CN103458775A - 用于检测眼科疾病和/或脑部疾病的设备和方法 - Google Patents

Abstract

监测至少一个生物力学眼科参数的系统，包括：测量设备（1），适于放置在患者的眼睛上或植入患者的眼睛内，以测量所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数；记录设备（6），用于从所述测量设备（1）获得表示所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数的瞬时值的测量数据，其中记录设备适于以一个预定频率获得所述测量数据，该预定频率等于或大于所述至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍。方法包括：利用适于放置在患者的眼睛上或植入患者的眼睛内以测量所述眼睛的至少一个生物力学眼科参数的测量设备（1）监测患者的眼睛的至少一个生物力学眼科参数；从测量设备（1）获得以预定频率测量的表示眼睛的至少一个生物力学眼科参数的值的多个测量数据，其中预定频率等于或大于至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍；至少部分地自动分析多个测量数据以确定眼睛的眼科状况。

Description

用于检测眼科疾病和/或脑部疾病的设备和方法

本发明涉及用于监测生物力学眼科参数和/或用于检测和/或诊断眼科疾病的设备和方法。而且，由于眼睛与脑相连，因此对这些眼科参数的监测（特别是对眼内压的监测）可以根据本发明被用于检测和/或诊断脑部疾病，例如像头痛或颅内压增高。本发明具体涉及一种包括可以被放置在使用者眼内的设备的系统，以在延长的时间段内（例如在一个具体活动期间、药物滴注期间等）监测一个或多个眼科参数（包括例如眼内压）的具体特性，例如眨眼图样、快速眼睛运动图样和/或脉动图样。

用于在一个时间段内测量眼内压（IOP）的设备是本领域已知的。这些设备通常包括用于持续测量所述IOP的压力传感器，该压力传感器例如被嵌入在以非侵入方式放置在患者眼睛上的隐形眼镜内，或者被嵌入在植入患者眼睛内的支持器内。这些设备还包括用于在一个时间段内以给定的间隔从所述传感器获取IOP数据的接收单元和遥测系统。如果需要，所测量并且记录的IOP值例如被平均和/或滤波，然后由医生解释，以检测可能导致青光眼的升高的眼内压，青光眼导致视力逐渐丧失。

现有技术中所描述的系统例如被设计成在几秒期间的每一秒测量几个IOP值，且在某一个时间段——通常最高达24小时——内每隔几分钟就执行该测量周期一次，以获得所述IOP的生理节奏的分布图（profile）或随昼夜差异而变化的分布图。

本发明的目的是提供一种包括以高分辨率对生物力学眼科参数进行近乎实时测量的系统，所述生物力学眼科参数例如包括但不局限于IOP分布图、眨眼和/或快速眼睛运动。

本发明的另一目的是提供如下一种方法，该方法计算和分析所记录的数据，以诊断眼科疾病和/或以确定合适的治疗和/或以跟踪患者并且利用定制的治疗控制疾病，所述眼科疾病例如但不局限于青光眼、后部缺血性视神经病变、行为障碍、睡眠障碍。

这些目的和其他优点采用根据相应的独立权利要求的系统和方法来实现。

这些目的尤其通过用于监测至少一个生物力学眼科参数的系统实现，所述系统包括：一个测量设备，该测量设备适于被放置在患者的眼睛上或适于被植入到患者的眼睛内，以测量所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数；一个记录设备，用于从所述测量设备获得表示所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数的瞬时值的测量数据，其中所述记录设备适于以一个预定频率获得所述测量数据，所述预定频率等于或大于所述至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍。

这些目的还尤其通过如下一种方法实现，所述方法包括：利用一种适于被放置在患者的眼睛上或适于被植入患者的眼睛内以测量所述眼睛的至少一个生物力学眼科参数的测量设备来监测患者的所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数；从所述测量设备获得以预定频率测量的表示所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数值的多个测量数据，其中所述预定频率等于或大于所述至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍；至少部分地自动分析所述多个测量数据，以确定所述眼睛的眼科状况。

因此，本发明的系统和方法允许以高分辨率在多种情况下（例如在患者的正常活动期间、在一个具体事件之前以及之后等）持续地监测一个或多个眼科参数（例如IOP），以允许精细且可靠地分析眼睛的状况。

在一些实施方案中，本发明的系统包括一个非常灵敏且准确的传感器，例如压力传感器，所述传感器允许实现精确且准确地测量IOP。根据本发明，通过将IOP测量值的准确度、灵敏度和频率最大化，可以观察和测量生物力学参数，利用现有技术的系统不能测量所述生物力学参数。因此，本发明的系统和方法允许测量、计算和分析生物力学眼科参数，例如但不局限于眨眼和/或眼内压的脉动图样、快速眼睛运动阶段期间的眼睛运动等。

通过阅读下面借助附图例示的描述，将会更好理解本发明，在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施方案的用于在一个时间段内测量生物力学眼科参数的设备。

