Электронная офтальмологическая линза с отслеживанием сна

Электронная офтальмологическая линза с отслеживанием сна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область применения изобретения

Настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе с электропитанием или к электронной офтальмологической линзе и, более конкретно, к офтальмологической линзе с электропитанием или электронной офтальмологической линзе, имеющей датчик и соответствующее аппаратное и программное обеспечение для обнаружения состояния сна.

2. Обсуждение предшествующего уровня техники

Поскольку электронные устройства продолжают уменьшаться в размерах, все более вероятным становится создание микроэлектронных устройств, пригодных для ношения или выполненных с возможностью встраивания, для различных областей применения. Такие области применения могут включать в себя контроль биохимических процессов в организме, введение управляемых доз лекарственных средств или лекарственных агентов посредством различных механизмов, включая автоматические, в ответ на измерения или в ответ на внешние сигналы управления и усиление функциональных процессов в органах или тканях. Примеры таких устройств включают в себя инфузионные помпы для введения глюкозы, кардиостимуляторы, дефибрилляторы, вспомогательные желудочковые устройства и нейростимуляторы. Новой особенно используемой областью применения являются пригодные для ношения офтальмологические линзы и контактные линзы. Например, в пригодную для ношения линзу может быть встроен узел линзы, имеющий фокус с возможностью электронного регулирования для увеличения или улучшения функции глаза. В другом примере в пригодную для ношения контактную линзу с фокусом с возможностью регулирования или без него могут быть встроены электронные датчики для обнаружения концентраций отдельных химических веществ в прекорнеальной (слезной) пленке. Применение встроенной электроники в узле линзы предполагает потенциальную потребность в установлении связи с электроникой, способе питания и/или повторной подачи питания в электронику, взаимном соединении электроники, внутреннем и внешнем измерении и/или отслеживании, а также в управлении электроникой и общими функциями линзы.

Человеческий глаз способен различать миллионы цветов, легко приспосабливаться к изменению условий освещения и передавать сигналы или информацию в головной мозг со скоростью, превышающей высокоскоростную передачу данных через Интернет. В настоящее время линзы, такие как контактные линзы и интраокулярные линзы, используют для коррекции таких дефектов зрения, как миопия (близорукость), гиперметропия (дальнозоркость), пресбиопия и астигматизм. Тем не менее линзы правильной конфигурации со встроенными дополнительными компонентами могут использоваться как для улучшения зрения, так и для коррекции дефектов зрения.

Контактные линзы можно использовать для коррекции миопии, гиперметропии, астигматизма, а также других дефектов остроты зрения. Контактные линзы также можно использовать для улучшения природного внешнего вида глаз пользователя линз. Контактные линзы - это просто линзы, которые размещают на передней поверхности глаза. Контактные линзы относятся к медицинским устройствам и могут применяться для коррекции зрения и/или из косметических или иных терапевтических соображений. Контактные линзы используют для продажи с целью улучшения зрения с 1950-х годов. Первые контактные линзы изготавливались или производились из твердых материалов, были относительно дорогими и хрупкими. Кроме того, эти первые контактные линзы изготавливали из материалов, которые не обеспечивали достаточного проникновения кислорода через контактную линзу в конъюнктиву и роговицу, что могло потенциально повлечь за собой ряд неблагоприятных клинических эффектов. Хотя такие контактные линзы используют и в настоящее время, они подходят не всем пациентам из-за низкого уровня первоначального комфорта. Дальнейшие разработки в данной области привели к созданию мягких контактных линз на основе гидрогелей, которые сегодня чрезвычайно популярны и широко используются. В частности, силикон-гидрогелевые контактные линзы, доступные в настоящее время, сочетают преимущества силикона, отличающегося исключительно высокой кислородной проницаемостью, с признанным комфортом при ношении и клиническими показателями гидрогелей. Как правило, такие силикон-гидрогелевые контактные линзы обладают более высокой кислородной проницаемостью, и, по существу, их удобнее носить, чем контактные линзы, изготовленные из применявшихся в прошлом твердых материалов.

