CN113924143A - 用于监测和治疗白内障的设备和系统 - Google Patents

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Abstract

一种用于监测和治疗白内障的设备和系统，该设备包括：监测光源，被配置为通过发射在350nm至410nm的波长范围内的监测光，以在白内障内激发荧光，从而监测白内障；治疗光源，被配置为通过发射在400nm至570nm的波长范围内的治疗光，以照射白内障，从而治疗白内障；波长选择系统，被配置为通过选择在白内障内激发的荧光的波长，从而监测白内障；以及二向色分束器，被配置为将监测光和治疗光向白内障反射，以及将在白内障内激发的荧光向波长选择系统反射，其中监测光、治疗光和激发的荧光被二向色分束器沿着公共光轴反射，并且其中二向色分束器被布置成与公共光轴成45度，以将比监测光、治疗光和激发的荧光的波长更长的波长向该设备的操作者传输。

Description

用于监测和治疗白内障的设备和系统
技术领域
本发明总体上涉及非侵入性白内障治疗领域，具体地涉及使用选定波长的治疗光的白内障治疗。更具体地，本发明涉及使用监测光源和治疗光源来监测和治疗白内障的设备。此外，本发明涉及与用于监测和治疗白内障的设备一起使用和/或在所述设备内使用的系统。
背景技术
白内障是由于晶状体纤维随时间的代谢变化造成的眼睛的晶状体的不透明(浑浊)。浑浊可能在眼睛的晶状体中或在其包膜中发展，并且它在程度上从略微不透明变化到完全不透明并且阻碍光的通过。
据信，晶状体的伴随白内障的黄色着色(yellow coloration)是由晶状体内的降解蛋白质的共价交联和聚集引起的。共价交联和其他类型的降解破坏晶状体的光学属性和机械属性。交联可能是发生在晶状体的蛋白质之间和/或内部的硫桥。交联的环状分子组分的荧光是此过程的早期征兆。因此，白内障本身表现为蛋白质构象疾病，该疾病的特征是吸收光的、荧光的和散射的蛋白质聚集体的积聚。
白内障的出现导致视力受损或丧失。白内障往往发展缓慢，并且可以影响一只或两只眼睛。症状可能包括颜色褪色、视力模糊或复视，光周围的光晕、强光方面的问题、以及难以在夜间看见。这可能导致驾驶、阅读或识别面孔的麻烦。
目前没有已知的预防白内障的手段，并且唯一的治疗方法是侵入性手术。白内障手术，也被称为晶状体置换手术，是移除眼睛的天然晶状体(其已变浑浊)，并且将其替换为人工晶状体(即眼内晶状体)。人工晶状体被放置在与天然晶状体相同的地方，因此它仍然是眼睛的永久部分。
迄今为止，白内障手术是唯一有效的治疗。白内障手术通常是安全的，但是它有感染和出血的风险。此外，白内障手术的严重并发症包括视网膜脱离和眼内炎。在这两种情况下，患者注意到视力的突然下降。在眼内炎中，患者常常描述疼痛。视网膜脱离经常表现为单侧视野缺损、视力模糊、闪光或浮动斑点。
尽管白内障手术是唯一有效的治疗选择，但是对于生活在无法获得专门卫生保健的地区的绝大多数世界人口来说，仍无法获得足够数量的白内障手术。因此，减少由于白内障引起的视力受损或失明需要可以在手术室外应用的解决方案。
需要一种非侵入性白内障治疗设备和方法，其能够治疗白内障而无需移除和更换眼睛的天然晶状体，从而无需使用手术室。
US2011202114A1(Kessel等人)公开了一种基于光的非侵入性白内障治疗方法，据说该方法可以避免对白内障手术的需求或将对白内障手术的需求推迟十年至可能三十年。该方法基于一种非侵入性光疗法，其中通过用激光辐射来逆转患白内障的晶状体的与年龄相关的蛋白质改变。该文献示出，在尺寸度量为1×1×0.52mm的治疗区内用800nm红外飞秒脉冲激光器对人类供体晶状体进行治疗(通过光致漂白)。在激光治疗之后，年龄诱导的患白内障的晶状体的黄色变色(yellow discolouration)显著减少，并且光的透射增加，对应于3至7年的光学活力恢复。
在US2011202114A1中公开的基于光的非侵入性白内障治疗方法的缺点是飞秒脉冲激光器增加了光治疗设备的复杂性和风险因素，因此使该设备的维护成本高，并且因此使医生和医院管理的成本更大。另外，该方法似乎只是延缓白内障的发作，而不是治疗白内障，并且治疗体积非常小。
此外，于2020年6月7日发表于European Journal of Ophthalmology(https:// journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/1120672120922448)的关于“The benefits anddrawbacks of femtosecond laser-assisted cataract surgery”的研究表明“飞秒激光辅助白内障手术似乎在某些患者群体——即，具有低基准内皮细胞计数的患者群体，或计划接收多焦点眼内晶状体的患者群体——中是有益的。不过，考虑到飞秒激光辅助白内障手术的优点在每一个常规病例中可能并不明显，它不能够被认为是有成本效益的”。
因此，存在对如下基于光的白内障治疗设备的需要：所述设备使用安全并且不昂贵(即，所述设备价格合理并且能够在主流眼镜商店中安全使用)、治疗白内障(而不是延缓对白内障手术的需要)，并且能够将眼睛的晶状体的更大体积暴露于治疗光(即，与主流眼镜商店中常规使用的标准裂隙灯显微镜所覆盖的区域一样大的区域)。这样的白内障治疗设备保留眼睛的天然晶状体、避免对侵入性手术的需要、并且可以部署在社区中，从而提高白内障监测和治疗的可用性和可及性。
本领域技术人员将由以下术语表引导，在本发明的上下文中，该术语表应被视为是指：
-吸收——光子被原子或分子吸收，并且引起原子内的电子的状态的改变，通常接着是辐射衰减(荧光、磷光等)或热弛豫。
-房水(aqueous humour)——在晶状体前面由眼睛产生的水状流体；它为眼睛提供营养并且维持眼睛的压力。
