哺乳動物被験体の眼上又は眼内のうちの少なくとも一方に手術によって埋め込む段階を含む。フレネルレンズは、屈折率と、５ｍｍ又はそれよりも小さい直径と、１ミリメートル又はそれよりも小さい厚みとを有するレンズ基板、及びレンズ基板上の複数の屈折領域を含む生体適合構成を含む。複数の屈折領域は、レンズ基板の屈折率とは異なる屈折率を有することができる。
【００１９】
そのような実施は、あらゆる可能な組合せ又は部分組合せに組み合わせることができる以下の特徴のうちの１又は２以上を任意的に含むことができる。フレネルレンズの屈折領域は、レンズ基板上の金属トレースから製造することができる。フレネルレンズを手術によって埋め込む段階は、フレネルレンズを水晶体を覆う状態又はその中にある状態のうちの少なくとも一方で手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズを手術によって埋め込む段階は、フレネルレンズを眼の結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。本方法は、刺激電極アセンブリを手術によって埋め込む段階を更に含むことができる。フレネルレンズは、刺激電極アセンブリを有する構造体の一部として形成することができる。フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリを手術によって埋め込む段階は、フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリを結膜下領域内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリを手術によって埋め込む段階は、フレネルレンズ及び刺激電極アセンブリを哺乳動物被験体の眼の水晶体内に手術によって埋め込む段階を含むことができる。本方法は、哺乳動物被験体の眼内に配置された無線圧力センサから圧力信号を受信する段階を更に含むことができる。本方法は、刺激電極アセンブリに電磁場を送信する段階を更に含むことができる。送出される電磁場の量は、圧力信号を使用する閉ループ制御に少なくとも部分的に基づくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】無線電力伝達（ＷＰＴ）システムと、ＷＰＴコイルと、刺激コイルとを含む無線緑内障治療システムの例の図である。
【図２】無線緑内障治療システムの基本的手順を示す図である。
【図３】哺乳動物被験体の眼の関連解剖学的構造を示す図である。
【図４】様々な構成要素及び得られる生体効果を含む閉ループ無線緑内障治療システムの例のブロック図である。
【図５】基地局と信号発生器とを含む無線緑内障治療システムの無線電力伝達（ＷＰＴ）システムの例を示す図である。
【図６】無線緑内障治療システムの通信経路の例を描く図である。
【図７】無線電力伝達システムの刺激器出力態様から測定した電流制御２相出力を表示する例示的グラフである。
【図８Ａ】本発明の開示の技術を実施するために眼鏡に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図８Ｂ】本発明の開示の技術を実施するために眼鏡に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図８Ｃ】本発明の開示の技術を実施するために眼鏡に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図８Ｄ】本発明の開示の技術を実施するために眼鏡に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図８Ｅ】本発明の開示の技術を実施するために眼鏡に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図９Ａ】本発明の開示の技術を実施するために検眼フレームに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図９Ｂ】本発明の開示の技術を実施するために検眼フレームに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図９Ｃ】本発明の開示の技術を実施するために検眼フレームに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図９Ｄ】本発明の開示の技術を実施するために検眼フレームに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図９Ｅ】本発明の開示の技術を実施するために検眼フレームに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図１０Ａ】各ＷＰＴコイル内に少なくとも２つの電気コイル対を含むことができる検眼フレームとの併用のためのコイルアセンブリの図である。
【図１０Ｂ】各ＷＰＴコイル内に少なくとも２つの電気コイル対を含むことができる検眼フレームとの併用のためのコイルアセンブリの図である。
【図１１】本発明の開示の技術を実施するために安眠マスクに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図１２】本発明の開示の技術を実施するために枕に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システムを示す図である。
【図１３】本発明の開示の技術を実施するために刺激コイルが装備されたコンタクトレンズを有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図である。
【図１４】本発明の開示の技術を実施するために刺激コイルが装備されたコンタクトレンズを有するように構成された哺乳動物の眼の関連解剖学的構造の図である。
【図１５】本発明の開示の技術を実施するための哺乳動物被験体の眼上のコンタクトレンズとの併用のための大型丸形刺激コイルの前面図である。
【図１６】本発明の開示の技術を実施するための隣接トレース間を延びる接続要素を示す図１５に示すタイプの大型丸形刺激コイルの領域の拡大図である。
【図１７】本発明の開示の技術を実施するための第１の大型蛇行刺激コイルの前面分解断面図である。
【図１８】本発明の開示の技術を実施するための第２の大型蛇行刺激コイルの前面分解断面図である。
【図１９】本発明の開示の技術を実施するための大型蛇行刺激コイルの前面分解断面図である。
【図２０】本発明の開示の技術を実施するために哺乳動物被験体の眼内への埋め込みのための刺激コイルを製造するための製作方法を示す図である。
【図２１】本発明の開示の技術を実施するために基板レンズ内又は上の使用に向けて図２０から生成された刺激コイルを準備するための追加の製作方法を示す図である。
【図２２】コンタクトレンズ又は人工水晶体の一部として眼の曲率に適合するのを容易にするために２Ｄから３Ｄに刺激コイルを移行するための戦略を示す図である。
【図２３】コンタクトレンズ又は人工水晶体の一部として眼の曲率に適合するのを容易にするために２Ｄから３Ｄに刺激コイルを移行するための戦略を示す図である。
【図２４】本発明の開示の技術を実施するために結膜下領域内に埋め込まれたマルチリング式刺激コイルを有するように構成された哺乳動物被験体の関連解剖学的構造の前面図である。
【図２５】本発明の開示の技術を実施するために結膜下領域内に埋め込まれたマルチリング式刺激コイルを有するように構成された哺乳動物被験体の関連解剖学的構造の側面図である。
【図２６】本発明の開示の技術を実施するためのリングのうちの１つの分解組立図と共に図２４〜図２５に示すマルチリング式刺激コイルの前面図である。
【図２７】本発明の開示の技術を実施するために水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれた刺激コイルを有するように構成された哺乳動物の眼の関連解剖学的構造の前面図である。
【図２８】本発明の開示の技術を実施するために水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれた刺激コイルを有するように構成された哺乳動物の眼の関連解剖学的構造の側面図である。
【図２９】視力矯正及び任意的に本発明の開示の緑内障治療技術を実施するためにフレネルレンズを有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図である。
【図３０】視力矯正及び任意的に本発明の開示の緑内障治療技術を実施するためにフレネルレンズを有するように構成された哺乳動物被験体の眼の側面図である。
【図３１ａ】視力矯正を実施し、任意的に本発明の開示の緑内障治療技術を実施するためのフレネルレンズの複数の実施形態の図である。
【図３１ｂ】視力矯正を実施し、任意的に本発明の開示の緑内障治療技術を実施するためのフレネルレンズの複数の実施形態の図である。
【図３１ｃ】視力矯正を実施し、任意的に本発明の開示の緑内障治療技術を実施するためのフレネルレンズの複数の実施形態の図である。
【図３１ｄ】視力矯正を実施し、任意的に本発明の開示の緑内障治療技術を実施するためのフレネルレンズの複数の実施形態の図である。
【図３２】本発明の開示の技術を実施するための視力矯正のためのフレネルレンズを製造するための製作方法を示す図である。
【図３３】本発明の開示の技術を実施するための視力矯正のためのフレネルレンズの複数の実施形態の上面図である。
【図３４】本発明の開示の技術を実施するためにａ）水晶体内に埋め込まれたフレネルレンズの電極とｂ）眼に付加されたコンタクトレンズ内の刺激コイルの電極との組合せ使用を通して眼内のターゲット区域にエネルギを送出するように構成された哺乳動物の眼球の関連解剖学的構造の前面図である。
【図３５】本発明の開示の技術を実施するためにａ）水晶体内に埋め込まれたフレネルレンズの電極とｂ）眼に付加されたコンタクトレンズ内の刺激コイルの電極との組合せ使用を通して眼内のターゲット区域にエネルギを送出するように構成された哺乳動物の眼の関連解剖学的構造の側面図である。
【図３６】本発明の開示の技術を実施するためにフレネルレンズと大型刺激コイルとを有する（これらの間には直接的な電気接続はない）哺乳動物被験体の眼の関連解剖学的構造の前面図である。
【図３７】本発明の開示の技術を実施するためにフレネルレンズと大型刺激コイルとを有する（これらの間に直接的な電気接続を有する）哺乳動物被験体の眼の関連解剖学的構造の前面図である。
【図３８】本発明の開示の技術を実施するために視力矯正のためのフレネルレンズと結膜下埋め込みのためのマルチリング式刺激コイルアセンブリとを有する哺乳動物被験体の眼の関連解剖学的構造の前面図である。
【図３９】本発明の開示の技術を実施するために視力矯正のためのフレネルレンズと結膜下埋め込みのためのマルチリング式刺激コイルアセンブリとを有する哺乳動物被験体の眼の関連解剖学的構造の側面図である。
【図４０】本発明の開示の技術を実施するために全てが自然ＩＯＬ又は人工ＩＯＬ内に配置されたフレネルレンズと２つの小型丸形刺激コイルとを有する哺乳動物の眼の関連解剖学的構造の前面図である。
【図４１】本発明の開示の技術を実施するために全てが自然ＩＯＬ又は人工ＩＯＬ内に配置されたフレネルレンズと２つの小型丸形刺激コイルとを有する哺乳動物の眼の関連解剖学的構造の側面図である。
【図４２Ａ】ＩＯＰモニタシステムを含む無線緑内障治療システムの一部として哺乳動物被験体の眼内の眼内圧（ＩＯＰ）を測定するための無線圧力感知システムの図である。
【図４２Ｂ】読み出しＡＳＩＣとアンテナと給電コイルとを含む読み出し全体システムを含む無線緑内障治療システムの一部として哺乳動物被験体の眼内の眼内圧（ＩＯＰ）を測定するための無線圧力感知システムの図である。
【図４３】本発明の開示の技術を実施するための無線ＩＯＰ感知システムオンチップ（ＳｏＣ）のブロック図である。
【図４４】エネルギ採取（ＥＨ）及びパワーマネージメントサブシステムのブロック図である。
【図４５】ＳｏＣチップのための擬似差動基準電圧とバイアス電流とを発生させるためのバンドギャップ基準回路図である。
【図４６】４つの電圧レギュレータのうちの１つ及びその供給ドメインの概略図である。
【図４７】実施されたＲ−Ｆ変換器の概念図である。
【図４８】従来のＲ−Ｉ変換器の概略図である。
【図４９】第１の差動Ｒ−Ｉ（Ｒ−Ｉ１）変換器の概略図である。
【図５０】第２の差動Ｒ−Ｉ（Ｒ−Ｉ２）変換器の概略図である。
【図５１】Ｉ−Ｆ変換を提供するリング発振器の概略図である。
【図５２（ａ）】デジタルコアのブロック図である。
【図５２（ｂ）】デジタルコアのＦ−Ｄ変換器の図である。
【図５２（ｃ）】デジタルコアの符号器（ＥＮＣ）のブロック図である。
【図５２（ｄ）】デジタルコアのＥＮＣの状態図である。
【図５３】デジタルコア及びパケット構造体のタイミング図である。
【図５４】電圧制御式電力発振器（ＶＣＰＯ）とオフチップループアンテナとを含む２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域送信機の概略図である。
【図５５】ＣＳＲＦがループの自己共振周波数をモデル化する誘導子（ＬＡ）と抵抗器（ＲＡ）との直列組合せとしてモデル化することができる電気的に小さいループアンテナの等価集中回路モデルの図である。
【図５６（ａ）】ＦＲ−４ボード（空気）上の模擬アンテナ放射パターンの図である。
【図５６（ｂ）】２０μｍパリレンコーティングを有する２０μｍ厚パリレン基板上の金トレースの模擬アンテナ放射パターンの図である。
【図５７】ＬＣタンクの共振周波数を同調するためにＭＩＭコンデンサーによって実施される５ビットＤＡＣの簡単な概略図である。
【図５８】実施されたチップのマイクロ写真を示す図である。
【図５９】Ｒ−Ｉ１変換器に関して測定及び模擬電流を示す図である。
【図６０（ａ）】Ｒ−Ｉ２変換器内の感知抵抗器端子の両端の擬似差動基準電圧を示す図である。
【図６０（ｂ）】Ｒ−Ｉ１変換器内の感知抵抗器の両端の１００ｍＶ基準電圧を示す図である。
【図６１】様々なデータレートでＰＲＢＳによってＯＯＫ変調された測定ＴＸパワースペクトルを示す図である。
【図６２】１ＭｂｐｓのＰＲＢＳによってＦＳＫ変調された測定ＴＸパワースペクトルを示す図である。
【図６３】フルシステムに関して測定した波形及びデータパケットを示す図である。
【図６４（ａ）】ベース周波数に対応する測定データパケットを示す図である。
【図６４（ｂ）】センサ周波数に対応する測定データパケットを示す図である。
【図６４（ｃ）】２つのセンサ周波数間の差に対応する測定データパケットを示す図である。
【図６５】圧力下で測定したセンサ周波数の変化を示し、ベース周波数が印加圧力と共に一定に留まることを示す図である。
【図６６】センサ抵抗（ＲＳ１−ＲＳ２）での測定差と積分非線形性とを示す図である。
【図６７】平均データサンプルの個数（又は変換時間）によるチップの測定感度を示す図である。
【図６８】受信データの測定パワースペクトルを示す図である。
【図６９】受信ＲＦデータと対応するデジタルパケットとを示す図である。
【図７０】抵抗感知に関して無線測定したノイズフロアを示す図である。
【図７１】抵抗感知に関して無線測定したノイズヒストグラムを示す図である。
【図７２】経時的な圧力測定値を示す図である。
【図７３】感知周波数及びベース周波数での測定温度変動を示す図である。
【図７４（ａ）】実験設定を含む生体内実験を示す図である。
【図７４（ｂ）】眼内圧（ＩＯＰ）記録を含む生体内実験を示す図である。
【００２１】
様々な図面内の同じ参照番号及び指定は同じ要素を示している。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明は、緑内障又は前緑内障の高眼圧を体験している被験体に関して高い眼内圧（ＩＯＰ）を低減するために哺乳動物被験体の眼への無線エネルギ投与を可能にする。このＩＯＰの低減は、（１）眼の前眼部内への房水の流入を低減する（いわゆる「流体流入低下」）、及び／又は（２）眼の前眼部からの房水の流出を増加させる（いわゆる「流体流出増加」）に十分な治療有効量の時変電磁場の送出に基づいている。本明細書に使用する場合に眼の「前眼部」は、ガラス体液の前にある構造体、すなわち、角膜、虹彩、毛様体、及び水晶体を含む眼の前部三分の一である。眼の前眼部内には、前眼房及び後眼房という２つの流体充満空間が存在する。前眼部の前眼房は、角膜の後面（すなわち、角膜上皮）と虹彩との間に存在する。前眼部の後眼房は、虹彩と毛様体小体との間を延びる。房水は、前眼房及び後眼房の空間に充満し、取りわけ周囲の構造体に養分を供給する。ＩＯＰを低減するためのエネルギの無線投与は、下記で説明するように複数の形態を取ることができる。
【００２３】
図１は、本明細書に開示する原理及び技術に従って哺乳動物被験体の眼１０２に時変電磁場を送出するための無線緑内障治療システム１００のブロック図である。この送出を行うために、無線緑内障治療システム１００は、眼１０２に時変電磁場を直接的に又はこれに代えて刺激コイル１４０を通してのいずれかで送出するように位置決めされてそのように構成されたＷＰＴコイル１３０から時変電磁場を発生させるための適切な制御及び駆動回路（例えば、信号発生器、電力増幅器、マイクロコントローラユニット、コンピュータ）を有する無線電力伝達（ＷＰＴ）システム１１０を含む。ＷＰＴシステム１１０とＷＰＴコイル１３０は、有線接続（例えば、ケーブル）、並びに無線通信技術によるものを含むあらゆる数の適切な方式で通信的にリンクすることができる。
【００２４】
下記で説明するように、ＷＰＴコイル１３０は、日常生活の通常の活動中に無線緑内障治療の投与を可能にするためのデバイス（例えば、眼鏡上のＷＰＴコイル１３０）、臨床環境において無線緑内障治療の投与を可能にするためのデバイス（例えば、眼科医及び／又は検眼医によって使用される検眼フレーム上のＷＰＴコイル１３０）、及び被験体が寝ている間に無線緑内障治療の投与を可能にするためのデバイス（例えば、安眠マスク、枕などの一部としてのＷＰＴコイル１３０）を含むがこれらに限定されないあらゆる数の適切な方式で眼１０２の近くに位置決めすることができる。各場合に、ＷＰＴコイル１３０は、眼１０２の前眼部内への房水の流入を低減すること、及び／又は前眼部からの房水の流出を増大することのそれぞれによって眼１０２内のＩＯＰを低減するための治療有効量の時変電磁場を送出する。
【００２５】
別の実施形態では、無線緑内障治療システム１００は、眼１０２上又は内に配置された刺激コイル１４０を含むことができる。刺激コイル１４０は、ＷＰＴコイル１３０が発生させた電磁場を受信し、このエネルギを眼１０２内に直接送信するように構成される。眼１０２上又は内の刺激コイル１４０の物理的な場所は、ＷＰＴシステム１１０及びＷＰＴコイル１３０によって単独で達成されるものよりも短い期間で又は高い程度までＩＯＰ低減を眼１０２内にもたらすことができる高めのレベルのエネルギ送信を提供する。下記で説明するように、刺激コイル１４０は、コンタクトレンズ上又は内を含む（しかし、必ずしもこれらに限定されない）あらゆる数の適切な方式で配置かつ構成され、及び／又は眼１０２内のあらゆる適切な区域（例えば、水晶体（ＩＯＬ）、結膜下領域など）内に手術で埋め込むことができる。
【００２６】
更に別の実施形態では、無線緑内障治療システム１００は、眼１０２内の眼内圧（ＩＯＰ）をモニタすることができる無線ＩＯＰセンサ１５０を含むことができる。下記で説明するように、無線ＩＯＰセンサ１５０は、眼１０２内に埋込可能にされ、モニタ中のＩＯＰの値に基づいて閉ループ方式で治療の送出を調整又は修正することができる。ＷＰＴシステム１１０（ＷＰＴコイル１３０を含み、更に任意的に刺激コイル１４０を含む）の閉ループ制御は、眼１０２内で測定されたＩＯＰに基づいて無線緑内障治療の送出を修正するように実行可能なコンピュータ上のソフトウエア及び／又はスマート電話上の「アプリ」の使用を含むがこれらに限定されないあらゆる適切な方式で達成することができる。
【００２７】
更に別の実施形態では、視力矯正の目的で、入射光線を眼１０２の網膜上にフォーカスさせるためにフレネルレンズ１６０を使用することができる（緑内障治療システム１００とは別々に又はその一部として使用される）。フレネルレンズ１６０は、視力矯正を達成するために、すなわち、フレネルレンズ１６０を通過する光を眼１０２の網膜上にフォーカスさせることによってそれを行うための所与の屈折力を確立するために一連の金属トレースを用いて構成することができる。フレネルレンズ１６０の金属トレースは、時変電磁場を受信し、かつ特にフレネルレンズ１６０が刺激コイル１４０に電気結合される場合に緑内障治療の目的でこのエネルギを眼に送出する機能を有することができる。フレネルレンズ１６０は、視力矯正に加えて緑内障治療を施すためにＷＰＴシステム１１０（ＷＰＴコイル１３０を含む）と併用することができる。
【００２８】
図２は、無線緑内障治療システム（例えば、図１に示すシステム１００）の基本的手順２００を示している。段階２０２は、哺乳動物被験体の眼での眼組織（例えば、図１に示す眼１０２）に電力を時変電磁場の形態で無線で送信する段階を伴う。無線電力伝達の方式に基づいて、電力の無線送信（段階２０２）は、眼の前眼部内への房水流入の減少（段階２０４）及び／又は眼の前眼部からの房水流出の増加（段階２０６）をもたらすことになる。より具体的には、刺激コイル（例えば、図１の刺激コイル１４０）を使用するか又は使用しないＷＰＴコイル（例えば、図１のＷＰＴコイル１３０）を通じたエネルギの無線送信は、眼の前眼部内への房水の減少（段階２０４）と眼（例えば、眼１０２）の前眼房からの房水流出の増加との両方を提供することができ、それによって眼の前眼部内の高いＩＯＰを低減する。
