Офтальмологические линзы с системой контроля васкуляризации сетчатки
Группа изобретений относится к области медицины. Устройство офтальмологической линзы с энергообеспечением и с системой контроля васкуляризации сетчатки содержит: несущую вставку, содержащую переднюю и заднюю криволинейные дугообразные поверхности, причем передняя криволинейная и задняя криволинейные дугообразные поверхности формируют полость, способную содержать источник энергии, имеющий размеры в соответствии с площадью внутри полости, причем источник энергии электрически соединен и способен обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, причем контроллер содержит вычислительный процессор, осуществляющий цифровую связь с цифровым устройством хранения данных, и причем в цифровом устройстве хранения данных хранится программный код; передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных, причем программное обеспечение выполняется по запросу и позволяет процессору: принимать данные, описывающие выявленный участок пульсирующего сосуда, который формирует часть васкуляризации сетчатки глаза; воздействовать на микропьезоэлектрический элемент для подачи выходного сигнала по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда; принимать данные от электронной схемы обратной связи, описывающие изменение выходного сигнала, поданного по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда; визуализировать выявленный участок пульсирующего сосуда с использованием данных, принимаемых от электронной схемы обратной связи; и отслеживать изменения васкуляризации сетчатки за счет сравнения визуализированного выявленного участка с предыдущим изображением с течением времени. Применение данной группы изобретений позволит повысить точность анализа васкуляризации сетчатки. 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил.
Область применения изобретения
Настоящее изобретение относится к офтальмологическому устройству с энергообеспечением с системой контроля васкуляризации сетчатки, в частности, системой, которая используется для раннего обнаружения аномальных состояний сердечно-сосудистой системы пользователя.
Предпосылки создания изобретения
Офтальмологическое устройство, такое как контактная линза, интраокулярная линза или пробка для слезной точки, традиционно представляет собой биосовместимое устройство с корректирующими, косметическими или терапевтическими свойствами. Например, контактная линза может выполнять одно или более из коррекции зрения, косметической коррекции и терапевтической функции. Каждая функция обеспечивается определенной физической характеристикой линзы. Конфигурация линзы с учетом светопреломляющего свойства позволяет осуществлять функцию коррекции зрения. Введение в линзу пигмента может обеспечивать косметическое улучшение. Введение в линзу активного агента может обеспечивать терапевтическую функциональность. Такие физические характеристики реализуются без энергообеспечения линзы. Офтальмологическое устройство традиционно представляет собой пассивное устройство.
Недавно были описаны новые офтальмологические устройства на основе офтальмологических вставок с энергообеспечением. Данные устройства могут использовать функцию энергообеспечения для питания активных оптических компонентов. Например, пригодные для ношения линзы могут содержать линзовый узел, имеющий фокус с возможностью электронного регулирования для повышения или улучшения показателей глаза, и/или микроэлектронные устройства с возможностью встраивания, которые могут быть подходящими для диагностики и лечения различных расстройств или заболеваний.
Визуализация сосудов сетчатки в последнее время изучается как неинвазивный альтернативный инструмент анализа роли и патофизиологии микроциркуляторной сети. Например, исследования показали, что существует корреляция между состояниями васкуляризации сетчатки, формирующей часть микроциркуляторной сети, и сердечно-сосудистыми заболеваниями и гипертензией. Как правило, обследование для постановки диагноза и контроля состояний сердечно-сосудистой системы осуществляется с помощью электрокардиограммы (называемой также ЭКГ). Электрокардиограмма может использоваться для измерения частоты и равномерности сердечного ритма, размеров и расположения камер сердца, выявления любых повреждений сердца, а также оценки воздействия лекарственных средств или устройств, используемых для контроля сердечной деятельности, посредством анализа электрической активности сердца за определенный период времени, которая обнаруживается посредством электродов, подключаемых к поверхности кожи, и регистрируется устройством, находящимся за пределами тела. Однако съемка электрокардиограммы для многих пациентов может быть не только весьма обременительной, но также не рекомендуется для лиц, у которых отсутствуют дополнительные симптомы, или для пациентов с низким уровнем риска. Более того, для лиц с высоким уровнем риска результаты электрокардиографического обследования могут быть недостаточными.
Микроциркуляторная сеть включает сосуды размерами от 100 мкм до 300 мкм, что делает исследование и анализ функций таких сосудов частично сложными, ввиду их размеров. Кроме того, до недавнего времени способы и процедуры, используемые для исследования микроциркуляторной сети, всегда были инвазивными и требовали применения высокоспециализированных инструментов и условий. Однако в последнее время, по мере развития методик обработки фотографических изображений и методик компьютерного анализа изображений изучаются альтернативные методики, которые используют неинвазивные большие и сложные камеры. Такие неинвазивные методики, в свою очередь, позволяют врачам и исследователям визуализировать и исследовать васкуляризацию сетчатки пациента.
Несмотря на то, что такие новые неинвазивные методики могут быть подходящими для исследования и понимания микрососудистых изменений, для них по-прежнему требуется специализированное оборудование и условия для визуализации васкуляризации сетчатки пациента. Поэтому динамика и изменения, которые можно было бы наблюдать, прерываются продолжительными периодами времени (например, временем между приемами), а потому не вполне оптимальны. Для преодоления перечисленных выше ограничений и повышения точности анализа васкуляризации сетчатки требуются новые и надежные системы/способы, которые могут отслеживать изменения васкуляризации сетчатки пациента без вреда и без существенных задержек.
Изложение сущности изобретения
Вышеизложенные потребности в значительной мере удовлетворяются настоящим изобретением, в котором в одном аспекте раскрыто офтальмологическое устройство с энергообеспечением со встроенной системой контроля васкуляризации сетчатки. Система контроля васкуляризации сетчатки может включать микропьезоэлектрический элемент со схемой обратной связи, которые можно использовать для ультразвуковой визуализации по меньшей мере части микроциркуляторной системы сетчатки. Полученное изображение можно проанализировать, чтобы измерить и количественно оценить изменения без существенной задержки. Изменения можно использовать для передачи сигнала пациенту или врачу, или для регистрации аномального сердечного ритма пациента. В некоторых вариантах осуществления в качестве альтернативы или дополнения к аспекту визуализации системы контроля васкуляризации сетчатки можно использовать микродатчик для регистрации сигналов частоты сердечного ритма пользователя.
В соответствии с некоторыми аспектами настоящего описания, предлагается офтальмологическое устройство с энергообеспечением с системой контроля васкуляризации сетчатки. Офтальмологическое устройство включает: несущую вставку, содержащую переднюю криволинейную дугообразную поверхность и заднюю криволинейную дугообразную поверхность, причем передняя криволинейная дугообразная поверхность и задняя криволинейная дугообразная поверхность формируют полость, способную содержать источник энергии, рассчитанный по размеру в соответствии с площадью внутри полости, причем источник энергии электрически соединен и способен обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, причем контроллер содержит вычислительный процессор, осуществляющий цифровую связь с цифровым устройством хранения данных, и причем в цифровом устройстве хранения данных хранится программный код; передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных, причем программное обеспечение выполняется по запросу и позволяет процессору: принимать данные, описывающие по меньшей мере один выявленный участок пульсирующего сосуда, который формирует часть васкуляризации сетчатки глаза; воздействовать на микропьезоэлектрический элемент для подачи выходного сигнала по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда; принимать данные от электронной схемы обратной связи, которые описывают изменение выходного сигнала, поданного по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда; визуализировать по меньшей мере один выявленный участок пульсирующего сосуда с использованием данных, принимаемых от электронной схемы обратной связи; отслеживать изменения васкуляризации сетчатки посредством сравнения указанного по меньшей мере одного выявленного визуализированного участка с предыдущим изображением с течением времени.
