Внеглазная фотобиологическая стимуляция - RU2664170C2

Чертежи

Описание

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее раскрытие относится к управлению внеглазной фотобиологической стимуляцией, например посредством освещения, обеспечиваемого через ушной канал.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Светочувствительный меланопсин обнаружен во многих участках человеческого головного мозга. Меланопсин представляет собой фотопигмент, имеющий отношение к регуляции циркадных ритмов и других невизуальных реакций на свет. Он наиболее чувствителен к синему свету, но также чувствителен к другим длинам волн света в видимом спектре.

WO 2008/029001 раскрывает, что светочувствительная интракраниальная нервная ткань может быть простимулирована через ушной канал. При внутриушной обработке светом используется яркий свет в видимом спектре. Ушной канал поглощает световое излучение, и энергия излучения будет передаваться через ушной канал к областям интракраниальной нервной ткани, содержащей меланопсин. Таким образом, может быть произведено биологическое воздействие посредством света видимого спектра, который обеспечен в ушном канале. Это было подтверждено рядом недавно опубликованных документов, которые включают в себя следующие.

«A New Independent User Study Published: Bright Light Headset Benefits are Comparable to Those of Bright Light Lamps» (http://www.prnewswire.com/news-releases/a-new-independent-user-study-published-bright-light-headset-benefits-are-comparable-to-those-of-bright-light-lamps-179445141.html).

«Light-Responsive Melanopsin Found in Many Parts of the Human Brain» (http://www.prnewswire.com/news-releases/light-responsive-melanopsin-found-in-many-parts-of-the-human-brain-152310145.html).

«The Emerging Roles of Melanopsin in Behavioral Adaptation to Light (Megumi Hatori and Satchidananda Panda, The Salk Institute for Biological studies, http://panda.salk.edu/pdf/emergingrolesofmopn4.pdf).

Внутриушная обработка светом может также быть интегрирована в комбинированную аудио и светоиспускающую головную гарнитуру.

Кроме того, EP 2550993 раскрывает, что обработка внеглазным светом может быть обеспечена не только через ушной канал, но также из других экстракраниальных положений. Они включают в себя положения ниже «экваториальной линии» головы, образованной полушариями головного мозга, откуда энергия света может достигать областей, расположенных рядом со стволом головного мозга. Настоящий документ также отмечает наличие других светочувствительных белков, которые могут быть стимулированы из таких положений.

Обработка внеглазным светом была раскрыта для лечения различных нарушений, включая сезонное аффективное расстройство (SAD), мигрени, тревогу, обсессивно-компульсивное расстройство (OCD) и алкогольную и никотиновую зависимость.

US 6350275 B1 раскрывает устройство для лечения нарушения циркадного ритма у субъекта. Данное устройство включает в себя множество светоизлучающих диодов (СИДов), предпочтительно от синего свечения до зеленого свечения; основу, к которой присоединены упомянутые СИДы: материал для позиционирования СИДов в пределах 3 см от субъекта с ориентацией в направлении субъекта; портативный источник питания, электрически соединенный с СИДами; и устройство управления, соединенное с СИДами, для изменения функционирования СИДов.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Известно также, что окружающая обстановка или настроение, испытываемое пользователем, могут изменяться в соответствии с интенсивностью и цветом света, видимого пользователем посредством глаза, такого как окружающий свет в окружающей пользователя среде. Известно также, что не формирующие изображение фоторецепторы в глазу, например, по своей природе светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC) или меланопсинсодержащие ганглиозные клетки играют главную роль в синхронизации циркадных ритмов. Атмосфера освещения воспринимается главным образом посредством зрительной системы (палочки, колбочки в сетчатке) и интерпретируется в головном мозге. ipRGC представляют собой светочувствительные клетки (причем меланопсин представляет собой фотопигмент), которые не вносят вклад в зрительную систему, но взаимодействуют с другими механизмом и путями, которые, например, регулируют циркадные процессы в организме. Например, такие эффекты могут быть использованы в обычной терапии глазным светом для лечения таких нарушений, как сезонное аффективное расстройство (SAD).

Исторически световую обработку применяли через глаз с помощью окружающего света и/или специализированного света. Предоставление терапии посредством систем обычного освещения не могло бы быть разделено или различено на визуальное воздействие обеспечиваемого света (например, функцию света по формированию изображения) и невизуальное воздействие обеспечиваемого света (например, неформирующие изображение функции, управляющие циркадными ритмами), поскольку весь производимый свет воспринимался бы глазами.

