KR20170140774A - 무선 생의학 디바이스 충전을 위한 방법 및 장치 - Google Patents

무선 생의학 디바이스 충전을 위한 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

생의학 디바이스들을 충전하는 방법들 및 장치가 기술된다. 일부 예들에서, 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템은 감지 수단을 갖는 생의학 디바이스들을 포함하고, 여기서 감지 수단은 바이오메트릭 결과를 생성하고, 생의학 디바이스는 무선 충전 시스템으로 충전된다. 일부 예들에서, 충전 시스템은 생의학 디바이스로 에너지를 비밍할 수 있다. 일부 예들에서, 충전 시스템은 생의학 디바이스의 주위 영역으로 에너지를 비밍한다.

Description

무선 생의학 디바이스 충전을 위한 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR WIRELESS BIOMEDICAL DEVICE CHARGING}
동력공급형 생의학 디바이스들의 무선 충전을 위한 방법들 및 장치가 기술된다. 일부 예시적인 실시예들에서, 충전 시스템은 바이오메트릭(biometric) 정보 통신 시스템에서 언테더링 방식(untethered manner)으로 동작하기에 충분한 충전 레벨에서 동력공급형 생의학 디바이스들을 유지하는 데 있어서 기능적 역할을 수행할 수 있는데, 여기서 생의학 디바이스들의 기능은 디바이스의 사용자를 위한 개인맞춤형 정보 통신을 수행하기 위해 다른 정보와 함께 바이오메트릭 정보를 수집하는 것을 수반한다.
최근, 의료 디바이스들의 개수 및 그들의 기능이 빠르게 발전하기 시작했다. 이들 의료 디바이스는, 예를 들어, 이식형 심장 박동 조절기, 생물학적 기능을 모니터링 및/또는 테스트하기 위한 전자적 정제(electronic pill), 능동 콤포넌트를 갖는 외과용 디바이스, 콘택트 렌즈, 주입 펌프, 및 신경 자극기를 포함할 수 있다. 이들 디바이스는, 종종, 디바이스가 바이오메트릭 데이터를 수집, 저장, 및 분배하기 위한 최적의 툴이 되게 하는 생물학적 및 화학적 시스템에 노출되어 이들과 상호작용한다.
일부 의료 디바이스는 GPS 위치 확인 및 바이오메트릭 수집을 비롯한 다양한 기능들을 수행하는 반도체 디바이스와 같은 콤포넌트들을 포함할 수 있고, 많은 생체적합형 및/또는 이식형 디바이스 내에 포함될 수 있다. 그러나, 그러한 반도체 콤포넌트는 에너지를 필요로 하며, 따라서, 동력공급 요소가 또한 그러한 생체적합형 디바이스에 포함되어야 한다. 바이오메트릭을 수집할 수 있고 GPS 위치 확인을 할 수 있는 생의학 디바이스에서의 자족적 에너지의 추가는 디바이스가 디바이스의 사용자를 위한 개인맞춤형 정보 통신을 수행할 수 있게 할 것이다. 시간 경과에 따라, 그러한 생의학 디바이스들의 저장된 충전은 소실될 것이다. 자족적 동력공급형 생의학 디바이스들은 그의 사용 기간의 일부 또는 전부 동안 그의 전기 저장소로의 재충전을 받는 것이 훨씬 더 유용할 수 있다. 예들은 사용자가, 운송 환경 또는 침실 환경에서 앉아 있는 동안과 같은, 기간들 동안 상대적으로 정지해 있는 일부 사용 조건들에서 가장 효과적일 수 있다.
따라서, 생의학 디바이스를 재충전하는 방법들 및 장치가 개시된다. 충전 프로토콜들은 생의학 디바이스의 유형 및 그가 사용하고 저장하는 에너지의 양에 따라 상이할 수 있다. 일부 예들에서, 사용자는 이동가능하여, 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동 중일 수 있는데, 여기서 일부 위치들은 디바이스들을 무선으로 충전하도록 설비되어 있을 수 있다. 일부 예들에서, 충전은 사실상 전자기 또는 초음파인 에너지의 지향된 비밍(beaming)에 의해 수행될 수 있다. 다른 예들에서, 전자기 에너지의 Wi-Fi 캐리어 신호와 같은 유비쿼터스(ubiquitous) 공급원들은 일반적 환경으로의 충전 레벨을 위해 충분한 에너지를 비밍할 수 있다. 생의학 디바이스의 특성은 충전 수단에 영향을 미칠 수 있는데, 이는 사용자의 피부 내에 매설되는 디바이스들이 사용자에 대해 보다 원격 특성의 디바이스들과는 에너지 비밍의 유형에 대한 상이한 요건들을 가질 수 있기 때문이다.
본 발명은 원격 위치로부터, 예컨대, 적어도 1 미터 떨어진 위치로부터 생의학 디바이스들을 충전하는 방법들 및 장치를 개시한다. 일부 예들에서, 생의학 디바이스는 적어도 제1 바이오메트릭을 기록하는 센서를 포함할 수 있다. 제1 바이오메트릭과 연관된 데이터는 일부 예들에서 생의학 디바이스들이 충전되고 있는 동안 통신될 수 있다.
하나의 대체적인 태양은 생의학 디바이스의 충전 방법을 포함하는데, 본 방법은, 전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 단계; 적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정하는 제1 디바이스를 획득하는 단계; 제1 디바이스로 제1 바이오메트릭을 측정하는 단계; 제1 바이오메트릭의 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계; 제1 디바이스의 위치를 충전 시스템으로 통신하는 단계; 및 제1 디바이스에 전력을 공급하기 위해 제1 디바이스의 위치로 에너지를 비밍하는 단계를 포함한다.
일부 예들에서, 생의학 디바이스의 충전 방법이 있을 수 있는데, 본 방법은, 전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 단계; 적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정하는 제1 디바이스를 획득하는 단계; 제1 디바이스로 제1 바이오메트릭을 측정하는 단계; 제1 바이오메트릭의 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계; 제1 디바이스 및 사용자의 주변 영역으로 에너지를 비밍하는 단계; 및 충전 시스템에 의해 비밍된 에너지를 제1 디바이스로 수신하는 단계를 포함한다.
하나의 대체적인 태양은 생의학 디바이스를 포함하는 바이오메트릭 기반 정보 통신(biometric-based information communication)용 시스템을 포함한다. 생의학 디바이스는 또한 감지 수단을 포함할 수 있다. 시스템은 또한 동력공급 디바이스를 포함한다. 시스템은 또한 통신 수단; 통신 프로토콜로 생의학 디바이스와 페어링되는 침대 스마트 디바이스; 생의학 디바이스로부터 적어도 데이터 값을 포함하는 통신을 수신하고 통신을 콘텐츠 서버로 송신하는 통신 허브; 충전 시스템; 및 피드백 요소를 포함한다.
구현예들은 하나 이상의 특징들을 포함할 수 있다. 하나의 특징은, 충전 시스템이 생의학 디바이스 주위에 그리고 그에 근접하여 충전 에너지를 집속시키는 다수의 비밍 안테나들을 포함한다는 것일 수 있다. 충전 시스템의 다른 태양은, 사용자가 자고 있는 동안 시스템이 생의학 디바이스를 충전할 수 있다는 것일 수 있다. 다른 태양은, 시스템이 일정한 영역 충전 빔을 포함한다는 것일 수 있다. 또 다른 태양은, 시스템이 진동 트랜스듀서(vibrational transducer)를 포함한다는 것일 수 있다. 시스템은, 바이오메트릭 정보 통신 시스템을 통해, 타깃화된 메시지를 피드백 요소로 송신할 수 있다. 시스템은 사용자의 호흡율(breathing rate)을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 맥박을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 안내압(intraocular pressure)을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 눈 움직임을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 코고는 소리를 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 혈중 글루코스 레벨(blood glucose level)을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 혈압을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다. 시스템은 사용자의 혈중 산소 레벨을 모니터링하는 요소를 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 시스템은 침대 스마트 디바이스와 통신할 수 있고, 침대 스마트 디바이스는 침대 머리의 높이를 제어할 수 있다. 일부 예들에서, 사용자는 제1 디바이스를 획득할 수 있는데, 여기서 제1 디바이스는 착용형 생의학 디바이스를 포함한다. 착용형 생의학 디바이스는 콘택트 렌즈일 수 있거나, 또는 착용형 생의학 디바이스는 스마트 링일 수 있다. 본 방법은 제2 디바이스가 스마트폰 또는 스마트 시계를 포함하는 예들을 포함할 수 있다. 본 방법은 제1 디바이스가 베개, 시트 또는 담요 중 하나 이상 내에 있는 생의학 디바이스를 포함하는 예들을 포함할 수 있다.