В дополнительных аспектах описания раскрывается связанный с упомянутым выше способ контроля васкуляризации сетчатки глаза пациента. Способ включает: выявление по меньшей мере одного местоположения пульсирующего сосуда в васкуляризации сетчатки глаза; подготовку офтальмологического устройства с системой контроля васкуляризации сетчатки, содержащей источник энергии, электрически соединенный и способный обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, который содержит вычислительный процессор, цифровое устройство хранения данных и передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных; подачу выходного сигнала по меньшей мере на одного пульсирующего местоположения, выявленного с использованием микропьезоэлектрического элемента с электронной схемой обратной связи; прием через схему обратной связи обратного сигнала в ответ на выходной сигнал; визуализацию по меньшей мере одного пульсирующего местоположения на основании изменения в выходном сигнале и обратном сигнале; контроль изменений васкуляризации сетчатки посредством сравнения указанных изображений по меньшей мере одного выявленного участка с предыдущим изображением того же указанного по меньшей мере одного выявленного участка с течением времени.
В ряде нескольких других аспектов настоящего описания способ контроля васкуляризации сетчатки глаза пациента может альтернативно включать: выявление местоположений, формирующих часть васкуляризации сетчатки глаза пациента, в том числе по меньшей мере часть пульсирующего сосуда; подготовку офтальмологического устройства с системой контроля васкуляризации сетчатки, содержащей источник энергии, электрически соединенный и способный обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, который содержит вычислительный процессор, цифровое устройство хранения данных и передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных; обнаружение изменения в управляемом выходном сигнале, подаваемом по меньшей мере на указанный выявленный участок пульсирующего сосуда; визуализацию по меньшей мере указанного участка васкуляризации сетчатки глаза пациента на основании обнаруженного изменения в указанном управляемом сигнале; регистрацию изменений по меньшей мере в указанном участке васкуляризации сетчатки между последовательностью изображений с течением времени.
Таким образом, выше представлено довольно общее описание определенных аспектов настоящего изобретения, с тем чтобы способствовать лучшему пониманию представленного в настоящем документе подробного описания и более взвешенной оценке вклада настоящего изобретения в данную область техники. Конечно, существуют дополнительные аспекты настоящего изобретения, которые описаны ниже и составляют объект изобретения, изложенный в приложенной формуле изобретения.
При этом перед приведением подробного описания по меньшей мере одного аспекта настоящего изобретения следует понимать, что в сфере своего применения настоящее изобретение не ограничивается отдельными элементами конструкции и расположением компонентов, приведенных ниже в описании или показанных на чертежах. Настоящее изобретение также имеет другие аспекты, помимо описанных в настоящем документе, и может применяться на практике и осуществляться с помощью различных способов. Следует также понимать, что фразеология и терминология, используемые в настоящем документе, а также в реферате изобретения, служат целям описания и не должны рассматриваться как ограничивающие.
Таким образом, специалистам в данной области будет очевидно, что концепцию, на которой основано настоящее описание, можно без труда использовать в качестве основы для разработки других структур, способов и систем для реализации нескольких целей настоящего изобретения. Следовательно, необходимо рассматривать формулу изобретения как включающую такие эквивалентные конструкции при условии, что они не выходят за рамки сущности и объема настоящего изобретения.
Краткое описание чертежей
Указанные выше и прочие характеристики и преимущества настоящего изобретения наглядно представлены в следующем более подробном описании примеров осуществления настоящего изобретения, проиллюстрированных с помощью прилагаемых чертежей.
На фиг. 1A представлено в сечении схематическое изображение первого примера офтальмологического устройства с энергообеспечением, содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 1B представлена увеличенная часть поперечного сечения, изображенного на фиг. 1A, демонстрирующая различные аспекты системы контроля васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 2A представлен схематически вид сверху несущей вставки, которая может входить в состав офтальмологического устройства, содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 2B представлено схематически изометрическое изображение офтальмологического устройства, включающего несущую вставку, показанную на фиг. 2A, и содержащего систему контроля васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 3 представлено схематически и в сечении изометрическое изображение еще одного примера офтальмологического устройства с энергообеспечением, содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 4 представлена в сечении структурная схема примера наложенных друг на друга интегральных компонентов, реализующая систему контроля васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 5 представлена принципиальная схема процессора, который можно использовать в некоторых аспектах настоящего описания.
На фиг. 6А представлена область васкуляризации сетчатки глаза, которую можно использовать в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 6В представлена область васкуляризации сетчатки глаза из фиг. 6А с цифровым наложением, которое можно использовать для анализа васкуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 7 представлен вид сбоку в сечении глаза пациента с офтальмологическим устройством с энергообеспечением в соответствии с аспектами настоящего описания.
На фиг. 8 представлены стадии способа, который может быть реализован в системе в соответствии с аспектами настоящего описания.
Подробное описание изобретения
Ниже изобретение будет раскрыто со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых одинаковые позиционные обозначения используются для ссылки на одинаковые детали.
Различные аспекты офтальмологического устройства, раскрытые в настоящем документе, могут иллюстрироваться путем описания компонентов, которые подключают, уплотняют, прикрепляют и/или объединяют. При использовании в настоящем документе термины «подключенный», «уплотненный», «прикрепленный» и/или «объединенный» используются для обозначения прямого соединения между двумя компонентами или, в соответствующих случаях, непрямого соединения компонентов друг с другом при помощи переходных или промежуточных компонентов. Напротив, когда компонент называют «непосредственно подключенный», «непосредственно уплотненный», «непосредственно прикрепленный» и/или «непосредственно объединенный» к другому компоненту, какие-либо промежуточные элементы отсутствуют.
Относительные термины, такие как «нижний» или «низ» и «верхний» или «верх», могут использоваться в настоящем документе для описания пространственного отношения одного элемента, изображенного на чертежах, к другому элементу. Следует понимать, что относительные термины включают различные варианты ориентации в дополнение к ориентации, представленной на чертежах. Например, если аспекты примера офтальмологического устройства, показанные на чертежах, оказываются перевернутыми, то элементы, описанные как находящиеся на «нижней» стороне относительно других элементов, будут расположены на «верхней» стороне относительно других элементов. Поэтому термин «низ» может включать как «нижнюю», так и «верхнюю» ориентацию в зависимости от конкретной ориентации устройства.
Различные аспекты офтальмологического устройства с системой контроля васкуляризации сетчатки могут иллюстрироваться со ссылкой на один или более примерных вариантов осуществления. При использовании в настоящем документе термин «примерный» означает «служащий в качестве примера или иллюстрации» и не должен обязательно рассматриваться как предпочтительный или имеющий преимущество над другими вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем документе.
Список терминов
В настоящем описании и в формуле изобретения, которые относятся к описываемому изобретению, могут встречаться различные термины, для которых будут применимы следующие определения.
С энергообеспечением в настоящем документе относится к состоянию способности подавать электрический ток или хранить внутри электрическую энергию.
Энергия в настоящем документе относится к способности физической системы совершать работу. В рамках настоящего описания многие способы применения могут относиться к указанной способности выполнять электрические действия в ходе работы.
Источник энергии в настоящем документе относится к устройству или слою, способному подавать энергию или приводить логическое или электрическое устройство в состояние с энергообеспечением.
Устройство сбора энергии в настоящем документе относится к устройству, способному извлекать энергию из окружающей среды и преобразовывать ее в электрическую энергию.
Функционализированный в настоящем документе относится к получению слоя или устройства, способного выполнять функцию, включая, например, подачу питания, активирование или управление.
