CN111565623A - 基于泪膜行为的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断所述受试者的眼部疾患或开发或监测所述受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:(a)从所述受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;(b)识别至少第一比较数据集;(c)相对于所述至少第一比较数据集分析所述至少第一捕获数据集,从而检测所述泪膜中的物理行为;和(d)基于所述泪膜的所述检测到的物理行为,诊断所述眼部疾患或开发或监测针对所述眼部疾患的治疗方案。还提供选择隐形眼镜、评价佩戴隐形眼镜的效果以及确定受试者对隐形眼镜的优选佩戴时段和从佩戴隐形眼镜起的休息时段的方法。
Description
技术领域
本发明涉及用于受试者的眼部疾患的诊断和治疗方法。更具体地,本发明涉及用于眼部疾患的诊断和治疗方法,其中所述方法基于泪膜行为,且尤其基于泪膜的物理行为的分析。
背景技术
当前在眼科界被广泛接受的理论是覆盖哺乳动物眼睛的眼表的泪膜由三种组分构成:粘蛋白组分;含有水、盐、蛋白质和营养素的水性组分;和脂质组分(Holly和Lemp1977 Surv Ophthalmol 22:69-87;Chen等人,1997Invest Ophthalmol Vis Sci 38:381-387)(3层模型)。根据3层模型,在正常的眼睛中,这三种组分通常在彼此的顶部堆叠,并一起形成泪膜。
泪膜的总厚度约为3μm(小于单个细胞的直径的一半),且脂质层本身跨越外部70nm。根据3层模型,有效地含有水性组分,介于粘蛋白组分与脂质组分之间,后者在水性组分上形成覆盖层,并抑制其中的水蒸发。
在Millar和Schuett,“The real reason for having a Meibomian lipid layercovering the outer surface of the tear film-A review”,Experimental EyeResearch,在线出版,2015年5月14日,第137卷,第125-138页中,作者对泪膜进行了文献综述,并由领导小组对其进行了相关研究。
每次眨眼后,泪膜都会重新形成。当上眼睑闭合时,泪膜液被推入眼睑与眼球表面之间的小空间(泪湖)中,泪膜液在此处行进至引流到鼻子中的泪管中。覆盖泪膜表面的脂质被挤靠着。睁眼后,上眼睑的向上移动将新的泪膜散布在眼表上,其中新的泪膜液来自泪腺。脂质层重新散布开。一些新的脂质也被添加到脂质膜。这是因为分泌脂质的腺体在眨眼期间受到挤压并且在眨眼期间表达大量新脂质而发生的。
根据3层模型,患有干眼病或干燥性角膜结膜炎的受试者的泪膜不能含有与正常眼睛中的泪膜相同程度的水性组分。因此,根据此模型,通过确定水层含量多少来诊断疾病是合乎逻辑的(Pflugfelder等人,2000Cornea 19:644-649;Jester(编)2004OcularSurface 2:53-168)。一种确定的方法(有时称为泪膜破裂时间或泪膜稳定性)测量泪膜形成后破裂所需的时间。
这种方法的一个重要困难在于,确定泪膜破裂需要多长时间是主观的,并且会基于从业者的经验而变化。造成所述困难的原因是正常和异常泪膜诊断的可变性。通常构造替代测量值和任意阈值/标准以区分异常泪膜与正常泪膜。
文献中对泪膜破裂时间的一种典型替代测量值是蒸发速率。例如,若干专利/专利申请涉及通过从预期蒸发速率来估计泪膜破裂时间/泪膜稳定性来诊断干眼病。此速率是通过以任意方式并根据任意公式测量温度变化来计算的(US 2008/0174733、US 2012/0057126、US 2013/0079660)。
另一最新文章也将正常眼睛与干眼之间的区别基于眼睛内的区域的温度变化、眼表的冷却速率以及其它温度统计数据(Abreau,K.等人,“Temperatures of the OcularSurface,Lid,and Periobital Regions of Sjogren's,Evaporative,and Aqueous-Deficient Dry Eyes Relative to Normals”,The Ocular Surface,2016年1月,第14卷,第1期,第64-73页)。这些现有技术文件之间的共同点在于,通过基于温度测量值和那些测量值的统计分析来估计泪膜破裂时间/泪膜稳定性来寻求诊断。
一种当前建议用于诊断干眼的临床实践是如下步骤顺序:
(a)最初的患者病史;
(b)全面的眼睛检查;
(c)经验证的症状问卷;和
(d)至少两个客观测试来测量泪膜、眼表或睑板腺的状态(Pflugfelder等人,2000Cornea 19:644-649;Jester(编)2004Ocular Surface 2:53-168;SWEENEY等人,2013ExpEye Res 117:28-38)。
步骤(c)中的问卷取决于患者的主观看法和标度。因此,然后通过步骤(d)中的客观测试来测量干眼的体征。
这些测试大多数都是侵入性的,并且泪膜会受到进行测试的不利(人为)影响。泪膜破裂时间涉及将荧光素放入泪膜中。测量泪体积涉及在眼睛中放置滤纸条(施密尔测试)或棉线(酚红线测试)。测量克分子渗透压浓度(眼泪过度蒸发的指标)涉及收集眼泪。为了测试睑板腺功能障碍,手动表达所述腺体。再次,这并不表明与睑板腺有关的自然发生的情况,也没有对患者的睑板腺如何发挥功能给出任何真正的意义。
另外,由于需要多种诊断方法,因此对泪膜的性能和稳定性的评价是间接、昂贵且费时的。令人烦恼的是,很难将结果与患者描述的症状相关联。这些测试不仅往往具有相对较低的约70%的预测值(Wolffson JS等人,2017.TFOS DEWS II Diagnostic Methodologyreport.The Ocular Surface 15:539-574),它们的应用也仅限于离散的多种眼科疾病,最主要的是干眼。
当前,没有单一的直接测量或观察技术可用于评估泪膜的动态性能,以将发现转化为患者护理中的临床里程碑。需要提供与眼部疾患有关的侵入性较小、更有效且准确的诊断方法,以及开发或监测用于此类疾患的治疗方案的方法。
隐形眼镜是将异物放置在角膜上。角膜不具血液供应,并因此依靠泪膜提供氧气。因此,为了确保足够的舒适性和优选的功能,尽管存在隐形眼镜,但泪膜仍应继续发挥正常功能。隐形眼镜应表现得像是眼表,并因此不会干扰泪膜。
通常,基于顾客的习惯和需求来选择隐形眼镜的类别(和品牌)。类别(和品牌)是从业者的选择,且在实践中应基于她/他发现给患者带来更多舒适性的事物。
有软性和硬性隐形眼镜。目前很少使用硬镜片。软镜片的主要类别如下:
每日佩戴(“Dailies”):每天晚上丢弃并每天早上更换。它们通常是水凝胶,是非常吸水且非常柔软的塑料。它们需要少得多的护理,这是因为它们确实需要清洗或储存过夜。
每周佩戴(“Weeklies”):与日抛型隐形眼镜一样,它们要佩戴一周,然后更换新的一对。它们无需清洗或储存过夜。
月抛型(“Monthlies”):很常见且每天晚上都应取出,用溶液消毒并储存在适当的容器中。然后将它们丢弃并在一个月结束时更换。
长期佩戴:白天和晚上连续佩戴长达七天六夜或一个月。通常将7天隐形眼镜佩戴六昼夜,且然后将其储存在隐形眼镜盒中进行清洁,同时让眼睛休息。每月隐形眼镜通常由硅酮水凝胶制成,所述硅酮水凝胶通常比Dailies使用的水凝胶更坚硬。它们具有高透氧性。重要的是遵守长期佩戴的隐形眼镜的每个品牌和类型的佩戴时间表,这是因为佩戴时间表根据品牌可能会有所不同。
隐形眼镜从眼泪(被污染)中吸收蛋白质、脂质和其它组分,以及从大气中吸收污染物和过敏原、从手上吸收油脂和肥皂。因此,需要对它们进行清洁。
隐形眼镜的选择通常涉及眼睛检查,所述眼睛检查包括以下步骤。显而易见,选择过程通常会随时间最终达到处方的制定:
(a)病史:关于患者生活方式的一般性问题,所述一般性问题的答案可指导对隐形眼镜的偏好;和
(b)对视敏度和眼睛健康进行全面的眼科检查。
如果患者的卫生状况较差,很可能患有花粉症或其它过敏症,没有(或不符合)常规程序,则通常建议使用Dailies。对于有插入和取出隐形眼镜问题/困难的患者,那么长期佩戴可能是更优选的选择。
(c)确定适合度:
a.通常使用角膜曲率计来测量角膜的曲率。这通常是基于测量角膜的小区域;
i.如果隐形眼镜的曲率对于患者的眼睛形状来说过于平坦或过于陡峭,则可能会导致不适甚至损害眼睛;
b.使用地形图仪来提供有关整个角膜表面特征的极其精确的细节。
i.有时将角膜地形测量值与波前测量值组合,所述波前测量值提供有关眼睛如何聚焦光的特定信息。这些组合的测量值可帮助确定将给出最清晰视力的隐形眼镜类型。
c.测量瞳孔和虹膜,以确定隐形眼镜的最佳直径。优选地,适当装配的隐形眼镜仅覆盖角膜。
(d)泪膜评价:
a.使用Schirmer试纸条产生泪液(尽管这在验光实践中并非常用测试);
b.使用荧光素或裂隙灯的泪破裂时间。
i.如果检测到重度干眼疾患,建议患者避免或停止配戴隐形眼镜;
ii.如果检测到轻度干眼疾患,则可使用特殊的隐形眼镜。
(e)测试试戴式隐形眼镜:
a.使用裂隙灯来评价试戴式隐形眼镜的适合度,以观察隐形眼镜放在眼睛表面上时的对准和移动。
b.在插入试戴镜片后几分钟进行检查,以使眼睛的初始流泪停止并且镜片稳定。
(f)测试舒适性:
a.一旦确定了隐形眼镜的主要类别和形状,通常将此作为迭代过程进行;
b.患者将尝试几个不同的品牌进行比较,且然后选择可给他们提供舒适性的品牌。这需要进行随访访视;
c.舒适性可能归因于隐形眼镜边缘的形状(在其与眼表相互作用的区域)、隐形眼镜的透气性和润湿性。
i.润湿性是泪膜与隐形眼镜相互作用的容易程度;
d.在长期佩戴镜片上积累的沉积物也可能是造成不适的原因。
i.这些沉积物将影响泪膜与隐形眼镜的相互作用方式。
(g)随访访视:
a.测试舒适性:
i.不用隐形眼镜进行荧光素染色,以查看角膜表面是否已被隐形眼镜损坏。
ii.有关舒适性的一般问题
(h)开处方
a.发现适当装配、舒适并提供良好视力的隐形眼镜后,应开出处方。
i.处方通常描述隐形眼镜的度数、与患者眼睛的曲率相匹配的形状(基本曲线)以及镜片的直径(非品牌)。
隐形眼镜有很多品牌,且各自具有独特的特征。没有一个品牌适合所有佩戴者。
此外:
(1)泪膜与隐形眼镜之间的相互作用非常重要,且可影响适合度、舒适性、可见性、可靠性和/或一般功能;
(2)就隐形眼镜的构成来说,不同的患者有不同的需求,并且不同的隐形眼镜有可能适合同一患者的不同眼睛;
(3)不同品牌的隐形眼镜之间有显著差异。
需要改进的方法来选择适用于患者佩戴的隐形眼镜。
本说明书中包括对任何文件、法案或知识项目的任何参考或讨论仅是出于提供本发明的上下文的目的。并未表明或表示在优先权日形成的这些问题中的任一个或它们的任何组合是公知常识的一部分,或者已知与试图解决与本说明书涉及的任何问题有关。
发明内容
发明人已经从分析泪膜行为并将分析结果用于临床益处中来识别出新颖方法。有趣的是,他们应用新方法观察到泪膜行为与3层模型不一致,这主要归因于以下发现:
1.可通过使用棉签尖端的线围绕眼角膜表面拖曳泪膜的一部分,如果泪膜具有明显的水层,则这是不太可能的,如果不是基本上不可能的话;
2.使用睫毛的尖端,可在单个位置破坏泪膜。破坏不能立即或在后续眨眼期间修复,就像泪膜具有明显的水层一样。
3.通过使用移液器进行剧烈的盐水冲洗或通过使用滤纸的边缘,可机械去除泪膜的一部分。从几次眨眼到最多约1小时,才在角膜区域上重新形成了泪膜,在所述角膜区域下机械去除此部分泪膜。这与3层模型不一致,这是因为在3层模型中,在眨眼期间将更换泪膜的水层和脂质层,且因此将更换已去除的泪膜部分。
4.硬眨眼引起了类似“挤压海绵”的效应。与正常的非强制性眨眼相比,在硬眨眼后泪膜不会正常地重新形成,这是因为硬眨眼会导致泪膜的更多水性组分出现。在3层泪膜模型中,期望在硬眨眼后,分别从睑板腺和泪腺释放更多的脂质和水,这将改善泪膜性能,包括散布。
5.添加人工泪液(等渗缓冲水溶液)使得添加的人工泪液通过泪点立即被去除,而向睁开的眼睛的眼睑边缘添加人工泪液即使在眨眼后仍没有被立即去除。在3层模型中,在眨眼期间,在眼睑边缘上添加的人工泪液将被迫进入泪膜中,从而导致人工泪液与离散水层整合/组合并被离散水层吸收。泪膜中任何多余的流体将立即通过泪点去除。
6.受刺激的流泪会导致多余的水在眨眼后在蒸发时可见。如果3层模型是正确的,则未通过泪管去除的多余流体将整合到泪膜的被泪膜脂质层覆盖的水层中并且将不会蒸发。
