用提供光治疗并修改昼夜节律的系统和方法_3

文档序号:9671968阅读:来源:国知局
施例中,护罩13是由柔性材料形成的。护罩13的柔性可以提升护罩13对对象的舒适度。护罩13在图3中可见的一侧在使用期间面向对象。在该侧上,可以形成基本上对液体防渗的基底表面26。例如,防渗基底表面26可以由诸如聚碳酸酯、聚酯和/或其他材料的柔性塑料材料形成。基底表面26的防渗性可以保护护罩13内携带的睡眠面罩12的电子部件免受潮气影响。
[0041]在某些实施例中,护罩13可以包含被设置在基底表面26上的衬垫层28。衬垫层28可以由柔软的弹性材料形成。例如,衬垫层28可以由泡沫、织物、织物/泡沫层压结构和/或其他材料形成。在使用期间,衬垫层28为对象提供最内表面并啮合对象的面部。这样,衬垫层28的柔软度为对象的面部提供缓冲垫并提升睡眠面罩12对对象的舒适性。
[0042]如将从前文以及图1至图3认识到的,在使用期间护罩13可以提供在环境辐射与对象106的一只或多只眼睛之间的屏障。在某些实施例中,护罩13为不透明的,并且阻挡(至少在可见光谱内的)环境辐射,由此防护对象106的眼睛免受环境辐射影响。
[0043]带子14被配置为将护罩13保持在对象上的合适位置中。在图1至图3中示出的实施例中,带子14被附接到第一护罩部分20和第二护罩部分22中的每个,并且缠绕在对象的头部周围以将睡眠面罩12保持在对象的头部上的合适位置中。带子14可以在长度上为可调节的(例如,以适应不同大小的头部)。带子14可以由弹性材料形成(例如,松紧带),所述弹性材料伸展以适应用户的头部并将护罩13保持在合适位置中。应当认识到,将带子14包含在图1至图3中图示的睡眠面罩12的实施例中不旨在为限制性的。预期用于将器具11、睡眠面罩12和/或护罩13保持在对象上的合适位置中(一只或两只眼睛上、附近、周围和/或中)的其他机制。例如,可以实施更为复杂的头饰(例如全面罩或耳戴式结构),粘合性表面可以被应用于护罩13,其可移除地粘附到对象的皮肤以将护罩13保持或安装在合适位置中(参见例如图6B,在其中安装特征62的粘合性表面可移除地粘附到对象60的皮肤),刚性或柔性框架(例如眼镜或类似地静靠在面部和/或耳部一侧上的框架,参见例如图6C,在其中刚性框架61被对象60以允许在对象60的眼睛附近发射辐射的方式佩戴),和/或可以实施用于将护罩13、照明模块16、照明模块18、(一个或多个)光源30和/或器具11的其他部件保持在合适位置中的其他机制。参见例如图6A,在其中器具63粘附到或被保持到对象60头部上的眼睛周围。在某些实施例中,例如在图6C中图示的,被配置为携带光源的刚性框架61可以不完全地遮挡对象的视力。
[0044]如图3中描绘的,第一照明模块16和第二照明模块18可以分别被安装到第一护罩部分20和第二护罩部分22,在护罩13在使用期间面向对象的面部的一侧上。第一照明模块16和第二照明模块18可以为背光式的,并且被配置为发射、引导、反射、过滤和/或漫射电磁辐射,使得电磁辐射撞击在对象106的面部上和/或对象106的眼睛附近。由第一照明模块16和第二照明模块18发射的电磁辐射具有这样的波长(和/或多个波长,或波段,或波长范围),当它们根据本文中描述的预期操作被递送时,具有对(睡眠中的)对象的影响。在一些实例中,由第一照明模块16和第二照明模块18发射的电磁辐射被指向辐射场中的对象的眼睛或眼睑,所述辐射场具有如由对象感知到的相对均匀的照度。例如,在一个实施例中,由第一照明模块16和第二照明模块18发射的电磁辐射的照度在各自发射的场上变化一定量,该量针对眼睛睁开时小于等于100:1,并且针对眼睛闭合的应用时小于10000:1o由第一照明模块16或第二照明模块18形成的均勾福射场的大小可以对应于对象106的眼睛的大小。来自(一个或多个)光源30的电磁辐射可以在其到达对象106之前,被引导通过漫射、(重)定向、(任选地/暂时地)阻挡和/或过滤电磁辐射的(波导)层、部件和/或模块。
