СПОСОБЫ И СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА ЛЕЧЕНИЕМ АМЕТРОПИИ
METHODS AND A TRACKING SYSTEM FOR AMETROPIA TREATMENT

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка на патент испрашивает преимущество предварительной заявки на патент США № 62/489,666, поданной 25 июля 2017 г., и является частичным продолжением заявки на патент США № 15/007,660, поданной 27 января 2016 г.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к способам и системе определения прогрессирования миопии у субъекта путем прогнозирования изменений осевой длины глаза субъекта на основании прошлой скорости изменений рефракции у субъекта и для выдачи рекомендаций относительно лечения, направленного на контроль миопии, для борьбы с прогрессированием изменения рефракции на основании прогнозируемого осевого удлинения.
Обсуждение предшествующего уровня техники
Самые распространенные патологии, которые приводят к снижению остроты зрения, включают миопию и гиперметропию, для лечения которых назначают корректирующие линзы в виде очков либо жесткие или мягкие контактные линзы. Такие патологии по существу описывают как дисбаланс между длиной глаза и фокусом оптических элементов глаза. Миопические глаза фокусируют свет перед плоскостью сетчатки, а гиперметропические глаза фокусируют свет за плоскостью сетчатки. Миопия, как правило, развивается, потому что осевая длина глаза увеличивается и становится больше фокусного расстояния оптических компонентов глаза, т. е. глаз становится слишком длинным. Как правило, гиперметропия развивается потому, что осевая длина глаза слишком коротка по сравнению с фокусным расстоянием оптических элементов глаза, т. е. глаз является недостаточно длинным.
Миопия широко распространена по всему миру. Наибольшую проблему, связанную с этой патологией, представляет ее возможное прогрессирование до миопии высокой степени, например свыше 5 (пяти) или 6 (шести) диоптрий, что сильно сказывается на способности человека функционировать без помощи оптических устройств. Миопия высокой степени также связана с повышенным риском развития заболевания сетчатки, катаракты, глаукомы и миопической дегенерации желтого пятна (MMD, также именуется миопической ретинопатией), и она может стать ведущей в мире причиной необратимой слепоты. Например, MMD связана с аномалией рефракции (RE) настолько, что делает невозможным четкое различение патологической и физиологической миопии, и таким образом не существует «безопасной» степени миопии.
Корректирующие линзы применяют для изменения общего фокуса глаза в целях создания более четкого изображения на плоскости сетчатки посредством смещения фокуса от расположения перед плоскостью для коррекции миопии или от расположения позади плоскости для коррекции гиперметропии соответственно. Однако корректирующий подход к этим патологиям не воздействует на причину патологии, а является всего лишь протезным или предназначен для устранения симптомов.
В большинстве случаев глаза имеют не простую миопию или гиперметропию, а миопический астигматизм или гиперметропический астигматизм. Астигматические аномалии фокуса приводят к образованию изображением от точечного источника света двух взаимно перпендикулярных линий на разных фокусных расстояниях. В представленном далее описании термины «миопия» и «гиперметропия» включают простую миопию и миопический астигматизм, и гиперметропию и гиперметропический астигматизм, соответственно.
Эмметропия описывает состояние ясного видения, при котором объект в бесконечности находится в относительно четком фокусе, без необходимости в оптической коррекции и при расслабленном хрусталике глаза. У взрослых с нормальными или эмметропическими глазами свет как от удаленных, так и от близких объектов, проходящий через центральную или параксиальную область апертуры или зрачка, фокусируется хрусталиком внутри глаза вблизи плоскости сетчатки, где воспринимается перевернутое изображение. Тем не менее, согласно наблюдениям, большинство нормальных глаз показывают положительную продольную сферическую аберрацию по существу в области около +0,5 диоптрий (дптр) для апертуры 5 мм, что означает, что лучи, проходящие через апертуру или зрачок в его периферической зоне, фокусируются на +0,5 дптр перед плоскостью сетчатки, когда глаз фокусируется на бесконечности. В настоящем документе величина «дптр» представляет собой оптическую силу, которая определяется как величина, обратная фокусному расстоянию линзы или оптической системы, выражаемая в метрах.
Сферическая аберрация нормального глаза не является постоянной. Например, аккомодация (изменение оптической силы глаза, которое обусловлено главным образом изменениями хрусталика) воздействует на величину сферической аберрации, изменяя его с положительного на отрицательное.
В патенте США № 6,045,578 описано, что добавление положительной сферической аберрации к контактной линзе будет уменьшать или контролировать прогрессирование миопии. Способ включает в себя изменение сферической аберрации системы глаза для изменения роста глаза в длину. Иными словами, эмметропизацию можно регулировать посредством сферической аберрации. В данном способе роговица миопического глаза оснащена линзой, оптическая сила которой возрастает по направлению от центра линзы. Параксиальные лучи света, проходя через центральный участок линзы, фокусируются на сетчатке глаза, формируя четкое изображение объекта. Краевые лучи света, проходя через периферический участок роговицы, фокусируются на плоскости между роговицей и сетчаткой и формируют положительную сферическую аберрацию изображения на последней. Данная положительная сферическая аберрация продуцирует физиологическое воздействие на глаз, что обычно приводит к подавлению роста глаза и таким образом снижает тенденцию миопического глаза к дальнейшему росту.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Система, способ и компьютерный программный продукт для оценки будущего осевого удлинения (изменения длины) глаза у субъекта и для использования величины осевого удлинения в качестве показателя прогрессирования миопии у субъекта.
