臨床医は長い間、緑内障治療において眼圧が果たす不釣り合いな役割に不満を抱いてきました。 医学的または外科的な介入を可能にする唯一の因子として、その役割は極めて重要である。 しかし、眼圧測定には本質的に限界があります。 数ヶ月に一度の測定では、眼圧の日内変動を表現することはできません。
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| この埋め込み型マイクロ流体 24 時間眼圧測定センサーは現在スタンフォード大学で開発中である。 Photo: Ishmail E. Araci |
専門家は、いずれコンタクトレンズやメガネに収められた小さなセンサーを患者に装着したり、眼科医に送って目に埋め込んでもらうことになると考えています。 このセンサーは継続的に眼圧を測定し、データの量を飛躍的に増やし、できればデータの価値も高めたいと考えています。 現在の眼圧の記録方法がスナップショットを撮るようなものだとすれば、24時間連続した眼圧測定は、1つの静的な測定値を示すだけでなく、時間の経過とともに変化を記録するビデオを撮影するようなものなのです。
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A Moving Target
目標眼圧の達成に基づく治療計画の設定は、目標そのものが動いている場合には難しいものです。 眼圧は、さまざまな内因性・外因性要因により、1日中、1時間、1分、1秒と変動しているのです。
眼システム内では、眼圧は、房水の生成、流出施設（房水が眼からどれだけ容易に出ていくか）、上強膜静脈圧（眼の表面にある静脈の圧力）、ブドウ膜流出（房水が眼から出るための副経路）のバランスに依存し得ます。
たとえば、流出施設の増加または房水の生産の減少は、眼圧を下げるだろうと、ミネソタ州ロチェスターのメイヨー クリニックの緑内障研究者であるアーサー J. シット、MD は述べています。 眼圧の短期的な上昇は、まばたきや目をこすることによる眼圧、あるいは眼球運動や血圧の脈動によっても起こります。
眼圧は、体位、1日の時間（夜間のピーク、日中の谷）、血圧および眼灌流圧（OPP）の関連概念、ストレスや痛みのレベル、水分およびカフェインの消費によっても変動します。
さらに、活発な活動やストレスは、血圧、眼圧、OPPをピークにすることがあると、ジュネーブ大学およびコロラド大学デンバー校の眼科医、Kaweh Mansouri（MD、MPH）は述べています。 Mansouri博士は、「眼圧と連動した血圧の測定は、血圧が眼圧にどのような影響を与えるかを明らかにする価値があります」と述べています。 研究者たちは現在、24時間眼圧測定装置を使用して、緑内障の進行に対するこれらの影響を調べています。
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眼圧測定の注意点 Don’t diagnose or treat after just one measurement. Sowka博士は、眼圧が過度に高い場合や視神経がすでに深刻なダメージを受け脆弱になっている場合を除き、すぐに治療を開始せず、何度か眼圧を測定するよう検眼医に助言しています。 また、治療開始後、薬が効いているかどうかを判断するために、何度か圧力を測定するのも良い方法だとSowka博士は言います。 薬物療法を開始してから1回の眼圧測定では、真の効果を判断することはできません。 前述したように、患者は眼圧測定の際に緊張したり、息を止めたりすることがある。 定期的にリラックスして、普通に呼吸するように伝えてください、とMansouri医師は呼びかけています。 疑いを捨てないこと。 患者の眼圧測定が視野や視神経の評価と一致しないようであれば、患者の眼圧にはあなたが思っている以上のことが起こっているかもしれないと、Hartwick医師は言う。 また、別の時間帯に眼圧を測定してもらうようにしましょう、と彼は付け加えています。 日周曲線を眼圧計で記録することは、ほとんどの患者にとって非現実的で面倒なことである。 しかし、正常眼圧緑内障の疑いがある場合など、眼圧レベルと障害の程度が一致しないようであれば、その可能性を検討するとDavy博士は言う。 患者の同意が得られれば、早朝に来院してもらい、8〜10時間、1時間ごとに眼圧を記録する。 「そうすると、診察室での日周曲線が得られる。これは、昼夜の値を完全に代表するものではないかもしれないが、少なくとも1回以上の測定ができる」と博士は言う。 |
これらの変数が眼圧にどのように影響するかを説明します：
– 体勢。 椅子に座った患者の位置によって、圧力は増加または減少します。 例えば、患者がニュートラルな姿勢で座っているとき、眼圧は最も低くなります。 「首を前に曲げる、頭を後ろに反らす、横を向く、横になる、前かがみになる、まばたきをする、目をこするなど、ほとんどすべてのことが眼圧を上昇させる」とシット博士
