CN113613715A - 使用用于光源的辐射功率的命令法则控制光遗传学设备的方法以及相关联的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于控制设备(40)的计算机实现的方法，所述设备(40)适于在穿戴者的眼睛的至少一部分上投影光束，所述设备(40)具有包括光源(52)的光学模块，瞳孔针对眼睛的所述部分被定义，所述方法包括以下步骤：提供瞳孔的尺寸，确定光源(52)的辐射功率的命令法则，所述命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸确定的，以及将确定的命令法则发送到光源(52)，其中为眼睛的所述部分定义最大光强度和最小光强度，并且在确定步骤，命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数，最大光强度和最小光强度中的每一个在眼睛的所述部分中在空间上变化。
Description
技术领域
本发明涉及用于控制适于在穿戴者的眼睛的至少一部分上投影光束的设备的计算实现的方法。穿戴者旨在穿戴所述设备。本发明涉及相关联的计算机程序产品和适于存储该计算机程序产品的计算机可读介质。本发明还涉及适于投影光束的可穿戴设备。
背景技术
视网膜由光感受器组成，光感受器是高度特化的神经元，其通过光转导负责视网膜的光敏性，即，将光转换为在视觉系统内传播一系列事件的电信号和化学信号，最终生成世界的表示。在脊椎动物视网膜中，光转导由光敏受体蛋白，视紫红质的活化发起。
光感受器损失或变性(诸如在视网膜色素变性(RP)或黄斑变性(MD)的情况下)严重损害(如果不是完全抑制)视网膜内视觉信息的光转导。光感受器细胞的丧失和/或光感受器细胞功能的丧失是视力下降、光敏感度下降和失明的主要原因。
目前正在开发几种专用于视网膜退行性疾病的治疗方法，包括基因疗法、干细胞疗法、光遗传学和视网膜假体。
例如，已经提出通过称为光遗传学的基因和神经工程技术控制限定的神经元群的活动而不影响大脑中的其它神经元来恢复受试者视网膜的光敏性。与试图通过纠正蛋白质缺陷或功能障碍来替代或修复缺陷基因或绕过遗传缺陷的传统基因疗法相比，光遗传学方法可以被用于赋予视网膜中正常的非光敏细胞响应光的能力，从而恢复患者的有用视力。与向双极细胞或神经节细胞提供细胞外电刺激的视网膜芯片植入物不同，基于光遗传学的疗法从细胞内部刺激细胞。
光遗传学是指遗传学和光学的结合，以控制活组织的特定细胞内明确定义的事件。光遗传学包括(i)基因修饰目标细胞以便通过在细胞膜中表达外源光反应蛋白而使它们对光敏感，以及(ii)提供能够向所述光反应蛋白提供光的照明设备。
外源光反应蛋白的示例在WO2007024391、WO2008022772或WO2009127705中提供，它们描述了对源自植物和微生物有机体(例如，古细菌、细菌和真菌)的、对光活化离子通道和泵(例如，光敏感通道蛋白-2[ChR2]；盐细菌视紫红质[NpHR])进行编码、专为在哺乳动物神经元中表达而设计并且可以使用病毒载体基因靶向到特定神经群体的视蛋白基因的使用。当暴露在适当波长的光下时，可以在表达视蛋白的神经元中触发动作电位，从而赋予这些细胞光敏感性。类似地，WO2013071231公开了新的光敏感通道蛋白、Chronos和Chrimson，它们具有彼此不同并与现有技术(例如，ChR2/VChR1)不同的活化光谱，并通过表达具有在不同细胞中遗传表达的不同活化光谱的通道、然后用不同颜色的光照射组织来允许使用多种不同波长的光从而使同一组织中的不同组细胞去极化。WO2017187272中公开的光反应蛋白是另一种替代方案。
光遗传学是一种非常强大的选择性神经元活化/抑制工具，例如，其可以被用于恢复活体动物(包括人类)的神经功能，特别是眼睛的神经功能。
不过，已经表明选择的光波长应接近光反应蛋白的最优波长，并且这些光反应蛋白对光的敏感性非常低。因此，为了通过光获得最低水平的蛋白质活化，目标细胞或蛋白质接收的光的强度应高于最小值。因此，必须使用在正确波长下提供足够辐照度的外部设备。
可替代地，已经提出使用视觉假体系统至少部分地恢复这些患者的视力。这些系统包括视网膜植入物，并且是用于以下的有用的工具：通过利用虽然部分视网膜组织已经变性但大部分视网膜可以保持完整并且仍然可以直接受到光依赖电刺激的刺激的所述事实，至少部分地重建盲人和视力受损用户的适度视觉感知和方向感。通常，视网膜植入物被植入患者的眼睛，从而在光刺激下影响剩余神经元细胞的电激发。当受到刺激时，这些剩余的神经元细胞通过视神经将人工诱导的电脉冲传送到大脑的视觉部分。
视网膜植入物可以被大致分为两类：视网膜外和视网膜下。视网膜外设备被放置在视网膜的内表面上或附近，即，首先暴露于入射光的视网膜、并且神经节细胞的神经纤维沿着其传递到视神经的一侧。视网膜外植入物通常包括具有多个像素元件的芯片，所述像素元件能够接收由眼外设备(通常是相机和用于解码入射光的微电子电路)通过眼睛的晶状体投射到视网膜上的图像，该芯片用于将图像转换成电信号并用于经由多个刺激电极进一步将信号传达成电刺激以刺激芯片附近的视网膜细胞，以便重建或改善盲人或部分失明患者的视力。相比之下，视网膜下设备被放置在视网膜下、在视网膜和下面的视网膜色素上皮或其它更深的组织之间。当前可用的视网膜下技术依赖于单个、刚硬且通常为平面芯片的植入。已经进一步表明，期望能够植入多于一个芯片以便覆盖大视场。
视网膜假体和光遗传学疗法依赖于两个主要组件。在视网膜上设计的第一个组件通过提供目标视网膜细胞的膜电位的改变来提供光敏感性：它是视网膜假体系统中的植入物或在光遗传学疗法中遗传引入到视网膜细胞中的光门控离子通道蛋白。要求第二个组件对视觉信息(通常用相机或光电二极管的阵列获取)进行编码并将其翻译成前一个组件所需的输入信号。在视网膜假体中，输入信号是由有源电极矩阵递送的电流或能够激活无源组件的光脉冲。在光遗传基因疗法中，递送的输入信号是具有适当强度和波长的光脉冲，以便以既定的时空方式活化光遗传蛋白。
