使用过滤和相关联设备控制光遗传设备的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于控制设备的计算机实现的方法，该设备适于在所述设备(40)的穿戴者的眼睛的至少一部分上投影图像，该方法包括以下步骤：提供穿戴者的眼睛的方向凝视，提供要被投影的初始图像，根据所提供的凝视方向至少确定过滤器，使用所确定的过滤器过滤初始图像，以及向设备(40)发送将经过滤的图像投影到眼睛中的命令。眼睛中的命令。眼睛中的命令。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用过滤和相关联设备控制光遗传设备的方法


[0001]本专利技术涉及用于控制适于在穿戴者的眼睛上投影图像的设备的计算实现的方法。穿戴者旨在穿戴所述设备。本专利技术涉及相关联的计算机程序产品和适于存储该计算机程序产品的计算机可读介质。本专利技术还涉及适于投影图像的可穿戴设备。

技术介绍

[0002]视网膜由光感受器组成，光感受器是高度特化的神经元，其通过光转导负责视网膜的光敏性，即，将光转换为在视觉系统内传播一系列事件的电信号和化学信号，最终生成世界的表示。在脊椎动物视网膜中，光转导由光敏受体蛋白，视紫红质的活化发起。
[0003]光感受器损失或变性(诸如在视网膜色素变性(RP)或黄斑变性(MD)的情况下)严重损害(如果不是完全抑制)视网膜内视觉信息的光转导。光感受器细胞的丧失和/或光感受器细胞功能的丧失是视力下降、光敏感度下降和失明的主要原因。
[0004]目前正在开发几种专用于视网膜退行性疾病的治疗方法，包括基因疗法、干细胞疗法、光遗传学和视网膜假体。
[0005]例如，已经提出通过称为光遗传学的基因和神经工程技术控制限定的神经元群的活动而不影响大脑中的其它神经元来恢复受试者视网膜的光敏性。与试图通过纠正蛋白质缺陷或功能障碍来替代或修复缺陷基因或绕过遗传缺陷的传统基因疗法相比，光遗传学方法可以被用于赋予视网膜中正常的非光敏细胞响应光的能力，从而恢复患者的有用视力。与向双极细胞或神经节细胞提供细胞外电刺激的视网膜芯片植入物不同，基于光遗传学的疗法从细胞内部刺激细胞。
[0006]光遗传学是指遗传学和光学的结合，以控制活组织的特定细胞内明确定义的事件。光遗传学包括(i)基因修饰目标细胞以便通过在细胞膜中表达外源光反应蛋白而使它们对光敏感，以及(ii)提供能够向所述光反应蛋白提供光的照明设备。
[0007]外源光反应蛋白的示例在WO2007024391、WO2008022772或WO2009127705中提供，它们描述了对源自植物和微生物有机体(例如，古细菌、细菌和真菌)的、对光活化离子通道和泵(例如，光敏感通道蛋白
‑
2[ChR2]；盐细菌视紫红质[NpHR])进行编码、专为在哺乳动物神经元中表达而设计并且可以使用病毒载体基因靶向到特定神经群体的视蛋白基因的使用。当暴露在适当波长的光下时，可以在表达视蛋白的神经元中触发动作电位，从而赋予这些细胞光敏感性。类似地，WO2013071231公开了新的光敏感通道蛋白、Chronos和Chrimson，它们具有彼此不同并与现有技术(例如，ChR2/VChR1)不同的活化光谱，并通过表达具有在不同细胞中遗传表达的不同活化光谱的通道、然后用不同颜色的光照射组织来允许使用多种不同波长的光从而使同一组织中的不同组细胞去极化。WO2017187272中公开的光反应蛋白是另一种替代方案。
[0008]光遗传学是一种非常强大的选择性神经元活化/抑制工具，例如，其可以被用于恢复活体动物(包括人类)的神经功能，特别是眼睛的神经功能。
[0009]不过，已经表明选择的光波长应接近光反应蛋白的最优波长，并且这些光反应蛋
白对光的敏感性非常低。因此，为了通过光获得最低水平的蛋白质活化，目标细胞或蛋白质接收的光的强度应高于最小值。因此，必须使用在正确波长下提供足够辐照度的外部设备。
[0010]可替代地，已经提出使用视觉假体系统至少部分地恢复这些患者的视力。这些系统包括视网膜植入物，并且是用于以下的有用的工具：通过利用虽然部分视网膜组织已经变性但大部分视网膜可以保持完整并且仍然可以直接受到光依赖电刺激的刺激的所述事实，至少部分地重建盲人和视力受损用户的适度视觉感知和方向感。通常，视网膜植入物被植入患者的眼睛，从而在光刺激下影响剩余神经元细胞的电激发。当受到刺激时，这些剩余的神经元细胞通过视神经将人工诱导的电脉冲传送到大脑的视觉部分。
[0011]视网膜植入物可以被大致分为两类：视网膜外和视网膜下。视网膜外设备被放置在视网膜的内表面上或附近，即，首先暴露于入射光的视网膜、并且神经节细胞的神经纤维沿着其传递到视神经的一侧。视网膜外植入物通常包括具有多个像素元件的芯片，所述像素元件能够接收由眼外设备(通常是相机和用于解码入射光的微电子电路)通过眼睛的晶状体投射到视网膜上的图像，该芯片用于将图像转换成电信号并用于经由多个刺激电极进一步将信号传达成电刺激以刺激芯片附近的视网膜细胞，以便重建或改善盲人或部分失明患者的视力。相比之下，视网膜下设备被放置在视网膜下、在视网膜和下面的视网膜色素上皮或其它更深的组织之间。当前可用的视网膜下技术依赖于单个、刚硬且通常为平面芯片的植入。已经进一步表明，期望能够植入多于一个芯片以便覆盖大视场。
[0012]视网膜假体和光遗传学疗法依赖于两个主要组件。在视网膜上设计的第一个组件通过提供目标视网膜细胞的膜电位的改变来提供光敏感性：它是视网膜假体系统中的植入物或在光遗传学疗法中遗传引入到视网膜细胞中的光门控离子通道蛋白。要求第二个组件对视觉信息(通常用相机或光电二极管的阵列获取)进行编码并将其翻译成前一个组件所需的输入信号。在视网膜假体中，输入信号是由有源电极矩阵递送的电流或能够激活无源组件的光脉冲。在光遗传基因疗法中，递送的输入信号是具有适当强度和波长的光脉冲，以便以既定的时空方式活化光遗传蛋白。
[0013]文献WO 2014/030158 A1公开了用于辅助具有功能性降低的视网膜的视力受损个体的视力的装置、系统和方法。
[0014]文献US 8 956 396B1公开了用于刺激视觉神经以获得对因年龄相关的黄斑变性、视网膜色素变性和其它疾病而丧失视力的患者有用的视觉感觉的改进的假体和方法。这种方法使用红外线在视网膜神经中引起动作电位，类似于由可见光在健康视网膜中刺激的视杆和视锥细胞所产生的动作电位。在一些实施例中，提供了一种假体，该假体通过眼睛从外部刺激器阵列生成红外光的刺激图案，并将红外光的刺激图案聚焦在视网膜上，尤其是中央凹上。
[0015]这些解决方案都没有为穿戴者提供完美的舒适度和感知。

