СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ЛЕЧЕНИЯ СЕЗОННОГО АФФЕКТИВНОГО РАССТРОЙСТВА
METHOD AND DEVICE FOR MONITORING AND TREATMENT OF SEASONAL AFFECTIVE DISORDER

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Данное изобретение относится к устройствам и способам, используемым для диагностики и лечения сезонного аффективного расстройства (САР). Говоря более конкретно, речь пойдет об энергозависимых биомедицинских офтальмологических устройствах, способных осуществлять мониторинг симптомов САР и лечение светом.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Сезонное аффективное расстройство (САР) - это хорошо известное расстройство настроения, при котором больные испытывают депрессивные симптомы в определенное время года, чаще всего зимой. Люди, страдающие САР, часто не проявляют признаков психических расстройств на протяжении большей части года. Симптомы САР могут включать без ограничений повышенную сонливость, слабость, тягу к углеводам, недостаточную концентрацию и отказ от социальной активности. Симптомы приводят к ощущению уныния, безнадежности, пессимизму и отсутствию удовольствия от жизни.
Считается, что сезонные колебания настроения связаны с изменениями уровня инсоляции. САР чаще проявляется у людей, проживающих в таких географических областях, как Арктика, где световой день короче, интенсивность инсоляции ниже, а небо чаще бывает затянуто облаками. Колебания распространенности САР среди взрослого населения отчетливо прослеживаются на территории США, варьируясь от низких показателей во Флориде и других солнечных штатах до гораздо более высоких показателей в штатах Аляска, Нью-Гэмпшир и других северных или облачных областях.
Фототерапия разрабатывалась и внедрялась как основной и наиболее эффективный способ лечения классического зимнего сезонного аффективного расстройства. Обычная светотерапия заключается в том, что используется устройство, излучающее больше просветов, чем стандартная лампа накаливания. Типовые примеры осуществления включают предпочтительный яркий белый полноспектральный свет освещенностью 10 000 люкс, или необязательно синий свет с длиной волны 480 нм и освещенностью 2500 люкс, или зеленый свет с длиной волны 500 нм и освещенностью 350 люкс. Обычно во время фототерапии пациент сидит с открытыми глазами на предписанном расстоянии от источника света в течение 30-60 мин каждые сутки. Данное сезонное лечение проводится в течение нескольких недель до тех пор, пока пациент не сможет часто находиться под воздействием естественного света. Большинство пациентов считают такое лечение неудобным, и значительный процент (по данным некоторых исследований, до 19%) бросают лечение. Поэтому желательна разработка новых методов и подходов, которые позволили бы осуществлять светолечение более удобным, контролируемым и разумным способом.
ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Следующие потребности в значительной мере удовлетворяются данным изобретением, в котором один из аспектов заключается в предоставлении энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства, способного анализировать небольшие объемы слезной жидкости для мониторинга и осуществлять рациональную фототерапию для лечения САР. В данном документе раскрываются способ мониторинга САР и предоставления интеллектуальной фототерапии, а также энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство с датчиком биомаркеров, использующееся для мониторинга симптомов САР и связанное логической связью с источником света. В некоторых вариантах осуществления изобретения энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство может быть энергозависимой офтальмологической линзой, включающей один или несколько датчиков и встроенный источник света, способный лечить САР. В альтернативных вариантах осуществления изобретения энергозависимая офтальмологическая линза может содержать один или несколько датчиков и средства связи для передачи данных, полученных сенсором, на орган управления, связанный с невстроенным источником света, способным лечить САР.
В некоторых аспектах данного варианта осуществления возможен подбор индивидуального режима световой терапии. Персонализированный режим доз возможен с использованием рациональной световой терапии, где различные данные анализируются для коррекции программируемого графика лечения. Анализируемые данные могут включать в числе прочего полученные датчиком данные об изменениях биомаркеров в слезной пленке пользователя энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства. Коррекция может включать изменения частоты лечения, продолжительности и/или интенсивности света для проведения более эффективного лечения, что учитывает предпочтения пользователя, тем самым улучшая восприятие лечения.
В некоторых вариантах осуществления изобретения мониторинг биомаркеров проводится с помощью одного или нескольких электромеханических датчиков с аналитической чувствительностью, содержащихся в биомедицинском офтальмологическом устройстве. Электромеханические датчики могут анализировать биомаркеры в слезной пленке, включая, например, наличие и/или концентрацию биомолекул, имеющих корреляцию с симптомами. Биомолекулы, взаимосвязанные с различными симптомами САР, могут включать среди прочего следующие: серотонин, мелатонин и интерлейкин-6. Анализ биомолекул может происходить с заданной частотой или в определенный период дня, например каждый час, через три часа или во время определенных занятий или время дня, когда пользователь наиболее подвержен симптомам САР. Другие датчики, которые могут помогать в отслеживании симптомов САР, также могут быть включены в состав некоторых вариантов осуществления изобретения, включая, например, датчики света или датчики, способные определять изменения циркадного ритма пользователя.
В соответствии с некоторыми вариантами осуществления изобретения датчики могут быть микрочипом с возможностью электрофореза и избирательной хемолюминисцентной аналитической чувствительностью. В некоторых стандартных датчиках аналитическая чувствительность может быть достигнута с помощью энергозависимого микрочипа, способного измерять и хранить данные о биомолекулах слезной пленки, например: электрическую проводимость, сопротивление или емкость; изменения во флуоресценции, поглощении света, рассеянии света или плазмонном резонансе, освещенности, циркадном ритме для мониторинга, диагностики и/или проведения рациональной световой терапии для лечения САР.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 иллюстрирует этапы способа, которые могут быть использованы для осуществления некоторых аспектов данного изобретения.
Фиг.2 демонстрирует примерное энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство с датчиком биомаркеров, которое может быть использовано в линзах при некоторых осуществлениях данного изобретения.
Фиг.3 демонстрирует примерный процессор, который может быть использован в некоторых осуществлениях данного изобретения.
Фиг.4 демонстрирует энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство с примером центрального вкладыша, включающего микроконтроллер, который может быть использован в некоторых реализациях линз данного изобретения.
Фиг.5 демонстрирует поперечный разрез энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства, содержащего источники света в соответствии с некоторыми вариантами осуществления линз данного изобретения.
Фиг.6 демонстрирует вид сзади образца дополнительных очков с встроенными источниками света в линзах и сопутствующей электроникой, которые могут быть использованы в некоторых вариантах осуществления данного изобретения.
Фиг.7 демонстрирует поперечный разрез образца дополнительных очков с встроенными образцами света, направляющими свет на энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство в соответствии с некоторыми вариантами осуществления контактных линз данного изобретения.
Фиг.8 демонстрирует поперечный разрез образца дополнительных очков с сопутствующей электроникой с беспроводной связью с энергозависимым биомедицинским офтальмологическим устройством, содержащим источники света в соответствии с некоторыми вариантами осуществления контактных линз данного изобретения.
Фиг.9А демонстрирует энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство, содержащее образец кольцевой антенны, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления контактных линз данного изобретения.
Фиг.9В демонстрирует энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство, содержащее образец спиральной антенны, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления контактных линз данного изобретения.