Система реализована на компьютере и запускает компьютерные программные продукты, содержащие способы прогнозирования роста глаза субъекта, т. е. осевого удлинения глаза субъекта на основе прошлой скорости прогрессирования миопии у субъекта и, в частности, в зависимости от изменения значений рефракции, зарегистрированных у субъекта за период времени в прошлом, т. е. прошлой скорости прогрессирования (например, за прошедший год), а также других параметров.
Следовательно, настоящее изобретение можно использовать для получения оценки изменения рефракции у субъекта за заданный период времени в прошлом и применить эту информацию, чтобы получить возможность спрогнозировать значение, представляющее собой изменение осевой длины глаза, тем самым позволяя оценить прогрессирование миопии за период времени в будущем.
Эти результаты могут помочь врачам обнаружить чрезмерный рост глаза на ранней стадии и, тем самым, облегчить принятие решений, направленных на профилактику и/или контролирование миопии.
В соответствии с одним аспектом настоящего изобретения предлагается реализованный на компьютере способ лечения миопии у субъекта. При этом способ включает в себя этапы, на которых: принимают посредством интерфейса компьютера данные, связанные с изменением рефракции у субъекта за предшествующий заданный период времени от опорной временной точки; принимают посредством интерфейса данные, представляющие возраст субъекта, и данные, представляющие текущее значение осевой длины глаза, измеренное в опорной временной точке; рассчитывают посредством процессора будущее осевое удлинение глаза в зависимости от возраста субъекта, текущего значения осевой длины глаза, измеренного в опорной временной точке, и указанного изменения рефракции за предшествующий заданный период времени; формируют выходной параметр рассчитанного осевого удлинения глаза посредством интерфейса и используют выходной параметр для выбора лечения, направленного на контроль миопии, для субъекта.
В одном аспекте реализованный на компьютере способ приводит к приему компьютерным устройством данных, относящихся к прошлым изменениям рефракции у субъекта; и рассчитывает на основании прошлых данных об изменении рефракции скорость прогрессирования изменения рефракции у субъекта. Эту рассчитанную скорость изменений затем пересчитывают в годовом выражении для получения изменения рефракции за прошедший год.
На основе выявленной скорости прогрессирования изменений рефракции у субъекта за прошедший год реализованным на компьютере способом рассчитывают будущее осевое удлинение глаза в виде значения ΔAL по следующему уравнению:
ΔAL=a × RECIPY (дптр) - b × возраст+c × осевая длина - d,
где a, b и c - соответствующие коэффициенты; d - константа, выраженная в мм, RECIPY представляет собой изменение рефракции в диоптриях, возраст - это возраст субъекта в годах, а осевая длина выражена в мм.
На основе рассчитанного для субъекта значения ΔAL с помощью реализованных способов можно порекомендовать лечение, направленное на контроль аметропии, например прописать использование офтальмологической линзы для контроля миопии или контактной линзы для контроля миопии непосредственно для данного субъекта.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предлагается компьютерная система для лечения миопии у субъекта. Система содержит: память для хранения команд; и процессор, связанный с памятью, причем указанный процессор выполняет указанные сохраненные команды для того, чтобы: принять посредством интерфейса на сервере данные, связанные с изменением рефракции у субъекта за предшествующий заданный период времени от опорной временной точки; принять посредством интерфейса данные, представляющие возраст субъекта, и данные, представляющие текущее значение осевой длины глаза, измеренное в опорной временной точке; рассчитать будущее осевое удлинение глаза в зависимости от возраста субъекта, текущего значения осевой длины глаза, измеренного в опорной временной точке, и указанного изменения рефракции за предшествующий заданный период времени; сформировать выходной параметр указанного рассчитанного осевого удлинения глаза посредством интерфейса и использовать указанный выходной параметр для выбора лечения, направленного на контроль миопии, для указанного субъекта.
В еще одном аспекте предлагается компьютерный программный продукт для выполнения операций. Компьютерный программный продукт включает в себя носитель данных, считываемый устройством обработки данных, и содержащий команды, выполняемые устройством обработки данных для осуществления способа. Способ аналогичен вышеописанному.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Вышеизложенные и прочие элементы и преимущества настоящего изобретения станут понятны из последующего более подробного описания предпочтительных вариантов осуществления изобретения, показанного на прилагаемых чертежах.
На ФИГ. 1 представлена реализованная на компьютере система для оценки будущего осевого удлинения глаза субъекта;
на ФИГ. 2 представлен способ, используемый для предложения варианта лечения миопии на основе оценки будущего осевого удлинения глаза субъекта в соответствии с одним вариантом осуществления;
на ФИГ. 3 показана типовая аппаратная среда для применения на практике по меньшей мере одного варианта осуществления настоящего изобретения.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к способам и системе отслеживания прогрессирования аномалии рефракции у субъекта со временем путем оценки будущего осевого удлинения (изменения длины) глаза субъекта и для использования величины осевого удлинения в качестве показателя прогрессирования миопии у субъекта.