【００２９】
図３は、哺乳動物被験体、特にこの図ではヒトの眼３００の関連解剖学的構造を示す図である。眼３００内において、毛様体３０２は、毛様筋とも呼ばれ、別々の機能を有する２つの異なる向きの筋肉（輪走及び縦走）を有する平滑筋組織を含む。毛様体３０２の輪走筋は、像が網膜の裏面上で鮮明になるように眼３００のフォーカスを変化させる眼３００内の水晶体３０４の形状を制御する。毛様体３０２の縦走筋組織は、線維柱帯網の構成を制御する。房水は、毛様体３０２によって分泌される。
【００３０】
房水は、虹彩３０８と水晶体３０４の間の眼３００の前眼部の後眼房３０６内に分泌される。房水は水晶体３０４を洗い、次いで、瞳孔３１０を通って移動して前眼部の前眼房３１２内に入る。最終的に、房水のかなりの部分が２つの主要経路、すなわち、シュレム管と、毛様体及び脈絡膜の少なくとも一部を通るぶどう膜強膜経路を通って眼３００を離れる。房水の生成、流動、及び排出は、眼３００の前部に養分を与え、代謝物及び正常視力を除去するのに重要である。
【００３１】
緑内障を有する患者では、房水が眼３００内に累積する。この累積は、線維柱帯網内の房水の排出の阻害又は緩慢化に起因する場合がある。眼３００内に過剰な流体が累積すると、眼内圧が増大する。この圧力が増大すると、視神経が損傷を受ける。未治療のままに放置されると、圧力は、視神経に非常に大きい損傷を及ぼし、最終的に盲目が引き起こされる場合がある。
【００３２】
図４は、様々な構成要素と得られる生体効果とを含む閉ループ無線緑内障治療システム４００の例のブロック図である。無線緑内障治療システム４００は、患者の眼４２２内に埋め込まれた無線圧力センサ４２０（下記で説明する）によって供給されたフィードバックに基づいて緑内障治療をモニタ及び調節するための閉ループアルゴリズム４１８を実施するための様々な構成要素及び回路を有するコントローラシステム４０４（破線）を含む。
【００３３】
より具体的には、例えば、刺激器出力４１９は、あらゆる数の入力パラメータ及び／又はマイクロコントローラ４１４が従う命令（例えば、アナログフロントエンド４１０を通じた無線ＩＯＰセンサ４２０からの入力）に依存して所与の時変電磁場を眼４２２内に送信することになる（例えば、ＷＰＴコイル１３０及び任意的に刺激コイル１４０を通じて）。閉ループ方式で作動することにより、無線緑内障治療システム４００は、眼４２２の前眼部内への房水流入の望ましい減少及び／又は前眼部からの房水流出の望ましい増加を達成するような影響を様々な生理学的経路４２４に動的に与えることができる。
【００３４】
一実施形態では、無線緑内障治療システム４００は、患者及び／又は医師がモバイルデバイス４３０（例えば、Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ，によるｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｓａｍｓｕｎｇ，Ｉｎｃ，によるＧａｌａｘｙ、Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ．によるｉＷａｔｃｈなど）を通じて無線緑内障治療システム４００のある一定の（又は全ての）構成要素の機能を無線制御することができるソフトウエアを用いてプログラミング及び／又は制御することができる。例えば、コントローラシステム４０４は、ＷＰＴコイル１３０を被験体４０２の眼４２２の近く（例えば、眼鏡、検眼フレーム、安眠マスク、枕）に位置決めするための様々なデバイス上又は内に配置することができるように考えられている。この場合に、モバイルデバイス４３０を用いて、コントローラシステム４０４の作動をモバイルデバイス４３０とコントローラシステム４０４の間のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続などを通して無線制御することができる。
【００３５】
コントローラシステム４０４は、制御デバイス４０６がデータを基地局（モバイルデバイス４３０とは別々の）に無線出力し、かつ無線給電及び／又は無線充電を受けることを可能にする無線データ及び無線電力を供給することができる構成要素（４１２）を含むことができる。この出力データは、検出された条件及び送出された治療の記録、現在検出されている条件（例えば、高いＩＯＰ）、及び／又は他のデータのような様々な異なる患者データを含むことができる。コントローラシステム４０４は無線受電することができ（例えば、ＲＦ信号を通して）、これに加えて、無線信号を通して充電することができ、かつ無線信号が利用不能である時にコントローラシステム４０４に給電することができるローカル電源（例えば、バッテリ）を含むことができる。
【００３６】
コントローラシステム４０４は、無線ＩＯＰセンサ４２０によって送信された無線信号を受信するアナログフロントエンド２０１０を含む。アナログフロントエンド４１０は、マイクロコントローラ４１４の信号処理システムに受信信号を提供する。信号処理は、オンボード又はオフボードを用いて実施することができ、眼４２２の近くに置かれた１又は２以上のＷＰＴコイル又は眼４２２上又は内に配置された１又は２以上の刺激コイルでの生体電気刺激を修正又は変更されるか否かを決定することができる閉ループアルゴリズム４１８を使用する段階を伴うことができる。
【００３７】
閉ループアルゴリズム４１８は、様々な適切な技術のうちのいずれかを用いて患者４０２の特定の生理機能及び治療に対する患者の特定の反応を学習することができ、これらの情報を用いて、いつ、どのようにして、どのような条件下で患者４０２に対して治療を提供するかを決定することができる。例えば、臨床設定において医師又は他の訓練を受けた技師が閉ループアルゴリズム４１８を患者に対して初期較正することができ、この較正は、様々な刺激を与えて患者４０２の生理学的反応を記録する段階を伴う。初期較正された後に、閉ループアルゴリズム４１８は、無線ＩＯＰセンサ４２０が発生させたデータ、患者４０２に施された治療、及び治療に対する患者の反応を解析することによって長期間にわたって学習及び適応し続けることができる。閉ループアルゴリズム４１８は、患者データを繰り返しモニタし、高いＩＯＰ条件が低減されるまで及び／又は閾値レベルよりも小さくなるまでイオンポンプ及び／又は眼筋（例えば、眼排液に影響を及ぼす眼筋）に刺激を適時印加することができる。閉ループアルゴリズム４１８は、明確な患者の指示なく自動的に実施することができる。
【００３８】
図５は、様々な構成要素を含む開ループ無線緑内障治療システム５００の例を示している。無線緑内障治療システム５００は、基地局５０２とコンピュータ５０４とパルス発生器５０６とを含む。基地局５０２とコンピュータ５０４は、協働して、コンピュータ５０４によって実行されるソフトウエア内に示す制御プログラミングを実施するための制御信号をパルス発生器５０６に無線で送信する。基地局５０２は、パルス発生器５０６のマイクロコントローラ５１０と無線通信することができるあらゆる適切な無線通信の技術又はシステム（例えば、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ５０８）を通してパルス発生器５０６に無線接続することができる。更に、基地局５０２は、送受信機５２２及び関連のアンテナ、並びにコンピュータ５０４に設けられた別の送受信機及びアンテナ５２４を用いてコンピュータ５０４に無線接続することができる。基地局５０２とコンピュータ５０４の間、並びに基地局５０２とパルス発生器５０６の間の無線通信を用いて示すが、これらの無線通信経路のうちのいずれか又は全ては、物理的通信リンク（例えば、コンピュータケーブル）によって置換することができることは認められるであろう。
【００３９】
パルス発生器５０６は、マイクロコントローラ５１０と通信している（又はその一部を形成する）送受信機５２６を通して基地局５０２からの無線制御通信を受信する。マイクロコントローラ５１０は、回路（例えば、電圧調整５１２、可変電圧調整５１４）と協働して１又は２以上の駆動（ＷＰＴ）コイル５１８に結合されたＨブリッジドライブ５１６を時変磁場を送信するように駆動する。この電磁場は、眼に隣接して位置決めされた駆動（ＷＰＴ）コイル５１８により、更に任意的に眼上又は内に置かれた１又は２以上の２次コイル５２０によって眼に投与することができる。下記で詳細に解説するように、無線電磁エネルギ（例えば、誘導、遠距離場ＲＦ、光など）結合の原理を通して、２次コイル５２０は、駆動（ＷＰＴ）コイル５１８から時変電磁エネルギを受信し、このエネルギを眼上又は内に配置された１又は２以上の刺激電極５２２を通して眼の眼構造体内に送信するように適応させることができる。ＷＰＴのみ（すなわち、駆動／ＷＰＴコイル５１８単体）又はＷＰＴと２次（刺激）コイル５２０との組合せのいかなる場合にも、無線緑内障治療システム５００は、眼の前眼部内への房水流入及びそこからの房水流出のそれぞれの望ましい低減を達成するための治療有効量を投与することができる。
【００４０】
図６は、基地局６０２とコンピュータ６０４とパルス発生器６０６とを有する図５に示すタイプの無線緑内障治療システム６００の構成要素間の通信経路の例を描く図を示している。無線緑内障治療システム６００内の通信は左側で始まり、ユーザは、命令などをユーザインタフェース６０８（例えば、キーボード、ＧＵＩなど）を通して入力することのようなコンピュータ６０４との対話を行う。コンピュータ６０４は、コンピュータ指令ハンドラ６１２に出力信号を送り、更にコンピュータパケット構成器６１４から入力信号を受信する非同期データハンドラ６１０を通して基地局６０２と通信的にリンクされる。
【００４１】
システムの使用中の双方向通信は、アナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）データ利用可能割り込みモジュール６１６に結合されることになる本明細書に説明する無線ＩＯＰセンサのような埋込可能デバイスの柔軟性及び考えられる用途を有意に拡大する。データを送信する機能は、埋込可能デバイスからのオンボードデータストレージの負担を潜在的に軽減するが、埋込可能デバイスがその現在ステータス及び設定を実時間で通信することも可能にし、それによって長期間にわたって埋め込み性能での高い信頼性が与えられる。更に、データを受信する機能は、埋め込み前、中、及び後に埋込可能デバイスを構成し、較正し、かつそれに命令を与えることを可能にし、様々な状況への埋込可能デバイスの適応力を改善する。データを受信し、それと共に送信することができる埋込可能デバイス（無線ＩＯＰセンサなど）は、外部ユーザ又はシステムが、埋込可能デバイスによって得られた記録データに基づいて埋込可能デバイスに反応的に命令を送ることを可能にし、閉ループシステムを実質的に生成するという追加の利点を有する。
【００４２】
カスタム設計の外部基地局６０２との協働的なハンドシェイクプロトコルを強制することにより、図６に示すように双方向通信を実行することができ、それによっていずれの外部ユーザとの全ての通信も容易になる。パルス発生器６０６が、そのアナログ／デジタルコンバータ（ＡＤＣ）データ利用可能割り込み６１６から特定の個数のサンプル、例えば、４０個のデータサンプルを取得した後に、パルス発生器６０６のマイクロコントローラは、オンボード無線機を用いて基地局６０２へのデータパケット送信を開始する。データパケットは、例えば、従来のパケット化技術を用いて記録データを含むように構成され、その後に、データパケット構成器６１８から送信信号を通して通信することができる。
【００４３】
複数のパケットを連続して送信した後、例えば、１００番目のデータパケットの後に、パルス発生器６０６は基地局６０２とのハンドシェイクを開始する。ハンドシェイクは、それぞれのハンドシェイクユニット（６２０、６２２）間を用いて実施することができる。指定データパケット又は他に通信の終端と見なされるデータパケット（例えば、１００番目のデータパケット）を送信した後に、パルス発生器６０６は、その無線機を受信モードに設定し、一般的に、１０ミリ秒を超えない時間にわたって基地局６０２からのデータパケットに関して傾聴する。それにより、パルス発生器６０６に単一データパケットを送る機会が基地局６０２に与えられる。データパケットは、データ取得設定、刺激設定、及び通信設定を格納するパルス発生器６０６のマイクロコントローラ内のファームウエアレジスタを設定するのに使用される４５バイト長のペイロードを含むことができる。
【００４４】
一部の場合に、ハンドシェイク駆動式通信スキームは、パルス発生器６０６が、最も短い無線機起動時間で外部情報源からデータを受信する機能を維持しながら取得データを迅速に送信することを可能にする。例えば、５ｋＨｚの全データ取得サンプリング周波数を所与とすると、パルス発生器６０６の無線機は、毎秒１２５個のデータパケットを送信し、８００ミリ秒毎に１回ハンドシェイクを開始することになる。上述した無線機作動時間を所与とすると、無線機がこの時間のうちの少なくとも８６．７％にわたって停止条件にありながら双方向通信を提供する。
【００４５】
無線通信スキームでの別の課題は、データのロバスト性を高めることである。パルス発生器６０６によって記録されたあらゆるデータを適正に解析するためには、データがいつ破損又は消失したかを識別する機能が望ましい場合がある。データは、無線送信がＲＦエネルギを吸収することができる妨害物によって遮断される場合、同じ周波数で通信している隣接のデバイスが干渉を発生させる場合、及びパルス発生器６０６と基地局６０２の間の距離がパルス発生器６０６の送信範囲よりも大きい場合を含む様々な条件下で無線送信中に破損又は消失する場合がある。更に、データは、パルス発生器６０６がデータの取得又は送信中に突然電力を失う場合のシナリオにおいて消失する場合がある。
【００４６】
図７は、無線電力伝達システムの刺激器出力態様から測定した電流制御２相出力を表示する例示的グラフ７００である。この例では、刺激器出力は、刺激器出力の間で１０ｋΩの負荷を用いてベンチトップ上で測定したものである。グラフ７００は、出力信号をｘ軸に沿う時間（ｍｓ）とｙ軸に沿う電流（μＡ）の間の相対関係として表示している。パルス幅、電流振幅、及び負荷サイクルは、基地局からＷＰＴコイル又は他の適切な無線受電デバイスへの逆遠隔測定によって実時間で選択可能なパラメータとすることができる。この場合に、様々な振幅設定に対する電流出力を示すために１ｍｓのパルス幅及び５０％負荷サイクルを用いている。
【００４７】
図８〜図１１は、本明細書に示す原理に従って無線緑内障治療の投与を可能にするためにＷＰＴコイル（例えば、図１に示すコイル１３０）を眼の近くに位置決めするいくつかの方式を示している。これらの方式は、日常生活の通常活動中に無線緑内障を投与するためのＷＰＴコイル付き眼鏡（例えば、図８）と、診療環境において眼科医及び／又は検眼医によって使用される検眼フレーム上のＷＰＴコイル（例えば、図９）と、被験体が寝ている間に無線緑内障治療の投与を可能にするためのデバイス（例えば、安眠マスク、枕などの一部としてのＷＰＴ１３０）とを含むが必ずしもこれらに限定されない。各場合に、ＷＰＴコイルは、眼の前眼部内への房水の流入を低減すること、及び／又は前眼部からの房水の流出を増大することのそれぞれによって眼内のＩＯＰを低減するための治療有効量の時変電磁場を眼に送出する。
【００４８】
下記で「ＷＰＴのみ」の使用又は刺激コイルとの併用のいずれで開示するかに関わらず、本明細書に図示して説明する実施形態は、多くの追加特徴との組合せでもたらすことができることは認められるであろう。例えば、ＩＯＰをモニタし、閉ループ方式で治療の送出を調整又は修正するために無線ＩＯＰセンサ（本明細書に説明する）を設けることができる。視力矯正の目的で入射光線を眼の網膜上にフォーカスさせるために眼鏡レンズ上でフレネルレンズを使用することができる。フレネルレンズ（下記で詳細に説明する）は、それ自体が時変電磁場を受信することを可能にする一連の金属トレースを用いて構成することができる（視力矯正を達成するために）。フレネルレンズは、視力矯正に加えて緑内障治療を施すためにＷＰＴシステム（ＷＰＴコイルを含む）に対して使用することができる。
【００４９】
図８Ａは、例示的無線緑内障治療システム８００が、時変電磁場を発生させてこれらの磁場を無線電力伝達（ＷＰＴ）コイル８３０に送信するための無線電力伝達（ＷＰＴ）システム８１０を含むことを示している。各ＷＰＴコイル８３０は、眼鏡８５０のフレーム上に配置され、無線電磁場を哺乳動物被験体の眼８０２に送出するように構成される。コイル８３０は、眼８０２の上方の固定距離にある眼鏡８５０のフレーム上に配置され、眼鏡の覗き穴のほぼ中心を通過する軸と同軸に位置合わせする。この同軸配置は、哺乳動物被験体の眼８０２内の眼構造体への電磁場露出の効率及び整合性を高めるように機能する。ＷＰＴコイル８３０は、眼鏡の覗き穴と一致する覗き穴を含み、それによって眼鏡の着用者が、本発明の開示の技術に従って無線緑内障治療を受信しながら依然として見ることができる。
【００５０】
この実施形態では、眼鏡８５０には、その１つの柄の上に形成されたハウジング８４２内に配置されたパルス発生器８４０（例えば、図５に関して図示して説明するタイプの）が装備される。ＷＰＴシステム８１０は、図５に関して図示して説明するタイプの基地局５０６と類似の回路及び構成要素を含むことができる。これに代えて、そのような基地局の回路及び構成要素は、あらゆる適切なＢｌｕｅｔｏｏｔｈ通信技術（例えば、Ｒａｓｐｂｅｒｒｙ  Ｐｉ）によってパルス発生器８４０と通信する機能を含むモバイルデバイス（例えば、Ａｐｐｌｅ，Ｉｎｃ，によるｉＰｈｏｎｅ、Ｓａｍｓｕｎｇ，Ｉｎｃ，によるＧａｌａｘｙなど）のための「アプリ」の一部を形成することができる。
【００５１】
図８Ｂ〜図８Ｄは、眼鏡８５０がオンボードパルス発生器８４０を含まず、ＷＰＴコイル８３０（図８Ｄ及び図８Ｅ）を眼鏡８５０に着脱可能に取り付けることができることを示している。それにより、ユーザ及び／又は医療従事者が、既存のＷＰＴコイル８３０をより適切なサイズ又は巻回数（高めの磁場ではより大きくより高く、低めの磁場ではより小さくより低い）を有するものに簡単に変更することによって電磁場の範囲を拡大又は縮小することが可能になる。同じくそれにより、眼鏡８５０の重量が減少する（パルス発生器、バッテリなどを取り除くことで）。
【００５２】
図９Ａ〜図９Ｅは、今回は図８の眼鏡８５０ではなく検眼フレーム９３０の使用を含む哺乳動物被験体の眼の近くにＷＰＴコイルを配置するための代替実施形態を示している。この変更以外の殆どの点で、無線緑内障治療システム９００は図８の無線緑内障治療システム８００と同様であり、従って、完全な説明を繰り返す必要はない。図示の図９Ａの無線緑内障治療システム９００は、時変電磁場を発生させてこれらの磁場を１又は２以上のＷＰＴコイル９２０に送信するための無線電力伝達（ＷＰＴ）システム９１０（ブロック図に示す）を含む。１又は２以上のＷＰＴコイル９２０は検眼フレーム９３０上に配置され、眼９０２から望ましい距離離れた場所で眼９０２に時変電磁場を送出するように構成される。一実施形態では、ＷＰＴシステム９１０及びＷＰＴコイル９２０は、時変電磁場を眼９０２にＩＯＰの減少をもたらすほど十分なレベル及び方式で送信することができる。それにより、流体流出の増加に基づいて、時に流体流入の減少にも基づいてＩＯＰが低下する。
【００５３】
ＷＰＴコイル９２０をＷＰＴシステム９１０に有線接続することができるように、検眼フレーム９３０上に装着されたか又は他にそれによって担持されたＷＰＴコイル９２０に刺激ドライブコネクタ９３２を結合することができる。刺激ドライブ９３４への直接に接続は、眼９０２内へのより高いレベルのエネルギ送信をもたらすことができ、それによってＷＰＴシステム９１０及びＷＰＴコイル９２０だけによって達成されるものよりも短い期間で有意なＩＯＰ低減を達成することができる。一部の実施形態では、刺激コイル（図示せず）を検眼フレーム９３０の１又は２以上の構成要素内に、刺激コイルが眼９０２の近くに位置決めされるように配置して構成することができる。
【００５４】
図９Ｂは、検眼フレーム９３０が単一ＷＰＴコイル９２０を担持している場所を示す無線緑内障治療システム９００の拡大画像を示している。単一ＷＰＴコイル９２０は、眼科医院及び／又は検眼医院のような臨床環境において患者に無線緑内障治療を提供するときに、両眼ではなく単眼に無線緑内障治療を投与する（例えば、治療を目標を定めた方式で単距離を置いて評価するか又は送出するために）のに有利とすることができる。
【００５５】
一部の実施形態では、無線緑内障治療システム９１０は、視界を遮らず着用可能であり、快適で別々のものである。システム９１０の作動は、時変磁場の存在下で導体上に誘導される電流の現象に基づいて発生する。フレーム９３０に取り付けられたコイル９２０は、巻きエナメルコーティング銅線からなる。コイル９２０は、（単なる例として）１５〜２５グラムの範囲の重量、０．５Ωから１．５Ωの範囲の抵抗、及び１５０μＨから４５０μＨの範囲のインダクタンスを含むあらゆる数の適切な特性を有するように構成することができる。コイル１１２０は、１又は２以上のバッテリと、マイクロコントローラと、フレームの受動回路上の特殊調整電流を励起するためのパルス振動磁場の発生のための回路とが装備された外部回路基板に接続される。
【００５６】