일부 예들에서, 시스템은 생의학 디바이스에 근접하여 충전 에너지를 집속시키는 다수의 비밍 안테나들을 포함한다. 이러한 예들의 일부에서, 충전 시스템은 영역 충전 빔을 포함할 수 있다. 이러한 예들의 일부에서, 제1 디바이스는 콘택트 렌즈일 수 있다. 다른 예들에서, 제1 디바이스는 붕대 형태 바이오메트릭 센서일 수 있다. 일부 예들에서, 제1 디바이스는 실내에 위치된다. 일부 예들에서, 제1 디바이스는 자동차 내에 위치된다. 또 다른 예들에서, 제1 디바이스는 인도(sidewalk) 위에서 사람에 의해 이동 중일 수 있다.
일부 예들에서, 시스템은 다수의 공급원들로부터 에너지를 비밍함으로써 동작할 수 있다. 일부 다른 예들에서, 시스템은 무선 충전 에너지가 넓은 각도에 걸쳐 송출되는 곳에서 동작할 수 있다.
하나의 대체적인 태양은 방법을 포함하는데, 본 방법은, 적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정할 수 있는 제1 디바이스를 획득하는 단계; 제1 디바이스로 제1 바이오메트릭을 측정하여 바이오메트릭 데이터를 획득하는 단계로서, 측정은 사용자가 자고 있는 동안 일어나는, 상기 바이오메트릭 데이터를 획득하는 단계; 제1 디바이스를 무선 충전 시스템으로 충전하는 단계; 디스플레이 및 네트워크 통신 디바이스를 포함하는 사용자 개인 디바이스인 제2 디바이스를 획득하는 단계; 제1 디바이스와 제2 디바이스 사이의 페어링된 통신을 인가하는(authorizing) 단계; 제1 디바이스로부터 제2 디바이스로 바이오메트릭 데이터를 통신하는 단계; 바이오메트릭 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계; 침대 스마트 디바이스로부터 침대의 상태에 관련된 상태 데이터를 획득하도록, 제1 디바이스로부터의 신호를 통해, 컴퓨팅 디바이스를 인가하는 단계; 바이오메트릭 데이터, 침대 상태 데이터, 및 예측 분석을 통해 계산된 개인맞춤형 선호도 판정에 기초하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 검색하기 위해 실행될 알고리즘을 개시하도록 컴퓨팅 디바이스를 인가하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 생성하는 단계; 제2 디바이스에 대한 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및 사용자에게 메시지를 디스플레이하는 단계를 포함한다.
하나의 대체적인 태양은 감지 수단을 포함하는 생의학 디바이스를 포함하는 바이오메트릭 기반 정보 통신용 시스템을 포함한다. 시스템은 또한 동력공급 디바이스를 포함한다. 시스템은 또한 통신 수단을 포함한다. 일부 예들에서, 이러한 시스템은 또한 통신 프로토콜로 생의학 디바이스와 페어링되는 자동차 스마트 디바이스를 포함할 수 있다. 시스템은 또한, 생의학 디바이스로부터 적어도 데이터 값을 포함하는 통신을 수신하고 통신을 콘텐츠 서버로 송신하는 통신 허브를 포함할 수 있다. 이러한 시스템은, 충전 시스템 및 피드백 요소를 포함하는 예들을 가질 수 있다.
본 발명의 전술한 그리고 다른 특징들 및 이점들은 첨부 도면에 예시된 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예들의 하기의 보다 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 바이오메트릭 기반 정보 통신의 개념의 예시적인 설명을 위한 예시적인 생의학 디바이스를 도시한다.
도 2는 바이오메트릭 기반 정보 통신의 개념에 부합하는, 생의학, 사용자, 및 데이터 프로세싱 디바이스들의 예시적인 네트워크를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들을 구현하는 데 사용될 수 있는 프로세서를 도시한다.
도 4는 바이오메트릭 기반 모니터링용 생의학 디바이스에 대한 예시적인 기능 구조 모델을 도시한다.
도 5는 예시적인 형광 기반 바이오메트릭 모니터링 디바이스를 도시한다.
도 6a 및 도 6b는 예시적인 비색(colorimetric) 기반 바이오메트릭 모니터링 디바이스를 도시한다.
도 7a 및 도 7b는 대안적인 바이오메트릭 모니터링 디바이스를 도시한다.
도 7c는 스펙트럼 대역이 양자점 기반 필터(quantum-dot based filter)들을 사용하여 어떻게 분석될 수 있는지를 도시한다.
도 8a 내지 도 8c는 생의학 디바이스 내의 예시적인 양자점 분광계를 도시한다.
도 9a는 예시적인 마이크로유체 기반 바이오메트릭 모니터링 디바이스를 도시한다.
도 9b는 예시적인 망막 혈관화 기반 바이오메트릭 모니터링 디바이스를 도시한다.
도 10은 안과 기반 바이오메트릭 모니터링 디바이스에 의해 수행될 수 있는 예시적인 감지 메커니즘들을 도시한다.
도 11a는 바이오메트릭 기반 정보 통신에 사용될 수 있는 디바이스들 및 기법들의 예들을 도시한다.
도 11b는 생의학 디바이스들을 재충전하기 위한 에너지의 지향된 비밍의 예들을 도시한다.
도 11c는 통신 신호 반송파들을 통한 일부 예들에서의 에너지의 영역 비밍의 예들을 도시한다.
도 12는 생의학 디바이스 내의 예시적인 디스플레이 시스템을 도시한다.
도 13은 지향된 에너지 충전을 위한 예시적인 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 13a는 지향된 에너지 충전 시스템에 대한 예시적인 동조 단계들을 도시한다.
도 14는 생의학 디바이스들의 영역 기반 충전을 위한 추가의 예시적인 프로세스 흐름도를 도시한다.
도 15는 침실 기반 스마트 디바이스를 갖는 침대를 포함한 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들에 대한 예시적인 충전을 도시한다.
도 16은 바이오메트릭 기반 정보 통신에 사용될 수 있는 수면 모니터링 관련 감지용 디바이스들의 예들을 도시한다.
도 17은 자동차 기반 스마트 디바이스를 갖는 자동차를 포함한 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들에 대한 예시적인 충전을 도시한다.
도 18은 사용자가 충전 위치들 사이를 이동하는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들에 대한 예시적인 충전을 도시한다.
용어
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 바이오메트릭 또는 바이오메트릭들은 생물학적 엔티티들에 대해 수행되는 측정으로부터의 데이터 및 데이터의 수집을 지칭한다. 전형적으로, 데이터의 수집은 크기 조정, 의학적 상태, 화학적 및 생화학적 상태 등에 관한 인간 데이터를 지칭할 수 있다. 일부 예들에서, 바이오메트릭 데이터는 바이오센서들에 의해 수행되는 측정들로부터 도출될 수 있다. 다른 예들에서, 측정가능한 생물학적 구성성분 또는 파라미터는 체온, 혈압 등과 같은 생리학적 특성을 지칭할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같은 바이오센서 또는 생물학적 센서는 효소, 항체, 단백질, 또는 핵산과 같은 생물학적 구성성분 또는 생체 원소를 포함하는 시스템을 지칭한다. 생체 원소는 분석물과 상호작용하고, 응답은, 측정가능한 생물학적 응답을 측정 또는 검출하고 획득된 결과를 송신하는 전자 콤포넌트에 의해 프로세싱된다. 생체 원소가 분석물에 결합되는 경우, 센서는 친화도 센서(affinity sensor)로 지칭될 수 있다. 분석물이 생체 원소에 의해 화학적으로 변형되는 경우, 센서는 대사물 센서로 지칭될 수 있다. 촉매 바이오센서는 보조 기재를 검출될 수 있는 어떤 것으로 전환하게 하는 생체 원소에 의한 분자 분석물의 인식에 기초하여 바이오센서 시스템을 지칭할 수 있다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 햅틱, 햅틱 피드백 또는 햅틱 디바이스는, 특히 촉감 및 고유 수용성 감각(proprioception)을 이용한 물체의 지각에 관한, 사용자의 촉감을 통해 통신하는 능력, 방법 또는 디바이스를 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같은 고유 수용성 감각은 움직임에 채용되는 노력의 강도 및 신체의 인접한 부분들의 상대 위치의 감각을 지칭한다.