[0045]在于2008 年 12 月 30 日提交的题为 “System and Method for AdministeringLight Therapy”的美国专利申请61/141,289中公开了实施睡眠面罩12的一个或多个陈述的功能的睡眠面罩的范例,通过引用将该申请整体并入本文。
[0046]通过说明的方式,图5提供了人类眼睑的透光率(在对数尺度上)对比波长的标绘图50。如图5中可见,通过眼睑的透光率基于波长而变化。因此,尽管当使电磁辐射定向到睁开的眼睛时,在460nm的电磁辐射可以使用睁开的眼睛的峰值灵敏度来使睡眠周期移位,但当(例如,如由图1至图3中示出的睡眠面罩完成的)电磁辐射通过眼睑被提供到对象的眼睛时,在460nm的电磁辐射的衰减可以降低该波长的效率。如图5中所示,当光穿过眼睑时,与更长波长的光(例如大于575nm的波长)相比,在约450nm至550nm的范围内的光可能被衰减为十(10)或更大的因数。
[0047]图5通过曲线50图示在大致为590nm的波长以下的辐射,与超过600nm的波长相比,呈现通过闭合眼睑的显著更低的透光率。为了相应地补偿该变化的透光率,电磁辐射可以根据需要使用或具有更大功率来发射。某些实施例可以使用在可见光范围内,在(例如通过磷光)被转换成可见光的不可见光范围内的波长,具有在大于430nm的可见波长内的显著功率的波长,具有在大于460nm的可见波长内的显著功率的波长,具有在大于490nm的可见波长内的显著功率的波长,具有在460nm与490nm之间的可见波长内的显著功率的波长,具有在450nm与500nm之间的可见波长内的显著功率的波长,由在本说明书中陈述的波长和波段中的任何内部的多个相对单色光源使用的波长,被用于唤醒对象、更改睡眠阶段和/或引起放松的时变模式的辐射,和/或其他波长。除了如在文本其他地方描述的功率要求和功率消散的实际问题以外,用于通过对光治疗到闭合的眼睛的提供对昼夜节律的修改的常见途径还已经遭受关于眼睑衰减的不准确的数据和/或对人类非视觉光响应相关的系统的部分理解的问题。
[0048]通过说明的方式,图9A图示描绘针对三个种类的对象:低(90a)、中(90b)和高(90c)透光率的恒定褪黑激素抑制所需的(单色光的)相对辐照度对比波长的图90。注意,对象的种类间的范围,大致为10:1,指示光治疗可以为患者特异性的,并且可以需要针对效力单独地被定制。在图9A的启示下,如其他地方描述的优选实施例可能不被视为有效的,并且因此可能不在常见途径中被用于对昼夜节律的修改。
[0049]通过说明的方式,图9B图示描绘针对红色、绿色和蓝色视锥受体(分别为图91a、91b和91c)的(例如视网膜视锥受体的)相对生理响应(被归一化到L-视锥最大值)对比波长的图91。视网膜视锥受体的光刺激响应(例如约1ms)比针对自主感光视网膜神经节细胞的直接刺激的响应(例如约15分钟)更快。各自的RGC活动大幅衰减的时间相应地对应于从约30至120分钟。尽管一些途径可以使用或偏好针对睁开的眼睛为约430nm至约490nm的波段,但针对闭合的眼睛优选的蓝色视锥受体响应可以包含为约460nm至约490nm的波段。
[0050]—旦启动对辐射的发射,辐射可以遵循组合、模式和/或序列,由此照明模块内的不同光源使用不同波长、不同波段、不同照度水平或它们的任何(顺序的)组合。例如,照度水平可以逐渐地增大以在合适的时刻温柔地唤醒对象106。