Фиг.9С является функциональной схемой реализации антенны и принимающей цепи в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения.
Фиг.10 демонстрирует приблизительную схему процессора, который может быть использован в некоторых вариантах осуществления данного изобретения.
Подробное описание изобретения
Данное изобретение включает способы и энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство для мониторинга симптомов САР и управления световой терапией для лечения САР. В частности, данное изобретение включает способы и реализации устройства, которые способны к мониторингу биомаркеров в слезной пленке и/или отслеживанию состояния поверхности глаза и признаков, соотносящихся с симптомами САР для проведения рациональной световой терапии.
В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных примеров осуществления изобретения являются только примерами осуществления изобретения. Предполагается, что специалисту в данной области будут понятны возможности создания модификаций и других вариантов осуществления изобретения. Поэтому следует учитывать, что область, охватываемая настоящим изобретением, не ограничивается приведенными примерами реализации изобретения.
Определения
В данном описании, относящемся к настоящему изобретению, используется ряд терминов, для которых будут приняты следующие определения.
«Биомедицинское офтальмологическое устройство» относится к любому офтальмологическому устройству, способному находиться в глазу или на нем. Эти устройства способны выполнять одну или несколько следующих функций: оптическая коррекции, терапия или косметическая. Например, биомедицинское офтальмологическое устройство может соответствовать активной контактной линзе, внутриглазной линзе, поверхностной линзе, глазной вставке, оптической вставке, окклюдеру слезных точек или другому сходному офтальмологическому устройству, корректирующему или изменяющему зрение, улучшающему и защищающему состояние глаза и/или косметически меняющему физиологию глаза (цвет). В некоторых вариантах осуществления изобретения биомедицинское офтальмологическое устройство может включать мягкие контактные линзы из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают среди прочего силиконовые гидрогели и фторгидрогели.
«Компонент» - используемый здесь термин, относящийся к устройству, проводящему электрический ток из источника энергии для изменения логического состояния и/или физического состояния.
Термин «запитываемый энергией» или «энергозависимый» в настоящем документе обозначает состояние, которое способно обеспечить подачу электрического тока или хранение в себе запаса электрической энергии.
«Сборщик энергии» - используемый здесь термин, относящийся к устройству, способному получать энергию из окружающей среды и превращать ее в электрическую энергию.
«Источник энергии» - используемый здесь термин, означающий устройство, способное к снабжению энергией или приводящее устройство в активированное положение.
Термин «энергия» в настоящем документе относится к способности физической системы совершать работу. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к способности выполнения электрических действий при совершении работы.
«Рациональная световая терапия» - используемый здесь термин, означающий способ проведения световой терапии, где используется процессор, получающий различные данные, и, основываясь на этих данных, проводящий соответствующие изменения в запрограммированном режиме световой терапии и/или функции. Рациональная световая терапия может осуществляться, например, путем изменений в световой терапии в зависимости среди прочего от следующих критериев: влияние естественного света, измеренные биомаркеры в слезной пленке и контролируемый циркадный ритм.
«Источник света» - используемый здесь термин, означающий источник излучаемого света.
«Световая терапия» - используемый здесь термин, означающий воздействие света с определенной частотой волны, управляемое различными устройствами, проводимое определенный промежуток времени с заданной интенсивностью и в некоторых случаях в определенное время суток.
«Литий-ионный электрохимический элемент» - является электрохимическим элементом, который использует движение ионов лития для генерации электрической энергии. Такая электрохимическая ячейка, как правило,, называемая батареей, в своей типичной форме может быть возвращена в состояние с более высоким зарядом или перезаряжена.
«Люкс» - используемый здесь термин, означающий единицу света в Международной системе единиц (СИ). Люкс представляет собой меру светового потока, воздействующего на единицу площади. Один люкс - это количество освещенности, при котором световой поток мощностью один люмен равномерно распределен по площади, равной одному квадратному метру. Это также эквивалентно освещению, полученному всей поверхностью, находящейся на расстоянии в один метр от точечного источника света силой в одну канделу. Один люкс эквивалентен 2,8316 см-кд (0,0929 футо-кд).
Термин «оптическая зона» в настоящем документе означает участок офтальмологической линзы, через который пользователь офтальмологической линзы может видеть.
В настоящем документе термин «мощность» означает совершаемую работу или переданную энергию за единицу времени.
«Программируемый график световой терапии» - использованный здесь термин, означающий набор автоматических инструкций, управляющих временем световой терапии, продолжительностью и интенсивностью, основанными на различных измеренных данных, таких как дата, географический регион и тяжесть сезонного аффективного расстройства у пользователя. Программируемый график световой терапии может быть установлен специалистом в офтальмологии, врачом, программным обеспечением, встроенным в процессор и/или пользователем.
«Перезаряжаемый» - используемый здесь термин, означающий способность восстановления высокой готовности к работе. В рамках настоящего изобретения упомянутая способность, как правило, может относиться к восстановлению способности испускать электрический ток определенной величины в течение определенного промежутка времени.
«Перезарядка» - используемый здесь термин, означающий восстановление высокой готовности к работе. Многие пользователи данного изобретения связывают восстанавливаемое устройство со способностью проведения электрического тока с определенной частотой повторно через определенные промежутки времени.
«Сезонное аффективное расстройство» - используемый здесь термин, означающий периодические состояния с симптомами нарушения настроения, обычно испытываемые людьми с нехваткой солнечного света или света с заданной длиной волны. Это может включать нарушения настроения во время, когда солнечный свет ограничен, проходящие с наступлением весны или началом световой терапии.
Человеческие глаза, подобно глазам других млекопитающих, содержат жидкое покрытие, известное как слезная пленка. Слезная пленка смазывает и увлажняет поверхность глаза, защищает ее и обеспечивает необходимую среду для здоровья глаза и зрения. Так же как кровь и слюна, компоненты слезной жидкости включают некоторые белковые биомолекулы, которые поступают из различных источников и чье содержание может варьироваться в зависимости от физиологических факторов и/или факторов окружающей среды. Возможность измерить характеристики биомолекул, такие как концентрация, может стать источником полезной информации для идентификации и корреляции состояний и симптомов и/или мониторинга оптимального уровня для охраны здоровья и воздействия на него.
Белковые биомолекулы в слезной жидкости могут быть анализированы способами, включающими электрофорез, системы на основе микрожидкостных чипов, спектрометрию и жидкостную хроматографию. Однако сбор слезной жидкости представляет трудности, включая необходимость сбора малых объемов для испытаний и предотвращения загрязнений такими способами, которые были бы относительно безвредны для индивидуума, в особенности из-за выраженной чувствительности здорового глаза в большинстве случаев. Данное изобретение представляет способы и энергозависимые биомедицинские офтальмологические устройства, которые могут анализировать биомолекулы, конкретнее биомолекулы с идентифицированными белками, соотносящимися с состояниями или симптомами, также известными как биомаркеры.