Офтальмологическое устройство в настоящем документе относится к любому устройству, расположенному в глазу или на нем. Данные устройства могут обеспечивать оптическую коррекцию, выполнять косметическую функцию или могут выполнять функцию, не связанную со зрением. Например, термин «офтальмологическая линза» может относиться к контактной линзе, интраокулярной линзе, накладной линзе, глазной вставке, оптической вставке или другому аналогичному устройству, которое могут использовать для коррекции или модификации зрения, обнаружения и лечения заболевания либо для косметической коррекции физиологии глаза (например, цвета радужной оболочки) без ущерба для зрения. В дополнительном или альтернативном варианте осуществления офтальмологическая линза может выполнять не связанные с оптикой функции, например, контроль уровня глюкозы, сердечного ритма, регистрация результатов измерения, подача звуковых сигналов, подача визуальных сигналов и/или введение лекарственного средства. В некоторых вариантах осуществления предпочтительные линзы настоящего изобретения представляют собой мягкие контактные линзы, изготовленные из силиконовых эластомеров или гидрогелей, которые включают, например, силикон-гидрогели и фтор-гидрогели.
Литий-ионный элемент в настоящем документе относится к электрохимическому элементу, в котором электрическая энергия генерируется в результате движения ионов лития через элемент. Данный электрохимический элемент, обычно называемый батареей, в своих типичных формах может быть перезапитан или перезаряжен.
Несущая вставка в настоящем документе относится к вставке, которая может формировать часть офтальмологического устройства с энергообеспечением. В несущую вставку можно встроить элементы питания и электронную схему. Несущая вставка может определять основную цель офтальмологического устройства с энергообеспечением. Например, в вариантах осуществления, в которых офтальмологическое устройство с энергообеспечением позволяет пользователю корректировать оптическую силу, несущая вставка может включать элементы с энергообеспечением, управляющие частью с жидкостным мениском в оптической зоне офтальмологического устройства. В альтернативном варианте осуществления несущая вставка может иметь кольцевую форму, так что оптическая зона не содержит материала. В таких вариантах осуществления обусловленная энергопитанием функция линзы может быть не связана с оптическим качеством, а может предусматривать, например, контроль уровня глюкозы, проведение звука/света или введение лекарственного средства.
Микроакустический(-е) элемент(-ы) в настоящем документе относится к микроакустической электромеханической системе и/или связанным компонентам, которые могут использоваться для проведения звуковых частот от глазного яблока к внутреннему уху через черепные кости. В некоторых вариантах осуществления микроакустические элементы могут включать, например, микроэлектромеханический (МЭМС) пьезоэлектрический акустический преобразователь и/или конденсаторное акустическое устройство, запитанное от источника энергии, включенного в офтальмологическое устройство.
Рабочий режим в настоящем документе относится к состоянию с высоким потреблением тока, в котором протекающий в схеме ток позволяет устройству выполнять свою основную обусловленную энергопитанием функцию.
Оптическая зона в настоящем документе относится к области офтальмологического устройства, через которую смотрит пользователь офтальмологического устройства.
Мощность в настоящем документе относится к совершенной работе или переданной энергии за единицу времени.
Перезапитывать или перезаряжать в настоящем документе относится к восстановлению состояния с более высокой способностью к совершению работы. Множество сфер применения в рамках настоящего изобретения могут относиться к восстановлению способности устройства испускать электрический ток определенной величины в течение определенного периода времени.
Эталон в настоящем документе относится к схеме, в идеальном варианте создающей фиксированное и стабильное напряжение или выходное значение тока, которые подходят для применения в других схемах. Эталон может быть получен из запрещенной энергетической зоны, может иметь компенсацию температуры, подачи питания и технологических вариаций и может быть рассчитан для конкретной специализированной интегральной схемы (ASIC).
Функция сброса в настоящем документе относится к самозапускающемуся алгоритмическому механизму для установки схемы в определенное предварительно заданное состояние, включая, например, логическое состояние или состояние подачи питания. Функция сброса может включать, например, схему сброса при включении питания, которая в сочетании с механизмом переключения может обеспечивать надлежащую подачу питания на микросхему, как при первоначальном подключении к источнику энергии, так и при выходе из режима сохранения энергии.
Система контроля васкуляризации сетчатки в настоящем документе относится к микропьезоэлектрическому элементу с энергообеспечением и схемой обратной связи, который может быть выполнен с возможностью встраивания в офтальмологическое устройство и позволяет проводить визуализацию и обнаружение пульсирующего сосуда, формирующего часть микроциркуляторной системы сетчатки. В некоторых вариантах осуществления система контроля васкуляризации сетчатки может быть ориентирована на визуализацию одной или более предварительно выявленных конкретных областей сетчатки, где могут наблюдаться изменения сосудов из-за сердечного ритма или аномальных состояний. В качестве дополнения или альтернативы, система контроля васкуляризации сетчатки может включать микродатчик, который может использоваться для регистрации/приема сигналов частоты сердечного ритма пользователя.
Спящий режим или режим ожидания в настоящем документе относится к состоянию низкого потребления тока устройства с энергообеспечением после того, как механизм переключения будет перекрыт с целью энергосбережения, когда рабочий режим не требуется.
Наложенные друг на друга в настоящем документе относится к размещению по меньшей мере двух комплектующих слоев в непосредственной близости друг к другу, так чтобы по меньшей мере часть одной поверхности одного из слоев контактировала с первой поверхностью второго слоя. В некоторых вариантах осуществления между двумя слоями может находиться пленка, обеспечивающая сцепление или выполняющая иные функции, так что слои находятся в контакте друг с другом через указанную пленку.
Наложенные друг на друга интегральные многокомпонентные устройства, или SIC-устройства, в настоящем документе относится к результатам применения технологий упаковки, позволяющим собирать тонкие слои подложек, которые могут содержать электрические и электромеханические устройства, в функциональные интегральные устройства путем наложения по меньшей мере части каждого слоя друг на друга. Слои могут содержать многокомпонентные устройства различных типов, материалов, форм и размеров. Более того, эти слои можно получить с помощью различных технологий производства устройств для получения различных контуров.
Режим сохранения в настоящем документе относится к состоянию системы, содержащей электронные компоненты, в которой источник энергии обеспечивает или должен обеспечивать минимальный проектный ток нагрузки. Данный термин не является взаимозаменяемым с режимом ожидания.
Вставка подложки в настоящем документе относится к формуемой или жесткой подложке, способной поддерживать источник энергии внутри офтальмологического устройства. В некоторых вариантах осуществления вставка подложки также поддерживает один или более функциональных электрических или электромеханических компонентов.
Механизм переключения в настоящем документе относится к компоненту, интегрированному в схему и обеспечивающему различные уровни сопротивления, возможно, реагируя на внешний стимул, который не зависит от офтальмологического устройства.
Последние достижения в сфере офтальмологических устройств, включая, например, контактные линзы, позволяют создавать функционализированные офтальмологические устройства, которые могут быть с энергообеспечением. Офтальмологическое устройство с энергообеспечением может содержать необходимые элементы для коррекции и/или улучшения зрения пользователей при помощи встроенных микроэлектронных устройств. Дополнительные функции, получаемые за счет использования микроэлектронных устройств, могут включать, например, различные типы коррекции зрения, анализ слезной жидкости, акустическую и/или визуальную обратную связь пользователю. Кроме способности обеспечивать функцию коррекции зрения, настоящее описание представляет офтальмологическое устройство, которое включает систему контроля васкуляризации сетчатки. Система контроля васкуляризации сетчатки может включать микропьезоэлектрический элемент с энергообеспечением, оснащенный схемой обратной связи. В некоторых вариантах осуществления офтальмологическое устройство может осуществлять беспроводную с одним или более беспроводным(-и) устройством(-ами) и передавать данные сигнала, которые можно использовать для определения аномального состояния и его причины и/или сердечного ритма пользователя. Беспроводное(-ые) устройство(-а) может включать, например, смартфонное устройство, планшет, персональный компьютер, брелок, помпу для лекарственного средства, проигрыватель MP3, карманный ПК и т.п.