图2示出了根据本发明的一个实施方案的用于监测生物力学眼科参数和/或用于检测和/或诊断眼科疾病的系统，该系统包括图1的设备。

图3示出了眼睛对一次眨眼刺激的生物力学响应的一个实施例。

图4示出了眼睛在多种条件下对一次眨眼刺激的响应的多个实施例。

图5示出了眼内压的脉动图样的一个实施例。

图6示出了在觉醒时段期间的眨眼图样的一个实施例。

图7示出了在一个延长时间段内的眨眼图样的一个实施例。

图8a和8b部分地示出了根据本发明的一个实施方案的一种用于测量快速眼睛运动的系统。

图9示出了在睡眠时段期间的快速眼睛运动的典型的图样。

图10A-D示出了由多种事件引起的被监测的生物力学眼科参数的变化的实施例。

在一些实施方案中，本发明涉及一种用于测量和/或监测一个或多个生物力学眼科参数的设备、系统和方法，以例如确定患者的眼睛对多种事件和/或情况的响应，所述多种事件和/或情况例如包括但不局限于一次眨眼刺激、眼内压的脉动、睡眠时段期间的快速眼睛运动、药物或药剂的使用、患者的身体活动等，本发明利用能够在一个延长的时间段内持续地且准确地测量至少一个生物力学眼科参数（例如包括但不局限于眼内压、眼角膜曲度和/或眼睛的微小位移）的系统，所使用的频率是待要测量的所述至少一个生物力学眼科参数的变化频率的至少两倍，例如为至少10Hz。在一些实施方案中，本发明还描述了一种系统，该系统包括具有预编程算法或者在其上的计算机程序的计算机，当计算机程序在计算机上运行时，能够显示、分析和处理所测量的数据，从而给出例如与眼睛的眼科状况有关的基本信息。

图1示意性地示出了根据本发明的实施方案的用于在一个时间段内测量至少一个生物力学眼科参数的设备1的一个实施例。设备1例如包括至少一个传感器2，例如压力传感器，所述传感器适于测量生物力学眼科参数，例如眼内压（IOP）。传感器2附接至支持器3，优选地固定附接至支持器3。支持器3适于将传感器2放置成与患者的眼睛直接接触或间接接触，以允许传感器2测量相应的参数。在示出的实施方案中，支持器3是隐形眼镜，例如软质隐形眼镜，传感器2例如被嵌入在所述隐形眼镜内，且被定位为使得当患者如同佩戴常规隐形眼睛那样佩戴设备1时，传感器2与眼睛的表面直接接触或间接接触。

在其他实施方案中，所述设备是可以利用例如已知的外科手术方法植入眼睛内以测量至少一个生物力学眼科参数的可移植设备，所述支持器因此适于被植入眼睛内。

传感器2是适于测量所述至少一个眼科参数的任何类型。在示出的实施例中，传感器2例如是一个MEMS（微机电系统）形式的压力传感器，例如一种带有膜片和压力腔的压阻式压力传感器或压电式压力传感器，该膜片和压力腔产生可变电阻以检测由施加于所述膜片上的压力引起的应变。然而，其他类型的传感器，例如但不局限于其他类型的压力传感器，在本发明的框架内也是可能的。在一些实施方案中，传感器是例如嵌入在隐形眼镜（优选是软质隐形眼镜）形式的支持器内的、采用至少一个有源应变仪和至少一个无源应变仪的压力传感器，所述压力传感器允许实现IOP的和/或眼球力学变形的精确且准确的测量值。

在示出的实施方案中，所述设备还包括：通信装置4，例如允许从设备1进行无线通信和/或无线通信至设备1的天线；以及一个微控制器5。微控制器5例如为传感器2供电，从传感器2读取与至少一个测量参数的值对应的测量数据，可选择地至少临时存储测量数据和/或通过通信装置4发送测量数据，例如通过所述天线将测量数据无线地发送至外部设备。在其他实施方案中，所述通信装置包括有线通信装置。通信装置4和微控制器5优选地固定附接至支持器3，例如嵌入在支持器3内。

图2示意性地示出了根据本发明的实施方案的用于监测至少一个生物力学眼科参数和/或用于检测和/或诊断眼科疾病的系统的一个实施例。

所述系统包括：如上文参照图1所描述的一个测量设备1，例如是带有压力传感器的软质隐形眼镜的形式；一个便携式记录设备6，用于在监测时间段期间与测量设备1通信和/或存储收集的信息；以及一个计算设备7，例如一台计算机，用于存储、分析、计算和/或显示通过便携式通信设备6收集并且存储的数据。

便携式记录设备6包括用于与压力测量设备1通信的第一通信接口。所述第一通信接口例如是包括天线63的无线通信接口，所述天线63在使用者佩戴测量设备1时被有利地放置在测量设备1附近。天线63例如被集成在眼镜内（未在图上表示）和/或被集成到例如一次性使用的、柔性的和低过敏性的眼罩内（也未在图上表示），所述眼镜或眼罩在监测时间时段期间由使用者佩戴。然而，在本发明的框架内，在使用者佩戴测量设备时用于将天线63放置在距测量设备1合适距离处的其他装置也是可能的。