文献WO 2016/040534 A1公开了眼科光疗设备、系统和治疗方法，以将眼睛暴露于所选择的多波长光以促进受损或患病的眼睛组织的愈合。该设备包括具有内部的壳体、设置在壳体上的目镜、产生具有第一治疗波长的第一光束并部署在壳体内的第一光源、产生具有第二治疗波长的第二光束并部署在壳体内的第二光源，其中第二治疗波长与第一治疗波长相差至少25纳米(nm)。
这些解决方案都没有为穿戴者提供完美的舒适度和感知。
发明内容
因此，需要用于在穿戴者的眼睛上投影图像的方法，该方法使得能够获得改善的舒适度和感知。
本说明书描述了一种用于控制设备的计算机实现的方法，所述设备适于在穿戴者的眼睛的至少一部分(part)上投影光束，所述设备具有包括光源的光学模块，瞳孔针对眼睛的所述部分被定义，所述方法包括以下步骤：提供瞳孔的尺寸，确定光源的辐射功率的命令法则，所述命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸确定的，以及将确定的命令法则发送到光源，其中针对眼睛的所述部分定义最大光强度和最小光强度，并且在确定步骤，命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数，最大光强度和最小光强度中的每一个在眼睛的所述部分中在空间上变化。
最小光强度使得能够相应地调整光源的辐射功率，以便保证眼睛的所述部分上的光剂量低于安全阈值。而且，最大光强度使得能够相应地调整光源的辐射功率，以便获得光束的每个部份(portion)的高效照明。
而且，最小光强度和最大光强度在眼睛的所述部分中在空间上变化的事实，相应地调整光源的辐射功率。这导致在遵守眼睛的安全规定的同时眼睛的所述部分的每个部份的经优化的照明。
因此，本发明的用于控制的方法更加安全且更加高效。
根据有利但非强制性的其它方面，用于投影的计算机实现的方法可结合以下特征中的一个或多个，采用任何技术上允许的组合：
-在确定步骤，命令法则提供有光源的辐射功率随时间的变化。
-在确定步骤，命令法则取决于至少一个附加参数，所述附加参数属于包括以下各项的组：与眼睛的疾病相关的参数，与与眼睛中的植入物相关的参数，与眼睛相关的参数，以及与所使用的设备相关的参数。
-在确定步骤，命令法则还取决于提供的尺寸和提供的相对位置，所述相对位置是瞳孔相对于光束的位置。
-在确定步骤，命令法则还取决于要由光束投影的图像的尺寸。
-瞳孔的尺寸根据尺寸变化函数而变化，并且在确定步骤，命令法则还取决于尺寸变化函数。
-为眼睛的所述部分定义光剂量，并且在确定步骤，命令法则还取决于光剂量。
-为眼睛的所述部分定义预定义的光强度，命令法则还取决于预定义的光强度。
-为眼睛的所述部分定义预定义的光波长范围，命令法则还取决于预定义的光波长范围。
-定义用于视网膜的最大光强度和用于角膜的最大光强度，命令法则还取决于选自包括用于视网膜的最大光强度和用于角膜的最大光强度的组中的至少一个参数。
-所述设备还适于在所述设备的穿戴者的眼睛的至少一部分上投影图像，所述方法还包括以下步骤：提供穿戴者的眼睛的方向凝视，提供要投影的初始图像，根据提供的凝视方向至少确定过滤器，使用确定的过滤器过滤初始图像，以及向设备发送将经过滤的图像投影到眼睛中的命令。
-在确定步骤，确定过滤器的特性中的至少一个，过滤器的特性属于包括以下项的组：过滤器的图案的位置，过滤器的图案的尺寸，过滤器的图案的形状，以及过滤器的图案的值。
-在确定步骤，确定的过滤器取决于至少一个附加参数，所述附加参数属于包括以下项的组：与眼睛的疾病相关的参数，与眼睛中的植入物相关的参数，与眼睛相关的参数，以及与所使用的设备相关的参数。
-在确定步骤，确定的过滤器至少包括针对其定义了中心的图案，过滤器的图案的中心的位置是方向凝视的线性函数。
-在确定步骤，确定的过滤器包括至少一个图案，所述至少一个图案的形状选自包括以下项的组：圆形，环形，以及多边形。
-在确定的步骤，确定的过滤器取决于选自包括针对眼睛的所述部分的最大光强度和针对眼睛的所述部分的最小光强度的组中的至少一个参数。
-眼睛的所述部分包括要被光束照射的多个部份，并且其中在确定步骤，过滤器取决于选自包括针对所述部分的每个部份的最大光强度和针对所述部分的每个部份的最小光强度的组中的至少一个参数。
-过滤器包括至少一个图案，并且在确定步骤，过滤器取决于眼睛的所述部分的形状，使得所述至少一个图案的形状取决于所述部分的形状。
-确定的过滤器包括至少一个图案，并且，在确定步骤，确定的过滤器取决于眼睛的所述部分的位置，使得所述至少一个图案的位置取决于所述部分的位置。
-瞳孔针对眼睛被定义，瞳孔由瞳孔与光束的相对位置和瞳孔的尺寸定义，并且，在确定步骤，确定的过滤器取决于选自包括瞳孔与光束的相对位置和瞳孔的尺寸的组中的至少一个参数。
-以小于或等于50毫秒的时间间隔重复提供步骤、确定步骤、过滤步骤和发送步骤。
-所述部分是眼睛的视网膜。
本说明书描述了一种用于控制设备的计算机实现的方法，所述设备适于在所述设备的穿戴者的眼睛的至少一部分上投影图像，所述方法包括以下步骤：提供穿戴者的眼睛的方向凝视，提供要投影的初始图像，根据提供的凝视方向至少确定过滤器，使用确定的过滤器过滤初始图像，以及向设备发送将经过滤的图像投影到眼睛中的命令。
根据有利但非强制性的其它方面，用于投影的方法可以结合以下特征中的一个或几个，采用任何技术上允许的组合：
-在确定步骤，确定过滤器的特性中的至少一个，过滤器的特性属于包括以下项的组：过滤器的图案的位置，过滤器的图案的尺寸，过滤器的图案的形状，以及过滤器的图案的值。
-在确定步骤，确定的过滤器取决于至少一个附加参数，所述附加参数属于包括以下项的组：与眼睛的疾病相关的参数，与眼睛中的植入物相关的参数，与眼睛相关的参数，以及与所使用的设备相关的参数。