В некоторых аспектах настоящего описания офтальмологическое устройство может включать систему контроля васкуляризации сетчатки, с тем чтобы обеспечить возможность визуализации и обнаружения импульсов сосудов, формирующих часть микроциркуляторной системы сетчатки. В некоторых вариантах осуществления система контроля васкуляризации сетчатки может быть ориентирована на визуализацию одной или более конкретных областей сетчатки, где могут наблюдаться более заметные изменения сосудов из-за сердечного ритма или ранее выявленных аномальных состояний. В качестве дополнения или альтернативы, система контроля васкуляризации сетчатки может включать микродатчик, который может использоваться для регистрации/приема сигналов частоты сердечного ритма пользователя.
На фиг. 1A представлено в сечении схематическое изображение первого примера офтальмологического устройства 100 с энергообеспечением, содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки. Согласно некоторым аспектам настоящего описания, офтальмологическое устройство 100 в настоящем описании может представлять собой контактную линзу, опирающуюся на переднюю поверхность глаза 110 пациента. Контактная линза может представлять собой мягкую гидрогелевую линзу, в состав которой входит силиконсодержащий компонент. Под «силиконсодержащим компонентом» подразумевается любой компонент, содержащий по меньшей мере одно звено [-Si-O-] в составе мономера, макромера или форполимера. Полное содержание Si и непосредственно связанного с ним O в рассматриваемом силиконсодержащем компоненте предпочтительно составляет более приблизительно 20% вес. и более предпочтительно более 30% вес. полного молекулярного веса силиконсодержащего компонента. Подходящие силиконсодержащие компоненты предпочтительно содержат полимеризуемые функциональные группы, такие как акрилатная, метакрилатная, акриламидная, метакриламидная, виниловая, N-виниллактамовая, N-виниламидная и стириловая функциональные группы.
В гидрогелевую часть может быть частично или полностью встроена или, в некоторых вариантах осуществления, размещена сверху функционализированная несущая вставка 150. Несущую вставку 150 можно использовать для герметизации функционализированных элементов 105, в том числе электронных и электромеханических элементов, а в некоторых вариантах осуществления одного или более источников энергии (в сечении 140 увеличена на фиг. 1В). В некоторых вариантах осуществления функционализированные элементы 105 предпочтительно могут располагаться за пределами оптической зоны 175, с тем чтобы устройство не перекрывало поле зрения пациента. Функционализированные элементы 105 могут запитываться при помощи внешних средств, устройств сбора энергии и/или элементов подачи питания, содержащихся в офтальмологическом устройстве 100. Например, в некоторых вариантах осуществления питание может быть принято при помощи антенны, принимающей радиочастотные сигналы, которая связана с электронными элементами 105.
На фиг. 1B представлена увеличенная часть 140 поперечного сечения, изображенного на фиг. 1A, демонстрирующая различные аспекты системы контроля васкуляризации сетчатки. В частности, увеличенная часть 140 показывает гидрогелевую часть 116 офтальмологического устройства 100, опирающегося на внутриглазную жидкость 112 на передней поверхности глаза 110. Внутриглазная жидкость 112 может включать любой из следующих элементов или их комбинацию: слезная жидкость, водянистая влага глаза, стекловидное тело глаза и другие тканевые жидкости, расположенные в глазу. Гидрогелевая часть 116 может герметизировать несущую вставку 150, которая в некоторых вариантах осуществления может включать элементы подачи питания 118, такие как аккумуляторная батарея и нагрузка, вместе с компонентами системы контроля васкуляризации сетчатки 126.
Система контроля васкуляризации сетчатки 126 может включать элемент 120 беспроводной связи, такой как РЧ-антенна, находящийся в связи с контроллером 122. Контроллер 122 может использоваться для управления пьезоэлектрическим преобразователем 130, измерительным преобразователем 135 и электронной схемой обратной связи, содержащей усилитель 124 и полосовой фильтр 126, все из которых могут запитываться при помощи элементов 118 подачи питания, содержащихся внутри несущей вставки 150. Пьезоэлектрический преобразователь 130 и измерительный преобразователь 135 могут генерировать сигнал и измерять изменение в обратном сигнале, чтобы визуализировать один или более участков васкуляризации сетчатки. Пьезоэлектрический преобразователь может находиться в контакте с сетчаткой. После применения электрических импульсов возникают ультразвуковые импульсы, которые возвращаются в форме эха на поверхность и преобразуются обратно в электрические импульсы, которые затем могут обрабатываться системой и трансформироваться в изображение. Изображения могут формироваться поверхностями или границами между двумя различными типами тканей, такими как сосуды, формирующие часть сетчатки, и стекловидное тело глаза. Поскольку стекловидное тело представляет собой сравнительно однородную желатинообразную массу с незначительными количествами твердого вещества, выявленный участок васкуляризации сетчатки можно визуализировать за счет изменения глубины фокуса преобразователя. Глубину фокуса преобразователя можно корректировать путем изменения временной задержки между электрическими импульсами. Направляя ультразвуковые импульсы на различную глубину вокруг выявленного пульсирующего сосуда, можно добиться нужной четкости изображения для выявления незначительных временных изменений по ширине и смещению.
На фиг. 2A представлен схематически вид сверху несущей вставки 200, которая может входить в состав другого примера офтальмологического устройства 100, содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки 205. В частности, показан вид сверху примера несущей вставки 200 для офтальмологического устройства 250 с энергообеспечением (показано на фиг. 2B), которое может включать систему контроля васкуляризации сетчатки 205. Несущая вставка 200 может содержать оптическую зону 220, которая может быть или не быть функциональной в плане коррекции зрения. Если обусловленная энергопитанием функция офтальмологического устройства не связана со зрением, оптическая зона 220 несущей вставки 200 может не содержать материал. В некоторых вариантах осуществления несущая вставка 200 может включать часть, расположенную за пределами оптической зоны 220, содержащую подложку 215, встроенную с элементами подачи питания 210 и электронными компонентами 205, которые могут включать элементы системы контроля васкуляризации сетчатки.
В некоторых вариантах осуществления источник энергии 210, который может представлять собой, например, батарею, и нагрузка 205, которая может представлять собой, например, полупроводниковый кристалл, могут быть прикреплены к подложке 215. Проводящие дорожки 225 и 230 могут обеспечивать электрическое соединение между электронными компонентами 205 и элементами подачи питания 210. В некоторых вариантах осуществления несущая вставка 200 может быть полностью герметизирована для защиты и вмещения элементов подачи питания 210, дорожек 225 и 230 и электронных компонентов 205. В некоторых вариантах осуществления герметизирующий материал может быть полупроницаемым, например, для предотвращения попадания определенных веществ, таких как вода, в несущую вставку 200 и обеспечения входа и/или выхода определенных веществ, таких как газы окружающей среды, образцы жидкости и/или побочные продукты реакций в элементах подачи питания 210, в несущую ставку 200 и из несущей ставки 200.