便携式记录设备6还包括用于与计算设备7通信的第二通信接口。

根据本发明的实施方案，当监测所述至少一个生物力学眼科参数时，使用者佩戴测量设备1并携带便携式记录设备6，佩戴测量设备1是通过就像任何常规隐形眼镜一样将隐形眼镜形式的支持器放置在他的或她的眼睛上、或者通过将可移植形式的设备预先植入他的或她的一只眼睛内，携带便携式记录设备6是例如在口袋内携带便携式记录设备6、或通过将便携式记录设备6悬挂在他的或她的颈部周围。天线63被放置为尽可能靠近使用者的佩戴测量设备1的眼睛，以允许在测量设备1和记录设备6之间建立第一通信信道150，例如无线通信信道。在无线通信的情况下，天线63优选地被定向在尽可能与测量设备1的天线的平面平行的平面中，以允许通过通信信道150对微控制器和/或压力传感器有效供电，通信信道150例如是近距离感应通信信道（closedistance inductive communication channel）。天线63例如被集成到眼镜内和/或被集成到包围着眼睛的眼罩内，例如被集成到一次性的、柔性的和低过敏性的眼罩内，和/或被集成到帽（cap）、帽子（hat）内或被集成到使用者穿戴的其他衣服或配件内。优选地，当使用者佩戴着测量设备1和便携式记录设备6二者时，天线63位于测量设备1的天线中央。便携式记录设备6的天线63的直径优选地大于测量设备1的直径。便携式记录设备6的天线63的形状例如是圆的、椭圆形的、矩形的、多边形的或任何其他适当的形状。便携式记录设备6的天线63的形状优选地适合于其附接至的设备（例如眼镜、眼罩、衣物等）的形状。

根据一些实施方案，当监测所述至少一个生物力学眼科参数时，便携式记录设备6以例如规则间隔开的时间间隔通过第一通信信道150向测量设备1供电，且例如通过测量设备1的天线收集由所述微控制器发送的数据。

所收集的数据例如包括来自传感器的电信号、和/或基于例如所述传感器的电信号通过测量设备1的微控制器计算的至少一个被监测的生物力学眼科参数的值。在一些实施方案中，所收集的数据被存储在便携式记录设备6的内部存储器内。

所述至少一个生物力学眼科参数例如以预定频率被测量。

在一些实施方案中，预定的测量频率等于或高于待要监测的至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍。因此所述预定频率例如取决于监测的最后结果。所述预定频率例如取决于引起被测量的至少一个生物力学眼科参数变化的事件的已知频率或假定频率。

在一些实施方案中，所述预定频率被选择以允许实现对所述至少一个生物力学眼科参数的变化的精确且详细的表示。因此预定的测量频率例如在10Hz至20Hz的范围内，以允许精确地表示所述至少一个生物力学眼科参数在短时间段内的变化，例如在一次眨眼期间所述参数的变化。

所述至少一个生物力学眼科参数例如在一个延长的时间段内以预定频率被测量，所述延长的时间段例如是数秒钟、数分钟或数小时，这例如取决于需要被分析的至少一个参数的变化和/或取决于需要进行的诊断。在一些实施方案中，所述至少一个生物力学眼科参数在有限的时间段内以预定频率被测量，所述有限的时间段例如是若干秒钟或若干分钟，其中有限的测量时段例如以规则的间隔重复或者在触发时（例如在某一具体事件发生时）重复。

因此，本发明的方法允许在延长的时间段内精确地监测所述至少一个参数的变化，所述延长的时间段包括晚上，当使用者睡眠时。

在某些时刻，例如一天一次、一周一次或者一月一次，使用者和/或专业人员通过第二通信信道160将便携式记录设备6连接至计算设备7，例如计算机，所述第二通信信道160例如是无线通信信道，例如蓝牙、Wi-Fi或者任何其他合适的无线通信信道。然而，第二通信信道160也可以是任何合适的有线通信信道。一旦将便携式记录设备6连接至计算设备7，便携式记录设备6的内部存储器中收集和存储的数据就通过第二通信信道160被转移到计算设备7以进行进一步分析，例如以检测和/或诊断眼科疾病，和/或以在监测时段期间控制随后进行的医学治疗的效果，确定其功效和/或在需要的情况下可能将其调整。

在一些实施方案中，在计算设备7上运行的一个或多个计算机程序的帮助下，自动执行至少一部分数据分析和/或相应决定。特别是，通过至少部分地自动分析在监测时段期间测量的至少一个眼科参数的变化，执行检测、诊断、控制、确定和/或调整。在一些实施方案中，随时间所测量的变化被例如与典型变化图表比较，所述典型变化图表例如是与健康眼睛或标准眼睛的变化图表相对应的变化图表。所测量的图表与样本图表之间的任何显著差异都被例如自动检测和/或分析，以可能地诊断眼科疾病。被监测的至少一个眼科参数的测量值和/或针对健康眼睛或标准眼睛的所述至少一个眼科参数的典型值例如被显示为二维图中的一个或多个曲线，其中纵轴表示所述至少一个眼科参数的值，横轴表示时间。

