JP7281204B2 - 羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節する方法、システム、および装置 - Google Patents
羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節する方法、システム、および装置 Download PDFInfo
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Description
[0001]本出願は、2014年7月22日に出願された、発明の名称を「METHODS,SYSTEMS,AND APPARATUS FOR REDUCING THE FREQUENCY AND/OR SEVERITY OF PHOTOPHOBIC RESPONSES OR FOR MODULATING CIRCADIAN CYCLES(羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節する方法、システム、および装置)」とする米国特許出願第14/338,182号に基づく優先権および利益を主張する。前述のすべての出願が、全体として参照により本明細書に組み込まれる。
係した光過敏症とを含む。メラノプシン神経節細胞は、概日周期にも関係する。したがって、メラノプシン神経節細胞または目の他の部位の光への暴露を制御することにより、羞明反応の頻度および/または程度を低減する、および/または、概日周期を調節する方法、システム、および装置が提供される。
して最適化されたフィルタを含む。さらなる別の実施形態において、ノッチフィルタは、わずかな赤方偏移を伴うように設計される。さらに別の実施形態においてノッチフィルタは、あるスペクトル幅にわたって光を減衰させるフィルタノッチを含む。
方法、システム、および装置に関する。
フィルタは、異なる時間帯の間で移動する、事業家、運動競技者、その他の人、または、体の概日系を操作することを望む人によって体の概日系の操作に使用され得る。一例において、被術者は、その被術者が移動する場所の明/暗周期にその被術者を適応させるのに役立つ、本明細書で説明する少なくとも1つのフィルタを装着する。他の例において、本明細書で説明する少なくとも1つのフィルタは、睡眠障害の患者におけるメラノプシン神経節細胞の励起を制限するためにも使用可能である。この用途において、被術者は、これらのフィルタを装着することにより、晩における人工光へのその被術者の暴露を制限し、目覚めている時間だとその被術者の体内時計が判断することを防止する。加えて、被術者は、日の出前の光への暴露を増加させることにより、その被術者の明/暗周期を調整し得る。
Dmelan=∫L(λ)T(λ)M(λ)dλ (1)
式中、Lは、(強度、出力、光子/秒などに関する)光スペクトルであり、Tは、光源と目との間に位置するフィルタのスペクトル透過率であり、Mは、現時点で図1から480nmを中心とした、半値全幅を52nmとするガウス関数と推定される、メラノプシンの正規化された活動電位応答スペクトルである。一般化するため、説明をいずれかの特定の光源に限定しないように、L=1と仮定するが、スペクトルの知られたあらゆる光源に対して分析が実施され得る。
Dvis=∫L(λ)T(λ)V(λ)dλ (2)
式中、Vは、正規化された視覚応答スペクトルを表す。
35被膜と同様に臨床的に効果的であることが目標とされ、この設計は、視覚応答にわたって18%のみの減衰を伴い、視覚のゆがみがかなり少ない状態で、FL-41被膜と同じように偏頭痛(または光過敏性)の症状の軽減をもたらさなければならない。本実施形態では、低屈折率材料がSiO2であり、高屈折率材料がTiO2であり、MgF2が、最外層として使用され、合計11層が使用される。例示的な層と材料とを、最外層(MgF2)から基材に隣接する最内層(厚さ165nmのTiO2)まで次の表に列記する。このフィルタは、FOM≒3である。
T(λ)=Tfilm(λ)Ttint(λ) (4)
薄膜被膜は、基材の前面にのみ付加されると仮定し、反射防止被膜(T≒1である)は、基材の後面に付加されると仮定する。
DR-melan=∫L(λ)R(λ)M(λ)dλ (8)
式中、Lは、(強度、出力、光子/秒などに関する)光スペクトルであり、Rは、スペクトル後方反射率であり、Mは、現時点で図1から480nmを中心とした、半値全幅を52nmとするガウス関数と推定される、メラノプシンの正規化された活動電位応答スペクトルである。一般化するため、説明をいずれかの特定の光源に限定しないようにL=1と仮定するが、分析は、あらゆる光源のよく知られたスペクトルに対して実施され得る。
得る。
DR-vis=∫L(λ)R(λ)V(λ)dλ (10)
(8)を使用して決定され得る。視覚スペクトルに対する後方反射光の光量は、式(9)を使用して決定され得る。後方反射光の光量は、光学フィルタを設計することと製造することとを行うために使用され得る。例えば、適切なレベルの着色は、メラノプシン伝達経路の活動電位スペクトルにわたるか、視覚スペクトルにわたるか、またはその両方であるかにかかわらず、後方反射光の最大所望光量に基づいて選択され得る。メラノプシン細胞が受ける光量と、後方反射光の正規化された光量との低減は、羞明ユーザが患う症状を低減し得る。
たらす、いくつかの考えられ得るノッチと着色部との透過率の組み合わせを使用した、追加的な実施形態のフィルタ設計を示す。ノッチ応答に起因して、ノッチ外における光の透過率は、ノッチ内における光の透過率より大きくなり、その結果、後方反射光の量は、ノッチの中心において発生する量未満となることに注意されたい。しかし、これらの例は、480nm付近を中心とするノッチに特有であるが、本明細書に記載しているように、他の波長が選択され得る。
これらの設計は、レンズの前側を通る光以外の光が目に入ることを防ぐ「ラップ」形式の眼鏡フレームまたはスポーツフレームの場合に、より適切であり得る。
