TW202137955A - 可將單光眼鏡鏡片轉換為具有非屈光不透明特徵光學膜的近視管理眼鏡鏡片 - Google Patents
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Abstract
本公開涉及治療眼軸長度疾病(例如近視)的手段。 本發明包括用於處方,選擇,供應和裝配與標準單光眼鏡一起使用的永久性或非永久性光學膜的設備和方法,其中該設備和方法配置有非屈光不透明特徵,其中非屈光不透明特徵促進了佩戴者整個視網膜神經節細胞活動性的增加,這可以用作光學信號,以減慢,改善,控制,抑制或降低佩戴者的近視發展速度。
Description
本公開涉及治療近視的手段。 本公開涉及與用於矯正近視個體屈光不正的標準單光眼鏡鏡片結合使用的光學膜的處方,選擇,供應和裝配的設備和方法,其中光學膜被構造成具有非屈光性的促進視網膜神經節細胞活性增加的不透明特徵,可作為光學信號來減速,改善,控制,抑制或降低佩戴者的近視發展速度。
交叉引用
本申請是要求在2020年3月1日提交的題為“ 一種單光鏡片” 澳大利亞臨時申請號2020/900604,和在2020年3月1日提交的題為“ 一種近視用鏡片”申請號2020/900605的權利優先權; 兩者均通過引用整體併入本文。
人類的視網膜主要有三層:感光體層,外部叢狀層和內部叢狀層。 視錐細胞和視杆細胞是感光器,通過將入射光轉換成電信號來對人眼視網膜中的光做出回應。 轉換後的電信號從光感受器傳播,通過雙極細胞,進一步傳遞到視網膜神經節細胞和視神經,將視覺資訊從視網膜細胞傳遞到大腦,從而對世界產生視覺感知。
光感受器以分級的膜電位回應並釋放與其極化狀態水準成比例的神經遞質谷氨酸。 例如,在沒有光刺激的情況下,相對於其基線狀態,光感受器去極化並釋放更多的谷氨酸。
在光的存在下,光感受器超極化,這是由於光感受器中視蛋白的分解而發生的,導致其相對於其基線狀態釋放更少的谷氨酸。視網膜中有兩種類型的雙極細胞,即中心型和偏心型雙極細胞,它們通過將感光器信號與水準細胞的橫向連接層計算得到的時空平均值進行比較,分別對入射光正和負的時空對比度進行編碼。水準細胞通過導電間隙連接相互連接,並連接到複雜的三聯體突觸中的雙極細胞和感光器。中心型和偏心型雙極細胞對谷氨酸的反應不同,這取決於位於這些雙極細胞中每一個上的谷氨酸受體的類型和數量。偏心型的雙極細胞具有離子型受體,對谷氨酸具有興奮性。這些偏心型的雙極細胞回應谷氨酸而去極化,並保留了感光信號的信號。在有光照的情況下,偏心型的雙極細胞會從感光器接收較少的谷氨酸鹽,從而引起超極化,並向下游的相應神經節細胞釋放較少的谷氨酸鹽。在沒有光照的情況下,偏心型的雙極細胞會從感光器接收更多的谷氨酸鹽,引起去極化並向下游的相應神經節細胞釋放更多的谷氨酸鹽。中心型雙極細胞具有對谷氨酸有抑制作用的代謝型受體。這些中心型雙極細胞回應谷氨酸而超極化,並逆轉感光器信號的信號。在有光的情況下,中心型雙極細胞會從感光器接受較少的谷氨酸鹽,從而引起去極化並向下游的相應神經節細胞釋放更多的谷氨酸鹽。在沒有光照的情況下,中心型雙極細胞會從感光器接收更多的谷氨酸鹽,從而引起超極化,並向下游的相應神經節細胞釋放更少的谷氨酸鹽。中心型或偏心型雙極細胞向下游的相應神經節細胞釋放的谷氨酸含量越高,神經節細胞的動作激發電位就越大。中心型雙極型細胞和偏心型雙極細胞之間對光的相反回應是對亮態和暗態的差分回應的關鍵。另外,中心型和偏心型雙極細胞的去極化信號活性可以通過在相應的感受場中連接周圍的感光體的水準細胞來放大或抑制。水準細胞接收來自感光體的興奮性輸入,並發出抑制性回饋,以返回連接在周圍區域的感光體。
感受場是一組感光體,它們向下游的視網膜中的雙極細胞和神經節細胞發送輸入信號。可以使用同心圓區域來描述視網膜感受場,該同心圓區域具有較小的圓形中心場和圍繞中心場的較寬的圓形場(稱為環繞場)。感受場分為兩類,即周圍啟動中心關閉型感受場和周圍關閉中心啟動型感受場。基於雙極型細胞的差異,中心和偏心的感受場對光的回應也不同。
人眼在出生時是遠視的,眼長度對於眼睛的總屈光能力而言太短。隨著人從童年到成年的年齡增長,眼球持續增長,直到眼睛的屈光狀態穩定下來。眼睛的生長被認為是由回饋機制控制的,並且主要由視覺體驗來調節,以使眼睛的視力與眼睛的長度相匹配,並保持體內平衡。此過程稱為正視化。引導正視過程的信號是由視網膜接收到的光能調製來啟動的。視網膜圖像特徵是通過生物過程監控的,該過程對信號進行調製以啟動或停止,加速或減慢眼睛的生長。該過程在光學器件和眼球長度之間協調以實現或保持正視。從這種正視過程脫軌會導致屈光不正,如近視。假設視網膜活性降低會促進眼睛的生長,而相反地,視網膜活性的增加會抑制眼睛的生長。
在世界許多地區,特別是在東亞,近視的患病率正以驚人的速度增加。在近視個體中,眼睛的軸向長度與眼睛的整體力量不匹配,導致遠處的物體聚焦在視網膜前面。一副簡單的負性單光眼鏡片可以矯正近視。儘管此類設備可以從光學上糾正與眼睛長度相關的屈光不正,但它們並不能解決近視發展中眼睛過度生長的根本原因。高度近視眼的眼睛過長與嚴重威脅視力症狀相關,例如白內障,青光眼,近視性黃斑病變和視網膜脫離。因此,需要用這種用於個體的專用光學裝置,該光學裝置不僅可以矯正潛在的屈光不正,而且還可以防止過度的眼睛加長或近視發展。
以本公開的背景提供了關於現有技術的詳細討論,以及總體上感興趣主題,展示了所公開的實施例的上下文,此外,以對現有技術的公開來區分本發明預期的進展。 這裡提出的任何材料都不應當被視為對基於本公開中提出的各種實施例和/或權利要求優先順序的提前公開,獲知,或作為常識的一部分的材料的承認。
簡單來說,用於控制近視屈光不正的具有屈光或相位改變特徵的所有現有技術光學設計都涉及明顯的視覺方面的影響,這主要是由於使用了本領域中經常考慮的類似多焦點的設計特徵而引起的。示例在美國專利6045578、7025460、7509863、7401922、7803153、8690319、8931897、8950860、8998408中進行了描述。
在光學領域中已經提出了具有振幅改變特徵的解決方案目錄,以改善普通成像系統的焦深。由Mino和Okano撰寫的論文,“《應用光學》1971”,題為“通過使用遮擋孔改善離焦光學系統的OTF,”中描述了示例。 Castaneda等人在《應用光學》1989題為“具有准佳真實和正透射率變跡器的任意高焦深”; Castaneda和Berriel-Valdos在《應用光學》1990題為“用於任意高焦深的區域板”;以及美國專利5965330A,8570655B2和8192022。振幅改變解決方案的缺點包括:在關鍵頻率下的能量傳輸減少,相對於相位改變的同類產品,解析度較差以及光通量低。相反,如本文所述,本發明涉及有目的地配置有非屈光不透明特徵的標準單光眼鏡鏡片的使用,該非屈光不透明特徵旨在提供視網膜神經節細胞活性的增加並克服現有技術的一個或多個缺點。
某些公開的實施例針對與標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片的設備,供應和配置,以及與標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片用於矯正和管理近視的方法。某些公開的實施例的目的有兩個,即矯正近視屈光不正並同時提供視網膜神經節細胞活性的增加,其充當光學停止信號以減少佩戴者眼睛生長的進程。某些公開的實施例包括了用於改變進入人眼入射光特性的眼鏡鏡片。某些公開的實施例針對用於矯正,管理和治療屈光不正例如近視的眼鏡鏡片的構造。一些實施例旨在矯正近視屈光不正並且同時提供阻止進一步的眼睛生長或近視發展的光學停止信號。
某些其他公開的實施例針對了不斷發展的眼鏡設計的持續需求,該眼鏡設計可以抑制近視的發展,同時為佩戴者日常進行的一系列活動提供合理和適當的視覺性能。本發明公開的實施例的各個方面解決了佩戴者的這種需求。
某些公開的實施例包括了與標準單光眼鏡鏡片一起使用的光學膜或片,其中光學膜或片被有目的地構造成具有非屈光不透明特徵,並且其中所構造的光學膜或片被用於與標準的單光眼鏡片結合使用,至少部分導致了近視眼的中心凹矯正,並且至少部分導致近視眼的視網膜神經節細胞活性增加,從而抑制進一步的眼睛生長或佩戴者近視的發展。本公開涉及用於管理諸如近視之類的眼疾的眼鏡。所提出的方法包括矯正近視屈光不正以及控制,抑制或降低近視的發展速度。本公開涉及了利用增加視網膜神經節細胞活性的作用來減少近視進展的光學干預方法。在一些實施例中,施加在增加視網膜活性的視網膜的一個或多個區域可以是在視網膜的中心凹,中心凹周圍,黃斑和/或黃斑周圍區域。在一些實施方案中,施加在增加視網膜活性的視網膜的一個或多個區域可以是在視網膜的顳側,鼻側,下部和/或上部。
本公開的某些實施例針對方法,該方法包括配置成與標準單光眼鏡片一起使用的光學膜或片的處方,選擇,裝配和供應的程式,用於增加視網膜神經節活性例如細胞活動,即停止信號,可減慢近視發展速度。本公開的某些實施例針對一種裝置和方法,包括了一種光學膜,可將用於矯正近視的標準單光眼鏡鏡片轉換為用於近視矯正以及延遲,減慢和/或減少近視發展速度的近視管理眼鏡鏡片;其中所述光學膜可以在整個光學膜上使用所需的非屈光不透明特徵來配置在標準單光眼鏡片上。
在一些實施例中,光學膜的非屈光不透明特徵在光學膜的不同區域中可以是不同的,使得當光學膜被配置在單光眼鏡片上或粘附到單光眼鏡片時,其提供了增加佩戴者視網膜的至少一個特定區域的視網膜神經節細胞活性,可降低近視的發展速度。光學膜中所需的非屈光不透明特徵可以由光學膜構成。在一些示例中,光學膜被配置為非屈光不透明特徵相對于標準單光眼鏡的光學中心居中。在這種情況下,如果光學膜的形狀與眼鏡框架匹配,則其也相對於光學膜的幾何中心居中。
在一些示例中,用於引入增加視網膜神經節細胞活性模糊的視網膜一個或多個特定區域可以在視網膜的鼻側,顳側,上部和/或下部。在一些其他示例中,可以識別其他視網膜位置。在一些其他實施例中,用於引入增加視網膜細胞活性的佩戴者的視網膜的一個或多個特定區域可以在視網膜的中心凹邊,中心凹,中心凹周圍,黃斑和/或黃斑周圍區域中。
在一些其他實施例中,用於引入增加的視網膜神經節細胞活性的佩戴者的視網膜的一個或多個特定區域可以在視野的至少2.5度,5度,10度,15度,20度,或25度之內。視網膜的特定區域或多個特定區域在佩戴者的左眼和右眼之間可能不同。在一些示例中,這些差異可以被配置為光學刺激的尺寸,取向和/或位置的差異。在其他示例中,可以選擇差異使得至少一隻眼睛在任何給定角度下保持與標準單光鏡片可比的足夠的視覺性能。
在一些實施例中,預期的光學膜或片可以覆蓋整個標準單光眼鏡鏡片;而在其他實施例中,光學膜實施例可以僅配置在眼鏡鏡片的特定區域中。某些示例可以包括光學膜或片,該光學膜或片被配置為向佩戴者提供期望的增加視網膜神經節細胞活性,該光學膜或片被配置為橢圓形,圓形或不規則形狀。
在本公開的一些實施例中,將與具有期望非屈光不透明特徵的標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片可以膠合到標準單光眼鏡片上,或者可以用手指壓力將其粘貼到標準單片眼鏡片上,或者可以將其用作標準單片眼鏡片的一個表面上的貼紙,也可以用作可剝離膠粘貼在標準單片眼鏡的一個表面上,或者以上的組合。在一些其他示例中,提供使用方式的規定方法可以包括識別基本眼鏡鏡片上的某些特定位置,並在標準單光眼鏡鏡片的基質內用微小的壓花或微型刻度來標記這些位置。
