用于监测和处理季节性情感障碍的方法和装置

摘要

本发明提供了通电的生物医学眼科装置和有关的方法，其用于测量泪膜中含有的生物标记的变化以产生与光治疗方案有关的数据，所述光治疗方案用于处理与季节性情感障碍有关的症状。在某些实施例中，所述通电的生物医学眼科装置可以包括具有光源的通电的接触镜片，所述光源与处理器通信，所述处理器根据所述光治疗方案控制所述光源。处理器可以从测量的变化和有时从使用者的偏好和／或其它测量结果(包括例如使用者的光暴露和／或昼夜节律)产生或改变所述光治疗方案。

说明书

技术领域

本发明涉及用于诊断和处理季节性情感障碍(SAD)的装置和方法。更 具体地涉及用于光治疗处理的能够监测SAD症状的通电的生物医学眼科装 置。

背景技术

季节性情感障碍(SAD)是一种得到确认的心境障碍，其中患者在一年 中的某个季节经历抑郁症状，最常发生在冬季月份。受SAD影响的那些人 经常在一年中的大部分时间具有正常的心理健康。SAD的症状可以包括但 不限于嗜睡、乏力、嗜糖、难以集中注意力和排斥社会活动。所述症状导 致抑郁情感、绝望、悲观和愉快缺乏。

据信季节性情绪变化与光暴露的变化有关。处于白天时间较短、光照 强度较弱或长时间阴天天空的地理区域(诸如北极地区)的个体表现出较 大的SAD发病率。美国的成年群体中SAD的患病率的变化是明显的，从 佛罗里达州和其它阳光充足的州的较低患病率至阿拉斯加州、新罕布什尔 州和其它北部或阴天地区的特别高的患病率。

已经对光治疗进行了研究，并将其确立为典型的或基于冬季的季节性 情感障碍的显著且有效的处理。常规光治疗采用发出比标准白炽灯明显更 多流明的装置。通常的实现包括优选的10,000勒的亮白全波段光，或任选 的2,500勒的480nm波长的蓝光，或350勒的500nm波长的绿光。光治疗 通常要求患者睁眼坐在离光源规定距离处，每天30至60分钟。这种季节 性处理持续数周，直到患者经常暴露在自然光中。大多数患者认为该治疗 不方便，并且相当大百分比(在某些研究中高达19％)的患者因此停止处 理。因此需要新的方法和途径以更方便、受控和智能的方式递送光治疗。

发明内容

本发明在一定程度上满足了前述需要，其中在一个方面，本发明提供 了一种通电的生物医学眼科装置，其能够试验小体积泪液以监测和提供智 能光治疗来处理SAD。在本说明书中包括监测SAD和递送智能光治疗的方 法的公开内容，并因此也包括通电的生物医学眼科装置，其具有用于监测 SAD症状和与光源逻辑通信的生物标记传感器。在某些实施例中，所述通 电的生物医学眼科装置可以是通电的眼科镜片，其包括一个或多个传感器 和能够处理SAD的集成光源。在替代实施例中，所述通电的眼科镜片可以 包括一个或多个传感器和通信装置，以将传感器测得的数据传输至控制 器，所述控制器与能够处理SAD的非集成光源通信。

在本发明的一些方面，可以实现个性化的光治疗定量施用方案。当分 析不同的数据来补偿程序化的治疗计划表时，所述个性化的定量施用方案 可以产生智能光治疗。分析的数据可以包括但不限于传感器测得的与通电 的生物医学眼科装置使用者的泪膜中的生物标记的变化有关的数据。补偿 可以包括改变处理频率、持续时间和／或光强度以提供更有效的处理，同时 考虑使用者的偏好以给使用者提供更积极的体验。

在某些实施例中，通过生物医学眼科装置中所包含的一个或多个具有 分析灵敏度的电化学传感器，可以实现生物标记的监测。所述电化学传感 器可以分析泪膜中的生物标记，包括例如，与症状相关的生物分子的存在 和／或浓度。与SAD的不同症状相关的生物分子可以包括但不限于：血清 素、褪黑激素和白介素-6。生物分子的分析可以如下进行：以一天中的预 定频率或次数，例如，每小时或3小时，或在特定活动过程中，或当使用 者最易于经历SAD症状时的天数。某些实施例也可以包括可以帮助监测 SAD症状的其它传感器，包括例如光传感器或能够感知使用者的昼夜节律 的变化的传感器。

根据某些实施例，所述传感器可以是具有电泳和选择性的化学发光分 析灵敏度能力的微芯片。在某些优选的传感器中，所述分析灵敏度可以通 过通电的微芯片部件来实现，所述微芯片部件可以测量泪膜生物分子并从 其得到数据，例如，以下中的一种或多种：电导率、电阻或电容；荧光、 吸光度、光散射或等离子体共振、光暴露和昼夜节律的变化，以监测、诊 断和／或提供智能光治疗来处理SAD。

附图说明

图1示出了可以用于实现本发明的某些方面的方法步骤。

图2示出了可以用在本发明的某些镜片实施例中的一个示例性的通电 的生物医学眼科装置，其具有生物标记传感器。

图3示出了可以用在本发明的某些实施例中的一个示例性的处理器。

图4示出了可以用在本发明的某些镜片实施例中的一个通电的生物医 学眼科装置，其具有示例性介质插入物，包括微控制器。

图5示出了根据本发明的某些镜片实施例的一个示例性的通电的生物 医学眼科装置的横截面视图，所述眼科装置含有光源。

图6示出了可以与本发明的某些实施例一起使用的示例性补充眼镜的 后视图，所述补充眼镜具有嵌入在镜片中的光源且具有支持电子器件。

图7示出了根据本发明的某些接触镜片实施例的示例性补充眼镜的横 截面视图，所述补充眼镜具有嵌入式光源，所述光源将光导入通电的生物 医学眼科装置中。

图8示出了根据本发明的某些接触镜片实施例的示例性补充眼镜的横 截面视图，所述补充眼镜具有支持电子器件，所述支持电子器件与含有光 源的通电的生物医学眼科装置进行无线通信。

