Очки для фототерапии

Очки для фототерапии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

СМЕЖНЫЕ ЗАЯВКИ

Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке на патент США № 61/439,403, поданной 4 февраля 2011 г., и заявке на патент США № 13/362,269, поданной 31 января 2012 г., содержание которых является основой настоящего документа и включено в него путем ссылки.

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение описывает механизм осуществления фототерапии для лечения сезонного аффективного расстройства (САР) и других целей. Более конкретно, в некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение представляет очки, включающие элементы для программируемой фототерапии.

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сезонное аффективное расстройство (САР) представляет собой хорошо известное расстройство настроения, при котором больные испытывают симптомы депрессии 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 встречается в таких географических областях, как Арктика, где наблюдаются меньшая продолжительность светлого времени суток, пониженная интенсивность солнечного света или существенные периоды сплошной облачности. 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 эффективный способ лечения классического зимнего сезонного аффективного расстройства. При фототерапии используется устройство, излучающее значительно более мощный световой поток, 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, либо 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 минут 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 такую терапию некомфортной, и, следовательно, существенный процент пациентов (по данным некоторых исследований до 19%) прекращает лечение. Следовательно, для более комфортного, непрерывного и рационального осуществления фототерапии необходимы новые способы и подходы.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Соответственно, настоящее изобретение включает очки, пригодные для осуществления фототерапии для пользователя. Линзы очков или оправы содержат встроенные источники света в логическом и электрическом соединении с источником энергии, датчиками, процессорами и другими компонентами, содержащимися в дужке очков.

ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

На ФИГ. 1 представлен вид сзади очков с источниками света, встроенными в линзы, и со вспомогательными электронными компонентами, содержащимися в дужке, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 2 представлен вид спереди очков с источниками света, встроенными в линзы, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 3 представлен вид крупным планом линзы очков со встроенными источниками света в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 4 представлен вид крупным планом линзы очков со встроенными источниками света, установленными в оправах очков, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 5 представлена часть дужки очков, содержащая вспомогательные электронные компоненты, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 6 представлена часть дужки очков в раскрытом виде для демонстрации вспомогательных электронных компонентов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 7 представлен вид с одной стороны вспомогательных электронных компонентов изнутри части дужки очков в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 8 представлен вид с другой стороны вспомогательных электронных компонентов изнутри части дужки очков в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

На ФИГ. 9 представлен вид снизу очков с источниками света, встроенными в оправу, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение включает способы и устройство для осуществления фототерапии с использованием очков со встроенными источниками света.

В следующих разделах будет приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Описания как предпочтительных, так и альтернативных вариантов осуществления являются только примерами осуществления. Предполагается, что специалистам в данной области будет очевидна возможность вариаций, модификаций и изменений. Следовательно, предполагается, что указанные примеры осуществления не ограничивают объем настоящего изобретения.

ОПРЕДЕЛЕНИЯ

В данном описании и формуле изобретения, относящимся к настоящему изобретению, используются различные термины, для которых будут приняты следующие определения.

Программируемая фототерапия: в настоящем документе обозначает способ осуществления фототерапии, при котором процессор обрабатывает различные данные и на основании анализа данных в динамическом режиме выполняет компенсирующую коррекцию режима программируемой фототерапии. Один пример программируемой фототерапии представляет собой коррекцию режима фототерапии в зависимости от воздействия естественного освещения на пользователя.

Фототерапия: в настоящем документе обозначает воздействие световых волн конкретной длины, которое управляется различными устройствами и осуществляется в течение указанного количества времени, при указанной интенсивности и в некоторых случаях в указанное время суток.

Люкс: в настоящем документе обозначает единицу освещенности в соответствии с Международной системой 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. Он также эквивалентен освещенности поверхности, все точки которой находятся на расстоянии одного метра от точечного источника, сила света которого равна одной международной свече. Один люкс равен 0,0929 фут-свечи.

Оптическая зона: в настоящем документе относится к области офтальмологической линзы, через которую смотрит пользователь офтальмологической линзы.

Режим программируемой фототерапии: в настоящем документе обозначает набор автоматизированных инструкций, которые управляют временем фототерапии, ее продолжительностью и интенсивностью в зависимости от таких переменных, как дата, географический регион и степень тяжести симптомов сезонного аффективного расстройства, наблюдаемых у пользователя. Режим программируемой фототерапии может быть настроен специалистом-офтальмологом, врачом или пользователем.