検眼フレームは、市販の検眼フレーム、例えば、Ｖｋｔｅｃｈ，Ｉｎｃ．によって提供されている「Ｏｐｔｏｍｅｔｒｙ  Ｏｐｔｉｃｉａｎ  Ｆｕｌｌｙ  Ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ  Ｆｒａｍｅ」を含むことができる。フレームには、無線電力を供給するための取り付けコイル９２０を装備することができる（図９Ａに示す写真画像内に示すように）。
【００５７】
検眼フレーム９３０は、様々なフレームの望ましい仕様及び寸法を含むことができる。ある一定の実施形態では、（１）ＰＤ調節範囲（例えば、約４８ｍｍから８０ｍｍの範囲にわたる両眼のＰＤ、最小で約２４ｍｍから約４０ｍｍの範囲にわたる左又は右のＰＤ）、（２）約１ｍｍの目盛値、（３）分割ディスク軸目盛、（４）１２０°〜０°〜１３５°の左分割ディスク、（５）４５°〜１８０°〜６０°の右分割ディスク、（６）軸目盛がレンズフレーム軸に沿って反時計周りに増加し、目盛距離が約５°であること、（７）約３２．５ｍｍのレンズフレームの内径、（８）左又は右のレンズフレーム内に同時に挿入すうことができるレンズの個数を４個とすることができること、（９）レンズフレーム内で光学軸の周りに回転するレンズの度数を３６０°とすることができること、（１０）レンズの光学軸とレンズフレームの幾何学軸の間の非平行性を２．５°よりも小さいか又はそれに等しいとすることができること、（１１）レンズの光学中心とレンズフレームの幾何学中心の間の非同心性を０．５ｍｍよりも小さいか又はそれに等しいとすることができること、（１２）レンズフレームの幾何学中心の位置に対するレンズの変位を０．３ｍｍよりも小さいか又はそれに等しいとすることができること、（１３）鼻当て調節範囲が、約０ｍｍから約１４ｍｍまでの長さと約０°から３０°までの角度とを含むことができること、（１４）左又は右のレンズフレームの柄の長さ調節の範囲が約９８ｍｍから約１３５ｍｍの範囲にわたることができること、（１５）左レンズフレームの柄と右レンズフレームの柄の間の最大間隔を約２００ｍｍとすることができること、（１６）材料を軽量な金属又はプラスチックとすることができること、（１６）あらゆる望ましい色又は混合色を使用することができること（例えば、黒色及び銀色）、及び（１７）サイズを１５．５０ｃｍ*６．００ｃｍ*３．５０ｃｍとすることができることという非限定的なフレーム仕様及び寸法のうちの１又は２以上を適用することができる。
【００５８】
図９Ｃ及び図９Ｄは、無線緑内障治療システム９００に対して使用することができる例示的検眼フレーム９３０（コイル９２０なし）の異なる図を示している。図９Ｅは、例示的検眼フレーム９３０を２つの二重コイルアセンブリ９４０及び２つの単一コイルアセンブリ９４２と共に示している。一部の実施形態では、検眼フレーム９３０は、１つの二重コイルアセンブリ９４０又は１つ又は２つの単一コイルアセンブリ９４２を使用することができる。
【００５９】
図１０Ａ〜図１０Ｂは、少なくとも２つの電気コイル対を含むことができ、第１の電気コイル対が、第１の位相を有する刺激信号に基づく無線エネルギを患者の眼内に送出するのに使用され、第２の電気コイル対が、第１の電気コイル対の場合に使用された刺激信号が有する第１の位相と反対の第２の位相を有する刺激信号に基づく無線エネルギを患者の眼内に送出するのに使用される検眼フレーム９３０との併用のためのコイルアセンブリ９５０を示す図である。
【００６０】
第１のコイル対は、第２のコイル対から約９０度で配置することができる。この構成では、１２時間時計の状況の範囲で、第１のコイル（第１のコイル対の）は、１２時位置に配置されることになり、第３のコイル（第２のコイル対からの）は、３時位置に配置されることになり、第２のコイル（第１のコイル対の）は、６時位置に配置されることになり、第４のコイル（第２のコイル対の）は、９時位置に配置されることになる。
【００６１】
第１のコイル対は、患者の眼を覆う第１の場所に配置することができる第１の電気コイルと、第１の電気コイルが有する第１の場所と反対の（１８０度）患者の眼を覆う第２の場所に配置することができる第２の電気コイルとを含む。第２のコイル対は、患者の眼を覆う第３の場所に配置することができる第３の電気コイルと、第３の電気コイルが有する第３の場所と反対の（１８０度）患者の眼を覆う第４の場所に配置することができる第４の電気コイルとを含む。
【００６２】
第１の場所、第２の場所、第３の場所、及び第４の場所は、それぞれの電気コイルを虹彩の一部を完全に覆うように配置する、虹彩の一部と瞳孔の一部とを覆う重ね合わせ方式で配置する、及び／又は瞳孔の一部を完全に覆うように配置することができる。これらの場所は、患者を治療又は他に診療している眼科医及び／又は検眼医（又は他の医療専門家）の最適場所に関する専門家的決定に依存して予め定めて（すなわち、事前確立場所でいかなる調節性も持たないように製造し）、処方するか又は他に患者にあてがうことができる。別の態様では、検眼フレームは、第１及び第２の電気コイル対の場所を調節可能にすることができ、それによって眼科医及び／又は検眼医（又は他の医療専門家）が、自分の決定に従って患者の眼を覆う検眼フレームの第１及び第２の電気コイル対の場所を調節することが可能になるように製造することができる。
【００６３】
図１０Ｂは、コイルアセンブリから延びる延長部上に配置されたコイル１〜４を有する例示的コイルアセンブリ９６０（検眼フレームに装着されるように構成された）を示している。延長部は、コイル１〜４を眼に近い場所に配置するように構成される。検眼フレームの電気コイルと眼の面の間の距離は、（ａ）検眼フレームのコイルが、患者の眼上に位置決めされた（例えば、受動回路を有するコンタクトレンズを通して）又は患者の眼内に位置決めされた（受動回路の手術による埋め込みにより）受動的なコイル及び電極と併用されることになるか、又は（ｂ）検眼フレームのコイルが、緑内障の治療に向けて患者の眼内に無線エネルギを送出するために単体に使用されることになる（すなわち、受動回路を有するコンタクトレンズの使用及び／又は患者の眼内への受動回路の埋め込みなく）かに依存して異なる場合がある。より具体的には、検眼フレームのコイルは、シナリオ（ａ）の下で患者の眼から距離を置いて位置決めし、シナリオ（ｂ）の下で患者の眼に近づけて配置することができる。一例として、シナリオ（ａ）の下では、第１及び第２の電気コイル対をフレームの周囲（例えば、眼鏡の穴を形成する）内に又はその近くに位置決めすることができ、一方、シナリオ（ｂ）の下では、第１及び第２の電気コイル対を検眼フレームが着用された時に検眼フレームから患者の眼に向けて延びる１又は２以上の延長部の使用等によって眼の面の近くに位置決めすることができる。
【００６４】
検眼フレームの電気コイルは、各対を通して眼に投与される刺激信号が互いに異相であるような対（例えば、第１のコイルと第２のコイルとを含む第１の対及び第３のコイルと第４のコイルとを含む第２の対）として設けられる。そうすることで、第１のコイル対を通して投与される刺激信号と第２のコイル対を通して投与される刺激信号とが同じか又は実効的に同じである時に、眼に投与されることになるエネルギの量が実質的に均衡のとれたものになる。必要に応じて、第１の刺激信号（すなわち、第１のコイル対を通して投与される）の信号特性と第２の刺激信号（すなわち、第２のコイル対を通して投与される）の信号特性とを眼に対する刺激の影響を変調するように異なる場合がある（例えば、ＩＯＰを変調する刺激の不均衡を拡大又は縮小させる）。
【００６５】
図１１は、本発明の開示の技術を実施するために安眠マスクに関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システム１１００を示している。安眠マスクは、軟質の織物カバー１１２０と、カバー内に含有された眼鏡１１５０と、安眠マスクをユーザの眼の上に固定するために眼鏡１１５０に結合された弾性バンド１１２２とを含むことができる。無線緑内障治療システム１１００は、ＷＰＴコイル１１３０が、安眠マスク１１２０（眼鏡又は検眼フレームの一部と対比して）内に配置されるように寸法決めされる点を除く全ての点で図８〜図１０に関して開示して説明した従来のバージョンと同様である。ＷＰＴコイル１１３０を織物カバー１１２０内に位置決めすることにより、患者は、眼を閉じること又は光を遮断することを望む夜間又は休息期間中にＷＰＴコイル１１３０を自分の眼の近くに位置決めすることができる。更に、それにより、眼鏡を着用することが患者に対して望ましくないか又は不快適である夜間のような期間中に患者が無線緑内障治療を受け続けることが可能になる。盲目又は緑内障の発現を食い止めるために時間をかけて投与する必要がある無線緑内障治療の量に基づいて、ユーザが無線緑内障治療を夜間に達成することを可能にすることは、無線緑内障治療の採用を拡大する簡単な手法とすることができる。
【００６６】
図１２は、本発明の開示の技術を実施するために枕１２２０に関する無線電力伝達（ＷＰＴ）コイルの使用を含む例示的無線緑内障治療システム１２００を示している。枕１２２０は、軟質カバー１２２２と、その中に位置決めされたクッション１２２４と、クッション１２２４内に又はその近くに含有されたＷＰＴコイル１２５０とを含むことができる。無線緑内障治療システム１２００は、ＷＰＴコイル１１３０が、枕１２２０（眼鏡又は検眼フレームの一部と対比して）内に配置されるように寸法決めされる点を除く全ての点で図８〜図１０に関して開示して説明した従来のバージョンと同様である。ＷＰＴコイル１２３０を枕１２２０内に位置決めすることにより、患者は、眼鏡を着用することが患者に対して望ましくないか又は不快である夜間のような期間中に無線緑内障治療を受けるように枕１２２０上に頭を配置することができる。盲目又は緑内障の発現を食い止めるために時間をかけて投与する必要がある無線緑内障治療の量に基づいて、ユーザが無線緑内障治療を夜間に達成することを可能にすることは、無線緑内障治療の採用を拡大する簡単な手法とすることができる。
【００６７】
図８〜図１２のＷＰＴコイルを眼の近くに位置決めする方式に関して開示及び解説した特徴のいずれも、図面内に示すもの、例えば、図８の眼鏡８５０及び図９の検眼フレーム９２０に関する特徴の間で組み合わせることができる。
【００６８】
刺激コイル及びフレネルレンズ
【００６９】
上述したＷＰＴのシステム及び技術は、本明細書に開示する様々な刺激コイル実施形態のうちのいずれかと併用し、任意的に本明細書に開示する様々なフレネルレンズ実施形態との組合せで使用することができる。様々なフレネルレンズ実施形態は、本発明の開示の技術に従って無線緑内障治療を投与するために単体又は様々な刺激コイル実施形態のうちのいずれかとの組合せで使用することができる。本明細書に示す様々な刺激コイル実施形態及びフレネルレンズ実施形態は、他又は以前の実施形態での同じか又は類似の構成要素、特徴、及び機能を参照する場合に図面及び本明細書を通じて異なる参照番号を使用することができる。付番でのこれらの相違点にも関わらず、本発明の範囲で多くの特徴、機能、及び発明的態様の理解及び認識を容易にするために様々な実施形態の開示内容を同じか又は類似の実施形態の開示内容の中に組み込んでいる場合がある。
【００７０】
図１３は、本発明の開示の技術を実施するために刺激コイル１３０５が装備されたコンタクトレンズ１３００を有するように構成された哺乳動物被験体の眼１３５０の前面図である。図１３には、眼構造体の境界線を破線に示しており、コンタクトレンズ構造体を実線に示している。刺激コイル１３０５は、一般的に、第１の円形電極１３１０と、その外側に置かれた第２の円形電極１３１５とを有するように示しており、これら２つの電極１３１０、１３１５は、角膜輪部（すなわち、虹彩１３６０と強膜１３６５との接合部１３５５に近い領域）を横切って配置される。第１の電極１３１０及び第２の電極１３１５は、１又は２以上のターンを有するコイル構造体１３０５の一部を形成し、全体のコイル構造体は、ＷＰＴコイル（図１３にはＷＰＴコイルを示していない）からの時変電磁場を受信し、この電磁場を眼組織への刺激信号として第１の電極１３１０及び第２の電極１３１５を通して送信するように設計される。下記で説明するように、角膜輪部１３５５の両側に沿った第１の電極１３１０及び第２の電極１３１５の配置は、刺激信号が、前眼房からの房水流出を増加させるためにある一定の眼構造体（例えば、毛様体、シュレム管など）を活性化し、更に、眼の前眼部内への房水流入の減少をもたらすほど十分なターゲット眼構造体内のイオンポンプを活性化することを可能にする。図７の電流制御２相刺激信号は、それが位相を切り換えた時に第１の電極１３１０と第２の電極１３１５の間に流れる電流を逆流させる。それにより、眼内への均衡のとれたエネルギ流入が有利に提示され、一方、電流が単一方向に長期間にわたって連続して流れた場合に電気分解に起因して発生する可能性がある、電極を構成する金属トレースの早期劣化が防止される。第１の電極１３１０及び第２の電極１３１５は、図１５〜図１６に示す円形実施形態及び図１７〜図１９に示す蛇行実施形態を含む（しかし、これらに限定されない）様々な適切な形態を取ることができる。
【００７１】
図１４は、本発明の開示の技術を実施するために第１の電極１４１０と第２の電極１４１５とを含む刺激コイルが装備されたコンタクトレンズ（明瞭化の目的でレンズを示していない）を有するように構成された哺乳動物の眼の関連解剖学的構造を示す図である。第１の電極１４１０は、強膜１４６５との境界の近くで虹彩１４６０の上に配置され、第２の電極１４１５は、虹彩１４６０との境界の近くで強膜１４６５の上に配置される。これらの配置は、第１の電極１４１０及び第２の電極１４１５を角膜輪部１４５５の両側で毛様体１４７０及びシュレム管１４７５に対して物理的近位に配置するという効果を有する。第１の電極１４１０及び第２の電極１４１５をこのようにして配置することにより、第１及び第２の電極１４１０、１４１５を含む刺激コイルは、本発明の開示の技術に従って眼１４５０内の高いＩＯＰを低減するために房水流入の望ましい低減及び／又は房水流出の望ましい増加を達成するための刺激信号（時変電磁場）を眼構造体（毛様体１４７０及びシュレム管１４７５を含むが必ずしもこれらに限定されない）に送出するように有利に位置決めされる。
【００７２】
図１３及び図１４に示す刺激コイル１３０５、１４０５は、図１５〜図１６に示す円形刺激コイル及び図１７〜図１９に示す蛇行刺激コイルを含むがこれらに限定されないあらゆる数の適切な形態を取ることができる。
【００７３】
図１５を参照して、円形刺激コイル１５０５は、絶縁要素１５０８内にほぼ円形の方式で配置された２つの巻回に形成された単一金属トレース１５０６（破線）を含む。絶縁要素１５０８は、外側電極１５１０と内側電極１５１２とを定める２つの領域を除く金属トレース１５０６の全ての態様を覆う肉薄絶縁コーティングである。金属トレース１５０６は、金を含むがこれに限定されないあらゆる数の適切な導電材料を含むことができる。絶縁要素１５０８は、パリレンＣのような市販のいずれかの誘電材料障壁を含むがこれに限定されないあらゆる数の適切な絶縁材料を含むことができる。金属トレース１５０６と絶縁部材１５０８とを含む円形刺激コイル１５０５の製作を図２０及び図２１に関して下記で詳細に説明する。外側電極１５１０と内側電極１５１２は、使用時に上述した治療効果を達成するためにこれらの電極が角膜輪部の両側に配置されるように円形刺激コイル１５０５の反対側に配置され、互いに半径方向に離間している（すなわち、外側電極１５１０の半径は内側電極１５１２の半径よりも大きい）。刺激コイル１５０５は、コンタクトレンズ１５２０の一部を形成することができ（図１５の挿入図）、又は眼（例えば、哺乳動物被験体の眼の結膜不領域）内に埋め込むことができる。
【００７４】
図１６は、第１の巻回１６０６ａ、第２の巻回１６０６ｂ、第３の巻回１６０６ｃ、及び第４の巻回１６０６ｄと表示した４つのターンを含むという主な相違点を有する図１５の金属トレース１５０６と類似の構造体のものである金属トレース１６０６の分解組立図である。第１の巻回１６０６ａは最も内側のものであり、第４の巻回１６０６ｄは最も外側のものである。金属トレース１６０６の各巻回は、隣接巻回の間を延びる一連の絶縁リンク１６２０によって半径方向に互いに結合される。最初に製造された時には、絶縁リンク１６２０は、１６２０ｐと表示している「パズルピース」の形状及び外見を有する。使用中及び／又は金属トレース１６０６を有するコンタクトレンズを製造する過程中に、延伸によって絶縁リンク１６２０が１６２０ｓと表示している「Ｓ」字の形状及び外見を取ることになる。金属トレース１６０６の巻回の半径方向結合は、得られる刺激コイル（例えば、図１５に記載の刺激コイル１５０５）が、コンタクトレンズ（例えば、図１５のコンタクトレンズ）内に配置された時に延伸して眼の曲率に適合するのを容易にするという特徴がある。
【００７５】
図１５の刺激コイル１５０５は、このコイル（図１３及び図１４に示す電流フローを供給する）の反対側に配置された単一外側電極１５１０と単一内側電極１５１２とを有するように示されているが、円形刺激コイル１５０５は、他の配置で設けることができることは認められるであろう。例えば、刺激コイル１５０５は、外側電極１５１０と内側電極１５１２が、刺激コイル１５０５の同じ側及び場所に沿って互いに半径方向の離間関係にあるように配置されるように設けることができる。このようにして、得られる電流フローは、眼の解剖学的構造の当該領域（例えば、全体の角膜輪部のうちの一点又は一領域）に密に集中することになる。同様に、円形刺激コイル１５０５に、複数の外側電極１５１０と複数の内側電極１５１２とを設け、刺激コイル１５０５の周囲周りの複数の場所に位置決めされ、半径方向に離間した内側電極と外側電極との複数の対を形成することも考えられる。このようにして、眼の解剖学的構造に沿って集中電流フローの複数の領域及び場所（例えば、角膜輪部に沿う複数の点）が存在することになる。
【００７６】
図１７を参照して、刺激コイルは、単一金属トレース１７０６が、ほぼ蛇行する方式（図１５に記載の円形状の刺激コイル１５０５と比較して）で配置された複数の巻回に形成された蛇行刺激コイル１７０５（明瞭化の目的でいかなる絶縁層もなく示す）の形態を取る。絶縁要素（図１５の絶縁要素１５０８など）内には示していないが、それぞれ外側電極１７１０と内側電極１７１２とを定める最も外側の巻回１７０６ａ及び最も内側の巻回１７０６ｂを除く金属トレース１７０６の全ての態様を覆う絶縁要素が設けられることは認められるであろう。外側電極１７１０及び内側電極１７１２は、あらゆる望ましい長さとすることができる。単なる例として、外側電極１７１０は、金属トレース１７０６の最も外側の巻回に沿うピークＰ１とＰ１との間を延び、それに対して内側電極１７１２は、金属トレース１７０６の最も内側の巻回に沿う谷Ｖ１とＶ２との間を延びる。金属トレース１７０６及び絶縁層（図示せず）は、図２０〜図２１に示し、下記で説明する製作方法に従って製造することができる。外側電極１７１０と内側電極１７１２は、使用時に上述した治療効果を達成するためにこれらの電極が角膜輪部の両側に配置されるように蛇行刺激コイル１７０５の反対側に配置されるように設計され、互いに半径方向に離間している（すなわち、外側電極１７１０の半径は内側電極１７１２の半径よりも大きい）。蛇行構造体は、刺激コイル１７０５が、図１６に関して上述した絶縁リンク１６２０と同じ方式で隣接巻回の間の延伸を可能にする絶縁リンク１７２０によって拡張されて眼の曲率に適合することを有利に可能にする。
【００７７】
図１９に示す代替構成を含むがこれに限定されないあらゆる数の蛇行刺激コイルを実施することができる。図１８は、１つの代替構成の蛇行刺激コイル１８０５（図１７の刺激コイル１７０５と同じ方式で明瞭化の目的で絶縁層なく示す）を示している。蛇行コイル１８０５は、外側トレース１８０６ａと、内側トレース１８０６ｂと、複数の中間トレース１８０６ｃと、複数の外側リンクトレース１８０６ｄと、複数の内側リンクトレース１８０６ｅとを含む金属トレース構造体１８０６を含む。外側トレース１８０６ａは、ピークＰ１とＰ２の間に定められた（単なる例として）外側電極１８１０を含む。内側トレース１８０６ｂは、谷Ｖ１とＶ２の間に定められた（単なる例として）内側電極１８１２を含む。図１７と図１８とを組み合わせて参照すると、中間トレース１８０６ｃは、図１７の刺激コイル１７０５のための外側トレース１７０６ａと内側トレース１７０６ｂの間にあり、同じタイプのリンク１７２０（図１６のリンク１６２０と類似の構造体とすることができる）によって互いに結合された中間ターンと類似の構造体のものである。外側リンクトレース１８０６ｄは、中間トレース１８０６ｃと外側トレース１８０６ａとの間を延びる。内側リンクトレース１８０６ｅは、内側トレース１８０６ｂと中間トレース１８０６ｃとの間を延びる。外側リンクトレース１８０６ｄは、外側トレース１８０６ａ（及び外側電極１８１０）を中間トレース１８０６ｃから距離を置いて位置決めし、それに対して内側リンクトレース１８０６ｅは、内側トレース１８０６ｂを中間トレース１８０６ｃから距離を置いて位置決めする。外側リンクトレース１８０６ｄと内側リンクトレース１８０６ｅとは、一緒に刺激コイル１８０５に対してより広い全体フットプリント（図１７の刺激コイル１７０５に対する）を与える。この設計は、哺乳動物被験体がラビットである場合にラビットの角膜がヒトのものよりも大きいことに基づいて拡大した角膜を受け入れるように特定的に寸法決めされる。
【００７８】
