KR20230020951A - 굴절 이상을 치료하기 위한 주변 망막에 대한 디포커스된 이미지의 투영 - Google Patents
굴절 이상을 치료하기 위한 주변 망막에 대한 디포커스된 이미지의 투영 Download PDFInfo
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Abstract
안구의 굴절 이상을 치료하기 위한 장치는 디포커스 이미지를 포함하는 자극을 황반 외부의 주변 망막에 투사하도록 구성된 하나 이상의 광학계를 포함한다. 자극은 여러 방식으로 구성될 수 있지만, 일부 실시예에서, 자극은 황반 시력과 같은 중심 시력과의 간섭을 감소시키도록 배열된다. 자극은 초점이 맞지 않는 이미지일 수 있고, 약 3 디옵터("D") 내지 약 6D의 범위 내의 디포커스 정도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 자극의 밝기는 배경 밝기의 적어도 3배와 같은 적절한 양만큼 배경 조명의 밝기보다 높다. 일부 실시예에서, 복수의 자극 각각은 약 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위 내의 공간 주파수의 진폭 프로파일을 갖는 공간 주파수 분포를 가진다.
Description
관련 출원
본 PCT 출원은 2020년 6월 8일자 출원된 "PROJECTION OF DEFOCUSED IMAGES ON THE PERIPHERAL RETINA TO TREAT REFRACTIVE ERROR"라는 제하의 임시 특허 출원 제63/036,226호, 2020년 8월 3일자 출원된 "PROJECTION OF DEFOCUSED IMAGES ON THE PERIPHERAL RETINA TO TREAT REFRACTIVE ERROR"라는 제하의 임시 특허 출원 제62/706,153호, 2020년 8월 18일자 출원된 "PROJECTION OF DEFOCUSED IMAGES ON THE PERIPHERAL RETINA TO TREAT REFRACTIVE ERROR"라는 제하의 임시 특허 출원 제62/706,456호에 대한 우선권을 주장하며, 이들 전체 개시 내용은 참조로 여기에 포함된다.
본 출원의 주제는 2020년 2월 6일자로 WO2020028177A1로 공개된, 2019년 7월 26일자 출원된 "ELECTRONIC CONTACT LENS TO DECREASE MYOPIA PROGRESSION"이란 제하의 PCT/US2019/043692에 관한 것이며, 그 전체 개시 내용은 참고로 여기에 포함된다.
근시와 같은 굴절 이상을 치료하기 위한 이전의 접근 방식은 적어도 일부 측면에서 이상적이지 않을 수 있다. 안경 렌즈, 콘택트 렌즈 및 굴절 수술은 안구의 굴절 이상을 치료하는 데 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 이상을 교정하기 위해서는 렌즈를 착용해야 하며, 교정되지 않은 굴절 이상은 학교, 스포츠 및 기타 활동을 성취하고 이것에 완전히 참여할 수 있는 능력에 영향을 미칠 수 있다. 굴절 이상을 줄이기 위해 수술을 시행할 수 있지만, 수술은 적어도 일부 경우에 감염 및 시력 저하와 같은 위험을 수반한다. 또한, 이러한 접근 방식은 근시와 같은 굴절 이상과 관련된 안구 길이의 근본적인 변화를 다루지 않는다.
본 개시 내용과 관련된 연구는 인간을 포함한 많은 종의 망막이 디포커스(defocus)로 인한 블러(blur)를 감소시키기 위해 디포커스(defocused) 이미지에 반응하고 공막 리모델링(scleral remodeling)을 통해 재배치됨을 시사한다. 성장 신호 생성 메커니즘은 아직 연구 중이지만, 하나의 관찰 가능한 현상은 맥락막(choroid)의 두께의 증가이다. 디포커스 이미지는 맥락막 두께를 변화시킬 수 있으며, 이는 안구의 축방향 길이와 관련된다. 안구의 축방향 길이가 변경되면, 각막에 대한 망막의 위치가 변경되어 굴절 이상이 변경될 수 있다. 예를 들어, 축방향 길이가 증가하면 각막과 망막 사이의 거리가 증가하여 안구의 근시가 증가한다.
이미지의 디포커스는 맥락막 두께와 안구의 축방향 길이의 변화에 역할을 할 수 있지만, 이전 접근법은 축방향 길이와 관련된 안구의 굴절 이상을 해결하는 데 이상적이지 않다. 축방향 길이 성장과 관련된 근시를 치료하기 위해 약제학적 치료법이 제안되었지만, 이러한 치료법은 이상적인 결과를 얻지 못할 수 있으며, 적어도 일부 경우에 굴절 이상을 안전하게 치료하는 것으로 보이지 않았다. 안구의 성장을 변화시키는 자극으로 광(light)이 제안된 바 있지만, 기존의 장치 중 적어도 일부는 이상적이지 않은 결과를 제공할 수 있다. 또한, 치료 시간이 이상적인 것보다 더 길 수 있으며, 이전 접근법 중 적어도 일부는 이상적인 것보다 더 복잡할 수 있다.
따라서, 안구의 굴절 이상을 치료하기 위해 이전 접근법의 상기 한계 중 적어도 일부를 개선하는 새로운 접근법이 필요하다.
본원에 개시된 방법, 디바이스 및 장치는 감소된 치료 시간으로 개선된 굴절 이상 치료를 제공한다. 일부 실시예에서, 자극은 개선된 반응을 촉진하기 위해 공간 주파수 분포 또는 배경광 강도에 대한 자극 강도의 비율 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 자극은 반응을 촉진하기 위해 하루 중 적절한 시간에 제공된다.
안구의 굴절 이상을 치료하기 위한 장치는 아웃포커스 이미지를 포함하는 자극을 황반 외부의 주변 망막에 투사하도록 구성된 하나 이상의 광학계를 포함한다. 자극은 여러 방식으로 구성될 수 있지만, 일부 실시예에서, 자극은 황반 시력과 같은 중심 시력과의 간섭을 감소시키도록 배열된다. 자극은 아웃포커스 이미지일 수 있고, 약 2 디옵터("D") 내지 약 6D의 범위 내의 디포커스 수준을 가질 수 있고, 상기 범위는 약 3D 내지 약 6D일 수 있다. 일부 실시예에서, 자극의 밝기는 배경광의 밝기의 적어도 3배와 같은 적절한 양만큼 배경 밝기보다 더 크다. 일부 실시예에서, 복수의 자극 각각은 대략 1×10-1 내지 1×101 사이클/도(cycles/degree)의 범위 내의 실질적인 공간 주파수를 갖는 진폭 프로파일의 공간 주파수 분포를 가진다. 일부 실시예에서, 자극 각각은 자극에 대한 반응을 촉진시키는 공간 주파수를 제공하는 강도 프로파일 분포를 갖는 크기 및 형상을 가진다. 각각의 자극은 밝기 감소된 영역에 근접한 하나 이상의 국부적 강도 피크를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 밝기 감소된 영역은 환형 피크에 의해 경계가 정해질 수 있지만 복수의 피크 사이에 위치된다.
참조에 의한 통합
여기에서 참조되고 확인된 모든 특허, 출원 및 간행물은 그 전체가 참조로 여기에 포함되며, 본원의 다른 곳에서 언급되더라도 참조로 완전히 포함된 것으로 간주될 것이다.
예시적인 실시예를 설명하는 다음의 상세한 설명 및 첨부 도면을 참조로 본 개시 내용의 특징, 장점 및 원리가 깊이 이해될 것이다.
도 1a는 일부 실시예에 따른 망막 자극 디바이스를 예시하며;
도 1b는 일부 실시예에 따른 근안(near eye) 디스플레이를 작동시키기 위한 전자 장치를 내장하는 하우징 및 디스플레이를 포함하는 안경 렌즈 기반 망막 자극 디바이스를 예시하며;
도 1c는 안구가 이동하고 안구의 이동에 응답하여 다른 디스플레이 요소가 활성화된 일부 실시예에 따른 도 1b에서와 같은 안경 렌즈 기반 망막 자극 장치를 예시하며;
도 2a는 일부 실시예에 따른 소프트 콘택트 렌즈를 예시하며;
도 2b는 일부 실시예에 따라 사용자의 망막 주변에 디포커스 이미지를 투사하기 위한 내장된 광원, 광학계 및 전자 장치를 갖는 소프트 콘택트 렌즈를 예시하며;
도 3은 도 2에서와 같은 콘택트 렌즈의 구성요소의 기능의 시스템 다이어그램을 예시하며;
도 4a는 2개의 미러(mirror)로 광로(optical path)를 접음으로써 광로 길이가 증가된 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 4b는 안구에 광을 투사하는 도 4a에서와 같은 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 5a는 망막에 광을 집중시키는 렌즈를 포함하는 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 5b는 안구에 광을 투사하는 도 5a에서와 같은 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 6a는 일부 실시예에 따른 광로 길이 증가를 위한 광 파이프를 예시하며;
도 6b는 안구에 광을 투사하는 도 6a에서와 같은 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 7은 사용자에 의해 보여지는 일부 실시예에 따른 디스플레이 상의 복수의 자극 및 이미지를 예시하며;
도 8a는 망막에 근시적으로 디포커스된 자극을 제공하기 위한 일부 실시예에 따른 스크린 상의 자극을 예시하며;
도 8b는 일부 실시예에 따른 망막 상의 근시적으로 디포커스된 자극의 대응하는 치수를 각도로 예시하며;
도 9는 일부 실시예에 따른 환형 플라워 패턴과 같은 자연 장면을 묘사하는 일부 실시예에 따른 자극을 예시하며;
도 10은 도 8a-9에 예시된 자극에 대한 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G) 값을 갖는 일부 실시예에 따른 히스토그램 및 이미지 콘트라스트를 예시하며;
도 11은 본 명세서에 설명된 바와 같은 자극으로서 변형 및 통합에 적합한 일부 실시예에 따른 이미지를 예시하며;
도 12는 개선된 자극을 제공하도록 처리된 도 11의 이미지와 유사한 일부 실시예에 따른 이미지를 예시하며;
도 13은 일부 실시예에 따른 도 11의 이미지의 공간 주파수 분포의 이미지를 예시하며;
도 14는 자극으로서 사용되는 일부 실시예에 따른 도 13의 이미지의 공간 주파수 분포의 이미지를 예시하며;
도 15는 일부 실시예에 따른, 도 8b 및 도 9에 예시된 자극 이미지에 대한 이미지 공간 주파수(사이클/도) 및 각 주파수에서의 에너지 로그의 플롯을 예시하며;
도 16은 일부 실시예에 따른 안구의 굴절 이상을 치료하기 위한 시스템을 예시하며;
도 17은 일부 실시예에 따른 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법을 예시하며;
도 18a는 일부 실시예에 따른, 6D의 근시 디포커스를 갖는 자극("6D 자극") 및 3D의 근시 디포커스를 갖는 다른 자극("3D 자극")을 예시하며;
도 18b는 일부 실시예에 따른, 25% 커버리지(coverage)의 자극("25% 자극") 및 50% 커버리지의 자극("50% 자극")을 예시하며;
도 18c는 일부 실시예에 따른, 0.1:1의 밝기 비율을 갖는 자극 및 1:1 밝기 비율을 갖는 자극을 예시하며;
도 18d는 일부 실시예에 따른, 흑백 자극 및 적색 자극을 예시하며;
도 19는 망막 상으로 자극을 투사하기 위한 일부 실시예에 따른 광학 시스템을 예시하며;
도 20a는 일부 실시예에 따른, 좌측 안구와 같은 대조 안구에 대한 중앙 엔터테인먼트 영역의 초점 및 배경 패턴을 예시하며;
도 20b는 일부 실시예에 따른, 우측 안구와 같은 테스트된 안구에 대한 자극의 근시 디포커스, 중앙 엔터테인먼트 영역 및 배경 패턴을 예시하며;
도 21은 표 1의 결과와 유사한 일부 실시예에 따른 임상 결과를 예시하며;
도 22는 일부 실시예에 따른 5X, 10X 및 20X 휘도 시험의 집계 데이터 - 해당 집계 데이터는 테스트 안구의 중심축 길이(마이크론 단위)의 평균 변화가 1시간 디포커스 세션 후의 대조 안구의 중심축 길이의 평균 변화보다 크게 작은 것(p < 0.025)을 보여줌 - 를 예시하며;
도 23은 축방향 길이와 맥락막 두께의 평균 변화를 예시한다(평균 ± SEM): 모든 시도의 집계를 위해, 일부 실시예에 따르면, 테스트 안구의 축방향 길이 변화는 1시간의 디포커스 세션 후의 대조 안구의 축방향 길이 변화보다 크게 낮았다.
도 1a는 일부 실시예에 따른 망막 자극 디바이스를 예시하며;
도 1b는 일부 실시예에 따른 근안(near eye) 디스플레이를 작동시키기 위한 전자 장치를 내장하는 하우징 및 디스플레이를 포함하는 안경 렌즈 기반 망막 자극 디바이스를 예시하며;
도 1c는 안구가 이동하고 안구의 이동에 응답하여 다른 디스플레이 요소가 활성화된 일부 실시예에 따른 도 1b에서와 같은 안경 렌즈 기반 망막 자극 장치를 예시하며;
도 2a는 일부 실시예에 따른 소프트 콘택트 렌즈를 예시하며;
도 2b는 일부 실시예에 따라 사용자의 망막 주변에 디포커스 이미지를 투사하기 위한 내장된 광원, 광학계 및 전자 장치를 갖는 소프트 콘택트 렌즈를 예시하며;
도 3은 도 2에서와 같은 콘택트 렌즈의 구성요소의 기능의 시스템 다이어그램을 예시하며;
도 4a는 2개의 미러(mirror)로 광로(optical path)를 접음으로써 광로 길이가 증가된 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 4b는 안구에 광을 투사하는 도 4a에서와 같은 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 5a는 망막에 광을 집중시키는 렌즈를 포함하는 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 5b는 안구에 광을 투사하는 도 5a에서와 같은 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 6a는 일부 실시예에 따른 광로 길이 증가를 위한 광 파이프를 예시하며;
도 6b는 안구에 광을 투사하는 도 6a에서와 같은 일부 실시예에 따른 광학적 구성을 예시하며;
도 7은 사용자에 의해 보여지는 일부 실시예에 따른 디스플레이 상의 복수의 자극 및 이미지를 예시하며;
도 8a는 망막에 근시적으로 디포커스된 자극을 제공하기 위한 일부 실시예에 따른 스크린 상의 자극을 예시하며;
도 8b는 일부 실시예에 따른 망막 상의 근시적으로 디포커스된 자극의 대응하는 치수를 각도로 예시하며;
도 9는 일부 실시예에 따른 환형 플라워 패턴과 같은 자연 장면을 묘사하는 일부 실시예에 따른 자극을 예시하며;
도 10은 도 8a-9에 예시된 자극에 대한 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G) 값을 갖는 일부 실시예에 따른 히스토그램 및 이미지 콘트라스트를 예시하며;
도 11은 본 명세서에 설명된 바와 같은 자극으로서 변형 및 통합에 적합한 일부 실시예에 따른 이미지를 예시하며;
도 12는 개선된 자극을 제공하도록 처리된 도 11의 이미지와 유사한 일부 실시예에 따른 이미지를 예시하며;
도 13은 일부 실시예에 따른 도 11의 이미지의 공간 주파수 분포의 이미지를 예시하며;
도 14는 자극으로서 사용되는 일부 실시예에 따른 도 13의 이미지의 공간 주파수 분포의 이미지를 예시하며;
도 15는 일부 실시예에 따른, 도 8b 및 도 9에 예시된 자극 이미지에 대한 이미지 공간 주파수(사이클/도) 및 각 주파수에서의 에너지 로그의 플롯을 예시하며;
도 16은 일부 실시예에 따른 안구의 굴절 이상을 치료하기 위한 시스템을 예시하며;
도 17은 일부 실시예에 따른 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법을 예시하며;
도 18a는 일부 실시예에 따른, 6D의 근시 디포커스를 갖는 자극("6D 자극") 및 3D의 근시 디포커스를 갖는 다른 자극("3D 자극")을 예시하며;
도 18b는 일부 실시예에 따른, 25% 커버리지(coverage)의 자극("25% 자극") 및 50% 커버리지의 자극("50% 자극")을 예시하며;
도 18c는 일부 실시예에 따른, 0.1:1의 밝기 비율을 갖는 자극 및 1:1 밝기 비율을 갖는 자극을 예시하며;
도 18d는 일부 실시예에 따른, 흑백 자극 및 적색 자극을 예시하며;
도 19는 망막 상으로 자극을 투사하기 위한 일부 실시예에 따른 광학 시스템을 예시하며;
도 20a는 일부 실시예에 따른, 좌측 안구와 같은 대조 안구에 대한 중앙 엔터테인먼트 영역의 초점 및 배경 패턴을 예시하며;
도 20b는 일부 실시예에 따른, 우측 안구와 같은 테스트된 안구에 대한 자극의 근시 디포커스, 중앙 엔터테인먼트 영역 및 배경 패턴을 예시하며;
도 21은 표 1의 결과와 유사한 일부 실시예에 따른 임상 결과를 예시하며;
도 22는 일부 실시예에 따른 5X, 10X 및 20X 휘도 시험의 집계 데이터 - 해당 집계 데이터는 테스트 안구의 중심축 길이(마이크론 단위)의 평균 변화가 1시간 디포커스 세션 후의 대조 안구의 중심축 길이의 평균 변화보다 크게 작은 것(p < 0.025)을 보여줌 - 를 예시하며;
도 23은 축방향 길이와 맥락막 두께의 평균 변화를 예시한다(평균 ± SEM): 모든 시도의 집계를 위해, 일부 실시예에 따르면, 테스트 안구의 축방향 길이 변화는 1시간의 디포커스 세션 후의 대조 안구의 축방향 길이 변화보다 크게 낮았다.
다음의 상세한 설명은 본 명세서에 개시된 실시예들에 따라 본 개시내용에 기술된 본 발명의 특징 및 장점에 대해 더 깊은 이해를 제공한다. 상세한 설명은 많은 특정 실시예를 포함하지만, 이들은 단지 예로서 제공되며, 여기에 개시된 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석돼서는 안된다.
본원에 개시된 방법 및 장치는 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막 자극을 제공하기 위해 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 본원에 개시된 방법 및 장치는 안과용 디바이스, TV 스크린, 컴퓨터 스크린, 가상 현실("VR") 디스플레이, 증강 현실("AR") 디스플레이, 핸드헬드 디바이스, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 스마트폰, 웨어러블 디바이스, 안경 렌즈 프레임, 안경 렌즈, 근안 디스플레이, 헤드-장착형 디스플레이, 고글, 콘택트 렌즈, 이식형 디바이스, 각막 온레이(onlay), 각막 인레이(inlay), 각막 보철물 또는 안내 렌즈(intraocular lens) 중 하나 이상과 같은 많은 기존 디바이스와의 조합에 매우 적합하다. 안경 및 콘택트 렌즈에 대해 특정 언급이 이루어지지만, 본원에 개시된 방법 및 장치는 전술한 디바이스 중 임의의 디바이스에 사용하기에 매우 적합하며, 당업자는 본원에 개시된 구성요소 중 하나 이상이 본 명세서에 제공된 학습 내용을 기초로 디바이스들 사이에서 호환될 수 있는 방식을 잘 이해할 것이다.