在本公開的一些實施例中,具有期望非屈光不透明特徵的光學膜或片可以使用透明的,彈性的,薄的,適形的材料來配置,並且可以被實現為標準的單光眼鏡片上的標籤。旨在矯正屈光不正,例如有或沒有散光的近視。
在本公開的一些實施例中,配置有非屈光不透明特徵的光學膜或片,被配置為旨在矯正近視的標準單光眼鏡片上的一個或多個貼膜,可以覆蓋眼鏡的區域部分鏡片。在一些示例中,由所述貼膜覆蓋的眼鏡鏡片的區域部分可以具有至少3平方毫米,至少4平方毫米,至少5平方毫米,至少6平方毫米,至少7平方毫米,至少8平方毫米或至少10平方毫米的表面積。
某些實施例涉及一種裝置,設備和/或方法,該裝置,設備和/或方法能夠通過與標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片來改變入射光,以提供視網膜神經節細胞活性的主動升高以減慢個體眼睛的成長速度。這可以通過光學膜或片內某些非屈光不透明特徵的配置來實現,該結構與單光覺眼鏡片結合使用,旨在引入施加在中央人造邊緣圖案或人造發光對比度輪廓和/或周圍視網膜的時空信號,視網膜編碼的活躍上升被假定為可阻止眼睛進一步的生長。
施加在視網膜上的人造邊緣圖案或人造發光對比輪廓在整個視網膜上的中心和偏心視網膜場上提供了空間對比輪廓。人工誘導的邊緣增加了視網膜突刺活性或神經節細胞激發活性,這是總體視網膜活性的替代量度。本公開內容假定增加的視網膜神經節細胞活性可以向進展性近視眼提供光學停止信號。在本公開的一些其他實施例中,具有非屈光不透明特徵的光學膜或片被配置為使得施加在視網膜上的人工邊緣圖案或人工空間發光對比度輪廓被進一步配置為整體視網膜神經節細胞活性提供時間上的變化。
如本文所公開的,本公開的某些實施例涉及配置在光學膜或片內的非屈光不透明特徵的結構特徵的一種或多種變型,其與單光眼鏡片結合使用。例如,非屈光不透明特徵的結構特徵包括以下一項或多項:其不透明性,其大小,寬度和形狀,其應用方法,其應用位置,其分佈,其排列方式和跨度光學膜或片內的區域。如本文所公開的,非屈光不透明特徵的眾多結構特徵的預期變化提供了所期望的眼功能視覺性能,同時保持了眼鏡鏡片實施例的能力以減緩近視的發展。
本公開的某些實施例涉及非屈光不透明特徵的優化,包括但不限於以下特徵:不透明性,尺寸,形狀,多樣化,圖案,位置和施加方法,以提供所需的視網膜神經節細胞活動水準的增加和/或所需的時間變化水準,而不會損害眼睛的分辨能力。例如,在本公開的一些實施例中,光學膜或片內的非屈光不透明特徵的一個或多個特徵與具有基本處方的標準單光眼鏡片結合使用以矯正眼睛的屈光不正。其中實施例的眼鏡片在模型眼睛上進行測試時,呈現出許多常見的視覺場景,這些場景可能包括典型的環境和/或被認為與近視發展和/或進展有關的行為的場景,從而增加了視網膜神經節細胞活性,是沒有配置非屈光不透明特徵的光學膜或片的標準單光眼鏡片所產生的視網膜神經節細胞活性的至少約1.25倍,至少1.5倍,至少1.75倍,至少2倍,至少2.5倍或至少3倍;其中視網膜神經節細胞活性可以包括在感受場內的啟動型細胞,關閉型細胞或兩種啟動型和關閉型細胞。在某些示例中。視網膜神經節細胞的活性可以在一個局部區域,多個局部區域內,或者平均分佈在整個期望的視網膜視野內。
在一些其他實施例中,當在模型眼上進行測試時,具有光學膜或光學片的眼鏡片配置有非屈光的不透明特徵,另外還提供了視網膜神經節細胞活性的時間變化。在一些示例中,可以通過視網膜峰值序列分析來評估視網膜神經節細胞的活性,而在其他一些示例中,可以通過平均視網膜峰值速率隨時間的變化來度量視網膜神經節細胞的活性。在本公開的某些其他實施例中,當在模型眼上進行測試時,配置有非屈光不透明特徵的光學膜或片的實施例眼鏡鏡片為視網膜神經節細胞的活動提供了增加的時間變化,波動或振盪。其中視網膜神經節細胞活性的時間變化可以表示為以下一種或多種:非單調變化,准正弦變化,正弦變化,週期性變化,非週期性變化,非週期性准矩形變化,矩形變化,正方形波變化或視網膜神經節細胞活動的隨機變化。
在一些示例中,特定類型的視覺刺激可用於引發視網膜神經節細胞活動,例如,白色雜訊電刺激,視覺刺激的正弦變化,棋盤圖案,全視野閃光刺激,半場閃光刺激,全場高斯雜訊,半場高斯雜訊,區域閃光刺激,區域高斯雜訊等。在其他示例中,可能需要對刺激的神經反應進行更精細的表徵。在本公開中使用的刺激僅被視為證明本公開的工作的代表性手段,並且對本發明的選擇不應被解釋為限制本公開和/或權利要求的範圍。
在本公開的一些實施例中,配置在光學膜或片上或之內的非屈光不透明特徵的不透明度,可以配置為使該特徵吸收了入射到非屈光不透明特徵上的光的至少80%,至少85%,至少90%,至少95%,至少98%,至少99%或全部100%。在本公開的一些其他實施例中,光學膜或片上或之內的非屈光不透明特徵的不透明度可以被配置為使得該特徵吸收了入射在非屈光不透明特徵上的光的80%至90%之間,或80%至95%之間,或80%至99%之間。
在一些示例中,可以使用專用儀器捕獲進入和離開本公開的一個或多個光學膜實施例的光的幅度和強度。可以通過計算入射到眼鏡鏡片的光之間的差異來確定在本公開實施例內配置的非屈光不透明特徵的吸收水準或入射光的吸收量的大小。在本公開的一些實施例中,非屈光不透明特徵中的任何一個或多個的寬度可以被配置為使得特徵為可見光譜(即555nm)中光的平均波長的至少3倍,至少4倍,至少5倍,至少6倍,至少7倍,至少8倍,至少9倍或至少10倍。
在本公開的一些其他實施例中,非屈光不透明特徵的寬度可以被配置為使該特徵是可見光譜中平均光波長(即555 nm)的3至5倍之間,或4至7倍之間,或5至9倍之間,或者3到10倍之間。非屈光不透明特徵的寬度的下限選擇要實質上大於可見光譜中光的平均波長,可避免圍繞本文公開的非屈光不透明特徵的邊緣產生不必要的衍射效應。在一些實施例中,眼鏡片上的任何一個或多個非屈光不透明特徵的寬度可以被配置為使得特徵不大於50μm,或不大於75μm,或不大於100μm,或者不大於150μm,或者不大於200μm,或者不大於250μm,或者不大於300μm。非屈光不透明特徵的寬度/尺寸選擇的上限以保持足夠數量的光進入眼睛的理想結果所支持,該光線允許最小的能量損失,從而基本上使得佩戴本文所公開的預期實施例的眼睛的分辨能力沒有變化。
在本公開的一些其他實施例中,可以基於近視的程度和進展速度來定制非屈光不透明特徵,使得降低進展速度的能力可以與佩戴者所能接受的視覺折衷期的期望程度相平衡。在本公開的某些實施例中,可以配置在光學膜或片上或內部的非屈光不透明特徵中的任何一個或多個的形狀可以被配置為使得特徵是圓形,六邊形,八邊形,正多邊形,不規則多邊形,直線,三角形,點狀,弧狀或本文公開的任何其他隨機形狀。
在一些其他實施例中,非屈光不透明特徵的預期設計特徵可以形成不同形狀的孔。在一些其他實施例中,多個孔可以被稱為多個區域或部分。所述多個孔,區域或部分可以被配置為圓形,非圓形,半圓形,環形,橢圓形,矩形,八邊形,六邊形或正方形。在本公開的某些實施例中,與標準單光眼鏡鏡片一起使用的光學膜或片上或之內的非屈光不透明特徵的佈置可以被配置為使得所有非屈光不透明特徵所跨越的區域在單光眼鏡鏡片光區中心直徑的20毫米之內,或者在25毫米之內,或者在30毫米之內,或者在35毫米之內,或者在40毫米之內,或者在45毫米之內, 或50毫米以內或60毫米以內。
在本公開的一些其他示例中,與標準單光眼鏡鏡片一起使用的光學膜或片內的非屈光不透明特徵可以在單光眼鏡鏡片的光學區域面積中央的30%,35%,40%,45%,50%,55%或60%內實現。在本公開的一些其他示例中,與標準單光眼鏡鏡片結合使用的光學膜或片上的非屈光不透明特徵可以在單光眼鏡片光學區域面積週邊的10%,15%,20%,25%,30%,35%或40%實現。這裡對單光眼鏡鏡片的中央或周邊部分是指位於眼鏡鏡片的光學中心。
在本公開的一些其他示例中,可以在光學膜或片的基質的以下位置中的一個或多個上實現非屈光不透明特徵:光學膜的前表面,光學膜的後表面和/或內部。在一些實施例中,在光學膜上實現非屈光不透明特徵的方法可以通過美容鏡片的常規開發中所使用的移印或鐳射印刷方法來實現。在本公開的一些其他示例中,光學膜或片可以在一個或多個以下位置上實現:標準單光眼鏡片的前表面和/或標準單光眼鏡片的後表面。在本公開的一些實施例中,可以以多個孔,多個區域,多個部分的形式來佈置所實現的非屈光不透明特徵,其可以促進視網膜神經節細胞活性的增加,如本文所公開,其充當用於抑制,減少視網膜的光學停止信號,或控制進展性近視的屈光不正。在其他實施例中,可以通過配置到光學膜的基質中的均質介質或異質介質來實現非屈光不透明特徵。在一些其他實施例中,該實施方式可以包括在表面上或在基質內的介質的光蝕刻,或其他光照過程。本公開涉及一種光學膜,該光學膜配置有非屈光不透明特徵,該光學膜改變入射光的透射特性,從而在佩戴者的視網膜上產生不同的發光對比度分佈(即,人造邊緣)。通過採用多個相對較低的傳輸線或條紋,或者通過採用佈置為本文中設想的多個孔,區域,區域或其他圖案的非屈光不透明特徵,來實現對眼睛的透射特性的改變。低傳輸線或條紋或特徵可以配置在光學膜上的一個或多個位置上:光學膜的前表面,光學膜的後表面,或可以嵌入光學膜的基質內。低透射線,條紋或特徵可以配置為不透明,半透明,反射或吸收性的。低透射特徵的尺寸規格,例如非屈光不透明特徵的寬度和長度,可以在光學膜設計中根據需要進行調整,以增加進入眼睛的光量,最大程度地減少視覺偽影,同時適當地配置光學膜可與標準單光眼鏡片結合使用,以實現佩戴者眼睛的所需的屈光矯正,並向佩戴者的眼睛保持或提供足夠的停止信號。
本公開提出使用非屈光不透明特徵來延遲近視的發展。非屈光不透明特徵的使用促進了不使用任何的正離焦,正球差或任何其他變體(例如,雙焦點,多焦點或焦深擴展光學特徵)的改變相位的方法的實施例。當前的公開內容提出了一種方法,該方法通過與標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片,將人工邊緣或發光對比度特徵引入到捕獲的視網膜圖像中,增加視網膜神經節細胞的活性,其可能會抑制眼睛的進一步生長。
在本公開的一些實施例中,與標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片上或之內的非屈光不透明特徵可能會導致該眼鏡片的外觀不良。這對佩戴者來說是不期望看到的。本公開的一些實施例提供了當佩戴預期的光學膜或片與本文所公開的標準單光眼鏡片結合使用時,由眼睛運動促進的停止信號的時空變化。人工邊緣輪廓或發光對比輪廓的呈現的時空變化使近視進展速度的效果的飽和度隨時間最小化。在本公開中提出的實施例針對了對改良框架鏡片的持續需求,所述框架鏡片提供抑制或降低近視發展速度的治療的好處,同時在整個範圍內為佩戴者提供單光等效或足夠的視覺性能,距離和視角。根據一些實施例,當與標準單光鏡片結合使用時,光學膜或片被配置為具有多個非屈光設計特徵,例如,多個線或條紋,或孔或圖案。當佩戴預期的光學膜或片結合本文所公開的標準單光眼鏡鏡片時,通過眼球運動促進了時空信號的視網膜編碼的活動性上升。在本公開中提出的實施例針對對眼科鏡片的增強的光學設計的持續需求,其可以抑制近視的發展,同時為佩戴者提供合理且適當的視覺性能,使佩戴者可以進行一部分日常工作的一系列活動。