На фиг. 2B представлено схематически изометрическое изображение офтальмологического устройства, включающего несущую вставку, показанную на фиг. 2A, и содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки. Несущая вставка 200 может быть включена в/или на офтальмологическое устройство 250, которое может также содержать полимерный биосовместимый материал. Офтальмологическое устройство 250 может включать конфигурацию из жесткой центральной части и мягкой краевой части, где центральный жесткий оптический элемент содержит несущую вставку 200. В некоторых конкретных вариантах осуществления несущая вставка 200 может непосредственно контактировать с атмосферой и/или поверхностью роговицы на передней и задней поверхностях соответственно, или в альтернативном варианте осуществления несущую вставку 200 можно герметизировать внутри офтальмологического устройства 250. Периферическая зона 255 офтальмологического устройства 250 может состоять из мягкого материала «юбки», в том числе, например, гидрогелевого материала. Инфраструктура несущей вставки 200 и офтальмологического устройства 250 может обеспечивать среду для контроля микроваскуляризации сетчатки в соответствии с аспектами настоящего изобретения. Кроме того, в настоящем примере офтальмологического устройства 250 микроакустические элементы могут размещаться внутри или на поверхности несущей вставки 200 для передачи звуковых сигналов при помощи резонанса костной ткани через череп к улитке уха. В некоторых вариантах осуществления могут передаваться звуковые сигналы пользователю, который применяет микроакустические элементы, например, если сердечный ритм оказывается вне предварительно заданного порогового значения по результатам контроля изменений васкуляризации сетчатки. Например, звуковой сигнал может представлять собой рекомендуемое действие и/или предупреждение на основе сердечного ритма или аномального состояния.
На фиг. 3 представлено схематическое изображение другого примера офтальмологического устройства с энергообеспечением, содержащего оптические устройства и систему контроля васкуляризации сетчатки. В частности, показано в сечении трехмерное изображение примера офтальмологического устройства 300, содержащего функционализированную многослойную несущую вставку 320, выполненную с возможностью расположения системы контроля васкуляризации сетчатки на одном или более слоях 330, 331, 332. В настоящем примере осуществления несущая вставка 320 может окружать всю периферическую зону офтальмологического устройства 300. Специалисту в данной области понятно, что фактическая несущая вставка 320 может образовывать полное кольцо или другие формы, по-прежнему помещаясь внутри или на поверхности гидрогелевой части офтальмологического устройства 300, и оставаться в пределах размерных и геометрических ограничений, налагаемых офтальмологическим окружением пользователя.
Слоями 330, 331 и 332 обозначены три из множества слоев, из которых может состоять несущая вставка 320, сформированная как многослойная структура функциональных слоев. В некоторых вариантах осуществления, например, один слой может включать одно или более из: активных и пассивных компонентов и частей, обладающих конструктивными, электрическими или физическими свойствами, служащими конкретной цели, включая функции системы связи, раскрытые в настоящем описании. Более того, в некоторых вариантах осуществления слой 330 может включать источник энергии, такой как один или более из: батареи, конденсатора и приемника, находящихся внутри слоя 330. Элемент 331, например, в не имеющем ограничительного характера смысле, может содержать микросхемы в слое, который обнаруживает возбуждающие сигналы для офтальмологического устройства 300. В некоторых вариантах осуществления также может быть включен слой 332 для регулирования питания, способный принимать питание от внешних источников, заряжать слой батареи 330 и контролировать использование питания батареи из слоя 330, когда офтальмологическое устройство 300 находится вне заряжающей среды. Кроме того, регулятор питания может также контролировать сигналы, поступающие к примеру активной линзы; он представлен элементом 310 в центре кольцевого среза несущей вставки 320.
Офтальмологическое устройство 300 с энергообеспечением со встроенной несущей вставкой 320 может включать источник энергии, такой как электрохимический элемент или батарея (литий-ионный элемент), в качестве средства для накопления энергии, и в некоторых вариантах осуществления материалы, содержащие источник энергии, герметично закрыты и изолированы от окружающей среды, в которую размещено офтальмологическое устройство 300. В ряде вариантов осуществления несущая вставка 320 может также включать набор схем, компонентов и источников энергии. Различные варианты осуществления могут включать несущую вставку 320, в которой набор схем, компонентов и источников энергии располагается по периферической зоне оптической зоны, через которую пользователь офтальмологической линзы может видеть, тогда как другие варианты осуществления могут включать набор схем, компонентов и источников энергии, которые имеют достаточно малые размеры, чтобы не оказывать негативного воздействия на зрение пользователя офтальмологической линзы, поэтому они могут располагаться в несущей вставке 320 внутри или снаружи оптической зоны без последствий.
Следует упомянуть электронные схемы, составляющие часть компонентов офтальмологических устройств, содержащих систему контроля васкуляризации сетчатки. В некоторых вариантах осуществления, в соответствии с аспектами настоящего описания, одно и/или множество отдельных электронных устройств могут быть включены в качестве гибридных ИС в состав, например, офтальмологических несущих вставок. В других вариантах осуществления электронные компоненты с энергообеспечением могут быть включены в несущую вставку в форме наложенных друг на друга интегральных компонентов. В связи с этим, на фиг. 4 представлена в сечении принципиальная схема примера интегральных компонентов с многослойным размещением, реализующая систему контроля васкуляризации сетчатки 410. В частности, несущая вставка может включать множество слоев разного типа, которые герметизируют в контуры, соответствующие офтальмологическому окружению, в которое они будут заключены. В некоторых вариантах осуществления данные несущие вставки со слоями наложенных друг на друга интегральных компонентов могут занимать всю кольцевую форму несущей вставки. Альтернативно в некоторых случаях несущая вставка может представлять собой кольцевую зону, тогда как наложенные друг на друга интегральные компоненты могут занимать лишь часть объема всей вставки.
Как показано на фиг. 4, для подачи питания можно использовать тонкопленочные аккумуляторные батареи 430. В некоторых вариантах осуществления эти тонкопленочные аккумуляторные батареи 430 могут содержать один или более слоев, которые могут быть наложены друг на друга, с множеством компонентов, размещенных в слоях и соединениями между ними.
В некоторых вариантах осуществления между двумя слоями, наложенными друг на друга, могут предусматриваться дополнительные соединения. В данной области техники возможно множество способов получения таких соединений, однако, как показано на фигуре, соединение между слоями может быть выполнено при помощи шариковых выводов. В некоторых вариантах осуществления могут потребоваться только эти соединения; однако в других случаях шариковые выводы могут контактировать с другими соединительными элементами, например, с компонентом, имеющим сквозные отверстия через слой.
В других слоях несущей вставки с наложенными друг на друга интегральными компонентами слой 425 может быть предназначен для соединения двух или более различных компонентов в соединительных слоях. Соединительный слой 425 может содержать сквозные отверстия и проводящие линии, которые могут пропускать сигналы от одних компонентов к другим. Например, соединительный слой 425 может обеспечивать соединения различных элементов аккумуляторной батареи с блоком управления питанием 420, который может находиться в технологическом слое 415. Другие компоненты в технологическом слое 415 могут включать, например, приемопередатчик 445, управляющие компоненты 450 и т.п. Кроме того, соединительный слой 425 может выполнять функцию создания соединений между компонентами в технологическом слое 415, а также компонентами, находящимися вне технологического слоя 415, как, например, в интегральном пассивном устройстве (IPD) 455. Существуют различные способы распределения электрических сигналов, которые могут поддерживать специализированные соединительные слои, такие как соединительный слой 425.