В соответствии с фиг.1 шаги способа могут быть использованы для мониторинга симптомов САР, как показано. На этапе 101 индивидуум может носить одно или несколько энергозависимых офтальмологических устройств. Энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство может устанавливаться на или в глаз. Некоторые биомедицинские офтальмологические устройства желательно устанавливать на переднюю поверхность глаза, они предназначены для следующих функций: оптической коррекции, терапии или косметической. Например, это может быть энергозависимая офтальмологическая линза или энергозависимое офтальмологическое устройство, включая контактные линзы, внутриглазные линзы, поверхностные линзы, глазные вставки, оптические вставки, окклюдеры слезных точек или другие сходные офтальмологические устройства, корректирующие или изменяющие зрение, улучшающие и защищающие состояние глаза и/или косметически меняющие физиологию глаза (цвет).
В некоторых аспектах данного изобретения энергозависимое биомедицинское устройство может использоваться для мониторинга одного или более симптомов, коррелирующих с САР. Мониторинг симптомов происходит путем анализа биомаркеров в слезной пленке, используя датчики, содержащиеся в активном биомедицинском офтальмологическом устройстве. Дополнительно или альтернативно в некоторых вариантах осуществления также предусмотрено измерение длительности и/или интенсивности света, полученного глазной средой пользователя 120, и/или мониторинг циркадного ритма 125 пользователя.
Когда анализ биомаркеров в слезной жидкости с использованием сенсоров происходит на этапе 105, изменения биомаркеров могут коррелировать с известными симптомами САР 110. Примеры коррелирующих симптомов САР могут включать среди прочего сонливость, утомляемость, тягу к углеводам, затруднение внимания и отказ от социальной активности. Эти симптомы часто вызывают ощущения депрессии, безнадежности, пессимизма и нехватку удовольствия, которые коррелируют с изменениями специфичных биомаркеров в слезной пленке. Изменения в биомаркерах в слезной пленке могут включать в том числе изменения в уровне серотонина и генетическом полиморфизме, изменения концентрации мелатонина, что сигнализирует о фазовом изменении циркадного ритма, и повышение уровня интерлейкина-6.
Известные уровни и пороги концентраций биомаркеров в слезной пленке, связанные с САР, могут быть заранее запрограммированы в компоненте устройства, и дополнительно или альтернативно устройство может собирать и изучать данные для конкретного пользователя. Кроме того, так как концентрации могут варьироваться в зависимости от таких факторов, как возраст и условия окружающей среды, нормальные уровни анализируемого вещества, измеренные в крови, плазме или слюне индивидуума или в сравнимой популяции, могут коррелировать с уровнями в слезной пленке. Изменения или определяемые уровни могут отслеживаться на этапе 115, и световая терапия, основанная на изменениях, проводится для пользователя 130, когда ему она необходима.
В соответствии с фиг.2 образец энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства с датчиком биомаркеров компонента 203 может быть использован в некоторых офтальмологических линзах 200 показанного осуществления данного изобретения. В дополнение к сенсору биомаркеров компонента 203 образец энергозависимой офтальмологической линзы 200 содержит источник энергии 202 и источник света 202А. Источник энергии 202 может иметь электрическую связь с источником света 202А и компонентом 203. Источник света 202А может содержать светоизлучающие диоды или другие источники света, которые излучают синий свет в диапазоне длин волн от 450 до 500 нанометров, а наиболее предпочтительно в диапазоне длин волн от 470 до 480 нанометров, при от 2000 до 3000 люкс. В альтернативном варианте осуществления светодиоды или другие источники света могут излучать зеленый свет с длиной волны 475-525 нанометров, наиболее предпочтительно с длиной волны 490-510 нанометров, и освещенностью 300-400 люкс. В другом варианте осуществления изобретения единичный источник света может быть проложен в одном или нескольких участках офтальмологической линзы 201 для проведения освещения, необходимого для световой терапии САР.
Компонент 203 может включать любой датчик света и/или электрохимическое сенсорное устройство с аналитической чувствительностью для установления изменения биомаркеров. Компонент может включать микрочип со способностью к электрофорезу и избирательной хемолюминисценции, включая, например, способность определить изменения во флуоресценции, поглощении света, рассеивании света или плазмонном резонансе слезной пленки, количестве освещения и циркадном ритме. В некоторых вариантах осуществления изобретения компонент 203 может реагировать на электрический разряд изменением состояния и быть, например: микрочипом, например полупроводникового типа; пассивным электрическим устройством; оптическим устройством, таким как хрустальная линза; процессором с микроэлектромеханическим механизмом (МЭММ) или наноэлектромеханическим механизмом (НЭММ).
К тому же компонент 203 может включать или быть логически связанным с устройством хранения электрической энергии, таким как конденсатор, Ультраконденсатор, суперконденсатор или другой компонент хранения. Источник энергии 202 может включать, например, литий-ионную батарею, расположенную в периферической зоне офтальмологической линзы вне оптической зоны и заряжаемую посредством одной или нескольких радиочастот; светодиоды и устройства магнитной индукции в источнике энергии 202.
Как показано для некоторых вариантов осуществления изобретения, источник энергии 202, источник света 202А и компонент 203 лучше размещать вне пределов оптической зоны 204, где оптическая зона 204 включает часть офтальмологической линзы 200, проводящую линию взгляда 200 владельца линзы. Другие варианты осуществления могут содержать источник энергии 202, находящийся в части оптической зоны офтальмологической линзы. Например, такие варианты осуществления могут включать источник энергии 202, состоящий из проводящих компонентов, которые имеют слишком малые размеры, для того чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.
В некоторых вариантах осуществления предпочтительный тип линз может включать линзы 201, имеющие силиконсодержащий компонент. «Силиконсодержащий компонент» содержит по меньшей мере один элемент [-Si-O-] в мономере, макромере или преполимере. Предпочтительно, чтобы совокупный Si и прикрепленный 0 присутствовали в силиконсодержащем компоненте в доле более 20 весовых процентов, и более предпочтительно, чтобы эта доля была более 30 весовых процентов общего молекулярно веса силиконсодержащего компонента. Полезные для целей настоящего изобретения содержащие силикон компоненты предпочтительно имеют в своем составе полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, винильная, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стирольная функциональные группы.
В соответствии с фиг.3 пример процессора, который может использоваться в некоторых энергозависимых биомедицинских офтальмологических устройствах данного изобретения, показан на этапе 300. На этой иллюстрации источник энергии 310 может включать перезаряжаемую литий-ионную батарею в виде тонкой пленки. Батарея может иметь контактные точки 370, предназначенные для создания соединений. Провода могут представлять собой соединительные провода, подключенные к контактным точкам 370 и соединяющие батарею с фотоэлектрическим элементом 360, который может использоваться для перезарядки батареи источника энергии 310. Дополнительные провода могут соединять источник энергии с гибкой платой через дополнительные контактные площадки второго комплекта контактных точек 350. Эти точки контакта 350 могут быть частью гибкого соединительного субстрата 355, который также может содержать источник света 330.
