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技術 損傷又は疾患組織の非侵襲的治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法

出願人 ルミセラインク.
発明者 テッドフォード,クラーク,イー.デラップ,スコットブラッドリー,スコット
出願日 2019年11月6日 (1年1ヶ月経過) 出願番号 2019-201176
公開日 2020年3月12日 (9ヶ月経過) 公開番号 2020-036919
状態 未査定
技術分野 眼耳の治療、感覚置換
主要キーワード パルスデューティサイクル 追跡センサー 指向要素 光線面 平均電力密度 確認測定 空間調整 二次破壊
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (20)

課題

損傷した又は疾患のある眼組織治癒を促進するための多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する。

解決手段

装置300は、内部を有するハウジング102と、患者インターフェィス面104、アイピースであって、ハウジング上に配設され、アイピースに隣接する患者の眼の配置のために構成かつ配置される、アイピースと、第1の治療用波長を有する第1の光線を生成し、ハウジング内に配設される第1の光源と、第2の治療用波長を有する第2の光線を生成し、ハウジング内に配設される第2の光源であって、第2の治療用波長が少なくとも25nmだけ第1の治療用波長とは異なる、第2の光源と、を含む。

概要

背景

一般にフォトバイオモジュレーション(「PBM」)又は低レベル光線療法と称される方法において、生物活性刺激する又は抑制するために、光は細胞組織内で異なるメカニズムで機能することができる。PBMは、身体表面に適用されて広範囲疾患状態に有益な効果を生成する、レーザー又は非コヒーレント光源により作成される、可視光から近赤外光(NIR)(500〜1000nm)の使用を含む。Chung et al.,Ann.Biomed.Eng(2011);Hashmi et al.,PM.R.2:S292〜S305(2010);Rojas et al.,Dovepress2011:49〜67(2011);and Tata and Waynant,Laser and Photonics Reviews5:1〜12(2010).PBMは、細胞に著しい損傷を引き起こさずに、好適な強度、エネルギー及び波長による光の使用を必要とする。

細胞レベルのPBMのメカニズムは、代謝機能の安定化をもたらす、ミトコンドリア呼吸鎖複合体の活性化によるものだとされている。シトクロムcオキシダーゼ(CCO)が遠赤外光から近赤外光のスペクトル範囲における重要な光受容体であることを示す証拠が、相次いでいる。Grossman et al.,Lasers.Surg.Med.22:212〜218(1998);Kara et al.,J.Photochem.Photobiol.B.27:219〜223(1995);Karu and Kolyakov,Photomed.Laser Surg.23:355〜361(2005);Kara et al.,Lasers Surg.Med.36:307〜314(2005);and Wong−Riley et al.,J.Biol.Chem.280:4761〜4771(2005)。

眼を悩まし得る外傷又は疾患を含む、多くの障害がある。眼疾患は、例えば緑内障加齢関連黄斑変性症糖尿病性網膜症網膜色素変性症中心性漿液性網膜症(CRS)、非動脈炎性前部虚血性視神経症(NAION)、レーバー遺伝性視神経疾患ブドウ膜炎などを含むことができる。他の障害は、身体的外傷(例えば白内障若しくはレンズ手術)又は眼の損傷又は変性の他の原因を含むことができる。眼の変性とは主要な破壊的事象(例えば眼の外傷又は手術)から生じると共に、主要な破壊的又は疾患事象が理由で、細胞により生じる持続性遅延性及び進行性破壊メカニズムから生じる細胞破壊のプロセスを含むことができる。

概要

損傷した又は疾患のある眼組織治癒を促進するための多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する。装置300は、内部を有するハウジング102と、患者インターフェィス面104、アイピースであって、ハウジング上に配設され、アイピースに隣接する患者の眼の配置のために構成かつ配置される、アイピースと、第1の治療用波長を有する第1の光線を生成し、ハウジング内に配設される第1の光源と、第2の治療用波長を有する第2の光線を生成し、ハウジング内に配設される第2の光源であって、第2の治療用波長が少なくとも25nmだけ第1の治療用波長とは異なる、第2の光源と、を含む。A

目的

本開示は、消失した若しくは減少した細胞若しくは組織機能に関連付けられる障害又は疾患の非侵襲的治療で使用するための、多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

患者の眼の眼組織光線療法送達する自立型装置であって、前記装置は、内部を含むハウジングと、アイピースであって、ハウジング上に配設され、アイピースに隣接する患者の眼の配置のために構成かつ配置される、アイピースと、第1の治療用波長を有する第1の光線を生成し、前記ハウジング内に配設される第1の光源と、第2の治療用波長を有する第2の光線を生成し、前記ハウジング内に配設される第2の光源であって、前記第2の治療用波長が少なくとも25nmだけ前記第1の治療用波長とは異なる、第2の光源と、前記ハウジング内に配設される開口部と、を含み、前記装置が、前記開口部及び前記アイピースを通るように前記第1及び前記第2の光線を方向付けて、前記患者の眼に光線療法を提供するように構成かつ配置されている、装置。

技術分野

0001

(関連出願の相互参照
2015年9月9日出願の本PCT国際特許出願は、それぞれ2014年9月9日に出願された米国特許仮出願第62/048,182号、同62/048,187号及び同62/048,211号の利益を主張する。米国特許仮出願第62/048,182号、同62/048,187号及び同62/048,211号は、それら全体を本明細書に参照により組み込む。

0002

(発明の分野)
本開示は概して、フォトバイオモジュレーション(「PBM」)を含む、多重波長光線療法に関する。更に具体的には、それぞれが異なる波長ピークを有する、2つ以上の光線量の、細胞若しくは組織への調整かつ標的化した送達により、細胞若しくは組織(例えば損傷若しくは疾患のある眼の細胞若しくは組織)の機能を改善又は回復するための眼科領域光線療法装置、システム及び方法を含む、非侵襲的光線療法装置、システム及び方法を本明細書にて開示する。調整した方法で導光する際、2つ以上の光線量は2つ以上の感光性因子又は光受容体活性を調節し、それによって損傷若しくは疾患のある細胞又は組織の治癒を促進する。

背景技術

0003

一般にフォトバイオモジュレーション(「PBM」)又は低レベル光線療法と称される方法において、生物活性刺激する又は抑制するために、光は細胞組織内で異なるメカニズムで機能することができる。PBMは、身体表面に適用されて広範囲疾患状態に有益な効果を生成する、レーザー又は非コヒーレント光源により作成される、可視光から近赤外光(NIR)(500〜1000nm)の使用を含む。Chung et al.,Ann.Biomed.Eng(2011);Hashmi et al.,PM.R.2:S292〜S305(2010);Rojas et al.,Dovepress2011:49〜67(2011);and Tata and Waynant,Laser and Photonics Reviews5:1〜12(2010).PBMは、細胞に著しい損傷を引き起こさずに、好適な強度、エネルギー及び波長による光の使用を必要とする。

0004

細胞レベルのPBMのメカニズムは、代謝機能の安定化をもたらす、ミトコンドリア呼吸鎖複合体の活性化によるものだとされている。シトクロムcオキシダーゼ(CCO)が遠赤外光から近赤外光のスペクトル範囲における重要な光受容体であることを示す証拠が、相次いでいる。Grossman et al.,Lasers.Surg.Med.22:212〜218(1998);Kara et al.,J.Photochem.Photobiol.B.27:219〜223(1995);Karu and Kolyakov,Photomed.Laser Surg.23:355〜361(2005);Kara et al.,Lasers Surg.Med.36:307〜314(2005);and Wong−Riley et al.,J.Biol.Chem.280:4761〜4771(2005)。

0005

眼を悩まし得る外傷又は疾患を含む、多くの障害がある。眼疾患は、例えば緑内障加齢関連黄斑変性症糖尿病性網膜症網膜色素変性症中心性漿液性網膜症(CRS)、非動脈炎性前部虚血性視神経症(NAION)、レーバー遺伝性視神経疾患ブドウ膜炎などを含むことができる。他の障害は、身体的外傷(例えば白内障若しくはレンズ手術)又は眼の損傷又は変性の他の原因を含むことができる。眼の変性とは主要な破壊的事象(例えば眼の外傷又は手術)から生じると共に、主要な破壊的又は疾患事象が理由で、細胞により生じる持続性遅延性及び進行性破壊メカニズムから生じる細胞破壊のプロセスを含むことができる。

発明が解決しようとする課題

0006

これらの眼疾患、障害又は変性の治療のための方法及び装置を開発することは望ましい。手術若しくは薬学的治療より侵襲性でない若しくは副作用が少ない可能性がある、又は、手術若しくは薬学的治療と共に使用して治癒若しくは治療に役立つことができる、治療のための方法及び装置を開発することは特に望ましい。

課題を解決するための手段

0007

本開示は、消失した若しくは減少した細胞若しくは組織機能に関連付けられる障害又は疾患の非侵襲的治療で使用するための、多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する。したがって本明細書で開示す多重波長光線療法装置、システム及び方法は、障害若しくは疾患を罹患した患者の細胞若しくは組織に、2つ以上の異なる波長の調整かつ標的化した送達による治療上の使用に適応して、障害若しくは疾患と関連付けられる細胞若しくは組織における、低下した機能を強化する、過活動機能を低下させる、又は変化した機能を修正して、それにより障害若しくは疾患の1つ以上の態様の症状を低減する、又は進行を遅らせることができる。

0008

特定の実施形態において本開示は、標的細胞の1つ以上の機能を改善する及び/又は回復させる、多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する。そのシステム及び方法は、2つ以上の異なる光の波長の細胞及び/又は組織への調整かつ標的化した送達を含んでおり、このことにより2つ以上の感光性因子又は光受容体の活性を促進して、それによって、標的細胞機能、特に障害及び/又は疾患と関連付けられる標的細胞の機能を改善する及び/又は回復させる。

0009

他の実施形態において本開示は、細胞及び/又は組織のシトクロムcオキシダーゼ(CCO)活性を刺激する方法を提供するための多重波長光線治療装置、システム及び方法を提供する。その方法は、CCO活性と関連付けられかつそれに必要な2つ以上の感光性因子を有する細胞への2つ以上の光線量の調整かつ標的化した送達を含む。第1の光線量は、CCOの第1の感光性因子を活性化することができる第1の波長を有しており、第2の光線量はCCOの第2の感光性因子を活性化することができる第2の波長を有しており、それによってCCO活性を刺激する。これらの実施形態の特定の態様において、CCO活性を刺激することは、標的細胞、特に障害及び/又は疾患と関連付けられる1つ以上の細胞を有する標的組織などの標的組織内の標的細胞の機能を改善及び/又は回復する。その特定の態様は逆転する場合もあり、及び/又はその進行を細胞内のCCO活性を増加させることによって遅らせることができる。

0010

更なる実施形態において本開示は、1つ以上の消失した若しくは減少した細胞機能と関連付けられる障害及び/又は疾患を罹患した患者の治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する。前記システム及び方法は、消失した細胞機能を回復させて及び/又は低下した細胞機能を強化して、それにより障害及び/又は疾患を治療するために、患者の1つ以上の細胞に2つ以上の異なる光の波長の調整かつ標的化した送達を含む。これらの実施形態の特定の態様において、消失した又は低下した細胞機能は、細胞内機能に関連付けられかつそれに必要な2つ以上の感光性因子を有する標的細胞内の、細胞内のCCO活性などの細胞内機能を含む。

0011

更に他の実施形態において本開示は、眼の細胞の1つ以上の消失した及び/又は低下した機能と関連付けられる眼の障害及び/又は疾患を罹患した患者の治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法を提供する。前記システム及び方法は、消失した及び/又は低下した眼の細胞に対する機能を回復させて及び/又は強化して、それにより障害及び/又は疾患を治療するために、患者の眼に2つ以上の異なる光の波長の調整かつ標的化した送達を含む。

0012

これらの装置、システム及び方法の特定の態様において、眼の障害及び/又は疾患は、急性又は慢性の眼の障害及び/又は疾患である。それは眼の変性疾患(かすみ目又は視力の低下、視力障害、炎症及びコントラスト感度の低下など)を含む。

0013

これらの装置、システム及び方法の他の態様において、眼の障害及び/又は疾患は眼症候群(例えば緑内障、萎縮型又は滲出型を含む加齢関連黄斑変性症(AMD)、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、CRS、NAION、レーバー疾患、眼科手術、ブドウ膜炎、高血圧性網膜症、又は脈管若しくは神経学的メカニズムを介する1つ以上の眼の機能を妨げるプロセス、及び視覚神経炎など)である。

0014

これらの装置、システム及び方法の更なる態様において、眼の障害及び/又は疾患は、眼瞼炎眼窩周囲のしわ脂漏症、又は他の眼瞼皮膚疾患(例えば乾癬及び湿疹など)を含む、急性又は慢性の眼瞼疾患である。

0015

これらの装置、システム及び方法の更なる他の態様において、眼の障害及び/又は疾患は、急性損傷(露出性角膜炎若しくはUV角膜炎など)、ドライアイウイルス感染細菌感染角膜剥離角膜浮腫外科切開、貫通傷、上強膜炎若しくは強膜炎を含む、急性又は慢性の眼の結膜又は角膜疾患である。

0016

これらの装置、システム及び方法の他の更なる態様において、眼の障害及び/又は疾患は、虹彩炎硝子体炎眼内炎(細菌及び無菌)を含む、急性又は慢性の前房及び硝子体疾患である。

0017

少なくいくつかの実施形態において、装置は、1つ以上の眼の障害若しくは疾患に関連付けられる症状を経験している対象、又は、開閉する瞼、強膜若しくは標的組織への接近を提供する任意の角度アプローチのいずれかと共に、対象の眼による1つ以上の眼の障害又は疾患と診断された対象へPBM治療を提供するのに適応している。装置は、独立型非依存方式又は遠隔制御からの信号に応答して作動できるコントローラを含むことができる。コントローラは、対象の眼組織に光を送達するのに適している1つ以上の光源起動させることができる。

0018

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載の装置、システム及び方法は、急性若しくは慢性の眼の疾患などの眼の状態の結果としての影響、若しくはこのような眼の状態に関連付けられる症状を治療する、又は改善するために使用することができる。少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載の装置、システム及び方法は、眼の変性疾患(かすみ目若しくは視力の低下、視力障害、炎症、虚血解剖学上の沈着(例えばリポフュージョン、βアミロイド若しくはドルーゼン)及びコントラスト感度の低下など)に関連付けられる症状若しくは影響を治療する、又は改善するために使用することができる。