本公開的實施例的各個方面解決了佩戴者的這種需求。本公開的示例性方法包括選擇與本公開中的標準單光眼鏡鏡片結合使用的光學膜或片上或內部預期的非屈光不透明特徵的尺寸,圖案和佈置,以使得在個體的視網膜上神經節細胞活性的能理想的增加,與個體可能體驗到的任何視覺干擾的邊緣感知相平衡。在本公開的一個或多個實施例中,光學膜或片內的非屈光不透明特徵被配置為基本上不透明並且被定位在標準單光眼鏡片的指定區域內;即,該非屈光不透明特徵被配置為不透明。這樣的非屈光不透明特徵使本文中所公開的中心和偏心視網膜通路中的視網膜神經節細胞活性增加。
在本公開的一些方法中,非屈光不透明特徵的類型的選擇及其應用位置可以取決於佩戴者在佩戴眼科裝置時可能進行的活動,例如,閱讀並佩戴眼鏡的佩戴者。在電腦,桌子或電話上執行活動可能會以特定的方式或在眼鏡鏡片上的位置開出處方,這與從事遠距離視覺任務的佩戴者不同,從而在治療功效和治療功效之間取得了平衡,以讓視覺表現保持在理想水準。在某些其他方法中,非屈光不透明特徵的選擇可能取決於近視加深或近視的潛在風險因素。
在本公開的描述,附圖和權利要求書中闡述了包括總結中討論的實施例的幾個其他實施例。可以理解的是,實際上不可能包括本公開內容所設想的實施方案的每個單一組合,任何組合或任何變體,這些組合或變體至少部分地考慮了通過使用非神經節來增加視網膜神經節細胞活性的基本概念。與標準單光眼鏡鏡片一起使用的光學膜或片上或內部的屈光不透明特徵被認為在本發明的範圍內。本公開的該概述部分不旨在限於本文公開的實施例。此外,一個實施例的任何限制可以與任何其他實施例的任何其他限制組合以構成本公開的其他實施例。
除非在下面另外定義,否則本文所用的術語通常為本領域技術人員所用:術語“近視眼”是指已經經歷近視,處於近視前階段的眼睛;或者患有近視的風險;或被診斷為有或沒有散光的正在向近視發展的屈光狀況。
術語“進展性近視眼”是指已被診斷為正在發展的近視眼,其通過至少-0.25 D /年的屈光不正的變化或至少0.1毫米/年的眼軸長度的變化來衡量。術語“近視前”或“有近視風險的眼睛”是指當時可能是正視眼或遠視力低,但基於遺傳因素(例如,父母雙方都是近視的)和/或年齡(例如,年輕時是遠視的)和/或環境因素(例如,在戶外度過的時間)和/或行為因素(例如,在完成近任務時花費的時間)等被確認為有成為近視的增加風險。
術語“光學停止信號”或“停止信號”是指可有助於減慢,反轉,制動,延遲,抑制或控制眼睛的生長和/或眼睛的屈光狀況的光學信號或方向提示。
術語“眼鏡鏡片”可以表示成品或半成品的空白鏡片。術語“標準單光眼鏡片”或“市售單光眼鏡”或“標準眼鏡”或“傳統單光”是指用於矯正眼睛內在的屈光不正的眼鏡。其中屈光不正可能是近視,有或沒有散光。
術語“近視管理眼鏡”或“近視防控眼鏡”是指不僅用於矯正眼睛的基本屈光不正而且還用於管控屈光不正的眼鏡;其中屈光不正可能是近視,有或沒有散光。
術語“光學區域”或“光區”是指在眼鏡鏡片或眼鏡正面上具有規定的光學效果的區域。術語“光學中心”是指眼鏡鏡片光學區域的幾何中心。
術語“光軸”是指穿過光學中心並且基本垂直於包含眼鏡鏡片邊緣平面的線。
術語或短語“單光光學區”或“基本單光光學器件”或“基本單光特徵”或“球面光學區”是指該光學區具有均勻的光度分佈,而沒有大量的主球差。單光光學區可以進一步分類包括有散光,以矯正距離性屈光不正。術語“模型眼睛”可以表示示意圖,光線跟蹤或物理模型眼睛。
如本文所用,術語“屈光度”,“光度”或“ D”是屈光度的單位量度,其定義為沿光軸的透鏡或光學系統的焦距的倒數,以米為單位。術語“ D”表示球面屈光力,術語“ DC”表示柱面屈光力。
術語“用於矯正屈光不正的基本處方”是指在有或沒有散光的情況下矯正個體的潛在近視所需的標準眼鏡處方。
術語“中心凹下區域”是指緊鄰視網膜的中心凹的區域,其直徑約為0.5mm的區域。術語“中心凹區域”是指圍繞中心凹坑部的直徑大約1.5mm的區域。術語“旁中心凹區域”是指與中心凹區域相鄰的區域,該區域大約在中心凹的1.5mm外部並且在3mm直徑以內。術語“黃斑旁區域”是指與中心凹區域緊鄰的區域,該區域大約在中心凹坑周圍1.5mm直徑之外且在3mm直徑以內。
可用於延緩近視發展速度的光學解決方案包括對視網膜圖像特徵的光學操縱,例如,在光學區域的中心和/或週邊利用同時離焦,正球面像差或正焦度的鏡片。這種設計的缺點之一是它們損害了視覺的品質。考慮到鏡片配鏡的依從性對功效的影響,視覺性能的顯著降低可能會導致更差的依從性,從而使得功效變差。因此,需要用於矯正近視和進展遲緩的設計,其不會引起與屈光力的操縱相關的視覺障礙。當前的公開內容提出了一種不利用光學散焦作為停止信號來延遲近視發展的替代性非屈光方法。本公開的實施例提出了一種替代方法,該方法通過將邊緣或發光對比度分佈人工地引入到視網膜圖像中來延緩近視的發展。希望獲得近視治療的准眼鏡配戴者的成本負擔很重,因為採用現有解決方案進行近視治療的護理標準非常昂貴。本公開通過考慮一種或多種實施方式來解決成本負擔的問題,該實施方式涉及與傳統眼鏡鏡片一起使用的非永久性廉價光學膜的實用性。
在某些實施例,還將發光對比度輪廓的時空變化引入到投影於視網膜上的圖像中,該圖像是通過與本文所公開的標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片所獲得,從而增加整個視網膜的活性,其反過來會抑制眼睛進一步生長。本公開的一個或多個實施例依賴於視網膜神經節細胞的中心-周圍結構,其對入射在視網膜上的發光形態的空間和/或時間變化產生優先回應。
在此部分中,參考將與標準單光眼鏡鏡片一起使用的一個或多個光學膜實施例來詳細描述本公開,附圖中示出並支持了一些預期的實施例。通過解釋的方式提供了與標準的單光眼鏡鏡片一起使用的一些光學膜實施例,並且不應將其解釋為對本公開範圍的限制。
關於可以共用本公開的共同特徵和特徵的幾個光學膜實施例提供了以下描述。應當理解,一個實施例的一個或多個特徵可以與可以構成附加實施例的任何其他實施例的一個或多個特徵組合。本文所公開的功能和結構資訊不應以任何方式解釋為限制性的,而應僅被解釋為用於教導本領域技術人員以各種方式採用所公開的實施例和那些實施例的變型的代表基礎。
在詳細描述部分中使用的副標題和相關主題標題僅僅是為了便於讀者參考而配置的,並且絕不應該用於限制貫穿本公開或本公開的權利要求書所描述的主題。在解釋權利要求或權利要求的範圍時,不應使用副標題和相關主題標題。
已報導過一些技術,可用於識別具有發展近視或進展性近視的風險,包括通過對以下的一個或多個因素的詢問:遺傳學,種族,生活方式,環境,過度的近距離工作等。
本公開的某些實施例針對被識別為有發展為近視或進展性近視的風險的人。迄今為止,已經提出了許多光學設計來控制眼睛的生長速度或延緩近視的發展。其中一些設計的特徵是使用了與基本處方有關的一定程度的相對正焦度。基於這種光學原理的設計會大大損害視覺品質。考慮到鏡片佩戴的依從性對功效的影響,視覺性能的顯著降低可能會促進了差的依從性,從而導致功效變差。
本公開的實施例涉及光學設計,該光學設計利用有目的地配置的光學膜或片上或內部的非屈光不透明特徵的作用,以與標準單光眼鏡片一起使用以增加視網膜神經節細胞的活性進而有助於抑制或減緩近視發展速度。本公開內容假定時空信號的視網膜編碼的主動升高對進展性近視具有保護作用。
人的視覺系統視網膜上和視網膜外的通道或通路構成。視網膜神經節細胞具有圓形的感受場,由中心啟動/周圍關閉型雙極細胞構成,反之亦然。圖1和圖2簡要描述了中心啟動/周圍關閉型的視網膜電路的工作原理。
複雜的視網膜神經節細胞電路有助於將包含視覺輸入場景的入射光內的時空資訊轉換成尖峰序列,以及通過視網膜神經節細胞軸突形成的視神經纖維傳遞到視覺皮層的活動模式。
兩組視網膜神經節細胞,即巨細胞和細小細胞,有助於對捕獲在視網膜上的入射光信號做出不同類型的回應。 巨細胞和細小細胞所承載的資訊是並行的,並且彼此獨立。巨細胞或暫態通路途徑捕獲了輸入光信號的時間特徵,例如輸入場景內的運動,變化和啟動。而細小細胞或持續通路捕獲了入射光信號的空間特徵,例如輸入場景中的圖案和形狀。
巨細胞途徑具有大的接受區域,短的潛伏期,並且利用快速傳導的軸突以短暫的方式反應。另一方面,細小細胞途徑的感受場較小,潛伏期較長,並且通過利用緩慢傳導的軸突以持續的方式作出反應。由細小細胞途徑捕獲的相對變化事件和由細小細胞途徑捕獲的灰度持續圖像幀是視覺場景的兩個高度正交代表。
鑒於眼睛生長的調節是局部的而不是全眼球性的,因此至少某些個體的巨細胞通路可能參與眼睛生長的調節或眼睛生長的穩態介導。換句話說,包含局部相對變化資訊的巨細胞視網膜神經節細胞提供了對視覺場景中的動態或時間對比度進行編碼的能力,該視覺或動態對比度可以被轉錄為開或關信號。
視覺場景的時空對比度的增加具有在視網膜神經節細胞活性中引入尖峰或短時增加的潛力;視網膜神經節細胞活性越高,對眼睛的生長抑制信號就越高。由於視網膜感受場電路的構造,以下兩個條件不能激發視網膜神經節細胞:(a)均勻照明的視網膜場景,沒有明顯的邊緣(即視覺場景中沒有空間對比); (b)場景長時間缺乏變化(即沒有時間對比)。
視網膜神經節細胞的刺激越少,激發活性越低,這反過來意味著總體上較低的視網膜活性;視網膜的無活性越大,生長抑制信號越低,導致眼睛進一步生長。啟動型和關閉型的感受場活動的時間整合的相對差異決定了眼睛的進一步生長。本公開內容假定不活動的視網膜觸發眼睛生長,而活動的視網膜抑制生長或觸發停止信號。本公開進一步考慮到,現有技術的標準單光眼鏡鏡片和/或空間均勻的視覺圖像有助於形成均勻且基本上無邊緣的視覺圖像,使視網膜處於基線狀態(即,基線或恒定的視網膜神經節細胞擊發模式),從而促進眼睛的進一步生長,從而導致更多的近視。
圖1展示了用於描述本公開的一個或多個實施例的外周中心型和周圍偏心型的視網膜感受場的工作原理。
圖1的第一和第三列突出顯示了理論刺激表示的四個實例:(a)整個視網膜感受場都沒有光(101和111); (b)在周圍光線充足的情況下,在視網膜感受場的中心區域沒有光線(102和112); (c)視網膜感受場的周圍區域沒有光線,而中央區域已完全照明(103和113); (d)視網膜感受場的中央和周圍區域都被完全照亮(104和114)。第二列和第四列展示了圖1(a)至1(d)中公開的各種相應刺激條件隨時間的擊發動作電位。
例如,當考慮到具有中心啟動周圍關閉型的視網膜感受場(即圖1的前兩列),在沒有光刺激的情況下(101),視網膜神經節細胞以基線速率發射(106)。當光僅落在外周區域(102)上而不落在中心區域上時,則在激發週期(107)期間抑制基線擊發。
當光線與中心區域重合時(103),視網膜神經節細胞的發射率處於最大值(108)。隨著光圈擴大到覆蓋中心和外周場時(104),擊發模式從其最大值減小並且更接近於基本擊發速率(109)。當考慮到中心關閉周圍啟動型感受場時(即圖1的最後兩列),在沒有光刺激的情況下(111),視網膜神經節細胞以基線速率激發(116)。當光僅落在周圍區域(112)上而不落在偏心區域上時,則視網膜神經節細胞的發射率達到最大值(117)。當光線與中心區重合時(113),在激發週期(118)期間抑制了基線發射。
隨著光線範圍擴大到覆蓋偏心場和周圍場(114),點擊模式從其最大值減小並且更接近基線點火率(119)。本領域技術人員可以理解,圖1的圖示是理論上的最佳情況,除了臺式實驗室實驗以外,在現實生活中可能難以複製。