-分束器——在荧光显微镜中，二向色滤波器被用作分束器，以将激发频率的照明引导朝向样品，并且然后在分析器处拒绝相同的激发频率，但是通过特定的发射频率。
-眼睛晶状体——将光聚焦到眼睛的后部的天然晶状体。
-角膜——在眼睛前面的透明部分，有助于光的聚焦。
-二向色滤波器(或薄膜滤波器或干涉滤波器)——一种用来选择性地通过小范围的颜色的光同时反射其他颜色的非常准确的颜色滤波器；干涉是由在玻璃基板上建立的具有不同折射率的光学涂层的交替层产生的；通常通过真空沉积来添加所述层；通过控制所述层的厚度和数目，滤波器的通带的频率可以被调谐，并且可以根据需要被设置为宽的或窄的。
-荧光发射——一种冷光(luminescence)，其中光子的分子吸收触发具有较长波长的另一个光子的发射。
-荧光显微镜——一种光学显微镜，其使用荧光代替散射、反射、以及衰减或吸收，或在散射、反射、以及衰减或吸收以外还使用荧光，以研究有机物质或无机物质的属性。
-锁定放大器(lock-in amplifier)——一类放大器，其可以从极其嘈杂的环境提取具有已知频率的信号。
-监测光——由监测LED(发光二极管)发射的选定波长的光；也被称为白内障的“激发光”。
-监测模式——将眼睛的晶状体暴露于LED以选定功率发出的监测光中。
-NFK——N-甲酰犬尿氨酸；色氨酸的降解产物。
-相敏检测器——比较参考信号的相位和传入信号的相位，并且因此能够从压倒性背景噪声中恢复微弱信号。
-光致漂白——使用光以逆转蛋白质聚集。
-PMT——光电倍增管检测器
-PSD——相敏检测
-比率扫描(ratio scan)——使用监测光的预先选定的波长和白内障荧光发射的仅2个波长扫描眼睛的晶状体。
-反射——镜面反射(即，光在表面处的反射，该反射遵循反射定律并且不使光的光子的偏振随机化)。
-视网膜——位于眼睛后部的将光转变为神经脉冲的薄膜。
-散射——使光的光子的方向和偏振随机化的瑞利散射、米氏散射、拉曼散射、漫反射等。
-散射角度——在散射事件之前和之后光的传播方向之间的角度。
-光谱扫描——使用监测光的预先选定的波长和白内障荧光发射的波长光谱对眼睛的晶状体进行扫描。
-治疗光——由治疗LED发射的选定波长的光。
-治疗模式——将眼睛的晶状体暴露于治疗LED以选定功率发出的光中。
-治疗——使用LED以预先选定的治疗波长发射的治疗光对眼睛的晶状体进行非侵入性光致漂白。
-色氨酸——通常存在于晶状体内的蛋白质中的一种荧光氨基酸。
-玻璃状液(vitreous humour)——类似于房水，不同之处在于其位于晶状体后部。
本发明要解决的问题
存在对能够使用监测光源和治疗光源来监测和治疗白内障的设备和方法的需要。可以顺序地或同时地执行监测和治疗。还存在对与用于监测和治疗白内障的设备一起使用和/或在所述设备内使用的系统的需要。这样的系统可以是如下系统：通过所述系统，用于监测和治疗白内障的设备成为现有眼科仪器(例如裂隙灯显微镜)的附件，而不是独立运行的设备。其他系统将是可以集成在用于监测和治疗白内障的设备内，以能够在监测和/或治疗期间准确选择由白内障发射的荧光波长的系统。
因此，本发明的一个目的是提供用于监测和治疗白内障的设备和方法，所述设备和所述方法具有的明确重点是使用光源监测和治疗白内障，由此监测光、治疗光和激发的荧光沿眼睛和用于检测由被监测的和/或被治疗的白内障发射的荧光的装置之间的公共光轴反射。
本发明的另一个目的是提供与用于监测和治疗白内障的设备一起使用和/或在所述设备内使用的系统。波长选择系统可以被并入所述用于监测和治疗白内障的设备内，以使得所述设备能够准确地测量白内障发射的特征性的两个荧光带的荧光。这样的系统将允许所述设备具有来自白内障荧光的良好的发射光噪声比。包括电子装置的设备控制系统可以与所述用于监测和治疗白内障的设备一起使用，以能够例如选择所述设备的操作模式。所述设备的操作模式可以选自(i)监测模式，在该监测模式时，所述电子装置管理和控制监测光源的电源供应和曝光时间，或(ii)治疗模式，在该治疗模式时，所述电子装置管理和控制治疗光源的电源供应和曝光时间。
发明内容
本发明由权利要求限定。
根据本发明的第一方面，提供了一种用于监测和治疗白内障的设备，所述设备包括：监测光源，所述监测光源被配置为通过发射在350nm至410nm的波长范围内的监测光，以在所述白内障内激发荧光，从而监测白内障；治疗光源，所述治疗光源被配置为通过发射在400nm至570nm的波长范围内的治疗光，以照射所述白内障，从而治疗白内障；波长选择系统，所述波长选择系统被配置为通过选择在所述白内障内激发的荧光的波长，从而监测白内障；以及二向色分束器，所述二向色分束器被配置为将所述监测光和所述治疗光向所述白内障反射，以及将在所述白内障内激发的荧光向所述波长选择系统反射，其中所述监测光、所述治疗光和所述激发的荧光被所述二向色分束器沿着公共光轴反射，并且其中所述二向色分束器被布置成与所述公共光轴成45度，以将比所述监测光、所述治疗光和所述激发的荧光的波长更长的波长向所述设备的使用者传输。
具有被布置成与所述公共光轴成45度的二向色分束器的优点是所述用于监测和治疗白内障的设备可以成为现有眼科仪器(例如，裂隙灯显微镜，诸如Keeler裂隙灯https://www.keeler.co.uk/products/slit-lamps.html)的附件。因此，所述二向色分束器允许长波长可见光通过所述裂隙灯显微镜，以使得所述设备的操作者可以保持对患者的眼睛的定位的目视(或摄像机)检查。此配置进而允许计算机化追踪系统的使用，该计算机化追踪系统使用内置于裂隙灯显微镜内的摄像机捕获的图像。所述追踪系统可以在患者的眼睛移动到不恰当的位置时提醒操作者，因此允许更好地控制治疗区域和提供给患者的眼睛的实际治疗剂量。
此外，所述二向色分束器确保所述监测光、所述治疗光和所述激发的荧光沿着公共光轴反射，因此使得所述设备能够同时监测和治疗白内障，并且还使光学损失最小化。