В настоящем раскрытии обработка обеспечивается посредством как глазной стимуляции, так и внеглазной стимуляции, причем окружающий свет и биологический свет, воспринимаемый пользователем, может быть разделен между двумя различными источниками освещения. Источник окружающего или другого глазного света может быть обеспечен с помощью обычных средств и обнаруживаться глазом, тогда как источник внеглазного света может быть обеспечен, например, с помощью СИД и/или волоконной оптики, и применен к ушному каналу. Там он освещает близкорасположенные фотопигменты, такие как меланопсин, который создает биологическое воздействие.

В настоящее время обработка внеглазным фотобиологическим светом и любой окружающий свет, который присутствует в окружающей пользователя среде, обеспечиваются отдельными несогласованными источниками освещения. При этом отсутствует какое-либо особое преимущество от их сочетания. Например, пользователи не имеют возможности по индивидуальной настройке стимуляции внеглазным светом в контексте параметров окружающего света. Отсутствуют также возможности какой-либо синергии между эффектами глазной и внеглазной стимуляции.

С другой стороны, в соответствии с одним аспектом настоящего раскрытия предлагается система по п. 1, которая содержит: источник первого света, выполненный с возможностью обеспечивать внеглазную фотобиологическую стимуляцию пользователя посредством испускания первого света, и контроллер, выполненный с возможностью согласовывать управление испусканием первого света с испусканием второго света, обеспеченного по меньшей мере одним источником второго света, выполненным с возможностью обеспечивать стимуляцию пользователя окружающим или другим глазным светом. Система содержит источник второго света, причем источник второго света выполнен с возможностью обеспечивать глазную стимуляцию пользователя посредством испускания второго света, и контроллер выполнен с возможностью управлять испусканием второго света. Контроллер выполнен с возможностью управлять испусканием второго света независимо от испускания первого света и управлять испусканием первого света в зависимости от управления испусканием второго света. Например, контроллер может управлять освещением в помещении, совместно используемом несколькими пользователями, и устанавливать конкретный параметр окружающего света, соответствующий предпочтениям большинства или окружающей обстановке для совместной работы, например окружающее освещение, которое является тусклым или имеет смещение в сторону желтого, что может быть обнаружено в командно-диспетчерском пункте управления воздушным движением, кабине самолета или чистом помещении лабораторий, и которое может иметь успокаивающее или умиротворяющее воздействие на пользователей. Если один конкретный пользователь хочет оставаться бодрым, контроллер может принять предпочтение пользователя или требование и обнаружить тот факт, что текущие параметры окружающего света противоречат этому предпочтению или требованию, и в ответ подать белый, синий или смещенный в сторону синего свет в ушной канал, для того чтобы вызвать ощущение бодрости, чтобы по меньшей мере частично противодействовать воздействию окружающего света.

Источник первого света может содержать внутриушной источник света, выполненный с возможностью обеспечивать фотобиологическую стимуляцию через по меньшей мере один ушной канал пользователя. Альтернативно или дополнительно, источник первого света может обеспечивать внеглазную стимуляцию из одного или более других экстракраниальных положений. Источник второго света может обеспечивать испускание второго света в виде окружающего света. Источник второго света может принимать вид источника искусственного света. Например, источник второго света может содержать один или более осветительных приборов, выполненных с возможностью освещения окружающей пользователя среды посредством испускания второго света. В таких случаях контроллер согласовывает управление испусканием первого света с воспринимаемой атмосферой освещения, вызванной испусканием второго света. Альтернативно или дополнительно, источник второго света мог бы содержать источник направленного света, например, специально подготовленная пара очков или защитных очков или смотровой щиток, монокль, головная гарнитура или подголовник, выполненный с возможностью предоставлять свет в один или оба глаза пользователя. Однако, источник глазного света, расположенный в непосредственной близости к глазу (в пределах 3 см), расположен относительно и в непосредственной близости к субъекту и поэтому не вызывает атмосферу окружающего освещения.

Испускания глазного и внеглазного света, предпочтительно, применяют в одно и то же время или с перекрыванием по времени. В вариантах осуществления согласование может содержать управление одним или обоими из испускания первого света (обеспечивающего внеглазную стимуляцию) и испускания второго света (обеспечивающего глазную стимуляцию) для противодействия воздействию другого из них на пользователя. Альтернативно, согласование может содержать управление одним или обоими из испускания первого света и испускания второго света для усиления воздействие другого из них, или контроллер может быть задействован для осуществления обоих из этих двух вариантов для применения в различных ситуациях. Контроллер может быть выполнен с возможностью управлять по меньшей мере одним из испусканий первого и второго света в зависимости от другого.

Светом, подаваемым посредством источника второго, внеглазного света, можно дополнительно управлять в соответствии с циркадным ритмом пользователя, например для лечения синдрома смены часовых поясов на самолетах внеглазной свет может быть подан в ответ на определение того, что освещение кабины установлено слабым, но циркадный ритм пользователя находится в «дневной» фазе.