-在确定步骤，确定的过滤器至少包括针对其定义了中心的图案，过滤器的图案的中心的位置是方向凝视的线性函数。
-在确定步骤，确定的过滤器包括至少一个图案，所述至少一个图案的形状选自包括以下项的组：圆形，环形，以及多边形。
-在确定的步骤，确定的过滤器取决于选自包括针对眼睛的所述部分的最大光强度和针对眼睛的所述部分的最小光强度的组中的至少一个参数。
-眼睛的所述部分包括要被光束照射的多个部份，并且其中在确定步骤，过滤器取决于选自包括针对所述部分的每个部份的最大光强度和针对所述部分的每个部份的最小光强度的组中的至少一个参数。
-过滤器包括至少一个图案，并且在确定步骤，过滤器取决于眼睛的所述部分的形状，使得所述至少一个图案的形状取决于所述部分的形状。
-确定的过滤器包括至少一个图案，并且，在确定步骤，确定的过滤器取决于眼睛的所述部分的位置，使得所述至少一个图案的位置取决于所述部分的位置。
-瞳孔针对眼睛被定义，瞳孔由瞳孔与光束的相对位置和瞳孔的尺寸定义，并且，在确定步骤，确定的过滤器取决于选自包括瞳孔与光束的相对位置和瞳孔的尺寸的组中的至少一个参数。
-以小于或等于50毫秒的时间间隔重复提供步骤、确定步骤、过滤步骤和发送步骤。
-所述部分是眼睛的视网膜。
-设备还适于在穿戴者的眼睛的至少一部分上投影光束，所述设备具有包括光源的光学模块，瞳孔针对眼睛的所述部分被定义，所述方法还包括以下步骤：提供瞳孔的尺寸，确定光源的辐射功率的命令法则，所述命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸确定的，以及将确定的命令法则发送到光源。
-在确定步骤，命令法则提供有光源的辐射功率随时间的变化。
-在确定步骤中，命令法则取决于至少一个附加参数，所述附加参数属于包括以下各项的组：与眼睛的疾病相关的参数，与眼睛中的植入物相关的参数，与眼睛相关的参数，以及与所使用的设备相关的参数。
-在确定步骤，命令法则还取决于提供的尺寸和提供的相对位置，所述相对位置是瞳孔相对于光束的位置。
-在确定步骤，命令法则还取决于要由光束投影的图像的尺寸。
-瞳孔的尺寸根据尺寸变化函数而变化，并且在确定步骤，命令法则还取决于尺寸变化函数。
-为眼睛的所述部分定义最大光强度和最小光强度，并且在确定步骤，命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数。
-最大光强度和最小光强度中的每一个在眼睛的所述部分中在空间上变化。
-为眼睛的所述部分定义光剂量，并且在确定步骤，命令法则还取决于光剂量。
-为眼睛的所述部分定义预定义的光强度，命令法则还取决于预定义的光强度。
-为眼睛的所述部分定义预定义的光波长范围，命令法则还取决于预定义的光波长范围。
-定义针对视网膜的最大光强度和针对角膜的最大光强度，命令法则还取决于选自包括针对视网膜的最大光强度和针对角膜的最大光强度的组中的至少一个参数。
本说明书还描述了一种计算机程序产品，其包括当所述计算机程序产品在合适的计算机设备上执行时用于执行如先前定义的方法的步骤的指令。
本说明书还提出了一种其上编码有如上定义的计算机程序产品的计算机可读介质。
还描述了一种可穿戴设备，适于在可穿戴设备的穿戴者的眼睛的至少一部分上投影光束，可穿戴设备具有包括光源的光学模块，瞳孔针对眼睛的所述部分被定义，可穿戴设备包括：适于提供瞳孔的尺寸的模块，数据处理单元，适于确定光源的辐射功率的命令法则，所述命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸确定的，以及命令模块，适于将确定的命令法则发送到光源，其中为眼睛的所述部分定义最大光强度和最小光强度，并且在确定步骤，命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数，最大光强度和最小光强度中的每一个在眼睛的所述部分中在空间上变化。
根据有利但非强制性的其它方面，可穿戴设备适于在所述可穿戴设备的穿戴者的眼睛的至少一部分上投影图像，可穿戴设备包括：适于提供穿戴者的眼睛的方向凝视的模块，相机，提供要被投影的初始图像，数据处理单元，适于根据提供的方向凝视至少确定过滤器并且适于使用确定的过滤器过滤初始图像，以及命令模块，适于向所述设备发送将经过滤的图像投影到眼睛中的命令。
还提出了一种可穿戴设备，适于在所述可穿戴设备的穿戴者的眼睛的至少一部分上投影图像，可穿戴设备包括：适于提供穿戴者的眼睛的方向凝视的模块，相机，提供要被投影的初始图像，数据处理单元，适于根据提供的方向凝视至少确定过滤器并且适于使用确定的过滤器过滤初始图像，以及命令模块，适于向所述设备发送将经过滤的图像投影到眼睛中的命令。
根据有利但非强制性的另外的方面，可穿戴设备适于将光束投影到可穿戴设备的穿戴者的眼睛的至少一部分上，可穿戴设备具有光学模块，该光学模块包括光源，瞳孔针对眼睛的所述部分被定义，可穿戴设备包括适于提供瞳孔的尺寸的模块、适于确定光源的辐射功率的命令法则的数据处理单元，该命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸确定的，以及适于将确定的命令法则发送到光源的命令模块。
附图说明
本发明将基于以下描述得到更好的理解，该描述是与附图对应地并且作为说明性示例给出的，而不限制本发明的目的。在附图中：
-图1示意性地示出了系统和计算机程序产品，它们的交互使得能够执行用于控制用于投影图像的设备的方法和/或使得能够执行用于控制用于投影光束的设备的方法；
-图2示出了初始图像的视图；
-图3至9示出了根据眼睛凝视的方向的经过滤的图像；
-图10示出了光束的横截面与眼睛的瞳孔的横截面之间的叠加；
-图11至14示出了针对相对于光束的不同瞳孔位置在眼睛的视网膜处投影的图像；以及
