BR102017012501A2 - Métodos e aparelho para carregamento sem fios de um dispositivo biomédico - Google Patents

Métodos e aparelho para carregamento sem fios de um dispositivo biomédico Download PDF

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Abstract

a presente invenção refere-se a métodos e um aparelho para carregar dispositivos biomédicos. em alguns exemplos, um sistema de comunicação de informações baseadas em biometria compreende dispositivos biomédicos com meios de detecção, em que os meios de detecção produzem um resultado biométrico, e em que o dispositivo biomédico é carregado com um sistema de carga sem fios. em alguns exemplos, o sistema de carregamento pode irradiar energia até o dispositivo biomédico. em alguns exemplos, o sistema de carregamento irradia energia para a área que circunda o dispositivo biomédico.

Description

(54) Título: MÉTODOS E APARELHO PARA CARREGAMENTO SEM FIOS DE UM DISPOSITIVO BIOMÉDICO (51) Int. Cl.: H02J 7/02; A61B 3/113 (30) Prioridade Unionista: 13/06/2016 US 15/180,388 (73) Titular(es): JOHNSON & JOHNSON VISION CARE, INC.
(72) Inventor(es): RANDALL B. PUGH; ADAM TONER; FREDERICK A. FLITSCH (74) Procurador(es): DANNEMANN, SIEMSEN, BIGLER & IPANEMA MOREIRA (57) Resumo: A presente invenção refere-se a métodos e um aparelho para carregar dispositivos biomédicos. Em alguns exemplos, um sistema de comunicação de informações baseadas em biometria compreende dispositivos biomédicos com meios de detecção, em que os meios de detecção produzem um resultado biométrico, e em que o dispositivo biomédico é carregado com um sistema de carga sem fios. Em alguns exemplos, o sistema de carregamento pode irradiar energia até o dispositivo biomédico. Em alguns exemplos, o sistema de carregamento irradia energia para a área que circunda o dispositivo biomédico.
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Relatório Descritivo da Patente de Invenção para MÉTODOS E APARELHO PARA CARREGAMENTO SEM FIOS DE UM DISPOSITIVO BIOMÉDICO.
ANTECEDENTES DA INVENÇÃO
1. Campo da Invenção [0001] A presente invenção refere-se a métodos e aparelho para o carregamento sem fios de dispositivos biomédicos energizados. Em algumas modalidades exemplificadoras, o sistema de carregamento pode executar um papel funcional em manter dispositivos biomédicos energizados com uma carga suficiente para operar de modo irrestrito em um sistema de comunicação de informações biométricas, onde a funcionalidade dos dispositivos biomédicos envolve a coleta de informações biométricas juntamente com outras informações para realizar uma comunicação personalizada de informações para o usuário do dispositivo.
2. Discussão daT Relacionada [0002] Recentemente, o número de dispositivos médicos e sua funcionalidade começou a se desenvolver rapidamente. Esses dispositivos médicos podem incluir, por exemplo, marca-passos implantáveis, pílulas eletrônicas para monitorar e/ou testar uma função biológica, dispositivos cirúrgicos com componentes ativos, lentes de contato, bombas de infusão e neuroestimuladores. Esses dispositivos são frequentemente expostos a e interagem com sistemas biológicos e químicos, tornando os dispositivos ótimas ferramentas para coletar, armazenar e distribuir dados biométricos.
[0003] Alguns dispositivos médicos podem incluir componentes como dispositivos semicondutores que realizam uma variedade de funções incluindo posicionamento GPS e coleta de dados biométricos, e podem ser incorporados em muitos dispositivos biocompatíveis e/ou implantáveis. Entretanto, tais componentes semicondutores exigem
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2/83 energia e, portanto, elementos de energização também têm que ser incluídos em tais dispositivos biocompatíveis. A adição de fonte de energia autônoma em um dispositivo biomédico, capaz de coletar dados biométricos e posicionamento GPS, permitiria que o dispositivo estabelecesse a comunicação de informações personalizadas para o usuário do dispositivo. Com o tempo, a carga armazenada de tais dispositivos biomédicos se dissipa. Pode ser ainda mais útil que os dispositivos biomédicos energizados autônomos recebam uma recarga em seu armazenamento elétrico durante parte de ou todo seu período de uso. Exemplos podem ser mais eficazes em algumas condições de uso, em que o usuário está relativamente parado durante períodos de tempo, como quando sentado em um ambiente de transporte ou ambiente de leito.
SUMÁRIO DA INVENÇÃO [0004] Consequentemente, são descritos métodos e um aparelho para a recarga de um dispositivo biomédico. Os protocolos de carregamento podem ser diferentes dependendo do tipo de dispositivo biomédico e da quantidade de energia que ele armazena e usa. Em alguns exemplos, um usuário pode ser móvel, movendo-se de um local para outro, em que alguns locais podem estar equipados para carregar dispositivos sem fios. Em alguns exemplos, o carregamento pode ser realizado por meio de radiação direcionada de uma energia de natureza eletromagnética ou ultrassônica. Em outros exemplos, fontes ubiquitinas, como um sinal portador Wi-Fi de energia eletromagnética, podem irradiar energia suficiente para um nível de carregamento no ambiente geral. A natureza do dispositivo biomédico pode influenciar os meios de carregamento, uma vez que os dispositivos que estão embutidos dentro da pele do usuário podem ter diferentes requisitos quanto ao tipo de energia irradiada do que os dispositivos de uma natureza mais remota para o usuário.
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3/83 [0005] A presente invenção descreve métodos e um aparelho para carregar dispositivos biomédicos a partir de um local remoto, como a partir de ao menos um metro de distância. Em alguns exemplos, o dispositivo biomédico pode incluir um sensor que registra ao menos uma primeira biometria. Em alguns exemplos, os dados associados à primeira biometria podem ser comunicados enquanto os dispositivos biomédicos estão sendo carregados.
[0006] Um aspecto geral inclui um método de carregamento de um dispositivo biomédico, em que o método inclui: instalar um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios; obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário; medir a primeira biometria com o primeiro dispositivo; comunicar os dados da primeira biometria e os dados de localização para um dispositivo de computação conectado a uma rede; comunicar uma localização do primeiro dispositivo ao sistema de carregamento; e irradiar energia para o local do primeiro dispositivo a fim de fornecer energia ao primeiro dispositivo.
[0007] Em alguns exemplos, pode haver um método de carregamento de um dispositivo biomédico, em que o método inclui: instalar um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios; obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário; medir a primeira biometria com o primeiro dispositivo; comunicar os dados da primeira biometria e os dados de localização para um dispositivo de computação conectado a uma rede; irradiar energia até uma área que circunda o primeiro dispositivo e o usuário; e receber a energia irradiada pelo sistema de carregamento através do primeiro dispositivo.
[0008] Um aspecto geral inclui um sistema para comunicação de informações baseadas em biometria que inclui um dispositivo biomédico. O dispositivo biomédico pode incluir também um meio de detecção.
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O sistema inclui adicionalmente um dispositivo de energização. O sistema inclui, ainda, um meio de comunicação; um dispositivo de leito inteligente, em que o dispositivo de leito inteligente é emparelhado com o dispositivo biomédico em um protocolo de comunicação; um hub de comunicação, em que o hub recebe a comunicação contendo ao menos um valor de dados do dispositivo biomédico e transmite a comunicação a um servidor de conteúdo; um sistema de carregamento; e um elemento de retroinformação.
[0009] As implementações podem incluir um ou mais recursos. Um recurso pode ser que o sistema de carregamento inclui múltiplas antenas de radiação que focam a energia de carregamento em torno de e adjacente ao dispositivo biomédico. Outro aspecto do sistema de carregamento pode ser que o sistema pode carregar o dispositivo biomédico enquanto o usuário está dormindo. Outro aspecto pode ser que o sistema inclui um feixe de carregamento de área constante. Ainda outro aspecto pode ser que o sistema inclui um transdutor vibracional. O sistema pode transmitir uma mensagem dirigida através de um sistema de comunicação de informações biométrico para o elemento de retroinformação. O sistema pode incluir um elemento para monitorar a taxa de respiração de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar o pulso de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar a pressão intraocular de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar o movimento do olho de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar o ronco de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar o nível de glicose no sangue de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar a pressão sanguínea de um usuário. O sistema pode incluir um elemento para monitorar o teor de oxigênio no sangue de um usuário.
[0010] Em alguns exemplos, o sistema pode se comunicar com um
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5/83 dispositivo de leito inteligente, e o dispositivo de leito inteligente pode controlar a elevação de uma cabeceira do leito. Em alguns exemplos, um usuário pode obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo inclui um dispositivo biomédico para ser usado no corpo. O dispositivo biomédico para ser usado no corpo pode ser uma lente de contato, ou o dispositivo biomédico para ser usado no corpo pode ser um anel inteligente. O método pode incluir exemplos em que um segundo dispositivo inclui um smartphone ou relógio de pulso inteligente. O método pode incluir exemplos em que o primeiro dispositivo inclui um dispositivo biomédico dentro de um ou mais dentre um travesseiro, um lençol ou um cobertor.
[0011] Em alguns exemplos, o sistema inclui múltiplas antenas de radiação que focam a energia de carregamento adjacente ao dispositivo biomédico. Em alguns desses exemplos, o sistema de carregamento pode incluir um feixe de carregamento de área. Em alguns desses exemplos, um primeiro dispositivo pode ser uma lente de contato. Em outros exemplos, o primeiro dispositivo pode ser um sensor biométrico sob a forma de um curativo. Em alguns exemplos, o primeiro dispositivo está situado em um recinto. Em alguns exemplos, o primeiro dispositivo está situado em um automóvel. Em ainda outros exemplos, o primeiro dispositivo pode estar se movendo com um usuário em cima de uma calçada.
[0012] Em alguns exemplos, o sistema pode operar por meio de irradiação de energia a partir de múltiplas fontes. Em alguns outros exemplos, o sistema pode operar onde a energia de carregamento sem fios é transmitida ao longo de um amplo ângulo.
[0013] Um aspecto geral inclui um método que inclui: obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo é capaz de medir ao menos um primeiro dado biométrico de um usuário; medir o primeiro dado biométrico com o primeiro dispositivo para obter dados biométriPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 10/313
6/83 cos, em que a medição ocorre quando o usuário está dormindo; carregar o primeiro dispositivo através de um sistema de carregamento sem fios; obter um segundo dispositivo, em que o segundo dispositivo é um dispositivo pessoal do usuário que inclui uma tela e um dispositivo de comunicação por rede; autorizar uma comunicação pareada entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo; comunicar os dados biométricos do primeiro dispositivo para o segundo dispositivo; comunicar os dados biométricos a um dispositivo de computação conectado a uma rede; autorizar o dispositivo de computação, através de um sinal proveniente do primeiro dispositivo, a obter dados relacionados ao estado de um leito a partir de um dispositivo de leito inteligente; autorizar o dispositivo de computação a iniciar um algoritmo a ser executado para recuperar conteúdo dirigido e individualizado com base nos dados biométricos, nos dados de estado do leito e em uma determinação de preferência personalizada calculada via análise preditiva para gerar o conteúdo dirigido e individualizado; receber uma mensagem que inclui o conteúdo direcionado e individualizado no segundo dispositivo; e exibir a mensagem para o usuário.
[0014] Um aspecto geral inclui um sistema para comunicação de informações baseadas em biometria que inclui um dispositivo biomédico que, por sua vez, inclui um meio de detecção. O sistema inclui adicionalmente um dispositivo de energização. O sistema inclui, também, um meio de comunicação. Em alguns exemplos este sistema pode incluir também um dispositivo de automóvel inteligente, em que o dispositivo de automóvel inteligente é emparelhado com um protocolo de comunicação com o dispositivo biomédico. O sistema pode incluir, também, um hub de comunicação, o qual recebe uma comunicação contendo ao menos um valor de dados proveniente do dispositivo biomédico e transmite tal comunicação para um servidor de conteúdo. Este sistema pode incluir exemplos que incluem um sistema de carrePetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 11/313
7/83 gamento; e um elemento de retroinformação.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0015] O supracitado, bem como outros recursos e vantagens da presente invenção, ficarão evidentes a partir da descrição mais específica, apresentada a seguir, das modalidades preferenciais da invenção, conforme ilustrado nos desenhos em anexo.
[0016] As Figuras 1A e 1B ilustram um dispositivo biomédico exemplificador para descrição exemplificadora dos conceitos de comunicação de informações baseadas em biometria.
[0017] A Figura 2 ilustra uma rede exemplificadora de dispositivos biomédicos, de usuário e de processamento de dados, consistente com os conceitos de comunicação de informações baseadas em biometria.
[0018] A Figura 3 ilustra um processador que pode ser usado para implementar algumas modalidades da presente invenção.
[0019] A Figura 4 ilustra um modelo de estrutura funcional exemplificador para um dispositivo biomédico para monitoramento baseado em biometria.
[0020] A Figura 5 ilustra um dispositivo de monitoramento biométrico exemplificador baseado em fluorescência.
[0021] As Figuras de 6A a 6B ilustram um dispositivo de monitoramento biométrico exemplificador baseado em colorimetria.
[0022] As Figuras 7A a 7B ilustram um dispositivo de monitoramento biométrico alternativo.
[0023] A Figura 7C ilustra de que forma uma banda espectral pode ser analisado com filtros baseados em pontos quânticos.
[0024] As Figuras de 8A a 8C ilustram um espectrômetro de ponto quântico exemplificador em um dispositivo biomédico.
[0025] A Figura 9A ilustra um dispositivo de monitoramento biométrico exemplificador baseado em dados microfluídicos.
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8/83 [0026] A Figura 9B ilustra um dispositivo de monitoramento biométrico exemplificador baseado em vascularização retiniana.
[0027] A Figura 10 ilustra mecanismos de detecção exemplificadores que podem ser atuados através de um dispositivo de monitoramento baseado em dados oftálmicos.
[0028] A Figura 11A ilustra exemplos de dispositivos e técnicas que podem ser usados para comunicação de informações baseadas em biometria.
[0029] A Figura 11B ilustra exemplos de radiação direcionada de energia para recarregar dispositivos biomédicos.
[0030] A Figura 11C ilustra exemplos de radiação de área de energia em alguns exemplos, através de veículos de sinal de comunicação.
[0031] A Figura 12 ilustra um sistema de exibição exemplificador no interior de um dispositivo médico.
[0032] A Figura 13 ilustra um diagrama de fluxo de processo exemplificador para carregamento de energia direcionada.
[0033] A Figura 13A ilustra etapas de ajuste exemplificadoras para um sistema de carregamento de energia direcionada.
[0034] A Figura 14 ilustra um diagrama de fluxo de processo exemplificador adicional para carregamento com base em área de dispositivos biomédicos.
[0035] A Figura 15 ilustra um carregamento exemplificador para sistemas de comunicação de informações baseadas em biometria incluindo um leito com um dispositivo inteligente baseado em um quarto. [0036] A Figura 16 ilustra exemplos de dispositivos para detecção relacionada ao monitoramento do sono que podem ser usados para comunicação de informações baseadas em biometria.
[0037] A Figura 17 ilustra um carregamento exemplificador para sistemas de comunicação de informações baseadas em biometria inPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 13/313
9/83 cluindo um automóvel com um dispositivo inteligente baseado em um automóvel.
[0038] A Figura 18 ilustra sistemas de comunicação de informações exemplificadores baseados em biometria nos quais o usuário transita entre locais de carregamento.
DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES PREFERENCIAIS
Glossário [0039] Dados biométricos ou biometria, como usados aqui, referem-se aos dados e à coleta de dados a partir de medições realizadas em entidades biológicas. Tipicamente, a coleta de dados pode referirse a dados relacionados com dimensionamento, condição médica, condição química e bioquímica e similares. Em alguns exemplos, os dados biométricos podem ser obtidos a partir de medições realizadas por biossensores. Em outros exemplos, o componente ou parâmetro biológico mensurável pode se referir a uma característica fisiológica, como temperatura, pressão arterial e similares.
[0040] Biossensor ou sensor biológico, como usado aqui, refere-se a um sistema que inclui um componente biológico ou bioelemento, como uma enzima, um anticorpo, uma proteína ou um ácido nucleico. O bioelemento interage com o analito e a resposta é processada por um componente eletrônico que mede ou detecta a resposta biológica mensurável e transmite o resultado obtido. Quando o bioelemento ligase ao analito, o sensor pode ser chamado sensor de afinidade. Quando o analito é quimicamente transformado pelo bioelemento, o sensor pode ser chamado sensor metabólico. Biossensores catalíticos podem se referir a um sistema de biossensor baseado no reconhecimento de um analito molecular pelo bioelemento que leva à conversão de um substrato auxiliar em algo que pode ser detectado.
[0041] Tátil, retroinformação tátil ou dispositivo tátil, como usado aqui, refere-se a uma capacidade, um método ou um dispositivo que
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10/83 se comunica por meio do sentido de tato de um usuário, em particular relacionado à percepção de objetos usando os sentidos de toque e propriocepção.
[0042] Propriocepção, como usado aqui, refere-se ao sentido da posição relativa de partes vizinhas do corpo, e à intensidade do esforço sendo empregado no movimento.
Comunicação de Informações Baseadas em Biometria [0043] Esse pedido apresenta dispositivos biomédicos para comunicação de informações baseadas em biometria. Nas seções a seguir, descrições detalhadas de várias modalidades são descritas. As descrições tanto da modalidade alternativa quanto da preferida são modalidades exemplificadoras apenas, e várias modificações e alterações podem ser evidentes aos versados na técnica. Portanto, as modalidades exemplificadoras não limitam o escopo do presente pedido. Os dispositivos biomédicos para comunicação de informações baseadas em biometria são projetados para uso no, sobre ou adjacente ao corpo de um organismo vivo. Um exemplo desse dispositivo biomédico é um dispositivo oftálmico como uma lente de contato.
[0044] Uma capacitação adicional para comunicação de informações baseadas em biometria pode ser encontrada conforme apresentado no pedido de patente dos Estados Unidos 15/006.370, depositado em 26 de janeiro de 2016, que está aqui incorporado, por referência. [0045] Ocorreram desenvolvimentos recentes em dispositivos biomédicos, inclusive, por exemplo, dispositivos oftálmicos, que permitem dispositivos biomédicos funcionalizados que podem ser energizados. Esses dispositivos biomédicos energizados têm a capacidade de melhorar a saúde de um usuário pelo fornecimento de feedback atualizado sobre os padrões homeostáticos e de melhorar a experiência do usuário na interação com o mundo externo e com a Internet. Estas melhorias podem ser possíveis mediante o uso de dispositivos biomédiPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 15/313
11/83 cos para comunicação de informações baseadas em biometria.
[0046] Os dispositivos biomédicos para comunicação de informações baseadas em biometria podem ser úteis para a projeção de conteúdo personalizado a um dispositivo do usuário, com base em uma coleção de dados provenientes daquele usuário, incluindo informações como: tendências de navegação e de compras online, tendências de compras e procura em pessoa, hábitos alimentares, biomarcadores como metabólitos, eletrólitos e patógenos, e informações biométricas como frequência cardíaca, pressão sanguínea, ciclos de sono e açúcar sanguíneo, como exemplos não limitadores. Os dados coletados podem ser analisados e usados pelo usuário ou por terceiros, como a equipe médica, para prever comportamento futuro, sugerir mudanças nos hábitos atuais, e propor novos itens ou hábitos para o usuário. Dispositivos Biomédicos para Coleta de Dados Biométricos [0047] Pode haver vários tipos de dispositivos biomédicos que podem coletar tipos diferentes de dados biométricos. Alguns dispositivos podem se conectar a sensores remotos que medem e observam à distância um indivíduo humano, como câmeras, sensores espectrais eletromagnéticos, balanças e microfones, como exemplos não limitadores. Outros dispositivos podem ser usados por um usuário de várias maneiras. Em alguns exemplos, podem ser usados dispositivos inteligentes que tenham a capacidade de coletar dados biométricos, como em faixas para pulsos, braços e pernas; anéis em dedos, dedos do pé e orelhas; lentes de contato nos olhos; aparelhos auditivos em canais auditivos; e peças de vestuário em várias partes do corpo. Outros exemplos podem incluir dispositivos biomédicos implantados de vários tipos como marca-passos, stents, implantes oculares, implantes auditivos, e implantes subcutâneos generalizados.