Сезонное аффективное расстройство (САР): в настоящем документе обозначает расстройство настроения, которое наблюдается в периоды года с низким уровнем инсоляции и характеризуется симптомами депрессии, а также разрешается с приходом весны или с помощью фототерапии. Считается, что периодические эпизоды депрессии, обычно возникающие у людей зимой, связаны с недостатком солнечного света.

На фиг. 1 представлен вид сзади оправы очков 101 с источниками света 102, встроенными в линзы 103. Источники света 102 также могут быть установлены на поверхности линз 103. Источники света 102 могут включать светоизлучающие диоды (СИД) или другие источники света, которые излучают терапевтический свет с длиной волны 450-525 нанометров, такой как 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 СИД 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. Кроме того, источники света 102 могут быть закреплены любым другим образом.

В другом варианте осуществления свет от единственного источника может отводиться с помощью оптических световодов к одному или более местоположениям на линзе очков 103 или оправе очков 101 для создания освещенности. Оптические световоды могут включать, например, оптоволоконные пути.

Пример светящихся источников света представлен в виде элемента 104. Источники света 102 генерируют освещение в направлении глаз пользователя таким образом, чтобы оно было незаметно для стороннего наблюдателя.

В другом варианте осуществления источники света 102 расположены таким образом, чтобы свет был направлен в линзу 103. Линза 103 может обладать светорассеивающими свойствами на областях, куда специально направлен свет, или светорассеивающими свойствами по всей поверхности линзы 103. Светорассеивающие области могут обладать дифракционными свойствами, рефракционными свойствами, отражающими свойствами или любой комбинацией дифракционных, рефракционных и отражающих свойств.

Светорассеивающие области служат для рассеивания света, благодаря чему перед глазами пользователя формируется мягкое свечение, а не яркий луч. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления светорассеивающие области могут образовывать кольцо по периметру линзы очков 103 и могут включать внутренний барьер между светорассеивающей областью и оптической зоной в центральной части линзы 103. Внутренний барьер препятствует рассеиванию света, предназначенного для фототерапии, в оптической зоне линзы 103, что сводит к минимуму влияние освещенности во время фототерапии на нормальное зрение. В других вариантах осуществления вся линза 103 обладает светорассеивающими свойствами, выполненными таким образом, чтобы рассеивать свет только той длины волны, которая генерируется встроенными источниками света 102. Данный вариант осуществления обеспечивает максимальное рассеивание света с длиной волны, предназначенной для фототерапии, и в то же время не вызывает рассеивания света с длиной волны, которая может повлиять на нормальное зрение. Линза 103 может включать покрытие, скрывающее свечение, создаваемое во время фототерапии, от постороннего наблюдателя, не снижая при этом эффект фототерапии для пользователя или остроту его зрения.

В настоящем варианте осуществления источники света 102 соединены между собой посредством проводящих дорожек 105. Проводящие дорожки 105 могут представлять собой встроенные в линзу 103 провода или состоять из проводящего материала, такого как, например, золото, медь, серебро или другой металл, либо проводящего волокна, нанесенного на поверхность линзы 103 посредством тампопечати, покрытия напылением, осаждения из паровой фазы или другого известного способа. Проводящие дорожки 105 находятся в электрическом и логическом соединении со вспомогательными электронными компонентами, содержащимися в одной или обеих частях дужки 109. В некоторых вариантах осуществления вспомогательные электронные компоненты уменьшены в размерах таким образом, чтобы они могли размещаться в других областях очков, таких как, например, области рядом с шарниром 107, в оправе над линзой 108, в оправе над переносицей 110, в заушнике 111 или в другой области.

Для распознавания естественного белого света, синего света или зеленого света используют один или более светочувствительных датчиков 106. Светочувствительные датчики 106 могут быть размещены внутри оправы очков 101 рядом с шарниром 107, в оправе над линзой 108, в части дужки 109, в оправе над переносицей 110 или в другой соответствующей области, где датчик 106 не будет загорожен, например волосами. Светочувствительный датчик 106 находится в электрическом и логическом соединении со вспомогательными электронными компонентами, содержащимися в одной или обеих частях дужки 109 или в другой области очков.