過率を固定することと、着色部の透過率を調整することとを含み得る。これらの実施形態の例を、次の表7(Table 3)に示す。
る。例えば、約0.10のR値が、メラノプシン伝達経路の活動電位スペクトル、視覚スペクトル、またはその両方にわたって重み付けされた所望の後方反射光の量として使用され得る。R値は、減衰させる所望の波長に基づいているので、他の波長の光は、上記の表に従った値以下のR値を達成するように設計されたフィルタに基づいて減衰され得る。例えば、約0.10のR値をとる約480nmの波長の場合、波長約470nmまたは49
0nmの場合のR値は、0.10未満、例えば、約0.09であり得る。一般的に、R値は、所望のノッチ中心波長から離れた波長において減少する。明確にするため、本明細書の表は、R値を小数値として列記しているが、これらの値は、パーセントでも表記され得る。
おらず、治療効果に適切であり得るいくつかの考えられ得る組み合わせを実証するためにのみ提供される。任意数の他の組み合わせが想定され、ユーザの様々なレベルの光過敏症に、様々な病気に、様々な用途に、および、様々な種類の着色(例えば、灰色、FL-41など)に、ならびに、様々なフレーム形式に適切であり得る。
ば、典型的には、材料の堆積は、スパッタリング、蒸着、または化学蒸着技術を使用して実現される。堆積条件は、薄膜材料の応力を最小化するために最適化され得る。多くの場合、高温熱アニーリングは、堆積された材料内の応力を緩和するため堆積後に実施され得るが、多くの場合、アニーリングは、プラスチックレンズに適用できない。眼鏡レンズは、湾曲した基材を意味するので、堆積中に一定の膜厚を達成することは困難であり得る。一定の膜厚を実現するため、堆積システム内での対象と供給源との位置関係の変更が使用され得る。プラスチックレンズの場合、低温堆積が使用され得るが、これは低応力の膜を生成するために最適化され得る。
ノッチ被膜は、傷防止被膜の付いたポリカーボネートまたはCR-39プラノレンズ上に生成された。Crの薄層は、薄膜の積み重ねにおける接着層として機能するように、基材上に堆積された。例示的な被膜付きレンズを通した透過スペクトルを図18Aに示す。ノッチの中心は、約482.9nmにあり、約55.5nmの幅をもち、約24.5%の最小透過率をもつ。本実施形態のフィルタは、メラノプシン活動電位スペクトルの約58%を遮蔽し、可視スペクトルにわたって約23%を遮蔽し、約2.6のFOM値をとる。対称的に、図18Bは、620nmのノッチフィルタを使用した、被膜付きレンズの透過スペクトルを示す。
を装着するように依頼された。参加者は、2週間、治療レンズを装着した。試験に参加するにあたって、すべての参加者が、1か月あたり15日を超えて頭痛がすると定義される慢性頭痛を訴えた。治療レンズを装着する前と後との両方において、参加者の日常生活における頭痛の影響を評価するため、正式なアンケートであるHIT6が使用された。HIT6スコアを表形式にしたものを次の表に示す。参加者の生活の質における大幅な改善と共に、平均約6.6%の改善が見られた。
。透過スペクトルと後側反射スペクトルとを図19と図20とに示す。ポリカーボネートまたはCR-39レンズ上の着色可能な傷防止層(硬い被膜とも呼ばれる)に、様々なレベルのFL-41着色が付加された。次に、各レンズの前側に多層ノッチフィルタが付加され、各レンズの後側に従来の反射防止被膜が付加された。図19と図20とからわかるように、FL-41着色は、後側反射を著しく低減させた。しかし、透過率において、ノッチ応答は、480nm付近におけるFL-41着色の傾きに起因して、赤方偏移される。この偏移は、わずかに青方偏移されたノッチ設計をはじめとして、補償され得る。
ルと、各着色レベルに対するFOM値とを列記する。BPIの「サングレー(sun gray)」などの灰色の着色などの他の着色を使用することにより、同様の結果が予想され得る。
タ被膜が着色レンズに付加され得るか、光互変性材料が組み込まれ得るか、偏光技術が含まれ得るか、他の技術が組み合わされ得るか、または、その組み合わせであり得る。加えて、多層薄膜被膜に重ねてナノ粒子フィルタ被膜を付加することなど、フィルタ技術の組み合わせが使用され得る。電気光学ポリマー、液晶、または他の電気光学材料を含む電気光学材料、PZTなどの圧電セラミック、または他の圧電材料を含む圧電材料、などの作用物質が使用され得る。
する方法2100の例示的な実施形態を示す。方法2100は、本明細書で説明する少なくとも一実施形態のフィルタを設計するために使用され得る。方法2100は、ステップ2102に示すように、適切な光スペクトルを決定するステップを含み得る。適切な光スペクトルを決定するステップは、職場環境、店舗環境、もしくは家庭環境における屋内の蛍光灯による照明および/もしくはコンピュータスクリーン、または、通常の屋外活動またはスポーツ活動に起因して受ける日光など屋外における照明などの状況における、分光光度測定値を取得することなど特定の照明状態の検討を含み得る。ステップ2104に示すように、メラノプシン細胞が受ける光量が(例えば、式(1)を使用して)決定され得る。ステップ2106に示すように、視覚応答スペクトルにわたって受ける光量が(例えば、式(2)を使用して)決定され得る。ステップ2108に示すように、第1の光量と第2の光量とを使用して、光学フィルタが設計および製造され得る。第1の光量と第2の光量とは、本明細書に記載されるように性能指数(FOM)を決定するために使用され得る。他の実施形態において、可視スペクトルの1つまたは複数の部分に関して、視覚応答スペクトルにわたる光量が考慮され得る。例えば、視覚応答スペクトルの全体より大きな範囲または小さな範囲が使用され得る。