В одном варианте осуществления реализованная на компьютере система запускает компьютерные программные продукты, содержащие способы прогнозирования роста глаза субъекта, т. е. осевого удлинения глаза субъекта на основе прошлой скорости прогрессирования миопии у субъекта и в зависимости от изменения значений рефракции, зарегистрированных у субъекта за период времени в прошлом (например, за прошедший год), а также других параметров.
В соответствии с другим примером осуществления настоящее изобретение относится к способу оценки будущего прогрессирования миопии на основе прогнозируемого осевого удлинения глаза субъекта, предоставления варианта лечения для уменьшения, замедления, устранения и потенциального обращения прогрессирования миопии у субъектов.
На ФИГ. 1 представлена реализованная на компьютере система для оценки будущего осевого удлинения глаза субъекта и определения лечения, направленного на контроль миопии. В некоторых аспектах система 100 может включать в себя вычислительное устройство, мобильное устройство или сервер. В некоторых аспектах вычислительное устройство 100 может включать в себя, например, персональные компьютеры, ноутбуки, планшеты, интеллектуальные устройства, смартфоны или любое другое сходное вычислительное устройство для приема входных данных; для выполнения анализа данных, такого как один или более из этапов способа, описанных в настоящем документе, и для вывода данных. Входные данные и выходные данные могут быть сохранены или записаны в по меньшей мере одной базе 130 данных. Доступ к входным и/или выходным данным может осуществляться посредством программного приложения 170, установленного на компьютер 100 (например, компьютер в кабинете офтальмолога (ECP)); посредством программного приложения, которое можно загрузить на интеллектуальное устройство 121; или посредством защищенного веб-сайта 125 или ссылки на веб-сайт, доступ к которому можно получить с помощью компьютера посредством сети 99. Входные и/или выходные данные могут быть отображены посредством графического пользовательского интерфейса на экране компьютера или интеллектуального устройства.
В частности, вычислительная система 100 может включать в себя один или более аппаратных процессоров 152A, 152B, память 154, например для хранения команд операционной системы и прикладной программы, сетевой интерфейс 156, устройство 158 отображения, устройство 159 ввода и некоторые другие элементы, типичные для вычислительного устройства. В некоторых аспектах вычислительная система 100 может представлять собой, например, любое вычислительное устройство, выполненное с возможностью взаимодействия с веб-сайтом 125 или расположенном в сети или облаке сервером 120 посредством публичной или частной сети 99 связи. Кроме этого, показанные как часть системы 100 ретроспективные данные, относящиеся к изменениям рефракции у субъектов, полученные в ходе клинических измерений и включающие в себя сопутствующие виды лечения, направленные на контроль миопии, получены и хранятся на присоединенном или удаленном запоминающем устройстве, например в базе 130 данных.
В варианте осуществления, показанном на ФИГ. 1, процессоры 152A, 152B могут включать в себя, например, микроконтроллер, программируемую пользователем интегральную схему (FPGA) или любой другой процессор, выполненный с возможностью выполнения различных операций. Процессоры 152A, 152B могут быть выполнены с возможностью исполнения команд, как описано ниже. Эти команды могут храниться, например, в виде программных модулей в запоминающем устройстве 154.
Память 154 может включать в себя, например, энергонезависимый машиночитаемый носитель в виде энергозависимого запоминающего устройства, например запоминающего устройства с произвольной выборкой (ОЗУ) и/или кэш-памяти или т. д. Память 154 может включать в себя, например, другой съемный/несъемный, энергозависимый/энергонезависимый носитель данных. Исключительно в качестве не имеющих ограничительного характера примеров память 154 может включать в себя портативную компьютерную дискету, жесткий диск, запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM или флеш-память), доступная только для чтения память на компакт-диске (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любую подходящую комбинацию вышеуказанного.
Сетевой интерфейс 156 выполнен с возможностью передачи и приема данных или информации с/от сервера 120 веб-сайта, например посредством проводных или беспроводных соединений. Например, в сетевом интерфейсе 156 могут применяться беспроводные технологии и протоколы передачи данных, такие как Bluetooth, WIFI (например, 802.11a/b/g/n), сотовые сети (например, CDMA, GSM, M2M и 3G/4G/4G LTE), системы беспроводной связи ближнего радиуса действия, спутниковая связь, посредством локальной сети (LAN) или глобальной сети (WAN), или любая другая форма передачи данных, позволяющая вычислительному устройству 100 передавать информацию на сервер 120 или получать информацию от него.
Дисплей 158 может включать в себя, например, компьютерный монитор, телевизор, смарт-телевизор, устройство отображения, встроенное в персональное вычислительное устройство, такое как, например, ноутбуки, смартфоны, «умные часы», наборы виртуальной реальности, «умные» носимые устройства или любой другой механизм для отображения информации пользователю. В некоторых аспектах дисплей 158 может включать в себя жидкокристаллический дисплей (ЖКД), дисплей типа «электронная бумага»/«электронные чернила», дисплей на органических светодиодах (OLED) или другие сходные технологии отображения. В некоторых аспектах дисплей 158 может быть чувствительным к прикосновениям и также может работать как устройство ввода.
