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CN111836574A - 用于收集和利用健康数据的系统 - Google Patents

用于收集和利用健康数据的系统 Download PDF

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CN111836574A
CN111836574A CN201980018492.8A CN201980018492A CN111836574A CN 111836574 A CN111836574 A CN 111836574A CN 201980018492 A CN201980018492 A CN 201980018492A CN 111836574 A CN111836574 A CN 111836574A
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CN
China
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contact lens
user
examples
health data
biomarker
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201980018492.8A
Other languages
English (en)
Inventor
穆阿德·拉姆拉尼
斯蒂芬·D·纽曼
萨米·安特罗·拉卡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Menicon Co Ltd
Original Assignee
Menicon Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Menicon Co Ltd filed Critical Menicon Co Ltd
Publication of CN111836574A publication Critical patent/CN111836574A/zh
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

用于收集和利用健康数据的系统可以包括：收集与患者的健康有关的数据，并且将该数据与其他数据源进行汇总以限定数据库。可以使用诸如智能接触镜或者智能接触镜容器的电子装置来收集患者数据。可以对数据库内的数据进行操作、组织或者其他处理，以确定数据库的趋势、关系和其他特征。可以将数据库的特征进行关联以预测患者的健康状况，生成医疗保健推荐或其组合。

Description

用于收集和利用健康数据的系统
技术领域
本公开内容涉及医疗保健领域，特别地涉及收集和利用大量患者数据以预测健康状况并且进行推荐。
背景技术
长期以来，医疗保健专业人员一直负责诊断、监测和治疗患病个体。早期诊断和治疗通常会导致更长的预期寿命或者从疾病中完全康复的更高可能性。确实，如果尽早诊断出对影响全世界民众的主要疾病(例如糖尿病、癌症、心脏病、青光眼等)，通常更容易治疗这些疾病。早期诊断通常需要定期的医疗保健筛查和监测。然而，对于世界各地的许多人而言，定期进行医疗筛查可能会成为问题。例如，血液检查，活体组织检查和其他常规的医疗筛查可能被证明过于昂贵。同样，现代医疗设备对于医疗保健提供者来说可能过于昂贵而不能取得。即使在拥有足够医疗设备的地区，也可能无法定期使用该设备，或者难以安排时间。因此，许多人被迫在没有足够的医疗保健监测的情况下生活，因此丧失了早期诊断带来的益处。
发明内容
在本公开内容的一个方面中，一种用于健康监测的方法可以包括：收集当前用户健康数据；以及从数据库接收存档的用户健康数据。该方法还可以包括：将用户提交的健康数据与存档的用户健康数据进行汇总；以及使用处理器分析所汇总的健康数据。该方法还可以包括：将所汇总的健康数据与健康状况指示进行关联以预测用户的健康状况。
分析所汇总的健康数据可以包括：机器学习、人工智能和数据挖掘。从用户收集当前用户健康数据可以包括：从智能接触镜接收用户健康数据。智能接触镜可以被配置成测量用户的眼内压。智能接触镜可以被配置成测量用户的泪液内的葡萄糖水平或浓度。收集当前用户健康数据可以包括：使用智能接触镜容器。智能接触镜容器可以被配置成测量智能接触镜容器内的生物标记物的至少一个生物标记物特征。至少一个生物标记物特征可以包括识别智能接触镜容器内的生物标记物的类型或者生物标记物的浓度。该方法还可以包括：基于相关性来生成医疗保健推荐。
在本公开内容的另一方面中，一种用于健康监测的方法可以包括：收集当前用户健康数据；以及从数据库接收存档的用户健康数据。该方法还可以包括：将当前用户健康数据与存档的用户健康数据进行汇总；以及使用处理器分析所汇总的健康数据。该方法还可以包括：将所汇总的健康数据进行关联以生成推荐。
推荐可以包括推荐下述中的至少一个：医学检查、接触镜和医生。当前用户健康数据可以包括下述中的至少一个：年龄、性别、体重、身高和住所地。分析汇总的健康数据可以包括：机器学习、人工智能和数据挖掘。收集当前用户健康数据可以包括：使用智能接触镜。智能接触镜可以与另一电子装置无线通信。收集当前用户健康数据可以包括：使用智能接触镜容器。智能接触镜容器可以与另一电子装置无线通信。
在本公开内容的又一方面中，一种健康监测方法可以包括：收集当前用户健康数据。收集当前用户健康数据可以包括：使用智能接触镜检测光学流体中的葡萄糖浓度。收集当前用户健康数据可以包括：使用智能接触镜检测眼睛的眼内压。检测眼内压可以包括：检测相对眼内压和绝对眼内压。收集当前用户健康数据可以包括：使用智能接触镜容器检测生物标记物特征。该方法可以包括：从数据库接收存档的用户健康数据；以及将当前用户健康数据与存档的用户健康数据进行汇总。该方法还可以包括：使用处理器来分析汇总的健康数据。分析汇总的健康数据可以包括：使用处理器来实现数据挖掘算法。该方法还可以包括：将汇总的健康数据与健康状况指示进行关联以生成用户的预测健康状况。
智能接触镜可以被配置成：在收集当前用户健康数据之后，发送当前用户健康数据。接收当前用户健康数据可以包括：在电子装置处接收当前用户健康数据。将当前用户健康数据与存档的用户健康数据进行汇总可以包括：将当前用户健康数据存储在数据库中。可以在用户的移动装置处接收用户的预测健康状况。可以使用被定位在智能接触镜的表面上的葡萄糖传感器检测葡萄糖浓度。可以使用能够操作地耦接至智能接触镜的可变电容传感器来检测相对眼内压。可以使用能够操作地耦接至智能接触镜的眼压计来检测绝对眼内压。生物标记物特征可以是智能接触镜容器内的生物标记物的类型或者浓度中的至少一个。
附图说明
附图示出了本装置的各种实施方式，并且是说明书的一部分。所示实施方式仅是本装置的示例，并且不限制其范围。
图1示出了根据本公开内容的用于收集和利用健康数据的系统的图形表示。
图2示出了根据本公开内容的定位在眼睛上的接触镜的示例的截面图。
图3示出了根据本公开内容的接触镜的实施方式。
图4示出了根据本公开内容的接触镜的实施方式。
图5示出了根据本公开内容的接触镜系统的实施方式。
图6示出了根据本公开内容的接触镜系统的实施方式。
图7示出了根据本公开内容的可操作地耦接至接触镜的葡萄糖传感器的示例的截面图。
图8示出了根据本公开内容的示例无线接收器的框图。
图9示出了根据本公开内容的使用葡萄糖传感器的方法的示例的框图。
图10示出了根据本公开内容的使用葡萄糖传感器的方法的示例的框图。
图11示出了根据一个实施方式的在一段时间内暴露于葡萄糖浓度的葡萄糖传感器的透明度的图形表示。
图12A是根据本公开内容的并入了可变电容传感器的示例接触镜的截面图。
图12B是根据本公开内容的并入了可变电容传感器的示例接触镜的中央部分的截面图。
图12C是根据本公开内容的并入了可变电容传感器和微磁体的示例接触镜的中央部分的截面图。
图13是根据本公开内容的示例接触镜系统的顶视图，该示例接触镜系统包括并入了可变电容传感器和天线的接触镜以及电子装置。
图14A示出了根据本公开内容的可变电容传感器的示例电路图。
图14B是相对于施加的压力比较测量的固有频率的曲线图。
图14C至图14G是用于通过使用电容来确定眼内压的测试数据的曲线图。
图14H是用于在各种眼内压下测量电容的接触镜的截面图。
图15A示出了根据本公开内容的并入了眼压计系统的示例接触镜的截面图。
图15B示出了根据本公开内容的并入了眼压计系统的示例接触镜的顶视图。
图16A示出了根据本公开内容的示例接触镜的截面图，该示例接触镜包括处于眼睛的初始位置处的测试体。
图16B是根据本公开内容的示例接触镜的截面图，该示例接触镜包括处于眼睛的膨胀位置处的测试体。
图16C示出了根据本公开内容的示例接触镜的截面图，该示例接触镜包括测试体，该测试体从膨胀状态转变到初始状态以测量眼睛的绝对眼内压。
图16D是猪眼上的接触镜的校准曲线图。
图17是根据本公开内容的用于无线确定眼睛的眼内压的示例系统的框图。
图18示出了根据本公开内容的定位在眼睛上的接触镜的示例性截面图。
图19示出了根据本公开内容的粘附至接触镜的生物标记物的示例性截面图。
图20示出了根据本公开内容的处于溶液中的示例接触镜的截面图。
图21示出了根据本公开内容的对包含来自接触镜的生物标记物的溶液进行测试的示例的截面图。
图22示出了根据本公开内容的光发射器的示例的截面图。
图23示出了根据本公开内容的光发射器的示例的截面图。
图24示出了根据本公开内容的健康状况系统的示例的框图。
图25示出了根据本公开内容的数据库的示例的框图。
图26示出了根据本公开内容的健康状况系统的示例的视图。
图27示出了根据本公开内容的确定健康状况的方法的框图。
图28示出了根据本公开内容的确定健康状况的方法的框图。
图29示出了根据本公开内容的接触镜存储容器的示例。
图30示出了根据本公开内容的接触镜存储容器的示例。
图31示出了根据本公开内容的接触镜存储容器的示例。
图32示出了根据本公开内容的接触镜存储容器的示例。
图33示出了根据本公开内容的接触镜存储容器的示例。
图34示出了根据本公开内容的接触镜存储容器的示例。
图35至图37示出了根据本公开内容的葡萄糖溶液样品在各种波长下的红外吸收。
图38示出了根据本公开内容的葡萄糖的校准曲线。
图39A示出了根据一个实施方式的对来自接触镜的含有生物标记物的溶液进行测试的截面图。
图39B示出了根据另一个实施方式的对包含来自接触镜的生物标记物的溶液进行测试的截面图。
图40示出了根据本公开内容的健康状况系统的示例的框图。
图41示出了根据本公开内容的数据库的示例的框图。
图42示出了根据本公开内容的健康状况系统的示例的截面图。
图43示出了根据本公开内容的确定健康状况的示例的方法的框图。
图44示出了根据本公开内容的确定健康状况的示例的方法的框图。
图45示出了根据本公开内容的确定健康状况的示例的方法的框图。
图46示出了根据本公开内容的确定健康状况的示例的方法的框图。
图47示出了根据本公开内容的确定健康状况的示例的方法的框图。
图48描绘了根据本公开内容的电极处的测量电流的图形表示。
图49描绘了根据本公开内容的电极处的测量电流强度的图形表示。
图50描绘了根据本公开内容的在电极处测量的阻抗的图形表示。
图51A描绘了根据本公开内容的测量的眼表温度的图形表示。
图51B描绘了根据本公开内容的测量的眼表温度的另一图形表示。
图52是根据本公开内容的推荐系统的示例的框图。
图53是根据本公开内容的数据库的示例的框图。
图54是根据本公开内容的用于推荐接触镜的示例方法的框图。
图55是根据本公开内容的用于推荐接触镜的另一示例方法的框图。
图56是根据本公开内容的用于推荐接触镜的又一示例方法的框图。
图57是根据本公开内容的用于推荐接触镜的另一示例方法的框图。
图58是根据本公开内容的用于推荐接触镜的示例方法的框图。
在所有附图中，相同的附图标记表示相似但不一定相同的元件。
具体实施方式
诊断和治疗疾病的能力长期以来一直与医疗技术的现状联系在一起。因此，医疗技术似乎处于不断创新的状态。与大多数技术一样，与诊断相关的医疗技术致力于简化复杂的任务，同时提高得到的诊断的准确性、可靠性和可访问性。医生通常依靠血液检查、活体组织检查和其他侵入式的医学检查来制定诊断。然而，这些侵入式的医学测试对于许多个人而言，可能太昂贵、太痛苦或者太繁琐以至于难以定期获得。例如，个别人的家可能离最近的医疗中心太远而无法定期前往该中心。同样，高额的医疗保险费用可能会使许多人难以负担，从而无法定期进行医疗筛查。
与现代医疗技术一样，与数据管理有关的技术似乎也处于不断的创新状态。当应用于数据管理时，人工智能、机器学习和数据挖掘的最新发展代表了大量资源。而且，相对于这些发展的计算能力使大规模数据处理比以往任何时候都更具成本效益和可行性。
本公开内容的主要方面涉及相对于医疗保健行业的大规模数据收集、处理和利用。更具体地，设想了一种整体系统，该系统允许收集、汇总和分析大量数据，以向民众提供一致的医疗保健监测。该系统可以包括检测健康状况并且基于数据的统计相关特征做出与医疗保健相关的推荐。在一些实施方式中，多个元件可以互换地通信以实现用于收集和利用健康数据的系统。健康数据可以包括当前用户健康数据(例如，使用例如智能接触镜系统或者智能接触镜容器从用户收集的数据)和存档的用户健康数据(例如，其他数据源，如病历、牙科记录、家谱记录等)。
图1描绘了根据本公开内容的用于收集和利用健康数据的系统的实施方式的图形表示。该系统可以包括可通信地耦接至云计算网络105的多个元件。所述多个元件包括数据分析工具110、智能接触镜115、智能接触镜容器120、医生门户125、患者门户130、其他健康数据135和数据库140。每个元件被配置成与云计算网络105以及一个或更多个其他元件通信。
云计算网络105可以包括数据中心或者服务器场的网络，其根据需要提供大量的计算能力、软件和存储容量。云计算网络105可以包括分布在一个或更多个数据中心中的多个节点。替选地或者附加地，云计算网络105可以利用多个虚拟机来处理数据。
数据分析工具110可以代表现代数据分析，例如，数据挖掘、机器学习、人工智能等。数据分析工具110还可以被配置成向用户、医生、其他医疗专业人员或者其他接收者进行输出或者以其他方式生成输出。例如，数据分析工具110可以被配置成输出相对于数据内的相关性的医疗保健推荐。在另一个实施方式中，数据分析工具110可以被配置成输出相对于数据内的相关性的健康状况预测。
数据收集
智能接触镜115可以代表被配置成测量或者以其他方式检测与接触镜佩戴者相关联的生物标记物特征的接触镜。在一些实施方式中，智能接触镜115可以包括可操作地耦接至接触镜的传感器或者感测部件。例如，可以将葡萄糖传感器定位在接触镜的表面上，并且以规则的间隔检测接触镜佩戴者的泪液内的葡萄糖的浓度水平。在其他实施方式中，智能接触镜115可以将所测量的生物标记特征传达给另一电子装置，例如无线接收器或者移动电话。智能接触镜115可以包括使智能接触镜115能够与其他装置无线通信的其他电子部件(例如电源、天线、微控制器等)。
在其他实施方式中，智能接触镜115可以被配置成检测接触镜佩戴者的绝对眼内压和/或相对眼内压。例如，智能接触镜115可以被配置成通过使用可变电容传感器检测接触镜的机械应变的变化来检测用户眼睛的相对眼内压。在另一个实施方式中，智能接触镜可以被配置成通过使用例如眼压计系统测量用户眼睛的表面的回弹来检测用户眼睛的绝对眼内压。智能接触镜115还可以将眼内压测量值传送到另一电子装置，例如无线接收器或者移动电话。智能接触镜115可以包括使智能接触镜115能够与其他装置无线通信的其他电子部件(例如电源、天线、微控制器等)。
智能接触镜容器120可以代表被配置成测量或检测用户或患者的生物标记物特征的任何容器。例如，智能接触镜容器120可以是夜间接触镜存储容器，其容纳用于接触镜维护的水性清洁溶液。在该实施方式中，智能接触镜容器120可以包括被配置成测量智能接触镜容器120内的生物标记物特征的一个或更多个传感器。传感器可以是包括光源和光接收器的光谱分析仪，其测量智能接触镜容器120内的光的各种属性。智能接触镜容器120还可以被配置成与一个或更多个其他电子装置通信。例如，智能接触镜容器120可以包括无线发射器、电源、微控制器，收发器或者将使得能够在智能接触镜容器120与另一电子装置之间进行通信的任何其他部件。
医生门户网站125可以代表使医生能够输入数据、监测数据、请求数据、接收信息或者以其他方式与系统的其他元件进行通信的电子装置。例如，医生或者其他医学专家可以利用医生门户网站125来接收与其患者中的一个患者有关的信息，例如与患者相关联并且基于患者的健康数据预测的健康状况。预测的健康状况可以是由数据分析工具110进行的数据处理的结果。
患者门户网站130可以代表使患者或用户能够输入数据、监测数据、请求数据、接收信息或者以其他方式与系统的其他元件进行通信的电子装置。例如，用户或患者可以利用患者门户网站125提交与患者的年龄、性别、身高、体重、家庭健康史等有关的信息或数据。患者提交的数据可以在数据库中被存储、分析和进行关联。患者门户网站130还可以接收与患者的日常活动相关的数据。例如，患者可以输入该患者佩戴特定智能接触镜的持续时间或者该患者的接触镜放置在智能接触镜容器内的持续时间。患者门户网站130还可以被配置成相对于患者的健康数据向患者传达推荐或者其他信息。
其他健康数据135或者存档的用户健康数据可以表示可能影响将准确的信息传递给患者或医生的任何信息。例如，患者居住的城市、州、省或国家；患者的家庭病史；患者的家谱；患者的健康记录；患者的运动习惯；患者的饮食；以及当前未被医生、智能接触镜115或者智能接触镜容器120收集的与患者有关的任何其他数据。在一些实施方式中，其他健康数据135也可以被视为先前收集并且存储在数据库140中的已存档的用户健康数据。
数据库140可以代表从成千上万的患者收集并且存储在例如一个或更多个数据中心内的大量数据。数据库140可以经历数据处理技术，例如，可以实施机器学习以对数据进行分类、处理、组织或者以其他方式利用该数据来生成对患者、医生或两者的预测和推荐。也可以使用其他相关的数据处理技术(例如数据挖掘)来发现模式、统计趋势、相关性或者以其他方式制定相对于数据的预测和推荐。
智能接触镜系统
根据本公开内容的一个方面，用于收集和利用健康数据的系统可以并入有收集和监测当前用户健康数据的多个非侵入性装置。此外，该系统可以将当前用户健康数据与存档的用户健康数据(例如，与周围民众相关联的健康数据)进行比较或者关联。将当前用户健康数据与存档的用户健康数据进行汇总可以大大提高从数据中得出的相关性、统计趋势和预测的准确性。能够检测和记录健康数据的非侵入性装置可以是例如智能接触镜系统115和智能接触镜容器120。
第一实施方式
本公开内容中描述的原理包括智能接触镜，该智能接触镜将葡萄糖传感器结合到接触镜(例如，智能接触镜115的一个实施方式)中，以检测或者以其他方式确定何时在光学流体(例如眼泪)中存在阈值量的葡萄糖，如在2018年3月13日提交的美国临时申请第62/642,176号所述，该申请的公开内容通过引用整体并入本文中。该葡萄糖感测接触镜还可以或者替选地检测、记录或者以其他方式测量用户眼睛内的葡萄糖属性，并且将测量值传输到电子装置、计算装置，数据库或其组合。葡萄糖传感器可以被结合至或者以其他方式可操作地附接或者并入接触镜中。在一些实施方式中，葡萄糖传感器可以基于光学流体内的葡萄糖浓度在第一状态与第二状态之间转变。例如，第一状态对于观察者可以表现为第一颜色、透明度或不透明度，而第二状态对于观察者可以表现为第二颜色、透明度或不透明度。因此，当接触镜被佩戴在用户的眼睛内时，用户或者观看用户眼睛的另一个人都可以查看接触镜的葡萄糖传感器，以快速确定在用户的系统中是否存在阈值量的葡萄糖。
图2描绘了根据本公开内容的接触镜205的示例。当人(例如通过眨眼或者眨动)闭上眼睑时，眼睑会将光学流体或者眼泪沉积在眼睛表面上。该光学流体是由位于眼睛210上方的泪腺220产生的。在一些实施方式中，本公开内容的接触镜205可以位于角膜215的顶上，并且接触由眼睑沉积的光学流体(例如，眼泪)。可操作地耦接至接触镜205的葡萄糖传感器(未示出)可以测量用户的眼泪内的葡萄糖浓度。葡萄糖传感器(未示出)可以相对于光学流体中的葡萄糖的浓度在第一状态与第二状态之间动态转换。
接触镜205可以包括硬接触镜、水凝胶接触镜、硅酮水凝胶接触镜、水凝胶接触镜、弹性佩戴接触镜、球形接触镜、复曲面接触镜、多焦点接触镜、单眼视力矫正接触镜、刚性透气性接触镜、复曲面接触镜等。在一些实施方式中，接触镜205可以结合有色部分以改变用户虹膜的外观。
可以使用适合用于制造接触镜205的任何单体材料。在一些实施方式中，单体是HEMA/GMA。尽管已经参照可以用于制造接触镜205的单体的特定类型描述了该示例，但是可以使用任何适当类型的单体来构造接触镜205。此外，在其他示例中，硅、聚合物、其他成分类型，或其组合可以与单体一起使用或者代替单体来构造接触镜205。
在一些实施方式中，附加材料可以与单体一起使用以制造接触镜205。可以使用本领域中已知的用于改善接触镜205的各种特征的任何添加剂。可以与单体结合使用的添加剂的示例包括但不限于增稠剂，染料，缓冲剂，其他类型的添加剂或其组合。与单体结合使用的添加剂的量可以基于多种因素(包括接触镜205的光学性质和添加剂赋予的所需特征)而变化。一般而言，添加剂的用量应足够小，以不会显著影响所得接触镜205的质量。
接触镜205可以由任何适当类型的材料形成。在一些实施方式中，接触镜可以是水凝胶接触镜205或者刚性透气性(RGP)接触镜205。在一些实施方式中，接触镜205可以是硅酮水凝胶接触镜205。
可以调整和/或固定接触镜205的其他光学和结构性质，以产生更舒适和性能更好的接触镜205。在一些实施方式中，接触镜205包括固定的基础曲线。换言之，接触镜205可在大范围的屈光力上具有相同体积的单体和相同的基础曲线。在一些实施方式中，接触镜205在一定屈光力范围内的固定基础曲线选自从7.50至9.10的范围。
图3和图4描绘了具有葡萄糖感测能力的接触镜205的示例。接触镜205被示出为具有葡萄糖传感器225，该葡萄糖传感器225被定位在接触镜205的主体207的周缘上。主体207可以包括面向后的表面和面向前的表面。面向后的表面可以具有被构造成与用户的眼睛210的表面接触的大致凹入的轮廓。面向前的表面可以具有大致凸出的轮廓。葡萄糖传感器225可以被定位在接触镜205的主体207上的任何位置处。在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以被定位在主体207的面向前的表面上并且远离接触镜205的主体207的中心，以防止潜在地干扰用户的视线。在其他实施方式中，葡萄糖传感器225可以被定位在主体207的面向前的表面上并且在主体207的中心附近，以模糊用户的视觉作为警报机制。在一些实施方式中，主体207的外周可以形成圆形。在其他实施方式中，主体207的外周可以形成椭圆形。
葡萄糖传感器225的特征可以在存在葡萄糖的情况下改变。例如，葡萄糖传感器225的颜色或者不透明度可以根据用户的光学流体(例如眼泪)中的葡萄糖的浓度而变化。一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以被定位在接触镜205的主体207的面向后的表面上，使得葡萄糖传感器225接触眼角膜(例如，图2中的眼睛210的角膜215)上的眼泪。在其他实施方式中，葡萄糖传感器225可以可操作地耦接到主体207的面向前的表面，使得用户的眼睑将眼泪沉积在葡萄糖传感器225上。葡萄糖的浓度可以存在于用户的眼泪中，该浓度可以指示存在于用户的身体和/或血液中的葡萄糖的总体水平。如果存在的葡萄糖量达到阈值，则可能危及用户的健康。在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以改变其外观以可视地指示何时存在过量的葡萄糖浓度。
例如，当用户在其角膜215上放置新的接触镜205时，葡萄糖传感器225可以具有第一状态330。当存在葡萄糖的第一浓度时，第一状态330的不透明度可以保持或者恒定。例如，葡萄糖的第一浓度可以包括人体系统中存在的葡萄糖的范围。该范围可以涵盖对于一般人群或者特定用户或者用户群体而言认为正常或健康的范围。在一些实施方式中，葡萄糖的范围可以包括与每分升血液约80至180毫克葡萄糖的血糖水平对应的量。该范围可以包括正常的空腹血糖水平，也可以包含餐后血糖水平。
在一些实施方式中，当在人的眼泪中存在健康的、可接受范围的葡萄糖时，葡萄糖传感器225可以维持第一状态330。在一些实施方式中，当葡萄糖水平超过代表健康葡萄糖浓度的阈值时，葡萄糖传感器225的第一状态330可以转变为第二状态435。在另外的实施方式中，当葡萄糖水平已经过量持续预定时间段时，葡萄糖传感器225可以改变到第二状态435。例如，如果人的葡萄糖水平超过预定范围达预定的持续时间，则葡萄糖传感器225的状态(例如外观)可以改变。替选地，如果人的葡萄糖水平未超过预定范围达预定时间段，则葡萄糖传感器225的状态可以保持不变。在其他实施方式中，当在用户系统中检测到预定阈值的葡萄糖时，葡萄糖传感器225可以在第一状态330与第二状态435之间转换。例如，用户的葡萄糖浓度超过预定阈值的单个实例可以使葡萄糖传感器225改变外观。
在一个实施方式中，葡萄糖传感器225可以是通过紫外线引发的自由基反应制备的聚合物。例如，可以使用亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮作为引发剂，将丙烯酰胺基苯基硼酸、丙烯酸乙烯酯和丙烯酸与二甲基亚砜溶剂混合。可以将组合物放置在模具中并且进行紫外线照射。
在另一个实施方式中，葡萄糖传感器225可以是通过紫外线引发的自由基反应制备的不同的聚合物。例如，可以使用亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂以及2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮作为引发剂，将丙烯酰胺基苯基硼酸、丙烯酸乙烯酯和二甲基丙烯酰胺与二甲基亚砜溶剂混合。可以将组合物放置在模具中并且进行紫外线照射。
在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以包括生物传感器，该生物传感器可以相对于用户的光学流体中存在的葡萄糖浓度从第一状态330转变为第二状态435。在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以包括无酶生物传感器。基于无酶生物传感器的葡萄糖传感器225在室温下以及在用户眼睛中存在的生理条件下可以保持稳定。生物传感器在第一状态330下可以具有第一外观，并且在第二状态435下可以具有第二外观。
例如，在一些实施方式中，葡萄糖传感器225的状态可以具有两个不透明度设置：与针对第一葡萄糖水平或范围的第一状态330相关联的第一不透明度；以及与第二葡萄糖水平或范围相关联的第二状态435下的第二不透明度。第一不透明度可以包括接触镜205上位于葡萄糖传感器225内的不透明或者几乎不透明的区域。不透明度可以具有与其相关联的颜色。例如，第一不透明度可以包括接触镜205上的白色不透明区域。不透明区域的大小和形状可以基于接触镜的大小和其他因素而变化。第二不透明度可以是大部分和/或完全透明的。
在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以包括在存在葡萄糖的情况下改变不透明度的材料。在一些示例中，该材料可以通过与用户的光学流体中的葡萄糖发生化学反应来改变不透明度。在某些示例中，该材料可以通过与用户的光学流体中的葡萄糖和/或其他化学物质发生化学反应或者一系列化学反应来改变不透明度。在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以是硼酸共聚物生物材料。葡萄糖传感器225可以与葡萄糖反应并且改变光学特性。在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以包括不含酶的材料。应当理解，葡萄糖传感器225可以包括任何数目的单体，使得葡萄糖传感器225可以被分类为均聚物，共聚物，三元共聚物等。