Стандартные контактные линзы являются полимерными структурами с установленными формами для коррекции различных проблем со зрением, которые были кратко упомянуты выше. Для достижения улучшенной функциональности в эти полимерные структуры встраивают различные схемы и компоненты. Например, управляющие схемы, микропроцессоры, устройства связи, блоки питания, датчики, исполнительные механизмы, светодиоды и миниатюрные антенны могут быть встроены в контактные линзы посредством изготовленных на заказ оптоэлектронных компонентов, предназначенных не только для коррекции зрения, но и для его улучшения и обеспечения дополнительной функциональности, как объясняется в настоящем документе. Электронные офтальмологические линзы и/или офтальмологические линзы с электропитанием могут быть выполнены с возможностью обеспечения улучшения зрения посредством возможностей увеличения и уменьшения или простого изменения рефракционных возможностей линз. Электронные контактные линзы и/или контактные линзы с электропитанием могут быть выполнены с возможностью улучшения цвета и разрешающей способности, отображения текстовой информации, преобразования речи в субтитры в режиме реального времени, передачи визуальных ориентиров от навигационной системы и обеспечения обработки изображений и доступа к сети Интернет. Линзы могут быть выполнены с возможностью позволять пользователю видеть в условиях низкой освещенности. Надлежащим образом сконфигурированные электронные компоненты и/или конструкция электроники на линзах может позволить проецирование изображения на сетчатку, например, без оптической линзы с переменным фокусом и обеспечить новые устройства отображения изображения. Альтернативно или в дополнение к любым из этих функций или схожим функциям, в контактные линзы могут быть встроены компоненты неинвазивного контроля биомаркеров и показателей здоровья пользователя. Например, встроенные в линзы датчики могут позволять пациенту, страдающему сахарным диабетом, принимать таблетки в соответствии с уровнем сахара в крови путем анализа компонентов слезной пленки без необходимости забора крови. Кроме того, в соответствующим образом сконфигурированную линзу могут быть встроены датчики для контроля уровней холестерина, натрия и калия, а также других биологических маркеров. Это, в сочетании с беспроводным передатчиком данных, может позволить врачу иметь практически немедленный доступ к результатам биохимического анализа крови пациента без необходимости для пациента тратить время на посещение лаборатории и проведение забора крови. Кроме того, датчики, встроенные в линзы, можно использовать для обнаружения света, падающего на глаз, для компенсации условий внешнего света или для применения при определении характера моргания.

Надлежащая комбинация устройств может обеспечить потенциально неограниченные функциональные возможности; однако существует ряд трудностей, связанных со встраиванием дополнительных компонентов во фрагмент полимера оптического качества. По существу, получение таких компонентов непосредственно на линзе, а также монтаж и взаимное соединение плоских устройств на неплоской поверхности являются затруднительными по ряду причин. Также затруднительно получить их в масштабе. Компоненты, предназначенные для размещения на линзе или в ней, необходимо уменьшить в размере и встроить в прозрачный полимер размером всего 1,5 квадратного сантиметра, обеспечивая при этом защиту компонентов от жидкой среды глаза. Также затруднительно изготовление контактной линзы с увеличенной толщиной, необходимой для размещения дополнительных компонентов, которая была бы комфортна и безопасна для пользователя.

Принимая во внимание ограничения площади и объема офтальмологического устройства, такого как контактная линза, и характеристики среды эксплуатации, при физической реализации устройства необходимо преодолеть ряд проблем, включая установку и взаимное соединение ряда электронных компонентов на неплоской поверхности, большинство из которых содержат оптическую пластмассу. Таким образом, существует потребность в создании электронной контактной линзы, которая будет иметь надежную конфигурацию с точки зрения механики и электроники.

Поскольку эти линзы представляют собой линзы с электропитанием, существует проблема потребления энергии или, более конкретно, тока, который приводит в действие электронные компоненты, учитывая технологию батареи в масштабе офтальмологической линзы. В дополнение к обычному потреблению тока, устройства или системы с электропитанием такого типа в целом требуют запасов тока в холостом режиме, точного управления напряжением и возможностей переключения для обеспечения работы в потенциально широком диапазоне рабочих параметров, а также при пиковом потреблении, например до 18 (восемнадцати) часов на одном заряде после потенциального отсутствия активности в течение нескольких лет. Соответственно, существует потребность в системе, оптимизированной для низкозатратной, продолжительной и надежной работы, обеспечивающей безопасность и размер и обеспечивающей при этом требуемую мощность.