を調節する方法2200の例示的な実施形態を示す。方法2200は、本明細書で説明する少なくとも一実施形態のフィルタに関連して使用され得る。方法2200は、ステップ2202に示すように、何らかの光量を受けるステップを含み得る。受ける光は、1つまたは複数の光源からの直接的または間接的な光を含み得る。ステップ2204に示すように、メラノプシン細胞の活動電位スペクトルにわたって重み付けされた第1の光量未満の光が透過され得る。ステップ2206に示すように、視覚光スペクトルにわたって重み付けされた第2の光量が透過され得る。ステップ2208に示すように、第1の光量と第2の光量とを使用して、光学フィルタが製造され得る。第1の光量と第2の光量とは、本明細書に記載しているように性能指数(FOM)を決定するために使用され得る。他の実施形態において、視覚応答スペクトルにわたる光量は、低減または分離され得る。例えば、視覚応答スペクトルの全体より大きな範囲または小さな範囲が使用され得る。
て、波長約620nmの光の減衰は、光過敏症に関係した症状を軽減することにおいても改善をもたらし得ることが臨床試験により実証された。約620nmにおける光の波長は、メラノプシン神経節細胞に作用するとは考えられないが、約620nmにおける光の減衰が、光に応答した痛みまたは不快さ、ならびに、偏頭痛と他の頭痛との頻度および/または程度など、一部の人における光過敏症の症状を軽減することと、眼瞼痙攣、脳振盪後/TBI症候群、睡眠障害、てんかんの治療において、一部の人にも効果をもたらし得ることとが実証された。
とにより改善が実現され得る。他の実施形態において、約600nmから約640nmの間の光を減衰させることにより改善が実現され得る。さらなる他の実施形態において、半値全幅を約55nmとした実質的に波長620nmを中心とするフィルタを使用して光を減衰させることにより改善が実現され得る。
一実施形態のフィルタは、約480nmにおいて光を減衰させることに加えて、約620nmにおいて光を減衰させ得る。他の一実施形態において、フィルタは、約450nmから約510nmまでの、および、約580nmから約640nmまでの光の波長を優先的
に減衰させ得る。さらなる他の実施形態において、フィルタは、約470から約490の間、および、約610nmから約630nmの間の光を減衰させ得る。
され得る。例えば、620nmの光学フィルタは、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ、または光学ノッチフィルタを含み得る。光学ノッチフィルタは、誘電体材料、母材に分散または埋設されたナノ粒子、またはそれらの組み合わせの、複数の層を含み得る。加えて、前述の組み合わせのいずれかが、基材に組み込まれる染料に関連して使用され得る。例えば、ショートパスフィルタまたはノッチフィルタを生成することは、高屈折率材料と低屈折率材料との交互に配置した層を使用することを含み得る。例示的な低屈折率誘電体材料は、MgF2とおよびSiO2を含む。例示的な高屈折率材料は、TiO2、Ti3O5、ZrO2、およびTa2O5などの金属酸化物、ならびにSi3N4を含む。ポリマー層を含む多くの他の適切な材料が使用され得る。
前述の実施形態と同様に、約620nmの波長を減衰させるように設計された光学フィルタは、同様のFOMに従って製造され得る。約620nmにおいて受ける光量Dは、次式のように表記され得る。
Drec,620=∫L(λ)T(λ)R620(λ)dλ (12)
式中、Lは、(強度、出力、光子/秒などに関する)光スペクトルであり、Tは、光源と目との間にあるフィルタのスペクトル透過率であり、R620は、620nmを中心とした、半値全幅を50、55または60nmとするガウス関数と推定され得る、約620nmにおける理想的な応答スペクトルであるが、他の値が想定され、治療に効果があることを示し得る。一般化するため、説明をいずれかの特定の光源に限定しないように、L=1と仮定するが、スペクトルの知られたあらゆる光源に対して分析が実施され得る。
Dvis=∫L(λ)T(λ)V(λ)dλ (13)
式中、Vは、正規化された視覚応答スペクトルを表す。
、フィルタを使用しない場合の光量に対する、フィルタを使用して計算された光量の比をとることにより、説明したように光量を低減することである。
も定義され得る。
たものと同様の多層誘電体膜を含み得るか、または、光学フィルタは、ナノ粒子ベースの光学フィルタ、色フィルタ、着色、共振導波モードフィルタ、ルゲートフィルタ、またはそれらのあらゆる組み合わせを含み得る。ナノ粒子ベースの光学ノッチフィルタは、母材の表面に分散された、または母材に埋設されたナノ粒子を含み得る。したがって、このようなフィルタは、眼鏡のレンズ材料などの実質的に透明な母材において使用され得るか、または、その表面に単に付加され得る。例えば、フィルタは、眼鏡レンズの表面に配置されて、ユーザの目に近づく光を減衰させ得る。他の用途において、フィルタは、光源、例えば、コンピュータスクリーンなどの電子表示装置上、または、電球または窓などの光源上に直接配置され得る。
上の、または母材内に埋設されたナノ粒子の量または密度と、ナノ粒子の組成物と、ナノ粒子の寸法と、母材の屈折率とにより調整され得る。したがって、ナノ粒子ベースの光学ノッチフィルタの減衰スペクトルは、曲線の中心を所望の波長にすることと、所望の波長値で最大減衰量となり、適切な形状と半値全幅とをもつ減衰曲線を生成することとをもたらす材料と分布とを選択することにより、特定の曲線に調整され得る。
粒子とを含む、より長い粒子寸法を使用した場合および/または他の金属を使用した場合と同様に、より長い波長に向けて減衰スペクトルを偏移させ得る。減衰は、少なくとも部分的に、局在表面プラズモン共鳴(LSPR:localized surface plasmonic resonance)に起因するので、減衰スペクトルが変化する。LSPRに起因した散乱は、母材の相対屈折率に比例する。したがって、母材の屈折率が増加したき、減衰スペクトルが赤方偏移するだけでなく、同様に、散乱量と、その結果として光の減衰量とが増加する。