本领域的普通技术人员应理解，在上文和下文的实施例中，在图的坐标轴上或通过图的坐标轴表示被测量的和/或被监测的眼科参数的值或描述所述值可意味着：例如在所述坐标轴上报告根据在测量时段和/或监测时段期间从相应的传感器接收的至少一个信号(例如电信号)所预先计算出的所述眼科参数的值，或者在所述坐标轴上直接报告表示待要被监测的眼科参数的值的电信号的值。

类似地，分析所述至少一个眼科参数的测量值可意味着分析根据从相应的传感器接收的电信号所预先计算出的所述参数的值，或分析从相应的传感器接收的电信号的值。

在一些变型实施方案中，所述监测系统包括两个测量设备，以允许例如在延长的时间段内同时监测患者的两个眼睛。优选地，两个测量设备同时地和/或二者择一地与相同的便携式记录设备6通信，便携式记录设备6例如连接至两个天线和/或包括两个天线。因此，所述便携式记录设备优选地存储或记录从两个眼内测量设备接收的数据。

在一个实施方案中，本发明的方法例如允许通过在至少一个眨眼周期期间监测眼睛的眼内压（IOP）以及测量、显示、分析和/或表征所测量的数据，来测量、显示、分析和表征眼睛对一次眨眼刺激的响应。在一个自然眨眼周期期间，眼睑按摩眼睛的角膜表面，因此引起眼睛的生物力学刺激。这些刺激在眼睛内产生生物力学响应，例如角膜曲度的改变和IOP的快速变化。所述响应取决于眼睛的眼科状况而不同。根据本发明，持续地且精确地测量眼睛对一次眨眼的响应因此允许收集与眼睛的眼科状况有关的有用指示，从而进一步帮助诊断眼科疾病。

图3示出了眼睛对一次眨眼刺激的典型的生物力学响应。该生物力学响应通过例如直接处理眼内压的值并且在二维图中显示眼内压的值而获得，所述眼内压的值由本发明的测量设备测得，在二维图中，横轴描述经过的时间，纵轴描述IOP值，或者如上文解释的所述生物力学响应通过直接报告从相应的传感器获得的且表示IOP的电信号（例如，电压）的值而获得。

曲线11示出了健康眼睛或标准眼睛的典型的三阶段响应。静息压力（resting pressure）12是只要没有任何东西扰乱就维持在眼睛内的眼内压。上升阶段13的特征是突然急速上升达到峰值14，峰值14表示在一次眨眼刺激期间由角膜上的眼睑压力导致的眼睛内部的眼内压的最大增长。在达到峰值之后，眼内组织的放松导致眼内压突然减小和稳定。该第二阶段被称作下降阶段15，在该阶段眼内压减小至其初始值，通常末尾低于其静息压力12且在逐渐返回到其静息压力之前保持某一时间段。该第三阶段也是最后阶段被称作稳定阶段16。下冲（undershoot）峰值17表示在一次眨眼刺激期间眼睛内部的最小眼内压。负压力间隔18表示在一次眨眼刺激期间发生于眼睛内部的从基线静息压力开始的总的眼内压下降。正压力时段19表示所述上升阶段和所述下降阶段之间经过的时间段（被限制于当眼内压达到其初始值的时间）。正压力间隔111表示在一次眨眼刺激期间发生于眼睛内部的从基线静息压力12开始的总的眼内压增加。响应时段110表示在上升阶段13和稳定阶段16末尾之间的时间段。

已注意到，眼睛对一次眨眼刺激的生物力学响应在一些状况下可能不同。根据本实施方案，本发明的方法被用于例如通过将响应与参照值比较来检测眼睛的不同的病理。图4示出了可能涉及非健康眼睛的眼睛响应的三个实施例。曲线20示出了负压力间隔大的一个响应。曲线21示出了正压力时段和稳定时段都长的一个响应。曲线22示出了正压力时段非常长且没有下冲或负压力间隔的一个响应。

根据本发明的实施方案，利用如上文结合图2中示出的实施例所描述的监测系统，从而例如在一个给定的时间段内（例如在若干秒钟、若干分钟或更多时间期间）监测患者的眼睛的眼内压（IOP），其中测量设备1的传感器是压力传感器。在确定的监测时段期间测量的IOP值被上传到所述系统的计算设备7中，且例如被显示为表示在包括至少一个眨眼周期的时间间隔内的IOP变化的曲线。在计算设备7上运行的相应计算机程序的帮助下，通过所述计算设备7分析（优选地自动分析）在至少一个眨眼周期期间所测量的IOP的变化。分析测量的数据的步骤例如包括自动地计算和/或测量至少一个指示符（indicator）的值。根据本实施方案，所述至少一个指示符选自如下一组指示符，该组指示符包括例如在一个眨眼周期期间的IOP变化的负间隔、正压力时段、稳定时段和/或负压力间隔。然后所计算的指示符值和/或测量的指示符值被例如与针对健康眼睛的相应指示符的典型值进行比较，例如通过计算系统7自动地比较。如果在被监测的眼睛的至少一个指示符的值与相应的指示符的一个目标值或目标值范围之间检测到显著差异，例如通过计算系统7自动地计算，则生成指示被监测的眼睛的可能不健康状况的消息，且该消息可能由计算设备7显示。在一些实施方案中，计算系统7进一步自动地分析明显的一个差异或多个差异，且自动地确定可能造成这些差异的被监测眼睛的状况，例如高的眼内压状况。