图9A示出了根据本发明的某些眼科镜片实施例的一种通电的生物医 学眼科装置，其包括一个示例性的线圈型天线。

图9B示出了根据本发明的某些眼科镜片实施例的一种通电的生物医 学眼科装置，其包括一个示例性的螺旋型天线。

图9C是根据本发明的某些实施例的天线和接收器电路的框图表示。

图10是可以用于实现本发明的某些实施例的处理器的示意图。

具体实施方式

本发明包括用于监测SAD症状和控制处理SAD所用光治疗的方法和 通电的生物医学眼科装置。具体地，本发明包括方法和装置实施例，其能 够监测泪膜中的生物标记和／或与SAD症状有关的眼睛表面状况和特征，以 提供智能光治疗。

在以下部分中，将给出本发明的实施例的详细描述。优选的和替代性 的实施例的描述仅仅是示例性实施例，并且本领域技术人员应当理解，变 化、修改和改变将是显而易见的。因此，应当理解，所述示例性实施例不 限制基础发明的范围。

术语表

在与本发明有关的本说明书中，可以使用以下定义所适用的各个术 语：

“生物医学眼科装置”是指能够驻留在眼睛内或眼睛上的任何眼科装 置。这些装置可以提供以下中的一种或多种：光学矫正、治疗，并且可以 是美容的。例如，生物医学眼科装置可指通电的接触镜片、眼内镜片、覆 盖镜片、眼部插入物、光学插入物、泪点栓或其它类似的眼科装置，通过 所述眼科装置来矫正或改进视力，或可增强或防止眼睛状况，和／或通过所 述装置在美容方面增强眼睛生理学(如虹膜颜色)。在某些实施例中，本 发明的生物医学眼科装置可以包括由有机硅弹性体或水凝胶制成的软质接 触镜片，所述水凝胶包括但不限于有机硅水凝胶和氟水凝胶。

“部件”在本文中是指从能量源汲取电流以执行逻辑状态或物理状态 的一个或多个变化的装置。

“通电的”在本文中是指能够供给电流或能够在其内储存电能的状 态。

“能量采集器”在本文中是指能够从环境中提取能量并将其转化为电 能的装置。

“能量源”在本文中是指能够供给能量或使生物医疗装置处于通电状 态的装置。

“能量”在本文中是指使物理系统做功的能力。在本发明内的许多应 用可涉及所述能够在做功过程中执行电作用的能力。

“智能光治疗”在本文中可指递送光治疗的方法，处理器通过该方法 评价不同的数据，并且基于数据分析来动态地对程序化的光治疗计划表和／ 或功能做出补偿调节。例如，通过基于一种或多种状况来调节光治疗，可 以进行智能光治疗，所述状况包括但不限于，使用者向环境光的暴露、在 泪膜中测得的生物标记和监测的昼夜节律。

“光源”在本文中是指能够发光的装置。

“光治疗”在本文中是指暴露于特定波长的光，所述光用不同的装置 控制并以特定强度施用规定时间量，并且在某些情况下，为一天的特定时 间。

“锂离子电池”是指如下电化学电池，其中锂离子移动穿过所述电池 以产生电能。这种通常被称为电池组(battery)的电化学电池可以其典型形式 进行再通电或再充电。

“勒”在本文中是指国际单位制(SI)中照度的单位。勒测定的是单位面 积的光通量。1勒等于1流明的光通量均匀分布于1平方米面积上的照度。 这也相当于当某个表面的所有点均距一个国际烛光的点光源1米远时将在 所述表面上存在的照度。1勒等于0.0929英尺烛光。

“光学区”在本文中是指如下眼科镜片区域：眼科镜片的佩戴者透过 该区域进行观看。

“功率”在本文中是指每单位时间内所做的功或所传递的能量。

“程序化的光治疗计划表”在本文中是指一组自动化的指令，其基于 变量(诸如测量的数据、日期、地理区域和使用者的季节性情感障碍症状 的严重程度)来控制光治疗的时间选择、持续时间和强度。程序化的光治 疗计划表可由眼保健专业人员、医生、整合进处理器中的软件代码和／或使 用者设定。

“可再充电的或可再通电”在本文中是指恢复到具有更大的做功能力 的状态的能力。在本发明内的许多用途可能与恢复至具有在一定恢复时间 段内使电流以一定速率流动的能力相关。

“再通电或再充电”在本文中是指恢复到具有更大的做功能力的状 态。在本发明内的许多用途可能与具有在一定恢复时间段内使电流以一定 速率流动的能力的恢复装置相关。

“季节性情感障碍(SAD)”在本文中可以指情绪改变症状的复发状 态，通常由缺乏日光或特定波长光的人经历。它可以包括在日光暴露有限 的季节中发生的心境障碍，其特征为抑郁症状，并且随着春天的到来或通 过光治疗而减轻。

如其它哺乳动物的眼睛一样，人类的眼睛含有被称作泪液的流体涂 层。泪液可以水合和润滑眼睛表面，保护它，并且通常会为眼睛健康和视 力提供适当的环境。如血液和唾液一样，包括一些蛋白生物分子在内的泪 液组分可以来自不同来源，并且可能根据生理学因素和／或周围环境因素而 在浓度上变化。测量生物分子的特征(例如，浓度)的能力，可以为鉴 别、关联病症和症状和／或监测最适水平、为健康管理和干预提供有用信 息。

