KR20090091133A - 일회용 단부를 구비하는 배터리 작동식 안과용 핸드 피스 - Google Patents

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KR20090091133A
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ophthalmic infusion
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브루노 다쿠아
폴 알. 헬렌
카세이 린드
세사리오 도스 산토스
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Abstract

본 발명은 제한된 재사용 조립체 및 팁 세그먼트를 포함하는 안과용 주입 시스템을 제공한다. 상기 팁 세그먼트는 제한된 재사용 조립체에 연결될 수 있고 그로부터 분리될 수 있다. 팁 세그먼트는 분배 챔버, 플런저, 및 하우징을 포함한다. 분배 챔버는 안구로 주입하기 위한 소정량의 물질을 포함한다. 플런저의 근접 단부가 제 1 기계적 링키지 인터페이스를 구비한다. 안과용 주입 시스템의 제한된 재사용 조립체는 파워 공급원, 제어부, 모터, 모터 샤프트의 단부에 위치된 제 2 기계적 링키지 인터페이스를 포함한다. 상기 팁 세그먼트가 상기 제한된 재사용 조립체에 연결되었을 때, 상기 제 1 기계적 링키지 인터페이스가 상기 제 2 기계적 링키지 인터페이스와 정합되어 상기 샤프트의 이동이 상기 플런저의 이동을 초래하도록, 상기 제 1 기계적 링키지 인터페이스가 상기 제 2 기계적 링키지 인터페이스와 정합될 수 있다.

Description

일회용 단부를 구비하는 배터리 작동식 안과용 핸드 피스{BATTERY OPERATED OPHTHALMIC HAND PIECE WITH DISPOSABLE END}
본 발명은 눈에 약물을 주입하기 위한 장치에 관한 것으로서 보다 구체적으로 일회용 팁(tip) 단부를 구비하는 2-피스(piece)형 안과용 약물 공급 장치에 관한 것이다.
후안부(posterior segment of eye)에서의 몇몇 질병이나 이상 상태(conditions)는 시력을 위협한다. 몇가지 예를 들면, 노인성 황반변성(Age related macular degeneration; ARMD), 맥락막신생혈관(choroidal neovascularization; CNV), 망막병증(retinopathies)[예를 들어, 당뇨망막병증(diabetic retinopathy), 유리체망막병증(vitreoretinopathy)], 망막염(retinitis)[예를 들어, 선천성 거대세포바이러스(cytomegalovirus ;CMV) 망막염], 포도막염(uveitis), 황반부종(macular edema), 녹내장(glaucoma), 그리고 교액성 신경병증(neuropathies)이 있다.
이들 질병 및 다른 질병들은 눈에 약물을 주입함으로써 치료될 수 있다. 그러한 주입은 통상적으로 종래의 주사기나 바늘을 이용하여 수동적으로 이루어지고 있다. 도 1은 눈에 약물을 주입하기 위해서 이용되는 종래 기술의 주사기를 도시 한 사시도이다. 도 1에서, 주사기는 바늘(105), 루어 허브(luer hub; 110), 챔버(115), 플런저(120), 플런저 샤프트(125), 및 엄지손가락 지지부(thumb rest; 130)를 포함한다. 일반적으로 공지된 바와 같이, 주입되는 약물이 챔버(115) 내에 배치된다. 엄지손가락 지지부(130)를 밀어 넣으면, 플런저(120)가 바늘(105)을 통해서 약물을 배출한다.
그러한 주사기의 사용 중에, 시술자는 바늘을 이용하여 눈의 조직을 천공하고, 주사기를 정지상태로 홀딩(holding)하며, 그리고 (간호사의 도움으로 또는 그러한 도움 없이) 주사기 플런저를 작동시켜 유체를 눈으로 주입할 필요가 있다. 통상적으로 주입되는 부피가 정확한 방식으로 제어되지 않는데, 이는 적은 주입 부피에 대비할 때 주사기상의 버니어(vernier; 눈금)가 상대적으로 정밀하지 않기 때문이다. 유체 유량(flow rates)이 제어되지 않는다. 버니어의 판독 역시 시각적(parallax)으로 오차를 일으킬 수 있다. "불안정한(unsteady)" 주입으로 인해서 조직이 손상될 수도 있다. 또한, 바늘이 눈으로부터 제거될 때, 플런저가 후퇴된다면 약물이 상처로부터 인출될 수도 있을 것이다. 그러한 역류는 부정확한 투약을 초래한다.
소량의 액체를 공급하는 것을 제어하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 상업적으로 이용가능한 유체 분배기로서, 로드 아일랜드 프로비던스(Providence, Rhode Island)에 소재하는 EFD Inc.가 공급하는 ULTRA™ 포지티브 변위 분배기(positive displacement dispenser)가 있다. 그러한 분배기는 종래의 주사기 및 주문형(custom) 분배 팁을 이용한다. 주사기 플런저는 전기 스텝 모터 및 작동 유체를 이용하여 작동된다. 이러한 타입의 분배기에서, 전달되는 부피는 유체 점성, 표면 장력, 및 특정 분배 팁에 크게 의존한다. 오하이오 클리브랜드에 소재하는 Parker Hannifin Corporation은 캘리포니아 샌디에고에 소재하는 Aurora Instruments LLC에 의해 제조된 약물 디스커버리 어플리케이션(drug discovery applications)을 위한 소량 부피의 액체 분배기를 제공한다. Parker/Aurora 분배기는 압전 분배 메카니즘을 이용한다. 비록 정밀하기는 하지만, 이러한 분배기는 고가이고 분배 메카니즘으로 전기 신호를 전달할 것을 필요로 한다.
미국 특허 제 6,290,690 호에는, 망막 박리 또는 파열을 치료하기 위한 시술 중의 유체/유체 교환시에, 점성 유체(예를 들어, 실리콘 오일)를 안구(eye)로 주입하는 동시에 안구로부터 제 2 점성 유체(예를 들어, 퍼플루오로카본(perflourocarbon) 액체)를 흡인하기 위한 안과용 시스템이 개시되어 있다. 이러한 시스템은 플런저와 함께 종래의 주사기를 포함한다. 주사기의 일 단부는 플런저를 작동시키기 위한 일정한 공압을 제공하는 공급원에 유체적으로 커플링된다. 주사기의 다른 단부는 주입될 점성 유체를 전달하기 위해서 튜빙(tubing)을 통해서 주입 캐뉼러(infusion cannula)에 유체적으로 커플링된다.
이러한 노력에도 불구하고, 정확한 부피의 물질을 역류 없이 안구로 주입하기 위한 일회용의 저렴한 시스템이 여전히 요구되고 있다.
본 발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 본 발명은 제한된 재사용(limited reuse) 조립체 및 팁 세그먼트(tip segment)를 포함하는 안과용 주입 시스템을 제공한다. 상기 팁 세그먼트는 제한된 재사용 조립체에 연결될 수 있고 그로부터 분리될 수 있다. 팁 세그먼트는 분배 챔버, 플런저, 및 하우징을 포함한다. 분배 챔버는 내측 표면 및 외측 표면을 가진다. 내측 표면은 소정량의 물질(a quantity of a substance)을 수용하기 위한 공동을 형성한다. 플런저는 분배 챔버의 내측 표면과 결합된다. 플런저는 분배 챔버의 공동 내에서 활주될 수 있으며 분배 챔버의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링(seal)될 수 있다. 플런저는 근접 단부와 말단부를 구비한다. 근접 단부는 제 1 기계적 링키지 인터페이스(mechanical linkage interface)를 구비한다. 하우징은 상기 분배 챔버 및 플런저를 적어도 부분적으로 둘러싼다.
안과용 주입 시스템의 제한된 재사용 조립체는 파워 공급원(power source), 시스템의 작동을 제어하기 위한 제어부, 샤프트를 가지는 모터, 상기 샤프트의 단부에 위치되는 제 2 기계적 링키지 인터페이스, 그리고 상기 제어부와 모터를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제 2 하우징을 구비한다. 팁 세그먼트가 제한된 재사용 조립체에 연결되었을 때, 제 1 기계적 링키지 인터페이스가 제 2 기계적 링키지 인터페이스와 정합(mate)되어 샤프트의 이동이 플런저의 이동을 초래하도록, 제 1 기계적 링키지 인터페이스는 제 2 기계적 링키지 인터페이스와 정합될 수 있다.
본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 본 발명은 분배 챔버, 플런저, 및 하우징을 포함하는 일회용 약물 전달 장치를 제공한다. 분배 챔버는 내측 표면 및 외측 표면을 가진다. 내측 표면은 소정량의 물질을 수용하기 위한 공동을 형성한다. 플런저는 분배 챔버의 내측 표면과 결합되고, 분배 챔버의 공동 내에서 활주될 수 있으며, 분배 챔버의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링될 수 있다. 플런저는 근접 단부와 말단부를 구비한다. 근접 단부는 제 1 기계적 링키지 인터페이스를 구비한다. 하우징은 상기 분배 챔버 및 플런저를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 기계적 링키지는 플런저를 구동하도록 구성된 제한된 재사용 조립체와 정합될 수 있고 또 그로부터 분리될 수 있다.
본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 본 발명은 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체를 포함하는 안과용 주입 시스템을 제공한다. 상기 팁 세그먼트는 제한된 재사용 조립체에 연결될 수 있고 그리고 그로부터 분리될 수 있다. 팁 세그먼트는 분배 챔버, 플런저, 및 모터를 포함한다. 분배 챔버는 내측 표면 및 외측 표면을 가진다. 내측 표면은 소정량의 물질을 수용하기 위한 공동을 형성한다. 플런저는 분배 챔버의 내측 표면과 결합되고, 분배 챔버의 공동 내에서 활주될 수 있으며, 분배 챔버의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링될 수 있다. 모터는 플런저에 연결되고 그리고 분배 챔버의 단부를 향하는 방향을 따라 플런저를 이동시키도록 구성된다.
안과용 주입 시스템의 제한된 재사용 조립체는 팁 세그먼트를 제한된 재사용 조립체에 연결하기 위한 인터페이스, 시스템의 작동을 제어하기 위한 제어부, 그리고 모터로 파워를 제공하기 위한 파워 공급원을 포함한다. 팁 세그먼트가 제한된 재사용 조립체에 연결되었을 때, 제어부는 모터의 작동을 제어한다.
전술한 개략적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적인 것이고 설명을 위한 것이며 특허청구범위에 기재된 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것임을 이해할 것이다. 본 발명의 실시와 함께 이하의 설명은 본 발명의 추가적인 이점 및 목적을 설명하고 제시한다.
본원 명세서의 일부를 구성하는 첨부 도면들은 본 발명의 몇가지 실시예들을 도시하고, 상세한 설명과 함께, 본 발명의 원리를 설명한다.
도 1은 종래 기술의 주사기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 약물 전달 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체를 포함하는 안과용 핸드 피스를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 제한된 재사용 조립체의 정면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 제한된 재사용 조립체의 배면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 제한된 재사용 조립체의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 약물 전달 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체를 포함하는 안과용 핸드 피스의 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 약물 전달 팁 세그먼트의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 소작용(cauterizing) 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제한된 재사용 조립체의 부분적인 단면 및 약물 전달 팁 세그먼트의 단면을 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제한된 재사용 조립체의 부분적인 단면 및 약물 전달 팁 세그먼트의 단면을 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제한된 재사용 조립체의 부분적인 단면 및 약물 전달 팁 세그먼트의 단면을 도시한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 핸드 피스의 작동 방법을 도시한 블록도이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 핸드 피스의 작동 방법을 도시한 블록도이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 핸드 피스의 작동 방법을 도시한 블록도이다.
