CN114981713A - 用于眼睛的接触透镜 - Google Patents

Abstract

公开了一种接触透镜(200)，所述接触透镜具有光轴(240)并且在表面(210)上包括孔口(220)。所述孔口(220)相对于所述光轴(240)偏离中心定位，并且所述孔口(220)的中心轴线被布置成使得离开所述孔口(220)的准直光被定向成朝向视神经头处的盲点(135)。

Description

用于眼睛的接触透镜

相关申请的交叉引用

本申请要求于2019年12月13日提交的卢森堡专利申请第LU 101543号的权益和优先权。卢森堡专利申请第LU 101543号的全部公开内容特此通过引用并入。

技术领域

本发明涉及一种用于眼睛的光学透镜。

背景技术

人类眼睛中的视网膜除其他类型的细胞外还包括感光细胞，所述感光细胞分为视杆和视锥并且吸收入射到人类眼睛的光。视杆主要负责弱光条件下的信号传导，并且视锥负责强光条件下的色彩视觉。

来自这些感光细胞的信号被发送到存在于眼睛的内核层中的双极细胞，并且这些信号进而又被发送到存在于神经节细胞层中的神经节细胞。神经节细胞将信息传递到大脑的视觉处理中心。神经节细胞的轴突捆绑在一起以形成视神经，视神经连接到眼睛的视网膜下丘脑束(RHT)。已知视神经经由视盘连接到RHT，视盘就像在眼睛中的视网膜后面的“伪孔”。由于缺乏位于视网膜中的感光细胞(即，视杆和视锥)，因此这个视盘实际上会在视网膜中的视神经头处形成盲点。

除了上述两种类型的感光细胞之外，已知还有另外一种被称为黑视蛋白的光敏性感光体，黑视蛋白也存在于视网膜中。黑视蛋白是一种感光色素并且对峰值为480nm波长的光(也被称为辐射)具有接受性。发现在人类中黑视蛋白在某些神经节细胞中表达，这进而使黑视蛋白具有光敏感性，并且因此，黑视蛋白在历史上被标志为“内在光敏感性视网膜神经节细胞”(ipRGC)。因此，ipRGC的轴突表达黑视蛋白，并且与所有其他神经节细胞一样，ipRGC也是视神经的一部分。

因此，人类眼睛中存在视神经的盲点并不是真的“盲”，这是由于ipRGC的轴突能够表达光敏性的黑视蛋白这一事实。这之所以成为可能，只是因为视神经仅在筛板层之后才有髓鞘(被包围在髓鞘中)，但在视神经头处保持开放。

因此，可以通过在视神经头处施加波长为约480nm的光/辐射来刺激黑视蛋白，同时不接触其他感光细胞(视杆和视锥)，从而使入射光实际上“不可见”。

一般认为，高能量蓝光对眼睛的典型感光体有光毒性作用。因此，有利的是，在没有这些典型的感光细胞(视杆或视锥)的视神经头上用蓝光刺激黑视蛋白。

黑视蛋白在ipRGC的轴突中表达，这些轴突与释放神经递质多巴胺(DA)的多巴胺能无长突细胞(DAC)突触相连。因此，刺激盲点进而可以提供来自DAC的反应，并从而调节多巴胺水平。已知升高的DA水平可以抑制近视进展，如从Feldkaemper等人的“An updatedview on the role of dopamine in myopia”,Experimental Eye Research,114(2013),106-119中已知的。因此，用蓝光对盲点的“不可见”刺激可以抑制近视进展或者防止或延迟出现近视。

黑视蛋白还显示出调节瞳孔对光反射(PLR)。因此，刺激盲点进而会调节PLR。换句话说，响应于用蓝光刺激盲点时而检测到的PLR可以是视神经头上存在黑视蛋白的间接证据。

当视觉刺激具有高对比度时，人类观察者可以识别出视觉刺激的内容(例如，光栅刺激的取向)。当对比度降低到低于某个阈值水平时，人类观察者无法正确地识别刺激特征(例如，取向)。这样的阈值被称为“对比敏感度阈值”。已经显示出，人类观察者的多巴胺水平越高，对比敏感度越会增加。因此，对比敏感度函数(CSF)可以作为视网膜多巴胺水平的间接测度。

编码黑视蛋白的ipRGC还将信息携带到视交叉上核(SCN)。下丘脑中的SCN区细胞群接收转导的明暗时间提示信号(所述信号指示从明到暗的过渡)，并且通过内分泌和神经通路将明暗时间提示信号分发到身体的各个系统。因此，已知刺激盲点处的黑视蛋白调节昼夜节律。

研究表明，刺激盲点中的黑视蛋白可以在用于治疗患有时间生物学障碍的患者的疗法中使用，比如近视、昼夜节律睡眠障碍、睡眠障碍、瞳孔散大、睡眠相位后移和前移综合症、情绪障碍、季节性情感障碍(比如抑郁症或疲劳)、产后抑郁症、癌症风险、荷尔蒙紊乱、警觉性障碍和认知表现、食欲与肥胖症、记忆障碍、精神运动障碍、体温失调、经期前障碍、癫痫危机。

对黑视蛋白的刺激也可以用于实现人类警觉性和表现水平的提高，例如在工作环境中，并且可以用于治疗各种其他障碍，比如偏头痛、焦虑、强迫症(OCD)以及酒精和尼古丁成瘾。