所述监测光源可以包括非激光(non-lasing)LED光源，所述非激光LED光源能操作以发射在350nm至410nm的波长范围内的、优选地在360nm至370nm的波长范围内的、并且更优选地在365nm波长的光，以在白内障内激发荧光。使用365nm的监测(或激发)光可以充分穿透角膜进入眼睛，并且将所得到的荧光发射光谱传输到眼睛外。低至大约350nm的波长也将产生白内障荧光光谱，但是将需要较高的激发功率。最高达大约410nm的激发波长将提供对角膜的更好的穿透，但是将减少来自所得到的荧光光谱的信息。
所述治疗光源可以包括非激光LED光源，所述非激光LED光源能操作以发射在400nm至570nm的波长范围内的、优选地在410nm至420nm的波长范围内的、并且更优选地在415nm波长的光，以照射白内障。使用415nm治疗光使白内障照射成为真正的非侵入性体内治疗，因为它允许治疗光聚焦在晶状体上以保护视网膜。
所述波长选择系统可以包括线性可变干涉滤波器、衍射光栅和折射棱镜中的任一个或任意组合。这样的光学元件的优点允许对患者的眼睛的晶状体内的目标区域进行光谱成像，从而能够无失真地记录色氨酸和NFK的环境增宽发射。
优选地，所述线性可变干涉滤波器可以包括可调谐带通干涉滤波器，所述可调谐带通干涉滤波器能在320nm至560nm的波长范围内操作。所选择的带宽的优点是：带通干涉滤波器可以测量激发光谱的10nm带宽的自然增宽，从而优化对患白内障的蛋白质荧光的捕获。
更优选地，所述可调谐带通干涉滤波器可以包括楔形滤波器。使用楔形滤波器的优点是：它能够记录非垂直入射光，这进而允许高的光抓取力(grasp)，从而使得可以对来自目标患白内障的眼睛的所有荧光发射进行光谱分析。
所述波长选择系统还可以包括线性驱动器，所述线性驱动器能操作以使所述线性可变干涉滤波器沿着垂直于所述公共光轴的轴线移动。可垂直于所述公共光轴移动的线性驱动器的优点是：它使滤波器能够准确地移动到每个纳米的波长，以捕获患白内障的眼睛晶状体的荧光光谱的宽波长范围。
优选地，所述设备还可以包括检测器，更优选地包括单个检测器。常规光学器件可以被设计成捕获荧光信号并且将它引导到滤波器上，之后将透射部分聚焦到所述检测器上。使用线性可变干涉滤波器和检测器的组合的优点是滤波器可以(通过线性驱动器)以合适的步长跨检测器移动。因此，所述设备的此光学布置可以一次一个波长地记录荧光光谱。
更优选地，所述检测器可以包括光电倍增管检测器、半导体二极管检测器、电荷耦合装置、真空光电管或适合与所述线性可变干涉滤波器一起使用的任何检测器。
替代地，所述线性可变干涉滤波器可以能从所述公共光轴上的固定位置操作。从所述公共光轴上的固定位置操作所述滤波器的优点是荧光可以扩散到整个滤波器区域，因此允许同时检测所有荧光。
优选地，所述设备还可以包括一维或二维检测器阵列。用一维或二维检测器阵列从固定位置操作所述线性可变干涉滤波器的优点是所述检测器阵列的大小可以适合滤波器的带宽。这进而可以配合(fit)患白内障的眼睛晶状体的目标氨基酸的发射带宽。所述一维或二维检测器阵列的另一个优点是可以在单次曝光中记录荧光光谱。虽然此布置可能会表现出降低的灵敏度，但是信噪比却足够好，使得其对于用于治疗和监测白内障而言是可以接受的。此外，此布置移除对移动零件的任何需要。
有利地，与可移动的线性可变干涉滤波器一起采用的检测器不同于在所述一维或二维检测器阵列中采用的检测器中的任何一个。
所述波长选择系统还可以包括相敏检测系统，所述相敏检测系统能以与所述监测光源的脉冲频率相同的脉冲频率操作，以将所述激发的荧光的波长与环境光的波长分离。采用相敏检测系统的优点是：通过将荧光信号从任何杂散环境光和以不同频率存在的其他噪声分离，所述波长选择系统能在近环境光条件下操作。
优选地，所述相敏检测(PSD)系统包括锁定放大器。所述锁定放大器的优点是：通过比较参考信号的相位和传入信号的相位，所述波长选择系统能操作以从压倒性背景噪声中恢复微弱信号。
有利地，所述用于监测和治疗白内障的设备可以被配置为同时使用所述监测光源监测白内障和使用所述治疗光源治疗白内障。通过所述监测光、所述治疗光和所述激发的荧光被所述二向色分束器沿着公共光轴反射的光学布置，有利地实现白内障的同时监测和治疗。
所述用于监测和治疗白内障的设备还可以包括治疗二向色分束器，所述治疗二向色分束器能操作以将发射的治疗光反射到所述白内障上。采用治疗二向色分束器的优点是可以与发射的监测光沿着相同的轴线发射所述治疗光。
替代地，所述用于监测和治疗白内障的设备还可以包括MEMS反射镜系统，所述MEMS反射镜系统能操作以在所述白内障的各个部分周围移动发射的治疗光。采用MEMS反射镜系统的优点是：可以在眼睛周围移动发射的治疗光，以治疗所有类型的白内障。此外，在此布置中，本发明的所述设备可以与裂隙灯显微镜摄像机一起使用，以识别和跟踪目标白内障区域。
根据本发明的第二方面，提供了一种在用于监测和治疗白内障的设备中使用的波长选择系统，所述波长选择系统被配置为通过选择在所述白内障内激发的荧光的波长，以监测白内障。在用于监测和治疗白内障的设备中采用波长选择系统具有的优点是：允许所述设备成为现有眼科仪器(诸如，裂隙灯显微镜)的附件，而不是独立运行的设备。此外，所述波长选择系统的提供使得所述设备能够提供白内障改变的全面检测，甚至在白内障发展的早期阶段或当白内障因为治疗而减少时也是如此。
所述波长选择系统可以包括线性可变干涉滤波器、衍射光栅和折射棱镜中的任一个或任意组合。这样的光学元件的优点是：当所述设备被用来监测患白内障的眼睛晶状体时，所述设备的灵敏度提高。
优选地，所述线性可变干涉滤波器可以包括可调谐带通干涉滤波器，所述可调谐带通干涉滤波器能在320nm至560nm的波长范围内操作。所选择的带宽的优点是所述波长选择系统允许所述设备准确地记录色氨酸和NFK发射峰的环境增宽发射而无失真(即，以更大的灵敏度)。