Соединительная подложка может быть сформирована в форме, приближенной к типичной конической форме линзы, или в другой форме в зависимости от биомедицинского офтальмологического устройства. Вместе с тем в связи с необходимостью обеспечить дополнительную гибкость в некоторых вариантах осуществления изобретения соединительная подложка 355 может иметь дополнительные особенности формы, такие как радиальные вырезы 345 вдоль всей длины. Радиальные вырезы могут быть использованы для формирования индивидуальных мембранных структур соединительной подложки 355 и могут подключать различные электронные компоненты, такие как ИС, дискретные компоненты, пассивные компоненты, и такие устройства, как показано на этапе 390. Компоненты могут быть связаны проводами или другими соединительными средствами 340 с проводящими путями соединительной подложки 355. Различные компоненты могут быть подключены в том числе к гибкой соединительной подложке 355 различными средствами для подсоединения к батарее. Комбинация различных электрических компонентов может определять управляющий сигнал для управления мониторингом биомаркеров, источником света и в некоторых осуществлениях электрооптическим устройством 390. Этот управляющий сигнал может проводиться соответственно по соединению 320. Эта серия типичных энергозависимых офтальмологических линз с энергозависимыми функциями приводится только в целях примера. Ни в коем случае не стоит рассматривать это описание как ограничивающее область применения данного изобретения, так как специалисту в данной области понятно, что возможно использование различных реализаций формы, структуры, схемы подсоединения, схемы энергоснабжения и в целом использования данного изобретения. Например, в некоторых вариантах осуществления будут методы изменения внешнего вида офтальмологических линз. Эстетика поверхности тонкопленочной микробатареи может быть изменена различными способами, позволяющими достичь определенного внешнего вида линзы при внедрении в электроактивную контактную линзу или формованный гидрогелевый элемент. Эта тонкопленочная микробатарея может производиться в эстетически приятной упаковке с узором и/или цветным покрытием, что будет маскировать тонкопленочную микробатарею, либо, напротив, может иметь узор, сходный с радужной оболочкой, однотонный либо разноцветный узор, отражающийся дизайн, переливающийся дизайн, металлический дизайн либо любой другой художественный вид. В других осуществлениях тонкопленочная батарея может быть частично скрыта другими компонентами в линзе, например фотоэлектрическим чипом, смонтированным на передней поверхности, или, напротив, за счет размещения батареи за электрической цепью или ее частью. В других примерах осуществления тонкопленочная батарея может быть стратегически расположена таким образом, чтобы ее частично или полностью скрывало верхнее или нижнее веко.
В предпочтительном варианте осуществления источник энергии и источник света не должны нарушать прохождение света через офтальмологическую линзу. Следовательно, структура должна быть такова, чтобы оптическая зона, занимающая центральные 5-8 мм активной линзы, не перекрывалась никакой непрозрачной частью источника энергии и источника света. Могут быть различные варианты осуществления в зависимости от устройства разных источников энергии и источников света для оптимального взаимодействия с оптически соответствующими разделами активной оптической линзы.
В соответствии с некоторыми аспектами данного изобретения источник энергии и источник света должны размещаться на определенном расстоянии от наружного края контактной линзы для достижения предпочтительной структуры профиля кромки контактной линзы ради создания максимального комфорта, что минимизирует частоту побочных эффектов. Примерами таких предотвращаемых нежелательных явлений являются дуговидные повреждения верхнего слоя роговицы или гигантский папиллярный конъюнктивит.
В некоторых вариантах осуществления катод, электролит и анод встроенного электрохимического элемента могут быть встроены и сформированы, например, пастой для микросхем в формах, определяющих области катода, электролита и анода. Эти батареи могут быть как одноразовыми, основанными, например, на оксидах марганца и цинка, так и перезаряжаемыми, основанными на литий-ионных микропленочных батареях. Специалисту в данной области понятно, что возможны разнообразные варианты разных особенностей и способов формирования активных биомедицинских офтальмологических устройств с использованием печатных технологий.
В соответствии с фиг.4 поперечный разрез энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства 400 с образцом центральной вставки 401, включающей микроконтроллер 404, которая может использоваться в некоторых вариантах осуществления линз, как здесь показано. Активатор процессора 405 может быть использован для осуществления одной или более исполняемых программ, включенных в хранилище памяти микроконтроллера 404. Для управления источником света (не показан), последовательно подключенным к микроконтроллеру, могут использоваться программы. Один или более источников света могут включаться в центральную вставку, находиться вне центральной вставки в/на офтальмологическом устройстве или быть вблизи от них, например, в дополнительных очках (в дальнейшем показаны на фиг.6). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления изобретения программы, запускаемые микроконтроллером 404, могут приводить к изменению состояния компонента 403. Хранилище памяти может включать полупроводниковую память с произвольным доступом, полупроводниковую постоянную память, статичную память, стираемую программируемую постоянную память или другие компоненты, способные к сохранению данных и предоставлению их по команде.
Устройство сбора энергии, например фоторецептор 402, может использоваться для подзарядки источника энергии 408, например литиевой батареи или конденсатора. Микроконтроллер 404 может использоваться для управления процессом подзарядки. Например, процессор 405 может получать данные, указывающие на уровень заряда источника энергии 408, и открывать цепь от сборщика энергии 402, например фоторецептора, к источнику энергии 408 (другие примеры могут включать магнитное или индуктивное устройство). В другом аспекте процессор может быть запрограммирован для наблюдения, когда сборщик энергии 402 будет способен обеспечить зарядку источника энергии 408, и обеспечения электропроводящих путей, которые способны для такой зарядки. Путь проведения тока для заряда может включать, например, транзисторы, действующие как переключатели, и диоды, обеспечивающие нужное направление тока.
В соответствии с фиг.5 показан поперечный разрез примера энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства 500, содержащего источники энергии 502 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения. В данном примере образцом энергозависимой контактной линзы 501 является контактная линза и, как показано, свет 503 направляется на роговицу 504 глаза 505. В некоторых вариантах осуществления поперечное сечение 500 может быть отображено сверху вниз, при этом один или несколько встроенных источников света 502 расположены вблизи сторон контактной линзы 501. В других вариантах осуществления поперечное сечение 500 может быть отображено сбоку, так что один или несколько встроенных источников света 502 размещены в верхней и нижней части контактной линзы 501. Количество источников света 502 и расположение источников света 502 по периметру контактной линзы 501 могут быть различными. Источник света 502 направляет освещение к глазу владельца так, что освещение не видно наблюдателю. Контактная линза 501 может также включать покрытие, которое скрывает излучение от световой терапии, что значительно снижает заметность терапии наблюдателю, тем самым не снижая интенсивность фототерапии для пользователя.
Встроенные источники света 502 могут включать светоизлучающие диоды (СИД) или другие источники света 502, пригодные для излучения света 1003 для световой терапии. Источники света 502 могут включать светодиоды или другие источники, которые излучают синий свет с длиной волны 450-500 нанометров, наиболее предпочтительно с длиной волны 470-480 нанометров, и освещенностью 2000-3000 люкс. В альтернативном варианте осуществления светодиоды или другие источники света могут излучать зеленый свет с длиной волны 475-525 нанометров, наиболее предпочтительно с длиной волны 490-510 нанометров, и освещенностью 300-400 люкс. Другие варианты осуществления включают единичный источник света, от которого свет может быть проведен к одному или нескольким участкам офтальмологической линзы 501 для обеспечения освещения.