첨부 도면들에 도시된 본 발명의 예시적인 실시예들을 참조한다. 첨부 도면들을 통해서, 가능한 경우에, 동일한 또는 유사한 부분에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하였다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따라 약물 전달 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체를 포함하는 안과용 핸드 피스를 도시한다. 도 2에서, 핸드 피스는 팁 세그 먼트(205) 및 제한된 재사용 조립체(250)를 포함한다. 팁 세그먼트(205)는 바늘(210), 하우징(215), 및 플런저 연결부(225)를 포함한다. 제한된 재사용 조립체(250)는 하우징(255), 스위치(270), 록(lock) 메카니즘(265), 및 나사형 부분(260)을 포함한다.
팁 세그먼트(205)는 제한된 재사용 조립체(250)에 연결될 수 있고 또 그로부터 분리될 수 있다. 이러한 실시예에서, 팁 세그먼트(205)는 제한된 재사용 조립체(250)의 나사형 부분에 나사결합되는 하우징(215)의 내측 표면 상의 나사형 부분을 구비한다. 또한, 록 메카니즘(265)은 팁 세그먼트(205)를 제한된 재사용 조립체(250)에 고정한다. 록 메카니즘(265)은 버튼 또는 슬라이딩 스위치 형태일 수 있다.
바늘(210)은 약물과 같은 물질을 안구로 전달하도록 구성된다. 스위치(270)는 시스템으로 입력을 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 스위치(270)를 이용하여 시스템을 작동시키거나 히터를 턴 온(turn on)할 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 제한된 재사용 조립체의 정면도이다. 도 3에서, 제한된 재사용 조립체(250)는 버튼(305), 표시부(310, 315), 하우징(255), 및 나사형 부분(260)을 포함한다. 버튼(305)은 하우징(255)상에 위치되고 시스템에 대한 입력을 제공한다. 예를 들어, 버튼(305)을 이용하여 시스템을 활성화시킬 수 있고, 약물을 전달할 수 있으며, 또는 팁 세그먼트(205)를 다르게 작동시킬 수 있다. 표시부(310, 315)가 하우징(255) 상에 위치된다. 이러한 실시예에서, 표시부(310, 315)는 시스템의 상태를 나타내는 발광 다 이오드이다. 예를 들어, 안구로 전달될 물질이 적절한 온도로 가열되었을 때 표시부(310)가 켜질 수 있다. 표시부(315)는 물질이 안구로 전달되었을 때 켜질 수 있다.
본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 팁 세그먼트(205)가 약물 전달 팁 세그먼트인 경우에, 안전 알고리즘이 실행된다. 약물이 적절한 온도 범위에 도달할 때까지, 약물의 전달을 활성화시키는 버튼(305)과 같은 입력 장치가 디스에이블링(disabled)된다. 이러한 방식에서, 약물이 적절한 온도 범위에 도달하였을 때 약물의 전달이 이루어진다.
이러한 안전 알고리즘은 약물이 상-전이 지질(phase-transition lipid) 내에 포함(contain)될 때 실시될 수 있다. 그러한 경우에, 약물은 온도-의존성 점성을 가지는 물질(substance) 내에 포함된다. 안구로의 전달에 적합한 점성이 되도록, 물질 및 약물이 가열된다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 제한된 재사용 조립체의 배면도이다. 제한된 재사용 조립체(250)는 하우징(255), 스위치(270), 록 메카니즘(265), 및 나사형 부분(260)을 포함한다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 제한된 재사용 조립체의 단면도이다. 도 5에서, 파워 공급원(505), 인터페이스(510), 모터(515), 및 모터 샤프트(520)가 하우징(255) 내에 위치된다. 하우징(255)의 상단 부분은 나사형 부분(260)을 가진다. 록 메카니즘(265), 스위치(270), 버튼(305), 및 표시부(310, 315) 모두가 하우징(255) 내에 위치된다.
통상적으로, 파워 공급원(505)은 재충전이 가능한 배터리이나, 다른 타입의 배터리도 채용될 수 있을 것이다. 또한, 다른 타입의 파워 전지도 파워 공급원(505)으로 적절하게 사용될 수 있을 것이다. 파워 공급원(505)은 시스템에 파워를 공급하고, 보다 구체적으로는 모터(515)에 파워를 공급한다. 파워 공급원(505)은 또한 제한된 재사용 조립체(250)에 연결된 팁 세그먼트로 파워를 공급한다. 그러한 경우에, 파워 공급원(505)은 팁 세그먼트에 연결된 히터(도시 하지 않음)로 파워를 공급할 수 있다. 파워 공급원(505)은 도어 또는 다른 유사한 구조물(도시 하지 않음)을 통해서 하우징(255)으로부터 제거될 수 있다.
통상적으로, 인터페이스(510)는 파워 공급원(505)으로부터 모터(515)로 파워가 유동할 수 있게 허용하는 전기 전도체이다. 인터페이스(510)와 유사한 다른 인터페이스들을 이용하여 시스템의 다른 부분으로 파워를 제공할 수 있을 것이다.
모터 샤프트(520)는 모터(515)에 연결되고 그러한 모터에 의해서 구동된다. 통상적으로, 모터(515)는 모터 샤프트(520)를 정밀한 거리로 이동시킬 수 있는 스텝퍼 모터 또는 다른 타입의 모터이다. 일 실시예에서, 모터 샤프트(520)는 약물을 안구에 전달하는 팁 세그먼트에 기계적 링키지를 통해서 연결된다. 그러한 경우에, 모터(515)는 정밀한 양의 약물을 안구로 전달하기 위해서 샤프트(520)를 정밀하게 이동시킬 수 있는 스텝퍼 모터이다. 모터(515)는, 예를 들어, 모터(515)의 외측 표면과 결합하는 탭(tabs)에 의해서 하우징(255)의 내측 표면에 고정된다.
록 메카니즘(265), 스위치(270), 및 버튼(305)은 모두, 손으로 조작할 수 있도록, 하우징(255) 상에 위치된다. 유사하게, 육안으로 관찰할 수 있도록, 표시 부(310, 315)도 하우징(255) 상에 위치된다. 록 메카니즘(265), 스위치(270), 버튼(305), 및 표시부(310, 315)는 또한 하우징(255) 내에 위치된 인터페이스(도시 하지 않음)를 통해서 제어부(도시 하지 않음)에 연결된다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 약물 전달 팁 세그먼트(205) 및 제한된 재사용 조립체(250)를 포함하는 안과용 핸드 피스의 블록도이다. 팁 세그먼트(205) 내에 포함되는 부품들은 점선 위쪽에 위치되는 반면, 제한된 재사용 조립체(250) 내에 포함되는 부품들은 점선의 아래쪽에 위치된다. 도 6의 블록도에서, 팁 세그먼트(205)는 히터(610) 및 약물 전달 장치(615)를 포함한다. 제한된 재사용 조립체(250)는 파워 공급원(505), 모터(515), 제어부(605), 스위치(270), 버튼(305), 및 인터페이스(620, 625, 630 및 650)를 포함한다. 전기적 인터페이스(620), 데이터 인터페이스(640), 및 기계적 인터페이스(645)는 팁 세그먼트(205)와 제한된 재사용 조립체(250) 사이의 연결을 각각 형성한다.
도 6에 도시된 실시예에서, 제어부(605)는 인터페이스(620)를 경유하여 스위치(270)로, 인터페이스(625)를 경유하여 버튼(305)으로, 인터페이스(650)를 경유하여 파워 공급원(505)으로, 인터페이스(635)를 경유하여 모터(515)로, 그리고 전기적 인터페이스(630)를 경유하여 히터(610)로 연결된다. 데이터 인터페이스(640)는 제어부(605)를 팁 세그먼트(205)에 연결한다. 모터(515)는 기계적 인터페이스(645)를 통해서 약물 전달 장치(615)로 연결된다.
도 5와 관련하여 설명한 바와 같이, 통상적으로, 파워 공급원(505)은 재충전이 가능한 배터리이나, 다른 타입의 배터리도 채용될 수 있을 것이다. 또한, 다른 타입의 파워 전지도 파워 공급원(505)으로 적절하게 사용될 수 있을 것이다. 본 발명의 여러 실시예들에서, 파워 공급원(505)은 메탄올, 워터-베이스(water-based), 또는 수소 연료 전지와 같은 연료 전지이다. 다른 실시예들에서, 파워 공급원(505)은 리튬 이온 배터리이다. 핸드 피스의 콤팩트한(compact) 특성으로 인해서, 통상적으로, 파워 공급원(505)은 하나 또는 두개의 AA 배터리의 크기가 될 것이다. 그러한 크기는 많은 여러 가지 배터리 및 연료 전지 기술의 적용을 가능하게 한다.
통상적으로, 제어부(605)는 로직 기능을 수행할 수 있는 집적 회로이다. 통상적으로, 제어부(605)는 파워, 입력부 핀 및 출력부 핀을 구비하는 표준형 IC 패키지 형태이다. 여러 실시예들에서, 제어부(605)는 모터 제어부, 히터 제어부, 또는 타겟이되는 장치 제어부이다. 그러한 경우에, 제어부(605)는 히터와 같은 타겟이 되는 특정 장치를 타겟으로 하는 특정 제어 기능을 수행한다. 예를 들어, 히터 제어부는 히터를 제어하기 위한 기본적인 기능을 가지나, 모터를 제어하기 위한 기능을 가지지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 제어부(605)가 마이크로프로세서이다. 그러한 경우에, 제어부가 여러 가지 상이한 기능을 수행하는 여러 가지 팁 세그먼트를 제어하는 기능을 할 수 있도록, 제어부(605)를 프로그래밍할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 제어부(605)는 프로그램이 가능한 마이크로프로세서가 아니며, 그 대신에, 여러 가지 기능을 수행하는 여러 가지 팁 세그먼트를 제어하도록 구성된 특정 목적의 제어부가 될 수 있을 것이다.
또한, 통상적으로, 제어부(605)는 데이터 인터페이스(640) 및 인터페이 스(620, 625)을 통해서 입력 데이터를 수신한다. 데이터 인터페이스(640)는 팁 세그먼트로부터 제어부(605)로 데이터를 이송한다. 그러한 데이터는 팁 세그먼트(205) 또는 그 부품의 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 데이터 인터페이스(640)는 제한된 재사용 조립체에 연결된 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보, 안구로 전달되는 약물의 투여량에 대한 정보, 히터의 상태에 관한 정보, 약물 전달 장치의 상태에 관한 정보, 또는 시스템에 대한 다른 유사한 정보를 전송할 수 있다.
인터페이스(620)는 스위치(270)로부터 제어부(605)로 신호를 전송한다. 이러한 신호는, 예를 들어, 히터를 활성화시키거나 핸드 피스를 활성화시킬 수 있다. 인터페이스(625)는 버튼(305)으로부터 제어부(605)로 신호를 전송한다. 이러한 신호는, 예를 들어, 팁 세그먼트를 활성화시킬 수 있고 안구로의 약물 전달을 개시할 수 있다.