优选地，所述可调谐带通干涉滤波器可以包括楔形滤波器。使用楔形滤波器作为所述波长选择系统的一部分的优点是：它允许所述系统用于记录非垂直入射光(non-normal light incidence)，这进而允许高的光抓取力，因此使得可以对来自目标患白内障的眼睛的所有荧光发射进行光谱分析。
有利地，本发明的第二方面的所述波长选择系统可以与本发明的第一方面的所述用于监测和治疗白内障的设备一起使用。
根据本发明的第三方面，提供了一种用于在监测和治疗白内障时使用的系统，所述系统包括用于监测和治疗白内障的设备和电子装置，所述设备包括：监测光源，所述监测光源被配置为通过发射在350nm至410nm的波长范围内的监测光，以在所述白内障内激发荧光，从而监测白内障；治疗光源，所述治疗光源被配置为通过发射在400nm至570nm的波长范围内的治疗光，以照射所述白内障，从而治疗白内障；波长选择系统，所述波长选择系统被配置为通过选择在所述白内障内激发的荧光的波长，从而监测白内障；以及二向色分束器，所述二向色分束器被配置为将所述监测光和所述治疗光向白内障反射，以及将在所述白内障内激发的荧光向所述波长选择系统反射，并且所述电子装置包括数据存储和处理装置，所述数据存储和处理装置适于与所述设备的所述波长选择系统通信，并且被配置为：
(i)管理所述监测光源和所述治疗光源中的一个或两个的电源供应，
(ii)控制使用所述监测光源在所述白内障内激发荧光的曝光时间，
(iii)控制使用所述治疗光源照射所述白内障的曝光时间，以及
(iii)选择所述设备的操作模式。
将电子装置与用于监测和治疗白内障的设备一起使用具有的优点是：例如，允许在患白内障的眼睛移动到不恰当的位置时提醒所述设备的操作者。此外，所述电子装置还允许更好地控制由所述设备施加的治疗光的实际治疗时间和剂量。
优选地，所述设备的操作模式可以选自：
-监测模式，在所述检测模式时，所述电子装置管理和控制所述监测光源的所述电源供应和所述曝光时间，或
-治疗模式，在所述治疗模式时，所述电子装置管理和控制所述治疗光源的所述电源供应和所述曝光时间。
能够通过所述电子装置选择所述设备的操作模式的优点是：允许所述设备选择是顺序地还是同时地进行监测和治疗。
优选地，所述设备的所述监测模式可以包括光谱(或全)扫描模式或比率扫描模式中的任一个或任意组合。能够选择不同类型的监测模式允许所述设备全面地捕获关于患白内障的晶状体的荧光光谱的信息——在光谱扫描模式下操作允许所述设备捕获全荧光光谱，而在比率扫描模式下操作允许所述设备针对2个选定波长带——信号带和参考带——记录荧光并且允许所述电子装置使用每个带的数据计算光谱比率。
有利地，本发明第三方面的所述系统可以包括本发明的第一方面的所述用于监测和治疗白内障的设备。
附图说明
现在将仅通过示例的方式并且参考附图描述本发明的各个方面，其中：
图1示出了本发明的第一方面的设备的配置；
图2示出了“光线轨迹”，其示出了LED束在视网膜上散焦并且降低了视网膜损伤的机会；
图3示出了用于与本发明的第一方面的设备和本发明的第二方面的系统一起使用的可调谐带通干涉滤波器的光谱；
图4示出了在本发明的第一方面的设备的一个实施方案中和在本发明的第二方面的系统的一个实施方案中使用的相敏检测系统对所记录的荧光光谱的影响；
图5示出了本发明的第三方面的系统的配置；
图6示出了本发明的第三方面的系统的电子装置所采用的软件架构设计；
图7示出了使用本发明的第一方面的设备的第一配置，用365nm的激发，针对移除的猪的晶状体所记录的荧光光谱——新鲜的晶状体(点线)、以310nm持续2小时所得的紫外线诱导的白内障的晶状体(实线)，以及在以415nm进行白内障治疗之后的晶状体(短划线)；
图8示出了使用本发明的第一方面的设备的第二配置，用365nm的激发，针对移除的猪的晶状体所记录的其他荧光光谱——新鲜的晶状体(点线)、以310nm持续2小时所得的紫外线诱导的白内障(实线)，以及在以420nm进行白内障治疗之后的晶状体(点划线)；
图9示出了使用本发明的第一方面的设备的第一配置，用365nm的激发，针对患糖尿病的活猪的晶状体所记录的荧光光谱——活的患白内障的晶状体(实线)、在以415nm进行白内障治疗1小时之后(点划线)，以及在以415nm进行白内障治疗2小时之后(点线)。
具体实施方式
图1示出了本发明的第一方面的设备的配置，所述设备用于监测和治疗白内障。所述设备的核心配置包括监测光源和治疗光源、波长选择系统和二向色分束器，其中监测光、治疗光和激发的荧光被二向色分束器沿着公共光轴反射。二向色分束器用于将监测光和治疗光朝白内障反射，以及将白内障内的激发的荧光朝波长选择系统反射，并且所述二向色分束器被布置成与公共光轴成45度，以将比监测光、治疗光和激发的荧光的波长更长的波长朝所述设备的操作者传输。
在图1的配置中，设备(100)被示出为包括：
-治疗光源(40)以及相关联的光学元件，诸如治疗聚焦透镜(42)和治疗二向色分束器(44)。
治疗光源(40)被配置为通过发射在400nm至570nm的波长范围内的治疗光，以照射白内障，从而治疗白内障。治疗光源(40)包括非激光LED光源，所述非激光LED光源能操作以发射在400nm至570nm的波长范围内的、优选地在410nm至420nm的波长范围内的、并且更优选地在415nm或420nm波长的光，以照射白内障。
已经在对移除的猪的晶状体的临床前试验中使用420nm的治疗波长，而已经在(对移除的猪的晶状体和对患糖尿病的活猪的晶状体的)临床前试验中和临床试验中使用415nm的治疗波长。
治疗患白内障的晶状体也被称为光致漂白。通过使用LED，提供了一种保留天然晶状体的非侵入性光致漂白治疗方法。进行“光线轨迹”实验来确定治疗光在视网膜处的强度。图2示出了光线轨迹，该光线轨迹示出LED束将聚焦在晶状体上并且在视网膜上散焦，因此与晶状体中的治疗体积相比，视网膜看到降低的功率密度。这进而大大降低视网膜损伤的机会。