바이오메트릭 기반 정보 통신
바이오메트릭 기반 정보 통신용 생의학 디바이스가 본 출원에서 개시된다. 하기의 섹션에서, 다양한 실시예들의 상세한 설명이 기술된다. 바람직한 실시예와 대안적인 실시예 양측 모두의 설명은 단지 예시적인 실시예들이며, 다양한 수정 및 변경이 당업자에게 명백할 수 있다. 따라서, 예시적인 실시예들은 본 출원의 범주를 제한하지 않는다. 바이오메트릭 기반 정보 통신용 생의학 디바이스들은 생명체의 몸체 내에서, 몸체 상에서, 또는 몸체에 근접해서 사용하기 위해 설계된다. 그러한 생의학 디바이스의 일례가 콘택트 렌즈와 같은 안과용 디바이스이다.
2016년 1월 26일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제15/006,370호에 기재된 바와 같이, 바이오메트릭 기반 정보 통신을 위한 추가 인에이블화(enablement)가 발견될 수 있다.
동력공급받을 수 있는 기능화된 생의학 디바이스들을 인에이블화하는, 예를 들어 안과용 디바이스를 비롯한 생의학 디바이스들에 있어서의 최근 개발이 이루어졌다. 이러한 동력공급형 생의학 디바이스들은 몸체의 항상성 패턴에 대한 최신 피드백을 제공하고 외부 세계 및 인터넷과 상호 작용함에 있어서의 사용자의 경험을 증강함으로써 사용자의 건강을 향상시키는 능력을 갖는다. 이러한 향상은 바이오메트릭 기반 정보 통신용 생의학 디바이스들의 사용을 통해 가능해질 수 있다.
바이오메트릭 기반 정보 통신용 생의학 디바이스들은 온라인 서핑 및 쇼핑 경향, 직접 쇼핑 및 브라우징 경향, 식습관, 바이오마커(예컨대, 대사물, 전해액, 및 병원체), 및 바이오메트릭 정보(예컨대, 비제한적인 예들로서, 심박수, 혈압, 수면 사이클, 및 혈당)와 같은 정보를 포함한 해당 사용자로부터의 데이터의 수집에 기초하여 사용자 디바이스에 개인맞춤형 콘텐츠를 투영하는 데 유용할 수 있다. 수집된 데이터는, 향후 거동을 예측하고, 현재 습관에 대한 변화를 제의하고, 사용자를 위한 새로운 아이템 또는 습관을 제안하기 위해, 사용자, 또는 의료 관리 직원과 같은 제3자에 의해 분석 및 이용될 수 있다.
바이오메트릭 데이터를 수집하기 위한 생의학 디바이스
다양한 유형의 바이오메트릭 데이터를 수집할 수 있는 다수의 유형의 생의학 디바이스들이 있을 수 있다. 일부 디바이스들은 멀리로부터 인간 주체를 측정 및 관찰하는 원격 센서들, 예컨대, 비제한적인 예들로서 카메라, 전자기 스펙트럼 센서, 저울, 및 마이크로폰에 대응할 수 있다. 다른 디바이스들이 다양한 방식들로 사용자에 의해 착용될 수 있다. 일부 예들에서, 스마트 디바이스들은 착용될 수 있고, 예컨대 손목, 팔, 및 다리의 밴드; 손가락, 발가락, 및 귀의 링; 눈의 콘택트 렌즈; 이도(ear canal) 내의 보청기; 및 신체의 다양한 부위의 의복 상에서 바이오메트릭 데이터를 수집하는 능력을 가질 수 있다. 다른 예들은, 심장 박동 조절기, 스텐트, 안구 이식물, 청각적 이식물, 및 일반화된 피하 이식물과 같은 다양한 유형의 이식형 생의학 디바이스들을 포함할 수 있다.
동력공급형 안과용 디바이스
도 1a를 참조하면, 동력공급형 안과용 디바이스에 대한 매체 삽입체(100)의 예시적인 실시예 및 대응하는 동력공급형 안과용 디바이스(150)(도 1b)가 도시되어 있다. 매체 삽입체(100)는 시력 교정을 제공하도록 기능할 수 있거나 기능하지 않을 수 있는 광학 구역(120)을 포함할 수 있다. 안과용 디바이스의 동력공급 기능이 시력과 무관한 경우, 매체 삽입체의 광학 구역(120)은 재료가 결여될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 매체 삽입체는 동력공급 요소들(110)(전원) 및 전자 콤포넌트들(105)(부하)이 통합된 기재(115)를 포함하는 광학 구역(120)에 있지 않는 부분을 포함할 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 전원, 예를 들어 배터리, 및 부하, 예를 들어 반도체 다이가 기재(115)에 부착될 수 있다. 전도성 트레이스들(125, 130)이 전자 콤포넌트들(105) 및 동력공급 요소들(110)과 전기적으로 상호접속할 수 있고, 동력공급 요소들은, 예컨대 전도성 트레이스들(114)에 의해, 전기적으로 상호접속될 수 있다. 매체 삽입체(100)는 동력공급 요소들(110), 트레이스들(125), 및 전자 콤포넌트들(105)을 보호 및 수용하도록 완전히 봉지될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 봉지 재료는, 예를 들어 물과 같은 특정 물질이 매체 삽입체로 유입되는 것을 방지하기 위해 그리고 주위 기체 또는 동력공급 요소들 내의 반응 부산물과 같은 특정 물질이 매체 삽입체로 침투하거나 그로부터 배출되는 것을 허용하기 위해 반투과성일 수 있다.
일부 예시적인 실시예들에서, 도 1b에 도시된 바와 같이, 매체 삽입체(100)는 중합체 생체적합성 재료를 포함할 수 있는 안과용 디바이스(150) 내에 포함될 수 있다. 안과용 디바이스(150)는 강성 중심부, 연성 스커트 설계를 포함할 수 있는데, 중심부의 강성 광학 요소가 매체 삽입체(100)를 포함한다. 일부 특정 실시예들에서, 매체 삽입체(100)는 각각의 전방 표면 및 후방 표면 상에서 대기 및 각막 표면과 직접 접촉할 수 있거나, 또는, 대안적으로, 매체 삽입체(100)는 안과용 디바이스(150) 내에 봉지될 수 있다. 안과용 디바이스(150) 또는 렌즈의 주연부(155)는, 예를 들어 하이드로겔 재료를 비롯한 연성 스커트 재료일 수 있다. 매체 삽입체(100) 및 안과용 디바이스(150)의 인프라구조는, 비제한적인 예에서, 예컨대 형광 기반 분석 요소들을 이용한, 다수의 분석 기법들에 의한 유체 샘플 프로세싱을 수반하는 다수의 실시예들을 위한 환경을 제공할 수 있다.