の間の相対屈折率に依存する。したがって、相対屈折率は、ナノ粒子の組成を変えることによっても変更され得る。ナノ粒子は、単一の材料からなる固体か、または、第1の材料のコアと第2の材料のシェルとを含むコアシェル構成であり得る。いずれの場合も、材料は、単一元素、化合物、または合金であり得る。前述の通り、ナノ粒子は、金属ナノ粒子(例えば、Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt)、誘電体ナノ粒子(例えば、TiO2、Ta2O5など)、半導体ナノ粒子または量子ドット(例えば、Si、GaAs、GaN、CdSe、CdSなど)、磁気ナノ粒子、コアにおける1つの材料とシェルとして機能する他の材料とからなるコアシェル粒子、他のナノ粒子、またはその組み合わせを含み得る。例えば、Ag/Al合金固体ナノ粒子におけるAgの比率を増加させることは、そのナノ粒子に対する減衰曲線の振幅を増加させると共に、赤方偏移させ得る。
他の多角形を含む断面をもち得る。球形粒子は、寸法変更と組成変更とを使用して最適化を可能にする単一の狭い主ピークをもつので、最も明確なスペクトルをもつ。しかし、所望のフィルタスペクトルを形成するため他形状の粒子の組み合わせを使用することが可能である。例えば、同等寸法の立方体ナノ粒子または八面体ナノ粒子を導入するだけで、40nmの球形ナノ粒子フィルタの消衰スペクトルを広げ得る。
を変更することにより調整され得る。例えば、SiO2コアの寸法に対するAgシェルの厚さを減らすことは、減衰スペクトルの半値全幅を低減し得る。これらの粒子の形状は、球形、楕円体、別の形、またはその組み合わせであり得る。粒子の形状は、減衰曲線の形状と振幅とにも影響し得る。一実施形態において、光学フィルタは、球形のコアシェルナノ粒子を含む。別の実施形態において、球形のコアシェルナノ粒子は、AgシェルとSiコアとを含む。さらなる別の実施形態において、球形のAg/Siコアシェルナノ粒子は、半径方向の厚さ45nmのAgシェルと半径15nmのSiコアとを含む。
されるナノ粒子ベースの光学フィルタを示す。第1のフィルタは、第1の波長範囲において光を減衰させ得、それにより、第2のフィルタに入る光スペクトルにおいて、それらの波長を実質的に低減または除去する。図示した実施形態において、環境光2302は、薄膜フィルタ2308の表面上に配置された母材2306上に配置され得る、または母材2306内に埋設され得るナノ粒子2304を含むフィルタに入り得る。代替的に、または、それに加えて、薄膜フィルタとナノ粒子ベースのフィルタとは、眼鏡のレンズなどの、基材の両面に配置され得る。他の一実施形態において、ナノ粒子は、薄膜フィルタ内に埋設され得、薄膜の1つまたは複数の層は、ナノ粒子ベースのフィルタのための母材であり得る。ナノ粒子2304が埋設された母材2306に入る環境光2302は、日光であり得る。薄膜フィルタ2308に入る減衰された光2310は、ナノ粒子2304により減衰される範囲において低減された光量を含み得る。複合フィルタ2300を出るフィルタ後の光2312は、2つの波長範囲において減衰され得る。同様に、「2ノッチ」フィルタは、多層薄膜被膜の使用により全体が実装され得る。
製造する方法2400の一実施形態を示す。方法2400は、本明細書で説明する少なくとも1つの実施形態の複合フィルタを設計するために使用され得る。方法2400は、ステップ2402に示すように、適切な光スペクトルを決定するステップを含み得る。適切な光スペクトルを決定するステップは、職場環境、店舗環境、もしくは家庭環境における屋内の蛍光灯による照明および/もしくはコンピュータスクリーン、または、通常の屋外活動またはスポーツ活動に起因して受ける日光など屋外における照明などの状況において、分光光度測定値を取得することなど特定の照明状態の検討を含み得る。
(1)を使用して)決定され得る。ステップ2406に示すように、約620nmの波長において人の目が受ける第2の光量が、(例えば、式(12)を使用して)推定され得る。ステップ2408に示すように、視覚応答スペクトルにわたって受ける第3の光量が、(例えば、式(13)を使用して)決定され得る。ステップ2410に示すように、第1の光量と第2の光量と第3の光量とを使用して、光学フィルタが設計および製造され得る。本明細書に記載しているように、それぞれの性能指数(FOM)を決定するため、第1の光量と第2の光量との各々が第3の光量と共に使用され得る。他の実施形態において、可視スペクトルの1つまたは複数の部分に対して、視覚応答スペクトルにわたる光量が考慮され得る。例えば、視覚応答スペクトルの全体より大きな範囲または小さな範囲が使用され得る。
調節する複合フィルタを使用する方法2500の一実施形態を示す。方法2500は、本明細書で説明する少なくとも1つの実施形態の複合フィルタに関連して使用され得る。方法2500は、ステップ2502に示すように、何らかの光量を受けるステップを含み得る。受ける光は、1つまたは複数の光源からの直接的または間接的な光を含み得る。ステップ2504に示すように、メラノプシン細胞の活動電位スペクトルにわたって優先的に減衰された第1の光量が透過され得る。ステップ2506に示すように、約620nmにおける波長範囲において優先的に減衰された第2の光量が透過され得る。ステップ2508に示すように、その後、第3の光量が、人の目に透過される。他の実施形態において、視覚応答スペクトルにわたる光量が低減または分離され得る。例えば、視覚応答スペクトルの全体より大きな範囲または小さな範囲が使用され得る。