도 1a는 근시 진행 감소 또는 적어도 부분적으로 근시 진행 역전 중 하나 이상에 대한 망막 자극 디바이스를 예시한다. 디바이스는 복수의 광원을 지지하는 렌즈(10)를 포함한다. 복수의 광원은 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막에 자극을 제공하기 위해 하나 이상의 광학 부품에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 렌즈(10)는 안경 렌즈(74)를 포함한다. 일부 실시예에서, 렌즈(10)는 사용자의 구면 및 원통형 굴절 이상을 교정하고 렌즈를 통해 교정된 시력을 제공하도록 성형된다. 복수의 광원은 프로젝션 유닛(12) 또는 근안(near eye) 디스플레이와 같은 디스플레이(74) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수의 광원은 본 명세서에 기재된 바와 같이 주변 망막과 같은 망막의 외부 위치에 광 자극을 제공하기 위해 렌즈의 중앙 부분 주위에 배열된다. 일부 실시예에서, 광원은 주변 망막에 자극을 제공하기 위해 대략 환형의 영역에 위치된다. 광원은 황반 외부의 주변 망막의 사분면에 대응하도록 예를 들어, 사분면에서 대체로 환형의 패턴으로 배열될 수 있다. 복수의 광원 각각은 본 명세서에 기재된 바와 같이 적절한 자극 패턴으로 망막 전방에 패턴을 투사하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 광원으로부터의 광은 광원으로부터 망막의 반대측의 위치에서 망막을 자극하기 위해 안구의 광축을 횡단한다.
일부 실시예에서, 프로젝션 유닛(12)은 실질적인 겹침(aliasing)이 없이 안구의 동공에 입사하도록 광선을 방사하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 망막 표면의 더 큰 면적이 프로젝션 유닛(12)에 의해 투사된 자극에 접근할 수 있도록 적절한 양의 조사 또는 산동제(mydriatic agent)의 도포에 의해 안구의 동공이 확대될 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 광원은 사용자가 물체를 보는 동안 정적으로 유지되도록 구성된다. 대안적으로, 광원은 예를 들어, 여기에 설명된 픽셀의 선택적 활성화에 따라 안구의 움직임에 응답하여 이동하도록 구성될 수 있다.
렌즈 상에 지지되는 복수의 광원을 언급하지만, 광원은 빔 스플리터 또는 실질적으로 평탄한 광학 부품과 같은 임의의 적절한 광 투과성 기재 상에 지지될 수 있고, 광원은 AR 또는 VR 디스플레이와 같은 픽셀 디스플레이의 광원을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 디스플레이(72)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막에 자극을 제공하도록 선택적으로 활성화되는 픽셀(94)을 포함한다. 대안적으로 또는 조합하여, 프로젝션 유닛(12)은 본 명세서에 기재된 바와 같이 망막에 자극을 제공하도록 형상화된 구조체를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 픽셀은 복수의 색상을 방사하도록 구성됨에 따라 투사된 광이 결합되어 예를 들어, 백색광과 같은 임의의 적절한 색상 또는 색조를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 광원은 안경(70)의 안경테(76)와 같은 헤드 장착 지지대에 지지된다.
도 1b 및 도 1c는 구면 굴절 이상과 같은 안구의 굴절 이상을 치료하기 위한 안경(70)을 예시하고 있지만, 본 명세서에 기재된 바와 같은 임의의 적절한 비전 장치는 본 명세서에 개시된 실시예에 따라 적절하게 변형될 수 있다. 복수의 광원은 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막에 자극을 제공하기 위해 하나 이상의 광학 부품에 결합될 수 있다. 안경(70)은 상업적으로 구매 가능한 증강 현실 안경의 하나 이상의 부품을 포함할 수 있다. 안경(70)은 망막 자극을 위한 하나 이상의 디스플레이(72)를 포함할 수 있다. 근안 디스플레이(72)는 렌즈(74)에 장착될 수 있다. 렌즈(74)는 안경테(76)에 의해 지지되는 안경 렌즈일 수 있다. 렌즈(74)는 교정 또는 비교정 렌즈일 수 있다. 렌즈(74 )는 평면 렌즈, 구면 보정 렌즈, 난시 보정 렌즈 또는 프리즘 보정 렌즈일 수 있다. 일부 실시예에서, 근안 디스플레이는 선명한 중심 시야를 제공하기 위해 광학 구역으로부터 멀리 위치된다. 광축은 렌즈(74)를 통해 안구의 중심와(fovea)까지 환자의 관심 대상으로부터 시선을 따라 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 안경(70)은 본 개시 내용에 따른 통합에 적절한 안구 트랙커(tracker)를 포함한다. 근안 디스플레이(72)는 본 명세서에 설명된 바와 같이 망막에 주변 자극을 제공하기 위해 픽셀(94)을 선택적으로 활성화하도록 프로그래밍될 수 있다. 일부 실시예에서, 원하는 수준의 디포커스 및 망막 자극을 생성하기 위해 마이크로 렌즈를 포함하는 플라스틱 기재층이 마이크로 디스플레이에 부착된다. 선택적으로 활성화 가능한 픽셀은 함께 선택적으로 활성화될 수 있는 픽셀 그룹, 예를 들어, 제1 픽셀 그룹(94a), 제2 픽셀 그룹(94B), 제3 픽셀 그룹(94C), 및 제4 픽셀 그룹(94D)을 포함할 수 있다. 픽셀 그룹은 환자의 시선에 대해 적절한 이심률(eccentricity)을 제공하도록 배열되어 본 명세서에 기재된 바와 같이 주변 망막 자극을 제공할 수 있다.
일부 실시예에서, 근안 디스플레이(72)는 마이크로 디스플레이와 마이크로 광학계의 조합을 포함한다. 일부 실시예에서, 마이크로 광학계는 마이크로 디스플레이로부터 방사하는 광선을 집속하고, 실질적으로 콜리메이트하고(collimate), 초점을 맞추도록 구성된다. 일부 실시예에서, 마이크로 광학계는 본 명세서에 기재된 바와 같이 망막의 전방 또는 후방에 이미지를 형성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 안구의 입사 동공으로부터의 근안 디스플레이의 거리는 약 10mm 내지 약 30mm의 범위, 예를 들어, 약 15mm이다. 마이크로 디스플레이는 안경(70)의 렌즈(74)의 전면 또는 후면과 같은 투명 기재 상에 배치될 수 있다. 마이크로 디스플레이가 렌즈(94)의 전면에 배치되면, 렌즈(94)의 후면에 대한 원통형 보정에 의해 마이크로 디스플레이의 초점이 영향을 받을 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이에서 픽셀의 초점은 렌즈(74) 상의 픽셀의 위치 및 그 영역에서 렌즈에 의해 제공되는 굴절 보정을 기초로 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 픽셀의 초점은 고정될 수 있다. 일부 실시예에서, 픽셀의 초점은 안구의 각막 및 수정체의 굴절을 처리하기 위해 감지된 각막의 위치를 기초로 변할 수 있다. 일부 실시예에서, 픽셀은 직경이 약 1 mm인 망막 상에 디포커스된 스폿을 생성하도록 디포커스된다.
근안 디스플레이의 마이크로-디스플레이에서 픽셀(94)에 의해 방사된 광은 안구의 동공으로 지향되기 전에 실질적으로 콜리메이트되거나 초점이 맞춰지는 것 중 하나 이상일 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 렌즈 어레이가 근안 디스플레이의 픽셀에 정렬됨으로써 근안 디스플레이로부터의 광선이 동공에 입사되어 망막의 전방 또는 후방에 이미지를 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 근안 디스플레이의 폭은 환자의 시야에 대응한다. 일부 실시예에서, 근안 디스플레이의 크기는 안경(70)의 렌즈(74)의 크기와 실질적으로 유사할 수 있다.
일부 실시예에서, 디바이스는 사용자의 삶의 질 및 시력이 부정적인 영향을 받지 않도록 손상되지 않은 중심 시력을 제공한다. 일부 실시예에서, 중심 시력은 황반을 덮는 +/- 5도 이상, 바람직하게는 +/- 7.5도 이상, 예를 들어, +/-12.5도의 시야를 포함하는 반면, 고정에 사용되는 중심와 시력은 +/-1.0도의 시야를 가진다. 일부 실시예에서, 디포커스된 이미지는 예를 들어, 15도(전각(full angle), 또는 +/- 7.5도) 내지 40도(전각, 또는 +/- 20도) 중심와에 편심된 범위 내에서 망막의 주변부를 향해 망막의 외부 부분에 투사되고, 20도 내지 40도의 범위 내, 예를 들어, 20도 내지 30도의 범위 내일 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이(72)는 중심 시야를 방해하지 않는다. 일부 실시예에서, 픽셀(94)은 중심 시야를 방해하지 않는다.
일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이 및 광학 장치는 안구의 움직임에도 조명이 실질적으로 고정된 상태를 유지하는, 중심와에서 충분히 멀리 떨어진 망막의 외부 영역에 광을 투사하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 관심 지점이 모니터링되고 마이크로-디스플레이 상에서 활성화될 픽셀의 원하는 위치가 예를 들어, 프로세서를 사용한 계산에 의해 결정됨으로써 이미지가 망막 상의 원하는 위치에 투영되도록 하여 동일한 망막 위치에 지속적인 자극이 허용된다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이의 평면 또는 안경 평면 상의 관심 지점은 기본 위치에 대한 안구의 수평, 수직 및 비틀림 변위를 모니터링함으로써 계산된다.
관심 지점은 예를 들어, 자기 센서 또는 광학 센서와 같은 안구 위치 센서를 사용하여 여러 방식으로 결정될 수 있다. 일부 실시예에서, 안경테에 내장된 검색 코일은 안구 움직임을 추적하는 데 사용된다. 안경테에 내장된 코일은 콘택트 렌즈 상의 코일, 안구에 이식된 코일, 콘택트 렌즈 상의 자성 재료, 또는 안구에 이식된 자성 재료 중 하나 이상과 같이 안구 상에 배치된 자기 구조체에 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서는 안구의 위치를 광학적으로 측정하기 위한 위치 감지 검출기 또는 어레이 센서와 같은 광학 센서를 포함한다. 광학 센서는 다양한 방식으로 안구의 위치를 측정하도록 구성될 수 있으며, 예를 들어, 광원, 동공, 윤부(limbus) 또는 공막으로부터의 각막 반사(reflex) 중 하나 이상의 위치를 측정하도록 구성될 수 있다. 안경테는 예를 들어, 각막 반사를 생성하기 위해 안구를 조명하는 추가 광원을 지지할 수 있다. 센서의 데이터는 동축으로 보이는 각막 광반사("CSCLR")의 위치, 그에 따라 시선축(visual axis)의 방향과 중심와의 위치를 제공할 수 있다. 안구의 관점, 시선축, 광축, 노드 및 CSCLR은 2016년 3월자 J CATARACT REFRACT SURG - VOL 42에서의 Srinivasan, S.에 의한 "Ocular axes and angles: time for better understanding"에 기술되어 있다. 일부 실시예에서, 프로세서는 안구 위치 센서를 사용하여 안구 움직임에 응답하여 망막의 자극된 위치의 움직임을 감소시키기 위해 마이크로 디스플레이의 픽셀과 같은 광학 장치를 조정하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 주변 이미지의 목표 위치는 안구 위치 센서로부터의 정보에 기초하여 중심와의 위치로부터 계산되고, 실시간 광선 추적 계산은 마이크로 디스플레이에서 활성화될 픽셀의 위치를 제공한다. 안구 움직임에 응답하여 제2의 복수의 픽셀로 선택적으로 전환하는 시간은 100 밀리초 미만, 예를 들어, 20 밀리초 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 망막의 주변을 향해 외부 이미지를 형성하도록 활성화될 마이크로 디스플레이의 픽셀의 위치는 안경 광학계의 광학 중심으로부터 참조되는데, 이는 그것이 1차 응시에서의 관심 지점이기 때문이다. 일부 실시예에서, 관심 지점의 위치는 1차 응시에서 안구의 위치에 대한 안구 움직임을 고려하고 새로운 관심 지점을 참조하여 활성화될 픽셀의 위치를 계산함으로써 계산된다. 예를 들어, 도 1b는 환자가 수평 직선 전방을 바라볼 때, 소위 1차 응시의 경우의 활성 픽셀(94)을 예시하는 반면, 도 1c는 환자가 위에서 좌측을 바라볼 때 활성 픽셀(94)을 예시한다. 이러한 경우, 픽셀 어레이의 형상은 동일할 수 있지만, 위에서 좌측으로 옮겨지거나, 어레이의 형상이 변할 수 있다.
일부 실시예에서, 디바이스는 두 눈으로 볼 수 있으며, 마이크로 디스플레이 및 사용자의 각 안구에 대한 광학 장치를 포함한다. 마이크로 디스플레이는 동공에 들어가기 전에 마이크로 디스플레이의 픽셀에 의해 생성되고 수렴되는 조명을 실질적으로 콜리메이트하도록 설계된 하나 이상의 마이크로 광학 부품과 광학적으로 결합될 수 있다.
일부 실시예에서, 디스플레이(72)는 안경 렌즈의 외측에 장착되고 근안 디스플레이가 +/-40도 이상의 시야를 제공할 수 있도록 안경 렌즈 광학계와 정렬되어 마이크로 디스플레이는 주변 물체를 읽거나 바라볼 때 하향 응시를 포함하여 일반적으로 측면으로 +/-15도 및 수직으로 +10도 내지 -20도인 정상적인 안구 움직임 범위에 대해 주변 망막 자극을 계속 제공할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이로부터의 광은 안경 렌즈 광학계를 통해 투과되고 사용자의 굴절 교정이 제공된다.
일부 실시예에서, 광학 시스템은 망막 전방에 이미지를 형성하도록 구성되고, 단일 마이크로 렌즈(렌즈렛(lenslet)); 복수의 마이크로 렌즈(렌즈렛 어레이); Gabor 렌즈, 마이크로 프리즘, 마이크로 미러, 또는 이들의 조합과 같은 컴파운드 렌즈 중 하나 이상을 포함한다. 일부 실시예에서, 광 배플 및 마이크로 미러는 마이크로 광학계에 의해 포착되지 않은 광의 양이 미광(stray light) 및 디스플레이의 전면으로부터 빠져나가는 광을 감소시키도록 실질적으로 감소되도록, 예를 들어, 최소화되도록 배열된다.
일부 실시예에서, 10%(0.1) 미만의 픽셀 충전율(fill factor)은 중심와 및 황반 이미지의 선명한 뷰를 제공하기에는 매우 희박하다. 일부 실시예에서, 충전율은 0.01 내지 0.3의 범위이고, 0.05 내지 0.20의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 픽셀 크기가 5 미크론이고 픽셀 피치가 20 미크론인 픽셀 어레이는 0.06의 충전율로 이어진다. 낮은 충전율은 또한 제조 공정의 복잡성을 감소시키고 이러한 마이크로 광학 디스플레이의 비용을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로 광학 어레이는 디스플레이와 광학적으로 정렬되도록 설계되어, 단일 또는 복수의 픽셀(94)로부터의 광이 집속되고, 콜리메이트되고, 1차 응시에서 사용자의 동공으로 지향되도록 포커싱될 수 있다. 이러한 마이크로 광학 요소의 밀도는 근안 디스플레이의 전체 가시성을 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 광학계는 낮은 충전율(바람직하게는 0.1 이하)을 가지므로 근안 디스플레이를 통한 전체 광 투과가 사용자에게 허용되고 환자가 물체를 볼 수 있게 할 것이다.
일부 실시예에서, 디바이스는 예를 들어, 하나의 굴절률에서 다른 굴절률로 또는 하나의 편광에서 다른 편광으로 전환될 수 있는 액정(LC) 또는 LC 기반 물질 등을 사용하여 평면 (광 전력 없음) 상태와 전기 광학 부품에 의해 활성화된 상태 사이에서 전환될 수 있는 전환 가능한 마이크로 광학 어레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 마이크로 광학 어레이는 활성화되지 않을 때 광을 산란시키거나 현실 세계의 이미지를 왜곡하지 않는다.
일부 실시예에서, 망막의 주변을 향해 외부 이미지를 형성하도록 활성화될 마이크로 디스플레이의 픽셀의 위치는 안경 광학계의 광학 중심으로부터 참조되는데, 이는 그것이 1차 응시에서의 관심 지점이기 때문이다. 일부 실시예에서, 관심 지점의 위치는 1차 응시에서 안구의 위치에 대한 안구 움직임을 고려하고 새로운 관심 지점을 참조하여 활성화될 픽셀의 위치를 계산함으로써 계산된다.
일부 실시예에서, 복수의 픽셀이 활성화되어 마이크로 광학계에 의해 이미징되는 광원을 형성한다. 마이크로 광학계의 광학 설계와 마이크로 디스플레이로부터의 그것의 분리는 광 전달 시스템의 이미지 전달 시스템의 초점 거리, 망막에 투영된 이미지의 이미지 배율 및 에어리 디스크 직경(airy disc diameter)으로 측정된 회절로 인한 블러(blur)를 제공하도록 구성될 수 있다.
본 개시 내용과 관련된 연구는 망막이 종방향 색수차(longitudinal chromatic aberration: LCA), 고차 구면 수차(higher order spherical aberration), 비점수차(astigmatism) 등을 포함하여 디포커스의 징후에 민감한, 디포커스된 이미지에 제공된 고차 수차에 의해 야기된 이미지 블러의 변화를 인지함을 시사한다. 여기에 제공된 학습 내용을 기초로, 당업자는 디바이스의 초점 깊이가 디포커스의 크기보다 크거나 거의 같을 때 망막이 원시 블러(hyperopic blur)로부터 근시 블러를 인식할 수 있는지 여부를 결정하기 위한 실험을 수행할 수 있다. 여기에 설명된 디바이스는 예를 들어, 적절한 위치에서 적절한 양의 디포커스를 제공하도록 적절하게 구성될 수 있다.
디바이스는 적절한 이미지 배율, 적용되는 근시 디포커스의 크기와 관련하여 이미지 해상도 및 초점 깊이를 제한하는 회절 및 디포커스의 크기의 함수로서 이미지 블러 또는 이미지 선명도 기울기의 변화율을 제공하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 근안 디스플레이는 편안한 시야를 위해 중심와 및 황반 이미지의 선명한 실질적으로 왜곡되지 않은 시야를 제공하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 중심 이미지의 시야는 적어도 +/- 5도이고, 예컨대, 상이한 사용자의 동공간 거리(IPD)의 차이를 설명하기 위해 예를 들어, 더 클 수 있다(예, +/-12도). 실제 이미지의 이미지 품질 및 시야는 실질적으로 투명한 근안 디스플레이로 투명하게 제공될 수 있으며, 마이크로 디스플레이에서 발광 픽셀의 충전율을 감소시킴으로써 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 10%(0.1) 미만의 픽셀 충전율은 중심와 및 황반 이미지의 선명한 뷰를 제공하기에는 매우 희박하다. 일부 실시예에서, 충전율은 0.01 내지 0.3의 범위이고, 0.05 내지 0.20의 범위 내에 있을 수 있다. 예를 들어, 픽셀 크기가 5 미크론이고 픽셀 피치가 20 미크론인 픽셀 어레이는 0.06의 충전율로 이어진다. 낮은 충전율은 또한 제조 공정의 복잡성을 감소시키고 이러한 마이크로 광학 디스플레이의 비용을 감소시킬 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로 광학 어레이는 디스플레이와 광학적으로 정렬되도록 설계되어, 단일 또는 복수의 픽셀로부터의 광이 집속되고, 콜리메이트되고, 1차 응시에서 사용자의 동공으로 지향되도록 포커싱될 수 있다. 이러한 마이크로 광학 요소의 집중 밀도는 근안 디스플레이의 전체 가시성을 조절할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 광학계는 낮은 충전율(바람직하게는 0.1 이하)을 가지므로 근안 디스플레이를 통한 전체 광 투과가 사용자에게 허용 가능하게 된다.