Dispositivo Oftálmico Energizado [0048] Com referência à Figura 1A, uma modalidade exemplificaPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 16/313
12/83 dora de um elemento de inserção de mídia 100 para um dispositivo oftálmico energizado e de um dispositivo oftálmico energizado correspondente 150 (Figura 1B) são ilustrados. O elemento de inserção de mídia 100 pode compreender uma zona óptica 120 que pode ou não ser funcional para proporcionar uma correção de visão. Quando a função energizada do dispositivo oftálmico não está relacionada à visão, a zona óptica 120 do elemento de inserção de mídia pode ser desprovida de material. Em algumas modalidades exemplificadora, o inserto de mídia pode incluir uma porção não situada na zona óptica 120, compreendendo um substrato 115 incorporado com elementos de energização 110 (fonte de alimentação) e componentes eletrônicos 105 (carga).
[0049] Em algumas modalidades exemplificadoras, uma fonte de energia, por exemplo, uma bateria e uma carga, por exemplo, uma matriz de semicondutor, podem ser fixadas ao substrato 115. Traços condutores 125 e 130 podem interconectar eletricamente os componentes eletrônicos 105 e os elementos de energização 110 e os elementos de energização podem ser interconectados eletricamente energização, como através de traços condutores 114. O inserto de mídia 100 pode ser completamente encapsulado para proteger e conter os elementos de energização 110, os traços 125 e os componentes eletrônicos 105. Em algumas modalidades exemplificadoras, o material de encapsulação pode ser semipermeável, por exemplo, para evitar que substâncias específicas, como água, penetrem no elemento de inserção de mídia e para permitir que substâncias específicas, como gases ambientais ou os subprodutos de reações no interior dos elementos de energização, penetrem ou escapem do elemento de inserção de mídia.
[0050] Em algumas modalidades exemplificadoras, conforme representado na Figura 1B, o elemento de inserção de mídia 100 pode
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13/83 estar incluído em um dispositivo oftálmico 150, que pode compreender um material polimérico biocompatível. O dispositivo oftálmico 150 pode incluir um design de centro rígido e borda flexível, em que um elemento óptico rígido central compreende o elemento de inserção de mídia 100. Em algumas modalidades específicas, o elemento de inserção de mídia 100 pode estar em contato direto com a atmosfera e a superfície da córnea nas respectivas superfícies anterior e posterior, ou alternativamente, o elemento de inserção de mídia 100 pode ser encapsulado no dispositivo oftálmico 150. A periferia 155 do dispositivo oftálmico 150 ou da lente pode consistir em um material em borda flexível, por exemplo, um material de hidrogel. A infraestrutura do elemento de inserção de mídia 100 e do dispositivo oftálmico 150 pode fornecer um ambiente para numerosas modalidades envolvendo processamento de amostra de fluido através de várias técnicas analíticas, como com elementos de análise baseados em fluorescência, em um exemplo não limitador.
Comunicação de Informações Personalizadas [0051] Vários aspectos da tecnologia descrita na presente invenção são, em geral, direcionados a sistemas, métodos, e mídia de armazenamento legível por computador para o fornecimento de conteúdo personalizado. Conteúdo personalizado, como usado aqui, pode referir-se à publicidade, informações biológicas, conteúdo promocional, ou qualquer outro tipo de informação que se queira direcionar individualmente a um usuário. O conteúdo personalizado pode ser fornecido, por exemplo, por um provedor de conteúdo alvo, como um provedor de publicidade, um provedor de informações, e similares. Com o uso das modalidades da presente invenção, o usuário ou um provedor de conteúdo pode selecionar conteúdo específico que gostaria de direcionar. As informações relevantes podem ser detectadas pelo dispositivo, e devido à energia autônoma do dispositivo, podem ser computadas ou
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14/83 analisadas para produzir informações pessoais relevantes. Uma vez analisado, o conteúdo personalizado pode, então, ser apresentado ao usuário pelo dispositivo.
Análise Preditiva [0052] Os sistemas de computação podem ser configurados para rastrear o comportamento de um indivíduo. O sistema de computação pode então compilar um ou mais relatórios específicos de usuário com base nas informações coletadas. Esses relatórios podem, então, ser enviados para o usuário, ou para outro dispositivo para uso das informações reunidas juntamente com outros relatórios baseados em comportamento para compilar relatórios comportamentais mais pormenorizados. Esses relatórios comportamentais pormenorizados podem capturar certos comportamentos, tendências, hábitos e similares do indivíduo que podem ser usados para inferir comportamentos ou tendências futuras preferidas. Essa prática pode ser chamada de análise preditiva. [0053] Análises preditivas abrangem uma variedade de técnicas estatísticas a partir de modelagem, aprendizado de máquina, e prospecção de dados que analisam fatos atuais ou históricos para fazer predições sobre o futuro ou de outros eventos desconhecidos. Um exemplo de análise preditiva pode ser o de um indivíduo que tenha buscado, na Internet, destinos populares no Caribe. O indivíduo também procurou na Internet tarifas aéreas de baixo custo. Essas informações podem ser compiladas e usadas para encontrar os pacotes mais baratos de destinos para o Caribe com tudo incluído adquiridos por todos os internautas no último mês.
Armazenamento de Informações Comportamentais [0054] Pode haver a necessidade de armazenar informações comportamentais para uso futuro. As informações podem ser armazenadas localmente, no dispositivo de coleta de informações, ou remotamente armazenadas como mídia legível por computador. Essa mídia
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15/83 legível por computador pode ser associada a informações de perfil do usuário, de modo que o usuário possa acessar e/ou usar as informações comportamentais em outros dispositivos de computação. Em alguns casos, os dispositivos e a mídia de armazenamento podem precisar se comunicar com um ou mais outros dispositivos ou mídia armazenamento.
[0055] Uma rede de comunicação pode possibilitar a execução remota de funções. Em um ambiente de computação distribuída, os módulos de programa podem estar situados em mídia de armazenamento de computador, tanto local como remota, inclusive em dispositivos de armazenamento de memória. As instruções utilizáveis em computador formam uma interface que permite a um computador reagir de acordo com uma fonte de entrada. As instruções operam com outros segmentos de código para iniciar uma variedade de tarefas em resposta aos dados recebidos em conjunto com a fonte dos dados recebidos. A Figura 2 ilustra um exemplo de uma rede de comunicação entre dispositivos e armazenamento. Um dispositivo biomédico 201, como uma lente de contato, pode fornecer dados biométricos e outros tipos de dados à rede de comunicação. Em alguns exemplos, um primeiro dispositivo de usuário 202, como um smartphone, pode ser usado para reunir informações de usuário como websites favoritos e tendências de compra. O primeiro dispositivo de usuário 202 pode, também, receber dados provenientes do dispositivo biomédico, e esses dados podem ser correlacionados a outras informações do usuário. O mesmo pode ser realizado por meio de um dispositivo de usuário secundário 204, como um computador pessoal, ou um dispositivo terciário 206, como um tablet. Uma vez coletadas essas informações, elas podem ser armazenadas no próprio dispositivo ou transferidas para um processador externo 210. O processador externo 210 pode ser, por exemplo, um sistema de armazenamento de informações em nuvem. As informaPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 20/313
16/83 ções armazenadas podem, então, ser enviadas a e processadas por um módulo de análise preditiva 220 para analisar de que forma as tendências e eventos de um usuário anterior podem predizer tendências e eventos de um usuário futuro. Esse módulo pode ser fornecido, por exemplo, por um terceiro especializado em análise preditiva. As informações processadas podem ser, então, enviadas de volta ao processador externo sob a forma de informações preditoras prontamente disponíveis para um dispositivo do usuário. Alternativamente, as informações processadas podem ser recebidas por um ou vários provedores de conteúdo terceiros 232, 234, 236. Uma vez recebidas por um provedor de conteúdo terceiro, o terceiro pode adaptar seus anúncios à personalidade do usuário. Por exemplo, uma concessionária de veículos que comercializa vários tipos diferentes de veículo pode anunciar somente sua seleção de veículos esportivos para um usuário que tenha recentemente surfado na Internet em busca de veículos esportivos. Esse conteúdo personalizado pode então ser enviado diretamente ao usuário, ou pode ser armazenado em um processador externo 210 para posterior recuperação pelo usuário.
[0056] A comunicação de mídia de armazenamento para dispositivo pode ser realizada através de mídia legível por computador. Meios legíveis por computador podem ser quaisquer meios disponíveis que possam ser avaliados por um dispositivo de computação, e podem incluir tanto meios voláteis como não voláteis, tanto meios removíveis como não removíveis. Mídia legível por computador pode compreender mídia de armazenamento em computador e mídia de comunicação. Mídia de armazenamento em computador pode incluir memória RAM, ROM, EEPROM, memória flash ou outra tecnologia de memória, CD-ROM, discos versáteis digitais (DVD) ou outro armazenamento em disco óptico, cassetes magnéticos, fita magnética, armazenamento em disco magnético ou outros dispositivos de armazenamento magnético,
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17/83 ou qualquer outro meio que possa ser usado para armazenar as informações desejadas e que possam ser acessados por um dispositivo de computação.
[0057] Mídia de comunicação pode incluir instruções legíveis por computador, estruturas de dados, módulos de programa ou outros ou outros dados em um ou outro sinal de dados modulados, como uma onda portadora ou outro mecanismo de transporte e podem incluir qualquer meio de fornecimento de informações. Um sinal de dados modulado pode incluir um sinal que tem uma ou mais de suas características adaptadas ou alteradas de modo a codificar informações no sinal. Por exemplo, a mídia de comunicação inclui mídia com fio, como rede com fio ou conexão direta com fio, e mídia sem fio, como mídia acústica, RF, por infravermelho e outra mídia sem fio. Combinações de qualquer mídia anteriormente citada, precisam também ser incluídas no escopo de mídias legíveis por computador.
Uso de informações comportamentais por terceiros(pag 12) [0058] Uma vantagem de armazenar e compilar informações comportamentais pode ser seu uso por terceiros para conteúdo individualizado. Terceiros podem obter autorização para acessar as informações comportamentais armazenadas para uso em uma variedade de formas, incluindo: resposta à emergência médica, medicina personalizada, comunicação de informação, rastreamento de atividade, navegação e similares. Um ou mais terceiros podem registrar-se no dispositivo ou na rede de dispositivos através de uma interface de usuário. Uma vez registrados, os terceiros podem se comunicar com o usuário através da rede e podem, a critério do usuário, obter acesso a todos ou a alguns dados comportamentais armazenados no sistema de armazenamento de dados comportamentais.
[0059] Uma modalidade exemplificadora do sistema de exibição de conteúdo personalizado revelado pode permitir que um dispositivo rasPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 22/313
18/83 treie os sites preferidos de um usuário, seus hábitos de consumo, agenda diária, metas pessoais, e similares, e armazene estas informações em uma nuvem. A nuvem pode ser acessada por anunciantes terceiros, e pode ser usada por esses terceiros para análise preditiva. Os terceiros podem predizer futuros sites de interesse, hábitos, agendas propostas, metas pessoais, e similares, e enviar essas propostas para o dispositivo para serem visualizados pelo usuário.
[0060] Mais de um provedor de conteúdo personalizado pode se concentrar no mesmo usuário. Em um exemplo, o usuário pode ter configurações preferenciais que permitam o acesso apenas a certos tipos de conteúdo, resultando assim em uma experiência de usuário optimizada. O conteúdo personalizado pode ser fornecido ao usuário de vários modos, com o uso de um ou mais sentidos que incluem visão, audição, tato, paladar e olfato. Adicionalmente, o conteúdo personalizado pode ser transmitido para um conjunto de dispositivos configurado para ser usado pelo usuário e que inclui dispositivos biomédicos, telefones celulares, computadores, tablets, tecnologia vestível, e similares.
Fontes de Dados Ambientais [0061] Dados ambientais organizados por regiões geográficas estão prontamente disponíveis em maneiras de acesso de rede. Sistemas meteorológicos organizados por vários provedores de tais dados podem conectar vários dados ambientais, como temperatura, umidade, pressão, precipitação, incidência solar, e outros desses dados. Estações climáticas de pessoas físicas e empresas conectadas em rede fornecem dados geográficos refinados em nível local. E, sistemas de satélite avançados fornecem dados ambientais desde escala local a escalas regionais. Finalmente, sistemas sofisticados de modelagem usam os dados registrados em nível regional e dados ambientais do projeto no futuro. Os dados ambientais, em alguns exemplos, podem
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19/83 ser vinculados a outros tipos de dados da presente invenção para estabelecer uma comunicação direcionada.
Diagramas para Sistemas Elétricos e de Computação [0062] Agora, com referência à Figura 3, é ilustrado um diagrama esquemático de um processador que pode ser usado para implementar alguns aspectos da presente revelação. Um controlador 300 pode incluir um ou mais processadores 310, os quais podem incluir um ou mais componentes de processador acoplados a um dispositivo de comunicação 320. Em algumas modalidades, o controlador 300 pode ser usado para transmitir energia à fonte de energia colocada no dispositivo.
[0063] Os processadores 310 podem ser acoplados a um dispositivo de comunicação 320 configurado para comunicar a energia por meio de um canal de comunicação. O dispositivo de comunicação 320 pode ser usado para comunicar-se eletronicamente com componentes no interior do elemento de inserção de mídia, por exemplo. O dispositivo de comunicação 320 pode também ser usado para se comunicar, por exemplo, com um ou mais aparelhos controladores ou componentes de dispositivo de interface/programação.
[0064] O processador 310 também está em comunicação com um dispositivo de armazenamento 330. O dispositivo de armazenamento 330 pode compreender qualquer dispositivo de armazenamento de informações adequado, incluindo combinações de dispositivos de armazenamento magnéticos, dispositivos de armazenamento ópticos e/ou dispositivos de memória semicondutores, como dispositivos de Memória de Acesso Aleatório (RAM) e dispositivos de Memória Somente de Leitura (ROM).
[0065] O dispositivo de armazenamento 330 pode armazenar um ou mais programas 340 para controlar o processador 310. O processador 310 realiza instruções de um programa de software 340 e, desse
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20/83 modo, opera de acordo com a presente invenção. Por exemplo, o processador 310 pode receber informações que descrevem o posicionamento do elemento de inserção de mídia, as zonas alvo ativas do dispositivo. O dispositivo de armazenamento 330 pode, também, armazenar outros dados pré-determinados relacionados à biometria, em uma ou mais bases de dados 350 e 360. O banco de dados pode incluir, por exemplo, zonas retinianas predeterminadas apresentando alterações, de acordo com o ritmo cardíaco ou um quadro anormal relacionado à vascularização retiniana, limiares de medição, dados de metrologia e sequências de controle específicas para o sistema, fluxo de energia em direção ao elemento de inserção de mídia e a partir dele, protocolos de comunicação e similares. O banco de dados também pode incluir parâmetros e algoritmos de controle para o controle do sistema de monitoramento baseado em biometria que pode residir no dispositivo, bem como dados e/ou retroinformação que pode resultar da ação deles. Em algumas modalidades, esses dados podem ser, em última instância, comunicados para um dispositivo receptor sem fio externo ou a partir dele.
[0066] Em algumas modalidades, de acordo com os aspectos da presente invenção, um único dispositivo eletrônico e/ou múltiplos dispositivos eletrônicos distintos podem ser incluídos, como circuitos integrados distintos. Em outras modalidades, os elementos eletrônicos energizados podem ser incluídos em um elemento de inserção de mídia na forma de componentes integrados empilhados. Consequentemente, e agora com referência à Figura 4, é representado um diagrama esquemático de uma seção transversal exemplificadora de componentes integrados em matriz empilhada implementando um sistema de monitoramento baseado em biometria 410 com uma camada de detecção biométrica 411. O sistema de rastreamento baseado em biometria pode ser, por exemplo, um monitor de glicose, um monitor de vasPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 25/313
21/83 cularização retinal, um monitor de varredura visual, um GPS, ou um monitor de rastreamento baseado em localização, ou qualquer outro tipo de sistema útil para fornecer informações sobre o usuário. Particularmente, um elemento de inserção de mídia pode incluir várias camadas de tipos diferentes que são encapsuladas em formas consistentes com o ambiente que ocuparão. Em algumas modalidades, esses elementos de inserção de mídia com camadas de componentes integrados empilhados podem assumir o formato completo do elemento de inserção de mídia. Alternativamente, em alguns casos, o elemento de inserção de mídia pode ocupar apenas uma porção do volume em todo o formato.
[0067] Como mostrado na Figura 4, pode haver baterias de filme fino 430 usadas para fornecer energização. Em algumas modalidades, essas baterias de filme fino 430 podem compreender uma ou mais camadas que podem ser empilhadas uma sobre as outras, com múltiplos componentes nas camadas e interconexões entre os mesmos. As baterias são representadas como baterias de filme fino 430 para fins exemplificadores, podendo haver muitos outros elementos de energização consistentes com as modalidades da presente invenção, incluindo operação em modalidades tanto empilhadas como não empilhadas. Como um exemplo alternativo não limitador, baterias de forma laminar baseadas em cavidade, dotadas de múltiplas cavidades, podem ter um desempenho equivalente ou similar ao das baterias de filme fino 430 representadas.
[0068] Em algumas modalidades, pode haver interconexões adicionais entre duas camadas que são empilhadas uma sobre a outra. No estado da técnica pode existir inúmeras maneiras de fazer estas interconexões; entretanto, conforme demonstrado, a interconexão pode ser feita através de interconexões de bola de solda entre as camadas. Em algumas modalidades, apenas essas conexões podem ser necessáPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 26/313
22/83 rias; entretanto, em outros casos as bolas de solda 431 podem entrar em contato com outros elementos de interconexão como, por exemplo, com um componente tendo vias que atravessam camadas.
[0069] Em outras camadas do elemento de inserção de mídia de componentes integrados empilhados, uma camada 425 pode ser dedicada à interconexão de dois ou mais dos vários componentes nas camadas interconectadas. A camada de interconexão 425 pode conter, vias e linhas de roteamento que transmitem sinais de vários componentes a outros. Por exemplo, a camada de interconexão 425 pode fornecer as várias conexões de elementos de bateria a uma unidade de gerenciamento de energia 420 que pode estar presente em uma camada de tecnologia 415. A unidade de gerenciamento de energia 420 pode incluir um conjunto de circuitos para receber condições críticas de alimentação por bateria e saída para o restante das condições de fonte de alimentação padrão do dispositivo a partir da saída da fonte de alimentação 440. Outros componentes na camada de tecnologia 415 podem incluir, por exemplo, um transceptor 445, componentes de controle 450 e similares. Além disso, a camada de interconexão 425 pode funcionar para estabelecer conexões entre componentes na camada de tecnologia 415, assim como os componentes fora da camada de tecnologia 415; como pode existir, por exemplo, no dispositivo passivo integrado 455. Pode haver inúmeras maneiras para o roteamento de sinais elétricos que podem ser suportados pela presença de camadas de interconexão dedicadas, como a camada de interconexão 425. [0070] Em algumas modalidades, a camada de tecnologia 415, como outros componentes da camada, pode ser incluída na forma de múltiplas camadas, uma vez que esses recursos representam uma diversidade de opções de tecnologia que podem ser incluídas em elementos de inserção de mídia. Em algumas modalidades, uma das camadas pode incluir tecnologias CMOS, BiCMOS, Bipolar, ou tecnoloPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 27/313
23/83 gias baseadas em memória enquanto a outra camada pode incluir uma tecnologia diferente. Alternativamente, as duas camadas podem representar diferentes famílias de tecnologia dentro de uma mesma família como um todo; como, por exemplo, uma camada pode incluir elementos eletrônicos produzidos com o uso de uma tecnologia CMOS de 0,5 mícron, e outra camada pode incluir elementos produzidos com o uso de uma tecnologia CMOS de 20 nanômetros. Pode ser evidente que muitas outras combinações de vários tipos de tecnologia eletrônica sejam consistentes de acordo com a técnica aqui descrita.