図１９は、別の代替構成の蛇行刺激コイル１９０５（図１７の刺激コイル１７０５と同じ方式で明瞭化の目的で絶縁層なく示す）を示している。蛇行コイル１９０５は、外側トレース１９０６ａと、内側トレース１９０６ｂと、複数の中間トレース１９０６ｃと、複数の接続リンク１９２０（図１６の接続リンク１６２０及び図１７の接続リンク１７２０に類似）とを含む金属トレース構造体１９０６を含む。外側トレース１９０６ａは、それに沿う点Ｐ１とＰ２の間に定められた（単なる例として）外側電極１９１０を含む。内側トレース１９０６ｂは、それに沿う点Ｐ３とＰ４の間に定められた（単なる例として）内側電極１９１２を含む。図１７の蛇行刺激コイル１７０５からの主な相違点は、金属トレース構造体１９０６の形状及び構造体にある。特に、金属トレース構造体１９０６は、内側トレース１９０６ｂがほぼ円形の形状を有するように構成される。外側トレース１９０６ａは、一連の湾曲接続リンク１９１７を通して接続した一連の肉厚ブロック要素１９１５と一連の肉薄ブロック要素１９１６とを含むように構成される。中間トレース１９０６ｃは、湾曲接続要素１９１７によって接続した一連の肉薄ブロック要素１９１６を含むように構成される。全体のトレース構造体１９０６内の各領域は、接続リンク１９２０を通して（図１６のリンク１６２０及び図１７のリンク１７２０と同じ方式）互いに結合される。図１７及び図１８の蛇行設計と同様に、この構造体は、蛇行刺激コイル１９０５が半径方向に迅速に膨張して眼の曲率に適合することを有利に可能にする。
【００７９】
図２０及び図２１は、図１５及び図１６の丸形刺激コイル、並びに図１７〜図１９の蛇行刺激コイルを製造するための例示的製作方法を示している。
【００８０】
段階１：受動コイル製作
【００８１】
この例示的製作方法では、受動コイルの製作は、Ｓｉウェーハ上への基板として誘電材料障壁（例えば、パリレンＣ）の堆積及びフォトレジスト材料（犠牲層として）の堆積によって始まる（図２０ａ）。金属導電層（例えば、１０００ｎｍの例示的厚みを有する金）がパリレン基板上にスパッタリングされる（図２０ｂ）。金層は、正のフォトレジストでパターン化され、金エッチング剤を用いてエッチングされて電極トレースが生じる（図２０ｃ）。全ウェーハの上に第２のパリレンＣ層が堆積される（図２０ｄ）。第２のパリレン層は、別のフォトレジストでパターン化され、Ｏ２プラズマによってエッチングされて電気接触のための窓が開けられる（図２０ｅ及び図２０ｆ）。その後に、窓開口部を生成するための第２のパリレン層上のフォトレジスト層は、エッチング後に完全に除去される（図２０ｆ）。第３のフォトレジスト層が同じく堆積及びパターン化されるが、第１のエッチングマスクよりも若干大きい。第３のエッチング段階は、２つのパリレン層を貫通してエッチングし、デバイスの外形を露出させる（図２０ｇ）。最後に、ウェーハをＡＣＥＴＯＮＥ中に浸漬することによって下層構造体が剥離し、それによって開口部接触パッドを有するパリレン密封コイルが製作完了する（図２０ｈ）。
【００８２】
上述した製作段階は、図１５〜図１６の大型円形刺激コイル、図１７〜図１９の蛇行刺激コイル、図２４〜図２６に関して下記で説明する小型円形刺激コイル（接続又は非接続に関わらず）、及び図３０から図３３に関して下記で説明するフレネルレンズ配置を含むがこれらに限定されない本発明の開示に示すコイル設計のうちのいずれかを製造するために使用することができる。基板（例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズなど）への付加を必要とするあらゆるコイルに関して、これらのコイルには、下記の段階２で説明するように金属トレースを基板材料に接着することを可能にするための接着性コーティングを装備しなければならない。
【００８３】
段階２：選択的接着性コーティング
【００８４】
基板（例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズ）に接着されるか又はその中に位置決めする必要があるあらゆるコイルに関して、図２０の製作方法によって製造されるこれらのコイルは、基板とコイルの間の接続を確立するために接着性コーティングを追加しなければならない。単なる例として、接着性コーティングは、１００ｎｍの例示的厚みを有するチタン（Ｔｉ）とすることができる。接着性コーティングを追加するための例示的製作方法を図２１に示している。コンタクトレンズは、市販のいずれかのレンズから入手するか又はポリヒドロキシエチルメタクリレート（ポリＨＥＭＡ）ヒドロゲルを用いたモールド成形技術によって製作することができる。ポリＨＥＭＡは、良好な生体適合性、高い空気／水浸透性、及びヒト組織と類似の柔軟性を有する。従って、ポリＨＥＭＡは、コンタクトレンズに対して適正な材料である。
【００８５】
受動刺激コイルの電極はパリレンで覆われるので、パリレンとポリＨＥＭＡ（コンタクトレンズ）とを結合するのに有効な接着材料を堆積させる段階が利用される。接着材料の特定のコーティング、すなわち、１００ｎｍの例示的厚みを有するチタン（Ｔｉ）が設けられる。この更に別の例示的製作方法では、製作されたパリレン密封受動コイル（段階１からの）が裏返しにされてＳｉウェーハ上に取り付けられる（図２１ａ、図２１ｂ）。次いで、特定の区域上への接着材料の堆積をもたらすためのマスクとしてフォトレジストがコイル面上に被覆されてパターン化される（図２１ｃ）。次いで、接着材料が、ウェーハ全域の上に蒸着／噴霧被覆される（図２１ｄ）。フォトレジスト剥離剤中に浸潤することにより、受動コイルを接着材料と共にシリコンウェーハ及びフォトレジスト材料から剥離させることができる（図２１ｅ）。
【００８６】
製作の各段階に対する全ての任意的材料を表１に列記した。
【００８７】
（表１）
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【００８８】
段階３：圧縮可能／延伸可能電極パターン設計
【００８９】
ユークリッド幾何学の法則により、球面は折り畳み不能である。平面パターンから球面パターンへの面積不整合は不可避である。２次元（２Ｄ）の平坦なプラットフォーム上に製作された電極トレースには、３次元（３Ｄ）球面凹コンタクトレンズ上への転位過程中に皺又は亀裂のいずれかがもたらされることになる。皺になった電極は、着用するのに患者に対して不快感をもたらすことになり、亀裂した電極は、電気信号を切断してデバイスを無効にすることになる。この問題を解決するために、Ｓｉウェーハ（２Ｄプラットフォーム）上で共面圧縮可能電極配線が設計されて製作される。図１８〜図１９は、図１８の刺激コイル１８０５及び図１９の刺激コイル１９０５内の下層金属トレース構造体の製造中に蛇行配線パターンを含む２つの設計を示している。図１８の刺激コイル１８０５の金属トレース構造体１９０６は、外側トレース１８０６ａと内側トレース１８０６ｂの両方（従って、外側電極１８１０及び内側電極１８１２）に対する蛇行配線パターンを含む。図１９の刺激コイル１９０５の金属トレース構造体１９０６は、外側トレース１９０６ａ（従って、外側電極１９１０）に対する蛇行配線パターンと、内側トレース１９０６ｂに対する円形配線パターン（弧又は半径範囲として形成された内側電極１９１２をもたらす）とを含む。
【００９０】
刺激コイル１８０５及び１９０５の蛇行特徴は、それぞれの刺激コイルがコンタクトレンズの一部としてのものであるか又は眼の内部（例えば、結膜下領域内）に埋め込まれる時に眼の曲率に適合するように膨張及び収縮する高い機能を含む（しかし、これに限定されない）いくつかの利点をもたらす。蛇行特徴は、半径方向のトレース要素又はトレース領域（例えば、外側トレース１７０６ａ、１８０６ａ、１９０６ａ、内側トレース１７０６ｂ、１８０６ｂ、１９０６ｂ、及び１７０６ｃ、１８０６ｃ、１９０６ｃのようないずれかの中間トレース）の間の半径方向接続リンク（図１６の１６２０、図１７の１７２０、図１９の１９２０）の特徴を含む。これらの半径方向接続リンクは、刺激コイルの金属トレース構造体全体をまとめ合わせるだけではなく、更にそれぞれの半径方向トレース要素又は半径方向トレース領域の間の距離を延長又は短縮することによって延伸可能／圧縮可能な機能を有利に与える蛇行接続「ブリッジ」である。半径方向接続リンクは、絶縁材料（例えば、パリレンＣ）及び／又は導電材料（例えば、金）を含むがこれらに限定されないあらゆる適切な材料から構成することができる。いかなる場合にも、半径方向接続リンクは、関係する刺激コイル１８０５、１９０５の膨張可能／圧縮可能特性を増強し、これは、図２２〜図２３に関して以下に図示して説明する球面コンタクトレンズ上にコイルを転位させる際に役立つ。２次元（２Ｄ）から３次元（３Ｄ）への蛇行刺激コイル１７０５、１８０５、１９０５のこの変形過程を下記で説明する。２Ｄ平面構造体を有する基板が３Ｄ球面構造体になる時には、コンタクトレンズの全面積及び外縁の辺長が低減されることになる。膨張性／圧縮性は、金属トレース構造体を下に重なる金属トレースのいずれかの皺及び／又は亀裂の発生を減少又は最小にするように凹面の形状を最適化するのに役立つものにする。
【００９１】
段階４：２Ｄ平面コイルから３Ｄ球面レンズへの変換
【００９２】
湾曲基板（例えば、コンタクトレンズ、眼内レンズ、フレネルレンズ）上に配置する必要がある本発明の開示でのあらゆるコイルに対して、２Ｄの平坦なコイルを３Ｄ球面／湾曲レンズ上に転位させるために２つの手法を使用することができる。
【００９３】
戦略Ｉ
【００９４】
図２２は、図１７〜図１９に関して示して上述したものから選択した（単なる例として）蛇行刺激コイルを用いて示す第１の２Ｄから３Ｄへの戦略を示している。図２２は、製作の主な段階を示している。ＰＨＥＭＡポリマーの延伸性及び圧縮性に起因して、３Ｄ球面凹ＰＨＥＭＡレンズを丸形平坦形状又は「太鼓皮」形状に形成された担体基板上に圧着することができる。レンズを保持するように特別に設計されたジグリングが、レンズを平坦な担体上に均一に絞着する。ジグリングによって与えられる半径方向張力が、球面レンズを外向きに膨張させる。レンズが丸形平坦形状に完全に変形され、レンズと担体基板の間の剪断力（摩擦）がレンズを現在の平坦形状に継続的に保持することになり、元の球面形状に戻らなくなると、ジグリングは取り外されることになる。この種の「太鼓皮」形状では、ＰＨＥＭＡレンズの全ての点は二軸張力下にある。レンズの全面積及び円周は、この過程中に増加することになる。膨張の程度及び根底を構成する力学的機構が、この張力の全体的な大きさを決定する。
【００９５】
接着剤（段階２からの）で事前被覆されたパリレン密封受動コイル（段階１からの）は、この引張平面「太鼓皮」形状レンズ上に直接移される。１０ｍＷの光強度の３５０ｎｍＵＶ光を用いた９０秒のＵＶ硬化過程が続き、コイルは、強力な特殊化学架橋結合効果によって弾性体の軟質面に取り付けられて剛的に取り付けられる。その後に、デバイス全体を脱イオン水中に沈めることにより、圧着条件の平面レンズが、初期のものであるが若干大きい曲率半径を有する球面形状に弛緩して戻ることになる。この剥離過程中に、蛇行接続線に作用する圧縮歪み力が、コイルの能動構成要素（開放窓区域）を近づけ、これは、コイルの円周が短くなることを意味する。幅狭薄い接続蛇行電極トレースは、弧形状を取るような共面変形によってこれらの歪みを受け入れることになる。この過程は、コイルの能動構成要素（開放窓区域）のうちのいかなるものにおいても実質的な歪みをもたらすことなく平面から球面への幾何学的変形をもたらすことを可能にする。コイルの変形は、事前に延伸されたレンズが元の形状に弛緩して戻る過程中に出現する。
【００９６】
戦略ＩＩ
【００９７】
球面レンズに対して力を印加する代わりに、第２の「２Ｄから３Ｄ」戦略は、水の表面張力によって延伸可能コイルに対して半径方向力を均一に印加する。図２３に示すように、ＰＨＥＭＡコンタクトレンズは裏返され、球面基板（ヒトの眼をシミュレートする１４ｍｍボールベアリング）上に取り付けられる。シャドーマスクによって選択的に被覆された後に、コイルは、水の面上に慎重に落とされる。その上にコンタクトレンズを有するボールベアリング基板全体が水中に沈められ、浮遊するコイルの真下に置かれる。ボールベアリング基板を水から持ち上げることにより、コイルとレンズとが互いに組み合わされる。水の表面張力は、電極トレースを半径方向に引っ張り（図２２に記載の矢印）、２つの電極トレースの間の間隙が拡大し、それによって平面コイルを球面レンズ上に適応させる。持ち上げ過程中により確実な中心合わせ効果を求めるためには、コイルとレンズの間の位置合わせが必要になる。
【００９８】
戦略Ｉと同様に、蛇行接続ブリッジは、電極トレースの間の距離を長くして弧形状を取ることによって歪み力を受け入れる。球面形状を有するレンズ上で延伸したコイルは、次いで、接着剤を硬化させるためにＵＶ光の下に露出される。１０分間水中に沈めた後に、コイル埋め込みレンズ全体をボールベアリングから剥離させることができる。最後にレンズは、その凹側にコイルが取り付けられた条件で元の条件に裏返される。コイルの変形は、ボールベアリングを水から持ち上げる過程中に水の表面張力に起因して出現する。
【００９９】
図２４及び図２５は、本発明の開示の技術を実施するために結膜下領域内に埋め込まれた刺激コイル構造体２４００を有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図及び側面図それぞれを示している。結膜下刺激コイル構造体２４００は、互いに物理的には結合されるが電気的には結合されない複数の小型円形刺激コイル２４０２を含む。下記で説明するように、各小型円形刺激コイル２４０２は、図２４〜図２５の小型円形刺激コイル２４００の方が実質的に小さいことを除いて図１５〜図１６に関して図示して説明した大型円形刺激コイル１５０５と同じ基本構造体のものである。この接続配置（小型円形刺激コイル２４０２が物理的に接続された）は、全体の刺激コイル構造体２４００を哺乳動物被験体の眼の結膜下領域内に手術で埋め込むことを可能にする。図１５の大型円形刺激コイル１５０５の場合と同様に、各小型円形刺激コイル２４００は、外側電極２４１０と内側電極２４１２を含む。
【０１００】
外側電極２４１０及び内側電極２４１２は、角膜輪部（虹彩と強膜との接合部に近い領域）の両側に配置される。外側電極２４１０及び内側電極２４１２は、１又は２以上の巻回を有するコイル構造体の一部を形成し、コイル構造体２４００全体は、ＷＰＴコイル（上述したもの）から時変電磁場を受信し、この電磁場を刺激信号として各小型円形刺激コイル２４０２の外側電極２４１０及び内側電極２４１２を通して眼組織に送信するように設計される。各小型円形刺激コイル２４０２の外側電極２４１０及び内側電極２４１２が、角膜輪部の両側に沿って配置されるように結膜下刺激コイル構造体２４００を配置することは、これらの電極を毛様体及びシュレム管に対して物理的近位に配置するという効果を有する。内側電極２４１２及び外側電極２４１０をこのようにして配置することにより、各刺激コイル２４０２は、本発明の開示の技術に従って眼内の高いＩＯＰを低減するために房水流入の望ましい低減及び／又は房水流出の望ましい増加を達成するための刺激信号（時変電磁場）を眼構造体（毛様体及びシュレム管を含むが必ずしもこれらに限定されない）に送出するように有利に位置決めされる。図７の電流制御２相刺激信号は、それが位相を切り換えた時に各小型円形刺激コイル２４０２の外側電極２４１０と内側電極２４１２の間に流れる電流を逆流させる。それにより、眼内への均衡のとれたエネルギ流入が有利に提示され、一方、電流が単一方向に長期間にわたって連続して流れた場合に電気分解に起因して発生することになる電極を構成する金属トレースの早期劣化が防止される。
【０１０１】
図２４及び図２５に一般的に提示する刺激コイル構造体２４００は、図２６に示すように、刺激コイル構造体２４００と各小型円形刺激コイル２４０２とを設けることを含むがこれに限定されないあらゆる数の適切な形態を取ることができる。上述のように、各小型円形刺激コイル２４０２は、図１５〜図１６の大型円形刺激コイル１５０５と類似の方式からなり、主な相違点は直径の相違点である。別の相違点は、単一構造体を形成するように接続構造体２４３０を通して小型円形刺激コイル２４０２が物理的に接続（「接続」とも言う）され、個々の小型円形刺激コイル２４０２が、接続構造体２４３０の周りにほぼ円形の周囲を形成する点である。接続構造体２４３０は、小型円形刺激コイル２４０２の各々への接続に向けてスポーク２４３４が延び出る中心リング２４３２を含む。下記で説明するように、複数の小型円形刺激コイルを結合することは、それにより、各小型円形刺激コイル２４０２の内側電極２４１２及び外側電極２４１０が角膜輪部の両側に配置されて本発明の開示の技術の緑内障治療をもたらすことを確実にするための配置（例えば、結膜下埋め込み）の整合性が与えられる点で有利である。
【０１０２】
各小型円形刺激コイル２４０２は、手術による適正な配置（埋め込まれる場合）又は適正な向き（コンタクトレンズ内に位置決めされる場合）を確実にするために外側電極２４１０の場所を識別するのを助けるための矢印Ａ（好ましくは、刺激コイル２４０２を形成する根本的な金属トレースと同じ材料から構成される）を更に含む。図１６には、各小型円形刺激コイル２４０２の外側電極２４１０及び内側電極２４１２が、各電極２４１０、２４１０の全般的に共通する場所にある矢印を有するように示されている。図２１に関して説明した製作工程中に絶縁層の領域を除去することによって外側トレース及び内側トレースがそれぞれ露出される程度に依存して電極２４１０と２４１２との長さ比が変化することが可能であることは認められるであろう。外側電極を識別することで、消去法過程により、ユーザ（外科医又は患者）が、内側電極２４１２が外側電極２４１０から１８０度の場所に位置することが既知である（少なくともこの基この実施形態では）ことを前提として内側電極２４１２の場所を推定することができることになる。小型円形刺激コイル２４０２を形成する金属トレースは、図１６に関して上記に図示して説明した一連の接続リンク１６２０を用いて半径方向に互いに結合される。
【０１０３】
図２７及び図２８は、本発明の開示の技術を実施するために水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれた刺激コイル対２７００を有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図及び側面図を示している。刺激コイル２７００の対は、各々が図２６に関して上述した単一小型円形刺激コイルを含む前刺激コイル２７００ａと後刺激コイル２７００ｐとを含む。前刺激コイル２７００ａと後刺激コイル２７００ｐとは互いに物理的に接続されなくてもよいが、前刺激コイル２７００ａの矢印Ａが１つの方向に向き（例えば、その上で左に向く）、後刺激コイル２７００ｐの矢印Ａが反対方向に向く（例えば、下部で右に向く）ような並置配置で向けられる。この位置では、前刺激コイル２７００ａの外側電極２７１０は後刺激コイル２７００ｐの内側電極２７１２に近いが、そこから半径方向に離間するように配置され、それに対して前刺激コイル２７００ａの内側電極２７１２は、後刺激コイル２７００ｐの外側電極２７１０に近いが、そこから半径方向に離間するように配置される。このようにして、高いＩＯＰの望ましい低減を達成するために当該の眼組織の周囲（例えば、角膜輪部）に沿って２つの電流フロー領域を提供する。図７の刺激パルスに基づく電流の２相性を例証するために、電流フローをいかなる端部にも矢印を有する円弧形の破線で表示している。
【０１０４】
前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐは、哺乳動物被験体の自己水晶体（ＩＯＬ）内に手術によって埋め込む又は人工ＩＯＬの一部を編成することができる。手術によって自然ＩＯＬ内に埋め込まれるように構成される場合に、前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐをコイル構造体の態様に関して形状記憶特性を有するように（ニチノール形状記憶材料の使用等により）製造することができる。人工ＩＯＬとして構成される場合に、前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐを水晶体として使用に適する基板内に位置決めすることができる。この例では、前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐは、図２０〜図２１に関して上述した接着性コーティングを含むことができ、湾曲又は球面である場合に、図２２〜図２３に関して上述した２Ｄから３Ｄ技術を使用することができる。
【０１０５】
これらの電極対（第１は、前刺激コイル２７００ａの外側電極２７１０と後刺激コイル２７００ｐの内側電極２７１２とによって形成され、第２は前刺激コイル２７００ａの内側電極２７１２と後刺激コイル２７００ｐの外側電極２７１０とによって形成される）は、角膜輪部（虹彩と強膜との接合部に近い領域）の両側に配置される。この配置されにより、得られる各電極対からの刺激信号が、ある一定の眼構造体（例えば、毛様体、シュレム管など）を活性化して前眼房からの房水流出を増加させ、更に、眼の前眼部内への房水流入の減少をもたらすほど十分に眼構造体内のイオンポンプを活性化することが可能になる。図７の電流制御２相刺激信号は、それが位相を切り換えた時に各小型円形刺激コイル２７００ａ、２７００ｐの外側電極２７１０と内側電極２７１２の間に流れる電流を逆流させる。それにより、眼内への均衡のとれたエネルギ流入が有利に提示され、一方、電流が単一方向に長期間にわたって連続して流れた場合に電気分解に起因して発生することになる、電極を構成する金属トレースの早期劣化が防止される。