일부 실시예에서, 디바이스는 예를 들어, 하나의 굴절률에서 다른 굴절률로 또는 하나의 편광에서 다른 편광으로 전환될 수 있는 액정 또는 LC 기반 물질 등을 사용하여 평면 (광 전력 없음) 상태와 전기 광학 부품에 의해 활성화된 상태 사이에서 전환될 수 있는 전환 가능한 마이크로 광학 어레이를 포함한다. 일부 실시예에서, 마이크로 광학 어레이는 활성화되지 않을 때 광을 산란시키거나 현실 세계의 이미지를 왜곡하지 않는다.
도 2a 및 도 2b는 맥락막 두께의 변화를 자극하기 위해 황반을 포함하는 중심 필드로부터 멀리 망막 상에 디포커스된 이미지를 투사하도록 구성된 복수의 광원을 포함하는 콘택트 렌즈(10)를 예시한다. 복수의 광원은 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막에 자극을 제공하기 위해 하나 이상의 광학 부품에 결합될 수 있다. 콘택트 렌즈에 대해 언급되고 있지만, 렌즈(10)는 프로젝터, 안과 장비, TV 스크린, 컴퓨터 스크린, 증강 현실 디스플레이, 가상 현실 디스플레이, 스마트폰 등의 핸드헬드 디바이스, 웨어러블 디바이스 - 안경 렌즈, 근안 디스플레이, 헤드-장착형 디스플레이, 고글, 콘택트 렌즈, 각막 온레이, 각막 인레이, 각막 보철물 또는 안내 렌즈 - 중 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.
이 콘택트 렌즈(10)는 내장된 전자 장치 및 광학 장치를 포함하는 베이스 또는 캐리어 콘택트 렌즈를 포함한다. 베이스 소프트 콘택트 렌즈(10)는 지속적인 착용에 편안하도록 설계된 하이드로겔 또는 실리콘 하이드로겔 폴리머와 같은 생체적합 재료로 제작된다. 콘택트 렌즈는 예를 들어, 직경(13)을 가로지르는 최대 전체 거리를 가진다. 생체적합 재료는 소프트 콘택트 렌즈(10)의 부품들을 봉지한다. 일부 실시예에서, 콘택트 렌즈(10)는 많은 조명 조건에서 사용자의 안구의 동공을 덮도록 설계된 중앙 광학 영역(14)을 포함한다. 일부 실시예에서, 광학 영역은 반경(15)으로 정의된 원형 영역을 포함한다. 일부 실시예에서, 복수의 프로젝션 유닛(12)은 광학 영역의 중심으로부터 거리(17)에 위치된다. 복수의 프로젝션 유닛(12) 각각은 19를 가로지르는 거리를 가진다. 일부 실시예에서, 프로젝션 유닛 사이의 거리는 망막의 주변 영역을 자극하기 위해 광학 영역 외부에 프로젝션 유닛을 배치하도록 하는 크기를 가지지만, 프로젝션 유닛은 또한 여기에서 설명한 바와 같이 주변 망막을 자극하기 위해 광학 영역 내부에 배치된다.
광학 영역(14)은 안구의 동공 및 치료 도중의 조명 조건에 대해 적절한 크기를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 광학 영역은 예를 들어, 콘택트 렌즈가 낮 동안 사용하도록 구성된 경우 6 mm의 직경을 가진다. 광학 영역(14)은 6 mm 내지 9 mm 범위 내, 예를 들어, 7.0 mm 내지 8.0 mm 범위 내의 직경을 가질 수 있다. 중앙 광학 영역(14)은 정시 교정(emmetropic correction) 또는 다른 적절한 교정을 사용자에게 제공하도록 설계되고, 구면 및 난시 교정 모두가 제공될 수 있다. 중앙 광학 영역(14)은 2.5 mm 내지 3.0 mm 범위의 폭의 주변 영역(16)과 같은 외부 환형 영역에 의해 둘러싸여 있다. 때로 블렌드 영역으로 지칭되는 주변 영역(16)은 우수한 중심화 및 최소 분산을 포함하여 각막에 대한 양호한 적합성을 제공하도록 주로 설계된다. 외부 환형 영역은 0.5 mm 내지 1.0 mm 범위의 폭을 갖는 최외부 엣지 영역(18)으로 둘러싸여 있다. 광학 영역(14)은 굴절 교정을 제공하도록 구성되고, 예를 들어, 20/20 또는 그 이상의 시력을 갖는 설계에서 구형, 원환체 또는 다초점일 수 있다. 광학 영역(14) 주변의 외부 환형 영역은 각막 곡률에 맞도록 구성되고, 병진 및 회전 안정성을 위한 회전 안정화 영역을 포함할 수 있는 한편, 깜박임 후에 안구 상의 콘택트 렌즈(10)의 움직임을 허용할 수 있다. 엣지 영역(18)은 0.05 mm 내지 0.15 mm 범위 내의 두께를 가질 수 있고, 쐐기 형상으로 종결될 수 있다. 소프트 콘택트 렌즈(10)의 전체 직경(13)은 12.5 mm 내지 15.0 mm 범위 내, 예를 들어, 13.5 mm 내지 14.8 mm 범위 내일 수 있다.
콘택트 렌즈(10)는 복수의 내장형 프로젝션 유닛(12)을 포함한다. 복수의 프로젝션 유닛(12) 각각은 광원 및 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막 전면에 광을 집속하기 위한 하나 이상의 광학계를 포함한다. 각각의 광학계는 미러(mirror), 복수의 미러, 렌즈, 복수의 렌즈, 회절 광학 장치, 프레넬 렌즈, 광 파이프 또는 도파관 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 콘택트 렌즈(10)는 배터리(20) 및 센서(22)를 포함할 수 있다. 콘택트 렌즈(10)는 플렉스 인쇄 회로 기판(PCB)(24)을 포함할 수 있고, 프로세서는 플렉스 PCB(24) 상에 장착될 수 있다. 프로세서는 PCB 상에 장착되고 센서(22) 및 복수의 광원(30)에 결합될 수 있다. 소프트 콘택트 렌즈(10)는 또한 무선 통신 회로와, 전자 통신 및 콘택트 렌즈(10)의 배터리(20)를 유도 충전하기 위한 하나 이상의 안테나(41)를 포함할 수 있다. 배터리(20)를 언급하고 있지만, 콘택트 렌즈(10)는 임의의 적절한 에너지 저장 장치를 포함할 수 있다.
프로젝션 유닛(12)은 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막의 주변 부분에 디포커스된 이미지를 제공하도록 구성될 수 있고, 광원 및 프로젝션 광학계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 프로젝션 광학계는 맥락막 두께의 증가 또는 감소와 같은 맥락막 두께의 변화를 자극하기 위해 황반을 포함하는 중심 시야로부터 떨어진 주변 망막 상으로 광원으로부터 디포커스된 이미지를 투영하도록 광원으로 구성된다. 하나 이상의 프로젝션 유닛(12)은 망막의 중심와 또는 황반 영역 중 하나 이상에 형성된 대응하는 이미지 및 중심 시력을 저하시키지 않으면서 망막을 자극하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 프로젝션 광학계는 사용자의 굴절 이상을 교정하도록 규정된 시력 교정 광학계의 이미지 형성 특성을 감소시키지 않는다. 이 구성은 본 명세서에 기술된 바와 같이 디포커스된 이미지로부터 치료를 받는 동안 사용자가 양호한 시력을 갖도록 할 수 있다.
일부 실시예에서, 프로젝션 유닛(12)의 광원으로부터의 광은 본 명세서에 설명된 바와 같이 하나 이상의 프로젝션 광학계에 의해 실질적으로 콜리메이트되고 포커스된다. 광원과 프로젝션 광학계의 기능은 광원에 의해 방출된 광을 실질적으로 콜리메이트하고, 이것을 맥락막 두께 변화를 자극하기 위해 적절한 디포커스를 제공하도록 망막 전방 또는 후방에 있도록 설계된 초점으로 지향하는 것이다. 근시 디포커스의 경우, 포커스된 이미지는 주변 망막 전방으로 약 1.5 mm 내지 2.5 mm에 있고, 예를 들어, 약 2.0D 내지 5.0D, 예컨대, 2.0D 내지 4.0D, 또는 바람직하게는 2.5D 내지 3.5D만큼 근시인 것으로 보일 수 있다. 원시 디포커스의 경우, 포커스된 이미지는 약 -2.0D 내지 -5.0D, 예를 들어, -2.0D 내지 -4.0D, 또는 바람직하게는 -2.5D 내지 -3.5D만큼 원시가 되도록 주변 망막 후방으로 약 1.5 mm 내지 2.5 mm에 보일 수 있다.
복수의 자극 및 클리어 영역은 프로젝션 광학계 및 클리어 영역에 대한 안구의 움직임을 허용하도록 배열될 수 있으며, 이는 안경, AR 및 VR 응용과 같은 프로젝션 광학계에 대해 안구가 움직이는 실시예에서 사용하기에 매우 적합할 수 있다. 일부 실시예에 따르면, 프로젝션 유닛으로부터의 광은 안구의 광축에 대해 비스듬한 각도로 지향되어 동공에 진입하는 동시에 동공보다 실질적으로 더 큰 클리어 중앙 비전 영역을 유지하여 큰 안구 박스와 같이 클리어 영역의 넓은 시야를 제공할 수 있다. 클리어 영역은 다양한 방식으로 치수가 정해질 수 있으며, 원형 영역, 타원형, 정사각형 영역 또는 직사각형 영역을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 안구 박스는 5.0 mm x 4.0 mm일 수 있다. 일부 실시예에서, 클리어 박스는 15 mm x 4.0 mm의 안구 박스를 가질 수 있다. 예를 들어, 더 큰 안구 박스와 같은 더 큰 클리어 시각 영역은 예컨대, 안구가 응시 방향을 바꾸고 안구 박스에 의해 정의된 클리어 시각 영역이 고정 상태로 유지시, 동공의 엣지에 의해 자극이 차단되지 않고 더 큰 수준의 안구 움직임을 허용한다. 일부 실시예에서, 자극이 안구로 투영되는 비스듬한 각도는 안구 박스의 크기에 따라 다르다.
일부 실시예에 따르면, 렌즈(10) 또는 다른 적절한 광학 지지 구조체는 광원으로서 프로젝션 광학계 및 마이크로 디스플레이를 포함하는 프로젝션 유닛을 포함한다. 마이크로 디스플레이는 OLED(유기 발광 다이오드) 또는 마이크로 LED 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이에서 방출되는 광은 램버시안(Lambertian)일 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이는 마이크로 디스플레이로부터 나오는 광을 실질적으로 콜리메이트하고 포커스하는 마이크로 광학 어레이에 광학적으로 결합된다. 마이크로 디스플레이는 하나 이상의 소형화된 픽셀을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이는 픽셀 크기 및 픽셀 피치를 특징으로 하는 픽셀의 확장 어레이를 형성하며, 여기서 픽셀 크기 및 픽셀 피치는 함께 마이크로 디스플레이의 충전율에 대응한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 각각의 픽셀은 약 2 미크론 내지 약 100 미크론 범위 내의 크기를 가질 수 있고, 픽셀 피치는 예를 들어, 10 미크론 내지 1.0 mm 범위일 수 있다. 해당 충전율은 0.1% 내지 10% 이상의 범위일 수 있다. 현실 세계 시야가 바람직한 일부 실시예에서, 더 작은 충전율은 실제 환경으로부터 광을 덜 차단하고 더 높은 수준의 편안함과 시야를 제공한다. 대안적으로 또는 조합하여 더 큰 충전율은 자극의 전체 밝기를 향상시킬 수 있으며, 실제 세계 시야 및 모든 주변 시야에 의존하지 않는 응용에 매우 적합할 수 있다. 일부 실시예에서, 픽셀 어레이는 픽셀로부터의 광을 실질적으로 콜리메이트하고 포커스하기 위해 마이크로 광학 어레이와 광학적으로 결합된다.
일부 실시예에 따르면, 렌즈(10) 또는 다른 적절한 광학 지지 구조체는 광원으로서 프로젝션 광학계 및 마이크로 디스플레이를 포함하는 프로젝션 유닛을 포함한다. 마이크로 디스플레이는 OLED(유기 발광 다이오드) 또는 마이크로 LED 어레이를 포함할 수 있다. 이러한 디스플레이에서 방출되는 광은 램버시안(Lambertian)일 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이는 마이크로 디스플레이로부터 나오는 광을 실질적으로 콜리메이트하고 포커스하는 마이크로 광학 어레이에 광학적으로 결합된다. 마이크로 디스플레이는 하나 이상의 소형화된 픽셀을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이는 픽셀 크기 및 픽셀 피치를 특징으로 하는 픽셀의 확장 어레이를 형성하며, 여기서 픽셀 크기 및 픽셀 피치는 함께 마이크로 디스플레이의 충전율에 대응한다. 본 명세서에 기재된 바와 같이, 각각의 픽셀은 약 2 미크론 내지 약 100 미크론 범위 내의 크기를 가질 수 있고, 픽셀 피치는 예를 들어, 10 미크론 내지 1.0 mm 범위일 수 있다. 해당 충전율은 0.1% 내지 10%의 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 픽셀 어레이는 픽셀로부터의 광을 실질적으로 콜리메이트하고 포커스하기 위해 마이크로 광학 어레이와 광학적으로 결합된다.
이러한 디스플레이에 의해 생성된 이미지는 디포커스되고 시야 또는 안구의 4사분면(예, 비강(nasal) 아래, 비강 위, 측두(temporal) 아래, 측두 위)에 대칭적으로 배치될 수 있다. 마이크로 디스플레이는 렌즈의 광학 중심으로부터 1.5 mm 내지 4.0 mm, 바람직하게는 2.5 mm 내지 3.5 mm 범위 내의 거리만큼 떨어져 위치될 수 있다. 콘택트 렌즈의 중심 광학은 사용자를 정시(emmetropia)로 이끌도록 선택될 수 있으며, 3.0 mm 내지 5.0 mm 범위 내의 직경을 가질 수 있다. 각각의 마이크로 디스플레이는 원형, 직사각형 또는 아치형 형상일 수 있고, 일부 실시예에서, 0.01 mm2 내지 8.0 mm2 범위 내, 예를 들어, 0.04 mm2 내지 8.0 mm2 범위 내, 예를 들어, 1 mm2 내지 8 mm2 범위 내, 또는 바람직하게 1.0 mm2 내지 4.0 mm2 범위 내의 면적을 가질 수 있다.
마이크로 디스플레이는 예를 들어, 콘택트 렌즈 또는 안경 렌즈, 증강 현실("AR") 헤드셋 또는 가상 현실("VR") 헤드셋과 같은 교정 광학 장치의 본체에 결합되고 지지될 수 있다. 일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이는 안내 렌즈, 각막 보철물, 각막 온레이 또는 각막 인레이 중 하나 이상에 결합되고 지지된다. 콘택트 렌즈를 참조로 본 명세서에 기재된 광학적 구성은 예를 들어, 안내 렌즈, 각막 보철물, 각막 온레이 또는 각막 인레이 중 하나 이상에 유사하게 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 마이크로 디스플레이 및 마이크로 광학 어레이는 본 명세서에 기술된 바와 같이 망막 상의 원하는 위치에 디포커스된 이미지를 형성하는 배향으로 광속 다발을 안구의 동공에 투사하기 위해 고정된 거리만큼 분리된 동일한 교정 광학 장치 상에 서로 바로 인접하게 장착된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 프로젝션 광학계는 프로젝션 광학계로부터의 광선이 교정 광학계를 통해 굴절되도록 하나 이상의 교정 광학계 상에 또는 그 안에 장착된다. 교정 광학계는 프로젝션 광학계에서 나오는 광선을 굴절시켜 선명한 시야에 도움이 되도록 수렴 또는 발산하므로 마이크로 광학 어레이는 원하는 디포커스의 크기와 부호에 따라 플러스 또는 마이너스가 될 수 있는 추가 전력의 원하는 크기를 제공할 수 있다. 마이크로 디스플레이는 예를 들어, 단색 또는 다색일 수 있다.
일부 실시예에서, 투영된 디포커스 이미지는 LCD 스크린, OLED(유기 발광 다이오드), TOLED, AMOLEDS, PMOLEDS, 또는 QLED에 의해 구동되는 스크린 중 하나 이상을 포함하는 스크린을 포함하는 마이크로 디스플레이에 의해 제공될 수 있다.
도 3은 도 1a-2b에서와 같은 렌즈(10) 등의 망막 자극 디바이스의 부품의 기능을 나타낸 시스템 다이어그램을 예시한다. 이들 부품은 PCB(24)로 지지될 수 있다. 예를 들어, 배터리(20)와 같은 전원은 PCB(24) 상에 장착될 수 있고, 전원 기능(21)을 제공하기 위해 다른 부품에 결합될 수 있다. 센서(22)는 활성화 기능(23)을 제공하도록 구성될 수 있다. 센서(22)는 렌즈(10)의 제어 기능(25)을 제공하기 위해 PCB(24) 상에 장착된 프로세서에 결합될 수 있다. 제어 기능(25)은 광도 설정부(27) 및 광 스위치(29)를 포함할 수 있다. 프로세서는 예를 들어, 센서(22)로부터의 코딩된 신호 시퀀스로 센서(22)로부터의 강도 증가, 강도 감소, 또는 온/오프 신호에 대응하는 센서(22)로부터의 신호를 검출하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 투사 기능(31)을 제공하기 위해 광원(30) 및 광학계를 포함할 수 있는 광 프로젝션 유닛(18)에 결합된다. 예를 들어, 프로세서는 복수의 광원(30)(예를 들어, 프로젝션 유닛(12) 또는 하나 이상의 디스플레이(72))에 결합되어 센서(22)에 대한 사용자 입력에 응답하여 광원(30) 각각을 제어할 수 있다.
망막 자극 디바이스는 사용자의 위치를 결정하기 위한 지구 위치 시스템(GPS) 회로, 및 머리 움직임과 같은 신체 움직임을 측정하기 위한 가속도계를 포함할 수 있다. 망막 자극 디바이스는 측정된 데이터를 수신하고 저장하기 위해 GPS 또는 가속도계 중 하나 이상에 결합된 프로세서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 로컬 클록(현지 시간을 유지하는 클록)과 함께 GPS는 프로세서에 의해 사용되어 착용자의 안구의 축방향 길이의 주간(diurnal) 변동의 발생을 계산한다. 일부 실시예에서, 자극의 적용은 주간 변동 하에서 최대 축방향 길이의 발생과 일치하도록 이루어질 수 있다. 망막 자극 디바이스는 디바이스로부터 클라우드 기반 데이터 저장 시스템과 같은 원격 서버로 데이터를 전송하기 위해 무선 통신 회로(예, Bluetooth 또는 WIFI) 또는 유선 통신 회로(예, USB)와 같은 통신 회로를 포함할 수 있다. 원격 서버로의 이러한 데이터 전송을 통해 사용자의 치료 및 이행(compliance)이 원격으로 모니터링될 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세서는 그래픽 처리 장치(GPU)를 포함한다. GPU는 여기에 설명된 바와 같이 자극의 형성에 이 콘텐츠를 활용하기 위해 웹으로부터 콘텐츠를 효율적이고 빠르게 처리하는 데 사용될 수 있다.