効性試験が実施された。予備試験は、慢性偏頭痛の治療におけるカスタマイズされた薄膜眼鏡被膜の有効性を判定する、予測される2重マスクの交差臨床試験を含んだ。被術者は、試験中、2つの異なる眼鏡を装着した。一方の被膜は、480nmにおけるノッチフィルタである。他方の被膜は、620nmにおけるノッチフィルタであった。この試験で使用された様々な被膜を含む灰色の着色レンズの典型的な透過スペクトルを、図23Aと図23Bとに示す。示される480nmのノッチフィルタが、メラノプシンによる光吸収の約68%を遮蔽し、可視光の42%を遮蔽する。示される620nmのノッチフィルタが、約55nmの幅をもつ620nmを中心とする光吸収の約66%を遮蔽し、可視光の約42%を遮蔽する。試験で使用した480nmフィルタは、約480nmにおける平均68±6%の遮蔽と、平均44±4%の可視遮蔽とを行う。試験で使用した620nmフィルタは、約620nmにおける平均67±2%の遮蔽と、平均43±4%の可視遮蔽とを行う。被術者と臨床コーディネーターとのいずれも、どのレンズが480nmのノッチフィルタを含むのかと、どれが620nmのノッチフィルタを含むのかと、については知らされなかった。試験における被術者は、慢性偏頭痛の診断を受けなければならず、このことは、被術者が、1か月あたり頭痛のする日が少なくとも15日であることを意味する。1か月あたり頭痛のする日が少なくとも15日である人は、最も深刻な症状の偏頭痛患者であると考えられる。
る「頭痛インパクトテスト」(「HIT(Headache Impact Test)-6」)が選択された。HIT-6は、人の生活における頭痛の影響を評価するために設計および検証された6個の質問による手段である。スコアは、最小36から最大78までの範囲にある連続的な変量である。50未満のスコアは、頭痛が人の生活にほとんど影響を与えないことを表し、50~55のスコアは、「ある程度の影響」を表し、56~59のスコアは、「かなりの影響」を表し、60を上回るスコアは、頭痛の「非常に深刻な影響」に該当する。
の期間は、その被術者の頭痛の基準特性を決めるのに役立った。被術者は、まず、どのレンズを装着するか、ブロック無作為化を使用して無作為に決められた。被術者は、2週間にわたって終日、眼鏡を装着するように指示を受けた。その後、被術者は、試験レンズが装着されない2週間の「浄化」期間を経験した。その後、被術者は、さらに2週間にわた
って別のレンズを装着した。最後に、被術者は、頭痛特性に対する出口の「最終地点」を決める、試験レンズが装着されない最後の「事後浄化」期間を経験した。
、このばらつきは、同じ患者においても発生し得る。ばらつきに起因して、「事前浄化」期間と「事後浄化」期間とが追加された。試験レンズが装着されないこれらの追加的な期間は、試験の被術者における「基準変動」の影響を最小化した。
術者ごとに6つのアンケートが実施された。試験には、まず、48人の参加者が参加し、37人の参加者が一連の試験をやり遂げた。試験をやり遂げた37人の被術者の基準HIT-6スコアは、64.5であった。37人の被術者のうち33人(89%)が、60以上の基準HIT-6スコアを取得した。HIT-6の解釈によると、これらの33人の被術者は、被術者の生活に「非常に深刻な影響」を与える頭痛を患っている。480nmと620nmとの両方のフィルタレンズが、統計的にHIT-6値におけるかなりの低減を示した。
を装着している間に、「非常に深刻な影響」というHIT-6のカテゴリから抜けることができ、5人の被術者が、620nmレンズを装着して、このカテゴリから抜けることができ、5人の被術者が、これらのレンズのいずれかを装着して、このカテゴリから抜けることができた。10人の被術者が、480nmレンズを装着したとき、HIT-6において少なくとも6ポイントの改善を経験し、10人の被術者が、620nmレンズを装着したとき、HIT-6において少なくとも6ポイントの改善を経験し、3人の被術者が、これらのレンズのいずれかを装着したとき、HIT-6において少なくとも6ポイントの改善を経験した。この分析は、480nmと620nmとのいずれかの眼鏡レンズを装着することが、HIT-6において統計的にかなりの低減をもたらしたことを示す。しかし、480nmレンズの効果を620nmレンズと比較すると、実質的な差はなかった(p=0.195)。
術者が寝る必要のあった日の割合と、頓挫薬を必要とする日の割合とを含む、日誌から収集された副次評価項目は、480nmと620nmとのいずれかの眼鏡レンズに対する主要評価項目と同様の振る舞いを見せた。すなわち、被術者は、480nmと620nmとのいずれかのレンズを装着して、これらのパラメータにおいてかなりの低減を経験した。これら3評価項目のいずれの場合も、480nmレンズの効果を620nmレンズと比較すると、実質的な差はなかった。
は、特定の波長の光への暴露中、異性化され得る。図27は、色素が異なる波長の光に対して暴露されたときの、双安定色素の循環的な異性化を概略的に示すグラフ2700である。双安定色素は、第1の吸収スペクトル2702を示す第1のアイソフォームを含み得る。第1の吸収スペクトルは、第1の波長2704を吸収する。双安定色素の第1のアイソフォームは、第1の波長2704と反応し得る。第1の波長2704は、双安定色素を異性化させ得、関連する細胞または膜における光情報伝達カスケードを誘発し得る。一実施形態において、双安定色素は、メラノプシンであり得、第1の波長2704への暴露は、メラノプシン神経節細胞における光情報伝達カスケードを誘発し得る。第1の波長への暴露は、双安定色素を第1のアイソフォームから第2のアイソフォームに異性化させ得る。第1のアイソフォームは、メラノプシンの活性11-cisアイソフォームであり得る。第2のアイソフォームは、不活性メタメラノプシンアイソフォームであり得る。活性11-cisアイソフォームの異性化は、光情報伝達カスケードをもたらし得る。
吸収スペクトル2706は、第2の波長2708を吸収し得る。双安定色素の第2のアイソフォームは、第2の波長2708と反応し得る。一実施形態において、第1のアイソフォームが、双安定色素の活性アイソフォームであり得、第2のアイソフォームが、双安定色素の不活性アイソフォームであり得る。他の実施形態において、第1のアイソフォームが、双安定色素の不活性アイソフォームであり得、第2のアイソフォームが、双安定色素の活性アイソフォームであり得る。さらなる他の実施形態において、第1のアイソフォームが、メラノプシンの活性アイソフォームであり得、第2のアイソフォームが、メラノプシンの不活性アイソフォームであり得る。