[0071] Em algumas modalidades, o elemento de inserção de mídia pode incluir localizações para interconexões elétricas a componentes fora do elemento de inserção de mídia. Em outros exemplos; entretanto, o elemento de inserção de mídia pode também incluir uma interconexão a componentes externos de um modo sem fio. Nesses casos, o uso de antenas em uma camada de antena 435 pode proporcionar maneiras exemplificadoras de comunicação sem fio. Em muitos casos, tal camada de antena 435 pode estar localizada, por exemplo, na parte superior ou inferior do dispositivo de componente integrado empilhado dentro do elemento de inserção de mídia.
[0072] Em algumas das modalidades apresentadas na presente invenção, os elementos de energização que foram, até o momento, chamados de baterias de filme fino 430, podem ser incluídos como elementos em ao menos uma das próprias camadas empilhadas. Também pode ser notado que outras modalidades podem ser possíveis quando os elementos de bateria são localizados externamente às camadas de componente integrado empilhado. Adicionalmente, a diversidade adicional em modalidades pode derivar do fato de que também pode existir uma bateria separada ou outro componente de energização dentro do elemento de inserção de mídia, ou, alternativamente, esses componentes de energização separados também podem esPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 28/313
24/83 tar localizados externamente ao elemento de inserção de mídia. Nesses exemplos, a funcionalidade pode ser representada para inclusão de componentes integrados empilhados, e pode ser evidente que os elementos funcionais possam também ser incorporados a dispositivos biomédicos, de modo que não envolva componentes empilhados e ainda ser capaz de executar funções relacionadas às modalidades aqui descritas. Em modalidades alternativas, baterias podem não ser necessárias, já que a energia pode ser transferida sem fio, através de uma estrutura de antena ou de uma estrutura similar para coleta de energia.
[0073] Componentes do sistema de monitoramento baseado em biometria 410 também podem ser incluídos em uma arquitetura de componente integrado empilhado. Em algumas modalidades, os componentes do sistema de monitoramento baseado em biometria 410 podem ser fixados como uma porção de uma camada. Em outras modalidades, todo o sistema de monitoramento baseado em biometria 410 também pode compreender um componente com formato semelhante aos dos outros componentes integrados empilhados. Em alguns exemplos alternativos, os componentes podem não ser empilhados, mas sim dispostos nas regiões periféricas do dispositivo oftálmico ou de outro dispositivo biomédico, onde a interação funcional geral dos componentes pode funcionar de modo equivalente, embora o roteamento de sinais e a potência em todo o circuito possam ser diferentes. Biomarcadores/Química analítica [0074] Um biomarcador, ou marcador biológico, refere-se genericamente a um indicador mensurável de algum estado ou condição biológica. O termo é também ocasionalmente usado para se referir a uma substância cuja presença indica a existência de um organismo vivo. Adicionalmente, as formas de vida são conhecidas por liberar substâncias químicas únicas, inclusive DNA, para o meio ambiente como eviPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 29/313
25/83 dência de sua presença em um local específico. Os biomarcadores são frequentemente medidos e avaliados para examinar processos biológicos normais, processos patogênicos, ou respostas a uma intervenção terapêutica. Em sua totalidade, esses biomarcadores podem revelar vastas quantidades de informações importantes para a prevenção e tratamento de doenças, e a manutenção da saúde e do bemestar.
[0075] Dispositivos biomédicos configurados para analisar biomarcadores podem ser utilizados para revelar, de forma rápida e precisa, o funcionamento normal do organismo de uma pessoa e avaliar se ela mantém um estilo de vida saudável ou se uma mudança pode ser necessária para evitar enfermidade ou doença. Dispositivos biomédicos podem ser configurados para ler e analisar proteínas, bactérias, vírus, alterações na temperatura, alterações de pH, metabólitos, eletrólitos, e outros analitos usados em medicina diagnóstica e química analítica. Elementos de Sonda Baseados em Fluorescência para Análise de
Analito [0076] Diversos tipos de analitos podem ser detectados e analisados usando técnicas de análise baseadas em fluorescência. Um subconjunto destas técnicas pode envolver a emissão de fluorescência direta desde o próprio analito. Um conjunto mais genérico de técnicas refere-se a sondas de fluorescência dotadas de constituintes que se ligam a moléculas do analito e, em tal ligação, alteram uma assinatura de fluorescência. Por exemplo, em Transferência de Energia por Ressonância de Forster (FRET), sondas são configuradas com uma combinação de dois fluoróforos que podem ser quimicamente ligados a proteínas interagentes. A distância entre um fluoróforo e outro pode afetar a eficiência de um sinal de fluorescência que emana do mesmo. [0077] Um dos fluoróforos pode absorver uma irradiação de excitação e pode transferir, por ressonância, a excitação para estados elePetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 30/313
26/83 trônicos no outro fluoróforo. A ligação de analitos às proteínas interagentes ligadas pode perturbar a geometria e provocar uma mudança na emissão fluorescente do par de fluoróforos. Sítios de ligação podem ser geneticamente programados nas proteínas interagentes e, por exemplo, um sítio de ligação, que seja sensível à glicose, pode ser programado. Em alguns casos, o sítio resultante pode ser menos sensível ou insensível a outros constituintes em fluidos intersticiais de uma amostra desejada.
[0078] A ligação de um analito às sondas de FRET pode produzir um sinal de fluorescência que é sensível a concentrações de glicose. Em algumas modalidades exemplificadoras, as sondas baseadas em FRET podem ser sensíveis a uma concentração de glicose tão baixa quanto 10 uM e podem ser sensíveis a concentrações de até centenas de micromolares. Diversas sondas de FRET podem ser geneticamente projetadas e formadas. As sondas resultantes podem ser configuradas em estruturas que podem ajudar a análise de fluidos intersticiais de um sujeito. Em algumas modalidades exemplificadoras, as sondas podem ser colocadas no interior de uma matriz de material que seja permeável aos fluidos intersticiais e a seus componentes, por exemplo, as sondas de FRET podem ser montadas em estruturas de hidrogel. Em algumas modalidades exemplificadoras, essas sondas de hidrogel podem ser incluídas no processamento de lentes de contato oftálmicas baseado em hidrogel, de modo que possam residir em uma encapsulação de hidrogel que é imersa em fluido lacrimal quando usadas no olho. Em outras modalidades exemplificadoras, a sonda pode ser inserida nos tecidos oculares logo acima da esclera. Uma matriz de hidrogel que compreende sondas sensíveis a analito emissor de fluorescência pode ser colocada em várias locais que estejam em contato com fluidos corporais contendo um analito.
[0079] Nos exemplos fornecidos, as sondas de fluorescência poPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 31/313
27/83 dem estar em contato com fluido intersticial da região ocular próximo à esclera. Nesses casos, quando as sondas são incrustadas de forma invasiva, um dispositivo de detecção pode fornecer um sinal de radiação incidente sobre a sonda de fluorescência desde uma localização externa ao olho, como desde uma lente oftálmica ou um dispositivo portátil mantido em proximidade com o olho.
[0080] Em outras modalidades exemplificadoras, a sonda pode ser incrustada dentro de uma lente oftálmica em proximidade com um dispositivo de detecção de fluorescência que é também incrustado dentro da lente oftálmica. Em algumas modalidades exemplificadoras, uma borda de hidrogel pode encapsular tanto um elemento de inserção oftálmico com um detector de fluorescência como uma sonda de analito baseada em FRET.
Dispositivos de Inserção Oftálmicos e Dispositivos Oftálmicos com Detectores de Fluorescência [0081] Com referência à Figura 5, um elemento de inserção oftálmico 500 é demonstrado e inclui componentes que podem formar um sistema analítico exemplificador baseado em fluorescência. O elemento de inserção oftálmico demonstrado 500 é mostrado em uma forma anular exemplificadora contendo uma margem interna de 535 e uma margem externa de 520. Além de elementos de energização 530, de componentes eletrônicos energizados 510 e de recursos de interconexão 560, pode existir um sistema analítico de fluorescência 550, que, em certas modalidades exemplificadoras, pode ser posicionado sobre uma aba 540. A aba 540 pode ser conectada ao elemento de inserção 500 ou ser uma extensão integral, monolítica da mesma. A aba 540 pode adequadamente posicionar o sistema analítico de fluorescência 550 quando um dispositivo oftálmico, que compreende um detector de fluorescência, é usado. A aba 540 pode permitir que o sistema analítico 550 se sobreponha a porções do olho do usuário longe da zona ópPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 32/313
28/83 tica. O sistema analítico baseado em fluorescência 550 pode ser capaz de determinar um analito, em termos de sua presença ou sua concentração, em uma amostra de fluido. Como um exemplo não limitador, os fluoróforos podem incluir Fluoresceína, Tetrametilrodamina, ou outros derivados de Rodamina e Fluoresceína. Pode ser óbvio para os versados na técnica que qualquer sonda de analito que emite fluorescência, que pode incluir combinações de fluoróforo para FRET ou outra análise baseada em fluorescência pode ser consistente com a técnica no presente documento.
[0082] Para uma análise de fluorescência, uma sonda pode ser irradiada com uma fonte de luz de excitação. Esta fonte de luz pode estar localizada dentro do corpo do sistema analítico 550. Em algumas modalidades exemplificadoras, a fonte de luz pode compreender um dispositivo ou dispositivos de estado sólido tal como um diodo emissor de luz. Em uma modalidade alternativa exemplificadora, um diodo laser azul baseado em InGaN pode irradiar a uma frequência que corresponde a um comprimento de onda de 442 nm, por exemplo. Fontes de luz nanoscópicas como fontes individuais ou em matriz podem ser formadas a partir de cavidades metálicas com recursos de emissão conformados tal como laços ou cruzes. Em outras modalidades exemplificadoras, diodos emissores de luz podem emitir uma gama de frequências a comprimentos de onda correspondentes que se aproximam de 440 nm, por exemplo. Também, as fontes de emissão podem ser suplementadas com um dispositivo de filtragem de passagem de banda em algumas modalidades.
[0083] Outros elementos ópticos podem ser usados para difundir a fonte de luz a partir do dispositivo em estado sólido, conforme este deixa o dispositivo de inserção. Estes elementos podem ser moldados no próprio corpo do inserto oftálmico. Em outras modalidades exemplificadoras, elementos como filamentos de fibra óptica podem ser unidos
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29/83 ao dispositivo de inserção para funcionar como um emissor difuso. [0084] Podem existir numerosos meios para fornecer irradiação a uma sonda de fluorescência a partir de um dispositivo de inserção oftálmico 500 do tipo demonstrado na Fig. 5.
[0085] Um sinal de fluorescência pode também ser detectado dentro do sistema analítico baseado em fluorescência 550. Um elemento detector de estado sólido pode ser configurado para detectar luz em uma banda ao redor de 525 nm como um exemplo. O elemento de estado sólido pode ser revestido de tal maneira a passar somente uma banda de frequências que não está presente nas fontes de luz que foram descritas. Em outras modalidades exemplificadoras, as fontes de luz podem ter um ciclo de trabalho e um sinal de elemento de detector pode somente ser registrado durante períodos quando a fonte de luz está em um estado desligado. Quando o ciclo de trabalho é usado, detectores com capacidade de detecção de banda larga podem ser vantajosos.
[0086] Um barramento de controle eletrônico com características de interconexão 560 mostrado esquematicamente pode fornecer os sinais à fonte de luz ou fontes e retornar sinais dos detectores. O componente eletrônico energizado 510 pode fornecer os sinais e aspectos de energia. A modalidade exemplificadora da Figura 5, ilustra uma fonte de alimentação por bateria para elementos de energização 530 fornecida para o conjunto de circuitos eletrônicos que também pode ser chamado de conjunto de circuitos de controle. Em outras modalidades exemplificadoras, a energização pode também ser fornecida ao conjunto de circuitos eletrônicos pelo acoplamento de energia através de modos sem fio, como transferência por radiofrequência ou transferência fotoelétrica.
[0087] A capacitação adicional para o uso de detectores de fluorescência em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido
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30/83 de patente US n° 14/011902, depositado em 28 de agosto de 2013, que é aqui incorporado, a título de referência.
Lente Oftálmica com Mecanismo de Tingimento por Evento [0088] Um outro método para detectar analitos pode ser um esquema de tingimento passivo em que analitos podem se ligar estritamente a um composto reativo, resultando em uma mudança de cor que pode indicar a presença de um analito específico.
[0089] Em algumas modalidades, um mecanismo de tingimento por evento pode compreender uma mistura reativa, que, por exemplo, pode ser adicionada a, impressa sobre ou embutida em um elemento de inserção rígido de um dispositivo oftálmico, como através de técnicas de termoformação. Alternativamente, o mecanismo de tingimento por evento pode não exigir um elemento de inserção rígido, mas, em vez disso, pode estar situado na ou dentro de uma porção de hidrogel, por exemplo, mediante o uso de técnicas de impressão ou injeção. [0090] O mecanismo de tingimento por evento pode compreender uma porção de um elemento de inserção rígido que é reativo com algum componente do fluido lacrimal transitório ou algum componente dentro de uma lente oftálmica. Por exemplo, o evento pode ser um acúmulo específico de algum precipitante, como lipídios ou proteínas, em qualquer um dentre ou tanto no elemento de inserção oftálmico rígido quanto na porção de hidrogel, dependendo da composição da lente oftálmica. O nível de acúmulo pode ativar o mecanismo de tingimento por evento sem necessidade de uma fonte de energia. A ativação pode ser gradual, em que a cor se torna mais visível conforme o nível de acúmulo aumenta, o que pode indicar que a lente oftálmica precisa ser higienizada ou substituída.
[0091] Alternativamente, a cor pode ser apenas aparente a um nível específico. Em algumas modalidades, a ativação pode ser reversível, por exemplo, onde o usuário efetivamente remove o precipitante
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31/83 da porção de hidrogel ou do elemento de inserção rígido. O mecanismo de tingimento por evento pode estar situado fora da zona óptica, o que pode permitir uma modalidade anular do elemento de inserção rígido. Em outras modalidades, particularmente quando o evento pode instruir um usuário a tomar uma ação imediata, o mecanismo de tingimento por evento pode estar situado dentro da zona óptica, permitindo ao usuário visualizar a ativação do mecanismo de tingimento por evento.
[0092] Em algumas outras modalidades, o mecanismo de tingimento por evento pode compreender um reservatório contendo uma substância colorida, por exemplo um corante. Antes da ocorrência do evento, o reservatório pode não ser visível. O reservatório pode ser encapsulado com um material degradável, que pode ser degradado de maneira irreversível por algum constituinte do fluido lacrimal, incluindo, por exemplo, proteínas ou lipídios. Uma vez degradada, a substância colorida pode ser liberada para a lente oftálmica ou para o interior do segundo reservatório. Uma modalidade como essa pode indicar quando uma lente oftálmica descartável precisa ser descartada, por exemplo, com base em parâmetros recomendados por um fabricante.
[0093] Prosseguindo para as Figuras 6A e 6B, é ilustrada uma modalidade exemplificadora de uma lente oftálmica 600 com mecanismos múltiplos de tingimento por evento 601-608. Em algumas modalidades, os mecanismos de tingimento por evento 601 a 608 podem estar situados dentro da porção de hidrogel macia 610 da lente oftálmica 600 e fora da zona óptica 609.
[0094] Tais modalidades podem não exigir um elemento de inserção rígido ou elemento de inserção de mídia para fazer funcionar os mecanismos de tingimento por evento 601 a 608, embora os elementos de inserção ainda possam ser incorporados à lente oftálmica 600, permitindo funções adicionais. Em algumas modalidades, cada mecaPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 36/313
32/83 nismo de tingimento por evento 601 a 608 pode ser encapsulado separadamente dentro da porção de hidrogel macia 610 da lente oftálmica 600. O conteúdo dos mecanismos de tingimento por evento 601-608 pode incluir um composto reativo a alguma condição, como temperatura, ou componente do fluido lacrimal, como um biomarcador.
[0095] Em algumas modalidades, cada mecanismo de tingimento por evento 601-608 pode ser ativado com base em diferentes eventos. Por exemplo, um mecanismo de tingimento por evento 608 pode compreender cristal líquido que pode reagir a alterações nas temperaturas do ambiente ocular, em que o evento é uma febre. Outros mecanismos de tingimento por evento 602 a 606 dentro da mesma lente oftálmica 600 podem reagir a patógenos específicos, por exemplo, aqueles que podem causar infecções oculares ou podem ser indicativos de infecções ou doenças não oculares, como queratite, conjuntivite, úlceras da córnea, e celulite. Esses patógenos podem incluir, por exemplo, Acanthamoeba keratitis, Pseudomona aeruginosa, Neisseria gonorrhoeae, e cepas de Staphylococcus e Streptococcus, como S. aureus. Os mecanismos de tingimento por evento 601 a 607 podem ser encapsulados com um composto que pode ser seletivamente permeável a um componente do fluido lacrimal. Em algumas modalidades, os mecanismos de tingimento por evento 602 a 606 podem funcionar por aglutinação, como através de um teste de coagulase, no qual uma concentração maior de patógeno pode aderir a um composto dentro dos mecanismos de tingimento por evento 602 a 606 e pode causar formação de nódulos ou formação de precipitado. O precipitado pode proporcionar tingimento ou pode reagir com outro composto nos mecanismos de tingimento por evento 602 a 606, através de uma reação separada. Alternativamente, os mecanismos de tingimento por evento 602 a 606 podem compreender um reagente que colore mediante reação, como em alguns testes de oxidase.
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33/83 [0096] Em ainda outras modalidades, um mecanismo de tingimento por evento 602-606 pode funcionar de modo similar a um teste de tornassol, em que o mecanismo de tingimento por evento é ativado com base no pH ou pOH dentro do ambiente ocular. Por exemplo, para monitorar a concentração de ácido valproico, o mecanismo de tingimento por evento pode conter proteínas específicas que seriam capazes de se ligar ao ácido valproico até uma concentração específica. O ácido valproico que não se liga pode indicar quantidades eficazes dentro do fluido lacrimal. O pH ou pOH dentro do mecanismo de tingimento por evento pode aumentar com o aumento da concentração de ácido.