Кроме того, учитывая сложную функциональность, связанную с линзой с электропитанием, и высокий уровень взаимодействия между всеми компонентами, содержащимися в линзе с электропитанием, существует потребность в координации всей работы электронных и оптических компонентов, содержащихся в офтальмологической линзе с электропитанием, и управлении ею. Соответственно, существует потребность в безопасной, низкозатратной и надежной системе для управления работой всех остальных компонентов, которая имеет низкий уровень энергопотребления и является масштабируемой для встраивания в офтальмологическую линзу.

Офтальмологические линзы с электропитанием или электронные офтальмологические линзы, возможно, должны учитывать определенные уникальные физиологические функции человека, использующего офтальмологическую линзу с электропитанием или электронную офтальмологическую линзу. Более конкретно, линзы с электропитанием, возможно, должны учитывать моргание, включая количество морганий за определенный период времени, продолжительность моргания, временной интервал между морганиями и любой возможный характер моргания, например, если человек засыпает. Обнаружение моргания может быть также использовано для обеспечения определенных функциональных возможностей, например, моргание может быть использовано как средство управления одним или более аспектами офтальмологической линзы с электропитанием. Кроме того, внешние факторы, такие как изменения в уровнях интенсивности падающего света и объеме видимой части спектра, который блокирует человеческое веко, должны быть учтены при определении морганий. Например, если комната имеет уровень освещенности от 54 (пятидесяти четырех) до 161 (ста шестидесяти одного) люкса, фотодатчик должен быть достаточно чувствительным для обнаружения изменений интенсивности освещенности, которые происходят при моргании человека.

Датчики внешнего света или фотодатчики используют во многих системах и продуктах, например в телевизорах для регулировки яркости в соответствии с освещенностью комнаты, в светильниках для включения в сумерках, а также в телефонах для регулировки яркости экрана. Однако такие использующиеся в настоящее время системы датчиков не являются достаточно миниатюрными и/или не обладают достаточно низким потреблением энергии для включения в контактные линзы.

Также важно отметить, что различные типы детекторов моргания могут быть реализованы с использованием компьютерных видеосистем, направленных на человеческий(ие) глаз(а), например цифровой камеры, подключенной к компьютеру. Программное обеспечение, запущенное на компьютере, может распознавать визуальные особенности, такие как открытые и закрытые глаза. Данные системы могут быть использованы в офтальмологических клинических условиях в диагностических целях и для проведения исследований. В отличие от описанных выше детекторов и систем, данные системы предназначены для применения вне глаза и для ракурса, направленного на глаз, а не от него. Хотя данные системы недостаточно миниатюрны для включения в контактные линзы, использующееся программное обеспечение может быть подобным тому, которое будет работать совместно с контактными линзами с электропитанием. Любая система может включать программные реализации искусственных нейронных сетей, которые распознают входные данные и соответствующим образом регулируют свои выходные сигналы. В качестве альтернативы для создания умных систем могут быть использованы небиологические программные реализации, включающие статистические данные, другие адаптивные алгоритмы и/или обработку сигналов.

Существует ряд работ, которые требуют от работника быть подготовленным и бодрым, например водитель грузовика, охранник и военнослужащий при исполнении служебных обязанностей. Это бы являлось контрпродуктивным и привело бы к потенциальным проблемам, если бы работник засыпал во время исполнения своих обязанностей. Многие из данных работ являются таковыми, что работник должен быть подвижным во время исполнения своих обязанностей, и, следовательно, система контроля с неподвижным основанием является непрактичной для обеспечения контроля над данными работниками. Кроме того, существует множество работ, требующих регулируемого количества часов сна в нерабочее время, которые вручную регистрируются работником, вместо автоматической регистрации сна работника для обеспечения лучших записей.

Соответственно, существует потребность в средствах и способе обнаружения некоторых физиологических функций, например длительности закрывания глаза или моргания. Используемый датчик должен быть выполнен по форме и размеру с возможностью использования в контактной линзе. Кроме того, существует необходимость в обнаружении положения век пользователя. Датчик положения века может быть использован для обнаружения того, что пользователь засыпает, например для того, чтобы записать в журнал данные о засыпании пользователя. Имеются существующие системы для обнаружения положения века; однако они ограничены такими устройствами, как камеры для формирования изображений, средства распознавания изображений и пары излучателя/детектора инфракрасного излучения, в которых используется отражение от глаза и века. Существующие системы обнаружения положения века также полагаются на использование очков или клинических сред, и их непросто встроить в контактную линзу.

ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления предлагается способ отслеживания сна при помощи офтальмологической линзы с электропитанием, причем способ включает в себя этапы, на которых: активируют офтальмологическую линзу с электропитанием; запускают накопитель на линзе для отслеживания течения времени; определяют на первой частоте выборки, закрылось ли веко; при обнаружении закрытия века получают выборку данных, по меньшей мере, однократно, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, и определяют, превышен ли порог, и, если порог превышен, извлекают показание из накопителя; сохраняют показание накопителя и показание, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя; и определяют, находится ли показание ниже порогового значения, причем, если показание ниже порогового значения, сохраняют указание на конец сна с быстрым движением глаз (REM) и возвращаются к получению выборки закрытия века. В дополнительном варианте осуществления способ дополнительно включает в себя этапы, на которых: измеряют уровень освещенности при помощи, по меньшей мере, одного фотодатчика, находящегося на линзе; сохраняют уровень освещенности и текущее показание накопителя; и определяют время изменения уровня освещенности и сохраняют текущее показание накопителя с показанием уровня освещенности. В дополнительном варианте осуществления предыдущего варианта осуществления способ дополнительно включает этапы, на которых сравнивают показание накопителя с порогом продолжительности; если показание накопителя превышает порог продолжительности, определяют, приближается ли текущий уровень освещенности к исходному показанию уровня освещенности, и в случае достижения исходного уровня освещенности прерывают реализацию способа. В дополнительном варианте осуществления любого из предыдущих вариантов осуществления выборку, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя получают с первой частотой выборки перемещения до тех пор, пока показание не превысит порог, после чего выборку получают со второй частотой выборки перемещения. В дополнительном варианте осуществления любого из предыдущих вариантов осуществления после обнаружения закрытия века выборку закрытия века получают со второй частотой выборки.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления предлагается способ отслеживания сна при помощи офтальмологической линзы с электропитанием, причем способ включает в себя этапы, на которых: активируют офтальмологическую линзу с электропитанием; запускают накопитель на линзе для отслеживания течения времени; получают выборку данных, по меньшей мере, однократно, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя; и определяют, превышен ли первый порог, и, если первый порог превышен, извлекают показание из накопителя, сохраняют показание накопителя и показание, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, и определяют, находится ли показание ниже второго порогового значения, причем, если показание ниже второго порогового значения, сохраняют указание на конец REM и возвращаются к получению выборки закрытия века. В дополнительном варианте осуществления выборку, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя получают с первой частотой выборки перемещения до тех пор, пока показание не превысит порог, после чего выборку получают со второй частотой выборки перемещения.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления предлагается способ отслеживания сна при помощи офтальмологической линзы с электропитанием, причем способ включает в себя этапы, на которых: активируют офтальмологическую линзу с электропитанием; запускают накопитель на линзе для отслеживания течения времени; выполняют выборку, по меньшей мере, одной из системы датчиков положения века и системы датчиков движения глаза; извлекают показание из накопителя; сохраняют в памяти выходной сигнал системы датчиков положения века, выходной сигнал системы датчиков движения глаза и показание накопителя; и повторяют этапы выборки, извлечения и сохранения с предварительно заданной частотой выборки. В дополнительном варианте осуществления система датчиков движения глаза включает в себя, по меньшей мере, один из акселерометра и преобразователя. В дополнительном варианте осуществления любого из двух предыдущих вариантов осуществления способ дополнительно включает в себя этапы, на которых: измеряют уровень освещенности при помощи, по меньшей мере, одного фотодатчика, находящегося на линзе; сохраняют уровень освещенности и текущее показание накопителя; и определяют время изменения уровня освещенности и сохраняют текущее показание накопителя с показанием уровня освещенности. В дополнительном варианте осуществления способ дополнительно включает этапы, на которых сравнивают показание накопителя с порогом продолжительности; если показание накопителя превышает порог продолжительности, определяют, приближается ли текущий уровень освещенности к исходному показанию уровня освещенности, и в случае достижения исходного уровня освещенности прерывают реализацию способа. В дополнительном варианте осуществления любого из вариантов осуществления, описанных в данном абзаце, после обнаружения закрытия века выборку закрытия века получают со второй частотой выборки века.