治疗二向色分束器(44)能操作以将发射的治疗光反射到白内障上。治疗二向色分束器(44)是420/425nm二向色的，并且其沿着与监测光公共的光轴反射415nm或420nm的治疗光，同时使420nm以上的波长通过。这使得设备(100)能够同时监测415nm或420nm LED的治疗效果。
替代地，MEMS反射镜系统(未示出)可以被使用并且能操作以在白内障的各个部分周围移动发射的治疗光，从而治疗所有类型的白内障。此布置需要使用裂隙灯显微镜摄像机，以使用治疗光束瞄准眼睛的各个部分。
-监测光源(50)以及相关联的光学元件，诸如监测聚焦透镜(52)和治疗二向色分束器(54)。
监测光源(50)被配置为通过发射在350nm至410nm的波长范围内的监测光，以在白内障内激发荧光，从而监测白内障。监测光源(50)包括非激光LED光源，所述非激光LED光源能操作以发射在350nm至410nm的波长范围内的、优选地在360nm至370nm的波长范围内的、并且更优选地在365nm波长的光，从而在白内障内激发荧光。已经在(对移除的猪的晶状体和患糖尿病的活猪的晶状体的)临床前试验中和在临床试验中使用365nm的监测波长。
监测二向色分束器(54)能操作以将发射的监测光反射到白内障上。监测二向色分束器(54)是395nm二向色装置，并且它沿着与治疗光公共的光轴反射365nm的监测光，同时使395nm以上的波长(包括415nm或420nm的治疗光和约440nm的NFK荧光峰)通过。这使得设备(100)能够同时监测415nm或420nm的LED的治疗效果。
-波长选择系统(20)，所述波长选择系统被配置为通过选择在白内障内激发的荧光的波长，从而监测白内障。
在图1的实施方案中，波长选择系统(20)包括楔形滤波器(22)，所述楔形滤波器是能在320nm至560nm的波长范围内操作的可调谐带通干涉滤波器。
图3示出了楔形滤波器(22)的320nm至560nm的光谱。使用0.2mm斑点宽度和1.0nm光谱带宽执行光谱测量。仔细选择楔形滤波器(22)的波长范围，从而能够不失真地记录色氨酸和NFK的环境增宽发射。此外，楔形滤波器(22)的所选择的带宽比荧光干涉滤波器的标准带宽更宽，因此在小型化系统中提供更高灵敏度的波长选择系统(20)。
替代地，波长选择系统(20)可以包括衍射光栅作为楔形滤波器(22)的替代物。
波长选择系统(20)还包括相敏检测系统(未示出)，所述相敏检测系统能以与监测光源(50)的脉冲频率相同的脉冲频率操作，以将激发的荧光的波长与环境光的波长分离。所述相敏检测系统可以是锁定放大器。
在环境照明条件下操作所述设备(100)的能力将移除严格控制的环境照明条件的要求。这将大大增加设备(100)可以操作的合适位置的数目。
相敏检测系统是对来自系统的激发光进行调制的系统。所述系统于是能够区分白内障诊断所需的反射的、经调制的光和会产生干扰的环境的、未经调制的光。
运行了一个实验，以确定相敏检测(PSD)系统在移除环境光方面的适用性，并且应用以下程序：
-PSD系统被设置有以纸张样本为目标的365nm激发LED
-在以下条件下记录光谱扫描：
ο房间灯亮，PSD系统禁用
ο房间灯亮，PSD系统启用
ο房间灯灭，PSD系统禁用
ο房间灯灭，PSD系统启用
-试验是在密封暗室中进行的。
图4示出了从以上实验获得的数据，并且示出了在设备(100)的波长选择系统(20)的一个实施方案中所采用的锁定放大器对所记录的荧光光谱(400nm至530nm)的影响。
图4中的图例如下所示：
-PSD系统开启时使用术语“PSD”
-PSD系统关闭时使用术语“原始的(Raw)”
-灯亮时使用术语“亮(Light)”
-灯灭时使用术语“暗(Dark)”
如从图4看到的，在PSD系统关闭时，在亮(实线)设置和暗(点划线)设置之间存在信号减小。这表明在PSD系统禁用时，房间灯对获得的明显信号有贡献。当PSD系统启用时，在房间灯亮(点线)和房间灯灭(短划线)之间不存在显著信号改变。此外，在暗室中取得的结果尤其表明，PSD系统优于移除环境照明的合理尝试。
图4的数据表明当PSD系统启用(即，从关闭切换到开启)时，在“灯亮”设置的情况下观察到最大的改变。此改变有两个可能来源：
-第一个来源是调制光源在其被调制(即，有效地快速地接通和关断)时与未调制光源相比含有较小的功率。PSD系统被设计成补偿此调制，并且对切换发生的快慢进行了假设——如果该假设错误，则该补偿可能不足或过大。然而，此补偿是恒定的，并且对利用PSD系统取得的实际测量结果没有影响。
-第二个来源是虽然测试室看起来暗，但是它并不是完全不透光的，因此一些光很有可能可以进入PSD系统。
环境光的线路频率因国家而异；然而，取决于地区，它通常是50Hz或60Hz。英国的荧光室内照明在100Hz处示出峰，该峰是由于50Hz的线路频率每个周期激发灯管两次引起的。明显的谐波还出现在200Hz处。因此，
-对于英国所使用的50Hz线路频率，选择150Hz PSD系统运行频率作为这两个峰之间的中心点，以及
-对于60Hz的运行，已知在120Hz和240Hz处的类似的峰，假定PSD系统的理想运行频率为180Hz。
因此，基于以上信息，运行频率为165Hz的PSD系统对于50Hz和60Hz线路频率都是最佳的。
波长选择系统(20)还包括线性驱动器(未示出)，所述线性驱动器能操作以使线性可变干涉滤波器(图1中的楔形滤波器(22))沿着垂直于公共光轴的轴线移动。在此配置中，检测器(10)是单个检测器，通常是PMT检测器。
替代地，波长选择系统(20)的线性可变干涉滤波器(图1中的楔形滤波器(22))能从公共光轴上的固定位置操作。在此配置中，检测器(10)是一维或二维检测器(10)阵列。
-二向色分束器(70)，所述二向色分束器被配置为将监测光和治疗光朝白内障反射，以及将在白内障内激发的荧光朝波长选择系统(20)发射。二向色分束器(70)沿着公共光轴反射监测光、治疗光和激发的荧光。