[0097] Outros mecanismos de tingimento exemplificadores 601 podem reagir a raios ultravioleta, em que o evento pode ser exposição excessiva do olho a luz UV, como em cegueira da neve. Outro mecanismo de tingimento 607 pode reagir ao acúmulo de proteína, conforme descrito na Figura 1. Alguns mecanismos de tingimento por evento 608 podem ser reversíveis, como quando o usuário respondeu eficazmente ao evento. Por exemplo, após um usuário enxaguar a lente oftálmica 600, o nível de patógenos ou proteína pode ser reduzido suficientemente, permitindo o uso seguro da lente oftálmica 600. Alternativamente, o tingimento pode ser reversível no olho, como onde o evento é uma febre e a temperatura do usuário foi efetivamente diminuída. [0098] Conforme mostrado em seção transversal, os mecanismos de coloração de evento 622, 626 podem estar situados na periferia da lente oftálmica 620, sem alterar a superfície óptica da porção de hidrogel 630. Em algumas modalidades, não mostradas, os mecanismos de tingimento por evento podem estar ao menos parcialmente dentro da zona óptica 629, alertando o usuário sobre o evento. As localizações dos mecanismos de tingimento por evento 622, 626 podem variar dentro de uma única lente oftálmica 600, com algumas localizações na
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34/83 periferia e algumas na zona óptica 629. Os mecanismos de tingimento por evento 601-608 podem ser ativados independentemente. Por exemplo, o usuário pode ter uma febre, o que ativa uma alteração no tingimento do cristal líquido contido em um mecanismo de tingimento por evento 608. Outros dois mecanismos de tingimento por evento 605, 606 podem indicar altos níveis de S. aureus e A. keratitis, o que pode fornecer orientação sobre a causa da febre, particularmente quando outros sintomas corroboram o diagnóstico. Quando os mecanismos de tingimento por evento 601 a 608 servirem como ferramentas de diagnóstico, o tingimento pode não ser reversível, permitindo ao usuário remover a lente oftálmica 600 sem perder a indicação do evento.
[0099] Em algumas modalidades, o mecanismo de tingimento por evento 608 pode ser revestido por uma substância com baixa permeabilidade, como o parileno. Essa modalidade pode ser particularmente significativa onde o mecanismo de tingimento por evento 608 contém compostos que podem ser potencialmente perigosos se em contato com o olho, ou onde o evento não exige interação com o fluido lacrimal. Por exemplo, onde o evento é uma alteração na temperatura, uma gotícula de cristal líquido pode ser revestida com parileno, que pode ser adicionalmente reforçado em um lacre hermético que alterna o parileno com um composto fortificante, como dióxido de silício, ouro ou alumínio.
[0100] Para propósitos exemplificadores, a lente oftálmica 600 é mostrada incluindo oito mecanismos de tingimento por evento. Entretanto, pode ser óbvio aos versados na técnica que outras quantidades de mecanismos de tingimento por evento podem ser práticas. Em alguns exemplos, um detector fotoativo pode ser posicionado dentro da região do mecanismo de tingimento por evento no interior do dispositivo de inserção de lente oftálmica. O detector fotoativo pode ser formaPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 39/313
35/83 do para ser sensível à presença de luz no espectro do mecanismo de tingimento. O detector fotoativo pode monitorar a luz ambiente de um usuário e determinar um nível base de luz sob operação. Por exemplo, uma vez que a luz ambiente varia quando a pálpebra de um usuário pestaneja, o detector fotoativo pode registrar a resposta durante alguns períodos de sinal, por exemplo, dez, entre eventos de pestanejo. Quando o mecanismo de tingimento alterar a cor, o sinal médio no detector fotoativo irá mudar concomitantemente e um sinal pode ser enviado para um controlador no interior do dispositivo biomédico. Em alguns exemplos, uma fonte de luz pode ser incluída no fotodetector, de modo que um sinal de luz calibrado possa passar pelo dispositivo de tingimento e detectar uma alteração na absorbância em uma região espectral apropriada. Em alguns exemplos, um resultado de detecção quantitativo ou semi-quantitativo pode resultar de irradiar o dispositivo de coloração e medir um nível de fotodetecção no detector fotoativo, correlacionando-se esse nível a uma concentração dos componentes de coloração ativos.
[0101] Prosseguindo para as Figuras 7A e 7B, é ilustrada uma modalidade alternativa de uma lente oftálmica 700 com mecanismos de coloração de evento de 711 a 714, de 721 a 724 e de 731 a 734. Em algumas dessas modalidades, os mecanismos de evento de 711 a 714, de 721 a 724 e de 731 a 734 podem incluir uma molécula reativa de 712 a 714, de 722 a 724 e de 732 a 734, respectivamente, ancoradas no interior da lente oftálmica 700. A molécula reativa 712 a 714, 732 a 734 pode compreender uma porção ligante central 713, 733 flanqueada por um extintor 712, 732 e uma porção de tingimento 714, 734, como, por exemplo, um cromóforo ou fluoróforo. Dependendo da estrutura molecular, quando um composto específico se liga à porção de ligação 713, 733, a porção de tingimento 714, 734 pode se deslocar para mais perto do extintor 712, reduzindo o tingimento, ou pode se
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36/83 deslocar para longe o extintor 732, o que aumentaria o tingimento. Em outras modalidades, a molécula reativa 722-724 pode compreender uma porção de ligação 723 orlada por pares de transferência de energia de ressonância Forster (FRET) 722, 724. Os pares de FRET 722, 724 podem funcionar de modo similar a um extintor 712, 732 e cromóforo (a porção de tingimento) 714, 734, embora os pares de FRET 722, 724 possam, ambos, exibir tingimento e, quando próximos um do outro, sua sobreposição espectral pode causar uma alteração no tingimento.
[0102] A molécula reativa de 712 a 714, de 722 a 724 e de 732 a 734 pode ser selecionada para atingir compostos específicos dentro do fluido lacrimal. Em algumas modalidades, o composto específico pode indicar diretamente o evento. Por exemplo, onde um nível de glicose no fluido lacrimal for o evento, a molécula reativa de 712 a 714, de 722 a 724 e de 732 a 734 pode ligar-se diretamente à glicose. Onde o evento for a presença ou a concentração de um patógeno, por exemplo, um aspecto particular daquele patógeno pode ligar-se à molécula reativa de 712 a 714, de 722 a 724 e de 732 a 734. Isto pode incluir um componente de lipídio ou proteína único deste patógeno. Alternativamente, o composto específico pode ser um indicador indireto do evento. O composto específico pode ser um derivado do patógeno, como um anticorpo em particular que responde àquele patógeno. [0103] Alguns exemplos de compostos alvo podem incluir: hemoglobina; troponi para a detecção de eventos do miocárdio; amilase para a detecção de pancreatite aguda; creatinina para a detecção de insuficiência renal; gama-glutamil para a detecção de obstrução biliar ou colestase; pepsinogênio para a detecção de gastrite; antígenos de câncer para detecção de cânceres; e outros analitos conhecidos na técnica para detectar doença, lesão e similares.
[0104] Em algumas modalidades, a molécula reativa de 712 a 714
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37/83 pode ser ancorada no interior da lente oftálmica por um composto secundário 711, por exemplo, uma proteína, um peptídeo ou um aptâmero. Alternativamente, o hidrogel 702 pode fornecer um ancoramento suficiente para fixar a molécula reativa 722 a 724 dentro da lente oftálmica 700. A molécula reativa 722 a 724 pode estar com contato com a mistura de monômero reativo antes da polimerização, o que pode permitir que a molécula reativa 722 a 724 ligue-se quimicamente ao hidrogel 721. A molécula reativa pode ser injetada no hidrogel após a polimerização, mas antes da hidratação, o que pode permitir posicionamento preciso da molécula reativa.
[0105] Em algumas modalidades, a tonalização do mecanismo de ancoramento pode proporcionar escolhas cosméticas mais amplas. A lente oftálmica 700 pode compreender ainda um anel límbico ou uma íris que pode fornecer um plano de fundo ou primeiro plano estático e natural aos mecanismos de tingimento por evento. O padrão de design pode ser incluído sobre o hidrogel ou dentro do mesmo, ou pode ser incluído em um elemento de inserção rígido através de uma variedade de processos, por exemplo, impressão sobre uma superfície do elemento de inserção rígido. Em algumas dessas modalidades, os mecanismos de coloração de evento na periferia podem ser dispostos de modo a parecerem menos artificiais, por exemplo por meio de um padrão irradiante que pode se integrar mais naturalmente ao padrão da íris do usuário, ou um padrão de íris incluído na lente oftálmica 700, em comparação a um pontilhado aleatório por toda a lente oftálmica 700.
[0106] Em outras modalidades, a molécula reativa 732-734 pode ser ancorada a um elemento de inserção rígido. O elemento de inserção rígido, não mostrado, pode ser anular e pode ancorar múltiplas moléculas reativas fora da zona óptica 701. Alternativamente, o elemento de inserção rígido pode ser um inserto de periferia pequeno,
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38/83 que pode ancorar uma única molécula reativa 732-734, ou diversas das mesmas moléculas reativas, o que pode permitir um tingimento mais vibrante.
[0107] Conforme ilustrado em seção transversal, o posicionamento da moléculas reativas 760, 780 no interior da lente oftálmica 750 pode ser variado dentro do hidrogel 752. Por exemplo, algumas moléculas reativas 780 podem estar totalmente na periferia, sem nenhuma sobreposição com a zona óptica 751. Outras moléculas reativas 760 podem, ao menos parcialmente, se estender para dentro da zona óptica 751. Em algumas dessas modalidades, as moléculas reativas 760 podem se estender para dentro da zona óptica 751, em algumas configurações daquela molécula reativa 760, como quando o evento ocorreu, o que pode alertar o usuário quanto ao evento.
[0108] A capacitação adicional para o uso de detectores de fluorescência em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n°13/899528, depositado em terça-fei ra, 21 de maio de 2013, que é aqui incorporado, a título de referência.
Espectroscopia de Pontos Quânticos [0109] Pequenos dispositivos de espectroscopia podem ser auxiliares significativos na criação de dispositivos biomédicos com a capacidade de medir e controlar as concentrações de vários analitos para um usuário. Por exemplo, a metrologia de glicose pode ser usada para controlar variações do material em pacientes e após tratamentos com vários tipos de medicamentos. Os designs atuais de microespectrômetro normalmente usam filtros de interferência e óptica de interferometria para medir as respostas espectrais de misturas que contêm materiais que absorvem luz. Em alguns exemplos, um espectrômetro pode ser formado pela criação de uma matriz composta por pontos quânticos. Um espectrômetro baseado em matrizes de pontos quânticos pode medir um espectro de luz com base no princípio de multiplexação
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39/83 de comprimento de onda. O princípio de multiplexação de comprimento de onda pode ser realizado quando bandas espectrais múltiplas são codificadas e detectadas simultaneamente com um elemento de filtro e um elemento detector, respectivamente. O formato da matriz pode permitir que o processo seja repetido várias vezes, de forma eficiente, com o uso de filtros diferentes com codificação diferente, de modo que sejam obtidas informações suficientes para permitir a reconstrução computacional do espectro alvo. Um exemplo pode ser ilustrado considerando um conjunto de detectores de luz, como os encontrados em uma câmera de CCD. O conjunto de dispositivos sensíveis à luz pode ser útil para determinar a quantidade de luz que atinge cada elemento detector específico no conjunto de CCD. Em um espectrômetro de banda larga, uma pluralidade, às vezes centenas de elementos de filtro baseados em pontos quânticos são posicionados de modo que cada filtro permita a passagem de luz de certas regiões espectrais para um ou alguns elementos de CCD. Um conjunto de centenas desses filtros dispostos tal modo que uma iluminação passada por uma amostra possa avançar através da matriz de filtros de pontos quânticos (chamada QD) e até um respectivo conjunto de elementos CCD para os filtros QD. A coleta simultânea de dados codificados de modo espectral pode permitir a rápida análise de uma amostra.
[0110] Exemplos de análise espectral de banda estreita podem ser formados mediante o uso de um número menor de filtros QD que circundam uma banda estreita. Na Figura 7C, é mostrada uma ilustração de como uma banda espectral pode ser observada através de uma combinação de dois filtros. Pode também ficar claro que o conjunto de centenas de filtros pode ser previsto como um conceito similar àquele da Figura 7C repetido muitas vezes.
[0111] Na Figura 7C, um primeiro filtro QD 770 pode ter uma resposta de absorção espectral associada, conforme ilustrado e indicado
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40/83 como ABS no eixo y. Um segundo filtro QD 771 pode ter uma absorção espectral associada deslocada, associada com uma natureza diferente dos pontos quânticos incluídos no filtro, por exemplo, os QDs podem ter um diâmetro maior no filtro QD 771. A curva de diferença de uma irradiância plana de luz de todos os comprimentos de onda (luz branca) pode resultar da diferença entre o resultado de absorção de luz que atravessa o filtro 771 e a que atravessa o filtro 770. Dessa forma, o efeito de irradiação através de dois filtros é que a curva de diferença indicaria resposta espectral na banda de transmissão 772 representada, onde o eixo geométrico y é identificado como Trans para indicar que a curva de resposta se refere a características de transmissão. Quando um analito é introduzido na trajetória de luz do espectrômetro, onde o analito tem uma banda de absorção no espectro UV/visível e, possivelmente, no infravermelho, o resultado seria modificar a transmissão de luz naquela banda espectral, como mostrado pelo espectro 773. A diferença de 772 para 773 resulta em um espectro de absorção 774 para o analito na região definida pelos dois filtros de pontos quânticos. Portanto, uma resposta espectral estreita pode ser obtida através de um pequeno número de filtros. Em alguns exemplos, a cobertura redundante através de tipos diferentes de filtros da mesma região espectral pode ser empregada para melhorar as características de sinal e ruído do resultado espectral.
[0112] Os filtros de absorção baseados em QD podem incluir QDs que têm moléculas de extinção em suas superfícies. Essas moléculas podem evitar que o QD emita luz após absorver energia em faixas de frequência apropriadas. De modo mais genérico, os filtros QD podem ser formados de nanocristais com raios menores que o raio de Bohr do éxciton em massa, o que resulta em confinamento quântico de cargas eletrônicas. O tamanho do cristal está relacionado com estados de energia restrita do nanocristal e, em geral, a redução do tamanho do
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41/83 cristal tem o efeito de um confinamento mais forte. Este confinamento mais forte afeta os estados eletrônicos no ponto quântico, e resulta em um aumento na banda proibida efetiva, o que resulta no deslocamento para os comprimentos de onda em azul, tanto na absorção óptica como na emissão fluorescente. Existem muitas fontes espectrais limitadas, definidas para um amplo conjunto de pontos quânticos, que podem estar disponíveis para compra ou fabricação, e que podem ser incorporados a dispositivos biomédicos para atuar como filtros. Pelo posicionamento de QDs levemente modificados, como pela alteração do tamanho, formato e composição do QD, pode ser possível adaptar, de forma contínua e fina, os espectros de absorção em faixas de comprimento variando de ultravioleta profundo a infravermelho médio. QDs podem também ser impressos em padrões muito finos.
Dispositivos Biomédicos com Espectrômetros de Pontos Quânticos [0113] A Figura 8A ilustra um sistema de espectrômetro QD exemplificador em um dispositivo biomédico 800. A ilustração na Figura 8A pode usar uma abordagem passiva para coletar amostras, em que um fluido de amostra entra passivamente em um canal 802. O canal 802 pode ser interno em relação ao dispositivo biomédico 800 em alguns exemplos e, em outros exemplos, conforme ilustrado; o dispositivo biomédico 800 pode circundar uma região externa com uma cavidade reentrante. Em alguns exemplos, onde o dispositivo biomédico 800 cria um canal de fluido externo a si mesmo, o dispositivo pode, também, incluir um poro 860 para emitir reagentes ou corantes para interagir com o fluido externo na região de canal. Em sentido não limitador, a amostragem passiva pode ser entendida com referência a um exemplo no qual o dispositivo biomédico 800 pode ser uma pílula deglutível. A pílula pode compreender regiões que emitem medicamento 850, bem como regiões que analisam o fluido circundante, como o fluido gástrico, quanto à presença de um analito, onde o analito pode ser,
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42/83 por exemplo, o medicamento. A pílula pode conter regiões de controlador 870 próximas ao medicamente, onde o controle de liberação de medicamento pode ser feito através de porções do dispositivo biomédico de pílulas. Uma região de análise 803 pode compreender um canal de reentrada no dispositivo biomédico de pílula que permite que o fluido externo flui passivamente para dentro e fora do canal. Quando um analito, por exemplo, presente no fluido gástrico, se difunde ou flui para dentro do canal, ele fica situado no interior da região de análise 803, conforme representado na Figura 8A.
[0114] Agora com referência à Figura 8B, uma vez que um analito se difunda ou, de outro modo, entre no canal do espectrômetro de ponto quântico, que será mencionado como o canal 802, uma amostra 830 pode passar pela porção de emissão de um emissor de pontos quânticos (QD) 810. Os emissores de QD 810 podem receber informações de um controlador de emissor de QD 812, instruindo os emissores de QD 810 para que emitam um espectro de luz de saída através do canal 802.
[0115] Em alguns exemplos, o emissor de QD 810 pode agir com base nas propriedades de emissão dos pontos quânticos. Em outros exemplos, o emissor de QD pode atuar com base nas propriedades de absorção dos pontos quânticos. Nos exemplos que usam as propriedades de emissão de pontos quânticos, essas emissões podem ser fotoestimuladas ou estimuladas eletricamente. Em alguns exemplos de fotoestimulação, a luz energética no espectro de violeta a ultravioleta pode ser emitida por uma fonte de luz e absorvida nos pontos quânticos. A excitação no QD pode relaxar mediante emissão de fótons de energias características em uma faixa estreita. Conforme mencionado anteriormente, os QDs podem ser projetados para que a emissão ocorra a frequências selecionadas de interesse.
[0116] Em um conjunto de exemplos similar, os QDs podem ser
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43/83 formados em um conjunto de camadas. As camadas podem dispor os QDs entre camadas eletricamente ativas, que podem doar elétrons e buracos aos QDs. Essas excitações, devido às doações de elétrons e buracos podem, de maneira similar, estimular os QDS a emitir fótons característicos da frequência selecionada. O emissor de QD 810 pode ser formado pela inclusão de cristais nanoscópicos, que funcionam como pontos quânticos, em que os cristais podem ser controlados quanto ao seu crescimento e material que são usados para forma-los os, antes de serem incluídos no elemento emissor.
[0117] Em um conjunto alternativo de exemplos, em que os QDs atuam em um modo de absorção, uma combinação de um conjunto de filtros pode ser usada para determinar uma resposta espectral em uma região. Esse mecanismo é descrito em uma seção anterior em referência à Figura 7C. Combinações de elementos de absorção QD podem ser usadas em análise de regiões para selecionar regiões do espectro para análise.
[0118] Em qualquer um desses tipos de exemplos de emissão, um espectro de frequências de luz pode ser emitido pelo emissor de QD 810 e podem passar pelas amostras 830. A amostra 830 pode absorver luz de algumas das frequências emitidas, se um constituinte químico na amostra for capaz de absorver essas frequências. As demais frequências que não são absorvidos podem continuar no elemento detector, onde os receptores de QD 820 podem absorver os fótons e convertê-los em sinais elétricos. Esses sinais elétricos podem ser convertidos em informações digitais por um sensor de detector de QD 822. Em alguns exemplos, o sensor 822 pode ser conectado a cada um dos receptores de QD 820, ou em outros exemplos, os sinais elétricos podem ser encaminhados para circuitos elétricos para a detecção. Os dados digitais podem ser usados na análise da amostra 830 com base em valores predeterminados para valores de absorbância de
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44/83 comprimento de onda de QD.