В некоторых вариантах осуществления технологический слой 415, подобно другим многослойным компонентам, может быть выполнен в виде множества слоев, так как выполняемые им функции представляют разнообразные технологические опции, которые могут быть включены в несущие вставки. В некоторых вариантах осуществления один из слоев может включать технологические элементы на основе КМОП, биполярного КМОП, биполярной технологии или технологии памяти, тогда как другой слой может включать другую технологию. В альтернативном варианте осуществления два слоя могут представлять разные технологические подсемейства в пределах общего семейства; например, один слой может включать электронные элементы, произведенные по 0,5-микронной технологии КМОП, а другой слой может включать элементы, произведенные с использованием 20-нанометровой технологии КМОП. Следует понимать, что в сферу действия настоящего изобретения попадают многие другие комбинации различных типов электронных технологий.
В некоторых вариантах осуществления несущая вставка может включать места для электрических соединений с компонентами, находящимися за пределами несущей вставки. Однако в других примерах несущая вставка также может включать соединение с внешними компонентами беспроводным способом. В таких случаях использование антенн в антенном слое 435 может представлять один из примеров беспроводной связи. Во многих случаях такой антенный слой 435 может размещаться, например, в несущей вставке сверху или снизу от устройства с наложенными друг на друга интегральными компонентами.
В некоторых описанных в настоящем документе вариантах осуществления элементы 430 аккумуляторной батареи могут быть включены в качестве компонентов по меньшей мере в один из наложенных друг на друга слоев. Также можно отметить, что возможны другие варианты осуществления, в которых элементы 430 аккумуляторной батареи размещены за пределами слоев наложенных друг на друга интегральных компонентов. Дополнительные примеры вариантов осуществления могут опираться на наличие отдельной аккумуляторной батареи или иного компонента подачи питания внутри несущей вставки, или в альтернативном варианте осуществления данные отдельные компоненты подачи питания также могут размещаться за пределами несущей вставки.
Компоненты системы 410 контроля васкуляризации сетчатки также могут быть включены в архитектуру на основе наложенных друг на друга интегральных компонентов. В некоторых вариантах осуществления компоненты системы 410 контроля васкуляризации сетчатки могут присоединяться в виде части слоя. В других вариантах осуществления вся система 410 контроля васкуляризации сетчатки может также содержать компонент аналогичной формы, что и остальные наложенные друг на друга интегральные компоненты.
На фиг. 5 представлена принципиальная схема процессора, который может использоваться для реализации некоторых аспектов настоящего описания. Контроллер 500 может включать один или более процессоров 510, которые могут включать один или более компонентов процессора, соединенных с устройством связи 520. В некоторых вариантах осуществления контроллер 500 можно использовать для передачи энергии источнику энергии, размещенному в офтальмологическое устройство.
Процессоры 510 могут быть соединены с устройством связи, выполненным с возможностью передачи энергии через канал передачи данных. Устройство связи можно использовать для осуществления электронной связи с компонентами внутри несущей вставки, например. Устройство связи 520 также можно использовать для сообщения, например, с одним или более устройствами контроллера или компонентами устройства программирования/интерфейса.
Процессор 510 также находится в связи с устройством хранения данных 530. Устройство хранения данных 530 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 530 может храниться программа 540 для управления процессором 510. Процессор 510 выполняет команды программного обеспечения 540 и таким образом работает в соответствии с настоящим изобретением. Например, процессор 510 может принимать информацию, описывающую размещение несущей вставки, активные целевые зоны васкуляризации сетчатки, размещение компонента, разрешение и/или частоту визуализации и т.п. В устройстве хранения данных 530 в одной или более базах данных 550 и 560 также могут храниться другие предварительно заданные офтальмологические данные. База данных может включать, например, предварительно заданные области сетчатки, демонстрирующие изменения в соответствии с сердечным ритмом или аномальным состоянием, коррелирующими с васкуляризацией сетчатки, пороговые значения изменений, метрологические данные и специальные управляющие последовательности для системы, поток энергии к несущей вставке и от нее, протоколы обмена данными и т.п. База данных может также включать параметры и управляющие алгоритмы для управления системой контроля васкуляризации сетчатки, которые могут храниться в офтальмологическом устройстве, а также данные и/или значения обратной связи, которые могут быть результатом их воздействия. В некоторых вариантах осуществления эти данные могут, в конечном счете, передаваться на/от внешнего беспроводного приемного устройства.
На фиг. 6А представлен пример области васкуляризации сетчатки глаза. В частности, показан набор сосудов, формирующих часть васкуляризации сетчатки 600, так, как их было бы видно с передней части глаза при использовании ультразвуковой системы визуализации. В представленном примере сосуды разветвляются, формируя плотную структуру, которая может использоваться для исследования извитости сосудов, угла и числа бифуркаций и отношения длины к ширине. Контроль изменений сосудов или их общей структуры во времени может использоваться для прогнозирования риска сердечных заболеваний, в том числе микрососудистых заболеваний или диабета, а также отклонений сердечного ритма.
На фиг. 6В представлена область васкуляризации сетчатки глаза из фиг. 6А с цифровым наложением, которое может использоваться для анализа изменений васкуляризации сетчатки. В частности, пример наложения может использоваться для разделения наблюдаемой области васкуляризации сетчатки на секции концентрической сетки, которая может применяться для фильтрации и/или сегментирования изображения. В некоторых вариантах осуществления секции сетки могут иметь другую форму, например, линейную структуру и т.п. Вместе с тем, секции концентрической сетки могут быть предпочтительными для фильтрации и сегментирования изображения ввиду дугообразной формы роговицы, соответствующей сферической форме глаза. Если движение глаза или моргание препятствуют обработке различных сегментированных участков, можно использовать методики обработки изображения, включая распознавание края, для соединения различных сегментов, обеспечивая анализ контролируемого участка васкуляризации сетчатки.
В настоящем примере изменения в каждом сосуде могут выявляться по отношению к каждой концентрической области A, B или C. Если ограничить анализ изображений конкретным участком/областью, можно сократить объем обработки и анализа изображений, таким образом уменьшив потребности в питании и обработке. Например, частоту визуализации каждого участка можно менять в зависимости от обнаруженных изменений пульса. В другом сценарии можно контролировать только первый участок, который включает сегмент пульсирующего сосуда, до тех пор пока не будет обнаружено изменение, выходящее за рамки предварительно заданного порогового значения. Средние изменения в диаметре сосудов в ходе цикла сердечных сокращений могут составлять примерно 1,2 мкм для артерий и 1,6 мкм для вен. Соответственно, выходной сигнал может подаваться в случае, если изменение в диаметре выявленной артерии в течение короткого периода времени составит менее 0,8 мкм и более 1,6 мкм. Точно так же, сигнал может включаться при изменении в диаметре вены менее 1,2 мкм или более 2,0 мкм. Сигнал может активировать дополнительные датчики, увеличивать скорость регистрации изображения, регистрировать отклонения и/или направлять сообщение пользователю. Сообщение может быть направлено пользователю посредством аудиосигнала и/или визуального сигнала, поступающего от самого офтальмологического устройства или от устройства, которое беспроводным образом связано с офтальмологическим устройством.
Возвращаясь к рассматриваемому примеру, представленному на фиг. 6В, ширину или диаметр сосуда можно отслеживать в точке 605. Точку 605 можно выявить как положительную эталонную точку пульса в ходе первоначального обследования сетчатки с использованием методик визуализации высокого разрешения, включая обследования сетчатки с применением мидриатических средств и/или без использования таких средств. При первоначальном обнаружении аномальных изменений в диаметре или частоте сокращений эталонную точку 605 можно анализировать совместно с эталонной точкой 610 на том же сосуде. Анализ обеих эталонных точек можно использовать для пополнения системы большим объемом измерений, например, для определения артериального давления. В некоторых вариантах осуществления можно также контролировать другие эталонные точки на пульсирующих/непульсирующих сосудах в другой области в одновременном или попеременном режимах, с тем чтобы убедиться в распространении изменения по всей циркуляторной сети. Например, в дополнительной эталонной точке 615 в области С.