使用包括电泳、基于微流体芯片的系统、光谱测定法和液相色谱法在 内的方法，可以分析泪液中的蛋白生物分子。但是，泪液收集已经呈现出 了挑战，包括以对个体相对无害的方式收集小体积泪液用于试验和防止污 染，特别是由于大多数健康眼睛的显著敏感性。本发明提供了可以分析生 物分子的方法和通电的生物医学眼科装置，并且更具体地，所述生物分子 是含有经鉴别的与病症或症状有关的蛋白的生物分子，其也被称作生物标 记。

现在参见图1，示出了可以用于监测SAD相关症状的方法步骤。在 101，个体可以佩戴一个或多个通电的生物医学眼科装置。通电的生物医学 眼科装置可以设置在眼睛内或眼睛上。优选地将一些生物医学眼科装置放 置在前眼睛表面上，并且可以用于提供以下中的一种或多种：光学矫正、 治疗，并且可以是美容的。例如，它可以是通电的眼用镜片或通电的眼科 装置，包括但不限于接触镜片、眼内镜片、覆盖镜片、眼部插入物、光学 插入物、泪点栓或其它类似的眼科装置，其可以用于矫正或改进视力，或 可以用于增强或防止眼睛状况，和／或可以在美容方面增强眼睛生理学。

在本发明的某些方面，通电的生物医疗装置可以用于监测一种或多种 SAD相关症状。通过利用通电的生物医学眼科装置所包含的传感器分析泪 膜中的生物标记，可以进行症状的监测。另外或作为另外一种选择，在某 些实施例中，它还可以包括：测量使用者的眼环境接收的光的长度和／或强 度120，和／或监测使用者的昼夜节律125。

当通过使用传感器分析泪膜中的生物标记105时，可以将所述生物标 记的变化与已知的SAD症状110相关联。SAD的相关症状的例子可以包括 但不限于嗜睡、乏力、嗜糖、难以集中注意力和排斥社会活动。这些症状 可以导致抑郁情感、绝望、悲观和愉快缺乏，它们可以与特定泪膜生物标 记的变化相关联。泪膜的生物标记的变化可以包括但不限于：血清素水平 和遗传多态性的变化，发出昼夜节律相变化信号的褪黑激素浓度变化，和 增加的白介素-6水平。

可以将泪膜中与SAD有关的生物标记浓度的已知水平和阈值预编程进 用于监测的装置的部件中，并且另外或作为另外一种选择，所述装置可以 继续从输入值和收集的使用者的特有数据进行学习。另外，因为浓度可能 随诸如年龄和环境条件等因素而变化，在个体或相当群体的血液、血清或 唾液分析物中测得的正常值可以与使用者的泪膜值相关联。然后可以监测 测得的值的变化115，并且可以基于所述变化在必要时将光治疗提供给使 用者130。

现在参见图2，描述了可以用在本发明的某些通电的眼科镜片200实 施例中的一个示例性的通电的生物医学眼科装置，其具有生物标记传感器 部件203。除了生物标记传感器部件203以外，示例性的通电的眼科镜片 200包含能量源202和光源202A。能量源202可以与光源202A和部件203 电连通。光源202A可以包括发光二极管(LED)或可以发出波长为450-500 纳米、最优选470-480纳米且在2,000-3,000勒的蓝光的其它光源。作为另 外一种选择，LED或其它光源可以发出波长为475-525纳米、最优选490- 510纳米且在300-400勒的绿光。在另一个实施例中，可以将单独的光源输 送到眼科镜片201中的一个或多个位置以提供SAD光治疗所需的照明。

部件203可以包括具有检测生物标记变化的分析灵敏度的任何光传感 器和／或电化学传感器装置。所述部件可以包括具有电泳和选择性化学发光 能力的微芯片，所述能力包括例如检测泪膜的荧光、吸光度、光散射或等 离子体共振、光暴露和昼夜节律的变化的能力。在某些实施例中，部件 203可以对电学变化做出状态变化响应，并且是例如：微芯片诸如半导体型 芯片；无源电装置；光学装置诸如晶体镜片；具有微机电机械(MEMS)或纳 机电机械(NEMS)的处理器。

此外，部件203可以包括以下部件或与其逻辑连接：蓄电装置诸如电 容器；超大容量电容器；超级电容器；或其它蓄电部件。能量源202可以 包括例如锂离子电池，其位于光学区之外在眼科镜片的周边中，并且其可 通过以下方式中的一种或多种充电：射频；光伏电池，和进入能量源202 的磁感。

如解释的，在某些实施例中，能量源部分202、光源202A和部件203 可以优选地位于光学区204之外，其中光学区204包括眼科镜片200的为 眼科镜片200佩带者提供可视通路的部分。其它实施例可以包括位于眼科 镜片的光学区部分中的能量源202。例如，此类实施例可以包括导电粒子 的能量源202，所述导电粒子因为太小而在没有辅助的情况下人眼无法看 见。

在某些实施例中，优选的眼科镜片类型可以包括具有含有机硅的组分 的镜片201。“含有机硅的组分”是在单体、大分子单体或预聚物中含有 至少一个[-Si-O-]单元的组分。优选地，所有Si和连接的O以下述量存在于 含有机硅的组分中：含有机硅的组分的总分子量的大于约20重量％和更优 选地大于30重量％。有用的含有机硅的组分优选地包含可聚合的官能团诸 如丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基、N-乙烯 基内酰胺、N-乙烯基酰胺和苯乙烯基官能团。

现在参见图3，在300处示出了一个示例性的处理器，其可以用于本 发明的某些通电的生物医学眼科装置实施例中。在该图示中，能量源310 可以包括薄膜、可再充电的锂离子电池。所述电池可以具有接触点370以 进行互连。引线可以是连接到接触点370的引线接合线，并将电池连接到 可用于给电池能量源310再通电的光电池360。另外的引线可以通过第二组 接触点350上的接有引线的接触件将能量源连接到柔性电路互连线。这些 接触点350可以为柔性互连衬底355的一部分，所述互连衬底355还可以 包括光源330。