在图1的配置中，二向色分束器(70)被布置成与公共光轴成45度，以将比监测光、治疗光和激发的荧光的波长更长的波长向设备(100)的操作者(未示出)传输。为了允许操作者简单地将设备(100)摇摆进和摇摆出裂隙灯显微镜(90)，此布置是必需的。在实操中，设备(100)安装到旋转平台上，所述旋转平台每1度具有可见标记，并且在0度(或“使用中”)位置处具有硬止挡件(hard stop)。这允许将设备(100)移开，以不阻碍裂隙灯(90)，并且在要对眼睛(80)进行监测或治疗时将该设备(100)移动回来。
二向色分束器(70)是563nm二向色的，并且它将所需的短波长监测光和治疗光朝眼睛(80)反射，同时允许长波长的可见光通过，到达裂隙灯显微镜(90)(即：向裂隙灯显微镜(90)传输)，以使得可以保持对患者的眼睛(80)的定位的目视(或摄像机)检查。这允许计算机化追踪系统的使用，该计算机化追踪系统使用内置于裂隙灯显微镜(90)内的摄像机所捕获的图像。追踪软件在眼睛移动到不恰当的位置时提醒操作者，这允许更好地控制用于患者的实际治疗剂量。
-聚焦透镜(30)，所述聚焦透镜被采用以将荧光聚焦到波长选择系统(20)上。
-聚焦透镜(60)，其被用于将监测光和治疗光聚焦到二向色分束器(70)上。
图5示出了用于在监测和治疗白内障时使用的系统(300)的配置，系统(300)被示出为包括：
-图1的设备(100)，用于监测和治疗白内障以及
-电子装置(200)
设备(100)的必要部件还被示出在图5中，如下：
-监测光源(50)——被标记为“LED(监测)”
-治疗光源(40)——被标记为“LED(治疗)”
-波长选择系统(20)以及其两个部件——线性可变干涉滤波器(被标记为“滤波器”)和线性驱动器(被标记为“马达”)
-检测器(10)——被标记为“PMT”
监测LED(365nm)和治疗LED(415nm或420nm)永久安装在系统(100)中，并且由电子装置(200)实施的定制软件控制。由于每个LED具有大于10nm的带宽，因此每个光束由硬涂敷光学滤波器(未示出)滤波，该硬涂敷光学滤波器的中心位于每个所述LED的发射波长附近。这减少不需要的光进入设备(100)。设备(100)到患者的输出由二向色装置(44)、(54)和(70)进一步滤波，所述二向色装置用于沿着公共光轴弯折和引导内部LED光路。这些二向色装置是硬涂敷的。
图5还示出了电子装置(200)的相关部件，即数据存储和处理装置(210)。装置(210)适于与设备(100)的波长选择系统(20)通信，并且配置为：
(i)管理监测光源(50)和治疗光源(40)中的一个或两个的电源供应，
(ii)控制使用监测光源(50)在白内障内激发荧光的曝光时间，
(iii)控制使用治疗光源(40)照射白内障的曝光时间，以及
(iv)选择设备(100)的操作模式。
在使用中，设备(100)由电子装置(200)配置，以使用监测光源(50)连续地监测白内障，并且使用治疗光源(40)治疗白内障。因此，设备(100)的操作模式可以选自
-监测模式，在监测模式时，电子装置(200)管理和控制所述监测光源(50)的电源供应和曝光时间，或
-治疗模式，在治疗模式时，电子装置(200)管理和控制所述治疗光源(40)的电源供应和曝光时间。
设备(100)被安装到旋转平台(未示出)上，所述旋转平台每1度具有可见标记，并且在0度(或“使用中”)位置的硬止挡件。这允许将设备(100)移开，以不阻碍裂隙灯显微镜(90)，并且在要对眼睛(80)进行监测或治疗时被移动回来。
在监测模式下，通过确定由在眼睛(80)内激发荧光的365nm的监测LED(50)引起的白内障眼睛(80)内的荧光改变，设备(100)被有效地用于白内障评定。荧光信号从患者的眼睛(80)返回，并由二向色反射器(70)传输，以在PMT检测器(10)处产生荧光光谱。
所述光谱被分析以确定患者的白内障的程度。因此，通过使用荧光光谱，设备(100)的操作者能够有效率地并且有效地监测由设备(100)的治疗光LED(40)治疗所导致的白内障改变。
在治疗模式下，设备(100)将415nm的治疗LED(40)聚焦到患者的白内障上，以进行最高达2小时的治疗期，所述治疗期被分成每个疗程不长于15分钟的多个疗程。
图6示出了系统(300)的电子装置(200)所采用的软件架构设计。所述软件首先在设备(100)与数据存储和处理装置(210)之间建立通信信道。使用该通信信道，所述软件可以将指令发送到装置(210)，并且接收设备(100)的光谱数据和瞬时状态。此外，所述软件具有控制单元，所述控制单元使用所述通信信道来控制、验证和监测用于任何操作的任务序列。
所述软件已经被开发为执行如下文所描述的三个关键操作：
-全扫描监测：读取波长方向的PMT(10)输出信号(荧光强度)，并且同时绘制波长与荧光强度的关系图表。此图表将提供荧光的光谱。
为了此操作，所述软件顺序地执行以下任务：
a)设置激发/监测LED(50)的强度和频率(波长＝365nm)，
b)固定PMT(10)增益电压以用于数据读取，
c)接通激发/监测LED(50)，
d)启动线性马达，以将楔形滤波器(22)移动到每纳米波长处进行测量，
e)同时读取、存储和显示PMT(10)输出信号，
f)关断激发/监测LED(50)。
-比率扫描监测：对于2个选定波长带——信号带和参考带，读取PMT(10)输出信号。使用每个带的平均数据计算光谱比率。
为了此操作，所述软件执行与全扫描监测类似的步骤，但是在此情况下，将显示每个带的数据的平均值和其比率，而不是全光谱。
-治疗：设置治疗LED(40)的强度(波长＝415nm)并且接通15分钟。
因此，设备(100)的监测模式可以包括光谱扫描模式或比率扫描模式中的任一个或任意组合。
附加地或替代地，设备(100)可以被配置为同时使用监测光源(50)监测白内障和使用治疗光源(40)治疗白内障。