독립적인 인터페이스들로 도시하였지만, 인터페이스(640) 및 인터페이스(620, 625, 635, 650)은 모두 공통의 인터페이스 라인을 공유한다. 대안적으로, 이러한 인터페이스들의 임의 조합이 공통 라인을 공유할 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 하나 이상의 인터페이스 라인이 하나의 또는 그 이상의 서로 상이한 시스템의 부품들로부터 신호를 전송할 수 있을 것이다. 예를 들어, 스위치(270) 및 버튼(306)이 그 양자로부터 신호를 전송하는 하나의 인터페이스 라인을 공유할 수 있을 것이다. 이들 인터페이스는 통상적으로 와이어와 같은 전기 전도체로 제조된다.
전술한 바와 같이, 모터(515)는 통상적으로 가변 자기저항(reluctance) 모 터, 양극(bipolar) 모터, 단극 모터, 바이파일러(bifilar) 모터와 같은 스텝퍼 모터이다. 다른 실시예에서, 모터(515)는 샤프트를 미세하게 이동시킬 수 있는 또는 작은 증분(increments)으로 이동시킬 수 있는 임의 타입의 모터가 될 수 있을 것이다.
약물 전달 장치(615)는 기계적 인터페이스(645)를 통해서 모터(515)에 의해서 구동된다. 이러한 실시예에서, 모터(515)는 기계적 인터페이스(645)를 통해서 약물 전달 장치(615)로 전달되는 힘을 제공한다. 약물 전달 장치(615)에 관한 상세한 사항이 도 7, 도 8, 및 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명된다.
히터(610)는 통상적으로 저항식 히터이다. 일 실시예에서, 히터(610)는 전류가 통과하고 저항을 가지는 연속적인 와이어가 될 수 있다. 다른 실시예에서, 히터(610)는 전류가 통과하고 직렬로 연결되는 저항 요소들을 포함한다. 히터(610)를 통과하는 전류의 양과 히터(610)의 저항 특성들은 적절한 양의 열을 제공하도록 선택된다.
전기적 연결부(도시 하지 않음)가 히터(610)로 전류를 제공한다. 이러한 연결부들은 통상적으로 파워 공급원(505)으로부터 히터(610)로 전류를 제공한다. 또한, 제어 라인 또는 전기적 인터페이스(630)가 히터(610)의 작동을 제어하는 신호를 제공한다. 이러한 실시예에서, 제어부(605)는 히터(610)로부터 온도 정보를 수신하고 히터(610)의 작동을 제어하는 신호를 제공한다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 약물 전달 팁 세그먼트의 단면도이다. 도 7에서, 약물 전달 팁 세그먼트는 플런저 제한된 재사용 조립체(plunger limited reuse assembly; 710), 플런저 팁(715), 기계적 링키지 인터페이스(720), 분배 챔버(705), 분배 챔버 하우징(725), 바늘(210), 히터(610), 하우징(215), 지지부(735), 및 선택적인 루어(optional luer; 730)을 포함한다.
도 7의 실시예에서, 기계적 링키지 인터페이스는 플런저 제한된 재사용 조립체(710)의 일 단부 상에 위치된다. 플런저 팁(715)은 플런저 제한된 재사용 조립체(710)의 타 단부 상에 위치된다. 플런저 제한된 재사용 조립체(710) 및 플런저 팁(715)은 함께 플런저를 형성한다. 이러한 실시예에서, 기계적 링키지 인터페이스(720)가 플런저의 일 단부 상에 위치된다. 분배 챔버(705)는 분배 챔버 하우징(725) 및 플런저 팁(715)에 의해서 둘러싸인다. 바늘(210)이 분배 챔버(705)에 유체적으로 커플링된다. 이러한 방식에서, 분배 챔버(705) 내에 위치된 물질이 플런저 팁(715)과 접촉될 수 있고 바늘(210)의 외부로 밀려날 수 있다. 바늘(210)은 선택적인 루어(730)에 의해서 약물 전달 팁 세그먼트에 고정된다. 히터(610)는 분배 챔버 하우징(725) 상에 위치되고 분배 챔버(705)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 지지부(735)는 플런저[플런저 제한된 재사용 조립체(710) 및 플런저 팁(715)]와 분배 챔버 하우징(725)을 하우징(215) 내의 정위치에 홀딩한다. 하우징(215)은 약물 전달 팁 세그먼트 상에서 외측 스킨(skin)을 형성하고 그리고 플런저 제한된 재사용 조립체(710), 플런저 팁(715), 분배 챔버(705), 및 분배 챔버 하우징(725)을 적어도 부분적으로 둘러싼다.
안구로 전달되는 물질, 통상적으로 약물이 분배 챔버(705) 내에 위치된다. 이러한 방식에서, 물질은 분배 챔버 하우징(725)의 내측 표면과 플런저 팁(715)의 하나의 면(face)에 의해서 접촉된다. 통상적으로, 분배 챔버(705)는 원통형 형상이다. 히터(610)는 분배 챔버 하우징(725)과 열적으로 접촉된다. 이러한 방식에서, 히터(610)는 분배 챔버(705)의 내용물을 가열하도록 구성된다. 전류가 전기적 인터페이스(도시 하지 않음)를 통해서 히터(610)로 인가된다.
본 발명의 일 실시예에서, 분배 챔버(705) 내에 위치되는 물질은 분배 챔버 내로 미리 로딩된(preloaded) 약물이다. 그러한 경우에, 약물 전달 팁 세그먼트는 일회용 소모성 제품으로서 사용된다. 그러한 일회용 제품은 약물 투입량이 포함된 상태로 공장에서 조립될 수 있다. 정확한 양의 물질이 전달 장치 내로 미리 로딩될 수 있다. 이는, 일부 의료 전문가의 잘못된 투여 예방을 돕는다.
또한, 약물의 적절한 저장 및 취급이 보다 용이하게 보장될 수 있다. 약물이 공장에서 시스템내로 로딩되기 때문에, 약물은 보다 정밀한 조건하에서 저장될 수 있을 것이다. 미리 로딩된 시스템의 선적 역시 정밀한 조건하에서 이루어질 수 있을 것이다.
약물이 분배 챔버(705) 내로 미리 로딩될 때, 설정된 양의 약물이 미리 로딩될 수 있을 것이다. 예를 들어, 100 마이크로리터의 약물이 분배 챔버(705) 내로 로딩될 수 있고, 최대 100 마이크로리터의 양이 분배될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 플런저[플런저 제한된 재사용 조립체(710) 및 플런저 팁(715)]가 정확한 거리만큼 이동하여, 정밀한 양의 약물을 분배 챔버(705)로부터 바늘(210)을 통해서 안구로 전달할 수 있다. 이는, 투여에 있어서의 탄력성(flexibility) 및 용이한 조립을 제공한다.
작동 중에, 도 7의 약물 전달 팁 세그먼트가 제한된 재사용 조립체(도시 하지 않음)에 부착된다. 기계적 인터페이스(720)가 제한된 재사용 조립체 상의 기계적 인터페이스와 정합된다. 플런저 제한된 재사용 조립체(710)에 힘이 인가될 때, 플런저 팁(715)이 변위된다. 플런저 팁(715)의 변위는 분배 챔버(705) 내에 포함된 물질을 변위시킨다. 물질이 바늘(210)의 외부로 밀려난다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체의 단면도이다. 도 8은 팁 세그먼트(205)가 어떻게 제한된 재사용 조립체(250)과 인터페이싱하는지를 보여준다. 도 8의 실시예에서, 팁 세그먼트(205)는 기계적 링키지 인터페이스(720), 플런저(805), 분배 챔버 하우징(725), 팁 세그먼트 하우징(215), 히터(610), 바늘(210), 분배 챔버(705), 인터페이스(830), 및 팁 인터페이스 연결부(820)를 포함한다. 제한된 재사용 조립체(250)은 기계적 링키지(845), 모터 샤프트(810), 모터(515), 파워 공급원(505), 제어부(840), 제한된 재사용 조립체 하우징(255), 인터페이스(835), 및 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)를 포함한다.
팁 세그먼트(205) 내에서, 기계적 링키지(720)가 플런저(805)의 일 단부 상에 위치된다. 플런저(805)의 타 단부는 분배 챔버(705)의 일 단부를 형성한다. 플런저(805)는 분배 챔버(705) 내에서 활주식으로 이동되도록 구성된다. 플런저(805)의 외측 표면이 분배 챔버 하우징(725)의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링된다. 분배 챔버 하우징(725)이 분배 챔버(705)를 둘러싼다. 통상적으로, 분배 챔버 하우징(725)은 원통형 형상을 가진다. 그와 같은 경우에, 분배 챔버(705) 는 또한 원통형 형상을 가진다.
바늘(210)이 분배 챔버(705)에 유체적으로 커플링된다. 그러한 경우에, 분배 챔버(705) 내에 포함된 물질이 바늘(210)을 통해서 안구로 전달될 수 있다. 히터(610)는 분배 챔버 하우징(725)을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 이러한 경우에, 히터(610)는 분배 챔버 하우징(725) 및 분배 챔버(705) 내에 포함된 물질을 가열하도록 구성된다. 다시 말해, 히터(610)는 분배 챔버 하우징(725)과 열적으로 접촉한다. 인터페이스(830)는 히터(610)를 팁 인터페이스 연결부(820)와 연결한다.
분배 챔버 하우징(725), 히터(610) 및 플런저(805)를 포함하는 팁 세그먼트(205)의 부품들은 팁 세그먼트 하우징(215)에 의해서 적어도 부분적으로 둘러싸인다. 본 발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 시일이 팁 세그먼트 하우징(215)의 바닥 표면 상에 존재한다. 이러한 방식에서, 플런저(805)가 팁 세그먼트 하우징(215)에 대해서 시일링된다. 이러한 시일은 분배 챔버(705) 내에 포함된 물질의 오염을 방지한다. 의료 목적을 위해서, 그러한 시일이 바람직하다. 이러한 시일은 플런저(805) 상의 또는 분배 챔버 하우징(725) 상의 어떠한 지점에도 위치될 수 있다. 그러한 경우에, 팁 세그먼트 하우징(215)이 분배 챔버 하우징(725)에 연결되어 기밀 또는 액밀(fluid tight) 시일을 형성할 수 있을 것이다. 다른 실시예에서, 팁 세그먼트 하우징(215)은 기계적 링키지 인터페이스(720)가 놓이는 단부에 인접하여 플런저(805)에 대해 시일링될 수 있다. 그러한 경우에, 기밀 또는 액밀 시일이 플런저(805) 상의 위치와 팁 세그먼트 하우징(215) 사이에 형성될 수 있다.