在变体实施方案中，计算设备7在若干个眨眼周期内执行上述的计算和分析，以确认或无效在第一眨眼周期期间基于IOP变化执行的分析和/或诊断。

在另一个实施方案中，本发明的方法例如允许测量、显示、分析以及表征睡眠期间和/或白天多次眨眼之间眼内压的变化图样。因此，在白天和/或晚上期间的若干个小时期间监测患者的眼睛的眼内压。除由心博引起的眼内压脉动——眼内压脉动以与心博相同的频率发生——之外，本发明的监测系统和方法允许测量在睡眠的某些时段和/或白天期间发生的其他的眼内压脉动。这些其他眼内压脉动具有更高的幅值，因此比由于心博引起的脉动具有更低的频率。这些其他眼内压脉动由供应至视神经的血液产生。在患者睡眠期间和/或在白天期间的多个眨眼周期之间持续地且精确地测量这些其他脉动的图样因此提供了对眼睛的眼科状况的有用指示，从而进一步帮助诊断眼科疾病例如后部缺血性视神经病变。

图5示出了在若干个心搏内和多个眨眼周期之间——即，或者是在晚上当患者睡着时，或者是在白天期间的多个眨眼周期之间——眼内压的典型脉动图样。通过将借助于嵌入在测量设备中的传感器测量的眼内压的值显示为二维图获得该图样，在二维图中，横轴描述经过的时间，纵轴描述IOP值。散点图（scatter graph）30示出了具有平均脉动幅值31以及通过两个脉冲32之间的时间间隔给出的脉动频率的脉动图样。通过将所述脉动幅值和所述脉动频率与基线值进行比较，可以预先检测和治疗神经性视神经缺血。

根据本发明，在一个延长的时间段内（例如在晚上当患者睡着期间）测量的IOP值被上传到计算设备7中，并且被至少部分地自动分析以及与例如健康眼睛的典型值比较，以自动检测显著差异、自动确定造成检测到的差异的状况，和/或自动诊断与所述确定的状况相关的病理。

在另一个实施方案中，本发明的方法例如允许测量、分析以及表征唤醒时间期间多个眨眼周期的图样，更精确而言是允许测量、分析以及表征在监测时间内的频率分布和幅值分布。在一个眨眼周期期间，眼睑正在按摩眼睛的角膜表面，因此导致眼睛的生物力学刺激。这些刺激影响角膜曲度和眼睛内的眼内压，通过本发明的系统能够持续地测量和分析所述角膜曲度和所述眼睛内的眼内压。根据本发明，计算设备例如具有预编程算法、计算机程序，用于分析和/或显示测量的数据和/或用于帮助诊断眼科疾病和/或脑部疾病。

图6示出了例如在白天期间测量的在唤醒时间期间患者的多个眨眼周期的典型图样。该图样通过以二维图形式显示借助于嵌入在本发明的系统的测量设备中的压力传感器所测量的眼内压的值而获得，在该二维图中，横轴描述经过的时间，纵轴描述IOP分布图。散点图40示出了具有不同峰值的图样，每个峰值表示眼睛的一次眨眼。由第一峰值46表征的第一眨眼具有由其幅值43表示的第一眨眼强度。由第二峰值47表征的第二眨眼具有由其幅值44表示的第二眨眼强度。第一峰值46和第二峰值47之间经过的时间41表征眨眼频率。根据本发明的实施方案，所述眨眼幅值和频率通过本发明的系统的计算设备例如被自动地确定、被平均并且与基线值比较和/或它们被用于触发眼睛的任何异常活动。眨眼图样的图解表示法示出了患者眨眼的定性分布和定量分布。当患者正在不同状况下执行不同活动时，在白天不同时段期间可以监测所述分布。然后，通过所述系统的处理设备至少部分地自动处理收集的IOP数据，且所收集的IOP数据例如被显示以例如给医生提供有价值的信息，从而帮助诊断眼科疾病和/或脑部疾病。眨眼图样的图解表示法例如也被用于分析在某些活动期间患者的行为障碍。

在另一些实施方案中，本发明的方法允许利用眨眼测量值来测量、分析以及表征觉醒时段图样和睡眠时段图样。

图7示出了在一个延长的时间段内多个眨眼周期的典型图样。通过利用本发明的监测系统的计算设备在二维图中显示借助于嵌入在所述测量设备中的传感器所测量的眼内压的值获得所述图样，在所述二维图中横轴描述经过的时间，纵轴描绘了IOP分布图。散点图50示出了具有不同峰值的图样，每个峰值表示眼睛的一次眨眼。具有预编程算法、计算机程序的计算设备分析和/或显示测量值。因此，所述计算设备例如被编程成为当两个连续的眨眼之间的平均经过时间53较短或低于一个阈值时，自动地确定对象醒着；当两个连续的眨眼之间的平均经过时间54上升到阈值之上时，自动地确定对象睡着。在另一步骤中，测量觉醒时段51的长度和睡眠时段52的长度以例如自动地诊断睡眠障碍，例如在非常短的睡眠时段或其他预先查明的症状的情况下。