圖2是當經受不同的刺激條件時,具有中心啟動周圍關閉型的視網膜感受場的發射模式的另一圖形說明。圖2的上半部分展示了五種不同的光刺激條件,它們描述了感受場可能遇到的某些邊緣(206)檢測場景:(i)當整個感受場位於邊緣的暗部(201)時; (ii)當周圍的一部分在邊緣的明亮側時,而外周區域的中心和其餘部分仍在邊緣的黑暗部分中(202); (iii)當外周區和中心區域的一部分在邊緣的亮側時,而中心區和外周區域的大部分在邊緣的暗斑中(203);(iv)當所有的中心區域都在邊緣的亮側上時,而一些外周區域在邊緣的暗側上(204);最後(v),當整個感受場都在邊緣(205)的亮側時。
圖2的下半部分展示了隨著時間的推移,感受場可能遇到的五個不同邊緣檢測場景(201-205)的神經節細胞激發動作電位。例如,當整個感受場位於邊緣的暗部(201)時,神經節細胞的發射速率處於基速率,如圖2的雙黑實線所示。 當一部分外周區域位於邊緣的亮側時,而中心仍位於邊緣的暗側(202),則神經節細胞的發射速率被抑制在基本速率以下。當一部分外周和中心區域移向邊緣的光亮面(203)時,擊發速率將恢復為基本速率。當整個中心區域在邊緣的光亮側,而周圍的某些部分在光暗側(204)時,點火速率達到其峰值。最後,當整個感受場都在邊緣的明亮側(205)時,發射速率朝基本速率下降,但在較高範圍上下降。感受場的周圍也影響感光體釋放的谷氨酸的量。如果周圍場是暗的,則該區域中的感光體將去極化,從而釋放更多的谷氨酸鹽。當光落在中心區域上時,至少有一部分非周圍環境經歷了相對黑暗,與周圍環境中的感光器連接的水準細胞將回應谷氨酸而去極化並釋放其自身的抑制性神經遞質,從而會進一步抑制中心光感受器,使它們釋放出更少的谷氨酸。這種情況將在視網膜神經節細胞的擊發動作電位中產生最高的響應。
當周圍存在光時,恰好相反。 感光體在周圍會超極化,從而釋放較少的谷氨酸鹽。 連接到周圍場中感光器的水準細胞將在回應中超極化,並釋放較少的抑制性神經遞質,從而產生較少的抑制性反應,使中央感光器不被抑制,甚至釋放更多的谷氨酸。 這種情況將在中心關閉型神經節接受區域中產生最高的回應。
虛擬視網膜模型
圖2展示了人眼中通道內和通道外視網膜場的理論工作模型。為了顯示與各種現實生活中的測試案例的相關性,利用虛擬的視網膜模擬平臺來演示各種實施例的工作。本文描述了所使用的虛擬視網膜平臺的操作原理和技術框架。虛擬視網膜平臺被配置為利用包括時間序列的一組視網膜圖像作為輸入,並將它們轉換成一組峰值序列或動作電位的輸出,這些峰值序列或動作電位表示視網膜的整體活動。本質上,本文利用了神經節細胞的中心周圍結構的邊緣檢測能力,該神經節細胞對進入的視覺場景的空間和/或時間變化提供優先回應。可以調整虛擬視網膜平臺框架內的幾個變數,以微調寬視野視網膜圖像的模擬,以類比現實生活中的場景。需要以下科學文章中描述的有關視網膜電路和神經生理學的一些資訊,才能執行此處公開的發明。本文全文引用由Wang,Aleman和Schaeffel撰寫並於2019年6月發表在《 Investigative Ophthalmology and Vision Science》雜誌上的科學期刊文章,題為''探究人工動態開或關刺激對抑制近視眼發展的潛能''。本文全文引用了Wohrer和Kornprobst撰寫並於2009年發表在《計算神經科學雜誌》上的另一篇文章,題為“虛擬視網膜:具有對比度增益控制的生物視網膜模型和模擬器”。此外,本文全文引用了由Cessac,Kornprobst,Kraria,Nasser,Pamplona,Portelli和Viéville撰寫並發表在2017年的《神經資訊學前沿》雜誌上的一篇名為《視網膜分析和模擬的新平臺》的科學文章
理想地,虛擬視網膜平臺的輸入視網膜源圖像應當是在個體佩戴本文公開的預期實施例之一時獲得的在人類視網膜上形成的圖像的近似表示。由於無法獲得實際的視網膜圖像,因此可以使用裝配有所公開的實施例的示意性模型眼來類比預期圖像的工作,或者,可以使用裝配有本文所公開的實施例的物理模型眼來獲得圖像。當一定範圍的屈光性示意性模型眼睛與本文公開的範圍的實施例配合時,本公開廣泛地利用先進的射線追蹤和示意性建模來獲得各種物體的虛擬視網膜圖像。對於其他實施例,可以考慮替代方法,其涉及物理或臺式模型眼的實用性以證明所公開的實施例的工作。建立的虛擬視網膜處理模型被用來描述本公開的各種眼科鏡片實施例的工作。
圖3表示虛擬視網膜模型的全域結構的流程圖,該虛擬視網膜模型被用作描述本文所公開的各種實施例的內部工作的平臺。該模型改編自Wohrer和Kornprobst的工作,該論文發表為同行評議論文,標題為“虛擬視網膜:具有對比度增益控制的生物視網膜模型和模擬器”。虛擬視網膜模型的擬似三層體系結構(圖3)有助於實現連續的時空圖,這些圖連續地傳輸和轉換視覺場景中出現的輸入信號。傳入的視網膜信號的亮度曲線為L(x,y,t);其中,在時間點(t)為視網膜的每個空間分離點或圖元(x,y)定義亮度。
對於用於描述本公開的實施例的所有類比,將輸入的視覺場景數位化以具有介於0和255之間的表示8位灰度級的強度。但是,也可以使用強度介於0到1023,或0到4095,或0到65535之間的輸入圖像分佈表示10位元,12位或16位灰度級。本公開的其他實施例的示例。虛擬視網膜細胞的後續層被建模為由本文描述的一組數學方程驅動的空間連續體。
如從圖3的圖表所指出的,虛擬視網膜模型的第一階段包括在外部叢狀層中處理輸入信號,該外部叢狀層涉及感光體和水準細胞。在第一階段,基於本文參考的Wohrer和Kornprobst的教導,一個簡單的時空線性濾波器用於將輸入序列L(x,y,t)分解為光感受器中心回應C(x,y,t)和水準環繞單元的回應 S(x,y,t)。此外,在外部叢狀層濾波器中利用回應C(x,y,t)和S(x,y,t)定義帶通勵磁電流IOPL(x,y,t),然後將其饋送到 模型第二階段的雙極細胞。使用可變回饋柵極並聯電導gA(x,y,t)將暫態非線性對比度增益控制應用於雙極性層VBP
(x,y,t),從而產生勵磁電流IGANG
(x,y,t)。
在第三階段,控制雜訊的集成和發射細胞模型的離散方程組有助於將IGANG
(x,y,t)轉換為用於評估視網膜神經節細胞活動的尖峰序列。可以使用一對一連接或使用接收到的興奮性電流的突觸池對尖峰進行建模。為了近似發生在視網膜各層中的信號變換,在模型的不同階段使用了多個線性濾波器。為了簡化計算的複雜性並最大程度地減少大的計算效率低下,同時保持與現實世界的相關性,在模型中進行了一些假設以描述本公開的實施例的工作。本公開不限於描述實施例的工作的虛擬視網膜模型,並且對公開的模型的修改和用於設計或驗證的替代模型的使用被認為是在本發明的範圍內。在出現在外叢狀層的虛擬視網膜模型的第一階段,雙極細胞從感光細胞C(x,y,t)和水準細胞S(x,x,y)接收到的電流IOPL
(x,y,t) y,t)獲得為:
等式1: |
等式2: |
等式3: |
在等式1中,C(x,y,t)代表與感光體相關的中心信號; S(x,y,t)代表與水準像元關聯的環繞信號。光導過程被建模為部分瞬態線性核級聯,其具有由臨時瞬態濾波器TωU , τU
調製的指數時間低通核EτS
和伽馬指數級聯EηC , τC
。等式2中的符號C表示對中心信號的核運算,U表示下沖,等式3中的S表示對環繞信號的核運算。等式2中的函數GσC
涵蓋了感光體之間的間隙連接的空間模糊。等式3中的函數GσS
涵蓋了水準單元之間的耦合間隙連接的空間模糊。式2和式3中的符號(t *)表示時間卷積。符號((x,y)¦ *)表示空間卷積。自此以下,在本公開中使用符號來表示時間和空間卷積。常數λOPL
是中心環繞濾波器的總增益;而wOPL
是中心和環繞信號的相對權重。虛擬視網膜模型的第二階段中的對比度增益控制操作描述了視覺輸入場景的局部對比度對視網膜的電信號傳遞屬性的影響,該屬性本質上是非線性的和動態的。基於雙極性單元級的非線性反饋回路的對比度增益控制可描述為:
等式 4: |
等式5: |
等式6: |
在等式4、5和6中,gA
表示雙極細胞膜中的可變洩漏,可以使用靜態函數QVBP
啟動它。 洩漏決定了在該級別上電流積分的增益,其中gA
對VBP
的演變有分裂作用。 在這些模型中,gA
動態依賴於時間尺度為τA且空間範圍為σA的雙極細胞所考慮的值。
虛擬視網膜模型的第三階段涉及從雙極細胞的活動中產生視網膜神經節細胞的尖峰序列。 對雙極性信號VBP
進行整流並接收其他時空整形,以在神經節細胞IGANG
(x,y,t)上產生激勵電流,如公式7和8所述。
等式 7: |
等式8: |
Wohrer和Kornprobst提出的模型使用經驗公式來類比從雙極型細胞到中心周圍神經節細胞電流過渡的信號整形。這些模型適於證明本文公開的一個或多個實施例的工作。該模型建議使用多個變數,以便在功能上再現從另一個生物學上可行的模型獲得的預期回應,如方程式7和8所述。參數ε取兩個輸入值-1和+1,其中a負值表示神經節外細胞活性,正值表示神經節上細胞活性。使用靜態非線性函數N(V)對雙極性層信號進行整流;其中,參數λG
和具有減小的電流的大小。是神經節細胞的線性閾值。 Masmoudi,Antonini和Kornprobst在題為“通過眼睛傳輸圖像:視網膜被視為抖動的可擴展圖像編碼器”的論文中提出了一些其他模型:《影像處理》,第28卷,2013年,其全部內容併入本文。
從IGANG
(x,y,t),一系列雜訊洩漏積分和發射神經元(nLIF)產生一組輸出尖峰。在真實的視網膜中,通過內部叢狀層的突觸結構促進了電信號的其他複雜轉換,這是雙極細胞,無長突細胞和神經節細胞之間突觸相互作用的場所。為了建模以證明本公開的實施例的效果,在一些示例中,忽略了無長突細胞和雙極細胞之間的複雜的突觸關係,以代替計算效率。
在一些其他示例中,如本文所公開的,考慮了水準細胞與雙極細胞,無長突細胞和雙極細胞之間相互作用的複雜性中的一種或多種。模型的進一步擴展以包括外部和內部叢狀層相互作用的各種其他合理的組合,以描述本公開的預期的眼科鏡片實施例的工作,這被認為在本發明的範圍內。
當達到閾值(Vn
)(t)= 1且在不應期(Vn
)(t)= 0時,標準nLIF模型會出現尖峰。 其中(ηυ
)(t)是噪音源,可以將其添加到尖峰生成過程中,以重現真實神經節細胞的變異性。
為了模擬視網膜神經節細胞層的尖峰,使用以下參數在模型中定義了虛擬視網膜,這些參數提供了相對的生物學合理性和適應性的複雜程度。圖4的以下示例建立用本文描述的某些特定視網膜參數配置的,在本公開的段落[0075]至[0089]中描述的虛擬視網膜模型的有效性。
在此示例中,將一系列50個圖像幀(每個尺寸為512×512圖元)配置為圖像蒙太奇,以用作虛擬視網膜模型的輸入源。視頻輸入流的奇數幀由深色背景上的中央圓形暗區組成(401),而偶數幀由白色背景上的中央圓形暗區組成(402)。在該示例中,將每個幀配置為顯示50毫秒,這說明了虛擬視網膜模型的2.5秒即時刺激顯示。對於視頻輸入流的奇數和偶數幀,中央圓形區域的直徑配置為大約50個圖元,相當於中心凹的0.5°角向對角。輸入流中每個圖元的位元深度被數位化,範圍從0到255(即8位)。配置視頻輸入流的角度對向,以使每個幀在模型視網膜的中心凹區域對向大約5°×5°。當將輸入圖像流呈現在虛擬視網膜上時,使用兩個模擬測試條件來計算視網膜神經節細胞的活動。模擬是在兩種不同的細胞極性下進行的:開和關模式。通過從虛擬視網膜模型的神經節細胞層發出的刺突活性來測量視網膜活性。每種測試條件的峰值活動表示為每個束的平均神經元峰值序列,並表示為周圍刺激的長條圖表示,顯示了平均峰值速率隨時間的變化。第一測試條件包括一個神經元束(403),其位置使得視頻輸入流的中心與圓形神經元束的中心重合。第二種測試條件包括七個圓形神經元束(404),它們以六邊形模式放置,其中一個束位於視頻輸入流的中心,其餘六個束沿周向排列,以使圓周直徑大約為2.5°×2.5°在模型視網膜的中心凹區域上。另外,為了演示虛擬視網膜平臺的工作原理,在此示例中,外部叢狀層配置為具有一個中心區域,該中心區域對向大約1.5°(即,等式2的σC),而一個周圍區域對向大約4.75°(即,對等式)公式3的σS)。外部叢狀層的中心和周圍時間標度設置為大約1毫秒,分別表示等式2和3的變數τC和τS。如本文的等式1中所述,控制積分中心環繞信號的變數被選擇為wOPL