在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以改变颜色。例如，在健康的葡萄糖范围内，葡萄糖传感器225可以具有第一颜色。在不健康的第二葡萄糖范围内，葡萄糖传感器225可以包括第二颜色。在一些实施方式中，葡萄糖传感器225可以缓慢转变到第二颜色以指示葡萄糖的升高。例如，第一颜色可以包括红色，第二颜色可以包括蓝色。随着用户葡萄糖水平的升高，葡萄糖传感器225可以随着红色的消失和蓝色出现而变为变化的紫色阴影。在另外的实施方式中，葡萄糖传感器225的不透明度和颜色可以改变。例如，第一状态330可以具有第一不透明度及其相关联的第一颜色，例如白色。随着葡萄糖水平上升到不健康的水平，第一状态330的不透明度可以开始消失，并且同时，葡萄糖传感器225的颜色可以改变。初始颜色和最终颜色或不透明度可以包括颜色或者不透明度的任何组合。在一些示例中，第一和第二颜色和不透明度足够不同以使得可以用肉眼容易地区分。在其他示例中，使用不透明度传感器和/或颜色传感器来确定区域何时改变其状态。
在一些实施方式中，可以通过查看葡萄糖传感器225来容易地表征用户系统中存在的葡萄糖的浓度。例如，用户可以在镜子观看并且能够可视地看到是否存在第一状态330或者第二状态435，以快速确定用户在其系统中具有健康的葡萄糖范围还是不健康的葡萄糖范围。可以使用多种观察方法。例如，第三方可以查看用户的接触镜205并且确定葡萄糖传感器225中是否存在第一状态330或者第二状态435。用户还可以使用诸如移动装置或者膝上型计算机之类的图像捕获装置来拍摄自己的眼睛和接触镜205，并且在第一状态330与第二状态435之间进行明显区分。用户可以自己观看图像，或者可以将图像传输给第三方以用于观察或记录的用途。
图5描绘了根据本公开内容的用于葡萄糖感测的接触镜505的示例。接触镜505可以包括可操作地与天线540耦合的印刷电路板(PCB)530。PCB 530可以包括任何数目的电子部件或者可操作地与这些电子部件耦合以检测和传输接触镜505的表面上的葡萄糖浓度。在一个实施方式中，PCB 530包括葡萄糖传感器525、发射器电源545和无线发射器550。葡萄糖传感器525可以被配置成检测或者以其他方式测量接触镜505的表面上的葡萄糖浓度。葡萄糖传感器525可以可操作地连接至无线发射器550。无线发射器550可操作地耦接至天线540和发射器电源545，以利于发送关于葡萄糖检测的信号。在一个实施方式中，如图5所示，天线540可以包括跨越接触镜505的周缘的多个环路。
PCB 530和天线540耦接至接触镜505的位置可以改变。例如，在一个实施方式中，PCB 530和天线540可以可操作地耦接至接触镜505的面向前的表面。在另一个实施方式中，PCB 530和天线540可以可操作地耦接至接触镜505的面向后的表面。此外，PCB 530和天线540还可以耦接在相对于接触镜配戴者的视线的不同的位置处。例如，天线540可以被定位在相对于接触镜505的中心的半径Rs处，以避免妨碍佩戴者的视线。类似地，PCB 530可以可操作地耦接在尺寸D2的外部，以免妨碍佩戴者的视线。替选地，接触镜505的部件可以被定位在接触镜505的中心附近，以使佩戴者的视线模糊。例如，葡萄糖传感器525可以被定位在接触镜505的中心处，并且被配置成改变颜色或不透明度以警告佩戴者已经超过阈值葡萄糖浓度。
在一些实施方式中，PCB 530和天线540可以是已经被并入到接触镜505上或接触镜505中的RFID传感器标签。RFID传感器标签可以包括RFID传感器以及对光敏感的一个或多个传感器。RFID传感器标签还可以包括微控制器单元，该微控制器单元被配置成控制RFID传感器标签的操作方面(例如，发送和接收信号，电力输送和消耗等)。RFID传感器标签还可以包括天线(例如，多环形天线)。RFID传感器标签可以被印刷在柔性聚酰亚胺基材例如
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上。可以使用例如被定位在接触镜505附近的RFID中继器装置来为RFID传感器标签无线地供电。此外，还可以使用RFID中继器装置来接收由RFID传感器标签发送的数据或其他信号。
图6描绘了根据本公开内容的用于葡萄糖感测的接触镜系统600的示例。接触镜系统600可以包括接触镜608和无线接收器655。接触镜608的示例可以包括参照图2至图5描述的接触镜。在一些实施方式中，接触镜608可以包括葡萄糖传感器625、天线640、发射器电源645、无线发射器650和葡萄糖感测区域660。葡萄糖传感器625可以与参照图3至图5描述的葡萄糖传感器相同或相似。在一些实施方式中，接触镜608可以通过经由天线640向无线接收器655发送数据来与无线接收器655无线通信。
图7描绘了根据本公开内容的一个实施方式的可操作地耦接至接触镜608的葡萄糖传感器625的截面图。葡萄糖传感器625可以包括葡萄糖感测区域660和光学传感器765。葡萄糖传感器625可以被定位在背对眼睛210的接触镜608上(例如，可操作地耦接至接触镜608的面向前的707表面)。光学传感器765可以可操作地耦接至葡萄糖感测区域660。例如，光学传感器765可以被定位在葡萄糖感测区域660与接触镜608之间。葡萄糖感测区域660可以具有与参照图3至图6描述的葡萄糖传感器相似的属性。例如，葡萄糖感测区域660可以在第一状态与第二状态之间转变。第一状态和第二状态可以类似于参照图3至图4描述的第一状态330和第二状态435。相对于用户的光学流体中的葡萄糖浓度，第一状态可以具有第一不透明度、透明度、颜色或其组合，并且第二状态可以具有第二不透明度、透明度、颜色或其组合。葡萄糖感测区域660可以随用户的眼泪内的葡萄糖浓度变化而在第一状态与第二状态之间动态转换。
在第一状态下，光学传感器765可以最初被葡萄糖感测区域660屏蔽或者遮挡光713。随着葡萄糖感测区域660从第一状态转变为第二状态，光学传感器765可以逐渐地部分或者全部暴露于光713。随着光学传感器765暴露于光713，光学传感器765可以开始进行测量或者以其他方式收集数据。
在第一状态下，葡萄糖感测区域660可以是不透明的，以防止光713穿过葡萄糖传感器625，从而防止光学传感器765接收光713。当用户的眼泪中的葡萄糖浓度达到预定阈值(例如，不健康的葡萄糖浓度)时，葡萄糖感测区域660可以转变到第二状态。例如，葡萄糖感测区域660在第二状态下可以更透明，以允许光713穿过葡萄糖传感器625并且被光学传感器765接收。
在一个实施方式中，光学传感器765可以包括薄膜太阳能电池。光学传感器765可以在基板上包括光伏材料薄膜的一个或更多个薄层。基板可以包括塑料。光学传感器765可以是几纳米厚至几十微米厚。当太阳能电池暴露于光713时，用作光学传感器765的太阳能电池可以开始对发射器电源645充电。随着发射器电源645充电，发射器电源645可以为天线640供电，并且开始向无线接收器655发送一个或更多个信号、通信或数据。传送可以包括关于用户光学流体中葡萄糖浓度的预定通信。在一些实施方式中，传送可以是用于传达光学传感器765已经暴露于光713的简单通信。因此，警告佩戴者葡萄糖的阈值浓度已经达到或者超过了阈值。
在一些实施方式中，光学传感器765可以附加地和/或替选地包括光度计传感器或者环境光传感器。光学传感器765可以测量光强度或光学强度。光学传感器765可以测量照度、辐照度、光吸收、光的散射、光的反射、荧光、磷光、发光等。光学传感器765可以使用光敏电阻、光电二极管、光电倍增管等中的至少一种来检测光。在一些实施方式中，光学传感器765可以测量光在其穿过滤光器或单色仪之后的量。滤光器或者单色仪的使用可以使光学传感器765能够确定限定波长处的光强度或者分析光的光谱分布。
在其他实施方式中，光学传感器765可以测量单个光子而不是入射通量。通量可以包括到达光学传感器765的光的光谱通量或光谱功率。在一些实施方式中，光学传感器765可以包括反射光度计，该反射光度计可以测量根据波长的表面反射率。
在一些实施方式中，光学传感器765可以替选地或者附加地测量给定波长的光的吸收。例如，光学传感器765可以测量溶液中的有色物质的浓度。光学传感器765可以包括吸收光度计，以测量特定光波长的可见范围的光和紫外线。
作为光度计的光学传感器765可以收集数据并且将数据馈送到无线发射器650。无线发射器650可以通过由发射器电源645供电的天线640将数据或其他信号发送到无线接收器655。例如，当光学传感器765暴露于光713时，光学传感器765可以开始测量所讨论的各种光学属性。当光学测量值达到预定阈值时，光学传感器765可以将数据馈送到无线发射器650。无线发射器650可以将数据发送到无线接收器655。在一个实施方式中，由于葡萄糖感测区域660从第一不透明状态到转变到第二不透明状态，不透明度的变化可以使较高浓度的光713渗透到葡萄糖感测区域660中，从而使光学传感器765暴露于较高浓度的光713。因此，葡萄糖感测区域660的不透明度可以用作临时屏障，该临时屏障仅在用户的光学流体中存在不健康的葡萄糖浓度时才允许光通过。
在一些实施方式中，光学传感器765可以充当电容器。例如，光学传感器765可以存储电荷，该电荷可以在光学传感器765暴露于光713时，例如，在葡萄糖感测区域660从第一状态转变为第二状态时，被释放。当作为电容器的光学传感器765暴露于光713时，电容器可以积累电荷，并且随后释放电荷以为发射器电源645供电。一旦发射器电源645被供电，则天线640可以向无线接收器655发送数据或其他信号。
发射器电源645可以包括可操作地耦接至接触镜608的电池。该电池可以是可充电的。发射器电源645可以最初具有存储的电荷，或者发射器电源645可以由光学传感器765充电。发射器电源645可以包括石墨烯。在一些实施方式中，发射器电源645可以被印刷到接触镜的表面。发射器电源645可以是石墨烯印刷电池。在一些实施方式中，发射器电源645可以是完全可打印的，可以包括平面架构。在一些实施方式中，发射器电源645可以是柔性的并且具有长的保存期。发射器电源645可以在潮湿的环境中工作。在一些实施方式中，发射器电源645可以具有约一微安每平方毫米容量每单位面积。发射器电源645可以包括约二十五微安每立方厘米容量每单位体积。
在一些实施方式中，发射器电源645可能能够无线充电。例如，发射器电源645可以从被定位在发射电源645附近的电子装置(未示出)无线地接收电力。在一个实施方式中，具有RFID读取器的中继器装置可以被定位在接触镜608附近并且被配置成无线地发送操作发射器电源645和/或葡萄糖传感器625所需的电力。
图8中示出了无线接收器655的实施方式。无线接收器655可以包括接收器电源875。无线接收器655还可以包括处理器模块880和存储器模块885(包括软件/固件代码(SW)805)、控制模块800、用户接口模块895、收发器模块890以及一个或更多个天线870，这些模块中的每一个可以直接或间接地相互通信(例如，经由一条或者多条总线810)。收发器模块890可以经由天线870与接触镜608(或者接触镜608上的部件)双向通信。例如，收发器模块890可以从一个或更多个接触镜608接收数据或其他通信介质。在一些实施方式中，收发器模块890可以与一个或更多个接触镜608双向通信。在一些实施方式中，收发器模块890还可以与远程装置815双向通信。远程装置可以包括移动装置、膝上型计算机、中继器器装置或者其他装置。收发器模块890可以调制分组以发送到天线870以用于传输，并且解调从天线870接收的分组。虽然无线接收器655可以包括单个天线870，但是无线接收器655还可以具有能够同时发送或接收多个无线传输的多个天线。
在一些实施方式中，无线接收器655可以是被定位在接触镜608附近(例如，被集成到一对眼镜架中)的中继器装置。中继器装置可以包括RFID读取器、微控制器和发射天线。可以经由与无线接收器655内的微控制器进行无线通信的云服务器来控制无线接收器655的操作。此外，可以将在无线接收器655处从接触镜608接收到的传输数据记录在云服务器上。
接收器电源875可以可操作地耦接至无线接收器655内的每个模块以提供电能。在一些实施方式中，接收器电源875可以包括电池，该电池被配置成适应无线接收器655的移动操作。在其他实施方式中，接收器电源可以包括桥电路，该桥电路被配置成将连续供给的交流电(即，AC)转换为直流电(即，DC)，以为无线接收器655的硬件部件供电。例如，接收器电源875可以直接插入家庭或办公室的墙壁上的电源插座。
在一些实施方式中，无线接收器655可以经由有线传输连接至远程装置。在一些实施方式中，无线接收器655的一个元件(例如，天线870、收发器模块890等)可以使用无线技术来提供连接，包括数字蜂窝电话连接、蜂窝数字分组数据(CDPD)连接、数字卫星数据连接和/或其他连接。与无线接收器655相关联的信号可以包括无线通信信号，例如射频、电磁、局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网(VPN)、无线网络(例如，使用802.11)、345MHz、
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蜂窝网络(例如、使用3G和/或LTE)和/或其他信号。一个或更多个天线870和/或收发器模块890可以包括以下各者或者与之相关但不限于以下各者：WWAN(GSM、CDMA和WCDMA)、WLAN(包括蓝牙和Wi-Fi)、WMAN(WiMAX)、用于移动通信的天线、用于无线个人局域网(WPAN)应用(包括RFID和UWB)的天线。在一些实施方式中，天线270可以包括多个天线，所述多个天线可以接收特定于和/或专用于各个天线的信号或者信息。
用户接口模块895可以从无线接收器655的操作者(例如，医生)或者用户接收输入。例如，无线接收器655的用户或操作者可以输入收集、发送或接收葡萄糖数据的周期性时间间隔。用户接口模块895还可以允许用户或操作者输入或修改在用户接口模块895发出警报之前必须达到的最小葡萄糖浓度阈值。另外，用户或操作者可以输入触发警报之前超出葡萄糖浓度阈值的情况的最小次数。例如，当在两个小时的时间段内达到或超过阈值五次时，可以触发警报。类似地，用户或操作者可以输入在触发警报之前要求葡萄糖浓度超过阈值的持续时间。例如，当测得的葡萄糖浓度超过最小阈值达至少三十分钟时，可以触发警报。
在一些实施方式中，用户接口模块895可以包括音频装置例如外部扬声器系统、视觉显示器和/或输入装置。当葡萄糖浓度达到或者超过预定阈值时，扬声器可以提供可听的输出。例如，在葡萄糖浓度达到由葡萄糖传感器(例如，葡萄糖传感器625)检测到的不健康水平时，无线接收器655可以接收通信并且可以向用户发出听觉警报。在一些实施方式中，诸如屏幕或者灯之类的视觉显示器可以附加地或者替选地向用户警告检测到不健康的葡萄糖浓度。
一个或更多个总线810可以允许无线接收器655的一个或更多个模块(例如，处理器模块880、存储器模块885、控制模块800、用户接口模块895等)之间的数据通信。
存储器模块885可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存RAM和/或其他类型。存储器模块885可以存储计算机可读信息、计算机可执行软件/固件代码805，该计算机可执行软件/固件代码805包括当被执行时使处理器模块880执行本公开内容中所描述的各种功能(例如，接收关于葡萄糖浓度的警报，向用户发出警报等)的指令。处理器模块880可以处理由天线870接收的数据并且准备要发送的数据(例如，对要发送给接触镜608的数据进行编码、复用和打包)。处理器模块880可以将数据与阈值浓度进行比较，并且致动用户接口模块895以发出警报或警告。处理器模块880还可以使处理后的数据存储在存储器模块885中作为时间日志，以供用户或医生查看。处理器模块880可以基于葡萄糖浓度数据(例如，平均值、中位数、趋势等)来进行计算。处理器模块880可以处理用户输入到用户接口模块895中的命令。
控制模块800可以被配置成控制接触镜系统的操作方面。在一些实施方式中，控制模块800可以控制由接触镜608收集和发送葡萄糖浓度数据的间隔。控制模块800还可以控制由无线接收器655接收来自接触镜608的传输的间隔。在其他实施方式中，控制模块800可以控制接触镜正在收集的数据的类型(例如，葡萄糖浓度、照度、辐射度、光吸收、光的散射、光的反射、荧光、磷光、发光等)。)。控制模块800还可以执行或者以其他方式实现通过用户接口模块895接收的用户或操作者输入。
图9示出了制造接触镜的方法900的示例。在该示例中，方法900包括：提供适用于模制接触镜905的模具；模制接触镜910的各个层；将传感器结构插入接触镜915中；以及完成接触镜920的形成和固化。
在框905处，生成母模。母模具有形成的最终接触镜的轮廓。模具可以包括诸如PTFE的下表面材料。这可以防止粘附到模具上。模具可以替选地包括其他材料，然后用PTFE或者其他合适的下表面能材料来涂覆。在一些示例中，模具可以包括金属或陶瓷材料或者其复合材料。更特别地，所生成的模具可以是用于铸造成型的阴模，或者在本示例中，该模具可以是被构造成用于旋转铸造接触镜的模具。根据该示例性实施方式，旋转铸造模具的表面包括要形成在最终形成的接触镜的前表面上的形状和特征。
在框910处，可以形成接触镜的多个层。在镜片是旋转铸造镜片的示例中，可以将单体沉积到模具中，并且可以旋转模具以分散单体，同时将单体部分固化或者固化成凝胶状态。
在框915处，将传感器插入接触镜的主体中。根据一个示例性实施方式，传感器可以在如框910所述的单体的插入和部分固化之前预先形成并且插入模具中。
在替选实施方式中，传感器可以被形成在单独的模具中，并且插入到框910中所述的部分固化的接触镜中。根据该示例性实施方式，传感器被形成在模拟最终接触镜模具的模具中。用传感器结构的不同层涂覆模拟模具。例如，可以通过将层印刷、浸渍或旋涂到模具上来涂覆模具。完成后，传感器结构被形成在模具顶部。在一个示例中，将传感器结构从模具中移除。例如，可以使用附接到传感器结构的单独的工具将传感器结构从模具中提起。该工具可以包括或包含发粘表面。例如，该工具可以包括
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硅胶或者适用于从模具上去除结构的任何其他材料。一旦传感器结构被移除，可以将传感器结构压入部分固化的接触镜中。例如，传感器结构可以是单独的实体，并且可以压靠在部分固化的接触镜上几秒钟，以在接触镜与传感器结构之间形成结合。该结合可以包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)和水凝胶或者硅酮水凝胶。如果传感器结构包括具有PDMS的第一层，则可以使用藻酸盐定制PDMS层，以增强具有PDMS的传感器结构与水凝胶或硅酮水凝胶之间的结合。
一旦形成结合，就可以完成520接触镜的形成和固化。根据一个实施方式，可以在封装传感器的模具中沉积另外的单体。例如，传感器结构可以涂覆有水凝胶、硅酮水凝胶或者其他合适的材料或其组合。该涂层可以围绕传感器结构并且将传感器结构封装在接触镜上。
图10示出了使用接触镜的方法1000的示例。在该示例中，方法1000包括：将接触镜置于患有糖尿病的用户的眼睛上1005；观察葡萄糖传感器1010；以及接收用户的葡萄糖水平的指示1015。
在框1005处，将接触镜放置在用户的眼睛中。如果用户确诊为糖尿病病例或者表明具有患有糖尿病的人的体征，则使用传感器最为有效。在框1010处，观察葡萄糖传感器。用户可以通过镜子或者图片(例如，自拍或者其他自摄影、反射或者观看自己的其他方法)观察自己的葡萄糖传感器。在框1015处，方法1000可以包括：接收葡萄糖水平的指示。在一些实施方式中，指示可以包括葡萄糖传感器从第一状态到第二状态的变化。例如，葡萄糖传感器可以具有不可见的第一状态，该第一状态可以转变到可见的第二状态。第一状态与第二状态之间的转变可以向用户或者第三方指示葡萄糖浓度已经达到不健康的水平。在其他实施方式中，第三方可以查看葡萄糖传感器并且通知用户。在另一个实施方式中，葡萄糖传感器可以是传感器，并且可以自动检测用户系统中的葡萄糖水平。葡萄糖传感器可以与远程装置通信。远程装置可以将与用户的葡萄糖浓度有关的警报传达给用户。在一些实施方式中，缺乏来自葡萄糖传感器的通信可以指示用户系统中可接受的葡萄糖水平。一旦传感器结构开始与远程传感器通信，可以提醒用户其系统中的葡萄糖浓度不健康。在一些实施方式中，用户还可以从远程装置请求葡萄糖浓度的状态。
为了进一步阐明本公开内容的细节，将参照图11详细描述本公开内容的一个实施方式。利用紫外线引发的自由基反应来制备聚合物葡萄糖传感器。通过在二甲基亚砜溶剂中组合丙烯酰胺基苯基硼酸、丙烯酸乙烯酯和丙烯酸来创建聚合物葡萄糖传感器。亚甲基双丙烯酰胺用作交联剂，而2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮用作引发剂。然后将组合物放入模具中并且进行紫外线照射。
将聚合物葡萄糖传感器浸没在含有1M的D-葡萄糖的磷酸盐缓冲溶液(pH＝7.4)中。然后将聚合物葡萄糖传感器定位在光源与数字环境光传感器(例如，得克萨斯仪器公司的OPT3001)之间。然后在420秒的时间间隔内测量聚合物葡萄糖传感器的透明度，以创建图11中所示的图。如图11所示，随着聚合物葡萄糖传感器保持浸没在溶液中，聚合物葡萄糖传感器的透明度降低至近50％。聚合物葡萄糖传感器的这种透明度差异可以用于可视地或者数字地传达接触镜佩戴者的泪液内的葡萄糖浓度。
应当注意，本文提供的各种示例和实施方式中的任何特征可以与任何其他示例或实施方式互换和/或替换。因此，关于特定示例或实施方式的任何部件或元件的讨论仅意在说明。另外，应当注意，上述方法描述了可能的实现方式，并且可以重新布置或者以其他方式修改操作和步骤，并且其他实现方式也是可能的。此外，可以组合来自两个或更多个方法的各方面。
第二实施方式
本文呈现的公开内容还描述了用于使用佩戴在眼睛上的接触镜(例如，智能接触镜115的一个实施方式)来确定眼睛的眼内压的各种装置、系统和方法，如美国申请第62/642,913号和第62/642,926号中所述，上述两个申请均于2018年3月14日提交，两个申请的全部公开内容均通过引用并入本文中。如将在本文公开的实施方式中更详细地描述的，这些装置、系统和方法可以使用接触镜和传感器，其利用电容测量、偏转测量或者磁场测量中的至少一种。这些测量值可以与眼睛的绝对眼内压或者眼睛的相对眼内压中的至少一个相关。
例如，在一些实施方式中，本文描述的原理包括将可变电容传感器结合到可以戴在用户的眼睛上的接触镜中。当接触镜戴在用户的眼睛上时，可以通过可变电容传感器检测接触镜的机械应变的变化，从而无线地测量和监测眼睛的相对眼内压。
在一些示例中，可变电容传感器可以包括一层或更多层透明材料，并且可以被设置在接触镜的外表面上。例如，可变电容传感器可以包括第一导电层、第二导电层以及设置在第一导电层与第二导电层之间的介电层。一个或更多个导电层可以包括聚合物、金属、微复合材料、纳米复合材料、任何适当的材料或其组合。例如，导电层可以是透明的聚合物层，并且可以包括例如聚(3,4-乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐。介电层可以是透明聚合物层，并且可以包括例如聚二甲基硅氧烷。在一些示例中，这些层中的一层或更多层可以通过多种沉积工艺(例如铸造、印刷或旋涂)沉积在接触镜上。在一些示例中，这些层可以沉积在模具上，然后可以被冲压到接触镜上。在一些示例中，在一层或更多层之间包括扩散或迁移阻挡物，以避免层之间的材料污染。例如，可以在导电层与介电层之间包括扩散或迁移阻挡物，以防止材料在导电层与介电层之间扩散或迁移。
在一些实施方式中，包括第一导电层和第二导电层以及设置在第一导电层与第二导电层之间的介电层的可变电容传感器可以用作电容器。例如，可变电容传感器可以是平行板电容器，其中第一导电层和第二导电层用作平行板。在该示例中，可变电容传感器的电容与第一导电层和第二导电层之间的间隔距离有关，或者换言之，与布置在第一导电层与第二导电层之间的介电层的厚度有关。在一些示例中，由于例如由于眼内压的变化引起的眼睛的膨胀或收缩，导致接触镜和布置在其上的可变电容传感器弯曲或拉伸，介电层可以经历相应的厚度变化。例如由于介电材料的拉伸而引起的厚度的这种变化可以导致包括可变电容传感器的电容器的电容的变化。
可变电容传感器还可以包括天线结构。在一些示例中，可以将天线结构并入包括可变电容传感器的电容器的最顶部导电层中。在一些示例中，天线结构可以是包括可变电容传感器的电容器的最顶部导电层。因此，在一些示例中，可变电容传感器可以是由电容器、具有恒定电感的天线和可变电容传感器的固有电阻形成的电振荡器。在一些示例中，该电振荡器可以具有固有频率，该固有频率取决于或者对应于可变电容传感器的机械应变。因此，在将可变电容传感器设置在接触镜上的一些示例中，可以通过检测包括可变电容传感器的电振荡器的固有频率来测量接触镜的机械应变或者接触镜已经被眼睛拉伸了多少。在一些示例中，接触镜和/或可变电容传感器还可以包括温度传感器。在一些实施方式中，来自温度传感器的数据可以用于数学上补偿接触镜中材料的自然热膨胀，以获得更准确的读数。
在一些示例中，可变电容传感器的固有频率可以由电子装置无线地检测。例如，电子装置可以将具有信号频率的信号发送到接触镜，使得当信号频率与包括可变电容传感器的电振荡器的固有频率匹配时，接触镜发送响应信号。以这种方式，可以无线地测量接触镜的机械应变以及因此眼睛的相对眼内压。此外，接触镜可以不包括电池或者集成电路，从而简化了制造并且降低了成本。在一些示例中，电子装置可以具有无线远程供电系统，并且可以使用远场电磁耦合方法将电力传输到接触镜。在一些示例中，电子装置可以具有无线远程供电系统，并且可以使用感应耦合或者近场方法来将电力传输到接触镜。在一些示例中，可以经由半双工或者全双工方案进行接触镜与电子装置之间的通信。也就是说，在一些示例中，可以经由单个无线连接在接触镜与电子装置之间无线传输电力和数据。然而，在一些示例中，可以通过一种方法或连接来传输电力，并且可以通过第二方法或连接来传输数据。
本文所述的其他原理包括将包括测试体的眼压计系统结合到可以佩戴在用户的眼睛上的接触镜中，并且利用偏转测量来确定绝对眼内压或相对眼内眼内压中的至少一个。在一些实施方式中，当接触镜被佩戴在用户的眼睛上时，眼压计系统可以通过测量测试体在眼睛表面上的回弹来无线地测量眼睛的绝对眼内压。在一些示例中，检测由眼睛的物理属性引起的测试体的减速率，并且将其用于计算眼睛的绝对眼内压。在一些示例中，测量眼睛和/或镜片从膨胀状态返回到非膨胀状态的返回率并且将其用于计算眼睛的绝对眼内压。可以通过以下传感器来测量测试体的减速率和/或接触镜或眼睛的返回率，该传感器位于接触镜上或者被并入接触镜中并且可以将相关数据无线传输到诸如电子装置的辅助装置。在一些示例中，眼压计系统可以包括传感器。在一些示例中，该传感器可以是可变电容传感器，并且可以在佩戴在眼睛上时测量接触镜的机械应变。
在一些示例中，接触镜可以包括镜片材料以及与镜片材料接触的测试体。可以将测试体设置在镜片材料的表面上，或者可以将测试体并入到镜片材料中。在一些实施方式中，测试体可以被定位在接触镜的光学区域之外，该接触镜被配置成校正用户的视力。在这种类型的示例中，在佩戴接触镜时，测试体不会干扰或妨碍用户的视线。在一些示例中，眼压计系统可以包括测试体以在眼睛上施加力。在一些示例中，测试体可以是选择性可膨胀材料，当该可膨胀材料处于膨胀状态时，该材料可以在眼睛上施加力。即，可膨胀材料可以在某些条件下膨胀，并且当这些条件被停止或者去除时可以返回到初始状态。例如，在一些示例中，选择性可膨胀材料可以是磁响应弹性体。磁响应弹性体材料可以在磁场存在下膨胀，并且在去除磁场时可以返回到初始状态。
在某些实施方式中，接触镜还可以包括传感器例如作为眼压计系统的部件，该传感器可以检测测试体和/或接触镜的某些特征以确定眼睛的绝对眼内压。例如，接触镜可以包括传感器，该传感器可以测量测试体从膨胀状态返回到初始状态所花费的时间量。在一些示例中，接触镜可以包括传感器，该传感器可以测量当测试体进入膨胀状态时由眼睛引起的测试体的减速度。传感器可以将该信息无线传递到诸如电子装置的辅助装置，该辅助装置可以实时管理传感器数据并且计算眼睛的绝对眼内压，相对眼内压、眼睛的另一参数或其组合。在一些示例中，传感器可以是透明可变电容传感器，该透明可变电容传感器能够通过将在可膨胀材料处于膨胀时与可膨胀材料处于初始状态时电容的变化进行关联来测量眼睛上的接触镜的机械应变。如本文使用的，术语“绝对眼内压”可以指眼内的总流体压强，而术语“相对眼内压”可以指与基线眼内压值的偏差量或波动量。
可以通过多种方法来制造包括测试体的接触镜，所述方法包括旋涂、浸涂、印刷、冲压或它们的某种组合。在某些实施方式中，可以提供接触镜材料，并且可以以逐层沉积工艺在镜片材料上沉积或形成测试体。因此，测试体可以包括通过印刷、旋涂和/或浸涂沉积或形成在镜片材料上的一个或更多个聚合物层。然而，在一些其他实施方式中，可以通过冲压工艺来制造接触镜，并且将测试体沉积或形成在模具上，附接到压模或工具上，然后沉积在接触镜材料上。冲压工艺可以大大减少接触镜的加工或制造时间，因为测试体可以与镜片材料分开沉积或形成，从而允许并行的加工线。一旦镜片材料和测试体二者都形成，就可以通过冲压将二者结合在一起。在一些示例中，接触镜主体是通过旋转铸造工艺形成的，并且用于测量眼睛的眼内压的电路的至少一部分是单独制造的，并且与旋转铸造接触镜主体结合。