본 명세서에 기술된 바와 같은 망막 자극을 위한 방법 및 장치는 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 사용자가 치료를 받도록 장려하는 하나 이상의 속성을 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같은 망막 자극은 사용자가 치료 디바이스를 착용하도록 장려하기 위해 게임의 디스플레이와 결합될 수 있다. 일부 실시예에서, 망막 자극은 사용자가 치료를 위해 디바이스를 착용하도록 장려하기 위해 이모티콘과 같은 다른 자극과 조합될 수 있다. 시스템의 부품은 게임 또는 자극으로 망막 자극을 촉진하기 위해 게임 또는 다른 자극과 통신하거나 이로부터 정보를 수신할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 광학 구성(32)은 도 4b에 도시된 바와 같이 편심 망막 이미지를 형성하기 위해 마이크로 디스플레이에 의해 방출된 광을 집속한 다음 광빔을 안구(11)의 동공으로 지향하도록 구성된 복수의 미러를 포함한다. 미러는 광빔을 망막(33)에 포커스하도록 광빔을 실질적으로 콜리메이트하거나 광빔을 적절한 이향 운동(vergence)으로 망막(33) 측으로 지향할 수 있다.
도 4a 및 4b에 도시된 광학 구성은 콘택트 렌즈와 같은 렌즈를 언급하지만, 유사한 광학 구성이 프로젝터, 안과 장비, TV 스크린, 컴퓨터 스크린, 스마트 폰과 같은 휴대용 디바이스, 웨어러블 디바이스 - 안경 렌즈, 근안 디스플레이, 헤드 장착형 디스플레이, 헬멧에 장착된 디스플레이, AR 디스플레이, VR 디스플레이, 고글, 콘택트 렌즈, 각막 온레이, 각막 인레이, 각막 보철물 또는 안내 렌즈 - 중 하나 이상의 렌즈에 사용될 수 있다. 또한, 근시 디포커스에 대해 언급하고 있지만, 디포커스는 원시 디포커스, 난시 디포커스, 또는 망막 상에 포커스된 이미지, 또는 예를 들어, 본 명세서에 기술된 바와 같은 굴절 이상의 교정을 위한 다른 디포커스를 포함할 수 있다.
도 4a에 도시된 미러 어셈블리는 1D 미만의 초점 깊이를 달성하도록 구성되어 적용된 2.0-4.0D의 디포커스가 지정된 방사 이심률(예를 들어, 5도 내지 30도 또는 20도 내지 30도의 범위 내)에서 주변 망막(33)에 의해 명확하게 인지될 수 있게 한다.
도 5a 및 5b에 도시된 바와 같이, 다른 실시예는 광원(30)과 광학적으로 결합된 수렴 또는 콜리메이팅 렌즈를 포함하는 광학계(32)를 포함한다. 이 구성에서, 단일 렌즈를 포함할 수 있는 렌즈(34)가 자극원으로부터 출력된 광을 실질적으로 콜리메이트하고 이것을 콘택트 렌즈(10)와 같은 렌즈를 통해 각막(37)으로 지향하는 데 사용된다. 콘택트 렌즈가 언급되지만, 렌즈는 프로젝터, 안과 장비, TV 스크린, 컴퓨터 스크린, 스마트 폰과 같은 휴대용 디바이스, 웨어러블 디바이스 - 안경 렌즈, 근안 디스플레이, 헤드 장착형 디스플레이, VR 디스플레이, AR 디스플레이, 고글, 콘택트 렌즈, 각막 온레이, 각막 인레이, 각막 보철물 또는 안내 렌즈 - 중 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.
콜리메이팅 렌즈(34)의 유효성은 굴절률에 의존하고, 렌즈 재료와 기재로서 기능하는 콘택트 렌즈(10)의 재료 사이에 실질적인 굴절률 차이가 생기도록 충분히 높아야 한다. 이 예에서, 내장 렌즈(34)의 굴절률은 2.02(예를 들어, 란탄 플루오로실리케이트 유리(LaSF5)의 굴절률)인 것으로 추정되었지만, 다른 재료가 사용될 수 있다.
다른 실시예는 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이 광로 길이를 증가시키기 위해 광 파이프(36)를 포함한다. 광 파이프(36)는 적절한 이미지 배율, 예를 들어, 0.5X 내지 8X 배율, 바람직하게는 1X 내지 3X 배율, 및 망막 이미지 크기를 제공하기 위해 증가된 광로 길이를 제공할 수 있다.
콘택트 렌즈에서 발생하는 것처럼 각막(37) 상의 광 파이프(36)를 언급하고 있지만, 광 파이프(36)와 결합된 렌즈는 프로젝터, 안과 장비, TV 스크린, 컴퓨터 스크린, 스마트 폰과 같은 휴대용 디바이스, 웨어러블 디바이스 - 안경 렌즈, 근안 디스플레이, 헤드 장착형 디스플레이, VR 디스플레이, AR 디스플레이, 고글, 콘택트 렌즈, 각막 온레이, 각막 인레이, 각막 보철물 또는 안내 렌즈 - 중 하나 이상의 렌즈를 포함할 수 있다.
점광원(point source)를 갖는 마이크로 렌즈 어레이의 사용, 더 얇은 렌즈를 사용하기 위한 회절 광학계의 사용, 단일 점광원 및 광학 처리 유닛을 사용한 다중 망막 이미지 생성을 포함하여 다수의 다른 광학 구성이 사용될 수 있다.
도 7은 사용자에 의해 보여지는 디스플레이(706) 상의 복수의 자극(702) 및 이미지(704)를 예시한다. 자극(702)은 디스플레이(706) 주위에 위치되며, 여기서 디스플레이는 클리어 중심 시력의 영역에 대응하고, 자극은 사용자의 주변 시력, 예를 들어, 황반 외부의 시력에 대응한다. 복수의 자극은 맥락막 두께를 증가시키고 안구의 축방향 길이의 성장을 감소시키는 자극을 제공하기 위해 근시 디포커스로 망막 전방에 이미징될 수 있다.
자극은 본 명세서에 기술된 바와 같이 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 자극은 다크 배경(dark background)(710) 상의 광 패턴(708), 예를 들어, 흑백 패턴을 포함한다. 일부 실시예에서, 자극은 회색 배경 또는 실질적으로 검정 배경 상의 백색 또는 거의 백색 자극과 같은 더 짙은 다크 배경 상의 다색 패턴을 포함한다. 일부 실시예에서, 자극 각각은 다크 배경 상의 다크 내부 영역 및 하나 이상의 밝은 외부 영역, 예를 들어, 다크 배경의 백색 원형 영역을 통한 다크 크로스를 포함한다. 자극은 전역 콘트라스트 팩터, 극성(예를 들어, 검정 배경의 백색 또는 다색 대 백색 또는 다색 배경의 검정색)에 따라 선택될 수 있다. 자극은 다양한 방식으로 구성될 수 있으며, 디스플레이에 표시된 복수의 반복 아이콘을 포함할 수 있다. 자극은 반복되는 아이콘의 원형 또는 환형 패턴으로 배열될 수 있다. 자극은 예를 들어, 적어도 0.5, 적어도 0.7, 또는 적어도 0.8의 전역 콘트라스트 팩터와 같은 임의의 적절한 전역 콘트라스트 팩터를 포함할 수 있다.
도 8a는 망막에 근시적으로 디포커스된 자극을 제공하기 위한 스크린(800) 상의 자극(702)을 예시하고, 도 8b는 망막 상의 근시적으로 디포커스된 자극의 대응하는 치수를 도(degree) 단위로 예시한다. 디스플레이 상의 자극의 크기는 사용자와 디스플레이 사이의 거리와 관련이 있으며, 망막에 적절한 대향각(angular subtense)을 제공하기 위해 가시 거리(viewing distance)에 따라 치수가 변경될 수 있다. 당업자는 디포커스된 투영된 이미지의 적절한 각도 크기를 제공하기 위해 디스플레이 상의 자극의 크기를 결정하기 위한 계산을 용이하게 수행할 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 도시된 바와 같이, 각 자극은 망막 상의 각도 조명(812), 예를 들어, 3.3도에 대응하는 횡단 거리(802), 예를 들어, 18 mm의 거리를 가진다. 자극은 예를 들어, 70 mm 횡단의 횡단 거리(806)를 갖는 클리어 중심 시야(804)를 제공하도록 디스플레이 상에 배열되어 15도의 횡단 거리(814)를 갖는 방해받지 않는 중앙 시야(804)를 제공한다. 복수의 자극은 약 178 mm의 최대 횡단 거리(815)를 가지며, 이는 35도의 대향각(816)에 대응한다. 자극은 망막에 적절한 이미지 크기를 제공하기 위해 임의의 적절한 물체 크기로 배열될 수 있다. 특정 치수를 언급하고 있지만, 예를 들어, 안구까지의 거리 및 상응하는 대향각을 변경함으로써 임의의 적합한 치수가 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 자극은 15도의 방해받지 않는 중심 시야를 제공하기 위해 예를 들어, 15mm 횡단의 클리어 중심 시야를 제공하도록 배열된다. 일부 실시예에서, 복수의 자극은 35도의 대향각에 대응하는, 예를 들어, 70 mm 횡단의 최대 횡단 거리를 가진다.
도 9는 환형 플라워(flower) 패턴과 같은 자연 장면(900)을 묘사하는 자극(702)을 예시한다. 플라워 패턴이 예시되지만, 어떤 이미지도 사용될 수 있다. 자극은 대안적으로 또는 예컨대, 도 8a 및 8b에 예시된 자극(702)과 조합하여 디스플레이 상에 제공될 수 있다. 도 9에 예시된 자극의 치수 및 각도는 도 8a 및8b에 예시된 자극과 유사하게 치수가 정해질 수 있다. 어두운 원으로 예시된 중심 시야(814)의 경우, 예를 들어, 약 15도에 대응하는 횡단 거리를 가질 수 있고, 환형 영역을 횡단하는 최대 거리(806)는 예를 들어, 약 35도일 수 있다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 플라워 패턴과 같은 다색의 자연 장면이 사용자에게 더 쾌적할 수 있음을 시사한다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 또한 일부 실시예에서 다색 플라워 장면이 원형 아이콘을 분할하는 검정 크로스가 있는 검정 배경에 백색 원들의 환형 어레이보다 자극으로서 덜 효과적일 수 있음을 시사하지만, 다른 자극도 사용될 수 있다.
도 10은 도 8a-9에 도시된 자극에 대한 적색(R), 청색(B) 및 녹색(G) 값을 갖는 히스토그램 및 이미지 콘트라스트를 예시한다. 도 9a 및 9b에 예시된 원형 패턴의 경우, 히스토그램은 대략 255의 강도 값을 갖는 대략 3.5×105 자극 픽셀의 픽셀 카운트를 나타낸다. 그래픽 표현의 선명도를 증가시키기 위해 블랙 픽셀은 히스토그램에서 제외되었다(강도=0). 도 9에 예시된 플라워 패턴의 경우, 청색 강도 분포는 약 50에서 강도 피크, 약 110에서 적색 피크, 약 120에서 녹색 피크를 나타내며, 여기서 카운트는 0.5×105 미만이다.
일부 실시예에서, 콘트라스트는 이미지의 최저 낮은 강도와 최고 강도 사이의 분리로 정의된다. 자극 이미지의 콘트라스트를 정의하기 위해 전역 콘트라스트 팩터(global contrast factor: GCF)가 사용될 수도 있다. GCF는 인간 관찰자가 인식하는 디테일의 풍부함을 측정한다. 일부 실시예에서, 자극의 GCF는 'Global contrast factor-new approach to image contrast'라는 기고문[2005년도 그래픽, 시각화 및 이미징의 컴퓨팅 미학 저널(기고자: Matkovic, Kresimir 등; 편집자: L. Neumann, M. Sbert , B. Gooch, W. Purgathofer)]에 기술된 바와 같이 결정된다.
획득된 GCF 값은 다음과 같다:
플라워: 6.46
원형 패턴(흑백): 9.94
본 개시 내용과 관련된 연구는 더 높은 GCF 때문에 들판의 플라워보다 검정 배경의 백색 원이 선호될 수 있음을 시사한다.
도 11은 본 명세서에 설명된 바와 같이 자극으로서 교정 및 통합에 적합한 이미지(1100)를 예시한다. 이미지(1100)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 적절한 공간 주파수 분포를 제공하기 위해 처리된 이미지를 포함할 수 있다. 이미지는 자연 이미지 또는 컴퓨터 생성 이미지를 포함할 수 있다. 이미지는 예를 들어, 도 9와 유사한 환형 자극을 정의하기 위해 마스킹될 수 있다. 도 12는 개선된 자극을 제공하도록 처리된 도 11의 이미지와 유사한 이미지(1200)를 예시한다. 이 처리된 이미지는 디지털 방식으로 마스킹되어 적절한 공간 주파수 및 콘트라스트로 도 9에 도시된 바와 같은 환형 자극을 형성할 수 있다.
이미지는 다양한 방식으로 처리될 수 있지만, 일부 실시예에서, 이미지는 디지털 공간 주파수 필터로 처리되고 콘트라스트는 이미지에 적절한 공간 주파수 분포를 제공하여 안구의 개선된 응답을 생성하도록 조정된다. 프로세스의 한 단계에서, 이미지는 예컨대, 400 픽셀 길이를 갖는 이동 평균 필터로 처리된다. 다른 단계에서, RGB 이미지는 계조 이미지로 변환된다. 다른 단계에서, RGB 이미지는 이동 평균 이미지에 따라 조정된다. 또 다른 단계에서, 이동 평균 필터가 새 이미지에 다시 적용된다. 일부 실시예에서, 밝기의 이동 평균은 평활화된다(smoothed). 예를 들어, 초기 이미지의 밝기 차이는 100%이고, 조정된 이미지의 밝기 차이는 25%일 수 있다.
도 13은 도 11의 이미지의 공간 주파수 분포를 나타내는 이미지이다.
도 14는 도 12의 이미지의 공간 주파수 분포를 나타내는 이미지이고, 도 9의 자극으로 사용될 수 있다.
도 15는 도 8b 및 도 9에 도시된 자극 이미지에 대한 이미지 공간 주파수(사이클/도) 및 각 주파수에서의 에너지 로그의 도식을 예시한다. 도 15에 도시된 도식에서, 공간 주파수 스펙트럼의 평균 방사 프로파일이 보여지며, 여기서 진폭 로그(임의 단위, "au")는 특정 공간 주파수에 대한 피처의 수치 밀도와 관련된다. 참고로, 이 도식은 1/f, 1/f2 및 1/f0.5 라인을 보여준다. 도 9에 도시된 원의 플라워 패턴을 포함하는 처리된 이미지는 도 7-8b에 도시된 블랙 크로스를 갖는 백색 원 패턴에 유사한 주파수 의존성을 가진다. 이 도식은 플라워 패턴과 원 패턴이 모두 약 2-10 사이클/도의 중간(예, 중간 범위) 주파수에서 약 1/f 기울기 의존성을 나타냄을 보여준다. 일부 실시예에서, 자극은 약 2-10 사이클/도 범위 내의 주파수에 대한 1/f 내지 1/f2 범위 내의 주파수 의존성을 갖는 강도(에너지, au)의 변화를 가진다.
자극은 적절한 공간 주파수 분포, 예를 들어, 공간 주파수 분포 프로파일로 여러 방식으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 자극 각각은 망막의 전방 또는 후방에 있는 안구로 이미징되는 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도 범위, 그리고 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도 범위 내의 공간 주파수를 생성하기 위해 길이, 엣지, 강도 프로파일 분포를 가진다. 일부 실시예에서, 안구에 이미징된 복수의 자극은 약 1×10-1 내지 5×100 사이클/도의 공간 주파수 범위에 대해 공간 주파수의 증가와 함께 공간 주파수 진폭의 감소를 제공하는 공간 주파수 분포를 가진다. 일부 실시예에서, 공간 주파수 강도의 감소는 임의의 단위의 공간 주파수 진폭에 대해 1/(공간 주파수) 내지 1/(공간 주파수)2의 범위 내에 있다. 일부 실시예에서, 공간 주파수의 범위는 약 3×10-1 내지 약 1.0×101 사이클/도, 선택적으로 약 3×10-1 내지 약 2.0×100 사이클/도, 및 추가로 선택적으로 약 3×10-1 내지 약 1.0×100 사이클/도이다.
대안적으로 또는 공간 주파수 특성과 함께, 자극은 배경 강도에 대한 자극 강도의 적절한 비율로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 복수의 디포커스된 자극 이미지의 밝기는 주변 조명의 밝기보다 주변 조명의 밝기의 적어도 3배, 선택적으로 배경 조명의 밝기의 적어도 5배, 선택적으로 배경 조명의 밝기의 3-20배, 및 추가로 선택적으로 배경 조명의 밝기의 5-15배 범위만큼 더 높다.
일부 실시예에서, 공간 주파수 및 강도 특성을 포함하는 자극은 배경 조명 또는 주변 조명 중 하나 이상에 대한 적절한 비율로 제공된다. 일부 실시예에서, 안구에 이미징된 복수의 자극 각각은 실질적으로 균일한 회색 배경 위에 중첩된다. 일부 실시예에서, 복수의 자극의 각각은 아이콘이 주로 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위 및 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위 내의 공간 주파수의 특성을 생성하는 엣지의 총 길이 또는 엣지 프로파일을 가지도록 콘트라스트를 제공하기 위해 더 어두운 배경에 다색 아이콘, 예를 들어, 백색 아이콘을 포함한다.
도 16 은 안구의 굴절 이상을 치료하기 위한 시스템(1600)을 예시한다. 시스템(1600)은 보안 양방향 통신 프로토콜로 서버(1604)에 작동 가능하게 연결된 사용자 디바이스와 같은 치료 디바이스(1602)를 포함한다. 서버(1604)는 보안 양방향 통신 프로토콜(1606)로 치료 전문가 디바이스(1608)와 통신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 서버(1608)는 보안 양방향 통신 프로토콜(1606)로 간병인 디바이스(1610)에 결합된다. 일부 실시예에서, 시스템(1600)은 치료 파라미터와 복수의 치료로부터의 결과를 저장하는 치료 데이터베이스(1612)를 포함한다. 치료 데이터베이스(1602)는 보안 양방향 통신 프로토콜(1606)로 서버(1604)와 통신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 시스템(1600)은 보안 양방향 통신 프로토콜(1606)로 서버와 통신하도록 구성된 하나 이상의 임상 측정 디바이스(1614)를 포함한다. 각각의 디바이스는 보안 양방향 통신 프로토콜(1606)로 다른 디바이스에 작동 가능하게 결합될 수 있다. 보안 통신은 암호화된 데이터를 전송하는 임의의 적절한 보안 통신 프로토콜을 포함할 수 있고, 데이터는 임의의 적절한 암호화된 형식으로 저장될 수 있다. 도 16에 도시된 디바이스는 당업자에 의해 이해되는 바와 같이, 예를 들어, HIPAA 및 GDPR을 준수하도록 구성될 수 있다. 서버(1604)는 상이한 지리적 위치에 있을 수 있는 복수의 서버를 포함하는 클라우드 기반 서버와 같은 임의의 적절한 서버를 포함할 수 있다. 치료 데이터베이스(1612)는 서버의 구성요소를 포함할 수 있지만, 별도로 예시되어 있다.