= 1和λOPL
= 10。
鑒於在圖4的示例中考慮的輸入圖像刺激特性的簡單性,在計算尖峰序列和尖峰速率分析時,使對比度增益控制機制和無長突細胞的橫向連通性的選項靜音。從Wohrer和Kornprobst改編了雙極和神經節細胞突觸的靜態非線性係數,其中雙極線性閾值設置為0,線性閾值保持恒定為80,雙極放大值保持為100。還從Wohrer和Kornprobst改編了神經元模型,其中對於圖4、5和6中描述的示例,考慮了0.75的洩漏,20的神經元雜訊,150的膜電容和2.4的放電閾值。突觸後合併Sigma變數被忽略了。
為了證明本公開的一個或多個實施例的工作,雙極和神經節細胞突觸的靜態非線性係數可以與用於圖4的示例的靜態非線性係數不同。例如,在一些實施例中,雙極線性閾值可以為至少2,至少5,至少10或至少15。為了說明本公開的一個或多個實施例的工作,線性閾值可以是至少30,至少60,至少90或至少120。為了證明本公開的一個或多個眼鏡片實施例的工作,雙極放大值可以是至少50,至少75,至少125或至少150。
為了證明本公開的一個或多個實施例的工作,可以將神經元模型的洩漏設置為至少0.25,至少0.5,至少1或至少1.25的值。為了證明本公開的一個或多個眼鏡片實施例的工作,可以將神經元雜訊設置為至少10,至少25或至少50。為了證明本公開的一個或多個實施例的工作,神經元的激發閾值可以被設置為至少1.2,至少2.4或至少3.6。在用於描述將與本公開的標準單光眼鏡鏡片結合使用的光學膜片或片材實施例的工作的各種其他示例實施例中,可以想到具有不同複雜度的各種配置,如本文所述等式1至9中描述的。
公開實施例的非屈光不透明特徵
由於在時間域中視網膜通路進入通道內和通道外的排列,所以視網膜神經元主要對視覺場景範圍內的快速增加的亮度(開型細胞)或降低的亮度(閉型細胞)作出反應。在空間域中視網膜感受場以圓形圖案排列在中央和外周區域,反之亦然。視網膜細胞的這種佈置允許在維持足夠的空間和/或時間解析度的同時優化利用視網膜電路,以實現期望的視覺處理。在視網膜平面處捕獲的視覺場景中明確缺乏空間和/或時間變化會導致視網膜神經節細胞興奮性差和視網膜活性差,或者假定視網膜不活動或視網膜活動不足會觸發眼睛生長。本公開的某些實施例針對處於發展近視或進展性近視的風險的人。
本公開的一個或多個實施例依賴於以下假設:在整個視網膜上明確缺乏明顯的邊緣,隨時間變化的不同邊緣或空間發光對比度分佈圖,或隨時間變化的空間發光對比度分佈圖,可能會造成影響趨向于類似於其基線狀態的視網膜神經節細胞活性,換句話說,是基本上無活性的視網膜。
所有感受場的輸出可被積分,反映了視覺環境的相對輸入和斷開輸入強度。假設了開和關型的感受場的活性在時間上的相對差異決定了進一步的眼睛生長。本公開內容假定不活動的視網膜觸發眼睛生長,而活動的視網膜抑制生長或觸發停止信號。
本公開進一步設想了現有技術的標準單光眼鏡片和/或空間均質的視覺圖像有助於形成均質且基本無空間邊緣的視覺圖像,使視網膜處於基線狀態(即,基線或視網膜神經節細胞的持續發射模式基線),從而促進眼睛的進一步生長,導致更多的近視。在本文公開的一種或多種公開的實施方案設計中發現以下一種或多種優點。
與標準單光眼鏡鏡片一起使用的光學膜或片,其提供停止信號以延遲佩戴者的眼睛的生長速度或停止眼睛的生長速度或屈光不正狀態的增加。通過使用多個非屈光特徵將邊緣或增強的發光空間對比度輪廓或增強的時間對比度輪廓人工引入到通過光學膜或片的預期設計特徵配置而產生的視網膜圖像中,從而基於視網膜活動的增強來形成眼睛。在一些示例中,光學膜可以被永久地附接到標準單光眼鏡鏡片,而在其他示例中,光學膜可以被非永久地配置以獲得附加的優點,如本文所公開的。
本公開的一個明顯的不同,是基於光學膜或片的裝置或方法的效用,其不僅僅基於離焦,像散或正球差的光學操縱,所有這些都是現有技術並且受到損害可能會導致佩戴者的視覺性能下降。以下示例性實施例涉及與標準單光眼鏡鏡片結合使用的通過光學膜或片來修改入射光的方法,該標準單光眼鏡鏡片可以利用視覺通路上和視覺通路外對眼睛生長和近視進展的選擇性作用,從而,將標準的單光眼鏡片轉換為單光近視管理眼鏡片。
本發明的另一個明顯的優點是提供一種輔助系統,方法和裝置,該輔助系統,方法和裝置可方便地與佩戴者可能具有的多副眼鏡鏡片一起使用。本公開的另一個單獨的優點是為眼鏡佩戴者提供經濟上有利的近視管理選擇。以下示例性實施例針對通過與標準單光眼鏡結合使用的光學膜或片來修改入射光的方法,該標準單光眼鏡通過人工地將不均勻性引入視網膜中,通過刺激視網膜上的通路來提供增加的視網膜神經節活性。視覺圖像,以及通過創建或增加矯正眼睛的視網膜平面上的發光對比度輪廓(即人造邊緣)。這可以通過使用形成光學膜或片內的多個孔,區域或區域的邊界的基本非屈光不透明特徵來實現。
簡而言之,與標準單光眼鏡鏡片一起使用的在光學膜或片內的預期的多個孔,非屈光域或非屈光區的使用可提供增加的活動性。 當光穿過與標準單光眼鏡片結合使用的光學膜或片時,通過刺激由人工引入的空間邊緣輪廓激發的開和/或關路徑來刺激視網膜神經節細胞。 時空信號的視網膜編碼的活躍上升被假定為阻止近視進展的減慢。 此外,這種使用與標準單視眼鏡鏡片一起使用的在光學膜或片內的興奮性區域,非屈光區域或多個孔,可以提供時間對比度的變化,並通過本文公開的眼球運動來補足。
光學膜的實施方式
由於無法在真正的視網膜上捕捉到所形成的圖像,因此可以使用各種替代措施來測量視網膜活動。所公開的實施例中的一個或多個可以在結構和/或功能上表徵。通過檢查光學膜或片內配置的非屈光不透明特徵來執行結構表徵;光學膜結合單光眼鏡鏡片的功能特性可以通過使用模型眼來實現。示出並建模了各種光學膜或片的實施方案,以證明與單光光學形態結合使用的非屈光不透明特徵提供了視網膜神經節細胞活性的增加,其通過替代措施來測量。虛擬視網膜平臺的平均視網膜神經節細胞突增率,可模擬佩戴者眼睛的表現。圖7展示了用於矯正近視的標準眼鏡,在左眼鏡鏡片的基本上整個表面區域上施加了光學片或膜,以將所述標準成對單光眼鏡轉換或轉換為近視管理眼鏡,其中在此描述了分配光學片或膜的方法。圖7的左側部分展示了成對標準的單光眼鏡鏡片700,其具有右鏡片(701)和左鏡片(702),可用於矯正具有或不具有散光的近視屈光不正。
圖7的右側部分展示了包括光學膜或片的示例性實施例,該光學膜或片被設計為基本上覆蓋了由虛線示出的左鏡片702;其中光學膜或片703被配置為具有橫跨光學膜或片的基本平光焦度705,並且其中非屈光不透明特徵706被配置為使得它們落在眼鏡片的左鏡片的中心區域中。在該示例中,當與標準單光眼鏡結合使用時,光學膜的區域705不賦予任何附加的光度或影響屈光度。
可以使用膜的704部分剝離光學膜或片,以將其放置在眼鏡鏡片上。在該示例中,配置有非屈光不透明特徵(706)的光學膜實施例(703)包括網格圖案,該網格圖案包括4條水平線和4條垂直線。位於眼鏡鏡片實施例的中心的柵格圖案跨越高度和寬度約25mm。在一些示例中,配置有本發明的非屈光不透明特徵的光學膜或片包括粘合劑背襯,以將光學片或膜粘合到標準單光眼鏡鏡片。粘合劑背襯可以是可剝離的,自粘的或任何其他合適的粘合劑手段,以將光學膜或片粘合到標準單光眼鏡鏡片上。
本文描述了與佩戴者自己的眼鏡鏡片一起使用的所公開的光學膜或片的示例性使用方法。例如,佩戴者自己的眼鏡鏡片和/或鏡架的形狀可以由眼視光醫生或配鏡師或任何其他受過訓練的專業人員來跟進,以確定光學膜或片的形狀和尺寸,需要遵守此處披露的護理方案。例如,根據當前公開內容,然後可以將光學膜或片切割或沖切,以基本匹配其眼鏡框架或鏡片的痕跡形狀。然後,可以以成套或套裝工具的形式分發成單獨定制的薄膜或薄片,該成套或套裝工具包括了在光學薄膜或薄片內配置的一個或多個非屈光不透明特徵的形狀,設計和位置的各種排列和組合,如圖7所示。
將眼鏡設備套件與光學膜和/或片一起使用的示例性方法包括以下步驟:(i)測量佩戴者自己的眼鏡和/或鏡架的形狀和尺寸以確定形狀和尺寸光學膜; (ii)切割或沖切非永久光學膜,使其與眼鏡鏡片或鏡框的形狀基本匹配; (iii)以套裝或套件的形式分配,該套裝或套件包括多對切割或沖切的單獨定制的光學膜對,該光學膜對包括所需非屈光不透明特徵的尺寸,形狀,設計和位置的各種排列和組合配置在光學膜或片內; (iv)提供一套說明以符合特定的護理方案。在一些其他示例中,光學膜或片可以被構造成具有至少兩個或三個不同的非屈光不透明特徵。
圖8展示了不按比例的示例性光學膜或片實施方案的正視圖,其具有光學膜直徑(802)和預期設計的多個非屈光不透明特徵(803)。可以使用801部分將光學膜剝離,從而將其放置在單光眼鏡上。在該示例性示例中,光學膜直徑為大約25mm,並且非屈光不透明特徵以光學區域內的多個圓形孔的邊界的形式佈置,並且每個直徑大約為1mm。
以多個圓形孔的形式佈置的非屈光不透明特徵(803)可以被配置為在完全不透明和基本上不透明之間。例如,非屈光不透明特徵的透射性質,在該示例中為多個圓形孔的邊界,可以被配置為使得入射在非屈光不透明特徵上的光的> 85%被吸收或不透射。圖8中考慮的多個圓形孔,即非屈光不透明特徵的邊界的寬度約為50μm(804)。 相對于本文描述的光學膜的尺寸被放大,以證明並改善其特徵的易讀性。缺少預期的非屈光不透明特徵的光學膜的其餘部分,包括多個孔內的透明區域,具有平光焦度。在光學膜的主要部分內使用平光度數為佩戴者提供了視覺性能,該視覺性能基本上類似于用單光眼鏡鏡片獲得的性能,這是本公開相對于現有技術的另一優點。
圖9展示了不按比例的另一示例性光學膜或片實施方案的正視圖,其具有光學膜直徑(902)和預期設計(903)的多個相連的六邊形非屈光不透明特徵。可以使用901部分將光學膜剝離,從而將其放置在單光眼鏡上。
在該示例性示例中,鏡片直徑為大約25mm,並且以光學區域內的多個六角形孔的邊界的形式佈置的非屈光不透明特徵各自的最大直徑均為大約1mm。以多個六角形孔(903)的形式佈置的非屈光不透明特徵可以被配置為在完全不透明或半透明之間。例如,透射特性可以被配置為使得入射在非屈光不透明特徵上的光的> 90%被吸收或不被透射。圖9中設想的多個六角形孔的邊界寬度,即非屈光不透明特徵,約為25 µm(904)。相對于本文所述的光學膜或片的尺寸放大以證明並改善特徵的易讀性。非屈光不透明特徵的光學膜的其餘部分,包括多個孔內的透明區域,具有平光度數。
在又一個光學膜或片的實施方式中,可以佈置多個非屈光不透明特徵,作為多個圓形,半圓形,橢圓形或六邊形或任何其他多邊形的孔的邊界;其中多個至少包括2、3、5、7、9、12或15個非屈光不透明特徵。
在一些其他光學膜或片的實施方式中,以多個多邊形孔的邊界的形式佈置的非屈光設計特徵的數量可以在4與7之間,或3與9之間,或2與12之間,或3到15之間。在一些實施例中,以多個孔的邊界的形式佈置的非屈光設計特徵可以是分開的,而在其他實施例中,它們可以鄰接或結合。