ル2804とのグラフ2800を示す。活性吸収スペクトル2802と不活性吸収スペクトル2804とが、メラノプシンの活性アイソフォームとメラノプシンの不活性アイソフォームとに、それぞれ、対応する。「活性」と「不活性」とは、色素の生理活性を指し、光を吸収する色素の能力というよりは、人の羞明反応に寄与する色素の能力と理解されなければならない。活性吸収スペクトル2802は、約484nmにおいて最大値をとり得る。不活性吸収スペクトル2804は、約587nmにおいて最大値をとり得る。
った光の波長を吸収し得る。メラノプシンの不活性アイソフォームにより吸収される光は、活性形態のメラノプシンへの不活性アイソフォームの変換に寄与し得る。活性形態のメラノプシンは、人の羞明反応に寄与し得る。少なくとも1つの実施形態において、不活性アイソフォームにより吸収される光の減衰は、メラノプシンの異性化を妨害し、光に応答した痛みまたは不快さ、ならびに偏頭痛と他の頭痛との頻度および/または程度など、一部の人における光過敏症の症状を軽減し得、さらに、眼瞼痙攣、脳振盪後/TBI症候群、睡眠障害、てんかんの治療において、一部の人に効果をもたらし得る。
暴露を調整することに加えて、メラノプシンの不活性アイソフォームの場合における不活性吸収スペクトルの吸収最大値における光の減衰は、光過敏症に関係した症状を軽減することにおいても改善をもたらし得る。例えば、約590nmの波長を中心とする光学フィルタは、メラノプシンの不活性アイソフォームにより吸収される光を減衰させ得る
とにより改善が実現され得る。他の一実施形態において、約570nmから約610nmの間の光を減衰させることにより改善が実現され得る。さらなる他の一実施形態において、半値全幅を約50nmとした実質的に波長590nmを中心とするフィルタを使用して光を減衰させることにより改善が実現され得る。
一実施形態のフィルタは、メラノプシンの不活性アイソフォームにより吸収される光と、メラノプシンの活性アイソフォームにより吸収される光とを減衰させ得る。一実施形態において、フィルタは、約480nmにおいて光を減衰させることに加えて、約590nmにおいて光を減衰させ得る。他の一実施形態において、フィルタは、約450nmから約510nmまでと、約560nmから約620nmまでとの光の波長を優先的に減衰させ得る。さらなる他の一実施形態において、フィルタは、約470から約490の間と、約580nmから約600nmの間との光を減衰させ得る。
減衰させることができる光学フィルタは、高域通過フィルタ、低域通過フィルタ、光学ノッチフィルタ、またはその組み合わせを含み得る。光学ノッチフィルタは、複数の層の誘電体材料、母材に分散または埋設されたナノ粒子、またはそれらの組み合わせを含み得る。加えて、前述の組み合わせのいずれかが、基材に組み込まれる染料に関連して使用され得る。例えば、ショートパスフィルタまたはノッチフィルタを生成することは、高屈折率材料と低屈折率材料との交互に配置した層を使用すること含み得る。例示的な低屈折率誘電体材料は、MgF2およびSiO2を含む。例示的な高屈折率材料は、TiO2、Ti3O5、ZrO2、およびTa2O5などの金属酸化物、ならびにSi3N4を含む。ポリマー層を含む多くの他の適切な材料が使用され得る。
ることが意図される実施形態と同様に、約590nmの波長を減衰させるように設計された光学フィルタは、同様のFOMに従って製造され得る。約590nmにおいて受ける光量Dは、次式のように表記され得る。
Drec,590=∫L(λ)T(λ)R590(λ)dλ (15)
式中、Lは、(強度、出力、光子/秒などに関する)光スペクトルであり、Tは、光源と目との間にあるフィルタのスペクトル透過率であり、R590は、590nmを中心とした、半値全幅を50、55、または60nmとするガウス関数と推定され得る、約590nmにおける理想的な応答スペクトルであるが、他の値が想定され、治療に効果があることを示し得る。一般化するため、説明をいずれかの特定の光源に限定しないようにL=1と仮定するが、スペクトルの知られたあらゆる光源に対して分析が実施され得る。
Dvis=∫L(λ)T(λ)V(λ)dλ (16)
式中、Vは、正規化された視覚応答スペクトルを表す。
、フィルタを使用しない場合の光量に対する、フィルタを使用して計算された光量の比をとることにより説明されるように、光量を低減することである。
も、次式のように定義され得る。
00は、光を受けるステップ2902と、第1の波長を減衰させるステップ2904と、任意選択的に、第2の波長を減衰させるステップ2906とを含む。続いて、第1の波長の減衰は、図27を参照して説明される双安定色素循環を妨害し得る(ステップ2908)。一実施形態において、第1の波長は、双安定色素の活性吸収スペクトルまたは不活性吸収スペクトルの最大値により決定され得る。他の一実施形態において、第1の波長は、図28を参照して説明されるメラノプシンの活性吸収スペクトル2802の最大値、または、不活性吸収スペクトル2804の最大値により決定され得る。さらなる他の一実施形態において、第1の波長は、480nmであり得る。別の実施形態において、第1の波長は、590nmであり得る。
はその波長を含む範囲を優先的に減衰させることを意味すると理解されなければならない。例えば、波長590nmを減衰させることは、可視スペクトルにおける他の光より、波長590nmまたは約590nmにおいて、より少ない光を透過させることを含み得る。他の例において、波長590nmを減衰させることは、波長590nmまたは約590nmにおける光の実質的にすべてを遮蔽することと、可視スペクトルにおける他の光を透過させることとを含み得る。