7.缓慢睁眼会导致泪膜无法正常形成,这是因为在缓慢眨眼时上眼睑施加的较低的剪切力不足以使粘弹性泪膜散布开。在3层模型中,尽管睁眼的速度很慢,但在缓慢眨眼后,水层和脂质层仍然可散布在眼表上并形成正常的泪膜。
发明人提出,泪膜是覆盖眼睛表面的凝胶壳样结构。
形成这种凝胶壳样结构的关键成分是粘蛋白,发现它们在眼睛中的浓度相对较高。通常,粘蛋白是高度糖基化的蛋白质,倾向于结合水分子并彼此相互作用。然后,含有水的粘蛋白与其它蛋白质和脂质啮合,形成类似于凝胶壳样结构的整合结构,在一些情况下,本发明人将其称为粘液。
在优选实施方案中,粘液具有非牛顿行为,并且可被描述为粘性的(例如流动阻力的量度)和弹性的(例如硬度的量度)。与直觉相反,在优选实施方案中,粘液改变其性质之一,从而变得更不粘稠(例如,更多的流体)。施加剪切力优选地使粘液成为可散布的润滑剂。
更详细地(参考正常眼睛中的非强制性眨眼),在眨眼闭眼期间,优选地通过眼睑的向下移动来挤压粘液,并且优选地在粘液结构上施加剪切力。在一些实施方案中,这是粘液改变其性质之一、从而变得更不粘稠(例如,更多的流体)的方式。在优选实施方案中,在此过程中,冲洗掉此粘液的一部分,优选地由非细胞结合的粘蛋白与整合水构成的此部分。
在睁眼期间,在向下的眨眼中去除的粘液组分优选地由杯状细胞的分泌物和与眼球外部连接的其它腺体的分泌物代替。优选地,向上眨眼在粘液上施加剪切力,从而改变其性质之一,因此其变得更不粘稠,并且再次优选地表现得像可散布的房水(优选地以润滑剂形式)。泪膜脂质优选地在睁眼期间促进散布过程。
随着眨眼结束,眼睛最终完全睁开,粘液优选地在其组分的部分被替代的同时重新形成。由于不再施加剪切力,因此再次形成凝胶壳样结构。
在优选实施方案中,凝胶壳模型(相对于3层模型)的不同之处在于,覆盖水层的脂质层不能防止眼泪的蒸发。而是,通过将水掺入并整合到粘液中使水保持在泪膜中。
与基于3层模型进行的复杂且主观的分析相比,凝胶壳泪膜模型侧重于不同的诊断眼部疾患的方法。从所述专利说明书的内容中将显而易见的是,凝胶壳模型还具有开发和监测眼部疾患的治疗方案以及为患者选择合适的隐形眼镜的效用。
根据第一方面,本发明提供基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断受试者的眼部疾患或开发或监测受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:
a.从受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;
b.分析至少第一捕获数据集,并从而检测泪膜中的物理行为;和
c.基于检测到的泪膜的物理行为,诊断眼部疾患或开发或监测针对眼部疾患的治疗方案。
根据第二方面,本发明提供基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断受试者的眼部疾患或开发或监测受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:
a.从受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;
b.识别至少第一比较数据集;
c.相对于至少第一比较数据集分析至少第一捕获数据集,从而检测泪膜中的物理行为;和
d.基于检测到的泪膜的物理行为,诊断眼部疾患或开发或监测针对眼部疾患的治疗方案。
在优选和替代实施方案中,通过可视化或观察来自患者眼睛的捕获数据集来实现物理行为的检测。在一些此类实施方案中,可视化或观察可在屏幕上以记录的数字或类似形式或以印刷形式(例如在图片和/或图表中)进行,所有这些机构都是在具或不具适用于放大捕获数据集的放大装置下被采用。
在一些实施方案中,通过从电磁辐射光谱捕获波长内的发射和/或衰减来进行物理行为的检测。在一些优选实施方案中,通过红外发射和/或衰减以及可见光发射和/或衰减来进行检测。
在优选和替代实施方案中,检测到的物理行为由泪膜的一种或多种特性或泪膜的缺少来界定,所述一种或多种特性选自由以下组成的组:形状、大小和位置。
在本发明的一些实施方案中,检测到的物理行为由泪膜或泪膜中的一种或多种形状来界定。检测到的形状可为规则的或不规则的。它可另外或可替代地落入明确界定到较差界定的范围内。它可从一种形式变为另一种形式,或者可连续变化一段时间,或者随时间而变化。
在一些优选实施方案中,检测到的泪膜的一种或多种形状可识别为与介于正常到患有疾患范围内的眼睛的特定状态相关。在一些此类优选实施方案中和在替代实施方案中,一种或多种状态的子范围可根据检测到的一种或多种形状来识别,例如,这种子范围可存在于退化的眼部病症或具有不同程度的严重性的眼部病症。
仅举例来说,优选地,在非强制性眨眼后立即检测到正常眼睛中的泪膜是覆盖睁开的眼睛的暴露于空气的表面的大致眼睛形状。优选地,此检测到的形状在眨眼后至少约三秒或更长时间相对稳定。
在一些实施方案中,在正常眼睛中检测到的泪膜的形状具有在患者左眼的约1点钟位置与约6点钟位置之间以及在患者右眼的约6点钟位置与约11点钟位置之间在泪膜的内侧上检测到的不规则部分。在一些此类实施方案中,由于检测是使用热成像技术进行,所以检测到此不规则部分,并且所述不规则部分代表从患者的鼻子侧发出的热量的反射。在一些优选实施方案中,不规则部分被检测为在眨眼后约第一秒内朝着泪膜的中央移动,所述不规则部分的大小增大。这可能与热成像技术随时间从患者鼻子中拾取增加量的温度有关。替代地,它可能与疾病或病症的存在有关。
在一些替代实施方案中,不规则部分未被检测为移动。在其它实施方案中,在眨眼后的约第一秒的过程中以及在眨眼后的约三秒之内或更长时间内,在不同的钟面位置处检测到一个或多个形状不规则。
仅通过示例性对比,可在眨眼后立即检测到受干眼病侵袭的眼睛中的泪膜的形状与正常眼睛中的泪膜的所检测形状相似,但检测到的形状与对正常眼睛检测到的形状的情形相比界定不太明确。此外,在轻度到中度干眼中所检测到的泪膜的形状与在正常眼睛中所检测到的泪膜的形状相比更快地变得不稳定(和/或变得界定不太明确)。
在一些优选和替代实施方案中,观察到形状检测的不同结果,在优选和替代实施方案中,取决于干眼疾患的程度和病因。例如,在一些干眼的情形下,检测到的泪膜的形状或泪膜的缺少是大致椭圆形的(参见眼睛形状)。在一些此类实施方案中,即使在眨眼后随时间的跨度长达约10秒或更长时间,所检测到的泪膜的形状也没有改变,或者只是稍有改变。在一些此类实施方案中,即使在相当长的一段时间内,可能超过约10秒或更长时间,所检测到的泪膜的形状也是基本一致的。
在一些其它实例中观察到,在具有角膜病变的眼睛中,在眨眼后约1秒后,所检测到的泪膜形状是不规则的,并且在眨眼后约10秒结束时逐渐变得更规则,可能是由于泪膜的散布。在一些此类实施方案中,显示跟踪角膜病变的外边界的泪膜的邻近角膜病变的一部分的检测形状。
在一些进一步对比实例中观察到,在受舍格伦综合征侵袭的眼睛中,所检测到的泪膜底部的形状可能在眨眼后立即沿眼表边缘是规则的,且然后在眨眼后约1秒后变为不规则的。
在一些其它实例或实施方案中观察到,在具有带状疱疹感染的眼睛的泪膜中,眨眼后立即在感染的位置附近检测到的泪膜形状是不规则的。在一些其它实施方案或实例中观察到,在患有圆锥角膜的眼睛中,所检测到的泪膜底部的形状在眨眼后约0.4秒时开始显示不规则性,且所述不规则性向上移动并使得在眨眼后约7.8秒时整个泪膜的形状不规则。
在其它实例中观察到,将滴眼剂施用于泪膜可导致泪膜的先前不规则形状变为规则形状。
检测到的泪膜大小是单独使用或与本发明方法的优选和替代实施方案采用的其它检测到的泪膜物理行为特性中的一个或多个组合使用的另一种物理行为。在一些实施方案中,检测到的大小可相对较大,可能占据当患者的眼睛睁开时暴露的所有或几乎所有的角膜区域。朝向检测到的大小谱的另一端,例如在可能没有泪膜的特定干眼疾患的情形下,检测到的大小可极小或不存在。
在一些实施方案中,检测到的泪膜的大小将随时间变化。仅举例来说,受干眼病侵袭的眼睛将示出检测到的泪膜大小随时间收缩比在正常眼睛中检测到的泪膜大小的收缩更快。在一些其它实例中观察到,在具有角膜病变的眼睛中,在眨眼后立即检测到的泪膜大小远小于在正常眼睛或患有某些类型的眼部病症的眼睛中检测到的泪膜大小。
在一些其它实例或实施方案中观察到,在硬眨眼后的眼睛中,检测到的泪膜大小可远小于在同一只眼睛中非强制性眨眼后检测到的泪膜大小。在一些其它实例中观察到,在约一周的眼睑眨眼练习后的眼睛中,检测到的泪膜大小保持稳定的时间段长于在没有(或之前)进行约一周的眼睑眨眼练习的情况下在同一只眼睛中检测到的大小。在其它实例中观察到,在用滴眼剂处理后的眼睛中,所检测到的泪膜大小变得比没有此滴眼剂时更大。
当采用本发明方法时,本发明的优选实施方案单独地或与一种或多种其它检测到的物理行为组合使用检测到的泪膜在眼睛中的位置。像反映检测到的泪膜的物理行为的其它特性一样或除此之外,在一些实施方案中,泪膜的检测位置可形成对诊断特定眼睛疾患、开发或监测与特定眼睛疾患相关的治疗方案有意义的输入。优选实施方案提供,检测到的位置可为相对静止的或者可随时间或者在一段时间期间或之后移动。
举例来说,在正常眼睛中,泪膜的检测位置被通常散布在角膜表面上的泪膜反射。在佩戴隐形眼镜的受试者的眼睛中观察到,在眨眼后约0.5秒后,泪膜的检测位置可能在隐形眼镜的周边周围消失。在其它隐形眼镜佩戴者中,泪膜的检测位置可能仅部分覆盖隐形眼镜的下方区域。在佩戴隐形眼镜的受试者的眼睛的另一实例中可观察到,在检测到的隐形眼镜位置的边缘处,泪膜可能不会完全形成。在佩戴隐形眼镜的受试者的眼睛的另一实例中,由于眼球的移动,泪膜的检测位置受到隐形眼镜的移动的影响。在这里,通常不是泪膜暴露部分的眼睛表面区域可能会受到影响。
在其它实施方案或实例中观察到,在具有角膜病变的眼睛中,泪膜检测位置远离角膜病变的位置。在一些其他实例中观察到,在具有带状疱疹感染的眼睛中,泪膜检测位置远离带状疱疹感染的位置。在一些其它实例中观察到,在受舍格伦综合征侵袭的眼睛中,在眨眼后约第一秒期间,泪膜检测位置远离眼睛的底部。
根据优选和替代实施方案,优选地可在眨眼后的不同时间,通过检查泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置中的一个或多个,评估泪膜的形成和稳定性。
在一些实施方案中,例如,在泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置在不到一秒内覆盖整个眼睛并且在很多秒内外观没有改变时,这可视为正常泪膜。
在其它实施方案中,在眨眼后检测到的泪膜形状因例如它没有在个别区域或多个区域上正确地形成(例如,具有斑驳的外观)或者基本上没有一直延伸到眼睛的顶部(在这种情形下,其检测到的形状和检测到的大小是异常的)而不完整时,认为它是干眼的形式。
在其它实施方案中,在检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置异常时,这些检测到的特性可指示眼表的总体变化,所述总体变化可能是由已知的眼部疾患(例如圆锥角膜)、表面疤痕或眼表上的隐形眼镜引起。
在其它实施方案中,当检测到的泪膜位置随时间变化时,这可指示泪膜不足以维持稳定的泪膜。可能发生的眼部疾患的实例是舍格伦综合征,其中泪膜的最初检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置是正常的,但随后检测到的泪膜位置优选地通过逐渐从眼睛的下方区域耗尽而改变。
在优选和替代实施方案中,泪膜行为的这些各种和不同特性提供关于眼部疾患或不存在眼部疾患的诊断和治疗的信息。例如,当泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置使泪膜形成正常的泪膜但不延伸到覆盖眼睛的上方区域时,这可指示泪膜的散布是不完全的。这种症状通常与掺入泪膜中的脂质不足或眨眼不完全有关且可相应地进行治疗。
在其它实例和实施方案中,当检测到的泪膜外观斑驳时,这可指示在角膜上皮和可能地它们相关的粘蛋白中存在潜在缺陷,且因此凝胶壳在这些区域中不能正确形成并可相应地进行治疗。
在其它实例和实施方案中,在泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置受隐形眼镜影响时,本发明的方法提供可试戴不同的隐形眼镜品牌来确定优选地适合佩戴者的品牌。
在一些实施方案中,检测到的泪膜行为是一次、连续和/或周期性地进行的。如在本专利说明书中更详细地解释,在优选和替代实施方案中,通过观察、监测或记录来完成泪膜行为的捕获。优选地,从业者可询问观察到的检测到的泪膜行为以及其它比较性的泪膜行为,以诊断眼部疾患、开发或监测针对眼部疾患的治疗方案。