또한, 팁 세그먼트(205)가 플런저 정지 메카니즘을 포함할 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 플런저(805)의 바닥 부분(기계적 링키지 인터페이스(720)가 놓이는 부분)이 분배 챔버 하우징(725)의 바닥 부분과 접촉하도록 구성된다. 그러한 경우에, 플런저(805)가 바늘(210)을 향해서 위쪽으로 진행할 때, 기계적 링키지 인터페이스(720) 역시 바늘(210)을 향해서 위쪽으로 진행한다. 기계적 링키지 인터페이스(720)의 상단 표면이 분배 챔버 하우징(725)의 바닥 표면과 접촉한다. 이러한 실시예에서, 분배 챔버 하우징(725)의 바닥 표면과 플런저(805) 상의 바닥 표면 상의 돌출부들이 플런저 정지 메카니즘을 형성한다. 플런저(805)는, 기계적 링키지 인터페이스(720)의 상단 표면이 분배 챔버 하우징(805)의 바닥 표면과 접촉하는 지점 보다 더 앞으로 진행할 수 없다. 그러한 플런저 정지 메카니즘은, 플런저(805)가 바늘(210)과 접촉하는 것을 방지하고 그리고 그 바늘을 밀어내는 것(dislodging)을 방지하는 것과 같은 안전성을 제공할 있다. 본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 바늘(210)이 안구로부터 제거될 때 플런저(805)가 바늘(210)로부터 후퇴되지 않도록 또는 멀리 이동되지 않도록, 플런저 정지 메카니즘이 록킹 메카니즘을 포함할 수도 있을 것이다. 그러한 플런저 록 메카니즘은 바늘(210)이 제거될 때 물질이 역류하는 것을 방지하는 것을 돕는다.
제한된 재사용 조립체(250)에서, 파워 공급원(505)은 모터(515)로 파워를 제공한다. 파워 공급원(505)과 모터(515) 사이의 인터페이스(도시 하지 않음)는 모터(515)로 파워를 제공하기 위한 도관으로서의 역할을 한다. 모터(515)는 모터 샤프트(810)에 연결된다. 모터(515)가 스텝퍼 모터일 대, 모터 샤프트(810)는 상기 모터(515)와 일체형이 된다. 기계적 링키지 인터페이스(845)가 모터 샤프트(810) 에 연결된다. 이러한 구성에서, 모터(515)가 바늘(210)을 향해서 모터 샤프트(810)를 위쪽으로 이동시킴에 따라, 기계적 링키지(845) 역시 바늘(210)을 향해서 위쪽으로 이동된다.
제어부(840)가 인터페이스(835)를 통해서 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)에 연결된다. 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)는 기계적 링키지 인터페이스(845)에 인접하여 제한된 재사용 조립체 하우징(255)의 상단 표면 상에 위치된다. 이러한 방식에서, 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)와 기계적 링키지 인터페이스(845) 모두는 팁 인터페이스 연결부(820)와 기계적 링키지 인터페이스(720) 각각과 연결되도록 구성된다.
제어부(840) 및 모터(515)가 인터페이스(도시 하지 않음)에 의해서 연결된다. 이러한 인터페이스(도시 하지 않음)는 제어부(840)가 모터(515)의 작동을 제어할 수 있게 한다. 또한, 파워 공급원(505)과 제어부(840) 사이의 선택적인 인터페이스(도시 하지 않음)는 제어부(840)가 파워 공급원(505)의 작동을 제어할 수 있게 한다. 그러한 경우에, 파워 공급원(505)이 재충전이 가능한 배터리일 때, 제어부(840)는 파워 공급원(505)의 충전 및 방전을 제어할 것이다.
팁 세그먼트(205)는 제한된 재사용 조립체(250)에 정합되거나 부착된다. 도 8의 실시예에서, 플런저(805)의 바닥 표면 상에 위치된 기계적 링키지 인터페이스(720)가 제한된 재사용 조립체 하우징(255)의 상단 표면에 인접하여 위치되는 기계적 링키지 인터페이스(845)와 연결되도록 구성된다. 또한, 팁 인터페이스 연결부(820)는 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)와 연결되도록 구성된다. 팁 세그먼트(205)가 이러한 방식으로 제한된 재사용 조립체(250)에 연결될 때, 모터(515) 및 모터 샤프트(810)는 바늘(210)을 향해서 플런저(805)를 위쪽으로 구동하도록 구성된다. 또한, 인터페이스가 제어부(840)와 히터(610) 사이에 형성된다. 신호가 인터페이스(835), 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825), 팁 인터페이스 연결부(820), 및 인터페이스(830)을 통해서 제어부(840)로부터 히터(610)로 전달된다. 유사하게, 신호가 인터페이스(830), 팁 인터페이스 연결부(820), 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825), 및 인터페이스(835)를 통해서 히터(610)로부터 제어부(840)로 전달될 수 있다. 이러한 방식에서, 제어부(840)는 히터(610)의 작동을 제어하도록 구성된다.
작동 중에, 팁 세그먼트(205)가 제한된 재사용 조립체(250)에 연결될 때, 제어부(840)는 모터(515)의 작동을 제어한다. 모터(515)가 활성화되고, 그리고 모터 샤프트(810)가 바늘(210)을 향해서 위쪽으로 이동된다. 이어서, 기계적 링키지 인터페이스(720)에 연결된 기계적 링키지 인터페이스(845)가 플런저(805)를 바늘(210)쪽으로 상향 이동시킨다. 그에 따라, 분배 챔버(705) 내에 위치된 물질이 바늘(210)을 통해서 배출된다.
또한, 제어부(840)는 히터(610)의 작동을 제어한다. 히터(610)가 분배 챔버 하우징(725)의 외측 표면을 가열하도록 구성된다. 분배 챔버 하우징(725)이 적어도 부분적으로 열 전도성을 가지기 때문에, 분배 챔버 하우징(725)을 가열하면 분배 챔버(705) 내에 위치된 물질도 가열된다. 온도 정보가 히터(610)로부터 인터페이스(830), 팁 인터페이스 연결부(820), 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결 부(825), 및 인터페이스(835)를 통해서 다시 제어부(840)로 전달될 수 있다. 이러한 온도 정보는 히터(610)의 작동을 제어하기 위해서 이용될 수 있다. 통상적으로, 제어부(840)는 히터(610)로 전달되는 전류의 양을 제어한다. 보다 많은 전류가 히터(610)로 전달될수록 히터는 보다 더 고온이 된다. 그러한 방식에서, 제어부(840)는 히터(610)의 작동을 제어하기 위해서 히터(610)의 온도에 관한 정보를 포함하는 피드백 루프(feed back loop)를 이용할 수 있다. 비례적분미분 알고리즘(proportional integral derivative algorithm)과 같은 적절한 타입의 제어 알고리즘을 이용하여 히터(610)의 작동을 제어할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 소작용(cauterizing) 팁 세그먼트 및 제한된 재사용 조립체의 단면도이다. 도 9에서, 제한된 재사용 조립체(250)는 도 8에 도시된 제한된 재사용 조립체(250)와 실질적으로 동일하다. 그러나, 팁 세그먼트(200)는 약물 분배 팁이 아니라 소작용 팁이 될 것이다.
팁 세그먼트(205)는 소작용 드라이버(905), 팁 세그먼트 하우징(215), 소작용 팁(910), 인터페이스(830), 및 팁 인터페이스 연결부(820)를 포함한다. 소작용 드라이버(905)는 소작용 팁(910)에 연결되고 소작용 팁(910)을 작동하도록 구성된다. 소작용 드라이버(905)가 인터페이스(830)에 연결되고, 상기 인터페이스(830)는 다시 팁 인터페이스 연결부(820)에 연결된다.
소작용 팁 세그먼트(900)는 제한된 재사용 조립체(250)에 인터페이스되고 연결되도록 구성된다. 본 발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 소작용 팁 세그먼트(900) 및 제한된 재사용 조립체(250)는 두 개의 나사형 세그먼트(도시 하지 않 음)를 통해서 함께 나사체결될 수 있다. 팁 인터페이스 연결부(820) 역시 제한된 재사용 조립체 연결부 인터페이스(825)에 인터페이스되고 연결되도록 구성된다.
소작용 팁 세그먼트(900)가 제한된 재사용 조립체(250)에 연결될 때, 제어부(840)가 인터페이스(835), 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825), 팁 인터페이스 연결부(820), 및 인터페이스(830)을 통해서 소작용 드라이버(905)에 연결된다. 그러한 경우에, 제어부(840)가 소작용 드라이버(905)의 작동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(840)는 소작용 드라이버(905)에 의해서 소작용 팁(910)이 유지되는 온도를 제어할 수 있다. 또한, 제어부(840)와 소작용 드라이버(905) 사이를 통과하는 신호가 소작용 팁(910)의 온도에 관한 피드백 정보를 제어부(840)로 제공하는 역할을 할 수 있다. 통상적으로, 소작용 드라이버(905) 및 소작용 팁(910)은 혈관을 소작하도록 디자인된 가열 장치이다. 일반적으로, 소작용 팁(910)은 작은 직경의 와이어이다. 그러한 작은 직경의 와이어는 혈관을 소작하기 위한 시술 중에 안구로 용이하게 삽입될 수 있을 것이다.
도 9의 구성에서, 제한된 재사용 조립체(250)는 범용적인(universal) 제한된 재사용 조립체이다. 그러한 경우에, 제한된 재사용 조립체(250)가 팁 세그먼트(205) 및 소작용 팁 세그먼트(900)와 같은 둘 이상의 서로 상이한 타입의 팁 세그먼트에 연결될 수 있다. 제한된 재사용 조립체(250)는 약물 전달 팁 세그먼트 또는 소작용 팁 세그먼트를 작동시킬 수 있다. 또한, 제한된 재사용 조립체(250)는 다른 기능을 수행하는 다른 타입의 팁 세그먼트를 작동시킬 수 있을 것이다. 다수의 서로 상이한 팁 세그먼트들을 작동하는데 있어서 단 하나의 제한된 재사용 조립체만을 필요로 하기 때문에, 그러한 범용적인 제한된 재사용 조립체는 간결한(streamlined) 작동을 제공한다. 또한, 단일 제한된 재사용 조립체(250)가 제조되고 여러 가지 팁 세그먼트와 함께 번들(bundle)로 제공될 수 있을 것이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 제한된 재사용 조립체의 부분적인 단면 및 약물 전달 팁 세그먼트의 단면을 도시한 단면도이다. 도 10에서, 팁 세그먼트(205)는 기계적 링키지 인터페이스(720), 플런저(805), 분배 챔버 하우징(725), 팁 세그먼트 하우징(215), 히터(610), 바늘(210), 분배 챔버(705), 인터페이스(830), 데이터 저장부(1010), 및 팁 인터페이스 연결부(820)를 포함한다. 도 10의 팁 세그먼트(205)가 데이터 저장부(1010)를 포함하는 것을 제외하고, 도 10에 도시된 팁 세그먼트(205)의 실시예는 도 8에 도시된 팁 세그먼트(205)의 실시예와 유사하다. 도 10의 팁 세그먼트(205)는 도 8의 팁 세그먼트(205)와 동일한 방식으로 작동된다.
제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825), 인터페이스(835), 기계적 링키지 인터페이스(845), 및 모터 샤프트(810)이 제한된 재사용 조립체의 일부에 도시되어 있다. 이들 부품들은 도 8의 제한된 재사용 조립체(250)를 참조하여 설명된 것과 동일한 방식으로 작동된다.
데이터 저장부(1010)는 팁 세그먼트(205) 내의 인터페이스(830)에 연결된다. 통상적으로, 데이터 저장부(1010)는 EEPROM과 같은 반도체 메모리이다. 데이터 저장부(1010)는 팁 세그먼트(205)에 관한 식별 정보를 저장하도록 구성된다. 또한, 데이터 저장부(1010)는 분배 챔버(705) 내에 포함된 약물에 대한 투여량 정보를 저 장할 수도 있다.