美国专利公开第2007/0182928号(Sabel)中教导了一种用于治疗人类的视觉系统的装置和方法，所述视觉系统包括视网膜视觉皮质和其他神经细胞结构。US'928的方法描述了包括以下步骤：在人类的视觉系统内限定和定位视力恶化的盲区；限定主要位于盲区内的治疗区域；以及通过呈现视觉刺激来治疗人类的视觉系统。然而，US'928专利申请没有披露放置在眼球上以辅助治疗的接触透镜的结构。

国际专利申请WO 2018/224671说明了一种用于将光施加到视盘上以刺激视盘的方法和设备，并且描述了一种视野限制装置。然而，所述专利申请没有披露视野限制装置的结构。

从美国专利第US 3 297 396 A号中已知一种具有隐式光轴并且在表面上包括孔口(aperture)的接触透镜。US'396的孔口相对于光轴偏离中心定位，并且孔口的中心轴线被布置成使得进入孔口的光被定向成朝向盲点。孔口被设置成消散热量并且帮助泪水循环通过透镜。然而，光没有准直，并且US'396没有教导这样的布置在光没有准直的情况下如何可以将光定向到盲点。所述申请没有教导没有引导管的简单孔口如何将非准直光定向在指定方向上并且因此防止进入孔口的光射到眼睛在盲点之外的其他部分。所述申请教导了一种在孔口壁内部的减少散射光的涂层，但没有披露关于外部光在盲点上的目标投射的期望大小以及抗反射涂层对蓝光(已知蓝光会在眼睛中引起更多的杂散光)的特异性的更多信息。所述申请没有教导如何保持接触透镜处于使得孔口始终将光定向成朝向盲点的位置中。

从美国专利第US 5 719 656 A号中已知一种另外的接触透镜。US'656描述了一种常规软性接触透镜构成的透镜本体，所述透镜本体具有总体上球形的凹形后表面以及总体上凸形的前表面，所述凹形后表面适于匹配眼睛的角膜。优选地，透镜包括棱镜垂重，以确保正确的取向。透镜由不透明物质或总体上不透射光的其他物质制成。在过程中，用常规的现场测试对眼睛进行测绘，以确定眼睛的病变部分以及眼睛具有光学感知的那些部分。通过透镜表面，横穿透镜的整个厚度的圆形通道或“针孔”被放置在映射到视网膜具有光学感知的部分并且因此对应于所述部分的区域。入射在视网膜具有光学感知的底层部分的光通过针孔提供了改善的视力。这些针孔可以被制成呈通道形式。这样的通道进一步增加了透镜下面的泪水分布，对于佩戴者来说具有改进的舒适度提高。附加地，这些通道向角膜和晶状体提供增加的氧流量，由此减轻了标准软性接触透镜所引发的生理负担。US'656描述了一种具有若干个针孔的接触透镜，所述接触透镜应提高视网膜的视觉敏感区域的视觉敏锐度。US'656没有教导将光定向到视神经头的布置，就视觉敏感度和感光体密度而言，视神经头是视网膜中与中央凹相反的区域。此外，孔口没有提供用于使光准直并将光定向到视神经头的小区域的光学引导管。

从英国专利申请第GB 2 458 495 A号已知一种另外的接触透镜。GB'495描述了一种具有美化着色区域和不透明虹膜的软性接触透镜，所述不透明虹膜具有被布置成以便将光定向到佩戴者的视网膜的光敏性部分的多个针孔。佩戴者的眼科处方可以结合到接触透镜中。GB'495描述了一种试戴型接触透镜，其被设计成为佩戴者确定最佳的针孔布置，例如通过轴位标记。GB'495的接触透镜可以被截断或背面加重，以稳定所述接触透镜在佩戴者的眼睛中的位置。可以包括比如轭状棱镜等棱镜，以改变由针孔透射到眼睛中的光的方向。GB'495的接触透镜针孔定位可以基于数字视网膜测绘的结果。接触透镜佩戴者可以通过使用LVA(低视力辅助)望远镜系统进一步增加放大率。GB'495的装置可以补救视网膜损伤相关性失明，例如年龄相关性黄斑变性(AMD)。GB'495的棱镜透镜还可以用来对单针孔接触透镜所传输的单中心针孔图像进行去中心。因此，GB'495披露了一种接触透镜，其具有多个针孔，以便将光定向到佩戴者的视网膜的光敏性区域。GB'495的透镜的参数针对佩戴者的最佳视力进行优化。GB'495的多个针孔应将光定向到视网膜上的预定区域以获得最佳视力，这与将光定向到视网膜中的非光敏性盲点有所不同。

美国专利申请第US 2019/302481 A1号描述了一种眼镜，其具有菲涅耳透镜区域，使得透镜的整体厚度可以变薄。US'481描述了一种远视治疗和抗近视眼镜，其包括面向物体的负屈光元件和面向患者眼睛的正屈光元件。US'481的负屈光元件具有强的负屈光度数的中心区。US'481的正屈光元件具有不太强的正屈光度数的中心区。US'481的正透镜中心区的前焦点不必与负透镜中心区的前焦点重合。US'481的负屈光元件和正屈光元件轴向分开相对较小的距离，使得这两个屈光元件的组合紧凑到足以制成可容易佩戴的眼镜。为了控制近视进展，US'481的这两个屈光元件中的至少一个屈光元件的旁中心和/或周边区的至少一部分具有相对于中心区的加入度数的相对加入度数，使得在对应的旁中心或周边视网膜区域的前面形成偏离轴线的遥远物体或中间物体的图像，以在对应的视网膜区域上形成近视离焦。