Устройство 159 ввода может включать в себя, например, клавиатуру, мышь, сенсорный дисплей, кнопочную панель, микрофон или другие сходные устройства ввода, или любые другие устройства ввода, которые можно использовать по отдельности или вместе для предоставления пользователю возможности взаимодействия с вычислительным устройством 100.
Что касается способности компьютерной системы 100 рассчитывать осевую длину глаза субъекта, система 100 включает в себя: память 160, выполненную с возможностью хранения данных, относящихся к прошлым изменениям/патологиям рефракции у текущего субъекта, например данных, полученных от врача за определенный период времени, например за прошедший год. В одном варианте осуществления эти данные могут храниться в локальной памяти 160, т. е. локальной по отношению к компьютеру или системе 100 мобильного устройства, или, в ином случае, могут извлекаться с удаленного сервера 120 посредством сети. Доступ к данным, относящимся к прошлым изменениям рефракции у текущего субъекта, может осуществляться посредством соединения с удаленной сетью с целью ввода в локальное присоединенное запоминающее устройство 160 системы 100.
В одном варианте осуществления вычислительная система 100 предоставляет технологическую платформу, в которой используются запрограммированные модули обработки, хранимые в памяти 154 устройства, которые могут быть запущены процессором (-ами) 152A, 152B для обеспечения системы способностью рассчитывать будущее осевое удлинение глаза субъекта на основании введенного набора ретроспективных данных об изменении рефракции, полученных для этого субъекта.
В одном варианте осуществления программные модули, хранящиеся в памяти 154, могут включать в себя программное обеспечение операционной системы 170 и модуль 175 прикладных программ для запуска описанных в настоящем документе способов, и которые могут включать в себя сопутствующие механизмы, такие как API (интерфейсы прикладного программирования), определяющие, каким образом взаимодействуют различные модули программного обеспечения, веб-службы и т. п., которые используются для управления операциями, используемыми для выполнения расчетов изменения осевой длины. Один программный модуль 180, хранящийся в памяти 154 устройства, может содержать калькулятор 190 «RECIPY» для определения значения («RECIPY»), представляющее собой изменение рефракции у текущего субъекта за период времени в прошлом, например за один год. Учитывая это значение RECIPY скорости изменения рефракции у субъекта, дополнительный программный модуль 190, хранящийся в памяти 154 устройства может включать в себя программный код, предоставляющий различные данные и обрабатывающие команды алгоритма, исполняемого процессорами, для прогноза изменения осевой длины («ΔAL») для данного субъекта. На основе значения прогнозируемого изменения осевой длины («ΔAL») для этого субъекта может подключаться дополнительный модуль 195, который рекомендует врачу, субъекту или любому пользователю вариант (-ы) лечения, например тип контактных линз для лечения миопии, которые можно использовать для уменьшения или предотвращения изменений рефракции или изменений скорости прогрессирования изменений рефракции для субъекта.
На ФИГ. 2 представлен реализованный на компьютере способ 200, выполняемый в системе 100, для оценки будущего осевого удлинения глаза субъекта и для предложения варианта лечения для пациентов с миопией на основе оценки будущего осевого удлинения глаза субъекта в соответствии с одним вариантом осуществления. Субъектом может быть ребенок в возрасте приблизительно от 6 до 14 лет. Однако описанные в настоящем документе способы могут быть также применены к детям младшего возраста, старшим подросткам или молодым взрослым.
В одном варианте осуществления на этапе 205 способа принимают данные, представляющие собой измеренные значения рефракции для этого субъекта за некоторый период времени. Например, система 100, изображенная на ФИГ. 1, принимает из памяти данные, представляющие собой измерения рефракции у субъекта за некоторый период времени. В одном примере период времени может представлять собой один год или более до опорной временной точки, например текущего дня. Кроме этого на этапе 210 система, изображенная на ФИГ. 1, принимает характеристики субъекта, включая по меньшей мере возраст субъекта. На этапе 215 система 100 принимает текущее измерение осевой длины глаза. Если эти данные недоступны, врачу или офтальмологу посредством интерфейса 158 отображения в системе может быть предложено получить при провести текущее измерение осевой длины глаза субъекта с применением частично-когерентной ультрасонографической интерферометрии, оптической низкокогерентной рефлектометрии, оптической когерентной томографии с перестраиваемым источником или других методов измерения. На основании данных, представляющих значения рефракции, измеренные у субъекта за некоторый период времени, система вызывает модуль 180 калькулятора RECIPY для расчета значения скорости изменения рефракции у субъекта за период времени на этапе 220. Пересчитывая скорость изменений в годовом выражении, система рассчитывает значение «RECIPY» Refractive Error Change In the Previous Year (изменение аномалии рефракции за предыдущий год). Например, если данные об аномалии рефракции известны в течение 2 лет ранее и в настоящее время и изменение рефракции составляет -2 дптр, то значение RECIPY будет составлять -1 дптр, где дптр представляет собой диоптрии. Несмотря на то, что в клинической практике, как правило, измеряют изменение рефракции, будущее прогрессирование регистрируется в виде осевого удлинения, поскольку этот показатель при мониторинге прогрессирования является более чувствительной мерой, чем аномалия рефракции, и наиболее важен для развития изменений, связанных с миопией, таких как миопическая ретинопатия.