도 10에 도시된 실시예에서, 인터페이스(830), 인터페이스 연결부(820), 제한된 재사용 조립체 인터페이스(825), 및 인터페이스(835) 모두가 팁 세그먼트(205)와 제한된 재사용 조립체(250) 사이의 데이터 인터페이스를 형성한다. 이러한 방식에서, 히터(610)로부터의 정보가 이러한 일련의 인터페이스들 및 인터페이스 연결부들을 통해서 제한된 재사용 조립체(250)로 다시 전달될 수 있다. 또한, 데이터 저장부(1010)에 저장된 데이터가 이들 일련의 인터페이스 및 인터페이스 연결부들을 경유하여 제어부(도시 하지 않음)에 의해서 판독될 수 있다. 팁 세그먼트(205)가 제한된 재사용 조립체(250)에 연결되었을 때, 기계적 링키지 인터페이스(845)가 기계적 링키지 인터페이스(720)에 연결되고 그리고 팁 인터페이스 연결부(820)가 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)에 연결된다. 팁 인터페이스 연결부(820)를 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825)에 연결하면, 히터(610) 및 데이터 저장부(1010)로부터 제어부(840)로의 데이터 또는 정보 전달이 허용된다.
본 발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보가 데이터 저장부(1010)에 저장된다. 이러한 정보는 팁 세그먼트(205)가 약물 전달 팁 세그먼트인지, 소작용 팁 세그먼트인지, 또는 다른 타입의 팁 세그먼트인지의 여부에 관한 것이다. 데이터 저장부(1010)에 저장된 이러한 식별자 정보가 제어부(840)에 의해서 판독될 수 있다. 그러한 경우에, 제어부(840)는 이러한 정보를 이용하여 팁 세그먼트(205)의 적절한 작동을 결정한다. 예를 들어, 만약 팁 세그 먼트(205)가 약물 전달 팁 세그먼트 또는 약물 전달 장치라면, 제어부(840)는 팁 세그먼트(205)를 제어하기 위한 적절한 알고리즘을 이용할 수 있을 것이다. 유사하게, 소작용 팁 세그먼트(900)와 같은 소작용 팁 세그먼트가 제한된 재사용 조립체(250)에 부착되었을 때, 데이터 저장부(1010)에 저장된 정보를 제어부(840)가 이용하여 소작용 팁의 작동을 제어할 수 있을 것이다.
식별자 정보에 더하여, 데이터 저장부(1010)는 또한 투여량 정보를 포함할 수 있다. 팁 세그먼트(205)가 약물 전달 팁 세그먼트일 때, 분배 챔버(705) 내에 포함된 약물에 대한 적절한 약물 투여량(dosage)과 관련한 정보가 데이터 저장부(1010)에 포함될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 제어부(840)는 데이터 저장부(1010)로부터 투여량 정보를 판독할 수 있고 그리고 적절한 투여량을 전달하기에 적합한 방식으로 모터(515)를 작동시킬 수 있을 것이다. 예를 들어, 100 마이크로리터가 분배 챔버(705)에 포함될 수 있을 것이다. 20 마이크로리터의 투여량이 안구로 전달되어야 한다는 것을 나타내는 정보가 데이터 저장부(1010)에 저장될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 제어부(840)는 데이터 저장부(1010)로부터 투여량 정보(안구로 20 마이크로리터가 전달되어야 한다는 것)를 판독한다. 이어서, 제어부(840)는 모터(515)를 작동시켜 20 마이크로리터 투여량을 전달할 수 있다. 제어부(840)는 모터(515)를 이동시켜 모터 샤프트(810) 및 기계적 링키지(845)를 20 마이크로리터의 투여량과 관련된 설정 거리 만큼 이동시킬 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 플런저(805)가 이러한 설정 거리만큼 이동되어 20 마이크로리터의 약물 만이 바늘(210)로부터 안구 내로 배출될 것이다.
본 발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 제어부(840)에는 다양한 플런저 거리가 저장된다. 이들 플런저 거리의 각각은 다양한 투여량과 관련된다. 예를 들어, 하나의 플런저 거리가 20 마이크로리터의 투여량과 연관되고, 제 2의 보다 큰 플런저 거리는 40 마이크로리터의 투여량과 연관될 수 있다. 이러한 방식에서, 제어부(840)는 모터(515), 모터 샤프트(810), 기계적 링키지 인터페이스(845), 및 기계적 링키지 인터페이스(720)를 제어하기 위해서 설정된 플런저 거리를 이용할 수 있으며, 그에 따라 플런저(805)를 그러한 설정된 거리 만큼 이동시킬 수 있다. 다시 말해, 제어부(840)는 주어진 투여량의 약물을 전달하기 위해서 플런저(805)가 이동하여야 하는 거리를 이용한다. 모터 샤프트(810) 및 기계적 링키지 인터페이스(845)가 기계적 링키지 인터페이스(720)로 연결되기 때문에, 모터 샤프트(810)의 이동이 상응하는 플런저(805)의 이동을 생성한다. 모터(515)가 스텝퍼 모터일 때, 플런저(805)가 적절한 거리만큼 이동되어 분배 챔버(705)로부터 바늘(210)을 통해서 안구로 필요한 투여량을 전달할 수 있도록, 제어부(840)는 모터(515)의 운동을 제어한다.
본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 제어부(840)는 원하는 투여량을 전달하기 위해서 플런저(805)가 이용하여야 하는 거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 20 마이크로리터의 약물 투여량에 상응하는 투여량 정보가 제어부(840)에 의해서 데이터 저장부(1010)로부터 판독되었다면, 제어부(840)는 이러한 정보를 이용하여 플런저(805)가 이동하여야 하는 적절한 거리를 계산할 것이다. 분배 챔버(705)의 부피 및 분배 챔버(705) 내에 로딩된 약물의 부피를 알고 있기 때문에, 필요한 투여량을 전달하기 위해서 플런저(805)가 이동하여야 하는 거리가 제어부(840)에 의해서 계산될 수 있을 것이다. 분배 챔버(705)가 원통 형상을 가질 때, 분배 챔버의 부피는 원통의 단면적(원의 면적) 곱하기 분배 챔버의 높이를 이용하여 계산될 수 있을 것이다. 이러한 간단한 수학식을 이용하여 분배 챔버(705)의 총 부피를 계산할 수 있을 것이다. 이러한 경우에, 분배 챔버(705)의 단면적이 일정하기 때문에, 플런저(805)가 이동하는 거리에 상응하는 높이가 임의 투여량에 대해서도 계산될 수 있을 것이다.
예를 들어, 100 마이크로리터의 약물이 분배 챔버(705)로 로딩되었고 분배 챔버(705)의 단면적이 10이라고 가정한다. 분배 챔버(705)가 원통형이고, 원통의 높이 역시 10이다. 분배 챔버(705)의 전체 부피의 20%에 상당하는 20 마이크로리터의 투여량을 전달하기 위해서, 바늘(210)을 향해서 위쪽으로 플런저(805)를 2의 거리 만큼 이동시킬 필요가 있을 것이다. 다시 말해, 20 마이크로리터의 투여량은 분배 챔버(705)의 전체 부피의 20%에 상당한다. 그러한 경우에, 플런저(805)는 분배 챔버(705)의 전체 높이의 20%에 상당하는 거리 만큼 바늘(210)을 향해서 위쪽으로 이동되어야 할 것이다. 이어서, 모터 샤프트(810)가 분배 챔버(705)의 전체 부피의 20%의 거리 만큼 위쪽으로 플런저(805)를 이동시키도록, 제어부(840)가 모터(515)를 제어한다.
또한, 제어부(840)는 투여량의 약물을 적절하게 전달하기 위해서 플런저(805)가 이동하여야 하는 속도(rate)에 관한 정보를 판독한다. 그러한 경우에, 제어부(840)는 약물 전달 속도에 관한 정보를 데이터 저장부(1010)로부터 판독하고 그 정보를 이요하여 해당 속도로 플런저(805)를 구동하도록 모터(515)를 작동시킨다. 플런저(805)가 이동하는 속도는 일정할 수 있고 또는 가변적이 될 수 있다. 일부 용도의 경우에, 다른 용도의 경우보다 플런저(805)가 보다 빠르게 이동하는 것이 바람직할 수 있다. 예를 들어, 분배 챔버(705)에 포함된 약물이 안구로 주입되기에 앞서서 가열되어야 하는 약물인 경우에, 가열된 약물이 냉각되지 않고 또 바늘(210)을 막지 않도록 하는 속도로 플런저(805)를 구동하는 것이 바람직할 것이다. 다른 용도에서, 분배 챔버(705) 내에 포함된 약물의 전달을 개선하기 위해서 플런저(805)를 서서히 이동시키는 것이 바람직할 수도 있을 것이다.
투여량 및 투여 속도에 대한 정보가 데이터 저장부(1010)에 저장되는 것으로 설명하였지만, 데이터 저장부(1010)는 약물의 전달에 관한 다른 타입의 정보를 포함할 수 있을 것이다. 예를 들어, 데이터 저장부(1010)가 분배 챔버(705) 내에 포함된 약물의 타입, 그러한 약물의 다양한 특성, 또는 그러한 약물의 적절한 투여 및 적절한 전달에 대한 특성과 관련한 정보를 포함할 수 있을 것이다. 또한, 데이터 저장부(1010)가 안전 정보, 팁 세그먼트(205)의 적절한 운영에 관한 정보, 또는 팁 세그먼트와 관련한 다른 임의 정보 또는 제한된 재사용 조립체에 관한 다른 임의 정보를 포함할 수 있다.
본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 투여량은 약물을 감독하는 의료 전문가에 의해서 선택될 수도 있을 것이다. 그러한 경우에, 제한된 재사용 조립체(250) 상에 또는 팁 세그먼트(205) 상에 위치된 입력 장치(도시 하지 않음)를 이용하여 의사가 원하는 약물 투여량을 선택할 수 있게 할 수 있다. 그러한 경우에, 제어부(840)는 원하는 약물 투여량을 수신하고 모터(515)를 작동시켜, 원하는 투여량을 전달하기 위해서 필요한 거리 만큼 플런저(805)를 이동시킨다. 그러한 사용자 선택형 투여량 기능은 추가적인 입력 장치의 부가에 의해서 이루어질 수 있을 것이다.