取决于生物医学眼科装置，所述互连衬底可以成形为接近典型镜片圆 锥形形式或其它形式的形状。但是，为了增加在某些实施例中需要的额外 弹性，互连衬底355可以沿其长度包括附加形状特征，例如径向切口345。 径向切口可以用于形成互连衬底355的单个瓣片形结构，并且可以被连接 各种电子元件如IC、分立元件、无源元件以及诸如显示为条目390的装 置。这些元件可以通过引线或其它连接装置340互连到在互连衬底355内 的传导路径。作为非限制性例子，各种元件可以通过可与前述电池形成互 连的各种装置连接到柔性互连衬底355。各种电元件的组合可以确定控制 信号，所述控制信号用于控制生物标记监测、光源，并且在某些实施例 中，用于控制显示为条目390的电光装置。该控制信号可以沿着互连线320 各自传导。具有通电功能的该类型示例性通电眼科镜片仅出于示例性目的 而提供。不应将此描述解释为限制本发明技术的范围，因为本领域技术人 员显而易见的是，从本公开内容可以存在功能、设计、互连计划表、通电 计划表以及本发明概念的总体利用的许多不同实施例。例如，在某些实施 例中，可存在影响眼科镜片的外观的方式。可以通过各种方式改变薄膜微 电池表面的美感，其在嵌入电活性的接触镜片或成型的水凝胶制品时会呈 现特定的外观。薄膜微电池可以用美观的图案化的和／或彩色的包装材料制 造，所述包装材料可以用于给薄膜微电池提供柔和的外观，或者作为另外 一种选择，用于提供虹膜样彩色图案、单色和／或混色图案、反射图样、彩 虹色图样、金属色图样或可能的任何其它艺术设计或图案。在其它实施例 中，可使用其它部件将薄膜电池部分地遮盖在镜片内，例如将光伏芯片安 装到电池前表面，或者作为另外一种选择，将电池设置在柔性电路的全部 或一部分的后面上。在其它实施例中，可以统筹考虑地设置薄膜电池，使 得上眼睑或下眼睑部分地或完全地遮挡电池的可见性。

在优选的实施例中，能量源和光源不可阻碍光穿过眼科镜片的透射。 因此，设计可以使得，通电镜片的光学区(中央5-8mm)不被能量源和光 源的任何不透明部分显著遮挡。可能存在与各种能量源和光源的设计有关 的许多不同实施例，以使所述设计与通电眼科镜片的光学相关部分有利地 相互作用。

根据本发明的某些方面，应当将能量源和光源设置为与接触镜片的外 边缘有一定距离，以实现接触镜片边缘轮廓的有利设计，从而提供良好的 舒适感，同时使不利事件的发生最小化。这样的要避免的不利事件的例子 可以包括上方上皮弧形病变或巨乳头状结膜炎。

在某些实施例中，可以包括嵌入式电化学电池的阴极、电解质和阳极 特征，并且可以如下形成：例如，通过将合适的油墨印刷成形以限定此类 阴极、电解质和阳极区域。可以显而易见的是，如此形成的电池可以包 括：基于例如氧化锰和锌化学物质的单次使用电池，和基于锂化学物质(薄 膜电池化学物质)的可再充电薄电池。本领域的技术人员还可以明白，形成 通电的生物医学眼科装置的各种部件和方法的多种不同实施例可能涉及印 刷技术的使用。

现在参见图4，描绘了可以用在本发明的某些镜片实施例中的一种通 电的生物医学眼科装置400的横截面，所述装置400具有示例性的介质插 入物401，包括微控制器404。激活器或处理器405可以用于实现在微控制 器404的存储器内包含的一个或多个可执行程序。程序可以有效地控制与 微控制器逻辑通信的光源(未显示)。可以在介质插入物内部、在介质插入物 外部、在生物医学眼科装置的内部／表面上或在其附近包括一个或多个光 源；例如，在补充眼镜(在图6中进一步描述)中。另外，在某些实施例中， 经由微控制器404执行的程序可以造成部件403的状态的变化。所述存储 器可以包括随机存取存储器半导体；只读存储器半导体；静态存储器；可 擦除的可编程的只读存储器；或能够存储数字数据和根据命令提供数据的 其它部件。

可以包括能量采集器，诸如光感受器402，用于给能量源408(诸如基 于锂的电池或电容器)再充电。可以使用微控制器404管理再通电过程。 例如，处理器405可以接受指示存在于能量源408中的电量的数据，并开 启允许电流从能量采集器402(例如，光感受器)流至能量源408的电路 (其它实例可以包括磁装置或电感装置)。在另一个方面，还可以将所述处理 器程序化，以监测能量采集器402可以能够提供足够的电流来给能量源408 充电，并提供适合用于这样的充电的经电路的电途径。用于充电的电路可 以包括例如充当开关的晶体管和用于确保适当的电流方向的二极管。

现在参见图5，示出了根据本发明的某些镜片实施例的一个示例性的 通电的生物医学眼科装置500的横截面视图，所述眼科装置500含有光源 502。在本实例中，所述示例性的通电的眼科镜片501是接触镜片，并且被 示出为将光503引导到眼睛505的角膜504上。在某些实施例中，横截面 视图500可为俯视图，其中一个或多个嵌入式光源502设置在靠近接触镜 片501的侧面处。在其它实施例中，横截面视图500可为侧视图，使得一 个或多个嵌入式光源502设置在靠近接触镜片501的顶部和底部处。光源 502的数目和光源502环绕接触镜片501周边的排列可以变化。光源502将 照明导向佩戴者的眼睛，使得照明对于观察者来说并不明显。接触镜片 501也可以包括遮蔽易被观察者注意到的光疗发光的涂层，而不减少使用者 的光疗。

