用于眼部评估的模块化平台制造技术

筛查平台可以进行全面的眼部评估。筛查平台包括：配置成匹配患者头部并且包括可操作以为可互换模块提供电力的一个或多个电子组件的束具、中央处理单元(CPU)与图形处理单元(GPU)，以及能够与外部计算设备、多个显示输出设备和来自操作员和附近患者的多种类型的输入设备通信的可互换模块，其中可互换模块可与筛查平台分离。筛查平台分离。筛查平台分离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于眼部评估的模块化平台
相关申请的交叉引用
[0001]根据35 U.S.C.
§
111(a)本申请要求作为以下美国临时专利的延续：于2020年4月15日提交、题为“用于虚拟现实视觉筛查、眼部成像和临床诊断的模块化平台”的美国临时专利申请号63/010,662，于2021年2月17日提交、题为“用于健康检查的头戴式模块化设备”的美国临时专利申请号63/150,481，于2021年3月1日提交、题为“用于健康检查的头戴式模块化设备”的美国临时专利申请号63/155,213。出于所有目的，其全部内容通过引用并入本文。

技术介绍

[0002]在美国，视力筛查设备的可及性、可负担性和可靠性存在严重不足。尽管每年有超过240000名美国人被诊断出失明或严重视力丧失，但美国61％的城市眼科医生比例较低(<2.95/100000居民)或验光师比例较低(<11/100000居民)，这严重削弱了视力筛查能力。放眼全球，情况更加糟糕。在全球约77亿人口中，至少有22亿人患有视力障碍或失明，其中至少有10亿人的视力障碍本可以预防或尚未得到解决。
[0003]在美国，最常见的眼科疾病是屈光不正、年龄相关的黄斑变性、白内障、糖尿病性视网膜病变、青光眼、弱视和斜视。在国际上，最常见的眼科疾病是白内障(51％)、未确定(21％)、青光眼(8％)和年龄相关的黄斑变性(5％)。每种病理都需要下面概述的一套独特的技术和工具来做出正确诊断。需要独特工具来评估某些病症的示例包括：关于视力障碍的视力表测试、关于糖尿病性视网膜病变的视网膜照相和视野检查、眼压测量(眼内压测量)和关于青光眼的眼部相干断层扫描(OCT)、用于原发性房角闭合的裂隙灯显微镜检查，以及畸变网格和用于年龄相关的黄斑变性的OCT。
[0004]正如上面的例子所示，有许多眼睛疾病和失调需要专业设备在常规眼科检查中进行诊断。重要的是能够及时发现这些疾病和失调，因为其中许多疾病和失调如果不及时治疗，将导致进行性和不可逆转的视力丧失。扩大眼部异常筛查还可以确定患者潜在的非眼科病理状况，这些病理状况可以通过早期治疗得到更有效的控制，包括糖尿病、高血压、心理状况、眼部或脑部损伤、药物筛查和神经系统肿瘤。眼睛是身体中唯一一个医生可以在没有侵入性干预的情况下畅通无阻地观察血管、神经和连接组织的部位。执行这些测试所需的眼科设备范围广泛，在经济上令人望而生畏，但设备最好的眼科医生办公室既要为进行基本眼科测试的验光师，也要为诊治更多患者的初级保健医生提供培训。一些公司和研究小组正在探索使用虚拟现实头戴式设备(VR headsets)进行视力测试和光学病理学筛查的可能性。例如，本受让人，位于纽约州纽约市的特拉华州公司Retina Technologies Inc.开发了一款可以进行视觉功能测试的头戴式设备，例如视力、对比敏感度、畸变网格、色盲和视野测试，成本远低于传统设备。除了低成本之外，VR头戴式设备的另一个优势是使用简单，允许非眼科医疗专业人员，如验光师、初级保健医生和零售人员(配镜师和药剂师)执行这些复杂的测试，并提供有效的筛查以确定需要专科护理的眼科病患者。
[0005]最近的临床试验已经确定了VR头戴式设备的准确性和最低培训要求，特别是在视
野检查等视觉检查中。这使得能够对流行的慢性疾病(如青光眼)进行更便携和更广泛的筛查。此外，头戴式测试(例如视野测试)具有这样的优势：患者可以在舒适的坐姿甚至倾斜中进行测试。
[0006]许多市售VR头戴式设备的视野(FOV)范围是从60度到210度。鉴于VR头戴式设备的FOV的广度，VR头戴式设备系统还可以用于立体视觉研究、筛查认知衰退和测量眼部偏差。许多市售的VR系统还集成了眼球追踪功能，可进行扫视测量的注视记录或验证正确的视野测试，以及动眼神经功能测试。
[0007]如上所述，有许多不同的眼科诊断测试需要各种各样的诊断测试设备。当前用于眼科应用的VR头戴式设备的主要限制之一是VR头戴式设备可以单独执行的眼科测试范围有限，因为空间限制且它们依赖屏幕和眼球追踪而不是其他眼科技术(例如视网膜相机)来更全面地了解眼部健康情况。因此，目前仅靠VR头戴式设备还不足以进行全面的视力筛查。现有的市售便携式设备必须靠着患者的头部手动握住并具有一次性使用的眼科功能，例如视网膜摄影(RetinaVue 700 Imager)，或必须放置在患者面前的桌子上，例如便携式OCT(Notal Home OCT)。
[0008]目前不存在应用广泛的头戴式平台来为患者执行全面的眼科测试。一个有利于视野筛查的平台将包含端到端的解决方案，能够在不需要独立的、不可集成的设备的情况下执行功能评估和解剖学评估。
[0009]本文提供的背景描述是为了总体上介绍本公开的技术背景。就此
技术介绍
部分中描述的工作的程度而言，目前署名的专利技术人的工作以及在提交时可不被另外限定为现有技术的描述的方面，既没有被明确地也没有隐含地承认是针对本申请内容的现有技术。