잘못된 투여의 발생을 최소화하기 위해서, 데이터 저장부(1010) 상에 투여량 정보를 포함하는 것이 바람직할 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 수 많은 약물 전달 팁 세그먼트(205)가 제조되고 공장에서 약물과 함께 로딩될 수 있을 것이다. 투여량 정보 역시 공장에서 데이터 저장부(1010)로 로딩될 수 있을 것이다. 그러한 경우에, 분배 챔버(705) 내에 동일한 양의 약물을 포함하면서도 데이터 저장부(1010)에는 서로 상이한 투여량 정보가 각각 저장되어 있는 여러 가지 수 많은 팁 세그먼트가 제조되고 선적될 수 있을 것이다. 의사는 데이터 저장부(1010) 상의 필요한 투여량 정보를 이용하여 팁 세그먼트(205)에 명령을 내릴 수 있을 것이다. 적절한 투여량이 환자에 대해서 제공될 수 있도록 하기 위해서, 투여량 정보를 식별할 수 있도록 포장에 명확하게 라벨링할 수도 있을 것이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 제한된 재사용 조립체의 부분적인 단면 및 약물 전달 팁 세그먼트의 단면을 도시한 단면도이다. 도 11에서, 팁 세그먼트(205)는 무선주파수 식별 태그(1110)를 포함한다. 모든 다른 측면에서, 도 11의 팁 세그먼트(205)는 도 8의 팁 세그먼트(205)와 동일하다. 도 8의 팁 세그먼트(205)의 여러 부품들 및 그러한 여러 부품들의 작동은 도 11의 팁 세그먼트(205)에서와 동일하다.
도 11에 도시된 제한된 재사용 조립체(250)의 일부를 도시한 도면 역시 무선주파수 식별(RFID) 리더(1120) 및 RFID 인터페이스(1130)를 포함한다. 모든 다른 측면에서, 도 11의 제한된 재사용 조립체(250)는 도 8의 제한된 재사용 조립체(250)와 동일하다. RFID 인터페이스(1130)가 제어부(840)에 연결된다(도시 하지 않음).
RFID 태그(1110)는 도 10과 관련하여 데이터 저장부(1010)가 포함하고 있는 것과 동일한 타입의 정보를 포함하도록 구성된다. 이러한 방식에서, RFID 태그(1110)는 단지 데이터 저장부(1010)의 다른 타입이 될 것이다. 그러나, 잘 알려진 바와 같이, RFID 태그(1110)는 RFID 리더(1120)로의 유선 연결을 필요로 하지 않는다. 이러한 방식에서, RFID 태그(1110)와 RFID 리더(1120) 사이의 무선 연결이 이루어진다.
RFID 시스템[RFID 태그(1110). RFID 리더(1120), 및 RFID 인터페이스(1130)를 포함]의 RFID 리더(1120)가 제한된 재사용 조립체(250)의 상단에 인접하여 수용된다. RFID 리더(1120)가 제한된 재사용 조립체 하우징(255)의 상단 표면 가까이에서 기계적 링키지 인터페이스(845)에 인접하여 위치된다. RFID 리더(1120)는 RFID 태그(1110)로부터 정보를 판독하도록 디자인된다.
RFID 시스템의 하나의 타입에서, 즉 수동형(passive) RFID 시스템에서, RFID 태그(1110)는 파워 공급부를 가지지 않는다. 그 대신에, 수동형 RFID 태그는 RFID 리더(1120)에 의해서 생성되는 전자기장에 파워를 의존한다. RFID 리더(1120)에 의해서 생성되고 RFID 리더 안테나(도시 하지 않음)로부터 방출되는 전자기장은 RFID 태그(1110) 내에 약한 전류를 유도한다. 이러한 약한 전류는 RFID 태그(1110)를 작동시킬 수 있다. 이러한 수동형 시스템에서, RFID 태그는 RFID 리더(1120)로부터 생성되고 RFID 리더(1120)로부터 방출되는 전자기장으로부터 파워를 수집하도록 그리고 RFID 리더(1120)로부터 수신되는 신호를 외향성(outbound) 신호를 전송하도록 디자인된다.
작동시에, RFID 리더 안테나(도시 하지 않음)는 RFID 리더(1120)에 의해서 생성된 신호를 전송한다. RFID 태그 안테나(도시 하지 않음)가 이러한 신호를 수신하고 RFID 태그(1110) 내에 약한 전류가 유도된다. 이러한 약한 전류는 RFID 태그(1110)에 파워를 공급한다. RFID 태그(1110)는 RFID 태그 안테나를 통해서 RFID 리더 안테나 및 RFID 리더(1120) 자체로 신호를 전송할 수 있다. 이러한 방식에서, RFID 태그(1110) 및 RFID 리더(1120)가 무선 주파수 링크를 통해서 서로 통신할 수 있을 것이다. RFID 태그(1110)는 RFID 태그 안테나를 통해서 투여량 정보 또는 팁 세그먼트 정보와 같은 정보를 RFID 리더(1120)로 전송한다. 이러한 정보는 RFID 리더(1120)에 의해서 수신된다. 이러한 방식에서, 정보가 팁 세그먼트(205)로부터 제한된 재사용 조립체(250)로 전송될 수 있다. 유사한 방식으로, RFID 리더(1120)가 RFID 태그(1110)로 정보를 전송할 수 있다. 예를 들어, RFID 리더(1120)가 투여량 정보와 같은 정보를 RFID 리더(1120)에 의해서 방출되는 무선주파수 신호를 통해서 전송할 수 있다. RFID 태그(1110)는 이러한 정보를 가지는 무선주파수 신호를 수신한다. 이어서, RFID 태그(1110)가 그 정보를 저장할 수 있다.
RFID 시스템을 가지는 것과 관련하여 본 발명을 설명하였지만, 다른 타입의 무선 시스템을 이용하여 제한된 재사용 조립체(250)과 팁 세그먼트(205) 사이에서 정보를 전송할 수 있을 것이다. 예를 들어, 블루투스 프로토콜을 이용하여 제한된 재사용 조립체(250)와 팁 세그먼트(205) 사이의 통신 링크를 구성할 수 있을 것이다. 이어서, 이러한 통신 링크를 통해서 제한된 재사용 조립체(250)와 팁 세그먼트(205) 사이에서 정보가 전송될 수 있을 것이다. 정보 전송을 위해서 이용되는 다른 실시예는 적외선 프로토콜, 802.11, 파이어 와이어(fire wire), 또는 다른 무선 프로토콜을 포함한다.
도 11의 팁 세그먼트(205)의 작동은 도 10의 팁 세그먼트(205)의 작동과 유사하다. 도 10의 실시예와 도 11의 실시예 사이의 차이점은, 도 11의 실시예가 팁 세그먼트(205)로부터 제한된 재사용 조립체(250)로 정보를 전송하기 위해서 유선 데이터 저장 시스템 대신에 RFID 시스템을 이용한다는 것이다.
도 11의 실시예에서, 인터페이스(830), 팁 인터페이스 연결부(820), 제한된 재사용 조립체 인터페이스 연결부(825), 및 인터페이스(835)가 전기적 인터페이스를 형성한다. 이러한 경우에, 이러한 일련의 인터페이스 및 인터페이스 연결부들이 히터(610)로 파워를 전달한다. 본 발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 이러한 일련의 인터페이스 및 인터페이스 연결부들이 데이터 인터페이스 및 파워 인터페이스로서 작동될 수 있다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 제한된 재사용 조립체의 부분적인 단면 및 약물 전달 팁 세그먼트의 단면을 도시한 단면도이다. 도 12에서, 팁 세그먼 트(205)는 모터(1210), 히터(610), 바늘(210), 물질(1215), 플런저(805), 팁 세그먼트 하우징(215), 및 샤프트(1220)를 포함한다. 제한된 재사용 조립체(250)는 제한된 재사용 조립체 하우징(255) 및 샤프트 홀드(1230)를 포함한다.
도 12의 실시예에서, 모터(1210)는 제한된 재사용 조립체(250)가 아니라 팁 세그먼트 내에 포함된다. 샤프트(1220)가 모터(1210)에 연결된다. 모터(1210)는 플런저(805)에 연결된다. 물질(1215)은 플런저(805)의 상부 표면의 위쪽에서 바늘(210) 내에 위치된다. 히터(610)는 물질(1215)에 인접하여 바늘(210)을 둘러싼다. 모터(1210), 플런저(805), 및 히터(610)는 팁 세그먼트 하우징(215)을 적어도 부분적으로 둘러싼다.
샤프트 홀드(1230)가 제한된 재사용 조립체 하우징(255) 내에 포함된다. 팁 세그먼트(205) 및 제한된 재사용 조립체(250)가 함께 연결되었을 때, 샤프트 홀드(1230)가 샤프트(1220)와 인터페이스하도록 작동된다.
작동 중에, 팁 세그먼트(205)가 제한된 재사용 조립체(250)에 연결된다. 샤프트(1220)가 샤프트 홀드(1230) 내로 삽입되고 팁 세그먼트(205)가 제한된 재사용 조립체(250)에 체결된다. 그러한 경우에, 팁 세그먼트 하우징(215)이 제한된 재사용 조립체 하우징(255)에 부착된다.
제한된 재사용 조립체 하우징(255) 내에 수용된 제어부(도시 하지 않음)가 팁 세그먼트 하우징(215) 내에 수용된 모터(1210)를 작동시킨다. 도 12의 약물 전달 팁 세그먼트(205)의 작동은 도 8의 약물 전달 팁 세그먼트(205)와 관련하여 설명한 것과 유사하다.
도 12에서, 모터(1210)가 팁 세그먼트(205) 내에 포함된다. 팁 세그먼트(205)가 일회용일 때, 모터(1210)도 팁 세그먼트(205)와 함께 폐기되어야 한다. 바늘(210) 내에 수용된 물질(1215)이 오염되지 않도록, 팁 세그먼트 하우징(215) 내에 포함된 모터(1210)는 또한 보다 양호한 시일을 가능하게 한다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 핸드 피스의 작동 방법을 도시한 블록도이다. 단계(1310)에서, 제 1 입력이 수신된다. 통상적으로, 이러한 제 1 입력은 핸드 피스 상에 위치된 스위치 또는 버튼을 통해서 생성된다. 예를 들어, 의사가 스위치를 활성화시켜 히터를 턴온시킬 수 있다. 이러한 제 1 입력에 응답하여, 단계(1320)에서, 히터가 활성화되어 분배 챔버 내에 수용된 물질을 가열한다. 통상적으로, 전류가 히터에 제공되고 제어부에 의해서 제어된다.
단계(1330)에서, 투여량 정보가 수신된다. 이러한 투여량 정보는 통상적으로 제어부에 의해서 수신되며, 그에 따라 제어부는 핸드 피스의 작동을 제어하여 필요한 투여량을 전달할 수 있게 한다. 투여량 정보가 팁 세그먼트 자체(전술한 바와 같이, RFID 또는 메모리)에 위치될 수도 있을 것이다. 그러한 경우에, 투여량 정보가 팁 세그먼트로부터 제한된 재사용 조립체로 전송된다.
단계(1340)에서, 제 2 입력이 수신된다. 통상적으로, 이러한 제 2 입력은 핸드 피스 상에 위치된 스위치 또는 버튼을 통해서 생성된다. 예를 들어, 의사가 버튼을 눌러 물질의 전달을 시작할 수 있을 것이다. 이러한 제 2 입력에 응답하여 그리고 투여량를 기초로 하여, 단계(1350)에서, 플런저가 팁 세그먼트 내로 이동하여 물질의 적절한 투여량을 전달한다. 제 2 입력이 약물 전달 프로세스를 개시한 다. 제어부는 이러한 제 2 입력 및 투여량 정보를 이용하여 모터 및 부착된 플런저의 작동을 제어한다. 제어부는 특정된 투여량을 전달하는 거리 만큼 플런저를 이동시키도록 모터를 작동시킨다. 선택적으로, 제어부가 투여량 정보를 이용하여 무터가 플런저를 이동시키는 속도를 제어할 수도 있을 것이다.