[0119] Na Figura 8C, o sistema QD é mostrado de uma maneira em que a amostra é passada diante dos elementos de análise espectral que estão espacialmente localizados. Isso pode ser realizado, por exemplo, das maneiras descritas para a progressão de microfluido. Em outros exemplos, a amostra 830 pode conter analitos que se difundem para dentro de uma região de um dispositivo biométrico que encerra o fluido externo com o material do dispositivo biomédico para formar um poro ou cavidade no interior do qual a amostra pode fluir ou se difundir passivamente para uma região analítica que faça passar luz de emissores presentes no interior do dispositivo médico, fora do dispositivo biomédico e novamente para os detectores presentes no dispositivo biomédico. As Figuras 8B e 8C representam esse movimento como a diferença entre as localizações da amostra 830 que se moveu de um primeiro local 831 ao longo da região de análise para o novo local 832. Em outros exemplos, os QDs podem ser consolidados para agir em um único local multipontos, onde os meios de excitação e os meios de detecção estão consolidados em elementos únicos para cada função. Alguns dispositivos biomédicos, como dispositivos oftálmicos, podem apresentar limitações de espaço para um espectrômetro que compreenda mais de uma centena de dispositivos de pontos quânticos, mas outros dispositivos médicos podem ter centenas de dispositivos de pontos quânticos que permitem uma caracterização espectrográfica completa de misturas contendo analito.
[0120] O sistema analítico de QD pode também funcionar com dispositivos microfluídicos para reagir amostras contendo analitos com reagentes contendo corantes. As moléculas de corante podem reagir com analitos específicos. Conforme mencionado anteriormente, um exemplo dessa ligação pode ser os indicadores de FRET. As moléculas de corante podem ter bandas de absorção no espectro ultravioleta
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45/83 e visível que são significativamente resistentes, e que também foram referidas como tendo altos coeficientes de extinção. Portanto, pequenas quantidades de um analito específico podem ser ligadas seletivamente a moléculas com absorção significativa a uma frequência espectral que podem ser visualizadas pelo sistema analítico QD. O sinal intensificado do complexo corante pode permitir uma quantificação mais precisa da concentração de analito.
[0121] Em alguns exemplos, um sistema microfluídico de processamento pode misturar uma amostra de analito com um reagente que compreende um corante que se ligará a um analito alvo. O sistema de processamento microfluídico pode misturar as duas amostras juntas por um período que possa assegurar complexação suficiente entre o corante e o analito. Em seguida, em alguns exemplos, o sistema de processamento microfluídico pode mover a amostra líquida misturada para um local contendo uma superfície que possa ligar-se a quaisquer moléculas de corante não complexadas. Quando o sistema microfluídico então, movimenta a mistura de amostra para dentro de uma região de análise, as moléculas de corante restantes poderão ser correlacionadas com a concentração do analito na amostra. A mistura pode ser movimentada diante das fontes de luz de emissão de pontos quânticos ou de filtros de absorção de pontos quânticos nas maneiras descritas.
[0122] Um tipo de corante fluorescente pode ser formado mediante complexação de pontos quânticos com moléculas de extinção. Uma mistura reagente de pontos quânticos com moléculas de extinção complexadas pode ser introduzida em uma amostra contendo analitos, por exemplo, em uma célula microfluídica, dentro de um dispositivo biomédico. A moléculas de extinção podem conter regiões que podem se ligar a analitos de forma seletiva, e, ao fazê-lo, pode separar a molécula de extinção do ponto quântico. O ponto quântico não complexaPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 50/313
46/83 do pode agora fluorescer na presença de radiação de excitação. Em alguns exemplos, podem ser usadas combinações de filtros de ponto quântico para criar a capacidade de detectar a presença de emissão acentuada em comprimentos de onda característicos do ponto quântico não complexado. Em outros exemplos, outras maneiras de detectar a emissão aprimorada dos pontos quânticos não complexados podem ser utilizadas. Uma solução de pontos quânticos complexados pode ser armazenada dentro de uma célula de processamento microfluídico de um dispositivo biomédico e pode ser usada para detectar a presença de analitos de um usuário em amostras que são introduzidas no dispositivo biomédico.
Dispositivos de Inserção Oftálmicos e Dispositivos Oftálmicos com Detectores de Fluorescência [0123] Com referência agora à Figura 9A, uma vista superior de um sistema analítico microfluídico exemplificador 950 de um dispositivo oftálmico é mostrada sobre um elemento de inserção de mídia oftálmico. Além de elementos de energização 951, de conjunto de circuitos de controle 952 e de recursos interconectados 953, em algumas modalidades, o elemento de inserção de mídia pode incluir componentes analíticos microfluídicos 954 que inclui um componente de retenção de fluido de descarte 955. O sistema analítico microfluídico 950 pode ser capaz de determinar um analito/biomarcador, em termos de sua presença ou sua concentração, em uma amostra de fluido. Um sistema analítico microfluídico pode detectar quimicamente numerosos analitos que podem ser encontrados no fluido lacrimal de um usuário. Um exemplo não limitador pode incluir a detecção de uma quantidade de glicose presente em uma amostra de fluido lacrimal.
[0124] A capacitação adicional para o uso de detectores de fluorescência em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n°13/896708, depositado em sexta-fei ra, 17 de maio de
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2013, que é aqui incorporado, a título de referência.
Dispositivos de Inserção Oftálmico e Dispositivos Oftálmicos com Detectores de Vascularização Retinal [0125] Agora com referência à Figura 9B, é ilustrada uma representação em seção transversal lateral do olho de um paciente com um dispositivo oftálmico energizado exemplificador. Em particular, é ilustrado um dispositivo oftálmico 900 com a forma de uma lente de contato energizada sobre a córnea 906, com fluido ocular em ao menos algumas porções entre o dispositivo oftálmico 900 e a córnea 906. Em algumas modalidades, o contorno côncavo do dispositivo oftálmico 900 pode ser projetado de modo que um transdutor piezelétrico ou mais pode estar diretamente sobre a córnea 906. Ter os transdutores piezelétricos repousando diretamente sobre a córnea 906 pode permitir um maior detalhe de imageamento, já que os pulsos ultrassônicos podem deslocar-se diretamente em direção à córnea 906 a partir dos pontos focais 902, 910. Conforme representado na modalidade exemplificadora da presente invenção, os um ou mais transdutores piezelétricos situam-se na área periférica da lente de contato energizada, e fora da linha de visão para evitar interferência com a visão. Entretanto, em dispositivos de lente de contato energizada alternativos, o transdutor piezelétrico pode estar situado na região central situada diante da pupila 904, também sem interferir significativamente com a visão de um usuário.
[0126] Consequentemente, dependendo do projeto do dispositivo oftálmico 900, os pulsos ultrassônicos podem atravessar o cristalino 908 do olho antes de passar pelo humor vítreo 920 e alcançar uma ou mais áreas da retina, incluindo os vasos pulsantes, por exemplo, 912 e 916. Em algumas modalidades, as áreas da retina podem ser áreas pré-determinadas próximas a, ou que incluem, partes oculares que servem a uma função específica, ou que podem ser usadas como um
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48/83 preditor de uma condição específica incluindo, por exemplo, a mácula 914 que pode ser triada quanto à detecção precoce da perda de visão periférica, por exemplo, degeneração macular relacionada à idade. O sinal elétrico detectado pode, também, fornecer um fluxo de dados relacionados ao pulso e à pressão arterial dos usuários, como exemplos não limitadores.
[0127] A capacitação adicional para o uso de detectores de pulso ultrassônicos em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n° 14/087315, depositado em 22 de novembro de 2013, que é aqui incorporado, a título de referência.
Conscientização_de
Localização [0128] A conscientização de localização pode ser muito importante para modalidades de comunicação de informações baseadas em biometria. Pode haver numerosas maneiras para estabelecer a conscientização de localização. Em alguns exemplos, um dispositivo biomédico pode funcionar em cooperação com outro dispositivo, como um smartphone. Pode haver um link de comunicação estabelecido entre o dispositivo biomédico e o outro dispositivo. Nessas modalidades, o dispositivo, como o smartphone, pode realizar a função de determinar a localização do usuário. Em outros exemplos, o dispositivo biomédico pode ser usado de uma maneira autônoma e pode ter a capacidade de determinar a localização. Em um modo autônomo, o dispositivo biomédico pode ter um meio de comunicação para interagir com uma rede de computador. Pode haver muitas formas de se conectar a redes e outros dispositivos de rede acessíveis incluindo, de forma não limitadora, comunicação via Wi-Fi, comunicação celular, comunicação Bluetooth, comunicação via ZigBee e outros. Conexões a redes podem ser usadas para determinar a localização. A localização pode ser estimada com base na localização conhecida de um dispositivo de acesso à rePetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 53/313
49/83 de que pode ser acessado pelo dispositivo biomédico ou seu dispositivo associado, como um smartphone. Combinações de dispositivos de acesso à rede ou dispositivos de acesso a celular pode permitir melhor determinação de triangulação e de localização.
[0129] Em outros exemplos, o dispositivo biomédico ou seu dispositivo associado pode determinar diretamente sua própria localização. Estes dispositivos podem ter sistemas de rádio que podem interagir com a rede de sistema de posicionamento global (GPS). A recepção de vários sinais de satélites pode ser processada e algoritmos usados de formas padronizadas para determinar uma localização do rádio GPS com estrita precisão.
[0130] Pela determinação de um local para o usuário até um certo grau de precisão geográfica, várias modalidades de comunicação de informações baseadas em localização podem ser habilitadas.
Biometria [0131] Especificamente, biometria significa a medição de aspectos biologicamente relevantes. Em uso comum, o termo significa a medição de aspectos biológicos de um indivíduo que pode ser utilizada para identificação ou aspectos de segurança como impressões digitais, características faciais, tipo corporal e modo de andar, como exemplos. Como usado aqui, a biometria refere-se, mais geralmente, a características biológicas que podem ser medidas ou analisadas com um dispositivo biomédico. Em seções posteriores desta descrição, são revelados inúmeros exemplos de dados biométricos úteis para fins de comunicação de informações baseadas em biometria. O parâmetro biométrico da temperatura pode ser um exemplo não limitador. Pode haver muitas maneiras de medir a temperatura na superfície de um usuário e no núcleo de um usuário. A medição de temperatura pode mostrar um desvio do normal. A medição pode ser acoplada a outras informações sobre a localização do usuário e a temperatura ambiente
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50/83 atual pode ser obtida. Se a temperatura de núcleo biométrico for baixa e a temperatura ambiente também for baixa, o usuário poderá ser orientado a optar por bebidas quentes ou peças de vestuário que proporcionem aquecimento preferenciais. Por outro lado, altas temperaturas podem fazer optar por bebidas frias ou peças de vestuário leves preferenciais. Uma tendência generalizada em relação a uma temperatura mais alta não relacionada a um aumento na temperatura ambiente pode fazer com que o sistema de comunicação de informações baseadas em biometria indague se um médico ou uma farmácia local podem ser desejados por um usuário. Pode haver diversos usos de comunicação de informações para medições desses dados biométricos.
[0132] Com referência à Figura 10, são encontrados exemplos de alguns dados biométricos que podem ser obtidos através de um tipo de dispositivo biomédico oftálmico 1005 exemplificador. Em alguns exemplos, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir e/ou analisar um ou mais dos seguintes tipos de dados biométricos. Em alguns exemplos, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de detectar e medir as características de uma pupila de acordo com um nível de luz ambiente 1010.
[0133] Em outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar uma pressão intraocular 1015. A capacitação adicional para a medição de pressão intraocular em dispositivos biomédicos pode ser encontrada no pedido de patente US n° 14/087217, depositado em 22 de novembro de 2013, que é aqui incorporado, a título de referência.
[0134] Em outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar o movimento do olho de um usuário 1020 através, por exemplo, de acelerômetros baseados em mems, incorporados em uma lente oftálmica. Pode haver diversas finalidades para medir o movimento dos olhos, como a avaliação do estado de sono do usuário.
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Em alguns exemplos, pode ser não ser seguro para um usuário o fato de estar dormindo e aplicativos podem tomar providências sobre essa medição e determinação. Em outros exemplos, um estado de sono do usuário pode ser avaliado durante estados de sono na fase de movimento rápido dos olhos (REM). O tempo e duração de sono na fase REM de um usuário pode permitir que um sistema de comunicação de informações sugira médicos, auxiliadores de sono, produtos nutricionais e similares.
[0135] Em um outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode medir ou avaliar características da função de pestanejo de um usuário 1025. Pode haver diversas condições ambientais ou de saúde que podem estar correlacionadas com a função de pestanejo, e um sistema de comunicação de informações baseadas em biometria pode sugerir produtos ou serviços relacionados à condição. Em um exemplo simplificado, uma combinação da função de pestanejo de usuários 1025 e de características de uma pupila de acordo com um nível de luz ambiente pode evocar opções de comunicação de informações para vários tipos de óculos de sol.
[0136] Em outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar características dos sinais bioelétricos e de sinalização muscular/nervosa 1030.
[0137] Em outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar características de pulso do usuário 1035.
[0138] Em um outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar características da pressão arterial de um usuário 1040 ou a pressão arterial relativa.
[0139] Em um outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar características da temperatura de um usuário 1045.
[0140] Em um outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser
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52/83 capaz de medir ou avaliar características químicas do olho de um usuário 1050. As características químicas podem se referir a níveis de CO2 no sangue ou tecidos do usuário, pH do fluido lacrimal e similares. [0141] Em um outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou estimar características oculares e biomarcadores quanto à presença de uma infecção 1055.
[0142] Em um outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar características da hemoglobina de um usuário e níveis de oximetria no sangue do usuário 1060.
[0143] Em ainda outro exemplo, um dispositivo oftálmico pode ser capaz de medir ou avaliar a presença e concentração de substâncias químicas e proteínas biodisponíveis 1070. Como exemplo não limitador, o nível de glicose no fluido lacrimal pode ser avaliado, ou um nível de glicose em regiões intercelulares, como na esclera, pode ser avaliado. Em alguns exemplos, estimativas de divergência significativa podem fazer com que um sistema biométrico sugira uma opção de tratamento médico; ao passo que, para menor divergência de leituras normais, um usuário pode receber sugestões de um produto alimentício ou serviço nas proximidades do usuário.
[0144] Pode haver muitos outros exemplos de leituras biométricas que podem ser obtidas e usadas em um sistema de comunicação de informações biométricas. É de se esperar que respostas de uma perspectiva de comunicação de informações e de saúde evoluam e se tornem mais numerosas e sofisticadas de acordo com o tempo e a experiência; entretanto, os métodos e dispositivos discutidos na presente invenção fornecem as soluções estruturais e básicas para obter dados biométricos, bem como comunicação e processamento desses dados para permitir seu uso em uma perspectiva de comunicação de informações.
Exemplos de Detecção
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53/83 [0145] Pode haver vários tipos de técnicas de detecção relacionadas a dados biomédicos que podem ser usados individualmente ou em combinação para executar a detecção de acordo com a presente invenção. Cada um pode ter diferentes necessidades de recarga. Em alguns exemplos, sensores situados embaixo da pele de um usuário podem ter, desejavelmente, uma capacidade de carregamento sem fios. Os sensores usados na ou sobre a pele podem ter a capacidade de carregamento sem fios ou podem dispositivos de uso único. Com referência à Figura 11A, um sumário de diversos tipos exemplificadores de dispositivos biomédicos pode ser encontrado. Os vários dispositivos oftálmicos 1100, como lentes de contato, dispositivos intraoculares, tampões pontuais e similares, alguns deles descritos em detalhes na presente invenção, podem desempenhar várias funções de detecção, que incluem análise de analitos nos biofluidos no ambiente ocular. [0146] Lentes de contato 1101 podem também ser usadas para ler e quantificar resultados de dispositivos de detecção que podem ser implantados no tecido ocular, conforme anteriormente mencionado na presente invenção.
[0147] Implantes em órgãos 1111, podem incluir implantes cerebrais, implantes cardíacos, marca-passos e outros implantes que são implantados em órgãos do usuário. Esses implantes podem ser capazes de detectar direta ou indiretamente uma camada de tecido celular de um usuário ou um fluido colocado em contato com a camada de tecido celular de um usuário.
[0148] Em outros exemplos, um dispositivo biomédico de detecção pode ser um sensor auricular 1102. O sensor auricular pode detectar indiretamente um dado biométrico, como temperatura, na forma de um sinal infravermelho, por exemplo. O sensor auricular também pode ser capaz de quantificar outros dados biométricos, como oxigenação do sangue, detecção de analito e bio-organismos e outra detecção.
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54/83 [0149] Um sensor dental 1103 pode ser usado para detectar uma variedade de tipos diferentes de dados biométricos. O sensor pode sondar os fluidos na cavidade oral para biomoléculas e espécies químicas de alimentos, e os fluidos biológicos presentes no ambiente. O sensor pode também sondar medições indiretas de vários tipos, incluindo, de uma perspectiva não limitadora, pressões, temperaturas, fluxos e sons no ambiente, que podem estar direta ou indiretamente relacionados com dados biométricos como temperaturas corporais, frequências respiratórias, durações, resistências e similares.
[0150] Sensores de porta vascular 1104 podem ser usados para detectar vários aspectos em um fluxo sanguíneo. Alguns exemplos podem incluir monitoramento de glicose, monitoramento de oxigênio ou outro monitoramento químico. Outras biometrias que podem ser monitoradas em uma porta vascular são pressão arterial ou pulso, como exemplos não limitadores.
[0151] Alguns sensores biométricos podem ser sensores vestíveis 1105. Um sensor vestível 1105 pode medir indiretamente uma variedade de biometrias. Em alguns exemplos, o elemento de detecção pode ser independente de qualquer tecido ou fluido corporal de um usuário. Esse elemento de detecção pode monitorar biometrias relacionadas ao corpo do usuário, como um todo, como a quantidade de movimento do usuário. Outros sensores vestíveis podem direta ou indiretamente detectar ou sondar uma camada de tecido celular do usuário, que possa permitir medições de temperatura, oxigenação e análise química da perspiração, como exemplos não limitadores. Os sensores vestíveis 1105 podem ter a forma de ou ser incorporados a peças do vestuário ou a joias, em alguns exemplos. Em outros exemplos, os sensores vestíveis 1105 podem ser fixados a peças de vestuário ou joias.
[0152] Vários exemplos de sensores biométricos podem ser incorPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 59/313
55/83 porados a sensores subcutâneos 1106, em que um procedimento cirúrgico pode colocar um dispositivo médico com sensores sob uma camada cutânea de um usuário. O sensor subcutâneo 1106 pode ser sensível ao contato direto com camadas de tecido ou com fluidos intersticiais. O sensor subcutâneo 1106 pode ser capaz de analisar vários analitos, como por exemplo, através de técnicas descritas anteriormente na presente invenção. Parâmetros físicos também podem ser medidos, como temperatura, pressão e outros parâmetros biométricos fisicamente relevantes.
[0153] Os sensores podem ser incorporados a vasos sanguíneos ou a stents gastrointestinais de vários tipos que formam o sensor de stent 1107. Os sensores de stent 1107 podem, portanto, ser capazes de executar a detecção de várias espécies químicas. Os sensores de stent 1107 incorporados a vasos sanguíneos podem ser capazes de também caracterizar e medir parâmetros físicos de diversos tipos. Por exemplo, uma forma de vaso sanguíneo de sensor de stent 1107 pode ser capaz de medir pressões dentro do vaso durante ciclos de bombeamento cardíaco para uma determinação fisiologicamente relevante de pressão de vaso sanguíneo. Pode haver inúmeras maneiras pelas quais um sensor de pressão pode funcionar com sensores piezoelétricos pequenos, sensores elastoméricos e outros sensores. Pode haver inúmeros parâmetros físicos, além de pressão, que podem ser monitorados diretamente na corrente sanguínea.