В другом варианте осуществления контроллер может позволять пользователю выбор конкретной комбинации глазного и внеглазного света совместно в одном варианте возможностей пользователя. Например, пользователю может быть представлен набор дискретных вариантов, таких как «уютный и расслабленный», «уютный и бодрый», «спокойный и бодрый» и/или «спокойный и расслабленный». Если пользователь выбирает один вариант, например «уютный и бодрый», например, из экранного меню, то в ответ на выбор одного этого варианта контроллер устанавливает как источник второго, глазного света на испускание красного или смещенного в сторону красного, так и источник первого, внеглазного света на синий или смещенный в сторону синего.

В другом варианте осуществления система не обязательно содержит источник второго света, и контроллер не обязательно выполнен с возможностью управлять источником второго света. Вместо этого система может содержать датчик света, выполненный с возможностью измерять одно или более свойств испускания второго света от источника второго света, и контроллер может быть выполнен с возможностью управлять испусканием первого света в зависимости от испускания второго света, измеренного датчиком света. Например, датчик может обнаружить, что окружающий свет в окружающей среде, такой как кабина самолета, командно-диспетчерский пункт или лаборатория, является тусклым или имеет смещение в сторону желтого, и в ответ контроллер может подавать белый, синий или смещенный в сторону синего свет в ушной канал.

В еще одном варианте осуществления контроллер и источник первого, внеглазного света может быть использован для лечения нарушения, которое по меньшей мере частично обусловлено или усилено недостатком дневного света, такого как миопия. В данном случае источником второго света является солнце, и излучение второго света представляет собой естественный дневной свет. Если пользователь не получает достаточно дневного света или даже вообще никакого дневного света, контроллер может быть выполнен с возможностью автоматического согласования с невидимым дневным светом посредством использования таймера для автоматической имитации ежедневного ритма солнца, посредством чего стимулируется циркадный цикл пользователя.

В соответствии с еще одним аспектом, раскрытым в настоящем документе, предлагается компьютерный программный продукт, выполненный так, чтобы при исполнении на машиночитаемом носителе осуществлять операции в соответствии с любым из вышеуказанных признаков контроллера.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Для лучшего понимания настоящего раскрытия и чтобы показать, как могут быть реализованы варианты осуществления, в качестве примера сделана ссылка на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 представляет собой схематическое представление обработки внеглазным светом,

фиг. 2 представляет собой схематическую блок-схему системы освещения,

фиг. 3 представляет собой другую схематическую блок-схему системы освещения, и

фиг. 4 представляет собой другую схематическую блок-схему системы освещения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фигура 1 иллюстрирует пример обработки внеглазным светом. Пользователь 2 представляет собой человека или другое беспозвоночное, содержащее головной мозг 6 и по меньшей мере одно ухо 4, имеющее ушной канал. Головной мозг 6 имеет светочувствительные области 8. Источник 10 первого света выполнен с возможностью обеспечивать внеглазную фотобиологическую стимуляцию одной или более таких областей посредством подачи света 12 видимого спектра. В вариантах осуществления этот свет может быть подан через ушной канал или с помощью непосредственного использования высокоэффективного СИД или другого компонента освещения, или опосредованно, когда свет от СИД или другого компонента освещения передается в ухо посредством волоконно-оптического компонента. В вариантах осуществления источник 10 первого света может принимать вид внутриушного источника света, содержащего один или более внутриушных элементов освещения для вставки в один или более ушных каналов пользователя 2. Их можно назвать «ушными вкладышами», и они могут быть аналогичны по форме внутриушным аудионаушникам (и в вариантах осуществления могут также содержать один или более динамиков, выполненных с возможностью воспроизведения музыки или другого звука для пользователя 2).

Излучение 12 света от источника 10 первого света падает на поверхность ушного канала и/или барабанную перепонку, и энергия излучения распространяется в одну или более светочувствительных областей 8, стимулируя биологический отклик. Механизм, лежащий в основе такой фотобиологической стимуляции, может быть описан следующим образом. Во-первых, в участках головного мозга, отличных от сетчатки, существует один или более светочувствительных фотопигментов, таких как меланопсин, которые могут быть подвержены воздействию света, введенного в ушной канал. Кроме того, при световой стимуляции мелатонин может быть образован и легко распространен в церебральную жидкость и кровь благодаря своим липофильным свойствам, что затем отвечает за биологическое воздействие на пользователя 2.

Как показано на фигурах 2 и 3, в дополнение к внеглазному свету 12 вклад 16 второго света, следующего в глаз(а) пользователя 2, предусмотрен от источника второго света, например, один или более осветительных приборов или специально подготовленные очки или защитные очки с освещением, или умные очки или защитные очки общего назначения, выполненные с возможностью генерации света с определенными свойствами. Источник 14 второго света мог бы также принимать вид смотрового щитка, монокля, головной гарнитуры, шляпы, кабины, подголовника или другого устройства для подачи света в глаз или глаза пользователя. Пример окружающего света, обеспечиваемого одним или более светильниками, будет приведен ниже.