– 水の摂取量。 大量の水を飲むと、患者の血液量は短時間に増加する。 また、水を多く摂取すると、静脈圧も上昇する。 カリフォルニア州ポモナにあるウェスタン大学健康科学部検眼科の教授で緑内障専門家のPinakin Gunvant Davey, PhD, ODは、「彼らは16～32オンス、つまり小さなボトル1～2本の水を消費するだけで、5分以内に圧力は6mmHg上昇する」と語っています。 文献によると、眼圧のピークは患者の3分の2で夜間に発生することが分かっています。 その理由は、夜間は房水の分泌が少ないからだと、ジョセフ・ソウカ（OD）、フロリダ州フォートローダーデールのノバサウスイースタン大学検眼科の検眼科教授は言います。
例えば、マンスーリ博士は睡眠ラボで24時間患者を観察し、夜間に最も眼圧が高かったことを発見しました。 あなたの患者は睡眠調査の対象にはなりませんが、夕方にあなたのオフィスに来るかもしれないので、その場合は、他の時間帯に比べて眼圧が高くなることを期待してください。
– 血圧。 ベースラインの眼圧は、心周期、収縮期および拡張期血圧に基づいています。 眼球に血液を送り込むために使われる力が眼球灌流圧であると、ノースカロライナ州ウィルミントンのCape Fear Eye InstituteのJames L. Fanelli, ODは説明しています。
血圧が低いと、血液を目に「押し込む」力が弱くなり、その結果、目への灌流圧も弱くなります。 眼圧を上昇させる要因は灌流圧を下げる効果があり、血圧を下げる要因も灌流圧を下げる結果になる、あるいはそれらの要因の組み合わせが役割を果たすことがあると、Fanelli博士は述べています。 血圧は早朝の睡眠時間帯に低下する傾向があり、この時間帯は眼圧が最も高くなる傾向がある。1 これら2つの相反する因子が重複して夜間帯の眼圧を低下させ、眼神経頭部へのダメージの増加を許している可能性がある。
– ストレス。 ストレスの増減はホルモンの変化を引き起こし、眼圧レベルを押し上げたり下げたりする。 Mansouri博士の患者の一人は、コンタクトレンズに24時間眼圧測定センサーを付けて研究しており、彼女の犬が夜間にてんかんの発作を起こすたびに、眼圧が急上昇していたのである。
– 一般的な “神経”。 患者によっては、眼科検査自体のストレス、例えば緑内障と診断されることを心配している場合、眼圧を上昇させる可能性があると、コロンバスにあるオハイオ州立大学視力測定学院の准教授、Andrew Hartwick, OD, PhDは述べています。 例えば、彼らは試験についてストレスを感じているので、彼らは目を圧迫することがあり、IOPの測定値が急上昇します。
– 痛みもまた、ストレスを引き起こすので、眼圧の急上昇を引き起こします。 Mansouri博士の患者の一人は、駐車場で足をひどく打った。
不正確な眼圧測定の影響
研究では、眼圧のピークが緑内障の進行に寄与する可能性を指摘しています2、3 。
「眼圧が最も低くなる谷の時に患者を捕まえると、緑内障を考えることから遠ざかってしまうかもしれません」とSowka博士は言います。 「また、眼圧がピークに達したときに、正常値より少し高い値を示すこともあり、このような場合、医師は不必要な心配をしてしまいがちです」
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| (A) T30Fトータルインプラントシステム（ケニグスバーグ・インスツルメンツ）。 (B）カスタムIOPトランスデューサーハウジングの眼窩外表面。 (C)23ゲージシリコンチューブで前房から眼窩内側の液溜りに水を送る(Bでは一部隠れている)。チューブ(眼球運動を可能にする適度なたるみ)は切り取られて前房に挿入された。 「もし研究者が、特定の24時間IOPパターンが緑内障の進行に関係していることを示すことができれば、これらのパターンを検出することで、進行のリスクが高い患者を特定し、それに応じて治療を適応できるようになるかもしれないという期待があります」と、Mansouri博士は述べています。
緑内障がより早く発見されれば、手術や薬物療法をより迅速に開始できるようになるかもしれないと、彼は付け加えています。 また、眼科医は、眼圧下降薬が夜間や眼圧を上げる特定の活動時に有効であるかどうかを判断することができます。 真の眼圧範囲を確立するためには、24時間連続した眼圧モニターが必要です。 4 現在、眼圧範囲の決定は、診療時間中の異なる時点で眼圧測定を行う日内張力曲線 (DTC) を通じて、ゴールドマン眼圧計 (GAT) を使用して可能になっています。 しかし、これには開業医と患者の双方にとって問題があります。 夜間の曲線は記録されず、DTC または睡眠ラボでの IOP モニターを受ける患者は 1%未満です4 実際、研究者は 24 時間にわたって IOP を測定し、IOP が夜間にピークに達するだけでなく、IOP 変動が診療時間外にはるかに大きいことを記録しました5 睡眠ラボで空気圧計を使って IOP を 24 時間記録した患者 35 人の研究では、座っていても横になっていても、健康人と比較して高齢緑内障患者のほとんどのピーク IOP が夜間に記録されました6。 彼らは、眼圧がこれまで考えられていたよりもはるかに多く変動していることを発見しました。 「まばたきや眼球運動は、1時間に約12,000回発生する大きな眼圧スパイクを生み出し、起きている間に眼が吸収しなければならない眼圧エネルギー全体の約12%を占めている」と研究者は発見した。 研究グループは、このサルでのデータが、ヒトでもほぼ同じになると考えている。 「8 また、日内周期は1日ごとに繰り返されるわけではないことも判明した。 それゆえ、継続的な眼圧のモニタリングが必要である。 現在のプロトタイプには、埋め込み型センサーやコンタクトレンズを使ったデバイスがある。 Intelligent Implantables 現在研究されている埋め込み型デバイスには、以下のものがあります：