在一些实施方案中,对泪膜物理行为的观察、监测或记录被其自身组合采用。
在一些实施方案中,捕获在眨眼之后立即开始,这是因为在优选实施方案中,检测到的泪膜物理行为的很大一部分在眨眼后不久出现,在一些此类实施方案中,是泪膜形成的时间。例如,泪膜物理行为的捕获可在眨眼后立即在约0秒开始。在一些其它实例中,捕获可在眨眼后0到1秒之间的不同时间开始,例如:眨眼后0.01秒、0.02秒、0.1秒、0.2秒、0.5秒或1秒或更长时间。尽管优选地在眨眼后立即开始捕获,但在没有眼部疾患的眼睛的泪膜中,所述泪膜可保持稳定至少约几秒。在一些实施方案中,捕获可在此时间量之后开始。话虽如此,在一些情况下,泪膜可能比其它情况下更快地消散或变得不稳定。因此,在一些实施方案中,捕获在眨眼之前、期间或之后尽快开始。
在一些实施方案中,根据眼部疾患的类型和/或眼睛疾患的诊断、开发或监测的类型,捕获相关泪膜物理行为的时间段可发生变化。根据眼睛疾患的可能类型以及诊断、开发或监测眼睛疾患的目标,捕获可持续任何时间段。
例如,在患有干眼疾患的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续8秒到11秒。在一些其它实例中,在佩戴隐形眼镜的受试者的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续3秒到50秒。在一些其它实例中,在患有舍格伦综合征的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续1.3秒到6秒。在一些其它实例中,在患有带状疱疹感染的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续1秒到3秒。
在一些其它实例中,在具有角膜病变的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续0.3秒到11秒。在一些其它实例中,在患有圆锥角膜的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续0.4秒到8秒。在一些其它实例中,在施用特定滴眼剂之前和之后的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续0.3秒到3秒。
在一些其它实例中,在硬眨眼之前和之后的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续0.1秒到1秒。在一些其它实例中,在进行预定眼睑眨眼练习之前和之后的眼睛中泪膜物理行为的捕获在捕获开始后可持续1秒到7秒。
在一些其它实例中,根据眼部疾患的类型和/或眼睛疾患的诊断、开发或监测的类型,受试者的眼睛中泪膜物理行为或缺少泪膜的首次或进一步捕获可持续一段时间,在捕获步骤开始后的时段选自由以下组成的组:约0.00到约1.00秒、约0.00到约3.00秒、约0.00到约6.00秒、约0.00到约10.00秒、约0.00到约15.00秒、约0.00到约30.00秒、约1.00秒到约7.00秒、约3.00秒到约12.00秒和约6.00秒到约20.00秒。在一些其它实施方案中,捕获泪膜物理行为的时间段只要受试者可维持睁开被检查的眼睛就持续。
在一些实施方案中,在眼表的一个区段或多个区段中捕获检测到的泪膜行为特性。根据所捕获的区段或每个区段,多个区段的捕获可在不同的时间开始,并且根据所捕获的区段或每个区段,捕获可持续不同的时间段。
优选地,将所捕获的泪膜物理行为特性的全部或组合用于诊断眼部疾患、开发或监测眼部疾患的治疗方案。
在一些实施方案中,根据眼部疾患的类型和/或眼睛疾患的诊断、开发或监测的类型,第二次或进一步捕获可在先前捕获后的6个月与约一年之间开始。在一些其它实施方案中,第二次或进一步捕获可在先前捕获之后周期性地开始,其中所述时段可为一天、一周、一个月、一个季度、一年,或者由合适的从业者确定。
在一些其它实施方案中,第二次和/或进一步捕获的时间和/或频率由从业者或受试者根据各种考虑因素决定,所述各种考虑因素为例如:效率、诊断准确性、对某一治疗阶段的反应或达到某一阶段,例如练习方案、一种或多种症状、一种或多种感觉、可用性、对某些类型的药物/滴眼剂的反应以及对某些类型的眼部矫形器的反应。
在一些实施方案中,在泪膜物理行为的第一次或进一步捕获之前或期间进行非强制性眨眼。在一些其它实施方案中,为了诊断、开发或监测眼睛疾患,在第一次或进一步捕获泪膜物理行为之前或期间,将各种力施加于眨眼。例如,在第一次或进一步捕获泪膜的物理行为期间进行硬眨眼或使用中间水平的力的眨眼。
在一些实施方案中,识别一组或多组比较数据。
优选的替代实施方案提供,一个或多个比较数据集是根据来自同一受试者的一组或多组捕获的泪膜物理行为来识别,但在不同时间或在不同的条件下或不同的时间和条件组合下,其中时间或条件尤其可为:受试者是否佩戴隐形眼镜、受试者佩戴的隐形眼镜的类型/品牌、受试者佩戴某一类型或任何隐形眼镜的时间长度、在捕获泪膜物理行为期间或之前眨眼时使用的力的大小、在捕获泪膜物理行为之前是否使用了滴眼剂、在捕获泪膜物理行为之前使用的滴眼剂的类型、眼部疾患的治疗方案已经达到的阶段或受试者进行的练习方案的进展。本领域技术人员将理解,优选地用于何时以及如何捕获这种比较数据集的时间和/或条件可包括一系列其它时间和/或条件。
在一些实施方案中,一个或多个比较数据集被识别为在不同受试者中进行了泪膜物理行为的上述或以其它方式解释的捕获步骤中的一个或多个的一个或多个结果。对于非限制性实例,受试者可为在某一治疗/练习方案之前或之后未患任何眼部疾患的某人,或者患有某一类型的眼部疾患的某人,或者患有某一类型的重度眼部疾患的某人,或者患有或未患眼部疾患的某人。另外,本领域技术人员将理解,可基于例如各种理论或临床观察来选择不同受试者的一个或多个比较数据集。
在一些其它实施方案中,一个或多个比较数据集是在不同条件下在不同时间从多个不同受试者中识别。
在一些其它实施方案中,一个或多个比较数据集是从被分析眼睛的同一受试者的另一只眼睛中识别。
在一些实施方案中,一个或多个比较数据集被识别为进行本发明的一个或多个从业者或个人的知识库的一部分。优选地,此知识库包括此类人的训练、研究或经验。在一些此类实施方案中使用的知识库可呈人的记忆的形式,或者是与泪膜的物理行为有关的印刷或数字形式的数据,例如文本、表格、图表、图片、图像或视频。
在一些实施方案中,一个或多个比较数据集是通过观察预定来源来识别,其中预定来源可为与泪膜物理行为有关的任何材料,例如:与泪膜中检测到的/已知的物理行为或受试者中缺少泪膜有关的文本、照片、录像、医疗或科学成像和/或图表。
优选和替代实施方案公开,所识别的一个或多个比较数据集可被单独考虑或组合考虑以帮助诊断、开发或监测眼睛疾患。对于非限制性实例,可使用具有解释和/或强调在不同条件下的典型泪膜物理行为的文本、图片、图表的印刷手册来帮助个人实施本发明。在不同条件下泪膜物理行为的呈CD/DVD/磁带/计算机文件形式的视频记录也可用作一个或多个比较数据集。
在一些优选实施方案中,分析步骤包括相对于至少第一比较数据集评估至少第一捕获数据集,以识别至少第一组诊断特性。例如,根据一些此类和替代实施方案,考虑到不同的眼睛疾患可能具有相似或重叠的诊断特性,可使用多个诊断特性来区分潜在的眼睛疾患,解决差异诊断或增加诊断是准确的可能性。
在一些优选实施方案中,其中热成像测量值有助于一个或多个捕获的数据集,这是因为泪膜的不同组分具有不同的发射率,即使在相同的温度下,检测到的泪膜的物理特性也优选以灰度表示。在一些使用热敏相机来捕获泪膜物理行为的实施方案中,泪膜的构造和其变化则可通过捕获中灰度的差异来可视化。
例如,在一些优选实施方案中,检测到在正常眼睛中具有较低发射率(较暗)的泪膜的水平分量在眼睛睁开与在眼睛睁开后约1秒之间从底部移动到顶部。在一些此类实施方案中,即使在眨眼后约2.7秒或更长时间之后,泪膜组分的其它构造仍显示极小变化。优选地,这可用来确立,除了移动组分之外,正常眼睛中的泪膜还具有相对稳定的构造。在另一实例中,在患有干眼疾患下的眼睛中观察到,在正常眼睛中看到的移动组分的移动要慢得多。此检测到的移动组分直到眨眼后经过约5秒或更长时间才到达眼表的上部。在一些此类实施方案中,还检测到眼睛的组分的其它构造的稳定性较差。在眨眼后约1秒或更长时间后可看到变化。
在一些实施方案中,通过识别所捕获的泪膜物理行为与一个或多个比较数据集之间的潜在相关性来实施分析步骤。一个或多个相关性可通过例如评估相关性的强度和程度或所捕获的泪膜物理行为与一个或多个比较数据集之间的相似性来识别。在一些实施方案中,优选的一个或多个相关性是基于预定和/或优选的置信区间来选择。在一些其它实施方案中,一个或多个相关的相应比较数据集的识别可由练习他或她自己的判断的个人通过观察一个或多个此类数据集来进行。在一些其它实施方案中,可部署计算机程序以促进或实现捕获的泪膜物理行为和一个或多个比较数据集的分析。
在一些实施方案中,因为一个或多个比较数据集具有与其相关的预定诊断特性,所以针对捕获的泪膜行为识别诊断特性。在一些优选和替代实施方案中,诊断特性选自由以下组成的组:不存在或存在可能的眼部疾患、可能的眼部疾患的差异诊断、眼部矫形器的相对适用性、治疗方案的相对功效和/或维持、改变或停止当前治疗方案的相对优点。
在优选实施方案中,使用一种或多种诊断特性作为诊断、开发或监测眼睛疾患的基础。
在一些实施方案中,眼部疾患选自由以下组成的组:干眼、缺水性干眼、蒸发性干眼、干燥性角膜结膜炎、圆锥角膜、睑板腺病症、泪管病症、舍格伦综合征、带状疱疹或其它眼部感染、角膜病变、角膜瘢痕形成、白塞氏病(Behcet’s Disease)、眨眼模式不良或不完全、与类风湿性关节炎相关的眼病、与结缔组织病症相关的眼病、泪管永久或暂时性闭合以及美容变化。然而,本领域技术人员将理解,本发明不仅限于诊断或仅用于治疗上文列出的眼部疾患。
在一些其它实施方案中,在受试者的眼睛中识别出一个或多个诊断特性的情况下,如果存在现有的治疗方案,则可评估优点或有效性或这种治疗方案。还可基于其对受试者的适用性来评估不同类型/品牌的眼部矫形器。诊断、监测和评估可为一次性的、在不同的时间或周期性的,此取决于需求或偏好。
在一些优选实施方案中,眼部矫形器是眼科设备、美容变型或隐形眼镜,并且开发或监测治疗方案包括针对受试者的一只或两只眼睛试戴这种设备的不同品牌/型号。
在一些实施方案中,可实时地进行以下任何一个或多个步骤:捕获泪膜物理行为、识别一个或多个比较数据集、识别捕获的泪膜物理行为与一个或多个比较数据集/之间的相关性、识别诊断特性和诊断、开发或监测眼部疾患。在其它实施方案中,所述方法是实时进行的。
在一些实施方案中,泪膜行为的捕获是由摄像机(例如红外敏感相机)来执行的。红外敏感相机会检测到泪膜的物理行为,此部分归因于具有不同发射率的泪膜的组分或构造。
在一些实施方案中,用于捕获泪膜物理行为的红外敏感相机适于检测以约100帧/秒运行的波长为约1.5μm到5.1μm的物理行为,其中空间分辨率为约640x512像素,间距分辨率为约15μm且热敏度为约15mK。
在另一实例中,用于查看泪膜的物理行为的相机是以约100Hz的帧速率运行的斯特林发动机(Stirling engine)低温冷却相机,它使用锑化铟传感器(约640x512像素)且具有约15μm的间距分辨率、约1.5-5.1μm的光谱反应并具有50mm镜头和20mm延伸环。
在另一实例中,用于查看泪膜的物理行为的相机是在约20℃-40℃的温度窗口中以约60Hz的帧速率运行的未冷却的微测辐射热仪,它使用具有约320x240像素的氧化钒传感器、17μm的间距分辨率、波长为约8μm到约14μm的检测器和约20mK的热敏度,配备有约8.9mm镜头。
在其它优选实施方案中,相机可包括用于在约2μm与约14μm之间的波段范围内的波长的检测器。
在其它实例中,相机具有:
a.至少约10Hz、至少约25Hz或至少约60Hz的帧速率,
b.至少约320x240像素的空间分辨率,
c.约17μm或更小或约15μm或更小的间距分辨率,
d.至少约15mK、至少约20mK、至少约22mK;至少约28mK或至少约35mK的热敏度。
在其它实施方案中,相机的镜头系统的材料选自由镓、硒化锌或硫化锌组成的组。
在其它实施方案中,光检测器可被冷却并且可具有选自由锑化铟、砷化铟、碲镉汞、硫化铅和硒化铅组成的组的不同材料。在一些实施方案中,使用斯特林发动机低温冷却器来冷却相机。然而,也可使用气体冷却器。
在优选和替代实施方案中,光检测器包括高带隙半导体,例如量子阱红外光检测器。