在其他实施方案中，本发明的系统和方法例如允许测量、分析以及表征对象的快速眼睛运动图样。在睡眠期间，快速眼睛运动（REM）是由眼睛的快速运动表征的睡眠的正常阶段。成人中的REM睡眠通常占总睡眠的20-25%，大约90至120分钟的晚间睡眠。在正常晚间睡眠期间，人类通常经历大约四个时段或五个时段的REM睡眠，这四个时段或五个时段的REM睡眠在晚间睡眠开始时相对短且在邻近结束时较长。在REM期间，脑神经元的活动与唤醒时间期间的脑神经元的活动十分相似；由于该原因，REM睡眠阶段可以被称为异相睡眠。对于怀疑有睡眠障碍的患者而言，能够分析和表征REM会是非常有益的。

图8a示意性地示出了佩戴有隐形眼镜形式的本发明的系统的测量设备1的眼睛60，该测量设备1以眼睛60的瞳孔64为中心。测量设备1包括：至少一个传感器2，例如压力传感器，该传感器2适于测量生物力学眼科参数例如眼内压（IOP）；一个微控制器5；以及一个次级线圈天线4，该次级线圈天线4嵌入在支持器3中，支持器3例如为软质隐形眼镜。微控制器5例如将传感器的模拟测量值转换成数字数据，并且例如遵循适当的通信协议经由天线4将它们无线传输至记录设备。

所述记录设备优选地位于距眼睛的近距离处，例如以外部眼罩的形式被放置在对象的眼睛周围，和/或至少部分地集成到眼镜内或附接到眼镜。所述记录设备还包括：一个天线63，例如线圈天线；一个微控制器66；以及一个第二通信接口67，用于例如与计算设备通信。指令69的传输是从所述记录设备的天线63发送且被测量设备1的天线4接收。电能通过电磁感应从所述记录设备传输至测量设备1。流经初级线圈天线63的电流形成作用于测量设备1的次级线圈天线4的磁场，因此在次级线圈天线4内生成电流。随着与初级线圈天线63的距离的增大，和/或随着初级线圈天线63和次级线圈天线4之间的相对对准的减少，越来越多的磁场没有到达次级线圈天线4，因此减少了感应能量的量。通过微控制器5测量由测量设备1的次级线圈天线4接收的感应能量的量，该感应能量的量被转换成数字数据68，并与借助于嵌入在测量设备1中的压力传感器生成的数据一起传输回所述记录设备。如图8b所示，眼睛的任何运动产生测量设备1的位移71。该位移71引起次级线圈天线4相对于初级线圈天线63的位移和/或未对准，因此减少了测量设备1中感应的能量的量。该新的能量的量被微控制器5测量，被转换成数字数据68且被传输回所述记录设备。测量设备1中感应的能量的变化与眼睛运动的幅值直接成比例，且可以进一步通过无线记录设备被通信至所述计算设备，并被用于至少部分地自动分析以及量化快速眼睛运动和/或眼睛运动相对于眼睛中央位置的幅值。

图9示出了在睡眠时段期间快速眼睛运动的典型图样。该图样例如由本发明的监测系统的计算设备自动生成，通过将表示所述测量设备中感应的能量的变化的值显示在二维图中而获得，二维图中的横轴描述经过的时间，纵轴描述测量设备中感应的能量的变化。曲线80示出了具有不同峰值的图样，每一个峰值表示眼睛的一次运动。由第一峰值81表征的第一眼睛运动具有由测量设备1中感应的能量的变化的幅值86表示的相对位移。由第二峰值82表征的第二眼睛运动具有一个由测量设备1中感应的能量的变化的幅值表示的相对位移。第一峰值81和相继的第二峰值82之间的经过时间83表征快速眼睛运动的频率。根据本发明，具有预编程算法的计算设备分析且显示测量的数据，并且当眼睛的两个连续运动之间的平均经过时间83短或者低于阈值时，确定REM时段85开始，当眼睛的两个连续的运动之间的平均经过时间84上升至高于阈值时，确定REM时段85结束。所述计算设备优选地用图形显示REM，以示出患者的REM的定性分布和定量分布，因此例如给医生提供有价值的信息，从而帮助诊断眼科疾病和/或脑部疾病和/或睡眠障碍。

在一些实施方案中，参照图10A至10D，本发明的方法和系统被用于测量由某一具体事件引起的至少一个生物力学眼科参数的变化，该具体事件例如但不局限于，患者睡醒、睡着、改变位置、摄入某一种具体物质或经受其血压的改变。因此，所述至少一个生物力学眼科参数是使用本发明的测量设备以预定频率在从所述事件之前的某个时间至该事件之后的另一时间的时段内被测量的。然后处理测量的值并且例如将测量的值显示为二维图，在该二维图中，横轴描述经过的时间，纵轴描述测量的生物力学眼科参数或表示该生物力学眼科参数的值。