단계(1360)에서, 물질의 제공이 완료되었다는 것에 대한 표시가 제공된다. 이러한 표시는 LED 조명 형태가 될 수 있다. 선택적으로, 물질이 적절한 온도 범위에 도달하였다는 것을 나타내는 표시도 LED에 의해서 제공될 수 있을 것이다. 또한, 제어부는 물질이 전달되기에 앞서서 적정한 온도에 도달하였는지의 여부를 확인시켜 줄 수도 있을 것이다. 그러한 경우에, 제어부는 물질이 적정한 온도에 도달할 때까지 제 2 입력이 전달 프로세스를 시작하지 못하게 할 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 핸드 피스의 작동 방법을 도시한 블록도이다. 단계(1410)에서, 팁 세그먼트와 제한된 재사용 조립체 사이의 연결이 인식될 수 있을 것이다. 통상적으로, 의료 전문가가, 예를 들어, 팁 세그먼트를 제한된 재사용 조립체에 나사식으로 체결함으로써, 팁 세그먼트를 제한된 재사용 조립체에 부착한다. 이러한 연결은 팁 세그먼트와 제한된 재사용 조립체 사이의 전기적 또는 RF 연결에 의해서 인식될 수 있다. 예를 들어, 팁 세그먼트가 RFID 태크를 포함하고 제한된 재사용 조립체가 RFID 리더를 포함하는 경우에, 제한된 재사용 조립체 내의 RFID 리더가 팁 세그먼트 내의 RFID 태그로부터 정보를 판독하였을 때, 제한된 재사용 조립체에 의해서 연결이 인식된다. 다른 실시예에서, 제한된 재사용 조립체 내의 제어부에 의해서 팁 세그먼트로부터 정보가 판독될 수 있도록 하기 위해서, 전기적 또는 데이터 인터페이스가 팁 세그먼트를 제한된 재사용 조립체에 연결한다.
단계(1420)에서, 팁 세그먼트의 타입이 제한된 재사용 조립체에 의해서 결정된다. 통상적으로, 제어부는 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 수신한다. 통상적으로, 이러한 정보는 팁 세그먼트 자체에 저장된다. 팁 세그먼트가 제한된 재사용 조립체에 연결되었을 때, 제어부는 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 수신한다. 제어부는 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 이용하여 팁 세그먼트의 제어를 위한 알고리즘을 선택한다. 단계(1430)에서, 제한된 재사용 조립체는 또한 투여량 정보를 수신한다. 이러한 투여량 정보는 유사한 방식으로 제어부에 의해서 수신된다.
단계(1440)에서, 제 1 입력이 수신된다. 통상적으로, 이러한 제 1 입력은 핸드 피스 상에 위치된 스위치 또는 버튼에 의해서 생성된다. 예를 들어, 의사가 스위치를 활성화시켜 히터를 턴온할 수 있다. 이러한 제 1 입력에 응답하여, 단계(1450)에서, 히터가 활성화되어 분배 챔버 내에 포함된 약물을 가열한다. 통상적으로, 전류가 히터로 제공되고 제어부에 의해서 제어된다.
약물이 원하는 온도 범위로 가열된 후에, 단계(1460)에서, 투여량 정보를 이용하여 플런저(805)의 이동 거리 및 속도를 제어한다. 단계(1470)에서, 제 2 입력 이 수신된다. 통상적으로, 이러한 제 2 입력이 핸드 피스 상에 위치된 스위치 또는 버튼을 통해서 생성된다. 예를 들어, 의사가 물질의 전달을 시작하기 위해서 버튼을 누를 수 있다. 제 2 입력은 약물이 적정한 온도 범위에 도달한 이후에만 받아들여진다. 이러한 방식에서, 약물 전달의 시작은 약물이 적정한 온도 범위에 도달한 후에만 가능해진다. 이는, 약물이 적정한 온도 범위에 있지 않을 때 약물이 투약되는 것을 방지한다. 전술한 바와 같이, 적정한 온도 범위 에 있을 때만 약물을 전달하는 것이 효율을 위해서 필수적일 경우가 있을 것이다.
이러한 제 2 입력에 응답하여 그리고 투여량 정보에 기초하여, 단계(1480)에서, 적정한 투여량의 약물을 전달하기 위해서 모터가 활성화되어 플런저를 이동시킨다. 제 2 입력은 약물 전달 프로세스를 개시한다. 제어부는 이러한 제 2 입력 및 투여량 정보를 이용하여 모터 및 부착된 플런저의 작동을 제어한다. 제어부는 특정 투여량을 전달하는 거리 만큼 플ㄹ너저를 이동시키도록 모터를 작동시킨다. 선택적으로, 제어부는 모터가 플런저를 이동시키는 속도를 제어하기 위해서 투여량 정보를 이용할 수도 있다. 단계(1490)에서, 약물은 팁 세그먼트로부터 안구로 전달된다.
선택적으로, 물질의 전달이 완료되었다는 것에 대한 표시가 제공될 수 있다. 이러한 표시는 LED의 발광 형태로 제공될 수 있을 것이다. 또한, 물질이 적정한 온도 범위에 도달하였다는 것을 나타내는 표시 역시 LED의 발광에 의해서 제공될 수 있을 것이다.
도 15a 및 도 15b는 본 발명의 실시예에 따른 약물 전달 핸드 피스의 작동 방법을 도시한 블록도이다. 단계(1505)에서, 데이터 연결이 팁 세그먼트와 제한된 재사용 조립체 사이에서 인식된다. 이러한 데이터 연결은 RFID 연결과 같은 무선 연결일 수 있으며, 또는 데이터 인터페이스와 같은 유선 연결일 수 있다. 단 계(1510)에서, 제한된 재사용 조립체는 연결된 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 수신한다. 단계(1515)에서, 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 이용하여, 제한된 재사용 조립체가 적절한 제어 알고리즘을 선택한다. 제어부는 메모리에 저장된 몇가지 제어 알고리즘 중 하나를 선택할 수 있을 것이다.
단계(1520)에서, 제 1 신호가 수신된다. 제 1 입력에 응답하여, 단계(1525)에서, 히터가 활성화되어 팁 세그먼트 내에 수용된 물질을 가열한다. 단계(1530)에서, 제어부가 팁 세그먼트로부터 온도 정보를 수신한다. 단계(1535)에서, 제어부가 온도 정보를 이용하여 히터의 작동을 제어한다. 그러한 경우에, 제어부는 히터를 조정하도록 구성된다. 제어부는 물질의 온도를 제어하기 위해서 히터로의 전류의 양을 제어할 수 있다.
단계(1540)에서, 제어부가 투여량 정보를 수신한다. 단계(1545)에서, 제어부는, 투여량 정보를 이용하여, 적정한 투여량을 제공하기 위해서 팁 세그먼트 내의 플런저가 이동하여야 하는 거리를 결정한다. 단계(1550)에서, 물질의 온도가 적정한 온도 범위에 도달하였다는 것을 나타내는 제 1 표시가 제공된다. 단게(1555)에서, 이러한 제 1 표시가 제공된 후에, 제 2 입력이 수신된다. 제 2 입력에 응답하여, 단계(1560)에서, 모터가 활성화되어 적정한 투여량을 전달하기 위한 거리 만큼 플런저를 이동시킨다. 단계(1565)에서, 물질의 전달이 완료되었다는 것을 나타내는 제 2 표시가 제공된다.
전술한 내용으로부터, 본 발명이 물질의 정확한 부피를 안구로 전달하기 위한 개선된 시스템 및 방법을 제공한다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명은 단일 사용의, 일회용 전달 장치 팁 세그먼트를 제공하며, 그러한 팁 세그먼트는 역류 없이 정확한 투여량을 전달할 수 있다. 팁 세그먼트는 여러 가지 타입의 팁 세그먼트를 작동시킬 수 있는 범용형 핸드 피스 제한된 재사용 조립체와 인터페이스한다. 안구로 전달되는 물질, 통상적으로 약물은, 본 발명의 온도 제어 특성에 의해서 소정 온도 범위에서 유지된다. 본 발명은 예로서 설명되었으며, 다양한 변형 실시예가 소위 당업자에 의해서 이루어질 수 있을 것이다.
소위 당업자는, 본원 명세서로부터, 본 발명의 다른 실시예들을 분명하게 인식할 수 있을 것이다. 상세한 설명 및 실시예들이 단지 예시적인 것이며, 그에 따라 본 발명의 진정한 범위 및 사상은 특허청구범위에 의해서 결정될 것이다.

Claims (72)

  1. 안과용 주입 시스템으로서:
    제한된 재사용 조립체에 연결될 수 있고 그리고 분리될 수 있는 팁 세그먼트를 포함하며,
    상기 팁 세그먼트가:
    내측 표면 및 외측 표면을 가지는 분배 챔버;
    상기 분배 챔버의 내측 표면과 결합되는 플런저로서, 상기 플런저는 상기 분배 챔버의 공동 내에서 활주될 수 있으며, 상기 플런저는 상기 분배 챔버의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링되며, 상기 플런저는 근접 단부와 말단부를 구비하며, 상기 근접 단부는 제 1 기계적 링키지 인터페이스를 구비하는, 플런저; 및
    상기 분배 챔버 및 상기 플런저를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제 1 하우징을 포함하며;
    상기 제한된 재사용 조립체는:
    파워 공급원;
    상기 시스템의 작동을 제어하기 위한 제어부;
    샤프트를 가지는 모터;
    상기 샤프트의 단부 상에 위치된 제 2 기계적 링키지 인터페이스; 및
    상기 모터 및 상기 제어부를 적어도 부분적으로 둘러싸는 제 2 하우징을 포함하며;
    상기 팁 세그먼트가 상기 제한된 재사용 조립체에 연결되었을 때, 상기 제 1 기계적 링키지 인터페이스가 상기 제 2 기계적 링키지 인터페이스와 정합되어 상기 샤프트의 이동이 상기 플런저의 이동을 초래하도록, 상기 제 1 기계적 링키지 인터페이스가 상기 제 2 기계적 링키지 인터페이스와 정합될 수 있는
    안과용 주입 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버에 유체적으로 커플링된 바늘을 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버와 열적으로 접촉하는 히터를 더 포함하고, 상기 히터가 물질을 가열하기 위한 것인
    안과용 주입 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 히터를 상기 제한된 재사용 조립체에 커플링하기 위한 전기적 인터페이스를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트와 상기 제한된 재사용 조립체 사이의 데이터 인터페이스를 더 포함하며, 상기 데이터 인터페이스가 상기 팁 세그먼트로부터 상기 제한된 재사용 조립체로 정보를 이송하기 위한 것인
    안과용 주입 시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버와 열적으로 접촉하는 히터를 더 포함하며, 상기 히터가 물질을 가열하기 위한 것이며; 상기 히터의 온도에 관한 정보가 상기 팁 세그먼트로부터 상기 제한된 재사용 조립체로 전송되는
    안과용 주입 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 히터의 작동을 제어하기 위해서, 상기 히터의 온도에 관한 정보가 제어부에 의해서 이용되는
    안과용 주입 시스템.