在其他示例中，本文所述的其他原理包括：将微磁体或微磁体阵列作为测试体并入到可以佩戴在用户眼睛上的接触镜中。这些或者其他示例使用微磁体或微磁体阵列的磁场测量来确定绝对眼内压或者相对眼内眼内压中的至少一个。类似于其他实施方式，接触镜可以包括镜片材料以及与镜片材料接触的微磁体测试体。可以将微磁体测试体设置在镜片材料的表面上，或者可以将微磁体测试体结合到镜片材料中。在一些实施方式中，微磁体测试体可以被定位在接触镜的光学区域的外部，该接触镜被配置成校正用户的视力。在这种类型的示例中，在佩戴接触镜时，微磁体测试体不会干扰或阻碍用户的视线。可以使用梯度计来测量微磁体测试体周围的磁场的测量值，并且将该测量值与绝对眼内压或者眼内眼内压中的至少一个关联。
图12A描绘了包括镜片材料1210以及布置在镜片材料1210上的传感器1220的接触镜1200的示例。在一些实施方式中，传感器可以包括可变电容传感器1220。镜片材料1210可以包括现在已知或者将来可以开发的适合用作接触镜的任何材料。也就是说，在一些示例中，镜片材料1210可以包括本领域中已知的通常的水凝胶接触镜。例如，在一些实施方式中，镜片材料1210可以包括透明聚合物材料，例如水凝胶。在一些示例中，镜片材料1210可以包括硅酮水凝胶材料。接触镜材料1210可以包括被定位在接触镜1200的中心的光学区域或视区。在弱光条件下，该光学区域通常与眼睛的瞳孔大小相同，例如，该光学区域可以具有大约10毫米的直径。如果存在任何矫正力，则该光学区域包含接触镜1200的矫正力。
此外，接触镜1200可以包括设置在可变电容传感器1220上方的封装层1230。可变电容传感器1220和封装层1230可以具有大约20微米与大约50微米之间(例如大约20微米与大约30微米之间、大约30微米与大约40微米之间、大约40微米与大约50微米之间、小于约50微米、小于约45微米、小于约40微米、小于约35微米、小于约30微米或者小于约25微米)的组合厚度。
在一些实施方式中并且如图1B所示，可变电容传感器1220可以包含至少导电材料层1224(也称为导电层1224)以及覆盖导电材料层1224的介电材料层1226(也称为介电层1226)。在一些示例中，介电材料层1226可以被直接设置在导电材料层1226上。在一些示例中，可变电容传感器1220可以包括第一导电层1224、覆盖在第一导电层1224上的介电层1226以及覆盖在介电层1226上的第二导电层1228。第二导电层1228可以被直接设置在介电层1226上。
一个或更多个导电层1224、1228和介电层1226可以覆盖或者被设置在下面的镜片材料1210的基本相似的区域上。也就是说，当从上方观察时，一个或更多个导电层1224、1228和介电层1226可以具有大致相同的形状和/或边界。在一些示例中，一个或更多个导电层1224、1228和介电层1226可以在镜片材料1210上具有近似圆形、椭圆形或者卵形的形状。然而，在一些其他示例中，一个或更多个导电层1224、1228和介电层1226可以包括适合于在本文中描述的可变电容传感器1220中使用的任何形状和/或边界，例如，导电层1224、1228可以具有半月形。在一些示例中，单个导电层，例如导电层1224或1228可以包括彼此分离的两个半月形。导电层和/或介电层可以是基本上连续的层。在一些示例中，导电层和/或介电层可以不是基本上连续的，并且可以包括同一层的一个或更多个分开的区域。
在一些示例中，包括一个或更多个导电材料层1224、1228的导电材料可以是透明聚合物材料。导电材料可以包括两种或更多种离聚物的聚合物混合物。在一些示例中，导电材料可以包括具有芳族环和/或双键的聚合物或者聚合物混合物。在一些示例中，导电材料可以包括包含氮和/或硫的聚合物或者聚合物混合物。在一些示例中，导电材料可以包括高分子盐。例如，在一些实施方式中，导电材料可以包括聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)。在一些示例中，导电材料可以包括一种或更多种添加剂，例如聚乙二醇(PEG)，以例如在处理期间控制或调节导电材料的粘度。
在一些其他实施方式中，导电材料可以包括凝胶，例如与合适的盐混合的水凝胶。例如，导电材料可以包括与盐混合的硅酮水凝胶，从而形成离子导体。在一些示例中，盐可以是氯化钠(NaCl)。在其中导电材料包括与盐混合的水凝胶的一些示例中，形成导电材料的一个或更多个层可以有利地具有与下面的镜片材料1210基本相同或相似的机械性能。
在一些示例中，包括介电层1226的介电材料可以包括透明聚合物材料。介电材料可以是弹性体。在一些示例中，介电材料可以包括具有比导电材料更低的电和/或离子电导率的任何透明弹性体。例如，在一些示例中，介电材料可以包括聚二甲基硅氧烷(PDMS)。
如本文使用的，术语“导电”是指层或材料充当电和/或离子导体的能力，而术语“介电”是指层或材料充当电或离子绝缘体的能力。当在本文中彼此结合使用时，术语“导电(conductive或conducting)”是指“导电”材料具有比“介电”材料更高的电和/或离子电导率的事实。
在一些实施方式中，可变电容传感器1220还可以包括设置在第一导电层1224下方的附加介电材料层1222。因此，在一些实施方式中，可变电容传感器1220的第一导电层1224可以被直接设置在镜片材料1210上，例如在镜片材料1210的外表面上，然而，在一些其他实施方式中，可变电容传感器1220可以包括直接设置在镜片材料1210上的下部介电层1222。在一些示例中，该下部介电层1222可以在可变电容传感器1220的制造期间用作衬底层，如在本文中进一步描述的。
在可变电容传感器1220可以包括两个或更多个导电层1224、1228的一些示例中，每个导电层可以包括相同的导电材料，或者每个层可以包括与任何其他导电层不同的导电材料。类似地，在可变电容传感器1220可以包括两个或更多个介电层1222、1226的示例中，每个介电层可以包括相同的介电材料，或者每个层可以包括与任何其他介电层不同的介电材料。
在一些示例中，接触镜1200还可以包括设置在可变电容传感器1220上方的封装层1230。封装层1230可以与可变电容传感器1220直接接触。在一些示例中，封装层1230可以包括聚合物材料，例如水凝胶。在一些示例中，镜片材料1210可以包括硅酮水凝胶材料，并且可以是与镜片材料1210相同的材料。封装层1230可以具有从大约0.1微米至大约20微米、从大约0.5微米至大约15微米、或者从大约1微米至大约10微米的厚度。
可变电容传感器1220在镜片材料1210上可以具有从大约10微米至大约100微米，或者从大约20微米至大约50微米厚度。有利地发现，当可变电容传感器1220的厚度小于约100微米，特别是小于约50微米时，可变电容传感器1220能够很好地检测眼睛的相对眼内压，同时包括可变电容传感器1220的接触镜1200在用户舒适度和视力校正方面以与不包括传感器的通常接触镜基本相同的方式执行。在一些示例中，包括可变电容传感器1220的一个或更多个导电层可以各自具有从大约0.1微米至大约20微米、从大约0.5微米至大约15微米或者从大约1微米至大约10微米的厚度。类似地，可以包括可变电容传感器1220的一个或更多个介电层1222、1226可以具有从大约0.1微米至大约20微米、从大约0.5微米至大约15微米或者从大约1微米至大约10微米的厚度。
转向图12C，在一些实施方式中，接触镜1200还可以包括微磁体1227。微磁体1227可以被定位在镜片材料与封装层1230之间。根据一些实施方式，本文所述的微磁体1227被定位在光学区域外部的接触镜材料1210上。在一些示例中，微磁体1227可以被定位成基本上邻近于光学区域，然而，在一些其他示例中，微磁体1227可以被定位在镜片材料1210的边缘附近或者在光学区域与边缘之间的任何位置处。
在示例中，微磁体1227被定位在封装层1230与一个或更多个介电层1222、1226之间。例如，微磁体1227可以被定位在介电层1226与封装层1230之间。在另一个示例中，微磁体1227可以被定位在导电层1228与封装层1230之间。在一些实施方式中，微磁体1227可以被定位在一个或更多个介电层1222、1226或者一个或更多个导电层1228、1224中的至少一个上或者至少部分地嵌入在一个或更多个介电层1222、1226或者一个或更多个导电层1228、1224中。例如，微磁体1227可以被定位在导电层1228或介电层1226上或者至少部分地嵌入导电层1228或介电层1226中。
微磁体1227由被定位在眼睛外部的磁致动器致动。磁致动器被配置成朝着眼睛偏置或者以其他方式推动微磁体1227以执行眼睛的压平或压入中的至少一种。微磁体1227可以包括稀土磁体，例如烧结的钐钴磁体或者钕铁硼。在一些实施方式中，微磁体1227可以包括用于改变反射率并且实现飞行时间接近感测的涂层。在一些实施方式中，微磁体1227可以包括单个磁体，例如铁磁盘。可以在接触镜1200聚合之后将单个微磁体盘模制到接触镜1200中并且磁化到期望的方向。替选地，可以在接触镜聚合之前使用另外的先前磁化的盘磁化单个微磁体盘。
在一些实施方式中，微磁体1227可以包括微磁体阵列。微磁体阵列可以是透明的，同时微磁体的刚度和柔韧性可以根据颗粒粒度和阵列密度而变化。微磁体1227还可以包括多层微磁体阵列，该多层微磁体阵列被制造为将无线电力从磁源传输到接触镜1200。在模制接触镜1200期间，可以将微磁体阵列集成到接触镜1200中。
在压平或压入期间，当磁致动器将微磁体1227推向眼睛时，可变电容传感器1220的各层将被机械压缩，从而改变介电层1222、1226之间的距离与接触镜1200的电容。如图13所示，在一些示例中，可变电容传感器1220还可以包括专用集成电路(ASIC)1341。ASIC1341被配置成在使用磁致动器和微磁体1227执行压平或压入之前、期间和之后测量可变电容传感器1220的电容。
如本文所述和图13所示，在一些示例中，可变电容传感器1220可以包括天线结构1340。天线结构1340可以包括如本领域中众所周知的环路或线圈结构，然而，本文中明确构想了其他天线设计。例如，如本领域技术人员将理解的，可以利用能够如本文所述起作用并且可以并入本文所述可变电容传感器1220中的任何天线设计。在一些示例中，天线结构1340可以包括导线，该导线包括例如所示的线圈或环路结构。导线可以包括用于形成本文所述的导电层1224、1228的导电材料，并且可以具有从大约25微米至大约200微米或者从大约50微米至大约100微米的线宽。在可变电容传感器1220包括电容器的情况下，天线结构1340可以电连接至电容器的每一侧，从而形成电路。例如，在可变电容传感器1220包括具有两个导电层1224、1228的平行板电容器的情况下，天线结构1340可以电连接至每个导电层1224、1228，从而形成电路。
在一些示例中，可以例如通过印刷形式为天线结构1340的导电材料，来在上导电层1228上形成天线结构1340。在一些示例中，可以通过在上导电层1228上喷墨印刷导电材料来形成天线结构1340。天线结构1340还可以通过模版工艺形成，在模版工艺中，将导电材料喷涂或涂覆到包括所需天线结构1340的模版中，该模版被设置在导电层1228上。形成天线结构1340的其他方法可以如本领域中已知的那样使用，或者可以在将来开发。天线结构可以具有从大约0.1微米至大约20微米、从大约0.5微米至大约15微米或者从大约1微米至大约10微米的厚度。在一些示例中，在天线结构1340已经被沉积或形成之后，天线结构1340因此可以并入上导电层1228中或者成为上导电层1228的一部分。然而，在一些其他示例中，可以在上导电层1228上沉积或形成包括介电材料的附加层(未示出)，并且可以例如通过印刷或者模版工艺在该附加介电层上形成天线结构1340。
如本文所述，在一些示例中，可变电容传感器1220可以包括电容器，该电容器具有两个平行的导电层1224、1228，介电层1226被设置在两个平行的导电层之间。在导电层1224、1228充当平行板电容器中的板的这些示例中，电容器的电容(C)可以由如下等式给出：
Figure BDA0002675644690000301
其中，e0是自由空间的介电常数，常数er是介电层1226的相对介电常数，A是电容器的板(即导电层1224、1228)的有效表面积，d是介电层1226的厚度。当接触镜1200经受机械应变时(例如在镜片1200处于眼睛上时眼内压相对变化期间)，镜片1200将随着眼睛膨胀或收缩。这种膨胀或收缩将引起导电层1224、1228的面积(A)和介电层1226的厚度(d)的变化，因此将引起电容(C)的相应变化。例如，眼内压的增大将导致眼睛和镜片1200膨胀，从而导致导电层1224、1228的面积(A)增大并且介电层1226的厚度(d)减小。类似地，眼内压的降低将导致眼睛和镜片1200收缩，从而导致导电层1224、1228的面积(A)减小并且介电层1226的厚度(d)增大。如本文所述，最终可以检测到电容(C)的相应变化，以确定眼睛的相对眼内压。
然而，不是连续地测量形成电容器的层的厚度的面积，而是发现当单轴力以因数(λ)拉伸电容器时(如在眼内压变化期间发生的)，电容(C)被缩放为：
C＝C0λ4
等式2
其中，C0是初始状态下电容器的原始电容。例如，初始状态可以是其中镜片不经受拉力的未拉伸状态。在一些示例中，初始状态可以是使得例如在镜片处于眼睛上时在镜片的至少一部分上施加一些拉力。通过知道原始电容(C0)并且测量电容(C)，可以确定该缩放因数(λ)，并且例如可以将该缩放因数(λ)传输至外部读取器装置，以确定眼睛的相对眼内压。这是可能的，因为缩放因数(λ)与接触镜1200上的机械应变成正比，而机械应变与眼睛的眼内压成正比。在一些示例中，缩放因数(λ)可以与接触镜1200上的机械应变线性相关，然而在其他示例中，缩放因数(λ)可以与接触镜上的机械应变具有非线性关系。
在可变电容传感器1220包括电连接至两个导电层1224、1228的天线结构1340(包括电容器)的示例中，可以形成电振荡器。电振荡器是可以概念化为串联连接的电感器，电容器和电阻器的LCR振荡器。这里，电感(L)是恒定的，并且由天线1340的结构给出，电容(C)由等式1和等式2描述，并且电阻(R)由导电层1224、1228的电导率确定。图14A示出了包括可变电容传感器1220和天线结构1340的LCR振荡器的示例电路图。该振荡器的固有频率(f)由以下等式给出：
Figure BDA0002675644690000311
然而，利用公式2来描述电容(C)使得能够将振荡器的固有频率(f)表示为：
Figure BDA0002675644690000312
因此，可以通过测量或检测由包括可变电容传感器1220和天线结构1340的电容器形成的电振荡器的固有频率(f)来确定缩放因数(λ)，从而确定眼睛的相对眼内压。
再次参照图13，可以使用接触镜1200上的ASIC 1341测量电振荡器的这种固有频率。例如，如上所述，ASIC 1341可以测量在磁致动器和微磁体1227对眼睛进行压平或者压入之前、期间和之后的电容。使用测得的电容，ASIC 1341随后可以确定固有频率。替选地，可以经由天线1340和无线信号1360将由ASIC 1341测量的电容发送到单独的电子装置1350。然后，电子装置1350或者某些其他电子装置可以使用由ASIC 1341测量的电容来确定固有频率。
替选地，在一些实施方式中，可以从诸如矢量网络分析仪(VNA)的单独的电子装置1350来测量这种电振荡器的固有频率。电子装置1350可以向接触镜1200发送无线信号1360，如在本文中进一步描述的，接触镜1200在天线结构1340接收到无线信号1360时可以向电子装置1350发送响应信号。由电子装置1350接收的信号可以包含诸如接触镜1200中的电振荡器的固有频率(f)的信息，然后可以使用该信息来确定眼睛的相对眼内压。在一些实施方式中，利用单独的电子读取器装置1350来确定电振荡器的固有频率(f)允许经由接触镜1200对眼睛的相对眼内压的无线测量而无需镜片1200上的电源(例如的电池)或者诸如ASIC的集成电路。因此，在一些示例中，镜片1200不包括电源或集成电路。
为了测试固有频率如何随压力的施加而变化，将少量压力施加至具有石墨的接触镜。每个水位压力保持1分钟，在此期间测量固有频率。如图3B所示，观察到接触镜的固有频率随着施加到接触镜上的压力的变化量而改变。特别地，随着施加到接触镜的压力增大，所测量的接触镜的固有频率下降。注意，检测到固有频率在4.1395GHz附近，并且图3B中所示的曲线图的y轴仅呈现了测量值的最后三位数。例如，在无压力(水位为0cm)的情况下，固有频率为4.139500800GHz。在5cm的水位压力下，固有频率下降到大约4.139500625GHz与4.139500640GHz之间。在10cm的水位压力下，固有频率下降到大约4.139500600GHz。在15cm的水位压力下，接触镜的固有频率下降到大约4.139500575GHz与4.139005590GHz之间。
为了证明接触镜中的传感器之间的电容如何用于确定眼内压，在实验室中将包括集成的单个电极的接触镜放在猪眼上。如图14H的截面图所示，使用第一外部半月形感测电极和第二外部半月形感测电极来模仿第二内部电极的半月形构造。将包括泵的流体系统连接至猪眼以调节猪眼的眼内压，并且将猪眼插入实验室中的支持体中。
测量第一外部半月形感测电极与集成的单个电极之间的第一电容(CA)，并且测量第二外部半月形感测电极与集成的单个电极之间的第二电容(CB)。可以使用如下等式来确定总电容：
Figure BDA0002675644690000321
改变猪眼的眼内压会引起猪眼球的体积变形，这通过集成的单个电极与两个外部半月形感测电极之间的距离x的变化反映出来。观察到，该距离变化也引起总电容(C)值的变化。因此，
Figure BDA0002675644690000331
当两个半月形电极被放置在距单个电极小于1mm的位置时获取数据，该单个电极最初未集成在任何接触镜中。如图3C的曲线图所示，在不同的电极距离处进行了一组三个测量，以验证测试装置的测量值。不同的电极距离包括0微米、50微米、100微米、150微米和250微米。如图3C所示，在每个相应距离的三个迭代中的每个迭代期间，电容基本保持不变。
还测量了作为集成的单个电极与两个外部半月形感测电极之间的距离x的函数的总电容C，其中结果在图14D的图形中示出。如图14D的图形所示，电容从0微米距离处的1.500pF至1.600pF减小到200微米和250微米处的小于1.000pF。
使用参考传感器(ICARE眼压计)，以通过从与猪眼连接的流体系统的泵施加的压力来校准猪眼的实际眼内压。ICARE眼压计测量打到眼睛的探针的减速和回弹时间，以计算眼睛的眼内压。在第一天(图14E)和第二天(图14F)，通过在7.5mmHg，15mmHg和22.5mmHg的流体系统泵压下用ICARE眼压计确定猪眼的眼内压来进行校准。
使用来自图3E和图3F中所示的两天测试的数据来创建校准曲线，该校准曲线用于确定作为眼睛的眼内压的函数的电容变化，如图3G所示。图3G中的每个点都是在4.6Hz处采样的200x原始电容值的平均值，误差线代表针对每个点，这些200x值的标准偏差。然后，如图3G所示，测量接触镜中的第三电极与两个外部电极之间的电容可以用于确定高眼压症和/或青光眼，例如，在佩戴者的眼睛中，当电容从(0.675pF)增大至0.675pF时，指示眼睛的眼内压从大约10mmHg增大到大约25mmHg。
在许多实施方式中，可以使用在接触镜中使用传感器的偏转测量来确定眼睛的绝对眼内压或者相对眼内压中的至少一个。图15A和图15B描绘了包括镜片材料1210、传感器1220和封装层1230的接触镜1500的另外的示例。接触镜1500可以用于确定佩戴者的眼睛的绝对眼内压。接触镜1500还可以包括眼压计系统，该眼压计系统包括布置在其上的测试体1525。测试体1525可以被设置在接触镜的光学区域1512的外部。镜片材料1210可以包括适合用作接触镜的任何材料。也就是说，在一些示例中，镜片材料1210可以包括通常的水凝胶接触镜。例如，在一些实施方式中，镜片材料1210可以包括透明聚合物材料，例如水凝胶。在一些示例中，镜片材料1210可以包括硅酮水凝胶材料。
在一些实施方式中，测试体1525可以完全或者部分地布置在接触镜1500的光学区域1512内。在这些示例中的一些示例中，测试体1525可以至少在初始状态下是透明的并且可以不扭曲或干扰用户的视线。然而，在一些示例中，当处于膨胀状态和/或初始状态时，至少部分地被定位在接触镜1500的光学区域1512内的测试体1525会干扰或扭曲用户的视线。
测试体1525可以选择性地在眼睛上施加足以通过回弹眼压计获得眼内压值的力。在一些实施方式中，测试体1525可以是可选择性膨胀的材料。即，测试体1525可以是在预定条件或者一组条件下膨胀并且在去除一个或更多个条件时返回其初始状态的材料。在某些实施方式中，可膨胀材料可以是聚合物材料，并且在一些示例中，可膨胀材料可以是弹性体。在一些实施方式中，可膨胀材料可以是水凝胶材料。
在一些示例中，可膨胀材料可以包括磁响应材料，该磁响应材料在磁场存在下会膨胀，并且在不再存在磁场或者在不再存在其强度足以使材料膨胀的磁场的情况下又恢复到初始状态。在这些示例中，可膨胀的磁响应材料可以包括聚合物膜，该聚合物膜包括多个分子微链，当该材料暴露于足够强度的磁场时，该分子微链可以优先与磁场对准。在一些实施方式中，可膨胀的磁响应材料可以在聚合物膜的整个厚度上包括对准的磁性微链。在一些实施方式中，可以在可膨胀的磁响应材料的聚合物固化期间(例如在测试体1525的形成期间)在微粒的磁致运输和组装时形成对准的磁性微链。
在一些实施方式中，可膨胀的磁响应材料可以包括嵌入在诸如聚乙烯醇(PVA)基质的聚合物基质中的多个磁性纳米晶体。在一些实施方式中，可膨胀的磁响应材料可以包括弹性体，例如硅弹性体。在一些示例中，弹性体可以是分散有磁性微链的基质。在一些实施方式中，磁性微链可以由平均尺寸小于大约500微米、小于大约250微米，小于大约100微米，小于大约50微米，小于大约10微米或者更小的颗粒形成。在一些实施方式中，形成磁性微链的颗粒可以是铁磁颗粒，例如金属铁磁合金颗粒。在一些示例中，这些颗粒可以包括Nd、Fe、Pr、Co、B、Dy、Ga或者其他元件中的一种或更多种。在一些实施方式中，磁性颗粒可以占固化的磁响应材料的大约1wt％至大约50wt％。在一些实施方式中，可以通过在磁响应材料固化或者形成时向磁响应材料施加外部磁场来在弹性体基质中形成磁性微链，从而使磁性粒子在整个固化弹性体基质中被运输和排列以形成具有基本均匀取向的微链。
在一些实施方式中，当可膨胀的磁响应材料未暴露于强度足以使材料膨胀的磁场下(例如小于大约100mT、小于大约10mT或者小于大约1mT或者更低)时，材料可以包含微粒或者聚合物嵌段的均匀分散体。
在一些示例中，眼压计系统和/或测试体1525不包括单独的机械可移动部件。即，在一些实施方式中，眼压计系统和/或测试体1525可以不包括相对于彼此移动或滑动的部件。例如，在一些示例中，眼压计系统和/或测试体1525可以不包括可滑动或可移动的中心件(例如磁体)以及中心件可以通过其移动的壳体件，例如线圈。在一些实施方式中，眼压计系统和/或测试体1525可以不包括永磁体和/或电磁体。
测试体1525在初始状态下可以具有从大约1毫米至大约3毫米的直径。在一些示例中，测试体1525可以具有大约2毫米的直径。测试体1525可以具有从大约25微米至大约200微米或者从大约50微米至大约100微米的厚度。有利地发现，厚度例如小于100微米的测试体1525使得能够在接触镜1500在眼睛上时不会引起不适的情况下测量眼睛的绝对眼内压。尽管在图15B中将测试体1220描绘成近似圆形，但是显然可以想到其他形状。例如，在一些实施方式中，测试体1525可以是椭圆形、矩形或者不规则形状。在一些示例中，测试体1525可以具有从大约1平方毫米至大约10平方毫米的表面积。在一些示例中，测试体1525可以具有大约4平方毫米的表面积。在某些情况下，眼压计的表面积可以小于接触镜的表面积的10％、大于接触镜的表面积的10％、大于接触镜的表面积的20％、大于接触镜的表面积的30％、大于接触镜的表面积的50％、大于接触镜的表面积的另一百分比或其组合。
接触镜材料1210可以包括被定位在接触镜1500的中心处的光学区域或视区1512。在弱光条件下，光学区域1512通常与眼睛的瞳孔大小相同，例如，光学区域可以具有大约10毫米的直径。如果存在任何矫正力，则光学区域1512包含接触镜1500的矫正力。根据一些实施方式，本文描述的测试体1525被定位在光学区域1512外部的接触镜材料1210上。在一些示例中，测试体可以被定位成基本上邻近光学区域1512，然而，在一些其他示例中，眼压计可以被定位在镜片材料1210的边缘附近，或者在其间的任何位置处。
在一些实施方式中，接触镜1500的眼压计系统还可以包括传感器1220。传感器1220可以与镜片材料1210接触。在一些示例中，传感器1220可以检测和/或无线地发送关于当测试体1525从膨胀状态转变到初始状态时接触镜1210的机械应变的变化率的信息。在一些示例中，传感器1220可以检测和/或无线发送关于当可膨胀材料进入膨胀状态时由眼睛引起的测试体1525的减速的信息。传感器1220可以是例如可变电容传感器。传感器1220因此可以包括平行板电容器和天线结构。传感器1220的平行板电容器可以包括至少第一透明导电层和第二透明导电层，介电层设置在第一透明导电层与第二透明导电层之间。连接至传感器1220的天线可以电连接至每个导电层，从而形成电振荡器。在一些示例中，例如由于测试体1525的膨胀，包括传感器1220的电振荡器的固有频率可以对应于接触镜1500经历的机械应变的量。因此，可以使用诸如矢量网络分析仪(VNA)的辅助电子装置以经由传感器1220检测接触镜1500的机械应变，以确定机械应变的变化率和眼睛的绝对眼内压。
在一些示例中，接触镜1500还可以包括设置在测试体1525和/或传感器1220上方的封装层1230。封装层1230可以与测试体1525直接接触。在一些示例中，封装层1230可以包括聚合物材料，例如水凝胶。在一些示例中，封装层1230可以包括硅酮水凝胶材料并且可以是与镜片材料1210相同的材料。封装层130可以具有从大约0.1微米至大约20微米、从大约0.5微米至大约15微米或者从大约1微米至大约10微米的厚度。
图16A示出了接触镜1500的截面图，接触镜1500包括被定位在用户的眼睛1665上的处于初始状态的测试体1525。如本文所述，测试体1525被定位在眼睛的光学区域1512的外部。图16B示出了接触镜1500和被定位在眼睛1665上的测试体1525，而测试体1525例如被暴露于足以使包括测试体1525的可膨胀磁响应材料膨胀的磁场中。如图16B所示并且如本文所述，当测试体1525处于膨胀状态时，由于测试体1525的膨胀，测试体1525可以对眼睛1665施加压力。这种膨胀和相关的力会导致眼睛1665轻微变形。
当例如从磁场中移出测试体1525时，如图16C所示，当眼睛1665弹回其原始形状时，测试体1525可以返回到初始状态。如本文所述，通过无线检测接触镜经历的机械应变的变化或变化率来测量测试体1525转变回到如图16C所示的初始状态所涉及的时间量，然后该变化和变化率可以用来确定眼睛的绝对眼内压。应当注意的是，如图16A至图16C所示，可能夸大了包括测试体1525的可膨胀材料的膨胀程度，以更好地帮助理解本公开内容。
在许多实施方式中，使用接触镜中的传感器进行的磁场测量可以用于确定眼睛的绝对眼内压或者相对眼内压中的至少一个。例如，在一些实施方式中，测试体1525包括微磁体。测试体1525的微磁体可以包括稀土磁体，例如烧结的钐钴磁体或者钕铁硼。在一些实施方式中，测试体的微磁体可以包括单个磁体，例如铁磁盘。可以在接触镜1500聚合之后将单个微磁体盘模制到接触镜1500中并且将其磁化到期望的方向。替选地，可以在接触镜聚合之前使用另外的先前磁化的盘对单个微磁体盘进行磁化。
在一些实施方式中，测试体1525的微磁体可以包括微磁体阵列。微磁体阵列可以是透明的，同时微磁体的刚度和柔韧性可以根据颗粒粒度和阵列密度而变化。测试体1525的微磁体还可以包括多层微磁体阵列，该多层微磁体阵列被制造成将无线电力从磁源传输到接触镜1500。可以在模制接触镜1500的过程中将微磁体阵列集成到接触镜1500中。
在一些实施方式中，测试体1525包括造影剂，该造影剂被配置成使得能够进行飞行时间接近感测。造影剂可以包括辐射源层的涂层、染料或者标签中的至少一种。替选地，测试体1525的表面例如测试体1525的微磁体可以可选地包括用于改变反射率并且使得能够进行飞行时间接近感测的涂层。测试体1525的表面还可以包括用于位置测量的选择性的特定发射器飞行时间系统。在这些和其他实施方式中，辐射源层可以由辐射反射器材料代替。