【０１０６】
図２８は、本発明の開示の技術を実施するためにＩＯＬ刺激コイル対、すなわち、前刺激コイル２７００ａと後刺激コイル２７００ｐとを有するように構成された哺乳動物の眼の関連解剖学的構造を示す図である。前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐの各々に関して、内側電極２７１２は、強膜との境界の近くで虹彩の上に配置され、外側電極２７１０は、虹彩との境界の近くで強膜の上に配置される。これらの配置は、各小型円形刺激コイル２７０ａ、２７００ｐの内側電極２７１２及び外側電極２７１０を角膜輪部の両側で毛様体及びシュレム管に対して物理的近位に配置するという効果を有する。内側電極２７１２及び外側電極２７１０をこのようにして配置することにより、並列に離間した前刺激コイル２７００ａと後刺激コイル２７００ｐとによって形成された各電極対２７００は、本発明の開示の技術に従って眼内の高いＩＯＰを低減するために房水流入の望ましい低減及び／又は房水流出の望ましい増加を達成するための刺激信号（時変電磁場）を眼構造体（毛様体及びシュレム管を含むが必ずしもこれらに限定されない）に送出するように有利に位置決めされる。前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐは、使用中に各刺激コイルの最も内側に位置する態様が、瞳孔を塞いで又は他に覆って視界を妨げることなく緑内障に対する望ましい治療効果を達成するのに十分深く瞳孔内に延びるように構成及び寸法決めされる。
【０１０７】
図２７及び図２８に一般的に提示する前刺激コイル２７００ａ及び後刺激コイル２７００ｐは、図２６に示すように各小型円形刺激コイルを設けることを含むがこれに限定されないあらゆる数の適切な形態を取ることができる。上述のように、図２６の各小型円形刺激コイル２４０２は、図１５〜図１６の大型丸形刺激コイルと類似の方式からなり、主な相違点は直径の相違点である。別の相違点は、手術による適正な配置（刺激コイル２７００ａ、２７００ｐの対の一部として埋め込まれる場合）又は適正な向き（人工ＩＯＬ内に配置される場合）を確実にするために外側電極２７１０の場所を識別するのを助けるための矢印Ａ（好ましくは、根本的な金属トレースと同じ材料から構成される）の包含である。外側電極を識別することで、消去法過程により、ユーザ（外科医又は患者）は、内側電極２７１２が外側電極２７１０から１８０度の場所に位置することが既知である（少なくともこの基本的実施形態では）ことを前提として内側電極２７１２の場所を推定することができることになる。小型円形刺激コイル２７００ａ、２７００ｐを形成する金属トレースは、図１６に関して上記に図示して説明した一連の接続リンク１６２０を用いて半径方向に互いに結合される。
【０１０８】
図２９及び図３０は、本発明の開示の技術による視力矯正を実施するためにフレネルレンズ２９００を有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図及び側面図をそれぞれ示している。下記で説明するように、フレネルレンズ２９００は、本発明の開示の範囲から逸脱することなく単体又は本明細書に開示する緑内障治療技術との組合せで使用することができる。フレネルレンズ２９００は、視力矯正を達成するために入射光線を網膜上にフォーカスさせるように構成される。一般的に、視力矯正には眼鏡及びコンタクトレンズという２つの方法がある。眼鏡は、視力を矯正するための最も一般的な従来の方法であるが、嵩高なサイズ、重い重量、及び持ち運びの不便さ（特にスポーツでは）に起因して、人々は眼鏡の代わりにコンタクトレンズを使用することを好む。眼鏡と比較して、コンタクトレンズは、持ち運びのし易さ、軽量であること、及び使用するのが非常に便利であることのような多くの利点を明らかにしているが、コンタクトレンズ着用者には眼球乾燥症候群が発生する可能性があり、現時点では限られた治療オプションしか存在しない。
【０１０９】
フレネルレンズ２９００は、本明細書に開示するようにコンタクトレンズの一部及び／又は人工水晶体（ＩＯＬ）の一部としてあらゆる数の適切な区域（例えば、眼の外部及び／又は眼の内部）への手術による埋め込みを含むが必ずしもこれらに限定されないあらゆる数の適切な方式に使用することができる。埋込可能眼内フレネルレンズ２９００の直径は、様々な患者に対するサイズ要件を満たすために２ｍｍから４ｍｍ前後の範囲にあるとすることができる。一態様では、フレネルレンズ２９００は、図３０に示すように瞳孔の中心区域のみの上に寸法決めされる。比較として、標準のコンタクトレンズは、１４〜１６ｍｍの平均直径を有する。サイズの有意な低減（２〜ｍｍ対１４〜１６ｍｍ）に起因して、提案するフレネルレンズ２９００は、眼の小さい区域しか覆わず、従って、眼球乾燥症候群を排除しないにしても最小にすることになる。更に、フレネルレンズ２９００は超肉薄（厚みが１μｍ〜２μｍ前後の範囲にわたる）のものであり、それによってより多くの水及び酸素が眼に容易に浸透することが可能になる。
【０１１０】
フレネルレンズ２９００は、眼のあらゆる適切な構造又は場所内又は上に埋め込むことができる。一態様では、フレネルレンズ２９００は、周囲角膜上に埋め込むことができ、従って、実際の眼に対する損傷を引き起こさない。フレネルレンズ２９００を製作するための主基板として完全生体適合性の可撓性材料が使用される。任意的な材料を図３２に関して下記で説明する製作の節にある表に列記した。フレネルレンズ２９００は、使用中の眼への水及び酸素の透過を容易にするための複数の微小な孔又は穴（単なる例として１μｍ径）の追加を含むがこれに限定されないあらゆる数の追加の特徴を含むことができる。
【０１１１】
機構
フレネルレンズ２９００を通った光線は収束し、屈折に起因して特定の点上にフォーカスされる。このフォーカスは、交替する不透明ゾーン（黒塗り）と透明ゾーン（白色）とを使用する図３１ａに示すものを含むがこれに限定されないあらゆる数の適切な方式で達成することができる。レンズの焦点距離ｆは、ゾーン番号ｎ（ｎ＝１，２，．．．）、ゾーン半径ｒｎ、及び光の波長λに関連する。焦点距離は、ｆ＝ｒ（ｎ）＾２／ｎλという式によって表すことができる。ヒト被験体の状況に限ると（単なる例として）、光入射方向のヒトの眼の平均直径は２２ｍｍに固定される。フレネルレンズ２９００のパターンは、光線の波長によって判断されることになる。一般的に、可視光の波長は３８０ｎｍから７００ｎｍまで変化する。様々な波長の光は、複数のフォーカスをもたらすことになる。全ての色を原色である青色（４７５ｎｍ）、緑色（５１０ｎｍ）、及び赤色（７００ｎｍ）によって生成することができることに着目して、この色収差問題を解決するための２つの戦略を案出した。
【０１１２】
図３１ｂに示すように、戦略１（いわゆる「３セグメント」手法）は、緑色セグメント２９０２、青色セグメント２９０４、及び赤色セグメント２９０６と表示している各色に対する特定のパターンでディスク区域全域を三分割する。各１次光の三分の一（１／３）（各セグメント２９０２、２９０４、２９０６を通した）は、２２ｍｍの焦点距離で網膜上にフォーカスされることになる。各色に対する像鮮明度及び解像度が改善されることになる。戦略Ｉ（「３セグメント手法」）と同様に、戦略２（いわゆる「３同心リング」手法）は、三原色を用いた全てのフレネルレンズパターンを同じ中心を有するが異なる場所又はゾーンの場所で互いに組み合わせる。均一な光分布を達成するために、これらの様々な場所又はゾーンは、活性的な青色光、緑色光、及び赤色光が、青色光セクション２９２２、緑色光セクション２９２４、及び赤色光セクション２９２６として表される１１％、３８％、及び５１％の有効面積を有するような埋込可能フレネルレンズを設ける段階（であるがこれに限定されない）のような各原色に関する特性を変化させる段階を伴う。
【０１１３】
製作工程
【０１１４】
フレネルレンズ２９００は、図３２に示す製作方法を含むがこれに限定されないあらゆる適切な方式で製作することができる。一態様では、フレネルレンズ２９００は、パリレンをポリマー基板として用い、金を遮光材料として用いて製作することができるが、フレネルレンズ２９００を製作するのに複数の任意的な材料を利用可能にすることができることは認められるであろう。フレネルレンズ２９００の製作は、Ｓｉウェーハ上へのパリレンＣ（基板として）及びフォトレジスト（犠牲層として）の堆積によって始まる（図３２ａ）。パリレン基板上に２つの超肉薄金属層Ｔｉ（５ｎｍ）／金（５０ｎｍ）がスパッタリングされる（図３２ｂ）。金層及びＴｉ層は、正のフォトレジストを用いてパターン化され、金エッチング剤及びフッ化水素酸それぞれによってエッチングされて不透明トレースが生成される（図３２ｃ、図３２ｄ）。この時点で、全ウェーハの上に第２のパリレンＣ層を堆積させることができる（図３２ｅ）。次いで、別のフォトレジスト層を堆積させ、アスタリスク又は他の形状でパターン化し、最終基板パターンを生成することができる。第３のエッチング段階は、２つのパリレン層を通してエッチングし、デバイスの外形を露出させることになる（図３２ｆ）。最後に、ウェーハをＡＣＥＴＯＮＥ中に浸漬することによってデバイスを剥離させることができ、それによってポリマー系バイナリフレネルレンズ２９００ができ上がる（図３２ｇ）。
【０１１５】
製作工程に使用される材料は、パリレン、金、フォトレジストなどを含むがこれらに限定されない。下記の表内の全ての任意的材料は、完全な生体適合性、可撓性、酸素及び空気の浸透性の目的に対して有効性を示している。
【０１１６】
（表）
2019522533.tif 000004
【０１１７】
眼適合のための基板パターン
【０１１８】
フレネルレンズ２９００は、平坦な２Ｄ構造体に基づいて製作されるので、２次元（２Ｄ）面から湾曲した３次元（３Ｄ）球面に設計を転位させる過程中に面積不整合が発生する可能性が存在する。この可能性は、小さいサイズ（２ｍｍ〜４ｍｍの例示的直径）に起因して全面的に排除されることはないにしても最小にされ、それにより、本発明の開示のフレネルレンズ２９００の最適な湾曲適合サイズが有利に可能になる。フレネルレンズ２９００には、いずれかの不整合問題を更に低減又は軽減するためにあらゆる数の追加の特徴を与えることができる。そのような特徴は、図３３ａ〜図３３ｃに示すように、フレネルレンズ２９００に基板保持層に対するアスタリスクパターンを設けることを含むが必ずしもこれに限定されない。アスタリスクパターンの形状は、２Ｄから３Ｄに変換する工程中の歪み張力を低減し、従って、眼とのより的確な適合をもたらす。製作されたポリマー系バイナリフレネルレンズ２９００を図３３ｄに示す（コンタクトレンズ収納器内に）。
【０１１９】
フレネルレンズ２９００は、あらゆる適切な緑内障治療のシステム又は技術とは別々に（専ら視力矯正に向けて）又はこれらのシステム又は技術との組合せで使用することができる。これらのシステム又は技術は、本明細書に示すもの、例えば、図１３〜図１９に関して説明したもののような大径刺激コイル（結膜下領域内に埋め込まれたもの又はコンタクトレンズの一部としてのもののいずれであるかに関わらず）、図２４〜図２８に関して説明したもののような小径刺激コイル（コンタクトレンズの一部、結膜下領域内に埋め込まれたもの（図２４〜図２６を参照されたい）、又は水晶体内（自然ＩＯＬ内又は人工ＩＯＬの一部内、図２７〜図２８を参照されたい）に埋め込まれたもののいずれであるかに関わらず）を含むが必ずしもこれらに限定されない。緑内障治療システム及び本発明の開示の技術を使用するか又は使用しないフレネルレンズ２９００を血糖レベルを感知するための又はいずれかの他の望ましい眼の機能又は治療を実施するための眼内インプラントを含むがこれらに限定されない様々な眼内インプラントのうちのいずれかと併用することができることも認められるであろう。
【０１２０】
図３４及び図３５は、本発明の開示の技術を実施するために刺激コイル３４５０が装備されたフレネルレンズ３４００及びコンタクトレンズ３４４０を有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図及び側面図をそれぞれ示している。刺激コイル３４５０は、図１３〜図２３に関して本明細書に説明した大径刺激コイルを含むがこれに限定されないあらゆる適切な刺激コイルとすることができ、下に重なるコンタクトレンズ３４４０は、あらゆる適切な構造、形状、及びサイズとすることができる。フレネルレンズ３４００は、コンタクトレンズ３４４０の一部とするか又はコンタクトレンズ３４４０とは別々に（例えば、角膜上、結膜下領域内、ＩＯＬ内など）埋め込むことができる。
【０１２１】
フレネルレンズ３４００は、大型刺激コイル３４５０の外周上の電極３４５２と協働する外周に沿って配置された電極３４０２を含む。フレネルレンズ３４００の電極３４０２と刺激コイル３４５０の電極３４５２は、フレネルレンズ３４００の電極３４０２が瞳孔に近いが半径方向にその外側に位置し、それに対して大型刺激コイル３４５０の電極３４５２が虹彩に近いが半径方向にその外側に位置するように半径方向に互いに離間している。このようにして、フレネルレンズ３４００の電極３４０２と大型刺激コイル３４５０の間の電流フローは、前眼房からの房水流出を増加させるためにある一定の眼構造体（例えば、毛様体、シュレム管など）を活性化し、更に、眼の前眼部内への房水流入の減少をもたらすほど十分なターゲット眼構造体内のイオンポンプを活性化することになる。図７の電流制御２相刺激信号は、それが位相を切り換えた時にフレネルレンズ３４０２の電極３４０２と大型刺激コイル３４５０の電極３４５２の間に流れる電流を逆流させる。それにより、眼内への均衡のとれたエネルギ流入が有利に提示され、一方、電流が単一方向に長期間にわたって連続して流れた場合に電気分解に起因して発生することになる電極を構成する金属トレースの早期劣化が防止される。
【０１２２】
図３６は、本発明の開示の技術に従って視力矯正のためのフレネルレンズ３６００を有し、緑内障治療のための蛇行刺激コイル３６６０を有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図を示している。刺激コイル３６６０は、単なる例として図１７〜図１９に関して図示して説明したタイプのものであるが、図１５に関して図示して説明した大型丸形刺激コイル１５０５のようないずれかの他の大径刺激コイルを含むことができる。刺激コイル３６６０の構成及び作動は、蛇行刺激コイル１６０５、１７０５、及び１８０５と同様であり、一部の事例では同一である場合があり、従って、本節で全ての詳細を繰り返さなくてもよいように、これらに関する説明は、これにより本発明の開示の本節に組み込まれる。フレネルレンズ３６００は、蛇行刺激コイル３６６０と同じ構造体の一部であるか又は別々の構造体を構成することができる。同じ構造体の一部の場合に、フレネルレンズ３６００と蛇行刺激コイル３６６０との組合せ（互いに電気接続されるわけではないが）がコンタクトレンズの一部を構成するか又はこの組合せを眼の結膜下領域内に単一構造体として埋め込むことができる。別々の構造体の場合に、フレネルレンズ３６００を適切な基板（例えば、人工水晶体（ＩＯＬ）、コンタクトレンズなど）上又は内に形成するか又は蛇行刺激コイル３６６０とは別々に埋め込むことができ（例えば、自然ＩＯＬ、結膜下領域内など）、同時に蛇行刺激コイル３６６０を適切な基板（例えば、コンタクトレンズなど）上又は内に形成するか又はフレネルレンズ３６００とは別々に埋め込むことができる（例えば、結膜下領域内など）。この実施形態では、フレネルレンズ３６００は、専ら視力矯正に向けて使用され、本発明の開示の技術による緑内障治療には関与しない。
【０１２３】
一実施形態では、蛇行刺激コイル３６００は、ほぼ蛇行方式で配置された複数の巻回に形成され、蛇行外側電極３６１０と蛇行内側電極３６１２とを有する単一金属トレースを含む。外側電極３６１０及び内側電極３６１２は、それぞれ蛇行刺激コイル３６００の最も外側の巻回及び最も内側の巻回である。蛇行外側電極３６１０は、複数の外側のピークＯＰと外側の谷ＯＶとを含む。蛇行外側電極３６１０の外側のピークＯＰは、角膜輪部の近くであるがそこから半径方向に外向きの場所に配置され、それに対して外側の谷ＯＶは、角膜輪部に近いか又はその若干外側の場所に配置される。蛇行内側電極３６１２は、複数の内側のピークＩＰと内側の谷ＩＶを含む。蛇行内側電極３６１２の内側のピークＩＰは、角膜輪部の近くであるが半径方向に内向きの場所に配置され、それに対して内側の谷ＩＶは、角膜輪部に近いか又はその若干外側の場所に配置される。
【０１２４】
代替実施形態では、刺激コイル３６００は、絶縁層（図２１に関して上述）がトレースに沿って露出区域を生成して刺激コイル３００上のあらゆる数の異なる場所に外側電極３６１０と内側電極３６１２とを定めるように構成することができる。例えば、下に重なる金属トレースには、外側電極３６１０の全長、内側電極３６１２の全長に沿った領域、外側電極３６１０の長さに沿った単独の場所（例えば、外側のピークＯＰ及び／又は外側の谷ＯＶに沿った単独点）、内側電極３６１２の長さに沿った単独の場所（例えば、内側のピークＩＰ及び／又は内側の谷ＩＶに沿った単独点）、内側電極３６１２の長さに沿った（例えば、内側のピークＩＰ及び／又は内側の谷ＩＶの一部又は全てでの）複数点及び／又は内側電極３６１２の長さに沿った（例えば、内側のピークＩＰ及び／又は内側の谷ＩＶの一部又は全てでの）複数点、及び／又は外側電極３６１０の長さに沿った（例えば、外側のピークＯＰ及び／又は外側の谷ＯＶの一部又は全てでの）複数点を含むがこれらに限定されない刺激コイル３６００の外周及び内周に沿うそれぞれの外側領域及び内側領域に沿って外側電極３６１０及び内側電極３６１２を単独電極又は集合電極として定めるための露出領域を装備することができる。
【０１２５】
この方式から構成されると、刺激コイル３６００の内側電極３６１２及び外側電極３６１０に沿ったこれらの導電性の区間及び／又は点は、使用時に角膜輪部の両側に配置され、この配置は、これらの導電性の区間及び／又は点を毛様体及びシュレム管に対して物理的近位に配置するという効果を有する。そうすることで、刺激コイル３６００は、本発明の開示の技術に従って眼内の高いＩＯＰを低減するために房水流入の望ましい低減及び／又は房水流出の望ましい増加を達成するための刺激信号（時変電磁場）を眼構造体（毛様体及びシュレム管を含むが必ずしもこれらに限定されない）に送出するように有利に位置決めされる。図７の電流制御２相刺激信号は、それが位相を切り換えた時に刺激コイル３６００の外側電極３６１０に沿った電気区間及び／又は電気点と内側電極３６１２に沿った電気区間及び／又は電気点の間に流れる電流を逆流させる。それにより、眼内への均衡のとれたエネルギ流入が有利に提示され、一方、電流が単一方向に長期間にわたって連続して流れた場合に電気分解に起因して発生することになる電極を含む金属トレースの早期劣化が防止される。
【０１２６】
図３７は、本発明の開示の技術を実施するためにフレネルレンズ３７００と大径刺激コイル３７６０とを有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図を示している。この実施形態では、フレネルレンズ３７００は、本発明の技術に従って視力矯正を支援するのに加えて緑内障治療に積極的に関与する。フレネルレンズ３７００と刺激コイル３７６０は、ワイヤ３７６５を通して互いに電気接続される。物理的及び電気的な接続に基づいて、フレネルレンズ３７００と刺激コイル３７６０は、基板の一部として含める（例えば、コンタクトレンズ上又は内など）又はいかなる基板とも別々に設ける（例えば、結膜下埋め込みなど）ことができる単一構造体として形成される。
【０１２７】
刺激コイル３７６０は、単なる例として図１５〜図１６に関して図示して説明したタイプのものであるが、図１７〜図１９に関して図示して説明した（更に上記で図３６に関して組合せで説明した）蛇行刺激コイルのようないずれかの他の大径刺激コイルを含むことができる。上述のように、円形刺激コイル３６６０は、本明細書に説明する治療効果を達成するのに使用時に角膜輪部の両側に配置される２又は３以上の電極を含むことができる。例えば、図１７〜図１９に示すように、刺激コイル３７６０には、単一外側電極３７１０と、刺激コイル３７６０の反対側に配置された単一内側電極３７１２とを設けることができる（それによって図１３及び図１４に示すものと類似の電流フローが供給される）。円形刺激コイル３７６０は、外側電極３７１０と内側電極３７１２が刺激コイル３７６０の同じ側及び場所に沿って互いに半径方向の離間関係にあるように配置されるようなものを含む他の配置で設けることができる。このようにして、得られる電流フローは、眼の解剖学的構造の当該領域（例えば、全体の角膜輪部のうちの一点又は一領域）に密に集中することになる。同様に、円形刺激コイル３７６０には、複数の外側電極３７１０と複数の内側電極３７１２とを設け、刺激コイル３７６０の周囲周りの複数の場所に位置決めされて半径方向に離間した内側電極と外側電極との複数の対を形成することも考えられている。このようにして、眼の解剖学的構造に沿って集中電流フローの複数の領域及び場所（例えば、角膜輪部に沿う複数の点）が存在することになる。
【０１２８】