Таким образом, окружающий свет и внеглазной свет, воспринимаемые пользователем, разделены, причем для их испускания используются, соответственно, два различных источника освещения. При использовании этой конструкции пользователь может быть подвержен воздействию окружающего света в окружающей среде, такой как дом или офис, с требуемой атмосферой освещения. Внеглазной свет не нарушает окружающую обстановку, и при этом его можно использовать для создания биологических эффектов, которые могут, например, отличаться от тех, которые обычно связаны с воспринимаемой атмосферой освещения и еще могут быть отнесены к этой атмосфере.

Первый вариант осуществления описан в связи с фигурой 2. Она иллюстрирует управляемую систему света для предоставления света в глаза и в уши, содержащую: источник 10 первого света для испускания света 12 в по меньшей мере одно ухо пользователя 2; источник 14 второго света для испускания света 16, подлежащего восприятию по меньшей мере одним глазом пользователя 2; и контроллер 18 для управления источниками 10, 14 первого и второго света для генерации света на основании требуемого биологического и эмоционального воздействия на пользователя 2. Альтернативный вариант может быть основан на требуемом биологическом воздействии, создаваемом светом, обеспечиваемым через ухо, и функциональном воздействии, создаваемом светом через глаз, примером последнего является зрительная функция офисного освещения. Контроллер 18 может быть реализован в виде процессора 20, содержащего один или более блоков обработки, и памяти 22, содержащей один или более запоминающих носителей, например, магнитное или электронное ЗУ, причем процессор 20 выполнен с возможностью исполнения кода, сохраненного в памяти 22, который осуществляет управляющую функциональность. Альтернативно, некоторая или вся функциональность контроллера 18 могла бы быть реализована в специализированной аппаратной схеме или аппаратном обеспечении с изменяемой структурой, например ПЛИС. В любом случае контроллер 18 может быть реализован в любом подходящем блоке или блоках, как, например, в специализированном настенном блоке с проводным или беспроводным соединением с источниками 10, 14 света, или в специализированном или общего назначения портативном блоке с беспроводным соединением с источниками 10, 14 света. В вариантах осуществления контроллер может быть реализован в виде беспроводного приложения для выполнения на смартфоне, плашетном компьютере или портативном компьютере. В вариантах осуществления функциональность и компоненты 20, 22 могут быть реализованы на одном блоке или разделены между несколькими (удаленными) блоками, например, интерфейс пользователя реализованный на портативном терминале, тогда как параметры и/или предпочтения хранятся на сервере.

Раскрытая идея заключается в обеспечении улучшенной «мозговой» системы освещения, которая может по отдельности управлять свойствами света, обнаруживаемого фоторецепторами, связанными с глазами, с ушным каналом, и/или фоторецепторами в других участках головного мозга; так что атмосфера освещения, воспринимаемая глазом, может быть создана отдельно, но, при этом, иметь связь или по меньшей мере некоторую степень согласования с биологическим воздействием освещения, обнаруживаемого фотопигментами в областях головного мозга, отличных от области сетчатки.

В вариантах осуществления период времени, во время которого применяют обработку внеглазным светом, может быть основан на циркадном ритме и цели применения. Краткосрочное воздействие может быть использовано для воздействия на концентрацию, бодрость или для усиления возбуждения. Продолжительное применение может потребоваться для коррекции циркадного ритма.

Система может быть выполнена различными способами. Например, для глаз может быть отображен красный свет (поскольку люди любят такую атмосферу), тогда как в то же время в уши подается синий свет (для того, чтобы пользователь сохранял бодрость). Свет для глаз также может быть модулирован исходя из настроения и предпочтений пользователя. В другом примере к свету, наблюдаемому глазами, может быть добавлен синий компонент, чтобы еще больше усилить биологическое воздействие от ушей.

Данную идею можно использовать для достижения одного или более из следующих биологических преимуществ. Во-первых, на основании света в ушах может быть применено биологическое управление, для того чтобы усиливать концентрацию, бодрость и/или возбуждение, предпочтительно с помощью по меньшей мере смещения в направлении синего конца спектра (430~480 нм). Во-вторых, имеет место меньшее число проблем с безопасностью, чем при обычной терапии светом, например, связанных с опасностью синего света, поскольку доставка света осуществляется не через глаза. В-третьих, в случае если это требуется, обработка светом может быть использована для модификации циркадного ритма с помощью подобранной для потребителя периодической доставки дозы света. Стимуляция высвобождения дофамина ярким светом может также препятствовать миопии. Таким образом, внимание может быть обращено на освещение для улучшения здоровья и благополучия, а также настроения.