-图15示意性地示出了适于由人类穿戴者穿戴的适于投影图像和/或光束的医疗设备。
具体实施方式
提出了用于控制适于将图像投影到设备的患者的眼睛上的设备的方法。
设备的示例在第4节中给出。
特别地，将详细介绍依赖于过滤的方法和依赖于控制光束的辐射功率的方法。
这两种方法都可以是计算机实现的。相关联的系统在第1节中介绍。
第1节–适于实现用于控制的方法的系统
系统10和计算机程序产品12在图1中表示。计算机程序产品12和系统10之间的交互使得能够执行用于控制的方法。
系统10是计算机。在当前情况下，系统10是膝上型计算机。
更一般地，系统10是计算机或计算系统，或适于操纵和/或将表示为计算系统的寄存器和/或存储器内的物理(诸如电子之类)量的数据变换成类似地表示为计算系统的存储器、寄存器或其它此类信息存储、传输或显示设备中的其它数据的类似电子计算设备。根据本发明，那些术语是同义词或等价物。
系统10包括处理器14、键盘22和显示单元24。
根据变体，系统10是小型化的计算机。与第2节中定义的系统相比，本系统10没有任何键盘和显示单元。
系统10是例如包含处理器、存储器和快速计算能力的小型化电子板(诸如直接存储器访问(其首字母缩写词为DMA))。
例如，电子板包括现场可编程门阵列(其首字母缩写为FPGA)、片上系统(其首字母缩写为SoC)或专用集成电路(其首字母缩写为ASIC)。
例如，在系统中实现的方法是实时方法。
处理器14包括数据处理单元16、存储器18和读取器20。读取器20适于读取计算机可读介质。
计算机程序产品12包括计算机可读介质。
计算机可读介质是处理器的读取器可以读取的介质。计算机可读介质是适于存储电子指令的介质，并且能够耦合到计算机系统总线。
这种计算机可读存储介质是例如盘、软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁卡或光卡，或任何其它类型的适于存储电子指令并能够耦合到计算机系统总线的介质。
计算机程序存储在计算机可读存储介质中。计算机程序包括一个或多个存储的程序指令序列。
计算机程序可加载到数据处理单元16中并且适于引起用于控制的方法的执行。
第2节–使用过滤器进行控制的方法
该方法包括提供穿戴者的眼睛28(图3至9中所示)的方向凝视的步骤、提供要投影的初始图像30(图2中所示)的步骤、根据所提供的方向凝视确定过滤器的步骤、使用所确定的过滤器过滤初始图像30的步骤以及向设备发送将经过滤的图像36(图3至9中所示)投影到眼睛28中的命令的步骤。
在下文中，首先描述过滤器的确定，并且然后描述过滤器在方法的框架中的使用。
过滤器的确定可以被解释为一种优化技术。该优化技术是处理输入参数以获得输出参数的技术。处理步骤使用优化公式。
输入参数将在分别与以下各项相关的几种参数中进行选择：凝视的方向、疾病、植入物、穿戴者的观看行为和所使用的设备。
凝视的方向取决于眼睛28的瞳孔32的位置和眼睛28的解剖结构。
眼睛的瞳孔的位置是例如穿戴者的眼睛28的瞳孔32的中心位置。
瞳孔的中心的位置可以由框架中的一些角度表达。
与疾病相关的参数可以干预，只要疾病的种类可以确定要被照射的眼睛28的区域的形状。
因此，与疾病相关的参数也可以被认为是与植入物相关的参数，这些参数在下文中详述。
经过滤的图像36旨在投影到其上的眼睛28的部分包括例如视网膜和/或电子视网膜植入物的转染细胞。
视网膜和/或电子视网膜植入物的转染细胞定义了植入物。
在本描述中，植入物是必须被刺激的视网膜的一部分。不包括植入物的视网膜的其余部分与图像不是必须被投影到其中的健康视网膜对应。
植入物由多个参数表征。
这多个参数包括植入物的位置、形状和/或尺寸以及植入物对刺激的响应。
过滤器包括至少一个图案。该图案在本描述的其余部分详述。
对于至少一个图案的位置，过滤器取决于眼睛28的所述部分的位置，从而至少一个图案的位置取决于眼睛28的所述部分的位置。
图案的位置可以被定义为图案的中心的位置。
在特定示例中，当过滤器包括至少一个图案时，过滤器取决于所述部分的形状，使得至少一个图案的形状取决于所述部分的形状。
作为说明，当所述部分的形状为多边形时，针对至少一个图案的相同多边形形状是有利的。
过滤器还可以取决于植入物的尺寸。例如，至少一个图案的尺寸取决于植入物的尺寸。
植入物对刺激的响应涵盖多个参数。
例如，可以定义针对所述部分的最大光强度和针对所述部分的最小光强度。
如果相关，在眼睛28的所述部分包括要被光束照射的多个部份的情况下，滤光器取决于选自包括针对所述部分的每个部份的最大光强度和用于所述部分的每个部份的最小光强度的组中的至少一个参数。
也可以涉及与眼睛28相关的参数。
眼睛28可以由多个因素表征。
值得注意的是，瞳孔32和眼睛28的光学像差是与眼睛28相关的参数的示例。
当为眼睛28定义瞳孔32时，瞳孔32可以由多个参数表征，其中瞳孔32与光束的相对位置以及瞳孔32的尺寸。在这种情况下，过滤器取决于选自包括瞳孔与光束的相对位置以及瞳孔的尺寸的组中的至少一个参数。
眼睛28本身是具有光学像差的光学系统，其包括像近视、远近视和散光这样的像差，并且包括取决于瞳孔尺寸的衍射。光学像差也存在于正视眼中，并在光生物学和眼科标准中予以考虑。这些像差可能降低由光活化蛋白或视网膜植入物接收的光强度。
眼睛28具有影响由可光活化蛋白质或视网膜植入物接收的光强度的透射率(因人而异)。
在第4节中详述的与设备相关的参数特别涵盖诸如周日设备的光源的辐射功率、投影仪系统的特性、离开设备的光束的特性以及相机的特性之类的多个参数。
光源的参数包括光源的辐射功率。
根据示例，当光源包括多于一个光元件时，光源的特性包括每个光元件的辐射功率。
投影仪系统的特性包括光学系统的光学参数。
例如，光学参数包括光学系统的透射率和/或光学系统的均匀性，定义为跨被照射的区域的辐射功率的变化。在本示例中，光学系统的均匀性是诸如跨被照射的区域的辐射功率是一致的。