在一些实施方式中，接触镜外部的致动器可以被配置成将测试体1525的微磁体朝着眼睛偏置或以其他方式朝着眼睛推动测试体1525的微磁体以执行眼睛的压平或压入中的至少一种。例如，当测试体1525的微磁体暴露于磁场时，测试体1525的微磁体推向眼睛1665。类似于图16B中的可膨胀磁响应材料，测试体1525的微磁体可以在眼睛1665上施加压力。响应于测试体1525的微磁体的运动而施加到眼睛1665上的这种力可以引起眼睛1665的轻微变形。
在一些实施方式中，传感器1220可以使用磁力计或梯度计传感器来测量测试体1525的磁场，从而产生可以与眼睛1665的压力相关的电压。根据一些示例，包括测试体1525中的微磁体的接触镜可以在该接触镜中不包括传感器1220，而是将外部传感器与测试体1525中的微磁体结合使用。例如，梯度计可以确定测试体1525的磁场梯度，并且确定与集成在接触镜中的微磁体的位移相关的眼睛1665上的压力。图16D提供了展示猪眼睛上的接触镜的校准曲线的曲线图。梯度计测得在0Mbar(0mmHg)压力下的平均真值均方根(rms)为5.988mV，在10Mbar(7.50062mmHg)的压力下的平均均方根为7.513mV，在20Mbar(15.00124mmHg)的压力下的平均均方根为7.995mV，在30Mbar(22.50186mmHg)压力下的平均均方根为8.729mV，在40Mbar(30.00248mmHg)压力下的平均均方根为10.42mV。
图17示出了无线确定眼睛的眼内压的方法1700的示例。在该示例中，方法1700包括：向接触镜发送无线信号1702、从接触镜接收响应信号1708以及确定眼睛的眼内压1710。在一些实施方式中，方法1700可以包括框1702与1708之间的附加活动。例如，在将无线信号发送至接触镜之后，方法1700可以包括：引发用于将接触镜上的测试体从第一状态转变到第二状态的条件1704，以及去除用于将接触镜上的测试体从第一状态转变到第二状态的条件1706。在框1706中确定的眼睛的眼内压可以包括相对眼内压或绝对眼内压中的至少一种。
在框1702处，从诸如矢量网络分析仪的电子装置向眼睛上的接触镜发送无线信号。接触镜和电子装置可以是如本文关于如图12A、图12B和图13所描述的接触镜1200和电子装置1350，并且可以包括可变电容传感器，该可变电容传感器包括如本文所述的电振荡器。无线信号具有信号频率。在一些示例中，电子装置可以在预定范围内改变信号频率，从而向接触镜发送具有不同的信号频率的多个无线信号。
在一些实施方式中，方法1700还包括利用磁致动器来致动接触镜中的微磁体。微磁体的致动包括朝着眼睛推动或以其他方式迫使微磁体进行眼睛的压平或压入中的至少一种。在压平或压入期间，接触镜中的传感器的一个或更多个层被机械压缩，从而改变了接触镜中的传感器中的介电层之间的空间。在一些实施方式中，方法1700还包括：当传感器的一个或更多个层被压缩时，利用接触镜中的ASIC来测量传感器中产生的电容。
在替选实施方式中，方法1700可以包括引发用于将接触镜上的测试体从第一状态转变到第二状态的条件1704。在一些实施方式中，引发使测试体转变的条件包括引发用于将接触镜上的测试体例如眼压计系统的测试体转变到膨胀状态的条件。相应地，如本文关于图15A至图16C所述的包括测试体的接触镜可以暴露于使测试体从初始状态转变到膨胀状态的条件，从而如图16A至图16C所示对眼睛施加力。例如，在接触镜包括包含如本文所述的磁响应测试体的眼压计系统的情况下，例如如图16B所示，该测试体可以暴露于磁场，使得该测试体从初始状态转变到膨胀状态。在一些示例中，诸如电磁装置的能够生成磁场的辅助装置可以位于接触镜附近，以使测试体从初始状态转变到膨胀状态。例如，接触镜中包括的装置可以生成磁场。在一些示例中，天线在接收信号时会携带产生磁场的电流，从而使可膨胀材料膨胀。在另一示例中，可以向用户提供生成磁场的装置。在又一示例中，通过手持式装置或其他类型的装置生成磁场。在一些示例中，在医生的办公室或其他类型的位置中生成磁场。
在一些实施方式中，引发使测试体转变的条件包括引发条件以使接触镜上的测试体转变到膨胀状态，由此测试体的微磁体向眼睛推动或以其他方式向眼睛施加力(例如压平或压入)。例如，测试体可以暴露于磁场，使得测试体从其中测试体的微磁体不向眼睛施加力的初始状态转变到其中测试体的微磁体向眼睛施加力的膨胀状态。在一些示例中，诸如电磁装置的能够生成磁场的辅助装置可以位于接触镜附近，以将测试体的微磁体从初始状态转变到膨胀状态。例如，接触镜中包括的装置可以生成磁场。在一些示例中，天线在接收信号时会携带产生磁场的电流，从而使测试体的微磁体转变到膨胀状态。在另一示例中，可以向用户提供生成磁场的装置。在又一示例中，通过手持式装置或其他类型的装置生成磁场。在一些示例中，在医生的办公室或其他类型的位置中生成磁场。
在这些替选实施方式中，方法1700还可以包括去除用于将接触镜上的测试体从第一状态转变到第二状态1706的条件。去除使测试体转变的条件可以包括停止条件以使得测试体从膨胀状态转变到初始状态1704。在一些示例中，可以将接触镜从磁场中移除，或者可以将用于生成磁场的装置从接触镜附近移除。在由电磁装置生成磁场的一些示例中，可以关闭磁场。在一些实施方式中，当关闭或去除诸如磁场的条件时，测试体可以如本文所述从膨胀状态转变到初始状态。
在一些实施方式中，方法1700可以包括无线地监测测试体从膨胀状态转变到初始状态所涉及的时间量。可以例如通过如本文关于图15A和图15B所述的传感器1220无线地监测转变时间。在一些示例中，通过无线地检测接触镜经受的机械应变的变化或变化率来测量测试体转变所涉及的时间量。在一些示例中，这可以通过如本文所述的可变电容传感器来实现。例如，在一些示例中，第一机械应变可以对应于磁响应测试体的膨胀状态，并且第二机械应变可以对应于磁响应测试体的初始状态，并且可以例如通过与传感器通信的电子装置来无线地记录检测第一机械应变与检测第二机械应变之间的时间量。然而，在一些其他示例中，在框608处，当可膨胀材料从初始状态向膨胀状态转变时，可以无线地测量或检测测试体的减速度。在一些实施方式中，方法1700还包括：当随着测试体从膨胀状态到初始状态转变而使传感器的一个或更多个层不再被压缩时，利用接触镜中的ASIC来测量传感器中产生的电容。
在框1708处，电子装置从接触镜接收包括可测量特征的响应信号。接收到的响应信号中的的可测量特征可以根据本文所述的不同实施方式而变化。在一些实施方式中，当在框1702中发送的无线信号的信号频率与电振荡器的固有频率匹配或相对应时，从接触镜向电子装置发送或传输响应信号。此外，从接触镜发送的响应信号包括与电振荡器的固有频率相对应可测量特征，例如响应信号本身的频率。在一些实施方式中，响应信号包括由接触镜中的ASIC测量的电容值的可测量特征。在一些实施方式中，响应信号包括测试体从膨胀状态转变到初始状态所涉及的时间量的可测量特征，或者使用接触镜的机械应变的变化率来确定眼睛的绝对眼内压。在一些示例中，测试体从膨胀状态转变到初始状态的时间量可以对应于眼睛的绝对眼内压。类似地，在一些示例中，测试体的机械应变的变化率可以对应于眼睛的绝对眼内压。在一些实施方式中，响应信号包括处于初始状态或膨胀状态中的至少一种状态下的测试体的磁场的电压的可测量特征。在框1710处，使用响应信号的可测量特征来确定眼睛的眼内压。眼内压由相对眼内压或绝对眼内压来确定。例如，电振荡器的固有频率可以用于通过利用例如本文所述的等式4来确定眼睛的相对眼内压。在一些实施方式中，通过利用例如眼压与测量的固有频率之间的相关性，可以使用由接触镜上的ASIC测量的电容来确定眼睛的相对眼内压。在一些实施方式中，可以根据测试体从膨胀状态转变到初始状态所涉及的时间量来确定眼睛的绝对眼内压。在一些实施方式中，可以根据处于初始状态或膨胀状态中的至少一种状态下的测试体的磁场的电压来确定眼睛的绝对眼内压。
智能接触镜容器
根据本公开内容的另一方面，如2018年3月14日提交的美国申请第62/642,897号中所描述的，可以(例如，经由智能接触镜容器120)分析泪液中的成分(例如，生物标记物)以确定用户的健康状况，该申请的公开内容的全部内容通过引用并入本文中。可以在由用户佩戴的接触镜上收集这些生物标记物。可以使用任何适当的类型的接触镜来收集生物标记物。然而，来自各种各样的制造商的用于矫正视力的未改变的市售的接触镜被设想为用于收集生物标记物的接触镜。生物标记物——例如蛋白质——通常在接触镜被放置在用户的眼睛上时就开始结合至这些接触镜。无需修改制造商提供的接触镜，接触镜即可与泪液中的这些蛋白质、电解质和/或其他生物标记物结合。
通常，用户在佩戴接触镜一段时间后将其取出。通常，在用户休息之前，用户将接触镜取出并且将接触镜放置在夜间存放的存储容器中。该存储容器可以包括对接触镜进行消毒并且还分解接触镜上的堆积物的存储溶液。存储溶液可以是使接触镜上的堆积物溶解到溶液中的水溶液。一段时间后，可以用新鲜的存储溶液代替存储溶液，以降低液体中的泪液成分的浓度。
可以分析存储溶液以确定从接触镜溶解掉的生物标记物的类型和/或浓度。在一些示例中，可以在不将接触镜置于溶液中的情况下分析溶液。在其他示例中，可以在分析生物标记物之前将接触镜从溶液中取出。
可以使用任何适当类型的传感器来识别生物标记物的类型和/或浓度。在一些情况下，将传感器并入到接触镜的存储容器中。在该示例中，传感器可以是光谱分析仪，其使光穿过容纳存储溶液的存储容器的腔从光源到光接收器。接收器可以测量光学透射通过存储溶液的光的量。在一些示例中，光谱分析仪使光以隔离的预定波长穿过存储溶液，并且测量预定波长范围中的每个范围内的光学透射率。记录的透射率中的每一个可以与特定种类的生物标记物的存在及其浓度相关。
在其他示例中，将传感器并入到手持装置中。在一个示例中，可以将传感器并入到用户的移动装置(例如，智能电话和/或电平板电脑)中。在这些类型的示例之一中，用户可以将光束引导到存储溶液中并且测量反射。
在一些示例中，测量结果与用户佩戴接触镜的时间量相关联。例如，用户可以与用户接口交互以向传感器输入用户佩戴接触镜的时间。在一些示例中，可以要求用户输入用户佩戴接触镜的小时数。在其他示例中，可以要求用户输入他或她佩戴接触镜的天数、用户是否在夜间取出接触镜、最近更换存储溶液的时间、可能影响存储溶液中的生物标记物的浓度的其他因素或其组合。
在一些示例中，传感器可以记录测量结果以确定每个期望生物标记物的测量水平。在一些示例中，传感器可以实时记录测量结果。此外，传感器可以包括基于本地和/或基于云的逻辑以确定各种生物标记物的类型、浓度和/或其他特征。在一些示例中，传感器可以使用学习算法、预测模型、数据相关模型、聚类模型、任何其他适当的计算技术及其组合。在一些示例中，应用于从传感器收集的数据的算法可以包括支持向量机、神经网络、决策树、高斯混合模型、隐马尔可夫方法和小波分析。用于从数据学习的模型可以包括但不限于异常检测模型、聚类模型、分类模型、回归模型或摘要模型。在一些示例中，传感器可以包括数据库，该数据库存储生物标记物的标识/浓度与用户的健康状况之间的相关性。
可以将测量结果发送至计算装置，该计算装置处理从传感器取回的信息。在一些示例中，在将数据发送至计算装置之前通过传感器执行至少一些计算，其中在该计算装置处完成计算。在其他示例中，传感器将原始数据发送至计算装置。在该示例中，所有数据处理(包括数据清理、数据管理、数据挖掘以及任何应用特定问题)相对于传感器远程执行。在一些示例中，信息处理可以包括数据预处理，例如以便格式化或修改数据以供后续处理使用。在一些示例中，数据预处理可以包括数据归一化、数据同步、数据过滤和矩阵计算的格式化。
生物标记物的类型的确定、生物标记物的特征(例如，生物标记物的浓度)、化学计量学数据(例如，比率动力学、峰值、平稳期、时间常数、衰减等)可以与存储在数据库中的数据点进行比较。数据库可以是计算装置本地的数据库，或者计算设备可以对数据库进行远程访问。数据库中的数据可以将生物标记物的不同类型和浓度与健康状况(例如，眼睛健康状况、过敏状况、其他生理状况或其组合)相关联。在一些示例中，数据库中的数据可以用作输入或训练数据，以实现监督机器学习技术或其他统计学习方法，以解决预测推断或与健康状况相关的其他数据挖掘问题，健康状况例如是眼睛健康状况、过敏状况、其他生理状况或其组合。
在一些示例中，数据库与多个用户和数据源通信。在收集有关用户的存储溶液的数据时，来自每个用户的数据可以有助于数据库中的信息。在一些示例中，数据收集可以自动启动数据库的数据管理系统。在一些示例中，数据管理系统或另一过程可以将诸如用户中的每一个的健康状况的附加数据并入到数据库中。因此，可以根据来自用户的报告构建数据库中的相关性。在一些示例中，患者数据可以在统计机器学习过程中用作预测器。在使用几千个用户构建数据库的一些示例中，数据库的输入可以识别对于科学共同体而言是未知的、健康状况与不同类型生物标记物的特定水平之间的相关性。因此，即使在可以进行科学研究以发现生物标记物与健康状况之间的相关性之前，数据库也可以发送与以下各者相关的信息：疾病的诊断、疾病严重性评估、风险分层、治疗决策或请求、针对特定类型的状况对要进行测试的用户的推荐、或其组合。
这些原理使得能够创建超级多元数据库，该数据库将用户的健康状况与生物标记物的变化参数相关联。例如，数据库可以包括补充用户数据，例如，年龄、性别、体重、身高等。这些原理还使得用户能够进行非侵入式手术以测量生物标记物。此外，在用户已经不时地存储和清理他或她的接触镜的这些示例中，用户可以花费很少甚至不需要付出额外努力来测量生物标记物并且接收关于他或她的健康状况中的至少一些健康状况的报告。
在一些示例中，数据库可以包括用户的生物标记物简档或其他类型的生物标记物特征之间的相关性，以确定用户的接触镜的类型。生物标记物可以指示用户对特定类型的接触镜具有过敏反应，并且数据库可以包括关于用户可能对其不过敏的其他类型的接触镜的信息。在其他示例中，数据库可以指示用户过敏或接触镜具有将暗示其他类型的接触镜更适合用户的另一属性，但是数据库可以不向用户提供替选选项。然而，用户更愿意知道哪种类型的接触镜不太可能使用户感到舒适，因此用户可以避免购买这些类型的接触镜。在其他示例中，系统可以查看除数据库之外的不同来源，以找到关于可能更适合用户的接触镜的类型的信息。
现在参照附图，图18描绘了位于人眼1850的外侧上的接触镜1810的示例。接触镜1810跨越了眼睛1850的暴露部分的外表面。接触镜1810的上部分相邻于上眼睑的一组睫毛1852。接触镜1810可以包括与眼睛1850的角膜接触的后侧以及与该后侧相对的前侧。当眼睑在眼睛1850上行进时，眼睑在接触镜1810的前侧移动。
为了矫正视力，用户可以佩戴接触镜。在该类型的示例中，接触镜可以包括光学区域1820和外周区域1822。光学区域1820可以包括将光聚焦到用户的视网膜1824的中心的区域。外周区域1822可以在巩膜上方接触眼睛。尽管该示例公开了使用被配置用于视力矫正而被佩戴在眼睛上的市售的接触镜，但是根据本公开内容中描述的原理，可以使用其他类型的接触镜。例如，接触镜可以不包括校正视力的特征或曲率。
接触镜1810可以是软性接触镜、刚性可透气(RGP)接触镜、角膜塑形接触镜、其他类型的接触镜或其组合。接触镜可以由任何适当类型的材料组成。可以用于构造接触镜的材料的非穷举性列表包括任何适当的硅酮材料和/或水凝胶材料。这样的材料可以由聚合物形成，聚合物例如泰菲康(tefilcon)、四菲康(tetrafilcon)A、克罗菲康(crofilcon)、赫尔菲康(helfilcon)A和B、马菲康(mafilcon)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(polymacon)、海西菲康(hioxifilcon)B、洛特拉菲尔孔(lotrafilcon)A、洛特拉菲尔孔B、咖利菲康(galyfilcon)A、赛诺菲康(senofilcon)A、西菲康(sifilcon)A、科米尔康(comfilcon)A、恩菲康(enfilcon)A、利多菲康(lidofilcon)B、舒菲康(surfilcon)A、利多菲康(lidofilcon)A、阿尔法菲康(alfafilcon)A、奥玛菲康(omafilcon)A、)、凡舒菲康(vasurfilcon)A、海西菲康(hioxifilcon)A、海西菲康(hioxifilcon)D、奈尔菲康(nelfilcon)A、希拉菲康(hilafilcon)A、阿科菲康(acofilcon)A、布菲康(bufilcon)A、德尔塔菲康(deltafilcon)A、彭菲康(phemfilcon)A、布菲康A、哌菲康(perfilcon)、依塔菲康(etafilcon)A、福克斯菲康(focofilcon)A、奥昔菲康(ocufilcon)B、奥昔菲康C、奥昔菲康D、奥昔菲康E、奥昔菲康F、彭菲康A、梅塔菲康(methafilcon)A、梅塔菲康B、维尔菲康(vilfilcon)A、其他类型的聚合物、单体或其组合。这些材料可以包括单体、聚合物和其他材料的各种组合，以形成组成接触镜的材料。
在一个实施方式中，接触镜材料由没有任何硅酮的水凝胶聚合物组成。这可能期望增加接触镜片的润湿性。在另一实施方式中，接触镜材料由硅酮水凝胶材料组成。
眼腔中的泪液可以与接触镜接触。在一些示例中，接触镜的整个表面区域与泪液接触。泪液的成分可以包括脂质、电解质、代谢物、蛋白质、抗体、其他类型的化合物或其组合。这些成分可以是可以指示用户的健康状况的生物标记物。生物标记物可以结合至接触镜。
可能关注的来自泪液的生物标记物的非穷举性列表包括但不限于电解质、钠、钾、氯化物、苯丙氨酸、尿酸、半乳糖、葡萄糖、半胱氨酸、高半胱氨酸、钙、乙醇、乙酰胆碱和乙酰胆碱类似物、鸟氨酸、血尿素氮、肌酸酐、金属元素、铁、铜、镁、多肽激素、促甲状腺激素、生长激素、胰岛素、促黄体激素、绒毛膜促性腺激素、肥胖激素、瘦素、血清素、药物、地兰汀、苯巴比妥、普萘洛尔、可卡因、海洛因、氯胺酮、激素、甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、雌激素、皮质醇、孕酮、组胺、免疫球蛋白E、细胞因子、脂质、胆固醇、载脂蛋白A1、蛋白质和酶、乳铁蛋白、溶菌酶、泪液特定前白蛋白或脂质运载蛋白、白蛋白、补体、凝血因子、肝功能酶、心脏损害酶、铁蛋白、病毒成分、免疫球蛋白(例如IgM、IgG)、蛋白酶、蛋白酶抑制剂、乳酸、酮体、其他类型的生物标记物或其组合。
在一些示例中，市售的接触镜可以具有使得生物标记结合至接触镜而无需任何修改的表面属性。通常，接触镜上的蛋白质堆积物和其他类型的堆积物被认为是关于常规接触镜的问题，这些接触镜没有进行表面修改以增强生物标记物结合至接触镜的能力。在其他示例中，可以对接触镜进行修改以增强生物标记物或仅针对特定生物标记物的结合能力。在可以对接触镜的表面进行修改以增强结合至生物标记物的能力的这些示例中，可以对接触镜上的任何适当位置进行结合增强，适当位置包括但不限于外周区域、光学区域、接触镜的前侧、接触镜的后侧、接触镜的其他区域或其组合。
图19描绘了附接至接触镜的后表面1930的生物标记物1914的示例。尽管该示例描绘了附接至接触镜1810的后表面1930的生物标记物1914，但是生物标记物1914可以附接至接触镜1810的仅前表面1932或附接至接触镜1810的前表面1932和后表面1930两者。在一些示例中，生物标记物1914可以吸附、吸收、结合、共价结合、离子结合、粘附、粘合或以其他方式连接至接触镜1810的表面。在一些示例中，将生物标记物1914并入到接触镜1810的厚度中。
当接触镜1810从用户的眼睛取出时，生物标记物1914可以与接触镜1810保持在一起，如图19所描绘的。附接至接触镜1810的生物标记物1914的量可以与接触镜1810在眼睛上的时间量相关。在一些示例中，接触镜1810可以在白天期间由用户佩戴并且在晚上被取出。在这些情况下，生物标记物1914可以覆盖大量的接触镜的表面区域。然而，在其他示例中，接触镜1810可以由用户佩戴较短的时间。在一个特定情况下，可以在医生的办公室中向患者提供接触镜1810达几分钟的时间段，以收集生物标记物1914以用于分析。在其他示例中，可以指示患者将接触镜1810保持数小时或甚至比一天更长的时间以收集期望的生物标记物1914。
图20描绘了具有内部腔2002的存储容器2040中的接触镜1810的示例。腔2002由在底表面2008处连接在一起的第一壁2004和第二壁2006限定。接触镜1810和溶液2012也被设置在腔2002内。
溶液2012可以包括清洁剂，例如过氧化氢或其他类型的试剂，以清洁接触镜并杀死细菌、真菌、其他类型的微生物或其组合。溶液2012可以是现用类型的存储溶液，其进行水合反应并且清洁接触镜。存储溶液2012可以使生物标记物1914溶解到溶液2012中，从而清洁接触镜1810。接触镜1810可以保留在存储溶液2012中，直到随后由用户取回接触镜1810进行佩戴。在一些示例中，将接触镜1810在溶液2012中浸入短的时间段例如几分钟。在其他示例中，接触镜1810可以在溶液2012中保留多个小时例如整夜。在从接触镜1810移除生物标记物1914的情况下，生物标记物1914在溶液2012中，在溶液2012中可以分析生物标记物的类型及其各自的浓度。
可以从接触镜1810移除生物标记物1914，而不会不利地影响接触镜1810。在这些示例中，接触镜1810可以由用户再次佩戴。在一些示例中，从溶液2012中取出接触镜1810，使得接触镜1810不受对溶液执行的测试机制的影响。在其他示例中，在分析溶液2012时，接触镜1810保留在溶液2012中，但是该分析不会对接触镜1810产生不利影响，使得接触镜1810可以由用户再次佩戴。
在一些示例中，可以在存储容器2040中分析生物标记物1914。在其他示例中，可以将溶液2012转移到具有用于进行测量的传感器的其他类型的装置中。在又一示例中，手持装置可以并入有可以对溶液2012执行分析的传感器。
图21中描绘了一种分析溶液的方法。在该示例中，光谱分析仪是并入到存储容器2040中的传感器类型。在图21的示例中，用于接触镜1810的存储容器2040包括由至少一个壁2004限定的腔2002，壁2004由底板2126连接。在一些示例中，单个圆形壁限定了腔2002的至少一部分。在其他示例中，多个独立的壁接合在一起以限定腔2002。
光发射器2142被并入到腔的第一侧中。光发射器2142可以发射任何适当类型的光。在一些示例中，光发射器2142发射白炽光、荧光、卤素光、红外光、可见光、紫外光、其他类型的光或其组合。光发射器2142可以包括灯泡、二极管或可以接通和关断的其他源。光发射器2142可以包括一个或多个光源。光发射器2142中的光源可以被配置成提供期望波长内的光。例如，光发射器2142可以包括一个或更多个光源以发射波长在紫外区和红外区中的光。
光发射器2142可以被定向成将光束2144引导穿过溶液2012至光接收器2146或检测器。当光束2144透射穿过溶液2012时，取决于溶液的内容物，光的一部分被溶液2012吸收。具有不同类型的生物标记物1914的溶液可以具有透射穿过溶液2012的不同的透光率。此外，具有不同浓度的相同生物标记物1914的溶液2012也可以表现出不同的透光率。
在一些示例中，光发射器2142可以具有隔离要独立地透射穿过溶液2012的波长范围的能力。可以测量每个波长的透射率。溶液2012中的某些生物标记物可能不会影响第一波长的光学透射率，但是可以影响第二波长的光学透射率。因此，通过透射不同波长的光，可以测量溶液的成分的更精细的测量结果。可以将测量的每个波长下的透射率与具有已知类型和已知量的生物标记物的其他溶液进行比较。因此，可以将测量的透射率水平与溶液2012中的生物标记物1914的类型和浓度相关联。
可以使用其他类型的光谱方法来识别溶液中的生物标记物的类型和浓度。在一些示例中，可以由光谱分析仪来执行频率的测量而不是波长的测量。用于分析溶液的其他类型的光谱机制的非穷举性列表可以包括原子吸收光谱、衰减全反射光谱、电子顺磁光谱、电子光谱、傅里叶变换光谱、伽马射线光谱、红外光谱、激光光谱、质谱多重或调频光谱、近红外(NIR)光谱、拉曼光谱和X射线光谱。
光接收器2146或检测器还可以对应于光发射器2142发射的光的波长。例如，发射红外光的光发射器2142可以对应于被配置成检测处于红外波长的光的光接收器。在一些实施方式中，光接收器2146被配置成检测处于多个光谱的光，例如紫外光和红外光两者。光接收器2146可以被配置成检测以下中的一种或更多种：白炽光、荧光、卤素光、红外光、可见光、紫外光、其他类型的光或其组合。
虽然图21的示例包括腔壁的不同侧上的光发射器2142和光接收器2146，但是光发射器2142和光接收器2146可以在腔2002的同一侧上。在这样的示例中，光发射器2142可以使得从光发射器2142发射的光向光接收器2146反射。
在一些实施方式中，微流体一次性带2145也可以用于分析溶液2012。微流体一次性带2145可以结合至或粘附至镜片容器的主体部。例如，在图21中，微流体一次性带2145被定位在第一壁2004上。在其他实施方式中，微流体一次性带2145可以被定位在底板2126、第二壁2006上，或者在镜片容器的主体部或盖部中的其他地方。例如，微流体一次性带2145可以被定位在主体部或盖部中的至少一个上的任何位置，使得微流体一次性带2145至少部分地浸入在镜片容器的腔中的镜片溶液中。当腔2002至少部分地填充有接触溶液，并且接触镜在镜片容器中的标准位置中时，微流体带传感器2145连续收集接触镜溶液以及从佩戴的接触镜溶解的溶质。
可以使用具有比色读数的基于免疫的平台来执行微流体一次性带的感测。例如，在一些实施方式中，光发射器2142和光接收器2146包括结合到镜片容器的主体部中的紫外线光谱仪。紫外光谱仪可以用于定量分析微流体一次性带2145上的基材的颜色变化，以靶向微流体一次性带2145上的特异性抗体。
在一些实施方式中，还可以在与荧光读取器单元相关联的基于荧光免疫的平台中执行微流体一次性带的感测。基于荧光免疫的平台和荧光读取器单元使得能够在接触镜浸入镜片容器中的接触镜溶液期间进行长时间测量。荧光感测信号随时间的比色演变与生物标记物从接触镜在接触镜溶液中的溶解直接相关。这些生物标记物(例如，细胞因子、酶、免疫球蛋白、肽和脂质中的一种或更多种)可以与眼表炎症相关。荧光感测信号的时间依赖性演变可以被实时发送至数据库和预测平台以供后续使用。数据库和预测平台可以将分析和预测结果发送回用户接口，例如，镜片容器上并入的用户接口，或者应用户请求将结果发送至智能电话或平板电脑上的用户接口。当从镜片容器取出接触镜时或在选择的时间段之后，数据库也发送回分析和预测结果。
可以由传感器自动地、响应于用户输入或通过两者分析溶液。例如，在一些实施方式中，可以由传感器以预定间隔自动地分析溶液。一旦接触镜和溶液已经沉积在腔中并且/或者镜片容器的盖部固定到主体部上，预定时间间隔就可以开始。替选地，预定间隔可以响应于与传感器通信的镜片容器或装置上的用户输入而开始。在一些实施方式中，可以仅响应于用户输入(即，在没有自动重复的间隔的情况下)来分析溶液。
图22描绘了光发射器2142的示例。在该示例中，光发射器2142包括光源2200、第一镜2202、衍射光栅2204、第二镜2206和存储容器2040的壁2004中的狭缝2208。在一些示例中，光学窗口可以被放置在狭缝2008内。在一些示例中，光发射器2142的这些部件位于存储容器的主体部、存储容器的盖部、存储容器2040的附件或其组合内。
光源2200可以是任何适当类型的光源。在一些示例中，光源是白炽光源、荧光光源、卤素光源、发光二极管光源、其他类型的光源或其组合。光源可以包含在灯泡、二极管或其他可以接通和关断的源内。在一些示例中，光源可以发射至少两种不同类型的波长。在一些情况下，光源是红外光源、可见光源、紫外光源、其他类型的光源或其组合。
第一镜2202可以用于将光从光源2200引导至衍射光栅2204。在一些示例中，第一镜2202被弯曲，使得不同波长的光在略微不同的位置处与镜接触。随着波长在不同位置处离开镜，波长也以略微不同的角度离开第一镜，这有助于使波长分离。
衍射光栅2204可以是将光分成不同方向上的不同波长的若干光束的光学部件。这些光束的方向取决于光栅的间距和光的波长。衍射光栅2204可以是反射光栅或透射光栅。在图22的示例中，衍射光栅2204是以使波长分散的方式反射波长的反射光栅。在该示例中，衍射光栅2204在其反射表面2203上具有多个脊2201。每个波长的角度在不同位置处撞击反射表面，并且衍射光栅的角度将不同波长的光束分离得更远。换言之，衍射光栅2204是使波长更加扩散的色散元件。在具有透射光栅的其他示例中，衍射光栅2204可以是棱镜，当光穿过棱镜材料的厚度时，该棱镜将光分离成不同的波长。