この方式から構成されると、刺激コイル３７６０の内側電極３７１２及び外側電極３７１０に沿ったこれらの導電性の区間及び／又は点は、使用時に角膜輪部の両側に配置され、この配置は、これらの導電性の区間及び／又は点を毛様体及びシュレム管に対して物理的近位に配置するという効果を有する。そうすることで、刺激コイル３７６０は、本発明の開示の技術に従って眼内の高いＩＯＰを低減するために房水流入の望ましい低減及び／又は房水流出の望ましい増加を達成するための刺激信号（時変電磁場）を眼構造体（毛様体及びシュレム管を含むが必ずしもこれらに限定されない）に送出するように有利に位置決めされる。図７の電流制御２相刺激信号は、それが位相を切り換えた時に刺激コイル３７６０の外側電極３７１０に沿った電気区間及び／又は電気点と内側電極３７１２に沿った電気区間及び／又は電気点の間に流れる電流を逆流させる。それにより、眼内への均衡のとれたエネルギ流入が有利に提示され、一方、電流が単一方向に長期間にわたって連続して流れた場合に電気分解に起因して発生することになる電極を含む金属トレースの早期劣化が防止される。
【０１２９】
図３８〜図３９は、本発明の開示の技術を実施するために水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれたフレネルレンズ３８００と結膜下領域内に埋め込まれた刺激コイル構造体３８６０とを有するように構成された哺乳動物被験体の前面図及び側面図をそれぞれ示している。フレネルレンズ３８００は、図２９〜図３３（本節で完全な解説を繰り返さなくてもよいように、これらの図の内容はこれにより本節に組み込まれる）に関して上述したフレネルレンズ２９００を含むがこれに限定されないあらゆる適切なフレネルレンズとすることができる。刺激コイル構造体３８６０は、図２４〜図２６（本節で完全な解説を繰り返さなくてもよいように、これらの図の内容はこれにより本節に組み込まれる）に関して本明細書に説明した刺激コイル構造体を含むがこれに限定されないあらゆる適切な刺激コイルとすることができる。使用時に、フレネルレンズ３８００は、本発明の開示の技術に従って専ら視力矯正に向けて使用され、それに対して刺激コイル３８６０は、本発明の開示の技術に従って専ら緑内障治療に向けて使用される。刺激コイル３８６０は、外側電極３８６２と内側電極３８６４を含み、これらの電極は、使用時に角膜輪部の周りに位置決めされて本発明の開示の無線緑内障治療技術を達成する。
【０１３０】
水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれるように示されているが、フレネルレンズ３８００は、眼の他の領域内（例えば、角膜面上、瞳孔上に配置される場合に限っては結膜下領域内）に埋め込むことができることは認められるであろう。図３９では別々に示されているが（従って、別々に埋め込まれている）、フレネルレンズ３８００は、刺激コイル構造体の一部として形成することができ、それによってこの組合せ構造体を眼に使用するための基板（例えば、コンタクトレンズ）上又は内に位置決めするか又は単一構造体として埋め込む（例えば、眼の結膜下領域内に）ことができることは認められるであろう。提案するこれらの実施形態の各々において、フレネルレンズ３８００と刺激コイル３８６０の組合せは、本発明の開示を通して描かれて説明するフレネルレンズ３８００の視力矯正機能と刺激コイル３８６０の緑内障治療機能とを有利に組み合わせるものである。
【０１３１】
図４０〜図４１は、本発明の開示の技術を実施するために水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれたフレネルレンズ４０００と１対の眼内刺激コイル４０６０（すなわち、前刺激コイル４０６０ａ及び後刺激コイル４０６０ｂ）とを有するように構成された哺乳動物被験体の眼の前面図及び側面図をそれぞれ示している。フレネルレンズ４０００は、図２９〜図３３（本節で完全な解説を繰り返さなくてもよいように、これらの図の内容はこれにより本節に組み込まれる）に関して上述したフレネルレンズ２９００を含むがこれに限定されないあらゆる適切なフレネルレンズとすることができる。刺激コイル構造体４０６０は、図２７〜図２８（本節で完全な解説を繰り返さなくてもよいように、これらの図の内容はこれにより本節に組み込まれる）に関して本明細書に説明した刺激コイル構造体を含むがこれに限定されないあらゆる適切な刺激コイルとすることができる。使用時に、フレネルレンズ４０００は、本発明の開示の技術に従って専ら視力矯正に向けて使用され、それに対して刺激コイル４０６０ａ、４０６０ｐは、本発明の開示の技術に従って専ら緑内障治療に向けて使用される。
【０１３２】
図４１に示すように、フレネルレンズ４０００及び刺激コイル対（すなわち、前刺激コイル４０６０ａ及び後刺激コイル４０６０ｐ）は、哺乳動物被験体の眼内の水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれる。フレネルレンズ４０００は、前刺激コイル４０６０ａ及び後刺激コイル４０６０ｐのうちの一方又は両方とは別々の構造体として又は同じ構造体の一部として構成することができる。いかなる場合にも、フレネルレンズ４０００は、前刺激コイル４０６０ａの円形の穴内に配置される（例えば、前刺激コイル４０６０ａ及び後刺激コイル４０６０ｐと同じである図２６の小型円形刺激コイル２４０２によって定められた開口部を参照されたい）。フレネルレンズ４０００は、網膜上への入射光のフォーカスを容易にするために瞳孔の大部分を費やすように寸法決めされる。前刺激コイル４０６０ａ及び後刺激コイル４０６０ｐは、使用中に各刺激コイルの最も内側に位置する態様が瞳孔を塞いで又は他に覆って視界を妨げることなく緑内障に対する望ましい治療効果を達成するのに十分深く瞳孔内に延びるように構成及び寸法決めされる。フレネルレンズ４０００は、ほぼ平面及び／又は曲面を含むがこれらに限定されないあらゆる適切な形状及び構成とすることができる。
【０１３３】
前刺激コイル４０６０ａと後刺激コイル４０６０ｐは、互いに物理的に接続されなくてもよいが、前刺激コイル４０６０ａの矢印Ａが１つの方向に向き（例えば、その上で左に向く）、後刺激コイル２７００ｐの矢印Ａが反対方向に向く（例えば、下部で右に向く）ような並置配置で向けられる。この位置では、前後の刺激コイル４０６０ａ、４０６０ｐの外側電極は、それぞれの内側電極に近いがそこから半径方向に離間するように配置され、それに対して前後の刺激コイル４０６０ａ、４０６０ｐの内側電極は、それぞれの外側電極に近いがそこから半径方向に離間するように配置される。このようにして、高いＩＯＰの望ましい低減を達成するために当該の眼組織の周囲（例えば、角膜輪部）に沿って２つの電流フロー領域を提供する。
【０１３４】
両方が水晶体（ＩＯＬ）内に埋め込まれる場合を示すが、フレネルレンズ４００（刺激コイル４０６０ａ、４０６０ｐとは別々の構造体の場合）は、眼の他の領域内（例えば、角膜面上、瞳孔の上に配置される場合に限っては結膜下領域内）に埋め込むことができることは認められるであろう。フレネルレンズ４０００と刺激コイル４０６０ａ、４０６０ｐは、自然ＩＯＬ内に直接埋め込むことができる（人工ＩＯＬインプラントを形成するために下に重なる基板に付加される又はされずに）組合せ構造体として形成することができることも認められるであろう。最後に、フレネルレンズ４０００及び刺激コイル４０６０ａ、４０６０ｐ（単一構造体又は組合せ構造体のいずれであるかに関わらず）を基板に付加して自然ＩＯＬ又はその代替物内への埋め込みのための人工ＩＯＬを形成することができる。
【０１３５】
様々な刺激コイル（フレネルレンズを含む）は、従来技術に優る有意な進歩を示し、本明細書に開示するシステム及び技術に従って緑内障治療及び視力矯正に大改革を起こす機能と潜在力を有する。これらのシステム及び技術は、望ましい治療効果（すなわち、高いレベルよりも下で、好ましくは標準ＩＯＰレベルの範囲へのＩＯＰの低減）を達成するために眼に接するか又は近い（例えば、コンタクトレンズを通して）場所、及び／又は眼の内部（例えば、結膜下、ＩＯＬ）、並びにターゲット眼構造体又はそれに近い場所を含む広範な身体場所内で刺激コイルを使用する機能を含むがこれに限定されない多くの利点を提示するものである。様々なコイルをターゲット眼構造体の近くに埋め込む機能は、コイルが受動的であり、従って、小さい物理的プロファイルで製造することができるという事実に関連している。
【０１３６】
無線圧力感知
【０１３７】
図４２Ａ〜図４２Ｂは、（Ａ）ＩＯＰモニタシステムと（Ｂ）読み出しＡＳＩＣとアンテナと給電コイルとを含む読み出し全体システムインプラントとを含む無線緑内障治療システムの一部としての哺乳動物被験体内の眼内の眼内圧（ＩＯＰ）を測定するための無線圧力感知システムの図である。
【０１３８】
図４２Ｂは、圧力センサと読み出しＩＣと給電コイルとアンテナとを含むマイクロシステムインプラントの概念図である。ＩＯＰを測定するための圧力センサの使用は、ヒト及び動物（例えば、齧歯動物）を含むあらゆる哺乳動物に対して使用することができる。
【０１３９】
不断の圧力感知モニタの設計はいくつかの設計課題を提示し、サイズの制約条件及び電力消費量が最も重要なものである。図４２Ａ−Ｂに示すように、小さい埋め込み場所に起因して、エネルギ採取のための受信コイルの直径及び厚みは、それぞれ好ましくは２．６ｍｍ及び１００μｍよりも大きくあるべきではない。この面積制限は、ＷＰＴのエネルギ効率を制限し、従って、チップの瞬時電力消費量を制限する。インプラントに対するサイズ制約条件も、圧力センサと読取ＩＣとの組合せ寸法を７５０μｍ×７５０μｍ×３００μｍに制限する。表１は、圧力感知マイクロシステムに関するサイズ仕様を示している。
【０１４０】
（表１）圧力モニタマイクロシステムに関する諸元
2019522533.tif 000005
【０１４１】
ヒトでの圧力感知用途では、最先端の市販の容量性圧力センサ（Ｅ１．３Ｎ、ｍｉｃｒｏＦＡＢ  Ｂｒｅｍｅｎ）が多くの場合に使用されるが、その大きいサイズに起因して動物の研究では使用することができない。圧電抵抗圧力センサの製造技術での邁進は、マイクロスケールのセンサ（７００μｍ×１００μｍ×５０μｍ）をもたらし、従って、このセンサをこの用途に対する理想的な候補にしている。その小さいサイズ以外にも、圧電抵抗圧力センサは、容量性センサよりも良好な線形性を提供する。
【０１４２】
本発明の開示は、圧電抵抗差動圧力センサと、完全無線ＣＭＯＳ読取ＡＳＩＣと、データ送信のためのループアンテナと、受信機給電コイルとを含むサブ立方ミリメートル（サブｍｍ３）サイズの連続圧力モニタマイクロシステムを与える。読取ＡＳＩＣは高集積のものであり、圧力印加に関連付けられた差動抵抗変化を感知し、抵抗／デジタル（Ｒ−Ｄ）変換を提供する。チップは、生の感知データを無線で送信するための２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域能動送信機（ＴＸ）を更に含む。システムはバッテリを持たず、それによってインプラントの寿命を延ばし、７００ＭＨｚで空洞共振器を励振させることによって無線受電する。
【０１４３】
システムに対する主要な目標は、所与のサイズ制限内でいかなる外部構成要素も用いずに高集積システムオンチップ（ＳｏＣ）を設計することによって必要な全ての機能をインプラントに与えることである。オンチップ１次較正、データ処理、能動送信、及び信号調整のような特徴を有することにより、常駐的な隣接の外部デバイスがこれらのタスクを実施する必要が取り除かれ、これは、自由に動き回る動物に対して実験が行われるシナリオでは不可欠である。数十センチメートル距離を置いて保たれるスマート電話のような簡易的な基地局は、実時間で圧力を復調して表示するのに必要な全てである。
【０１４４】
図４３は、本発明の開示の技術を実施するための無線ＩＯＰ感知システムオンチップ（ＳｏＣ）のブロック図である。図示の無線ＩＯＰ感知ＳｏＣは、エネルギ採取（ＥＨ）及びパワーマネージメント、抵抗／周波数コンバータ（Ｒ−Ｆ）フロントエンド回路、最終的に抵抗／デジタル（Ｒ−Ｄ）変換を提供するデジタルコア、及び２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域ＴＸである４つの主要ブロックを含む。同じくこの図には、ＲS1の抵抗を上げ、ＲS2の抵抗を同じ量ΔＲＳだけ下げる（ＲS2＞ＲS1に対して）ことによって印加圧力Ｐを感知する２つの抵抗要素ＲS1及びＲS2からなる３端子差動圧電抵抗圧力センサが示されている。差動抵抗ＲDIFFの変化は次式によって与えられる。
【数１】
2019522533.tif 000006
式中の２ΔＲＳは、印加圧力Ｐに関連付けられた差動感知抵抗変化である。両方の要素の抵抗は、温度に伴って増大し、従って、差動測定では温度変動が相殺される。Ｒ−Ｆフロントエンド回路は、変化２ΔＲＳを測定し、従って、印加圧力を測定する。
【０１４５】
齧歯動物のためのＷＰＴでは、共振空洞を励振させるために７００ＭＨｚのＲＦエネルギが利用される。高い周波数値の使用は、インプラントが、非常に小さい２ターン受信コイル（１００μｍ厚及び２．６ｍｍ径）とオンチップ適応的整合ネットワークとを用いてエネルギを採取することを可能にする。ＳｏＣのＥＨセクションは、図４１で見ることができるように整合ネットワークに対して２つのコンデンサーを利用する。コイルの不整合及び他のファクタに起因する電力伝達効率（ＰＴＥ）の降下は、整合ネットワーク内のコンデンサーバンクを自動的に調整することによって様々な作動条件の下でＰＴＥを最大にする効率追跡ループによって対処される。更に、サブ１Ｖバンドギャップ基準（ＢＧＲ）回路は、Ｒ−Ｆフロントエンド回路に対して擬似差動基準電圧と同相電圧とを与えるように設計される。更に、ＢＧＲは、チップ全体に対するバイアス電流を発生させる。較正目的で、センサ抵抗に近い値を有する２つのオンチップｎ＋拡散ベース抵抗（ＲＢ１及びＲＢ２）を実施した。
【０１４６】
バイナリカウンタベースのデジタルコア論理部が、周波数／デジタル変換を提供し、無線送信に関してデータをパケット化する。最終的にデータパケットが、オン−オフキー（ＯＯＫ）変調ＩＳＭ帯域ＴＸによって２．４５ＧＨｚにおいて送信される。ＴＸは、２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域で搬送波周波数を発生させるＬＣ共振回路を利用する電圧制御式電力発振器（ＶＣＰＯ）から構成される。ＴＸに関してオフチップループアンテナ（２．４ｍｍ径）が使用され、このアンテナは、ＬＣ共振器のための高Ｑ誘導要素Ｌとしても機能し、それによってＴＸとアンテナとの間で整合ネットワークを排除することで電力消費量と全体サイズの両方が最小にされる。能動ＴＸの使用は、後方散乱ベースの受動送信機に関連付けられた「自己ジャミング」問題も排除する。
【０１４７】
図４４は、エネルギ採取（ＥＨ）及びパワーマネージメントサブシステムのブロック図である。本研究では、ＷＰＴは、高いＰＴＥと、インプラントに大きい電力量を送出する機能とに起因して空洞共振ベースの近距離場法を利用する。空洞は、７００ＭＨｚのＲＦ発振源によって励振される。オンチップ４段整流器は、受信コイル上に誘起された電圧を増倍することによってＡＣ−ＤＣ変換を提供する。整流器を実施するのに、＜２００ｍＶの順電圧降下を有する高効率低漏損ショットキーダイオードが使用される。整流器の出力での未整流電圧ＶRECTが、パワーマネージメント回路の残余に対する供給電圧として機能する。デバイスが埋め込まれるとコイルの向きは固定条件に留まるが、ＶRECTを追跡してオンチップ整合ネットワーク内のコンデンサーバンクを調整する超低電力エネルギ効率ループが使用される。
【０１４８】
図４５は、ＳｏＣチップに対する擬似差動基準電圧及びバイアス電流を発生させるためのバンドギャップ基準の概略図である。この図は、Ｒ−Ｆ回路に対する擬似差動電圧とチップ全体に対する基準電圧及び１００ｎＡバイアス電流とを発生させるサブ１Ｖ及びサブ１μＷのＢＧＲを示している。ＢＧＲは、１００ｍＶから７００ｍＶまでに１００ｍＶ刻みで合計７つの正確な基準電圧を発生させる。３つの基準電圧（ＶＲ７＝７００ｍＶ、ＶＲ６＝６００ｍＶ、及びＶＲ５＝５００ｍＶ）を用い、更にＶＲ６を同相電圧として使用することによって１００ｍＶの擬似差動電圧を確実にする。Ｒ−Ｆ回路（セクション４．５）によって正確な１００ｍＶの電圧の差値（すなわち、（ＶＲ７−ＶＲ６）及び（ＶＲ６−ＶＲ５））が与えられる。ＢＧＲに関する出力基準電圧は次式によって与えられる。
【数２】
2019522533.tif 000007
式中のＮは、出力抵抗器ラダー回路での１から７であり、ＶR,Convは、１．２５Ｖの従来のバンドギャップ電圧である。上式に示すように、処理変化の存在下での正確な１００ｍＶ刻みの複数の基準電圧の発生は、ＢＧＲ回路内の抵抗器の間に複数の整合度を必要とする。このタスクをもたらすために、最初にＲ６を「共通モード」抵抗器として扱うことによって抵抗器Ｒ５、Ｒ６、及びＲ７を互いに整合させる。次いで、（Ｒ５＋Ｒ６＋Ｒ７）の組合せを抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ４と整合させる。最後に、ＢＧＲ内の全ての抵抗器ＲＸ、ＲＺ及び（ＲＯ＝Ｒ１＋．．．＋Ｒ７）を互いに整合させる。整合は、共通重心と対称レイアウトの技術を利用することによって達成される。ＢＧＲ回路内の全ての抵抗器を実施するのに密であるが良好に整合されたポリ抵抗器を用いた。電源投入時リセット（ＰＯＲ）回路が、始動時にＰＭＯＳ電流ソース（Ｍ１〜Ｍ４）のゲートをプルダウンする。その結果、ＰＭＯＳ電流ソースは、始動中に有限量の電流をＢＧＲコア内に注入してＢＧＲに対する安定した作動点を確実にする。
【０１４９】
図４６は、４つの電圧調節器及びそれらの供給ドメインのうちの１つの概略図である。整流器の不安定な出力電圧ＶRECTを調整することによってクリーンな供給電圧を供給するために、線形電圧レギュレータが実施される。様々な回路ブロックの供給ドメインを切り離すために、４つの別々の線形電圧レギュレータが使用される。図４６は、回路ブロックの電圧レギュレータ及び供給電圧ドメインの概略図を示している。外部コンデンサーは利用可能ではないので、レギュレータは５７度の最小位相余裕で内部補償される。可変負荷条件にわたって良好な供給電圧変化除去比（ＰＳＲＲ）を有する安定性を確実にするために、ＮＭＯＳ通過トランジスタが利用される。レギュレータ内の基準電圧分割器が、弱い閾値領域内で作動する２つの等しいＰＭＯＳトランジスタから構成される。これらのトランジスタは、非常に高いオンチップ抵抗（各々〜２２ＭΩ）を与え、従って、無視することができる量のゼロ入力電流しか消費しない。
【０１５０】
図４７は、埋め込み式Ｒ−Ｆコンバータの概念図である。差動抵抗／周波数（Ｒ−Ｆ）変換は、最初に抵抗／電流（Ｒ−Ｉ）変換、次いで、電流／周波数（Ｉ−Ｆ）変換という２つの段階を用いて実施される。本研究では、比較目的で２つの別々のＲ−Ｆ変換を実施した。図３７は、Ｒ−Ｉ回路がセンサ抵抗の差動変化を感知し、出力電流ＩOUTを供給するＲ−Ｆ変換器に関する概念図を示している。次いで、電流ＩOUTは、電流制御発振器（ＣＣＯ）からなるＩ−Ｆ変換器に供給される。ＣＣＯは、その周波数を電流ＩOUTを感知し、それによってＩ−Ｆ変換、従って、Ｒ−Ｆ変換を提供することによって変更する。
【０１５１】
図４８は、従来のＲ−Ｉコンバータの概略図である。Ｒ−Ｉ変換器には、線形性及び低電力作動という２つの主要な課題がある。図４８は、従来の線形Ｒ−Ｉ変換器の概略図を示している。オペアンプ、ＮＭＯＳトランジスタ、及び感知抵抗要素からなる負のフィードバックループが、ＢＧＲからの定基準電圧に等しくなるように感知抵抗器の両端の電圧降下を強制する。このようにして発生させた電流は非常に線形であり、感知抵抗に反比例する（ＩR＝ＶREF／ＲS）。次いで、この電流は、電流ミラー（Ｍ２−Ｍ３）を通してその後のＣＣＯにコピーされる。回路の電力消費量は、ＲS及びＶREFの絶対値に依存する。ＲSの絶対ベース値は固定されるので、電力消費量を最小にするためにＢＧＲによって低いＶREF値を発生させることができる。しかし、最小ＶREF値は、回路のダイナミックレンジによって制限される。従って、Ｒ−Ｉ変換器の電力消費量は、主として感知抵抗器の絶対値と必要感度とによって制限される。
【０１５２】
図４９は、第１の差動Ｒ−Ｉ（Ｒ−Ｉ１）コンバータの概略図である。図４５に示すＲ−Ｉ変換器の原理は、差動測定に拡張することができる。図３９は、第１の差動Ｒ−Ｉ変換器（Ｒ−Ｉ１）の概略図を示している。電流ＩRS1（＝ＶREF／ＲS1）及びＩRS2（＝ＶREF／ＲS2）との差は次式によって与えられる。
【数３】
2019522533.tif 000008
式中のＲS1及びＲS2は、大気圧でのセンサ抵抗器のベース値であり、事前に既知である。ΔＲＳを印加圧力Ｐに関連付けられたセンサ抵抗の変化とすると、式４．３を式４．１に従って再整理することができる。
【数４】
2019522533.tif 000009
【０１５３】
項（ＲS2−ＲS1）は、圧力が印加されていない時のセンサ抵抗のベース値である。印加圧力に関連付けられた抵抗変化ΔＲSは、感知抵抗器の絶対ベース値と比較して小さい（ΔＲS≪ＲS1,2）。更に、感知抵抗の絶対値は互いに近く、同じ桁のものである。例えば、本研究に用いたＶｏｌｃａｎｏ圧力センサの近似値は、大気圧でＲS2≒３．６ＫΩ及びＲS1≒３．３ＫΩを有する。差動抵抗の最大変化ΔＲSは、ＩＯＰ範囲（０〜６０ｍｍＨｇ）にわたって１２Ωである。従って、この式は、次式のように書くことができる。
【数５】
2019522533.tif 000010