技术实现思路

[0010]由于可用于眼科测试的传统VR头戴式装置只能分别通过视觉测试和眼球追踪来筛查功能性和潜在的动眼神经缺陷，因此它们的应用受到限制。目前似乎不存在既可以提供全面的功能性和动眼神经视觉筛查，又可以通过视网膜成像、眼压测量、OCT、荧光镜检查、棱镜散光测试、动眼神经训练或角膜曲率测量等分析来识别解剖病理的平台。假设现有技术的小型化是可行的，将模块化结合到头戴式眼科设备中可以提高视觉筛查的便携性、速度和可负担性。通过这种方法，操作员或患者基本上可以移除头戴式装置的虚拟现实组件并连接不同的组件(以下称为可互换模块)以进行视网膜摄像等测试。因为这项技术可以将量化的视力测试分发给非视力专家，所以该系统将受益于独立的计算能力，包括数据分析和给专家的转诊建议。此外，设计一种“智能束具”，可互换模块可以附加到其上，这样可以提供集中的数据处理、模块化处理和云集成平台，可以进一步访问患者数据，增加技术人员对可互换模块的控制，并通过实施机器学习算法来提高束具的实时能力，以在不牺牲时间或性能的情况下改进对患者的可能筛查或诊断测试。
[0011]虽然Khan和Susanibar在WO 2021/022028中描述了一种模块化的头戴式设备，但他们将重点放在模块的计算独立性和子模块化上，基本上无法使平台立即集成，而可以使用计算锚点，就像本文提出的头部束具。由于依赖模块内计算，因此需要通过子模块修改模块，这不必要地增加了模块的复杂性，并在头部引入了大量的前向重量。此外，该申请没有提到使用先进的处理技术来进行头戴式数据分析，从而导致对外部设备处理的依赖。Khan
和Susanibar申请中的头戴式设备包括a)一种基本的机械连接装置(夹)，在移除模块时促进头戴式设备的实质性移动，减少模块之间数据的直接可比性，以及b)一种将电线与外部电源固定在模块上的方法，没有提到用于平衡患者因连接相对较重的眼科技术(例如视网膜照相机)而产生的不自然的高前向负荷的方法。此外，没有描述无需外部设备即可在不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种能够进行全面的眼部评估的筛查平台，其中所述筛查平台是模块化的，包括：束具，所述束具配置成匹配患者头部并且包括可操作以为可互换模块提供电力的一个或多个电子组件；第一中央处理单元(CPU)与图形处理单元(GPU)；所述可互换模块，所述可互换模块能够与外部计算设备、多个显示输出设备和来自操作员和附近患者的多种类型的输入设备通信，所述可互换模块可与所述筛查平台分离。2.根据权利要求1所述的筛查平台，其中所述束具包括束具滑动连接器，所述束具滑动连接器将一个或多个可互换模块与所述束具耦合并且所述束具滑动连接器包含第二CPU。3.根据权利要求2所述的筛查平台，其中所述第一CPU存储数据以与一个或多个其他可互换模块一起使用，所述数据包括由所述可互换模块获取的瞳孔坐标。4.根据权利要求1所述的筛查平台，其中所述第一CPU或GPU通过采用机器学习算法来控制、显示和处理来自所述一个或多个可互换模块的数据。5.根据权利要求4所述的筛查平台，其中所述机器学习算法执行以下至少一项：优化所述可互换模块和检查顺序、分析来自所述一个或多个可互换模块的数据以确定眼部病理学状态，包括真实生理缺陷病状、对比敏感度、动眼神经功能、视觉锐度、色盲、屈光不正、眼内压、视网膜成像、眼压测量、视野测量、眼球追踪、弱视评估、角膜曲率测量、摄像裂隙灯显微镜检查、微视野检查、光学相干断层扫描、神经退行性疾病筛查、精神疾病检查、荧光镜检查、动眼神经运动训练、瞳孔直径测量、扫视测量或散光筛查，其中任何一项光学检查都集成在电子医疗记录中。6.根据权利要求1所述的筛查平台，其中所述束具的所述一个或多个电子组件选自可充电电池、随机存取存储器(RAM)、存储器、数据或电源的输入端口和输出端口以及辅助端口。7.根据权利要求1所述的筛查平台，其中所述可互换模块被选择以执行以下至少一项光学检查：视觉功能检查、对比敏感度、动眼神经功能、视觉锐度、色盲、屈光不正、眼内压、视网膜成像、眼压测量、视野测量、眼球追踪介导的动眼神经测试、弱视评估、角膜曲率测量、摄像裂隙灯显微镜检查、微视野检查、光学相干断层扫描、神经退行性和精神疾病筛查、荧光镜检查、动眼神经运动训练、瞳孔直径测量、扫视测量或散光筛查，其中任何一项光学检查都集成在电子医疗记录中。8.根据权利要求1所述的筛查平台，其中所述可互换模块被配置用于针对以下病症中的至少一种进行眼部筛查：眼科疾病、认知障碍、精神障碍、神经退行性疾病、创伤性脑损伤、药物副作用或药物滥用。9.根据权利要求1所述的筛查平台，其中所述可互换模块限定的体积小于或等于8000cm3，以避免在电池组安装在所述束具后部时在最多1小时的连续使用过程中对患者产生巨大的扭矩，使所述电池组与患者头部上的可互换模块的质量相抵消，否则在没有抵消的情况下会产生破坏性扭矩或不...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿夫纳，
申请(专利权)人：西奈山伊坎医学院，
类型：发明
国别省市：