图7示出了使用设备(100)的第一配置针对移除的猪的晶状体所记录的荧光光谱。测量方案是首先用310nm的紫外光照射所述晶状体2小时，在所述晶状体中诱导白内障。然后用415nm的治疗光对白内障进行治疗(或光致漂白)。已经用365nm的监测(或激发)光记录不同条件下的移除的晶状体的荧光光谱，并且将其示出于图7中——新鲜的晶状体(点线)、患白内障的晶状体(实线)和经治疗的晶状体(短划线)。经治疗的晶状体显示与新鲜的晶状体的荧光光谱非常类似的荧光光谱。
为了证明设备(100)的多功能性，图8示出了使用设备(100)的第二配置针对另一个移除的猪的晶状体所记录的其它荧光光谱。如上文关于图7所述的，遵循的方案是首先通过以310nm照射2小时，在所述晶状体中诱导白内障。然而，在此配置中，随后使用420nm的治疗光2小时来治疗白内障。已经用365nm的监测光记录不同条件下的移除的晶状体的荧光光谱，并且将其示出于图8——新鲜的晶状体(点线)、患白内障的晶状体(实线)和经治疗的晶状体(短划线)。在此配置中，经治疗的晶状体的荧光由于治疗而已经改善，但是它还没有达到新鲜的晶状体的荧光程度。
图9示出了使用设备(100)的第一配置针对患糖尿病的活猪的晶状体所记录的荧光光谱。因为由于白内障是糖尿病的视觉相关的并发症之一，因此该活猪的晶状体已经患有白内障，所以测量方案是不同的。因此，用415nm的治疗光治疗白内障持续1小时，该持续1小时的治疗为初始期，接着是另一个1小时的治疗期。已经用365nm的监测光记录患白内障的晶状体的荧光光谱以及在两个连贯的1小时的疗程内治疗的晶状体的荧光光谱，并且将其示出于图9——患白内障的活的晶状体(实线)、治疗1小时后的晶状体(短划线)和再治疗1小时后的晶状体(点线)。在第一小时的治疗之后，白内障的荧光立即下降，接着，在延长的治疗期之后，白内障的荧光持续下降。
尽管已经参考附图在本文中详细地公开了本发明的例示性实施方案，但是应理解，本发明不限于确切的实施方案，并且在不脱离由所附权利要求以及其等同物所限定的本发明的范围的前提下，本领域技术人员可以在其中实现各种改变和修改。例如，治疗光源(40)和/或监测光源(50)可以包括低功率激光源或多色光源和合适的波长选择系统的任何组合。

Claims (23)

1.一种用于监测和治疗白内障的设备(100)，所述设备(100)包括：
监测光源(50)，所述监测光源(50)被配置为通过发射在350nm至410nm的波长范围内的监测光，以在所述白内障内激发荧光，从而监测白内障；
治疗光源(40)，所述治疗光源(40)被配置为通过发射在400nm至570nm的波长范围内的治疗光，以照射所述白内障，从而治疗白内障；
波长选择系统(20)，所述波长选择系统(20)被配置为通过选择在所述白内障内激发的荧光的波长，从而监测白内障；以及
二向色分束器(70)，所述二向色分束器(70)被配置为将所述监测光和所述治疗光向所述白内障反射，以及将在所述白内障内激发的荧光向所述波长选择系统(20)反射；
其中所述监测光、所述治疗光和所述激发的荧光被所述二向色分束器(70)沿着公共光轴反射；并且
其中所述二向色分束器(70)被布置成与所述公共光轴成45度，以将比所述监测光、所述治疗光和所述激发的荧光的波长更长的波长向所述设备(100)的操作者传输。
2.根据权利要求1所述的设备(100)，其中所述监测光源(50)包括非激光LED光源，所述非激光LED光源能操作以发射在350nm至410nm的波长范围内的、优选地在360nm至370nm的波长范围内的、并且更优选地在365nm波长的光，以在所述白内障内激发荧光。
3.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述治疗光源(40)包括非激光LED光源，所述非激光LED光源能操作以发射在400nm至570nm的波长范围内的、优选地在410nm至420nm的波长范围内的、并且更优选地在415nm波长的光，以照射所述白内障。
4.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述波长选择系统(20)包括线性可变干涉滤波器、衍射光栅和折射棱镜中的任一个或任意组合。
5.根据权利要求4所述的设备(100)，其中所述线性可变干涉滤波器(22)包括可调谐带通干涉滤波器，所述可调谐带通干涉滤波器能在320nm至560nm的波长范围内操作。
6.根据权利要求5所述的设备(100)，其中所述可调谐带通干涉滤波器包括楔形滤波器(22)。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的设备(100)，其中所述波长选择系统(20)还包括线性驱动器，所述线性驱动器能操作以使所述线性可变干涉滤波器沿着垂直于所述公共光轴的轴线移动。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的设备(100)，其中所述设备(100)还包括检测器(10)。
9.根据权利要求4至6中任一项所述的设备(100)，其中所述线性可变干涉滤波器能从所述公共光轴上的固定位置操作。
10.根据权利要求4至6和权利要求9中任一项所述的设备(100)，其中所述设备(100)还包括一维或二维检测器(10)阵列。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的设备(100)，其中所述波长选择系统(20)还包括相敏检测系统，所述相敏检测系统能以与所述监测光源(50)的脉冲频率相同的脉冲频率操作，以将所述激发的荧光的波长与环境光的波长分离。
12.根据权利要求11所述的设备(100)，其中所述相敏检测系统包括锁定放大器。