개인맞춤형 정보 통신
본 명세서에 기술되는 기술의 다양한 태양들은, 대체로, 개인맞춤형 콘텐츠를 제공하기 위한 시스템들, 방법들, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체들에 관한 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 개인맞춤형 콘텐츠는 광고, 기관 정보, 홍보성 콘텐츠, 또는 사용자에게 개별적으로 지향되기를 원하는 임의의 다른 유형의 정보를 지칭할 수 있다. 개인맞춤형 콘텐츠는, 예를 들어 광고 제공자, 정보 제공자 등과 같은 타깃 콘텐츠 제공자에 의해 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예들을 이용하여, 사용자 또는 콘텐츠 제공자는 타깃화하고 싶은 특정 콘텐츠를 선택할 수 있다. 관련 정보는 디바이스에 의해 검출될 수 있으며, 디바이스의 자족적 전력 때문에, 관련 개인 정보를 생성하도록 계산 또는 분석될 수 있다. 일단 분석되면, 개인맞춤형 콘텐츠는 이어서 디바이스에 의해 사용자에게 제시될 수 있다.
예측 분석
컴퓨팅 시스템들은 개인의 거동을 추적하도록 구성될 수 있다. 이어서, 컴퓨팅 시스템은 수집된 정보에 기초하여 하나 이상의 사용자 특정 리포트들을 컴파일할 수 있다. 이어서, 이러한 리포트들은 사용자에게 전송될 수 있거나, 또는 다른 거동 기반 리포트들과 함께, 수집된 정보를 이용하여 새롭고 더 상세한 거동 기반 리포트들을 컴파일하는 다른 디바이스로 전송될 수 있다. 이러한 상세한 거동 기반 리포트들은 개인에 대한 소정의 선호되는 거동, 경향, 습관 등을 캡처할 수 있는데, 이는 향후의 바람직한 거동 또는 경향을 추론하는 데 이용될 수 있다. 이런 관행은 예측 분석으로 지칭될 수 있다.
예측 분석은 모델링, 기계 학습, 및 현재 및 이력상 사실들을 분석하여 향후의 또는 달리 미지의 이벤트들에 관한 예측을 행하는 데이터 마이닝(data mining)으로부터의 다양한 통계 기법들을 포괄한다. 예측 분석의 일례는 개인이 인기있는 카리브해 목적지에 대해 최근에 인터넷을 검색했다는 것일 수 있다. 개인은 또한 저렴한 항공료에 대해 인터넷을 검색했다. 이러한 정보는 지난 달에 모든 인터넷 사용자들에 의해 구매된 카리브해 목적지에 대한 가장 저렴한 종합 패키지들을 찾기 위해 컴파일 및 이용될 수 있다.
거동 정보의 저장
향후 이용을 위해 거동 정보를 저장할 필요가 있을 수 있다. 정보는 정보를 수집하는 디바이스 상에 국부적으로 저장될 수 있거나, 또는 컴퓨터 판독가능 매체들로서 원격으로 저장될 수 있다. 그러한 컴퓨터 판독가능 매체들은 사용자가 다른 컴퓨팅 디바이스 상의 거동 정보에 액세스할 수 있도록 그리고/또는 그를 활용할 수 있도록 사용자 프로파일 정보와 연관될 수 있다. 일부 경우에, 디바이스들 및 저장 매체들은 하나 이상의 다른 디바이스들 또는 저장 매체들과 통신할 필요가 있을 수 있다.
통신 네트워크는 태스크들이 원격으로 수행되게 할 수 있다. 분산형 컴퓨팅 환경에서, 프로그램 모듈들은 메모리 저장 디바이스들을 포함한 로컬 컴퓨터 저장 매체 및 원격 컴퓨터 저장 매체 양측 모두에 위치될 수 있다. 컴퓨터 사용가능 명령어들은 컴퓨터가 입력의 공급원에 따라 반응하게 하는 인터페이스를 형성한다. 명령어들은 다른 코드 세그먼트들과 함께 동작하여, 수신된 데이터의 공급원과 함께 수신된 데이터에 응답하여 다양한 태스크들을 개시하게 한다. 도 2는 디바이스들과 저장 요소들 사이의 통신 네트워크의 일례를 도시한다. 콘택트 렌즈와 같은 생의학 디바이스(201)는 바이오메트릭 및 다른 유형의 데이터를 통신 네트워크에 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 스마트폰과 같은 제1 사용자 디바이스(202)가, 즐겨찾는 웹사이트 및 쇼핑 경향과 같은 사용자 정보를 수집하는 데 사용될 수 있다. 제1 사용자 디바이스(202)는 또한 생의학 디바이스로부터 데이터를 수신할 수 있고, 이러한 데이터는 다른 사용자 정보와 상관될 수 있다. 동일한 사항이 개인 컴퓨터와 같은 제2 사용자 디바이스(204) 또는 태블릿과 같은 제3 디바이스(206)에 의해 달성될 수 있다. 일단 이러한 정보가 수집되면, 그것은 디바이스 자체에 저장될 수 있거나 또는 외부 프로세서(210)로 전달될 수 있다. 외부 프로세서(210)는, 예를 들어 클라우드 기반 정보 저장 시스템일 수 있다. 이어서, 저장된 정보는 과거의 사용자 경향 및 이벤트들이 어떻게 향후 사용자 경향 및 이벤트들을 예측할 수 있는지에 대한 분석을 위해 예측 분석 모듈(220)로 전송될 수 있고, 그에 의해 프로세싱될 수 있다. 그러한 모듈은, 예를 들어 예측 분석을 전문적으로 다루는 기존 제3자에 의해 제공될 수 있다. 이어서, 프로세싱된 정보는 사용자 디바이스에 대한 용이하게 이용가능한 예측자 정보로서 외부 프로세서로 역전송될 수 있다. 대안으로, 프로세싱된 정보는 하나 또는 여러 개의 제3자 콘텐츠 제공자들(232, 234, 236)에 의해 수신될 수 있다. 일단 제3자 콘텐츠 제공자에 의해 수신되면, 제3자는 그의 광고를 사용자의 개성에 맞출 수 있다. 예를 들어, 여러 개의 상이한 유형의 차량들을 판매하는 자동차 대리점은, 최근에 스포츠카에 대해 인터넷을 서핑해 온 사용자에게 오로지 스포츠카에 대한 그들의 엄선품을 광고할 수 있다. 이어서, 이러한 개인맞춤형 콘텐츠는 사용자에게 직접 전송될 수 있거나, 또는 사용자에 의한 나중의 검색을 위해 외부 프로세서(210)에 저장될 수 있다.
저장 매체-대-디바이스 통신은 컴퓨터 판독가능 매체들을 통해 달성될 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨팅 디바이스에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체들일 수 있고, 휘발성 매체와 비휘발성 매체, 탈착가능 매체와 탈착불가능 매체 양측 모두를 포함할 수 있다. 컴퓨터 판독가능 매체들은 컴퓨터 저장 매체들 및 통신 매체들을 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체들은 RAM, ROM, EEPROM, 플래시 메모리 또는 다른 메모리 기술, CD-ROM, DVD(digital versatile disk) 또는 기타 광 디스크 저장소, 자기 카세트, 자기 테이프, 자기 디스크 저장소 또는 기타 자기 저장 디바이스, 또는 희망 정보를 저장하는 데 사용될 수 있고 컴퓨팅 디바이스에 의해 액세스될 수 있는 임의의 기타 매체를 포함할 수 있다.
통신 매체들은 컴퓨터 판독가능 명령어들, 데이터 구조들, 프로그램 모듈들 등, 또는 반송파 또는 다른 전송 메커니즘과 같은 피변조 데이터 신호 내의 다른 데이터를 포함할 수 있고, 임의의 정보 전달 매체들을 포함할 수 있다. 피변조 데이터 신호는 신호 내의 정보를 인코딩하는 방식으로 설정 또는 변경된 특성들 중 하나 이상을 갖는 신호를 포함할 수 있다. 예를 들어, 통신 매체들은 유선 네트워크 또는 직접 유선 접속과 같은 유선 매체들, 및 음향, RF, 적외선, 및 기타 무선 매체들과 같은 무선 매체들을 포함할 수 있다. 상기 사항들 중 임의의 것의 조합들이 또한 컴퓨터 판독가능 매체들의 범주 내에 포함되어야 한다.