发明内容

本文件的接触透镜具有光轴并且在所述接触透镜的表面上包括孔口。孔口相对于光轴偏离中心定位，并且孔口的中心轴线被布置成使得离开孔口的准直光被定向成朝向盲点。这使得治疗光能够聚焦在盲点上，以使得能够在不影响佩戴接触透镜的参与者的视力的情况下产生多巴胺。

在所述接触透镜的一方面，具有连接到孔口的开口的管，所述管从接触透镜的表面突出。这使得光能够更好地聚焦到盲点上，并且在另一方面，管作为穿过接触透镜的孔口形成。

管在其内表面上涂覆有非反射涂层。这防止例如波长为420nm到500nm(蓝光)的光在管的内部反射并散射回到盲点之外的视网膜区域。

在所述接触透镜的另外的方面，接触透镜是由滤除属于特定辐射或波长光谱的光的材料制成的。这用来避免眼睛被视觉治疗光谱中的光充斥。视觉治疗光谱中的光仍然可以通过孔口和/或管进入眼睛。

接触透镜可以包括多个菲涅耳透镜，所述多个菲涅耳透镜同样用于将光聚焦在盲点上。

接触透镜可以包括棱镜垂重，以稳定接触透镜防止旋转并且维持孔口与盲点协调得当。

本文件中还教导了一种用于将辐射施加到眼睛中的盲点的系统。所述系统包括用于发射辐射的光源以及如本文件所描述的接触透镜。光源是发光二极管。

在所述系统的一方面，光源被放置在管或孔口中的一个的前入口处。

附图说明

图1A和图1B示出了实验设置的例子。

图2示出了接触透镜的第一实施方案。

图3示出了接触透镜的仿真。

图4示出了接触透镜的第二实施方案。

图5示出了接触透镜的第三实施方案。

图6至图8示出了瞳孔光反应。

图9示出了对比敏感度函数。

图10示出了进入眼睛的准直光。

图11示出了具有多个菲涅耳透镜的接触透镜。

图12至图15示出了接触透镜的第四实施方案的接触透镜。

具体实施方式

本文件中所使用的实验设备100的例子在图1A中展示，并且示出了其中用计算机屏幕170上的蓝色视觉刺激180刺激人类观察者(参与者)110的盲点135的实验设备。在此非限制性例子中，视觉刺激180包括颜色为蓝色并且大小与实验中的参与者110的盲点135匹配的圆盘。实验程序的校准阶段允许通过按压键盘150上的箭头将视觉刺激180的大小和定位精确调整到盲点135，直到参与者110报告视觉刺激180不可见为止。尽管眼球120接收到了光，但在这个位置处，参与者110报告在其视野中没有在意识上感知到视觉刺激180。眼睛追踪装置160监测参与者110的眼球120中的瞳孔反应。在向参与者110的盲点135闪烁视觉刺激180持续80毫秒之后，有瞳孔反应(PLR)被眼睛追踪装置160捕获到，图6中对此进行了描绘。这样的PLR在对红色刺激的反应中不存在；因此，观察到的PLR归因于在盲点135周围的视神经头处的对蓝光具有峰值敏感度的黑视蛋白。

图1B示出了用作用于测量参与者110的对比敏感度函数(CSF)在用蓝光刺激盲点135之前和之后的变化的盲点刺激装置的设备100的例子。参与者110在注视着图1A中的设备100的屏幕170时、在用图1B中的设备100对盲点135进行刺激之前和之后使用键盘150对标准对比敏感度测试程序(例如弗莱堡视力和对比测试(FrACT)或图宾根对比敏感度测试(TueCST))作出反应。

CSF测试包括在显示装置170上以不同的取向、空间频率和对比度向人类参与者110显示呈现为视觉刺激180的多个Gabor斑块。Gabor斑块的空间频率是由所述Gabor斑块中的在给定特殊距离内的平行条纹数量定义的，并且以每度周期(cpd)为单位进行测量。计算机程序化算法以逻辑方式改变对比度和空间频率并且以伪随机方式改变Gabor斑块的取向。参与者110通过按压键盘150上的箭头来报告显示装置170上的Gabor斑块的取向。

图1B中的装置是具有显示装置170的智能电话，所述显示装置是所述智能电话的屏幕。智能电话产生蓝光182持续一分钟，以用蓝光刺激盲点135持续1分钟。在刺激盲点135之前计算CSF，并在盲点135持续1分钟受到图1B的设备100的蓝光182的刺激之后20分钟再次计算。两个CSF用相同的测试进行计算并且在图9中进行了描绘。

图9所示出的对比敏感度(CS)是参与者110检测和报告Gabor斑块的取向所需的最小对比度的倒数，并且此对比度被称为“阈值对比度”。相对于Gabor斑块的空间频率绘制的对比敏感度揭示了眼睛的对比敏感度函数(CSF)。图9中的y轴是对数尺度的CS。较高的空间频率下的CSF改善被认为是由于在用蓝光182刺激盲点135之后多巴胺(DA)水平提高。这种改善在较低的空间频率下不存在，这排除了参与者110的表现中的适应或学习效应。

上文所提供的这种实验数据表明，用蓝光刺激盲点135导致视网膜DA水平被调节。本文件教导了一种用光不可见地刺激盲点135的方法，而参与者110不会意识到刺激位点上存在光，因为在盲点135上没有对成像视觉系统有贡献的典型的感光细胞。然而，黑视蛋白存在于盲点135上，并且导致瞳孔收缩以及多巴胺水平提高，推测是经由视网膜中的DAC神经元。