图10A至10D示出了由发生具体事件引起的根据本发明所监测的生物力学眼科参数的可能变化的多种实施例。在图中，曲线90表示代表被监测的参数的实际测量值，粗纵线91示出了在某一时间具体事件的发生。至少部分地与曲线90重叠的粗横线和/或粗斜线表示在事件之前和/或事件之后被监测的参数的值的变化的斜率92，即，被监测的参数的平均值的变化。

图10A-D示出了由具体事件引起的被监测参数的变化的可能图表的多个实施例，即，可能的斜率92。所述变化例如是在具体事件之前和具体事件之后参数值的持续的且规则的改变。因此斜率92在事件之前和事件之后是持续的，且可以或者是上升的斜率（图10A）或者是下降的斜率。根据另一个图表，变化是被监测的参数值的阶形改变（图10C），而斜率92是如下阶形曲线，该阶形曲线在事件之前具有恒定值，在事件之后具有另一个恒定值，该另一个恒定值或者更高或者更低。在另一个图表中，变化仅是具体事件之后被监测的参数值的持续变化。因此在事件之前斜率92是水平的，在事件之后是上升的或者是下降的（图10B）。在另一个图表中，在事件之前或在事件之后参数没有明显的变化，因此事件之前和事件之后斜率92维持恒定（图10D）。

因此，通过——例如至少部分自动地——分析测量的变化图表，特别是计算的斜率92，可确定且可量化具体事件对被监测的参数值的影响。例如，在事件发生和期望的斜率变化之间有延时的情况下，或在不期望的斜率变化的情况下，可以确定在其上测量参数的眼睛的状况，因此允许例如诊断眼睛的具体状况、测量治疗的进展等。例如，确定并且分析具体参数在入睡/睡醒、改变身体位置等事件左右的斜率是非常重要的，以评估眼睛的生理机能以及其适应变化状况的能力。缺少的或降低的适应能力可能是例如潜在的病理性行为的指示。

在变体实施方案中，本发明的方法和系统被用于监测至少一个生物力学眼科参数的长期进展，例如以评价医学治疗效果和/或评价一种药物对所述至少一种生物力学眼科参数的中长期影响。因此，所述至少一个生物力学眼科参数在医学治疗和/或药物应用时段期间、和/或医学治疗和/或药物应用时段之后被持续地或间隔地测量。在最近的测量时段期间所测量的所述至少一个生物力学眼科参数的值被与先前测量的参数的值进行比较，例如至少部分地自动比较，从而允许确定（例如至少部分地自动确定）一段时间内（例如数天、数周、数月或数年内）测量的参数的正、负或中性进展。

例如，在本发明的用于诊断和/或治疗具有眼科疾病和/或脑部疾病的患者的应用中，和/或在测量物质和/或事件对测量的眼科参数的影响的应用中，上文描述的若干方法可被结合以获得例如但不局限于更可靠的诊断、更好的医学治疗跟踪和/或更准确地认识外部因素对至少一个生物力学眼科参数的影响。

本发明的系统和方法的上述实施方案是示意性的，绝不是限制本发明的实施例。特别是，本发明意在覆盖所有结构变型，其中测量设备、监测系统和测量方法被用于测量眼睛对眨眼刺激、眼内压脉动以及快速眼睛运动等的响应。在一些实施方案中，本发明的系统被配置用于在一段延长的时间段（例如若干个小时）期间以至少10Hz的频率持续地且准确地监测一个或多个生物力学眼科参数，例如眼内压、角膜曲度和/或眼睛的微小位移。根据本发明，所述监测系统包括具有预编程算法的计算装置，例如计算机，能够显示、分析以及处理在监测时段测量的数据，并且提供与眼睛的眼科状况有关的和/或与诊断眼科疾病和/或脑部疾病有关的重要信息。因此，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将本发明的原理和特征应用于各种各样的实施方案。特别是，所述方法的上述实施方案的任意结合在本发明的框架内是可能的。

Claims (33)

1.用于监测至少一个生物力学眼科参数的系统，所述系统包括：

-一个测量设备（1），适于被放置在患者的眼睛上或适于被植入患者的眼睛内，用于测量所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数；

-一个记录设备（6），用于从所述测量设备（1）获得表示所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数的瞬时值的测量数据；

其中所述记录设备适于以一个预定频率获得所述测量数据，该预定频率等于或大于所述至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍。

2.根据前述权利要求所述的系统，其中所述预定频率等于10Hz或大于10Hz。

3.方法，包括：

-利用适于被放置在患者的眼睛上或适于被植入患者的眼睛内以测量所述眼睛的至少一个生物力学眼科参数的测量设备（1），监测患者的所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数；