Соответственно, биологические эффекты от подачи света в уши могут включать в себя: лечение SAD с помощью усиленной синей части спектра, коррекцию циркадного ритма (управление синим спектром), омоложение (подавление синего спектра для поддержания естественного высокого уровня мелатонина) и/или контроль миопии (посредством освещенности).

Это может быть скомбинировано с атмосферой освещения, воспринимаемой глазом. Теплые цвета, такие как красно-оранжевый, красные, желтые и желто-зеленые, могут вызывать атмосферу, которая является светлой и уютной. Например, красный может быть связан с теплой атмосферой и может стимулировать возбуждение, аппетит и общение, тогда как желтый может быть связан с радостной атмосферой. Холодные цвета, такие как пурпурные, синие и сине-зеленые, могут вызывать атмосферу, которая оказывает успокаивающее воздействие.

Система может быть выполнена с возможностью функционирования в одном или обоих из двух различных режимов работы. В первом режиме уровни и характеристики как окружающего, так и внутриушного освещения управляются с помощью одного контроллера 18 и зависят друг от друга. Память 22 контроллера 18 хранит набор дискретных вариантов, из которых пользователь может выбирать. Каждый вариант соотносится с конкретной комбинацией параметров: конкретный параметр для глазного света и конкретный связанный параметр для внеглазного света. Поэтому говорят, что параметры глазного и внеглазного света зависимы друг от друга в том, что их нельзя изменять свободно, но, напротив, один из них вынужденно устанавливается на соответствующий параметр одновременно с соответствующим параметром второго, относящимся к тому же варианту. Для каждого из вариантов соответствующий связанный глазной параметр и соответствующий ему связанный внеглазной параметр должны храниться вместе, будучи связанными, в памяти 22 в соответствующем элементе структуры данных, такой как таблица соответствия. Например, память 22 может хранить набор вариантов выбора следующим образом.

Контроллер 18 выполнен с предоставлением возможности пользователю выбирать среди вариантов и управлять соответственно источником 10 первого света и источником 14 второго света таким образом, что применяется соответствующая пара параметров выбранного варианта. Варианты могут, например, быть представлены пользователю в виде ряда пунктов меню. В вариантах осуществления набор вариантов может быть заранее определен разработчиком системы, или пользователь может вводить свои предпочтения, например в контроллер на основе смартфона.

Например, пользователь может использовать обработку светом для того, чтобы чувствовать себя более бодрым, но в то же время работать в атмосфере, которая по его или ее ощущениям является теплой и уютной. Поэтому пользователь выбирает вариант «уютный и бодрый». Он может содержать некоторый уровень окружающего света со смещением в сторону красного для создания кратковременного теплого и уютного настроения в сочетании с подачей внутриушного света, смещенного в сторону синего, для создания продолжительного улучшения бодрости. В результате свет, выходящий из осветительного прибора, и внутриушное освещение сбалансированы с точки зрения свойств, которые включают в себя спектр, так что могут быть достигнуты желаемые пользователем более продолжительное биологическое и более кратковременное эмоциональное воздействия освещения. В качестве другого примера для параметра «холодный и бодрый» внутриушной источник света устанавливался бы на такой уровень, что продолжительная бодрость пользователя могла бы быть максимизирована (например, с помощью синего света) в контексте окружающего освещения, уже обеспечиваемого осветительным прибором 14 при выборе его «холодного» параметра (который включает в себя сильное смещение спектра в сторону синего).

В другом примере окружающий свет может быть использован для управления кратковременным воздействием на настроение или эмоции, тогда как внутриушной свет может быть использован для обеспечения продолжительного биологического воздействия. Обработка светом, имеющая гормональное воздействие, длится дольше, чем любые изменения параметров окружающего света и настроения, получаемые непосредственно через зрительную систему. Следовательно, продолжительное воздействие можно рассматривать как имеющее биологическое воздействие, которое длится значительно дольше, чем продолжительность обработки светом, создающим данное воздействие. Например, пользователь может подвергаться продолжительной обработке светом, такой как воздействие на циркадный ритм или лечение SAD посредством внутриушного освещения. Однако в то же время пользователь может работать в окружающей среде с другими требованиями к окружающему освещению. Например, пользователь ощущает себя в тусклой, или красной, или со смещением в сторону желтого окружающей обстановке, такой как самолет или чистое помещение, но воздействие на SAD или циркадный ритм находится на такой этапе, что оно требует яркого белого света. Или наоборот, пользователь может ощущать себя в ярко освещенной окружающей обстановке, такой как общий офис, но воздействие на SAD или циркадный ритм требует света со смещением в сторону красного (как в сумерках или при заходе солнца, например, поскольку пользователь только прибыл в офис в этой стране и страдает от синдрома смены часовых поясов). Для того чтобы приспособиться к таким сценариям контроллер 18 и память 22 могут быть выполнены так, чтобы они имели набор вариантов выбора, причем каждый из них определяет пару дополняющих друг друга параметров, как например: «кабина самолета, дневная фаза SAD» (тусклое окружение с теплой цветовой температурой, яркий белый внутриушной свет); и «офис, сумеречная фаза SAD» (яркое окружение, смещенный в сторону красного внутриушной свет).