치료 디바이스(1602)는 본 명세서에 기재된 바와 같이 다양한 방식으로 구성될 수 있고, 안과용 디바이스, TV 스크린, 컴퓨터 스크린, 가상 현실("VR") 디스플레이, 증강 현실("AR") 디스플레이, 핸드헬드 디바이스, 모바일 컴퓨팅 디바이스, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 스마트폰, 웨어러블 디바이스, 안경 렌즈 프레임, 안경 렌즈, 근안 디스플레이, 헤드-장착형 디스플레이, 고글, 콘택트 렌즈, 이식형 디바이스, 각막 온레이, 각막 인레이, 각막 보철물 또는 안내 렌즈 중 하나 이상을 포함하는 사용자 디바이스를 포함할 수 있다. 예를 들어, 치료 디바이스(1602)는 본 명세서에 기술된 바와 같은 빔 스플리터를 갖는 광학 시스템을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 디바이스(1602)는 예를 들어, 스마트폰 또는 태블릿과 같은 사용자 디바이스를 포함한다. 사용자 디바이스의 디스플레이(1620)는 여기에 설명된 바와 같이 복수의 자극(702)을 제공하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 사용자 디바이스(1602)는 망막의 전방 또는 후방의 자극(702)의 이미지(1624)를 제공하기 위해 복수의 자극(702) 위에 배치된 렌즈릿 어레이(lenslet array)(1622)를 포함한다. 일부 실시예에서, 렌즈릿 어레이의 각각의 렌즈릿은 복수의 자극 중 하나와 정렬된다. 사용자 디바이스는 예를 들어, 렌즈릿 어레이가 클리어 시야 영역으로 연장되지 않고 본 명세서에 설명된 바와 같이 클리어 시야 영역(804)으로 구성될 수 있다. 클리어 시야 영역(804)은 사용자가 비디오와 같은 이미지를 보고 사용자가 예를 들어, 웹 브라우저를 사용하고, 비디오 게임을 하고, 문자 및 이메일을 주고받는 등등을 행하기 위해 실질적으로 정상적인 방식으로 디바이스를 사용할 수 있도록 구성될 수 있다. 렌즈릿 어레이(1622)는 본 명세서에 기술된 바와 같이 적절한 양의 디포커스를 제공하기 위해 픽셀로부터 거리를 두고 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 치료 시스템(1600)은 하나 이상의 임상 측정 디바이스(1614)를 포함한다.
치료 전문가 디바이스(1608)는 치료 전문가가 치료 데이터와 같은 데이터를 사용자 디바이스(1602)로부터 수신하도록 구성될 수 있다. 치료 데이터는 매일의 치료 기간, 매일 사용, 스크린 시간, 자극이 활성화된 스크린 시간 등과 같은 임의의 적절한 치료 데이터를 포함할 수 있다. 치료 전문가 디바이스(1608)는 치료의 효능을 평가하기 위해 본 명세서에 기술된 굴절 데이터와 같은 안과 기구로부터 데이터를 송수신하도록 역시 구성될 수 있다. 치료 전문가 디바이스(1608)는 치료 지침을 사용자 디바이스(1602)로 전송하도록 구성될 수 있다. 치료 지침은 여기에 설명된 임의의 적절한 파라미터를 포함할 수 있고, 예를 들어, 치료 기간 및 치료 시간을 포함할 수 있다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 24시간 주기 리듬이 치료의 효능에 역할을 할 수 있음을 시사하고, 치료 지침은 사용자가 하루 중의 시간 또는 시간 범위, 예를 들어, 아침에, 예를 들어, 환자가 현지 시간으로 오전 6시부터 오전 9시까지 범위 내에 있는 시간에 치료를 수행하는 지침을 포함할 수 있다.
임상 측정 디바이스(1614)는 예를 들어, 자동 굴절 검사기(autorefractor) 또는 OCT 시스템 중 하나 이상과 같은 임의의 적절한 임상 측정 디바이스를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 현성 굴절 검사(manifest refraction)과 같은 환자 기록은 임상 사이트에 저장되고 서버로 전송될 수 있다.
간병인 디바이스(1610)는 스마트폰 또는 테이블과 같은 디스플레이가 있는 임의의 적절한 디바이스를 포함할 수 있다. 간병인 디바이스(1610)는 사용자의 치료와 관련된 데이터를 송수신하도록 구성될 수 있다. 간병인 디바이스(1610)는 부모와 같은 간병인이 치료를 모니터링하고 치료 프로토콜의 준수를 촉진하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 서버(1604)는 사용자가 치료를 받을 예정이라는 알림과 같은 알림을 간병인 디바이스(1610)에 전송하도록 구성될 수 있고, 간병인은 사용자가 치료를 받도록 장려하기 위해 사용자와 상호작용할 수 있다.
치료 데이터베이스(1612)는 치료와 관련된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 치료와 관련된 데이터는 예를 들어, 치료 데이터 및 효능 데이터를 포함할 수 있다. 효능 데이터는 굴절 데이터 및 축방향 길이 데이터 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 굴절 데이터는 시점에서의 사용자 안구의 굴절 데이터, 예를 들어, 구, 실린더 및 축, 예를 들어, 종방향 데이터를 포함할 수 있다. 축방향 길이 데이터는 특정 시점에 수집된 OCT 데이터와 같은 데이터를 포함할 수 있다. 치료 데이터(1612)는 본 명세서에 기술된 바와 같은 자극 파라미터와 관련된 데이터를 포함할 수 있고, 예를 들어, 매일의 치료 기간, 자극의 강도, 자극의 유형 및 디포커스 데이터를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 인공 지능, 기계 학습, 신경망 또는 합성곱(convolutional) 신경망과 같은 알고리즘을 사용하여 치료 기간, 주간 치료 시간, 디포커스, 자극의 형태 및 강도, 디포커스의 양, 자극의 공간 주파수, 주변광에 대한 자극의 비율, 자극의 배경 또는 치료와 관련된 기타 파라미터와 같은 결정된 개선된 치료 파라미터로 데이터를 처리한다. 이러한 파라미터는 개선된 치료를 제공하도록 조정될 수 있으며, 치료 전문가가 사용자 디바이스에 지침을 푸시하도록 치료 전문가 디바이스에서 치료 전문가에게 제안될 수 있다.
사용자 디바이스와 같은 치료 디바이스(1602)는 다양한 방식으로 구성될 수 있지만, 일부 실시예에서 디바이스(1602)는 휘도 센서 또는 분광 광도계와 같은 광도 또는 스펙트럼 데이터 중 하나 이상을 검출하는 센서(1624)를 포함한다. 센서(1624)는 착용자 또는 사용자와 같은 대상의 환경광 노출을 측정 및 검출하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 센서는 안경, 웨어러블 디바이스, 또는 사용자 디바이스와 같은, 본 명세서에 기술된 바와 같은 치료 디바이스 상에 지지, 예를 들어, 장착된다.
도 16의 시스템은 예를 들어, 임상 시험을 수행하고 효능 데이터를 생성하기 위해 임상 시험에 사용하기에 특히 적합하다.
도 17은 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법(1700)을 예시한다.
단계(1705)에서 굴절 데이터가 수신된다. 굴절 데이터는 현성 굴절 검사, 망막 검영(retinoscopy), 마비 굴절 검사(cycloplegic refraction), 또는 자동 굴절 검사 중 하나 이상과 같은 임의의 적절한 굴절 데이터를 포함할 수 있다. 굴절 데이터는 구, 실린더 또는 축 중 하나 이상과 같은 측정 시 굴절의 하나 이상의 구성요소를 포함할 수 있다.
단계(1710)에서, 축방향 길이 데이터가 수신된다. 축방향 길이 데이터는 치료된 안구 또는 다른 안구으로부터의 축방향 길이 데이터를 포함할 수 있고, 축방향 길이 데이터는 예를 들어, OCT 데이터를 포함할 수 있다.
단계(1715)에서, 치료 시간이 결정되고, 치료 시간은 아침 시간과 같은 치료 시간 범위 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 치료 시간은 예를 들어, 환자의 24시간 주기 리듬에 기초할 수 있다.
단계(1720)에서, 의료 제공자로부터 치료 지침이 수신된다. 치료 지침은 본 명세서에 기술된 바와 같은 임의의 적합한 매개변수를 포함할 수 있다. 예를 들어, 치료 지침은 예를 들어, 치료 기간, 자극의 강도, 자극의 형태, 자극의 배경, 자극의 색차(chrominance), 중심 시야 면적에 대한 자극의 강도의 비율, 주변 조명에 대한 자극의 강도의 비율, 자극의 형상 프로파일, 자극의 디포커스, 또는 자극의 공간 주파수 프로파일 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
단계(1725)에서, 사용자는 치료를 받도록 지시받는다. 사용자는 예를 들어, 사용자가 치료를 시작할 준비가 되었을 때 사용자가 수락할 수 있는 치료를 사용자가 시작하라는 프롬프트로 여러 방식으로 지시받을 수 있다. 프롬프트는 또한 사용자가 적절한 환경, 예를 들어, 실내 환경에서 치료를 시작하기 위한 지침을 포함할 수 있다. 프롬프트는 사용자가 일정 시간, 예를 들어, 5분 동안 치료를 연기할 수 있는 옵션을 제공할 수 있으며, 사용자는 적절한 시간에 다시 프롬프트를 받게 된다.
단계(1730)에서, 간병인은 사용자가 치료를 받아야 한다는 것, 예를 들어, 사용자가 치료를 받을 시간이라는 지시를 받는다. 이것은 예를 들어, 부모와 같은 간병인이 사용자를 독려하여 치료를 받도록 할 수 있다.
단계(1735)에서, 사용자는 치료를 시작한다. 사용자는 예를 들어, 사용자 디바이스(1602)에 대한 입력을 이용하여 다양한 방식으로 치료를 시작할 수 있다. 입력은 예를 들어, 터치스크린 디스플레이에 대한 입력을 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 사용자는 치료를 받도록 프롬프트에 응답할 수 있다.
단계(1740)에서, 자극이 사용자에게 제공된다. 자극은 임의의 적절한 자극, 예를 들어, 여기에 설명된 자극(702)을 포함할 수 있다.
단계(1745)에서, 사용자는 디스플레이 상의 중앙 클리어 영역(804)을 보는 것이 허용된다. 사용자는 자극이 제공되는 동안 중앙 클리어 영역에 대한 데이터를 볼 수 있다.
단계(1750)에서, 치료가 종료된다. 사용자는 치료가 종료되었음을 통보받을 수 있다. 간병인도 통보받을 수 있다.
단계(1755)에서, 치료 데이터는 서버(1604)로 전송된다. 데이터는 예를 들어, 의료 제공자(1608) 또는 치료 데이터베이스(1612)로 전송될 수 있다.
단계(1760)에서, 단계가 적절하게 반복된다. 예를 들어, 사용자에게 후속 치료를 제공할 수 있으며, 사용자 및 간병인에게 후속 치료를 알릴 수 있다. 추가 굴절 데이터를 측정할 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 추가 OCT 데이터를 측정할 수 있다.
도 17은 일부 실시예에 따른 굴절 이상을 치료하는 방법을 도시하지만, 당업자는 많은 적응 및 변형을 인식할 것이다. 예를 들어, 단계들은 임의의 순서로 수행될 수 있으며, 일부 단계는 생략되고 일부 단계는 반복된다. 또한, 일부 단계는 다른 단계의 하위 단계를 포함할 수 있다.
임의의 컴퓨팅 장치, 프로세서 또는 이들의 조합은 도 17의 단계 중 하나 이상을 수행하도록 구성될 수 있다.
실험 연구
인간 피험자에 대한 효능을 평가하기 위해 인간 피험자에 대한 임상 연구가 수행되었다. 이 연구에는 피험자에게 자극이 제공되는 임상 시험 기구가 포함되었고, 다양한 자극 및 관련 파라미터의 효능이 평가되었다.
임상 연구
다음의 연구 파라미터가 임상 연구에서 평가되었다.
1) 근시 디포커스의 크기. 근시 디포커스의 6D, 4.5D 및 3D 값을 평가하였다. 도 18a는 6D("6D 자극") 영역(1802)의 근시 디포커스의 자극(702) 및 3D("3D 자극")의 근시 디포커스의 다른 영역(1804)을 묘사한다.
2) 망막의 커버리지. 커버리지는 15도(전각)에 대응하는 내경(1806) 및 약 35도(전각)에 대응하는 외경(1808)을 갖는 환형체(annulus)의 비율에 대응한다. 아래에 나열된 비율 영역은 이 환형체의 비율 커버리지에 대응한다. 테스트된 자극(702)은 전체 환형체의 70%, 50% 및 25% 비율로 분할된 환형체(1814)를 포함하고 있다. 도 18b는 25% 커버리지("25% 자극")의 영역(1810) 및 50% 커버리지("50% 자극")의 영역(1812)을 갖는 자극(702)을 도시한다.
3) 배경 이미지 위의 밝기. 실내 조명 대비 자극의 휘도(cd/m2)는 1.0, 3.0, 5.0, 10.0, 20.0의 비율로 평가하였다. 도 18c는 0.1:1의 밝기 비율의 영역(1820) 및 1:1 밝기 비율의 영역(1822)을 갖는 자극(702)을 도시한다.
3) 색도. 단색광 대 백색광의 효과를 결정하기 위한 연구가 수행되었으며, 다음의 색도 파라미터(백색, 녹색 및 적색)가 테스트되었다. 도 18d는 흑백 자극 영역(1830) 및 적색 자극 영역(1832)을 갖는 자극(702)을 도시한다.
4) 자극의 공간 주파수 내용의 변화. 자극의 공간 주파수 내용은 자극 패턴이 자극의 효율성에 영향을 미치는 방식을 결정하기 위해 평가되었다. 도 9에 도시된 바와 같은 자연 패턴, 도 18a-18d에서와 같은 더 밝은 강도의 디스크를 포함하는 테스트 원 및 도 8-9b에서와 같은 크로스 도트을 포함하여 다양한 패턴이 테스트되었다.
도 19는 망막(33) 상에 자극(702)을 투사하기 위한 광학 시스템(1900)을 도시한다. 수행된 연구에서, 시스템(1900)은 벤치 탑 시스템(bench top system)을 포함하고 있다. 시스템은 테스트 목적으로 피험자의 좌측 안구와 우측 안구를 수용하도록 구성된다. 테스트 안구(1902)는 제1 빔 스플리터(1906)의 전방에 배치되고, 대조 안구(1904)는 제2 빔 스플리터(1908)의 전방에 배치된다. 테스트 안구(1902) 및 대조 안구(1904)는 수동(passive) 배경(1912) 전방의 중앙 디스플레이(1910)를 유사하게 바라보도록 허용된다. 디스플레이(1910)는 클리어 중앙 비전 영역을 포함할 수 있고, 적절한 콘텐츠를 보여줄 수 있고 컴퓨터 스크린을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 중앙 비전 영역은 엔터테인먼트가 디스플레이 상에 보여지는 상태로 환자가 클리어 중앙 비전 영역을 통해 볼 수 있는 엔터테인먼트 영역을 포함한다. 능동 자극 시스템은 머리 또는 턱 받침대가 있는 테이블 장착 디바이스를 포함한다. 시스템은 양쪽 안구에 대한 무한대 시각의 배경 이미지 및 중심(중심와) 시력을 위한 비디오를 제공하도록 구성된다. 자극(702)은 렌즈(1922)(예를 들어, 색지움 렌즈(achromatic lens)) 전방에 배치된 디스플레이(1920)에 표시되어 테스트 안구에 근시 디포커스의 중첩된 자극 이미지를 제공한다. 근시 자극은 안구의 망막 전방으로 투사된다. 렌즈(1922)로부터 디스플레이된 자극의 거리 및 렌즈(1922)의 광학 배율은 적절한 양의 디포커스를 제공하도록 구성된다. 자극(702)은 중앙 디스플레이(1910)와 중첩되고 수동 배경(1912)은 제1 빔 스플리터(1906)와 중첩된다. 제2 빔 스플리터(1908)는 제1 빔 스플리터와 유사하고 배경광은 폐색부(occlude)(1924)로 차단된다. 빔 스플리터는 각 안구에 대해 50/50의 반사율 및 투과율을 가져서 광의 50%를 투과하고 광의 50%를 자극에 결합한다. 자극은 색지움 렌즈로부터 적절한 거리에 있는 디스플레이(1920)와 같은 스크린에 제공되었다.
디포커스의 크기, 망막에 대한 자극의 커버리지, 예를 들어, 망막 이미지 쉘(shell), 배경 이미지에 대한 우세(dominance), 예를 들어, 콘트라스트와 밝기, 및 파장 분포와 같은 색도를 포함하는 파라미터가 본 명세서에 기재된 바와 같이 조정되었다.
이 실험에서는 배경 패턴도 고려되었다. 배경 패턴은 균일한 패턴(1930a) 또는 패턴화된 배경(1930b), 예를 들어, 격자 패턴을 포함할 수 있다. 배경 패턴은 원시 디포커스로 주변 망막에 투영되었다. 일부 실시예에서, 이러한 원시 디포커스는 원거리 물체의 초점을 과초점보다 무한대 시각으로 밀어내기 위해 제공된다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 패턴화된 배경이 근시적으로 디포커스된 자극과 경쟁할 수 있고, 일부 실시예에 따라 균일한 배경 패턴이 선호될 수 있음을 시사한다. 배경은 여러 가지 방식으로 제공될 수 있지만, 배경은 적절한 테스트 패턴으로 포스터로 제공되었다.
하나 이상의 안구를 관찰하기 위해 카메라(1926)가 사용되었다. 수행된 실험에서, 우측 안구가 테스트 안구(1902)였고, 대조 안구(1904)은 좌측 안구였다. 도 19는 테스트 안구로서 좌측 안구와 대조 안구로서 우측 안구를 보여주고 있지만, 이것은 색지움 렌즈와 디스플레이를 우측 안구에 결합하고 폐색부를 좌측 안구에 제공하는 것으로 쉽게 변경될 수 있다. 예를 들어, 색지움 렌즈와 자극 패턴의 디스플레이의 위치는 우측에 배치될 수 있고, 폐색부는 좌측으로 이동될 수 있다.
도 20a는 예를 들어, 엔터테인먼트 영역과 같은 클리어 중앙 비전 영역(804)의 초점, 및 대조 안구, 예를 들어, 좌측 안구에 대한 배경 패턴(1930)을 보여준다. 디스플레이에 양측 안구에 대한 디스플레이 상에 표시되는 중앙 영역은 예를 들어, 무한대 시각으로 실질적인 굴절 이상 없이 사용자에게 제시된다. 배경 패턴(1930)은 또한 무한대로 사용자에게 제시된다. 망막 이미지 쉘(2002)도 도시되어 있다. 배경 패턴은 중심 시력이 무한대에서 물체(컴퓨터 디스플레이)에 대해 교정되더라도 원시 디포커스로 주변 망막에 투영되었다.
도 20b는 자극(702)의 근시 디포커스를 도시하며, 비디오는 중앙 클리어 시야 영역(804)에 디스플레이되고 테스트된 안구, 예를 들어, 우측 안구에 대한 배경 패턴을 나타낸다. 광학 구성은 근시 디포커스로 망막 전방에 이미징된 본원에 설명된 자극을 보여준다.
이러한 연구는 실질적으로 균일한 그레이 페이퍼(gray paper)를 포함하는 수동 배경으로 수행되었다. 그레이 페이퍼는 천장에 설치된 조절 가능한 조명으로 조명되었다. 밝기 수준은 9-11 cd/m2로 측정되었다. 중앙 엔터테인먼트를 포함하는 활성 디스플레이 영역에는 텔레비전("TV")이 제공되었다. TV의 밝기 수준은 10-11 cd/m2으로 측정되었다.
방의 주변 조도는 500 lux 내지 700 lux로 측정되었지만, 이러한 값은 실험 테스트 중에 제어되고 감소되었다.
안구의 축방향 길이와 맥락막 두께는 측정 중에 약 5-6 lux의 주변 조도로 측정되었다. 축방향 길이와 맥락막 두께는 각각 시판되는 생체 측정기 및 광간섭 단층촬영("OCT") 시스템으로 측정되었다.
테스트 중 배경 조도는 9-10 lux, TV 화면은 9-10 lux였다.