Хотя прогрессирование миопии можно охарактеризовать изменением аномалии рефракции у субъекта, в соответствии с настоящим вариантом осуществления прогрессирование миопии характеризуется изменением осевой длины глаза субъекта. Возвращаясь к этапу 225, Фиг. 2, система 100 обрабатывает изменение в модуле 190 калькулятора осевой длины с целью прогнозирования изменения осевой длины глаза субъекта. Приведенное ниже уравнение 1) представляет собой зависимость прогнозируемого изменения осевой длины «ΔAL» от значения «RECIPY» (приведенная к годовому выражению предшествующая скорость изменения рефракции), данных о возрасте, полученных на этапе 210 и данных об осевой длине в момент получения прогноза, полученных на этапе 215.
ΔAL=f(RECIPY, возраст, осевая длина)
в частности:
a
b
ΔAL=[ (мм/дптр) x RECIPY (дптр)] -  (мм/г) x возраст (годы)] +
c
d
[ x осевая длина (мм)] -  (мм) (1),
a
b
c=
d=
где: ΔAL - расчетное осевое удлинение глаза, например, за 12-месячный период после опорной временной точки, измеряемое в миллиметрах, RECIPY - изменение аномалии рефракции за предыдущий год (или относительная величина, если конкретные данные о рефракции за предыдущий 12-месячный период недоступны), измеряемое в диоптриях, дптр, возраст - возраст ребенка в годах, а осевая длина - осевая длина глаза, измеренная в миллиметрах в опорной временной точке. В одном варианте осуществления коэффициент =-0,12051 +/- 0,05162 (мм/дптр); коэффициент =0,03954 +/- 0,00323 (мм/г); коэффициент 0,036819 +/- 0,001098; а значение 0,35111 +/- 0,025809 (мм).
Следует понимать, что в еще одном варианте осуществления можно реализовать эквивалентные формы уравнения 1) для прогнозирования будущего осевого удлинения глаза в зависимости от предыдущего изменения рефракции, текущей осевой длины и возраста пациента. Такой прогноз будущего изменения рефракции измеренное прошлое осевое удлинение может принимать в качестве входного параметра. Такой прогноз будущего изменения рефракции также может выводить прогнозируемое будущее изменение аномалии рефракции. Кроме этого, форму уравнения 1) можно модифицировать, чтобы оно принимало дополнительные входные параметры, соответствующие другим потенциальным прогностическим факторам прогрессирования аномалии рефракции, включая без ограничений: данные биометрии пациента или глаза пациента, например радиус роговицы, глубину передней камеры глаза, толщину хрусталика, оптическую силу хрусталика, глубину стекловидной камеры и т. п., или поведенческие аспекты, относящиеся к пациенту, включая без ограничений время, потраченное на определенные действия, включая активный отдых, действия в закрытых помещениях (например, количество часов чтения в день, в неделю или в месяц, или время, потраченное на учебу или чтение, или время, проведенное за цифровыми устройствами), или информацию о генетических характеристиках пациента, включая без ограничений: количество родителей или братьев/сестер с миопией, состояние рефракции у родителей или братьев/сестер пациента, расу пациента, этническую принадлежность, пол или другие параметры, включая без ограничений географическое положение, например страну или уровень урбанизации, или любой другой тип демографических или экологических факторов, признанных важными для прогрессирования изменения рефракции.
В одном варианте осуществления уравнение 1) получено из модели, разработанной для прогнозирования будущего изменения ΔAL при прогрессировании изменения рефракции согласно данным, полученным на контрольных группах и в клинических исследованиях. В примере исследования 100 субъектов в контрольных группах наблюдались в течение 2 лет, и система получала данные циклоплегической ауторефракции и данные об осевой длине в исходный момент, через 12 месяцев и через 24 месяца, а также данные относительно пола, расовой и этнической принадлежности субъектов. Данные за первые 12 месяцев использовали в качестве предшествующей истории, а данные за вторые 12 месяцев использовали в качестве будущего прогрессирования, причем данные обследования в срок 12 месяцев устанавливали в качестве даты, в которую делался прогноз прогрессирования на второй двенадцатимесячный период (т. е. в качестве опорной временной точки). Субъектами, включенными в этот набор данных, были дети в возрасте от 8 до 15 лет (среднее ± SD=9,8 ± 1,3 года) с базовой наилучшей сферической рефракцией между -0,75 дптр и -5,00 дптр и астигматизмом, меньшем или равным 1,00 дптр. Пятьдесят один процент субъектов были девочками, а 93% составляли азиаты. В набор данных для анализа были включены только правые глаза субъектов. Среднее значение (± SD) «RECIPY» этого набора данных составляло -0,64 ± 0,52 дптр при изменении рефракции (диапазон: от -2,25 до +0,50 дптр). Осевое удлинение в течение первого 12-месячного периода составляло 0,25 ± 0,16 мм (диапазон: от -0,18 до 0,65 мм). В начале второго года среднее значение ± SD сферического эквивалента циклоплегической ауторефракции составляло -3,35 ± 1,26 дптр (диапазон: от -1,37 до -6,87 дптр), а среднее ± SD осевой длины составляло 24,86 ± 0,87 мм (диапазон: от 23,07 до 26,78 мм).