거동 정보의 제3자 이용
거동 정보를 컴파일 및 저장하는 한 가지 이점은 개별화된 콘텐츠에 대해 제3자에 의한 그의 이용일 수 있다. 제3자는 응급 의료 응답, 개인맞춤형 약물, 정보 통신, 활동 추적, 내비게이션 등을 비롯한 다양한 방식들에서의 사용을 위해 저장된 거동 정보에의 액세스에 대해 허락을 구할 수 있다. 하나 이상의 제3자는 사용자 인터페이스를 통해 디바이스 또는 디바이스들의 네트워크에 등록할 수 있다. 일단 등록되면, 제3자는 네트워크를 통해 사용자와 통신할 수 있으며, 사용자의 재량으로, 거동 정보 저장 시스템 내에 저장된 거동 데이터의 전체 또는 일부에 대한 액세스를 구할 수 있다.
개시된 개인맞춤형 콘텐츠 디스플레이 시스템의 예시적인 일 실시예는 디바이스가 사용자의 선호되는 웹사이트, 소비 습관, 일일 의제(daily agenda), 개인 목표 등을 추적할 수 있게 할 수 있고, 이러한 정보를 클라우드에 저장할 수 있다. 클라우드는 제3자 광고주에 의해 액세스가능할 수 있고, 예측 분석을 위해 그러한 제3자에 의해 이용될 수 있다. 제3자는 향후 관심 웹사이트, 습관, 제안된 의제, 개인 목표 등을 예측할 수 있고, 이러한 제안들을 사용자가 보도록 디바이스로 전송할 수 있다.
하나 초과의 개인맞춤형 콘텐츠 제공자가 동일한 사용자를 타깃화할 수 있다. 일례에서, 사용자는 소정 유형의 콘텐츠만을 허용하여 최적화된 사용자 경험을 안출하는 선호도 설정을 가질 수 있다. 개인맞춤형 콘텐츠는 여러 가지 방식들로 사용자에게 전달되어, 시각, 청각, 촉각, 미각, 및 후각을 비롯한 하나 이상의 감각들을 활용하게 할 수 있다. 또한, 개인맞춤형 콘텐츠는 생의학 디바이스, 휴대 전화기, 컴퓨터, 태블릿, 착용가능 기술 등을 비롯한, 사용자에 의한 사용을 위해 구성된 디바이스들의 어레이로 전달될 수 있다.
환경 데이터 공급원
지리적 영역들에 의해 구성되는 환경 데이터는 네트워크 액세스 방식들로 용이하게 이용가능하다. 그러한 데이터의 다양한 제공자들에 의해 구성된 날씨 시스템들은 온도, 습도, 기압, 강수량, 태양 입사량(solar incidence), 및 다른 그러한 데이터와 같은 다양한 환경 데이터를 링크시킬 수 있다. 개인들 및 회사들의 네트워킹된 기상 관측소들은 정확한 지리적 데이터를 지역 단위로 제공한다. 그리고, 신형 위성 시스템들은 전역 규모로부터 지역 규모로 환경 데이터를 제공한다. 마지막으로, 정교한 모델링 시스템들은 지역적으로 기록된 데이터를 이용하고, 환경 데이터를 미래에 투영한다. 환경 데이터는, 일부 예들에서, 본 명세서에서의 다른 유형의 데이터와 결부되어, 타깃화된 통신을 확립하게 할 수 있다.
전기 및 컴퓨팅 시스템에 대한 다이어그램
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 일부 태양들을 구현하는 데 사용될 수 있는 프로세서의 개략적인 다이어그램이 도시되어 있다. 제어기(300)는 통신 디바이스(320)에 커플링된 하나 이상의 프로세서 콤포넌트들을 포함할 수 있는 하나 이상의 프로세서들(310)을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 제어기(300)는 디바이스 내에 배치된 에너지원에 에너지를 전달하는 데 사용될 수 있다.
프로세서들(310)은 통신 채널을 통해 에너지를 통신하도록 구성된 통신 디바이스(320)에 커플링될 수 있다. 통신 디바이스(320)는, 예를 들어, 매체 삽입체 내의 콤포넌트들과 전기적으로 통신하는 데 사용될 수 있다. 통신 디바이스(320)는, 또한, 예를 들어, 하나 이상의 제어기 장치 또는 프로그래밍/인터페이스 디바이스 콤포넌트들과 통신하는 데 사용될 수 있다.
프로세서(310)는 또한 저장 디바이스(330)와 통신한다. 저장 디바이스(330)는 자기 저장 디바이스, 광학적 저장 디바이스, 및/또는 반도체 메모리 디바이스, 예컨대 랜덤 액세스 메모리(RAM) 디바이스 및 판독 전용 메모리(ROM) 디바이스의 조합들을 비롯한 임의의 적절한 정보 저장 디바이스를 포함할 수 있다.
저장 디바이스(330)는 프로세서(310)를 제어하기 위한 프로그램 또는 프로그램들(340)을 저장할 수 있다. 프로세서(310)는 소프트웨어 프로그램(340)의 명령어들을 수행하고, 이에 의해 본 발명에 따라 동작한다. 예를 들어, 프로세서(310)는 매체 삽입체 배치, 디바이스의 활성 타깃 구역들을 설명하는 정보를 수신할 수 있다. 저장 디바이스(330)는, 또한, 하나 이상의 데이터베이스들(350, 360) 내에 다른 사전결정된 바이오메트릭 관련 데이터를 저장할 수 있다. 데이터베이스는, 예를 들어, 망막 혈관화와 상관된 심장 리듬 또는 비정상 상태에 따른 변화를 나타내는 사전결정된 망막 구역들, 측정 임계치들, 계량 데이터, 및 시스템, 매체 삽입체로/로부터의 에너지의 흐름, 통신 프로토콜 등에 대한 특정 제어 시퀀스들을 포함할 수 있다. 데이터베이스는, 또한, 동작에 기인할 수 있는 데이터 및/또는 피드백뿐만 아니라 디바이스 내에 존재할 수 있는 바이오메트릭 기반 모니터링 시스템의 제어를 위한 파라미터들 및 제어 알고리즘들을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 그 데이터는 궁극적으로 외부 수신 무선 디바이스로/로부터 통신될 수 있다.
본 발명의 태양들에 따른 일부 실시예들에서, 단일의 그리고/또는 다수의 개별 전자 디바이스들이 개별 칩들로서 포함될 수 있다. 다른 실시예들에서, 동력공급형 전자 요소들은 적층된 집적 콤포넌트들의 형태로 매체 삽입체 내에 포함될 수 있다. 따라서, 이제 도 4를 참조하면, 바이오메트릭 감지 층(411)을 갖는 바이오메트릭 기반 모니터링 시스템(410)을 구현하는 적층된 다이 집적 콤포넌트들의 예시적인 개략 단면도가 도시되어 있다. 바이오메트릭 기반 추적 시스템은, 예를 들어, 글루코스 모니터, 망막 혈관화 모니터, 시각적 스캐닝 모니터, GPS 또는 위치 기반 추적 모니터, 또는 사용자에 관한 정보를 제공하는 데 유용한 임의의 다른 유형의 시스템일 수 있다. 특히, 매체 삽입체는 상이한 유형의 다수의 층들을 포함할 수 있는데, 이러한 층들은 그들이 점유할 환경에 부합하는 윤곽 내로 봉지된다. 일부 실시예들에서, 적층된 집적 콤포넌트 층들을 갖는 이러한 매체 삽입체들은 매체 삽입체의 전체 형상을 취할 수 있다. 대안으로, 일부 경우에, 매체 삽입체는 전체 형상 내의 체적의 일부분만을 점유할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 동력공급을 제공하는 데 사용되는 박막 배터리들(430)이 있을 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들 박막 배터리들(430)은 층들 내의 다수의 콤포넌트들 및 이들 사이의 상호접속부로 서로 적층될 수 있는 층들 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 배터리들은 예시적인 목적을 위해 박막 배터리들(430)로서 도시되는데, 적층형 및 비적층형 실시예들 둘 모두에서의 동작을 포함한 본 명세서 내의 실시예들과 일치하는 다수의 다른 동력공급 요소들이 있을 수 있다. 비제한적인 대안적인 예로서, 다수의 캐비티들을 가진 캐비티 기반 라미네이트 형태 배터리들은 설명된 박막 배터리들(430)과 동등하게 또는 유사하게 수행될 수 있다.