在一些其他實施例中,光學膜或片內的預期設計特徵的邊界可以是不透明的,並且在一些其他實施例中,預期設計特徵的邊界可以是半透明的。
在一些實施例中,邊界或設計特徵的寬度在多個孔上可能不是恒定的。在本公開的一個實施例中,多個孔的形狀也可以不同。
圖10展示了不按比例的另一示例性光學膜或片實施方案的正視圖,其具有預期設計的光學膜直徑(1002)和多個非屈光不透明特徵(1003)。可以使用1001部分將光學膜剝離,從而將其放置在單光眼鏡上。在該示例性示例中,光學膜直徑為大約25mm,並且構造為線段或條紋的非屈光不透明特徵的長度為大約2mm。這些非屈光不透明特徵(1003)可以是基本不透明的;其中入射在非屈光不透明特徵上的光的95%未被透射或吸收。圖10中考慮的非屈光不透明特徵(1004)的寬度大約在25μm和50μm之間,僅在圖中放大以示出相對于本文所述的光學膜或片的尺寸的特徵。在優選實施例中,非屈光不透明特徵的最大寬度不超過100μm,150μm或200μm,以避免對解析度特性產生不必要的後果。
在該示例中,非屈光不透明特徵的光學區域的其餘部分(包括多個線段或條紋內的透明區域)具有平光度數。圖11未按比例繪製展示了具有光學膜直徑(1102)和非屈光不透明特徵(1103)的另一示例性光學膜或片的實施方案的正視圖。可以使用1101部分將光學膜剝離,從而將其放置在單光眼鏡上。
在該示例中,光學膜直徑為大約25mm的直徑,並且該實施例的預期設計特徵為柵格圖案,其位於光學膜的中心,其高度和寬度跨越大約10mm。這些格線(1103)的邊界可以被配置為完全不透明或基本不透明。圖11中考慮的非屈光不透明特徵(1104)的寬度大約在50μm至100μm之間,僅在圖中放大以示出相對于本文所述的光學膜或片的尺寸的特徵。
圖11的實施例也可以以其他變型來配置,例如,光學區域內的預期的非屈光設計特徵的寬度可以是至少5μm,10μm,20μm,30μm,40μm或50μm。圖11的實施例還可以被配置為其他變型,例如,光學膜內的預期的非屈光設計特徵的寬度可以在5至15μm,15至25μm或10至50μm之間。在圖11的實施例的優選變型中,非屈光不透明特徵的最大寬度,即形成網格圖案的線的寬度,不超過150μm,200μm或250μm,以避免對眼睛解析度特性的不必要的後果
在其他實施例中,可以將預期的非屈光設計特徵定位在位於光學膜的週邊中。在又一個光學膜或片的實施方案中,形成柵格圖案的細線或條紋的數量可以至少為5、9、15或25。在某些其他光學膜或片的實施方案中,形成網格圖案線或條紋的設計特徵數量可以在5到9之間,或者在9到15之間,或者在9到15之間,或者在5到25之間。另外也可以把曲折線設計為至少3mm,6mm,9mm或12mm的長度穿過光學膜或片。
在又一個光學膜或片的實施方案中,一個或多個條紋可以以對稱或隨機的方式佈置,它們可以以光學膜或片的幾何中心為中心或偏心。條紋也可以由直線或曲線組成,它們可以相互接觸或交叉,或者全部獨立放置,或組合使用。條紋的寬度和長度可能會有所不同。對於放置在標準單光眼鏡的左右鏡片上的光學膜,可能會有不同的圖案。
在又一個光學膜或片的實施方案中,光學膜內的預期設計特徵(即,多個條紋或莫爾圖案)可以彼此分開來設置。在又一個實施例中,可以將所構想的多個非屈光不透明特徵配置為彼此相鄰或交錯。
圖12未按比例繪製展示了光學膜直徑為1201的三個另外的示例性光學膜或片實施方案的正視圖。這三個示例性光學膜或片實施方案的正視圖展示了三種預期的非屈光性設計功能(1203a,1203b和1203c)。在該示例中,非屈光設計特徵(1203a)是預期的莫爾圖案的代表性示例,該莫爾圖案被配置為遠離光學膜或片實施例的幾何中心。
非屈光設計特徵(1203b)展示了跨光學膜的預期曲線圖案的另一種表示;呈螺旋狀。非屈光設計特徵(1203c)展示了以光學膜或片的幾何中心為中心的孟菲斯圖案。設計特徵的寬度在5至150μm的範圍內,圖中基本不透明的特徵被突出顯示以示出相對于本文所述的光學膜或片的尺寸的特徵。在又一個光學膜或片的實施方案中,設計的特徵(即,多個非屈光條紋或莫爾條紋)可以包含在光學膜的中心1、5、10、15、20或25mm內。在又一個光學膜或片的實施方式中,設計特徵(即,多個非屈光條紋或莫爾條紋)可以被包含在光學膜或片中心的1mm與5mm之間,5mm與10mm之間,1mm與15mm之間或5mm至25mm。在又一個光學膜或片的實施方案中,光學膜內的預期設計特徵(即,多個條紋或莫爾圖案)可以彼此分離。在又一個實施例中,可以將所構想的多個非屈光不透明特徵配置為彼此相鄰或交錯。在某些光學膜或片的實施方案中,光學膜內的預期設計特徵(即,多個條紋或莫爾條紋)的寬度可以為至少5μm,10μm,20μm,30μm,40μm或50μm。在某些光學膜或片的實施方案中,光學膜內的預期設計特徵的寬度可以在5至15μm,15至25μm或10至50μm之間。在一些其他實施例中,光學膜內的預期設計特徵的邊界可以是不透明的,但是在一些其他實施例中,預期設計特徵的邊界可以是半透明的。在一些實施例中,設計特徵的寬度在多個非屈光不透明特徵上可能不是恒定的。
圖13未按比例繪製展示了示例性光學膜或片的正視圖,具有光學膜直徑(1302)和多個非屈光不透明特徵(1303),所述非屈光不透明特徵包括結合的圓形非屈光不透明特徵。圓形孔的總數為7。包括多個孔的非屈光不透明特徵的總尺寸的直徑約為3.75毫米。每個孔的尺寸約為直徑1.25毫米。每個孔的邊界寬度大約為100 µm(1304)。非屈光的不透明特徵相對於光學膜或片的其他特徵被放大,以用於識別和易讀。光學膜的沒有示例性實施例的非屈光不透明特徵的部分的其餘部分被配置為具有平光度數。可以使用1301部分剝離光學膜,從而將其放置在單光眼鏡片上。
圖14未按比例繪製展示了具有光學膜直徑(1402)和包括點圖案(1403)的多個非屈光不透明特徵(1403)的示例性光學膜或片的正視圖,包括以六邊形排列排列的多個點,點的總數為7。每個點圖案的總尺寸的直徑約為4毫米。點圖案中每個點的尺寸約為200 µm(1404)。非屈光的不透明特徵相對於光學膜或片的其他特徵被放大,以用於識別和易讀。光學膜的沒有示例性實施例的非屈光不透明特徵的部分的其餘部分被配置為具有平光度數。可以使用1401部分剝離光學膜,從而將其放置在單光眼鏡上。圖15未按比例繪製展示了示例性光學膜或片的正視圖,具有光學膜直徑(1502)和多個非屈光不透明特徵(1503),所述非屈光不透明特徵包括條或粗線的隨機圖案(1503) ,包括多個條。條的總數為7。條的隨機圖案的總尺寸為直徑大約4毫米。隨機橫條圖案中每個條形的尺寸大約在50 µm x 1.25 mm(1504)之間。非屈光的不透明特徵相對於光學膜或片的其他特徵被放大,以用於識別和易讀。光學膜的沒有示例性實施例的非屈光不透明特徵的部分的其餘部分被配置為具有平光度數。可以使用1501部分剝離光學膜,從而將其放置在單光眼鏡片上。
圖16不按比例展示了示例性光學膜或片的正視圖,其具有光學膜直徑(1602)和以螺旋圖案佈置的多個點狀非屈光不透明特徵(1603)。螺旋臂的總數為6。螺旋圖案的總尺寸為直徑大約6毫米。螺旋圖案內每個點的尺寸大約在50 µm(1604)之間。非屈光的不透明特徵相對於光學膜或片的其他特徵被放大,以用於識別和易讀。光學膜的沒有示例性實施例的非屈光不透明特徵的部分的其餘部分被配置為具有平光度數。可以使用1601部分剝離光學膜,從而將其放置在單光眼鏡片上。
圖17不按比例展示了示例性光學膜或片的正視圖,其具有光學膜直徑(1702)和以隨機圖案佈置的多個條紋狀非屈光不透明特徵(1703)。圖案的總尺寸的直徑約為5毫米。隨機圖案中每個條紋的尺寸大約在50 µm(1704)之間。
非屈光的不透明特徵相對於光學膜或片的其他特徵被放大,以用於識別和易讀。光學膜中沒有示例性實施例的非屈光不透明特徵的其餘部分被配置為具有基本平光度數,或者基本沒有光度。可以使用1701部分將光學膜剝離,從而將其放置在單光眼鏡片上。圖18展示了不按比例的示例性光學膜或片的正視圖,該光學膜或片具有光學膜直徑(1802)和多個正方形孔口,作為正方形網格圖案佈置的非屈光不透明特徵(1803)。在圖案(1803)內設計的孔的總數約為16個。圖案的總尺寸約為直徑3 x 3毫米。線的寬度或方形孔的邊界形成大約在50 µm(1804)之間。非屈光的不透明特徵相對於光學膜或片的其他特徵被放大,以用於識別和易讀。光學膜的沒有示例性實施例的非屈光不透明特徵的部分的其餘部分被配置為具有平光度數。可以使用1801部分將光學膜剝離,從而將其放置在單光眼鏡片上。
圖19展示了具有不同的非屈光不透明特徵的光學片或膜的陣列,所述光學片或膜封裝在套裝內多個子集中。例如,圖19的組A包括許多圓形光學膜,其中每個膜都配置有如圖1203c所述的孟菲斯圖案。組B,C和D中的光學膜分別具有如圖15、18和10所示的非屈光不透明特徵。每組中的光學膜的直徑在3毫米至30毫米之間變化。在一些示例中,光學膜可具有至少200平方毫米,400平方毫米,800平方毫米,1200平方毫米,1600平方毫米,2400平方毫米或2800平方毫米的表面積。在一些其他示例中,光學膜可以具有至少20平方毫米,50平方毫米,75平方毫米,100平方毫米或150平方毫米的表面積。
圖20顯示了示意圖,該圖描繪了用現有技術的標準單視鏡(1702)進行矯正,以可見光(例如555 nm)和平光0 D的入射光( 2000)從廣角視場(2001)進入-3 D近視模型眼睛,當眼睛使用現有技術的標準單光鏡(2002)時,在中心啟動周圍關閉或中心關閉周圍啟動的電路(2003)記錄的視網膜神經節細胞活動顯示得很少視網膜活動或基本活動的視網膜活動。開型和閉型感受場的活性的時間整合的相對差異決定了眼睛的進一步生長。本公開內容假設不活躍的視網膜觸發眼睛生長,而活動的視網膜減少生長或觸發停止信號。本公開進一步預期以現有技術的標準單光眼鏡鏡片和/或空間均勻的視覺圖像有助於形成均勻且基本上無邊緣的視覺圖像,從而使視網膜處於基線狀態(即,基線或視網膜神經節細胞恒定的發射模式),從而促進進一步的眼睛生長,從而導致更深的近視。
圖21展示了示意圖,該示意圖描繪了以可見波長例如為555 nm和平光0 D的可見光的入射光束從廣角視場(2101)進入-3 D近視模型的眼睛(2100),用與本文公開的標準單光眼鏡片(2102)結合使用的示例性光學膜或片實施方案(1804)之一進行矯正。
光學膜內的非屈光不透明特徵被配置為正方形網格圖案,如圖18所示。當眼睛移動到位於標準單光眼鏡鏡片(2102)上的示例性實施例(2104)後面時,中心啟動周圍關閉或中心關閉周圍啟動的電路(2103)演示或顯示出與基線狀態相比在視網膜上的活動增加。為了說明這情況,在圖20和21中選擇了簡單的模型眼,但是,在其他實施例中,可以替代地使用諸如Liou-Brennan,Escudero-Navarro等的示意性射線追蹤模型眼。本文提供的實例已經使用-1D近視模型眼來公開本發明,但是相同的公開可以擴展到其他近視度數,即,-2D,-3D,-5D或-6D。此外,可以理解的是,可以結合散光來伸延到具有不同程度的近視的眼睛。在實施例中,參考了555nm的特定波長,但是應當理解,可以將延伸範圍擴展到420nm至760nm之間的其他可見波長。與標準單光眼鏡片結合使用的各種示例性光學薄膜或片材實施方案的建模表明,所考慮的非屈光不透明特徵可增加視網膜神經節細胞的活性,這可通過使用該鏡片獲得的平均視網膜尖峰率的增加來衡量。本文公開的虛擬視網膜平臺。在其他實施例中,可以考慮對視網膜神經節細胞活性進行各種其他替代測量,例如,檢查所選擇的神經元束的刺突分析。