Доступные данные включали RECIPY, аномалию рефракции и осевую длину в опорную временную точку, пол, этническую принадлежность и осевое удлинение во 2-й 12-месячный период. Был проведен многофакторный анализ, и он дал в результате следующее уравнение 1) для связывания переменных:
ΔAL=[-0,12051 (мм/дптр) x RECIPY (дптр)] - [0,03954 (мм/год) x возраст (годы)]+[0,036819 x осевая длина (мм)] - 0,35111 (мм).
Статистические данные по аппроксимациям представлены в таблице 1 ниже, где F и P представляют статистические величины, полученные при проведении дисперсионного анализа. Судя по низким значениям P, достоверными прогностическими факторами являются значения RECIPY, возраст и осевая длина.
Переменная
F
P
RECIPY
19,36
P < 0,0001
Возраст
12,13
P < 0,001
Осевая длина
5,28
P < 0,05
Таблица 1
В одном варианте осуществления пациентами с быстрым прогрессированием можно считать имеющих осевое удлинение, например, более 0,20 мм. В этом случае алгоритм с уравнением 1) демонстрирует чувствительность 0,87 и специфичность 0,58. В одном варианте осуществления у пациентов, по прогнозу имеющих быстрое прогрессирование 0,301 мм/год по этому критерию, среднее прогрессирование было в два раза выше, чем у пациентов, для которых предсказано медленное прогрессирование (0,146 мм/год). Если значение отсечки от алгоритма 0,23 мм используется для прогнозирования тех, кто будет прогрессировать более чем на 0,20 мм, то чувствительность будет составлять 0,79 со специфичностью 0,71.
В таблице 2 ниже показаны некоторые избранные примеры прогнозов осевого удлинения на 2 году при заданной информации для опорной временной точки, т. е. возраст в опорной временной точке, осевая длина в опорной временной точке и полученное значение RECIPY.
Возраст
RECIPY
Осевая длина
Прогнозируемое осевое удлинение
Влияние возраста
7
-0,500
23,5
0,298
8
-0,500
23,5
0,258
9
-0,500
23,5
0,219
12
-0,500
23,5
0,100
Влияние RECIPY
8
-0,250
23,5
0,228
8
-0,500
23,5
0,258
8
-0,750
23,5
0,288
Влияние осевой длины
8
-0,500
23,5
0,258
8
-0,500
24,5
0,295
8
-0,500
25,5
0,332
Таблица 2
Возвращаясь к ФИГ. 2, на основе предсказанного будущего изменения прогрессирования рефракции ΔAL можно порекомендовать конкретный тип мягких линз или схему ортокератологического лечения. В одном варианте осуществления, представленном на ФИГ. 2, на этапе 230 система 100 может определять оптическое устройство, например мягкую контактную линзу, имеющее подходящую схему рефракции для использования при лечении миопии у субъекта с учетом спрогнозированного прогрессирования миопии у субъекта по прогнозированному изменению ΔAL за следующий год. В одном варианте осуществления вариант лечения может включать в себя мультифокальную контактную линзу, имеющую положительную сферическую аберрацию и увеличение диоптрической силы в направлении от центра линзы, которая создает такую величину периферического «размытия», чтобы лишить глаз света, поскольку известно, что это ингибирует рост глаза. В другом варианте осуществления может быть определено, что для уменьшения прогрессирования миопии может быть пригодна схема применения глазных капель или другого фармацевтического лечения субъекта; или может быть определен режим пребывания вне помещения для замедления или предотвращения прогрессирования миопии. Любой из доступных на данный момент или в будущем вариантов лечения, которые могут уменьшить, замедлить, устранить или даже обратить миопию у субъекта, определяют на этапе 230. На этапе 235, изображенном на ФИГ. 2, система может автоматически формировать рекомендацию для врача при помощи имеющегося в системе интерфейса 158 отображения, локально соединенного с системой, или предназначенную для передачи через сеть на удаленный компьютер.
В одном варианте осуществления изображение может быть выведено посредством графического пользовательского интерфейса на экран компьютера или интеллектуального устройства (например, планшетный компьютер, смартфон, карманный персональный компьютер, носимое цифровое устройство, игровое устройство, телевизор). В конкретном варианте осуществления отображение может быть синхронизировано между компьютером или интеллектуальным устройством офтальмолога и компьютером или интеллектуальным устройством пользователя.
Прогноз быстрого прогрессирования
В одном варианте осуществления система 100 может дополнительно идентифицировать пациента с миопией, у которого возможно быстрое прогрессирование. Идентификация таких пациентов с миопией может быть полезна для нацеливания режимов лечения, а также при разработке клинических исследований контроля миопии. Было показано, что история быстрого прогрессирования для оценки вероятности будущего быстрого прогрессирования является фактором схожего или лучшего прогностического значения, чем возраст, известный фактор риска, и алгоритм уравнения 1), включающий ретроспективное прогрессирование изменения рефракции (RECIPY), можно использовать для прогнозирования будущего быстрого прогрессирования.