일부 실시예들에서, 서로에게 적층되는 2개의 층들 사이에 추가적인 상호접속부가 있을 수 있다. 최신 기술에서, 이들 상호접속부를 형성하기 위한 다수의 방식들이 있을 수 있지만, 설명된 바와 같이, 상호접속은 층들 사이의 솔더 볼(solder ball) 상호접속부를 통해 이루어질 수 있다. 일부 실시예들에서, 이들 접속부만이 필요할 수 있지만; 다른 경우에, 솔더 볼(431)은, 예를 들어 층 관통 비아(via)를 갖는 콤포넌트에서와 같이, 다른 상호접속 요소와 접촉할 수 있다.
적층된 집적 콤포넌트 매체 삽입체의 다른 층들에서, 층(425)은 상호접속 층들 내의 다양한 콤포넌트들 중 2개 이상의 콤포넌트들의 상호접속에 전용될 수 있다. 상호접속 층(425)은 다양한 콤포넌트들로부터 다른 것으로 신호를 전달할 수 있는 비아 및 라우팅 라인을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상호접속 층(425)은 기술 층(technology layer)(415)에 존재할 수 있는 전력 관리 유닛(420)에 대한 다양한 배터리 요소 접속들을 제공할 수 있다. 전력 관리 유닛(420)은, 미가공 배터리 공급 상태들을 수신하여 공급부(440)의 출력으로부터 디바이스의 나머지 부분으로 표준 전력 공급 상태들을 출력하는 회로를 포함할 수 있다. 기술 층(415) 내의 다른 콤포넌트들은, 예를 들어, 송수신기(445), 제어 콤포넌트들(450) 등을 포함할 수 있다. 또한, 상호접속 층(425)은 기술 층(415) 외부의 콤포넌트들뿐만 아니라 기술 층(415) 내의 콤포넌트들 사이에 접속을 형성하도록 기능할 수 있는데; 이는, 예를 들어, 집적 수동 디바이스(455) 내에 존재할 수 있기 때문이다. 상호접속 층(425)과 같은 전용 상호접속 층의 존재에 의해 지원될 수 있는 전기 신호들의 라우팅을 위한 다수의 방식들이 있을 수 있다.
일부 실시예들에서, 다른 층 콤포넌트들처럼, 기술 층(415)은 다수의 층들로서 포함될 수 있는데, 이는 이러한 특징부들이 매체 삽입체 내에 포함될 수 있는 다양한 기술 옵션들을 나타내기 때문이다. 일부 실시예들에서, 층들 중 하나의 층은 CMOS, BiCMOS, 양극성(Bipolar), 또는 메모리 기반 기술들을 포함할 수 있는 반면, 다른 층은 상이한 기술을 포함할 수 있다. 대안으로, 2개의 층들이 동일한 전반적인 계열(family) 내의 상이한 기술 계열들을 나타낼 수 있는데; 이는, 예를 들어, 하나의 층은 0.5 마이크로미터 CMOS 기술을 이용하여 제조된 전자 요소들을 포함할 수 있고 다른 층은 20 나노미터 CMOS 기술을 이용하여 제조된 요소들을 포함할 수 있기 때문이다. 다양한 전자 기술 유형들의 많은 다른 조합들이 본 명세서에 기술된 기술 내에서 모순이 없을 것임이 명백할 수 있다.
일부 실시예들에서, 매체 삽입체는 삽입체의 외부의 콤포넌트들에 대한 전기적 상호접속부를 위한 위치들을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 예들에서, 매체 삽입체는, 또한, 무선 방식으로 외부 콤포넌트들에 대한 상호접속부를 포함할 수 있다. 그러한 경우에, 안테나 층(435) 내의 안테나의 사용은 무선 통신의 예시적인 방식들을 제공할 수 있다. 많은 경우에, 그러한 안테나 층(435)은, 예를 들어, 매체 삽입체 내의 적층된 집적 콤포넌트 디바이스의 상부 또는 저부에 위치될 수 있다.
본 명세서에서 논의되는 실시예들 중 일부의 실시예들에서, 지금까지 박막 배터리들(430)로 지칭되었던 동력공급 요소들은 적층된 층들 중 적어도 하나의 적층된 층 자체 내의 요소들로서 포함될 수 있다. 또한, 배터리 요소들이 적층된 집적 콤포넌트 층의 외부에 위치되는 다른 실시예들이 가능할 수 있다는 것이 주목될 수 있다. 실시예들에서의 또 다른 다양성이, 별도의 배터리 또는 다른 동력공급 콤포넌트가 또한 매체 삽입체 내에 존재할 수 있거나, 또는, 대안으로, 이들 별도의 동력공급 콤포넌트들이 또한 매체 삽입체의 외부에 위치될 수 있다는 사실로부터 도출될 수 있다. 이러한 예들에서, 기능은 적층된 집적 콤포넌트들의 포함을 위해 설명될 수 있으며, 기능 요소들은 또한 적층된 콤포넌트들을 포함하지 않고 여전히 본 명세서 내의 실시예들에 관련된 기능들을 수행할 수 있는 방식으로 생의학 디바이스들 내에 포함될 수 있다는 것이 명백할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 에너지를 안테나 구조 또는 유사한 에너지 하베스팅 구조(energy harvesting structure)를 통해 무선으로 전달할 수 있다는 점에서 어떠한 배터리도 요구되지 않을 수 있다.
바이오메트릭 기반 모니터링 시스템(410)의 콤포넌트들은, 또한, 적층된 집적 콤포넌트 아키텍처 내에 포함될 수 있다. 일부 실시예들에서, 바이오메트릭 기반 모니터링 시스템(410)의 콤포넌트들은 층의 일부분으로서 부착될 수 있다. 다른 실시예들에서, 전체적인 바이오메트릭 기반 모니터링 시스템(410)은 또한 다른 적층된 집적 콤포넌트들로서 유사한 형상의 콤포넌트를 포함할 수 있다. 일부 대안적인 예들에서, 콤포넌트들은 적층되는 것이 아니라 안과용 디바이스 또는 다른 생의학 디바이스의 주연부 영역들 내에 레이아웃될 수 있으며, 여기서 콤포넌트들의 전반적인 기능적 상호작용(interplay)은 동등하게 기능할 수 있지만, 전체 회로를 통한 신호들 및 전력의 라우팅은 상이할 수 있다.
바이오마커/분석적 화학물질
바이오마커 또는 생물학적 표지자는 대체로 일부 생물학적 상태 또는 컨디션의 측정가능 표시자를 지칭한다. 그 용어는 또한 그의 존재가 생명체의 존재를 나타내는 물질을 지칭하는 데 가끔 사용된다. 추가로, 생활 형태들은 특정 위치에서 그들의 존재의 증거로서 DNA를 비롯한 고유 화학물질을 환경 내에 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 바이오마커들은, 종종, 표준 생물학적 프로세스, 병원성 프로세스, 또는 치료 개입에 대한 약리학적 응답을 검사하기 위해 측정 및 평가된다. 총체적으로, 이들 바이오마커는 질병의 방지와 치료 및 육체 건강과 정신 건강의 유지에 중요한 광대한 양의 정보를 드러낼 수 있다.
바이오마커들을 분석하도록 구성된 생의학 디바이스들은, 어떤 사람의 표준 신체 기능을 신속하고 정확하게 드러내기 위해 그리고 그 사람이 건강한 생활 방식을 유지하고 있는지 여부 또는 질환 또는 질병을 피하기 위해 변화가 필요할 수 있는지 여부를 평가하기 위해 활용될 수 있다. 생의학 디바이스들은 단백질, 박테리아, 바이러스, 체온 변화, pH 변화, 대사물, 전해액, 및 진단 의학 및 분석 화학에서 이용되는 다른 그러한 분석물을 판독하여 분석하도록 구성될 수 있다.