在一些实施方案中,来自相机的数字信息由软件处理。所述软件可用于增强捕获的泪膜的物理行为。对于非限制性实例,可使用将多个帧的平均值计算机化为一个帧的软件来提高温度敏感性(例如,降低噪声);比较相邻像素并执行统计分析以用于对比度增强或其它增强。此软件可安装在计算机、相机或独立设备中。
在一些实施方案中,典型的眼睛检查会话如下进行:启动相机系统,并且如果需要,将相机冷却到操作要求。启动带有相关软件的计算机。
使患者坐在相机前并要求他/她将下巴放在下巴托中。调整下巴托以使患者舒适坐下。调整相机以使其水平放置在患者眼前。
相机可使用固定焦点或可调焦点来工作。在固定焦点的情形下,将相机沿水平轴移动到患者的眼睛或远离患者的眼睛,以使热成像图聚焦。如果相机的焦点不固定,则可使用相机的聚焦透镜进行其它调整。
在眼睛处于相机的焦点之后,泪膜热成像仪的操作员会向患者发出有关眨眼方案的指令,并根据需要捕获和记录泪膜的物理行为。如果需要或首选,该过程可重复多次。
然后,针对数据库或印刷手册中记录的比较泪膜行为分析捕获的泪膜行为。然后对受试者进行诊断,或开发或监测受试者的治疗方案。
上文提到的相机系统的操作可为完全电动的、手动的、半自动的或自动的。此类泪膜热成像仪可为独立系统或连接到另一台眼科仪器上,以允许相机移动到患者眼前的正确位置。此类系统可为裂隙灯,其上附接有红外敏感相机,因此可根据需要移动它。
根据本发明的第三方面,提供为受试者选择隐形眼镜的方法,所述方法包括:
a.从受试者的第一只眼睛捕获第一捕获数据集,所述第一捕获数据集包括在第一只眼睛中检测到的泪膜的物理行为;
b.识别第一测试隐形眼镜并将第一测试隐形眼镜滴入第一只眼睛中;
c.在预定或优选的第一时间段后,从第一只眼睛捕获第二捕获数据集,所述第二捕获数据集包括在滴入第一测试隐形眼镜的情况下检测到的第一只眼睛的泪膜的物理行为;
d.相对于第一捕获数据集和/或比较数据集分析第二捕获数据集;和
e.评估将被选作受试者的隐形眼镜的第一测试隐形眼镜的相对适用性。
在优选和替代实施方案中,第三方面的方法进一步包括,在预定或优选的第二时间段后,从第一只眼睛捕获第三捕获数据集,所述第三捕获数据集包括在滴入时段后摘除第一测试隐形眼镜后检测到的第一只眼睛的泪膜的物理行为。
优选地,预定或优选的第一时间段在滴入第一测试隐形眼镜之后立即开始,并且在初始流泪消退之后结束。在一些实施方案中,预定或优选的第一时间段是至少约3分钟到约5分钟,并且在其它实施方案中,预定或优选的第一时间段选自约30分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、8小时、24小时或更长时间。
根据其它优选和替代实施方案,使用相应的第一测试隐形眼镜和/或不同的测试隐形眼镜对受试者的第二只眼睛实施第三方面的方法。
优选地,对于第二测试隐形眼镜重复所述方法,和/或对于一个或多个其它测试隐形眼镜重复所述方法。
在一些实施方案中,对于相应的第二测试隐形眼镜或其它不同隐形眼镜重复所述方法。
在优选实施方案中,同时或基本同时在受试者的两只眼睛上执行所述方法。
在一些优选实施方案中,适于选择的隐形眼镜是一种隐形眼镜,摘除所述隐形眼镜允许检测到的泪膜物理行为显示与正常泪膜的立即重建基本一致的检测到的物理行为。
在一些优选实施方案中,适于选择的隐形眼镜是一种隐形眼镜,摘除所述隐形眼镜允许检测到的泪膜的物理行为接近未破坏或仅轻微破坏,并且在相对较短的时间段内重建常态。在一些此类实施方案中,相对较短的时间段小于约3分钟。
在优选和替代实施方案中,安装时间为约10分钟到约1小时或更长时间。
在一些优选实施方案中,适于选择的隐形眼镜是最初在滴入隐形眼镜时产生检测到的正常泪膜的物理行为且然后随时间持续的隐形眼镜,或在装配隐形眼镜之前不会导致检测到的泪膜物理行为发生变化的隐形眼镜。
在一些实施方案中,较不优选用于选择的隐形眼镜是不允许在滴入之后最初检测到的泪膜的物理行为显示正常泪膜的正常形成、但允许检测到的泪膜的物理行为显示随时间的完全或部分泪膜形成的隐形眼镜。
在其它优选和替代实施方案中,优选地被排除在选择之外的隐形眼镜是导致检测到的泪膜的物理行为最初看起来正常且然后随时间恶化的隐形眼镜。
在其它优选和替代实施方案中,优选地被排除在选择之外的隐形眼镜是检测到的泪膜的物理行为最初看起来被破坏且随时间保持破坏的隐形眼镜。
优选地,针对多个测试隐形眼镜重复第三方面的方法,以为受试者选择隐形眼镜。在一些实施方案中,针对多个相应的测试隐形眼镜和/或针对多个其它不同隐形眼镜重复所述方法,以为受试者选择相应的隐形眼镜和/或其它不同的隐形眼镜。
根据第四方面,提供根据第三方面的方法选择的隐形眼镜。
附图说明
现在将参考附图描述和说明本发明的优选实施方案,其中每个附图显示来自热成像膜的一系列热成像图,其中每帧中的数字代表0.01秒的时间段:
图1显示眨眼后正常受试者的眼睛中移动的泪膜。
图2显示正常受试者的眼睛的泪膜沿着睁开的受试者的眼睛上的棉签纤维移动。
图3显示在眼睛睁开的同时将睫毛拖过泪膜后和在此程序后的后续眨眼后正常受试者的眼睛的泪膜。
图4显示在用等渗缓冲液清洗眼睛之后正常受试者的眼睛的泪膜与在清洗程序之前同一受试者的眼睛的泪膜相比的外观。
图5显示在眼睛睁开的同时在眼睛表面轻拍滤纸后的眨眼后和在此程序后的后续眨眼后正常受试者的眼睛的泪膜。
图6显示在受试者进行硬眨眼之后正常受试者的眼睛的泪膜。
图7显示在受试者的眼睛睁开时将2μL等渗人工泪液缓冲液施用到眼睑边缘上后正常受试者的眼睛的泪膜。在滴入缓冲液之后、后续眨眼之前以及然后在后续眨眼期间和之后直接拍摄热成像静止图。
图8显示在眼睛睁开的同时刺激流泪后和后续眨眼后正常受试者的眼睛的泪膜。
图9显示在缓慢眨眼期间和之后正常受试者的眼睛的泪膜。
图10显示被诊断患有干眼且在眨眼后具有泪膜不完全散布的受试者的眼睛。
图11显示被诊断患有干眼且在眨眼后具有完全散布但不稳定的泪膜的受试者的眼睛。
图12显示被诊断患有干眼且在眨眼后无可见泪膜散布的受试者的眼睛。
图13显示眨眼后患有舍格伦综合征的受试者的眼睛。
图14显示带状疱疹感染后受试者的眼睛。
图15显示具有角膜病变的受试者的眼睛。
图16显示被诊断患有圆锥角膜的受试者的眼睛。
图17显示在施用特定的滴眼剂之前和之后的受试者的眼睛。
图18显示在施用另一特定的滴眼剂之前和之后的受试者的眼睛。
图19显示在进行眨眼练习一周之前和之后被诊断患有干眼的受试者的眼睛。
图20显示在滴入长期佩戴的隐形眼镜之前和之后不久在眨眼后受试者的眼睛。
图21显示在滴入每日隐形眼镜之前和之后不久在眨眼后受试者的眼睛。
图22显示在每只眼睛中佩戴日抛型隐形眼镜6小时后受试者的右眼和左眼。
图23显示在滴入隐形眼镜之后以及在佩戴隐形眼镜期间不同隐形眼镜对两个不同受试者的作用的比较。
图24显示在佩戴隐形眼镜之前、刚刚戴上隐形眼镜之后和佩戴隐形眼镜期间以及在摘除隐形眼镜之后受试者的右眼。
具体实施方式
显而易见的是,在一些优选和替代实施方案中,在本发明方法的开发中,若干要素结合在一起。进行此观察并不以任何方式限制本发明的主题或范围,而是为此详细描述提供框架。广义上讲,结合在一起的要素是:
A)说明凝胶壳模型的要素,
B)说明所述方法在诊断眼部疾患或开发或监测眼部疾患的治疗方案中的用途的要素,以及
C)说明所述方法在隐形眼镜选择中的用途的要素。
在下文中,将通过参考这三个要素来提供本发明的实施方案的详细描述。
A.凝胶壳模型理论
发明人认为,3层模型具有根本的缺陷,因为它不能解释泪膜抵抗蒸发的能力。普遍认为,在3层模型中,空气界面上的泪膜脂质层用作保护毯以帮助泪膜抵抗蒸发。但事实并非如此且在科学界也存在争议(Willcox MDP等人,2017.TFOS DEWS II Tear FilmReport.The Ocular Surface 15,366-403),因此必须存在另一种机制来帮助泪膜抵抗蒸发。
为了证实他们关于3层模型的观点并测试他们对新的凝胶壳模型的假设,发明人进行了一系列实验。在将在下文中作为实施例提到的这些实验中,要求具有原本正常的眼睛和正常泪膜的受试者在眨眼后保持眼睛睁开。这是为了确保可形成稳定的泪膜并使泪膜稳定保持至少十秒,以使得能够观察泪膜的行为。使用具有640x512锑化铟探测器阵列、15μm的像素间距、20mK的温度分辨率、带有20mm延伸环的50mm透镜、以100Hz开窗运行的热成像相机记录泪膜的行为。实验在温度为23℃且湿度为45%的受控环境中进行。热成像图是灰色标度的,其中较深的灰色表示较少的热辐射。
实施例1:正常泪膜
在一个实验中,要求具有正常眼睛的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。通过使用适于实施本发明方法的装置,在此时段期间捕获受试者的左眼的热成像视频。在正常眨眼后,可观察到泪膜从底盖向上散布。这种散布由眨眼后向上移动的深色水平线(图1;F1)表示。浅灰色薄片(F2)跟随在此暗线之后。水平线相对快速且完全沿眼表向上移动,且此后,如果保持眼睛睁开,则实际上在许多秒内表面都没有变化。在一些实例中,这持续超过100秒。
实施例2:棉签刷
将棉签轻轻地压在受试者眼睛的眼表边缘,以使棉签的少量纤维与泪膜接触(图2,箭头)。随着棉签缓慢地穿过眼表移动到眼睛的一侧,发明人发现整个泪膜被拖到棉签及其纤维与泪膜接触的移动的一侧。当棉签上的纤维从表面脱离时,泪膜松弛回到原来的位置
整个泪膜与棉签一起移动的发现与3层模型不一致,因为与其一致的具有明显水层的泪膜将不太可能(若非绝对不是)保持完整并且不会像在那些情况下如此移动。还可预料,如果3层模型正确,那么水将被棉纤维吸收,且因此将局部改变泪膜并且将无法松弛回到其原来外观。替代地,脂质层可被棉纤维吸收,使下面的水层暴露于蒸发。然而,在实验中未检测到热成像膜变暗。
相反,整个泪膜与棉签一起移动的发现支持凝胶壳模型,因为粘液是比水更具弹性(例如,具有更高的弹性模量)的非牛顿流体(non-Newtonian fluid)。粘液的这种较高弹性意味着,棉纤维在被轻轻拖到眼睛上时能够使凝胶壳变形,并且一旦棉签的力得到缓解,凝胶便会松弛回到原来的状态。
实施例3:睫毛刷
将睫毛的尖端轻轻地划过受试者眼睛的表面(图3)。刷擦期间捕获的镜头揭露,睫毛在明显且单一的位置(箭头)破坏泪膜的表面。泪膜的这种破坏即使在眨眼后也无法治愈并保持。
这种破坏需要花费时间才能治愈的发现与3层模型不一致。用热成像法看到的破坏可能归因于水的蒸发冷却。根据3层模型,当睫毛移动穿过泪膜时,水层和脂质层都会立即填充在睫毛后面。即使位于水层顶部的泪膜脂质层已经通过睫毛刷去除,它也会自发或在眨眼期间迅速散布到这种破坏中,以再次覆盖水层。如果脂质层覆盖理论是正确的,那么在那两种情况中的任一种下,蒸发冷却都会消失。
相反,凝胶中的伤口将不能修复,并且粘液的破坏使水释放到此受损区域中,然后水可自由蒸发。由于眼睛睁开的同时和粘液散布的同时粘液的粘弹性,需要多次眨眼才能治愈缺陷。
实施例4:机械除去一部分泪膜
使用移液器并用等渗盐水局部冲洗(图4)或将滤纸的边缘轻拍到眼表上(图5),从受试者的眼睛中去除一部分泪膜。在受这些程序影响的区域上,泪膜通常不会重新形成。如果将滤纸轻拍到眼睛表面,则需要眨眼几次才能使泪膜中的缺陷(箭头)消失。在通过用等渗盐水溶液清洗去除泪膜的情形下,泪膜需要正常眨眼几分钟才能再次恢复正常。
泪膜再次看起来恢复正常需要花费超过眨眼或更长时间的发现与3层模型不一致,因为所述层的流动性应已立即修复了泪膜,尤其是眨眼后。
相比之下,泪膜的干扰不能立即得到修复并且泪膜的重新形成需要时间和几次眨眼的发现与以下一致:泪膜是一旦受损或主要部分已从眼睛去除便立即需要时间重新形成的凝胶。
实施例5:硬眨眼对泪膜的影响
要求具有正常泪膜的受试者进行硬眨眼。通过使用适于实施本发明方法的装置,在此时段期间捕获受试者的左眼的热成像视频。在受试者的眼睛睁开时和此后时段对泪膜的效应(图6)。泪膜看起来不正常,因为在眨眼后可直接观察到较低发射率的区域(箭头)。这些区域在正常的泪膜中不可见(图1),但在几秒的硬眨眼后是明显的。最初,它们在眨眼后变暗,表明多余的流体从表面蒸发,且它们然后变小,并且最后消失。与正常眨眼相比,硬眨眼后受试者的视力模糊,但长时间睁开眼睛受试者没有发现舒适性的差异,尽管最初泪膜看起来不正常,这表明检测到的较低发射率不是泪膜蒸发中的水含量的结果。
与正常的非强制性眨眼相比,泪膜在硬眨眼后看起来不正常的发现与3层模型不一致,因为预期在硬眨眼后,更多的脂质和水将分别从睑板腺和泪腺释放,这将改善泪膜性能和泪膜的散布。在3层模型中,多余脂质的释放应抑制蒸发,因为脂质层会更厚。3层模型无法解释眨眼后立即发生的蒸发,所述蒸发随时间消退。