В некоторых вариантах осуществления представлен пользовательский элемент управления 112, такой как переключатель или кнопка, позволяющий пользователю корректировать время, продолжительность и интенсивность фототерапии. Один или более пользовательских элементов управления 112 могут размещаться в частях дужки 109 или в других областях очков, таких как, например, области рядом с шарниром 107, в оправе над линзой 108, в оправе над переносицей 110, в заушнике 111 или в другой области. Некоторые варианты осуществления обеспечивают основное рабочее состояние, при котором пользователь управляет режимом фототерапии вручную, начиная и завершая сеанс в соответствующее время.

В соответствии с настоящим вариантом осуществления режим программируемой фототерапии может, например, автоматически регулировать время проведения фототерапии, ее продолжительность и интенсивность в зависимости от таких переменных, как дата, географический регион и степень тяжести симптомов сезонного аффективного расстройства, наблюдаемых у пользователя. Режим программируемой фототерапии может быть настроен специалистом-офтальмологом, врачом или пользователем. Во время сеанса программируемой фототерапии пользователю может понадобиться откорректировать интенсивность света в зависимости от вида выполняемой деятельности, например снизить интенсивность света при чтении, работе за компьютером или вождении. И наоборот, пользователь может захотеть увеличить интенсивность света во время перерывов в работе, перерыва на обед или других периодов с меньшей нагрузкой на зрение. В некоторых вариантах осуществления программируемая фототерапия осуществляется по мере того, как процессор обрабатывает сделанные вручную изменения в режиме программируемой фототерапии и обеспечивает соответствующую коррекцию продолжительности и интенсивности лечения. В других вариантах осуществления программируемая фототерапия выполняется по мере того, как процессор анализирует данные от светочувствительных датчиков 106, и режим программируемой фототерапии в динамическом режиме корректируется в зависимости от воздействия естественного освещения на пользователя.

В другом варианте осуществления настоящего изобретения пользователь может вручную корректировать настройки фототерапии в зависимости от результатов анализа крови на уровень мелатонина. Продукция мелатонина шишковидной железой подавляется под воздействием света и усиливается в темноте. Повышенный уровень мелатонина вызывает сонливость и апатию - симптомы сезонного аффективного расстройства. Анализ уровня мелатонина в крови пациента можно использовать в качестве ориентира для увеличения или уменьшения интенсивности фототерапии.

В других вариантах осуществления пользователь может вручную корректировать настройки фототерапии, чтобы намеренно изменять цикл сна-бодрствования. Применение фототерапии для изменения цикла сна-бодрствования может быть полезно для людей, работающих в ночные смены, людей, путешествующих в существенно разные часовые пояса, для военных при подготовке ночных операций, а также для других целей. Кроме того, фототерапия, инициируемая пользователем сразу после пробуждения, может применяться для лечения расстройств суточного ритма, таких как синдром «совы» (DSPS) и расстройство сна, обусловленное не 24-часовым циклом сна-бодрствования.

На фиг. 2 представлен вид спереди оправы очков 201 с источниками света 202, встроенными в линзы 203. Источники света 202 соединены между собой посредством проводящих дорожек 204.

На фиг. 3 представлен вид крупным планом одной линзы очков 301 со встроенными источниками света 302, соединенными посредством проводящих дорожек 303. Хотя вариант осуществления, описанный в настоящей заявке, предполагает наличие восьми источников света 302 на одну линзу 301, другие варианты осуществления могут включать меньшее или большее количество источников света 302 на одну линзу 301 и могут включать источники света 302, расположенные в разных местоположениях и разных схемах в линзе 301. Чтобы создать представление о масштабе, линза 301 показана поверх стандартной монеты 304 достоинством 25 центов США. На данной схеме не показан механизм, обеспечивающий электрическое соединение между источниками света 302 и вспомогательными электронными компонентами. Электрическое соединение может осуществляться, например, посредством проводящего контакта между источником, размещенным в дужке очков, посредством проводящей проволоки, проводящей плоской проволоки, либо беспроводным способом, таким как индуктивность. Индуктивность можно получить, например, с помощью антенны, размещенной в линзе или оправе линзы, и источника энергии, передающего энергию из части дужки или другого соседнего местоположения на антенну.