Образец офтальмологической линзы 501 включает поддерживающую электронику, не показанную на этом чертеже, с такими компонентами, как датчики света, датчики биомаркеров, источники энергии, конденсаторы, память, процессор и передающее устройство. Датчики света используются для обнаружения окружающего белого света, синего света или зеленого света. Источник энергии и конденсатор могут снабжать энергией другие компоненты активного биомедицинского офтальмологического устройства. Память может быть использована в качестве одного из примеров для хранения заранее запрограммированных режимов световой терапии, для хранения данных, полученных с одного или более датчиков, для хранения предпочтений пользователя, для хранения актуальных данных световой терапии, времени, продолжительности и интенсивности и для хранения данных, связанных с источником света и работой датчика света для выявления неполадок устройства. К тому же процессор может быть использован, например, для запуска запрограммированных режимов световой терапии, сохраненных в памяти, анализа данных датчика света и определения персонализированного режима световой терапии, основанного на воздействии на владельца естественного освещения, ручных изменениях в запрограммированном режиме световой терапии, проведения компенсаторных изменений, т.е. рациональной световой терапии, и анализа данных источника света и датчика света для выявления неполадок.
Устройство обмена данными может быть использовано для электронного управления одним или несколькими из следующих факторов: передача цифровых данных от энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства (или к нему) и к наружным устройствам и передача цифровых данных между компонентами энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства. Передающее устройство может быть использовано для беспроводной передачи от одного или нескольких наружных устройств, включая в том числе брелок, карманный персональный компьютер (КПК) или приложение для смартфона, используемое для управления активным биомедицинским офтальмологическим устройством. В пределах энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства передача данных между компонентами может проходить путем физического соединения, такого как проводящие пути, или быть беспроводным. Передача данных между наружными компонентами может включать, например, управление источником света от процессора и передачу данных между датчиком и памятью.
Поддерживающая электроника находится в последовательной и электрической связи с источниками света 502, находящимися в активном биомедицинском офтальмологическом устройстве, включающем, например, контактную линзу 501. Связь между поддерживающей электроникой и источником света 502 может проводиться по непосредственному проводящему проводнику или через беспроводную связь. Беспроводные режимы связи могут включать, например, индукцию, полученную от антенны вблизи источника света 502 контактной линзы 501 и источника энергии, передающего энергию из другой зоны контактной линзы 501 антенне.
В некоторых вариантах осуществления поддерживающая электроника может быть встроена в брелок, ювелирные изделия, одежду, головной убор или другие предметы, которые носит пользователь для того, чтобы датчики, такие как сенсоры света, определяли естественное освещение пользователя и поддерживающая электроника находилась недалеко от пользователя для целей беспроводного соединения. Беспроводные режимы связи могут включать, например, индукцию. Индукция может осуществляться через антенну, расположенную в/на активном биомедицинском офтальмологическом устройстве, и источником энергии, передающим энергию в ювелирных изделиях, одежде и других предметах вблизи антенны.
В некоторых вариантах осуществления изобретения пользователь может настроить время, продолжительность и интенсивность световой терапии, используя внешнее устройство, включающее в числе прочего брелок, карманный персональный компьютер, компьютер, планшет или приложение для смартфона. Некоторые варианты осуществления обеспечивают основное рабочее состояние, при котором пользователь управляет режимом фототерапии вручную, начиная и завершая сеанс в соответствующее время.
В соответствии с данным изобретением программируемый режим световой терапии может включать, например, автоматически установленное время терапии, продолжительность и интенсивность, которые основываются на таких данных, как дата, географический регион, предпочтения пользователя и данные датчика биомаркеров, коррелирующих с симптомами САР и тяжестью симптомов САР у пользователя. Режим программируемой фототерапии может быть настроен специалистом-офтальмологом, врачом или пользователем. В некоторых вариантах осуществления изобретения режим световой терапии может выясняться из прошлых ответов и изменяться для проведения рациональной световой терапии. Например, ответ во время световой терапии может включать изменение интенсивности в зависимости от занятия пользователя, например, уменьшая интенсивность во время чтения, работы за компьютером либо вождения. И наоборот, пользователь может захотеть увеличить интенсивность света во время перерывов в работе, перерыва на обед или других периодов с меньшей нагрузкой на зрение. Соответственно, в некоторых вариантах рациональной световой терапии процессор обрабатывает внесенные пользователем вручную изменения и производит коррекцию продолжительности, частоты и/или интенсивности лечения. Рациональная световая терапия также достигается в ходе анализа процессором данных датчиков света и динамического программирования режима световой терапии, основанного на получаемом владельцем естественном освещении.
В другом варианте осуществления данного изобретения пользователь может вручную изменять световую терапию, основываясь на результатах измерения в слезной жидкости и/или крови, слюне следующих веществ: мелатонина, серотонина и интерлейкина-6. Концентрация биомаркеров может повышаться или понижаться в зависимости от воздействия света или симптомов САР. Например, уровень мелатонина повышается при свете и понижается в темноте. Повышенный уровень мелатонина вызывает сонливость и апатию, симптомы сезонного аффективного расстройства.
В других вариантах осуществления изобретения пользователь, например, может настроить световую терапию для изменения циклов сна в соответствии со своими предпочтениями. Применение фототерапии для изменения цикла сна-бодрствования может быть полезным для людей, работающих в ночные смены, путешествующих в существенно другие часовые пояса, для военных при подготовке ночных операций, а также для других целей. Сходным образом световая терапия, активируемая с пробуждением пользователя, может использоваться для лечения таких нарушений циркадного ритма, как синдром «совы» и синдром нарушения суточного цикла сна.
В соответствии с фиг.6 показан вид сзади образца очков 600 с источниками света 602, встроенными в линзы 603, и сопутствующей электроникой. В других осуществлениях источники света 602 также могут быть расположены на поверхности линз 603. Источники света 602 могут включать светодиоды или другие источники, которые излучают синий свет с длиной волны 450-500 нанометров, наиболее предпочтительно с длиной волны 470-480 нанометров, и освещенностью 2000-3000 люкс. В альтернативном варианте осуществления светодиоды или другие источники света могут излучать зеленый свет с длиной волны 475-525 нанометров, наиболее предпочтительно с длиной волны 490-510 нанометров, и освещенностью 300-400 люкс. В еще одном варианте осуществления изобретения единичный источник света может быть встроен в один или несколько участков очков 603 или оправы очков 601 для освещения. Оптические световоды могут включать, например, оптоволоконные пути.
Пример светящихся источников света представлен в виде элемента 604. Источник света 602 направляет освещение к глазу владельца так, что освещение не видно наблюдателю.
Источники света 602 могут быть соединены друг с другом проводящими путями 605. Проводящие пути 605 могут быть проводами, встроенными в линзу 603, или могут быть проводящим материалом, включая, например, золото, медь, серебро или другие металлы или проводящее волокно, нанесенное на поверхность линзы 603 путем печати, покрытия распылением, осаждением испарением либо другим подходящим способом. Проводящие пути 605 могут быть электрически и логически связаны со вспомогательной электроникой, размещенной в одной или обеих дужках очков 609. В некоторых вариантах осуществления изобретения вспомогательная электроника может быть настолько миниатюрной, что может содержаться в любой части очков, такой как околошарнирная зона 607, в оправе вокруг линз 608, в дужке 610, в заушнике 611 или в другом месте.