在一些示例中，衍射光栅2204连接至倾斜机构2212。在这些示例中，在衍射光栅2204连接至倾斜机构的情况下，倾斜机构2212可以使衍射光栅2204移动至不同角度。这可以使不同波长的光束离开衍射光栅2204的角度改变。在一些示例中，第二镜2206将离开衍射光栅2204的光束朝向狭缝2208反射。在图23的示例中，衍射光栅2204将光直接引导至狭缝2208，而不通过第二镜引导。
接近狭缝的光束的间隔可以使得每次仅有单个光束可以穿过光学窗口。因此，每次仅有单个光束被透射到溶液2012中。为了使不同波长的另一光束透射通过光学窗口，倾斜机构2212可以使衍射光栅2204移动，使得不同波长的不同光束透射通过狭缝2208。
虽然这些示例已经描绘了在特定布置中具有特定部件的光发射器，但是光发射器可以包括比所描绘的光发射器更多或更少的部件并且处于不同的布置中。根据本公开内容中描述的原理，可以使用任何适当类型的光发射器。
图24描绘了并入到接触镜容器2402中的健康状况系统2400的图。系统2400包括处理器2415、输入输出(I/O)控制器2420和存储器2425。I/O控制器2420可以与远程装置2430通信。系统的部件和远程装置2430可以无线地、通过硬连线连接或其组合来进行通信。在一些示例中，接触镜容器2402可以包括与远程装置2430通信的应答器。此外，在一些示例中，远程装置2430可以包括与应答器通信的基站。在一些示例中，远程装置2430可以是数据中心。系统的存储器2425可以包括光源开关2445、波长选择器2450、倾斜控件2455和透射率记录器2460。处理器2415还可以与光源2432、倾斜机构2434、光发射器2436和光接收器2438通信。
处理器2415可以包括智能硬件装置(例如，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑部件、分立硬件部件或其组合)。在一些示例中，处理器2415可以被配置成使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其他示例中，可以将存储器控制器集成到处理器2415中。处理器2415可以被配置成执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持对指定光学装置的评估的功能或任务)。
I/O控制器2420可以表示调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似装置或与这些装置交互。在一些示例中，可以将I/O控制器2420实现为处理器的一部分。在一些示例中，用户可以经由I/O控制器4020或经由I/O控制器2420所控制的硬件部件与系统交互。I/O控制器2420可以与任何适当的输入和任何适当的输出通信。
存储器2425可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器2425可以存储包括指令的计算机可读的、计算机可执行的软件，该指令在被执行时使处理器执行本文中描述的各种功能。在一些示例中，除了其他元件之外，存储器2425还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，其可以控制基本的硬件和/或软件操作，例如与外围部件或装置的交互。
光源开关2445表示使处理器2415接通或关断光源的编程指令。在一些示例中，光源开关2445可以阻断或不阻断持续发射光的光源2432。当光部与接触镜容器2402的主体部结合时，光源2432可以自动地照明。在其他示例中，光源开关2445在被指示使光源2432照明时使光源2432照明。照明指令可以来自用户接口、远程装置、其他类型的装置或其组合。
波长选择器2450表示使处理器2415选择要透射通过接触镜溶液的光的期望波长的编程指令。在一些示例中，响应于指示接触镜容器分析接触镜溶液，波长选择器被编程为自动地使处理器从光谱的一端开始进行至另一端。在该示例中，波长选择器可以以一致的方式顺序地测试每个波长。在其他示例中，波长选择器仅使得某些类型的波长被测试。在仅针对特定类型的特征或某些类型的生物标记物测试接触镜溶液的情况下，可以根据分析省略至少一些波长。在一些示例中，特定波长可以改变或不利地影响特定生物标记物，使得该生物标记物难以在后面的分析中被识别。在这些情况下，可以根据分析省略某些波长。
倾斜控件2455表示使处理器2415控制连接至衍射光栅的倾斜机构的编程指令。衍射光栅所处的角度可以确定哪个波长被透射到溶液中。在一些示例中，波长选择器与倾斜控件通信以使适当的波长被透射到溶液中。
透射率记录器2460表示使处理器2415记录透射到溶液中的光束的透射率的编程指令。在一些示例中，不同透射率的多个光束被分别透射到溶液中，并且透射率记录器可以记录每个波长的透射率。在一些示例中，透射率记录器与接收光束的接收器通信。在一些情况下，记录器收集具有时间戳的透射强度，并且透射通过溶液的波长也被加上时间戳。在这些情况下，可以基于匹配时间将透射的波长与记录的透射强度进行比较。
在对每位患者进行一对一分析时，可能无法观察到某些生物标记物与它们各自浓度之间的相关性。然而，利用如此大的样本量，可以例如经由系统所使用的数据挖掘技术检测到先前未观察到的相关性。例如，可以对具有特定健康状况的用户的所有生物标记物特征进行分析。这样的分析可以揭示先前未链接至该健康状况的某些生物标记物具有先前未观察到的统计学上显著的通常浓度水平、统计学上显著的低浓度水平、统计学上显著的高浓度水平、另一统计学上显著的浓度水平、统计学上不重要类型的浓度水平、或其组合。这些相关性可以帮助识别否则可能无法观察到的患者的健康状况。即使在最终可以正确地诊断用户的健康状况的这些情况下，将获得的生物标记物特征与存储在数据库中的信息进行比较也可以产生更快的诊断。
图25描绘了数据库2500的示例，该数据库2500将泪液化学的特征、潜在指示和泪液化学的可能原因相关联。在该示例中，数据库2500包括表示泪液化学的第一列2502、表示潜在指示的第二列2504、以及表示泪液化学的可能原因的第三列2506。数据库2500可以包括：第一行2508，其包括具有正常乳铁蛋白水平和正常IgE水平的泪液化学的相关性；第二行2510，其包括具有正常乳铁蛋白水平和高IgE水平的泪液化学的相关性；第三行2512，其包括具有低乳铁蛋白水平和正常IgE水平的泪液化学的相关性；第四行2514，其包括具有低乳铁蛋白水平的泪液化学的相关性；第五行2516，其包括具有高乳铁蛋白水平的泪液化学的相关性；以及第六行2518，其包括具有高IgE水平的泪液化学的相关性。
虽然图25的示例描绘了具有特定类型的生物标记物的相关性的示例，但是任何适当类型的相关性均可以被包括在数据库中。在一些情况下，可以如行2514、2516、2518所描绘的包括与单个生物标记物相关的特征。在其他情况下，可以包括与特定生物标记物集相关的特征。例如，可以如行2508、2510、2512所描绘的包括与不同类型的生物标记物的两个或更多个特征相关的健康状况。可以包括任何适当数目的生物标记物特征。例如，一个或替选地数百个特征均可以共同地与特定类型的健康状况关联。此外，虽然图25的示例包括特定类型的生物标记物，但是数据库可以包括任何适当类型的生物标记物相关性。
图26描绘了确定用户的健康状况的系统2602的示例。在该示例中，可以将存储溶液容纳在接触镜容器2040内。接触镜镜容器2040可以与移动装置2604无线通信。移动装置2604可以将记录的水平中继到数据中心2606中的数据库，该数据中心2606可以将相关性发送回移动装置2604。移动装置2604可以将来自手持装置的结果和/或来自数据库的相关性呈现在移动装置2604的用户接口中。
对从来自存储溶液的返回信号获得的测量结果进行的各种处理中的至少一些处理可以在接触镜容器2040、移动装置2604和/或数据中心2606处发生。在一些示例中，移动装置2604包括从数据库检索相关性并且执行附加任务的程序。例如，响应于从数据库接收到健康状况，移动装置2604可以从除了数据库之外的另一源检索关于健康状况的信息。移动装置2604可以响应于接收到健康状况而执行的另一附加任务是：检索健康专业人员的联系信息、查阅用户的日程表以与健康专业人员预约会面、安排与健康专业人员的会面、执行另一任务或其组合。
图27示出了确定健康状况的方法2700的示例。在该示例中，方法2700包括将关于生物标记物的信息从接触镜容器发送2702至计算装置。
在框2702处，将关于生物标记物的信息从接触镜容器发送至计算装置。该信息可以被发送至任何适当的计算装置。在一些示例中，计算装置是膝上型计算机、台式计算机、移动装置、智能电话、电子平板、数字装置、远程装置、联网装置、其他类型的装置、或其组合。
在一些示例中，当生物标记物被分析时，生物标记物保留在接触镜上。在其他示例中，在分析之前将生物标记物从接触镜上移除。特征可以包括生物标记物的类型、生物标记物的浓度、生物标记物在接触镜上的位置、其他类型的特征或其组合。特征可以涉及单个生物标记物。在其他示例中，特征包括多个生物标记物的共同状况。
图28示出了获得生物标记物特征的方法2800的示例。在该示例中，方法2800包括：使第一波长的光透射2802通过接触镜容器内的接触镜溶液；获得2804通过接触镜溶液的第一波长的第一光学透射率测量结果；通过利用倾斜机构移动衍射光栅使第二波长的光透射2806通过接触镜溶液；以及获得2808通过接触镜溶液的第二波长的第二光学透射率测量结果。
在一些示例中，接触镜溶液包括透明质酸、磺基甜菜碱、泊洛沙明、硼酸、硼酸钠、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、氯化钠、磷酸羟烷基酯、泊洛沙姆、磷酸钠缓冲剂、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物与乙二胺、以及聚氨基丙基双胍或其组合。接触镜可以包括消毒剂、表面活性剂、抗真菌剂、抗菌剂、其他类型的试剂或其组合。
生物标记物从接触镜到溶液中的移除可以在任何适当的时间段内发生。在一些示例中，生物标记物在溶液中的时间为至少一分钟、至少五分钟、至少20分钟、至少45分钟、至少一小时、至少两小时、至少5小时、至少7小时、至少一天、至少两天、另一适当的时间段或其组合。
在一些示例中，接触镜没有以下表面腔，该表面腔被构造成生物标记物的结合位点或将泪液吸入接触镜。在一些示例中，接触镜没有针对特定生物标记物与接触镜的结合的表面处理。
在一些情况下，存储溶液包括被配置成促进接触镜的表面与来自泪液的生物标记物之间的结合的结合剂。在其他示例中，不将结合剂引入接触镜溶液。接触镜可以包括其中生物标记物与接触镜的任何其他表面一样可能结合至接触镜的任何表面的表面。在一些示例中，生物标记物可以附接至接触镜的光学区域、接触镜的外周区域、接触镜的边缘、接触镜的后侧、接触镜的前侧、接触镜的其他区域或其组合。
接触镜可以通过任何适当的制造方法来制造。在一些示例中，接触镜被模制成其形状。在其他示例中，接触镜被加工成其精确形状。在另外的其他示例中，接触镜是铸造成型的或旋转铸造的。旋转铸造接触镜可以在接触镜的后侧上形成连续表面，该连续表面与被构造成辅助用户他/她的视力的轮廓匹配。在旋转铸造过程期间，接触镜的前侧可以包括与接触镜模具匹配的轮廓。接触镜模具可以包括连续的、弯曲的、而没有中断的表面。在一些示例中，旋转铸造接触镜提供基本上没有中断的连续表面，例如微腔。在一些示例中，在前侧和后侧上都具有连续的、无中断的表面可以防止在接触镜中收集泪液。避免泪液的收集可以防止接触镜具有额外的重量。此外，当将接触镜引入溶液中时，大量的泪液可能不与接触镜溶液混合，这可能使被分析的流体的体积偏斜并且影响浓度分析。在未收集泪液的一些示例中，仅生物标记物可以由接触镜携带至溶液中。因此，不必调整分析以适应流体的增加。然而，在一些示例中，被分析的流体的量可能不需要精确的流体量。在一个示例中，接触镜容器可以包括填充线，并且由传感器执行的测量在溶液接近填充线的情况下就足够了，而不需要精确地位于填充线。此外，通过不修改接触镜以具有增强的收集特定生物标记物的能力，结合到接触镜的生物标记物的浓度可以进一步反映泪液中该生物标记物的实际浓度。收集特定生物标记物或多种生物标记物的能力增强可以使不成比例量的生物标记物与接触镜结合，这可能会使分析溶液时进行的测量水平偏斜并且潜在地导致生物标记物的实际浓度的表征不准确。
图29至图34示出了根据本示例性教导的各种接触镜容器。每个接触镜容器可以包括结合图24公开的元件，包括处理器、存储器和I/O控制器等。
图29描绘了接触镜容器2040的示例。在该示例中，容器2040包括主体部2900和盖部2902。盖部2902可以与主体部2900互锁。在所示的示例中，盖部2902可以与主体部2900螺纹互锁。
主体部2900可以具有基本上平坦的下表面2950，当容器2040搁置在支承表面上(例如，工作台面或水槽表面)时，该下表面为容器2040提供稳定性。在其他示例中，主体部2900包括使主体部2900在直立取向上稳定的多个腿部。在直立位置，接触镜容器2040被定向使得存储溶液汇集在腔的底部中并且远离将盖部2902固定到主体部2900的螺纹部或其他连接机构。主体部2900还可以包括连接至底板(图30，3054)的内壁(图30，3052)。内壁3052和底板3054共同限定了腔。该腔可以被配置成容纳接触镜存储溶液的体积。可以将接触镜插入到腔中持续期望的时间段，例如整夜，直到用户决定将接触镜重新插入到用户的眼睛中。
主体部2900可以包括第一腔2904和第二腔2906。由于用户通常在其每只眼睛内佩戴单独的接触镜，接触镜容器2040可以包括用于第一接触镜的第一腔2904和用于第二接触镜的第二腔2906。传感器可以并入到每个腔中或者仅并入到一个腔中。在一些示例中，用户的一只眼睛的生物标记物简档可以与另一只眼睛的生物标记物简档相似或相同。在这些示例中，测试一只眼睛的生物标记物可以足以理解用户的泪液化学。然而，在其他示例中，测试每只眼睛的泪液可以帮助识别仅测试一只眼睛时可能无法实现的简档。
任何适当类型的存储溶液可以与本文公开的原理结合使用。在一些示例中，存储溶液包括消毒剂，其杀死接触镜上的细菌、病毒、真菌、病菌、酶、不期望的生物体或其组合。在一些示例中，存储溶液还防止蛋白质堆积物、脂质堆积物、碎屑堆积物或接触镜上的其他类型的堆积物。此外，存储溶液可以包括改善硅酮水凝胶接触镜或其他类型的接触镜的湿润性和舒适性的成分。在一些示例中，存储溶液包括盐溶液、过氧化氢溶液、其他类型的溶液或其组合。
接触镜容器2040可以通过任何适当的机构形成。在一些示例中，接触镜容器2040使用合成树脂注射模制而成，合成树脂例如为聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、聚碳酸酯(PC)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物(ABS)、丙烯乙烯共聚物或其组合。在其他示例中，接触镜容器2040可以被铸造、加工或以其他方式形成。在一些示例中，盖部2902由与主体部2900相同的材料制成。
在一些示例中，主体部2900包括第一螺纹部(图30，3056)，盖部2902包括第二螺纹部(图30，3058)。在一些示例中，第一螺纹部3056是外螺纹部，并且第二螺纹部3058是内螺纹部。然而，在其他示例中，第一螺纹部3056是内螺纹部，而第二螺纹部3058是外螺纹部。第一螺纹部3056和第二螺纹部3058可以彼此螺纹连接。在盖部2902通过螺纹部固定到主体部2900的情况下，盖部2902封闭腔。
尽管已经参考具有通过互补螺纹部连接的盖部2902和主体部2900的接触镜容器2040描述了这些示例，但是盖部2902和主体部2900可以通过任何适当的机构连接。例如，盖部2902和主体部2900可以通过卡扣连接、压缩配合连接、铰接连接、其他类型的连接或其组合固定在一起。在一些示例中，连接是水密的，以防止当接触镜容器2040侧面定向或颠倒定向时存储溶液从腔泄漏。
图30和图31描绘了并入到盖部2902中的传感器的示例。在这些示例中，盖部2902包括突出到第一腔2904的体积中的突起3008。突起3008可以具有小于腔的横截面厚度的横截面厚度，从而允许流体在腔的壁的表面与突起3008的表面之间的空间内移动。突起的尺寸也可以被设计成将接触镜固定到腔的底部或至少使接触镜位于腔的底部与突起3008的远端之间。
突起3008可以连接至盖部2902。突起3008可以比第二螺纹部从盖部2902延伸到更远。突起3008可以包括远端3060，并且远端3060可以包括弯曲表面3062。
在一些示例中，该接触镜的中心部分与该腔的底板3054的中心部分进行接触。在底板3054与突起3008的远端3060之间的间隙小于接触镜的矢状深度的这些示例中，突起3008和底板3054可以共同地在接触镜上施加压缩负荷，这有助于保持接触镜靠在弯曲表面3062上。然而，由于远端3060的曲率，该间隙可以从底板3054的中心部分朝向弯曲表面3062的边缘逐渐增加。在这样的情况下，如果接触镜在弯曲表面3062上偏离中心放置，则接触镜可能易于从弯曲表面3062上脱落。
突起3008可以使接触镜位于腔的体积内的远离可以由传感器传输的光束的空间中。换言之，突起3008可以帮助将接触镜定位在腔的区域中，使得接触镜不太可能干扰在接触镜溶液中进行的测量。
可以在突起3008中限定通道3010，该通道的大小允许接触镜溶液的一部分进入由通道3010限定的体积内。光发射器2142和光接收器2146可以位于通道3010附近，使得它们可以测试位于通道3010中的接触镜溶液。在图30的示例中，通道3010被限定在突起3008的侧壁中，并且在图31中，通道3010形成在突起3008的远端3060中。在图31的示例中，为了避免在突起3008进入接触镜溶液时将空气截留在通道3010内，通气孔(未示出)可以将通道连接至突起的壁的表面。
图32描绘了主体部2900内的腔3200的示例，主体部2900具有位于距腔的底板3054足够远的距离处的光接收器和光发射器2142，使得当接触镜安置在腔的底部时，接触镜位于发射光束的空间的下方。
图33描绘了在底板3054中限定的通道3010的示例，并且相关联的光发射器2142和接收器2146与可以分析溶液的通道3010相邻。在所示的示例中，冒口3370从底板3054突出以将接触镜与底板3054间隔开。冒口3370被间隔开，使得存储溶液可以绕冒口3370通过。因此，冒口3370防止接触镜阻挡溶液进入通道3010中。
图34描绘了具有用户接口3400的接触镜容器2040的示例。用户接口3400可以用于向用户呈现消息或向用户呈现选项。用户也可以使用用户接口3400来向接触镜容器2040给出指令。在其他示例中，用户接口并入到与接触镜容器2040通信的装置中。例如，接触镜容器2040可以与移动装置无线通信，并且移动装置的用户接口可以作为容器与用户之间的接口来操作。在其他示例中，用户接口可以硬连线至容器2040。可以与容器通信并提供用户接口的设备的非穷举列表包括但不限于移动装置、智能电话、电子平板、膝上型计算机、台式计算机、计算装置、联网装置、其他类型的装置或其组合。
虽然图34的示例描绘了用户接口并入到容器2040的盖部2902中的示例，但是用户接口3400可以并入到容器2040的任何适当部分中。例如，用户接口3400可以并入到主体部2900、容器的侧面、容器的下表面、容器的另一部分或其组合中。
可以呈现给用户的消息的示例包括分析的结果、启动分析的选项、更换电池的请求、更换存储溶液的请求、何时执行分析的时间表、测试特定健康状况的选项、拧紧盖部的请求、更换光源或容器的另一部件的请求、插入接触镜的请求、允许将测试结果发送至远程装置的请求、其他类型的消息或其组合。
用户可以通过用户接口与容器通信的指令的示例包括启动测试、将测试限制到特定类型的条件、限制波长范围、设置用于使测试运行的时间、将测试结果发送至远程装置、中断测试、不执行测试、其他类型的指令或其组合。
示例
示例1
在一个示例中，使用近红外光谱检测先前沉积在接触镜上的一种或更多种蛋白质生物标记物。传感器包括近红外光谱仪，该近红外光谱仪具有并入到镜片容器的主体中的光发射器和光接收器。光发射器(或辐射源)位于镜片容器的主体中，以在接触镜在夜间移出期间被存储在镜片容器中的标准位置时，引导光基本上垂直于接触镜。当光发射器发射光时，接触镜容器盖部关闭，从而将光容纳在镜片容器内。
光发射器提供具有900nm至2500nm区域内的波长的光。例如，光发射器可以提供具有在1300nm至1600nm的较窄的选择区域中的波长的光，包括水的第一谐波(overtone)。光发射器可以响应于用户请求而重复地发射光谱。另外或替选地，光发射器可以被编程为自动地重复从光发射器发射光的光谱。例如，可以在将接触镜插入到镜片容器中并且关闭容器盖部之后每小时执行一次光谱分析。可以在将接触镜插入到镜片容器中之后1小时、在将接触镜插入到镜片容器中之后2小时和/或在镜片容器中的接触镜溶液中培养过夜之后执行光谱分析。光谱分析可以使用盖部上的按钮或致动器来启动。还可以经由智能电话或平板上的用户接口无线地启动光谱分析。光谱分析的结果被临时存储在存储单元中，并且在并入到主体部中的处理单元中进行分析。
一旦对光谱结果进行了处理，光谱结果就被无线地发送至数据库。为眼部健康状况预测而开发的特定算法将分析光谱结果的数据，并将光谱结果与患者的健康数据库进行比较。数据库和计算平台将分析和预测结果发送回用户接口，例如智能电话或平板电脑上的用户接口。
示例2
在另一示例中，使用微流体一次性带检测先前沉积在接触镜上的一个或更多个生物标记物。微流体一次性带被并入到镜片容器的主体部中。例如，微流体一次性带被并入到限定镜片容器的腔的壁或底板中。当腔至少部分地填充有接触溶液并且接触镜在镜片容器中的标准位置中时，微流体带传感器连续收集接触镜溶液以及从佩戴的接触镜溶解的溶质。
在具有比色读数的基于免疫的平台中执行微流体一次性带的感测。被并入到镜片容器的主体中的紫外光谱仪可以用于定量分析微流体一次性带上的基材的颜色改变，以靶向微流体一次性带上的特定抗体。
还在与荧光读取器单元相关联的基于荧光免疫的平台中执行微流体一次性带的感测。基于荧光免疫的平台和荧光读取器单元使得能够在接触镜浸入镜片容器中的接触镜溶液期间进行长时间测量。荧光感测信号随时间的比色演变与生物标记物从接触镜在接触镜溶液中的溶解直接相关。这些生物标记物(例如，细胞因子、酶、免疫球蛋白、肽和脂质中的一种或更多种)可以与眼表炎症相关。荧光感测信号的时间依赖性演变被实时发送到数据库和预测平台以供后续使用。
数据库和预测平台将分析和预测结果发送回用户接口，例如，镜片容器上的并入的用户接口，或者应用户请求将结果发送回智能电话或平板电脑上的用户接口。当从镜片容器取出接触镜时或在选择的时间段之后，数据库也发送回分析和预测结果。
示例3
在另一示例中，分析了葡萄糖水的各种稀释度以证明溶液中示例性颗粒的检测。准备的样本溶液具有以下浓度：纯水，每升水1克葡萄糖，每升水5克葡萄糖，每升水10克葡萄糖，每升水50克葡萄糖和每升水100克葡萄糖。
对于每次测量，将几滴样本溶液放置在金刚石晶体样本板上。基于以下测量条件，用Thermo Scientific Nicolet 8700 FT-IR光谱仪测量样本中的每一个在400cm-1至4000cm-1处的红外吸光度：衰减全反射度(ATR)反射测量方法；金刚石晶体样本板；256秒的测量时间；约1.9cm-l的测量间隔；约4cm-l的分辨率；以及由ATR校正的大气和背景。
图35是示出六个样本中从400cm-1至4000cm-1处的红外吸光度的图。在图35的图中，约900cm-1至1200cm-1的第一区域以及约2000cm-1至2300cm-1的第二区域在六个样本中显示出浓度依赖性区域。然后，第一区域和第二区域可能是特定于葡萄糖分子的区域。图36是示出在六个样本的900cm-1至1200cm-1的上述第一区域中的红外吸光度的图。图36证明了光谱改变取决于葡萄糖的浓度。图37是更详细的图，示出了纯水、每升水1克葡萄糖和每升水5克葡萄糖的较低浓度样本在900cm-1至1200cm-1的上述第一区域中的红外吸光度。在图37中，在1031cm-1、1080cm-1和1108cm-1处示出有峰。然后，可以将校准曲线设置在1080cm-1处，以用于估计样本中的葡萄糖浓度。图38示出了使用1080cm-1的吸光度的校准曲线，当提供新样本的吸光度时，可以使用该校准曲线来提供新样本的浓度。
数据分析
根据本公开内容的另一方面，用于收集和利用健康数据的系统可以分类、分析、操纵或以其他方式处理大量数据。可以使用智能接触镜系统、智能接触镜容器、公共健康记录、患者健康记录、其他记录源或其组合来收集数据。数据可以被组织为数据库。数据库可以被配置在计算机可读存储介质(例如，非易失随机性存取存储器)上，并且使用例如在数据中心或服务器场中的多个服务器维护该数据库。在一些实施方式中，可以经由云计算网络将数据从数据源传送到数据库。
存储在数据库内的数据可以被分析、操纵或以其他方式处理，以推断数据的关系、共性、模式、相关性或其他基础特征。可以利用数据处理算法来处理数据。这些算法可以包括学习算法、预测模型、数据相关模型、聚类模型、任何其他适当的计算技术及其组合。在一些示例中，应用于收集的数据的算法还可以包括支持向量机、神经网络、决策树、高斯混合模型、隐马尔可夫方法和小波分析。类似地，可以将模型应用于数据。这些模型可以包括异常检测模型、聚类模型、分类模型、回归模型或摘要模型。现代数据挖掘过程、机器学习和人工智能也可以用于处理数据。
因此，处理数据可以导致发现数据内的信息性和有意义的关系、趋势、相关性、模式、子集和聚类。可以使用这样的信息来向用户或医生提供与用户的预测健康或医疗保健推荐有关的信息，如下面更详细地讨论的。
系统利用
根据本公开内容的另一方面，用于收集和利用健康数据的系统可以输出与从数据得到的比较、相关性、趋势或其他特征有关的信息。例如，可以利用系统来检测或以其他方式预测患者已经接触特定疾病(青光眼、糖尿病等)。另外地或替选地，系统可以被配置成基于从数据得到的比较、相关性、趋势或其他特征来生成对患者或医生的推荐。例如，系统可以生成包括推荐材料、款式、制造商等的接触镜推荐。
第一实施方式
本文中公开的原理包括使用泪液中的成分作为生物标记物的方法，该成分可以被分析以确定用户的健康状况，如在2018年3月14日提交的美国申请第62/642,860号中所描述的，该美国申请的公开内容通过引用全部并入本文中。可以将在由用户佩戴的接触镜上收集这些生物标记物。可以使用任何适当类型的接触镜来收集生物标记物。然而，来自各种各样的制造商的用于矫正视力的未改变的市售接触镜被设想为用于收集生物标记物的接触镜。生物标记物——例如蛋白质——通常在接触镜被放置在用户的眼睛上时就开始结合至这些接触镜。在不修改由制造商提供的接触镜的情况下，泪液中的蛋白质、电解质和/或其他生物标记物可以结合至接触镜。
通常，用户在佩戴接触镜一段时间后将其取出。通常，在用户休息之前，用户将其接触镜取出并且将其接触镜夜间放置在存储示例中。该存储示例可以包括对接触镜进行消毒并且还分解在接触镜上的任何堆积物的存储溶液。存储溶液可以是使接触镜上的堆积物溶解到溶液中的水溶液。一段时间后，可以用新鲜的存储溶液代替存储溶液，以降低溶液中的泪液成分或其他污染物的浓度。
可以分析存储溶液以确定从接触镜溶解到溶液中的生物标记物的类型和/或浓度。在一些示例中，可以在接触镜处于溶液中的情况下来分析溶液。在其他示例中，可以在分析生物标记物之前将接触镜从溶液中取出。
在一些实施方式中，可以使用传感器或感测装置来从溶液中收集分析物信息。可以使用任何适当类型的传感器来识别生物标记物的类型、浓度和/或特征。在一些情况下，可以将传感器并入到接触镜的存储容器中。例如，传感器可以是可操作地耦接至存储容器的单个电极或电极阵列。替选地或另外地，传感器可以是光谱分析仪，其使来自光源的光穿过存储容器(例如，容纳存储溶液的接触镜容器)内的腔，并且进入检测器或光接收器。检测器或接收器可以测量穿过存储溶液的光的光学透射率。在一些实施方式中，光谱分析仪使光以隔离的预定波长穿过存储溶液，并且测量预定波长范围中的每一个处的光学透射率。记录的透射率中的每一个可以与特定种类的生物标记物的存在及其浓度关联。在一个实施方式中，存储容器可以包括传感器、处理器和存储器。传感器可以被配置成获得指示至少一个生物标记物的特征信息，该至少一个生物标记物从用户所使用的接触镜得到并且被存储在存储容器中。处理器可以被配置成将信息发送到基于该信息来确定用户的健康状况的计算装置。
在其他示例中，可以将传感器并入到手持装置中。在一个实施方式中，可以将传感器并入到用户的移动装置(例如，智能电话和/或电平板电脑)中。使用移动电话或其他电子装置，用户可以将光束引导到存储溶液中，并且用并入到手持装置中的传感器来测量反射。