【０１５４】
ここで、差電流ＩＤは、定電流ＩD,Constと、印加圧力による感知抵抗変化を有する電流変化ΔＩDSという２つの部分を有する。これら２つの部分は、ＩDS,Const＝ＶREF［（ＲS2−ＲS1）／ＲS2ＲS1］及びΔＩDS＝ＶREF［２ΔＲS／ＲS2ＲS1］として与えられる。
【０１５５】
Ｒ−Ｉ１変換器内の演算相互コンダクタンス増幅器（ＯＴＡ）の両方が、１００ｄＢの高い開ループ利得を有する等しいものであった。非常に低い電力、ノイズ、及びオフセットに関して二段ミラー補償ＯＴＡを設計した。２つの電流分岐の間のオフセット効果を更に低減するためにＯＴＡの両方を互いに整合させた。圧力範囲にわたる最小電力消費量と最大ダイナミックレンジの間の妥協点として１００ｍＶの基準電圧ＶREFが選択された。ΔＩDにおいて７０ｎＡのフルスケールダイナミックレンジが得られる。
【０１５６】
図５０は、第２の差動Ｒ−Ｉ（Ｒ−Ｉ２）コンバータの概略図である。Ｒ−Ｉ1変換器は、差動抵抗を感知するために２つの電流分岐を使用するので、そのような構造体に関連付けられた高電力消費量は不可避である。差動電流を測定する際の１つの感知電流分岐のみの使用によって５０％の節電をもたらすことができる。タスクをもたらすために、本研究では第２のＲ−Ｉ2変換器を提案する。第２のＲ−Ｉ２変換器の概要を図５０に示している。
【０１５７】
Ｒ−Ｉ2変換器内には３つの負のフィードバックループが導入される。上述のようにＢＧＲが１００ｍＶの擬似差動基準電圧ＶREFを発生させる（ＶREF＝ＶＲ7−ＶＲ6＝ＶＲ6−ＶＲ5）。第１及び第２のフィードバックループ（図４７に１及び２として示す）は、ノード「Ｘ」及び「Ｙ」においてそれぞれＶＲ７＝７００ｍＶ及びＶＲ５＝５００ｍＶの基準電圧を設定し、高いループ利得（＞９５ｄＢ）を有するように設計される。第３のフィードバックループは、ノード「Ｎ」においてＶＲ６＝６００ｍＶの基準電圧を設定する。その結果、センサ内の各抵抗器の両端で１００ｍＶの電圧降下が発生する。差電流ΔＩＤは、トランジスタＭ３及びＭ４を通って流れ、電流ミラーＭ４〜Ｍ５を通してコピーされる。第３のフィードバックループは、第１のループと第２のループの両方を負荷と捉えて、これらの２つのフィードバックと比較して低めのループ利得（＞７０ｄＢ）を有する。正確な始動及び安定性を確実にするために、第１及び第２のフィードバックループは、第３のフィードバックループよりも短い整定時間を有するように設計される。オフセット電圧効果を低減するために、ＯＴＡの全てが単一ブロック内で互いに整合される。較正モードでは、オンチップベース抵抗器（ＲＢ１，２）はアナログマルチプレクサを通してフィードバックループに切り換えられ、センサ抵抗要素は接地に切り換えられる。
【０１５８】
図５１は、Ｉ−Ｆ変換を提供するリング発振器の概略図である。Ｉ−Ｆ変換器は、図４１に示すように広同調範囲リング発振器から構成される。電流欠乏インバータ及び伝達ゲートがリング発振器の単段を構成する。Ｒ−Ｉ変換器が発生させたバイアス電圧（ＶＢＰ及びＶＢＮ）は、伝達ゲート（ＲＴ）の抵抗を調整することによってリング発振器の発振周波数を制御する。広同調範囲Ｎ段リング発振器に関する発振周波数ｆoscは、次式によって与えられる。
【数６】
2019522533.tif 000011
【０１５９】
上式中のｇmは単段インバータの全有効相互コンダクタンスであり、Ｎは合計段数であり、ＣPは、ＰＭＯＳトランジスタ及びＮＭＯＳトランジスタの全ゲートキャパシタンス及び配線キャパシタンスから構成される単段インバータのゲートでの全寄生キャパシタンスである。
【０１６０】
ｇmＲT≫１では、前式を次式として再整理することができる。
【数７】
2019522533.tif 000012
【０１６１】
Ｖｄｓ／ＩTの平均値は、伝達ゲートの有効抵抗ＲTを与え、式中のＶds及びＩTは、それぞれ伝達ゲートの両端の電圧降下及び電流である。Ｖdsat＜ＶDD／２では、ステップ入力がＶDD／２からＶDDまで増大する時にＩTは一定に留まり、ＲTを次式として近似することができる。
【数８】
2019522533.tif 000013
【０１６２】
式を組み合わせることにより、Ｉ−Ｆ変換器の発振周波数ｆoscは次式によって与えられる。
【数９】
2019522533.tif 000014
【０１６３】
伝達ゲートを通る電流ＩTは、Ｒ−Ｉ変換器が発生させたバイアス電圧ＶBP及びＶBNによって制御されるので、ｆoscは差電流ＩD（ＩT＝ＩD）の線形関数である。この関数を非常に線形にするために、従来の広同調リング発振器内のインバータは、電流ＩＤで電流欠乏条件にされる。それによってインバータのクローバ電流が最小にされ、従って、コンデンサーなしの電圧レギュレータの出力での電圧降下が低減され、クリーンなサプライが発振器に供給される。インバータに関して、そのクローバ電流を更に低減する高ＶＴＨトランジスタを用いた。
【０１６４】
温度効果は、センサ特性に起因する差動電流内で相殺されるが、発振周波数の絶対ベース値を変化させる場合がある。同様に、調整された出力でのサプライ変動が発振周波数を変化させる場合があり、従って、測定精度を変化させる場合がある。ＩＯＰモニタシステムに対する温度変動も同様に考慮することができる。
【０１６５】
温度変動を有する物理的環境内に埋め込まれる場合に、感知抵抗器の絶対ベース値に近い値を有し、更に同じ初期抵抗差を有し、ｎ＋拡散抵抗器を用いて実施される２つのオンチップベース抵抗器（ＲB1及びＲB2）を使用することによって影響に対抗するか又はそれを軽減することができる。ｎ＋拡散抵抗器は、当該温度範囲で感知抵抗器に非常に近い正の温度係数を有する。両方の抵抗器の値が互いに近いので、これらの抵抗器を共通重心方式で配置することによってほぼ完全な整合を提供する。ベース抵抗感知モードの差電流は、温度及びサプライ変動にのみ依存し、圧力感知モードにおいて変化を較正するのに利用される。両方のセンサ抵抗器の抵抗が、温度変動に伴って同じ量だけ変化するので、差電流は、ΔＲSを次式内でゼロに等しいように設定することによって与えられる。
【数１０】
2019522533.tif 000015
【０１６６】
同様に、ベース感知モードの差電流は次式によって与えられる。
【数１１】
2019522533.tif 000016
【０１６７】
式４．１２を式４．１３によって割り算することによって次式が得られる。
【数１２】
2019522533.tif 000017
【０１６８】
上式中の抵抗は絶対ベース値であり、これらの値は事前に既知である。センサとベース抵抗は、Ｒ−Ｆ変換に関して同じ発振器を共有するので、式４．１１によって示唆されているように周波数の比ｆosc,S／ｆosc,BはＶDDに依存しない。従って、オンチップ差動ベース抵抗感知モードに対して別々の時間スロットを有することによって温度及び供給電圧変化に関する初期較正を容易にもたらすことができる。本研究の差動感知及びオンチップベース抵抗較正の方法は、追加の温度、電圧、及び電流の感知モードを有することなく正確な圧力測定を可能にする。
【０１６９】
センサ及びベース抵抗器の周波数の値は、一定の基準周波数ｆREFで作動するカウンタベースのデジタルコア論理部によって計算される。かなり低い基準周波数（ｆREF＝１．５ＫＨｚ）を発生させるために、Ｉ−Ｆ変換に使用されるものと同様であるがより多くの段を有する発振器が使用される。基準発振器に関して温度非依存定バイアス電流が利用される。デジタルコアに対するかなり低いクロック速度（ｆREF）は、動的電力消費量を最小にし、ＴＸに関するＯＯＫデータレートを低減する。
【０１７０】
図５２は、デジタルコアであり、（ａ）がブロック図、（ｂ）がＦ−Ｄコンバータ、（ｃ）が符号器（ＥＮＣ）のブロック図、（ｄ）がＥＮＣの状態図である。図４２（ａ）は、周波数／デジタル（Ｆ−Ｄ）変換を提供し、得られるデータをバースト送信に関して符号化するデジタルコアのブロック図を示している。図４９（ｂ）のＦ−Ｄ変換器は、２つのカウンタＣＮＴSEN及びＣＮＴREFから構成される。タイマーから開始信号を受け入れると、両方のカウンタがリセットされ、加算計数し始める。ＣＮＴREFが３５０サイクルに達すると、両方のカウンタを停止する変換終了（ＥｏＣ）パルスで変換が完了し、ＣＮＴSENの値（データ）が読み出され、それによって１．５ＫＨｚの基準クロック（ＣＬＫREF）周波数で（１ビット）／（５Ｈｚ）の最小周波数分解能が確実にされる。最大入力クロック（ＣＬＫIN）周波数で両方のカウンタでのオーバーフローを回避するために、ＣＮＴREF及びＣＮＴSENは、それぞれ１０ビット及び１８ビットに対して設計される。
【０１７１】
図５２（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ符号器（ＥＮＣ）のブロック図及び状態図を示している。最初にスリープ条件において、符号器ＰＫＴＯの出力は、ＴＸを停止する論理部「０」に固定される。ＥｏＣパルスを受け入れると、符号器はＦ−Ｄ変換器からのデータをラッチし、図４９（ｄ）に示すように入力信号ＤＩＦＲＳ及びＳＥＬＲＳに基づいて次の条件に進行する。基準ベース抵抗器（ＲＢ）及び感知抵抗器（ＲＳ）から発生したデジタル出力がそれぞれ記録されるＳＡＭＰ  ＲＢ及びＳＡＭＰ  ＲＳ条件では、Ｆ−Ｄ変換器からのデータは、サンプリング並列／直列レジスタ（Ｐ  ２ＳＲ  ＳＡＭＰ）内に１８ビット精度で直接格納される。ＲＳ差のみが格納されるＤＩＦＦ  ＲＳ条件にある間に、ＳＡＭＰ  ＲＳ条件において格納された値を保持するために、Ｐ  ２ＳＲ  ＳＡＭＰが書込無効にされる。その間に、ＲＳ差は、前回記録されたＲＳを有するデータを低減することによって計算され、差動並列／直列レジスタ（Ｐ  ２ＳＲ  ＤＩＦＦ）に格納される。１０ｋＨｚのＣＬＫＩＮダイナミックレンジを考えて、Ｐ  ２ＳＲ  ＤＩＦＦの精度は１２ビットに設定される。反転ビット発生器（ＦＢ  Ｇｅｎ）が、並列データＤａｔＰのビット毎の合計によって３つ全ての条件での論理部「１」の個数を計数する。合計値が、１８ビットデジタルデータに対して９に設定され、１２ビット差に対して６に設定された閾値よりも大きい場合に、ＤａｔＰの各ビットが反転され、反転ビットレジスタ（ＦＢ）は論理部「１」に更新される。次のサイクルでは、符号器は、Ｐ  ２ＳＲ  ＳＡＭＰに格納されたデータがサンプルパケット（ＰＫＳＡＭＰ）内でシリアル出力されるＳＲＬ  ＰＫＳＡＭＰ条件又はＰ  ２ＳＲ  ＤＩＦＦに格納されたＲＳ差が差動パケット（ＰＫＳＡＭＰ）内でシリアル出力されるＳＲＬ  ＰＫＳＡＭＰ条件のいずれかに入る。同時に、ＤａｔＳから３ビット巡回冗長検査（ＣＲＣ）コードも導出される。符号器は、データパケットの形成後にスリープ条件に戻り、次のＥｏＣパルスに関して待機する。
【０１７２】
図５３は、デジタルコア及びパケット構造のタイミング図である。特に、図５３は、サンプルパケット（ＰＫＳＡＭＰ）と差動パケット（ＰＫＤＩＦＦ）の両方に関するデジタルコア及び構造体のタイミング図を示している。ＰＫＳＡＭＰは、特定のパケットの開始を示す４ビットヘッダ（ＨＢ）と、反転ビット（ＦＢ）と、１８ビットデータと、３ビットＣＲＣコードと、パケット送信の終了を示す４ビットテール（ＴＢ）とで構成される。ＰＫＤＩＦＦの構造体は、１８ビットではなく１２ビットのＲＳ差データを有することを除いてＰＫＳＡＭＰと同様である。ＲＢ及びＲＳからのデータを送信するＰＫＳＡＭＰのヘッダは、それぞれ「１００１」及び「１０１０」に設定され、ＰＫＤＩＦＦのヘッダは「１１００」に設定される。デジタルコアのタイマーはパケットカウンタを用いて実施され、パケットカウンタは、ＥｏＣパルスを受け入れると１だけ増分され、カウンタ値が（ＮＰＫＣ−１）に等しい時にリセットされ、この場合に、ＮＰＫＣは、サイクル毎のパケット数であり、１０に等しいように設定される。図５０に示すように、Ｆ−Ｄに対する開始パルスは、ＥｏＣとデジタルコアリセット（ＲＳＴＤＣ）パルスの両方の後に２つのＣＬＫＲＥＦサイクルを始動し、変換が開始する前にＦ−Ｄ変換器のＣＬＫＩＮが安定化することを可能にする。パケットカウンタがリセットされると、ＳＥＬＲＳ信号とＤＩＦＲＳ信号の両方が無効にされ、パケットカウンタの値が０及び１それぞれよりも大きい時にアクティブハイになる。その結果、ＮＰＫＣパケット出力（ＰＫＴＯ）の中で第１及び第２のものは、ＲＢ及びＲＳから変換されたデジタルデータを記録するＰＫＳＡＭＰであり、残りの８つのパケットは、各々が３５２ＣＬＫＲＥＦサイクルによって分離されたＲＳ差を記録するＰＫＤＩＦＦである。受信機において、ＲＳ差を第２のＰＫＳＡＭＰから得られたデータと加え合わせることによってＲＳの正確な値を１８ビット精度で回復することができる。従って、緩慢に変化するＩＯＰ信号及び膀胱圧信号からのデータに差動符号化及びビット反転の方式を適用することにより、データパケット内のビット「１」の個数、従って、ＯＯＫ  ＴＸのスイッチオンレートをサンプリングレート及びデータ精度を低減することなく最小にすることができ、データ送信期間中にＴＸによって占められる全ワット損が防止される。
【０１７３】
図５４は、電圧制御式電力発振器（ＶＣＰＯ）とオフチップループアンテナとを含む２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域送信機の概略図である。限られた量の採取無線エネルギを用いた実時間圧力モニタは、送信機に関する非常に低い瞬時と平均の両方の電力消費量を必要とする。本研究では、ＯＯＫ変調の２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域送信機をデータパケットの無線送信に対して設計された。図５４は、ＬＣ電圧制御式電力発振器（ＶＣＰＯ）を含む送信機の概要を示している。ＴＸの設計は、［１５０］、［１５１］に公開されている最近の研究から着想を得たものである。しかし、これらの研究、特に［１５１］では、ＴＸは、漏損電流の最小化及び供給電圧制御が２つの主要な設計基準である非常に低いデータレート（〜１ｂｐｓ）の用途に関して積極的に最適化されたものである。本研究では、ＴＸの設計は、主として瞬時と平均の両方の電力消費量の低減に狙いを定めたものであった。搬送波周波数に対しては、ワット損とアンテナ効率と組織損失との間の相殺として２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域を選択した。２．４ｍｍの直径を有し、ノードＸ及びＹにおいてＶＣＰＯに直接に接続するオフチップループアンテナをプリント回路基板（ＰＣＢ）上に製造する。ループアンテナの外周は、２．４５ＧＨｚでの送信波長よりもかなり小さいので、このアンテナは電気的に小さいアンテナと考えられる。電気的に小さいループの等価集中回路モデルは、図５５に見ることができるように誘導子（ＬＡ）と小さい抵抗器（ＲＡ）との直列の組合せとして表すことができる。従って、オフチップの電気的に小さいループをＶＣＰＯのＬＣタンク回路のための誘導要素として実質的に利用することができる。ループアンテナの自己共振周波数は、一般的に、ＬＣタンクの共振周波数よりもかなり高く、並列コンデンサーＣＳＲＦを追加することによってモデル化することができる。
【０１７４】
アンテナの設計は、埋込可能環境内で所与のサイズ制約条件（表４．１）に対して放射効率を最大化し、組織損失を最小にするように最適化される。アンテナの放射効率がその物理的サイズ又は搬送波周波数と共に増大する（搬送波波長がアンテナの物理的寸法に近づくことに起因して）ことは公知の事実である。しかし、組織の伝導率も周波数と共に増大し、高い組織損失が生じる。インプラントに関して利用可能な空間を効率的に利用するために、ループアンテナに対して２．４ｍｍの直径を選択した。２．４５ＧＨｚの搬送波周波数は、放射効率と組織損失の間の良好な均衡をもたらす。アンテナは、全波３Ｄ電磁シミュレーションソフトウエアであるＡＮＳＹＳ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｓｉｍｕｌａｔｏｒ（ＨＦＳＳ）を用いて設計されて最適化された。ＨＦＳＳシミュレーションによるアンテナパラメータを表４．２に列記する。
【０１７５】
（表４．２）
ループアンテナに関するHFSSシミュレーション及び計算の結果
2019522533.tif 000018
【０１７６】
図５６（ａ）及び図５３（ｂ）は、それぞれＦＲ−４  ＰＣＢ及びパリレン基板上で設計されたループアンテナに関する放射パターンシミュレーションを示している。
【０１７７】
図５４は、ＶＣＰＯの概略図を示している。発振器のコアは、ＮＭＯＳ（Ｍ１−Ｍ２）とＰＭＯＳ（Ｍ３−Ｍ４）との交差接続トランジスタ対と、ＬＣタンク回路と、テール電流ソースＮＭＯＳトランジスタＭ５とで構成される。ＰＭＯＳとＮＭＯＳの両方の交差結合対を有することにより、ＶＣＰＯの有効相互コンダクタンスが増大し、それによって発振を確実にするためにＶＣＰＯに対して必要な始動電流が低減される。更に、この構成は、ＶＣＰＯを付勢するためのループアンテナの中心タッピングの必要性を排除し、それによってＩＯＰモニタシステムでは不可欠な最終デバイスパッケージ化が容易になる。トランジスタＭ１〜Ｍ４のサイズは、ＶＣＰＯに対して受容可能な始動条件［１５２］を保証しながら位相ノイズを最小にするように慎重に設計される。オフチップループアンテナによって実施されるＬＣタンク回路に対して高Ｑ誘導要素を使用することにより、始動中の追加の節電を提供する。
【０１７８】
デジタルコアからのデータパケットは、テール電流ソーストランジスタＭ５を動的に切り換えることによってＴＸを直接ＯＯＫ変調する。トランジスタＭ５のサイズは、ＶＣＰＯが８０μＷ（−１１ｄＢｍ）の瞬時電力をループアンテナに送出するように選択される。ＴＸは、１．２Ｖの調整された供給電圧で作動される。ＴＸをＨＦＳＳシミュレーションから抽出したアンテナのレイアウト寄生及びｓパラメータを用いてシミュレートした。オンチップ同調コンデンサーがない場合に、ＶＣＰＯの最大周波数は、ノードＸ及びＹでの寄生キャパシタンス（主としてボンディングパッド及びデバイスキャパシタンスに起因する）によって制限される。Ｃａｄｅｎｃｅ  Ｒ  Ｓｐｅｃｔｒｅ  Ｒ  ＲＦでの抽出シミュレーションは、同調コンデンサーなしで３．４ＧＨｚのＶＣＰＯ発振周波数をもたらす。従って、２．４５ＧＨｚＩＳＭ帯域（２．４ＧＨｚ〜２．５ＧＨｚ）の搬送波周波数を達成するために、金属−絶縁物−金属（ＭＩＭ）コンデンサーをＬＣタンク回路内に導入した。
【０１７９】
このＴＸ設計は非常に電力効率が高いので、無線身体エリアネットワーク（ＷＢＡＮ）のような様々な他の短距離生体医療通信用途に対して有利とすることができる。従って、このＴＸの設計は、別々の独立型構造体としても最適化される。図５７に示すように、２．３ＧＨｚから２．７ＧＨｚまでの同調範囲を与えるために５ビット容量性ＭＩＭ  ＤＡＣが実施される。この同調範囲は、ＷＢＡＮ（ＩＥＥＥ  ８０２．１５．６）に割り当てられた２３６０ＭＨｚ〜２４００ＭＨｚ周波数帯域も網羅することになる［１５３］。［１５１］において実施されているデジタルスイッチとは異なり、本研究は、図４７に示すＮＭＯＳスイッチに対して明確なオフ条件の負のゲートツー供給電圧Ｖｇｓを供給する抵抗器ベースのスイッチ付勢機構［１５４］を利用する。データパケットによってＤＡＣ同調コンデンサーを動的に切り換えることによって可変帯域幅を使用する周波数シフトキーイング（ＦＳＫ）変調も可能である。送出される出力電力を再構成するために、バイナリ重み付きサイズを有する７つのテール電流ソースＭ５＜６：０＞が使用される。
【０１８０】
圧力感知読取ＡＳＩＣは、標準の０．１８μｍＣＭＯＳ処理において実施及び製造される。チップは、ボンディングパッドを含むシリコン面積のうちの７５０μｍ×７５０μｍを占有する。チップのマイクロ写真を図４８に例示している。フルシステムＳｏＣは、サイズ制限に起因して限られた個数の試験のためのボンディングパッドのみを有するので、個々の回路ブロックを特徴付けるために別々の試験構造体ダイを製造した。最初に、個々の回路ブロックのＤＣ試験を実施した。測定を実施するために、圧力センサ抵抗器を圧力チャンバに配置する。チャンバ内の圧力を０ｍｍＨｇから６０ｍｍＨｇまで変化し、Ｒ−Ｉ１とＲ−Ｉ２の両方の回路ブロックに関して差電流ＩＤの変化を測定する（図５９）。ＩＤのダイナミックレンジを測定した結果は、０〜６０ｍｍＨｇの圧力範囲にわたって１０５ｎＡであり、この測定結果はシミュレーション値に非常に近い。図５０（ａ）は、Ｒ−Ｉ２変換器に関するセンサ抵抗器端子の両端の擬似差動基準電圧を示している。図に見ることができるように両方の感知要素の両端の電圧降下は正確であり、測定結果は１００ｍＶであった。同様に、Ｒ−Ｉ１変換器内の感知要素の両端の電圧降下の測定結果は正確に１００ｍＶであった（図６０（ｂ））。
【０１８１】
４つ全ての電圧レギュレータの出力電圧を測定した結果は、複数のダイにわたって設計値の±３％以内である。チップの測定バイアス電流は９７ｎＡであり、これは１００ｎＡの設計値に非常に近い。
【０１８２】