0019

いくつかの実施形態によれば、本明細書に記載する装置、システム及び方法は、急性又は慢性の眼症候群(例えば緑内障、萎縮型又は滲出型の加齢関連黄斑変性症(AMD)、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、中心性漿液性網膜症(CRS)、非動脈炎性前部虚血性視神経症(NAION)、レーバー疾患、眼科手術、ブドウ膜炎、高血圧性網膜症、若しくは脈管若しくは神経学的メカニズムを介する1つ以上の眼の機能を妨げるプロセス、及び視覚神経炎)の症状を有する若しくは経験する対象を治療する、又は対処するために使用することができる。

0020

本明細書に記載する装置及び方法は、任意の急性損傷(露出性角膜炎若しくはUV角膜炎など)、ドライアイ、ウイルス感染、細菌感染、角膜剥離、角膜浮腫、外科的切開、貫通傷、上強膜炎及び強膜炎を含む、急性及び慢性の眼の結膜又は角膜疾患を有する対象を治療する、又は対処するために使用することもできる。本明細書に記載する装置及び方法は、虹彩炎、硝子体炎、眼内炎(細菌及び無菌)を含む、急性又は慢性の前房及び硝子体疾患を有する対象を治療する又は対処するために使用することもできる。分類は影響を受けた領域又は病因に基づいて決定されており、いくつかの障害、疾患又は状態は2つ以上の分類の間で重複できることは理解されなければならない。

0021

一実施形態において本開示は、患者の眼組織に光線療法を送達する自立型装置を提供する。装置は、内部を有するハウジングと、アイピースであって、ハウジング上に配設され、アイピースに隣接する患者の眼の配置のために構成かつ配置される、アイピースと、第1の治療用波長を有する第1の光線を生成し、ハウジング内に配設される第1の光源と、第2の治療用波長を有する第2の光線を生成し、ハウジング内に配設される第2の光源であって、第2の治療用波長が少なくとも25nmだけ第1の治療用波長とは異なる、第2の光源と、を含む。装置は、開口部及びアイピースを通るように第1及び第2の光線を方向付けて、患者の眼に光線療法を提供するように構成かつ配置されている。

0022

別の実施形態で本開示は、患者の眼の眼組織に光線療法を送達する自立型装置を提供する。装置は、内部を有するハウジングと、アイピースであって、ハウジング上に配設され、アイピースに隣接する患者の眼の配置のために構成かつ配置される、アイピースと、第1の治療用波長を有する第1の光線を生成し、ハウジング内に配設される第1の光源と、第2の治療用波長を有する第2の光線を生成し、ハウジング内に配設される第2の光源であって、第2の治療用波長が少なくとも25nmだけ第1の治療用波長とは異なる、第2の光源と、ハウジング内に配設され、第1の治療用波長を有する光を実質的に通過させるように構成かつ配置され、第2の治療用波長を有する光を実質的に反射するように構成かつ配置される、反射フィルターと、を含む。装置は、第1及び第2の光線を反射フィルターに向け、次にアイピースを通過するように方向付けて、患者の眼に光線療法を提供するように構成かつ配置される。

0023

他の実施形態において本開示は、患者の眼の眼組織にPBM治療を送達のための装着型装置を提供する。このような装着型装置は、前側片及び前側片から延在する2つのイヤピースを含む、フレームと、第1の治療用波長を有する第1の光線を生成し、フレーム内に又はその上に配設される、第1の光源と、第2の治療用波長を有する第2の光線を生成し、フレーム内に又はその上に配設される第2の光源であって、第2の治療用波長が少なくとも25nm第1の治療用波長とは異なる、第2の光源と、を含む。患者が装着型装置を装着するとき、少なくとも一部の第1及び第2の光線は患者の眼に向かって方向付けされる。

0024

関連する実施形態は、患者の眼の眼組織へのPBM治療の送達のための装着型装置である。装置は、前側片及び前側片から延在する2つのイヤピースを含む、フレームと、治療用波長を有する光線を生成し、フレーム内に配設される少なくとも1つの光源と、フレーム内に配設されており、光線を受光して光線を変調するように位置決めされて、変調光線を生成する空間光変調器と、患者が装置を装着するとき、変調光線を受光して少なくとも一部の変調光線を患者の眼に向かって方向付ける、光指向要素と、を含む。

0025

更なる実施形態において本開示は、本明細書に記載する器具、装置又はシステムのいずれかを使用して、患者の眼組織に光線療法を提供する方法を提供する。特定の態様において前記方法は、患者の眼の少なくとも1つを装置のアイピースに置くことと、第1の治療用波長又は第2の治療用波長のうちの少なくとも1つを、装置から患者の少なくとも1つの眼に向かって方向付けて、治療効果生むことと、を含む。他の態様として前記方法は、患者上に装着型装置を置くことと、第1の治療用波長又は第2の治療用波長のうちの少なくとも1つを、装置から患者の少なくとも1つの眼に向かって方向付けて、治療効果を生むことと、を含む。

図面の簡単な説明

0026

本開示のこれらの及び他の態様は以下の図面に関連してより深く理解されて、図面は種々の実施形態の特定の態様を例証する。
本開示に従った、眼の光線療法装置の一実施形態の斜視背面図である。
本開示に従った、図1Aの眼の光線療法装置の正面図である。
本開示に従った、図1Aの眼の光線療法装置の側面図である。
本開示に従った、図1Aの眼の光線療法装置の側面図と患者である。
本開示に従った、顎当てを備える眼の光線療法装置の第2の実施形態の一実施形態の側面図である。
本開示に従った、取り外し可能な患者のインターフェィスを有する眼の光線療法装置の第3の実施形態の斜視背面図である。
本開示に従った、図3Aの眼の光線療法装置の斜視側面図である。
本開示に従った、光線療法装置と共に使用するための光エンジンの一実施形態の概略断面図である。
本開示に従った、光線療法装置用と共に使用するための追加の光学構成要素を有する図4の光エンジンの一実施形態の概略断面図である。
本開示に従った、光線療法装置用と共に使用するための光学構成要素の一実施形態の側面斜視図である。
本開示に従った、患者の左眼に向かう光を共に示す図6Aの光学構成要素の側面斜視図である。
本開示に従った、患者の右眼に向かう光を共に示す図6Aの光学構成要素の側面斜視図である。
本開示に従った、光線療法を提供するシステムの一実施形態の構成要素の概略ブロック図である。
本開示に従った、光線療法を提供するシステムの空間光変調器の使用の概略ブロック図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の一実施形態の斜視側面図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の第2の実施形態の背面/斜視側面図である。
本開示に従った、図10Aの眼の光線療法装置の背面図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の第3の実施形態の斜視背面/側面図である。
本開示に従った、図11Aの眼の光線療法装置の前面/側面図である。
本開示に従った、図11Aの眼の光線療法装置の背面図である。
本開示に従った、図11Aの眼の光線療法装置の側面図である。
本開示に従った、着用者の眼に進む光の方向を示す、図11Aの眼の光線療法装置の断面図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の第4の実施形態の斜視背面/側面図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の第5の実施形態の斜視背面/側面図である。
本開示に従った、着用者の眼に進む光の方向を示す、図12A又は図12Bの眼の光線療法装置の平面図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の第6の実施形態の斜視背面/側面図である。
本開示に従った、図13Aの眼の光線療法装置の平面図である。
本開示に従った、図13Aの眼の光線療法装置の側面図である。
本開示に従った、図13Aの眼の光線療法装置の投射システムの拡大図である。
本開示に従った、装着型の眼の光線療法装置の第7の実施形態の斜視背面/側面図である。
本開示に従った、図14Aの眼の光線療法装置の平面図である。
本開示に従った、図14Aの眼の光線療法装置の側面図である。
本開示に従った、図14Aの眼の光線療法装置の投射システムの拡大図である。
本開示に従った、光線療法を提供するシステムの一実施形態の構成要素の概略ブロック図である。
本開示のシステム及び方法に従った(実施例1に記載)、多重波長フォトバイオモジュレーション治療実施中の、すべての患者の平均値を示す、治療前(0)及び2、4、6及び12か月での1度当たり1.5サイクル(cpd;log単位)のコントラスト感度の棒グラフである。N=18。コントラスト感度の反復測定ANOVA(1.5サイクル/度):F(4,68)=4.39、pは0.0032未満(すなわち、統計学的に有意)。
3cpd(log単位)のコントラスト感度の棒グラフであって、本開示のシステム及び方法に従った(実施例1に記載)、多重波長フォトバイオモジュレーション治療実施中の、治療前(0)及び治療後2、4、6及び12か月の、すべての患者の平均コントラスト感度値を示す。N=18。コントラスト感度のANOVAを反復測定(3サイクル/度):F(4,68)=11.44、pは0.0001未満(すなわち、統計学的に有意)。
ETDRS視力(logMAR単位)の棒グラフであって、本開示のシステム及び方法に従った(実施例1に記載)、多重波長フォトバイオモジュレーション治療実施中の、治療前(0)及び治療後2、4、6及び12か月の、すべての患者の平均LogMAR ETDRS値を示す。N=18。反復測定ANOVA、産出F(4.68)=18.86、pは0.0001未満(すなわち、統計学的に有意)。
本開示のシステム及び方法に従った、多重波長フォトバイオモジュレーション治療の過程を受けた、萎縮型成発症黄斑変性(萎縮型AMD)を罹患した患者の、特に中心黄斑での網膜スキャン及び部位(図19A)、網膜厚図19B)を示す、光干渉断層撮影OCT)データ(実施例2に記載され、表1にまとめたデータを代表する)である。
1週当たり3回3週間の治療後の、視力(VA)ETDRSラインの改善に達した患者の眼のパーセンテージを示すグラフである。治療前のベースラインVA平均文字値対3週間治療後のVA平均文字値の間のt検定比較は、統計学的に有意であった(p<0.05)。N=41の眼。
1週当たり3回3週間の治療後の個々の患者における、視力(VA)文字値の変化(基礎環境からの変化)を示すグラフである。治療前のベースラインVA文字値対3週間治療後のVA文字値の間のt検定比較は、統計学的に有意であった(p<0.05)。N=41の眼。
本明細書に開示する方法に従った、フォトバイオモジュレーション(「PBM」)治療プロトコルに従う、解剖病理学的減少(ドルーゼン量)を示すグラフである。データは、1週当たり3回3週間の治療後の個々の患者から得た。治療前のベースラインドルーゼン量対3週間治療後のドルーゼン量の間のt検定比較は、統計学的に有意であった。p<0.05。N=41の眼。これらのデータは、本開示の方法によるPBM治療の治療効果を示す。
PBM治療のベースライン、3週間後、3ヵ月後の、平均視力、コントラスト感度及び中央ドルーゼンを要約する表である。提示されるデータは、患者母集団+/−標準偏差(S.D.)からの平均である。
光の2つ以上の異なる波長の、細胞への調整かつ標的化した送達による、2つ以上の感光性因子の活性を促進して、それにより標的細胞の機能を改善する又は回復する、標的細胞の機能を改善する又は回復するための多重波長光線療法システム及び方法の一実施形態の概略フローチャートである。
CCO活性と関連付けられかつそれに必要な2つ以上の感光性因子を有する細胞への2つ以上の光線量の調整かつ標的化した送達による、細胞のシトクロムcオキシダーゼ(CCO)活性を刺激するための多重波長光線治療装置、システム及び方法の一実施形態の概略フローチャートである。第1の光線量はCCOの第1の感光性因子を活性化することができる第1の波長を有しており、第2の光線量はCCOの第2の感光性因子を活性化することができる第2の波長を有しており、それによってCCOの活性を刺激する。
消失した細胞機能を回復させて又は低下した細胞機能を強化して、それにより障害又は疾患を治療するために、患者の1つ以上の細胞に2つ以上の異なる光の波長の調整かつ標的化した送達による、1つ以上の消失した若しくは減少した細胞機能と関連付けられる障害又は疾患を罹患した患者の治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法の一実施形態の概略フローチャートである。
眼の細胞の1つ以上の消失した若しくは減少した細胞機能と関連付けられる眼の障害又は疾患を罹患した患者の治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法の一実施形態の概略フローチャートである。前記システム及び方法は、眼の細胞に対する消失した及び/若しくは減少した機能を回復させて並びに/又は強化して、それにより眼の障害又は疾患を治療するために、患者の眼に2つ以上の異なる光の波長の調整かつ標的化した送達を含む。
本明細書に開示して実施例4で詳述する死体試験で使用する、原則測定場所を示す図である。
本明細書に開示して実施例4で詳述する死体試験から得られた平均フルエンス率開眼)を示すグラフである。
本明細書に開示して実施例4で詳述する死体試験から得られた平均フルエンス率(閉眼)を示すグラフである。
本明細書に開示して実施例4で詳述する死体試験で使用した赤色LED光源における、ケース温度(℃)の関数としてのピーク波長シフトのグラフである。

0027

本明細書で更に詳細に記載する多重波長光線療法装置、システム及び方法は、損傷した及び/又は疾患のある組織内の細胞応答を含む特定の細胞応答が、2つの異なった波長を有する光の、細胞への調整かつ標的化した送達により促進されることができるという発見に基づく。第1の波長(又は波長の範囲)を有する第1の光線量は、第1の細胞内活性を刺激できて、第2の波長(又は波長の範囲)を有する第2の光線量は、第2の細胞内活性を刺激できる。更に特定の治療効果は、損傷組織を癒やす及び/又は、疾患のある組織の疾患の進行を逆転する若しくは遅らせることに関与する、所望の細胞応答を促進することによって、損傷した及び/又は疾患のある組織で悩む患者において達成することができる。

0028

フォトバイオモジュレーション(「PBM」)は、対象(例えばヒト又は動物)への光エネルギー治療を含む、低レベルの光線療法(「PBM」)の非侵襲的形態である。それは生物組織の切断、焼灼又は切除で使用するものより低い照射度であり、未損傷の組織を残す一方で所望のフォトバイオモジュレーションの効果をもたらす。非侵襲的光線療法において、身体の外側に位置決めした光源を使用して治療する内部組織への有効な量の光エネルギーを適用することが望ましい(例えば米国特許第6,537,304号及び同第6,918,922号を参照。両方を参照によりその全体を本明細書に組み込む)。

0029

治療的効果は、損傷した及び/又は疾患のある組織の細胞内の1つ以上の細胞応答を促進することによって、損傷した及び/又は疾患のある組織で悩む患者において達成することができる。細胞応答は、2つ以上の光線量の調整かつ標的化した送達により促進されることができる。第1の光線量は第1の波長又は波長の範囲を有して、第1の細胞内活性を刺激でき、第2の光線量は第2の波長又は波長の範囲を有して、第2の細胞内活性を刺激できる。第1及び第2の細胞内活性の調整刺激は所望の細胞応答を促進し、それにより損傷した組織を治癒する、及び/又は疾患のある組織の疾患進行を逆転する又は遅らせるのを容易にする。