嵌入式光源502可以包括发光二极管(LED)或能够发出用于光治疗的光 1003的其它光源502。光源502可以包括发光二极管(LED)或可以发出波长 为450-500纳米、最优选470-480纳米且在2,000-3,000勒的蓝光的其它光 源。作为另外一种选择，LED或其它光源可以发出波长为475-525纳米、 最优选490-510纳米且在300-400勒的绿光。另一个实施例包括单独的光 源，从其发出的光被输送到眼科镜片501内的一个或多个位置，从而提供 照明。

示例性眼科镜片501包括在该图中未示出的支持电子器件，其具有诸 如光传感器、生物标记传感器、能量源、电容器、存储器、处理器和通信 装置等部件。光传感器用于检测环境白光、蓝光或绿光。能量源和电容器 可以给通电的生物医学眼科装置的其它部件提供能量。作为非限制性例 子，存储器可以用于存储预编程的光治疗计划表，存储从一个或多个传感 器收集的数据，存储使用者的偏好，存储实际光疗日期、时间、持续时间 和强度，以及存储与光源和光传感器操作相关的数据以便检测装置失效。 此外，处理器可以用于例如运行存储在存储器中的程序化的光治疗计划 表，分析光传感器数据和基于佩戴者向环境光的暴露确定独特的个性化的 光治疗计划表，评价对程序化的光治疗计划表的手工更改并提供补偿调节 (即，智能光治疗)，以及分析光源和光传感器数据以检测装置失效。

通信装置可以用于对以下中的一者或多者进行电子控制：从向通电的 生物医学眼科装置和外部装置传输数字数据，以及在通电的生物医学眼科 装置的部件之间传输数字数据。通信装置可以用于与一个或多个外部装置 进行无线通信，作为非限制性例子，所述外部装置包括遥控钥匙、个人数 字助理(PDA)或用于控制通电的生物医学眼科装置的智能电话应用程序。在 通电的生物医学眼科装置内，部件之间的通信可以是通过物理连接，诸如 通过直接的传导路径，或可以是无线的。内部部件之间的通信可以包括例 如从处理器控制光源以及传感器和存储器之间的数据传输。

支持电子器件与被包含在通电的生物医学眼科装置(包括、例如，接 触镜片501)内的光源502进行逻辑通信和电连通。通信可以是通过支持电 子器件和光源502之间的直接的传导路径或通过无线通信。无线通信模式 可以包括例如通过位于接触镜片501中的光源502附近的天线、以及将功 率从接触镜片501内的另一个区域传输至所述天线的电源实现的电感。

在某些实施例中，支持电子器件可以被包括在遥控钥匙、首饰、帽 子、衣服或使用者佩戴的其它物品中，使得传感器(诸如光传感器)检测 使用者经受的环境光，并且支持电子器件邻近接触镜片以便进行无线通 信。无线通信模式可以包括例如电感。电感可通过位于通电的生物医学眼 科装置内／其上的天线以及电源实现，所述电源从在首饰、衣服或其它邻近 天线的物品中的支持电子器件传输功率。

在某些实施例中，使用者可以使用外部装置调节光治疗的时间选择、 持续时间和强度，所述外部装置包括但不限于以下中的一项或多项：遥控 钥匙、个人数字助理、计算机、手写板和智能电话应用程序。某些实施例 提供了基本运行状态，其中使用者手工控制光治疗以在适当的时间开始和 结束治疗。

根据本实施例，程序化的光治疗计划表可以例如基于变量(诸如日 期、地理区域、使用者的偏好、和生物标记传感器收集的与SAD症状有关 的数据、以及使用者的SAD症状的严重程度)来自动调节光治疗的时间选 择、持续时间和强度。程序化的光治疗计划表可由眼保健专业人员、医师 或使用者设定。在某些实施例中，光治疗计划表可以从过去的应答学习并 做出调节以提供智能光治疗。例如，在程序化的光疗过程中的应答可以包 括，使用者基于活动来调节光强度，例如当阅读、用计算机工作或开车时 降低光强度。相反，当工作休息期间、午休期间或其它较少视觉活动的时 间内，可能需要增加光强度。因此，在某些实施例中，当处理器评价程序 化的光治疗计划表的手工更改和检测到的使用者变化并提供处理的持续时 间、频率和／或强度的补偿调节时，可以递送智能光治疗。当用处理器分析 得自光传感器的数据并且基于佩戴者向环境光的暴露动态地调节程序化的 光治疗计划表时，也可以实现智能光治疗。

在本发明的另一个实施例中，使用者可以基于泪液测量数据和／或血 液、唾液试验的结果手工调节光治疗，所述试验包括但不限于试验以下中 的一种或多种的浓度：褪黑激素、血清素和白介素-6水平。生物标记的浓 度可以基于光暴露或SAD症状而增加或降低。例如，褪黑激素水平会被光 抑制，并被黑暗增加。较高水平的褪黑激素会促进睡意和嗜睡，即季节性 情感障碍的症状。

在其它实施例中，作为使用者的偏好的一部分，使用者可以手工调节 光治疗从而有意地改变他们的睡眠周期。利用光治疗改变睡眠周期对于夜 班工作者、在明显不同时区旅行的人、准备夜间作战的军事人员以及其它 应用而言是非常有用的。类似地，由使用者在觉醒后启用的光治疗可以用 于处理昼夜节律障碍，诸如睡眠时相延迟综合征(DSPS)和非24小时睡眠- 觉醒综合征。

现在参见图6，描绘了示例性眼镜600的后视图，所述眼镜600具有 嵌入在镜片603中的光源602且具有支持电子器件。在其它实施例中，光 源602也可以安装在镜片603的表面上。光源602可以包括发光二极管 (LED)或可以发出波长为450-500纳米、最优选470-480纳米且在2,000- 3,000勒的蓝光的其它光源。作为另外一种选择，LED或其它光源可以发出 波长为475-525纳米、最优选490-510纳米且在300-400勒的绿光。在另一 个实施例中，可以用管道将单个光源传输至眼镜镜片603或眼镜框601内 的一个或多个位置以提供照明。光管可以包括，例如，光导纤维途径。