ＴＸの性能を特徴付けるために周波数及び電流の同調を可能にするＴＸ試験を使用する。２．４ｍｍ径を有するループアンテナをＦＲ４プリント回路基板（ＰＣＢ）上に製造する。寄生の効果を最底限に抑制するために、ＴＸダイをアンテナトレースに直接ワイヤボンディングする。ループアンテナはＶＣＰＯのノードＸ及びＹに直接に接続され（図５４）、バッファ又はＰＡは実施されていないことでＴＸ出力の直接的な精査は不可能であった。従って、ＴＸに関する全ての測定は、無線試験構成で行われる。利得８ｄＢｉを有するホーンアンテナをＴＸチップから約２０ｃｍ距離を置いて位置決めする。ホーンアンテナは、送信データを受信するＡｇｉｌｅｎｔ  Ｅ４４０４Ｂスペクトル解析器に接続される。この構成を用いてピーク電力の値−５２ｄＢｍを受信した。受信電力に対して公知のＦｒｉｉｓ送信計算式を用いてＴＸのピーク出力電力を計算した結果は−３３．７６ｄＢｍであった。この構成に関するＶＣＰＯ電力消費量を測定した結果は６９．８μＷ（＝−１１．５６ｄＢｍ）であり、この測定結果は−２２．２ｄＢのループアンテナ利得を与える。
【０１８３】
図６１は、１Ｍｂｐｓ、５Ｍｂｐｓ、及び１０Ｍｂｐｓのデータレートでの擬似ランダムバイナリシーケンス（ＰＲＢＳ）によってＯＯＫ変調されたＴＸの出力スペクトルを示している。このＴＸは、ＦＳＫ変調を提供するようには設計されないが、この設計の将来の改訂バージョンは、このチップ内に既に実施されたコース同調アレイと共にＦＳＫ変調を可能にするためのサブＤＡＣ容量性アレイを容易に受け入れることができる。ＦＳＫ変調の可能性を明らかにするために、同調ＤＡＣアレイ内の４３ｆＦの最小コンデンサーを１ＭｂｐｓＰＲＢＳデータと交換し、図５２に示す広帯域ＦＳＫスペクトルがもたらされている。このモードでは送信機は１４０μＷを消費する。ＶＣＰＯは、搬送波周波数から１ＭＨｚのオフセットで−１１５ｄＢｃ／Ｈｚの位相ノイズを達成する。
【０１８４】
次いで、フルシステムの試験が、感知要素を圧力チャンバに配置することによって実施される。感知要素をチップのＲ−Ｉ変換器に接続する。フルシステムＳｏＣは、低電力の特徴を有することに起因してＲ−Ｉ２変換器を使用する。デジタルコアは、感知要素又はオンチップベース抵抗器のいずれかを選択するＳｅｌＲＳ信号をＲ−Ｉ２変換器に送る（ＳｅｌＲＳ＝０は感知要素を選択し、ＳｅｌＲＳ＝１はベース抵抗を選択する）。ベース抵抗に対応するＲ−Ｆ回路の測定出力周波数は３６０ＫＨｚであった。図５３は、定圧で測定した周期的ＳｅｌＲＳ信号、Ｒ−Ｆ変換器出力、基準発振器クロック、及びデジタルデータパケットを示している。ベース周波数（３０ビット）、感知要素周波数（３０ビット）、及び差周波数（２４ビット）に関して測定したデータパケットを図６４に例示している。図に見ることができるように、ヘッダビット（ＨＢ）は、３つ全てのタイプのパケットに対して復号目的で異なる。
【０１８５】
図６５は、当該圧力範囲で測定したセンサ周波数及びベース周波数を示している。センサ周波数は、３９０．７ＫＨｚから３７９．９ＫＨｚの範囲にわたって１．５ＫＨｚでの３５０基準クロックサイクルのデジタルコアカウンタ変換時間で０．０２４ｍｍＨｇ／ＬＳＢの分解能をもたらす。しかし、実際のセンサ分解能は、熱ノイズによって制限される。Ｒ−Ｉ変換器回路内のオペアンプの熱ノイズは、低電力散逸を有することに起因する読取チップ内で優勢なノイズ源である。Ｒ−Ｉ変換器のノイズシミュレーションは、圧力読取において０．３１（ｍｍＨｇ）ｒｍｓのｒｍｓ誤差を示唆している。平均ベース抵抗器周波数の測定値は、３６０ＫＨｚで一定に留まる。
【０１８６】
０〜６０ｍｍＨｇの圧力範囲にわたってＡｇｉｌｅｎｔ  ４２８４Ａ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  ＬＣＲを用いて１２Ωの感知抵抗ダイナミックレンジを測定した。二点較正を用いて最大非線形性を測定した結果は８７ｍΩであり、０．４４ｍｍＨｇの読取感度がもたらされている。３１２Ωのセンサ抵抗（ＲＳ１−ＲＳ２）に関して測定した感知抵抗線形性を図５６に示している。ＩＯＰと膀胱圧範囲の両方を受け入れるのにこの感度は十分である。ｒｍｓ誤差は、変換時間を延ばすか又は各圧点で得られた複数のデータサンプルを平均するかのいずれかによって低減することができる。図６７は、平均されるデータサンプルの個数が増加した時の測定感度の改善を示している。
【０１８７】
次いで、ＳｏＣを無線構成で測定した。２．６ｍｍ径の２巻回１００μｍ厚受信給電コイルをオンチップ整合ネットワークの前に接続する。センサを圧力チャンバに配置し、システムを７００ＭＨｚＲＦ発振源によって励振される空洞共振器内に保つ。データをスペクトル解析器によって受信し、市販の既製（ＣＯＴＳ）構成要素からなる基地局によって復調する。図６８は、受信データパケットの出力パワースペクトルを示している。次いで、復調されたデータパケットをコンピュータへのＵＡＲＴインタフェースを有するＦＰＧＡボードに供給する。受信データパケットをｍａｔｌａｂソフトウエア内で実時間で復号する。図６９は、スペクトル解析器によって受信されたデータと、それに対応するデジタルパケットとを示し、正しいパケット受信を明らかにしている。
【０１８８】
圧力感知チップの感度は主としてノイズよって制限されるので、無線構成においてノイズを特徴付けるのは重要である。図７０は、定圧で無線測定したデータ内のノイズに起因する偏差を示している。各ノイズ測定に関して合計で６０データパケットを平均した。図７１は、無線測定したノイズに関する得られたヒストグラムを示している。３１２Ωのセンサ抵抗での公称差に関して標準偏差（１σ）を測定した結果は４２９．１２ｐｐｍ又は１３３．９ｍΩであり、０．６７ｍｍＨｇの圧力感度がもたらされている。図７２は、無線測定した圧力を示し、それを基準センサと比較している。２点較正の後に、圧力読取値内の最大測定誤差は、０．６３ｍｍＨｇの標準偏差を用いて０．８１ｍｍＨｇであった。
【０１８９】
更に、感知周波数及びベース周波数に対する温度効果を特徴付けて図７３に示している。３０℃から３８℃の温度範囲で２点較正を実施した後に記録した圧力で温度変動に起因する最大誤差を測定した結果は、０．５４ｍｍＨｇであった。３点較正を使用する場合に、温度に起因する圧力測定値内の誤差は、更に０．３９ｍｍＨｇに低減される。
【０１９０】
バーストデータ送信に起因して、チップは、採取エネルギから６１．４μＷを消費する。表４．３は、ＡＳＩＣの測定性能の概要を示している。
【０１９１】
（表４．３）
性能概要
2019522533.tif 000019
【０１９２】
以前に公開された圧力モニタシステムとのＡＳＩＣの性能比較を表４．４に与える。
【０１９３】
（表４．４）
過去の研究との比較
2019522533.tif 000020
‡分解能は、完全無線システムに関して測定したものではない。*所与の圧力範囲及び９ビットの分解能からｍｍＨｇに変換したものである。＋整流供給電圧からの電力消費量。＋＋チップのバックラッピング処理の後のもの。
【０１９４】
最後に、ＡＳＩＣ性能を生体内ラビット実験において評価した。麻酔をかけたラビットから眼内圧を記録した。圧力センサダイを眼内に埋め込み、動物の外部に保たれたＡＳＩＣマイクロシステムに接続された。図７４は実験設定を示している。４ｍｌ／時間の一定の速度での眼内への食塩水の注入に対するラビットの眼の圧力反応を記録し、図７４の下部のグラフに示している。
【０１９５】
本明細書に説明する態様を通して、低電力サブｍｍ３のＩＯＰ圧モニタマイクロシステムを本発明の開示に提示する。マイクロシステムは、哺乳動物の眼内のＩＯＰを無線で測定及びモニタするために哺乳動物被験体の眼内のあらゆる適切な区域内に埋め込むことができる。マイクロシステムは、２．６ｍｍ径の所与の空間内に圧力センサと、給電コイルと、ループアンテナと、低電力無線圧力読み出しＡＳＩＣとを集積する。低電力圧力感知フロントエンド、パワーマネージメント、及び送信機回路の結果として、７００ＭＨｚＲＦソースから空洞共振器を通してエネルギを無線で採取しながら、チップの電力消費量は僅か６１．４μＷである。
【０１９６】
図７４は、３１２Ω公称ΔＲＳに対して０．６７ｍｍＨｇのＩＯＰ感度をもたらす４２９ｐｐｍ（１３３．９ｍΩ）１σ偏差を示すヒストグラムを与える図７０の無線ノイズ測定値に対応するヒストグラムを示している。
【０１９７】
本明細書に説明する主題の実施形態及び機能的作動は、本明細書に開示する構造体及びその構造体的均等物を含むデジタル電子回路内又はコンピュータソフトウエア、コンピュータファームウエア、又はコンピュータハードウエア内、又はこれらのうちの１又は２以上のものの組合せ内に実施することができる。本明細書に説明する主題の実施形態は、データ処理装置による実行に関してコンピュータ可読媒体上に符号化され、又はこの装置を制御することを目的とするコンピュータプログラム命令の１又は２以上のモジュールを用いて実施することができる。コンピュータ可読媒体は、小売販路を通して販売されているコンピュータシステム内のハードドライブ又は光ディスクのような製造製品とすることができる。コンピュータ可読媒体は別々に入手し、後に有線又は無線のネットワーク上でのコンピュータプログラム命令の１又は２以上のモジュールの配信等によってコンピュータプログラム命令の１又は２以上のモジュールによって符号化することができる。コンピュータ可読媒体は、機械可読ストレージデバイス、機械可読ストレージ基板、メモリデバイス、又はこれらのうちの１又は２以上の組合せとすることができる。
【０１９８】
「データ処理装置」という用語は、一例としてプログラム可能プロセッサ、コンピュータ、又は複数のプロセッサ又はコンピュータを含むデータを処理するための全ての装置、デバイス、及び機械を包含する。装置は、ハードウエアに加えて、当該コンピュータプログラムに対する実行環境を生成するコード、例えば、プロセッサファームウエア、プロトコルスタック、データベース管理システム、オペレーティングシステム、実行時環境、又はこれらのうちの１又は２以上を構成するコードを含むことができる。更に、装置は、ウェブサービスインフラストラクチャ、分散コンピュータインフラストラクチャ、及びグリッドコンピュータインフラストラクチャのような様々な異なるコンピュータモデルインフラストラクチャを使用することができる。
【０１９９】
コンピュータプログラム（プログラム、ソフトウエア、ソフトウエアアプリケーションとしても公知）は、コンパイル実行言語又はインタープリター実行言語、宣言型言語、又は手順型言語を含むいずれかの形態のプログラミング言語で書くことができ、独立型プログラムとしての形態、又はモジュール、構成要素、サブルーチン、又はコンピュータ環境内の使用に適する他のユニットとしての形態を含むいずれかの形態で配備することができる。コンピュータプログラムは、必ずしもファイルシステム内の１つのファイルに対応するとは限らない。プログラムは、当該プログラムに専用単一ファイル内で他のプログラム又はデータを保持するファイルの一部分（例えば、マークアップ言語文書に格納された１又は２以上のスクリプト）内、又は複数の連携ファイル（例えば、１又は２以上のモジュール、サブプログラム、又はコードの一部分を格納する複数のファイル）に格納することができる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上又は一箇所に設置又は複数の箇所にわたって分散され、通信ネットワークによって相互接続された複数のコンピュータ上で実行されるように配備することができる。
【０２００】
本明細書に説明する処理及び論理フローは、入力データに対して作動し、出力を生成することによって機能を実施するように１又は２以上のコンピュータプログラムを実行する１又は２以上のプログラム可能プロセッサによって行うことができる。処理及び論理フローは、専用論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実施することができ、装置は、そのような専用論理回路として実施することができる。
【０２０１】
コンピュータプログラムの実行に適するプロセッサは、一例として汎用と専用の両方のマイクロプロセッサ及びいずれかのタイプのデジタルコンピュータのいずれか１又は２以上のプロセッサを含む。一般的に、プロセッサは、読取専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はこれら両方から命令及びデータを受信することになる。コンピュータの必須要素は、命令を実施するためのプロセッサと、命令及びデータを格納するための１又は２以上のメモリデバイスとである。一般的に、コンピュータは、データを格納するための１又は２以上の大容量ストレージデバイス、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、又は光ディスクを更に含む又はこれらのストレージデバイスからデータを受信するか、又はこれらのストレージデバイスにデータを伝達するか又はこれらの両方を行うためにこれらのストレージデバイスと作動可能に結合されることになる。しかし、コンピュータは、そのようなデバイスを持たない場合がある。更に、コンピュータは、別のデバイス、例えば、少数の例を挙げれば、携帯電話、携帯情報端末（ＰＤＡ）、モバイルオーディオプレーヤ又はモバイルビデオプレーヤ、ゲームコンソール、全地球測位システム（ＧＰＳ）受信機、又は携帯ストレージデバイス（例えば、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）フラッシュドライブ）内に埋め込むことができる。コンピュータプログラム命令及びデータを格納するのに適するデバイスは、一例として、半導体メモリデバイス、例えば、ＥＰＲＯＭ（消去可能プログラマブル読取専用メモリ）、ＥＥＰＲＯＭ（電気的に消去可能なプログラマブル読取専用メモリ）、及びフラッシュメモリデバイスと、磁気ディスク、例えば、内蔵ハードディスク又は着脱可能ディスクと、光磁気ディスクと、ＣＤ−ＲＯＭディスク及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクとを含む全ての形態の不揮発性のメモリ、媒体、及びメモリデバイスを含む。プロセッサ及びメモリには専用論理回路を補充することができ、又はプロセッサ及びメモリを専用論理回路内に組み込むことができる。
【０２０２】
ユーザとの対話を可能にするために、本明細書に説明する主題の実施形態は、ユーザに情報を表示するための表示デバイス、例えば、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）、又は他のモニタと、ユーザがコンピュータに入力を与えることを可能にするキーボード及びポインティングデバイス、例えば、マウス又はトラックボールとを有するコンピュータ上に実施することができる。ユーザとの対話を可能にするために他のタイプのデバイスを使用することができ、例えば、ユーザに与えられるフィードバックは、いずれかの形態の感覚フィードバック、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、又は触覚フィードバックとすることができ、ユーザからの入力は、音響入力、発話入力、又は触覚入力を含むいずれかの形態で受け入れることができる。
【０２０３】
コンピュータシステムは、クライアントとサーバを含むことができる。クライアントとサーバは、一般的に、互いに遠隔であり、一般的に、通信ネットワーク上で対話する。クライアントとサーバの関係は、それぞれのコンピュータ上で実行され、互いにクライアント−サーバ関係を有するコンピュータプログラムによってもたらされる。本明細書に説明する主題の実施形態は、例えば、データサーバとしてのバックエンド構成要素、例えば、アプリケーションサーバのようなミドルウェア構成要素、ユーザが本明細書に説明する主題の実施と対話することを可能にするグラフィカルユーザインタフェース又はウェブブラウザを有するクライアントコンピュータのようなフロントエンド構成要素、又は１又は２以上のそのようなバックエンド構成要素、ミドルウェア構成要素、又はフロントエンド構成要素のあらゆる組合せを含むコンピュータシステムに実施することができる。システムの構成要素は、デジタルデータ通信、例えば、通信ネットワークのいずれかの形態又は媒体によって相互接続することができる。通信ネットワークの例は、ローカルエリアネットワーク（「ＬＡＮ」）及び広域ネットワーク（「ＷＡＮ」）、ネットワーク間ネットワーク（例えば、インターネット）、並びにピアツーピアネットワーク（例えば、アドホックピアツーピアネットワーク）を含む。
【０２０４】
本明細書は多くの実施の詳細を含むが、これらの詳細は、本発明の範囲又は主張することができるものの限定ではなく、本発明の特定の実施形態に独特の特徴の説明として解釈しなければならない。本明細書において別々の実施形態の状況で説明するある一定の特徴は、単一実施形態において組合せで実施することができる。それとは逆に、単一実施形態の状況で説明する様々な特徴は、複数の実施形態において別々に又はあらゆる適切な部分組合せで実施することができる。更に、上記では特徴をある一定の組合せで機能するものとして説明する場合があり、最初にそのように主張する場合さえもあるが、一部の場合に主張する組合せからの１又は２以上の特徴は、組合せから削除することができ、更に主張する組合せは、部分組合せ又は部分組合せの変形に向けることができる。
【０２０５】
同様に、図面には作動を特定の順序で説明したが、これは、望ましい結果を達成するためにそのような作動を図示する特定の順序又は順次的な順序を用いて実施すること又は図示する全ての作動を実施することを必要とすると理解すべきではない。ある一定の状況では、マルチタスク処理及び並列処理を有利とすることができる。更に、上述した実施形態での様々なシステム構成要素の分離は、全ての実施形態においてそのような分離を必要とするものと理解すべきではなく、説明するプログラム構成要素及びシステムは、一般的に、単一ソフトウエア製品内に互いに組み込む又は複数のソフトウエア製品内にパッケージ化することができることを認めなければならない。
【０２０６】
すなわち、本発明の特定の実施形態を説明した。他の実施形態は、以下の特許請求の範囲内である。これに加えて、特許請求の範囲内に列挙するアクションは、異なる順序を用いて実施することができ、依然として望ましい結果を達成することができる。
【符号の説明】
【０２０７】
１００  無線緑内障治療システム
１０２  眼
１１０  無線電力送信システム
１４０  刺激コイル
１６０  フレネルレンズ
【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６】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図９Ｅ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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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２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１ａ】
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【図３１ｂ】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２Ａ】
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【図４２Ｂ】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２（ａ）】
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【図５２（ｂ）】
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【図５２（ｃ）】
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【図５２（ｄ）】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６（ａ）】
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【図５６（ｂ）】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０（ａ）】
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【図６０（ｂ）】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４（ａ）】
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【図６４（ｂ）】
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【図６４（ｃ）】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【図７２】
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【図７３】
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【図７４（ａ）】
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【図７４（ｂ）】
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【国際調査報告】
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