光束的特性包括离开设备的光束的几何数据。
例如，几何数据包括光束横截面的尺寸。
例如，发射的光束的几何数据包括光束的横截面的形状。
例如，光束的横截面的形状是圆盘。
根据特定示例，光束的横截面的形状是环。
根据定义，光束的横截面与光束与垂直于光束的总体发射方向的平面的交点对应。
初始图像30例如旨在由相机捕获。
初始图像30的示例在图2上表示。初始图像30表示猫34。
相机的特性包括相机的时延的最大值。
相机的时延与相机响应于所提供的凝视方向的改变而获取新初始图像30的时间对应。
输出参数是使得能够表征过滤器的参数。
输出参数包括过滤器的尺寸、过滤器的图案的位置、过滤器的图案的形状和/或过滤器的图案的尺寸。
过滤器由若干行和若干列的变换元件定义。在这种情况下，过滤器是变换元件矩阵。
每个变换元件都具有标量值，它是称为增益因子的乘法因子。
过滤器的至少一个变换元件旨在应用于初始图像30的像素以传输该像素或在经过滤的图像36中抑制该像素。
过滤器的尺寸与变换元件的总行数和列数对应。
例如，过滤器的尺寸等于初始图像30的尺寸。
如上面所提到的，过滤器包括至少一个图案。
过滤器的图案适于在初始图像30中界定至少一个感兴趣区域。
图案由多个选择的变换元件定义。
图案的变换元件的增益因子不为零。换句话说，图案是具有非零值变换元件的过滤器的一部分。例如，图案的变换元件的增益因子等于一。
不属于该图案的变换元件的增益因子都等于零。
因此，过滤器的变换元件允许或不允许传输初始图像30的像素。
根据特定示例，变换元件的增益因子被应用于初始图像30的像素以补偿光学系统中的不均匀性。
根据变体，图案的增益因子包括灰度值。
例如，图案的变换元件的灰度值大于零且小于或等于一。
过滤器的参数包括至少一个图案的位置，图案的该位置与图案在过滤器中的位置对应。
例如，图案的中心被定义为图案的重心。图案的中心与位于图案的重心处的变换元件的位置对应。
过滤器的参数包括图案的形状。
图案的形状与由图案的变换元件界定的轮廓对应。
图案的形状是例如圆形。
根据另一个示例，图案的形状是环形。
根据又一个示例，图案的形状是多边形。
当只有一个图案时，图案的形状被称为过滤器的形状。
过滤器的参数包括图案的尺寸。
例如，图案的尺寸与图案中变换元件的数量与过滤器的变换元件的总数的归一化比率对应。
根据过滤器的另一个示例，图案的尺寸由图案的几何性质定义。例如，取决于图案的形状，图案的几何性质包括图案的半径、直径、长度和/或宽度。
作为变体或此外，图案的尺寸是相对于初始图像30的元素(诸如初始图像的尺寸之类)定义的。
优化公式与准则对应，例如，改善这种值或强加这种值优于给定阈值。
根据示例，准则是受试者的舒适度。舒适度的优化在于改善受试者的舒适度。
受试者的舒适度被定义为对健康视网膜产生的残余视力的畏光反应或干扰。
但是，可以考虑任何准则。
在使用时，该方法包括三个主要步骤。
该方法包括将以上定义的输入参数提供给处理器的步骤。
输入参数存储在处理器14的存储器18中。
该方法包括由数据处理单元16基于输入参数生成过滤器的步骤。
数据处理单元16根据输入参数生成过滤器。
生成过滤器的步骤包括根据所提供的眼睛凝视的方向确定过滤器的至少一个图案的位置。
因此，图案的位置取决于所提供的眼睛凝视。
该方法包括将生成的过滤器应用于初始图像30的步骤。
如图3至9中所示，经过滤的图像36取决于眼睛凝视的方向。特别地，由过滤器的图案在初始图像30中选择的感兴趣区域的位置取决于眼睛28的眼睛凝视的方向。
在图3至6、8和9中，由图案在初始图像30中选择的感兴趣区域的形状是圆形，而在图7中，感兴趣区域的形状是环形以便使经过滤的图像36适应眼睛28的部分。
而且，通过比较图8与9，图8中感兴趣区域的尺寸大于图9中感兴趣区域的尺寸。在初始图像30中选择的感兴趣区域的尺寸主要取决于图案的尺寸。而且，在穿戴者的眼睛28中递送的图8上的经过滤的图像36的光强度大于图9中的经过滤的图像36的光强度。因此，投影的经过滤的图像的光强度取决于过滤器的图案的尺寸。这意味着图案的尺寸适于调制递送到眼睛28的总光量。
相同的方法应用于由相机随时间获取的每个新的初始图像30。
有利地，以小于或等于200毫秒的时间间隔重复提供步骤、确定步骤、过滤步骤和发送步骤。根据该方法的具体示例，时间间隔小于或等于50毫秒。
根据该方法的变体，过滤器是数学函数。
根据该方法的另一个示例，确定步骤包括确定至少一个过滤器。
在这种情况下，该方法能够确定至少一个过滤器。
过滤器类似于上面定义的图案。每个过滤器在初始图像30中界定一个感兴趣区域。
位于过滤器外部的初始图像30的像素不被传输以形成经过滤的图像36。
因此，至少一个过滤器的位置至少取决于眼睛凝视。
第3节–通过改变光强度进行控制的方法
用于控制设备的方法适于将光束38投影到穿戴者的眼睛28的至少一部分上，该设备具有包括光源的光学模块，瞳孔32针对眼睛28的所述部分被定义，该方法包括以下步骤：提供瞳孔32的尺寸、确定光源辐射功率的命令法则，以及将确定的命令法则发送到光源，该命令法则是根据所提供的瞳孔尺寸确定的。
下面首先描述命令法则的确定，然后描述命令法则在方法框架中的使用。
命令法则提供光源的辐射功率。
辐射功率需要保证物体的所述部分上稳定的辐照度(也称为光强度)，无论物体的光圈尺寸通过微积分被确定为如何。
图10示出了离开光学模块的光束38的横截面与瞳孔32的横截面之间的叠加。
光束38与瞳孔32之间的相对位置被识别为在具有中心O的极坐标系中表达，该极坐标系包括极坐标r0和角坐标θ0。极坐标系的中心O与光束38的中心混淆。
在第一近似中，眼睛28的所述部分处的光强度被假设为与离开光学模块并进入眼睛28的光束38的辐射功率(或者换言之，跨瞳孔32的辐射功率)成比例或是其函数。为了在这个第一近似的框架中导出法则，可以给出三种情况，从更简单到更通用。