相比之下,泪膜看起来不正常且视力模糊,而受试者在硬眨眼后对保持眼睛睁开感到舒适的发现支持凝胶壳模型。在该模型中,泪膜凝胶通常在硬眨眼后形成,但在硬眨眼后释放的多余的水并不掺入凝胶壳中。该多余的流体不掺入粘液中,因此会蒸发,从而产生具有检测到的较低发射率的区域。由于下面的泪膜(粘液)是完整的,因此除了受试者视力模糊之外,没有感知到泪膜有缺陷(且因此不会感到不适)。同样,如果脂质层覆盖(blanket)理论是正确的,那么由硬眨眼产生的多余脂质将覆盖(cover)多余的水,并且不会发生蒸发。
实施例6:添加人工泪液对泪膜的影响
将人工泪液添加到睁开的眼睛的眼睑边缘上(图7),眨眼后立即显示为较低发射率的区域(箭头),这表明蒸发冷却。在眨眼过程中,一些人工泪液被迫流到眼睛外部的皮肤上(箭头)。
添加的人工泪液被泪湖立即去除的发现与3层模型不一致。将预期,添加的人工流体将与离散的水层整合/合并,并被离散的水层吸收。特定来说,由于眨眼,眼睑边缘上多余的人工泪液将被迫进入泪膜中,并预期与离散的水层整合/合并,并被离散的水层吸收。
相比之下,添加的人工泪液被泪湖立即去除的发现支持凝胶壳模型,因为凝胶中的流体量有限并且凝胶已经具有足够的流体量。所添加的人工泪液未被掺入而是移动到泪湖,并且该多余的流体在眨眼期间由泪管去除。眼睑边缘上的多余人工泪液由于眨眼迫使该多余流体进入眼表上而散布到眼表的局部部分上的观察结果与多余流体散布到现有凝胶外壳的顶部上并且由于未掺入凝胶外壳中而蒸发一致。
实施例7:过度流泪对泪膜的影响
在具有正常泪膜的受试者中,在记录眨眼的同时刺激额外的流泪。在开始流泪后直接看到的正常眨眼期间和之后的泪膜似乎不正常,并且观察到较低发射率的区域(图8)。这些区域(箭头)表示从眼中蒸发冷却多余的水,同时与正常情况相比,尽管正常的泪膜没有这些区域,但当保持眼睛睁开时,受试者没有发现舒适性的任何差异(图1)。
过量流泪显示为增强的蒸发冷却区域的发现与3层泪膜模型不一致。在该模型中,多余的眼泪会被掺入到眼泪膜的水中,并被眼泪膜脂质层覆盖。实际上,讨论并测试了刺激性流泪作为干眼的可能治疗。
来自刺激流泪的额外的水产生较低发射率的区域的发现支持凝胶壳模型,因为凝胶中的流体量有限并且凝胶已经具有足够的流体量。没有掺入额外的泪液但一部分泪液通过泪管去除,并且其它部分散布到现有凝胶壳顶部上方的眼表上,由于未掺入凝胶壳中而蒸发。
实施例8:眨眼后眼睛缓慢睁开的影响
要求具有正常泪膜的受试者进行眨眼,以使睁眼阶段非常缓慢,并且镜头会在受试者睁开眼睛后及其后的一段时间内捕获对泪膜的效应(图9)。泪膜看起来不正常,因为在眨眼后可直接观察到较低发射率(暗线)的区域(箭头)。这些区域被清楚地检测到且变得更大并扩大(箭头)。在眨眼期间以正常速度睁开眼睛时,在健康的眼睛中看不到这一现象(图1)。如果长时间睁开眼睛,受试者会感到不适和疼痛。
这与3层泪膜模型不一致,因为水和脂质(均为流体)均应散布在眼表面并形成正常泪膜,尽管睁眼的速度缓慢。
相比之下,凝胶壳具有非牛顿行为且因此在受到高剪切力(例如,通过快速眨眼)时粘性较小,而在受到低剪切力(例如,通过缓慢眨眼)时粘性较大。因此,在眨眼后缓慢睁开眼睛期间,粘液更粘且不会散布到覆盖眼睛的表面。在粘液未正确散布的区域中,自由流体会蒸发,从而导致蒸发冷却。从眼表的这种蒸发导致在长期睁眼期间眼表干燥,从而导致受试者感觉不适。
综上所述,这些实例显示,泪膜不能理解为3层实体,其独特的水层被脂质层覆盖,而脂质层负责保持水。根据该模型,与正常泪膜相比,泪膜问题与水性组分以更高的速率蒸发有关。泪膜破裂,且这种蒸发是监测泪膜稳定性的手段。
使用凝胶壳模型,粘蛋白在结合水时形成凝胶状结构。类似于在人体其它部位发现的粘液,蒸发速率将取决于该粘液的质量以保持与其结合的水。该粘液在眨眼期间借助脂质散布,这进而表明粘液散布不良会产生有缺陷的泪膜。因此,通过在眨眼过程中在粘液散布期间检测泪膜的物理行为,可观察到有缺陷的泪膜。
同样,在凝胶壳模型的优选和替代实施方案中,泪膜的粘液组分减慢和/或抑制水的蒸发损失。通过这样做,此类实施方案的粘液组分可稳定泪膜。在一些实施方案中,额外和更高的蒸发损失可能来自未适当地掺入粘液中的水,使得在一些情形下,蒸发速率将取决于尚未掺入粘液中的水的克分子渗透压浓度。在一些实施方案中,额外的蒸发可归因于:
a.泪膜的粘液未在暴露于空气的眼睛表面的部分上正确形成;
b.粘液没有适当地散布在暴露于空气的整个眼睛表面上;和/或
c.有未掺入或结合到粘液的多余的水。
在一些实施方案中,在刺激流泪之后、在硬眨眼之后或在添加人工泪液之后,检测到的大小变化、检测到的形状变化和检测到的位置变化可归因于未掺入和/或未结合的水的蒸发冷却。在一些此类实施方案中,可检测到未掺入和/或未结合的水的蒸发冷却,并且优选地对受试者的舒适性没有或仅有最小的有害效应,并且优选地对下面的凝胶壳泪膜的稳定性没有或仅有最小效应。根据一些此类实施方案,那些情况不一定反映异常的泪膜。它们也可在眼睛中存在过量水的多种情况中的任一种下发生。
B.所述方法在诊断眼部疾患或开发或监测针对眼部疾患的治疗方案中的用途
在一些优选和替代实施方案中,提供基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断受试者的眼部疾患或开发或监测受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:
a.从受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;
b.分析至少第一捕获数据集,并从而检测泪膜中的物理行为;和
c.基于检测到的泪膜的物理行为,诊断眼部疾患或开发或监测针对眼部疾患的治疗方案
在其它优选和替代实施方案中,提供基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断受试者的眼部疾患或开发或监测针对受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:
a.从受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;
b.识别至少第一比较数据集;
c.相对于至少第一比较数据集分析至少第一捕获数据集,从而检测泪膜中的物理行为;和
d.基于检测到的泪膜的物理行为,诊断眼部疾患或开发或监测针对眼部疾患的治疗方案。
发明人进行了几项实验,以说明本发明的方法可用于诊断眼部疾患或开发或监测针对眼部疾患的治疗方案的方法中的方式。现在将依次更详细地描述这些实验,以实例为参考。以下实施例后面的文字将提供对作为实验一部分而捕获的图式的解释。
作为总体陈述,针对不同情况的患者进行了一些实验,例如:
a.患有特定眼部疾患的患者,
b.进行过特定眨眼练习方案的患者,
c.已向眼睛施用特定滴眼剂的患者。
在每种情形下,要求患者在非强制性或硬眨眼后保持睁眼。这是为了留出足够的时间来分析和记录检测到的泪膜的物理行为。具有640x512锑化铟铟检测器阵列、15μm的像素间距、20mK的温度分辨率、带有20mm延伸环的50mm透镜、以100Hz开窗运行的热成像相机。实验在环境温度和湿度略有变化的不同空调位置进行。
实施例9:干眼病例研究1
要求患有干眼疾患的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者右眼的热成像视频。如图10中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜,但在睁眼后约0.2秒泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置开始变化,且在睁眼后0.7秒后变得明显,此显示检测到的泪膜的物理行为不如正常眼睛稳定。
实施例10:干眼病例研究2
要求患有干眼疾患的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者左眼的热成像视频。如图11中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜,但在睁眼后约0.7秒泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置开始变化。这代表与显示图10所见的特性的干眼不同的干眼形式,并且在检测到的泪膜物理行为方面不如正常眼睛(图1)稳定。
实施例11:干眼病例研究3
要求患有又一干眼疾患的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者左眼的热成像视频。如图12中所图解说明,在睁眼后几乎没有检测到泪膜立即形成。使眼球暴露于环境中,而没有被功能性保水泪膜覆盖,这是由于蒸发冷却导致眼表逐渐变暗的灰度所证明。
实施例12:舍格伦病
要求患有舍格伦病的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者右眼的热成像视频。如图13中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜,但在睁眼后约0.4秒在眼表底部周围泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置开始变化。这种变化继续朝着眼表的上部生长。
实施例13:带状疱疹
要求眼睛患有带状疱疹感染的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者右眼的热成像视频。如图14中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜。然而,与在正常眼睛中睁眼后形成的检测到的泪膜不同,在患有带状疱疹感染的眼睛中泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置具有在睁眼后立即在带状疱疹感染位置周围检测到的不规则性。这种检测到的不规则性连续向外扩展。
实施例14:角膜病变
要求具有角膜病变的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者左眼的热成像视频。如图15中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜。然而,与在正常眼睛中睁眼后形成的检测到的泪膜不同,在具有角膜病变的眼睛中泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置开始说明在睁眼后约0.5秒在病变位置周围检测到的不规则性。约3秒后,这种检测到的不规则性开始在此位置周围稳定下来。
实施例15:圆锥角膜
要求患有圆锥角膜的受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者左眼的热成像视频。如图16中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜。然而,与在正常眼睛中睁眼后形成的检测到的泪膜(图1)不同,在眼睛中泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置说明泪膜形成期间的不规则性。这种检测到的不规则性开始连续向上移动。约5秒后,检测到的不规则性几乎遍布整个眼表。
实施例16:特定的滴眼剂1
在接受具有脂质作为活性成分的特定滴眼剂之前和之后,对患有干眼疾患的受试者进行监测。要求所述受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获接受或未接受滴眼剂的受试者左眼的两个热成像视频。如图17中所图解说明,在施加滴眼剂之前(顶行),在睁眼后立即形成检测到的泪膜,但在睁眼后约0.4秒泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置开始变化。在施加滴眼剂后(底行),在睁眼后立即形成泪膜并且泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置与正常泪膜(图1)相似。
实施例17:特定的滴眼剂2