[0154] Um sensor biométrico na forma de pílula, como uma pílula deglutível 1108, pode ser usado para fornecer retroalimentação biométrica. Em alguns exemplos, a pílula deglutível pode incorporar componentes farmacêuticos. Em outros exemplos, a pílula deglutível 1108 pode simplesmente conter sensores biométricos de vários tipos. A pílula deglutível 1108 pode executar medições de analito de fluidos gastrointestinais por ela incorporados. Além disso, as pílulas podem forPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 60/313
56/83 necer medições de temperatura de núcleo central, como exemplo não limitador de medições físicas que podem ser realizadas. A velocidade de movimento da pílula através do trato digestivo também pode fornecer informações adicionais de relevância biométrica. Em alguns exemplos, sensores de analito podem ser capazes de fornecer medições relacionadas a consumo alimentar e aspectos nutricionais.
[0155] Um sensor biométrico em forma de bandagem 1109 pode ser usado para realizar a detecção de biometria. Em alguns exemplos, o sensor biométrico em forma de bandagem forma 1109 pode ser similar a um sensor vestível 1105 e realizar medições em substâncias químicas no ambiente cutâneo incluindo aspectos de perspiração. O sensor biométrico em forma de bandagem 1109 pode também executar medições físicas. Em alguns exemplos especiais, a bandagem pode estar nas proximidades de um ferimento de vários tipos do usuário, e as medições químicas e físicas na região podem ter um propósito especializado relacionado com o processo de cura. Em outros exemplos, o sensor de bandagem pode ser um fator de forma útil ou região ambientalmente controlada para a inclusão de um sensor biométrico. Em alguns exemplos, o sensor biométrico em forma de curativo 1109 pode incluir um dispositivo de detecção elétrico autoenergizado que pode medir sinais elétricos, como componentes de um eletrocardiograma, e transmiti-los por meio de comunicação sem fio.
[0156] Um sensor biométrico pode ser incorporado em um implante neural 1110. Um implante neural pode ser realizado no cérebro de um usuário em alguns exemplos, no qual pode ter um papel ativo ou passivo. Sensores biométricos incorporados ao implante neural podem permitir monitoramento físico e químico, além de medições eletroquímicas do tipo elétrico e eletroquímico que podem ser exclusivos a implantes neurais. Um implante neural pode, de fato, ser colocado em vários locais dentro do corpo de um usuário, juntamente com sistemas
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57/83 nervosos, em que o papel de detecção biométrica pode aprimorar as capacidades. Em alguns exemplos, um implante neural pode ser usado para detectar um impulso elétrico em um nervo e, desse modo, fornecer a um usuário um aspecto de controle para aspectos dos sistemas de comunicação de informações biométricas descritos na presente invenção. Em um sentido alternativo, os implantes neurais também podem fornecer meios adicionais para um sistema de comunicação de informações biométricas para fornecer informações ao usuário, como um elemento de realimentação.
[0157] Os tipos de sensor biométrico ilustrados na Figura 11A podem representar tipos exemplificadores de sensores que podem ser consistentes com a presente invenção. Entretanto, pode haver muitos outros tipos de sensores que podem ser consistentes com a presente invenção. Além disso, pode haver exemplos de sensores que combinam alguns ou todos os aspectos funcionais discutidos em relação à Figura 11A, que podem ser relevantes. A presente invenção não pretende ser limitada aos exemplos fornecidos na Figura 11A. É importante observar que os vários sensores são ilustrados em determinados locais, mas podem estar em qualquer local do corpo, dependendo dos aspectos específicos de aplicação.
Carregamento sem Fios de Dispositivos Biométricos [0158] Embora possa haver numerosos ambientes de uso que são facilitados por carregamento sem fios, um exemplo notável pode ser um quarto onde sensores são usados durante o sono. Quando se usa dispositivos biométricos para detecção do sono, assegurar que cada dispositivo está armazenando ou recebendo energia suficiente para a operação adequada pode ser uma preocupação importante. Certos dispositivos podem operar em estreita proximidade com um usuário, ou sobre a pele ou o vestuário do usuário; dessa forma, pode ser possível ligar estes dispositivos a uma fonte de energia, como uma tomaPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 62/313
58/83 da de parede, em um exemplo não limitador, para fornecer energia suficiente ao dispositivo durante sua operação. Embora isso possa ser possível, pode ainda ser desejável que estes dispositivos operem sem ligações, para que o sono do usuário não seja prejudicado ou interrompido por entrelaçamento dos mesmos nestes fios ou devido ao possível desconforto que esses fios podem causar. Nesse caso, pode ser possível ter estes dispositivos alimentados por uma bateria interna ou outro tipo de elemento de energização, em que o elemento de energização suporta uma carga suficiente durante seu período de operação e é, então, carregado enquanto o usuário não está utilizando o dispositivo. Em outros exemplos, esses dispositivos também podem ser carregados sem fios durante o uso.
[0159] Certos dispositivos biométricos para detecção do sono, como um sensor subcutâneo, operam dentro do corpo do usuário, e pode ser desejável que a vida útil do dispositivo seja significativamente mais longa que o tempo de funcionamento viável de uma bateria no dispositivo. Pode ser altamente indesejável carregar estes dispositivos por meio da utilização de fios sem alguma forma de procedimento cirúrgico, o que pode ser altamente inconveniente e perigoso para um usuário com o uso repetido. Dessa forma, um procedimento de carregamento sem fios pode ser necessário para o uso de tais dispositivos, de modo que eles podem ser carregados sem a necessidade de remoção dos mesmos de sua localização operacional dentro do corpo do usuário, ou, de outro modo, acessar os dispositivos externamente.
[0160] A ideia para o carregamento ou energização sem fios de dispositivos eletrônicos existe desde o fim dos anos 1800, através das pesquisas conduzidas por Nikola Tesla, que foi capaz de iluminar uma lâmpada de luz fluorescente com um campo elétrico. Desde então, diversas inovações têm sido desenvolvidas para tipos de carregamento sem fios, incluindo blocos de carregamento indutivo, com inovações
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59/83 adicionais em desenvolvimento.
[0161] Um exemplo notável de capacidades de carregamento sem fios que funcionariam bem com dispositivos biométricos para detecção de sono pode incluir a transmissão de energia através do ar com o uso de micro-ondas focalizadas. Este procedimento funciona com transdutores de energia, cada um estando conectado a uma fonte de energia, como uma tomada de parede como um exemplo não limitador. Cada transdutor converte a energia elétrica a partir da fonte de energia em um feixe focalizado de energia de micro-ondas que é emitido por antenas ou através de outros meios. Cada transdutor/emissor pode ter o conhecimento do local do dispositivo energizado/carregado, por meio de comunicação por RF com o dispositivo energizado/carregado ou por outros meios. Com este conhecimento do local, cada feixe de energia é direcionado para o dispositivo. Quando múltiplos feixes de energia se encontram no dispositivo, uma bolsa de energia, que é essencialmente a região no espaço em que a potência máxima está disponível junto a múltiplas fontes, é criada em torno do dispositivo; essa bolsa de energia pode, então, transferir energia para dentro do dispositivo, que pode ser usada para energizar o dispositivo ou carregar um elemento de energização interno que pode estar descarregado para energizar o dispositivo. A taxa de transmissão de energia para esse tipo de método de carregamento sem fios ou energização de dispositivos pode depender da distância entre o dispositivo e o emissor de energia; quanto maior a distância, menor a potência que pode ser transmitida. Pode haver também outras dependências, incluindo, por exemplo, o número e a posição dos dispositivos sendo energizados ou carregados ao mesmo tempo, as condições atmosféricas, a presença de materiais que absorvem a energia próxima à ou na direção de irradiação da energia, e outros fenômenos semelhantes.
[0162] Um método de transmissão de energia sem fios similar que
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60/83 está sendo desenvolvido é o uso de ondas ultrassônicas ao invés de RF. Um método de transmissão de energia sem fios similar que também está sendo desenvolvido pode utilizar um roteador Wi-Fi com um sinal intensificado como ambos dentre um emissor de energia e de sinal, ao invés de ter um emissor de energia dedicado adicional. Utilizar um roteador Wi-Fi como um emissor de energia pode ter diversos benefícios, incluindo o fato de que quantidades significativas de roteadores Wi-Fi já foram instalados e são empregados em diversos edifícios e outros locais em todo o mundo; dessa forma, o hardware de instalação e suporte para este método já está instalado em diversas situações, e os roteadores existentes podem ser substituídos por uma unidade construída para emitir energia. Devido ao fato de que a energia desse sinal de RF pode ser muito menor que aquela de emissores dedicados, e ao fato de a transmissão de energia poder ser constantemente interrompida pela transmissão de dados, a taxa de transmissão de energia por esse método pode ser consideravelmente menor que a de métodos que utilizam emissores dedicados.
[0163] Agora com referência à Figura 11B, é apresentada uma ilustração de um carregamento sem fios de dispositivos biométricos para uso em um quarto para funcionalidade de detecção do sono. Dois dispositivos exemplificadores, um sensor em um curativo 1108 e um sensor do tipo porta de sangue 1104, são mostrados nessa figura sendo carregados sem fios; pode ser observado que qualquer um dos outros dispositivos mostrados nesta figura podem também ser carregados sem fios através de métodos iguais ou similares.
[0164] Um método de carregamento sem fios para dispositivos biométricos para a detecção do sono pode carregar ou energizar tais dispositivos que operam no, mas externamente ao, corpo de um usuário, como um sensor em um curativo 1108. Em alguns outros exemplos, pode até mesmo ser possível um carregamento sem fios em um
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61/83 sentido direcionado de dispositivos que estão sob a pele do usuário. O dispositivo carregado pode enviar dados de localização 1120, como um valor de localização ou como um sinal que o sistema de carregamento pode triangular até um emissor de feixe de energia 1122. Em outros exemplos, o dispositivo pode comunicar uma retroinformação ao sistema de carregamento sobre o nível de energia que ele está recebendo. O sistema de carregamento pode varrer uma região de espaço e, então, com base na retroinformação do dispositivo, se fixar em um local onde a intensidade de sinal é medida como sendo máxima. Múltiplas fontes podem também ser, cada uma, ajustadas dessa maneira, com a possível modificação de que as fontes se comunicam umas com as outras para garantir que resultados independentes de sinal versus posicionamento sejam obtidos. A natureza do feixe também pode ser alterada nesses métodos, onde um feixe de varredura de área ou largura maior pode ser primeiramente usado, e, então, tornado menos amplo conforme a localização é obtida.
[0165] Quando os dados de localização são obtidos, estes dados de localização 1120 podem possibilitar que o emissor de feixe de energia 1122 deduza a localização do dispositivo carregado no corpo do usuário, em relação a si mesmo. O emissor de feixe de energia 1122 pode, então, emitir dois feixes de energia 1121, 1123 na direção do dispositivo carregado. Pode-se observar que mais do que dois feixes de energia podem também funcionar com este esquema operacional, para fornecer mais energia ao dispositivo. Quando os feixes de energia focalizada 1121, 1123 se encontram no dispositivo carregado, eles podem formar a bolsa de campo de energia 1140 ao redor do dispositivo carregado. Essa bolsa de campo de energia 1140 pode carregar ou energizar sem fios o dispositivo contido no interior do corpo. Cada etapa desse esquema de operação pode ocorrer continuamente conforme o dispositivo é carregado ou energizado, de modo que se a
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62/83 localização relativa do dispositivo carregado em relação ao emissor de feixe de energia 1122 é alterada, o emissor de feixe de energia 1122 pode ser capaz de discernir a nova localização do dispositivo, e alterar onde os feixes de energia 1121, 1123 são focalizados, de modo que o dispositivo pode ser carregado de maneira contínua.
[0166] Um método de carregamento sem fios para dispositivos biométricos para detecção do sono pode carregar ou energizar tais dispositivos que operam dentro do corpo de um usuário, como um sensor do tipo porta de sangue 1104. O dispositivo carregado pode enviar os dados de localização 1133 para um emissor de feixe de energia 1130. Estes dados de localização 1133 podem possibilitar que o emissor de feixe de energia 1130 deduza a localização do dispositivo carregado dentro do corpo do usuário, em relação a si mesmo. O emissor de feixe de energia 1130 pode, então, emitir dois feixes de energia 1131, 1132 na direção do dispositivo carregado. Pode-se observar que mais do que dois feixes de energia podem também funcionar com este esquema operacional, para fornecer mais energia ao dispositivo. Quando os feixes de energia focalizada 1131, 1132 se encontram no dispositivo carregado, eles formam uma bolsa de campo de energia 1141 ao redor do dispositivo carregado. Essa bolsa de campo de energia 1141 pode carregar ou energizar sem fios o dispositivo contido no interior do corpo. Cada etapa desse esquema de operação pode ocorrer continuamente conforme o dispositivo é carregado ou energizado, de modo que se a localização relativa do dispositivo carregado em relação ao emissor de feixe de energia 1130 é alterada, o emissor de feixe de energia 1130 pode ser capaz de discernir a nova localização do dispositivo, e alterar onde os feixes de energia 1131, 1132 são focalizados, de modo que o dispositivo pode ser carregado de maneira contínua. [0167] Os protocolos de carregamento podem ser diferentes dependendo do tipo de dispositivo biomédico e da quantidade de energia
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63/83 que ele armazena e usa. Em alguns exemplos, um usuário pode ser móvel, movendo-se de um local para outro local, em que alguns locais podem estar equipados para carregar dispositivos sem fio. Em alguns exemplos, o carregamento pode ser realizado por meio de radiação direcionada de uma energia de natureza eletromagnética ou ultrassônica. Em outros exemplos, fontes ubiquitinas, como um sinal portador Wi-Fi de energia eletromagnética, podem irradiar energia suficiente para um nível de carregamento no ambiente geral. A natureza do dispositivo biomédico pode influenciar os meios de carregamento, uma vez que os dispositivos que estão embutidos dentro da pele do usuário podem ter diferentes requisitos quanto ao tipo de energia irradiada do que os dispositivos de uma natureza mais remota para o usuário.
[0168] Com referência à Figura 11C, é mostrada uma ilustração de um esquema de difusão de energia que transmite energia para uma área. Os vários dispositivos biomédicos exemplificadores podem ser iguais aos de ilustrações anteriores, mas o emissor de energia 1150 pode transmitir energia por meio de uma área de difusão 1151. A área de difusão 1151 pode ocorrer sobre frequências já dedicadas, como aquelas usadas para transmissão Wi-Fi. Em outros exemplos, outras frequências ou tipos de energia podem ser transmitidos.
Tela do Dispositivo Biomédico - Alto Consumo de Energia [0169] Em alguns exemplos, o dispositivo biomédico pode ter uma função de exibição. Em alguns exemplos, uma função de exibição em um dispositivo oftálmico pode se limitar a um LED ou a um pequeno número de LEDs de cor diferente que pode fornecer uma função de exibição para alertar um usuário que observe outro dispositivo pareado para um propósito. O propósito pode ter alguma codificação baseada na cor do LED que for ativado. Em exemplos mais sofisticados, a exibição pode ser capaz de projetar imagens sobre a retina de um usuário. Em um sistema de comunicação de informações baseadas em biPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 68/313
64/83 ometria, a exibição de imagens pode ter utilidade óbvia, com base em abordagens de comunicação de informações padrão baseadas em imagens. Nos exemplos fornecidos, uma medição de um conjunto de dados biométricos pode desencadear portanto uma troca de dados por meio dos vários meios de comunicação e uma comunicação visual dirigida pode ser comunicada ao dispositivo biomédico e então exibida por meio de uma tela do dispositivo biomédico.
[0170] Agora com referência à Figura 12, é ilustrada uma tela 1200 em um dispositivo biomédico exemplificador. O item 1210 pode ser um dispositivo oftálmico capaz de ser usado na superfície do olho de um usuário. Pode ser formado de uma borda baseada em hidrogel 1211 que circunda completamente em algumas modalidades ou parcialmente circunda ou suporta um dispositivo de inserção em outras modalidades. Na representação, a borda 1211 circunda um dispositivo de inserção fundamentalmente anular 1236. Podem estar vedados no dispositivo de inserção 1236 elementos de energização, circuito eletrônico para controle, ativação, comunicação, processamento e similares. Os elementos de energização podem ser elementos de bateria de uso único ou elementos recarregáveis juntamente com sistemas de controle de energia, que possibilitam a recarga do dispositivo. Os componentes podem estar situados no dispositivo de inserção como componentes discretos ou como dispositivos integrados empilhados com camadas ativas múltiplas. Esses componentes são discutidos com detalhes acima.
[0171] O dispositivo oftálmico pode ter aspectos estruturais e cosméticos a ele associados que incluem elementos de estabilização 1260 e 1261 que podem ser úteis para definir a orientação do dispositivo no olho do usuário e para centralizar o dispositivo adequadamente. O dispositivo fundamentalmente anular pode ter padrões estampados em uma ou mais de suas superfícies mostradas como um item de
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65/83 padrão de íris 1221 e na seção transversal 1230, ao longo da linha 1215, como os itens 1231.
[0172] O dispositivo de inserção 1236 pode ter um sistema de formação de imagens baseado em fotônica em uma pequena região da zona óptica, conforme mostrado como item 1240. Em alguns exemplos, um sistema de formação de imagens de 64 x 64 pixels pode ser formado com um tamanho aproximado de 0,5 mm x 0,5 mm. Em seção transversal, pode-se observar que o item 1240 pode ser um componente de projeção fotônica que pode compreender elementos emissores fotônicos; um dispositivo de controle de transmitância de pixel baseado em EWOD, uma fonte de luz ou múltiplas fontes de luz e componentes eletrônicos para controle esses componentes. O sistema de imagem baseado em fotônica pode ser fixado a um sistema de lente 1250 e ser conectado ao componente de inserção anular por meio de um barramento de interconexão de energia e dados 1241.
[0173] Em algumas modalidades, o sistema de lente pode ser formado de componentes de lente estáticos que focam a imagem de campo próximo do sistema de formação de imagens em um local fixo no espaço relacionado ao corpo do dispositivo oftálmico. Em outras modalidades, o sistema de lente pode também incluir componentes ativos. Por exemplo, um dispositivo de lente baseado em menisco com múltiplas regiões de eletrodo pode ser usado para converter o centro da imagem projetada e ajustar a potência focal do dispositivo para ajustar o foco e efetivamente o tamanho da Imagem projetada. O dispositivo de lente pode ter seus próprios componentes eletrônicos de controle ou alternativamente pode ser controlado e energizado por componente de imagem baseado em fotônica ou por dispositivo de inserção anular ou ambos.
[0174] Em algumas modalidades, a tela pode ser um sistema de projeção baseado em 64x64, mas uma quantidade maior ou menor de
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66/83 pixels está facilmente dentro do escopo da técnica da invenção, que pode ser limitada pelo tamanho dos elementos de pixel e pelo próprio dispositivo oftálmico. A exibição pode ser útil para exibir dos dados textuais de matriz de pontos, dados de imagem ou dados de vídeo. O sistema de lente pode ser usado para expandir o tamanho efetivo de pixels do monitor em algumas modalidades através da varredura do sistema de projeção pelo olho do usuário ao mesmo tempo que exibe os dados. A exibição pode ser monocromática por natureza ou alternativamente ter uma faixa de cor com base nas múltiplas fontes de luz. Os dados a serem apresentados podem ser comunicados à lente oftálmica a partir de uma fonte externa ou os dados podem originar-se do próprio dispositivo oftálmico a partir de sensores ou componente de memória, por exemplo. Em alguns casos, os dados podem originar-se de fontes externas com a comunicação e a partir de dentro do próprio dispositivo oftálmico.
[0175] Dispositivos de projeção de vídeo, como uma lente de contato biomédica, podem ser exemplos de dispositivos com consumo de energia relativamente alto. Esses dispositivos podem ter uma relevância específica com base na distribuição de energia através de meios sem fios, conforme apresentado na presente invenção.