在第一种情况下，即，光束38横截面是大于直径为D的瞳孔32的同质圆盘，并且光束38和瞳孔32居中的具体情况，光束38的辐射功率将被调整为：
在更一般情况的第二种情况中，在瞳孔平面处具有横截面形状的光束38由极坐标中的横截面f(r,θ)表征。如果光束38和瞳孔32居中，那么辐射功率写成：
矩形函数被定义为：
在第三种情况下，如果光束38和瞳孔32不居中，那么如果瞳孔32在极坐标中位移了值(r0,θ)，那么辐射功率写为：
用于稳定视网膜辐照度值的命令法则也可以通过光学模拟来确定。图11至14中示出的图像是使用设备GS030-MD-V1b的光学系统进行光学模拟的结果，该设备用于光遗传学治疗的临床试验，其光圈直径等于4mm。光学模拟直接计算物体的所述部分处的辐照度。针对(r0,D)的预定子集计算最小、平均和最大辐照度，其中D等于4mm，然后通过外推法确定其它对(r0,D)的值。
结果在下表1中公开。
用于稳定视网膜辐照度的值的命令法则也可以使用光学测量来确定。辐射功率是通过在光学模块前面放置具有不同r0值和不同光圈直径值的人造瞳孔或光圈来测量的。这些值放在表格中，并且所有其它辐射功率都从测量中外推。
如前所述，命令法则的获得被构造为优化过程，涉及根据优化公式处理输入参数以获得输出参数。
在描述的其余部分中，仅强调与第2节的方法的主要区别，这两种方法之间的许多特征是相似的。
输入参数将在多种参数当中进行选择。
第2节的参数在这里也可以被用于确定命令法则。不同参数在下文不再赘述。
下面仅对这个实施例的具体参数进行描述。
命令法则取决于瞳孔尺寸。
定义穿戴者的头部的前平面。眼睛28的瞳孔尺寸是在前平面中确定的瞳孔28的直径D。
瞳孔32也可以由多个其它参数表征，诸如相对位置之类。
命令法则还取决于作为瞳孔32相对于光束38的位置的相对位置。
瞳孔32相对于光束38的相对位置控制进入眼睛28的光束的光强度。
根据其它实施例，可以有利地使用以下依赖项中的一个或多个：
-命令法则还取决于要投影的图像的尺寸。
-瞳孔32的尺寸根据尺寸变化函数而变化，并且命令法则还取决于尺寸变化函数。
-为视网膜的一部分定义最大光强度和最小光强度，并且命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数。
-最大光强度和最小光强度中的每一个在视网膜的所述部分中在空间上变化。
-为视网膜的所述部分定义光剂量并且命令法则还取决于光剂量。剂量(集成视网膜光强度)按24小时或48小时(这些是光毒性标准EN ISO 15004-2:2007“Ophthalmicinstruments—Fundamental requirements and test methods.Part 2:Light hazardprotection”,EN ISO 62471“Photobiological safety of lamps and lamp systems”，ANSI Z136-1:2014“Safe Use of Lasers”中使用的标准间隔)定义。它是24或48小时期间照明时间与视网膜处的光强度的乘积。这个照明时间可以与离开控制模块的全光束38开启的时间对应或者与视网膜的给定部分被照射的时间或来自经过滤的图像的给定像素开启的时间对应。
-为视网膜的所述部分定义预定义的光强度，命令法则还取决于预定义的光强度。
-为视网膜的所述部分定义预定义的光波长范围，命令法则还取决于预定义的光波长范围。
-定义视网膜的最大光强度和角膜的最大光强度，命令法则还取决于视网膜的最大光强度和角膜的最大光强度。
作为输出参数，优化技术将提供有要应用的命令法则，即，辐射功率随时间的变化。
这种变化可以用各种方式表达。
例如，可以只提供改变的值和改变的时刻。
可替代地，可以给出辐射功率随时间的整个函数。
优化与上一节非常相似。
在使用中，当确定命令法则后，将光源的所确定的命令法则发送给设备以供使用。
该过程可以实时实现。
这两种方法都使得能够为穿戴者获得改善的舒适度。
特别地，通过受试者可以使用眼睛移动来探索场景的事实提供舒适性，这在当前的解决方案中是不可能的，以允许具有减少的刺激区域的穿戴者通过使用眼睛移动来探索更大的视野部份，从而改善感知。
注意的是，第2节和第3节中公开的方法可以组合。
因此，利用根据第3节中公开的用于控制的方法从光学模块发射的受控光束38，将根据第2节的方法获得的经过滤的图像36投影到眼睛28上。
第4节–特定设备的描述
图15上给出了在使用先前描述的方法时旨在由人类穿戴者穿戴的医疗设备40的示例。
例如，医疗设备是头戴式装备。医疗设备的形状类似于一副眼镜。
根据变体，医疗设备40包括头戴式装备。在这种情况下，医疗设备40的元件或一部分的形状类似于一副眼镜。
根据具体实施例，医疗设备40的电子电路系统46可以位于分开的袖珍单元中。
医疗设备包括在第2节中公开的适用于医疗用途的系统10。
即，系统10是如第1节中所公开的小型化计算机。
例如，在医疗设备40中实现的方法是实时方法。
医疗设备40还包括固定到两个相应侧的两个臂(图中均未示出)的框架(图中未示出)。
医疗设备40包括固定在两个相应侧的两个臂的框架。
框架是医疗设备的主体。
医疗设备还包括包含在框架中的眼睛跟踪器42、相机44、电子电路系统46和光学模块48。光学模块48形成投影仪系统。
相机44适于捕获初始图像30。
眼睛跟踪器42适于收集方向凝视的数据。方向凝视例如或者通过眼睛28的模型或者通过校准来确定。根据示例，眼睛跟踪器42使用瞳孔的中心和红外光来收集来自角膜的光反射，并使用从瞳孔中心到角膜反射的向量来计算凝视方向。