在接受具有增稠聚合物(羧甲基纤维素)作为活性成分的特定滴眼剂之前和之后,对患有干眼疾患的受试者进行监测。要求所述受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获接受或未接受滴眼剂的受试者左眼的两个热成像视频。如图18中所图解说明,在施加滴眼剂之前(顶行),在睁眼后立即形成检测到的泪膜,但在睁眼后约0.6秒泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置开始变化。在施加滴眼剂后(底行),在睁眼后在眼睛上出现一层膜,并且膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置在长时间内未发生变化。
实施例18:眨眼练习
要求患有干眼的受试者在一周的眨眼练习方案之前和之后在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。捕获受试者右眼的两个热成像视频。如图19的上下两行中所图解说明,眨眼练习后泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置类似于正常眼睛的泪膜,所述正常眼睛的泪膜的稳定性远大于在眨眼练习方案之前泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置。
已知在眨眼周期的眼睑闭合阶段,一些水被去除并且在眼睑睁开期间被补充(Sorbara等人,2004Contact Lens Ant Eye 27:15-20;Khanal和Millar2010Nanomedicine.6:707-713)。对于正常的天然泪膜,在开始眨眼的睁眼阶段时,在眼表上可见较暗的狭窄前部(特征F1;在图1、图10、图11、图13、图15-图19中)从下眼睑朝上眼睑移动。由于较暗,该前部与其所散布的眼睛表面相比看起来发射较少的热辐射并且具有较低的发射率。这可能部分与由于在泪膜顶部形成脂质层导致发射率变化有关且部分与泪膜的水性组分蒸发有关。
在该较暗前部之后是浅灰色区域(图1、图10、图15、图16、图19中的特征F2),代表新形成的覆盖眼表的完整泪膜。研究已经识别出,较暗前部指示泪膜的水性组分在睁开眼睛后散布期间并未完全整合在泪膜中。它还表示由于脂质前部同时移动而引起的泪膜发射率的变化。由于泪液的这部分水没有完全整合到泪膜中,因此它可蒸发,因此与膜已散布于其上的眼睛表面相比,热辐射的差异很小。同样,研究已显示,在不受干眼或其它泪膜问题侵袭的健康受试者中,该前部(特征F1)在眼表上方向上移动,且然后在上眼缘处消失(图1)。
泪膜的散布前部(特征F1)可快速移动(从睁开眼睛直到其到达眼睛顶部在十分之一秒内)或相对较慢(在一秒或更长时间内的相同过程)。这些不同的速度是由于泪膜的水性组分和脂质组分与泪膜的粘液组分的相互作用的差异导致的。完整的泪膜(图1中的特征F2)位于正常健康的眼睛中,紧跟在该前部之后。同样在健康的受试者中,所得的完整膜在整个眼睛的空气暴露表面上随时间没有显示出热辐射的显著下降或发射率的波动(当眼睛睁开时没有变得更暗,指示稳定的非蒸发性泪液膜;图1)。在一些具有异常泪液膜的受试者中,低热辐射的前部没有到达眼睛的顶部,导致在眼睛的前部的没有移动的那些部分中产生具有低热辐射的区域(图10,低热辐射归因于这些区域中的增强的蒸发)。
在具有异常泪膜的受试者中,可见在前部后面的区域(特征F2,健康的泪膜中的前部与下眼睑边缘之间的浅灰色区域)的热辐射差异。特别是,随着时间的流逝,在眼睛表面出现的暗区(图11、图13-图15、图17-图19中的特征F3)表示高度蒸发的区域,且因此指示覆盖眼睛表面的泪膜不稳定的区域。这些变暗的区域(图11中的特征F3)可能出现在前部移动到眼睛顶部的情形以及黑暗的前部未到达眼睛顶部的情形(图19,顶行)。
在一些具有异常泪膜的受试者的眼睛中,看不到任何区域在眼睛上方移动,但由于过度蒸发,导致眼表热辐射快速降低(图12)。在这些情形下,没有形成保水泪膜。广泛的研究已显示,为使散布的前部(特征F1)可见,泪膜的水性部分以及从睑板腺释放的泪膜脂质必须与泪膜的粘液组分相互作用。作为实例的如图12中可见的不具前部的泪膜(特征F1)指示这方面的异常相互作用。在将设计为粘性眼泪替代品的滴眼剂施加至眼睛后,图18图解说明其的另一实例。
泪膜的水性和脂质组分与粘蛋白组分的相互作用确实减慢了泪膜散布在眼睛上的程度,使得其在本发明公开的方法中变得可见。因此,在如图12中可见的眼的患病状态中,散布可能因太快而无法记录。关于脂质层的发射率和关于蒸发的热辐射的总体差异也可能因太低而无法记录(检测到)。在眨眼后水层仍然直接覆盖眼睛表面,如在红外相机的图像在热成像图中的反射(图12中的特征F4)中所见。
在如图12所示的情形下,当泪膜显示过度的蒸发时,该图像消失,这指示眼表已经变干(图12的时间806处)。在该受试者的情形下,睑板腺经分析具有功能性并释放了足够的泪膜脂质。在这种情形下,似乎有足够的水,因为可看到水溢出到下眼睑的外侧(特征F5)。
本发明的一些实施方案使用检测到的患者眼睛中的泪膜的物理行为的改变,例如检测到的泪膜的形状的改变,来诊断眼部病症或开发或监测针对眼部病症的治疗方案。如图1所示,在正常的眼睛中检测到的泪膜的形状通常在非强制性眨眼后立即非常类似于眼睛的形状,并且这检测到的形状在眨眼后的最初几秒内相对稳定。另一方面,在受干眼病侵袭的眼睛中检测到的泪膜的形状可能与在正常眼睛中检测到的泪膜的形状相似,但此形状立即或随时间而改变。
如图10和图11中所示,在受干眼病侵袭的眼睛中,在眨眼后的第一秒的初期,沿着泪膜的移动前部检测到的不规则形状朝着眼睛的中央侧线移动。如图15中所示,在具有角膜病变的眼睛中,在眨眼后立即在角膜病变的位置周围检测到不规则形状(可能由角膜病变引起),并且检测到的泪膜的形状在眨眼后第一秒结束时变得更加规则(可能归因于泪膜的散布)。
如图13中所示,在受舍格伦综合征侵袭的眼睛中,在眨眼后立即检测到的泪膜底部的形状沿眼表边缘是规则的,然后在眨眼约1秒后变得不规则。如图14中所示,在带状疱疹感染后的眼睛的泪膜中,在眨眼后立即在感染位置检测到的泪膜形状是不规则的。如图19中所示,在一周的眼睑眨眼练习后,在眨眼后的眼睛的泪膜中,检测到的泪膜的形状在眨眼后比眼睑眨眼练习之前更稳定。
如图16中所示,在患有圆锥角膜的眼睛中,在眨眼后约0.4秒时,检测到的泪膜的底部形状开始显示不规则性,并且在眨眼后约7.8秒时,该检测到的不规则性向上移动并使检测到的整个泪膜的形状不规则。如图17中所示,滴入滴眼剂后,检测到的泪膜形状与滴入滴眼剂之前可见的形状发生了变化,且其检测到的形状和其检测到的形状的变化与正常眼睛的泪膜的那些(图1)相似。如图18中所示,在滴入不同类型的滴眼剂后,无法在任何时间检测到泪膜的形状。如图12中可见,在高度蒸发的干眼疾患中,人们感知到类似的检测到的泪膜形状的缺少。
本发明的一些实施方案使用在患者眼睛中检测到的泪膜的物理行为(例如检测到的泪膜大小)的变化。泪膜覆盖眼睛表面的区域,所述区域的发射率是均匀的,并且与具有正常泪膜(特征F2)的受试者的检测到的泪膜相比,没有检测到热辐射的变化。观察到,如图1所示,眼睛完全睁开后不久,检测到的正常泪膜的大小通常不会改变。相比之下,受一些类型的干眼病侵袭的眼睛具有变化的检测到的泪膜大小(图10和图11),而在其它类型的干眼中,没有检测到的泪膜区域(图12)。如图15中所示,在具有角膜病变的眼睛中,在眨眼后立即检测到的泪膜大小明显较小。如图19中所示,在一周的眼睑眨眼练习之后的眼睛中,检测到的泪膜大小保持稳定的时间段长于眼睑眨眼练习之前。在干眼疾患中施加滴眼剂(图17和图18)能够将检测到的泪膜大小恢复到在正常泪膜中检测到的大小(图1)。
本发明的一些实施方案使用患者眼睛中泪膜的物理行为(例如检测到的泪膜位置)的变化。在正常的眼睛中,如图1所示,检测到的泪膜散布在暴露于空气的眼表上。如图15中所示,在具有角膜病变的眼睛中,检测到的泪膜位置远离角膜病变的位置。如图14中所示,在患有带状疱疹感染的眼睛中,检测到的泪膜位置远离带状疱疹感染的位置。如图13中所示,在受舍格伦综合征侵袭的眼睛中,在眨眼后的第一秒内,检测到的泪膜位置远离眼睛的底部。如图16中所示,检测到的泪膜位置远离圆锥角膜中突出的角膜。如图17和图18中所示,施加滴眼剂可检测到泪膜的重新定位。
如上文所解释,在优选和替代实施方案中,物理行为的检测是通过对从患者眼睛捕获的数据集进行可视化或观察来实现。在一些此类实施方案中,可视化或观察可在屏幕上以记录的数字或类似形式或以印刷形式(例如在图片和/或图表中)进行,所有这些机构都是在具或不具适用于放大捕获数据集的放大装置下被采用。
在一些实施方案中,通过捕获来自整个和/或电磁辐射光谱的波长内的发射和/或衰减来进行物理行为的检测。在一些优选实施方案中,通过红外发射和/或衰减以及可见光发射和/或衰减来进行检测。
在一些实施方案中,检测到的泪膜行为是一次、连续和/或周期性地进行的。如在本专利说明书中更详细地解释,在优选和替代实施方案中,通过观察、监测或记录来完成泪膜行为的捕获。优选地,从业者可询问观察到的检测到的泪膜行为以及其它比较性的泪膜行为,以诊断眼部疾患、开发或监测针对眼部疾患的治疗方案。
从业者使用计算机软件记录图中显示的捕获的泪膜物理行为。记录的形式可为以数字和/或类似形式存储的视频和/或图片或印刷形式的图片和/或图表。然后,从业者使用记录的泪膜物理行为以及其它比较泪膜行为来诊断眼部疾患、开发或监测针对眼部疾患的治疗方案。
图中所示的泪膜物理行为的捕获是在眨眼后不久、在眨眼后眼睛完全睁开之前开始,因为大部分的泪膜物理行为是在眨眼后不久发生的,在此时间期间形成泪膜。
如图所示,捕获相关泪膜物理行为的时间段可发生变化。如图10、图11和图12中所示,在患有干眼疾患的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续8秒到11秒。如图13中所示,在患有舍格伦综合征的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续1.3秒到6秒。如图14中所示,在带状疱疹感染后的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续0.3秒到3秒。如图15中所示,在具有角膜病变的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续0.3秒到11秒。如图16中所示,在患有圆锥角膜的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续0.4秒到8秒。
如图17和图18中所示,在施加特定滴眼剂之前和之后的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续0.3秒到3秒。如图19中所示,在进行眼睑眨眼练习之前和之后的眼睛中泪膜物理行为的捕获可在捕获开始后持续0.3秒到7秒。
图中所示的捕获可在不同的时间和不同的环境下进行,其中捕获泪膜物理行为的多个区段。
根据眼部疾患的类型和/或眼部疾患的诊断、开发或监测的类型,可在先前捕获时间之后的6个月与约一年之间再次进行泪膜物理行为的进一步捕获。在一些其它实施方案中,第二或进一步捕获可在先前捕获时间之后周期性地开始,其中所述时段可为一天、一周、一个月、一季度、一年或更长时间。可替代地,第二或进一步捕获时间由从业者或受试者根据多种考虑因素来决定,所述多种考虑因素是例如效率、诊断准确性、对治疗的某一阶段的相应或达到某一阶段、练习方案、症状、感觉、可用性和开发中的问题。
图中所示的捕获的泪膜物理行为也可与捕获的泪膜物理行为一起用作诊断、开发或监测眼睛疾患所需的一组或多组比较数据。图中所示的捕获的泪膜物理行为可取自相同或不同的受试者、在不同的时间或在不同的条件下或它们的组合。
如果将图中所示的捕获的泪膜物理行为用于诊断、开发或监测眼睛疾患,则可将一个或多个比较数据集识别为实施本发明的从业者或人的知识库。该知识库包括此类人的训练、研究或经验。所述知识可呈人的记忆的形式,或者是帮助个人诊断、开发或监测眼睛疾患的与泪膜的物理行为有关的印刷或数字形式的数据,例如文本、表格、图表、图片、图像或视频。图中所示的捕获的泪膜物理行为本身可用作一个或多个比较数据集。
可通过检查所说明的诊断特性来进行捕获的泪膜物理行为和一个或多个比较数据集的分析。识别相似或相同的泪膜物理行为(例如检测到的大小、检测到的形状和检测到的位置)将指示密切相关的诊断特性。
在一些优选实施方案中,合适的红外敏感相机包括:
a.检测器,用于2μm到14μm波段的波长;
b.大于10帧/秒的帧速率;
c.至少320x240像素的空间分辨率;
d.17μm或更小的间距分辨率;
e.至少35mK的热敏度。
相机的镜头系统的材料可为镓、硒化锌或硫化锌。镜头材料应为具有高导热率的材料,并且出于实际原因不应受到环境湿度或温度的影响。