Во втором режиме параметрами окружающего (например, кратковременное воздействие на настроение или эмоции) и внутриушного света (например, продолжительное биологическое воздействие) можно управлять по отдельности, причем окружающий свет 16 устанавливается независимо, тогда как параметрами внутриушного света управляют в зависимости от параметров окружающего света. В этом случае контроллер 18 выполнен с возможностью установки параметра окружающего света осветительного прибора(ов) 14 без ограничения каким-либо параметром внутриушного источника(ов) 10 света. Например, он может представлять собой пользовательский параметр для света в помещении или автоматический параметр, устанавливаемый контроллером 18 в ответ на детектирование определенных условий, таких как уже имеющееся количество естественного света. Контроллер 18 также устанавливает внутриушное освещение 12 внутриушного источника(ов) 10 света одного или более пользователей. Однако внутриушное освещение 12 устанавливается в зависимости от параметра, применяемого для окружающего освещения 16. В вариантах осуществления контроллер 18 может быть выполнен с возможностью автоматического управления внутриушным освещением 12 для компенсации воздействия условий окружающего освещения или, наоборот, для усиления воздействия условий окружающего освещения.

Например, в офисах, где работает много людей, окружающее освещение может быть постоянным, но отдельные сотрудники могут индивидуально удовлетворять различные потребности в биологическом свете, основанные на их собственных предпочтениях в окружающем свете, который воздействует на них на текущий момент, и/или в продолжительном воздействии, связанном с историей воздействия света на них. В другом примере в окружающей обстановке чистого помещения на сотрудников воздействует свет с сильным смещением в сторону желтого конца спектра. В данном случае сотрудники могут компенсировать любое нежелательное биологическое воздействие этого длящегося целый день биологического смещения глазного света с помощью внутриушного освещения. В вариантах осуществления внутриушные параметры также могут быть определены профилем или предпочтениями пользователя.

Второй вариант осуществления описан в связи с фигурой 3. В этом случае система аналогична системе с фигуры 2, за исключением того, что контроллер 18 выполнен с возможностью управления источником 10 первого света, но не обязательно источником 14 второго света. Вместо этого контроллер 18 связан с датчиком 24, выполненным с возможностью измерять по меньшей мере одно свойства света 16 от источника 14 второго света, например его интенсивность и/или информацию о его цвете или спектре. В данном случае источник 14 второго света может представлять собой любой независимый источник света в окружающей обстановке, например один или более осветительных приборов, обеспечивающих окружающее освещение и управляемых отдельным контроллером или переключателем.

Как и в первом варианте осуществления, контроллер 18, управляющий источником 10 первого света, выполнен с возможностью управления источником света таким образом, чтобы генерировать свет 12 для внеглазной стимуляции светом на основании требуемого биологического воздействия на пользователя. Однако во втором варианте осуществления он выполнен с возможностью делать это посредством использования датчика 24 для обнаружения света 16, испускаемого из источника 14 второго света, и вычисления света 12, подлежащего испусканию источником первого света (например, внутриушным источником света) в зависимости от этого обнаружения.

Второй вариант осуществления можно быть использован для достижения любого одного или более эффектов или преимуществ, связанных с внеглазной обработкой, описанной в связи с первым вариантом осуществления, например с лечением SAD, или для противодействия/усиления воздействия окружающего освещения и так далее.

Контроллер 18 может быть выполнен с возможностью работы в качестве компенсатора воспринимаемой атмосферы освещения. Он определяет один или более атрибутов фактической окружающей атмосферы 16 освещения с помощью датчика света, такого как фотоэлемент или камера (например, интегрированная в мобильное устройство). Контроллер 18 также определяет желаемую атмосферу освещения или желаемое биологическое воздействие, например связанное с предпочтениями пользователя, типом музыки, расположением и/или активностью и так далее. Затем контроллер 18 вычисляет различие между фактической и желаемой световыми атмосферами или фактическим и желаемым биологическим воздействием, определяет требуемые атрибуты внутриушного испускания 12 света для дополнения световой атмосферы 16, воспринимаемой глазом, и изменяет один или более атрибутов устройства 10 внутриушного освещения для аппроксимации желаемой световой атмосферы и/или желаемого биологического воздействия.