0030

本明細書に開示する非侵襲的又は最小限に侵襲的多重波長光線療法装置、システム及び方法において、有効な量の光エネルギーは、眼組織により本明細書で例示するように、1つ以上の光源から内部組織に送達される。光源は、(1)身体に対して外側(すなわち非侵襲的)、又は身体内の皮下位置に(すなわち最小限に侵襲的)にあり、並びに(2)異なる及び特定の波長並びに/又は周波数の範囲を有する光を生成できる。特に本明細書に開示する多重波長光線療法システム及び方法は、第1の感光性因子を刺激できる第1の波長又は波長の範囲を有する光、並びに第2の感光性因子を刺激できる第2の波長又は波長の範囲を有する光を使用する。第1の波長を有する光及び第2の波長を有する光の標的化かつ調整した送達は、標的組織内の細胞応答を促進して、それにより損傷した組織を治癒する、及び/又は疾患のある組織の疾患進行を逆転する又は遅らせるのを容易にする。

0031

本明細書で更に詳細に記載するように、単独で送達されるとき、このような多重波長光線療法装置、システム及び方法は治療的効果を提供する。治療的効果は、これらのシステム及び方法を1つ以上の低分子薬剤及び/若しくは生物学的薬剤と組み合わせて使用するとき、並びに/又は、第2の治療的に好適な装置及び/若しくは他の治療レジメンと組み合わせて使用するとき、更に強化されることができる。薬剤、生物学的薬剤、装置及び/又は治療レジメンは、多重波長光線療法の対象化かつ調整した送達の前に、それと同時に及び/又はその後に患者に投与することができる。

0032

単一の波長又は周波数の範囲、例えば600〜700nmの波長を有する赤色光、又は800〜900nmの波長を有する近赤外線(「NIR」)を示す光は、ミトコンドリアシトクロムcオキシダーゼ(「CCO」)酵素活性を刺激するために使用することができる。本明細書にて開示するように、それぞれが異なる波長及び強度を有する光源の、2つ以上の光源の標的化かつ調整した使用は、実質的に改善された、独特の、付加的又は相乗的な治療的効果を産生することができる。いくつかの態様において治療効果は、目的の細胞及び/若しくは組織に分離して送達されるとき、並びに/又は非標的化、非調整化した方法で送達されるときの各光の波長により示される単独の治療効果より大きくなる可能性がある。

0033

更に具体的には光の異なる波長は、標的細胞(例えばミトコンドリアシトクロムcオキシダーゼ(「CCO」)のCuA及びCuB部分)のタンパク質内の構造的かつ機能的に異なる部分を刺激できる。ミトコンドリアCCOのCuA及びCuB部分に光の2つ以上の波長の送達を時間的に調整することによって、CCO酵素を介した電子流及び酸素結合が、(a)CCO活性全体を実質的に改善する、(b)ミトコンドリア膜電位(「MMP」)を回復する、(c)ATP合成のレベルを上昇させるために、それぞれ独立して、連続的に、又は組み合わせて最適化されることができることは、本開示の一部として認識される。更に光の複数の波長のこのような時間的に調整かつ標的化された送達は、前述した、単一の波長光線療法システム及び方法の治療有効性を実質的に高める。

0034

したがって本開示の多重波長光線療法装置、システム及び方法は、損傷した及び/又は疾患のある組織のミトコンドリア膜電位(MMP)を回復する及び/又はATP生成を増加させるために、有利に使用されることができる。損傷した及び/又は疾患のある組織は、酸素アクセス特性低下を示す。

0035

本明細書で更に詳細に記載するように、本開示は、例えば約640nm〜約700nmの波長を有する光の標的化かつ調整した送達が、CCO CuB部分を活性化し、それにより1つ以上のCCO酸素結合部位を占める1つ以上のCCO抑制因子(例えば血管拡張NOなど)を引き離すことを想定している。したがってミトコンドリアからのNOの局所的放出は、局所血流を改善して、それにより損傷した及び/又は疾患のある組織のO2及び栄養のレベルを上昇させることに利用できる。約640nm〜約700nmの波長を有する光の標的化送達は、CCO活性部位でのO2結合親和性優先的に増加させて、それによりATPの電子輸送及び好気生成を刺激するのに用いることもできる。

0036

更なる例として本開示は、近赤外(「NIR」)光(すなわち、約800nm〜約900nmの波長を有する光)の送達も提供する。NIR光は、シトクロムCからCCOへの光媒介電子移動を容易にして、それにより電子流の効率を改善しかつミトコンドリア膜電位(MMP)を回復することによる、治療的効果を示す。

0037

したがって本開示は、2つ以上の異なる波長又は波長の範囲を有する光を使用する装置、システム及び方法を提供する。そのシステム及び方法は調整した送達を含む。それは、所定の光学的パラメータ(例えば送達の持続期間、送達の頻度連続送達パルス化した送達、及び送達のフルエンスレベルなど)を有する光の複数の波長の同時送達及び時間的に調整した送達の両方を含み、それによって個々の個別化した治療レジメンを提供する。ミトコンドリア機能を回復、促進及び/又は強化して、結果として損傷した組織の回復を容易にして、及び/又は疾患のある組織の疾患の進行を逆転する、又は遅れせるために、それは最適化される。

0038

本明細書に記載されるように、このような多重波長光線療法装置、システム及び方法の種々の態様は、重要な細胞内メデュエーター(例えば、ATP、GTP一酸化窒素(NO)及び/又は活性酸素種(ROS))に影響を及ぼすように変えることができる。それぞれは、1つ以上のシグナル伝達経路を介して、細胞内刺激を送信する細胞によって使用され、それにより下流の細胞活性/機能を調節する。

0039

この種の第2のメッセンジャー媒介細胞経路を制御する、本開示の装置、システム及び方法の能力は、細胞活性の重要な調節メカニズムに影響を及ぼす機会を提供する。例えばプロテインキナーゼは、タンパク質標的のリン酸化反応をもたらす酵素の主要な種類を表す。プロテインキナーゼの活性基質であるATPは、高エネルギーリン結合をタンパク質標的へ転送する。したがってタンパク質活性は、1つ以上の部位で標的タンパク質リン酸化によって増減されることができる。結果として酵素活性及び/又は細胞経路は、細胞へのATPの有効性及び細胞内のATPのレベルにより制御されることができる。例えばそれは、1つ以上のプロテインキナーゼによる、1つ以上のタンパク質標的の抑制又は活性化により達成されることができる。

0040

本開示の一部として、光の複数の波長の使用は、シグナル伝達を調整すること、プロテインキナーゼ活性を媒介すること、細胞パフォーマンスを改善すること及び細胞機能を回復することによって、損傷した及び/又は疾患のある組織を治療するための固有の機会を提供することがわかった。

0041

本明細書にて開示する多重波長光線療法装置、システム及び方法は、細胞の遺伝子発現を調整かつ制御するため、及び損傷した及び/又は疾患のある組織の細胞機能を回復するために容易に適応することができる。遺伝子発現パターンは、後の細胞活性に影響する多数の経路を調整かつ制御するために細胞によって使用される。例えば多重波長光線療法システム及び方法は、細胞代謝に伴う複数の遺伝子の遺伝子発現パターンを変えるのに使用するために適応することができる。電子輸送に伴う複数の遺伝子の制御において、エネルギー代謝及び酸化的リン酸化は、細胞の代謝能を回復させて及び/又はATP生成を刺激するために利用できる。それは他の多面発現プロセスを刺激することができて、1つ以上の細胞機能の長期の改善及び/又はその正常化を集合的に容易にすることができる。関連する態様において、本明細書にて開示する多重波長光線療法システム及び方法は、NFkβ、炎症経路及び遺伝子発現の主要な細胞制御因子に影響を及ぼすのに適応することもできる。

0042

本明細書で詳述する、これら及び他の発見に基づき、本開示は以下を提供する。
1.細胞及び/又は組織のシトクロムcオキシダーゼ(CCO)活性を刺激する方法を提供するための多重波長光線治療装置、システム及び方法。その方法は、CCO活性と関連付けられる2つ以上の感光性因子を有する細胞への2つ以上の光線量の調整送達を含む。各光線量は、異なる波長又は周波数の範囲を有する。第1の光の波長は第1の感光性因子を刺激でき、第2の光の波長は第2の感光性因子を刺激でき、それにより標的細胞、特に標的組織内の標的細胞の1つ以上の機能を改善する、及び/又は回復することができる。
2.標的細胞の1つ以上の機能を改善する及び/又は回復させる、多重波長光線療法装置、システム及び方法。そのシステム及び方法は、2つ以上の異なる光の波長の細胞及び/又は組織への調整かつ標的化した送達を含んでおり、このことにより2つ以上の感光性分子の活性を促進して、それによって、標的細胞、特に標的組織内の標的細胞の1つ以上の機能を改善する及び/又は回復させる。
3.1つ以上の消失した及び/若しくは減少した細胞機能と関連付けられる障害並びに/又は疾患を罹患した患者の治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法。このシステム及び方法は、患者の1つ以上の細胞に対する2つ以上の異なる光の波長を調整かつ標的化した送達を行って、それにより消失した細胞機能を回復させて及び/又は低下した細胞機能を強化して、それにより障害及び/又は疾患を治療することを含む。
4.眼の細胞の1つ以上の消失した及び/又は低下した機能と関連付けられる眼の障害及び/又は疾患を罹患した患者の治療のための、多重波長光線療法装置、システム及び方法。このシステム及び方法は、消失した及び/又は低下した眼の細胞に対する機能を回復させて及び/又は強化して、それにより障害及び/又は疾患を治療するために、患者の眼に2つ以上の異なる光の波長の調整かつ標的化した送達を含む。

0043

本開示のこれらの及び他の態様は、以下の非限定的な定義を参照することで、更に理解することができる。

0044

定義
以下の用語は当業者に十分理解されると考えられている一方で、以下の定義は本明細書にて開示する内容の説明を容易にするために記載される。

0045

他に定義しない限り、本明細書で使用するすべての技術的及び科学的用語は、本発明にて開示する内容が属する分野の当業者に一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書に記載するものと類似した又は同等の任意の方法、装置及び材料を、本明細書で開示する内容を実施又は試験するために使用することが可能であるが、代表的な方法、装置及び材料をここで記載する。

0046

別段の指示がない限り、本明細書及び特許請求の範囲で使用する、成分量、反応条件等などを表すすべての数値は、いかなる場合においても、「約」という語で修飾されるものとして理解されるべきである。したがって、そうでない旨の指示がない限り、本明細書及び添付の特許請求の範囲に記載される数値パラメータは、本開示によって得ようとする望ましい特性に応じて変更可能な概算値である。本明細書で使用する場合「約」という用語は、値、又は質量、重量、時間、容量、濃度又はパーセンテージの量を意味する場合、指定された量から、いくつかの実施形態では±20%、いくつかの実施形態では±10%、いくつかの実施形態では±5%、いくつかの実施形態では±1%、いくつかの実施形態では±0.5%、いくつかの実施形態では±0.1%の差異を含むことを意味しており、このような差異は開示された方法を実行するために適切である。

0047

特に明記しない限り、用語は「開かれている」ことを目的としていると理解されよう(例えば、用語「含有する」は「含有するが、これに限定されるものではない」と解釈されなければならず、用語「有する」は「少なくとも有する」と解釈されなければならず、用語「含む」は「含むが、これに限定されるものではない」と解釈されなければならないなど)。例えば「少なくとも1つ」及び「1つ以上」という語句、並びに「a」又は「an」などの用語は、両方とも単数及び複数を含む。特許請求の範囲を含む本出願で使用する場合、長年の特許法慣例に従って、用語「a」、「an」及び「the」は「1つ以上」を意味する。すなわち例えば「細胞」への言及は、複数のこのような細胞を含むなど。

0048

例えばとりわけ条件つきの言語「できる」「できた」「かもしれない」「してよい」は、特に言及されない限り又は使用される文脈内で理解されない限り、特定の実施形態は特定の特徴、要素及び/又は工程を含むが、他の実施形態は含まないことを伝達することを通常目的とする。したがって、特徴、要素及び/又は工程がいかなる場合であっても1つ以上の実施形態に必要とされる、又は、ユーザー入力又は指示の有無にかかわらず、これらの特徴、要素及び/又は工程が含まれる若しくは又は任意の具体的実施形態で実行されることになっているか決めるための論理を、1つ以上の実施形態が必ずしも含むことを意味することを、このような条件つきの言語は一般に目的としない。

0049

開示の特徴又は態様がマーカッシュ群に関して記載されている場合、開示がマーカッシュ群の個々の部分又はサブグループに関しても記載されていることも目的とすると更に理解されよう。

0050

これらに限定されないが、米国、PCT又は米国以外の外国に関わらず、特許、特許出願、特許公報、すべて技術的及び/又は科学的な刊行物を含む、本明細書に引用したすべての文献は、前述、後出を問わず、その全体を参照により本明細書に組み入れる。

0051

本明細書で使用する場合「光線療法」という用語は、1つ以上の治療的効果を達成するための、対象(例えばヒト又は他の哺乳動物)への光エネルギーの治療的送達を意味する。「光線療法」という用語は「低レベルの光線療法」又は「PBM」を含み、それは、1つ以上の所望の生体刺激効果を促進できる照射レベルで若しくはそれを超えている、又は生物組織を切断、焼灼及び/若しくは切除できる照射レベル未満での、照射レベルでの光エネルギーの治療的送達を意味する。米国特許第6,537,304号及び同第6,918,922号を参照し、これらはその全体を参照により本明細書に組み込む。

0052

本明細書で使用する場合「光源」という用語は、光学出力を提供するように構成される(例えば、患者の眼組織などの標的組織に光線療法装置から光を送る)光線治療装置別称、光線療法装置)の要素を意味する。本明細書で使用する場合「赤色光」という用語は約640nm〜約700nmの波長を有する光を意味し、「近赤外線」又は「NIR」という用語は約800nm〜約900nmの波長を有する光を意味する。

0053

本明細書で使用する場合「シトクロムcオキシダーゼ」、「CCO」、「複合体IV」及び「EC1.9.3.1」という用語は、ミトコンドリアで生じて、真核細胞ミトコンドリア膜内に位置する大きな膜貫通タンパク質複合体を意味する。CCOは、ミトコンドリアのミトコンドリア呼吸電子輸送連鎖の最後の酵素であり−4つのシトクロム分子のそれぞれから電子を受け取り、それらを酸素分子へ移し、及び分子酸素を水の2つの分子に転化する。CCOは内水相からの4つのプロトンを結合して水を作り、膜を渡って4つのプロトンを転位置させて、それによって膜貫通プロトンの電気化学ポテンシャル確立して、それはATP合成においてATPシンターゼによって使用される。