-从所述测量设备（1）获得以预定频率测量的表示所述眼睛的所述至少一个生物力学眼科参数的值的多个测量数据，其中所述预定频率等于或大于所述至少一个生物力学眼科参数的变化频率的两倍；

-至少部分地自动分析所述多个测量数据，以确定所述眼睛的眼科状况。

4.根据前述权利要求所述的方法，还包括至少部分地自动查明所述眼科状况的对应物，以鉴别眼科疾病。

5.根据权利要求3或4之一所述的方法，其中在至少24小时期间执行所述监测，以获得所述至少一个生物力学眼科参数的至少一个生理节奏的分布图或随昼夜差异而变化的分布图。

6.根据权利要求3至5之一所述的方法，其中所述确定所述眼睛的眼科状况包括诊断眼科病理。

7.根据权利要求3至6之一所述的方法，还包括将所述眼睛的所述眼科状况与所述眼睛的先前确定的眼科状况进行比较，以确定所述眼科状况的进展。

8.根据前述权利要求所述的方法，还包括基于所述进展调整医学治疗。

9.根据权利要求3至8之一所述的方法，其中多个测量数据被显示为二维图形，该二维图形图示地描述了所述至少一个生物力学眼科参数随时间的变化。

10.根据前述权利要求所述的方法，其中所述二维图形包括：

-第一部分，表示所述至少一个生物力学眼科参数的一个峰值和竖直变化；以及

-第二部分，表示所述至少一个生物力学眼科参数的稳定时间。

11.根据前述权利要求所述的方法，其中所述生物力学眼科参数的竖直变化的幅值包括所述峰值的一个百分比。

12.根据权利要求10或11之一所述的方法，其中所述生物力学眼科参数的竖直变化的幅值包括一个绝对值。

13.根据权利要求3至12之一所述的方法，其中所述至少一个生物力学眼科参数的变化由所述眼睛的自然眨眼引起。

14.根据权利要求3至12之一所述的方法，其中所述至少一个生物力学眼科参数的变化由所述患者的一个具体活动引起。

15.根据权利要求3至12之一所述的方法，其中所述至少一个生物力学眼科参数的变化由外部地或内部地施加于所述患者的物质引起。

16.根据权利要求3至15之一所述的方法，其中所述至少一个生物力学眼科参数包括所述眼睛的变形。

17.根据权利要求3至16之一所述的方法，其中所述至少一个生物力学眼科参数包括眼内压。

18.根据权利要求3至17之一所述的方法，其中所述至少一个生物力学眼科参数包括所述眼睛的位置。

19.根据权利要求3至18之一所述的方法，其中所述测量设备（1）包括一个传感器（2），该传感器（2）嵌入在隐形眼镜形式的一个支持器（3）中。

20.根据权利要求3至18之一所述的方法，其中所述测量设备（1）包括一个传感器（2），该传感器（2）被嵌入在一个适于被植入所述眼睛内的支持器（3）中。

21.根据权利要求3至20之一所述的方法，该方法包括：

-在睡眠时段期间持续地监测所述至少一个生物力学眼科参数；

-输出根据眼内压的脉动图样确定的来自所述测量设备（1）的多个测量数据；以及

-确定脉动幅值、脉动频率以及脉动的持续时间的对应物，以鉴别眼科疾病和/或脑部疾病。

22.根据权利要求3至21之一所述的方法，其中所述预定频率等于10Hz或大于10Hz。

23.根据权利要求3至22之一所述的方法，其中持续地监测包括：在于一个时间周期内重复的多个有限的测量时段期间，以所述预定频率测量所述至少一个生物力学眼科参数。

24.根据前述权利要求所述的方法，其中所述有限的测量时段持续30秒并且在一个时间周期内每5分钟重复一次。

25.根据权利要求23所述的方法，其中所述有限的测量时段一旦触发就重复。

26.根据权利要求3至25之一所述的方法，其中分析所述多个测量数据包括：在预定时段内测量眨眼的强度值和眨眼的频率。

27.根据权利要求3至26之一所述的方法，其中持续地监测包括：在包括觉醒时段和睡眠时段的24小时监测时段内，持续地监测所述患者的眨眼活动。

28.根据权利要求27所述的方法，还包括确定睡眠时段和觉醒时段的持续时间，以及确定在所述睡眠时段发生的眨眼次数。

29.根据权利要求28所述的方法，还包括确定睡眠时段和觉醒时段的持续时间，以及确定所述睡眠时段和所述觉醒时段期间发生的快速眼睛活动（REM）的持续时间。

30.根据权利要求29所述的方法，还包括确定在睡眠时段发生的REM片段的数量。

31.根据权利要求3至30之一所述的方法，其中所述持续地监测的步骤从一个具体事件之前的第一时刻延续到所述具体事件之后的第二时刻，其中所述分析的步骤包括确定由所述具体事件引起的所述至少一个参数的变化图表。

32.根据权利要求3至31之一所述的方法，还包括基于所述眼睛的所述确定的眼科状况检测和/或诊断脑部疾病的步骤。

33.根据前述权利要求所述的方法，其中所述脑部疾病包括头痛或颅内压增高。

Images