在一些实施方式中，可以用补充信息(例如，用户佩戴接触镜的时间量)来增强测量值。例如，用户可以与用户接口交互以输入用户佩戴接触镜多长时间。在一些示例中，可以提示用户输入用户佩戴接触镜的小时数。在其他示例中，可以提示用户输入佩戴接触镜的天数、用户是否在夜间取出接触镜、最近更换存储溶液的时间、可能影响存储溶液中的生物标记物的浓度的其他因素或其组合。
在一些实施方式中，传感器或其他感测装置可以记录测量值以确定一种或更多种生物标记物的浓度或其他可测量的特征。记录的测量结果(即，测量值)可以是落入与特定生物标记物关联的预定数值范围内的数值。在一些示例中，传感器可以实时记录测量结果。此外，传感器可以包括用于确定各种生物标记物的类型、浓度和/或其他特征的本地和/或基于云的逻辑。在一些示例中，传感器或包括传感器的感测装置可以使用学习算法、预测模型、数据相关模型、聚类模型、任何其他适当的计算技术及其组合。在一些示例中，传感器或包括传感器的感测装置可以包括数据库，该数据库存储生物标记物的标识/浓度与用户的健康状况之间的相关性。
可以将测量结果发送到处理由传感器收集的信息的计算装置。在一些示例中，至少一些计算在将数据发送到完成计算的计算装置之前执行。在其他示例中，传感器可以将原始数据发送到计算装置。在该示例中，所有数据处理(包括数据清理、数据管理、数据挖掘以及任何应用特定问题)远离传感器远程地执行。
生物标记物的类型的确定、生物标记物特征(例如，生物标记物的浓度)、化学计量学数据(例如，比率动力学、峰、平稳期、时间常数、衰减等)可以与存储在数据库中的数据点进行比较。数据库可以是计算装置本地的，或者计算装置可以具有对数据库的远程访问。数据库中的数据可以将生物标记物的不同类型和浓度与健康状况(例如，眼睛健康状况、过敏状况、其他生理状况或其组合)关联。在一些示例中，数据库中的数据可以用作输入或训练数据，以实现和监督机器学习技术或其他统计学习方法，以解决预测推断或与健康状况相关的其他数据挖掘问题，健康状况例如是眼睛健康状况、过敏状况、其他生理状况或其组合。在一些实施方式中，数据库还可以将测量的生物标记物特征与基于至少一个人口统计的子类别中的健康状况关联。
在一些示例中，数据库与多个用户和数据源通信。随着与用户的生物标记物特征相关的数据的收集，该数据以及来自多个其他用户的数据可以有助于存储在数据库中的信息。在一些示例中，数据收集可以自动启动数据库的数据管理系统。在一些示例中，数据管理系统或另一过程可以将诸如用户中的每一个的健康状况的附加数据并入到数据库中。因此，数据库中的相关性可以包括来自用户的报告。计算装置可以基于来自用户的报告来更新数据库。在一些示例中，患者数据可以在统计机器学习过程中用作预测器。在使用几千个用户构建数据库的一些示例中，数据库的输入可以识别对于科学共同体而言是未知的、健康状况与不同类型生物标记物的特定水平之间的相关性。因此，甚至在可以进行科学研究以发现生物标记物与健康状况之间的相关性之前，计算装置可以参考数据库来发送与疾病的诊断、疾病严重性评估、危险度分层、治疗决策或请求、对要针对特定类型的健康状况进行测试的用户的推荐、或其组合相关的信息。在其他实施方式中，数据库可以将与疾病的诊断、疾病严重性评估、危险度分层、治疗决策或请求、或测试推荐相关的信息发送给用户指定的医生。
这些原理使得庞大的数据库能够创建，该数据库将用户的健康状况与生物标记物的变化参数(即，生物标记物特征)关联。例如，数据库可以包括补充用户数据，例如，年龄、性别、体重、身高等。
这些原理还使得用户能够进行非侵入式手术以测量生物标记物。此外，在用户已经不时地存储和清理他或她的接触镜的这些示例中，用户可以很少甚至不付出额外努力来测量生物标记物并且接收关于他或她的健康状况中的至少一些健康状况的报告。
现在参照附图，如上所述，图18描绘了位于人眼1850的外侧上的接触镜1810的示例。接触镜1810跨越了眼睛1850的暴露部分的外表面的一部分。接触镜1810的上部分相邻于上眼睑的一组睫毛1852。接触镜1810可以包括与眼睛1850的角膜接触的后侧以及与该后侧相对的前侧。当眼睑在眼睛1850上行进时，眼睑可以在接触镜1810的前侧移动。
为了矫正视力，用户可以佩戴接触镜。在该类型的示例中，接触镜可以包括光学区域1820和外周区域1822。光学区域1820可以包括将光聚焦到用户的视网膜1824的中心的区域。外周区域1822可以在巩膜附近或在巩膜上接触眼睛。尽管该示例公开了使用被配置用于视力矫正而被佩戴在眼睛上的市售接触镜，但是根据本公开内容中描述的原理，可以使用其他类型的接触镜。例如，接触镜可以不包括曲率或校正视力的其他特征。实际上，在一个实施方式中，医生可以开接触镜处方，其唯一目的是收集患者的泪液中的生物标记物。
接触镜1810可以是软性接触镜、刚性透气性(RGP)接触镜、角膜塑形接触镜、其他类型的接触镜或其组合。接触镜可以由任何适当类型的材料组成。可以用于构造接触镜的材料的非穷举性列表包括任何适当的硅树脂材料和/或水凝胶材料。这样的材料可以由聚合物形成，聚合物例如泰菲康(tefilcon)、四菲康(tetrafilcon)A、克罗菲康(crofilcon)、赫尔菲康(helfilcon)A和B、马菲康(mafilcon)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(polymacon)、海西菲康(hioxifilcon)B、洛特拉菲尔孔(lotrafilcon)A、洛特拉菲尔孔B、咖利菲康(galyfilcon)A、赛诺菲康(senofilcon)A、西菲康(sifilcon)A、科米尔康(comfilcon)A、恩菲康(enfilcon)A、利多菲康(lidofilcon)B、舒菲康(surfilcon)A、利多菲康(lidofilcon)A、阿尔法菲康(alfafilcon)A、奥玛菲康(omafilcon)A、)、凡舒菲康(vasurfilcon)A、海西菲康(hioxifilcon)A、海西菲康(hioxifilcon)D、奈尔菲康(nelfilcon)A、希拉菲康(hilafilcon)A、阿科菲康(acofilcon)A、布菲康(bufilcon)A、德尔塔菲康(deltafilcon)A、彭菲康(phemfilcon)A、布菲康A、哌菲康(perfilcon)、依塔菲康(etafilcon)A、福克斯菲康(focofilcon)A、奥昔菲康(ocufilcon)B、奥昔菲康C、奥昔菲康D、奥昔菲康E、奥昔菲康F、彭菲康A、梅塔菲康(methafilcon)A、梅塔菲康B、维尔菲康(vilfilcon)A、其他类型的聚合物、单体或其组合。这些材料可以包括单体、聚合物和其他材料的各种组合，以形成组成接触镜的材料。
在一个实施方式中，接触镜材料可以由没有任何硅酮的水凝胶聚合物组成。这对于增加接触镜片的润湿性可能是期望的。在另一实施方式中，接触镜材料可以由硅酮水凝胶材料组成。
眼腔中的泪液可以与接触镜接触。在一些示例中，接触镜的整个表面区域与泪液接触。泪液的成分可以包括脂质、电解质、代谢物、蛋白质、抗体、其他类型的化合物或其组合。这些成分可以是可以指示用户的健康状况的生物标记物。生物标记物可以结合至接触镜。
可能关注的来自泪液的生物标记物的非穷举性列表包括但不限于电解质、钠、钾、氯化物、苯丙氨酸、尿酸、半乳糖、葡萄糖、半胱氨酸、高半胱氨酸、钙、乙醇、乙酰胆碱和乙酰胆碱类似物、鸟氨酸、血尿素氮、肌酸酐、金属元素、铁、铜、镁、多肽激素、促甲状腺激素、生长激素、胰岛素、促黄体激素、绒毛膜促性腺激素、肥胖激素、瘦素、血清素、药物、地兰汀、苯巴比妥、普萘洛尔、可卡因、海洛因、氯胺酮、激素、甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、雌激素、皮质醇、孕酮、组胺、IgE、细胞因子、脂质、胆固醇、载脂蛋白Ai、蛋白质和酶、乳铁蛋白、溶菌酶、泪液特定前白蛋白或脂质运载蛋白、白蛋白、补体、凝血因子、肝功能酶、心脏损害酶、铁蛋白、病毒成分、免疫球蛋白例如IgM、IgG、蛋白酶、蛋白酶抑制剂、乳酸、酮体、其他类型的生物标记物或其组合。
在一些示例中，市售接触镜可以具有使得生物标记物结合至接触镜而无需任何修改的表面属性。通常，蛋白质堆积物和其他类型的堆积物被认为是关于常规接触镜的问题，这些接触镜没有进行表面修改以增强生物标记物的结合至接触镜的能力饰。在其他示例中，可以对接触镜进行修改以增强生物标记物或仅针对特定生物标记物的结合能力。在可以对接触镜的表面进行修改以增强结合至生物标记物的能力的这些示例中，可以对接触镜上的任何适当位置进行结合增强，适当位置包括但不限于外周区域、光学区域、接触镜的前侧、接触镜的后侧、接触镜的其他区域或其组合。
如上所述，图19描绘了附至接触镜的后表面1930的生物标记物1914的示例。尽管该示例描绘了附至接触镜的后表面1930的生物标记物1914，但是生物标记物1914可以附至接触镜1810的仅前表面1932或附至接触镜1810的前表面1932和后表面1930两者。在一些实施方式中，生物标记物1914可以吸附、吸收、结合、共价结合、离子结合、粘附、粘合或以其他方式连接至接触镜1810的表面。在一些实施方式中，将生物标记物1914并入到接触镜1810的厚度中。
当接触镜1810从用户的眼睛取出时，生物标记物1914可以与接触镜1810保持在一起，如图19所描绘的。附至接触镜1810的生物标记物1914的量可以与接触镜1810在眼睛上的时间量相关。在一些示例中，接触镜1810可以在白天期间由用户佩戴并且在晚上被取出。在这些情况下，生物标记物1914可以覆盖大量的接触镜的表面区域。然而，在其他示例中，接触镜1810可以由用户佩戴较短的时间。在一个特定情况下，可以在医生的办公室中向患者提供接触镜1810达几分钟的时间段，以收集生物标记物1914以用于分析。在其他示例中，可以指示患者将接触镜1810保持数小时或一些其他持续时间以收集期望量的生物标记物1914。
如上所述，图20描绘了具有内部腔2002的存储容器2040中的接触镜1810的示例。腔2002由在底表面2008处连接在一起的第一壁2004和第二壁2006限定。接触镜1810和溶液2012也被设置在腔2002内。
溶液2012可以包括清洁剂，例如过氧化氢或其他类型的试剂，以清洁接触镜并杀死细菌、真菌、其他类型的微生物或其组合。溶液2012可以是现用类型的存储溶液，其与水化合并且清洁接触镜。存储溶液2012可以使生物标记物1914溶解到溶液2012中，从而清洁接触镜1810。接触镜1810可以保留在存储溶液2012中，直到随后由用户取回接触镜1810。在一些示例中，将接触镜1810在溶液中浸入短的时间段例如几分钟。在其他示例中，接触镜1810可以在溶液中保留多个小时例如整夜。在从接触镜1810移除生物标记物1914的情况下，可以将生物标记物1914稀释到溶液2012中，在溶液2012中可以测量或分析生物标记物类型、其各自的浓度或其他生物标记物特征。
可以从接触镜1810移除生物标记物1914，而不会不利地影响接触镜1810。在这些示例中，接触镜1810可以由用户再次佩戴。在一些示例中，从溶液2012中取出接触镜1810，使得接触镜1810不受对溶液执行的测试机制的影响。在其他示例中，在分析溶液2012时，接触镜1810保留在溶液2012中，但是该分析不会对接触镜110产生不利影响，使得接触镜1810可以由用户再次佩戴。
在一些示例中，可以在存储容器2040中分析生物标记物1914。在其他示例中，可以将溶液2012转移到具有用于进行测量的传感器的其他类型的装置中。在又一示例中，手持装置可以并入有可以对溶液执行分析的传感器。
在图39A中描绘了一种分析溶液的方法。在一些实施方式中，可以将光谱分析仪并入到存储溶液容器2040中。在图39A的示例中，用于接触镜1810的存储容器2040包括由底板2126所连接的至少一个壁2004限定的腔2002。在一些示例中，单个圆形壁限定了腔2002的至少一部分。在其他示例中，多个独立的壁接合在一起以限定腔2002。
可以将光源2142并入到腔2002的第一侧。光源2142可以被定向成将光束2144穿过溶液2012引导至光接收器2146。当光束2144透射穿过溶液2012时，取决于溶液的内容物，光的一部分可以被溶液吸收。具有不同类型的生物标记物1914的溶液2012可以具有穿过溶液2012的不同或独特的透光率。此外，具有不同浓度的相同生物标记物1914的溶液2012也可以表现出不同或独特的透光率。
在一些实施方式中，光源2142可以隔离要独立地透射穿过溶液2012的波长范围。可以测量每个波长的透射率。溶液2012中的某些生物标记物可能不会影响第一波长的光学透射率，但是可以影响第二波长的光学透射率。因此，通过透射不同波长的光，可以测量溶液成分的更精细的测量结果。可以将测量的每个波长下的透射率与其中生物标记物的类型和浓度是已知的其他溶液的数据进行比较。因此，测量的透射率水平可以与溶液2012中的生物标记物1914的类型和浓度关联。
可以使用其他类型的光谱方法来分析和识别溶液中的生物标记物的类型和浓度。在一些示例中，可以由光接收器2146(例如，光谱分析仪)来执行频率的测量而不是波长的测量。用于分析溶液的其他类型的光谱机制的非穷举性列表可以包括原子吸收光谱、衰减全反射光谱、电子顺磁光谱、电子光谱、傅里叶变换光谱、伽马射线光谱、红外光谱、激光光谱、质谱多重或调频光谱、拉曼光谱和X射线光谱。
虽然图39A的示例实施方式包括腔壁的不同侧上的光源2142和光接收器2146，但是光源2142和光接收器2146可以在腔2002的同一侧上。在这样的示例中，从光源2142发射的光可以在容器内反射，并且该反射可以由光接收器2146(例如，光谱分析仪)记录或以其他方式测量。
在一些示例中，传感器可以是图42中描绘的手持装置4202的一部分。在该示例中，手持装置包括可以测量溶液内生物标记物的浓度的传感器，例如红外光谱仪。例如，手持装置可以包括具有红外源的端部，该红外源在用户将手持装置定向成适当地引导红外光并且指示手持装置发送光时将红外光发送到溶液中。被吸收到溶液中的红外光的量可以至少部分地基于溶液中生物标记物的浓度。因此，可以用被并入到手持装置中的红外接收器来测量到手持装置的红外光的返回量。
在其他示例中，可以将溶液2012倒入另一装置中以用于分析。在一个示例中，可以将溶液2012倒入免疫扩散机、离心机、其他类型的装置或其组合中，以用于测量溶液2012的至少一个属性(例如，生物标记物特征)。
在图39B中描绘了分析溶液的另一种方法。在一些实施方式中，可以将至少一个电极并入到存储溶液容器2040中，以通过计时电流法分析存储溶液2012的内容物。在图39B的示例中，可以在预定时间段内将电位施加到电极3948上，以引起所得电流强度。电流强度可以相对于溶液2012的属性而变化。例如，在一个实施方式中，在电极3948处测量的电流强度可以相对于溶液2012内的葡萄糖的浓度而变化。电极3948的电流强度可以被记录并且与数据库比较以确定接触镜用户的健康状况。
可以将电极3948并入到容器2040的底板2126中。在一些实施方式中，可以将阶梯式电位或电压施加到电极3948，其中，施加到电极3948的电压在一段时间内以预定步长增加。在其他实施方式中，施加到电极3948的电位或电压在一段时间内可以是恒定电位。可以将包括电极阵列的多个电极并入到底板2126或容器2040的任何其他表面中。电极3948可以可操作地耦接至被配置成向电极3948供应电力的电源(未示出)。电极3948可以可操作地耦接至被配置成测量电极的操作参数(例如，电压、电流、时间等)的处理单元(未示出)。
图40描绘了健康状况系统4000的图。系统4000包括具有处理器4015、输入/输出(I/O)控制器4020和存储器4025的基站4005。在一些实施方式中，处理器4015和存储器4025是计算装置的子部件，例如，基站4005可以是计算装置。I/O控制器4020可以例如通过天线与感测装置4030通信。在一些示例中，可以将感测装置4030的传感器并入到接触镜存储示例、手持装置、被配置成分析溶液的独立机器、其他类型的传感器或其组合中。在一些示例中，感测装置可以包括其自己的处理器、存储器和/或I/O控制器4020。感测装置4030和系统的部件可以无线地、通过硬连线连接或其组合进行通信。系统的存储器4025可以包括生物标记物特征获取器4045、数据库4050、生物标记物和数据库比较器4055、健康状况确定器4060和推荐生成器4065。在一些实施方式中，系统4000还可以包括与存储器4025通信的基站4005，基站4005可以例如经由I/O控制器4020内的天线或应答器与处理器4015和/或感测装置4030通信。在一些实施方式中，感测装置4030是至少一个电极和/或光谱分析仪。
处理器4015可以包括智能硬件装置(例如，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑部件、分立硬件部件或其任何组合)。在一些示例中，处理器4015可以被配置成使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其他示例中，可以将存储器控制器集成到处理器4015中。处理器4015可以配置成执行存储在存储器中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持对指定光学装置进行评估的功能或任务)。
I/O控制器4020可以包括调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似装置，或这与这些装置交互。在一些示例中，可以将I/O控制器4020实现为处理器的一部分。在一些示例中，用户可以经由I/O控制器4020或经由I/O控制器4020所控制的硬件部件与系统交互。I/O控制器4020可以与系统4000的任何输入和任何输出通信。
存储器4025可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器4025可以存储包括指令的计算机可读的、计算机可执行的软件，指令在被执行时使处理器4015执行本文中描述的各种功能。在一些示例中，除了其他元件之外，存储器4025还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，其可以控制基本的硬件和/或软件操作，例如与外围部件或装置的交互。存储软件(例如，程序)的存储器4025可以被称为“计算机可读记录介质”。记录介质可以是“非暂态有形介质”，例如，磁带、磁盘、卡、半导体存储器、可编程逻辑电路等。可以经由可以传输程序的任何传输介质(例如，通信网络或广播波)将程序提供给计算机。在一些实施方式中，本公开内容的方面还可以以经由电子传输并嵌入到载波中的其中实现有各种程序的计算机数据信号的形式来实现。
生物标记物特征获取器4045可以包括使处理器4015从溶液中获得生物标记物特征的编程指令。换言之，处理器4015可以执行编程指令以用作生物标记物特征获取器4045。生物标记物特征可以包括生物标记物标识、生物标记物浓度、其他类型的特征或其组合。在一些示例中，生物标记物特征获取器4045被动地接收包含关于生物标记物特征的信息的信号。在其他示例中，生物标记物特征获取器4045主动地请求关于生物标记物特征的信息。
数据库4050可以包括保存与生物标记物特征相关的信息的数据结构。数据库4050可以包括与生物标记物特征相关的信息，生物标记物特征是例如通过化学计量学方法在实验室中记录或测量的、从至少一个用户处获得的或其组合。在一些示例中，数据库可以最初填充有来自具有已知健康状况的患者和/或用户的信息，并且已经在实验室或其他环境中研究了泪液中的生物标记物类型和浓度水平。由于具有相同健康状况的一些用户可以表现出略微不同的生物标记物特征，因此可以汇编来自多个用户的信息。在一些示例中，可以收集成千上万的样本生物标记物特征。
生物标记物和数据库比较器4055可以表示或以其他方式包括编程指令，该编程指令使处理器4015将获得的生物标记物特征与存储在数据库4050中的信息进行比较。换言之，处理器4015可以执行编程指令以用作生物标记物和数据库比较器4055。在一些示例中，编程指令可以包括用于比较生物标记物特征的数据挖掘算法。健康状况确定器4060可以表示或以其他方式包括编程指令，该编程指令使处理器4015将用户的生物标记物特征与存储在数据库4050内的相似的生物标记物特征关联以确定或预测用户的健康状况。换言之，处理器4015可以执行编程指令以用作健康状况确定器4060。
在对患者中的每一个的一对一分析中，某些生物标记物及其各自浓度之间的相关性可能无法观察到。然而，利用较大的样本量，可以例如经由系统4000所使用的数据挖掘技术来检测先前未观察到的相关性。例如，可以分析具有特定健康状况的用户的生物标记物特征，这可以揭示先前未链接至健康状况的某些生物标记物具有先前未观察到的统计学上显著的正常浓度水平、统计学上显著的低浓度水平、统计学上显著的高浓度水平、另一统计学上显著的浓度水平、统计学上不重要类型的浓度水平、或其组合。这些相关性可以帮助识别否则可能无法观察到的患者的健康状况。即使在最终可以正确地诊断用户的健康状况的这些情况下，将获得的生物标记物特征与存储在数据库4050中的信息进行比较也可以导致更快的诊断。
推荐生成器4065可以表示或以其他方式包括使处理器4015向用户生成推荐的编程指令。换言之，处理器4015可以执行编程指令以用作推荐生成器4065。推荐可以包括用于确认用户是否具有所确定的健康状况的确认测试。确认测试可以由通常由用户操作的外部计算装置(例如，移动装置)进行。在进行确认测试的这些示例中，可以将确认测试的结果发送到数据库和/或计算装置。可以使用该结果来辅助数据库及其相关联的分析，以改善健康状况确定。
另一推荐可以提示用户接受针对所确定的健康状况的治疗。另一推荐可以提示用户就诊于特定类型的医生。另一推荐可以包括避免某些类型的食物。然而，其他推荐可以包括卫生制度、特定类型的饮食、执行一种类型的动作的另一推荐或其组合。
图41描绘了数据库4100的示例，该数据库4100将泪液化学的特征(例如，用户的泪液中的成分及其相关联的浓度)、潜在指示和泪液化学的潜在原因相关联。在该示例中，数据库4100包括表示泪液化学的第一列4102、表示潜在指示的第二列4104、以及表示泪液化学的潜在原因的第三列4106。数据库4100可以包括：第一行4108，其包括具有正常乳铁蛋白水平和正常IgE水平的泪液化学的相关性；第二行4110，其包括具有正常乳铁蛋白水平和高IgE水平的泪液化学的相关性；第三行4112，其包括具有低乳铁蛋白水平和正常IgE水平的泪液化学的相关性；第四行4114，其包括具有低乳铁蛋白水平的泪液化学的相关性；第五行4116，其包括具有高乳铁蛋白水平的泪液化学的相关性；以及第六行4118，其包括具有高IgE水平的泪液化学的相关性。
虽然图41的示例描绘了具有特定类型的生物标记物的相关性的示例，但是任何适当类型的相关性均可以被包括在数据库中。在一些情况下，如行4114、4116、4118所描绘的，可以包括与单个生物标记物关联的特征。在其他情况下，可以包括与特定一组生物标记物关联的特征。例如，如行4108、4110、4112所描绘的，可以包括与不同类型的生物标记物的两个或更多个特征关联的健康状况。可以包括任何适当数目的生物标记物特征。例如，从一个、三个到数百个的特征均可以共同地与特定类型的健康状况关联。此外，虽然图41的示例包括特定类型的生物标记物，但是数据库可以包括任何适当类型的生物标记物相关性。在图41中描绘的实施方式中，可以通过将生物标记物的测量值与预定阈值进行比较来确定生物标记物水平是“正常”、“低”还是“高”。
图42描绘了确定或以其他方式确定用户的健康状况的系统4200的示例。在该示例中，可以将存储溶液(即，水溶液)容纳在接触镜容器2040内。可以使用具有传感器的手持装置4202来对溶液中生物标记物的至少一个特征进行测量。手持装置4202可以将生物标记物特征发送到移动装置4204(即，计算装置)，该移动装置4204与存储数据库(图41，4100)的基于云的数据中心4206通信。移动装置4204可以将测量的生物标记物特征中继到数据中心4206中的数据库，该数据中心4206可以将生物标记物特征与健康状况之间的相关性发送回移动装置4204。移动装置4204可以将来自手持装置4202的结果和/或来自数据库的相关性呈现在移动装置4204的用户接口中。
对从来自存储溶液的返回信号获得的测量结果进行的各种处理中的至少一些处理可以在手持装置4202、移动装置4204和/或数据中心4206处发生。在一些示例中，移动装置4204可以包括从数据库检索相关性并且执行附加任务的程序。例如，响应于从数据库接收到健康状况，移动装置4204可以从除了数据库之外的另一源检索关于健康状况的信息。移动装置4204还可以检索保健专业人员的联系信息、查阅用户的日程表以与保健专业人员预约会面、安排与保健专业人员会面、执行另一任务或其组合。
图43示出了确定健康状况的方法4300的示例。在该示例中，方法4300包括分析4302接触镜上包含的至少一个生物标记物的特征以确定用户的健康状况，以及将特征与使特征与健康状况关联的数据库进行比较4304。
在框4302处，分析至少一个生物标记物的特征。该处理可以在处理器4015获得或以其他方式接收由感测装置4030内的传感器检测的测量值之后，由感测装置4030或由处理器4015(例如，生物标记物特征获取器4045)执行。如先前所述，生物标记物可以从接触镜获得。在一些示例中，当生物标记物被分析或以其他方式测量时，生物标记物可以保留在接触镜上。在其他示例中，可以在分析之前将生物标记物从接触镜上移除。生物标记物特征可以包括生物标记物的类型、生物标记物的浓度、生物标记物在接触镜上的位置、其他类型的特征或其组合。生物标记物特征可以涉及单个生物标记物。在其他示例中，生物标记物特征可以包括多个生物标记物的共同状况。
在框4304处，可以将生物标记物特征与使生物标记物特征与健康状况关联的数据库(例如，图40中的数据库4050)进行比较。例如，数据库可以包括与特定健康状况关联的单个生物标记物的类型和浓度。该处理可以由处理器4015(例如，生物标记物和数据库比较器4055)执行。在另一示例中，数据库可以进行关联，将具有特定浓度的第一类型的生物标记物和具有不同特定浓度的第二类型的生物标记物与特定类型的健康状况相关联。
图44示出了确定健康状况的方法4400的示例。在该示例中，方法4400包括从用户先前佩戴的接触镜获得4402生物标记物，分析4404至少一个生物标记物以确定用户的健康状况，基于对生物标记物的分析来获得4406浓度水平，以及将浓度水平与使浓度水平与健康状况关联的数据库进行比较4408。处理框4404和4406可以由与图43中的框4302的实体(例如，处理器)相同的实体执行。处理框4408可以由与图43中的框4304的实体(例如，处理器)相同的实体执行。
在框4402处，可以以任何适当方式从接触镜获得生物标记物。在一些示例中，可以在多用途接触镜存储溶液中从接触镜分离生物标记物。在另一示例中，通过在接触镜的表面上擦拭材料来从接触镜获得生物标记物。在其他示例中，可以通过从接触镜表面刮下生物标记物来将生物标记物从接触镜移除。在一些示例中，从接触镜获得生物标记物导致可以由用户再次佩戴的接触镜。在其他示例中，从接触镜获得生物标记物导致修改接触镜，使得接触镜无法由用户再次佩戴。生物标记物特征获取器4045例如从感测装置4030获得指示如上所获得的生物标记物的特征的信息。
图45示出了确定健康状况的方法4500的示例。在该示例中，方法4500包括将来自用户先前佩戴的接触镜的生物标记物的特征与使生物标记物的特征与健康状况关联的汇总数据库进行比较4502。处理框4502可以由与图43中的框4304的实体相同的实体执行。
汇总数据库可以包括与来自多个源的健康状况相关联的浓度水平。在一些示例中，医生、患者、其他类型的专业人员、其他类型的源或其组合可以贡献可以填充到数据库中的信息。在一些示例中，可以将成千上万的健康状况及其相关联的生物标记物特征汇总到数据库中。
此外，在可以将关联的健康状况发送到用户之后，用户可以具有确认健康状况是否正确的选项。例如，用户可以将他或她的接触镜放置在存储示例中，并且接收他或她具有健康状况或可能具有健康状况的通知。因此，用户可以就诊于医生，该医生执行测试以确认用户是否具有该健康状况。在用户具有数据库所指示的健康状况的情况下，用户可以将确认消息发送到数据库。确认消息可以增加生物标记物的特征与健康状况之间的相关性的置信水平。在测试指示用户不具有数据库所指示的健康状况的情况下，用户可以将指示用户不具有健康状况的确认消息发送到数据库。该确认消息可以使生物标记物的特征与健康状况之间的相关性的置信水平降低。在用户不具有指示的健康状况的情况下，数据库可以再评估所得出的相关性，并且确定得出的相关性是否基于正确的假设。在一些示例中，指示用户不具有指示的健康状况的消息可以包括用户具有先前未被数据库识别的不同健康状况。数据库可以将不同健康状况与用户的确定的生物标记物特征关联。