照明光源的例子在604处示出。光源602朝佩戴者的眼睛提供照明， 使得照明在观察者看来并不明显。

光源602通过传导路径605彼此连接。传导路径605可以是嵌入在镜 片603中的引线，或可以是导电材料，例如，经由衬垫印刷、溅射涂布、 气相沉积或其它合适方法施用到镜片603的表面上的金、铜、银或其它金 属或导电纤维。传导路径605可以与被容纳在一个或两个腿件609中的支 持电子器件电连通并进行逻辑通信。在某些实施例中，使支持电子器件小 型化，以便其可容纳在眼镜的其它区域中，例如，在靠近枢接结构607的 区域中、在镜片608上方的框架内、在鼻架610内、在眼镜脚611或其它 区域内。

可以使用一个或多个光传感器606来检测环境白光、蓝光或绿光。光 传感器606可位于靠近枢接结构607的眼镜框601内、在镜片608上方的 框架内、腿件609内、鼻架610内或传感器606将不被(例如毛发)阻挡的其 它适当区域内。光传感器606与被容纳在一个或两个腿件609或眼镜的其 它区域中的支持电子器件电连通并进行逻辑通信。

在某些实施例中，可以提供使用者控制元件612(诸如开关或按钮)， 以允许使用者调节光治疗的时间选择、持续时间和强度。一个或多个使用 者控制元件612可存在于腿件609或眼镜的其它区域中，例如，在靠近枢 接结构607的区域中、在镜片608上方的框架内、鼻架610内、眼镜脚611 或其它区域内。

现在参见图7，描绘了根据本发明的一些接触镜片实施例的示例性眼 镜701的横截面视图700，所述眼镜701具有嵌入式光源702，所述嵌入式 光源702将光导入补充性的通电的生物医学眼科装置705中。横截面视图 700包括具有嵌入式光源702的眼镜镜片701，所述嵌入式光源702将光 703导入补充性接触镜片705的光散射区域704中。光散射区域704可以导 致光706遍布于眼睛708的角膜707。光散射区域704可以包括衍射性质、 折射性质、反射性质、或者衍射性质、折射性质和反射性质的任何组合。

在某些实施例中，横截面视图700可为俯视图，其中一个或多个嵌入 式光源702设置在靠近眼镜镜片701的侧面处。在其它实施例中，横截面 视图700可为侧视图，使得一个或多个嵌入式光源702设置在靠近眼镜镜 片701的顶部和底部处。在其它实施例中，嵌入式光源702可以嵌入在眼 镜框(而不是眼镜镜片701)中或安装在其表面上。

嵌入式光源702可以包括，例如，发光二极管(LED)或本文前面描述的 其它光源702。支持电子器件(未显示)可以被容纳在眼镜框中和通电的生物 医学眼科装置中，且可以彼此通信。例如，对于通电的生物医学眼科装 置，将收集的生物标记浓度数据发送给眼镜的通信部件的生物标记传感 器。支持电子器件可以是位于补充装置之一或二者中的部件，且可以包括 这样的部件：包括、例如，光传感器、电池、电容器、存储器、处理器以 及USB连接器。此外，支持电子器件与光源702和生物标记传感器(未显示) 电连通并进行逻辑通信。可以如下提供电连通：例如，经由位于一副眼镜 的镜腿中的光源之间的导电触点、经由导线、导电带状线或经由无线模式 诸如电感。电感可例如在位于眼镜和补充镜片中的天线之间实现。

在某些实施例中，补充性接触镜片705的光散射区域704在补充性接 触镜片705的周边区内形成环，使得被导向的光703不必照射受限的靶区 域。因此，当将光703导向在补充性接触镜片705的周边区周围连续存在 的光散射区域704时，补充性接触镜片705在眼睛708上相对于在眼镜镜 片701内的光源702的取向是无关紧要的。

在某些优选的实施例中，补充性接触镜片705可以包括介于光散射区 域704和在镜片的中心部分中的光学区之间的内部屏障。内部屏障会阻止 用于光治疗的光703分散到补充性接触镜片705的光学区中。以此方式， 用于光治疗的光703仅分散在角膜707的周边周围，从而使其对正常视觉 的影响最小化。

在其它实施例中，整个补充性接触镜片705包括光散射性质诸如衍 射、折射和反射。将光散射性质设计为使得其仅分散由嵌入式光源702发 出的波长的光703。该实施例支持用来在眼睛708内进行光治疗的光703波 长的最大分散，同时不造成将影响正常视觉的光波长的分散。

现在参见图8，描绘了根据本发明的某些接触镜片实施例的示例性眼 镜801的横截面视图800，所述眼镜801具有支持电子器件802，所述支持 电子器件802与含有光源804的通电的生物医学眼科装置805进行无线通 信。横截面视图800包括含有支持电子器件802的眼镜框801。支持电子器 件802可以包括诸如光传感器、电池、电容器、存储器、处理器和USB连 接器等部件。支持电子器件802与含有嵌入式光源804的补充性接触镜片 805进行无线通信803，所述嵌入式光源804将光806导到眼睛808的角膜 807上。支持电子器件802可以设置在多个位置中，嵌入眼镜框801内或安 装在其表面上。

在其它实施例中，支持电子器件802可以被包含在首饰、帽子、衣服 或使用者穿戴的其它物品中，使得光传感器检测使用者经历的环境光，并 且支持电子器件802靠近补充性接触镜片805，从而实现无线通信。无线通 信模式可以包括例如电感。电感可通过位于补充性接触镜片805中的天线 以及电源实现，所述电源从眼镜框801、首饰、衣服或靠近天线的其它物 品传输功率。