Comunicação de Informações Personalizadas Baseadas em Biometria [0176] Vários aspectos da tecnologia descrita na presente invenção são, em geral, direcionados a sistemas, métodos, e mídia de armazenamento legível por computador para o fornecimento de conteúdo personalizado. Conteúdo personalizado, como usado na presente invenção, pode referir-se a anúncios, informações biológicas, conteúdo promocional ou qualquer outro tipo de informação que se deseje direcionar a um usuário. O conteúdo personalizado pode ser fornecido, por exemplo, através de um provedor de conteúdo alvo, como um provedor de publicidade, um provedor de informações, etc. Com o uso das
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67/83 modalidades da presente invenção, o usuário ou um provedor de conteúdo pode selecionar conteúdo específico gostaria de direcionar. A informação relevante pode ser detectada pelo dispositivo, e transmitida através de vários sistemas de comunicação para um sistema que possa analisar a situação e fornecer conteúdo apropriado. Uma vez analisado, o conteúdo personalizado pode então ser apresentado ao usuário pelo sistema. Em alguns exemplos, o dispositivo biomédico pode apresentar o conteúdo ao usuário ou, em outros exemplos, um dispositivo emparelhado pode apresentar o conteúdo.
[0177] Em um exemplo, o conteúdo personalizado pode ser apresentado, por exemplo, como conteúdo visual em tempo real sobre uma lente oftálmica, conteúdo de áudio transmitido ao usuário através de um dispositivo biomédico, ou um conteúdo alvo pode ser uma experiência em um dispositivo companheiro secundário, como um telefone celular, tablet ou computador.
Chamada de Assistência Médica [0178] Na operação geral de um sistema de comunicação de informações baseadas em biometria, as informações podem ser apresentadas a um usuário com base nos dados produzidos pelo sistema de comunicação de informações biométricas. Os dados biométricos podem ser suplementados por dados relacionados à localização do usuário. Entretanto, em alguns exemplos, pode haver um conjunto de condições de dados biométricos, no qual a lógica de análise dos dados pode ser uma condição de saúde grave. Nessas circunstâncias, o sistema de comunicação de informações biométricas pode solicitar serviços de emergência ou outra assistência médica para auxiliar o usuário. Como o sistema tem controle dos dados biométricos e pode ter dados relacionados à localização, estas informações podem também ser enviadas com a comunicação a serviços de emergência ou a outros serviços médicos.
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Medidas de Segurança [0179] Os dados biométricos podem suportar as várias funções de um sistema de comunicação de informações biométricas, conforme descrito. Entretanto, os dados biométricos podem ter valor legal e confidencial. Portanto, o dispositivo biomédico e outros dispositivos ao longo da sequência de comunicação podem encriptar os dados biométricos antes da transmissão, de modo que qualquer intercepção por um terceiro pode não resultar em um resultado significativo. Pode haver vários meios para garantir a segurança de dados biométricos compatíveis com o aparelho e métodos de sistemas de comunicação de informações baseadas em biometria, conforme apresentados na presente invenção.
Métodos [0180] Com referência à Figura 13, é ilustrado um fluxograma de um método de carregamento exemplificador baseado em energia dirigida. Será evidente que o fluxo é exemplificador e que certas etapas podem ser omitidas ou executadas em uma ordem diferente daquela do exemplo, e etapas adicionais podem ser adicionadas a um ou mais pontos, podendo ser consistentes com a presente invenção. Em 1310, o método pode começar pela instalação de um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios. Em seguida, em 1320, o método continua até a obtenção de um primeiro dispositivo, em que o dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário. Com referência à Figura 13A, um conjunto de etapas opcionais que podem ser realizadas em adição àquelas encontradas na Figura 13 pode ser observado. Uma etapa opcional 1321 pode incluir empregar o transmissor sem fio para transmitir uma varredura de uma área de foco. Em 1322, o primeiro dispositivo pode fornecer retroinformação por comunicação sem fio ao transmissor sem fio da energia de sinal recebida. Em 1323, o sistema de transmissão sem fios pode processar alPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 73/313
69/83 goritmicamente a comunicação e seus pontos de ajuste para a varredura de etapa 1321. Em seguida, o sistema na etapa 1324 pode determinar se as configurações do transmissor de energia em relação ao primeiro dispositivo são suficientes ou maximizadas; e se não forem, então pode ser realizado um retorno 1325 até a etapa 1321. Em seguida, em 1330, o método prossegue com a medição do primeiro dado biométrico com o primeiro dispositivo. Em seguida, em 1340, o método prossegue com a comunicação dos dados biométricos e dos dados de localização a um dispositivo de computação conectado a uma rede. Em seguida, em 1350, o método prossegue com a autorização do dispositivo de computação, através de um sinal proveniente do primeiro dispositivo, para obter dados ambientais relacionados com a localização de dados. Em seguida, em 1360, o método prossegue com a autorização do dispositivo de computação para iniciar um algoritmo a ser executado para recuperar conteúdo direcionado e individualizado, baseado nos dados biométricos, nos dados ambientais, nos dados de localização e em uma determinação de preferência personalizada calculada através de análise preditiva para gerar o conteúdo direcionado e individualizado. Em seguida em 1370, o método prossegue com o recebimento de uma mensagem que compreende o conteúdo direcionado e individualizado para o primeiro dispositivo. E, em 1380, o método prossegue com a exibição da mensagem ao usuário. Pode haver muitos desses métodos em que etapas adicionais são executadas e a ordem de etapas específicas pode ser alterada. Em seguida, em 1390, o método prossegue para a comunicação de uma localização do primeiro dispositivo ao sistema de carregamento. E, em 1395, o método prossegue para a irradiação de energia até o local do primeiro dispositivo para fornecer energia ao primeiro dispositivo.
[0181] Com referência à Figura 14, é ilustrado um fluxograma de um método de carregamento exemplificador para um carregamento
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70/83 baseado em área. Será evidente que o fluxo é exemplificador e que certas etapas podem ser omitidas ou executadas em uma ordem diferente daquela do exemplo, e etapas adicionais podem ser adicionadas a um ou mais pontos, podendo ser consistentes com a presente invenção. Em 1410, o método pode começar pela instalação de um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios. Em seguida, em 1420, o método continua até a obtenção de um primeiro dispositivo, em que o dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário. Em seguida, em 1430, o método prossegue com a medição do primeiro dado biométrico com o primeiro dispositivo. Em seguida, em 1440, o método prossegue com a comunicação dos dados biométricos e dos dados de localização a um dispositivo de computação conectado a uma rede. Em seguida, em 1450, o método prossegue com a autorização do dispositivo de computação, através de um sinal proveniente do primeiro dispositivo, para obter dados ambientais relacionados com a localização de dados. Em seguida, em 1460, o método prossegue com a autorização do dispositivo de computação para iniciar um algoritmo a ser executado para recuperar conteúdo direcionado e individualizado, baseado nos dados biométricos, nos dados ambientais, nos dados de localização e em uma determinação de preferência personalizada calculada através de análise preditiva para gerar o conteúdo direcionado e individualizado. Em seguida em 1470, o método prossegue com o recebimento de uma mensagem que compreende o conteúdo direcionado e individualizado para o primeiro dispositivo. E, em 1480, o método prossegue com a exibição da mensagem ao usuário. Pode haver muitos desses métodos em que etapas adicionais são executadas e a ordem de etapas específicas pode ser alterada. Em seguida, em 1490, o método prossegue para a irradiação de energia para a área em torno do primeiro dispositivo e do usuário. E, em 1495, o método prossegue para a recepção de energia irradiada
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71/83 pelo sistema de carregamento com o primeiro dispositivo.
[0182] Agora com referência à Figura 15, um esquema operacional exemplificador para um dispositivo biomédico baseado em biometria em um sistema de comunicação de informações baseadas em biometria utilizado dentro de um leito para o monitoramento do sono é ilustrado em comum acordo com um sistema de carregamento sem fio 1595. No exemplo ilustrado, um usuário tem em sua proximidade ao menos um primeiro dispositivo biomédico energizado 1510 e, em muitos exemplos, uma pluralidade de dispositivos biomédicos energizados, um dispositivo inteligente 1500 relacionado, e um dispositivo pessoal 1580, em que o usuário e os dispositivos estão adjacentes a um leito 1590 que tem, também, capacidades de dispositivo inteligente chamado de dispositivos inteligentes de leito 1570. O exemplo é fornecido para ilustrar os tipos de exemplos de sistemas de comunicação de informações baseadas em biometria, onde múltiplos dispositivos inteligentes são usados para realizar funções do sistema. Em alguns destes exemplos, um dispositivo inteligente genérico, como o dispositivo inteligente 1500, pode ser associado ao dispositivo biomédico energizado 1510 em uma conexão relativamente permanente. Alternativamente, nesses exemplos, o usuário pode ter um dispositivo pessoal 1580 que entra em comunicação com o sistema de comunicação de informações baseadas em biometria, para fornecer ao sistema um meio de fornecer ao usuário uma comunicação sintetizada a partir da análise biométrica por processadores de diversos tipos. Pode estar claro que existem exemplos similares em que um único dispositivo inteligente pode desempenhar a função do dispositivo inteligente 1500 e do dispositivo pessoal 1580 ilustrados. Em geral, pode haver exemplos onde vários dispositivos diferentes proporcionam rotas de comunicação e processamento para dados biométricos e informações relacionadas à síntese dos dados biométricos.
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72/83 [0183] No exemplo ilustrado, estes dois dispositivos e o dispositivo inteligente de leito 1570 podem trocar informações e dados e, de outro modo, se comunicar um com o outro através de links de comunicação com provedores de conteúdo, armazenamento e processamento, e com servidores de conta pessoal (não mostrados). Nesses exemplos, o dispositivo biomédico energizado pode ter um ou mais dispositivos e sensores biométricos operacionais. Em alguns casos, a capacidade de comunicação pode se basear em um outro padrão como Bluetooth ou ZigBee ou pode operar em um protocolo e sistema de comunicação customizado. Nos casos em que um dispositivo biomédico energizado 1510 é emparelhado com outro dispositivo inteligente 1500, com o dispositivo pessoal 1580, ou com dispositivos inteligentes de leito 1570, pode ser prático que o dispositivo biomédico energizado forneça funcionalidade para comunicação básica com o dispositivo inteligente, bem como que funcione para aquisição de um ou mais tipos de dados biométricos.
[0184] O dispositivo inteligente 1500 emparelhado com o dispositivo biomédico 1510 pode, portanto, ter um complemento de funções. Em alguns exemplos, o dispositivo inteligente 1500 pode ter capacidades aprimoradas de armazenamento de energia, em comparação a um dispositivo biomédico 1510 e, portanto, isso pode otimizar a capacidade do dispositivo para computação, comunicação, exibição e outras funções. Em alguns outros exemplos, o dispositivo inteligente de leito 1570 pode realizar estas funções. O dispositivo inteligente 1500 pode ter uma capacidade de comunicação por Wi-Fi/celular, um GPS ou capacidade de sensibilidade à localização, e uma capacidade de exibição. Mesmo que o dispositivo biomédico 1510 possa ter uma função significativa para a captura de dados biométricos, o dispositivo inteligente 1500 pode, entretanto, ter sensores funcionais de vários tipos, que podem ser redundantes em relação àqueles contidos no dispositiPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 77/313
73/83 vo biomédico, que podem ser complementares em relação aos contidos no dispositivo biomédico ou podem estar relacionados com detecção que não seja de uma perspectiva de dados biométricos.
[0185] De modo similar, o dispositivo pessoal 1580 pode ser redundantemente emparelhado ao dispositivo biomédico 1510, onde pode também oferecer um complemento de funções. Em alguns exemplos, o dispositivo pessoal 1580 pode ter capacidades aprimoradas de armazenamento de energia, em comparação a um dispositivo biomédico 1510 e, portanto, isso pode otimizar a capacidade do dispositivo para computação, comunicação, exibição e outras funções. O dispositivo pessoal 1580 pode ter um recurso de exibição, um dispositivo de retroalimentação de áudio e um dispositivo de retroalimentação vibratório ou tátil.
[0186] Mesmo que o dispositivo biomédico 1510 possa ter uma função significativa para a captura de dados biométricos, o dispositivo inteligente de leito 1570 pode, entretanto, ter sensores funcionais de vários tipos, que podem ser redundantes em relação àqueles no dispositivo biomédico, podem ser complementares àqueles no dispositivo biomédico ou podem se relacionar a uma detecção que não seja de uma perspectiva de dados biométricos. Assim, pode haver sensores biomédicos incluídos em lençóis, travesseiros, cobertores e outras porções do leito 1590 que podem interagir com um usuário. Para os propósitos de ilustração, estes exemplos de sensores podem ser tratados como um sensor incorporado ao dispositivo inteligente de leito, em alguns exemplos. Em outros exemplos, podem atuar como um dispositivo biomédico 1510 poderia agir na ilustração exemplificadora. [0187] Também de maneira similar, o dispositivo inteligente de leito 1570 emparelhado com o dispositivo biomédico 1510 pode, também, ter um complemento de funções. Em alguns exemplos, o dispositivo inteligente de leito 1570 pode ter capacidades aprimoradas de arPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 78/313
74/83 mazenamento de energia, em comparação a um dispositivo biomédico 1510 e, portanto, isso pode otimizar a capacidade do dispositivo para computação, comunicação exibição e outras funções. O dispositivo de leito inteligente 1570 pode ter uma capacidade de exibição, um dispositivo de retroalimentação de áudio e um dispositivo de retroalimentação vibratório ou tátil. Mesmo que o dispositivo biomédico 1510 possa ter uma função significativa para a captura de dados biométricos, o dispositivo inteligente de leito 1570 pode, entretanto, ter sensores funcionais de vários tipos, que podem ser redundantes em relação àqueles no dispositivo biomédico, podem ser complementares àqueles no dispositivo biomédico ou podem se relacionar a uma detecção que não seja de uma perspectiva de dados biométricos.
[0188] A combinação do dispositivo biomédico energizado 1510, do dispositivo inteligente 1500, do dispositivo pessoal 1580, do dispositivo de leito inteligente 1570 e de um sistema de carregamento 1595, cada um em um quarto com um leito 1590, pode operar como um sistema e pode ter um protocolo de comunicação unificado para a comunicação 1540 do sistema. Neste exemplo, o dispositivo inteligente 1500 ou dispositivo pessoal 1580 pode fornecer a funcionalidade principal ao sistema de comunicação 1540, e pode operar a capacidade de comunicação sem fios 1540 para um dispositivo de acesso à rede. O dispositivo de acesso à rede pode ser um dispositivo como um hub de rede Wi-Fi ou um hub de comunicação por celular. Em qualquer caso, o dispositivo de acesso à rede pode fornecer a rota de comunicação para rotear dados do sistema de comunicação de informações biométricas 1565 a vários sistemas externos como, em alguns exemplos não limitadores, sistemas de conteúdo, armazenamento e processamento, que podem mediar e operar a conexão ao conteúdo armazenado de informações e mensagens.
[0189] O dispositivo biomédico exemplificador para comunicação
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75/83 de informações baseadas em biometria pode ser usado por um usuário que esteja em um leito. Este dispositivo biomédico pode ser emparelhado com o smartphone do usuário, e ambos podem ser conectados ao leito e podem transmitir informações ao usuário visualmente, com a tela, ou verbalmente, com os sistemas do leito. A comunicação com o usuário pode ser possível com a tela do celular, bem como seus alto-falantes, entretanto, em alguns exemplos, se a comunicação precisar ser feita com um usuário que esteja dormindo, de modo a acordá-lo, pode ser desejado facilitar essa comunicação com os sistemas do leito, por razões de segurança. O dispositivo biomédico pode ser usado para coletar dados biométricos do usuário; como um exemplo não limitador, o dispositivo pode ser usado como uma ferramenta de medição de oximetria do sangue. O dispositivo biomédico pode detectar que o usuário tem um baixo teor de oxigênio no sangue quando está dormindo, e pode comunicar esta informação ao usuário por meio das capacidades de comunicação através do leito, em alguns exemplos. Em outros exemplos, a comunicação pode causar uma mudança nas condições de operação do leito. Em alguns exemplos não limitadores, a inclinação da cabeceira do leito pode ser elevada; em outros exemplos, uma máquina de CPAP ou outra unidade que auxilia na respiração pode ter um parâmetro de funcionamento alterado. Pode haver outras informações sobre as condições de operação comunicadas ao dispositivo inteligente do quarto.
[0190] Em outros exemplos, a comunicação do resultado analítico ou de um dado biométrico pode ser usada para iniciar a comunicação aos sistemas de conteúdo, armazenamento e processamento e, subsequentemente, as informações que podem ser transmitidas ao usuário podem ser ajustadas com base na análise algorítmica das preferências do usuário. Em alguns exemplos, essa preferência pode se basear em experiência anterior que o usuário possa ter tido em alguPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 80/313
76/83 mas opções na região. Em ainda outros exemplos, o sistema de conteúdo pode correlacionar vários aspectos do usuário e dos dados biométricos, e oferecer ao usuário informações que podem relacionar-se a aspectos otimizados do sono e da respiração durante o sono, bem como outros exemplos similares. Em outros exemplos, o sistema de conteúdo pode proporcionar um relatório personalizado que explica os resultados provenientes dos sensores biométricos durante um período anterior, como em uma comunicação por mensagem eletrônica matinal ao usuário sobre os resultados da noite anterior.
[0191] Com referência à figura 16, múltiplos exemplos de um dispositivo biomédico energizado para detecção de sono 1600 pode incluir um sensor de movimento corporal 1610, um sensor de oximetria audível 1620, um sensor de oximetria baseado em lente de contato 1630, uma touca de EEG 1640, um sensor em lente de contato para analito de glicose 1650, um sensor de movimento rápido dos olhos baseado em lente de contato 1660, um sensor de som baseado em elemento de inserção dental 1670, ou um sensor de bandagem 1680. Um ou mais destes exemplos podem ser usados em um sistema de comunicação de informações baseadas em biometria, configurado dentro de um quarto, conforme descrito na Figura 15. Em outros exemplos, podem ser usadas outras formas de sensores de medição, como um sensor de oximetria integrado a um dispositivo de clipe para a orelha. [0192] Um exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção de sono 1600 pode incluir um sensor de movimento corporal 1610. Durante os estágios de sono mais profundo, como o sono REM, o corpo humano passa por vários estágios de atonia muscular, ou uma rigidez e falta de movimento dos músculos, para evitar que esses músculos se movam durante o sono; quanto mais profundo for o sono de uma pessoa, mais imóvel ficará seu corpo. Dessa maneira, o movimento do corpo de uma pessoa durante o sono pode ser indicativo
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77/83 de seu estado de sono. Em alguns exemplos, um sensor de movimento corporal 1610 pode usar acelerômetros para medir esse movimento. As medições de movimento corporal podem também ser usadas para auxiliar no diagnóstico de distúrbios do sono ou de outras condições que afetam o sono. Em um exemplo não limitador, um ou vários sensores podem ser colocados no corpo, em uma ou mais áreas específicas, para medir o movimento de uma região do corpo escolhida como representativa do movimento do corpo todo, ou para observar o movimento relativo de múltiplas partes do corpo, respectivamente. Um outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção de sono 1600 pode incluir um sensor de oximetria auricular 1620.