图2示出了参与者110的眼球120佩戴接触透镜200的图示，如将实际上看到的。本文件的接触透镜200引导来自光源175的辐射176，其方式类似于通过图1A和图1B所示出的实验设置100中的计算机程序将视觉刺激180置于盲点135上，使得用于刺激的光到达盲点135而不是视网膜的其余部分。实际上用于刺激的光不是来自显示装置170上的计算机屏幕，而是单独的光源175。

现在将描述三种不同类型的接触透镜200。接触透镜200使得能够对盲点135进行隔离刺激，所述隔离刺激旨在激活黑视蛋白。接触透镜200在佩戴接触透镜200的患者移动头部和眼睛的过程中也工作。接触透镜200可以由水含量低或高的软性接触透镜材料制成，所述软性接触透镜材料可以是离子或非离子的。接触透镜200总体上将是不透明但透视的，但不允许来自光源170的光到达视网膜，而是允许光到达盲点135。材料的例子包括但不限于刚性材料(PMMA或RGP)或混合材料。在不透明接触透镜200的情况下，可以考虑其他材料(塑料、聚合物)。

系统和接触透镜200可以由具有陷波滤波器的透光材料制成。这种陷波滤波器使得环境光能够到达整个视网膜，但不允许治疗光光谱中的光/辐射176(例如，约480nm的蓝光)穿过。陷波滤波器是带宽非常窄的带阻滤波器。然而，在环境光中作为环境光的自然部分存在的治疗光光谱(例如，蓝光)可以穿过针孔(即，穿过孔口220)并且专门地刺激盲点135。

系统和接触透镜200也可以由光偏振材料或涂层制成，所述光偏振材料或涂层允许来自光源175的辐射176以一定角度穿过接触透镜200，但以其他角度无法穿过。

通过孔口220对盲点135进行针对性刺激可以被认为在逻辑上相当于光波导。对盲点135的隔离针对性刺激可以通过光学设计的不同变化来实现，如现在将在以下例子中所描述的。

系统和接触透镜200具有众多应用。在第一应用中，接触透镜200由教室中的儿童佩戴持续治疗持续时间，并且治疗光176是从教室中的固定光源175发射的。这样的设置的一种用途是防止或延迟学校儿童出现近视或减缓学校儿童近视的进展。以这种用途使用的接触透镜200是透明的，并且允许学校儿童看见其视觉环境的全部细节，但消除了治疗光光谱穿过接触透镜200，因为这种光谱否则可能对眼睛中的存在于盲点135之外的视锥感光体和视杆感光体造成伤害。治疗光光谱(例如，480nm)穿过孔口220并以安全且不可见的方式到达盲点135，以触发更多的多巴胺释放来对眼球120进行大小调节，从而防止或延迟出现近视或减缓近视的进展。

在另外的应用中，接触透镜200由办公室中的人们佩戴持续治疗持续时间，并且治疗光是从办公室中的固定光源175发射的。

接触透镜200可以由患者组(例如，儿童)在所述患者组玩视频游戏或观看电影的同时或正在工作时佩戴。具有治疗光光谱的光源175集成在视频游戏或电影播放器的屏幕中。

在一种应用中，接触透镜200由患者组或健康的人在飞行期间佩戴，其中治疗光光谱来自飞机中的光源175或来自接触透镜200本身(就像下文所描述的实施例2)。这可以使得乘客的昼夜节律能够调谐适应于目的地时间，从而减少时差。在这种应用中，接触透镜材料可以是遮光的(黑色材料)，这允许没有光穿过到达视网膜。光到达盲点135的唯一部分可以穿过孔口220。这种应用中的接触透镜200可以在昼夜节律钟调整所必要的蓝光不可见地到达盲点135时用作供睡眠用的睡眠眼罩。

在一种应用中，接触透镜200由轮班工作者使用。这可以用来减少轮班工作者由于睡眠不足或自然睡眠的异期循环而遭受的疲劳。

在另一种应用中，接触透镜200可以由任何人在日常生活中在户外强太阳光下佩戴，以减少强光对视网膜的危害。接触透镜200消除了太阳光的高强度蓝色光谱到达视网膜，但允许强光全光谱到达盲点135，这对于昼夜节律调节和眼球120的正常生长来说是重要的。

在另一种应用中，接触透镜200可以用作人工晶状体(IOL)。

在一种应用中，接触透镜200用于在实验设置中或以其他方式实现瞳孔收缩。应当了解，也可以专门地针对其他实验程序(比如视神经头138的光凝固术)使用接触透镜200来照射盲点135。

在一种应用中，接触透镜200用于通过光源170刺激视神经130中的血管。

在一种应用中，接触透镜200出于诊断目的而用于眼部检查中。

在一种应用中，可以安装房间，所述房间由发射治疗光光谱中的光/辐射176的光源175照亮。患者组可以访视房间以获得治疗，并且将被提供接触透镜200来进行佩戴。

在一个另外的方面，接触透镜200包括棱镜垂重，以稳定接触透镜防止旋转并且维持孔口与盲点协调得当。在若干种其他方法中，棱镜被广泛用于复曲面软性接触透镜中，并且是最常见的稳定技术之一。1.00D到1.50D之间的棱镜基底向下磨制到透镜中。然而，对于眼睑特别紧绷、角膜扁平或斜轴散光的患者，可能需要更大量的棱镜。