테스트는 아침에(보통 오전 8시 30분부터 12시까지) 수행되었다. 연구는 1시간의 휴약(washout) 기간 후에 동일한 피험자에 대해 수행되었다. 다시 말해, 피험자들은 일반적으로 오전 7시 30분-7시 45분에 사무실에 와서 30-45분 동안 휴식을 취한 다음(물, 화장실의 휴식, 단, 간식, 커피 또는 카페인 음료를 취하지 않음), 제1 테스트(1시간 자극)를 취하고, 혼자 방에서 휴식을 취하는 60분간의 휴약 세션을 거친 후, 다음 자극 단계를 거쳤다. 모든 축방향 길이 측정은 하루 시작시 축방향 길이 측정을 참조했다.
주변 자극은 이 연구에서 변수로 제공되었다.
| 주변 자극의 밝기 | 1시간 자극 시 축방향 길이 감소 (테스트 안구 - 대조 안구) |
| 9-10 럭스(1X) | <1 미크론(무의미) |
| 27-30 럭스(3X) | 1미크론(무의미) |
| 45-50 럭스(5X) | 1-2 미크론(무의미) |
| 90-100 럭스(10X) | 10 미크론(p = 0.05에서 유의미) |
| 180-200 럭스(20X) | 10-12 미크론(p <=0.05에서 유의미) |
[표 1. 검정 배경 상의 백색 자극에 대한 실험 결과]
이 연구는 OCT로 측정시 망막 두께의 감소를 보여주었다. 주변 자극의 밝기는 예를 들어, TV 스크린과 같은 중앙 디스플레이 또는 그레이 페이퍼와 같은 배경 등의 주변 조명에 대한 디포커스된 자극의 밝기 비율로 해석될 수 있다. 이러한 연구는 적어도 3X의 비율에 대해 축방향 길이의 감소와 맥락막 두께의 증가를 보여주며, 적어도 10X의 비율에 대해 통계적으로 유의한 변화를 보여주었다. 이들 데이터는 3X 내지 적어도 20X의 범위 내, 예를 들어, 5X 내지 15X의 범위(예, 10X) 내의 주변 조명에 대한 자극의 비율을 시사한다.
도 21은 표 1의 결과와 유사한 임상 결과를 보여준다. 이 데이터는 본 명세서에 기술된 근시적으로 디포커스 투사된 이미지로 주변 망막의 능동적 자극의 효과를 보여준다. 결과는 본 명세서에 기술된 바와 같이 검정 위 백색 타겟을 포함하는 투영된 이미지의 1시간의 자극으로 얻어졌다. 피험자는 여기에 설명된 바와 같이 클리어 중앙 영역을 통해 20 피트(feet)에서 TV 스크린을 바라보았다. 축방향 길이(각막 정점에서 망막 색소 상피 "RPE"까지)는 피험자의 이동없이 측정되었다. 측정시마다 192개의 데이터 포인트를 취했다. 일주(diurnal) 변동으로 인한 축방향 길이의 변화는 대조 안구에 대한 테스트 안구의 변화를 쌍으로 측정하여 보상되었다. 이들 결과는 5X 자극 조명에 대한 테스트 안구(좌측에 표시) 대 대조 안구(우측에 표시)에 대한 명목상의 변화를 보여준다. 그러나, 10X의 주변 환경에 대한 자극의 비율의 경우, 테스트 안구는 대조 안구보다 축방향 길이가 실질적으로 더 크게 감소됨을 보였다. 20X 자극 조명의 경우, 차이는 약 15 미크론이었고, 0.0016의 p 값으로 통계적으로 유의하였다.
상기 결과는 도 8a 및 8b를 참조로 예시된 바와 같이 백색 자극을 통해 연장된 검정 크로스와 함께 검정 배경 상의 백색 자극으로 획득되었다 . 이 자극은 약 0.1 내지 약 25 사이클/도, 예를 들어, 약 0.3 내지 약 10 사이클/도, 및 선택적으로 약 0.1 내지 5 사이클/도의 공간 주파수 범위의 상호 공간 주파수에 대한 진폭의 실질적 선형 관계에 의해 정의된 공간 주파수 분포를 가진다.
이러한 실험에 사용된 디바이스는 단안(monocular) 자극 디바이스를 포함하지만, 본 개시 내용의 일부 실시예에서 디바이스는 양안(binocular) 자극 디바이스를 포함한다.
추가 임상 연구 결과
이 연구의 주요 목적은 제안된 시스템을 사용하여 제어된 조건에서 디포커스 세션 후 축방향 길이 감소 및 중심 맥락막 두께 증가의 정도를 측정하는 것이었다.
21-32세의 정상 시력을 가진 12명의 피험자(남성 9명, 여성 3명)가 연구에 참여했다(아시아인 7명, 백인 4명, 히스패닉 1명). 테스트 피험자의 구면 렌즈 대응치(spherical equivalent)는 평균 -0.70D로 0.00 내지 -3.50D 범위에 있었다. 피험자들은 광순응(photopic) 실내 조명 조건에서 2회의 디포커스 세션을 받았고 세션 사이에 디포커스 없이 1시간 동안 중단하였다. 실험자는 웨어러블이 아닌 증강 현실 기반 디바이스를 사용하여 여기에 설명된 바와 같이 주변 망막에 디지털 디포커스를 투사하였다. 투사된 환형 주변 디포커스 자극은 본 명세서에 기술된 바와 같이 시야의 대략 15도 직경으로부터 외측으로 우측 안구의 35도 직경으로 연장되었다.
다시 도 8a 및 8b를 참조하면, 이들 도면은 밀리미터(도 8a) 및 각도(도 8b)로 자극의 범위를 나타낸다.
여기에 설명된 시스템은 주변 디포커스 자극의 크기, 망막 위치, 휘도, 색도, 활성화 기간 및 굴절력 크기를 포함하는 안구 성장을 제어하기 위한 중요한 자극 측면에 대해 쉽게 프로그래밍 가능한 제어를 가지고 있다.
다시 도 7을 참조하면, 해당 이미지는 여기에 설명된 장치를 통해 테스트 안구를 통한 피험자의 시야를 보여준다.
좌측 안구는 대조군으로 사용되었으며, 어떤 투사된 주변 디포커스도 받지 않았다. 회색 배경은 양측 안구에 대해 15도 직경을 넘어 투영된 디포커스 자극의 배경으로 사용되었다. 중앙 조리개의 콘텐츠는 고정 영역 역할을 하는 4 m 떨어진 HD 텔레비전에 표시되는 컬러 영화였다. 실험자는 디지털 투사 자극의 테스트 조건을 회색 포스터 배경과 중앙 15도 창(양자 모두는 동일한 휘도를 가짐)의 휘도의 5배(5X), 10배(10X), 20배(20X)로 설정했다. 휘도비에 대한 테스트 조건은 각 피험자마다 랜덤하게 선택되었다. 축방향 길이 측정(Haag-Street Lenstar APS900) 및 후방 폴(pole) 또는 황반의 광간섭 단층 촬영 스캔(Heidelberg Spectralis SD-OCT)을 각 디포커스 세션 전후에 획특하였다.
회색 포스터 배경 테스트 조건의 5X, 10X 및 20X 휘도 비율은 각각 8회, 9회 및 7회의 시도를 거쳐 총 24회의 시도를 거쳤다.
도 22는 5X, 10X 및 20X 휘도 시험의 집계 데이터의 차트(2200)를 보여주며, 테스트 안구에 대한 중심축 길이(미크론 단위)의 평균 변화가 1시간의 디포커스 세션 후 대조 안구보다 유의하게 작음을 보여준다(p < 0.025). 유사하게, 모든 시험의 결합된 데이터는 동일한 디포커스 세션 후 중심와 아래의 맥락막 두께의 평균 변화가 대조 안구보다 테스트 안구에서 유의하게 더 컸다는 것을 보여준다(p < 0.025). 양측의 p-값 모두 α=0.025(Bonferroni 교정)이 적용된 양측 t-검정 비교(two-tailed t-test comparisons)에 대응한다.
도 23은 축방향 길이 및 맥락막 두께의 평균 변화(평균±SEM)의 차트(2300)를 보여준다. 모든 시도의 종합에서, 테스트 안구의 축방향 길이 변화는 1시간의 디포커스 세션 후 대조 안구의 경우보다 유의하게 낮았다. 유사하게, 중심와 아래의 맥락막 두께의 상대적 증가도 역시 디포커스 세션 후 대조 안구에 비해 테스트 안구에서 상당히 더 높았다(별표 "*"는 0.025 이하의 p값을 나타내며, "* = p< 0.025로도 나타냄).
대조 안구에 대한 이들 2개의 파라미터수에서 정반대의 거동이 관찰되었다. 테스트 안구의 축방향 길이는 평균 약 1 미크론만큼 감소한 반면, 대조 안구의 축방향 길이는 평균 약 7 미크론만큼 증가했다. 중심와 아래의 맥락막 두께는 테스트 안구의 경우 기준선에서 평균 약 4 미크론만큼 증가한 반면, 대조 안구의 경우 평균 약 2 미크론만큼 감소했다. 대조 안구과 비교하여 테스트 안구에 대한 평균 상대 효과는 축방향 길이에 대해 약 8 미크론 감소하였고, 중심 맥락막 두께에 대해 약 6 미크론 증가하였다. 망막 이심률 0.50 mm(중심와 아래), 1.00 mm(중심와 근처) 및 1.50 mm(중심와 주변)에서 수행된 중심 맥락막 두께 측정의 평균 변화는 디포커스 세션 전후에 이루어진 모든 비교에 대해 테스트 안구 대 대조 안구에서 각각 유의하게 상이하였다(p < 0.025). 중심 맥락막은 대조 안구의 각 영역에서 얇아졌고 도 23에 예시된 바와 같이 1시간의 투사된 주변 디포커스 세션 후에 크게 두꺼워졌다.
도 23도 역시 망막 뒤 맥락막 층의 상대적인 두꺼워짐을 보여즌다(평균±SEM): 맥락막 층은 후방 폴에서 망막 이심율의 0.50 mm(중심와 아래), 1.00 mm(중심와 근처) 및 1.50 mm(중심와 주변)에 걸친 1시간의 투사된 디포커스 후에 크게 두꺼워 졌다(* = p < 0.025).
각 테스트의 휘도 비율을 고려할 때, 20X 조건은 테스트 안구와 대조 안구 사이의 평균 축방향 길이 변화가 통계적으로 유의함을 보인 유일한 조건(p = 0.02)(독립 t-검정, 양측, 무교정)이었다. 20X 휘도 디포커스 자극 조건은 5X 또는 10X 자극보다 더 강건하게 수행되었지만, 배경에 비해 자극 휘도가 증가함에 따라 테스트 안구과 대조 안구 사이의 차이가 증가하는 경향을 보였다.
실험 결과는 대조 안구과 비교하여 1시간 디포커스 세션 후에 테스트 안구에서 축방향 길이의 통계적으로 유의한 감소와 맥락막 두께의 증가를 보여준다. 또한, 중심 맥락막 층은 1시간의 투사된 디포커스 후에 상당히 두꺼워졌다. 기존 또는 다초점 디포커스 시스템에 비해 해당 증강 현실 기반 시스템의 뚜렷한 장점 중 하나는 중요한 자극 측면에 비해 쉽게 프로그래밍 가능한 제어를 허용한다는 것이다. 주변 투사된 자극의 여러 다른 광도 강도를 테스트할 때, 실험자는 광도 증가와 축방향 길이 감소 사이의 역상관 관계와 광도 증가와 맥락막 두께 증가 사이의 양의 상관 관계를 발견하였다. 20X 테스트 조건은 다른 2개의 휘도 테스트 조건에서 대조군의 평균 변화와 비교하여 디포커스 후의 대조 안구에서 더 큰 평균 축방향 길이 변화를 보였다. 이것은 디포커스 없이 자연 발생하는 대조 안구의 정상적인 변동성 때문일 가능성이 크다. 또한, 투사된 디포커스의 단안 결합 효과 때문일 수도 있으며, 양안 효과는 아직 알지 못한다. 이 탐색적 연구는 생리학적으로 안구 생체 인식에 영향을 미치기 위해 증강 현실 기반 주변 디포커스 광학 시스템을 활용하는 개념을 성공적으로 입증한다.
실험 결과와 제안된 방법의 만능적 특성은 안구 성장을 조절하는 데 있어 주변부의 역할을 효율적으로 이해하고 가장 빠르고 효과적인 치료 전략을 찾는 데 도움이 되도록 투사되고 프로그래밍 가능한 주변 근시 디포커스의 개념에 대한 가능성을 보여준다. 또한, 증강 현실 및 가상 현실 디바이스, 치료소 내의 치료, 안경 및 콘택트 렌즈에 적용될 수 있다.
다시 도 1a-3, 16 및 19를 참조하면, 자극 장치는 동공의 확장으로 안구를 자극하도록 구성될 수 있다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 동공의 직경 증가, 예를 들어, 동공의 확장이 망막의 주변 부분에 제공되는 광량의 증가를 허용할 수 있음을 시사한다. 동공의 증가된 직경은 중심와로부터 멀리 떨어진 망막의 영역을 조명하기 위해 중심와로부터 멀어지는 조명의 이심률을 증가시키고 망막의 주변 영역에 대한 조명량을 증가시키는 데 유리할 수 있다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 망막의 자극된 영역의 표면적이 반응의 효능과 관련될 수 있음을 시사한다. 또한, 자극 중에 중심와 및 황반의 조명량을 실질적으로 더 낮게 유지하면서 망막의 주변 영역에 자극을 제공함으로써 동공의 수축을 감소시킬 수 있다.
자극 장치는 다양한 방식으로 구성될 수 있지만, 일부 실시예에서, 안구의 동공이 확장되었을 때 망막의 주변 부분을 향해 복수의 자극을 투사하도록 하나 이상의 광학계가 배열된다. 동공은 예를 들어, 자연 동공을 포함하도록 감소된 광량으로, 또는 약리학적으로 확장된 동공을 포함하도록 신경마비와 같은 산동제(mydriatics)로 다양한 방식으로 확장될 수 있다.
하나 이상의 자극, 예를 들어, 복수의 자극이 다양한 방식으로 확장된 동공으로 망막을 조명하도록 배열될 수 있지만, 일부 실시예에서 하나 이상의 자극은 안구의 시선축으로부터 적어도 35도의 각도로 망막의 주변 부분을 조명하도록 배열된다.
일부 실시예에서, 자극 장치는 동공의 크기를 측정하는 센서 및 동공의 크기에 응답하여 광 자극을 안구 측으로 지향하는 명령으로 구성된 프로세서를 포함한다. 이것은 망막의 주변 영역으로의 증가된 광량 및 일부 경우에 망막의 주변 영역으로 전달되는 광량의 보다 정확한 전달 및 추정을 허용할 수 있다. 동공의 크기는 여러 방식으로 측정될 수 있지만, 일부 실시예에서, 측정된 동공의 크기는 동공의 직경을 포함한다. 일부 실시예에서, 프로세서는 동공의 크기에 응답하여 광 자극의 강도 또는 지속시간 중 하나 이상을 조정하도록 구성된다. 예를 들어, 더 큰 직경의 동공은 더 짧은 시간 동안 또는 더 적은 강도로 자극을 수용할 수 있고, 더 작은 직경의 동공은 증가된 시간 동안 또는 증가된 강도로 자극을 수용할 수 있다. 동공 크기를 측정하는 센서는 당업자가 알고 있는 바와 같이 임의의 적절한 방식으로 구성될 수 있지만, 일부 실시예에서, 센서는 센서 어레이를 포함한다. 센서는 예를 들어, 카메라의 센서 어레이를 포함할 수 있다. 카메라는 환자 모바일 기기, 예를 들어, 스마트폰과 같은 임의의 적절한 디바이스, 또는 본 명세서에 설명된 바와 같이 테스트 및 측정 디바이스에 내장된 측정 센서를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수의 자극은 복수의 자극으로 조명될 때 자연 동공의 확장을 허용하도록 구성된다. 본 개시 내용과 관련된 연구는 망막의 주변 부분의 조명이 중심와 또는 황반의 조명보다 동공 직경에 덜 중요한 영향을 미친다는 것을 시사한다. 일부 실시예에서, 복수의 자극은 자극이 아직 제공되지 않았을 때의 동공의 직경과 비교하여 자극이 제공될 때 동공을 1 밀리미터(mm) 이하로 수축시키도록 구성된다.
일부 실시예에서, 동공은 안구가 복수의 자극에 노출될 때의 자극 직경을 포함하고, 안구는 복수의 자극 없이 광순응 시야 조건에 노출될 때의 광순응 직경을 포함한다. 일부 실시예에서, 광순응 직경은 자극 직경보다 적어도 1 밀리미터 더 작다. 일부 실시예에서, 광순응 시야 조건은 제곱미터(m2) 당 적어도 3 칸델라(cd)의 휘도를 가진다.
일부 실시예에서, 자극은 35도 초과의 이심율로 주변 망막에 자극이 제공되는 동안 광순응 조명과 비교하여 안구의 동공이 적어도 약 1 mm만큼 확장된 상태로 35도 초과의 이심률로 망막의 주변 부분을 조명하도록 구성된다.
일부 실시예에서, 복수의 자극에 대한 반응으로 동공의 수축을 감소시키기 위해 복수의 자극의 총 에너지량의 10% 이하, 선택적으로 총량의 5% 이하, 그리고 선택적으로 총량의 1% 이하가 안구의 중심와로 지향된다.
일부 실시예에서, 자극은 망막의 주변 영역으로 지향되는 광순응 자극을 포함하고, 중심와 또는 황반 중 하나 이상의 조명은 동공의 크기를 감소시키기 위해 박명시(mesopic) 또는 암순응(scotopic) 조명 중 하나 이상을 포함한다. 장치는 이러한 자극을 제공하기 위해 다양한 방식으로 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 박명시 또는 암순응 조명 중 하나 이상을 제공하도록 구성된 디스플레이를 포함하고, 복수의 자극은 본 명세서에 설명된 바와 같은 광순응 조명을 제공하도록 임의의 적절한 방식으로 구성된다.
일부 실시예에서, 안구의 굴절 이상를 치료하는 방법은 안구의 동공을 확장하는 단계, 및 안구의 굴절 이상을 감소시키도록 망막의 주변부에 광 자극을 제공하는 단계를 포함한다. 자극은 본 명세서에 기술된 바와 같은 임의의 적절한 자극을 포함할 수 있고, 복수의 자극을 포함할 수 있다.
동공은 여러 방식으로 확장될 수 있지만, 일부 실시예에서, 동공은 산동제로 확장된다. 동공의 크기를 약리학적으로 증가시키기 위해 임의의 적절한 산동제가 사용될 수 있지만, 일부 실시예에서, 산동제는 조절 마비제(cycloplegic)를 포함한다.
일부 실시예에서, 조절 마비제는 아트로핀, 시클로펜톨레이트, 호마트로핀, 스코폴라민 및 트로피카미드로 이루어진 군으로부터 선택된다. 예를 들어, 조절 마비제는 적절한 비율의 아트로핀을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 중량 백분율은 0.025% 내지 0.2%의 범위 및 선택적으로 0.05% 내지 0.1% 범위 내이다.
일부 실시예에서, 동공의 크기가 측정되고 광 자극은 동공의 크기에 응답하여 안구를 향해 지향되고, 광 자극의 강도 또는 지속 시간 중 하나 이상이 동공의 크기에 응답하여 조정된다. 일부 실시예에서, 동공의 크기는 센서 어레이와 같은 센서로 측정되고, 센서 어레이는 예를 들어, 카메라의 센서 어레이를 포함한다.
일부 실시예에서, 동공은 주변 망막의 적절한 양의 조명 및 자연 동공을 통과하는 다른 광원으로부터의 광으로 확장된 안구의 자연 동공을 포함함으로써, 자연 동공은 안구에 대한 조명에 반응하여 수축 및 확장할 수 있다.