В еще одном примере система 100 принимала данные циклоплегической ауторефракции (CAR) и данные об осевой длине (например, полученные методом частичной интерферометрии) за период времени, включающий исходную точку, 1-й год и 2-й год, от 100 детей в возрасте от 8 до 15 лет с миопией от -0,75 до -5,00 дптр. Был проведен многопараметрический регрессионный анализ, и осевое удлинение правого глаза в течение 2-го года аппроксимировалось с многопараметрическим анализом по изменению аномалии рефракции за предыдущий год (RECIPY), возрасту, полу, этнической принадлежности, осевой длине в 1 год и аномалии рефракции в 1 год. Осевое удлинение было выбрано в качестве зависимой переменной из-за его лучшей чувствительности при определении прогрессирования, но в качестве прогнозируемой переменной использовалось прошлое изменение рефракции в прошлом.
Примеры значений p для результатов анализов по факторам RECIPY, возраста, осевой длины в 1-й год таковы: RECIPY (p < 0,0001), возраст (p < 0,001), осевая длина в 1-й год (p < 0,05) и взаимодействие RECIPY * возраст (p < 0,05), и это показывает, что все эти факторы достоверно способствовали прогнозированию осевого удлинения в пределах от 1 до 2 лет. Пол, этническая принадлежность и аномалия рефракции в 1-й год не вносили существенного вклада в прогнозирование осевого удлинения. Применяемость модели составляла 57% вариативности осевого удлинения за 2-й год. Используя критерий 0,2 мм, модель имеет чувствительность 0,87 и специфичность 0,58 при прогнозировании быстрых прогрессоров. Среднее прогрессирование у тех детей, которые, по прогнозу, имеют быстрое прогрессирование (0,301 мм/год), по этому критерию было в два раза выше, чем у тех, в которых, по прогнозу, прогрессирование идет медленно (0,146 мм/год).
Таким образом, расчет ΔAL по уравнению 1) дает хороший прогноз будущего осевого удлинения. Эта информация полезна при лечении миопии и в разработке клинических исследований.
В одновременно поданной авторами заявке на патент США № 15/007,660, все содержимое и описание которой включается в настоящий документ путем ссылки, как если бы оно было приведено в настоящем документе, описывается система и способ прогнозирования и отслеживания прогрессирования аномалии рефракции у субъекта со временем. Описанные система и способ применяются для оптимального определения хода лечения миопии, а также применяются офтальмологами для оценки с течением времени того, является ли/может ли примененный курс лечения быть эффективным для субъекта. Офтальмологи, родители и пациенты, таким образом, получают лучшее понимание возможных долгосрочных преимуществ конкретного лечения, направленного на контроль миопии.
Благодаря системе, способам и компьютерным программным продуктам настоящее изобретение может помочь офтальмологу выбрать тип лечения, направленного на контроль миопии, и/или выбрать офтальмологическую линзу для ребенка на основе рассчитанного будущего осевого удлинения глаза и итогового ожидаемого прогрессирования миопии.
Способы системы, описанные в одновременно поданной заявке на патент США № 15/007,660, могут быть реализованы для того, чтобы офтальмологи могли демонстрировать и следить за эффективностью лечения, осуществляемого для замедления прогрессирования миопии, и позволяет субъектам понимать долгосрочную пользу от лечения, направленного на контроль миопии. Принципы, описанные в одновременно поданной заявке на патент США № 15/007,660, можно применить для отслеживания лечения, направленного на контроль миопии и замедления прогрессирования миопии, на основе определения значений прогнозируемого осевого удлинения в соответствии с уравнением 1).
Таким образом способы отслеживания и система для оценки потенциального осевого удлинения глаза субъекта в течение заданного периода времени в будущем относительно эталонной популяции можно использовать в следующих целях: 1) позволить офтальмологу прогнозировать и отслеживать прогрессирование осевого удлинения (и, следовательно, рефракции), а также демонстрировать и отслеживать эффективность лечения и замедления прогрессирования миопии и/или 2) позволить пациенту или родителям понять долгосрочные преимущества лечения, направленного на контроль миопии.
Хотя принципы, описанные в настоящем документе, относятся к миопии, настоящее изобретение не имеет таких ограничений, и может быть применено к другим аномалиям рефракции, таким как гиперметропия или астигматизм.
Как будет понятно специалисту в данной области на основании данного описания, аспекты настоящего изобретения могут быть реализованы в качестве системы, способа или компьютерного программного продукта. Таким образом, аспекты настоящего изобретения могут принимать форму исключительно аппаратного варианта осуществления, варианта осуществления в виде процессора, работающего с программным обеспечением (включая микропрограммное обеспечение, резидентное программное обеспечение, микрокод и т. д.) или варианта осуществления, комбинирующего программные и аппаратные аспекты, которые в настоящем документе могут быть по существу названы «цепью», «модулем» и/или «системой». Более того, аспекты настоящего изобретения могут принимать форму компьютерного программного продукта, реализованного на одном или более машиночитаемых носителях, имеющих расположенный на них машиночитаемый программный код.