实施例1

图2示出了接触透镜200的例子，其中在接触透镜200的表面210上具有孔口220。孔口220的尺寸取决于各种因素。孔口220相对于接触透镜200的光轴240偏离中心定位。偏离中心的确切位置取决于视网膜上的盲点135相对于光轴240的定位。从孔口220开始，管230从前透镜表面202的表面210突出。管230相对于表面法线成某个角度(例如，5度到20度)。如果管230布置在光轴240的顶部上，则所述角度为正，而如果管230布置在光轴240的底部处，则所述角度为负。管230的直径与孔口220的直径基本上相同。管230的长度取决于接触透镜的中心厚度205。中心厚度205越厚，管230的长度则越小，并且反之亦然。管230的长度可以取0mm到10mm的示例性值范围，但这并非对本发明的限制。为了防止可见光在管内部散射，管230的内部使用光学涂层进行了涂覆，所述光学涂层是对波长范围介于420nm与500nm之间的光抗反射的。

抗反射涂层的厚度和材料取决于接触透镜200的折射率以及要控制的波长的范围。在大多数情况下，对于480nm的光、更宽泛地对于可见光，可以使用50nm到500nm之间的涂层厚度。所使用的常见材料为MgF₂(1.39)、SiO₂(1.48)和Al₂O₃(1.60)以及炭黑。所使用的其他可能的材料(以及它们在括号中的折射率)为冰晶石(1.35)、LiF(1.37)、ThF₄(1.52)、CeF₃(1.62)、PbF₂(1.73)、ZnS(2.30)、ZnSe(2.55)、Si(3.5)、Ge(4.20)、Te(4.80)、PbTe(5.50)、MgO(1.72)、Y₂O₃(1.82)、Sc₂O₃(1.86)、SiO(1.95)、HfO₂(1.98)、ZrO₂(2.10)、CeO₂(2.20)、Nb₂O₅(2.20)、Ta₂O₅(2.10)和TiO₂(2.45)以及聚电解质多层。

为了增加被阻挡反射的所覆盖波长，可以向抗反射涂层添加更多的涂层。层中所使用的材料和层的厚度取上文提到的值。还可以对接触透镜200的表面使用光刻蚀刻以提供近似抗反射涂层。这种设置使得当接触透镜200装配在眼球120上时，进入眼睛的光聚焦在眼睛中的视神经130的视神经头138上，其中视神经头138周围可能有一些散射。

由于接触透镜200会随着眼睛移动，因此所述设置确保即使在考虑到眼动时，光也会落在视神经头138上。

所述设置意味着治疗光光谱中的辐射176可以来自任何类型的光源175并且不必是准直光。射到透镜200的表面上的所有方向的光将不会进入孔口220，并且管230上的非反射涂层阻止了除与管230的轴线平行的射线之外的所有光射线，这确保了这束光射线对盲点135的刺激。

在所有变体中，接触透镜200的制成方式也可以使得还矫正使用者的视力，这对于接触透镜200来说是常见的。

对来自光源175的光176和接触透镜200的视光学仿真可以通过使用比如ZEMAX-EE光学设计程序等光学仿真软件来进行。来自光源175的光176进入接触透镜200在图3中示出。光源175以多个角度发射辐射176，所述辐射进入管230，如上所述，所述管涂覆有非反射内表面。为了便于计算和在图中表示，管230在软件仿真中由一系列孔口表示。结果，进入管230的辐射176大部分被阻挡，并且只有直接定向于视神经头138处的光被放行。在视神经头138处的感光细胞中的任何感光细胞处都没有形成图像，因此，佩戴接触透镜200的患者110不会感知到来自光源175的光176。

实施例2

图4所示的接触透镜200与图2的所述接触透镜类似，不同之处在于管230被深孔口220取代。接触透镜200被设计具有足够的厚度，例如0.2mm到10mm，但这并非对本发明的限制。例子在豚鼠动物模型中已知，中心厚度为3.5mm的透镜已经在“Jnawali、Ashutosh、Krista M.Beach和Lisa A.Ostrin.“In vivo imaging of the retina,choroid,andoptic nerve head in guinea pigs.”Current eye research 43.8(2018):1006-1018”中使用。接触透镜200被赋予形成孔口220的孔，所述孔口的尺寸取决于各种因素。以与上述第一实施例中的方式类似的方式，孔口220相对于接触透镜200的光轴240偏离中心定位。形成孔口220的孔从前透镜表面202到后透镜表面204成角度。此孔与透镜厚度组合地充当“伪”管。孔/伪管的内部涂覆有针对可见波长的非反射涂层(比如上述非反射涂层)。这种设置确保当透镜被装配时，光仅聚焦在视神经头138上，其中所述视神经头周围可能有一些散射。变化在于，接触透镜200没有突出物，因此可以作为人工晶状体(IOL)使用。

实施例3

接触透镜200的第三实施例是第一实施方案和第二实施方案的组合，其中在透镜厚度与管长度230之间作出折中。此第三实施方案在图5中示出。

接触透镜200所用材料以及来自光源170的光176的属性将在下文更详细地描述。

实施例4

在实施例4中，接触透镜200没有突出物230或没有足够的厚度来让孔本身形成伪管。因此，治疗光176需要在孔口220处垂直地射到接触透镜200，并且治疗光176的光射线需要是准直的，以便专门地到达视神经头138处的盲点135。在这样的实施例中，光源170需要是准直光源，如图10所示。

实施例5

在另一个实施例中，孔口220不是针孔，而是，孔口220包括一组微透镜，所述一组微透镜将来自任何光源170的不同方向的光射线175以一束平行光射线的形式定向到目标盲点135。这样一组微透镜的一种形式是菲涅耳透镜250，如图11所示。