2の波長の一部を減衰させることを含み得る。一実施形態において、第2の波長は、双安定色素の活性吸収スペクトルまたは不活性吸収スペクトルの最大値により決定され得る。他の一実施形態において、第1の波長は、図28に関連して説明されるメラノプシンの活性吸収スペクトル2802の最大値、またはメラノプシンの不活性吸収スペクトル2804の最大値により決定され得る。さらなる他の一実施形態において、第1の波長は、480nmであり得る。別の実施形態において、第1の波長は、590nmであり得る。
を減衰させることとは、双安定色素循環を妨害し得る。第1の波長2904を減衰させることは、第1のアイソフォームから第2のアイソフォームへの双安定色素の異性化を抑制し得る。第1のアイソフォームは、活性アイソフォームまたは不活性アイソフォームであり得る。第2の波長2906を減衰させることは、第2のアイソフォームから第1のアイソフォームに戻る双安定色素の異性化を抑制し得る。
タは、低域通過フィルタ、高域通過フィルタ、または光学ノッチフィルタが590nmの光を優先的に減衰させるように、前述のいずれかのプロセスにより製造および/または調整され得る。フィルタは、多層誘電体、ナノ粒子埋設被膜、色フィルタ、着色、共振導波モードフィルタ、ルゲートフィルタ、およびそれらのあらゆる組み合わせを含み得る。フィルタは、金属ナノ粒子、誘電体ナノ粒子、半導体ナノ粒子、量子ドット、磁気ナノ粒子、または、コアにおけるコア材料とシェルとして機能するシェル材料とを有するコアシェル粒子、などのナノ粒子埋設被膜をさらに含み得る。
t)」、「付近(near)」、および「実質的に(substantially)」という用語は、依然として所望の機能を果たす、または所望の結果を達成する、記述された量に近い量を表す。例えば、「約(approximately)」「約(about)」、および「実質的に(substantially)」という用語は、記述された量の10%未満、5%未満、1%未満、0.1%未満、および0.01%未満の範囲の量を表し得る。
[形態1]
波長約590nmを含む光への人の目における細胞の暴露を制御することにより羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節する装置であって、
波長約590nmにおいて第1の光量未満の光を透過させることと、視覚スペクトル応答にわたって重み付けされた第2の光量を上回る光を透過させることとを行うように構成された光学フィルタ、
を備える装置。
[形態2]
前記第1の光量が、前記波長約590nmにおける光の略全体であり、
前記第2の光量が、前記視覚応答スペクトルにわたって重み付けされた、前記波長約590nmの外における光の略全体である、
形態1に記載の装置。
[形態3]
前記第1の光量が、約560nmから620nmの間のショートパスフィルタ波長を上回る光の実質的にすべてであり、
前記第2の光量が、前記ショートパスフィルタ波長未満の波長を含む前記視覚スペクトル応答にわたるすべての光である、
形態1に記載の装置。
[形態4]
前記第2の光量が、前記波長約590nm未満または前記波長約590nmを上回る波長を含む第3の光量を含む、
形態1に記載の装置。
[形態5]
前記第2の光量が、約590nm未満の波長を含む第3の光量と、約590nmを上回る波長を含む第4の光量とを含む、
形態1に記載の装置。
[形態6]
前記第1の光量が、被術者の受容細胞により受ける前記波長約590nmにおける光量(Drec,590)であり、
前記第2の光量が、前記視覚応答スペクトルにわたって受ける光量(Dvis)であり、
前記第1の光量と前記第2の光量とを含む比が、性能指数(FOM:figure of merit)として定義され、
前記性能指数が、
式中、Drec,590(T=1)が、光学フィルタがない場合の前記第1の光量であり、Dvis(T=1)が、光学フィルタがない場合の前記第2の光量である、
形態1に記載の装置。
[形態7]
前記光学フィルタの前記性能指数が、約1である、約1より大きい、約1.3より大きい、約1.5より大きい、約1.8より大きい、約2.75より大きい、約3より大きい、または約3.3より大きい、
形態6に記載の装置。
[形態8]
前記光学フィルタが、多層誘電体、ナノ粒子埋設被膜、色フィルタ、着色、共振導波モードフィルタ、ルゲートフィルタ、およびそれらのあらゆる組み合わせを含む、
形態1に記載の装置。
[形態9]
前記ナノ粒子埋設被膜が、金属ナノ粒子、誘電体ナノ粒子、半導体ナノ粒子、量子ドット、磁気ナノ粒子、またはコアにおけるコア材料とシェルとして機能するシェル材料とを有するコアシェル粒子の少なくとも1つを含む、
形態8に記載の装置。
[形態10]
前記少なくとも金属ナノ粒子が、Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、または他の金属ナノ粒子の少なくとも1つを含み、
前記誘電体ナノ粒子が、TiO2、Ta2O5、または他の誘電体ナノ粒子の少なくとも1つを含む、
形態9に記載の装置。
[形態11]
前記半導体ナノ粒子または前記量子ドットが、Si、GaAs、GaN、CdSe、CdS、または他の半導体ナノ粒子の少なくとも1つを含む、
形態9に記載の装置。
[形態12]
前記ナノ粒子埋設被膜における埋設されたナノ粒子の形状が、球形、楕円形、または別の形状である、
形態9に記載の装置。
[形態13]
波長約590nmの光と人の目の視覚スペクトル応答とを使用して羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または、概日周期を調節する方法であって、
何らかの光量を受けるステップと、
形態1に記載の装置を使用して、前記波長約590nmにおける第1の光量未満の光を透過させるステップと、
形態1に記載の装置を使用して、前記視覚スペクトル応答にわたって重み付けされた第2の光量を透過させるステップと、