图46示出了确定健康状况的方法4600的示例。在该示例中，方法4600包括将接触镜上的堆积物溶解4602到溶液中，分析4604溶液中蛋白质堆积物的成分，以及将从分析得到的至少一个参数发送4606到计算装置。处理框4604和处理框4606可以例如由感测装置4030执行。
在框4602处，可以通过将接触镜放置到接触镜存储溶液中来溶解堆积物。可以使用任何适当类型的接触镜溶液。例如，接触镜溶液可以是过氧化氢溶液、多用途存储溶液、其他类型的溶液或其组合。
在一些示例中，接触镜溶液包括透明质酸、磺基甜菜碱、泊洛沙明、硼酸、硼酸钠、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、氯化钠、磷酸羟烷基酯、泊洛沙姆、磷酸钠缓冲剂、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物与乙二胺、以及聚氨基丙基双胍或其组合。接触镜可以包括消毒剂、表面活性剂、抗真菌剂、抗菌剂、其他类型的试剂或其组合。
生物标记物从接触镜到溶液中的移除可以在任何适当的时间段内发生。在一些示例中，生物标记物在溶液中的时间为至少一分钟、至少五分钟、至少20分钟、至少45分钟、至少一小时、至少两小时、至少5小时、至少7小时、至少一天、至少两天、另一适当的时间段或其组合。
在一些示例中，接触镜没有被构造成生物标记物结合位点或将泪液吸入接触镜的表面腔。在一些示例中，接触镜没有针对特定生物标记物与接触镜的结合的表面处理。
在一些实施方式中，存储溶液可以包括被配置成促进接触镜的表面与来自泪液的生物标志之间的结合的结合剂。在其他示例中，不将结合剂引入接触镜溶液。接触镜可以包括其中生物标记物与接触镜的任何其他表面一样可能结合至接触镜的任何表面的表面。在一些示例中，生物标记物可以附接至接触镜的光学区域、接触镜的外周区域、接触镜的边缘、接触镜的后侧、接触镜的前侧、接触镜的另一区域或其组合。
然后在框4604处，可以例如根据本文中分别参照图43和图44描述的处理4302或处理4404来分析溶解的内容物。在框4606处，例如，如参照图42所描述的，将从分析得到的至少一个参数发送到计算装置。
在本公开内容中描述的原理可以应用于可以驻留在用户的腔内的其他装置。例如，当用户的护口器经过一晚的睡眠从用户口中取出时，可以将护口器放置在溶液中进行清洁。蛋白质、抗体、脂质、酶、电解质等可以结合至护口器。这些生物标记物可以与护口器分离，进入溶液中，并且可以被分析。可以将测量的生物标记物水平与数据库中包含的相关性进行比较，以确定用户的牙齿状况或用户的其他类型的状况。
在其他示例中，装置可以是牙刷、棉花棒、牙线、棉签、耳机、针、可消化装置、创可贴、其他类型的绷带、可移除矫形硬件、其他类型的硬件、口香糖、其他类型的装置或其组合。
图47描绘了用于确定用户的健康状况的方法4700的示例。在该示例中，方法4700包括分析4702来自用户先前在第一时间段期间佩戴的第一接触镜的至少一个生物标记物的第一特征，将第一特征与来自用户的至少一个生物标记物的第二特征进行比较4704，确定4706第一特征与第二特征之间的改变，以及将改变与使改变与健康状况关联的数据库进行比较4708。处理框4702可以由与图43中的框4302的实体(例如，处理器)相同的实体来执行。处理框4704至4708可以由处理器4015(例如，具体地，生物标记物和数据库比较器4055)来执行。
在框4704处，将第一特征与第二特征进行比较。可以从在不同时间佩戴的同一接触镜获得第一特征和第二特征。例如，用户可以在第一天佩戴接触镜，并且在第一天结束时当用户从接触镜移除生物标记物时取出接触镜。可以对生物标记物进行分析以获得第一浓度，例如第一生物标记物的第一浓度。在第二天，用户可以将接触镜放回他或她的眼睛中，并且在该天结束时取出接触镜。也可以执行生物标记物的移除和分析。第二特征可以是第一生物标记物的不同浓度。因此，改变可以是增加的浓度、减少的浓度、其他类型的浓度或其组合。在一些实施方式中，对生物标记物的分析可以每天进行一次，持续数天。在该实施方式中，可以对生物标记物的浓度进行平均以克服与单次分析相关联的异常(例如，发现某个生物标记物的浓度水平在其中一天异常地高或低，但是在其他时间处于通常浓度水平)。
在一些示例中，当使用同一接触镜来获得第二组生物标记物时，数据库可以包括特定相关性。在一些示例中，并非所有生物标记物均可以在清洁的第一晚期间从接触镜被移除，因此，在将接触镜放置在溶液中进行清洁的第二晚，可以获得更多生物标记物。在其他示例中，在第一次清洁之后保留在接触镜上的这些生物标记物可以阻止其他生物标记物附至接触镜，使得通常在第二晚获得较少的生物标记物。
在其他示例中，第二组生物标记物可以从新的接触镜获得。在这些情况下，从先前清洁时间存留的生物标记物可能不是问题。可以从与第一接触镜(从其获得第一组生物标记物特征的接触镜)不同的第二接触镜获得第二组生物标记物(例如，第二组生物标记物特征)。
在框4708处，可以将第一浓度与第二浓度之间的改变与其中改变与健康状况关联的数据库进行比较。计算装置可以参考数据库发送关联的健康状况的指示，并且用户(即，移动装置、手持装置、传感器等)可以接收关联的健康状况的指示。
在一些示例中，第一特征是在与获得第二特征时不同的时间获得的。在其他示例中，可以在大约相同的时间段中获得第一特征和第二特征。例如，可以在第一眼睛中佩戴第一接触镜，并且可以在第二眼睛中佩戴第二接触镜，并且可以分析生物标记物的特征。在特征不同的这些情况下，可以有存在于眼睛中之一中而不存在于另一眼睛中的状况。
用户可以具有与手持装置、移动装置、数据库相关联的账户或者与另一计算装置相关联的账户，该计算装置在用户的生物标记物的特征被发送到数据库时存储特征中的至少一些特征。这些存储的记录可以汇编用户的健康史。健康史可以由医生查看，以协助检测其他健康状况、协助制定治疗计划、协助制定预防计划、协助诊断亲属的健康状况、确定其他类型的信息或其组合。
为了进一步阐明本公开内容的细节，将参照图48至图50详细描述本公开内容的一个实施方式。特定实施方式利用被设置在容纳水溶液的接触镜容器内的电极。电极被配置成在电极的表面处生成电流。水溶液内的生物标记物可以使在电极的表面处生成的电流取决于溶液内的生物标记物的类型、浓度或其他特征而变化。另外地或替选地，可以在水溶液内测量阻抗。测量的阻抗也可以取决于溶液内的生物标记物的类型、浓度或其他特征而变化。可以使用去离子水来将水溶液稀释到期望的生物标记物浓度。
在图48中，示出了一段时间内被定位在水溶液内的电极处的测量的电流的图形表示。更具体地，使用电极进行计时电流测量，以覆盖三个样本读数。图48中描绘的三个样本读数涉及使用三组接触镜的三个重复测量结果(即，读数1、读数2和读数3)，这三组接触镜各自在被佩戴12小时时间段之后沉积在水溶液中。接触镜被配置成将免疫球蛋白E(“IgE”)从佩戴者的泪液结合到接触镜的表面上。如图48所示，各个读数中的每一个在50,000秒之后在电极处达到大约-2μA的类似稳态电流。
在图49中，示出了一段时间内在水溶液内的电极处的测量的电流强度的图形表示。更具体地，使用多个电极进行计时电流测量，每个电极浸没在不同水溶液样本中。每个水溶液样本包含范围在0.02mM至0.6mM之间的不同浓度的葡萄糖。
当接触镜被佩戴时，包含葡萄糖的泪液可以粘附至接触镜的表面。当接触镜被放置在溶液内时，该泪液可以溶解在水溶液内并且散布在整个水溶液内。如图49所示，各个水溶液内葡萄糖的浓度可以影响在一段时间内在电极处测量的电流强度。因此，可以使用给定时间段处的强度测量来关联水溶液内的葡萄糖浓度。
可以将相对于特定葡萄糖浓度的当前强度测量结果存储在数据库内。此外，还可以将与特定葡萄糖水平相关联的特定健康状况存储在数据库内。因此，在接触镜的储存容器处进行的测量可以参考被存储在数据库上的信息，以关联健康状况。在一些实施方式中，可以利用计算装置或处理器来与数据库通信。
在图50中，示出了在电极处测量的阻抗的图形表示。更具体地，示出了奈奎斯特图，其描绘了当电极处的施加信号从高频转变为低频时水溶液内的测量的阻抗的改变。此外，利用了两个水溶液样本。第一样本(即，ab IgG)在溶液中不包含免疫球蛋白G(“IgG”)，第二样本(即，IgG 0.56ng/ml)包含0.56ng/ml的浓度的IgG。如图50所示，在高频下，测量的阻抗并无实质上的不同，但是随着频率降低，测量的阻抗开始分岔。因此，可以通过测量溶液内的阻抗来确定水溶液内IgG的浓度。
第二实施方式
本公开内容中呈现的原理包括使用泪液的成分作为可以被分析以向用户推荐接触镜的生物标记物的方法，如在2018年3月14日提交的美国申请第62/642,875号中所描述的，该美国申请的公开内容通过引用全部并入本文中。可以在由用户佩戴的接触镜上收集这些生物标记物。可以使用任何适当类型的接触镜来收集生物标记物。然而，来自各种各样的制造商的用于矫正视力的未改变的市售接触镜被设想为用于收集生物标记物的接触镜。生物标记物——例如蛋白质——通常在接触镜被放置在用户的眼睛上时就开始结合至接触镜。在不修改由制造商提供的接触镜的情况下，泪液中的蛋白质、电解质和/或其他生物标记物可以结合至接触镜。吸附或以其他方式结合至接触镜的蛋白质的数目或浓度可以与接触镜材料和患者的眼健康状况关联。通过收集、组织和参考生物标记物特征，可以生成接触镜推荐，该接触镜推荐将生物标记物特征(例如，蛋白质浓度)与患者的眼健康数据库关联，并且针对以后的佩戴提出优选接触镜类型。
通常，用户在佩戴接触镜一段时间后将其取出。通常，在用户休息之前，用户将其接触镜取出并且将其接触镜夜间放置在的存储示例中。该存储示例可以包括对接触镜进行消毒并且还分解在接触镜上的堆积物的存储溶液。存储溶液可以是使接触镜上的堆积物溶解到溶液中的水溶液。一段时间后，可以用新鲜的存储溶液代替存储溶液，以降低溶液中的泪液成分或其他污染物的浓度。
可以分析存储溶液以确定从接触镜溶解到溶液中的生物标记物的类型和/或浓度。在一些示例中，可以在接触镜处于溶液中的情况下来分析溶液。在其他示例中，可以在分析生物标记物之前将接触镜从溶液中取出。
在一些实施方式中，可以使用传感器或感测装置来从溶液中收集分析物信息。可以使用任何适当类型的传感器来识别溶液内的生物标记物的类型和/或浓度。在一些情况下，可以将传感器并入到接触镜的存储容器中。例如，光谱分析仪可以检测或以其他方式测量来自存储容器内的光源的光属性。光谱分析仪可以测量光学透射穿过存储溶液的光的量。在一些示例中，光源使光以隔离的预定波长穿过存储溶液，并且光谱分析仪测量预定波长范围中的每一个处的光学透射率。记录的透射率中的每一个可以与特定种类的生物标记物的存在及其浓度关联。在一个实施方式中，存储容器可以包括传感器、处理器和存储器。传感器可以被配置成获得指示至少一个生物标记物的特征信息，该至少一个生物标记物从用户所使用的接触镜得到并且被存储在存储容器中。处理器可以被配置成将信息发送到计算装置，该计算装置基于该信息为用户生成接触镜推荐。
在其他示例中，可以将传感器并入到手持装置中。在一个示例中，可以将传感器并入到用户的移动装置(例如，智能电话和/或电平板电脑)中。在这些类型的示例之一中，用户可以将光束引导到存储溶液中并且测量反射。
在一些实施方式中，可以用补充信息(例如，用户佩戴接触镜的时间量)来增强测量值。例如，用户可以与用户接口交互以输入用户佩戴接触镜多长时间。在一些示例中，可以提示用户输入用户佩戴接触镜的小时数。在其他示例中，可以提示用户输入他或她佩戴接触镜的天数、用户是否在夜间取出接触镜、最近更换存储溶液的时间、可能影响存储溶液中的生物标记物的浓度的其他因素或其组合。
在一些实施方式中，传感器或其他感测装置可以记录测量值或数据以确定期望的生物标记物中的每一个的浓度。记录的测量结果(即，测量值)可以是落入与特定生物标记物关联的预定数值范围内的数值。在一些示例中，传感器或感测装置可以实时记录溶液数据。此外，传感器或感测装置可以包括用于确定各种生物标记物的类型、浓度和/或其他特征的本地和/或基于云的逻辑。在一些示例中，传感器或感测装置可以使用学习算法、预测模型、数据相关模型、聚类模型、人工智能、任何其他适当的计算技术及其组合。在一些示例中，应用于从传感器或感测装置收集的数据的算法可以包括支持向量机、神经网络、决策树、高斯混合模型、隐马尔可夫方法和小波分析。用于从数据学习的模型可以包括但不限于异常检测模型、聚类模型、分类模型、回归模型或摘要模型。在一些示例中，传感器或感测装置可以包括数据库，该数据库存储用于关联生物标记物的标识/浓度和针对用户的接触镜推荐或对其进行比较的数据。
在另一实施方式中，可以使用感测装置来检测与角膜摩擦学属性相关的用户的眼表参数。这样的角膜摩擦学属性可以被测量、分析并且被记录在数据库中。例如，可以收集用户眼睛的温度分布。这样的摩擦学属性可以识别特定接触镜对佩戴者的眼睛的眼表可能产生的影响。这样的摩擦学属性可以包括：报告的患者特征、对眼表刺激的反应、功能性视敏度、眨眼参数、泪液生物标记物、接触镜沉积分析、眼表温度和眼表运动阻力。
在一些实施方式中，可以在一段时间内测量用户的眼睛的眼表温度。图51A描绘了一段时间内的眼表温度测量结果。从接触镜(CL)佩戴者收集三组测量结果，并在测量结果是在早上、中午和下午(即，CL-早上、CL-中午和CL-下午)从接触镜佩戴者收集的。数据内的温度尖峰可以表示接触镜佩戴者眨眼。图51A中描绘的测量数据示出了接触镜佩戴者的眼睛的眼表温度可以在给定时间段内变化。图51B也描绘了在一段时间内收集的眼表温度测量结果。在图51B中收集了两组眼表温度测量结果。首先，在不将接触镜(CL)定位在用户的眼睛上的情况下(即，第1天-无CL)收集眼表温度测量结果。其次，在将接触镜定位在用户的眼睛上的情况下(即，第1天-CL 9h30)收集眼表温度测量结果。如图51B所示，眼睛的眼表温度可以基于用户是否佩戴接触镜而变化。这样的摩擦学属性可以被测量并记录在数据库内。
可以将测量结果发送到处理由传感器收集的数据或其他信息的计算装置。在一些示例中，在将数据发送到完成计算的计算装置之前通过传感器或感测装置执行至少一些计算。在其他示例中，传感器将原始数据发送到计算装置。在该示例中，所有数据处理(包括数据清理、数据管理、数据挖掘以及任何应用特定问题)远离传感器远程地执行。在一些示例中，信息处理可以包括数据预处理，例如以便格式化或修改数据以供后续处理使用。在一些示例中，数据预处理可以包括数据归一化、数据同步、数据过滤和用于矩阵计算的格式化。
生物标记物的类型的确定、生物标记物特征(例如，生物标记物的浓度)、化学计量学数据(例如，比率动力学、峰、平稳期、时间常数、衰减等)可以与存储在数据库中的数据点进行比较。数据库可以是计算装置本地的，或者计算装置可以具有对数据库的远程访问。数据库中的数据可以将测量的生物标记物特征(例如，生物标记物的不同类型和浓度)与接触镜推荐或健康状况(例如，眼睛健康状况、过敏状况、其他生理状况或其组合)关联。在一些示例中，数据库中的数据可以用作输入或训练数据，以实现监督机器学习技术或其他统计学习方法，以解决预测推断或与健康状况相关的其他数据挖掘问题，健康状况例如是眼睛健康状况、过敏状况、其他生理状况或其组合。
这些健康状况可以与用户优选的或有益于用户的某些接触镜类型关联。例如，第一类型的接触镜可以使具有某些类型的过敏的用户感到不适。可以在数据库中检测过敏类型，并且可以向用户推荐更舒适的接触镜的类型。在一些示例中，数据库将生物标记物特征直接与针对接触镜类型的推荐直接关联。推荐可以包括相对于具有类似生物标记物特征的用户优选的接触镜的类型。在一些示例中，数据库基于舒适度、眼睛干涩或其他考虑填充有用户对接触镜的优选。数据库可以基于用户的生物标记物特征对这些优选进行排序。
数据库还可以存储信息，例如用户的生物标记物特征与其接触镜优选之间的相关性程度或百分比。例如，如果具有特定生物标记物简档的用户中有百分之九十五优选相同类型的接触镜，则可以将相关性等级视为高或强，并且可以将关于该相关性的信息存储在数据库中。在其他示例中，如果具有特定生物标记物简档的用户中仅有百分之五十五具有优选的接触镜类型，则可以将相关性等级视为较低，但仍然高到足以提出推荐。与多个生物标记物的相关性可以被存储，并且在生成接触镜推荐时被考虑。在具有某些生物标记物简档的用户具有多个优选接触镜的这些示例中，推荐可以包括例如在排序列表中的优选接触镜中的每一个。在该情况下，计算装置可以参考数据库确定哪些类型的接触镜不是优选的，并且警告用户不要使用这些类型的接触镜。在一些示例中，可以收集优选或不推荐接触镜的原因，并且将其存储在数据库内作为优选信息。该优选信息可以与具有相似生物标记物简档的其他用户共享。
在一些示例中，数据库可以与多个用户和数据源通信。随着与用户的生物标记物特征相关的数据的收集，该数据以及来自多个其他用户的数据可以有助于存储在数据库中的信息。在一些示例中，数据收集可以自动启动数据库的数据管理系统。在一些示例中，数据管理系统或另一过程可以将诸如用户中的每一个的健康状况的附加数据并入到数据库中。因此，数据库中的相关性可以包括来自用户的报告。计算装置可以基于来自用户的报告来更新数据库。在一些示例中，患者数据可以在统计机器学习过程中用作预测器。在使用几千个用户构建数据库的一些示例中，数据库的输入可以识别对于科学共同体而言是未知的、接触镜优选与不同类型生物标记物的特定水平之间的相关性。因此，即使在可以进行科学研究以找到生物标记物与健康状况或接触镜推荐之间的相关性之前，计算装置也可以参考数据库来发送与接触镜推荐相关的信息。在一些示例中，如果用户不具有接触镜优选，则不发送优选。在一些情况下，也可以将用户不喜欢的这些接触镜发送到数据库。因此，数据库中的相关性也可以从用户报告得到。在一些示例中，数据库是使用来自几千个用户的信息得到的，数据库的输入可以识别用户优选与生物标记物简档之间的相关性。
这些原理可以使得庞大的数据库能够构建，该数据库将用户的接触镜优选与生物标记物的变化参数(即，生物标记物特征)关联。例如，数据库可以包括补充用户数据，例如，年龄、性别、体重、身高等。
这些原理还使得用户能够进行非侵入式手术以测量生物标记物并且接收接触镜推荐。此外，在用户已经不时地存储和清洁他或她的接触镜的这些示例中，用户可以很少甚至不付出额外努力来测量生物标记物并且接收关于接触镜推荐的报告。
推荐可以包括推荐某种镜片材料。例如，某些镜片材料可以与用户的眼睛反应，从而引起炎症或使用户的眼睛易于感染。在一些示例中，接触镜可能具有错误的处方，该处方可以通过产生某个生物标记物而使眼睛起做出反应。在该示例中，推荐可以包括检查眼睛处方。在其他示例中，推荐可以包括切换到不同接触镜类型，例如日常使用的接触镜、刚性透气性镜片、软性接触镜等。在一些示例中，推荐可以包括特定品牌的接触镜。
现在参照附图，如上所述，图18描绘了位于人眼1850的外侧上的接触镜1810的示例。接触镜1810跨越了眼睛1850的暴露部分的外表面的一部分。接触镜1810的上部分相邻于上眼睑的一组睫毛1852。接触镜1810可以包括与眼睛1850的角膜接触的后侧以及与该后侧相对的前侧。当眼睑在眼睛1850上行进时，眼睑可以在接触镜1810的前侧移动。
为了矫正视力，用户可以佩戴接触镜。在该类型的示例中，接触镜可以包括光学区域1820和外周区域1822。光学区域1820可以包括将光聚焦到用户的视网膜1824的中心的区域。外周区域1822可以在巩膜附近或在巩膜上接触眼睛。尽管该示例公开了使用被配置用于视力矫正而被佩戴在眼睛上的市售接触镜，但是根据本公开内容中描述的原理，可以使用其他类型的接触镜。例如，接触镜可以不包括曲率或被配置成校正视力的其他特征。实际上，在一个实施方式中，医生可以开接触镜处方，其唯一目的是收集患者的泪液中的生物标记物。
接触镜1810可以是软性接触镜、刚性透气性(RGP)接触镜、角膜塑形接触镜、其他类型的接触镜或其组合。接触镜可以由任何适当类型的材料组成。可以用于构造接触镜的材料的非穷举性列表可以包括任何适当的硅树脂材料和/或水凝胶材料。这样的材料可以由聚合物形成，聚合物例如泰菲康(tefilcon)、四菲康(tetrafilcon)A、克罗菲康(crofilcon)、赫尔菲康(helfilcon)A和B、马菲康(mafilcon)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(polymacon)、海西菲康(hioxifilcon)B、洛特拉菲尔孔(lotrafilcon)A、洛特拉菲尔孔B、咖利菲康(galyfilcon)A、赛诺菲康(senofilcon)A、西菲康(sifilcon)A、科米尔康(comfilcon)A、恩菲康(enfilcon)A、利多菲康(lidofilcon)B、舒菲康(surfilcon)A、利多菲康(lidofilcon)A、阿尔法菲康(alfafilcon)A、奥玛菲康(omafilcon)A、)、凡舒菲康(vasurfilcon)A、海西菲康(hioxifilcon)A、海西菲康(hioxifilcon)D、奈尔菲康(nelfilcon)A、希拉菲康(hilafilcon)A、阿科菲康(acofilcon)A、布菲康(bufilcon)A、德尔塔菲康(deltafilcon)A、彭菲康(phemfilcon)A、布菲康A、哌菲康(perfilcon)、依塔菲康(etafilcon)A、福克斯菲康(focofilcon)A、奥昔菲康(ocufilcon)B、奥昔菲康C、奥昔菲康D、奥昔菲康E、奥昔菲康F、彭菲康A、梅塔菲康(methafilcon)A、梅塔菲康B、维尔菲康(vilfilcon)A、其他类型的聚合物、单体或其组合。这些材料可以包括单体、聚合物和其他材料的各种组合，以形成组成接触镜的材料。
在一个实施方式中，接触镜材料可以由没有任何硅酮的水凝胶聚合物组成。这对于增加接触镜片的润湿性可能是期望的。在另一实施方式中，接触镜材料可以由硅酮水凝胶材料组成。
眼腔中的泪液可以与接触镜接触。在一些示例中，接触镜的整个表面区域可以与泪液接触。泪液的成分可以包括脂质、电解质、代谢物、蛋白质、抗体、其他类型的化合物或其组合。这些成分可以是生物标记物，其可以指示用户的健康状况、遗传状况、眼睛状况、其他类型的状况或其组合。这些生物标记物可以结合至接触镜。
可能关注的来自泪液的生物标记物的非穷举性列表包括但不限于电解质、钠、钾、氯化物、苯丙氨酸、尿酸、半乳糖、葡萄糖、半胱氨酸、高半胱氨酸、钙、乙醇、乙酰胆碱和乙酰胆碱类似物、鸟氨酸、血尿素氮、肌酸酐、金属元素、铁、铜、镁、多肽激素、促甲状腺激素、生长激素、胰岛素、促黄体激素、绒毛膜促性腺激素、肥胖激素、瘦素、血清素、药物、地兰汀、苯巴比妥、普萘洛尔、可卡因、海洛因、氯胺酮、激素、甲状腺激素、促肾上腺皮质激素、雌激素、皮质醇、孕酮、组胺、IgE、细胞因子、脂质、胆固醇、载脂蛋白Ai、蛋白质和酶、乳铁蛋白、溶菌酶、泪液特定前白蛋白或脂质运载蛋白、白蛋白、补体、凝血因子、肝功能酶、心脏损害酶、铁蛋白、病毒成分、免疫球蛋白例如IgM、IgG、蛋白酶、蛋白酶抑制剂、乳酸、酮体、其他类型的生物标记物或其组合。
在一些实施方式中，市售接触镜可以具有使得生物标记物能够结合至接触镜而无需对接触镜进行任何修改的表面属性。通常，蛋白质堆积物和其他类型的堆积物被认为是关于常规接触镜的问题，这些接触镜没有进行表面修改以增强生物标记物的结合至接触镜的能力。在其他示例中，可以对接触镜进行修改以增强特定生物标记物或一般生物标记物的结合能力。在可以对接触镜的表面进行修改以增强结合至生物标记物的能力的这些实施方式中，可以对接触镜上的任何适当位置进行结合增强，适当位置包括但不限于外周区域、光学区域、接触镜的前侧、接触镜的后侧、接触镜的其他区域或其组合。在修改接触镜以增强其收集生物标记物的能力的一个示例中，可以在接触镜材料中形成微腔，该微腔的形状和尺寸设定成促进通过毛细作用吸入泪液。
如先前所述，图19描绘了附至接触镜的后表面1930的生物标记物1914的示例。尽管该示例描绘了附至接触镜的后表面1930的生物标记物1914，但是生物标记物1914可以附至接触镜1810的仅前表面1932或附接至接触镜1810的前表面1932和后表面1930两者。在一些示例中，生物标记物1914可以吸附、吸收、结合、共价结合、离子结合、粘附、粘合或以其他方式连接至接触镜1810的表面。在一些示例中，将生物标记物1914并入到接触镜1810的厚度中。
当接触镜1810从用户的眼睛取出时，生物标记物1914可以与接触镜1910保持在一起，如图19所描绘的。附至接触镜1810的生物标记物1914的量可以与接触镜1810在眼睛上的时间量相关。在一些示例中，接触镜1810可以在白天期间由用户佩戴并且在晚上被取出。在这些情况下，生物标记物1914可以覆盖大量的接触镜的表面区域。然而，在其他示例中，接触镜1810可以由用户佩戴较短的时间。在一个特定情况下，可以在医生的办公室中向患者提供接触镜1810达几分钟的时间段，以收集生物标记物1914以用于分析。在其他示例中，可以指示患者将接触镜1810保持数小时或一些其他持续时间以收集期望量的生物标记物1914。
如先前所述，图20描绘了具有内部腔2002的存储容器2040中的接触镜1810的示例。腔2002可以由一起连接至底表面2008的第一壁2004和第二壁2006限定。接触镜1810和溶液2012也被设置在腔2002内。
溶液2012可以包括清洁剂，例如过氧化氢或其他类型的试剂，以清洁接触镜并杀死细菌、真菌、其他类型的微生物或其组合。溶液2012可以是现用类型的存储溶液，其与水化合并且清洁接触镜。存储溶液2012可以使生物标记物1914溶解到溶液2012中，从而清洁接触镜1810。接触镜1810可以保留在存储溶液2012中，直到后面由用户取回接触镜1810。在一些示例中，将接触镜1810在溶液中浸入短的时间段例如几分钟。在其他示例中，接触镜1810可以在溶液中保留多个小时例如整夜。在从接触镜1810移除生物标记物1914的情况下，可以将生物标记物1914稀释到溶液2012中，在溶液2012中可以测量或分析生物标记物类型、其各自的浓度或其他生物标记物特征。
可以从接触镜1810移除生物标记物1914，而不会不利地影响接触镜1810。在这些示例中，接触镜1810可以由用户再次佩戴。在一些示例中，从溶液2012中取出接触镜1810，使得接触镜1810不受对溶液执行的测试机制的影响。在其他示例中，在测量或分析溶液2012时，接触镜1810可以保留在溶液2012中，但是该分析不会对接触镜1810产生不利影响，使得接触镜1810可以由用户再次佩戴。
在一些示例中，可以在存储容器1940中分析生物标记物1914。在其他示例中，可以将溶液2012转移到具有用于进行测量的传感器的其他类型的装置中。在又一示例中，手持装置可以并入有被配置成对溶液2012执行测量或分析的传感器。
如上所述，在图39A中描绘了分析溶液的一种方法。在一些实施方式中，可以将光谱分析仪并入到存储溶液容器1940中。在图39A中描绘的示例中，用于接触镜1810的存储容器1940包括由底板2126所连接的至少一个壁2004限定的腔2002。在一些示例中，单个圆形壁可以限定腔2002的至少一部分。在其他示例中，多个独立的壁接合在一起以限定腔2002。
可以将光源2142并入到腔2002的第一侧。光源2142可以被定向成将光束2144穿过溶液2012引导至光接收器2146。当光束2144透射穿过溶液2012时，取决于溶液的内容物，光的一部分可以被溶液吸收。具有不同类型的生物标记物1914的溶液2012可以导致穿过溶液2012的不同或独特的透光率。此外，具有不同浓度的相同生物标记物1914的溶液2012也可以表现出不同或独特的透光率。
在一些实施方式中，光源2142可以被配置成透射独立地穿过溶液2012的一定范围的隔离波长。可以测量每个波长的透射率。溶液2012中的某些生物标记物可能不会影响第一波长的光学透射率，但是可以影响第二波长的光学透射率。因此，通过透射或以其他方式发射不同波长的光，可以测量和记录溶液的成分的更精细的测量结果。可以将测量的每个波长下的透射率与其中生物标记物的类型和浓度是已知的其他溶液进行比较。因此，测量的透射率水平可以与溶液2012中的生物标记物1914的类型和浓度关联。
可以使用其他类型的光谱方法来识别溶液中的生物标记物的类型和浓度。在一些示例中，可以由光接收器2146(例如，光谱分析仪)来执行频率的测量而不是波长的测量。用于分析溶液的其他类型的光谱机制的非穷举性列表可以包括原子吸收光谱、衰减全反射光谱、电子顺磁光谱、电子光谱、傅里叶变换光谱、伽马射线光谱、红外光谱、激光光谱、质谱多重或调频光谱、拉曼光谱和X射线光谱。另外地或替选地，可以使用280nm的紫外吸光度、浊度和光散射来分析溶液的生物标记物特征。关于紫外吸收，紫外吸光度的强度可以取决于蛋白质的色氨酸和酪氨酸含量。这样的特征可以在数据库中与具有已知蛋白质浓度的校准曲线关联。可以通过将比色测定并入到溶液中(例如，将染料结合至一个或更多个生物标记物)来辅助或以其他方式增强分析。