В дополнительном варианте осуществления любого из предыдущих вариантов осуществления способ дополнительно включает в себя этапы, на которых отслеживают подачу питания на линзу на предмет доступного уровня энергии; если доступный уровень энергии источника питания ниже нижнего порога энергии, выполняют, по меньшей мере, одно из следующих действий: уменьшают частоту выборки, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, уменьшают частоту выборки, по меньшей мере, одного датчика, прекращают дальнейшую выборку, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, прекращают дальнейшее отслеживание подачи питания, сохраняют отметку времени, соответствующую низкому уровню энергии, на основании текущего значения накопителя, прекращают энергообеспечение, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, выполняют выборку закрытия век со второй частотой выборки, меньшей, чем первая частота выборки, и подают питание на память, где хранятся показания.

В дополнительном варианте осуществления любого из предыдущих вариантов осуществления способ дополнительно включает в себя этапы, на которых отслеживают доступную память для хранения показаний; если доступный объем памяти ниже нижнего порога памяти, выполняют, по меньшей мере, одно из следующих действий: сохраняют отметку времени, соответствующую малому объему свободной памяти, на основании текущего значения накопителя, уменьшают частоту выборки, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, прекращают дальнейшую выборку, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя, сохраняют последующие показания, по меньшей мере, одного из акселерометра и преобразователя поверх самых ранних сохраненных в памяти показаний и удаляют сохраненные показания датчиков, ассоциированные с самым низким значением накопителя, и смещают оставшиеся сохраненные показания датчиков и накопителя в памяти.

В дополнительном варианте осуществления любого из предыдущих вариантов осуществления сохранение показаний включает в себя передачу показаний на внешнее устройство для хранения. В дополнительном варианте осуществления внешнее устройство сохраняет показания с отметкой времени на основании текущего времени на внешнем устройстве. В дополнительном варианте осуществления любого из двух предыдущих вариантов осуществления способ дополнительно включает выборку уровня освещенности при помощи внешнего устройства и сохранение уровня освещенности с отметкой времени в памяти. В дополнительном варианте осуществления любого из трех предыдущих вариантов осуществления способ дополнительно включает получение внешним устройством пользовательских входных данных по запуску исследования сна и прерыванию исследования сна.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления офтальмологическая линза с электропитанием включает: контактную линзу; систему датчиков положения века в контактной линзе, причем система датчиков положения века включает матрицу датчиков, имеющую множество измерительных точек, разнесенных по вертикали друг от друга, для обнаружения положения века, и блок формирования сигнала, выполненный с возможностью выборки измерительных точек в матрице датчиков для обнаружения положения века и передачи выходного сигнала о положении века; систему датчиков движения глаза в контактной линзе, включающую в себя, по меньшей мере, один датчик для отслеживания и определения положения глаза и блок формирования сигнала, функционально соединенный с датчиком и выполненный с возможностью отслеживания и определения положения глаза в пространственных координатах на основании информации выходного сигнала датчиков и передачи выходного сигнала о движениях; системный контроллер, электрически соединенный с указанной системой датчиков положения века и указанной системой датчиков движения глаза, причем указанный системный контроллер выполнен с возможностью выполнять выборку указанной системы датчиков положения века и указанной системы датчиков движения глаза на основании, по меньшей мере, одной предварительно заданной частоты выборки; и память в электрическом соединении с указанным контроллером; и причем указанный системный контроллер сохраняет данные на основании каждой выборки в указанной памяти.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления офтальмологическая линза с электропитанием включает в себя: контактную линзу; систему датчиков движения глаза в контактной линзе, включающую в себя, по меньшей мере, один датчик для отслеживания и определения положения глаза и блок формирования сигнала, функционально соединенный с датчиком и выполненный с возможностью отслеживания и определения положения глаза в пространственных координатах на основании информации выходного сигнала датчиков и передачи выходного сигнала о движениях; системный контроллер, электрически соединенный с указанной системой датчиков движения глаза, причем указанный системный контроллер выполнен с возможностью выполнения выборки системы датчиков движения глаза на основании, по меньшей мере, одной предварительно заданной частоты выборки; и устройство управления данными в электрическом соединении с указанным системным контроллером и имеющее память, причем указанное устройство управления данными выполнено с возможностью сохранения данных, присутствующих в любом сигнале, поступающем от указанного системного контроллера к указанному устройству управления данными в указанной памяти. В дополнительном варианте осуществления линза дополнительно включает в себя систему датчиков положения века в контактной линзе, причем система датчиков положения века включает матрицу датчиков, имеющую множество измерительных точек, разнесенных по вертикали друг от друга, для обнаружения положения века, и блок формирования сигнала, выполненный с возможностью выборки измерительных точек в матрице датчиков для обнаружения положения века и передачи выходного сигнала о положении века; причем указанный системный контроллер электрически соединен с указанной системой датчиков положения века, причем указанный системный контроллер выполнен с возможностью получения выборки указанной системы датчиков положения века на основании, по меньшей мере, одной предварительно заданной частоты выборки положения века.