更准确地说，最常用的技术是瞳孔中心角膜反射(PCCR)。基本概念是使用光源照射眼睛，从而引起高度可见的反射，并使用相机捕获示出这些反射的眼睛图像。然后使用相机捕获的图像来识别角膜(闪烁)上和瞳孔中的光源反射。然后可以计算由角膜和瞳孔反射之间的角度形成的向量。这个向量的方向与反射的其它几何特征相结合，然后用于计算凝视方向。
方向凝视是眼睛跟踪器42的输出。
眼睛跟踪器42适于测量瞳孔32的尺寸。
电子电路系统46是一组电子组件。
电子电路系统46包括在第2节中公开的系统10和命令模块50。
电子电路系统46被配置为以电子数据的形式从相机44接收初始图像30以向光学模块48发出命令。
其它输入参数预先记录在系统10的存储器中。
系统10根据第2节中公开的方法生成过滤器。
而且，系统10适于用生成的过滤器过滤初始图像30。
命令模块50是包括至少一个电子芯片的电子电路。
命令模块连接到系统10和光学模块48。
光学模块48是光发射设备，适于用离开光学模块的受控光束38照射穿戴者的眼睛。
如上面所提到的，光学模块48包括光源52、适于发射光束38从而再现经过滤图像36的光学系统54，以及适于控制光源52的辐射功率的控制模块56。
光学系统54是适合于对由光源52发射的光进行重整形和重定向的光学器件的组合。
光学系统54适于将由光源52发射的光束38成形为受控光束38，并且将受控光束的一部分重定向到眼睛28上。
光学系统54包括例如准直器、多个反射镜、微反射镜阵列、光电二极管和/或液体透镜。
光源52由至少一个生成光的光元件构成。可替代地，光源52包括生成光的光元件和光传输元件(诸如适于将光传输到光学系统54的光纤)。因此，与光源52包括生成光的光元件但没有光纤的情况相比，生成光的光元件可以位于距光学系统54更远的距离处。
命令模块50适于向光学模块48发送将经过滤的图像36投影到眼睛28的部分上的命令。更准确地说，命令模块50适于向控制模块56发送命令，控制模块56进而命令光源52。光学系统54适于接收由光源52发射的光。
特别地，光源52照射微反射镜矩阵的元件。微反射镜矩阵的每个被照射的元件透射与经过滤的图像36中的被透射像素对应的光。
根据医疗设备的变体，当光学系统不具有微反射镜矩阵时，光源52的离散元件(诸如发光二极管之类)透射与经过滤的图像36中的被透射像素对应的光。
第5节–应用
该方法可以用于使用视力假体(诸如视网膜植入物之类)的视力恢复领域。
根据具体实施例，该方法可以用于光遗传学。
第2节的方法可以用于经受光感受器丧失或变性的受试者，诸如在视网膜色素变性(RP)或黄斑变性(MD)的情况下。如上面所提到的，这些影响会降低视敏度、降低光敏感度或导致受试者视场的一部分的失明。
如上面所解释的，一些疗法包括用光束38刺激视网膜和/或视网膜植入物的转染细胞。
图像被投影在其上的眼睛28的部分与眼睛28的视网膜的部份对应。
旨在将图像投影到其上的视网膜的部分包括必须被刺激的视网膜和/或视网膜植入物的转染细胞。
视网膜的所述部分被再现经过滤的图像的光束38刺激。
经过滤的图像36根据受试者的凝视方向重建由于光感受器损失或变性而丢失的视场。
例如，通过第3节的方法获得刺激视网膜的所述部分的光束38。
根据第3节的方法，以与瞳孔尺寸无关的所需光特性刺激视网膜的所述部分。
在这种情况下，要注意的是，光强度的阈值(最大和最小)由光毒性标准给出，并在与眼科或光刺激应用于光遗传学治疗相关的文献中进一步分析(Yan等人2016；Delori、Webb和Sliney 2007年；Sliney等人2005年)。例如，对于波长为595nm的光，
о视网膜处的最大光强度为7mW/mm2(ISO 15004-2 2007；ISO 62471 2006)，并且
о在角膜(前段)处，任何1mm直径的圆盘上的最大光强度为32mW(ISO 15004-22007)。
此外，考虑亮度剂量限制时的视网膜辐射暴露限值为48小时6.6J.cm-2(亮度剂量限制，ANSI Z136.1 2014)。
Claims (13)
1.一种用于控制设备(40)的计算机实现的方法，所述设备(40)适于在穿戴者的眼睛(28)的至少一部分上投影光束(38)，所述设备(40)具有包括光源(52)的光学模块(48)，瞳孔(32)针对眼睛(28)的所述部分被定义，所述方法包括以下步骤：
-提供瞳孔(32)的尺寸(D)，
-确定光源(52)的辐射功率的命令法则，所述命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸(D)确定的，以及
-将确定的命令法则发送到光源(52)，
其中针对眼睛(28)的所述部分定义最大光强度和最小光强度，并且在确定步骤，命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数，最大光强度和最小光强度中的每一个在眼睛(28)的所述部分中在空间上变化。
2.根据权利要求1所述的用于控制的方法，其中在确定步骤，命令法则提供有光源(52)的辐射功率随时间的变化。
3.根据权利要求1或2所述的用于控制的方法，其中在确定步骤，命令法则取决于至少一个附加参数，所述附加参数属于包括以下各项的组：
-与眼睛(28)的疾病相关的参数，
-与眼睛(28)中的植入物相关的参数，
-与眼睛(28)相关的参数，以及
-与使用的所述设备(40)相关的参数。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于控制的方法，其中在确定步骤，命令法则还取决于提供的尺寸和提供的相对位置，所述相对位置是瞳孔(32)相对于光束(38)的位置。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于控制的方法，其中在确定步骤，命令法则还取决于要由光束(38)投影的图像的尺寸。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于控制的方法，其中瞳孔(32)的尺寸根据尺寸变化函数而变化，并且其中在确定步骤，命令法则还取决于尺寸变化函数。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于控制的方法，其中为眼睛(28)的所述部分定义光剂量，并且在确定步骤，命令法则还取决于光剂量。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的用于控制的方法，其中为眼睛(28)的所述部分定义预定义的光强度，命令法则还取决于预定义的光强度。