0054

本明細書で使用する場合「治療」「治療すること」「治療的レジメン」及び「治療レジメン」という用語は、損傷した組織の治癒を促進する、及び/又は疾患のある組織の疾患の進行を逆転させる若しくは遅らせる、治療的なシステム及び方法を意味し、それは損傷した及び/又は疾患のある組織内の細胞の1つ以上の機能を回復することによって達成できる。「治療」「治療すること」「治療的レジメン」及び「治療レジメン」という用語は、治療システム又は方法を提供するために用いるプロトコル及び付随する手順を含み、眼細胞及び組織を含む、1つ以上の標的細胞及び組織に光を照射する1つ以上の期間を含む。

0055

本明細書で使用する場合「標的」「標的区域」及び「標的領域」という用語は、特定の状態、疾患、障害又は損傷(例えば眼の状態、疾患、障害若しくは損傷)の治療に関連して光が送達される、組織(例えば網膜又は視神経)内の特定の眼の区域、領域、位置、構造、集団又は投射を意味する。特定の実施形態では、眼などの組織の照射部位はすべての組織を含むことができる。他の実施形態において、組織の照射部位は、組織の標的領域(例えば眼の網膜領域、黄斑又は角膜)を含むことができる。

0056

本明細書で使用する場合「変性」という用語は、主要な破壊的事象(例えば外傷又は手術)から生じると共に、主要な破壊的又は疾患事象が理由で、細胞により生じる持続性、遅延性及び進行性破壊メカニズムから生じる細胞破壊のプロセスを一般に意味する。

0057

本明細書で使用する場合「主要な破壊的事象」という用語は、疾患過程、又は手術を含む、身体的障害若しくは侵襲を意味するが、他の疾患及び状態を含む。眼の障害及び疾患の場合、緑内障、加齢関連黄斑変性症、糖尿病性網膜症、糖尿病性網膜症、CRS、NAION、レーバー疾患、眼科手術、ブドウ膜炎、局所的視神経虚血を含む脳虚血、及び、眼神経又は網膜の挫傷若しくは圧迫損傷又は眼の変性を生じる任意の急性損傷若しくは侵襲を含む身体的外傷(例えば眼組織への挫傷又は圧迫損傷など)を含むことができる。

0058

本明細書で使用する場合「二次破壊メカニズム」という用語は、これらに限定されないが、アポトーシス、ミトコンドリア膜透過性の変化が理由の細胞エネルギー貯蔵欠乏、過剰なグルタミン酸塩の再摂取の放出又は失敗、フリーラジカル損傷、再灌流傷害、リポフスシン及びβ−アミロイドを含む不溶性タンパク質堆積、並びに補体サイトカイン及び炎症状態の活性を含む、神経毒性分子の生成及び放出につながる、任意のメカニズムを意味する。

0059

本明細書で使用する場合「細胞保護作用」という用語は、組織の変性喪失が主要な破壊事象又は二次破壊メカニズムと関連付けられる疾患メカニズムによるかに関わらず、主要な破壊事象後の変性による、眼組織など標的組織の他の不可逆損失を遅くする、又は予防する治療戦略を意味する。

0060

主要及び二次メカニズムの両方は「危険区域」を形成する一因ともなり、主要な破壊事象後も生存した危険区域内の組織は、後遺症を有する1つ以上の過程が故に死の危険性が残存する。

0061

本明細書で使用する場合「回復」という用語は、比較できる通常の細胞(健康な個人からの組織など比較できる損傷しておらず、かつ無疾患組織からの細胞など)の機能に等しい又はそれより高いレベルへの、細胞(例えば損傷した及び/又は疾患のある組織からの細胞など)機能の増加を意味する。

0062

本明細書で使用する場合「有意性」又は「有意で」という用語は、2つ以上のエンティティの間の非ランダムな関連があるという確率の統計分析を意味する。関係が「有意で」ある又は「有意性」を有するか判断するために、データの統計操作は「p値」として表される確率を計算するために実施されることができる。ユーザー定義カットオフ点を下回るこのようなp値は、有意であるとみなすことができる。いくつかの実施形態で0.05以下、いくつかの実施形態で0.01未満、いくつかの実施形態で0.005未満、いくつかの実施形態で0.001未満のp値は有意であるとみなすことができる。

0063

明細書中で使用する場合「診断した」という用語は、損傷及び/又は疾患組織に関してなされた判定を意味する。本多重波長光線療法システム及び方法を使用する又は実行する前に、診断がなされてもよい。

0064

例えばとりわけ条件つきの言語「できる」「できた」「かもしれない」「してよい」は、特に言及されない限り又は使用される文脈内で理解されない限り、特定の実施形態は特定の特徴、要素又は工程を含むが、他の実施形態は含まないことを伝達することを通常目的とする。したがって、特徴、要素又は工程がいかなる場合であっても1つ以上の実施形態に必要とされる、又は、ユーザー入力又は指示の有無にかかわらず、これらの特徴、要素又は工程が含まれる若しくは又は任意の具体的実施形態で実行されることになっているか決めるための論理を、1つ以上の実施形態が必ずしも含むことを意味することを、このような条件つきの言語は一般に目的としない。用語「又は」は、特に明記しない限り、包括的な「又は」である。

0065

送達装置
特定の態様において本開示は、自立型及び装着型の眼の多重波長光線療法装置を含む、眼の多重波長光線療法装置及び関連する治療方法を提供する。損傷した又は疾患のある眼組織の治癒を促進できる、光の選択された波長に眼をさらす装置及び方法である。例えば、施設で使用する自立型、若しくは自宅若しくは他の場所で使用する装着型機器又は装置は、低レベル光の治療的、個々に制御された多重波長の組み合わせを眼組織に送達できる。治療は例えば、単独で多重波長光線療法を送達できる眼科装置で、損傷した又は疾患のある組織を標的化すること含むことができる。装置及びセンサー又は他の画像診断法を、最適な眼の空間及び組織パラメータを確立して、有効な眼の治療を提供するための使用することができる。少なくともいくつかの実施形態において多重波長装置は、眼組織への光線療法を強化する又は個別化するために、他の医薬品又は装置と組み合わせて用いられる。

0066

選択された波長の調整、独立した使用及び多重波長PBMの選択された組み合わせの適用は、高度に標的化された有益な細胞応答を作成することができる。少なくともいくつかの実施形態において、眼疾患又は障害を治療する治療的アプローチは、2つ以上の波長だけを組み合わせて、又は医療装置と生物学的薬剤又は医薬品と組み合わせて1つ以上の波長を使用して、所望の治療的有用性を提供することができる。

0067

個々の波長(例えば赤色光(640〜700nm)又は近赤外(NIR)光(800〜900nm))の使用は、in vitro及びin vivoの両方の実験研究で見つかったように、ミトコンドリアシトクロムcオキシダーゼ(CCO)酵素活性をそれぞれ独立して刺激できる。しかし個々の波長は、CCOのマルチサブユニット内で異なる銅部位(例えば、CuA及びCuB)を標的として、異なる生物学的反応を生じさせることがわかった。したがってCuA及びCuBを標的とするため、並びにCCO酵素上の電子移動及び酸素結合の両方を連続的に強化するための組み合わせでの両方の波長の調整使用は、少なくともいくつかの実施形態において、全体の治療的CCO効果を改善することができる。CCO活性の効率、ミトコンドリア膜電位(MMP)の回復及びアデノシン三リン酸(ATP)合成の改善は、すべて密接に関連している可能性がある。この多重波長アプローチは、少なくともいくつかの実施形態においては、MMPを回復する又はATP生成を増加させる(例えば酸素の欠如又はその限定的利用が見られる疾患又は障害において)ために使用してもよい。

0068

一実施例において血流が制限されるとき、1つの波長の使用(CuB上の640〜700nmの範囲)は、一酸化窒素(NO)などの阻害物質を酸素結合部位から最初に移すことができる。NOは強力な血管拡張物質であり、ミトコンドリアからの局所的NO放出は、O2及び栄養分を疾患のある組織領域に増加させて、局所血流を改善する。更に640〜700nmの範囲の波長を有する光による刺激は、O2結合親和性を活性部位に優先して増加させて、電子輸送及び酸素生成ATPを刺激できる。他の例では、シトクロムCからCCOへ電子の電子鎖移動が機能不全である場合、ATP生成を解決するためのより実行可能な経路は、例えば810nm(又は800〜900nmの範囲)でNIRによりCuA治療を標的にすることができ、シトクロムCからの光媒介の電子の移動、及びMMP回復による電子流の改善された効率を提供できる。

0069

いくつかの実施形態では、所定の光学的パラメータ(例えば、持続期間、頻度、連続的若しくはパルス化、フルエンスレベルなど)の同時の又は順番での使用は、ミトコンドリア機能を回復するための治療を提供できる。それぞれ独立して制御された多重波長光線療法の利用は、治療的有効性の強化又は最適化を可能にして、及び障害若しくは疾患状態を監視する、又はそれに合わせて調整することができる。

0070

多重波長光線療法の使用は、重要な細胞内メディエータを達成するために必要に応じて調整することができる。ATP、グアノシン三リン酸(GTP)、NO、活性酸素種(ROS)はすべて、シグナル伝達のための活性基質としての細胞により使用されて、それは細胞内刺激を伝達するための公知の方法であり、それにより多数の細胞経路及び次の細胞活性を調節する。特定の第2のメッセンジャーによる細胞経路の制御は、細胞活性の重要な制御因子メカニズムを提供できる。プロテインキナーゼは、タンパク質標的のリン酸化をもたらす酵素の主要な種類を表す。ATPはプロテインキナーゼの活性基質であり、高エネルギーリン結合を標的タンパク質へ移送するために用いる。タンパク質活性は、1つ以上のリン酸化部位により増減し得る。したがって酵素又は細胞経路活動は、細胞のATP及びATPレベルの利用によって、プロテインキナーゼによる特定のタンパク質標的の抑制又は活性化によって大いに制御されることができる。

0071

複数の光の波長の使用により、例えばシグナル伝達を調節できる、プロテインキナーゼ活性を媒介できる、細胞パフォーマンスを改善できる、又は損傷又は疾患のある組織の細胞機能を回復できる。1つ以上の波長からの光子の組み合わせ利点により、特定の経路に影響を及ぼす第2のメッセンジャーの調整を容易にすることができる。例えば光線療法は、組み合わせ光線療法の役割においてNO、ROS又はATP監視の使用を含んで、フォトバイオモジュレーションの適用に適した特性を確立できる。

0072

別途、複数の光の波長の使用は、細胞の遺伝子発現を調整かつ制御して、損傷又は疾患のある組織の細胞機能を回復するために利用できる。遺伝子発現パターンは、後の細胞活性に影響する多数の経路を調整かつ制御するために細胞によって使用される。光線療法(670nm)は、細胞代謝に伴う複数の遺伝子における遺伝子発現パターンを変えることに関与している。電子鎖輸送に伴う複数の遺伝子の制御において、エネルギー代謝及び酸化的リン酸化が見られ、それにより細胞の代謝能を回復させて、ATP生成の増加を刺激する。それは、他の多面発現プロセスを刺激して、すべては細胞機能の長期の改善又はその正常化をもたらす。光線療法は、NFkβ、炎症経路及び遺伝子発現の主要な細胞制御因子に影響を及ぼすことができる。1つ以上の波長からの光子の組み合わせ利点により、特定の経路の遺伝子発現を標的化して調整できる。多重波長光線療法における遺伝子発現マッピングは、フォトバイオモジュレーション適用に適している特徴を確認するために用いることができる。

0073

少なくともいくつかの実施形態において、遺伝子治療と組み合わせた光線療法の使用は、ウィルスベクター又は他の遺伝子治療技術により核内に組み込まれる新規の遺伝子の調節及び発現を刺激できる、強化できる、又は制御できる。これは光で活性化した遺伝子産物を使用することとは異なり、選択された波長を利用して、新しく埋植した遺伝子治療のための細胞遺伝子発現プロファイルを自然に刺激する。少なくともいくつかの実施形態において、遺伝子治療の使用は網膜組織再生を容易にして、ミトコンドリアの遺伝的眼障害(レーバー遺伝性視神経障害又はAMDなど)の遺伝子治療を提供することができる。そのような場合、特定のミトコンドリアの電子輸送タンパク質発現を刺激するフォトバイオモジュレーションと併用した遺伝子治療は、より良好な又は最適化した併用治療のアプローチを提供できる。

0074

別途、RNA及びタンパク質発現パターンは細胞によって用いられて、多数の経路及びその後の細胞活性を効果的に調整する。複数の光の波長は、RNA及びタンパク質発現を間接的に調整かつ改善して、損傷又は疾患のある組織の細胞機能を回復するために用いることができる。タンパク質マッピングは光線療法と併用して、フォトバイオモジュレーションの適用に適している特性を特定することができる。AMDは、慢性炎症性疾患と考えられており、タンパク質沈殿物が炎症の状態及び疾患の進行を更に拡大する。したがって多重波長PBMの使用は、併用治療を提供できる。RPE細胞実験で、590nmの光の使用はVEGF発現を抑制することを示し、したがって590nmのPBM(又は500〜650nmの範囲の別の波長)の使用は滲出型AMDサブタイプの治療に有用で、眼組織の局所的なVEGFタンパク質発現を抑制できる。

0075

VEGF抗体治療(Lucentis(登録商標))は、滲出型AMDのため現在承認されている薬剤治療である。別途、810nmのPBM(又は800〜900nmの範囲の別の波長)の使用はミトコンドリア機能を改善することができる、炎症マーカーを減らすことができる、又は加齢アルツハイマーマウスのβアミロイド沈殿を防ぐことができる(又はこれらの影響の任意の組み合わせ)。更に、670nmのPBM(又は600〜750nmの範囲の別の波長)の使用は、AMDマウスモデルの補体C3発現及び沈殿のような炎症マーカーを減らすことができるが、βアミロイド沈殿に影響を及ぼさない。リポ融合及びβアミロイド両方の沈殿は、AMD患者の疾患のある眼の病因に関係していた。多重波長PBMの組み合わせは、単独で使用することができる、又は1つ以上の薬剤(例えば1つ以上の抗VEFモノクローナル抗体(MAb)(Lucentis(登録商標)及びAvastin(登録商標))、抗炎症剤(例えば非ステロイド性抗炎症剤抗補体剤(例えば、Properidin、C3、MASP−2、C5抑制剤)、酸化防止剤又はビタミン剤(例えば、AREDSサプリメント(Lipotriad Visonary(商標)、Viteyes2(登録商標)、ICaps(登録商標)及びPreserVision(登録商標)、類似する成分を異なる比率で又は追加成分と共に含有する))、又は視覚サイクルかく乱剤(例えばイソメラーゼ抑制剤(ACU−4429))と共に使用することができる。