В дополнение к любому из вышеизложенных вариантов осуществления офтальмологической линзы с электропитанием линза дополнительно включает в себя накопитель; и причем указанный системный контроллер выполнен с возможностью сохранения соответствующего показания указанного накопителя для каждого сохраненного набора данных выборки. В дополнение к любому из вышеизложенных вариантов осуществления офтальмологической линзы с электропитанием, линза дополнительно включает в себя источник питания, электрически подключенный к указанной системе датчиков положения века, указанной системе датчиков движения глаза и указанному системному контроллеру; и систему управления ресурсами в электрическом соединении с, по меньшей мере, одним из указанного источника питания и указанной памяти; причем указанная система управления ресурсами выполнена с возможностью определения, по меньшей мере, одного из низкого уровня энергии и превышения порога заполнения памяти, и в ответ на положительное определение указанная система управления ресурсами выполнена с возможностью выполнения, по меньшей мере, одного из следующих действий: уменьшение всех частот выборки системы, завершение всех выборок указанной системы датчиков положения века и указанной системы датчиков движения глаза, и замена более ранних данных более поздними данными после превышения порога заполнения памяти.

В дополнение к любому из вышеизложенных вариантов осуществления офтальмологической линзы с электропитанием линза дополнительно включает в себя систему связи, выполненную с возможностью связи с внешним устройством. В дополнительном варианте осуществления системный контроллер передает любой полученный выходной сигнал на внешнее устройство при помощи указанной системы связи.

В дополнение к любому из вышеизложенных вариантов осуществления офтальмологической линзы с электропитанием система движений глаза включает в себя, по меньшей мере, один акселерометр. В дополнительном варианте осуществления блок формирования сигнала системы датчиков движения глаза обеспечивает выходной сигнал, когда сигнал указанного, по меньшей мере, одного акселерометра превышает порог перемещения.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления система включает в себя любой из вышеуказанных вариантов осуществления офтальмологической линзы с электропитанием и базовую станцию, выполненную с возможностью вмещения указанной линзы, причем указанная базовая станция включает в себя корпус, имеющий полость достаточного размера для, по меньшей мере, одной линзы, таймер, систему связи, выполненную с возможностью связи с любой линзой, вставленной в указанный корпус, включая активацию указанной линзы и загрузку данных, хранящихся в указанной памяти в указанной линзе; память, выполненную с возможностью хранения загруженных данных; и средства для связи с внешним компьютером для передачи данных, полученных из указанной памяти в указанной линзе.

Электронная офтальмологическая линза с датчиком положения века и/или датчиком движения глаза в соответствии с настоящим изобретением лишена ограничений, связанных с предшествующим уровнем техники, как кратко описано выше. Данные датчики могут быть включены в контактную линзу взамен использованию клинической среды или очков, что является стандартным для существующих систем обнаружения, направленных на глаз. Датчики имеют размер и уровень потребления тока, подходящие для применения в контактной линзе. Датчики также выводят информацию, необходимую для определения того, спит пользователь или бодрствует.