虽然图39A的示例实施方式包括腔壁的不同侧上的光源2142和光接收器2146，但是光源2142和光接收器2146可以在腔2002的同一侧上。在这样的示例中，从光源2142发射的光可以在容器内反射，并且该反射可以由光接收器2146(例如，光谱分析仪)记录或以其他方式测量。
在一些示例中，传感器可以是图42中描绘的手持装置4202的一部分。在该示例中，手持装置包括可以测量溶液内生物标记物的浓度的传感器，例如红外光谱仪。例如，手持装置可以包括具有红外源的端部，该红外源在用户将手持装置定向成适当地引导红外光并且指示手持装置发送光时将红外光发送到溶液中。被吸收到溶液中的红外光的量可以至少部分地基于溶液内的成分。因此，可以使用例如被并入到手持装置中的红外接收器来测量到手持装置的红外光的返回量。
在其他实施方式中，存储溶液容器2040内的传感器或感测装置可以被配置成例如通过基于比色纸的测定来检测存储溶液容器2040内的pH水平或pH值。存储溶液容器2040内的pH水平或pH值可以指示微生物污染或其他生物标记物特征。在一些实施方式中，在存储溶液容器2040中没有溶液2012的情况下测量pH水平或pH值。在其他实施方式中，在存储溶液容器2040中有溶液2012的情况下测量pH水平或pH值。基于比色纸的测定的使用可以产生基于紫外吸光度的比色输出。
在其他示例中，可以将溶液2012倒入另一装置中以用于分析。在一个示例中，可以将溶液2012倒入免疫扩散机、离心机、其他类型的装置或其组合中，以用于测量溶液2012的至少一个属性(例如，生物标记物特征)。
如先前所述，在图39B中描绘了分析溶液的另一方法。在一些实施方式中，可以将至少一个电极并入到存储溶液容器2040中，以通过计时电流法分析存储溶液2012的内容物。在图39B的示例中，可以在预定时间段内将电位施加到电极3948上，以引起所得电流强度。电流强度可以相对于溶液2012的属性而变化。例如，在一个实施方式中，在电极3948处测量的电流强度可以相对于溶液2012内的葡萄糖的浓度而变化。电极3948的电流强度可以被记录并且与数据库比较以确定接触镜用户的健康状况。
可以将电极3948并入到容器2040的底板2126中。在一些实施方式中，可以将阶梯式电位或电压施加到电极3948，其中，施加到电极3948的电压在一段时间内以预定步长增加。在其他实施方式中，施加到电极3948的电位或电压在一段时间内可以是恒定电位。可以将包括电极阵列的多个电极并入到底板2126或容器2040的任何其他表面中。电极3948可以可操作地耦接至被配置成向电极3948供应电力的电源(未示出)。电极3948可以可操作地耦接至被配置成测量电极的操作参数(例如，电压、电流、时间等)的处理单元(未示出)。
图52描绘了接触镜推荐系统5200的图。系统5200包括具有处理器5215、输入/输出(I/O)控制器5220和存储器5225的基站5205。在一些实施方式中，处理器5215和存储器5225是计算装置的部件和子部件，例如，基站5205可以是计算装置。I/O控制器5220可以例如通过天线与感测装置5230通信。在一些示例中，可以将感测装置5230的传感器并入到接触镜存储示例、手持装置、被配置成分析溶液的独立机器、其他类型的传感器或其组合中。在一些示例中，感测装置可以包括其自己的处理器、存储器和/或I/O控制器。感测装置5230和系统的部件可以无线地、通过硬连线连接或其组合进行通信。系统的存储器5225可以包括生物标记物特征获取器5245、数据库5250、生物标记物和数据库比较器5255、以及推荐生成器5260。在一些实施方式中，系统5200还可以包括与存储器5225通信的基站5205，基站5205可以例如经由I/O控制器5220内的天线或应答器与处理器5215和/或感测装置5230通信。在一些实施方式中，感测装置5230是至少一个电极和/或光谱分析仪。
处理器5215可以包括智能硬件装置(例如，通用处理器、数字信号处理器(DSP)、中央处理单元(CPU)、微控制器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑装置、分立门或晶体管逻辑部件、分立硬件部件或其任何组合)。在一些实施方式中，处理器5215可以被配置成使用存储器控制器来操作存储器阵列。在其他实施方式中，可以将存储器控制器集成到处理器5215中。处理器5215可以被配置成执行存储在存储器5225中的计算机可读指令，以执行各种功能(例如，支持对指定光学装置进行评估的功能或任务)。
I/O控制器5220可以包括调制解调器、键盘、鼠标、触摸屏或类似装置。在一些示例中，可以将I/O控制器5220实现为处理器5215的一部分。在一些示例中，用户可以经由I/O控制器5220或经由I/O控制器5220所控制的硬件部件与系统交互。I/O控制器5220可以与系统5200的任何输入和任何输出通信。
存储器5225可以包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。存储器5225可以存储包括指令的计算机可读的、计算机可执行的软件，指令在被执行时使处理器执行本文中描述的各种功能。在一些示例中，除了其他元件之外，存储器5225还可以包括基本输入/输出系统(BIOS)，其可以控制基本的硬件和/或软件操作，例如与外围部件或装置的交互。存储软件(例如，程序)的存储器5225可以被称为“计算机可读记录介质”。记录介质可以是“非暂态有形介质”，例如，磁带、磁盘、卡、半导体存储器、可编程逻辑电路等。可以经由可以传输程序的任何传输介质(例如，通信网络或广播波)将程序提供给计算机。在一些实施方式中，本公开内容的方面还可以以经由电子传输并嵌入到载波中的其中实现有各种程序的计算机数据信号的形式来实现。
生物标记物特征获取器5245可以包括使处理器5215从溶液测量或记录生物标记物特征的编程指令。换言之，处理器5215可以执行编程指令以用作生物标记物特征获取器5245。特征可以包括生物标记物标识、生物标记物浓度、其他类型的特征或其组合。在一些示例中，生物标记物特征获取器5245被动地接收包含关于生物标记物特征的信息的信号。在其他示例中，生物标记物特征获取器5245主动地请求关于生物标记物特征的信息。
数据库5250可以包括保存与生物标记物特征相关的信息的数据结构。数据库5250可以包括与生物标记物特征相关的信息，生物标记物特征例如是通过化学计量学方法在实验室中记录或测量的、从至少一个用户处获得的或其组合。在一些示例中，数据库可以最初填充有来自具有佩戴接触镜史的用户的信息，该用户知道某些接触镜类型对于他们而言是舒适的、使他们感到不适、或具有不同的体验。这些用户可以连同他们的接触镜史一起提交他们的生物标记物简档(即，个人生物标记物信息)。在一些示例中，为了检测健康状况或出于除了接触镜推荐之外的其他原因，用户使他们的生物标记物简档被分析或以其他方式与数据库关联。在一些示例中，可以在数据库中收集成千上万的生物标记物简档。
生物标记物和数据库比较器5255可以表示或以其他方式包括编程指令，该编程指令使处理器5215将获得的生物标记物特征与存储在数据库5250中的信息进行比较。换言之，处理器5215可以执行编程指令以用作生物标记物和数据库比较器5255。在一些示例中，编程指令可以包括用于比较生物标记物特征的数据挖掘算法。推荐生成器5260可以表示或以其他方式包括使处理器5215基于用户的生物标记物简档生成接触镜推荐的编程指令。换言之，处理器5215可以执行编程指令以用作推荐生成器5260。
在一些实施方式中，与仅使用由个体患者或用户提供的信息可以实现的某些生物标记物之间的相关性相比，某些生物标记物与其各自的浓度之间的相关性可以用患者信息的更大样本量来实现。例如，可以对具有特定接触镜优选的用户的所有生物标记物特征进行分析。这样的分析可以揭示先前未链接至该接触镜优选的某些生物标记物具有先前未观察到的统计学上显著的通常浓度水平、统计学上显著的低浓度水平、统计学上显著的高浓度水平、另一统计学上显著的浓度水平、统计学上不重要类型的浓度水平、或其组合。
在一些实施方式中，推荐可以包括确认用户是否对推荐的接触镜有良好的体验的确认请求。在发送确认请求并且接收到确认消息的示例中，可以将确认测试的结果发送到计算装置。可以使用该结果来辅助数据库5250及其相关联的分析以改善以后的推荐。该确认可以由用户通常使用的装置(例如，移动电话、膝上型计算机等)进行。
图53描绘了数据库5300的示例，该数据库5300关联或以其他方式关联泪液化学的特征、眼睛状况(例如，健康状况)和接触镜推荐。在该示例中，数据库5300可以包括：第一列5302，其包括泪液化学信息(例如，生物标记物特征)；第二列5304，其包括眼睛状况信息；以及第三列5306，其包括接触镜推荐。数据库5300可以包括：第一行5308，其包括具有正常第一生物标记物水平和正常第二生物标记物水平的泪液化学的相关性；第二行5310，其包括具有正常第一生物标记物水平和高第二生物标记物水平的泪液化学的相关性；第三行5312，其包括具有低第一生物标记物水平和正常第二生物标记物水平的泪液化学的相关性；第四行5314，其包括具有低第一生物标记物水平的泪液化学的相关性；第五行5316，其包括具有高第一生物标记物水平的泪液化学的相关性；以及第六行5318，其包括具有高第二生物标记物水平的泪液化学的相关性。
虽然图53的示例描绘了具有第一生物标记物和第二生物标记物的相关性的实施方式，但是任何数目的生物标记物相关性可以被包括在数据库中。在一些实施方式中，如行5314、5316、5318所描绘的，可以包括与单个生物标记物关联的特征。在其他实施方式中，可以包括与特定生物标记物集关联的特征。例如，如行5308、5310、5312所描绘的，可以包括与不同类型的生物标记物的两个或更多个特征关联的推荐。可以包括任何适当数目的生物标记物特征。例如，三个到数百个特征均可以共同地与特定类型的健康状况关联。在图53中示出的示例中，可以通过将生物标记物的测量值与预定阈值进行比较来确定生物标记物水平是“正常”、“低”还是“高”。
如先前所述，图42描绘了用于使用生物标记物检测健康状况的系统4200的实施方式，然而，图42还可以描绘用于向用户推荐接触镜的系统。在一个实施方式中，可以将存储溶液(即，水溶液)容纳在接触镜容器2040内。可以使用具有传感器的手持装置4202来对溶液中生物标记物的至少一个特征进行测量。手持装置4202可以将记录的水平发送到移动装置4204(即，计算装置)，该移动装置4204与存储数据库(图53，5300)的基于云的数据中心4206通信。移动装置4204可以将记录的水平中继到数据中心4206中的数据库，该数据中心4206可以将相关性和接触镜推荐发送回移动装置4204。移动装置4204可以将来自手持装置4202的结果和/或来自数据库的相关性呈现在移动装置4204的用户接口中。
对从来自存储溶液的返回信号获得的测量数据进行的各个处理中的至少一些处理可以在手持装置4202、移动装置4204和/或数据中心4206处发生。在一些示例中，移动装置4204包括从数据库检索相关性并且执行附加任务的程序。例如，响应于从数据库接收推荐，移动装置4204可以从除了数据库之外的另一源检索关于推荐的接触镜的信息。响应于接收接触镜推荐，移动装置4204还可以检索可以提供该类型的接触镜的保健专业人员的联系信息、查阅用户的日程表以与保健专业人员预约会面、安排与保健专业人员会面、执行另一任务、购买该类型的接触镜、为用户请求该类型的接触镜的样本或其组合。
图54示出了用于推荐接触镜的示例方法5400。在一个实施方式中，方法5400可以包括分析5402接触镜上包含的至少一个生物标记物的特征，并且将该特征与将特征与接触镜推荐关联的数据库进行比较5404。
在框5402处，分析或以其他方式测量至少一个生物标记物的特征。在处理器5215获得由感测装置5230的传感器进行的测量之后，该处理可以由感测装置5230或由处理器5215(例如，生物标记物特征获取器5245)执行。生物标记物可以从接触镜获得。在一些示例中，当生物标记物被分析或以其他方式测量时，生物标记物保留在接触镜上。在其他示例中，可以在分析之前将生物标记物从接触镜上移除。生物标记物特征可以包括生物标记物的类型、生物标记物的浓度、生物标记物在接触镜上的位置、其他类型的特征或其组合。生物标记物特征可以涉及单个生物标记物。在其他示例中，生物标记物特征包括多个生物标记物的共同状况。
在框5404处，可以将特征与使特征与接触镜类型或推荐关联的数据库(例如，图52中引用的数据库5250)进行比较。该处理可以由处理器5215(例如，生物标记物和数据库比较器5255)执行。例如，数据库可以包括与特定类型的接触镜关联的单个生物标记物的类型和浓度。在一个实施方式中，数据库可以将具有第一浓度的第一类型的生物标记物与具有第二浓度的第二类型的生物标记物关联以推荐特定类型的接触镜。
图55示出了用于作出接触镜推荐的示例方法5500。在一个实施方式中，方法5500可以包括从用户先前佩戴的接触镜获得5502生物标记物，分析5504至少一个生物标记物以确定用户的眼睛状况，以及基于眼睛状况来作出5506接触镜推荐。处理框5504可以由与图54中的框5402的实体(例如，处理器)相同的实体执行。处理框5506可以由处理器5215(例如，推荐生成器5260)执行。
在框5502处，可以以任何适当方式从接触镜获得生物标记物。在一些示例中，生物标记物可以在多用途接触镜存储溶液中从接触镜分离。在另一示例中，可以通过在接触镜的表面上擦拭材料来从接触镜获得生物标记物。在其他示例中，可以通过从接触镜表面刮下生物标记物来将生物标记物从接触镜移除。在一些示例中，从接触镜获得生物标记物导致可以由用户再次佩戴的接触镜。在其他示例中，从接触镜获得生物标记物导致修改接触镜，使得接触镜无法由用户再次佩戴。生物标记物特征获取器5245例如从感测装置5230获得指示如上所获得的生物标记物的特征的信息。
图56示出了用于作出接触镜推荐的示例方法5600。在一个实施方式中，方法5600可以包括将来自用户先前佩戴的接触镜的生物标记物的特征与使生物标记物的特征与接触镜推荐关联的汇总数据库进行比较5602。处理框5602可以由与图54中的框5404的实体相同的实体执行。
汇总数据库可以包括测量数据或与来自多个源的接触镜推荐相关联的信息。在一个实施方式中，医生、患者、其他类型的专业人员、其他类型的源或其组合可以向数据库贡献信息。在一些实施方式中，可以将成千上万的健康状况和/或接触镜推荐及其相关联的生物标记物特征汇总到数据库中。
此外，在将接触镜推荐发送给用户之后，用户可以具有确认推荐是否准确或以其他方式有帮助的选项。例如，用户可以将他或她的接触镜放置在存储示例中并且接收指示另一接触镜可能更适合于用户的推荐。因此，用户可以购买该类型的接触镜。在用户喜欢推荐的接触镜的情况下，用户可以将确认消息发送到计算装置以更新数据库，以指示用户对接触镜的体验。确认消息可以增加生物标记物的特征与推荐之间的相关性的置信水平。在用户在试用推荐的接触镜之后对推荐的接触镜没有良好体验的情况下，用户可以将指示体验不佳的确认消息发送到数据库。该确认消息可能导致生物标记物与推荐的接触镜之间的相关性的置信水平降低。在用户不喜欢推荐的接触镜的情况下，数据库可以再评估所得出的相关性，并且确定所得出的相关性是否基于正确的假设。
图57示出了用于推荐接触镜的示例方法5700。在一个实施方式中，方法5700包括将接触镜上的生物标记物的堆积物溶解5702到溶液中，分析5704溶液中的堆积物的成分，将从分析得到的至少一个参数发送5706到计算装置；以及从计算装置接收5708接触镜推荐。处理框5704和处理框5706可以例如由感测装置5230执行。处理框5708可以由例如移动装置执行。
在框5702处，可以通过将接触镜放置到接触镜存储溶液中来溶解生物标记物堆积物。可以使用任何适当类型的接触镜溶液。例如，接触镜溶液可以是过氧化氢溶液、多用途存储溶液、其他类型的溶液或其组合。
在一些示例中，接触镜溶液包括透明质酸、磺基甜菜碱、泊洛沙明、硼酸、硼酸钠、抗坏血酸、乙二胺四乙酸二钠、氯化钠、磷酸羟烷基酯、泊洛沙姆、磷酸钠缓冲剂、聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚物与乙二胺、以及聚氨基丙基双胍或其组合。接触镜可以包括消毒剂、表面活性剂、抗真菌剂、抗菌剂、其他类型的试剂或其组合。
生物标记物从接触镜到溶液中的移除可以在任何适当的时间段内发生。在一些示例中，生物标记物在溶液中的时间为至少一分钟、至少五分钟、至少20分钟、至少45分钟、至少一小时、至少两小时、至少5小时、至少7小时、至少一天、至少两天、其他适当的时间段或其组合。
在一些示例中，接触镜没有被构造成用于生物标记物的结合位点或将泪液吸入接触镜的表面腔。在一些示例中，接触镜没有针对特定生物标记物与接触镜的结合的表面处理。
在一些实施方式中，存储溶液包括被配置成促进接触镜的表面与来自泪液的生物标记物之间的结合的结合剂。在其他示例中，不将结合剂引入接触镜溶液。接触镜可以包括其中生物标记物与接触镜的任何其他表面一样可能结合至接触镜的任何表面的表面。在一些示例中，生物标记物可以附接至接触镜的光学区域、接触镜的外周区域、接触镜的边缘、接触镜的后侧、接触镜的前侧、接触镜的另一区域或其组合。
然后在框5704处，可以例如根据本文中分别参照图54和图55描述的处理5402或5504来分析溶解的内容物。在框5706处，例如，如参照图42所描述的，将从分析得到的至少一个参数发送到计算装置。在框5708处，用户(经由移动装置)可以从计算装置接收接触镜推荐。在一些实施方式中，根据本文中描述的方法，可以从发送到计算装置的至少一个参数得到推荐。
图58描绘了用于确定接触镜推荐的示例方法5800。在一个实施方式中，方法5800可以包括分析5802来自用户先前在第一时间段期间佩戴的第一接触镜的至少一个生物标记物的第一特征，将第一特征与来自用户的至少一个生物标记物的第二特征进行比较5804，确定5806第一特征与第二特征之间的改变，以及将改变与使改变与接触镜推荐关联的数据库进行比较5808。处理框5802可以由与图54中的框5402的实体(例如，处理器)相同的实体执行。处理框5804至5808由处理器5215(例如，具体地，生物标记物和数据库比较器5255)执行。
在框5804处，可以将第一特征与第二特征进行比较。可以从在不同时间佩戴的同一接触镜获得第一特征和第二特征。例如，用户可以在第一天佩戴接触镜，并且在第一天结束时当用户从接触镜移除生物标记物时取出接触镜。可以对生物标记物进行分析以获得第一浓度，例如第一生物标记物的第一浓度。在第二天，用户可以将接触镜放回他或她的眼睛中，并且在一天结束时取出接触镜。也可以执行生物标记物的移除和分析。第二特征可以是第一生物标记物的不同浓度。因此，改变可以是增加的浓度、减少的浓度、其他类型的浓度或其组合。
在一些实施方式中，其中，使用同一接触镜来获得第二组生物标记物，数据库可以包括特定相关性。在一些实施方式中，并非所有生物标记物均可以在清洁的第一晚期间从接触镜被移除，因此，可以将接触镜放置在溶液中第二晚以进行清洁。在其他实施方式中，在第一次清洁之后保留在接触镜上的生物标记物可以阻止其他生物标记物附接至接触镜，使得在第二晚保留较少的生物标记物。
在一些实施方式中，第二组生物标记物可以使用新的接触镜获得，以避免来自先前生物标记物的污染。在这些情况下，从先前清洁时间存留的生物标记物可能不是问题。可以从与第一接触镜(从其获得第一组生物标记物特征的接触镜)不同的第二接触镜获得第二组生物标记物(例如，第二组生物标记物特征)。
在框5808处，第一浓度水平与第二浓度水平之间的差可以与数据库进行比较，并且与接触镜的推荐关联，该推荐与用户的健康状况关联。计算装置可以参考数据库发送推荐的指示，并且用户(即，移动装置、手持装置、传感器等)可以接收推荐的指示。数据库可以包括关联的健康状况。在该示例中，计算装置可以发送健康状况的指示，并且用户可以接收关联的健康状况的指示。
在一些实施方式中，可以在与第二特征不同的时间获得第一特征。在其他实施方式中，可以在相同的时间段内获得第一特征和第二特征。例如，可以在第一眼睛中佩戴第一接触镜，并且可以在第二眼睛中佩戴第二接触镜，并且可以分析和比较生物标记物的特征。在特征不同的这些情况下，可以有存在于眼睛中之一中而不存在于另一眼睛中的状况。
用户可以具有与手持装置、移动装置、数据库相关联的账户或者与另一计算装置相关联的账户，该计算装置在数据被发送到数据库时存储用户的生物标记物的特征中的至少一些特征。这些存储的记录可以汇编用户的健康史。健康史可以由医生查看，以帮助检测诊断健康状况、协助制定治疗计划、协助制定预防计划、协助诊断亲属的健康状况、确定其他类型的信息、改变接触镜推荐或其组合。在一些实施方式中，用户的眼睛可以通过随时间产生某个生物标记物而对接触镜做出反应。通过比较早期佩戴该接触镜的用户的生物标记物简档，可以获得特定于该用户的基线简档。随着生物标记物简档随时间改变，用户可以发现他或她的眼睛正在产生对于该用户而言高的较高水平的某个生物标记物，尽管用户的该生物标记物的浓度在大部分人群的通常浓度水平内。
如先前所述，设想了用于收集和利用健康数据的整体系统，该系统使得大量数据能够被收集和分析以向大众提供定期的医疗保健监测。该系统可以包括检测健康状况并且基于数据的统计相关特征做出医疗保健相关推荐。系统可以包括被配置成使用云计算网络可互换地通信的多个元件。
可以由智能装置(例如，智能接触镜、智能接触镜容器等)收集或从其他源(例如，医学记录、状态记录、家族史记录等)汇总数据。在一些实施方式中，可以在数据库内存储和组织与大众有关的数据，并且可以使用数据分析技术(例如，数据挖掘)来相对于大众的数据(例如，其他数据或已存档的用户健康数据)比较或以其他方式关联患者的收集的数据(例如，当前用户健康数据)的各方面。这在某些疾病特别流行的地区可能特别有益。可以将从数据得到的比较、相关性、趋势或其他特征呈现给医生、患者或其他接收者。例如，可以传达患者的检测的或预测的健康状况。另外地或替选地，可以传达与患者的医疗保健有关的推荐，例如，患者可以接收指示系统推荐患者进行特定后续医学检查的通信。
除非另有指示，否则在说明书(除了权利要求之外)中使用的所有数字或表达——例如表达尺寸、物理特征等的这些数字或表达——被理解为在所有情况下均由术语“大约”修饰。至少并且不试图将等同原则的应用限于权利要求，说明书或权利要求中所引用的由术语“大约”修饰的每个数字参数至少应当根据提及的有效数字的数值并通过应用普通的舍入技术来解释。
另外，本文中公开的所有范围要理解为包含并提供对提及任何和所有子范围或其中包含的任何和所有单个值的权利要求的支持。例如，1至10的指定范围应当被认为包括并提供对提及最小1与最大值10之间和/或包括最小值1和最大值10的任何和所有子范围或单个值的权利要求的支持；即，所有子范围均以最小值1或更大的值开始，并且以最大值10或更小的值结束(例如，5.5至10、2.34至3.56等)或是从1至10的任何值(例如，3、5.8、9.9994)。
本文中已经参照某些特定实施方式和示例描述了各种发明。然而，本领域技术人员将认识到，在不脱离本文中公开的发明的范围和精神的情况下，可以进行许多改变，这是因为所附权利要求中阐述的这些发明旨在覆盖在不脱离本发明的精神的情况下公开的发明的所有改变和修改。在说明书和权利要求中使用的术语“包含”和“具有”应当具有与术语“包括”相同的含义。
出于说明的目的，前述描述使用特定术语来提供对描述的实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将明显的是，不需要特定细节即可实践描述的实施方式。因此，出于说明和描述的目的呈现了本文中描述的特定实施方式的前述描述。前述描述并非旨在穷举或将实施方式限制为所公开的精确形式。将明显的是，鉴于以上教导，许多修改和变化是可能的。

Claims (20)

1.一种健康监测方法，包括：
收集当前用户健康数据；
从数据库接收存档的用户健康数据；
将用户提交的健康数据与所述存档的用户健康数据进行汇总；
使用处理器分析所汇总的健康数据；以及
将所汇总的健康数据与健康状况指示进行关联以预测所述用户的健康状况。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，分析所汇总的健康数据包括下述中的至少一个：机器学习、人工智能和数据挖掘。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，从用户收集当前用户健康数据包括：从智能接触镜接收用户健康数据。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述智能接触镜被配置成测量所述用户的眼内压。
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述智能接触镜被配置成测量泪液中的葡萄糖水平。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，收集当前用户健康数据包括：使用智能接触镜容器。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述智能接触镜容器被配置成测量所述智能接触镜容器内的生物标记物的至少一个生物标记物特征。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述至少一个生物标记物特征包括识别所述智能接触镜容器内的生物标记物的类型或者生物标记物的浓度。
9.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于相关性来生成医疗保健推荐。
10.一种健康监测方法，包括：
收集当前用户健康数据；
从数据库接收存档的用户健康数据；
将所述当前用户健康数据与所述存档的用户健康数据进行汇总；
使用处理器分析所汇总的健康数据；以及
将所汇总的健康数据进行关联以生成推荐。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述推荐包括推荐下述中的至少一个：医学检查、接触镜和医生。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述当前用户健康数据包括下述中的至少一个：年龄、性别、体重、身高和住所地。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，分析所汇总的健康数据包括下述中的至少一个：机器学习、人工智能和数据挖掘。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，收集当前用户健康数据包括：使用智能接触镜。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述智能接触镜被配置成与另一电子装置无线通信。
16.根据权利要求10所述的方法，其中，收集当前用户健康数据包括：使用智能接触镜容器。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述智能接触镜容器被配置成与另一电子装置无线通信。
18.一种健康监测方法，包括：
收集当前用户健康数据，其中，收集当前用户健康数据包括下述中的至少一个：
使用智能接触镜来检测光学流体内的葡萄糖浓度；
使用所述智能接触镜来检测眼睛的眼内压，所述眼内压为相对眼内压或者绝对眼内压中的至少一个；以及
使用智能接触镜容器来检测生物标记物特征；
从数据库接收存档的用户健康数据；
将所述当前用户健康数据与所述存档的用户健康数据进行汇总；
使用处理器来分析所汇总的健康数据；其中，分析所汇总的健康数据包括：使用所述处理器来实现数据挖掘算法；以及
将所汇总的健康数据与健康状况指示进行关联以生成用户的预测健康状况。
19.根据权利要求18所述的方法，其中：
所述智能接触镜被配置成：在收集所述当前用户健康数据之后，发送所述当前用户健康数据；
接收所述当前用户健康数据包括：在电子装置处接收所述当前用户健康数据；
将所述当前用户健康数据与所述存档的用户健康数据进行汇总包括：将所述当前用户健康数据存储在所述数据库中；并且
在所述用户的移动装置处接收所述用户的预测健康状况。
20.根据权利要求18所述的方法，其中：
使用被定位在所述智能接触镜的表面上的葡萄糖传感器来检测所述葡萄糖浓度；
使用能够操作地耦接至所述智能接触镜的可变电容传感器来检测所述相对眼内压；
使用能够操作地耦接至所述智能接触镜的眼压计来检测所述绝对眼内压；并且
所述生物标记物特征是所述智能接触镜容器内的生物标记物的类型或者浓度中的至少一个。
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