В случае одного примера применения пользователь работает в чистом помещении, которое освещено светом с сильным смещением в сторону желтого. Условия окружающего освещения обнаруживаются и используются для определения параметров системы 10 внутриушного биологического освещения. Например, может быть определено, что пользователю необходимо два часа терапии внутриушным синим светом для компенсации воздействия освещения чистого помещения. В вариантах осуществления контроллер может быть реализован по меньшей мере частично в мобильном терминале, таком как смартфон. Определенный уровень компенсации может быть предоставлен пользователю с помощью смартфона, и затем пользователь имеет возможность его изменения в соответствии со своими собственными предпочтениями и потребностями.

Далее описан третий вариант осуществления в связи с фигурой 4. Третий вариант осуществления аналогичен второму, за исключением того, что вместо датчика 24 контроллер 18 содержит таймер 26. Кроме того, источником 14 второго света в данном примере является не источник искусственного света, как в первом и втором варианте осуществления, а солнце. В данном варианте осуществления пользователь 2 заведомо не может иметь в визуальной доступности источник 14 второго (естественного) света, например, поскольку пользователь проводит весь день или большую часть дня в помещении. Контроллер 18 также не должен иметь в визуальной доступности источник 14 света, с которым он синхронизируется. Вместо этого он согласовывает источник 10 первого света с источником 14 второго света посредством использования таймера 26 для синхронизации периодического ритма источника второго света, который для солнца представляет собой ежедневный ритм.

Например, контроллер 18 может быть запрограммирован на автоматическое включение и выключение каждый день в определенные моменты времени или на изменение между такими моментами времени, например в дневное время или в продолжение определенного окна в дневное время, когда пользователь в ином случае должен был бы подвергаться воздействию естественного света. Это может помочь в стимуляции циркадного ритма пользователя, даже когда он лишен естественного цикла, но без необходимости в неприятной или неудобной для глаз обработке с помощью яркого света.

Случаем примера применения является предотвращение послеобеденной сонливости посредством подачи дополнительного синего света через ушной канал, при этом не беспокоя других пользователей в окружающей обстановке совместно используемого офиса и не требуя другого общего освещения офиса. Поскольку многие пользователи в офисах открытой планировки уже могут использовать внутриушные наушники для получения своей собственной фоновой музыки, данная обработка внеглазным светом на основании времени, на основании активности или на основании календаря может быть легко реализована.

Случаем другого примера применения является лечение миопии. Яркий свет стимулирует высвобождение дофамина и может тем самым предотвращать миопию. Интенсивность и длина волны светового воздействия могут стимулировать повышение уровня дофамина в сетчатке. Например, смотри «Myopia, Light and Circadian Rhythms» (John R Philips, Simon Backhouse and Andrew V Collins; Advances in Ophthalmology; Department of Optometry and Vision Science, The University of West Aukland, Новая Зеландия). Смотри также CN 1432348.

Есть также доказательство того, что дофамин, производимый не в сетчатке, а в другом месте, может иметь воздействие на предотвращение миопии. L-дофа представляет собой препарат, который повышает концентрации дофамина, и было показано, что он ингибирует миопические сдвиги, происходящие, когда субъекту недостает света. Смотри «Effects of Apomorphine, a Dopamine Receptor Agonist, on Ocular Refraction and Axial Elongation in a Primate Model of Myopia» (Michael Luvone et al, Investigative Ophthalmology & Visual Science, Vol. 32, No. 5, апрель 1991); и «Light Levels, refractive development, and myopia - A speculative review» (Thomas T Norton et al, Experimental Eye Research 2013, 1-10, Department of Vision Sciences, School of Optomometry, University of Alabama at Birmingham, США, http:dx.doi.org/10.1016/j.exer.2013.05.004).

Это указывает на то, что повышение уровня дофамина может ингибировать развитие миопии независимо от того, производится ли дофамин посредством стимуляции светом через глаз. Таким образом, стимуляция светом через ушной канал для производства дофамина может иметь такое же положительное воздействие на миопию, как и L-дофа, но без побочных эффектов.

Миопия может быть большой проблемой в городах, где дети недостаточно находятся вне помещения. Исследователи рекомендуют проводить от двух до трех часов вне помещения каждый день. Естественный свет варьирует в пределах около 5000-50000 люксов. Свет, который мерцает (в отличие от постоянного), может даже лучше служить производству дофамина и, следовательно, очень хорошо подходит для внеглазной внутриушной световой стимуляции. С другой стороны, свет может быть вреден с точки зрения миопии, если присутствует в неправильное время (не синхронизирован с циркадными ритмами).

Особая проблема может возникать, когда детям необходима увеличивающая количество дофамина световая обработка, способствующая предотвращению миопии, но нельзя быть уверенными, что они задействуют обработку в правильные моменты времени или, наоборот, не задействуют обработку в неправильные моменты времени.