13.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，其中所述设备(100)被配置为同时使用所述监测光源(50)监测白内障和使用所述治疗光源(40)治疗白内障。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备(100)，所述设备(100)还包括治疗二向色分束器(44)，所述治疗二向色分束器(44)能操作以将发射的治疗光反射到所述白内障上。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的设备(100)，其中所述设备(100)还包括MEMS反射镜系统，所述MEMS反射镜系统能操作以在所述白内障的各个部分周围移动发射的治疗光。
16.一种在用于监测和治疗白内障的设备中使用的波长选择系统(20)，所述波长选择系统(20)被配置为通过选择在所述白内障内激发的荧光的波长，以监测白内障。
17.根据权利要求16所述的波长选择系统(20)，所述波长选择系统(20)包括线性可变干涉滤波器、衍射光栅和折射棱镜中的任一个或任意组合。
18.根据权利要求17所述的波长选择系统(20)，其中所述线性可变干涉滤波器包括可调谐带通干涉滤波器，所述可调谐带通干涉滤波器能在320nm至560nm的波长范围内操作。
19.根据权利要求18所述的波长选择系统(20)，其中所述可调谐带通干涉滤波器包括楔形滤波器(22)。
20.根据权利要求17至19中任一项所述的波长选择系统(20)，其中所述用于监测和治疗白内障的设备是根据权利要求1至15中任一项所述的设备(100)。
21.一种用于在监测和治疗白内障时使用的系统(300)，所述系统包括用于监测和治疗白内障的设备(100)和电子装置(200)，
所述设备(100)包括：
-监测光源(50)，所述监测光源(50)被配置为通过发射在350nm至410nm的波长范围内的监测光，以在所述白内障内激发荧光，从而监测白内障；
-治疗光源(40)，所述治疗光源(40)被配置为通过发射在400nm至570nm的波长范围内的治疗光，以照射所述白内障，从而治疗白内障；
-波长选择系统(20)，所述波长选择系统(20)被配置为通过选择在所述白内障内激发的荧光的波长，从而监测白内障；以及
-二向色分束器(70)，所述二向色分束器(70)被配置为将所述监测光和所述治疗光朝所述白内障反射，以及将在所述白内障内激发的荧光向所述波长选择系统(20)反射；
并且所述电子装置(200)包括数据存储和处理装置(210)，所述数据存储和处理装置(210)适于与所述设备(100)的所述波长选择系统(20)通信，并且被配置为：
(i)管理所述监测光源(50)和所述治疗光源(40)中的一个或两个的电源供应，
(ii)控制使用所述监测光源(50)在所述白内障内激发荧光的曝光时间，
(iii)控制使用所述治疗光源(40)照射所述白内障的曝光时间，以及
(iv)选择所述设备(100)的操作模式。
22.根据权利要求21所述的系统(300)，其中所述设备(100)的所述操作模式选自：
-监测模式，在所述监测模式时，所述电子装置(200)管理和控制所述监测光源(50)的所述电源供应和所述曝光时间，或
-治疗模式，在所述治疗模式时，所述电子装置(200)管理和控制所述治疗光源(40)的所述电源供应和所述曝光时间。
23.根据权利要求22所述的系统，其中所述设备(100)的所述监测模式包括光谱扫描模式或比率扫描模式中的任一个或任意组合。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100292676A1 (en) * 2006-11-10 2010-11-18 Lars Michael Larsen Method and apparatus for non-or minimally disruptive photomanipulation of an eye
CN103153168A (zh) * 2010-08-16 2013-06-12 康格诺皮蒂克斯公司 用于探测淀粉样蛋白的系统和方法
US20140104576A1 (en) * 2011-06-23 2014-04-17 Amo Deveplopment, Llc Ophthalmic range finding
CN108743020A (zh) * 2018-06-28 2018-11-06 百锐明医疗科技（北京）有限公司 眼科激光治疗设备
US20180353769A1 (en) * 2015-12-21 2018-12-13 Edinburgh Biosciences Limited Eye treatment system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100292676A1 (en) * 2006-11-10 2010-11-18 Lars Michael Larsen Method and apparatus for non-or minimally disruptive photomanipulation of an eye
CN103153168A (zh) * 2010-08-16 2013-06-12 康格诺皮蒂克斯公司 用于探测淀粉样蛋白的系统和方法
US20140104576A1 (en) * 2011-06-23 2014-04-17 Amo Deveplopment, Llc Ophthalmic range finding
US20180353769A1 (en) * 2015-12-21 2018-12-13 Edinburgh Biosciences Limited Eye treatment system
CN108743020A (zh) * 2018-06-28 2018-11-06 百锐明医疗科技（北京）有限公司 眼科激光治疗设备

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