На фиг. 4 представлен вид крупным планом одной линзы очков 401, установленной в оправе очков 404, со встроенными источниками света 402, соединенными посредством проводящих дорожек 403.

На фиг. 5 представлен вид крупным планом части дужки очков 501, в которой размещаются вспомогательные электронные компоненты. Часть дужки 501 закрыта не полностью, что подтверждается наличием зазора 502. USB-разъем 503 используется для осуществления электрического соединения, такого как, например, зарядка аккумуляторов, размещенных в части дужки 501. USB-разъем 503 также используется для осуществления логического соединения, такого как, например, загрузка пользовательского режима программируемой фототерапии или выгрузка эксплуатационных данных и данных датчиков, сохраненных вспомогательными электронными компонентами. На фигуре показана область шарнира 504, с помощью которого часть дужки 501 присоединяется к оправе очков. Чтобы создать представление о масштабе, часть дужки 501 показана смежно со стандартной монетой 505 достоинством 25 центов США.

На фиг. 6 представлен вид крупным планом части дужки очков 601 со снятой верхней крышкой корпуса 602, в котором размещаются вспомогательные электронные компоненты. На фигуре показана печатная плата, содержащая вспомогательные электронные компоненты 603, включая аккумуляторы 604, процессор 605 и USB-разъем 606. Электрический кабель 607 обеспечивает логическое и электрическое соединение между вспомогательными электронными компонентами 603 и другими компонентами, такими как источники света и светочувствительные датчики. На фигуре показана область шарнира 608, где часть дужки 601 присоединяется к оправе очков. Чтобы создать представление о масштабе, часть дужки 601 показана смежно со стандартной монетой 609 достоинством 25 центов США.

На фиг. 7 представлен вид сверху с первой стороны печатной платы, содержащей вспомогательные электронные компоненты 701. Печатная плата 701 показана отдельно от корпуса, в котором она представлена на фиг. 5 и 6. Печатная плата 701 включает аккумуляторы 702, процессор 703, клеммы питания 704 и USB-разъем 705. Электрический кабель 706, присоединенный к клеммам питания 704, обеспечивает логическое и электрическое соединение между вспомогательными электронными компонентами на печатной плате 701 и другими компонентами, такими как источники света и светочувствительные датчики. Процессор 703 может использоваться, например, для исполнения сохраненного в запоминающем устройстве режима программируемой фототерапии, анализа данных светочувствительных датчиков и определения уникального режима фототерапии в зависимости от воздействия естественного освещения на пользователя, для обработки выполненных вручную изменений режима программируемой фототерапии и осуществления необходимой коррекции, а также для анализа данных от источника света и светочувствительного датчика для обнаружения неисправностей устройства. Клеммы питания 704 служат для присоединения электрического кабеля 706, обеспечивая логическое и электрическое соединение между вспомогательными электронными компонентами на печатной плате 701 и другими компонентами, такими как источники света и светочувствительные датчики. Чтобы создать представление о масштабе, печатная плата 701 показана смежно со стандартной монетой 707 достоинством 25 центов США.

На фиг. 8 представлен вид сверху со второй стороны печатной платы, содержащей вспомогательные электронные компоненты 801. Печатная плата 801 представлена отдельно от корпуса, в котором она показана на фиг. 5 и 6. Печатная плата 801 включает запоминающее устройство 802, конденсаторы 803 и клеммы питания 804. USB-разъем, представленный на фиг. 7 (элемент 705), показан на фиг. 8 как элемент 805. Чтобы создать представление о масштабе, печатная плата 801 показана смежно со стандартной монетой 806 достоинством 25 центов США. Запоминающее устройство 802 может использоваться, в качестве неограничивающего примера, для сохранения предварительно запрограммированных режимов фототерапии, сохранения данных, собранных светочувствительными датчиками, сохранения фактических дат проведения сеансов фототерапии, времени суток, продолжительности и интенсивности, а также для сохранения данных, связанных с эксплуатацией источника света и светочувствительного датчика, для обнаружения неисправностей устройства.