– Pro-IOP. ドイツに本拠を置くImplandata Ophthalmic Products社は、携帯型デバイスからテレメタルで給電するワイヤレス眼圧トランスデューサー（WIT）、Pro-IOPの開発に取り組んでいる。 9 圧力センサー、温度センサー、識別エンコーダー、アナログ/デジタル・エンコーダー、テレメトリ・ユニットを単一の微小電気機械システムに組み込んでいます。 患者や医師は、最終的にはスマートフォンのアプリでデータを受け取ることができるようになるかもしれない。 このデバイスはまだ欧州のCEマークや米国のFDAの承認を受けていませんが、ドイツの研究者が最近、Pro-IOPを最初のヒト被験者である60代の女性に挿入しました（データはまだ発表されていません）9 – AcuMEMs. 米国の同名の会社が開発中のインプラントで、Pro-IOPと同様の機能を持つ。 静電容量方式の圧力センサーで、眼圧の変動に合わせて形状を変化させる。 「形状が変わると電気容量が変化し、それをリーダーで外部に検出することができます」とSit博士は言う。 このセンサーは、単独で、あるいは緑内障手術の一部として前房に埋め込むことができる。また、白内障手術中に被膜バッグに挿入することもできる。 – マイクロ流体IOLインプラント。 スタンフォード大学とイスラエルのバーアイラン大学の研究者が、移植可能なマイクロ流体センサーを共同開発しています。 特許によると、眼圧は、センサー内のチャンバーに含まれる「眼内液体と気体の間に確立された平衡圧界面に基づいて」測定される。 患者や医師は、スマートフォンや外部リーダーを使用して眼圧を確認できる。10 発明者らは、センサーの特許承認を待っている。 目に埋め込まれたデバイスから送信される信号は、理論的には、コンタクトレンズに取り付けられたものよりも正確かもしれないと、Davey博士は述べている。 信号の強さは、デバイスがどれだけのエネルギーを出すかに依存する。 「我々は両方の装置（Pro-IOPとAcuMEMs）を埋め込んだが、あまりうまく機能しなかった」とDavey博士は言う。 Pro-IOP と AcuMEMs の両方のリーダーは、メガネに取り付けられる可能性があり、データは同じ方法で収集されると、Sit 博士は述べています。 Clever Contact Lenses
センサーの感度も十分とは言えなかった。 “柔らかい “目を持つ人の方が、”硬い “目を持つ人よりも正確な読み取りができました」と、Davey博士は言います。 “眼圧値を得るには、技術が不十分だったのです。” 角膜が厚いと、眼圧の変化に反応しにくく、眼圧計（およびコンタクトレンズセンサー）の精度が低くなります。 コンタクトレンズベースのIOPセンサーには、次のようなものがあります： – The Triggerfish (Sensimed). スイスのジュネーブ大学では、Mansouri博士らが中心となって、眼科医が「Triggerfish」と呼ばれるコンタクトレンズの初期調査を実施。 トリガーフィッシュは、親水性のソフトコンタクトレンズに、コンタクトレンズセンサー（CLS）を取り付けたものです。 CLSは、辺縁部周辺に2つのひずみゲージを配置し、眼球周囲の変化を検出する。 「この眼囲の変化は眼圧や眼内容積の変化と関係があると考えられており、それは核出しの眼で証明されています」とMansouri博士は言う。 この装置では、眼圧、眼内容積、および眼圧の変動に相関する生体力学的特性の変化（角膜と強膜のヒステリシスと剛性の組み合わせ）を混合して測定します。 外部リーダーで24時間データを取り込む。 フローチャートは、Sensimed Triggerfishを装着した患者の24時間にわたるIOPのピークとトラフを示しています。 Triggerfishは欧州でCEマーク認可されています。 米国ではFDAの承認に至っておらず、現在も臨床試験中です。
– 共振回路センサーのコンタクトレンズ。 開発中のもう一つのスマートCLSデバイスは、薄膜コンデンサーと角膜の曲率変形を検出するセンシングコイルを組み合わせた共振回路である。 香港科学技術大学機械・航空宇宙工学科のDavid C.C. Lamのもとで開発の初期段階にある。 2014年9月の研究では、CLSはシリコンゴムの眼球モデルでテストされました。 センサーは、変動する眼圧を正確に追跡することが判明しました11 |