0076

少なくともいくつかの実施形態において、増加したCCO活性、MMPの回復及びATP合成の調節を介してミトコンドリア機能を改善するための、光線療法の標的化使用は、複数の光の波長を用いて達成されて、損傷又は疾患に好適な局所的細胞応答を生成することができる。外傷及び疾患の局所的細胞状態は、別々の組織又は器官領域で異なる可能性があり、動的な局所調節下にある。例えば局所CCO活性の光線療法は、O2結合部位からの阻害NOの放出につながる可能性がある。NOは、標的組織に局所血流を調節できる、強力な血管拡張物質及び信号トランスデューサである。これは、損傷した又は疾患のある組織に局所虚血又は制限血流を逆転させるのに有用であり得る。

0077

少なくともいくつかの実施形態において、治療は、網膜及び関連する周囲の眼組織型内などの組織を、光線療法の別々の標的とすることを含むことができる。例えば、それは、非動脈炎性虚血性視神経症(NAION)で見られる別々の局所視神経虚血の治療に最も有益であり得る。別の例では、萎縮型AMDの炎症、虚血又は疾患における病巣であり得る細胞沈殿の解剖学的島を標的とするために最も有益であり得る。初期段階のAMDにおいて、リポ融合又はドルーゼンの別々の細胞沈着は、標準画像技術(OCT、蛍光画像)によって網膜に確認されることができる。このような実施例において画像診断法(例えばOCT又は蛍光)の使用は、多重波長光線療法を標的化して、疾患を遅らせ、タンパク質(例えばリポ融合又はβアミロイド)の沈着を止める又は逆転させて、疾患の進行を低減する、遅らせる又は止めるために用いることができる。

0078

これらの標的化した光線療法の適用は、慢性眼疾患に疾患修飾アプローチを提供する。器具は、単独で、又は、波長を組み合わせて目的及び対象細胞又は組織の境界の分離領域を確認して、患者の治療を強化する、最適化する又は個別化するためのアプローチとしてのOCT若しくはいくつかの他の画像装置(例えば、PET、MRI、超音波ドップラー、蛍光、フェムトセンサーなど)と組み合わせて光線療法を生成できる。

0079

別のこのような実施例において、画像診断法(例えば局所網膜O2濃度をモニタするフェムトセンサー)は、AMD患者を局所低酸素識別する、光線療法と組み合わせて治療を改善する、増加したO2濃度を監視してミトコンドリア網膜機能を回復するために使用することができる。

0080

少なくともいくつかの実施形態において、波長及び光線量及び治療パラメータの選択は、基礎疾患又は障害に応じて変化できる。光の複数の波長の個別の標的化は、1つ以上の局所光線療法、個別化した患者の光線療法、回復した細胞パフォーマンスを促進する、又は眼疾患の伝播減速する若しくは止めることができる。これらのアプローチは単独で、既存の診断装置と併用して、又は光線療法及び診断法を併用する手段として、実行することができる。

0081

少なくともいくつかの実施形態において、フォトバイオモジュレーションは波長及び照射量パラメータの選択を含む。異なる波長は個々の組織吸収特性を有しており、それは浸透の深さ及び臨床的有効性のための好適な照射量に影響を与える。装置は構成要素(例えばカメラ又は他のセンサー)を含むことができ、それは深さ、サイズ、肌の色又は距離を含む患者の眼窩の特徴を捕えるために用いることができる。これによって、治療パラメータを強化する又は最適化するために、各波長の照射量を個別に又は既定値で組み合わせて設定することが可能になる。少なくともいくつかの実施形態において、センサーは、例えば組織の色又は厚みを考慮して、開閉眼瞼による照射量の選択を補助するために使用することができる。

0082

少なくともいくつかの場合で、光源と標的組織の間にいくらか介在組織がある。少なくともいくつかの実施形態において、介在組織による吸収が損害をもたらす未満になるように、光の波長を選択できる。このような実施形態は、標的組織部位で低いが有効な照射度(例えば、約100μW/cm2〜約10W/cm2の間)で光源の出力を設定する、又は、治療している標的組織部位で有効なエネルギー密度を達成するために、組織に適用される光の時間的プロファイル(例えば、時間的パルス幅時間的パルス形状デューティサイクルパルス周波数)、若しくは数百マイクロ秒〜分で光エネルギーの適用期間を設定することを含むことができる。他のパラメータも光線療法の使用で変化することができる。これらの他のパラメータは、実際に治療組織に送達されて、光線療法の有効性に影響を及ぼすことができる、光エネルギーに役立つ。

0083

少なくともいくつかの実施形態において、対象の組織の標的領域は、例えば視神経及び周囲の眼組織への損傷の領域を含む。いくつかの実施形態では、標的領域は眼の一部を含む。

0084

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する光線療法の装置及び方法は、眼の障害を治療するために用いる。本明細書で使用する場合、眼の障害とは、眼症候群(例えば、緑内障、加齢関連黄斑変性症、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、CRS、NAION、レーバー疾患、眼科手術、ブドウ膜炎など、及び本出願を通して記載される更なる徴候を含むがこれらに制限されない)の少なくとも1つの特徴又はそれを呈している症状を意味することができる。

0085

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する光線療法の装置及び方法は、身体的外傷(例えば、白内障又はレンズ手術)、若しくは眼の炎症若しくは変性の他の原因を治療する、又は身体的外傷によって生じる眼の変性の影響のリハビリテーションを助けるために用いる。眼の変性は、例えば主要な破壊事象(眼の外傷又は手術など)から、同様に主要な破壊若しくは疾患事象の発生が故に、細胞により生じる二次的な遅延かつ進行性破壊メカニズムから生じる細胞崩壊のプロセスを含むことができる。

0086

主要な破壊事象は、疾患プロセス又は手術を含む身体的損傷又は傷害を含むことができ、他の疾患及び状態(例えば緑内障、加齢関連黄斑変性症、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、CRS、NAION、レーバー疾患、眼科手術、ブドウ膜炎、局所的視神経虚血を含む脳虚血、及び身体的外傷(焦点性視神経虚血を含む脳虚血及び物理的な外傷(例えば眼神経又は網膜の挫傷若しくは圧迫損傷を含む、眼組織への挫傷若しくは圧迫損傷、又は眼の変性を生じる任意の急性損傷若しくは侵襲)も含むことができる。

0087

二次破壊メカニズムとは、これらに限定されないが、アポトーシス、ミトコンドリア膜透過性の変化が理由の細胞エネルギー貯蔵の欠乏、過剰なグルタミン酸塩の再摂取の放出又は失敗、フリーラジカル損傷、再灌流傷害、リポフスシン及びβ−アミロイドを含む不溶性タンパク質の堆積、並びに補体、サイトカイン及び炎症状態の活性を含む、神経毒性分子の生成及び放出につながる、任意のメカニズムを含むことができる。主要及び二次メカニズムの両方は、眼組織において「危険区域」を形成する一因ともなり、その区域の組織は少なくとも一時的に主要な破壊事象後も生存したが、後遺症を有する過程故に死の危険性がある。

0088

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する装置及び方法は、細胞保護作用を提供するために用いる。細胞保護作用とは、組織の変性喪失が主要な破壊事象又は二次破壊メカニズムと関連付けられる疾患メカニズムによるかに関わらず、主要な破壊事象後の変性による、眼組織の他の不可逆的損失を遅くする、又は予防する治療戦略を含むことができる。

0089

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する装置及び方法は、眼の機能を改善する、眼の強化を提供する、眼機能の喪失の進行を防ぐ若しくは遅らせる、若しくは以前に失われた眼の機能を回復する、又はこれらの任意の組み合わせのために使用する。眼の機能とは、視力機能及びコントラスト感度機能を含むことができる。

0090

眼の機能に影響を及ぼす疾患又は状態は、主要な破壊事象、疾患過程、又は身体的損傷若しくは傷害(加齢関連黄斑変性症、並びに他の疾患及び状態(緑内障、脳卒中、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、CRS、NAION、レーバー疾患、眼科手術、ブドウ膜炎、局所的視神経虚血を含む脳虚血、及び身体的外傷(焦点性視神経虚血を含む脳虚血及び物理的な外傷(例えば眼神経又は網膜の挫傷若しくは圧迫損傷を含む、眼組織への挫傷若しくは圧迫損傷、又は眼の変性を生じる任意の急性損傷若しくは侵襲)を含む)を含むが、これらに限定されない。

0091

本明細書で使用する場合「治療用レジメン」「治療レジメン」という用語は、光が1つ以上の眼の標的領域に照射されている期間中の、1つ以上の期間を含む、治療的処置を提供するために用いるプロトコル及び関連する手順を意味する。本明細書で使用する場合「標的」「標的区域」及び「標的領域」という用語は、特定の眼の状態、疾患、障害若しくは損傷の治療に関連して光が照射される、特定の眼の区域、領域、位置、構造、集団又は投射(例えば網膜又は視神経内の)を意味する。少なくともいくつかの実施形態において、眼の照射部位は眼全体であり得る。他の実施形態において、眼の照射部位は、眼(例えば網膜領域、黄斑又は角膜)の標的領域である。

0092

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する装置及び方法は、網膜又は眼疾患用に、内在性原種網膜幹細胞の増殖、遊走及び移行を促進するために用いることができる。幹細胞は、自動再生する、及び有糸分裂後細胞を生成する、両方の能力を有する。網膜色素上皮(RPE)は、神経網膜の根底にあり、それ支持する細胞の単層である。それは可塑的組織としてはじまり、いくつかの種ではレンズ及び網膜を生成するが、成長初期分化して、通常生涯にわたって非増殖性であり続ける。しかし成人RPE細胞の部分母集団は、自己再生細胞、RPEマーカーを失う網膜色素上皮幹細胞(RPESC)にin vitroで活性化することができ、広範囲に増殖して、安定した玉石状RPE単層内に再分化することができる。クローン研究はRPESCが多能性であることを証明しており、一定の条件において神経及び間葉子孫を生成できる。この可塑性はヒトの病理を説明し、そこで間葉の運命が眼で、例えば増殖性硝子体網膜症PVR)及び眼球萎縮で見られる。利用可能なヒトCNS由来多能性幹細胞、RPESCは、運命選択、補充治療及び疾患モデリングの研究に有用である。

0093

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する装置及び方法は、網膜又は眼疾患で使用する増殖、遊走及び再生細胞特性、その後の幹細胞の増殖を促進するために用いることができる。幹細胞を中心とした治療は、網膜変性疾患の治療で研究が続けられている。網膜幹細胞は、ヒトを含むいくつかの哺乳動物の種から単離された。しかしこれらの細胞の移植は、遊走して、ホスト網膜内に組み込まれる細胞の限定された能力が故に、最小限しか成功していない。骨髄由来幹細胞代替できるかもしれないが、骨髄は、造血幹細胞間葉系幹細胞、及び間葉組織に分化するが、おそらく他の組織型にも分化する非造血細胞異質母集団を含む、複数の種類の分化可能/多能性細胞を含んでいる。

0094

少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する方法及び装置は、網膜疾患及び障害のため細胞を中心とした治療又は再生治療に適用できる組成物及び方法と組み合わせて用いることができる。少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する方法及び装置は、幹細胞(例えば、Very Small Embryonic様幹細胞(VSEL)、間葉系幹細胞、外胚葉幹細胞など)を使用する網膜組織の再生又は修復のために、医薬組成物、装置及び方法と共に使用することができる。

0095

例えば本明細書に記載する方法及び装置は、個人の網膜組織に外胚葉幹細胞集団をそれを必要とする個人に実施した後、及び間葉系幹細胞集団を個人に静脈内投与した後、網膜障害をPBMで治療する方法にて、使用可能である。外胚葉幹細胞は、胎児神経組織由来でもよい。少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する方法及び装置は、臍帯血、成人の骨髄及び胎盤のうちの少なくとも1つから選択される供給源から間葉系幹細胞集団を得る際にて、使用可能である。少なくともいくつかの実施形態において、本明細書に記載する方法及び装置は、黄斑変性症、網膜色素変性症、糖尿病性網膜症、緑内障又は角膜縁上皮細胞欠損症を含む、1つ以上の疾患又は障害を治療するために使用することができるが、これらに限定されない。少なくともいくつかの実施形態において、細胞はin vitroで誘導されて、投与前に細胞又は上皮血統細胞に分化して、PBMで予め調整される。他の実施形態において、細胞は、少なくとも1つの他の薬剤(例えば眼治療のための薬剤、又は他の有益な補助剤(例えば抗炎症薬抗アポトーシス剤、酸化防止剤又は成長因子))と共に投与される。これらの実施形態で、PBM治療は、産後細胞投与と同時に、又はその前に若しくはその後に実施されることができる。PBMは、幹細胞の再生態様を促進するため、有益な補助治療薬を補助するため、又はその両方で使用することができる。

0096

別の実施形態は、PBMで治療した間葉系幹細胞又は外胚葉幹細胞から調製された細胞可溶化物である。細胞可溶化物を、膜濃縮画分及び可溶細胞画分に分離することができる。本開示は、細胞可溶化物の調製前、患者への投与前、並びに患者への移植後の細胞へのin vitro PBM治療を特徴とする。

0097

本明細書に記載する、及び米国特許仮出願第62/048,211号の眼の状態の治療のためのPBM方法は、種々の光送達システムを用いて実施することができる。2014年9月9日出願、米国特許仮出願第62/048,211号、名称MULTI−WAVELEGTH PHOTOTHEAPY SYSTEMS AND METHODS FOR THE TREATMNTOF DAMAGED OR DISEASED TISSUEを、その全体を参照により本明細書に組み入れる。

0098

一実施形態において本装置は、施設中心の使用のための構成になっている。装置は自立型でもよく、又は既存の装置に取り付けることもできる。本装置を拡張して、眼障害に関連する他の診断又治療能力を取り込む、又は他の装置とシステムを形成することができる。

0099

本明細書に記載する装置は、装着できる構成になっている。本装置を拡張して、眼障害に関連する他の診断又治療能力を取り込む、又は他の装置とシステムを形成することができる。