实施例6

在另一个实施例中，整个接触透镜200由如同菲涅耳透镜250的微透镜构成，并且将各个方向的光176定向成聚焦在盲点135上。此实施例不允许光176到达视网膜的其他部分，因此不适于用蓝光对盲点135和正常视力的同时治疗。接触透镜200的这样的实施例的应用可以用于时差(如同睡眠眼罩)，因为患者110不需要看见视觉环境，并且光仅集中在盲点135上。

实施方案1

在接触透镜200的所有三个例子中，光源170均位于接触透镜200的外部，如图1中可以看出的。光源170可以是任何种类的光发射装置。光源170相对于眼睛120是固定的，即光源170可以固定在房间/定位的角落处。接触透镜200是不透明的，所以不会让治疗光176进入眼睛120直至视网膜，因此确保了治疗光176仅到达盲点135。

实施方案1中所描述的光源170和接触透镜200的布置使得能够对一组受试者进行集中治疗。光可以安装在教室中使儿童减缓近视的进展，可以安装在飞机中以消除时差，并且可以安装在办公室、工厂和家中。

实施方案2

小形状系数光源(如但不限于pico-LED)被用作光源175，并且被放置在管230(或实施例2中的孔口220)的前入口(前部)处，使得光180的射线仅行进到盲点138。因此，光源175是接触透镜200的集成部分。非反射涂层确保光176仍然仅刺激盲点135。这允许接触透镜200是透明的，而不是不透明的，使得使用者可以看见真实世界。

另一选项是，用光纤电缆取代pico-LED作为光源175，所述光纤电缆的固定方式与pico-LED的固定方式相同。

在一个替代方面，pico-LED可以被附加透镜取代作为光源175，所述附加透镜本身中具有集成光源。这样的附加透镜可以由射频电源供电，或可以用微电缆连接到外部电源。集成到附加透镜的材料中的光源175必须居中定位在图4所示的实施例2中的接触透镜200的孔口220的前入口235处。将附加透镜精确装配到接触透镜200使得来自附加透镜的集成光源175的光能够穿过孔口220到达盲点135。

实施方案3

在此方面，来自光源175的治疗光176被定向到眼球120并且被偏振。此偏振治疗光176可以照射房间或区域，使得许多使用者可以共享治疗。接触透镜200的涂覆方式使得阻挡此偏振治疗光176、但允许来自外部的每个其他光。因此，偏振治疗光176通过前入口进入实施例1和实施例3中的管230，并且通过进入口进入实施例2中的孔口220。这意味着，治疗光176仅到达盲点138，而不到达视网膜。这允许接触200透镜是透明的，而不是不透明的，这样使用者可以看见真实世界。

实施方案4

在此实施方案中，偏振治疗光176来自任何种类的可佩戴装置、智能电话或另一种便携式光源175。这允许用于治疗的光源175具有便携性。可以使用来自实施方案3的接触透镜200的设计。

实施方案5

可以在接触透镜200中使用不同级别的用于阻挡治疗光176的滤波器。这允许根据使用偏好的许多级别的“昏暗”接触透镜。

实施方案6

可以在接触透镜200中使用不同的色调，这些不同的色调对入射光176的光谱的不同部分起到滤波器作用。接触透镜200的不同色调(或颜色)使得能够对非治疗光进行调节。

实施方案7

太阳光可以充当治疗光176，并且可以应用如实施方案5或实施方案6中的滤波器。这支持将此接触透镜200也作为太阳眼镜佩戴，但仍能在盲点138处获得足够的治疗光176。

实施方案8

在另一个实施方案中，接触透镜200为了更具稳定性而覆盖眼睛的较大区域(包括虹膜和巩膜)，并且具有蓝色光谱的治疗光176到达眼睛的虹膜和巩膜，如已经示出的，虹膜和巩膜可以吸收蓝光并刺激黑视蛋白。

实施方案9

在另一个实施方案中，接触透镜200可以与具有内置光源175的智能玻璃一起佩戴。在此实施方案中，智能玻璃可以呈(但不限于)以下形式：眼镜架或眼镜框等、或头戴式装置、抬头显示器(例如，在汽车中)或环境或装饰性光源。

实施方案10

在另一个实施方案中，接触透镜200可以与用于娱乐或教育目的的任何屏幕(比如但不限于虚拟现实装置、TV、投影机、游戏机和个人计算机)一起使用。

实施方案11

在另一个实施方案中，接触透镜200可以与作为光源175的季节性情感障碍(SAD)灯一起佩戴。这些SAD灯是高功率强光，令人感到不舒服，并且对眼睛来说可能不安全。

实验数据

图6图示了支持对视神经头138的蓝光视觉刺激180增强瞳孔对光反射(PLR)这一主张的实验数据。如前言所述，在视神经头138中没有典型的感光细胞，因此，PLR的变化可能是由于黑视蛋白激活。使用红色或蓝色圆盘的刺激呈现在视网膜的以下三个不同定位中：在旁中央凹中、在周边视网膜中和在盲点135中。蓝色刺激由峰值为450nm的短波长蓝光构成，而红色刺激由峰值为610nm的长波长红光刺激构成。十五名参与者110作为受试者，并且参与者110在盲点135的大小和位置之内对圆形刺激180进行调整，直到光刺激180不可见为止。当右眼被覆盖时，用眼睛跟踪器160(EyeLink1000)记录左眼的瞳孔反应，并且将眨眼剔除。对标准化时间窗(1秒＜1.7秒、1秒＞1.8秒和2秒-6秒)的照射后瞳孔反应(PIPR)幅度进行分析。