분석물 분석을 위한 형광 기반 탐침 요소
다양한 유형의 분석물들이 형광 기반 분석 기술들을 이용하여 검출 및 분석될 수 있다. 이러한 기술들의 서브세트는 분석물 자체로부터의 직접적인 형광 방출을 수반할 수 있다. 기술들의 보다 포괄적인 세트는 분석물 분자들에 결합하고, 그렇게 결합하는 한, 형광 시그너처를 변경시키는 구성요소들을 갖는 형광 탐침과 관련된다. 예를 들어, FRET(
Figure pat00001
)에서, 탐침은 상호작용하는 단백질들에 화학적으로 부착될 수 있는 2개의 형광단들의 조합으로 구성된다. 형광단들의 서로의 거리는 그로부터 방출되는 형광 신호의 효율성에 영향을 미칠 수 있다.
형광단들 중 하나는 여기(excitation) 조사 신호를 흡수할 수 있고, 여기를 다른 형광단에서의 전자 상태로 공명하여 전달할 수 있다. 부착된 상호작용 단백질들에 분석물들이 결합하는 것은 기하학적 형상을 교란할 수 있고 형광단들의 페어(pair)로부터의 형광 방출에서의 변화를 야기할 수 있다. 결합 부위들은 상호작용 단백질들 내로 유전자적으로 프로그래밍될 수 있으며, 예를 들어 글루코스에 민감한 결합 부위가 프로그래밍될 수 있다. 일부 경우에, 결과로서 생성된 부위는 원하는 샘플의 간질 유체들 내의 다른 구성요소들에 덜 민감하거나 둔감할 수 있다.
FRET 탐침에 분석물이 결합하는 것은 글루코스 농도에 민감한 형광 신호를 초래할 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, FRET 기반 탐침은 10 uM과 같이 작은 글루코스 농도에 민감할 수 있으며, 최대 수백 마이크로몰 농도에 민감할 수 있다. 다양한 FRET 탐침들이 유전자적으로 설계 및 형성될 수 있다. 생성된 탐침들은 대상의 간질 유체들의 분석을 보조할 수 있는 구조들로 구성될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 탐침들은 간질 유체들 및 이들의 콤포넌트들 내로 침투가능한 재료의 매트릭스 내에 위치될 수 있는데, 예를 들어 FRET 탐침들은 하이드로겔 구조들 내로 조립될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 이들 하이드로겔 탐침은 눈에 착용된 경우에 누액에 침지되는 하이드로겔 봉지 내에 있을 수 있도록 하는 방식으로 안과용 콘택트 렌즈의 하이드로겔 기반 프로세싱 내에 포함될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 탐침은 공막 바로 위의 안구 조직 내에 삽입될 수 있다. 형광 발광 분석물 민감성 탐침을 포함하는 하이드로겔 매트릭스는 분석물을 포함하는 신체 유체와 접촉하게 되는 다양한 위치들에 배치될 수 있다.
제공된 예들에서, 형광 탐침은 공막 근처의 눈 영역의 간질 유체와 접촉해 있을 수 있다. 탐침이 침습적으로 매설되는 이러한 경우에, 감지 디바이스는 눈의 외부 위치로부터, 예컨대 눈과 근접하여 유지되는 안과용 렌즈 또는 핸드헬드 디바이스로부터, 형광 탐침 상에 입사되는 방사선 신호를 제공할 수 있다.
다른 예시적인 실시예들에서, 탐침은 안과용 렌즈 내에 또한 매설되어 있는 형광 감지 디바이스에 근접하여 안과용 렌즈 내에 매설될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 하이드로겔 스커트가 형광 검출기를 갖는 안과용 삽입체뿐만 아니라 FRET 기반 분석물 탐침 둘 모두를 봉지할 수 있다.
안과용 삽입체 디바이스, 및 형광 검출기를 갖는 안과용 디바이스
도 5를 참조하면, 예시적인 형광 기반 분석 시스템을 형성할 수 있는 콤포넌트들을 포함하는 안과용 삽입체(500)가 도시되어 있다. 도시된 안과용 삽입체(500)는 도면 부호 535의 내부 경계 및 도면 부호 520의 외부 경계를 갖는 예시적인 환형 형태로 도시되어 있다. 동력공급 요소들(530), 급전식 전자 콤포넌트들(510), 및 상호접속 특징부들(560)에 더하여, 형광 분석 시스템(550)이 있을 수 있는데, 이는 소정의 예시적인 실시예들에서 플랩(flap)(540) 상에 위치될 수 있다. 플랩(540)은 삽입체(500)에 연결되거나 삽입체의 일체형 모놀리식 연장부(monolithic extension)일 수 있다. 플랩(540)은 형광 검출기를 포함하는 안과용 디바이스가 착용될 때 형광 분석 시스템(550)을 적절하게 위치시킬 수 있다. 플랩(540)은 분석 시스템(550)이 광학 구역으로부터 떨어져 있는 사용자 눈의 부분들과 중첩되게 할 수 있다. 형광 기반 분석 시스템(550)은 유체 샘플 내의 분석물을 그의 존재 또는 그의 농도 면에서 판정가능할 수 있다. 비제한적인 예로서, 형광단은 플루오레세인, 테트라메틸로드아민, 또는 로드아민 및 플루오레세인의 다른 유도체들을 포함할 수 있다. FRET 또는 다른 형광 기반 분석을 위한 형광단 조합들을 포함할 수 있는 임의의 형광 방출 분석물 탐침이 본 발명의 기술에 부합할 수 있음이 당업자에게 자명할 수 있다.
형광 분석을 위해, 탐침은 여기 광원에 의해 조사될 수 있다. 이 광원은 분석 시스템(550)의 본체 내에 위치될 수 있다. 일부 예시적인 실시예들에서, 광원은 발광 다이오드와 같은 솔리드 스테이트(solid-state) 디바이스 또는 디바이스들을 포함할 수 있다. 대안의 예시적인 실시예에서, InGaN 기반 청색 레이저 다이오드는, 예를 들어 442 nm 파장에 대응하는 주파수로 조사할 수 있다. 개별 또는 어레이 광원으로서의 나노범위의 광원들이 나비 넥타이 또는 십자 모양과 같은 형상화된 방출 특징부들을 갖는 금속 캐비티들로부터 형성될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 발광 다이오드가 예를 들어 440 nm에 근사하는 대응하는 파장들의 소정 범위의 주파수들을 방출할 수 있다. 또한, 방출 광원들은 일부 실시예들에서 대역 통과 필터링 디바이스로 보완될 수 있다.
삽입체 디바이스를 떠날 때 솔리드 스테이트 디바이스로부터의 광원을 확산시키기 위해 다른 광학 요소들이 사용될 수 있다. 이들 요소들은 안과용 삽입체 본체 자체 내에 성형될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 광섬유 필라멘트들과 같은 요소들이 확산 방출기로서 기능하도록 삽입체 디바이스에 부착될 수 있다.
도 5에 도시된 유형의 안과용 삽입체 디바이스(500)로부터 형광 탐침에 조사를 제공하기 위한 많은 수단이 있을 수 있다.
형광 신호는 또한 형광 기반 분석 시스템(550) 내에서 검출될 수 있다. 솔리드 스테이트 검출기 요소는 예로서 약 525 nm의 대역 내의 광을 검출하도록 구성될 수 있다. 솔리드 스테이트 요소는 기술된 광원 내에 존재하지 않는 대역의 주파수들만을 통과시키는 방식으로 코팅될 수 있다. 다른 예시적인 실시예들에서, 광원은 듀티 사이클을 가질 수 있으며, 검출기 요소의 신호는 광원이 오프 상태인 경우의 기간 동안에만 기록될 수 있다. 듀티 사이클이 사용되는 경우, 광대역 검출 능력을 갖는 검출기가 유리할 수 있다.