0100

送達機器又は装置は、床、デスクカート又はテーブルに基づくユニットであり得る。装置は、1つ以上の選択された波長の光を送達するための、1つ以上の光源を含有する1つ以上の照明エンジンを含む。光源からの光は、例えば光線成形光学素子光学フィルター光導路又はこれらの組み合わせを使用して組み合わせて、眼で所望の空間及びスペクトル照射パターンを達成することができる。他の光学構成要素は、光エンジンから眼に光を導くために含まれることができる。少なくともいくつかの実施形態において、装置出力は実質的に空間的に固定されており、その結果、標的領域の適正露出は、患者の位置が操作され最適化されることを必要とする。このような患者の操作は、調節可能な顎当て又は額当て又はその両方を用いて補助することができる。出力の微細空間調整は、例えば、手動で又は電気的に作動する、装置内の移動要素(例えば折曲ミラーなど)を用いることにより達成され得る。他の実施形態において、装置の出力は、実質的に空間的に調節可能である、この場合、装置は患者のインターフェィスとして額当て又は顎当て又はその両方を含むことができ、装置の出力は標的領域を露出させるように調整することができる。大規模な空間調整は、例えば標的領域に光をリダイレクトするために平行移動する又は回転する、1つ又は複数の光学要素(例えばレンズ、折曲ミラーなど)で得ることができる。調整機能は単一の眼のための予想される位置範囲カバーすることができる、又はそれは両眼のために予想される位置範囲をカバーすることができ、順番に両眼を治療する場合、患者を再調整する必要性を除去する。

0101

装置がオフィス環境に適している場合、多数の患者が装置を作動させることが予想され、個人間での相互汚染を制限するための手段をとることが可能である。少なくともいくつかの実施形態において、取り外し可能な額当て又は顎当ては、洗浄可能又は使い捨てとして提供されることができる。少なくともいくつかの実施形態において、額当て又は顎当ては、洗浄可能又は使い捨てバリアにより保護されていることができる。

0102

少なくともいくつかの実施形態において、装置は、ユーザー医師施術者又は患者)が制御を開始できるインターフェィスを含む。これは、種々の治療法を選択して、データを入力又は抽出して、装置診断法を実行するなどのタッチスクリーン又はキーボードを含むことができる。

0103

図1A図1Dは、光線療法装置100の一実施形態を示す。装置100は、ハウジング102、患者インターフェィス面104、及び少なくとも1つのアイボックス又はアイピース106を含む。装置はまた、任意にユーザーインターフェィス108、電源スイッチ110、ロックメカニズム112、及び光線位置決めメカニズム114も含む。以下に詳細に説明するように、ハウジング102は光エンジン及び他の光学素子を保持する。図示したハウジング102はハウジングの一例であって、他の光学装置に取り付ける又はそれを支えるハウジングを含む、他のハウジング構成が使用され得ることは理解されるであろう。

0104

光線療法で患者の眼又は両眼を照射するために患者が正しく位置決めされるように、患者インターフェィス面104は配置される。患者インターフェィス面は、患者の顔の輪郭におおよそ合うように調整されることができ、患者の相互汚染を防止する又は減らすために使い捨て又は洗浄可能な面を含むことができる。

0105

アイボックス又はアイピース106は、患者の両眼又は単一の眼だけを収容できる。いくつかの実施形態で、左右の眼のための別々のアイボックス又はアイピースがあり得る。アイボックス又はアイピース106は、患者の眼の周りの領域に接触することを目的とする周辺領域があり得る、又は患者インターフェィス面104は、光線療法を受けるために正しく患者を配置するのに十分であり得る。アイボックス又はアイピース106は、患者が内部にその眼を配置する開口部でもよく、又はアイボックス又はアイピースはレンズ又は他の光学構成要素を含むことができる。

0106

任意のユーザーインターフェィス108は装置内に組み込まれることができて、これらに限定されないが、タッチスクリーンインターフェィス、キーボード及びディスプレイなど等を含む任意の好適なインターフェィスであり得る。代替的に又は追加的に、装置100は、外部ユーザーインターフェィス(例えば外部コンピュータ、キーボード、マウス又はジョイスティックなど)を含む、又は有線で若しくは無線で接続するのを可能にすることができる。ユーザーインターフェィス108は医師又は他の施術者よって通常作動されるが、いくつかの実施形態では、患者によって、例えば光線療法を停止する若しくは開始するためのボタン又は他の要素を作動できる、ユーザーインターフェィス部分があり得る。ユーザーインターフェィス108は、治療パラメータ、患者情報を入力する、装置100を操作する、又は他の任意の好適な使用のために用いることができる。いくつかの実施形態で、施術者が診断又は光線療法を行うのを補助するため患者の眼を見ることができるように、ユーザーインターフェィス108は内蔵カメラ(例えば、図7のカメラ754)に連結することもできる。

0107

任意の電源スイッチ110は、任意の好適な形を有することができる。任意のロックメカニズム112は、ユーザーが装置100の操作をロックできるように提供されることができる。任意の光線位置決めメカニズム114は、光線を移動して患者の眼又は両眼に作用するために用いることができ、ジョイスティック、トラックボール又はタッチスクリーンを含む好適なメカニズムであり得るが、これらに限定されない。

0108

図2は装置200の別の実施形態を示しており、それはハウジング102、患者インターフェィス面104、少なくとも1つのアイボックス又はアイピース106、任意のユーザーインターフェィス108、任意の電源スイッチ110、任意のロックメカニズム112、任意の光線位置決めメカニズム114、及び顎当て116を含む。顎当て116は任意の好適な形を有することができ、患者のを受けるために使い捨て又洗浄可能である表面を有することができる。好ましくは、装置の残りと関連する顎当ての高さは調節可能である。

0109

図3A及び図3Bは装置300の更に別の実施形態を示しており、それはハウジング102、患者インターフェィス面104、少なくとも1つのアイボックス又はアイピース106、任意のユーザーインターフェィス108、任意の電源スイッチ110、任意のロックメカニズム112、及び任意の光線位置決めメカニズム114を含む。この実施形態では、患者インターフェィス面104は図3A及び図3Bで示すように、洗浄又は交換できるように、取り外し可能である。

0110

図4は、装置100と共に使用し(図1A参照)、装置100のハウジング102内に位置決めされている(図1A参照)、照明エンジン420の一例を示す。照明エンジン420は、エンジンハウジング421、1つ以上の光源422a、422b、422c、1つ以上の光指向構成要素424a、424b、任意のレンズ426及び任意の熱交換器又は放熱器428を含むことができる。光源422a、422b、422cから発する光は、それぞれ光線430a、430b、430cを形成する。

0111

本実施形態、又は本明細書に記載する他の任意の実施形態では、任意の好適な光源を使用することができ、それは発光ダイオード(LED)、レーザーダイオードランプ、レーザーなどを含むが、これらに限定されない。少なくともいくつかの実施形態では、1つ以上の発光ダイオードを使用する。他の実施形態では、1つ以上のレーザーダイオードを使用する。1つ以上のレーザーダイオードは、例えばガリウムアルミニウムヒ素(GaAlAs)レーザーダイオード、アルミニウムガリウムインジウムリン化物(AlGaLnP)レーザーダイオード、ダイオード励起固体DPSS)レーザー、又は垂直共振器型面発光レーザーVCSEL)ダイオードであり得る。

0112

複数の光源が使われる少なくともいくつかの実施形態において、光源は1つ以上の光ファイバに連結できる。好適な波長及び照射度を有する光を生成する又は発する他の光源も、使用できる。いくつかの実施形態において、複数の種類の光源の組み合わせを使用できる。各光源は、レンズ(例えば、レンズ423a、423b、423c)、拡散器導波管、又は光源と関連付けられる他の光学素子のうちの1つ以上を任意に含むことができる。

0113

いくつかの実施形態では、装置は、1つ以上の非光エネルギー源(例えば磁気エネルギー源、高周波エネルギー源、DC電界源、超音波エネルギー源マイクロ波エネルギー源機械的エネルギー源、電磁エネルギー源など)を含むこともできる。例えば光線療法は、OCT、PET、MRI、フェムトセンサーなどと組み合わせて、治療、診断、追跡、強化した標的化能力を器具に提供できる。

0114

2つ以上の光源を有する少なくともいくつかの実施形態において、個々の光源は、異なる波長の光を生成するために選択されることができる。眼に送達される波長又は波長の範囲は、光源により生成するが、他の波長の光の一部又は全部を除去するためにフィルターに通されることができる。少なくともいくつかの実施形態において、第1の光源は第1の波長の光を提供し(隣接する波長の光と共に送達され得る、又は他の光を除去するためにフィルターに通され得る)、第2の光源は第2の波長の光を提供する。少なくともいくつかの実施形態において、第1及び第2の波長は、少なくとも25、50、75、100、150、200、250、300、400又は500nm異なる。いくつかの実施形態では、第3の光源は第3の波長の光を提供して、第3の波長は、第1及び第2の波長とは少なくとも25、50、75、100、150、200、250、300、400又は500nm異なる。

0115

照明エンジン420は、1つ以上の光指向構成要素424a、424bを含む。図示の実施形態で、光指向構成要素424a、424bは反射フィルターである。第1の光源422aで生成した第1の波長を有する光線430aの光を通過させて、第2の光源422bで生成した第2の波長を有する光線430bの光を反射するように、光指向構成要素424aは選択される。第1の波長を有している光線430aの光及び第2の光源422bによって、発生する第2の波長を有する光線430bの光を通過するように、光指向構成要素424bは、選択される。光指向構成要素424bは、第2の光源422cによって発生する第3の波長を有する光線430cの光を反射する。光指向構成要素424bは、レンズ426に所望の光の波長を向ける。

0116

他の光指向構成要素は、光ファイバ、吸収フィルター、反射又は吸収偏光子ビームスプリッタなどを含むことができるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、装置は、2つ以上の光源が同時に光を生成するように作動する。他の実施形態において、装置は所定時間に光を単一光源から送達するために作動するが、光源は任意の好適な光送達順序オンオフされ得る。レンズ426は、単一レンズ又はレンズの組み合わせであり得て、他の光学構成要素(例えば拡散器、絞り、フィルターなど)を含むことができる。

0117

図5は、絞り530及びリレー構造532を含む追加の光学構成要素を備えた、図4の照明エンジン420を示す。絞り530は、レンズ426から光を受け取って、患者の眼に向かう光を制限する。リレー構造532は、光エンジン420から患者へ光を向けて、例えば1つ以上のミラー534及び1つ以上のレンズ536を含む、任意の数の好適な構成要素を含むことができる。

0118

図6A〜6Cは、照明エンジン642から患者への光の送達するための装置の追加の構成要素を示しており、装置の一部はハウジング102、フローミラー640及びアクチュエータ642を含むリレー構造532の一部(又は照明エンジン420の一部)を回転させて、光線644(図6B及び図6C)が向かう方向を調整するために、アクチュエータ642を使用することができる。図6Bは患者の左眼に向かう光線での位置示し、図6Cは患者の右眼に向かう光線での位置を示す。いくつかの実施形態では、アクチュエータ642は単に2つの位置を有することができる。他の実施形態において、アクチュエータ642は光線位置のより微細な調整を可能にする。少なくともいくつかの実施形態において、アクチュエータ642は、ユーザーインターフェィス108又は光線位置決めメカニズム114又は両方に連結する。

0119

少なくともいくつかの実施形態において、光線の照射量は、標的眼組織での所定の照射量を提供するように選択される。目標組織標準医学画像技術を使用して確認された疾患又は外傷の影響を受けた眼の領域でもよく、それは特定の疾患の影響を受けたことが既知の眼の一部でもよく、それはある機能又は過程を制御するために既知である眼の一部でもよく、又はそれは眼の任意の領域でもよい。標的眼組織のレベルで所望の照射量を得るために、放出面から放射した光線の適切な照射量の選択は、多くの他の要因から、選択された光の波長又は複数の波長、疾患の種類(存在する場合)、対象の臨床状態及び対象領域までの距離を好ましくは含む。

0120

複数の光源がある、少なくともいくつかの実施形態において、特定の光源は、他の光源と比較して、より高い又は低い力で光を発する。したがって光源の出力は、眼瞼、角膜、又は光源の放出面と目標眼組織の間の他の介在組織の厚みに応じて、必要に応じて調整され得る。光源により放射される光のパラメータは、後で更に詳細に述べる。

0121

いくつかの実施形態で装置は、光源からの光を使用して画像を生成するため、又は眼の特定の一部(例えば、網膜又は網膜の一部)に光を標的化するのを容易にするための、空間光変調器を含むことができる。図8は、光を調整して、患者に変調光線を向ける空間光変調器(SLM)860に向かう光と、光源822(複数を含む)の配列を示す。空間光変調器860は、例えば、シリコン(LCOS)ディスプレイ上の液晶液晶ディスプレイ(LCD)、デジタルライトプロセッサ(DLP)などのマイクロミラーアレイ走査ミラー、又は光を反射できる他の任意の好適な装置であり得て、任意に画像を形成するために使用することができる。空間光変調器は、追加の投射光学系(例えば、レンズなど)を含むこともできる。少なくともいくつかの実施形態において、装置は患者の眼のレンズを利用して、画像形成を容易にすることもできる。

0122

空間光変調器は、図8に示すように、反射性でもよく、又は光がSLMを透過して調整されるように透過性でもよい。空間光変調器は、光路に沿った任意の好適な場所に挿入されることができる。例えば反射SLMは、図5で示す実施形態で、又は装置の任意の他の好適な部分において、折曲ミラー534の位置に配置できる。透過SLMは、図5で示す実施形態で、又は装置の任意の他の好適な部分において、レンズ426又は絞り口530の前後に配置できる。

0123

少なくともいくつかの実施形態において、患者の眼の特定部分上に光源を標的化することは、空間光変調器、カメラ(患者の眼を観察して光線、瞳孔追跡センサー若しくは任意のこれらの組み合わせの方向の手動又は自動調整を可能にする)を使用して実施可能である。

0124

図7は、眼疾患、障害、変性などの治療用の装置を作動するシステムの一実施形態を示す。システムは、コントローラ750、ユーザーインターフェィス708(例えば、図1A図3Aのユーザーインターフェィス108)、アクチュエータ742(例えば、図6A図6Cのアクチュエータ642)、光源722(例えば、図4及び図5の光源422a、422b、422c)、メモリ752、1つ以上のセンサー/カメラ754及び電源756を含む。これらの構成要素は、下で更に詳細に記載される。他のシステムはより多く又はより少ない構成要素を含むことができ、その構成要素は図7に示すものと異なる配列で一緒に連結されることを理解すべきである。例えば図8の空間光変調器860は、図7のコントローラ750に連結することもできる。更に構成要素間の任意の連結は、有線若しくは無線通信、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。