Один или несколько датчиков света 606 могут быть использованы для определения окружающего белого, синего или зеленого света. Датчики света 606 могут быть расположены в оправе очков 601 около шарнира 607, в оправе вокруг линзы 608, в дужке 609, в переносье 610 или в любом подходящем месте, где датчик 606 не будет прикрыт, например, волосами. Светочувствительный датчик 606 находится в электрическом и логическом соединении со вспомогательными электронными компонентами, содержащимися в одной или обеих частях дужки 609 или другой области очков.
В некоторых осуществлениях управляющий элемент пользователя 612, такой как переключатель или кнопка, может быть установлен для установки пользователем времени, продолжительности и интенсивности световой терапии. Один или несколько элементов управления 612 для пользователя могут быть установлены в частях дужки 609 или других частях очков, например в околошарнирной зоне 607, в оправе вокруг линз 608, в дужке 610, в переносье 611 или в другом месте.
На фиг.7 изображено в качестве примера поперечное сечение 700 очков 701 со встроенными источниками света 702, которые способны направлять световой поток в дополняющее энергозависимое биомедицинское офтальмологическое устройство 705 в соответствии с некоторыми вариантами изготовления контактных линз, изображенных в настоящем изобретении. Поперечное сечение 700 включает очковую линзу 701 со встроенными источниками света 702, которые направляют поток света 703 на светорассеивающие участки 704 дополняющей контактной линзы 705. Светорассеивающая область 704 может приводить к тому, что свет 706 рассеивается по всей роговице 707 глаза 708. Светорассеивающая область 704 может обладать дифракционными свойствами, рефракционными свойствами, отражающими свойствами или любой комбинацией дифракционных, рефракционных и отражающих свойств.
В некоторых вариантах осуществления вид в сечении 700 может выступать в качестве вида сверху, в котором один или более встроенных источников светов 702 расположены рядом со сторонами линзы очков 701. В других вариантах осуществления вид в сечении 700 может выступать в качестве вида сбоку, в котором один или более встроенных источников света 702 расположены рядом с верхней и нижней частями линзы очков 701. В других вариантах осуществления встроенные источники света 702 могут быть встроены или установлены на оправе очков, а не в линзе очков 701. Встроенные источники света 702 могут включать, например, светоизлучающие диоды (СИД) или другие источники 702, ранее описанные в данном документе. Вспомогательная электроника (не показана) может быть спрятана в оправе очков и в энергозависимом биомеханическом офтальмологическом устройстве, и эти два узла могут быть на связи друг с другом. Например, биомаркерный датчик энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства может посылать собранные данные о концентрации биомаркеров на узел связи в очках. Вспомогательная электроника может быть представлена компонентами, расположенными в основном или дополнительном устройстве либо в обоих, и может включать, например, такие комплектующие, как датчики света, батареи, конденсаторы, память, процессоры и контактный разъем USB. Кроме того, вспомогательная электроника связана логически и электрически с источниками света 702 и датчиками биомаркеров (не показаны). Электрическое соединение может осуществляться, например, с помощью проводящего контакта между источником, размещенным в дужке очков, с помощью проводящей проволоки, проводящей плоской проволоки либо беспроводным образом, таким как индуктивность. Индуктивность может быть достигнута, например, между антенной, расположенной в очках, и вспомогательной линзой.
В некоторых вариантах осуществления светорассеивающие области 704 дополнительной контактной линзы 705 образуют кольцо по периметру дополнительной контактной линзы 705 таким образом, чтобы направленный свет 703 не должен был обязательно попадать в ограниченную целевую область. Следовательно, положение дополнительной контактной линзы 705 на глазу 708 относительно источников света 702, встроенных в очковую линзу 701, не имеет значения, когда свет 703 направлен на светорассеивающую область 704, непрерывным кольцом окружающую периметр дополнительной контактной линзы 705.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления дополнительная контактная линза 705 может включать внутренний барьер между светорассеивающей областью 704 и оптической зоной в центральной части линзы. Внутренний барьер не позволяет свету 703, предназначенному для фототерапии, рассеиваться в оптической зоне дополнительной контактной линзы 705. Таким образом, свет 703, предназначенный для фототерапии, распределяется только по периферии роговицы 707, оказывая минимальное воздействие на нормальное зрение.
В других вариантах осуществления вся дополнительная контактная линза 705 обладает светорассеивающими свойствами, такими как дифракция, рефракция и отражение. Светорассеивающие свойства выполнены таким образом, чтобы рассеивать свет 703 только с той длиной волны, которую распространяют встроенные источники света 702. Данный вариант осуществления обеспечивает максимальное рассеивание света 703 с длиной волны, предназначенной для фототерапии, внутри глаза 708 и в то же время не вызывает рассеивания света с длиной волны, которая может повлиять на нормальное зрение.
Как показано на фиг.8, здесь изображено в качестве примера поперечное сечение 800 очков 801 со вспомогательной электроникой 802, которая связана беспроводной связью с энергозависимым биомедицинским офтальмологическим устройством 805, содержащим источники света 804 в соответствии с некоторыми вариантами изготовления контактных линз, изображенных в настоящем изобретении. Поперечный вид 800 включает оправу очков 801 со вспомогательной электроникой 802. Вспомогательная электроника 802 может включать такие комплектующие, как датчики света, батареи, конденсаторы, память, процессоры и контактный разъем USB. Вспомогательные электронные компоненты 802 находятся в беспроводном соединении 803 с дополнительной контактной линзой 805, содержащей встроенные источники света 804, направляющие свет 806 на роговицу 807 глаза 808. Вспомогательные электронные компоненты 802 могут размещаться в различных местоположениях или быть встроенными в оправу очков 801.
В других вариантах осуществления вспомогательные электронные компоненты 802 могут размещаться в ювелирных украшениях, шляпах, одежде или других предметах, которые носит пользователь, таким образом, что светочувствительные датчики определяют уровень освещенности окружающей среды, воздействующей на пользователя, и вспомогательные электронные компоненты 802 располагаются рядом с дополнительной контактной линзой 805 для осуществления беспроводного соединения. Беспроводной режим соединения может включать, например, индуктивность. Индуктивность можно получить, например, с помощью антенны, размещенной в дополнительной контактной линзе 805, и источника питания, передающего энергию из оправы очков 801, ювелирного украшения, одежды или другого предмета, расположенного рядом с антенной.
В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения вид в сечении 800 может выступать в качестве вида сверху, в котором вспомогательные электронные компоненты 802 располагаются рядом со сторонами оправы очков 801. В других вариантах осуществления вид в сечении 800 может выступать в качестве вида сбоку, в котором вспомогательные электронные компоненты 802 располагаются рядом с верхней и нижней частями с одной стороны оправы очков 801. Количество встроенных источников света 804 и расположение встроенных источников света 804 по периметру дополнительной контактной линзы 805 может быть различным. Встроенные источники света 804 включают ранее описанные светоизлучающие диоды (СИД) или другие источники 804, которые излучают фототерапевтический свет 806.