[0193] O consumo de oxigênio é uma parte importante do sono, e seu nível pode ser indicativo do estado de sono de um usuário. Como o corpo é mais fisicamente ativo durante a vigília ou em estados de sono mais leves, o nível de consumo de oxigênio será mais alto do que aquele durante o sono mais profundo, como sono REM. Mediante a medição de um nível de oxigênio no sangue de um usuário, pode-se deduzir um nível de consumo de oxigênio. A diferença de consumo de oxigênio de um ser humano pode ser tipicamente grande entre a vigília e o sono REM, mas pode não ser entre estados de sono intermediários; como tal, medições de consumo de oxigênio podem ser usadas para se obter uma medida bruta do estado de sono do usuário (isto é, acordado versus sono leve versus sono profundo), mas podem ser coordenadas com outros sensores para determinar os estados de sono intermediários de um usuário. Um sensor de oximetria auricular 1620 pode ser colocado em uma ou ambas as orelhas de um usuário, para determinar uma medição da concentração de oxigênio no sangue. Esse sensor pode usar métodos tais como a oximetria de pulso ou outros métodos de detecção baseados em luz, como um exemplo não limitador, para fazer estas medições sem romper a pele do usuário ou entrar
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78/83 em contato direto com o sangue. Como um sensor baseado na orelha, este sensor pode não só ser não invasivo, como também ser mais confortável para dormir, em comparação a outros tipos de oxímetro. [0194] A apneia é uma condição da qual muitas pessoas sofrem, que pode ser caracterizada por padrões de respiração inconsistentes, ou pela total parada da respiração de uma pessoa durante um período de tempo. Esta condição está tipicamente associada ao sono para muitos indivíduos, e pode ser prejudicial ao sono de uma pessoa (já que pode fazer com que desperte a cada vez que ocorre), ou mesmo bastante perigosa, já que pode provocar asfixia. Um sensor baseado em oximetria pode ser um sensor importante para indivíduos que sofrem de apneia do sono, já que o nível de oxigênio no sangue de um usuário pode cair perigosamente durante a asfixia causada por essa condição; nesses casos, o usuário pode ser alertado e despertado de um perigoso estado de asfixia durante o sono, ou pode ser mais sutilmente sacudido para sair de seu estado de sufocação, mas não a ponto de despertar, como exemplos não limitadores.
[0195] Outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção do sono 1600 pode incluir um sensor de oximetria baseado em lente de contato 1630. O consumo de oxigênio é uma parte importante do sono, e seu nível pode ser indicativo do estado de sono de um usuário. Como o corpo é mais fisicamente ativo durante a vigília ou em estados de sono mais leves, o nível de consumo de oxigênio será mais alto do que aquele durante o sono mais profundo, como sono REM. Mediante a medição de um nível de oxigênio no sangue de um usuário, pode-se deduzir um nível de consumo de oxigênio. A diferença de consumo de oxigênio de um ser humano pode ser tipicamente grande entre a vigília e o sono REM, mas pode não ser entre estados de sono intermediários; como tal, medições de consumo de oxigênio podem ser usadas para se obter uma medida bruta do estado de sono
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79/83 do usuário (isto é, acordado versus sono leve versus sono profundo), mas podem ser coordenadas com outros sensores para determinar os estados de sono intermediários de um usuário. Um sensor de oximetria baseado em lente de contato 1630 pode ser colocado sobre o olho de um usuário para determinar uma medição da concentração de oxigênio no sangue. Esse sensor pode usar métodos tais como a oximetria de pulso ou outros métodos de detecção baseados em luz, como um exemplo não limitador, para fazer estas medições sem romper a pele do usuário ou entrar em contato direto com o sangue. Como um sensor baseado em lente de contato, este sensor pode não só ser não invasivo, como também ser mais confortável para um usuário, em comparação a outros tipos de oxímetro; em muitos casos, uma lente de contato pode ser equipada com diversos sensores, permitindo múltiplas medições biométricas em um usuário com o mesmo dispositivo físico.
[0196] A apneia é uma condição da qual muitas pessoas sofrem, que pode ser caracterizada por padrões de respiração inconsistentes, ou pela total parada da respiração de uma pessoa durante um período de tempo. Esta condição está tipicamente associada ao sono para muitos indivíduos, e pode ser prejudicial ao sono de uma pessoa (já que pode fazer com que desperte a cada vez que ocorre), ou mesmo bastante perigosa, já que pode provocar asfixia. Um sensor baseado em oximetria pode ser um sensor importante para indivíduos que sofrem de apneia do sono, já que o nível de oxigênio no sangue de um usuário pode cair perigosamente durante a asfixia causada por essa condição; nesses casos, o usuário pode ser alertado e desperto de um perigoso estado de sufocação durante o sono.
[0197] Um outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção de sono 1600 pode incluir uma touca para EEG 1640. Uma touca para EEG pode consistir em uma touca de tecido, ajustada
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80/83 à cabeça de um ser humano, com múltiplos eletrodos presos ou, de outro modo, fixados ao tecido. Um usuário 1590 pode colocar a touca em sua cabeça, o que coloca os eletrodos nos locais desejados em torno da cabeça do usuário. Esses eletrodos funcionam como sensores para um eletroencefalograma (EEG), ou um dispositivo usado pode ser usado para ler sinais eletrônicos no cérebro. O EEG é um método comum usado para diagnosticar distúrbios do sono, entre muitos outros tipos de distúrbios que estão relacionados às oscilações neurais (esses sinais eletrônicos) de um usuário 1590 e, sob a forma de uma touca, este dispositivo pode ser confortável o suficiente para ser usado por um usuário durante o sono. A touca de EEG pode agir ao mesmo tempo como um sensor e/ou um transdutor, para detectar as oscilações neurais do usuário 1590, e/ou converter e enviar os sinais resultantes a um dispositivo biomédico energizado para detecção do sono 1600, em um formato ou método que pode ser interpretado e processado pelo dispositivo biomédico, ou processado juntamente com dados coletados a partir de outros um ou mais sensores.
[0198] Outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção do sono 1600 pode incluir um sensor em lente de contato para analito de glicose 1650.
[0199] Outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção do sono 1600 pode incluir um sensor de movimento rápido dos olhos baseado em lente de contato 1660.
[0200] Outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção do sono 1600 pode incluir um sensor de som baseado em elemento de inserção dental 1670.
[0201] Um outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado para detecção de sono 1600 pode incluir um sensor de bandagem 1680.
[0202] Outro exemplo de um dispositivo biomédico energizado paPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 85/313
81/83 ra detecção do sono 1600 pode incluir sensores situados em lençóis, cobertores ou travesseiros do leito 1691.
[0203] Com referência à Figura 17, um sistema de carregamento pode operar em outros ambientes além de quartos, como em um ambiente automotivo. A Figura 17 ilustra um carregamento exemplificador para sistemas de comunicação de informações baseadas em biometria, incluindo um automóvel com um dispositivo inteligente baseado em um automóvel 1770 ilustrado em conjunto com um sistema de carregamento sem fios 1795. No exemplo ilustrado, um usuário tem em seu poder ao menos um primeiro dispositivo biomédico energizado 1710 e, em muitos exemplos, uma pluralidade de dispositivos biomédicos energizados, um dispositivo inteligente associado 1700 e um dispositivo pessoal 1780, em que o usuário e os dispositivos estão próximos a um automóvel 1790 que também têm capacidades de dispositivo inteligente chamado de dispositivos inteligentes de automóvel 1770. O exemplo é fornecido para ilustrar os tipos de exemplos de sistemas de comunicação de informações baseadas em biometria, onde múltiplos dispositivos inteligentes são usados para realizar funções do sistema. Em alguns destes exemplos, um dispositivo inteligente genérico, como o dispositivo inteligente 1700, pode ser associado ao dispositivo biomédico energizado 1710 em uma conexão relativamente permanente. Alternativamente, nesses exemplos, o usuário pode ter um dispositivo pessoal 1780 que entra em comunicação com o sistema de comunicação de informações baseadas em biometria, para fornecer ao sistema um meio de fornecer ao usuário uma comunicação sintetizada a partir da análise biométrica por processadores de diversos tipos. Pode ficar claro que existem exemplos similares em que um único dispositivo inteligente pode desempenhar a função do dispositivo inteligente 1700 e do dispositivo pessoal 1780 ilustrados. Em qualquer caso, o dispositivo de acesso à rede pode fornecer a rota de comunicação paPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 86/313
82/83 ra rotear dados do sistema de comunicação de informações biométricas 1765 a vários sistemas externos como, em alguns exemplos não limitadores, sistemas de conteúdo, armazenamento e processamento, que podem mediar e operar a conexão ao conteúdo armazenado de informações e mensagens. Em geral, pode haver exemplos onde vários dispositivos diferentes proporcionam rotas de comunicação e processamento para dados biométricos e informações relacionadas à síntese dos dados biométricos.
[0204] Com referência à Figura 18, um sistema de carregamento pode operar em outros ambientes além de locais fechados, como, por exemplo, uma calçada inteligente. Em tal ambiente, múltiplos transmissores de energia 1810 e 1820 podem estar situados ao longo de uma calçada. Conforme um usuário 1830, com um dispositivo carregável 1840, que pode incluir um dispositivo biomédico, anda por uma calçada 1850, um transmissor de energia sem fios 1810 pode reconhecer que um novo dispositivo, capaz de receber energia sem fios, entrou em sua área. Isto pode ser realizado, em alguns exemplos, através de comunicação de RF pelo transmissor apurando a área, similar à interação entre um telefone celular e a estação-base. Quando o novo dispositivo é reconhecido, uma comunicação pode ser estabelecida, e o novo dispositivo pode, em seguida, transmitir sua localização GPS (tão precisa quanto a precisão local prevalente) ao sistema de transmissão de energia, o que pode ocorrer através do mesmo canal de notificação utilizado anteriormente. Esta informação pode situar o novo dispositivo até certo ponto, mas pode não fornecer transferência de energia suficiente devido à precisão de localização limitada do GPS. Então, o sistema de transmissão sem fios pode começar uma varredura 1860 adjacente ao local fornecido pelo GPS. Em alguns exemplos, a varredura pode começar com um ou mais feixes amplos. O dispositivo do usuário pode fornecer retroinformação de localização
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83/83 e intensidade do sinal recebido ao transmissor. O transmissor pode, então, ajustar a direção e o ângulo do feixe para otimizar a transferência de energia. O processo pode continuar à medida que o usuário se move pela calçada, e eventualmente um transmissor pode transferir a tarefa para outro transmissor a fim de carregar o dispositivo.
[0205] Esta transferência pode ser um aspecto mais geral dos vários exemplos em adição a uma transferência entre transmissores de energia adjacentes, por exemplo, de um segmento de calçada para outro segmento de calçada, ou de uma calçada para um recinto; além disso, pode haver exemplos de um saguão para um quarto em um hospital, e outras transferências semelhantes entre ambientes de carregamento. Em alguns exemplos, informações relacionadas aos requisitos de energia, local, velocidade e outras informações dos dispositivos do usuário também podem ser passadas entre os transmissores. [0206] Embora se acredite que o que é mostrado e descrito sejam as modalidades mais práticas e preferenciais, fica evidente que certas discrepâncias dos projetos e dos métodos específicos descritos e mostrados poderão se apresentar aos versados na técnica e poderão ser usadas sem que se afaste do espírito e do escopo da invenção. A presente invenção não se restringe às construções específicas descritas e ilustradas, mas deve ser interpretada de modo coeso com todas as modificações que possam se enquadrar no escopo das reivindicações.
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Claims (39)

  1. REIVINDICAÇÕES
    1. Método para carregamento de um dispositivo biomédico, caracterizado pelo fato de que o método compreende:
    instalar um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios;
    obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário;
    medir a primeira biometria com o primeiro dispositivo; comunicar os dados da primeira biometria e os dados de localização a um dispositivo de computação conectado a uma rede;
    comunicar uma localização do primeiro dispositivo ao sistema de carregamento; e irradiar energia até o local do primeiro dispositivo para fornecer energia ao primeiro dispositivo.
  2. 2. Método para carregamento de um dispositivo biomédico, caracterizado pelo fato de que o método compreende:
    instalar um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios;
    obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário;
    medir a primeira biometria com o primeiro dispositivo; comunicar os dados da primeira biometria e os dados de localização para um dispositivo de computação conectado a uma rede;
    irradiar energia até uma área que circunda o primeiro dispositivo e o usuário; e receber a energia irradiada pelo sistema de carregamento através do primeiro dispositivo.
  3. 3. Sistema para comunicação de informações baseada em dados biométricos, caracterizado por compreender:
    um dispositivo biomédico que inclui:
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    2/8 um meio de detecção; um dispositivo de energização; e um meio de comunicação;
    um dispositivo de leito (substituir por leito em todo o documento) inteligente, em que o dispositivo de leito inteligente é pareado em um protocolo de comunicação com o dispositivo biomédico;
    um hub de comunicação, em que o hub recebe comunicação contendo pelo menos um valor de dados do dispositivo biomédico e transmite a comunicação para um servidor de conteúdo;
    um sistema de carregamento; e um elemento de retroalimentação.
  4. 4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de carregamento compreende múltiplas antenas de irradiação que focam uma energia de carregamento em torno do dispositivo biomédico.
  5. 5. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o sistema de carregamento compreende um feixe de carregamento de área constante.
  6. 6. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o dispositivo biomédico é carregado enquanto um usuário está dormindo.
  7. 7. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que o dispositivo biomédico é carregado enquanto um usuário está dormindo.
  8. 8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o elemento de retroalimentação inclui um transdutor vibracional.
  9. 9. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o servidor de conteúdo transmite uma mensagem dirigida através de um sistema de comunicação de informações bioméPetição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 90/313
    3/8 tricas para o elemento de retroalimentação.
  10. 10. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar a taxa em que o usuário respira.
  11. 11. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar o pulso de um usuário.
  12. 12. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar a pressão intraocular de um usuário.
  13. 13. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar o movimento do olho de um usuário.
  14. 14. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar um som de um ronco de um usuário.
  15. 15. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar o nível de glicose no sangue de um usuário.
  16. 16. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar a pressão sanguínea de um usuário.
  17. 17. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o meio de detecção compreende um elemento para monitorar o nível de oxigênio no sangue de um usuário.
  18. 18. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o dispositivo de leito inteligente controla a elevação de uma cabeceira do leito.
  19. 19. Método, caracterizado por compreender:
    obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo
    Petição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 91/313
    4/8 é capaz de medir pelo menos um primeiro dado biométrico de um usuário;
    medir o primeiro dado biométrico com o primeiro dispositivo para obter dados biométricos, em que a medição ocorre quando o usuário está dormindo;
    carregar o primeiro dispositivo através de um sistema de carregamento sem fios;
    obter um segundo dispositivo, em que o segundo dispositivo é um dispositivo pessoal do usuário que inclui uma tela e um dispositivo de comunicação por rede;
    autorizar uma comunicação pareada entre o primeiro dispositivo e o segundo dispositivo;
    comunicar os dados biométricos do primeiro dispositivo para o segundo dispositivo;
    comunicar os dados biométricos a um dispositivo de computação conectado a uma rede;
    autorizar o dispositivo de computação, através de um sinal proveniente do primeiro dispositivo, a obter dados relacionados ao estado de um leito a partir de um dispositivo de leito inteligente;
    autorizar o dispositivo de computação a iniciar um algoritmo a ser executado para recuperar conteúdo dirigido e individualizado com base nos dados biométricos, nos dados de estado do leito e em uma determinação de preferência personalizada calculada via análise preditiva para gerar o conteúdo dirigido e individualizado;
    receber uma mensagem compreendendo o conteúdo dirigido e individualizado para o segundo dispositivo; e mostrar a mensagem ao usuário.
  20. 20. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo compreende um dispositivo biomédico para ser usado no corpo.
    Petição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 92/313
    5/8
  21. 21. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dispositivo biomédico para ser usado no corpo é uma lente de contato.
  22. 22. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de que o dispositivo biomédico para ser usado no corpo é um anel inteligente.
  23. 23. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo compreende um smartphone.
  24. 24. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo compreende um relógio inteligente.
  25. 25. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo compreende um dispositivo biomédico em um ou mais dentre um travesseiro, um lençol ou um cobertor.
  26. 26. Sistema para comunicação de informações baseadas em dados biométricos, caracterizado por compreender:
    um dispositivo biomédico que inclui: um meio de detecção; um dispositivo de energização; e um meio de comunicação;
    um dispositivo de automóvel inteligente, em que o dispositivo de automóvel inteligente é pareado em um protocolo de comunicação com o dispositivo biomédico;
    um hub de comunicação, em que o hub recebe comunicação contendo pelo menos um valor de dados do dispositivo biomédico e transmite a comunicação para um servidor de conteúdo;
    um sistema de carregamento; e um elemento de retroalimentação.
    Petição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 93/313
    6/8
  27. 27. Sistema, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o sistema de carregamento compreende múltiplas antenas de irradiação que focam uma energia de carga adjacente ao dispositivo biomédico.
  28. 28. Sistema, de acordo com a reivindicação 26, caracterizado pelo fato de que o sistema de carregamento compreende um feixe de carregamento de área.
  29. 29. Método para carregamento de um dispositivo biomédico, caracterizado pelo fato de que o método compreende:
    instalar um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios;
    obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo é um dispositivo biomédico;
    comunicar um sinal com o primeiro dispositivo, em que o sinal é usado para identificar uma localização do primeiro dispositivo;
    determinar a localização do primeiro dispositivo;
    irradiar energia para uma área que circunda a localização do primeiro dispositivo; e receber a energia irradiada pelo sistema de carregamento através do primeiro dispositivo.
  30. 30. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo é uma lente de contato.
  31. 31. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo é um sensor biométrico sob a forma de um curativo.
  32. 32. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo está situado em um recinto.
  33. 33. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo está situado em um automóvel.
    Petição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 94/313
    7/8
  34. 34. Método, de acordo com a reivindicação 29, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo está se movendo em cima de uma calçada.
  35. 35. Método para carregamento de um dispositivo biomédico, caracterizado pelo fato de que o método compreende:
    instalar um sistema de carregamento capaz de transmitir energia sem fios;
    obter um primeiro dispositivo, em que o primeiro dispositivo mede ao menos uma primeira biometria de um usuário;
    medir a primeira biometria com o primeiro dispositivo; obter um segundo dispositivo, em que o segundo dispositivo mede ao menos uma segunda biometria de um usuário;
    medir a segunda biometria com o segundo dispositivo; comunicar os dados associados à primeira biometria e à segunda biometria e os dados de localização a um dispositivo de computação conectado a uma rede;
    irradiar energia a uma área adjacente ao primeiro dispositivo;
    receber a energia irradiada pelo sistema de carregamento através do primeiro dispositivo;
    irradiar energia a uma área adjacente ao segundo dispositivo; e receber a energia irradiada pelo sistema de carregamento com o segundo dispositivo.
  36. 36. Sistema para carregamento de um dispositivo biomédico, caracterizado pelo fato de compreender:
    um dispositivo biomédico que inclui: um elemento eletroativo; um dispositivo de energização; e um meio de comunicação;
    Petição 870170040161, de 12/06/2017, pág. 95/313
    8/8 um sistema de carregamento, em que o sistema de carregamento carrega o dispositivo biomédico com uma energia de carregamento sem fios; e em que o sistema de carregamento está a ao menos um metro de distância do dispositivo biomédico.
  37. 37. Sistema, de acordo com a reivindicação 36, caracterizado pelo fato de que o dispositivo biomédico compreende uma lente de contato.
  38. 38. Sistema, de acordo com a reivindicação 37, caracterizado pelo fato de que a energia de carregamento sem fios é irradiada a partir de múltiplas fontes.
  39. 39. Sistema, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo fato de que a energia de carregamento sem fios é transmitida ao longo de um amplo ângulo.
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