Третий вариант осуществления предлагает решение с помощью конструкции контроллера 18 для обеспечения обработки детей и подростков автоматически только в корректных условиях. Световая стимуляция автоматически определяется для конкретного пользователя и активируется только в правильное время для этого пользователя (не нарушающее циркадные ритмы). Это может дополнительно основываться на световом профиле пользователя и потребности.

В вариантах осуществления головная гарнитура 10 для внутриушного света может быть интегрирована в наушники, например с включением в состав mp3-плеера для создания аксессуара с mp3-плеером для генерации и управления светом.

Система может обеспечивать регулируемую световую стимуляцию в соответствии с циркадными ритмами. Пользователь авторизуется с помощью биометрической или другой регистрационной информации, такой как отпечаток пальца на сенсорном экране. На основании этого контроллер 18 выполнен с возможностью определять идентичность пользователя, включая возраст. Он также включает в себя часы 26 для определения времени суток. Контроллер 18 может, например, определять циркадный цикл пользователя из информации генетического профиля или использовать средний профиль. Когда ребенок использует mp3-плеер со связанным световым устройством и находится в «дневной» фазе своего циркадного цикла, контроллер 18 задействует внутриушной источник 10 света для обеспечения световой обработки 12 через уши. Когда проходит требуемая продолжительность стимуляции, контроллер 18 выключает этот свет 10, 12. Контроллер 18 и источник 10 света выполнены с возможностью предотвращать активацию внутриушного света 12 ребенком вручную.

Необязательно, контроллер 18 может определять вероятную потребность пользователя в световой стимуляции дофамина из зависящего от времени светового профиля и возраста пользователя. Если требуется стимуляция, контроллер 18 определяет оптимальную интенсивность и продолжительность. Если считается, что стимуляция не требуется, то свет не будет активирован, даже если ребенок использует наушники в «дневной» фазе. Контроллер 18 может быть выполнен с возможностью построения расчетного светового профиля пользователя на основании местоположения, порядка использования компьютера и активности вне помещения с использованием данных датчика, если доступны, для определения активности пользователя и воздействия света. Контроллер 18 может быть выполнен с возможностью использования данных о сне и/или бодрствовании, если доступны, например, из приложений для сна или расписания пользователя, для определения циркадного цикла. В вариантах осуществления контроллер может применять мерцание к внутриушному свету 12 для получения большей пользы.

В других вариантах осуществления контроллер 18 может быть выполнен с возможностью воплощения двух или более из первого, второго и третьего вариантов осуществления в виде различных режимов для применения в различных ситуациях.

Следует понимать, что приведенные выше варианты осуществления описаны только в качестве примера. Другие варианты, кроме раскрытых вариантов осуществления могут быть придуманы и реализованы специалистами в данной области техники при осуществлении заявляемого изобретения на практике на основании изучения чертежей, настоящего раскрытия и прилагаемой формулы изобретения. В формуле изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множественного. Один процессор или другой блок может выполнять функции нескольких объектов, перечисленных в формуле изобретения. Сам по себе факт, что некоторые величины приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что комбинация данных величин не может быть применена для получения преимущества. Компьютерная программа может храниться/распространяться на подходящем носителе, таком как оптический носитель или твердотельный носитель, поставляемая вместе с другим аппаратным обеспечением или как его часть, но может также распространяться в других формах, как, например, через интернет или другие проводные или беспроводные телекоммуникационные системы. Никакие ссылочные позиции в формуле изобретения не должны интерпретироваться как ограничивающие объем.

Реферат

Группа изобретений относится к медицинской технике, а именно к средствам управления внеглазной фотобиологической стимуляцией. Система содержит источник первого света, выполненный с возможностью обеспечивать внеглазную фотобиологическую стимуляцию пользователя, источник второго, искусственного, света для испускания второго света, освещающего окружение пользователя, причем испускание второго света вызывает воспринимаемую атмосферу освещения, воспринимаемую глазом, контроллер, выполненный с возможностью управлять испусканием второго света независимо от испускания первого света и управлять испусканием первого света в зависимости от управления испусканием второго света, причем контроллер выполнен с возможностью принимать предпочтения пользователя и управлять испусканием первого света в зависимости от предпочтений пользователя, если контроллер обнаруживает, что испускание второго света противоречит предпочтениям пользователя, так чтобы противодействовать воздействию на пользователя глазной стимуляции, обеспечиваемой испусканием второго света. Компьютерный машиночитаемый носитель содержит код, выполненный с возможностью управления внеглазной фотобиологической стимуляцией посредством осуществления операций работы системы. Использование изобретений позволяет расширить арсенал средств для внеглазной фотобиологической стимуляции. 2 н. и 7 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

Формула