В некоторых вариантах осуществления изобретения источники света 804 могут направлять свет 806 в переднюю часть дополняющей контактной линзы 805, в которую могут быть встроены (или расположены на поверхности) источники света 804. Свет 806 может быть направлен на светорассеивающую область (на чертеже), которая обладает дифракционными свойствами, рефракционными свойствами, отражающими свойствами или любой комбинацией дифракционных, рефракционных и отражающих свойств. Светорассеивающая область может образовывать кольцо по периметру области дополнительной контактной линзы 805. Свет 806, попадая в светорассеивающую область, по существу вызывает обширное рассеивание света 806 по роговице 807 глаза 808.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления дополняющая контактная линза 805 может также включать внутренний барьер между светорассеивающей областью по периметру линзы и оптической зоной в центральной части линзы и может иметь светорассеивающие свойства, соответствующие предыдущему описанию.
Антенны или антенные системы могут служить в качестве средства приема сигналов, средства передачи сигналов, в качестве средства индуктивной связи или любой их комбинации. Функция антенны определяет ее конструкцию, а также ее опорную схему. Например, антенна может быть связана с приемным устройством, контуром передатчика, индуктивным контуром или с комбинацией этих устройств. В сущности, антенна представляет собой электрическое устройство, которое превращает электромагнитные колебания или электрические сигналы в другие электрические сигналы. Обсуждение фиг.9A и 9B сосредоточено вокруг примеров модулей, которые содержат антенные системы, а на фиг.9C показана блок-схема антенны и приемного контура в соответствии с примерами модулей, показанных на фиг.9A и 9B.
На фиг.9A показан пример антенны в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Плата 904A, которая может быть использована с одним или несколькими компонентами энергозависимого биомедицинского офтальмологического устройства, такого как биомаркерный датчик, источник света и/или оптический модуль офтальмологической линзы. Плата 904A содержит как верхние соединительные электропроводные дорожки 912A1, так и нижние соединительные электропроводные дорожки 912A2 (показаны пунктирной линией), сквозные или соединительные отверстия 918A для осуществления электрических соединений между верхней и нижней сторонами, монтажные площадки 914A, центральное отверстие 916A и одну или несколько спиральных антенных конструкций 920A. Однако в некоторых вариантах может быть предпочтительной одноконтурная антенна. Каждая из антенных конструкций (их может быть одна или несколько) 920A может содержать один виток проволоки или несколько, а также проводящие дорожки или нечто подобное, сформированные на верхней стороне, нижней стороне или на обеих сторонах печатной платы 904A. Если на противоположных сторонах используют множество антенн, для их соединения можно использовать сквозные 908A отверстия или перемычки. Отдельным достоинством печатной платы 904A могут быть дополнительные металлические слои, и любая комбинация таких слоев может использоваться для сооруженная спиральных антенных конструкций 920A. В альтернативном варианте осуществления конструкции антенны можно встроить во внутренний проводящий слой, причем другие проводящие слои располагаются выше и/или ниже конструкций 920A антенны.
На фиг.9B показан другой пример антенной системы, соответствующий некоторым вариантам осуществления изобретения. Как в предыдущем примере, печатная плата 904A может использоваться в сочетании с одним или несколькими компонентами энергозависимого биомеханического офтальмологического устройства, такими как биомаркерный датчик, источник света и/или оптический модуль офтальмологической линзы. Плата 904В содержит как верхние соединительные электропроводные дорожки 912В1, так и нижние соединительные электропроводные дорожки 912В2 (показаны пунктирной линией), сквозные или соединительные отверстия 918В для осуществления электрических соединений между верхней и нижней сторонами, монтажные площадки 914В, центральное отверстие 916В и одну или несколько спиральных антенных конструкций 920В. Однако в некоторых вариантах может быть предпочтительной одноконтурная антенна. Многовитковая антенна 920B содержит два или более витка проволоки, проводящие дорожки или тому подобные элементы, сформированные на верхней или нижней стороне печатной платы 904B или на обеих. Если на противоположных сторонах используют множество антенн, для их соединения можно использовать сквозные 908B отверстия или перемычки. Подразумевается, что печатная плата 904В может содержать дополнительные металлические слои и что для создания конструкции многовитковой рамочной антенны 920В можно использовать любую комбинацию слоев.
Прежде чем приступать к описанию примера блок-схемы антенны и приемного контура, важно заметить, что описанные в данном документе контуры могут быть осуществлены разнообразными способами. В одном из примеров осуществления изобретения контуры могут быть осуществлены с помощью дискретных аналоговых комплектующих. В другом примере осуществления схемы контуров можно выполнить в интегральных схемах или в комбинации интегральных схем и дискретных компонентов. В еще одном альтернативном примере осуществления схемы контуров или отдельные функции можно выполнить с помощью программного обеспечения, выполняемого микропроцессором или микроконтроллером.
На фиг.9C показана блок-схема антенны и приемного контура в соответствии с некоторыми вариантами осуществления данного изобретения. Радиоприемный контур 900C может содержать контур согласования антенны 904C, приемный контур 906C, контроллер 908C, рабочий орган 910C, батарею 912C и контур управления мощностью 914C. В этом примере конфигурации антенна 904C может быть настроена так, чтобы принимать электромагнитный сигнал 901C и передавать полученный сигнал на контур согласования антенны 904C. Контур согласования антенны 904C может содержать любую допустимую схему, необходимую для баланса импеданса между источником и нагрузкой, чтобы максимально увеличить передачу энергии и/или свести к минимуму отражение от нагрузки. Импеданс антенны по существу представляет собой отношение напряжения к току в любой точке антенны, и для эффективной работы импеданс антенны должен соответствовать нагрузке, и, таким образом, используют контур согласования.
Соответственно, контур согласования 904C может быть использован для того, чтобы обеспечить согласование импеданса между антенной 902C и контуром приемника 906C для оптимального согласования мощности, шумов или других согласуемых условий, как это известно в радиоделе и в практике конструирования электронных контуров. Приемный контур 906C может содержать любые приемлемые контуры, необходимые для приема модулированных сигналов, принимаемых антенной 902C, и способен предавать демодулированные сигналы на контроллер 908C. Для ясности следует добавить, что модуляция включает в себя изменение одного или более характеристик сигнала или электромагнитного колебания. Например, сигнал может быть модулирован по амплитуде (AM), частоте (FM) или фазе (PM). В некоторых вариантах осуществления могут быть использованы также другие варианты аналоговой или частотной модуляции. С другой стороны, демодуляция может включать извлечение исходного информационного сигнала из модулированной несущей волны. Именно этот демодулированный сигнал может давать инструкции контроллеру 908C. Контроллер 908C, в свою очередь, может подавать управляющий сигнал на рабочий орган 910C на основании демодулированного сигнала с целью контролировать состояние или эксплуатацию рабочего органа 910C. Кроме того, управляющий сигнал может основываться на любом внутреннем состоянии контроллера, например для осуществления правил управления, и/или на любых других контурах, присоединенных к контроллеру, например для осуществления контроля с обратной связью или для изменения порядка действия рабочего органа на основании другой информации, например информации, поступающей от датчиков.
Батарея 912C обеспечивает источник электрической энергии для комплектующих в электронной цепи 900С, которые являются энергозависимыми. Контур управления мощностью 914C может быть адаптирован таким образом, чтобы получать ток от батареи 912C, и приспосабливать или регулировать его таким образом, чтобы на выходе получалось рабочее напряжение, пригодное для использования в других активных контурах электронной схемы 900C. Контроллер 908C также можно использовать для управления контуром приемника 906 или другими контурами в приемнике 900C. Антенна 902C может содержать, например, одну или более конфигураций, ранее описанных в данном документе. В других вариантах осуществления изобретения возможно использование одновитковой антенны, многовитковой антенны, спиральной антенны, рамочной антенны, многоярусного размещения кристаллов или сочетания этих вариантов.