在所有时间窗中，与红色刺激相比，蓝色刺激显示出显著更强的PIPR(p＜0.01)。在＜1.7秒的时间处，与在盲点135中相比，对旁中央凹的PIPR更强(p＜0.05)。在旁中央凹和周边红色条件下观察到过冲，但在盲点135处没有观察到过冲。因此，在蓝色条件下测试了对盲点135而言没有差异这一假设，这在图7中示出。在＞1.8秒的时间处，盲点135和周边PIPR相差不大，其中证据表明没有差异。

在2秒-6秒的时间处，盲点条件显示出对蓝光的瞳孔变化与对红光的瞳孔变化相比显著较大，如图8所示。

总而言之，虽然在视盘中没有视杆和视锥，但在周边视网膜中，在盲点135的内部和在盲点135的外部，来自蓝光视觉刺激180的刺激揭示了相差不大的黑视蛋白介导的PIPR。在不存在典型的感光细胞的情况下，黑视蛋白似乎是盲点135中的瞳孔收缩的原因所在。这支持了在视神经头138处的ipRGC的轴突上存在黑视蛋白，这可以构成用可见光(但对于观察者来说不可见)刺激黑视蛋白的潜在应用。

黑视蛋白细胞向调节多巴胺(DA)的视网膜多巴胺能系统提供输入。如果视神经头138上的黑视蛋白激活可以使得DA水平提高，则可以通过DA调节控制眼球120的轴向生长来提供针对近视的潜在治疗。已经显示出，通过多巴胺能药物改变DA水平提高较高的空间频率(SF)下的对比敏感度(CS)。测试了用蓝光刺激视神经头138增加这样的SF下的CS这一假设。

参与者110被提供了头戴式装置，并且首先调整显示装置170的屏幕上的明亮盘的大小和位置，以与盲点135内部的蓝光刺激182匹配。在注视着显示装置170的计算机屏幕时，通过标准对比敏感度测试程序，对参与者110的对比敏感度函数(CSF)在刺激盲点135之前和在显示装置170上用蓝光182刺激所述盲点持续一分钟之后20分钟的变化进行测量。CSF测试包括在显示装置170上以不同的取向、空间频率和对比度向人类参与者110呈现为视觉刺激180的多个Gabor斑块。Gabor斑块的空间频率是由所述Gabor斑块中的在给定特殊距离内的平行条纹数量定义的，并且以每度周期(cpd)为单位进行测量。计算机程序化算法以逻辑方式改变对比度和空间频率并且以伪随机方式改变Gabor斑块的取向。参与者110通过按压键盘150上的箭头来报告显示装置170上的Gabor斑块的取向。

如上所述，对比敏感度(CS)是检测所需的最小对比度的倒数，并且此对比度被称为阈值对比度。相对于Gabor斑块的空间频率绘制的对比敏感度揭示了眼睛的对比敏感度函数(CSF)。在十名参与者110中，在仿真盲点135之前和在用15Hz的蓝光脉冲闪烁双眼地仿真所述盲点持续1分钟之后20分钟，测量等于0.5、1、3、6和9每度周期(cpd)的空间频率(SF)的对比敏感度值(CS)。结果示于图9中。配对T检验揭示了，在盲点刺激之后，高于2cpd的SF的CS显著增加(p＜0.05)，但低于2cpd的SF的CS没有显著变化。

得出的结论是，用蓝光刺激视神经头138使得较高SF下的CS改善，这表明黑视蛋白触发调节视网膜DA。基于这些结果，开发了一种通过可见光(但对于观察者来说不可见)有效调节视网膜DA来控制近视的治疗策略。观察到的是，有一种应用通过用对于参与者110来说不可见并且对于视网膜来说安全的480nm左右的波长刺激盲点135来显著地提高视网膜多巴胺水平，因为入射光176的光毒性光谱并不针对视杆和视锥。

图12至图15示出了本发明的另外的实施方案的接触透镜300，以提供用于视神经光刺激的智能接触透镜300。此实施方案的接触透镜300所包括的配置与第一实施方案、第二实施方案和第三实施方案的接触透镜的配置相同，不同之处在于接触透镜300被设置有集成光源310。因此，所具有的功能与本发明的第一实施方案、第二实施方案和第三实施方案中的元件所具有的功能基本上相同的元件在此将相同地进行标记，并且为了简洁起见，在此将不再详细地对其进行描述和/或说明。

接触透镜300是例如通过体积3D打印制造的。接触透镜300可以包括pico-LED作为接触透镜300中的集成光源310，以便用期望的光构成来刺激佩戴者的视神经头138。然而，接触透镜300并不限于此，并且可以使用其他集成光源310。如在图12中可以看出的，接触透镜300被放置在人类眼睛302的瞳孔304和角膜303之上。

如在图13和图14中可以看出的，接触透镜300具有集成pico-LED 310作为集成光源310，所述集成光源被放置在相对于中心轴线330的偏离轴线320上、在视野上对应于人类眼睛302的视神经头138的定位(即，盲点)处。接触透镜300可以具有附加光学器件(例如，微透镜315)，所述附加光学器件用于将光聚焦在视神经头138的头部上、而不聚焦在视网膜上的任何其他地方，由此使得光刺激对于佩戴者来说不可见。

集成光源310的光属于短波长蓝色光谱，以最大化地刺激其纤维上的黑视蛋白细胞，这些黑视蛋白细胞集中在视神经头138处。特别地，使用480nm的光，这种光提供了对黑视蛋白细胞的峰值敏感度。