В соответствии с одним аспектом настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием включает в себя контактную линзу, систему датчиков положения века, встроенную в контактную линзу, систему датчиков положения глаза, системный контроллер и устройство управления данными. Система датчиков положения века включает в себя матрицу датчиков, имеющую, по меньшей мере, один из множества индивидуальных датчиков, разнесенных друг от друга по вертикали, и датчик непрерывного диапазона давления и/или емкости для обнаружения положения века. Система датчиков положения глаза включает в себя, по меньшей мере, один датчик для обнаружения положения глаза. Системный контроллер выполнен с возможностью получения данных от каждого отдельного датчика в матрице датчиков для обнаружения положения века и обеспечения выходного сигнала управления. Устройство управления данными выполнено с возможностью приема выходного контрольного сигнала и записи в журнал данных, относящихся ко сну пользователя. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления контактная линза включает в себя оптическую зону и периферийную зону, в которых расположены электрические компоненты. В альтернативном варианте осуществления система датчиков положения века включает в себя датчик в виде полоски вместо множества отдельных датчиков.

В соответствии с еще одним аспектом настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе с электропитанием. Офтальмологическая линза с электропитанием включает в себя интраокулярную линзу, систему датчиков положения века, встроенную в интраокулярную линзу, систему датчиков положения глаза, системный контроллер и устройство управления данными. Система датчиков положения века включает в себя матрицу датчиков, имеющую множество индивидуальных датчиков, разнесенных друг от друга по вертикали для обнаружения положения века. Система датчиков положения глаза включает в себя, по меньшей мере, один датчик для обнаружения положения глаза. Системный контроллер выполнен с возможностью получения данных от каждого отдельного датчика для обеспечения выходного контрольного сигнала. Устройство управления данными выполнено с возможностью приема выходного контрольного сигнала и записи в журнал данных, относящихся ко сну пользователя.

В, по меньшей мере, одном варианте осуществления преимущественным является обеспечение механизма, с помощью которого отслеживается засыпание работника.

Настоящее изобретение относится к офтальмологической линзе с электропитанием или электронной офтальмологической линзе, в которую может быть встроен датчик положения века и датчик положения глаза. Известно, что веки защищают глазное яблоко множеством способов, в том числе посредством рефлекса моргания и распределения слезной жидкости по его поверхности. Рефлекс моргания предотвращает травмы глазного яблока посредством быстрого закрытия век в ответ на ощутимую угрозу глазу. Моргание также распределяет слезную жидкость по поверхности глазного яблока, поддерживая его влажность и смывая бактерии и другие чужеродные объекты. Однако перемещение век также может указывать на другие действия или функции в процессе работы. В, по меньшей мере, одном варианте осуществления датчик положения века можно использовать для определения того, уснул ли субъект, носящий электронную офтальмологическую линзу.

В более общем смысле настоящее изобретение относится к контактной линзе с электропитанием, включающей в себя электронную систему, которая выполняет любое количество функций, включая приведение в действие оптики с переменным фокусом при наличии. Электронная система включает в себя одну или более батарей или других источников питания, схему управления питанием, один или более датчиков, схему генерирования тактовых сигналов, алгоритмы и схему управления, а также схему привода линзы.

Управление офтальмологической линзой с электропитанием может осуществляться с помощью внешнего устройства с ручным управлением, которое связывается с линзой беспроводным образом, такого как портативный блок дистанционного управления. Альтернативно, управление офтальмологической линзой с электропитанием может осуществляться посредством сигналов обратной связи или управления, поступающих непосредственно от пользователя. Например, датчики, встроенные в линзу, могут обнаруживать моргания и/или характер моргания. На основе характера или последовательности морганий офтальмологическая линза с электропитанием может менять рабочее состояние, например, между рабочим состоянием бодрствования и рабочим состоянием сна. В альтернативном варианте осуществления датчики могут включать в себя, например, датчик давления, геркон, датчик солесодержания, биодатчик и емкостный датчик для обеспечения сигнала, указывающего на то, что линза была вставлена.

Алгоритм распознавания моргания в, по меньшей мере, одном варианте осуществления является компонентом системного контроллера, который обнаруживает характеристики морганий, например, когда веко открыто или закрыто, продолжительность пребывания века в открытом или закрытом состоянии, временные интервалы между морганиями и количество морганий за конкретный период времени. Алгоритм в соответствии с, по меньшей мере, одним вариантом осуществления настоящего изобретения основывается на выборке падающего на глаз света при конкретной частоте выборки. Предварительно заданный характер моргания сохраняется и сравнивается с последними данными выборки падающего света. Если характеры совпадают, алгоритм распознавания моргания