原理性眼睛和類比的視網膜圖像
高級示意性模型眼睛可用于計算本文公開的一個或多個示例性實施例的廣域類比視網膜圖像和廣域光學性能。在下表1中提供了用於獲得視網膜圖像的示意性模型眼的通用處方,該視網膜圖像用於模擬本公開的實施例執行的虛擬視網膜平臺的輸入。以證明利用本公開的實施例獲得的所描述的效果。這應該被認為是獲得視網膜圖像以促進對本文所述的虛擬視網膜平臺執行的視網膜處理模擬的許多方法之一。
所使用的示意性模型眼睛的通用參數基於表1中列出的處方。在此示例中,表1的通用處方為具有屈光不正且近視為-1 D的近視眼示意性模型眼,沒有任何散光(Rx:-1 D),其配置為處於調節1D的狀態,其中模型的遠距離處方 眼睛的瞳孔直徑定義為6 mm,主波長為589 nm。
表1:示意性近視模型眼的處方,其屈光度處方為-1 D,處於在1D調節。
表面類型 | 注釋 | 半徑 (毫米) | 厚度 (毫米) | 折射率 | 半直徑 (毫米) | 視錐常數 |
標準 | 初始 | 不限 | 5 | 4 | 0 | |
標準 | 角膜前部 | 7.75 | 0.55 | 1.376 | 5.75 | -0.25 |
標準 | 角膜後部 | 6.4 | 3 | 1.334 | 5.5 | -0.4 |
標準 | 瞳孔 | 不限 | 0.45 | 1.334 | 5 | 0 |
標準 | 晶體前面 | 9.34 | 3.8 | 1.423 | 4.5 | -3.2 |
標準 | 晶體後面 | -6.25 | 16.92 | 1.334 | 4.5 | -4.101 |
標準 | 視網膜 | -12 | 0 | 10 | 0 |
在本文公開的各種其他示例實施例中,可以考慮進行各種修改以評估本文描述的其他光學膜或片實施例的性能。此外,可以將示意性模型眼的各個參數(例如,角膜前,角膜後,角膜厚度,晶體前,晶體後,晶體厚度,眼介質的折射率,視網膜曲率或它們的組合)更改為演示本公開在具有或不具有散光的各種近視水準中的工作,並且用於在其放鬆和調節狀態下對各種近視眼進行建模。為了在裝配有本公開的實施例時使用示意性模型眼獲得廣域類比的視網膜圖像,考慮到圖像的非線性投影,將源影像檔與跨越期望視場的點擴展函數陣列進行卷積。如本文所公開的,將視覺場景變成廣角示意性眼睛。在圖22、23和24中展示了用於描述實施例的工作的視覺場景的三個源影像檔(2201、2301和2401)。
利用以圓形圖案佈置的神經元束(2202、2302和2402)對虛擬視網膜建模。第一圖像(2201)代表在白色背景螢幕上的行動電話螢幕顯示,其中源場景的對角線被配置為在50 cm的觀看距離處捕獲15度視野。第二圖像(2301)代表在白色背景螢幕上的行動電話螢幕顯示,其中源場景的對角線被配置為在1米的觀看距離處捕獲15°的視野。第三源圖像(2401)示出被配置為在6米觀看距離處對向5度的8位元灰度級Lenna圖像。在一些其他示例中,三個視覺場景(2201、2301和2401)的源影像檔可以被配置為對著視網膜視野的5、10、15或20°,以描述本文所公開的各種實施例的性能。點擴展函數陣列將針對修改後的影像檔中的每個圖元進行插值。在每個圖元處,有效點擴展函數都與修改後的源影像檔進行卷積。為了在期望的場上計算點擴展函數,在本公開中對惠更斯原理進行了修改,因為相對較小的非屈光不透明特徵的建模效果可能會受到通常用於提高計算效率的傅立葉估算的影響。
在期望視場上的點擴展函數陣列的計算包括衍射和像差的影響。縮放並衍生成的類比視網膜圖像,以解決檢測到的失真程度。通過將中間輸出圖像歸一化,以具有與用於本文公開的卷積操作的輸入源圖像相同的峰值亮度,來確定類比視網膜圖像的亮度。
在本公開的各種實施例中,改變了虛擬視網膜圖像的模擬所需的各種參數的設置,以捕獲個人可能經歷的各種現實情況。 在某些實施例中,由於視網膜圖像模擬的精度受到輸入源圖像解析度的限制,因此必須謹慎地至少保持輸入圖像解析度為512×512圖元,以避免輸出圖像出現明顯的圖元離散化由混疊效應表現出來,而且,在任何情況下都要考慮對輸入源進行必要的超採樣,以便以相對較長的計算時間為代價將這種影響減至最小。
對照的單光眼鏡鏡片和示例性實施例的設計
在圖7中所示的與標準單光眼鏡鏡片結合使用的左光學膜實施例經過建模,證明了當與沒有光學膜的非屈光不透明特徵的右鏡片相比,光學膜的非屈光不透明特徵增加了視網膜神經節細胞的活性。光學膜內的非屈光不透明具體的特徵包括如圖18和圖21中所述的方格圖案。
在該示例中,表1的示意性模型眼被設置聚焦在距眼睛1米距離處的物件上,用標準的單光眼鏡片和與標準的單光眼鏡片結合使用的示例性光學膜實施方案,逐次的矯正近視示意性模型眼。使用以下參數對標準單光鏡進行建模:前表面(R = 2000毫米),中心厚度(1.5毫米),後表面(R = 379.1毫米)和折射率為1.5,鏡片直徑為50毫米。該標準單光眼鏡片並沒有設置任何非屈光的不透明特徵。
第二鏡片代表示例性實施例,該示例性實施例也是具有與先前鏡片相同參數的單光眼鏡鏡片,其還被配置有圖18中公開的正方形網格非屈光不透明特徵。該示例性實施例的示例的正方形光柵圖案包括正方形網格圖案(1803),該正方形網格圖案(1803)還包括圍繞光學膜的光學中心定位的多個正方形孔(圖18)。在圖案(1803)內設計的孔的總數約為16個。方形網格的總尺寸約為3 x 3毫米。線的寬度或方形孔的邊界形成大約在50 µm(1804)之間。示例性實施例的該部分的其餘部分配置有平光度數。示例性實施例的非屈光不透明特徵被配置為使得其吸收入射在非屈光不透明特徵上的光的至少85%。
通過以沒有非屈光不透明特徵的標準單光鏡片,與實施例,即具有包括非屈光方格圖案的光學膜的標準單光鏡片的對照,計算並分析了類比的視網膜圖像[0136]至[0138]段中公開的步驟,將不透明特徵安裝到表1的示意模型眼上時。
在該示例中,虛擬視網膜平臺的其他變數被設想為具有以下設置;例如,等式1、5和6中介紹了對比度增益控制機制的選擇。神經束的排列呈圓形排列,跨度為20°x 20°視場。虛擬視網膜的稀疏側向連接模式與10個突觸前神經元一起使用,正向權重為10%,權重變化為0.01。等式2和3中描述的外部網狀層的補充高通濾波器選項已被靜音。突觸後合併選項也被靜音。如本文所述,使用虛擬視網膜平臺對控制眼鏡設計的計算出的類比視網膜圖像進行後處理,會導致峰值序列隨時間變化(圖25),並且刺激周圍的長條圖突出了平均峰值頻率作為時間的函數。對於具有開型和閉型極性的細胞,都是時間的函數(圖26)。圖25和圖26的頂部和底部子圖分別表示開型細胞和關型細胞的資料。
如本文中所討論的,使用虛擬視網膜平臺對光學膜實施例的計算出的類比視網膜圖像進行後處理,結果導致了時間函數的尖峰序列(圖27)和具有開型和閉型極性細胞的時間函數的周圍刺激長條圖突出平均尖峰序列(圖28)。圖27和圖28的頂部和底部子圖分別表示開型和閉型細胞的資料。
對於具有兩種類型的極性的細胞,對照的眼鏡鏡片的神經元活動被描繪為圖25的尖峰序列,是相對時間不變的,或者相對於時間函數具有最小的變化或波動。另一方面,光學膜片實施例的眼鏡鏡片的神經元活動被描繪為圖27的尖峰列,是相對時間而變化和以時間函數週期性波動。在該示例中,在最初的50毫秒後,對照眼鏡片的神經元活動(如圖26的平均尖峰頻率所示)遵循相對單調的特徵,表示信號穩定。對於具有極性類型的開型和閉型細胞,該觀察到的模式是相似的。閉型細胞的回應確實顯示出有時間函數的平均尖峰率的變化,但是變化的幅度很小。另一方面,用光學膜片實施例獲得的光學膜片實施例眼鏡片的神經元活動,以圖28中描述的時間函數的平均尖峰率,對於開型和閉型都遵循時間變化模式。對於兩種極性,對照眼鏡片的神經元活動被描繪為圖25的尖峰序列,是相對時間不變的。用實施例鏡片獲得的尖峰回應中的非靜止性和非線性歸因於視網膜圖像中的人造邊緣或發光對比度分佈或人造邊緣的時間變化。
從離散神經元束的響應中可以看出,主動閉型離散神經元束的數量比相應的主動開型離散神經元束的數量少3至4倍。 另一方面,光學膜實施例的神經元活動,如圖27的尖峰列所示,對於兩種極性而言都是相對時間變化的。 此外,主動閉型離散神經元束的總數與主動開型離散神經元束的數量相等。
在該示例中,光學性能的軸上和離軸評估是以單色光模式(589 nm)和5 mm的瞳孔分析直徑建模的。如本文圖29和圖30所述,在對照和示例性光學膜片實施例眼鏡鏡片之間,在5mm瞳孔直徑下,使用以空間頻率函數對調製傳遞函數來測量廣域視場光學性能,這實際上是無法區分的。對於離軸性能,在此示例中,為評估性能而考慮的視場為20°,距離中心點為±10°。
本文描述了結合佩戴者自己的眼鏡鏡片使用光學膜的另一種方法。例如,可以由眼保健醫生或配鏡師或任何其他受過訓練的專業人員來跟進和確定佩戴者自己的眼鏡鏡片上的預定位置集合,以方便佩戴者按照護理方案以下方式改變光學膜的位置。在一些示例中,可以使用點,線或十字形圖案的形式的鐳射雕刻來定義要粘附在眼鏡鏡片上的光學膜的特定或規定的位置。在一些示例中,處方套裝或套件的方法包括佩戴者將光學膜粘貼或粘附到眼鏡鏡片的指定區域。在一些示例中,可以通過考慮各種患者相關因素來確定佩戴者自己的眼鏡鏡片上的預定位置集合的選擇,例如,近視的程度,近視的發作,父母的近視,年齡,性別,以及通常與近視或高度近視進展相關的其他風險。
例如,根據當前公開,可以將光學膜或片切割或沖切,以基本匹配其眼鏡框或透鏡的痕跡形狀。 在其他示例中,光學膜的形狀可以不由佩戴者的眼鏡框或眼鏡的跡線形狀確定。 相反,如本文所公開的,可以使用預定形狀,例如圓形,橢圓形或任何其他規則或不規則形狀。可以以成套或套裝工具的形式配製成單獨定制的光學膜或片,該成套或套裝工具包括光學膜或片內配置的一個或多個非屈光不透明特徵的形狀,設計和位置的各種排列和組合,如在圖19至22中所述。
本公開的某些方法包括護理方案,以提供時空變化的光學停止信號; 因此減少眼部生長進展的功效可以隨著時間的變化保持基本一致。 在某些其他實施例中,標準單光眼鏡包括用於矯正無散光的近視的基本球面單光眼鏡鏡片,或用於矯正具有散光的近視的基本散光/複曲面單光眼鏡。
如本領域技術人員可以理解的,本發明可以與可能影響近視發展的任何裝置/方法結合使用。 這可包括但不限於各種設計的眼鏡鏡片,濾色鏡,藥物或行為改變。
無
圖1展示了根據某些實施例的中心啟動/周圍關閉型和中心關閉/周圍啟動型的視網膜感受場的工作。
圖2展示了根據某些實施例的中心啟動/周圍關閉型的視網膜感受場在受到不同的刺激或邊緣輪廓條件時的工作情況。
圖3展示了概述用於描述本公開的一些實施例的工作的虛擬視網膜平臺的流程圖。虛擬的視網膜平臺依賴於視網膜的三層結構:外叢狀層,對比增益控制層和神經節細胞層。如本文所述,這些與視網膜相關的工具有助於將視覺場景編碼為一系列動作電位。
圖4是在視網膜受體上的視網膜輸入圖像的基本樣本,其被組裝以演示用於描述本公開的一些實施方式的工作的虛擬視網膜平臺的功能。
圖5展示了本文公開的基本視網膜配置之一的樣品在視網膜受體平面上的神經元位置的尖峰序列(即,光柵圖)和平均視網膜尖峰率。視網膜神經節細胞對在白色背景上的黑點和黑色背景上的白點之間的空間均勻閃爍反應。