を含む方法。
[形態14]
波長約590nmの光と人の目の視覚スペクトル応答とを使用して、光への前記人の目における細胞の暴露を制御することにより、羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節するシステムであって、
基材と、
前記基材上に配置された第1の層であって、高屈折率材料を含む第1の層と、
前記第1の層に隣接して配置された第2の層であって、低屈折率材料を含む第2の層と、
を備えるシステム。
[形態15]
前記第1の層の高屈折率材料が、TiO2であり、
前記第2の層の前記低屈折率材料が、SiO2であり、
TiO2とSiO2との1つまたは複数の追加的な交互に配置された隣接した層をさらに備え、
最初の追加的な層が、前記第2の層に隣接し、
最後の追加的な層が、MgF2、SiO2またはTiO2であり得、外側の層に隣接している、
形態14に記載のシステム。
[形態16]
約590nmと約480nmとの波長を含む光への人の目の暴露を制御することにより、羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節する装置であって、
約590nmと約480nmとにおける波長範囲にわたって重み付けされた第1の光量未満の光を透過させることと、視覚スペクトル応答にわたって重み付けされた第2の光量を上回る光を透過させることとを行うように構成された複合光学フィルタ、
を備える装置。
[形態17]
光学フィルタが、多層誘電体被膜、ナノ粒子埋設被膜、色フィルタ、着色、共振導波モードフィルタ、ルゲートフィルタ、またはそれらのあらゆる組み合わせの少なくとも1つを含む、
形態16に記載の装置。
[形態18]
前記ナノ粒子埋設被膜が、金属ナノ粒子、誘電体ナノ粒子、半導体ナノ粒子、量子ドット、磁気ナノ粒子、またはコアにおけるコア材料とシェルとして機能するシェル材料とを有するコアシェル粒子の少なくとも1つを含む、
形態16に記載の装置。
[形態19]
少なくとも前記金属ナノ粒子が、Al、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、または他の金属ナノ粒子の少なくとも1つを含み、
前記誘電体ナノ粒子が、TiO2、Ta2O5、または他の誘電体ナノ粒子の少なくとも1つを含む、
形態18に記載の装置。
[形態20]
人の目のメラノプシン細胞の活動電位スペクトルと人の目の視覚スペクトル応答とを使用して、羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または、概日周期を調節する方法であって、
何らかの光量を受けるステップと、
形態16に記載の装置を使用して、メラノプシンのアイソフォームの吸収スペクトルにわたって優先的に光を減衰させるステップと、
を含む方法。
Claims (13)
- 波長590nmの光への人の目における細胞の暴露を制御することにより羞明反応の頻度および/または程度を低減する、または概日周期を調節する装置であって、
波長590nmにおいて第1の光量未満の光を透過させることと、人の目の視覚スペクトルにわたって第2の光量を上回る光を透過させることとを行うように構成された光学フィルタ、
を備え、
波長590nmにおける透過光の光量が、被術者の受容細胞により受ける光量(Drec,590)であり、
前記人の目の視覚スペクトルにわたって透過される光の光量が、前記光学フィルタに入力される光の光量に対して前記光学フィルタのスペクトル透過率及び前記視覚スペクトルを重み付けすることにより得られ、前記視覚スペクトルにわたって受ける光量(Dvis)であり、
前記光学フィルタは、下式で定義される性能指数(FOM:figure of merit)を有し、
装置。 - 前記光学フィルタは、波長590nmの中心波長を有するノッチフィルタであり、
波長590nmにおける前記光の光量(Drec,590)が、前記ノッチフィルタを透過された波長590nmの光の光量であり、
前記視覚スペクトルにわたる前記光の光量が、前記ノッチフィルタを透過された波長590nmから離れた波長にわたる光の光量である、
請求項1に記載の装置。 - 前記光学フィルタは、波長590nmの光の45%を透過させ、前記視覚スペクトルにわたる光の60%を透過させる、請求項1に記載の装置。
- 前記光学フィルタの前記性能指数が、1.5以上である
請求項1に記載の装置。 - 前記光学フィルタが、多層誘電体、ナノ粒子埋設被膜、色フィルタ、着色、共振導波モードフィルタ、ルゲートフィルタ、およびそれらのあらゆる組み合わせを含む、
請求項1に記載の装置。 - 前記ナノ粒子埋設被膜が、金属ナノ粒子、誘電体ナノ粒子、半導体ナノ粒子、量子ドット、磁気ナノ粒子、またはコアにおけるコア材料とシェルとして機能するシェル材料とを有するコアシェル粒子の少なくとも1つを含む、
請求項5に記載の装置。 - 前記少なくとも金属ナノ粒子が、Al、Ag、Au、Cu、Ni、及びPtの少なくとも1つを含み、
前記誘電体ナノ粒子が、TiO2、及びTa2O5の少なくとも1つを含む、
請求項6に記載の装置。 - 前記半導体ナノ粒子または前記量子ドットが、Si、GaAs、GaN、CdSe、及びCdSの少なくとも1つを含む、
請求項6に記載の装置。 - 前記ナノ粒子埋設被膜における埋設されたナノ粒子の形状が、球形、又は楕円形である、
請求項6に記載の装置。 - 前記光学フィルタの前記性能指数が、1.8以上である
請求項1に記載の装置。 - 前記光学フィルタの前記性能指数が、2.75以上である
請求項1に記載の装置。 - 前記光学フィルタの前記性能指数が、3以上である
請求項1に記載の装置。 - 前記光学フィルタの前記性能指数が、3.3以上である
請求項1に記載の装置。
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