[0051]图4图示系统10并且尤其以额外的细节图示第一照明模块16。第一照明模块16可以包含一个或多个光源30。在图4的右手边描绘的实施例包含每个照明模块四个光源30,而在图4的右手边对第一照明模块16的更详细的描绘包含为大致六乘四个光源30的集合、阵列和/或网格以及被配置为使得系统10的其他部件能够与第一照明模块16通信和/或控制第一照明模块的通信连接器42。注意,包含图7的任何描绘仅为示范性的并且不旨在以任何方式为限制性的。睡眠面罩12可以被无线地控制和/或供电,因此消除了对将睡眠面罩12连接到例如处理器或电源的电线的需要。
[0052]图7示意性地图示根据一个或多个实施例的系统10的各个部件。如图7中可见,除了图1至图3中示出并在上文描述的部件中的一个或多个以外,系统10还可以包含以下中的一个或多个:电源72、一个或多个传感器142、电子存储装置74、用户接口 76、处理器/控制器78 (参考图7并且在本文中其他地方被称为处理器78)、各种计算机程序模块和/或其他部件。计算机程序模块可以包含光控制模块111、治疗模块112、参数确定模块113和/或其他模块。在一些实施例中,图7中描绘的部件中的一个或多个可以被携带在(图1至图3中图示的)睡眠面罩12的护罩13和/或带子14上,例如通过被可移除地附接到睡眠面罩12的剩余部分和/或可与睡眠面罩12的剩余部分断开连接。这将使得那些部件能够从给定护罩13和/或带子14被移除并被附接到另一护罩13和/或带子14,这在护罩13和/或带子14随时间和/或使用而退化并必须被更换时有益。电源72、电子存储装置74、用户接口 76和/或处理器78可以控制与第一照明模块16和/或第二照明模块18相关联的一个或多个光源30的操作,如下文讨论的。注意,图7中对每个照明模块八个光源30的描绘为示范性的,并且不旨在以任何方式为限制性的。
[0053]电源72提供功率以操作系统10的一个或多个部件,包含但不限于与第一照明模块16和第二照明模块18相关联的光源30、电子存储装置74、用户接口 76和/或处理器78。电源72可以包含便携式电源(例如,电池、燃料电池等)和/或非便携式电源(例如,壁式插座、大型发电机等)。在一个实施例中,电源72包含可充电的便携式电源。在一个实施例中,电源72包含便携式和非便携式电源两者,并且对象能够选择应当使用哪种电源为系统10提供功率。操作系统10所需的功率水平部分地取决于(一个或多个)光源30使用的照度水平。较低的所需功率水平可以对应于较小和/或较便宜的电池。通过小心选择由(一个或多个)光源30在照明模块中使用的波长或波段,低的照度水平以及因此功率水平,例如针对睁开的眼睛为20至30勒克斯(和/或对应量的辐照度)(其可以对应于使用某些类型的LED时大致为50mW)可以足以实现本文中描述的目的。
[0054]在一个实施例中,电子存储装置74包括以电子方式存储信息的电子存储介质。电子存储装置74的电子存储介质可以包含以下中的一种或两者:与系统10集成地(S卩,基本上不可移除地)提供的系统存储介质,和/或例如经由端口(例如,USB端口、火线端口等)或驱动器(例如,磁盘驱动器等)可移除地可连接到系统10的可移除存储介质。电子存储装置74可以包含以下中的一种或更多种:光学可读存储介质(例如,光盘等)、磁性可读存储介质(例如,磁带、磁性硬盘驱动器、软盘驱动器等)、基于电荷的存储介质(例如,EPR0M、EEPR0M.RAM等)、固态存储介质(例
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