相机的光检测器可被冷却并且可具有不同的材料,所述不同的材料包括但不限于锑化铟、砷化铟、碲镉汞、硫化铅、硒化铅。将使用的常见冷却机构是斯特林发动机低温冷却器,但也可使用其它冷却器,例如气体冷却器。光检测器包括高带隙半导体,例如量子阱红外光检测器。来自相机的数字信息由适当的软件处理。
若需要,软件可用于增强图中所示的捕获的泪膜物理行为。对于非限制性实例,可使用将多个帧的平均值计算机化为一个帧的软件来提高温度敏感性(例如,降低噪声);比较相邻像素并执行统计分析可用于对比度增强或其它增强。该软件可安装在计算机、相机或独立设备中。
典型的眼睛检查会话如下进行:启动相机系统,并且如果必需,将相机冷却到操作要求。启动带有相关软件的计算机。
使患者坐在相机前并要求他/她将下巴放在下巴托中。调整下巴托以使患者舒适坐下。调整相机以使其水平放置在患者眼前。
相机可使用固定焦点或可调焦点来工作。在固定焦点的情形下,将相机沿水平轴移动到患者的眼睛或远离患者的眼睛,以使热成像图聚焦。如果相机的焦点不固定,则可使用相机的聚焦透镜进行其它调整。
在眼睛处于相机的焦点之后,泪膜热成像仪的操作员会向患者发出有关眨眼方案的指令,并根据需要捕获和记录泪膜的物理行为。如果需要或优选,该过程可重复多次。
然后,针对数据库或印刷手册中记录的比较泪膜行为分析捕获的泪膜行为。然后对受试者进行诊断,或开发或监测受试者的治疗方案。
相机系统的操作可为完全电动的、手动的、半自动的或自动的。此类泪膜热成像仪可为独立系统或连接到另一台眼科仪器上,以允许相机移动到患者眼前的正确位置。此类系统可为裂隙灯,其上附接有红外敏感相机,因此可根据需要移动它。
C.所述方法在隐形眼镜选择中的用途
有很宽范围的不同隐形眼镜可用,并且这些隐形眼镜在大小、厚度、形状、材料、表面特性、其它材料特性和预期目的(可重复使用、长期佩戴、每日佩戴、每周佩戴、每月佩戴和美容佩戴)方面有所不同。
发明人进行了一系列实验,反映了使用本发明的方法来改善当前采用的隐形眼镜选择过程的方式。使用具有640x512锑化铟检测器阵列和15μm的像素间距、20mK的温度分辨率、带有20mm延伸环的50mm透镜、以100Hz开窗运行的热成像相机记录在滴入和不滴入隐形眼镜的情况下的泪膜行为。实验在温度为23℃且湿度为45%的受控环境中进行。图解说明实施例19-实施例23的发现的图20-24中的热成像图是灰色标度的,其中较暗的灰色表示较少的热辐射。
实施例19:隐形眼镜病例研究1
要求正常受试者在非强制性眨眼后保持睁眼一段时间。之后,受试者插入了长期佩戴的隐形眼镜。捕获受试者眼睛的热成像视频。如图20中所图解说明,在睁眼后立即形成检测到的泪膜,但在没有隐形眼镜的情况下(顶行)泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置是正常的(图1)。在没有隐形眼镜的情况下,后面跟着的具有浅灰色薄片(F2)的暗带(F1)相对快速地并且完全地向上移动到眼表,并且之后如果眼睛保持睁开,则表面中实际上在许多秒内没有变化。在将长期佩戴的隐形眼镜放入眼睛后不久(底行),泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置发生变化。未检测到向上移动到眼睛的暗带及其相关的灰色薄片。相反,可看到隐形眼镜的区域(边缘由F6指示),所述区域会随着时间缓慢变暗,指示在该区域中未正确形成泪膜,从而导致过度的蒸发冷却。
实施例20:隐形眼镜病例研究2
正常受试者插入了每日佩戴的隐形眼镜。捕获受试者眼睛的热成像视频。如图21中所图解说明,在将每日佩戴的隐形眼镜放入眼睛后不久,与正常的泪膜相比,泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置发生变化(图1)。不均匀的暗区(F1)非常缓慢地向上移动,并且在该不规则边缘后面出现灰色不均匀形状,从而在隐形眼镜上形成灰色云团。指示隐形眼镜的一个或多个右边缘(F6)。隐形眼镜的未被灰色云团覆盖的区域变得更暗,表明从隐形眼镜的该区域中的表面蒸发冷却。
实施例21:隐形眼镜病例研究3
正常受试者将同一品牌的日抛型隐形眼镜插入每只眼睛中(图22)。捕获受试者眼睛的热成像视频。如图22中所图解说明,在佩戴6小时后,与正常的泪膜(图1)相比,一只眼睛(图22D-I)中泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置发生变化,而另一只眼睛(图22A-C)中泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置未发生变化。在改变的泪膜的情形下,不均匀的暗区(F1)非常缓慢地向上移动,并且灰色的不均匀形状在该不规则边缘后面上升,以在隐形眼镜上形成灰色云团。未被灰色区覆盖的边缘(F1)的区域随着时间逐渐变暗,表明从被隐形眼镜覆盖的该区域蒸发冷却。受试者观察到这只眼睛不适。指示隐形眼镜的边缘(F6)。
实施例22:隐形眼镜病例研究4
监测刚插入后(插入后约5分钟)和随后佩戴4小时后对每周隐形眼镜(A)和每月隐形眼镜(B)的泪膜对两个受试者(顶行受试者1和底行受试者2)的泪膜的效应。在每个受试者的每个时段中捕获受试者眼睛的热成像视频(图23)。所有图片均在睁开眼睛后约2秒获得。与正常泪膜(图1)相比,每周隐形眼镜(A)对受试者1(箭头)的泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置有直接效应,但对受试者2的泪膜的检测到的形状、检测到的大小或检测到的位置没有效应。然而,在佩戴4小时后,与正常泪膜(图1)相比,两名佩戴者的泪膜具有逐渐改变的泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置。4小时后,受试者1和受试者2中的每周隐形眼镜均是可耐受的。每月隐形眼镜(B)最初影响受试者1的泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置,但在佩戴4小时后类似于正常泪膜的泪膜。对于受试者2,与正常泪膜(图1)相比,每月隐形眼镜(B)对泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置几乎没有效应。然而,在佩戴4小时后,泪膜(箭头)无法适当覆盖眼睛上中部区域内的明显斑点。受试者报告了该区域中的不适。
实施例23:隐形眼镜病例研究5
在摘除隐形眼镜之前、期间和之后,监测对长期佩戴的隐形眼镜的泪膜的效应。在每个时段中捕获受试者眼睛的热成像视频(图24)。所有图片均在睁开眼睛后约2秒获得。在插入隐形眼镜之前,泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置是正常的(A)。插入隐形眼镜后不久,泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置被严重破坏,如暗中心区域(B)所指示。佩戴4小时后,泪膜的面积增大(箭头指示的C边缘)。摘除隐形眼镜后不久,泪膜存在一定破坏(D箭头)。在摘除隐形眼镜后两小时,泪膜已恢复正常(E)。注意,箭头E中检测到的形状是临床医师的热反射。
据估计,约一半的隐形眼镜佩戴者由于佩戴隐形眼镜而经历眼部不适。这通常会扩展到隐形眼镜配戴者放弃配戴隐形眼镜。尽管这种情况影响了世界上数百万隐形眼镜佩戴者,但在科学界和临床界中关于隐形眼镜不适的表征以及佩戴对泪膜和眼睛表面的效应缺乏共识和标准化(Nichols等人2013.IOVS TFOS 7-13)。
在优选实施方案中,以上实施例中使用的方法提供用于评价隐形眼镜佩戴对泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置的效应,并将其与佩戴者的舒适性和不适相关联的机构。
作为实例,显示不同的隐形眼镜对泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置的效应。同样明显的是,隐形眼镜对泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置的效应可在个体之间以及随时间变化。在一些受试者中,使用特定的隐形眼镜类型,在插入后的具体时间,泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置具有正常的外观。
这些实验发现与以下事实一致:不同的隐形眼镜具有不同的涂层或表面处理,从而影响泪膜组分对隐形眼镜的润湿性和结合。不同的受试者具有不同的泪膜组成,并且在佩戴期间,泪膜中的元素可相互作用并粘附到隐形眼镜表面,并因此会改变隐形眼镜表面的特性,并因此隐形眼镜与泪膜的相互作用会发生变化。
在优选实施方案中,使用迭代过程来确定隐形眼镜的品牌和样式,所述品牌和样式最小地干扰受试者中泪膜的通常检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置。
优选地,最小地干扰泪膜的检测到的正常形状、检测到的正常大小和检测到的正常位置的隐形眼镜对于佩戴者来说最舒适。因此,在一些实施方案中,本发明的方法提供用于为受试者选择合适的隐形眼镜的机构。在其它实施方案中,本发明的方法提供用于评价佩戴隐形眼镜对泪膜的检测到的形状、检测到的大小和检测到的位置的效应、包括在摘除隐形眼镜之后的效应的机构。优选地,这些机构使得能够确定受试者的隐形眼镜的优选佩戴时段和隐形眼镜的休息时段。
另外,在优选和替代实施方案中,显而易见的是:
a.在图23中所示的实例中,不同的隐形眼镜可导致在同一受试者的泪膜中检测到不同的物理行为,
b.在图22中所示的实例中,相同的隐形眼镜可导致在同一受试者的两只眼睛中每一只的泪膜中检测到不同的物理行为,
c.在图23中所示的实例中,受试者的同一只眼睛中的相同的隐形眼镜可导致在被滴入时间后的泪膜中检测到不同的物理行为,
d.在图20至24中所示的实例中,相同类型的隐形眼镜可导致在不同受试者的泪膜中检测到不同的物理行为,和
e.在图24中所示的实例中,在摘除隐形眼镜之后,检测到的受试者的泪膜中的物理行为似乎不同。
如所解释,在当前使用的为患者建议和选择正确的隐形眼镜的过程中,临床医师通常首先确定隐形眼镜的所需目的、患者的卫生状况、患者插入和摘除隐形眼镜的能力以及所需的隐形眼镜的度数和形状。该过程缩小了适于给定患者的品牌数量,且然后将那些品牌的试戴镜片装配给患者。通过主要基于患者对舒适性的感知的迭代过程来进行最终选择。
在最初缩小选择范围之后,本发明的优选和替代实施方案提供用于确定合适的隐形眼镜的客观手段。
在一些实施方案中,在将相同品牌和类型的试戴镜片装配到每只眼睛中之前,临床医师分析在患者的一只或多只眼睛中检测到的泪膜的物理行为。初始流泪消退后(滴入一只或多只活动试戴式隐形眼镜约5分钟内),临床医师可将检测到的泪膜的物理行为与在此类装配之前检测到的泪膜的物理行为及/或与一个或多个比较数据集进行比较。
在一些优选实施方案中,患者在预定或优选时段内佩戴一只或多只隐形眼镜,然后在进行隐形眼镜装配之后的一个或多个不同时间段进行一次或多次复检。此类时间段可为2小时、4小时、6小时、8小时、24小时或更长时间。
一些此类实施方案提供,在复检期间,再次将滴入一只或多只隐形眼镜后检测到的泪膜的物理行为与在装配之前检测到的泪膜的物理行为、与在装配所述一只或多只隐形眼镜或其它一只或多只隐形眼镜后捕获的泪膜物理行为的一个或多个其它数据集和/或与一个或多个其它比较数据集进行比较。优选地,询问患者在每个记录时间点的相对舒适性。
无论是在第一次检查还是在每次检查或进一步检查之后,都将一只或多只隐形眼镜摘除并记录检测到的泪膜的物理行为(优选地在约5分钟后)。然后优选地将检测到的泪膜的物理行为与在装配之前的检测到的泪膜的物理行为,在装配隐形眼镜之后记录的一个或多个比较数据集和/或与一个或多个其它比较数据集进行比较。
特别优选的用于选择的隐形眼镜是一种隐形眼镜,摘除所述隐形眼镜允许检测到的泪膜的物理行为显示正常泪膜的基本上立即重建。在其中在摘除隐形眼镜之后检测到的泪膜的物理行为被破坏的实施方案中,则较不优选的用于选择的隐形眼镜是一种隐形眼镜,摘除所述隐形眼镜允许检测到的泪膜的物理行为接近未破坏或仅轻微破坏,且在相对较短的时间段(例如不到2分钟)内重建常态。
对于一些此类实施方案,在摘除隐形眼镜之后用于测量的典型间隔是从约10分钟间隔直到约每小时间隔。本领域技术人员将理解,在摘除隐形眼镜之后用于测量的优选时间间隔可在眼睛至眼睛之间、在隐形眼镜至隐形眼镜之间以及在患者至患者之间变化。