圖6展示了本文中公開的另一種視網膜構型的樣品神經元在視網膜受體平面處的尖峰序列(即,光柵圖)和平均視網膜尖峰率。視網膜神經節細胞對在白色背景上的黑點和黑色背景上的白點之間的空間均勻閃爍反應。
圖7展示了用於矯正近視的成對標準單視眼鏡鏡片,如本文所公開的,光學片或膜被施加到左眼鏡鏡片的基本上整個表面區域上,將該標準單光眼鏡的左鏡片轉換為近視管理眼鏡片。
圖8展示了示例性光學片或膜實施例的正視圖,其中,如本文所公開的,非折射不透明特徵被佈置為多個圓形孔,未按比例繪製。
圖9展示了的另一示例性光學片或膜實施例的正視圖,其中,非屈光不透明特徵被佈置為如本文所公開的多個六邊形孔,未按比例繪製。
圖10展示了另一個示例性光學片或膜實施例的正視圖,其中具有作為非屈光不透明特徵如本文所公開的條紋,未按比例繪製。
圖11展示了另一示例性光學片或膜實施例的正視圖,該實施例具有如本文所公開的作為非屈光不透明特徵的格線,未按比例繪製。
圖12圖示了如本文所公開的三個其他示例性光學片或膜實施例(即,莫爾圖案,曲線圖案,孟菲斯圖案)的正視圖,未按比例繪製。
圖13展示了具有非屈光不透明特徵的示例性光學片或膜實施例的正視圖,該非屈光不透明特徵是如本文所公開的六邊形佈置的多個圓形連接孔,未按比例繪製。
圖14展示了示例性光學片或膜實施例的正視圖,該光學片或膜實施例具有如本文所公開的六邊形佈置圖案中的點狀非屈光不透明特徵,未按比例繪製。
圖15展示了示例性光學片或膜實施例的正視圖,該實施例具有如本文所公開的以隨機排列的非屈光不透明特徵,未按比例繪製。
圖16展示了示例性光學片或膜實施例的正視圖,該光學片或膜實施例具有如本文所公開的呈螺旋狀佈置的點狀非屈光不透明特徵,未按比例繪製。
圖17展示了示例性光學片或膜實施例的正視圖,其中條紋作為非屈光不透明特徵以隨機排列(未按比例排列)顯示,如本文所公開。圖18展示了示例性光學片或膜實施例的正視圖,如本文所公開的,其具有作為正方形網格圖案佈置中的非屈光不透明特徵的線,未按比例繪製。
圖19展示了封裝在套裝或套件中的多個子集含有現成的光學片或膜的陣列,如本文所公開的,其適合在圖7中所描述的標準成對單光眼鏡的區域表面上使用。
圖20展示了當用現有技術的單光眼鏡鏡片矯正-1 D近視模型眼,以可見波長(例如555 nm)和0 D平光的入射光入射到-1 D近視模型眼睛上時的中心啟動/周圍關閉型和中心關閉/周圍啟動型視網膜電路記錄的視網膜神經節細胞活性的理論上的示意圖。
圖21展示了用如圖18所示的具有非折射不透明特徵的光學片或膜實施例的單光眼鏡鏡片矯正-1 D近視模型眼,以可見波長(例如555 nm)和0 D平光的入射光入射到-1 D近視模型眼睛上時的中心啟動/周圍關閉型和中心關閉/周圍啟動型視網膜電路記錄的視網膜神經節細胞活性的理論上的示意圖。
圖22表示使用非線性投影常式投影到廣角示意性眼睛的視網膜上的廣域視覺場景的源影像檔(保持在近觀看距離處的行動電話的圖像);其中虛擬視網膜是用排列成圓形圖案的神經元束建模的。
圖23表示使用非線性投影常式投影到廣角示意圖眼睛的視網膜上的廣域視覺場景的源影像檔(處於中間距離的行動電話的圖像);其中虛擬視網膜是用排列成圓形圖案的神經元束建模的。
圖24表示使用非線性投影常式投影到廣角示意性眼睛的視網膜上的廣域視覺場景(Lenna標準圖像)的源影像檔;其中虛擬視網膜是用排列成圓形圖案的神經元束建模的。
圖25展示了從用於控制眼鏡鏡片的虛擬視網膜模型的細胞內和細胞外路徑獲得的輸出尖峰序列。從啟動型和閉閉型細胞獲得的尖峰序列表示為頂部和底部子圖。圖的Y軸表示離散的神經元束,X軸表示時間(以毫秒為單位)。曲線圖的深色部分表示尖峰,而白色部分表示缺少尖峰。
圖26展示了從虛擬視網膜模型的細胞內(頂部)和細胞外(底部)路徑獲得的隨時間變化的平均尖峰速率,該虛擬視網膜模型是從對照眼鏡片獲得的。
圖27展示了當與標準單光眼鏡鏡片結合使用時,如圖18所示,從用光學片或膜的實施方案的虛擬視網膜模型的細胞內和細胞外路徑獲得的輸出尖峰序列, 如本文所公開。從細胞內和細胞外獲得的尖峰序列表示為頂部和底部子圖。圖的Y軸表示離散的神經元束,X軸表示時間(以毫秒為單位)。曲線圖的深色部分表示尖峰,而白色部分表示缺少尖峰。
圖28展示了從虛擬視網膜模型的細胞內(頂部)和細胞外(底部)路徑獲得的隨時間變化的平均尖峰速率,是從光學膜或片實施例與標準單光眼鏡鏡片結合使用時獲得的,如圖18和21所示。
圖29展示了當與標準單光眼鏡鏡片結合使用時,如圖18和21所述,在6mm的瞳孔直徑下進行評估的對照組眼鏡鏡片和光學膜或片材實施例的軸上調製傳遞函數。
圖30展示了當與標準單光眼鏡片結合使用時,如在圖18和圖21所述,在10度的視場角和6 mm的瞳孔直徑下進行評估的對照組眼鏡片和光學膜或片材實施例的離軸調製傳遞函數。
Claims (21)
- 一種光學膜,其包括具有基本為平光焦度的屈光區域和非屈光區域,所述的非屈光區域包括多個非屈光不透明特徵; 其中多個非屈光不透明特徵中的每一個至少被配置為點,直線,弧形,之字形線或條紋; 其中多個非屈光不透明特徵形成一個或多個非屈光不透明圖案; 其中一個或多個非屈光不透明圖案至少包括:方格圖案,輻條輪圖案,螺旋圖案,渦旋圖案,孟菲斯圖案,點狀圖案,規則圖案,不規則圖案,莫爾條紋圖案,干涉圖案或隨機圖案; 其中,所述光學膜被配置為與用於近視眼的標準單光眼鏡片結合,所述眼鏡片包括光學中心,前表面和後表面,所述光學中心,前表面和後表面形成基本處方,所述基本處方為近視眼的距離性屈光不正提供實質性矯正, 其中所述非屈光區域使近視眼的整個視網膜神經節細胞活性主動增加,以提供至少一種減慢,延緩或防止近視加深的進展。
- 如請求項1所述的光學膜,其中,所述多個非屈光不透明特徵的總表面積占所述眼鏡鏡片的總表面積的2.5%至25%。
- 如請求項1和2所述的光學膜,其中,每一個所述非屈光不透明特徵中被配置為使得其吸收了至少80%入射在不透明特徵上的光。
- 如請求項1至3所述的光學膜,其中每個所述非屈光不透明特徵的寬度是所述可見光譜的平均波長的至少5倍,使得所述非屈光不透明特徵保持基本非衍射。
- 如請求項1至4所述的光學膜,其中每個所述非屈光不透明特徵的寬度在5μm至250μm之間。
- 如請求項1至5所述的光學膜,其中所述多個非屈光不透明特徵被配置為在所述眼鏡鏡片的至少中心15mm直徑內。
- 如請求項1至5所述的光學膜,其中所述眼鏡鏡片的中心20mm直徑內基本上沒有所述多個非屈光不透明特徵。
- 如請求項1至7所述的光學膜,其中,所述多個非屈光不透明特徵中的一個或多個非屈光不透明圖案被配置為使得所述圖案在眼鏡鏡片上在顳側,鼻側,上側或下側偏心。
- 如請求項1至8所述的光學膜,其中,所述光學膜至少被施加在所述眼鏡鏡片的前表面,所述眼鏡鏡片的後表面上或在所述眼鏡鏡片內。
- 如請求項1至9所述的光學膜,其中所述非屈光不透明特徵是使用移印,鐳射蝕刻,光蝕刻,著色或鐳射印刷來施加的。
- 如請求項1至10所述的光學膜,其中,所述多個非屈光不透明特徵形成多個孔,其中,每個所述孔限定一個基本透明的區域,其中,多個孔中的至少一個的形狀為圓形,橢圓形,卵形,三角形,矩形,正方形,五邊形或六邊形或八邊形,或任何其他正多邊形,不規則多邊形或隨機形狀;其中,多個孔被配置成圓形,六邊形,徑向,螺旋形,規則,不規則或隨機佈置;其中,多個孔中的孔總數為至少6個;並且其中所述多個孔中的至少一個的外接透明區域的表面積在0.25平方毫米至7.5平方毫米之間。
- 如請求項1至11所述的光學膜,其中,所述光學膜被永久性或非永久性地配置,其中,將非永久性光學膜施加在眼鏡鏡片上的方法包括以下步驟:(i)測量光學眼鏡的形狀和尺寸,以確定非永久性光學膜的形狀和尺寸;(ii)切割或打孔非永久性光學膜,使其與眼鏡鏡片的形狀基本匹配;(iii)以套裝或成套工具的形式分發,其中包括多對切割或打孔的,量身定制的非永久性光學膜對,包括非永久性光學膜的各種排列和組合,尺寸,形狀,設計和位置的組合非永久性光學膜內的多個非屈光不透明特徵;(iv)提供套裝說明。
- 如請求項1至12所述的光學膜,其中所述光學膜與所述標準單光眼鏡結合能夠為佩戴者提供足夠的視覺性能,所述視覺性能與使用沒有光學膜的標準單光眼鏡所獲得的視覺性能基本相似。
- 如請求項1至13所述的光學膜,其中,當在配置有與基本處方基本匹配的距離屈光不正的模型眼上進行測試時,所述光學膜與所述標準單光眼鏡片一起提供軸上的和一種離軸廣域調製傳遞函數,適用於至少一個3mm至6mm(包括3mm和6mm)之間的瞳孔,以及至少一個介於420nm至760nm(包括兩端)之間的波長,這基本上與不含光學膜的標準單光鏡片測得的相等;其中,離軸廣域包括了至少5°視場;其中所述模型眼是示意圖,物理或臺式模型眼。
- 如請求項1至14所述的光學膜,其特徵在於,所述光學膜與所述標準單光眼鏡結合,導致散佈在所述鏡片離軸廣域上的人造邊緣或空間的發光對比度分佈的時空變化,模型眼中非屈光不透明特徵提供了空間變化,而時間變化則模擬了眼睛的運動。
- 如請求項1至15所述的光學膜,其中,當在臺式或物理模型眼上進行測試時,所述光學膜與所述標準單光眼鏡片結合,其中,臺式或物理模型眼睛的視網膜,包括帶有電荷耦合裝置或互補金屬氧化物感測器的攝像頭,被配置為捕獲通過模型眼睛投影的視覺場景的圖像,該模型場景用光學膜校正;其中,由模型眼睛的視網膜捕獲的圖像用作虛擬視網膜模擬器的輸入流,該虛擬視網膜模擬器包括此處公開的三個影像處理步驟中的至少一個:(a)對輸入圖像流進行時空濾波,從而產生帶通過電流,(b)使用可變回饋門並聯電導率的暫態非線性對比增益控制,以及(c)一組離散的有干擾的積分發射電路模型,從而產生了描繪整個視網膜神經節細胞活動的尖峰序列;其中多個非屈光不透明特徵被配置為與沒有光學膜的單光鏡片相比,提供了整體視網膜神經節細胞活性的主動升高;其中,以在一定時間範圍內積分的平均視網膜棘突率來衡量的總體視網膜神經節細胞活性是沒有光學膜的單光眼鏡鏡片的總體視網膜神經節細胞活性的至少1.25倍;其中平均視網膜尖峰率積分的特定時間範圍可以是至少2秒。
- 如請求項1至16所述的光學膜,其中在中心啟動/周圍關閉的視網膜場或周圍啟動/中心關閉的視場中觀察到總體視網膜神經節細胞活性或神經反應的非靜止性,以平均視網膜尖峰率來衡量,偏心的視網膜視野,或兩者兼有;其中描述模型眼的整體視網膜神經節細胞活動或神經反應的非靜止性的函數是按照非線性,非週期性或非正弦或正弦曲線來表示的,該函數是根據平均視網膜尖峰率隨時間變化來衡量的,或准正弦波,矩形波,准矩形波,方波,准方波或非單調的模式,描述了整個視網膜神經節細胞活動的時間變化。
- 如請求項12所述的光學膜,其中,當從所述套裝和所述說明書中使用所述光學膜時,所述光學膜至少部分地提供隨時間變化並且在空間上變化的停止信號,以降低近視的發展速度。
- 一種使用請求項12的光學膜的方法,其中,用於執行權利要求12的該組指引至少包括以下選項:(i)粘合到眼鏡鏡片上,(ii)用手指壓力粘附到眼鏡上;(iii)在眼鏡鏡片的一個表面上用作貼紙,(iv)在眼鏡鏡片的一個表面上用作可剝離的粘合劑,或其組合。
- 如請求項18和19所述的光學膜,其中在至少12、24、36、48或60個月的鏡片佩戴期間,保持有減慢,延遲或防止近視進展中的至少一種的效果。
- 如請求項1至20所述的光學膜,其中所述具有基本平光度的屈光區域還被配置為具有球面光度,柱面光度或球面像差。
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