在本发明的某些实施例中，横截面视图800可以是俯视图，其中支持 电子器件802设置在眼镜框801的侧面附近。在其它实施例中，横截面视 图800可以是侧视图，使得支持电子器件802设置在眼镜框801的侧面的 顶部和底部附近。嵌入式光源804的数目和嵌入式光源804环绕补充性接 触镜片805周边的排列可以变化。嵌入式光源804包括先前描述的发光二 极管(LED)或发出用于光治疗的光806的其它光源804。

在某些实施例中，光源804可将光806导入补充性接触镜片805的内 部，其中光源804可以嵌入或放置在接触镜片的表面上。光806可被导入 光散射区域(未示出)中，所述光散射区域包括衍射性质、折射性质、反射性 质、或衍射性质、折射性质、反射性质的任何组合。光散射区域可以在补 充性接触镜片805的周边区内形成环。照射到光散射区域上的光806造成 光806通常广泛地分散到眼睛808的角膜807上。

在某些优选的实施例中，补充性接触镜片805还可以包括介于围绕镜 片周边的光散射区域和在镜片的中心部分中的光学区之间的内部屏障，并 具有如前所述的光散射性质。

天线或天线系统可以充当用于接收信号的装置、用于传输信号的装 置、电感耦合装置、或它们的任意组合。天线的功能决定了其设计以及其 支持电路。例如，天线可以联接到接收器单元、发送器电路、电感耦合电 路、或它们的任何组合。基本上，天线为如下电装置：其将电磁波形或电 信号转换为不同的电信号。图9A和图9B的讨论聚焦于包含天线系统的示 例性组件，并且图9C代表了根据图9A和9B的示例性组件的天线和接收 器电路的框图。

现在参见图9A，描绘了根据本发明的某些实施例的一个示例性的天线 系统。电路板904A可以与通电的生物医学眼科装置的一种或多种部件一起 使用，诸如生物标记传感器、光源和／或眼科镜片的光学镜片组件。电路板 904A包含顶侧导电性互连迹线912A1和底侧导电性互连迹线912A2(以虚 线显示)、用于在顶侧和底侧之间进行电连接的通孔或通路918A、安装垫 914A、中心开口916A和一个或多个螺旋天线结构920A。但是，在某些实 施例中，单环天线可以是适当的。一个或多个螺旋天线结构920A中的每一 个可以包括在电路板904A的顶侧或底侧中的任一个或两个中形成的一圈或 更多圈线材、导电迹线等。如果在相对两侧上采用多个天线，那么通孔或 通路908A可以用来在它们之间进行连接。应当理解，电路板904A可以包 括额外的金属层，并且所述层的任意组合可以用来构造螺旋天线结构 920A。可替代地，天线结构可以嵌在内导电层上，其它导电层位于天线结 构920A的上方和／或下方。

现在参见图9B，描绘了根据本发明的某些实施例的另一个示例性天线 系统。如前一个实例一样，电路板904A可以与通电的生物医学眼科装置的 一种或多种部件一起使用，诸如生物标记传感器、光源和／或眼科镜片的光 学镜片组件。电路板904B包含顶侧导电性互连迹线91281和底侧导电性互 连迹线91282(以虚线显示)、用于在顶侧和底侧之间进行电连接的通孔或 通路918B、安装垫914B、中心开口916B和多匝环天线920B。但是，在 某些实施例中，单环天线可以是适当的。多环天线920B包含在电路板 904B的顶侧或底侧中的任一个或两个中形成的两圈或更多圈线材、导电迹 线等。如果在相对两侧上采用多个天线，那么通孔或通路908B可以用来在 它们之间进行连接。应当理解，电路板904B可以包括额外的金属层，并且 所述层的任意组合可以用来构造多匝环天线920B。

在描述天线和接收器电路的一个示例性框图之前，重要的是，注意 到，随后阐述和描述的电路可以多种方式实现。在一个示例性实施例中， 电路可以利用离散模拟部件实现。在另一个示例性实施例中，电路可以实 现为集成电路或集成电路和离散部件的组合。在另一个替代性的示例性实 施例中，电路或具体功能可以经由在微处理器或微控制器上运行的软件实 现。

现在参见图9C，示出了根据本发明的某些实施例的天线和接收器电路 的框图表示。无线电接收器电子电路900C可以包括天线匹配电路904C、 接收器电路906C、控制器908C、致动器910C、电池912C和功率管理电 路914C。在该示例性的构型中，天线904C可以适于接收电磁信号901C， 并且将接收到的电信号提供给天线匹配电路904C。天线匹配电路904C可 以包括平衡源和载荷之间的阻抗所需的任何合适的电路，以最大化功率传 输和／或最小化来自载荷反应。基本上，天线阻抗为天线上任一点处的电压 与电流之比，并且对于有效的操作，天线阻抗应当与载荷匹配，从而采用 匹配电路。

因此，匹配电路904C可以用来提供天线902C和接收器电路906C之 间的阻抗匹配，以优化功率匹配、噪声匹配或其它匹配条件，这是无线电 和电路设计领域中已知的。接收器电路906C可以包括处理由天线902C接 收到的调制信号并且向控制器908C提供调制信号所必需的任何合适的电 路。为了清楚起见，调制涉及改变信号或电磁波形的一个或多个特性。例 如，波形可以是振幅调制的(AM)、频率调制的(FM)或相位调制的(PM)。在 某些实施例中，还可以实现其它形式的模拟和数字调制。