根据一些实施方案,优选用于选择的隐形眼镜是最初在滴入隐形眼镜时产生检测到的正常泪膜的物理行为且然后随时间持续的隐形眼镜,或在一些实施方案中在装配一只或多只隐形眼镜之前不会导致检测到的泪膜物理行为发生变化的隐形眼镜。
在一些实施方案中,较不优选用于选择的隐形眼镜是不允许在滴入之后最初检测到的泪膜的物理行为显示正常泪膜的正常形成、但允许检测到的泪膜的物理行为显示随时间的完全或部分泪膜形成的隐形眼镜。
在其它实施方案中,较不优选用于选择的隐形眼镜是导致检测到的泪膜的物理行为最初看起来正常且然后随时间劣化的隐形眼镜。优选和替代实施方案公开,发生劣化相对越快,用于选择的隐形眼镜越不优选。
在又仍然另外的实施方案中,最不优选用于选择的隐形眼镜是检测到的泪膜的物理行为最初看起来被破坏且随时间保持破坏的隐形眼镜。
在一些优选和替代实施方案中,用不同的隐形眼镜重复概述的方法步骤,以建立实现优选隐形眼镜的选择的隐形眼镜品牌。在一些实施方案中,每只眼睛中优选地使用不同品牌的隐形眼镜。
另外,在优选实施方案中,还监测和/或考虑了隐形眼镜佩戴对检测到的泪膜的物理行为的长期效应(例如数月到数年)。在一些此类实施方案中,这可通过比较在初始装配和选择过程期间产生的泪膜的一个或多个数据集来实现。
本领域技术人员将理解,在不脱离如广泛描述的本发明的精神或范围的情况下,可对如具体实施方案中所示的本发明进行多种变化和/或修改。因此,本实施方案应被认为在所有方面仅是说明性的而不是限制性的。
应当注意,在本说明书的整个描述和权利要求书中,词语“包括(comprise)”和所述词语的变化形式(例如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”)并不旨在排除其他变体或额外组分、整数或步骤。本领域技术人员将容易地明了本发明的修改和改进。此类修改和改进旨在落入本发明的范围内。
Claims (50)
1.一种基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断所述受试者的眼部疾患或开发或监测针对所述受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:
a.从所述受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;
b.分析所述至少第一捕获数据集,并从而检测所述泪膜中的物理行为;和
c.基于所述泪膜的所述检测到的物理行为,诊断所述眼部疾患或开发或监测针对所述眼部疾患的治疗方案。
2.一种基于在受试者眼睛中检测到的泪膜的物理行为或泪膜的缺少来诊断所述受试者的眼部疾患或开发或监测针对所述受试者的眼部疾患的治疗方案的方法,所述方法包括以下步骤:
a.从所述受试者的眼睛捕获至少第一捕获数据集;
b.识别至少第一比较数据集;
c.相对于所述至少第一比较数据集分析所述至少第一捕获数据集,从而检测所述泪膜中的物理行为;和
d.基于所述泪膜的所述检测到的物理行为,诊断所述眼部疾患或开发或监测针对所述眼部疾患的治疗方案。
3.如权利要求1或2所述的方法,其中所述检测到的物理行为由选自由以下组成的组的所述泪膜的一种或多种特性或泪膜的缺少来界定:形状、大小和位置。
4.如权利要求2或3所述的方法,其中在宏观水平上实现所述物理行为的检测。
5.如权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述捕获步骤通过选自由以下组成的组的一种或多种模式来实现:观察、监测和/或记录。
6.如权利要求1至5中任一项所述的方法,其中所述第一捕获数据集包括反映在第一预定时间和/或在预定时间段或多个预定时间内识别的在所述受试者眼睛中检测到的泪膜物理行为或泪膜缺少的数据。
7.如权利要求6所述的方法,其中在所述捕获步骤开始之后,用于识别检测到的物理行为的所述第一预定时间在约1x10-2秒与约2x10-1秒之间。
8.如权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述捕获步骤还包括捕获至少第二捕获数据集。
9.如权利要求8所述的方法,其中所述第二捕获数据集包括反映在第二预定时间和/或在另外多个预定时间识别的在所述受试者眼睛中检测到的泪膜物理行为或泪膜缺少的数据。
10.如权利要求9所述的方法,其中在所述第一预定时间之后,用于识别检测到的物理行为的所述第二预定时间在约2x10-2秒与约2x10-1秒之间。
11.如权利要求9所述的方法,其中在所述第一预定时间之后,用于识别检测到的物理行为的所述第二预定时间在约6个月与约一年之间。
12.如权利要求9至11中任一项所述的方法,其中所述另外多个预定时间在所述第二预定时间之后约每月、每季度或每年出现。
13.如权利要求6至12中任一项所述的方法,其中所述第一捕获数据集或一个或多个另外的捕获数据集包括反映在预定时间段内识别的在所述受试者眼睛中检测到的泪膜物理行为或泪膜缺少的数据,在所述捕获步骤开始之后的所述时段选自由以下组成的组:约0.00秒至约1.00秒、约0.00秒至约3.00秒、约0.00秒至约6.00秒、约0.00秒至约10.00秒、约0.00秒至约15.00秒、约0.00秒至约30.00秒、约1.00秒至约7.00秒、约3.00秒至约12.00秒和约6.00秒至约20.00秒。
14.如权利要求13所述的方法,其中所述预定时间段是所述受试者可维持眼睛的持续睁开的时间长度。
15.如权利要求1至14中任一项所述的方法,其中所述捕获步骤在眨眼后在约0.00秒与1×10-2秒之间开始。
16.如权利要求15所述的方法,其中所述眨眼选自由以下组成的组:自然非强制性眨眼、硬眨眼以及使用中间水平的力的眨眼。
17.如权利要求2至16中任一项所述的方法,其中所述识别步骤通过从至少预定知识库中进行参考和/或从预定源观察、监测、测量和/或记录来实现。
18.如权利要求17所述的方法,其中所述预定知识库包括基于个人的与受试者眼睛中检测到的泪膜物理行为或泪膜缺少有关的训练、研究和/或经验的信息,所述个人正经历所述受试者的眼部疾患的诊断或针对所述受试者的眼部疾患的治疗方案的开发或监测。
19.如权利要求17或18所述的方法,其中所述预定源包括来自由以下组成的组的一个或多个数据集:
a.任何第二个是另外捕获数据集,和/或
b.来自由以下组成的组的一个或多个数据集:与在所述受试者或其它受试者的眼睛中检测到的泪膜物理行为或泪膜缺少有关的照片、录像、医学或科学成像和/或图表。
20.如权利要求1至19中任一项或多项所述的方法,其中所述分析步骤包括相对于所述至少第一比较数据集评价所述至少第一捕获数据集,以识别至少第一组诊断特性。
21.如权利要求20所述的方法,其中所述至少第一组诊断特性选自由以下组成的组:不存在或存在可能的眼部疾患、可能的眼部疾患的差异诊断、眼部矫形器的相对适用性、治疗方案的相对功效和/或维持、改变或停止当前治疗方案的相对优点。
22.如权利要求20或21所述的方法,其中所述诊断所述眼部疾患的步骤包括基于所述至少第一组诊断特性进行诊断。
23.如权利要求20至22中任一项所述的方法,其中所述开发或监测所述受试者的眼部疾患的治疗方案的步骤包括基于所述至少第一组诊断特性来开发或监测所述治疗方案。
24.如权利要求21至23中任一项所述的方法,其中所述眼部矫形器是眼科设备或隐形眼镜,并且开发或监测治疗方案包括针对所述受试者的一只或两只眼睛试戴不同式样/型号的隐形眼镜。
25.如权利要求1至24中任一项所述的方法,其是实时进行的。
26.如权利要求1至25中任一项所述的方法,其中所述捕获步骤包括使用摄像机捕获所述至少第一捕获数据集。
27.如权利要求26所述的方法,其中所述摄像机是红外敏感的。
28.如权利要求1至27中任一项所述的方法,其中所述眼部疾患选自由以下组成的组中的一种或多种眼部疾患:干眼综合征、缺水性干眼、蒸发性干眼、干燥性角膜结膜炎、圆锥角膜、睑板腺病症、泪管病症、舍格伦综合征、角膜瘢痕形成、白塞氏病、正常泪膜、不完全眨眼、与类风湿性关节炎相关的眼病、与结缔组织病症相关的眼病、泪管永久或暂时性闭合以及美容变化。
29.如权利要求27或28所述的方法,其中所述红外敏感相机包括:
a.用于检测约1.5μm至约14μm范围内的红外波长的装置;
b.用于记录高于10Hz的帧速率数据的装置;
c.将间距分辨率设定为等于或小于35μm的装置;
d.以高于约320x240像素的空间分辨率检测光谱响应数据的装置;和
e.适于解释波长数据、帧速率数据、间距分辨率和空间分辨率数据的软件程序,使得以可观察的形式描绘所述受试者眼睛泪膜的组分之间的发射率差异。
30.一种为受试者选择隐形眼镜的方法,所述方法包括:
a.从所述受试者的第一只眼睛捕获第一捕获数据集,所述第一捕获数据集包括在所述第一只眼睛中检测到的泪膜的物理行为;
b.识别第一测试隐形眼镜并将所述第一测试隐形眼镜滴入所述第一只眼睛中;
c.在预定或优选的第一时间段后,从所述第一只眼睛捕获第二捕获数据集,所述第二捕获数据集包括在滴入所述第一测试隐形眼镜的情况下检测到的所述第一只眼睛的所述泪膜的物理行为;
d.相对于所述第一捕获数据集和/或比较数据集分析所述第二捕获数据集;和
e.评价将被选作所述受试者的所述隐形眼镜的所述第一测试隐形眼镜的相对适用性。
31.如权利要求30所述的方法,所述方法还包括,在预定或优选的第二时间段后,从所述第一只眼睛捕获第三捕获数据集,所述第三捕获数据集包括在滴入时段后摘除所述第一测试隐形眼镜后检测到的所述第一只眼睛的所述泪膜的物理行为。
32.如权利要求30或31所述的方法,其中预定或优选的第一时间段在滴入所述第一测试隐形眼镜之后立即开始,并且在初始流泪消退之后结束。
33.如权利要求32所述的方法,其中所述预定或优选的第一时间段为至少约3分钟至约5分钟。
34.如权利要求30或31所述的方法,其中所述预定或优选的第一时间段选自约30分钟、1小时、2小时、4小时、6小时、8小时、24小时或更长时间。
35.如权利要求30至34中任一项所述的方法,其是使用相应的第一测试隐形眼镜和/或不同的测试隐形眼镜对所述受试者的第二只眼睛进行的。
36.如权利要求30至35中任一项所述的方法,其对于第二测试隐形眼镜重复进行。
37.如权利要求36所述的方法,其对于一个或多个其它测试隐形眼镜重复进行。
38.如权利要求35或36所述的方法,其对于相应的第二测试隐形眼镜或其它不同隐形眼镜重复进行。
39.如权利要求30至38中任一项所述的方法,其中所述方法是同时或基本同时在所述受试者的两只眼睛上进行。
40.如权利要求31至39中任一项所述的方法,其中适于选择的隐形眼镜是一种隐形眼镜,摘除所述隐形眼镜允许所述检测到的泪膜物理行为显示与正常泪膜的立即重建基本一致的检测到的物理行为。
41.如权利要求31至39中任一项所述的方法,其中适于选择的隐形眼镜是一种隐形眼镜,摘除所述隐形眼镜允许所述泪膜的所述检测到的物理行为接近未破坏或仅轻微破坏,并且在相对较短的时间段内重建常态。
42.如权利要求41所述的方法,其中所述相对较短的时间段小于约3分钟。
43.如权利要求31至42中任一项所述的方法,其中安装时间为约10分钟至约1小时或更长时间。
44.如权利要求30至43中任一项所述的方法,其中适于选择的隐形眼镜是最初在滴入所述隐形眼镜时产生正常泪膜的检测到的物理行为且然后随时间持续的隐形眼镜,或在装配所述隐形眼镜之前不会导致所述泪膜的所述检测到的物理行为发生变化的隐形眼镜。
45.如权利要求30至39中任一项所述的方法,其中较不优选用于选择的隐形眼镜是不允许在滴入之后最初所述泪膜的所述检测到的物理行为显示正常泪膜的正常形成、但允许所述泪膜的所述检测到的物理行为显示随时间的完全或部分泪膜形成的隐形眼镜。
46.如权利要求30至39中任一项所述的方法,其中优选地被排除在选择之外的隐形眼镜是导致所述检测到的泪膜的物理行为最初看起来正常且然后随时间劣化的隐形眼镜。
47.如权利要求30至39中任一项所述的方法,其中优选地被排除在选择之外的隐形眼镜是所述检测到的泪膜的物理行为最初看起来被破坏且随时间保持破坏的隐形眼镜。
48.如权利要求30至47中任一项所述的方法,其针对多个测试隐形眼镜重复进行,从而为受试者选择隐形眼镜。
49.如权利要求35至48中任一项所述的方法,其针对多个相应的测试隐形眼镜和/或针对多个其它不同隐形眼镜重复进行,以为受试者选择相应的隐形眼镜和/或其它不同的隐形眼镜。
50.一种隐形眼镜,其根据权利要求30至49中任一项所述的方法来选择。
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