일부 실시예에서, 자연 동공은 박명시 배경 조명 또는 암순응 배경 조명으로 확장된다.
일부 실시예에서, 자연 동공은 자극이 아직 제공되지 않았을 때의 자연 동공의 직경과 비교하여 자극이 제공될 때 1 밀리미터(mm) 이하로 수축한다.
일부 실시예에서, 자연 동공은 안구가 자극에 노출될 때의 자극 직경을 포함하고, 자연 동공은 안구가 광순응 시야 조건에 노출될 때의 광순응 직경을 포함한다. 일부 실시예에서, 광순응 직경은 자극 직경보다 적어도 1 밀리미터 더 작다.
일부 실시예에서, 자극은 35도 초과의 이심률로 주변 망막에 자극이 제공되는 동안 광순응 조명과 비교하여 동공이 적어도 약 1 밀리미터만큼 확장된 상태로 35도보다 큰 이심률로 주변 망막을 조명하도록 구성된다.
자극은 동공 수축을 감소시키기 위해 다양한 방식으로 구성될 수 있지만, 일부 실시예에서, 복수의 자극의 총 에너지량의 10% 이하, 선택적으로 총량의 5% 이하, 선택적으로 총량의 1% 이하가 복수의 자극에 대한 응답으로 동공의 수축을 감소시키도록 안구의 중심와로 지향된다.
일부 실시예에서, 자극은 망막의 주변 영역으로 지향되는 광순응 자극을 포함하고, 중심와 또는 황반 중 하나 이상의 조명은 동공의 크기를 감소시키기 위해 박명시 또는 암순응 조명 중 하나 이상을 포함한다.
본 명세서에 상세히 설명된 바와 같이, 본 명세서에 설명된 및/또는 예시된 컴퓨팅 장치 및 시스템은 본 명세서에 설명된 모듈 내부에 포함된 것과 같은 컴퓨터 판독 가능 명령어를 실행할 수 있는 임의의 유형 또는 형태의 컴퓨팅 장치 또는 시스템을 광범위하게 나타낸다. 가장 기본적인 구성에서, 이들 컴퓨팅 장치(들)는 각각, 적어도 하나의 메모리 장치 및 적어도 하나의 물리적 프로세서를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "메모리" 또는 "메모리 장치"는 일반적으로, 데이터 및/또는 컴퓨터 판독 가능 명령어를 저장할 수 있는 임의의 유형 또는 형태의 휘발성 또는 비휘발성 저장 장치 또는 매체를 나타낸다. 일 예에서, 메모리 장치는 본 명세서에 설명된 모듈 중 하나 이상을 저장, 적재 및/또는 유지할 수 있다. 메모리 장치의 예로는 랜덤 액세스 메모리(RAM), 판독 전용 기억소자(ROM), 플래시 메모리, 하드 디스크 드라이브(HDD), 솔리드 스테이트 드라이브(SSD), 광학 디스크 드라이브, 캐시, 이들의 하나 이상의 변형 또는 조합, 또는 임의의 다른 적절한 저장 메모리를 포함하지만 이에 국한되지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "프로세서" 또는 "물리적 프로세서"라는 용어는 일반적으로, 컴퓨터 판독 가능 명령어를 해석 및/또는 실행할 수 있는 하드웨어 구현 처리 유닛의 임의의 유형 또는 형태를 지칭한다. 일 예에서, 물리적 프로세서는 전술한 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 모듈에 접근하며 및/또는 모듈을 수정할 수도 있다. 물리적 프로세서의 예는 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러, 중앙 처리 장치(CPU), 소프트 코어 프로세서를 구현하는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA), 주문형 집적 회로(ASIC), 이들 중 하나 이상의 일부, 이들 중 하나 이상의 변형 또는 조합, 또는 임의의 다른 적절한 물리적 프로세서를 포함하지만 이것으로 국한되지 않는다. 프로세서는 분산 프로세서 시스템, 예컨대, 병렬 프로세서, 또는 서버와 같은 원격 프로세서 및 이들의 조합을 포함한다.
별도의 요소로 예시되었지만, 본 명세서에서 설명 및/또는 예시된 방법 단계는 단일 용례의 일부를 나타낼 수도있다. 또한, 일부 실시예에서 이러한 단계 중 하나 이상은, 컴퓨팅 장치에 의해 실행되는 경우, 컴퓨팅 장치가 방법 단계와 같은 하나 이상의 작업을 수행하게 할 수도 있는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션 또는 프로그램을 나타내거나 이에 대응할 수도 있다.
또한, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 장치는 데이터, 물리적 장치, 및/또는 물리적 장치의 표현을 한 형태에서 다른 형태로 변환할 수도 있다. 추가로 또는 대안으로서, 본 명세서에 언급된 모듈 중 하나 이상은, 컴퓨팅 장치에서 실행하며, 컴퓨팅 장치에 데이터를 저장하며 및/또는 컴퓨팅 장치와 상호 작용함으로써, 프로세서, 휘발성 메모리, 비휘발성 메모리 및/또는 물리적 컴퓨팅 장치의 임의의 다른 부분을 한 형태의 컴퓨팅 장치에서 다른 형태의 컴퓨팅 장치로 변환할 수도 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "컴퓨터 판독 가능 매체"는 일반적으로, 컴퓨터 판독 가능 명령어를 저장하거나 전달할 수 있는 임의의 형태의 장치, 캐리어 또는 매체를 지칭한다. 컴퓨터 판독 가능 매체의 예는 반송파와 같은 전송 유형 매체 및 자기 저장 매체(예를 들어, 하드 디스크 드라이브, 테이프 드라이브 및 플로피 디스크)와 같은 비일시적 유형 매체, 광학 저장 매체(예를 들어, 컴팩트 디스크(CD), 디지털 비디오 디스크(DVD) 및 블루-레이 디스크), 전자 저장 매체(예를 들어, 솔리드 스테이트 드라이브 및 플래시 미디어) 및 기타 배포 시스템을 포함하지만 이것으로 국한되지 않는다.
당업자라면 본 명세서에 개시된 임의의 공정 또는 방법이 다양한 방식으로 수정될 수 있음을 인식할 것이다. 본 명세서에 설명 및/또는 예시된 공정 파라미터 및 단계의 순서는 단지 예로서 제공된 것이며 원하는 대로 변경될 수 있다. 예를 들어, 본 명세서에 예시 및/또는 설명된 단계가 특정 순서로 도시되거나 논의될 수도 있지만, 이들 단계가 반드시 예시되거나 논의된 순서로 수행될 필요는 없다.
본 명세서에 설명 및/또는 예시된 다양한 예시적인 방법이 또한, 본 명세서에 설명되거나 예시된 단계 중 하나 이상을 생략할 수도 있으며, 또는 개시된 단계 외에 추가 단계를 포함할 수도 있다. 또한, 본 명세서에 개시된 임의의 방법의 단계는 본 명세서에 개시된 바와 같은 임의의 다른 방법 중 임의의 하나 이상의 단계와 조합될 수 있다.
본 명세서에 설명된 프로세서는 여기에 설명된 임의의 방법의 하나 이상의 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 조합하여, 프로세서는 본 명세서에 개시된 하나 이상의 방법의 하나 이상의 단계를 조합하도록 구성될 수 있다.
달리 명시되지 않는 한, 명세서 및 청구 범위에 사용된 바와 같은 "연결된" 및 "결합된"(및 그 파생어)이라는 용어는 직접 및 간접(즉, 다른 요소 또는 구성요소를 통해) 연결을 허용하는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 명세서 및 청구 범위에서 사용되는 바와 같은 단수 표현은 "적어도 하나"를 의미하는 것으로 해석되어야 한다. 마지막으로, 사용의 용이성을 위해, 명세서 및 청구 범위에서 사용되는 바와 같은 용어 "포함하는(including)" 및 "구비하는(having)"(및 그 파생어)은 "포함하는(comprising)"이라는 단어와 상호 교환 가능하며 동일한 의미를 가져야 한다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 프로세서는 본 명세서에 개시된 바와 같은 임의의 방법의 임의의 하나 이상의 단계를 수행하기 위한 명령어로 구성될 수 있다.
용어 "제1", "제2", "제3" 등이 본 명세서에서 이벤트의 임의의 특정 순서 또는 순차를 지칭하지 않고 다양한 층, 요소, 구성요소, 영역 또는 섹션을 설명하기 위해 사용될 수도 있음을 이해할 것이다. 이러한 용어는 단순히 하나의 층, 요소, 구성요소, 영역 또는 섹션을 다른 층, 요소, 구성요소, 영역 또는 섹션과 구별하는 데 사용된다. 본 명세서에 설명된 바와 같은 제1 층, 요소, 구성요소, 영역 또는 섹션은 본 개시의 교시를 벗어나지 않고 제2 층, 요소, 구성요소, 영역 또는 섹션으로서 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 용어 "또는"은 대안 및 조합으로 항목을 지칭하기 위해 포괄적으로 사용된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 숫자와 같은 문자는 유사한 요소를 지칭한다.
본 개시 내용은 다음과 같은 번호가 매겨진 항목을 포함한다:
항목 1. 안구의 굴절 이상을 치료하는 장치로서: 복수의 자극; 및 망막의 주변 부분에 복수의 디포커스된 이미지를 형성하도록 상기 망막의 상기 주변 부분의 전방 또는 후방에 상기 복수의 자극을 이미징하는 하나 이상의 광학계를 포함하고, 상기 복수의 자극 및 상기 하나 이상의 광학계는 안구의 중심 시력과의 간섭을 감소시키도록 배열되는, 장치.
항목 2. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 이미지는 3.0D 내지 6.0D 범위, 선택적으로는 3.5D 내지 5.0D 범위 내의 정도로, 선택적으로는 근시적으로, 디포커스되는, 장치.
항목 3. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지의 밝기는 배경 조명의 밝기보다 적어도 3배, 선택적으로 배경 조명의 밝기의 적어도 5배, 선택적으로 배경 조명의 밝기의 3-20배, 추가로 선택적으로 배경 조명의 밝기의 5-15배 범위 내로 더 높은, 장치.
항목 4. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지 각각은 강도 프로파일 분포를 가지고, 상기 강도 프로파일 분포는 하나 이상의 피크를 포함하며, 상기 하나 이상의 피크는 하나 이상의 피크에 비해 감소된 강도를 갖는 내부 부분 주위에 분포되는, 장치.
항목 5. 항목 4에 있어서, 상기 하나 이상의 피크는 복수의 피크를 포함하고, 상기 내부 부분은 상기 복수의 피크 사이에 위치되는, 장치.
항목 6. 항목 5에 있어서, 상기 복수의 피크는 4개의 피크를 포함하고, 상기 내부 부분은 상기 4개의 피크 사이에 위치되는, 장치.
항목 7. 항목 6에 있어서, 상기 내부 부분은 상기 4개의 피크 사이에서 연장되는 크로스를 포함하는, 장치.
항목 8. 항목 4에 있어서, 상기 하나 이상의 피크는 환형 피크를 포함하고, 상기 내부 부분은 상기 환형 피크 내에 위치되는, 장치.
항목 9. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지 각각은 콘트라스트를 제공하기 위해 더 어두운 배경 상의 다색 아이콘을 포함하고, 선택적으로 상기 다색 아이콘은 백색 아이콘을 포함하고, 상기 더 어두운 배경은 실질적으로 검정 배경을 포함하는, 장치.
항목 10. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 자극 각각은 망막의 전방 또는 후방의 안구 내로 이미징될 때 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위, 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위의 공간 주파수를 생성하도록 길이, 엣지, 및 강도 프로파일 분포를 가지는, 장치.
항목 11. 항목 1에 있어서, 상기 안구에 이미징될 때 상기 복수의 자극은 약 1×10-1 내지 약 2.5×101 사이클/도, 선택적으로 1×10-1 내지 약 5×100 사이클/도의 공간 주파수 범위에 대해 공간 주파수의 증가와 함께 공간 주파수 진폭의 감소를 제공하는 공간 주파수 분포를 가지는, 장치.
항목 12. 항목 11의 장치에서, 상기 공간 주파수의 강도의 감소는 임의의 단위의 공간 주파수 진폭에 대한 1/(공간 주파수)0.5 내지 1/(공간 주파수)2 범위, 선택적으로 임의의 단위의 공간 주파수 진폭에 대한 1/(공간 주파수) 내지 1/(공간 주파수)2 범위 내에 있는, 장치.
항목 13. 항목 11에 있어서, 상기 공간 주파수의 범위는 약 3×10-1 내지 약 1.0×101 사이클/도, 선택적으로 약 3×10-1 내지 약 2.0×100 사이클/도의 범위, 추가로 선택적으로 약 3×10-1 내지 약 1.0×100 사이클/도의 범위에 있는, 장치.
항목 14. 항목 1에 있어서, 상기 장치는 환자의 안구의 단안 자극을 위해 구성되는, 장치.
항목 15. 항목 1에 있어서, 상기 장치는 환자의 양안 자극을 위해 구성되는, 장치.
항목 16. 항목 15에 있어서, 환자의 타측 안구를 자극하는 제2의 복수의 자극; 및 제2 망막의 주변 부분 상에 제2의 복수의 디포커스된 이미지를 형성하도록 상기 타측 안구의 상기 망막의 상기 주변 부분의 전방 또는 후방에 상기 제2의 복수의 자극을 이미징하는 제2의 하나 이상의 광학계를 더 포함하고, 상기 제2의 복수의 자극 및 상기 제2의 하나 이상의 광학계는 상기 타측 안구의 중심 시력과의 간섭을 감소시키도록 배열되는, 장치.
항목 17. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 자극 및 상기 하나 이상의 광학계는 10도 내지 30도, 선택적으로 10도 내지 20도, 선택적으로 12도 내지 18도의 범위 내의 실질적으로 방해받지 않는 시야를 제공하도록 배열되고, 선택적으로 상기 복수의 디포커스된 이미지 각각은 상기 시야 외부의 망막 상으로 투사되는, 장치.
항목 18. 항목 1에 있어서, 상기 안구에 이미징될 때 상기 복수의 자극 각각은 실질적으로 균일한 회색 배경 위에 중첩되고, 상기 복수의 자극 각각은 백색 아이콘을 포함하여, 상기 아이콘은 주로 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위, 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위 내의 공간 주파수의 특성을 생성하는 총 엣지 길이를 가지는, 장치.
항목 19. 항목 1에 있어서, 상기 안구에 이미징될 때 상기 복수의 자극 각각은 주로 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위, 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위 내의 공간 주파수의 특성을 생성하는 배경 상의 엣지 프로파일을 갖는 다색 아이콘을 포함하는, 장치.
항목 20. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 자극 각각은 0.7보다 크고 선택적으로 8.0보다 큰 전역 콘트라스트 팩터(global contrast factor)를 가지는, 장치.
항목 21. 항목 1에 있어서, 상기 하나 이상의 광학계는 홀로그램, 도파관, 미러, 렌즈, 안경 렌즈, 및 콘택트 렌즈 중 하나 이상을 포함하는, 장치.
항목 22. 항목 1에 있어서, 상기 하나 이상의 광학계를 지지하도록 사용자에게 결합되는 지지체를 더 포함하고, 상기 지지체는 헤드 장착형 장치, 안경 렌즈, 안경테, 고글, AR 디스플레이, 콘택트 렌즈 및 VR 디스플레이 중 하나 이상의 부품을 포함하는, 장치.
항목 23. 항목 1에 있어서, 상기 안구의 굴절 이상을 교정하는 렌즈를 더 포함하는, 장치.
항목 24. 항목 1에 있어서, 상기 하나 이상의 광학계는 안구의 동공이 산동제로 확장되었을 때 상기 망막의 주변 부분을 향해 복수의 자극을 투사하도록 배열되는, 장치.
항목 25. 항목 24에 있어서, 상기 복수의 자극은 상기 안구의 시선축으로부터 적어도 35도의 각도로 상기 망막의 주변 부분을 조명하도록 배열되는, 장치.
항목 26. 항목 1에 있어서, 상기 동공의 크기를 측정하는 센서를 더 포함하고, 상기 동공의 크기에 응답하여 광 자극을 상기 안구 측으로 지향하도록 지시하는 명령을 포함하도록 구성된 프로세서를 더 포함하고, 선택적으로 상기 동공의 크기는 상기 동공의 직경을 포함하는, 장치.
항목 27. 항목 26에 있어서, 상기 프로세서는 상기 동공의 크기에 응답하여 상기 광 자극의 강도 및 지속 시간 중 하나 이상을 조정하도록 구성되는, 장치.
항목 28. 항목 26에 있어서, 상기 센서는 센서 어레이를 포함하고, 선택적으로 상기 센서 어레이는 카메라의 센서 어레이를 포함하는, 장치.
항목 29. 항목 26에 있어서, 상기 복수의 자극은 상기 복수의 자극으로 조명될 때 자연 동공의 확장을 허용하도록 구성되는, 장치.
항목 30. 항목 1에 있어서, 상기 복수의 자극은 상기 자극이 아직 제공되지 않았을 때의 상기 동공의 직경과 비교하여 상기 자극이 제공될 때 상기 동공을 1 밀리미터(mm) 이하로 수축시키도록 구성되는, 장치.
항목 31. 항목 1에 있어서, 상기 동공은 상기 안구가 상기 복수의 자극에 노출될 때의 자극 직경을 포함하고, 상기 안구는 상기 복수의 자극 없이 광순응 시야 조건에 안구가 노출될 때의 광순응 직경을 포함하고, 상기 광순응 직경은 상기 자극 직경보다 적어도 1 밀리미터 작고, 선택적으로 상기 광순응 시야 조건은 제곱미터(m2)당 적어도 3 칸델라(cd)의 휘도를 포함하는, 장치.
항목 32. 항목 1에 있어서, 상기 자극은 35도 초과의 이심율로 주변 망막에 자극이 제공되는 동안 광순응 조명과 비교하여 안구의 동공이 적어도 약 1 mm만큼 확장된 상태로 35도 초과의 이심률로 상기 망막의 주변 부분을 조명하도록 구성되는, 장치.
항목 33. 항목 1에 있어서, 복수의 자극에 대한 반응으로 상기 동공의 수축을 감소시키도록 상기 복수의 자극의 총 에너지량의 10% 이하, 선택적으로 상기 총에너지량의 5% 이하, 그리고 선택적으로 상기 총 에너지량의 1% 이하가 상기 안구의 중심와로 지향되는, 장치.
항목 34. 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법으로서: 상기 안구의 망막의 주변 영역에 자극을 제공하는 단계를 포함하며, 상기 자극은 아침에 제공되는, 방법.
항목 35. 항목 34에 있어서, 상기 자극은 항목 1 내지 항목 33 중 어느 하나의 항목에 따른 장치에 의해 제공되는, 방법.
항목 36. 항목 34에 있어서, 상기 자극은 오전 6시 내지 오전 10시에 제공되는, 방법.
항목 37. 항목 34에 있어서, 상기 자극은 오전 6시 내지 오전 10시에 제공되는, 방법.
항목 38. 항목 34에 있어서, 상기 자극은 인접한 여러 날 동안 아침에 상기 안구에 제공되고, 각각의 날의 총 치료 시간은 1시간 이하인, 방법.
항목 39. 프로세서에 의해 실행될 명령어를 포함하도록 구성된 유형 매체로서, 항목 34 내지 38 중 어느 하나의 항목에 따른 방법을 수행하도록 구성된, 유형 매체.