  8. 제 5 항에 있어서,
    투여량 정보가 상기 팁 세그먼트로부터 상기 제한된 재사용 조립체로 전송되는
    안과용 주입 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제어부가 상기 모터의 작동을 제어하기 위해서 상기 투여량 정보를 이용하는
    안과용 주입 시스템.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 샤프트가 계산된 거리 만큼 이동되어 플런저를 변위시키고 일정량의 물질이 상기 분배 챔버를 빠져나가게 하도록, 상기 제어부가 상기 모터를 작동시키는
    안과용 주입 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 제 1 하우징 내에 위치된 데이터 저장부를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 투여량 정보를 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 반도체 메모리 소자인
    안과용 주입 시스템.
  15. 제 11 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 RFID인
    안과용 주입 시스템.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 모터가 스텝퍼 모터인
    안과용 주입 시스템.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 기계적 링키지 및 제 2 기계적 링키지가 볼 및 소켓 링키지를 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 플런저의 이동을 제한하기 위한 플런저 정지 메카니즘을 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질의 제 1 양이 상기 분배 챔버 내로 미리 로딩되고 상기 제 1 양 보다 적은 물질의 투여량이 상기 분배 챔버 내의 플런저의 이동에 의해서 전달되는
    안과용 주입 시스템.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 샤프트의 이동이 상기 플런저의 이동을 초래하도록 상기 모터가 상기 샤프트를 이동시키는 거리를 상기 제어부가 결정하는
    상기 제어부가
    안과용 주입 시스템.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질이 일정 속도로 전달되도록 상기 분배 챔버 내의 플런저의 이동을 유발하기 위해서, 상기 제어부가 상기 모터를 작동시키는
    안과용 주입 시스템.
  22. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질이 가변적인 속도로 전달되도록 상기 분배 챔버 내의 플런저의 이동을 유발하기 위해서, 상기 제어부가 상기 모터를 작동시키는
    안과용 주입 시스템.
  23. 제 15 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 상기 제 2 하우징 내에 위치된 RFID 리더를 더 포함하고, 상기 RFID 리더가 상기 RFID 태그로부터의 정보를 판독하도록 구성되는
    안과용 주입 시스템.
  24. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 상기 시스템의 상태를 나타내는 표시부를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 표시부가 발광 다이오드인
    안과용 주입 시스템.
  26. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 상기 제 2 하우징에 위치된 입력 장치를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  27. 제 26 항에 있어서,
    상기 입력 장치가 스위치인
    안과용 주입 시스템.
  28. 제 26 항에 있어서,
    상기 입력 장치가 버튼인
    안과용 주입 시스템.
  29. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 상기 팁 세그먼트를 상기 제한된 재사용 조립체에 고정하기 위한 록 메카니즘을 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  30. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 제 1 나사 부분을 더 포함하고, 상기 팁 세그먼트가 제 2 나사 부분을 더 포함하며, 그에 따라 상기 제 1 나사 부분과 상기 제 2 나사 부분이 함께 나사 체결되어 상기 팁 세그먼트를 상기 제한된 재사용 조립체에 고정할 수 있는
    안과용 주입 시스템.
  31. 제 1 항에 있어서,
    상기 물질이 안구의 이상 상태(condition)을 치료하기 위한 약물인
    안과용 주입 시스템.
  32. 제 1 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체는 다양한 기능들을 수행하는 둘 이상의 서로 상이한 팁 세그먼트들에 연결될 수 있고 상기 세그먼트들을 작동시킬 수 있는 범용적 제한된 재사용 조립체인
    안과용 주입 시스템.
  33. 제 32 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 소작 기능을 수행하는 팁 세그먼트에 연결될 수 있고 작동시킬 수 있는
    안과용 주입 시스템.
  34. 제 1 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 물질의 오염을 방지하도록 구성된 시일을 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  35. 제 1 항에 있어서,
    상기 파워 공급원이 배터리인
    안과용 주입 시스템.
  36. 일회용 약물 전달 장치로서:
    소정량의 (a quantity of) 물질을 수용하기 위한 공동을 형성하는 내측 표면, 그리고 외측 표면을 가지는 분배 챔버;
    상기 분배 챔버의 내측 표면과 결합되는 플런저로서, 상기 플런저는 상기 분배 챔버의 공동 내에서 활주될 수 있으며, 상기 분배 챔버의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링될 수 있으며, 상기 플런저는 근접 단부와 말단부를 구비하며, 상기 근접 단부는 기계적 링키지 인터페이스를 구비하는, 플런저; 그리고
    상기 분배 챔버 및 상기 플런저를 적어도 부분적으로 둘러싸는 하우징을 포함하며;
    상기 기계적 링키지는 상기 플런저를 구동하도록 구성된 제한된 재사용 조립체와 정합될 수 있고 또 상기 제한된 재사용 조립체로부터 분리될 수 있는
    일회용 약물 전달 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버에 유체적으로 커플링된 바늘을 더 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  38. 제 36 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버와 열적으로 접촉하는 히터를 더 포함하고, 상기 히터가 물질을 가열하기 위한 것인
    일회용 약물 전달 장치.
  39. 제 36 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 제 1 하우징 내에 위치되는 데이터 저장부를 더 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 투여량 정보를 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  41. 제 39 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  42. 제 39 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 반도체 메모리 소자인
    일회용 약물 전달 장치.
  43. 제 36 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 제 1 하우징 내에 위치된 RFID 태그를 더 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  44. 제 43 항에 있어서,
    상기 RFID 태그가 투여량 정보를 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  45. 제 43 항에 있어서,
    상기 RFID 태그가 상기 팁 세그먼트에 관한 정보를 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  46. 제 36 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 플런저의 이동을 제한하기 위한 플런저 정지 메카니즘을 더 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  47. 제 36 항에 있어서,
    상기 분배 챔버 내에서의 상기 플런저의 이동이 상기 물질의 투여량을 결정하는
    일회용 약물 전달 장치.
  48. 제 36 항에 있어서,
    상기 물질의 제 1 양이 상기 분배 챔버 내로 미리 로딩되고 상기 제 1 양 보다 적은 물질의 투여량이 상기 분배 챔버 내의 플런저의 이동에 의해서 전달되는
    일회용 약물 전달 장치.
  49. 제 36 항에 있어서,
    상기 분배 챔버 내의 플런저의 이동 속도가 상기 물질의 전달 속도를 결정하는
    일회용 약물 전달 장치.
  50. 제 36 항에 있어서,
    상기 물질이 안구의 이상 상태를 치료하기 위한 약물인
    일회용 약물 전달 장치.
  51. 제 36 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 물질의 오염을 방지하도록 구성된 시일을 더 포함하는
    일회용 약물 전달 장치.
  52. 안과용 주입 시스템으로서:
    제한된 재사용 조립체에 연결될 수 있고 분리될 수 있는 팁 세그먼트 그리고 제한된 재사용 조립체를 포함하며;
    상기 팁 세그먼트는:
    소정량의 물질을 수용하기 위한 공동을 형성하는 내측 표면 및 외측 표면을 가지는 분배 챔버;
    상기 분배 챔버의 내측 표면과 결합되는 플런저로서, 상기 플런저가 상기 분배 챔버의 공동 내에서 활주될 수 있으며, 상기 분배 챔버의 내측 표면에 대해서 유체적으로 실링될 수 있는, 플런저; 그리고
    상기 플런저에 연결되고, 상기 분배 챔버의 단부를 향하는 방향으로 상기 플런저를 이동시키도록 구성되는 모터를 포함하며,
    상기 제한된 재사용 조립체는:
    상기 팁 세그먼트를 상기 제한된 재사용 조립체에 연결하기 위한 인터페이스;
    상기 시스템의 작동을 제어하기 위한 제어부; 그리고
    상기 모터로 파워를 제공하기 위한 파워 공급원을 포함하며;
    상기 팁 세그먼트가 제한된 재사용 조립체에 연결되었을 때, 상기 제어부가 상기 모터의 작동을 제어하는
    안과용 주입 시스템.
  53. 제 52 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버에 유체적으로 커플링되는 바늘을 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  54. 제 52 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 분배 챔버와 열적으로 접촉하는 히터를 더 포함하고, 상기 히터가 물질을 가열하기 위한 것인
    안과용 주입 시스템.
  55. 제 54 항에 있어서,
    상기 인터페이스가 상기 히터를 상기 제한된 재사용 조립체로 커플링하기 위한 전기적 인터페이스인
    안과용 주입 시스템.
  56. 제 52 항에 있어서,
    상기 인터페이스가 상기 팁 세그먼트로부터 상기 제한된 재사용 조립체로 정보를 전송하기 위한 데이터 인터페이스인
    안과용 주입 시스템.
  57. 제 52 항에 있어서,
    상기 팁 세그먼트가 상기 제 1 하우징 내에 위치된 데이터 저장부를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  58. 제 57 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 투여량 정보를 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  59. 제 57 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 상기 팁 세그먼트의 타입에 관한 정보를 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  60. 제 57 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 반도체 메모리 소자인
    안과용 주입 시스템.
  61. 제 57 항에 있어서,
    상기 데이터 저장부가 RFID 태그인
    안과용 주입 시스템.
  62. 제 52 항에 있어서,
    상기 모터가 스텝퍼 모터인
    안과용 주입 시스템.
  63. 제 52 항에 있어서,
    상기 물질의 제 1 양이 상기 분배 챔버 내로 미리 로딩되고 상기 제 1 양 보 다 적은 물질의 투여량이 상기 분배 챔버 내의 플런저의 계산된 이동에 의해서 전달되는
    안과용 주입 시스템.
  64. 제 63 항에 있어서,
    상기 샤프트의 이동이 상기 플런저를 계산된 거리 만큼 이동시키도록, 상기 모터가 상기 샤프트를 이동시키는 거리를 상기 제어부가 결정하는
    안과용 주입 시스템.
  65. 제 52 항에 있어서,
    상기 분배 챔버 내에서의 플런저의 이동 속도가 상기 물질의 전달 속도를 결정하는
    안과용 주입 시스템.
  66. 제 61 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 상기 제 2 하우징 내에 위치된 RFID 리더를 더 포함하고, 상기 RFID 리더는 상기 RFID 태그로부터 정보를 판독하도록 구성되는
    안과용 주입 시스템.
  67. 제 52 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 상기 시스템의 상태를 표시하기 위한 발광 다이오드를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  68. 제 52 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 스위치를 더 포함하는
    안과용 주입 시스템.
  69. 제 52 항에 있어서,
    상기 물질이 안구의 이상 상태를 치료하기 위한 약물인
    안과용 주입 시스템.
  70. 제 52 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체는 다양한 기능들을 수행하는 둘 이상의 서로 상이한 팁 세그먼트들에 연결될 수 있고 상기 세그먼트들을 작동시킬 수 있는 범용적 제한된 재사용 조립체인
    안과용 주입 시스템.
  71. 제 70 항에 있어서,
    상기 제한된 재사용 조립체가 소작 기능을 수행하는 팁 세그먼트에 연결될 수 있고 작동시킬 수 있는
    안과용 주입 시스템.
  72. 제 52 항에 있어서,
    상기 파워 공급원이 배터리인
    안과용 주입 시스템.
KR1020097010060A 2006-10-16 2007-10-09 일회용 단부를 구비하는 배터리 작동식 안과용 핸드 피스 KR20090091133A (ko)

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