另一方面，解调可以包括从调制的载波提取初始信息承载信号。该解 调信息信号可以向控制器908C提供指令。控制器908C继而可以基于解调 的信号向致动器910C提供控制信号，以控制致动器910C的状态或操作。 所述控制信号可以进一步基于控制器的任何内部状态(例如，以实施控制规 则)和／或联接到控制器的任何其它电路(例如，以实施反馈控制系统，或者 基于其它信息(诸如基于传感器数据的信息)来改变致动器操作)。

电池912C提供用于电子电路900C中需要能量的部件的电能量源。功 率管理电路914C可以适于从电池912C接收电流，并且调整和调节该电 流，以提供能操作的输出电压，该输出电压适合用于电子电路900C中的其 它有源电路。控制器908C还可以用来控制接收器电路906或接收器900C 中的其它电路。天线902C可以包括例如前文所述构造中的一种或多种。其 它实施例可以包括单匝环天线、多匝环天线、螺旋天线、线圈天线子组 件、叠芯构造或装置或它们的合适组合。

如相关领域中已知的，天线与接收和／或发送电路之间的优选功率传输 方法可能需要匹配天线中存在的阻抗和电路中存在的阻抗。基本上，当天 线和电路阻抗的电抗性成分被取消且阻抗的电阻成分相等时，产生合适的 功率传输。可以引入匹配电路，以将天线联接到电路，使其均满足最佳功 率传输标准，从而允许在天线和电路之间形成最佳功率传输。作为另外一 种选择，可以选择不同的标准以优化不同的参数，例如电路的最大电流或 电压。匹配电路是本领域中众所周知的，并且可以利用离散电路部件(诸如 电容器、感应器和电阻器)或者利用导电性结构(诸如电路板中提供期望阻抗 特性的迹线)实现。

小RF环天线的阻抗通常在20-50纳亨之间，并且匹配部件电子管的电 容器在0.5-10皮法的范围内，感应器在3-50纳亨的范围内。感应充电线圈 的阻抗通常在100纳亨和5纳亨之间，并且用于调谐电路的相关的电容器 在20-100皮法之间。

致动器910C可以包括任意数量的合适的装置。例如，致动器910C可 以包括任何类型的机电装置，例如泵或换能器。致动器还可以包括电装 置、化学释放装置或它们的任何组合。致动器910C可以用受控制的装置代 替或者包括受控制的装置，例如，用于递送光治疗的光源或二极管阵列或 任何其它合适的显示器或用户界面。

电池912C可以包括如前所述的用于存储电能的任何合适的装置。在 替代性的示例性实施例中，如上面关于RF能量获取或近场电感耦合所解释 的，可能不需要电池。作为另外一种选择，机械振动和类似手段可以用来 产生或收获功率。

功率管理电路914C可以包括额外的电路，以用于除了调节电池912C 的输出之外的各种功能。例如，功率管理电路914C可以包括用于监测多种 电池参数(诸如电荷)的电路，防止电池的过放电，和／或监督电子电路900C 的启动和关闭。

现在参见图10，描绘了可以用于实现本发明的某些实施例的控制器 1000的框图。控制器1000包括处理器1010，所述处理器1010可以包括一 个或多个联接到通信装置1020的处理器部件。在一些实施例中，可以使用 控制器1000将能量传输至置于通电的生物医学眼科装置中的能量源、传感 器和／或光源。

所述控制器可以包括一个或多个联接到通信装置的处理器，所述通信 装置被配置成经由通信通道传递能量。所述通信装置可以用于对数字数据 向／从眼科装置的传输的电子控制和／或结合到眼科镜片中的光源或其它部件 的控制。

通信装置1020还可以用于(例如)与一个或多个控制器设备或制造设 备部件通信。处理器1010还与存储装置1030通信。存储装置1030可以包 括任何合适的信息存储装置，包括磁存储装置、光存储装置和／或半导体存 储装置(诸如随机访问存储器(RAM)装置和只读存储器(ROM)装置)的组 合。

存储装置1030可以存储用于控制处理器1010的程序1040。处理器 1010执行程序1040的指令，并由此根据本发明运行。存储装置1030还可 以将数据(例如，眼科数据、地理数据、传感器数据和相关数据)存储在 一个或多个数据库中。所述数据库可以包括定制的能量源和光源设计、以 及用于控制通向或来自能量源、传感器和光源的能量的特定控制序列。

结论

已经描述了本发明的许多实施例。尽管本说明书含有许多具体的实现 细节，它们不应解释为对任何发明的范围或可能要求保护的主题的范围的 限制，而是作为对本发明的特定器械实施例特有的特征的描述。

在本说明书中在不同实施例背景下描述的某些器械和镜片部件也可以 在单个实施例中组合实现。反过来，在单个实施例背景下描述的各个特征 也可以在多个实施例(单独地或者以任何适当的子组合)中组合实现。此 外，尽管在上文中可将特征描述为以某些组合起作用并且甚至一开始就这 样要求保护，在某些情况下，要求保护的组合中的一个或多个特征可以从 该组合中分离，并且要求保护的组合可以导出子组合或子组合的变型。

类似地，尽管在附图中以特定顺序示出方法步骤，但不应理解为要求 以示出的特定顺序或以相继次序执行这样的方法步骤，或者要执行所有示 出的操作，以实现所期望的结果。在某些情况下，多任务处理和平行处理 可能是有利的。此外，上述实施例中的各种器械部件的分离不应理解为在 所有实施例中都需要这种分离，并且应当理解，所描述的器械部件和方法 步骤通常可以一起集成到单个器械或方法中或用在多个器械或方法中。

因而，已经描述了主题的特定实施例。其它实施例在下述权利要求的 范围内。在某些情况下，可以不同的顺序执行在权利要求中陈述的方法步 骤，并且仍然实现所期望的结果。另外，在附图中描述的过程不一定要求 显示的特定次序或先后次序以实现所期望的结果。尽管如此，应该理解， 可以做出不同的改变而不脱离要求保护的发明的实在和范围。