Может использоваться любая комбинация одного или более машиночитаемых носителей. Машиночитаемым носителем может быть машиночитаемый носитель сигнала или машиночитаемый носитель данных. Машиночитаемым носителем данных может быть, среди прочего, например, электронная, магнитная, оптическая, электромагнитная, инфракрасная или полупроводниковая система, аппарат, устройство или любая подходящая комбинация вышеуказанного. Более конкретные примеры (неполный перечень) машиночитаемых носителей данных включают электрическое соединение, имеющее один или более проводов, портативную компьютерную дискету, жесткий диск, запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ), постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM или флеш-память), оптоволокно, портативный компакт-диск без возможности перезаписи (CD-ROM), оптическое запоминающее устройство, магнитное запоминающее устройство или любую подходящую комбинацию вышеуказанного. В контексте настоящего описания машиночитаемым носителем данных может быть любой материальный носитель, который может содержать или хранить программу для применения системой или в связи с системой, аппаратом или устройством выполнения команд.
Компьютерный программный код для выполнения операций для аспектов настоящего изобретения может быть написан на любой комбинации одного или более языков программирования, включая объектно-ориентированный язык программирования, такой как Java, Smalltalk, C++, C#, Transact-SQL, XML, PHP или т. п., и стандартные процедурные языки программирования, такие как язык программирования C или схожие языки программирования. Программный код может полностью исполняться на компьютере пользователя, частично на компьютере пользователя в качестве отдельного программного пакета, частично на компьютере пользователя и частично на удаленном компьютере или полностью на удаленном компьютере или сервере. В последнем сценарии удаленный компьютер можно соединить с компьютером пользователя посредством сети любого типа, включая локальную сеть (LAN) или глобальную сеть (WAN), или может быть выполнено соединение с внешним компьютером (например, через интернет с помощью поставщика услуг интернета).
Компьютерные программные команды могут быть переданы процессору универсального компьютера, специализированного компьютера или другому программируемому устройству обработки данных для создания вычислительной машины таким образом, что команды, которые исполняются с помощью процессора компьютера или другого программируемого устройства обработки данных, создают средства для реализации указанных функций/действий.
Эти компьютерные программные команды могут также быть сохранены на машиночитаемом носителе, который способен указать компьютеру, другому программируемому устройству обработки данных или другим устройствам на необходимость функционировать определенным образом так, что команды, сохраненные на машиночитаемом носителе, создают изделие, включая команды, которые реализуют указанные функции/действия.
Компьютерные программные команды также можно загружать в компьютер, другое программируемое устройство обработки данных или другие устройства для начала выполнения серии операционных этапов для выполнения на компьютере, другом программируемом устройстве или других устройствах для создания такого реализованного на компьютере процесса, что команды, выполняемые на компьютере или другом программируемом устройстве, обеспечивают способы реализации указанных функций/действий.
На ФИГ. 3 изображена типовая аппаратная среда для реализации по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения. На этом схематическом чертеже изображена конфигурация аппаратного обеспечения системы обработки информации/компьютерной системы в соответствии с по меньшей мере одним вариантом осуществления изобретения. Система содержит по меньшей мере один процессор или центральный процессор (ЦП) 10. ЦП 10 взаимно соединены с помощью системной шины 12 с различными устройствами, такими как запоминающее устройство с произвольной выборкой (ОЗУ) 14, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 16 и адаптер ввода/вывода (I/O) 18. Адаптер ввода/вывода 18 может подключаться к периферическим устройствам, таким как дисковые запоминающие устройства 11 и лентопротяжные устройства 13 или другие программные запоминающие устройства, которые считываются системой. Система может считывать команды, обладающие признаками изобретения, на программных запоминающих устройствах и исполнять эти команды для реализации методологии по меньшей мере одного варианта осуществления изобретения. Система дополнительно включает в себя адаптер 19 пользовательского интерфейса, который подсоединяет клавиатуру 15, мышь 17, динамик 24, микрофон 22 и/или другие устройства пользовательского интерфейса, такие как устройство с сенсорным экраном (не показано), к шине 12 для сбора вводимых пользователем данных. Дополнительно адаптер 20 связи соединяет шину 12 с сетью 25 обработки данных, а адаптер 21 дисплея соединят шину 12 с устройством 23 отображения, которое может быть выполнено в виде устройства вывода, такого как, например, монитор, принтер или передатчик.
Применяемые в настоящем документе термины используются только в целях описания конкретных вариантов осуществления изобретения и не являются ограничивающими изобретение. Используемые в настоящем документе формы единственного числа также подразумевают включение множественных форм, если иное не следует явно из контекста. Также будет понятно, что базовые термины «включать» и/или «иметь» при использовании в данном документе обозначают наличие указанных характеристик, целых чисел, этапов, операций, элементов и/или их компонентов, но не исключают наличие или добавление одного или более других характеристик, целых чисел, этапов, операций, элементов, компонентов и/или их групп.
Используемое в настоящем документе выражение «в соединении» включает физические и беспроводные соединения, которые выполнены непрямо через один или более дополнительных компонентов (или через сеть) или прямо между двумя компонентами, которые, согласно описанию, находятся «в соединении».
Несмотря на то что показанные и описанные варианты осуществления считаются наиболее практичными и предпочтительными, ясно, что специалистам в данной области техники представляются возможности отступления от показанных и описанных конкретных промышленных образцов и способов, которые можно применять, не выходя за рамки сущности и объема настоящего изобретения. Настоящее изобретение не ограничивается конкретными конструкциями, описанными и проиллюстрированными в настоящем документе, но все образцы изобретения должны быть сконструированы так, чтобы согласовываться со всеми модификациями в пределах объема, определенного прилагаемой формулой изобретения.