На фиг. 7 представлен вид сбоку в сечении глаза пациента с примером офтальмологического устройства с энергообеспечением. В частности, приводится офтальмологическое устройство 700, имеющее форму контактной линзы с энергообеспечением, которое находится на роговице 706, с внутриглазной жидкостью по меньшей мере в некоторых частях между офтальмологическим устройством 700 и роговицей 706. В некоторых вариантах осуществления вогнутый профиль офтальмологического устройства 700 может изготовляться таким образом, чтобы один или более пьезоэлектрических преобразователей могли опираться непосредственно на роговицу 706. Прямой контакт пьезоэлектрических преобразователей с роговицей 706 может обеспечивать более детальную визуализацию, поскольку ультразвуковые импульсы могут проходить непосредственно через роговицу 706 от точек фокусировки 702, 710. В альтернативных вариантах осуществления могут использоваться только одна или более двух точек фокусировки/пьезоэлектрических преобразователей. Как показано в настоящем примере осуществления, пьезоэлектрический(-е) преобразователь(-и) находится в периферической зоне контактной линзы с энергообеспечением и вне линии прямой видимости, чтобы не создавать помех для зрения. При этом в альтернативных вариантах устройства контактной линзы с энергообеспечением пьезоэлектрический преобразователь может находиться в центральной области перед зрачком 704, также не создавая особых помех для зрения пользователя.
Соответственно, в зависимости от конфигурации офтальмологического устройства 700 ультразвуковые импульсы могут проходить через хрусталик глаза 708, прежде чем проходить через стекловидное тело 720 и достигать одной или более областей сетчатки, включая пульсирующие сосуды, например, 712 и 716. В некоторых вариантах осуществления в качестве областей сетчатки можно предварительно задать области вблизи или с захватом частей глаза, которые выполняют конкретную функцию или которые могут использоваться для прогнозирования определенного состояния, например, пятно сетчатки 714, которое можно исследовать для раннего обнаружения утраты периферического зрения.
На фиг. 8 графически представлены стадии способа, который может быть реализован в системе в соответствии с аспектами настоящего описания. На стадии 801 можно выявить области/зоны с васкуляризацией сетчатки для визуализации. В соответствии с некоторыми аспектами, васкуляризация сетчатки в выявленной области/зоне захватывает части одного или более пульсирующих сосудов. Такие области/зоны можно выявить с помощью систем визуализации, способных воспроизводить изображения микроциркуляторной системы сетчатки с высоким разрешением. Системы визуализации могут включать неинвазивные системы ОКТ или любой другой высоконадежный мидриатический или немидриатический способ диагностической визуализации, который используется для геометрических измерений структур сетчатки. Глубина, форма, сравнительное положение и структура васкуляризации могут быть предварительно запрограммированы в офтальмологическое устройство, с тем чтобы снизить потребности в обработке/энергообеспечении и надежно выявить целевые точки в контролируемых областях. В предпочтительных вариантах осуществления целевыми точками могут быть легко выявляемые особенности изображения, такие как края, пересечения или линейные границы сосудов.
На стадии 805 для пациента предлагается офтальмологическое устройство, содержащее систему контроля васкуляризации сетчатки. В некоторых вариантах осуществления офтальмологическое устройство может включать одну или две контактные линзы с энергообеспечением, выполненные с возможностью включения в них пьезоэлектрического преобразователя со схемой обратной связи, используемого для обеспечения ультразвукового импульса для визуализации микроциркуляторной системы глаза. Контактные линзы с энергообеспечением могут быть также способны выполнять другие функции, включая обеспечение коррекции и/или улучшения зрения за счет физических характеристик, беспроводную связь с другими устройствами и передачу визуальных и/или звуковых сигналов пользователю. Конфигурация офтальмологического устройства и, в частности, местоположение пьезоэлектрического преобразователя, формирующего часть системы контроля васкуляризации сетчатки, может определяться в соответствии выявленной областью/зоной, представляющей интерес. Вместе с тем, в некоторых вариантах осуществления инструкции для системы визуализации по фокусировке на выявленной области/зоне(-ах) могут быть запрограммированы после выбора конфигурации офтальмологического устройства.
На стадии 810 система контроля васкуляризации сетчатки в состоянии отслеживать одну или более предварительно выявленных целевых точек в течение предварительно заданных периодов времени. Контроль может включать определение сердечного ритма по частоте пульсаций сосуда в течение определенного периода времени 815 и/или смещения/изменений сосуда(-ов) 820 с течением времени. Например, контроль можно запускать с помощью функции таймера, срабатывания при моргании или при приеме сигнала от беспроводного устройства, находящегося в связи с офтальмологическим устройством. В некоторых вариантах осуществления беспроводное устройство может служить в качестве интерфейса пользователя и может представлять собой помпу для лекарственного средства, смартфон, персональный компьютер, планшет и т.п. Передача информации с использованием беспроводного устройства может происходить, например, при помощи РЧ-частоты, локальной вычислительной сети (ЛВС) и/или персональной сети (ПС), в зависимости от устройства связи и функций, реализуемых офтальмологическим устройством.
На стадиях 825 и 830 пользователю может отправляться звуковой/визуальный сигнал уведомления в случае, если определенный сердечный ритм и/или определенное смещение сосудов оказываются за пределами предварительно заданного порогового значения. Например, выходной сигнал может подаваться в случае, если система обнаруживает, что сердечный ритм возрос/понизился до опасного уровня. Сигнал может быть отправлен при помощи беспроводного устройства, находящегося в связи с офтальмологическим устройством, и/или при помощи звукового сигнала с использованием микроакустических элементов, входящих в состав офтальмологического устройства. В некоторых вариантах осуществления этот сигнал может представлять собой визуальный сигнал, использующий микрофотонные элементы, которые также могут входить в состав офтальмологического устройства. Звуковой сигнал может подаваться одновременно с визуальным сигналом, то есть как часть видеоклипа с инструкциями по снижению риска фатальных состояний сердца.
В зависимости от реализации конкретного варианта осуществления возможны одна или более из стадий 835, 840 и 845. Необязательно, на стадии 835 сигнал срабатывания может передаваться на устройство для подачи лекарственного средства, с тем чтобы начать подачу лекарственного средства/активного агента. Механизм подачи лекарственного средства может включать, например, помпу для лекарственного средства, которая находится в беспроводной связи с офтальмологическим устройством. Необязательно, на стадии 640 сигнал может быть связан с конкретным событием, вызванным пациентом при помощи беспроводного устройства в качестве пользовательского интерфейса. Например, посредством выбора из меню, где перечислены действия, которые могут повлиять на сердечный ритм или артериальное давление.
Также, необязательно, на стадии 845 действие и/или обратная связь от стадий 810-840 могут быть зарегистрированы в целях улучшения будущего анализа; в дальнейшем медработник сможет получить доступ к сохраненной медицинской записи и адаптировать систему контроля васкуляризации сетчатки для конкретного пациента. В некоторых вариантах осуществления эти зарегистрированные действия/записи также можно передавать/сохранять при помощи беспроводного устройства.
Многие характеристики и преимущества настоящего изобретения очевидны из детального описания, и, таким образом, прилагаемая формула изобретения распространяется на все такие характеристики и преимущества настоящего изобретения, которые соответствуют сущности и объему настоящего изобретения. Дополнительно, поскольку специалисты в данной области легко могут внести многочисленные модификации и изменения, нежелательно ограничивать настоящее изобретение точной конструкцией и эксплуатацией, раскрытыми в описании, и, соответственно, все подходящие модификации и эквиваленты могут быть отнесены к объему настоящего изобретения.