技术实现思路

[0016]因此，需要用于在穿戴者的眼睛上投影图像的方法，该方法使得能够获得改善的舒适度和感知。
[0017]本说明书描述了一种用于控制设备的计算机实现的方法，所述设备适于在所述设备的穿戴者的眼睛的至少一部分(part)上投影图像，所述方法包括以下步骤：提供穿戴者
的眼睛的方向凝视，提供要投影的初始图像，根据提供的凝视方向至少确定过滤器，使用确定的过滤器过滤初始图像，以及向设备发送将经过滤的图像投影到眼睛中的命令。
[0018]与现有技术文献WO 2014/030158 A1相比，过滤器取决于凝视方向而不是瞳孔位置。这种瞳孔位置与凝视方向明显不同。由于使用取决于所提供的凝视方向的过滤器进行过滤，获得穿戴者实际正在看的环境的更准确的经过滤的图像。
[0019]而且，与不使用任何过滤步骤的现有技术文献US 8 956 396 B1相比，所提出的过滤本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于控制设备(40)的计算机实现的方法，所述设备适于在所述设备(40)的穿戴者的眼睛(28)的至少一部分上投影图像，所述方法包括以下步骤：
‑
提供穿戴者的眼睛(28)的方向凝视；
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提供要投影的初始图像(30)；
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根据提供的凝视方向至少确定过滤器；
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使用确定的过滤器过滤初始图像(30)，以及
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向设备(40)发送将经过滤的图像(36)投影到眼睛(28)中的命令。2.根据权利要求1所述的用于控制的方法，其中在确定步骤，确定过滤器的特性中的至少一个，过滤器的特性属于包括以下项的组：
‑
过滤器的图案的位置，
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过滤器的图案的尺寸，
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过滤器的图案的形状，以及
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过滤器的图案的值。3.根据权利要求1或2所述的用于控制的方法，其中在确定步骤，确定的过滤器取决于至少一个附加参数，所述附加参数属于包括以下项的组：
‑
与眼睛(28)的疾病相关的参数，
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与眼睛(28)中的植入物相关的参数，
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与眼睛(28)相关的参数，以及
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与所使用的设备(40)相关的参数。4.根据权利要求1至3中的任一项所述的用于控制的方法，其中，在确定步骤，确定的过滤器至少包括针对其定义了中心的图案，过滤器的图案的中心的位置是方向凝视的线性函数。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的用于控制的方法，其中，在确定步骤，确定的过滤器包括至少一个图案，所述至少一个图案的形状选自包括以下项的组：
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圆形，
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环形，以及
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多边形。6.根据权利要求1至5中的任一项所述的用于控制的方法，其中在确定的步骤，确定的过滤器取决于选自包括针对眼睛(28)的所述部分的最大光强度和针对眼睛(28)的所述部分的最小光强度的组中的至少一个参数。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的用于控制的方法，其中眼睛(28)的所述部分包括要被光束(...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：创视生物制剂公司，
类型：发明
国别省市：