9.根据权利要求1至8中的任一项所述的用于控制的方法，其中为眼睛(28)的所述部分定义预定义的光波长范围，命令法则还取决于预定义的光波长范围。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的用于控制的方法，其中定义用于视网膜的最大光强度和用于角膜的最大光强度，命令法则还取决于选自包括用于视网膜的最大光强度和用于角膜的最大光强度的组中的至少一个参数。
11.一种可穿戴设备(40)，适于在可穿戴设备(40)的穿戴者的眼睛(28)的至少一部分上投影光束(38)，可穿戴设备(40)具有包括光源(52)的光学模块(48)，瞳孔(32)针对眼睛(28)的所述部分被定义，可穿戴设备(40)包括：
-适于提供瞳孔(32)的尺寸的模块(42)，
-数据处理单元(16)，适于确定光源(52)的辐射功率的命令法则，所述命令法则是基于所提供的瞳孔尺寸(D)确定的，以及
-命令模块(50)，适于将确定的命令法则发送到光源(52)，
其中为眼睛(28)的所述部分定义最大光强度和最小光强度，并且命令法则还取决于选自包括最大光强度和最小光强度的组中的至少一个参数，最大光强度和最小光强度中的每一个在眼睛(28)的所述部分中在空间上变化。
12.一种计算机程序产品(12)，包括用于当所述计算机程序产品(12)在合适的计算机设备上执行时执行根据权利要求1至10中的任一项所述的方法的步骤的指令。
13.一种计算机可读介质，其上编码有根据权利要求12所述的计算机程序产品(14)。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999021474A1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-05-06 | Jacob Dan | Automated threshold-related objective perimetry |
| CA2811803A1 (en) * | 2010-09-20 | 2012-03-29 | Amo Development Llc | System and methods for mitigating changes in pupil size during laser refractive surgery to maintain ablation centration |
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| CN107072821A (zh) * | 2014-09-09 | 2017-08-18 | 卢米希拉公司 | 用于损伤或患病组织的非侵入性治疗的多波长光疗装置、系统和方法 |
Family Cites Families (8)
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|---|---|---|---|---|
| US9278159B2 (en) | 2005-07-22 | 2016-03-08 | The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University | Light-activated cation channel and uses thereof |
| US8956396B1 (en) * | 2005-10-24 | 2015-02-17 | Lockheed Martin Corporation | Eye-tracking visual prosthetic and method |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1999021474A1 (en) * | 1997-10-23 | 1999-05-06 | Jacob Dan | Automated threshold-related objective perimetry |
| CA2811803A1 (en) * | 2010-09-20 | 2012-03-29 | Amo Development Llc | System and methods for mitigating changes in pupil size during laser refractive surgery to maintain ablation centration |
| EP2853937A1 (en) * | 2013-09-26 | 2015-04-01 | Seitcom Healthcare GmbH | Goggle-like mobile apparatus and method for recording images of a pupil of a person |
| CN107072821A (zh) * | 2014-09-09 | 2017-08-18 | 卢米希拉公司 | 用于损伤或患病组织的非侵入性治疗的多波长光疗装置、系统和方法 |
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