1. Устройство офтальмологической линзы с энергообеспечением и с системой контроля васкуляризации сетчатки, содержащее:
несущую вставку, содержащую переднюю криволинейную дугообразную поверхность и заднюю криволинейную дугообразную поверхность, причем передняя криволинейная дугообразная поверхность и задняя криволинейная дугообразная поверхность формируют полость, способную содержать источник энергии, имеющий размеры в соответствии с площадью внутри полости, причем источник энергии электрически соединен и способен обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, причем контроллер содержит вычислительный процессор, осуществляющий цифровую связь с цифровым устройством хранения данных, и причем в цифровом устройстве хранения данных хранится программный код;
передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных, причем программное обеспечение выполняется по запросу и позволяет процессору:
принимать данные, описывающие по меньшей мере один выявленный участок пульсирующего сосуда, который формирует часть васкуляризации сетчатки глаза;
воздействовать на микропьезоэлектрический элемент для подачи выходного сигнала по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда;
принимать данные от электронной схемы обратной связи, описывающие изменение выходного сигнала, поданного по меньшей мере на один выявленный участок пульсирующего сосуда;
визуализировать по меньшей мере один выявленный участок пульсирующего сосуда с использованием данных, принимаемых от электронной схемы обратной связи; и
отслеживать изменения васкуляризации сетчатки за счет сравнения указанного по меньшей мере одного визуализированного выявленного участка с предыдущим изображением с течением времени.
2. Устройство офтальмологической линзы по п. 1, дополнительно содержащее радиочастотную антенну, находящуюся в связи с сетью передачи данных и способную передавать данные при помощи беспроводного устройства.
3. Устройство офтальмологической линзы по п. 2, в котором контроль васкуляризации сетчатки включает определение сердечного ритма за счет анализа изменений диаметра по меньшей мере одного выявленного участка сосуда с течением времени.
4. Устройство офтальмологической линзы по п. 3, в котором программное обеспечение дополнительно позволяет процессору:
отправлять сигнал беспроводному устройству, когда определенный сердечный ритм находится за пределами предварительно заданного порога.
5. Устройство офтальмологической линзы по п. 3, дополнительно содержащее фотонный излучающий элемент, находящийся в связи с сетью передачи данных и способный обеспечивать визуальный сигнал пользователю, когда определенный сердечный ритм находится за пределами предварительно заданного порога.
6. Устройство офтальмологической линзы по п. 3, дополнительно содержащее микроэлектромеханический преобразователь, способный передавать звуковой сигнал пользователю, когда определенный сердечный ритм находится за пределами предварительно заданного порога.
7. Устройство офтальмологической линзы по п. 3, в котором программное обеспечение позволяет процессору передавать при помощи радиочастотной антенны устройству дозированной подачи лекарственного средства сигнал дозированной подачи активного агента, когда определенный сердечный ритм находится за пределами предварительно заданного порога.
8. Устройство офтальмологической линзы по п. 2, в котором контроль васкуляризации сетчатки включает отслеживание смещения с течением времени по меньшей мере одного выявленного участка сосуда.
9. Устройство офтальмологической линзы по п. 1, дополнительно содержащее микродатчик, находящийся в связи с процессором, причем микродатчик используется для регистрации звуковых частот, генерируемых одним или более пульсирующими сосудами сетчатки.
10. Устройство офтальмологической линзы по п. 3, в котором программное обеспечение дополнительно позволяет процессору коррелировать изменение сердечного ритма с соответствующим событием, которое обнаруживается беспроводным устройством.
11. Устройство офтальмологической линзы по п. 10, в котором программное обеспечение позволяет процессору регистрировать одно или оба из действия или обратной связи, если отслеживаемый сердечный ритм выходит за пределы предварительно заданного диапазона.
12. Устройство офтальмологической линзы по п. 1, в котором источник энергии изготовлен с использованием технологий упаковки наложенных друг на друга интегральных многокомпонентных устройств.
13. Устройство офтальмологической линзы по п. 1, в котором устройство офтальмологической линзы представляет собой одно из: контактной линзы, интраокулярной линзы, пробки для слезной точки.
14. Способ контроля васкуляризации сетчатки глаза пациента, причем способ содержит:
выявление по меньшей мере одного местоположения пульсирующего сосуда в васкуляризации сетчатки глаза;
обеспечение устройства офтальмологической линзы с системой контроля васкуляризации сетчатки, содержащей источник энергии, электрически соединенный и способный обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, который содержит вычислительный процессор, цифровое устройство хранения данных и передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных;
подачу выходного сигнала по меньшей мере на одно пульсирующее местоположение, выявленное с использованием микропьезоэлектрического элемента с электронной схемой обратной связи;
прием через схему обратной связи обратного сигнала в ответ на выходной сигнал;
визуализацию по меньшей мере одного пульсирующего местоположения на основании изменения в выходном сигнале и обратном сигнале; и
контроль изменений васкуляризации сетчатки посредством сравнения изображений указанного по меньшей мере одного выявленного участка с предыдущим изображением того же указанного по меньшей мере одного выявленного участка с течением времени.
15. Способ по п. 14, в котором контроль изменений васкуляризации сетчатки включает регистрацию изменений диаметра пульсирующего сосуда с течением времени.
16. Способ по п. 15, дополнительно содержащий определение сердечного ритма пациента с использованием регистрируемых изменений диаметра пульсирующего сосуда с течением времени.
17. Способ по п. 16, дополнительно содержащий отправку сигнала уведомления пользователю офтальмологического устройства, если определенный сердечный ритм выходит за пределы предварительно заданного диапазона.
18. Способ по п. 17, в котором в рамках истории болезни пациента регистрируются одно или оба из действия по отправке сигнала уведомления пользователю и определенного сердечного ритма.
19. Способ по п. 14, в котором контроль изменений васкуляризации сетчатки включает анализ скорости смещения пульсирующего сосуда.
20. Способ по п. 19, дополнительно содержащий отправку сигнала уведомления пользователю офтальмологического устройства, если скорость смещения пульсирующего сосуда выходит за пределы предварительно заданного диапазона.
21. Способ по п. 14, в котором устройство офтальмологической линзы представляет собой одно из: контактной линзы, интраокулярной линзы, пробки для слезной точки.
22. Способ контроля васкуляризации сетчатки глаза пациента, причем способ содержит:
выявление местоположений, формирующих часть васкуляризации сетчатки глаза пациента, включая по меньшей мере участок пульсирующего сосуда;
обеспечение устройства офтальмологической линзы с системой контроля васкуляризации сетчатки, содержащей источник энергии, электрически соединенный и способный обеспечивать энергией микропьезоэлектрический элемент с электронной схемой обратной связи и контроллером, который содержит вычислительный процессор, цифровое устройство хранения данных и передатчик, находящийся в логической связи с процессором, а также в логической связи с сетью передачи данных;
обнаружение изменения в управляемом выходном сигнале, подаваемом по меньшей мере на указанный участок выявленного пульсирующего сосуда;
визуализацию по меньшей мере указанного участка васкуляризации сетчатки глаза пациента на основании обнаруженного изменения в указанном управляемом сигнале; и
регистрацию изменений по меньшей мере в указанном участке васкуляризации сосудов между последовательностью изображений с течением времени.
23. Способ по п. 22, в котором устройство офтальмологической линзы представляет собой одно из: контактной линзы, интраокулярной линзы, пробки для слезной точки.