0125

本開示の特定の実施形態において、光送達装置は装着可能であり、それにより携帯性を促進して、従来の眼科施設外での利用(例えば、自宅、仕事中、又はレクリエーション活動中及び移動中)の選択を可能にする。したがって本明細書中に記載する装着型装置は、患者の移動負担を減らして、治療の送達のための時間を選択する際患者に便宜を提供するような利点を提供する。

0126

単眼だけを光線療法にさらすことを目的とする点で、装着型装置は単眼でもよく、又はそれは双眼でもよく、その場合同時に、連続して、若しくは指定した順番で装置は両眼を治療することができる。両眼装置について本明細書で詳細に記載しており、本明細書で開示する設計上の問題、パラメータ及び構造は単眼装置でも実行可能である。

0127

装着型装置は、1つ以上の波長の1つ以上の光源を含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、装置は、眼の方向に向かい、特定の間隔で配置されて、眼上に所望の空間及びスペクトル照射量を生成する光源のアレイを含有する。少なくともいくつかの実施形態において、光学構成要素は、光源から着用者の眼に向かって光をリダイレクトするために使用することができる。中間の光学構成要素(例えば、レンズ、フィルター、拡散器)は、必要に応じて装置の出力を更に形成することができる。

0128

少なくともいくつかの実施形態において、光源は眼の視線から離れて位置決めされ、光は、光導管若しくは導波管、又は他の任意の好適な構成要素を介して眼に向けられる。導波管は、複数の波長を混合する又は装置出力を均質化するように機能できる。導波管は一体型レンズコーティング又は拡散器を組み込んで、導波管の入口及び出口で光線を形成することができる。少なくともいくつかの実施形態において、導波管は透明であり、その結果、ユーザーは装置を装着しながら、ほとんど妨げられてない視界を有する。平面光エレメント(例えば体積位相ホログラム表面レリーフホログラム回折格子又は同様の構成要素)は、光を方向付けして、出力を形成するために導波管上に置かれる、又はその内部に組み込まれることができる一方で、導波管をほぼ透明に保つ。

0129

少なくともいくつかの実施形態において、光源は眼の視線から離れて位置決めされており、光は表面からの反射を介して眼に向けられる。コーティングは表面に配置されて、反射を促進できる。表面は平坦でもよく、又は曲線が装置の光出力を形成するために規定されている可能である場合、1つ以上の方向でカーブすることができる。表面は主に光の入射角で反射してもよく、主に垂直入射で透過してもよく、その結果、着用者の視界はほとんど妨げられない。コーティングは、特定の波長だけを反射する一方で他は透過するように、表面に適用されることができる。

0130

少なくともいくつかの実施形態において、装置は、無線で又は有線で外部制御ユニットに接続される。外部ユニットは、制御電子装置、関連ドライバソフトウェアなど又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。それは、光の送達のための光ファイバーケーブルを備えた装着型装置にケーブル接続されることができる。少なくともいくつかの実施形態において、制御装置は、信号又は電力を供給するケーブルで装着型装置に接続している。少なくともいくつかの実施形態において、制御ユニットは、無線で装着型ユニットと接続する。制御ユニット及び/又は装着型装置は、1つ以上のバッテリによって動く、又は外部電源を介して駆動できる。

0131

少なくともいくつかの実施形態において、光源及び内蔵プログラマブルコントローラは、装置内の電源によって駆動する。少なくともいくつかの実施形態において、電源は装置から離れた位置に配置される。電源は1つ以上の電子構成要素(例えばコンデンサ、ダイオード、レジスタインダクタトランジスタ調節装置、バッテリ、燃料電池、又は他の任意の好適なエネルギー貯蔵装置を含む)を含むことができる。電源は、電磁エネルギーを保存するように構成される、任意の種類の装置、部品又はシステムを使用することもできると考えられる。少なくともいくつかの実施形態において、電源は空気亜鉛電池を含み、それは補聴器で使用するものと同様のものである。

0132

これらの実施形態の特定の態様において、電源は再充電可能である。例えば電源は、リチウム五酸化バナジウム電池二酸化マンガンリチウム電池ニッケルカドミウム電池ニッケル水素電池リチウムイオン電池又は他の任意の好適な再充電可能な電池化学の電池を含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、電源は、外部充電ステーションによって、誘導的充電できる誘導コイル及び充電回路を含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、電源は、高周波(RF)エネルギーにより充電できるRF給電装置でもよい。少なくともいくつかの実施形態において、外部電源は、装置を駆動するために任意に用いることができる。

0133

再充電可能な電源を使用する少なくともいくつかの実施形態において、電源の電荷容量は、少なくとも1つの治療セッションを通して持続するのに十分である。必要とされる治療の継続及び頻度は、関連する眼疾患の重篤度によって変化する。少なくともいくつかの実施形態において、電荷容量は、5分〜30分間プログラマブルコントローラ及び光源に電力を供給するのに十分であるために必要である。少なくともいくつかの実施形態において、治療期間は少なくとも20分である。長期間及び/又は高頻度の治療を必要とする対象において、いくつか実施形態は、プログラマブルコントローラ及び光源に連結する2つ、3つ以上の電源を使用して、より長く又はより頻繁な治療セッションのための十分な電力を提供する。少なくともいくつかの実施形態において、単一の高容量電源を使用することができる。少なくともいくつかの実施形態において、電源は、1つ以上のコンデンサ及び1つ以上のバッテリの組み合わせを含むことができる。

0134

図9は、装着型光治療装置900の一実施形態を示す。装置900は、フレーム902、患者の眼の前にある前側片104及び2つのイヤピース906を含む。

0135

図10A及び図10Bは、装着型光治療装置1000の一実施形態を示し、それは、フレーム1002、前側片1004、イヤピース1006、光源1010a、1010b、1010cの左右のアレイ1008、及び電子機器又はバッテリが収納され得る1つ以上のフレームケース1012を含む。イヤピース1006は、前側片1004に取り付けられて着用者上で装置1000を保持するフレーム1002の付加要素の一例である。他の付加要素の例としては、ヘッドバンドヘルメットマスクなど又はこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。光源1010a、1010b、1010cは、同じ又は異なることができる。1つ以上のフレームケーシング1012は、ケース内にコントローラ、光源電子機器、バッテリ又はこれらの任意の組み合わせを含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、フレームケーシング1012又は他のフレーム1002の一部は、装置1000の操作を開始する、終了する又は変えるために使用可能な少なくとも1つのボタン又は他のユーザー入力要素を組み込むこともできる。代替的に又は追加的に、フレームのポートへの無線又は有線接続により、装置を始動できる又は終了できる、光送達のパラメータを入力できる、又は変えることができる。

0136

好適な波長及び照射量で光を生成する又は発する他の光源も、使用することができる。いくつかの実施形態において、複数の種類の光源の組み合わせを使用できる。各光源は、レンズ、拡散器、フィルター、又は光源と関連付けられる他の光学素子のうちの1つ以上を任意に含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、各光源の周波数、電力、パルス長、パルス幅、波長、若しくは他の任意の発光パラメータ、又はこれらのパラメータの任意の組み合わせのうちの1つ以上を、他の光源から独立して制御する又は調整することができる。

0137

2つ以上の異なる光源1010a、1010b、1010cに関する少なくともいくつかの実施形態において、個々の光源は、異なる波長の光を生成するように選択される。例えば、装置1000のアレイ1008は、任意の好適な配列であり得る3つの異なる光源1010a、1010b、1010cのアレイであり得る。例えば、光源1010a、1010b、1010cの行若しくは列若しくはその両方に沿った又は対角線に沿った繰り返し配列、光源1010aの行、列又は対角線での配列(繰り返すことができる)、次に光源1010bの行、列又は対角線での配列、次に光源1010cの行、列又は対角線での配列、又は他の任意の好適な規則的若しくは不規則な配置である。異なる波長を発する光源の数は3つに限定されず、2つ、4つ、5つ、6つ以上の異なる光の波長を発する異なる光源でもよいことも理解されよう。他の実施形態において、光源1010a、1010b、1010cのすべては、同じ光の波長(複数を含む)を発することができる。

0138

例えば少なくともいくつかの実施形態において、第1の光源1010aは第1の波長の光を提供し(隣接する波長の光と共に送達され得る、又は他の光を除去するためにフィルターに通され得る)、第2の光源1010bは第2の波長の光を提供する。少なくともいくつかの実施形態において、第1及び第2の波長は、少なくとも25、50、75、100、150、200、250、300、400又は500nm異なる。いくつかの実施形態では、第3の光源1010cは第3の波長の光を提供して、第3の波長は、第1及び第2の波長とは少なくとも25、50、75、100、150、200、250、300、400又は500nm異なる。

0139

図11A図11Eは、装着型光線療法装置1100の別の実施形態を示し、それは、フレーム1102、前側片1104、イヤピース1106、光源1110a、1110b、1110cの左右のアレイ1108、及び電子機器又はバッテリが収納され得る1つ以上のフレームケース1112を含む。特に明記しない限り、他の実施形態の同じ名称の要素に関して提供されたすべての設計上の問題、特性及び説明は、装置1100の要素にも適用できる。例えば、光源1110a、1110b、1110cは同じ又は異なることができる、又は、異なる光の波長を生成する1つ、2つ、3つ、4つ以上の異なる光源がある。

0140

この実施形態は、着用者がそれを通して見ることができる、1つ以上の視覚ポート1105も含む。これらの視覚ポートは開いてもいる、又は任意にレンズを形成するガラス又はプラスチックを組み込むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、視覚ポート1105は、着用者の視力に基づいて選択される処方レンズを組み込む。

0141

特に図11A及び図11Cに示すように、光源1110a、1110b、1110cは視覚ポート1105の3つの側面周辺に配置される。他の実施形態において、光源を、視覚ポートの1つ、2つ、4つ以上の側面(ポートが4つ以上の側面を有するとき)周辺に配置できる。図11Eで示すように光源1110a、1110b、1110cは、着用者の眼の方向を少なくとも部分的に向かう光1114を生成するように配置される。少なくともいくつかの実施形態において、光源は、着用者の眼に向かって方向付けされ得る、又は、着用者の眼の方へ光を向ける若しくはリダイレクトする、少なくとも1つの光学素子(例えば、レンズ又は反射器)を含むことができる。他の実施形態において、光源は単に円錐方向に光を生成して、そのいくつかは着用者の眼に達する。

0142

図12Aは装着型光線療法装置1200の別の実施形態を示し、それは、フレーム1202、前側片1204、イヤピース1206、光源1210及び電子機器又はバッテリを収納できる1つ以上のフレームケース1212を含む。特に明記しない限り、他の実施形態の同じ名称の要素に関して提供されたすべての設計上の問題、特性及び説明は、装置1200の要素にも適用できる。

0143

光源1210は、フレーム内の別々の光生成要素(例えば、LED、レーザーダイオードなど)を使用して、光源1210により方向付ける光の異なる波長を提供できる。代替的に又は追加的に、行、列又は他の配列でフレーム上に配設される複数の光源1210があり得る。左イヤピース上の単一光源を示しているが、図12Cで示すように、右イヤピース上に類似の光源があり得ることは理解されよう。

0144

光源1210から光を受けて、少なくとも一部の光を着用者の眼にリダイレクトするために、反射器1216はフレーム上に提供される。反射器1216は、これらに限定されないが、ミラー、反射フィルター、反射偏光子、ビームスプリッタなどを含む任意の好適な反射器であり得て、少なくとも一部の光を着用者の眼にリダイレクトする。反射器1216は、光散乱機構など1つ以上の散乱要素を含むこともでき、それはリダイレクトした光を拡散する。

0145

図12Bは装着型光線療法装置1200の同様の実施形態を示し、それは、フレーム1202、イヤピース1206、光源1210及び電子機器又はバッテリを収納できる1つ以上のフレームケース1212を含む。特に明記しない限り、他の実施形態の同じ名称の要素に関して提供されたすべての設計上の問題、特性及び説明は、装置1200の要素にも適用できる。

0146

図12Bの実施形態において、反射器1216は部分的に透明であり、その結果、部分的に光を反射して、部分的に光を透過する。例えばこの反射器1216は、特定の波長又は波長帯域の光を反射して、他の波長の光を透過するなどの部分的なミラー、反射偏光子又は反射フィルターであり得る。反射器1216は、光源から着用者の眼へ少なくとも一部の光をリダイレクトする。反射器1216は、レンズの一部であり得る、又はその上に配設されてもよい。反射器1216は、光散乱機構など1つ以上の散乱要素を含むこともでき、それはリダイレクトした光を拡散する。

0147

図13A図13Dは、装着型光線療法装置1300の更に他の実施形態を示し、それはフレーム1302、前側片1304、イヤピース1306、光源1310及び電子機器又はバッテリを収納できる1つ以上のフレームケース1312を含む。特に明記しない限り、他の実施形態の同じ名称の要素に関して提供されたすべての設計上の問題、特性及び説明は、装置1300の要素にも適用できる。光源1310は、光源1310内の別々の光生成要素(例えば、LED、レーザーダイオードなど)を使用して、光の異なる波長を提供できる。

0148

この装置1300は、投射システム1318及び反射プリズム1320を含んで、着用者に光線又は画像の形態で光線療法を提供する。図13Dは、光源1310、空間光変調器(SLM)1322、ビームスプリッタ1324、照明光学素子1326及び投射光学素子1328を含む、投射システム1318をより詳細に示す。空間光変調器1322は、例えば、シリコン(LCOS)ディスプレイ上の液晶、液晶ディスプレイ(LCD)、デジタルライトプロセッサ(DLP)などのマイクロミラーアレイ、走査ミラー、又は光を反射できる他の任意の好適な装置であり得て、任意に画像を形成するために使用することができる。照明光学素子1326及び投射光学素子1328は、例えば、1つ以上のレンズ、拡散器、偏光子、フィルターなどを含むことができる。

0149

光源1310から発生する光の少なくとも一部は、照明光学素子1326を透過して、ビームスプリッタ1324で空間光変調器1322にリダイレクトされる。光は空間光変調器により反射されて、それは光を使用する画像を形成できる、又は受信光を調整して、ビームスプリッタ1324及び投射光学素子1328によりプリズム1320へ戻る。図5Bで示すように、プリズム1320に入る少なくとも一部の光は、着用者の眼にリダイレクトされる。