光的时间构成是由计算机(未示出)控制的，所述计算机以各种连接选项连接到接触透镜300的集成光源310。在一方面，集成光源310的光刺激的持续时间在几分钟左右，一天若干次；因此，光源的能量消耗是有限的，并且可由电池340、350支持，如在图14和15中可以看出的。如图14所示，集成光源310的电力可以由外部电池340通过微导线341或电磁感应来提供。如在图15中可以看出的，植入在接触透镜300内部的集成线圈360可以接收电磁电流，所述电磁电流由待与接触透镜一起佩戴的眼镜架上的电源(未示出)感生。光源的辐照度范围(在视神经表面处接收到的)为50微瓦/平方厘米至350微瓦/平方厘米。如在图15中可以看出的，接触透镜300也可以具有集成电池350。然而，接触透镜300并不限于此。

如在图13中可以看出的，视神经处的光束直径范围311为0.6mm至2mm，并且应当覆盖盲点，但不超过佩戴者盲点的不可见区域。光束被定向为向鼻部4.5mm(15度视角)和从中央凹中心向上0.65mm(2度视角)。

接触透镜300应由6-14岁或成年人佩戴，因此需要考虑到角膜303的曲率。接触透镜300可以与使光穿过接触透镜中的隧道并在进入眼睛玻璃体腔之前得到准直的技术设备一起佩戴。

接触透镜300可以仅在治疗时间期间佩戴或全天佩戴，这取决于佩戴的便利性和生物相容性。接触透镜300可以由任何材料(软性材料或硬性材料(PMMA))制成，如现在可用于商用接触透镜中的。接触透镜300可以是可清洗的(多次使用)或一次性的(单次使用)。接触透镜300可以是透明的，以供日常使用，或者可以被设计成短期使用并由透明或黑色/有色材料制成，以防止全光谱光到达整个视网膜。

接触透镜300可以是平光透镜或具有矫正度数的透镜。因为接触透镜300应被用来控制近视进展，所以可能需要矫正度数。因为光源的能量消耗较低，所以接触透镜300中的集成电池350(如在图15中可以看出的)在眼睛需要新的矫正度数并因此需要更换具有新屈光度数和新电池的接触透镜300之前可以点亮接触透镜300持续相当长的一段时间。所述相当长的一段时间可以是几个月左右。考虑到接触透镜300的卫生和维护，如果生产成本允许，可以甚至更早地以相同的屈光度数和新的电池对接触透镜300进行更换。

附图标记

100 设备

110 参与者

120 眼球

130 视神经

135 盲点

138 视神经头

150 键盘

160 眼睛追踪装置

170 显示装置

175 光源

176 辐射

180 刺激

182 蓝光

200 接触透镜

202 前透镜表面

204 后透镜表面

205 中心厚度

210 接触透镜的表面

220 孔口

230 管

235 前入口

240 光轴

250 菲涅耳透镜

300 接触透镜

302 人类眼睛

303 角膜

304 瞳孔

310 集成光源

311 光束直径范围

315 微透镜

320 偏离轴线

330 中心轴线

340 外部电池

341 导线

350 集成电池

360 集成线圈

Claims (11)

1.一种接触透镜(200)，所述接触透镜具有光轴(240)并且在表面(210)上包括孔口(220)，其中所述孔口(220)相对于所述光轴(240)偏离中心定位，并且所述孔口(220)的中心轴线被布置成使得离开所述孔口(220)的准直光被定向成朝向位于视神经头(138)处的盲点(135)。

2.根据权利要求1所述的接触透镜(200)，其进一步包括管(230)，所述管连接到所述孔口(220)的开口并且从所述表面(210)突出。

3.根据权利要求1所述的接触透镜(200)，其中所述接触透镜(200)的厚度在0.2mm与10mm之间，并且管作为穿过所述接触透镜(200)的孔口(220)形成。

4.根据权利要求2或3所述的接触透镜(200)，其中所述管(220，230)在其内表面上涂覆有非反射涂层，使得波长介于420nm与500nm之间的光不在所述管(220，230)的内部反射。

5.根据前述权利要求中任一项所述的接触透镜(200)，其中所述接触透镜(200)是由滤除蓝光的材料制成的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的接触透镜(200)，其中所述接触透镜(200)包括多个菲涅耳透镜，以将所述光聚焦到所述盲点(135)周围的所述视神经头(138)。

7.一种用于将来自光源(175)的辐射(176)施加到眼睛中的视神经头(138)处的盲点(135)的系统，其中所述系统包括：所述光源(175)，所述光源用于发射所述辐射(176)；以及接触透镜(200)，所述接触透镜具有光轴(240)并且在表面(210)上包括孔口(220)，其中所述孔口(220)相对于所述光轴(240)偏离中心定位，并且所述孔口(220)的中心轴线被布置成使得进入所述孔口(220)的光被定向成朝向所述盲点(135)以施加到所述眼睛。

8.根据权利要求7所述的系统，其中所述光源(175)是发光二极管。

9.根据权利要求7或权利要求8所述的系统，其中所述光源(170)被放置在所述管(230)或所述孔口(220)中的一个的前入口(235)处。

10.根据权利要求7至9之一所述的系统，其中所述光源(170)发射偏振辐射。

11.一种用于将来自光源(170)的辐射(176)施加到眼睛的视神经头(138)处的盲点(135)的方法，所述方法包括：

-放置接触透镜，所述接触透镜具有光轴(240)并且在表面(210)上包括孔口(220)，其中所述孔口(220)相对于所述光轴(240)偏离中心定位，并且所述孔口(220)的中心轴线被布置成使得离开所述孔口(220)的准直光被定向成朝向所述盲点(135)；以及

-将所述辐射(176)照射到所述眼睛上。

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