На фиг. 9 представлен вид снизу оправы очков 901 с источниками света 902, встроенными в оправу очков 901 над линзами 903. Источники света 902 могут быть встроены в оправу очков 901 или могут быть установлены на поверхности оправы очков 901. Источники света 902 соединены между собой проводящими дорожками, которые не показаны на фиг. 9. Проводящие дорожки могут представлять собой встроенные в оправу очков 901 провода или состоять из проводящего материала, такого как, например, золото, серебро, медь или другой металлический материал, либо проводящего волокна, нанесенного на поверхность оправы очков 901 посредством тампопечати, покрытия напылением, осаждения из паровой фазы или другого известного способа. Проводящие дорожки обеспечивают электрическое и логическое соединение источников света 902 со вспомогательными электронными компонентами, размещенными в одной или обеих частях дужки 904. В некоторых вариантах осуществления вспомогательные электронные компоненты уменьшены в размерах таким образом, чтобы они могли размещаться в других областях очков, таких как, например, области рядом с шарниром 905, в оправе над линзой 901, в оправе над переносицей 906, в заушнике (не показан на фиг. 9) или в другой области. Источники света 902 расположены таким образом, чтобы свет был направлен на линзы 903. Линзы 903 могут обладать светорассеивающими свойствами на областях, куда специально направлен свет, или светорассеивающими свойствами по всей поверхности линзы. Светорассеивающие области могут обладать дифракционными свойствами, рефракционными свойствами, отражающими свойствами или любой комбинацией дифракционных, рефракционных и отражающих свойств. Светорассеивающие области служат для рассеивания света, благодаря чему перед глазами пользователя формируется мягкое свечение, а не яркий луч. Линзы 903 могут включать покрытие, скрывающее свечение, создаваемое во время фототерапии, от постороннего наблюдателя, не снижая при этом эффект фототерапии для пользователя и остроту его зрения.

Заключение

Настоящее изобретение, как описано выше и дополнительно определено формулой изобретения, представленной ниже, представляет способы и устройство для осуществления фототерапии с использованием очков со встроенными источниками света.

1. Устройство для осуществления фототерапии, содержащее: оправу очков, имеющую подходящий размер для ношения человеком, в которой закреплена одна или более оптических линз; при этом оптические линзы содержат барьерную часть, способную препятствовать рассеиванию терапевтического света в оптическую зону для обеспечения беспрепятственного зрения;один или более источников света, неподвижно установленных в одном из линзы и оправы для подачи терапевтического света на по меньшей мере часть оптических линз, что обеспечивает воздействие на глаз пользователя оправы очков, причем указанный терапевтический свет представляет собой свет с длиной волны 450-525 нанометров.

2. Устройство по п. 1, в котором источники света излучают синий свет с длиной волны 450-500 нанометров.

3. Устройство по п. 2, в котором источники света излучают синий свет с длиной волны 470-480 нанометров.

4. Устройство по п. 3, в котором источники света излучают свет с освещенностью от около 2000 до 3000 люкс.

5. Устройство по п. 1, в котором источники света излучают зеленый свет с длиной волны 475-525 нанометров.

6. Устройство по п. 5, в котором источники света излучают зеленый свет с длиной волны 490-510 нанометров.

7. Устройство по п. 6, в котором источники света излучают свет с освещенностью от около 300 до 400 люкс.

8. Устройство по п. 1, в котором источники света содержат один или более светоизлучающих диодов.

9. Устройство по п. 8, в котором источники света дополнительно содержат один или более оптических световодов.

10. Устройство по п. 9, в котором один или более оптических световодов содержат оптоволоконные пути.

11. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее механизм для управления количеством света, проникающего в глаз пользователя оправы очков.

12. Устройство по п. 11, в котором механизм для управления количеством света может быть настроен пользователем оправы очков.

13. Устройство по п. 11, в котором механизм для управления количеством света может быть настроен процессором.

14. Устройство по п. 11, в котором механизм для управления количеством света может быть настроен в зависимости от количества мелатонина, измеренного в крови пользователя оправы очков.

15. Устройство по п. 11, в котором механизм для управления количеством света может быть настроен в зависимости от воздействующего естественного освещения на пользователя оправы очков.

16. Устройство по п. 15, дополнительно содержащее датчик, прикрепленный к оправе очков, для измерения уровня естественного освещения.

17. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее источник энергии в электрическом соединении с одним или более источниками света.

18. Устройство по п. 17, в котором источник энергии представляет собой перезаряжаемый аккумулятор.