0150

図14A図14Dは、装着型光線療法装置1400の更に他の実施形態を示し、それはフレーム1402、前側片1404、イヤピース1406、光源1410及び電子機器又はバッテリを収納できる1つ以上のフレームケース1412を含む。この装置1400は、投射システム1418及び導波管1430を含んで、着用者に光線又は画像の形態で光線療法を提供する。図14Dは、光源1410、空間光変調器(SLM)1422、ビームスプリッタ1424、照明光学素子1426及び投射光学素子1428を含む、投射システム1418をより詳細に示す。特に明記しない限り、他の実施形態の同じ名称の要素に関して提供されたすべての設計上の問題、特性及び説明は、装置1400の要素にも適用できる。光源1410は、光源1410内の別々の光生成要素(例えば、LED、レーザーダイオードなど)を使用して、光の異なる波長を提供できる。

0151

図13A図13Dの実施形態とは対照的に、図14A図14Dの実施形態は、図14Bで示すように、導波管1430を使用して、少なくとも一部の光を着用者の眼に届ける。導波管630は、投射システム1418から光を受ける内部連結回折光学素子1432又は他の配列を含むことができ、及び導波管から着用者の眼へ光を向ける外部連結回析光素子1434又は他の配列を含むことができる。導波管1430及びプリズム1320は、空間光変調器1322、1422から変調光線を受けて、光を着用者の眼に向ける光指向要素の例である。

0152

図15は、眼疾患、障害、変性などを治療する装置を作動するシステム1570の別の実施形態を示す。システム1570は、コントローラ1550、ユーザーインターフェィス1560、電源1556、メモリ1552、及び1つ以上の装着型装置1500(例えば、上述の装着型装置900、1,000、1,100、1,200、1,300、1,400のいずれか)を含むことができる。装着型装置1500は、光源(複数を含む)1510(例えば、上述の光源910a、910b、910c、1010a、1010b、1010c、1110a、1110b、1110c、1210、1310、1410)、任意の内蔵コントローラ1556、1つ以上の任意のセンサー(複数を含む)/カメラ1554、メモリ1564、及び電源1562を含む。代替的に又は追加的に、センサー(複数を含む)/カメラ1554は、装置1500の外部であり得るが、外部コントローラ1550又は内蔵コントローラ1556に情報を提供できる。これらの構成要素は、下で更に詳細に記載される。他のシステムはより多く又はより少ない構成要素を含むことができ、その構成要素は図15に示すものと異なる配列で一緒に連結されることを理解すべきである。更に構成要素間の任意の連結は、有線若しくは無線通信、又はこれらの任意の組み合わせであり得る。

0153

例示のシステム1570は、無線で又は有線接続(又は任意のこれらの組み合わせ)で装着型装置1500の内蔵コントローラ1556と接続して、内蔵コントローラをプログラムすることができる外部コントローラ1550を含む。少なくともいくつかの実施形態において、外部コントローラ1550は、装置1500を操作する内蔵コントローラ1556をプログラムするためだけに用いる。いくつかの実施形態で、医療従事者だけが外部コントローラ1550にアクセスできる。他の実施形態において、ユーザーも、治療を修正する、開始する又は終了するために、外部コントローラに又は別の外部コントローラにアクセスすることができる。外部又は内蔵コントローラのうちの1つにより実行される本明細書に記載する機能は、他の実施形態では、外部又は内蔵コントローラの他の1つによって実行され得ることは理解されよう。

0154

他のシステムで装着型装置は、装置上の、装置に取り付け可能な、又は装置に無線で接続可能なユーザーインターフェィスを含むことができ、その結果外部コントローラが不必要であることは認識されよう。医療従事者、又は任意にユーザーはこのユーザーインターフェィスを使用して、直接内蔵コントローラ1556をプログラムすることができる。

0155

いくつかの実施形態では、装置は1つ以上の非光エネルギー源を含むことができる、又は装置は、1つ以上の非光エネルギー源(例えば磁気エネルギー源、高周波源、DC電界源、超音波エネルギー源、マイクロ波エネルギー源、機械的エネルギー源、電磁エネルギー源など)を生成する別の装置と共に使用することができる。例えば光線療法は、OCT、PET、MRI、フェムトセンサーなどと組み合わせて、治療、診断、追跡、強化した標的化能力を器具に提供できる。

0156

プログラマブルコントローラ
対象の眼組織への光エネルギーの適用の、光エネルギー放出、光エネルギー強度、光エネルギー持続期間、頻度、領域又は順番の1つ以上、又は他の治療パラメータを調整するために、少なくともいくつかの実施形態は、プログラマブルコントローラ(例えば、図7のコントローラ750、又はユーザーインターフェィス708の一部、直接ユーザーインターフェィス1560、若しくは外部コントローラ1550によるものであり得る図15の内蔵コントローラ1550)を含む、又はユーザーインターフェィスに連結できる、又は装置に別々に連結できる。プログラマブルコントローラは、特定の治療レジメンに従って1つ以上の光源を操作すること、外部装置通信すること、光源及び電源などの要素の状態をモニタすること、パラメータ又はプログラム命令をメモリに格納することなど、タスク又は作業を達成するメモリに保存される一組のプログラム命令を実行する。

0157

例えばプログラマブルコントローラは、治療レジメンに従って光を眼の特定の標的領域に発するために用いることができる。例えばプログラマブルコントローラは、各光源が放射状態にある起動時間又は期間のセット、及び光源が非放射状態にある非起動時間又は期間のセットを含む、治療プログラムを実行できる。特定の実施形態で、プログラマブルコントローラは、一般的な又は特別な目的のマイクロプロセッサを含む。少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、特定用途向け集積回路ASIC)又は論理プログラミング可能デバイスFPGA)を含むことができる。

0158

少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、内部メモリ(例えば、図7のメモリ752又は図15のメモリ1564)と通信して、ソフトウェア若しくはハードウェアのためのデータ若しくはプログラム命令を検索できる又は保存できる。少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、内部メモリ(例えば、図15のメモリ1564)と通信して、ソフトウェア若しくはハードウェアのためのデータ若しくはプログラム命令を検索できる又は保存できる。少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、中央演算処理装置(CPU)を含む。プログラマブルコントローラは、メモリ(情報の一次記憶域としてのランダムアクセスメモリ(RAM)又はフラッシュメモリ読出し専用メモリ(ROM)、EPROMメモリ、又は情報の永続記憶装置としてのEEPROMメモリ)を更に含むことができる。

0159

少なくともいくつかの実施形態において、メモリは、最初のプログラミング後もプログラム可能であり得る。そのうえプログラマブルコントローラは、リアルタイムクロック、1つ以上のタイマーアナログ−デジタル(A/D)コンバータ、デジタル−アナログ(D/A)コンバータ、シリアルコミュニケーションインターフェィス(例えばI2C又はシリアルペリフェラルインターフェィス)、通信インターフェィス、又はパルス幅変調(PWM)発生器を含むことができる。電源はプログラマブルコントローラへ電力を供給して、それによりそれは1つ以上の光源を駆動することができる。少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、光源駆動装置により1つ以上の光源を駆動する。光源駆動装置は好適な電流又は電圧レベル印加して、1つ以上の光源に通電することができる。プログラマブルコントローラが制御信号を生成して光源を駆動するとき、光は放出面から発される。それに対し、光源がプログラマブルコントローラから光を生成するための制御信号を受け取らないとき、放出面は非放出状態にある。光源は、種々の治療レジメンに従って、連続的に又は定期的に光を発するように構成され得る。

0160

少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、所与の対象のための治療パラメータの所望のセットで、ある予めプログラムされている(例えば、移植前に)。例えば、光エネルギー放出の望ましい頻度{例えば24時間ごと)、光エネルギー放出の期間(例えば、5分間)、光エネルギー放出の照射量(例えば、1mW〜10mW)、照射パターン又は光源放射の順序(例えば複数の光源を含むこれらの実施形態における、光エネルギーの一連の放射)、及び他のパラメータは、プログラマブルコントローラ内に予めプログラムされることができる。パルス光線量測定のために、治療パラメータは、パルス光線量測定のパルス当たりのデューティサイクル、パルス形状、繰り返し速度、パルス幅又は照射量を含むこともできる。

0161

複数の光源を利用する少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、特定の標的領域上の焦点に光源のサブセットを起動させるようにプログラムされることができる。少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、予め定められた治療レジメン、順序、テンプレート又は順番に従って光源を起動するようにプログラムされることができる。例えば治療レジメンは、本明細書に取り込まれた、米国特許出願公開第2009/0254154号の段落[0203]〜[0228]に記載されている順番と類似のパターンに従うことができる。治療レジメンは、医師によっても(例えば、遠隔測定又は無線若しくは有線ネットワークインターフェィスを介して)調節可能であり得る。

0162

少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、通信インターフェィスを介して動的に再プログラムされることができる。通信インターフェィスは、外部遠隔測定装置からRF通信を受けるように構成されるアンテナを含むことができる。通信インターフェィスは、情報を外部遠隔測定装置に発信するように構成されることもできる。他の種類の無線通信も使用可能である。少なくともいくつかの実施形態において、医師は、光線療法装置によって発生する警報又は警告に対応して、治療パラメータを調整できる。医師は、通信インターフェィスを介して無線でプログラマブルコントローラを再プログラムすることができる。

0163

少なくともいくつかの実施形態において、プログラマブルコントローラは、自動的にそれ自体を再プログラムすることができる、又はフィードバックセンサー(例えば、図7のセンサー754)から受けた制御信号に反応して、その治療パラメータを再調整できる。センサーは、光線療法のパラメータ又は対象(例えば、患者)の生理学的パラメータに関するフィードバックを提供できる。センサー(例えば、図7のセンサー754)は、生物医学センサー、生物化学センサー、温度センサーなどを含むことができる。少なくともいくつかの実施形態において、センサーは、侵襲的センサーであり得て、身体内に挿入され得る、又は少なくとも一時的に身体に取り付けることができる。少なくともいくつかの実施形態において、センサーは、非侵襲的又は最小限に侵襲的センサーを含むことができる。

0164

センサーは、例えばアデノシン三リン酸(ATP)濃度又は活性、視神経出力波(例えば、ERGセンサーシステムを使用する)、ミトコンドリア活性(例えば、NADH又はNADPH濃度を測定することにより)、一酸化窒素(NO)生成又は消費、サイトカイン(IL−6インターロイキン及び腫瘍壊死因子(TNF)など)、アポトーシス標識(バックス及びBcl−2など)、誘発反応光学走査EROS)反応、酸素消費レベル、膜電位解糖活性又はpHレベルを測定するために使用できる。例えば、細胞ATP濃度の増大及び細胞内のより多くの低減状態は、両方とも細胞代謝に関連しており、細胞が生存し及び健康である徴候であるとみなされる。標的眼組織内のNADHの増加した濃度、及び標的組織のレドックス状態の対応する改善は、細胞の代謝活動及び健康の両方を反映する。

0165

拡散
少なくともいくつかの実施形態において、光源又は装置は、眼又は眼組織に達して有利にも光線を均一化する前に、光を拡散するのに適している1つのディフューザーを含む。通常、角膜の介在組織は、対象の網膜の照明上の不均一な光線強度分布の影響を減らすことができる高散乱である。しかし、実質的に異質又は不均一な光線強度分布は、他より加熱した対象の眼のいくつかの部分をもたらす可能性がある(例えば、光線の「ホットスポット」が対象の眼に作用する局所的加熱)。

0166

少なくともいくつかの実施形態において、装置内の光源又は他の構成要素は光線を都合よく均一化して、不均一性を減らす。光源から発生する前の光の例示のエネルギー密度プロファイルは、特定の放出角ピークに達する。少なくともいくつかの実施形態において、装置の光源又は他の構成要素により拡散した後、光のエネルギー密度プロファイルは任意の特定の放出角で実質的ピークを有せず、放出角の範囲内で実質的に均一に分配される。光を拡散することによって、装置内の光源又は他の構成要素は、照射した領域上に実質的に均一に光エネルギーを分配し、それによって、さもなければ眼に温度増加を引き起こす「ホットスポット」を制御する、阻害する、防止する、最小化する、又は減らす。したがって光を拡散することによって、装置が光を拡散しない場合よりも、対象の眼の照射部位の温度は低くなる。例えば光を拡散することによって、対象の眼の照射部位の温度は、照射されなかった対象の眼の部位の温度より高くなる可能性があるが、照射されたが光が拡散されなかった対象の眼の部分の温度より低くなる。更に眼に達する前に光を拡散することによって、装置は光が作用する眼のスポットサイズを効果的に増大させて、それにより都合よく眼の照射量を低下させることができる。

0167

少なくともいくつかの実施形態において、装置の光源又は他の構成要素は、光の照射量が眼又は他の眼組織の最大許容レベルより少なくなるように、光の十分な拡散を提供する。例えば、特定の実施形態の最大許容可能レベルは対象が不快感又は痛みを経験するレベルであり、その一方で特定の他の実施形態で最大レベルは対象の眼又は眼組織が損傷するレベルである(例えば、熱損傷又は火傷)。少なくともいくつかの実施形態において、装置は、光の照射量が標的標組織で治療価と等しくなるように、光の十分な拡散を提供する。例えば装置は、Physical Optics Corp.(Torrance、California)から入手可能なもの及びReflexite Corp.(Avon,Connecticut.)製のDisplay Optics P/N SN1333などのホログラフィック拡散器を含むことができるが、これらに限定されない。

0168

標的化
光線療法は閉眼瞼を通して実施することができ、光のほとんどは網膜の比較的広い領域に散乱すると予想され得る、又はそれは開眼に実施されることができる。開眼の場合、大部分の治療用光は、最小限の散乱でレンズ及び眼の瞳孔を通して網膜に送達されると思われる。特定の実施形態で、装置は、瞳孔を通して網膜の特定の領域を標的化する能力を含む。これは、網膜上の露出領域を正確に形成し制御するための空間光変調器(SLM)を含有することにより実施することができる。SLMは、LCOSパネル、走査ミラー、変形可能ミラーアレイ又は他の変調装置でもよい。

0169

少なくともいくつかの実施形態において、SLMは、照明及び画像光学素子と組み合わせて、静止画像又は動画を患者に提供する。画像を使用して、患者の視線を方向付けることにより、治療中、治療する眼の焦点及び方向の制御に役立つことができる、又はそれらは治療中、ビジュアルエンターテインメントを患者に提供することにより、装置の使用性を増加させるように機能できる。特定の実施形態では、SLMの照明光源画像ディスプレイのみ用いられて、その一方で治療は第2の光源(複数を含む)により提供される。他の実施態様において、SLM照明光源(複数を含む)は治療を提供する。

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