Как известно на нынешнем уровне развития техники, предпочтительный способ передачи мощности между антенной и приемным и/или передающим контуром требует согласования импеданса между антенной и контуром. Важно, что соответствующая передача мощности может происходить в том случае, когда реактивные компоненты импеданса антенны и контура сводятся к нулю, а резистивные компоненты соответствующих полных сопротивлений равны. Можно применять согласующий контур для соединения антенны с контуром, который отвечает критерию оптимальной передачи энергии для каждого устройства, тем самым обеспечивая оптимальную передачу энергии между антенной и контуром. Напротив, могут быть выбраны различные критерии для оптимизации различных параметров, таких как максимальный ток или напряжение в контуре. Современная технология хорошо знакома с согласующими контурами, и такая технология может быть осуществлена с помощью дискретных компонентов цепей, таких как конденсаторы, индукторы и резисторы, или же электропроводными конструкциями, такими как дорожки на печатной плате, обеспечивающими желаемые характеристики импеданса.
Импедансы небольших РЧ-контурных антенн обычно составляют от 20 до 50 наногенри, а вентили согласующих компонентов обычно имеют емкость от 0,5 до 10 пикофарад (в случае конденсаторов) и от 3 до 50 наногенри в случае индукторов. Значения импеданса катушек индуктивного заряда, как правило, составляют от 100 до 5 нГн, а связанные с ними конденсаторы для резонанса контуров составляют от 20 до 100 пФ.
Привод 910C может содержать любой ряд допустимых устройств. Например, привод 910C может содержать любой тип электромеханического устройства, например насос или преобразователь. Привод также может содержать электрическое устройство, устройство дозирования химического вещества или любую их комбинацию. Рабочий орган 910C может быть заменен или может включать управляемое устройство, например световой источник, используемый для осуществления фототерапии, или диодную матрицу, или любое другое приемлемое устройство отображения, или пользовательский интерфейс.
Батарея 912C может содержать любые приемлемые устройства на случай недостатка электроэнергии, как это было описано ранее. В альтернативных примерах осуществления аккумулятор может не потребоваться, как показано выше в случае РЧ-аккумулирования энергии или индуктивного связывания в ближней зоне. В альтернативном варианте осуществления для генерации или аккумулирования энергии можно использовать механическую вибрацию и аналогичные средства.
Контур управления питанием 914C может содержать дополнительную схему для большого разнообразия функций помимо регулирования выходных показателей аккумулятора 912C. Например, контур управления мощностью 914C может содержать контуры для мониторинга различных параметров батареи, таких как заряд, предотвращая слишком сильный разряд батареи, и/или наблюдение за включением и отключением электронной цепи 900C.
На фиг.10 показана блок-схема контроллера 1000, которая может использоваться для осуществления некоторых вариантов исполнения данного изобретения. Контроллер 1000 включает процессор 1010, который может содержать один или несколько процессорных компонентов, подключенных к устройству обмена данными 1020. В некоторых вариантах осуществления изобретения контроллер 1000 может использоваться для передачи энергии к источнику энергии, датчикам и/или источнику света, которые находятся в энергозависимом биомеханическом офтальмологическом устройстве.
Контроллер может включать один или несколько процессоров, подключенных к устройству обмена данными, выполненному с возможностью передачи энергии по каналу связи. Устройство обмена данными может использоваться для электронного управления передачей цифровых данных к офтальмологическому устройству и от него и/или для управления источником света или другими компонентами, включенными в офтальмологическую линзу.
Устройство обмена данными 1020 также можно использовать для обмена данными, например, с одним или более компонентами прибора контроллера или производственного оборудования.
Процессор 1010 также может осуществлять обмен данными с устройством хранения данных 1030. Устройство хранения данных 1030 может содержать любое соответствующее устройство хранения данных, включая комбинации магнитных устройств хранения данных, оптических устройств хранения данных и/или полупроводниковых запоминающих устройств, таких как оперативные запоминающие устройства (ОЗУ) и постоянные запоминающие устройства (ПЗУ).
В устройстве хранения данных 1030 может храниться программа 1040 для управления процессором 1010. Процессор 1010 выполняет команды программы 1040 и, таким образом, работает в соответствии с настоящим изобретением. Запоминающее устройство 1030 может также хранить данные, такие как сведения офтальмологического характера, географические данные, данные датчика и сопутствующие данные в одной или нескольких базах данных. База данных может включать специально подобранные источник энергии и конструкционное решение относительно источника света, а также особые управляющие последовательности для управления энергией, поступающей в источник энергии или от него, а также в источник света.
Заключение
Описано множество вариантов осуществления настоящего изобретения. Хотя данная спецификация содержит многие конкретные детали осуществления, их не следует воспринимать как ограничения в отношении области применения любых изобретений, которые могут быть заявлены, но, скорее всего, как описание характеристик, относящихся к конкретным аппаратным вариантам осуществления настоящего изобретения.
Определенные характеристики аппаратуры и линз, которые описаны в данной спецификации в контексте отдельных вариантов осуществления, могут также быть осуществлены в сочетании в каком-либо отдельном варианте осуществления изобретения. Наоборот, различные особенности, описанные относительно отдельного варианта осуществления, также могут осуществляться в сочетании с множеством вариантов осуществления по отдельности или в виде любой подходящей подкомбинации. Более того, хотя особенности могут описываться выше с учетом их взаимодействия с другими комбинациями или даже первоначально заявляться в таком качестве, одна или более особенностей заявленной комбинации в некоторых случаях могут исключаться из комбинации, и заявленная комбинация может использоваться в подкомбинации или измененной подкомбинации.
Таким же образом, хотя этапы способа описаны на чертежах в определенном порядке, не следует понимать это как требование соблюдения определенной жесткой последовательности этапов или конкретной последовательности этапов при осуществлении способа или того, что все показанные этапы должны быть осуществлены для достижения желаемого результата. В некоторых обстоятельствах может быть полезна многозадачная и параллельная обработка. Кроме того, разделение различных компонентов аппаратуры в описанных выше вариантах осуществления изобретения не следует понимать как требование такого же разделения во всех других вариантах изобретения, а следует понимать как то, что описанные аппаратурные компоненты и этапы способа могут в целом быть объединены в единый аппарат или способ или быть использованы во множестве аппаратов или способов.
Таким образом, были описаны конкретные варианты осуществления описанного объекта изобретения. Другие варианты осуществления входят в объем прилагаемой формулы изобретения. В некоторых случаях этапы способа, процитированные в формулах данного изобретения, могут быть выполнены в другом порядке и желаемые результаты все еще могут быть достигнуты. Кроме того, процессы, изображенные на прилагающихся чертежах, не обязательно требуют рассмотрения в определенном порядке или последовательности для достижения желаемых результатов. Несмотря на это должно быть понятно, что различные модификации могут проводиться без отхода от сущности и объема заявленного изобретения.