항목 40. 환자 데이터베이스로서: 복수의 환자에 대한 복수의 망막 자극 치료에 대응하는 치료 데이터; 및 상기 복수의 환자에 대한 효능 데이터 - 상기 효능 데이터는 복수의 치료에 대한 굴절 데이터를 포함함 - 를 포함하는, 환자 데이터베이스.
항목 41. 임상 시험을 수행하는 방법으로서: 여러 날 동안 매일 테스트 안구에 주변 망막 자극을 제공하고, 대조 안구에는 주변 망막 자극을 제공하지 않는 단계; 여러 날 동안 매일 치료 이전 및 치료 이후에 상기 테스트 안구와 상기 대조 안구의 축방향 길이를 측정하는 단계; 및 상기 주변 망막 자극의 효능을 결정하도록 상기 테스트 안구의 축방향 길이를 상기 대조 안구의 축방향 길이와 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 42. 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법으로서: 상기 안구의 동공을 확장시키는 단계; 및 상기 안구의 굴절 이상을 감소시키도록 상기 망막의 주변 부분에 광 자극을 제공하는 단계를 포함하는, 방법.
항목 43. 항목 42에 있어서, 상기 자극은 항목 1 내지 항목 42 중 어느 하나의 항목의 복수의 자극을 포함하는, 방법.
항목 44. 항목 42에 있어서, 상기 동공은 산동제로 확장되는, 방법.
항목 45. 항목 44에 있어서, 상기 산동제는 조절 마비제를 포함하고, 선택적으로 상기 조절 마비제는 아트로핀, 시클로펜톨레이트, 호마트로핀, 스코폴라민 및 트로피카미드로 이루어진 군으로부터 선택되는, 방법.
항목 46. 항목 45에 있어서, 상기 조절 마비제는 0.025% 내지 0.2%, 선택적으로 0.05% 내지 0.1% 범위 내의 중량 백분율의 아트로핀을 포함하는, 방법.
항목 47. 항목 42에 있어서, 상기 동공의 크기가 측정되고, 상기 광 자극은 상기 동공의 크기에 응답하여 상기 안구 측으로 지향되고, 선택적으로 상기 동공의 크기는 상기 동공의 직경을 포함하는, 방법.
항목 48. 항목 47에 있어서, 상기 광 자극의 강도 및 지속 시간 중 하나 이상이 상기 동공의 크기에 응답하여 조정되는, 방법.
항목 49. 항목 47에 있어서, 상기 동공의 크기는 센서로 측정되고, 선택적으로 상기 센서는 센서 어레이를 포함하고, 선택적으로 상기 센서 어레이는 카메라의 센서 어레이를 포함하는, 방법.
항목 50. 항목 42에 있어서, 상기 동공은 상기 안구의 자연 동공을 포함하며, 상기 자연 동공은 상기 주변 망막의 적절한 양의 조명 및 상기 자연 동공을 통과하는 다른 광원으로부터의 광으로 확장되고, 선택적으로 상기 자연 동공은 상기 안구에 대한 조명에 반응하여 수축 및 확장될 수 있는, 방법.
항목 51. 항목 50에 있어서, 상기 자연 동공은 박명시(mesopic) 배경 조명 또는 암순응(scotopic) 배경 조명으로 확장되고, 선택적으로 상기 박명시 배경 조명은 0.01 내지 3 칸델라/제곱미터(cd/m2) 범위 내의 조명량을 가지는, 방법.
항목 52. 항목 51에 있어서, 상기 자연 동공은 상기 자극이 아직 제공되지 않았을 때의 상기 자연 동공의 직경과 비교하여 상기 자극이 제공될 때 1 밀리미터(mm) 이하로 수축하는, 방법.
항목 53. 항목 51에 있어서, 상기 자연 동공은 상기 안구가 상기 자극에 노출될 때의 자극 직경을 포함하고, 상기 자연 동공은 상기 안구가 광순응 시야 조건에 노출될 때의 광순응 직경을 포함하고, 상기 광순응 직경은 상기 자극 직경보다 적어도 1 mm 작은, 방법.
항목 54. 항목 42에 있어서, 상기 자극은 35도 초과의 이심율로 주변 망막에 자극이 제공되는 동안 광순응 조명에서와 비교하여 상기 동공이 적어도 약 1 mm만큼 확장된 상태로 35도 초과의 이심률로 상기 주변 망막을 조명하도록 구성되는, 방법.
항목 55. 항목 42에 있어서, 복수의 자극에 응답하여 상기 동공의 수축을 감소시키도록 상기 복수의 자극의 총 에너지량의 10% 이하, 선택적으로 상기 총 에너지량의 5% 이하, 그리고 선택적으로 상기 총 에너지량의 1% 이하가 상기 안구의 중심와로 지향되는, 방법.
항목 56. 항목 42에 있어서, 상기 자극은 상기 망막의 주변 영역으로 지향되는 광순응 자극을 포함하고, 중심와 및 황반 중 하나 이상의 조명은 상기 동공의 크기를 감소시키도록 박명시 조명 및 암순응 조명 중 하나 이상을 포함하는, 방법.
본 개시 내용의 실시예는 본 명세서에 언급된 바와 같이 예시되고 설명되었으며 단지 예로써 제공된다. 당업자는 본 개시 내용의 범위를 벗어나지 않고 다양한 적응, 변경, 변형 및 대체를 인식할 것이다. 본 명세서에 개시된 실시예의 여러 대안 및 조합이 본 개시 내용 및 본 명세서에 개시된 발명의 범위를 벗어나지 않고 적용될 수 있다. 따라서, 본원에 개시된 발명의 범위는 첨부된 특허청구범위 및 그 균등물의 범위에 의해서만 정의되어야 한다.
Claims (56)
- 안구의 굴절 이상(refractive error)을 치료하는 장치로서,
복수의 자극;
망막의 주변 부분에 복수의 디포커스된 이미지를 형성하도록 상기 망막의 상기 주변 부분의 전방 또는 후방에 상기 복수의 자극을 이미징하는 하나 이상의 광학계
를 포함하고,
상기 복수의 자극 및 상기 하나 이상의 광학계는 안구의 중심 시력과의 간섭을 감소시키도록 배열되는 것인, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지는 3.0D 내지 6.0D 범위, 선택적으로는 3.5D 내지 5.0D 범위 정도로, 선택적으로는 근시적으로, 디포커스되는 것인 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지의 밝기는, 배경 조명의 밝기보다 적어도 3배, 선택적으로 배경 조명의 밝기의 적어도 5배, 선택적으로 배경 조명의 밝기의 3-20배, 추가로 선택적으로 배경 조명의 밝기의 5-15배 범위 내에서 더 높은 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지 각각은 강도 프로파일 분포를 가지고, 상기 강도 프로파일 분포는 하나 이상의 피크를 포함하며, 상기 하나 이상의 피크는 하나 이상의 피크에 비해 감소된 강도를 갖는 내부 부분 주위에 분포되는 것인, 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 피크는 복수의 피크를 포함하고, 상기 내부 부분은 상기 복수의 피크 사이에 위치되는 것인, 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 복수의 피크는 4개의 피크를 포함하고, 상기 내부 부분은 상기 4개의 피크 사이에 위치되는 것인, 장치.
- 제6항에 있어서, 상기 내부 부분은 상기 4개의 피크 사이에서 연장되는 크로스(cross)를 포함하는 것인, 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 피크는 환형 피크를 포함하고, 상기 내부 부분은 상기 환형 피크 내에 위치되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 디포커스된 이미지 각각은 콘트라스트를 제공하기 위해 더 어두운 배경 상의 다색 아이콘(polychromatic icon)을 포함하고, 선택적으로 상기 다색 아이콘은 백색 아이콘을 포함하고, 상기 더 어두운 배경은 실질적으로 검정 배경을 포함하는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 자극 각각은 망막의 전방 또는 후방의 안구 내로 이미징될 때 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위, 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위의 공간 주파수를 생성하도록 길이, 엣지, 및 강도 프로파일 분포를 가지는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 안구에 이미징될 때 상기 복수의 자극은 약 1×10-1 내지 약 2.5×101 사이클/도, 선택적으로 1×10-1 내지 약 5×100 사이클/도의 공간 주파수 범위에 대해 공간 주파수의 증가와 함께 공간 주파수 진폭의 감소를 제공하는 공간 주파수 분포를 가지는 것인, 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 공간 주파수의 강도의 감소는 임의의 단위의 공간 주파수 진폭에 대한 1/(공간 주파수)0.5 내지 1/(공간 주파수)2 범위, 선택적으로 임의의 단위의 공간 주파수 진폭에 대한 1/(공간 주파수) 내지 1/(공간 주파수)2 범위 내에 있는 것인, 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 공간 주파수의 범위는 약 3×10-1 내지 약 1.0×101 사이클/도, 선택적으로 약 3×10-1 내지 약 2.0×100 사이클/도의 범위, 추가로 선택적으로 약 3×10-1 내지 약 1.0×100 사이클/도의 범위에 있는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 장치는 환자의 안구의 단안 자극을 위해 구성되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 장치는 환자의 양안 자극을 위해 구성되는 것인, 장치.
- 제15항에 있어서,
환자의 타측 안구(fellow eye)를 자극하는 제2의 복수의 자극;
제2 망막의 주변 부분 상에 제2의 복수의 디포커스된 이미지를 형성하도록 상기 타측 안구의 상기 제2 망막의 상기 주변 부분의 전방 또는 후방에 상기 제2의 복수의 자극을 이미징하는 제2의 하나 이상의 광학계
를 더 포함하고,
상기 제2의 복수의 자극 및 상기 제2의 하나 이상의 광학계는 상기 타측 안구의 중심 시력과의 간섭을 감소시키도록 배열되는 것인, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 복수의 자극 및 상기 하나 이상의 광학계는 10도 내지 30도, 선택적으로 10도 내지 20도, 선택적으로 12도 내지 18도의 범위의 실질적으로 방해받지 않는 시야를 제공하도록 배열되고, 선택적으로 상기 복수의 디포커스된 이미지 각각은 상기 시야 외부의 망막 상으로 투사되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 안구에 이미징될 때 상기 복수의 자극 각각은 실질적으로 균일한 회색 배경 위에 중첩(overlay)되고, 상기 복수의 자극 각각은 백색 아이콘을 포함하여, 상기 백색 아이콘은 주로 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위, 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위의 공간 주파수의 특성을 생성하는 총 엣지 길이를 가지는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 안구에 이미징될 때 상기 복수의 자극 각각은 주로 1×10-1 내지 2.5×101 사이클/도의 범위, 선택적으로 1×10-1 내지 1×101 사이클/도의 범위의 공간 주파수의 특성을 생성하는, 배경 상의 엣지 프로파일을 갖는 다색 아이콘을 포함하는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 자극 각각은 0.7보다 크고 선택적으로 8.0보다 큰 전역 콘트라스트 팩터(global contrast factor)를 가지는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학계는 홀로그램, 도파관, 미러, 렌즈, 안경 렌즈, 및 콘택트 렌즈 중 하나 이상을 포함하는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 하나 이상의 광학계를 지지하도록 사용자에게 결합되는 지지체
를 더 포함하고, 상기 지지체는 헤드 장착형 장치, 안경 렌즈, 안경테, 고글, AR 디스플레이, 콘택트 렌즈 및 VR 디스플레이 중 하나 이상의 부품을 포함하는 것인, 장치. - 제1항에 있어서,
상기 안구의 굴절 이상을 교정하는 렌즈
를 더 포함하는, 장치. - 제1항에 있어서, 상기 하나 이상의 광학계는, 안구의 동공이 산동제(mydriatic)로 확장되었을 때, 상기 망막의 주변 부분을 향해 복수의 자극을 투사하도록 배열되는 것인, 장치.
- 제24항에 있어서, 상기 복수의 자극은 상기 안구의 시선축으로부터 적어도 35도의 각도로 상기 망막의 주변 부분을 조명하도록 배열되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서,
상기 동공의 크기를 측정하는 센서
를 더 포함하고,
상기 동공의 크기에 응답하여 광 자극을 상기 안구 측으로 지향하도록 지시하는 명령을 포함하도록 구성된 프로세서
를 더 포함하고, 선택적으로 상기 동공의 크기는 상기 동공의 직경을 포함하는 것인, 장치. - 제26항에 있어서, 상기 프로세서는 상기 동공의 크기에 응답하여 상기 광 자극의 강도 및 지속 시간 중 하나 이상을 조정하도록 구성되는 것인, 장치.
- 제26항에 있어서, 상기 센서는 센서 어레이를 포함하고, 선택적으로 상기 센서 어레이는 카메라의 센서 어레이를 포함하는 것인, 장치.
- 제26항에 있어서, 상기 복수의 자극은 상기 복수의 자극으로 조명될 때 자연 동공(natural pupil)의 확장을 허용하도록 구성되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 자극은, 상기 자극이 아직 제공되지 않았을 때의 상기 동공의 직경과 비교하여, 상기 자극이 제공될 때 상기 동공을 1 밀리미터(mm) 이하로 수축시키도록 구성되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 동공은 상기 안구가 상기 복수의 자극에 노출될 때의 자극 직경(stimulation diameter)을 포함하고, 상기 안구는 상기 복수의 자극 없이 광순응 시야 조건(photopic viewing condition)에 안구가 노출될 때의 광순응 직경(photopic diameter)을 포함하고, 상기 광순응 직경은 상기 자극 직경보다 적어도 1 밀리미터 작고, 선택적으로 상기 광순응 시야 조건은 제곱미터(m2)당 적어도 3 칸델라(cd)의 휘도를 포함하는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 자극은, 35도 초과의 이심율로 주변 망막에 자극이 제공되는 동안, 광순응 조명과 비교하여 안구의 동공이 적어도 약 1 mm만큼 확장된 상태로 35도 초과의 이심률로 상기 망막의 주변 부분을 조명하도록 구성되는 것인, 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 복수의 자극에 대한 반응으로 상기 동공의 수축을 감소시키도록 상기 복수의 자극의 총 에너지량의 10% 이하, 선택적으로 상기 총 에너지량의 5% 이하, 그리고 선택적으로 상기 총 에너지량의 1% 이하가 상기 안구의 중심와로 지향되는 것인, 장치.
- 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법으로서,
상기 안구의 망막의 주변 영역에 자극을 제공하는 단계
를 포함하며, 상기 자극은 아침에 제공되는 것인, 방법. - 제34항에 있어서, 상기 자극은 제1항 내지 제33항 중 어느 하나의 항에 따른 장치에 의해 제공되는 것인, 방법.
- 제34항에 있어서, 상기 자극은 오전 6시 내지 오전 10시에 제공되는 것인, 방법.
- 제34항에 있어서, 상기 자극은 오전 6시 내지 오전 10시에 제공되는 것인, 방법.
- 제34항에 있어서, 상기 자극은 인접한 여러 날 동안 아침에 상기 안구에 제공되고, 각각의 날의 총 치료 시간은 1시간 이하인 것인, 방법.
- 프로세서에 의해 실행될 명령어를 포함하도록 구성된 유형 매체(tangible medium)로서, 제34항 내지 제38항 중 어느 하나의 항에 따른 방법을 수행하도록 구성된, 유형 매체.
- 환자 데이터베이스로서,
복수의 환자에 대한 복수의 망막 자극 치료에 대응하는 치료 데이터;
상기 복수의 환자에 대한 효능 데이터로서, 상기 효능 데이터는 복수의 치료에 대한 굴절 데이터를 포함하는 것인 효능 데이터
를 포함하는, 환자 데이터베이스. - 임상 시험을 수행하는 방법으로서,
여러 날 동안 매일 테스트 안구에 주변 망막 자극을 제공하고, 대조 안구에는 주변 망막 자극을 제공하지 않는 단계;
여러 날 동안 매일 치료 이전 및 치료 이후에 상기 테스트 안구와 상기 대조 안구의 축방향 길이를 측정하는 단계;
상기 주변 망막 자극의 효능을 결정하도록 상기 테스트 안구의 축방향 길이를 상기 대조 안구의 축방향 길이와 비교하는 단계
를 포함하는, 방법. - 안구의 굴절 이상을 치료하는 방법으로서,
상기 안구의 동공을 확장시키는 단계;
상기 안구의 굴절 이상을 감소시키도록 상기 망막의 주변 부분에 광 자극을 제공하는 단계
를 포함하는, 방법. - 제42항에 있어서, 상기 자극은 제1항 내지 제33항 중 어느 하나의 항의 복수의 자극을 포함하는, 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 동공은 산동제로 확장되는 것인, 방법.
- 제44항에 있어서, 상기 산동제는 조절 마비제(cycloplegic)를 포함하고, 선택적으로 상기 조절 마비제는 아트로핀, 시클로펜톨레이트, 호마트로핀, 스코폴라민 및 트로피카미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 방법.
- 제45항에 있어서, 상기 조절 마비제는 0.025% 내지 0.2%, 선택적으로 0.05% 내지 0.1% 범위의 중량 백분율의 아트로핀을 포함하는 것인, 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 동공의 크기가 측정되고, 상기 광 자극은 상기 동공의 크기에 응답하여 상기 안구 측으로 지향되고, 선택적으로 상기 동공의 크기는 상기 동공의 직경을 포함하는 것인, 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 광 자극의 강도 및 지속 시간 중 하나 이상이 상기 동공의 크기에 응답하여 조정되는 것인, 방법.
- 제47항에 있어서, 상기 동공의 크기는 센서로 측정되고, 선택적으로 상기 센서는 센서 어레이를 포함하고, 선택적으로 상기 센서 어레이는 카메라의 센서 어레이를 포함하는 것인, 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 동공은 상기 안구의 자연 동공을 포함하며, 상기 자연 동공은 주변 망막의 적절한 양의 조명 및 상기 자연 동공을 통과하는 다른 광원으로부터의 광으로 확장되고, 선택적으로 상기 자연 동공은 상기 안구에 대한 조명에 반응하여 수축 및 확장될 수 있는 것인, 방법.
- 제50항에 있어서, 상기 자연 동공은 박명시(mesopic) 배경 조명 또는 암순응(scotopic) 배경 조명으로 확장되고, 선택적으로 상기 박명시 배경 조명은 0.01 내지 3 칸델라/제곱미터(cd/m2) 범위의 조명량을 가지는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 자연 동공은, 상기 자극이 아직 제공되지 않았을 때의 자연 동공의 직경과 비교하여, 상기 자극이 제공될 때 1 밀리미터(mm) 이하로 수축하는 것인, 방법.
- 제51항에 있어서, 상기 자연 동공은 상기 안구가 상기 자극에 노출될 때의 자극 직경을 포함하고, 상기 자연 동공은 상기 안구가 광순응 시야 조건에 노출될 때의 광순응 직경을 포함하고, 상기 광순응 직경은 상기 자극 직경보다 적어도 1 mm 작은 것인, 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 자극은, 35도 초과의 이심율로 주변 망막에 자극이 제공되는 동안, 광순응 조명에서와 비교하여 상기 동공이 적어도 약 1 mm만큼 확장된 상태로 35도 초과의 이심률로 주변 망막을 조명하도록 구성되는 것인, 방법.
- 제42항에 있어서, 복수의 자극에 응답하여 상기 동공의 수축을 감소시키도록 상기 복수의 자극의 총 에너지량의 10% 이하, 선택적으로 상기 총 에너지량의 5% 이하, 그리고 선택적으로 상기 총 에너지량의 1% 이하가 상기 안구의 중심와로 지향되는 것인, 방법.
- 제42항에 있어서, 상기 자극은 상기 망막의 주변 영역으로 지향되는 광순응 자극을 포함하고, 중심와 및 황반 중 하나 이상의 조명은 상기 동공의 크기를 감소시키도록 박명시 조명 및 암순응 조명 중 하나 이상을 포함하는 것인, 방법.
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