개략적으로 도시된 상호접속 특징부들(560)의 전자 제어 버스가 광원 또는 광원들에 신호를 제공하고 검출기로부터의 신호를 반환할 수 있다. 급전식 전자 콤포넌트(510)는 신호들 및 전력 양태들을 제공할 수 있다. 도 5의 예시적인 실시예는 제어 회로로도 지칭될 수 있는 전자 회로로의 동력공급 요소들(530)에 대한 배터리 전원을 도시한다. 다른 예시적인 실시예들에서, 동력공급은 또한 무선주파수 전송 또는 광전 전송과 같은 무선 방식을 통한 에너지 커플링에 의해 전자 회로에 제공될 수 있다.
2013년 8월 28일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제14/011902호에 기재된 바와 같이, 생의학 디바이스 내에서의 형광 검출기들의 사용을 위한 추가 인에이블화가 발견될 수 있다.
이벤트 착색처리 메커니즘을 갖는 안과용 렌즈
분석물을 검출하는 다른 방법은 수동적 착색처리 방식일 수 있는데, 여기서 분석물들은 특정 분석물의 존재를 나타낼 수 있는 컬러 변화를 초래하는 반응 화합물에 정확히 결합될 수 있다.
일부 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘은 예를 들어, 예컨대 열성형 기술들을 통해, 안과용 디바이스의 강성 삽입체에 추가될 수 있거나, 그 위에 프린트될 수 있거나, 또는 그에 매설될 수 있는 반응 혼합물을 포함할 수 있다. 대안으로, 이벤트 착색처리 메커니즘은 강성 삽입체를 필요로 하지 않을 수 있지만, 대신, 예를 들어 프린팅 또는 주입 기술들의 이용을 통해, 하이드로겔 부분 상에 또는 그 내부에 위치될 수 있다.
이벤트 착색처리 메커니즘은 일시적인 누액의 일부 구성성분 또는 안과용 렌즈 내의 일부 구성성분에 반응하는 강성 삽입체의 일부분을 포함할 수 있다. 예를 들어, 이벤트는, 안과용 렌즈의 조성에 따른, 강성 안과용 삽입체 및 하이드로겔 부분 중 어느 하나 또는 양측 모두에 대한 일부 석출물, 예컨대, 지질 또는 단백질의 특정 축적일 수 있다. 축적 레벨은 전원을 필요로 하지 않으면서 이벤트 착색처리 메커니즘을 "활성화"시킬 수 있다. 활성화는 점진적일 수 있는데, 여기서 컬러는 축적 레벨이 증가함에 따라 더 가시적이 되고, 이는 안과용 렌즈가 클리닝되거나 교체될 필요가 있게 되는 때를 나타낼 수 있다.
대안으로, 컬러는 특정 레벨에서만 명백해질 수 있다. 일부 실시예들에서, 활성화는, 예를 들어, 착용자가 하이드로겔 부분 또는 강성 삽입체로부터 석출물을 효과적으로 제거하는 경우에 가역적일 수 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘은 강성 삽입체의 환형 실시예를 허용할 수 있는 광학 구역 외부에 위치될 수 있다. 다른 실시예들에서, 특히 이벤트가 착용자에게 즉각적 행동을 취할 것을 프롬프트할 수 있는 경우, 이벤트 착색처리 메커니즘은 광학 구역 내에 위치되어, 착용자가 이벤트 착색처리 메커니즘의 활성화를 보게 할 수 있다.
일부 다른 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘은 착색 물질, 예를 들어 염료를 함유하는 저장소를 포함할 수 있다. 이벤트 발생 전에, 저장소는 시인되지 않을 수 있다. 저장소는, 예를 들어 단백질 또는 지질을 포함한 누액의 일부 구성요소에 의해 비가역적으로 열화될 수 있는 열화가능 재료로 봉지될 수 있다. 일단 열화되면, 착색 물질은 안과용 렌즈 또는 제2 저장소 내로 방출될 수 있다. 그러한 실시예는, 예를 들어 제조자의 추천 파라미터에 기초하여, 1회용의 안과용 렌즈가 처분되어야 하는 때를 나타낼 수 있다.
도 6a 및 도 6b로 진행하면, 다수의 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 608)을 갖는 광학용 렌즈(600)의 예시적인 실시예가 도시되어 있다. 일부 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 608)은 안과용 렌즈(600)의 연성 하이드로겔 부분(610) 내에 그리고 광학 구역(609) 외부에 위치될 수 있다.
그러한 실시예들은 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 608)의 기능을 위해 강성 삽입체 또는 매체 삽입체를 필요로 하지 않을 수 있지만, 삽입체들은 여전히 안과용 렌즈(600) 내에 포함되어, 추가적인 기능들을 허용할 수 있다. 일부 실시예들에서, 각각의 이벤트 착색처리 메커니즘(601 내지 608)은 안과용 렌즈(600)의 연성 하이드로겔 부분(610) 내에 개별적으로 봉지될 수 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 608)의 내용물은 온도와 같은 일부 상태 또는 바이오마커와 같은 누액의 구성성분에 반응하는 화합물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 각각의 이벤트 착색처리 메커니즘(601 내지 608)은 상이한 이벤트들에 기초하여 "활성화"될 수 있다. 예를 들어, 하나의 이벤트 착색처리 메커니즘(608)은 안구 환경의 온도 변화에 반응할 수 있는 액정을 포함할 수 있고, 여기서 이벤트는 발열(fever)이다. 동일한 안과용 렌즈(600) 내의 다른 이벤트 착색처리 메커니즘들(602 내지 606)은 특정 병원체, 예를 들어 눈의 감염을 야기할 수 있거나 눈 이외의 감염 또는 질병, 예컨대 각막염, 결막염, 각막 궤양, 및 연조직염을 나타낼 수 있는 것들에 반응할 수 있다. 그러한 병원체는, 예를 들어 아칸타모에바 케라티티스(Acanthamoeba keratitis), 슈도모나 아이루기노사(Pseudomona aeruginosa), 네이세리아 고노로이아이(Neisseria gonorrhoeae), 및 스타필로코쿠스(Staphylococcus) 및 스트렙토코쿠스(Streptococcus) 균주, 예컨대 S. 아우레우스(S. aureus)를 포함할 수 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 607)은 누액의 구성성분에 선택적으로 침투가능할 수 있는 화합물로 봉지될 수 있다. 일부 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘들(602 내지 606)은 응집반응(agglutination)에 의해, 예컨대 응고 테스트(coagulase test)를 통해, 기능할 수 있으며, 여기서 더 높은 농도의 병원체는 이벤트 착색처리 메커니즘들(602 내지 606) 내의 화합물에 고착할 수 있고, 군집화 또는 석출물의 형성을 야기할 수 있다. 석출물은 착색처리를 제공할 수 있거나, 또는 별도의 반응을 통해 이벤트 착색처리 메커니즘들(602 내지 606) 내의 다른 화합물과 반응할 수 있다. 대안으로, 이벤트 착색처리 메커니즘들(602 내지 606)은, 예컨대 일부 옥시다제 테스트(oxidase test)를 이용하여, 반응 시에 착색하는 시약을 포함할 수 있다.
또 다른 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘(602 내지 606)은 리트머스 테스트와 유사하게 기능할 수 있는데, 여기서 이벤트 착색처리 메커니즘은 안구 환경 내의 pH 또는 pOH에 기초하여 활성화된다. 예를 들어, 발프로산(valproic acid)의 농도를 모니터링하기 위해, 이벤트 착색처리 메커니즘은 특정 농도까지 발프로산에 결합할 수 있을 특정 단백질을 함유할 수 있다. 비-결합 발프로산은 누액 내의 실효량을 나타낼 수 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘 내의 pH 또는 pOH는 산의 증가된 농도에 따라 증가할 수 있다.
다른 예시적인 착색처리 메커니즘들(601)은 자외선에 반응할 수 있는데, 여기서 이벤트는, 설맹(snow blindness)에서와 같이, UV 광에 대한 눈의 과노출일 수 있다. 다른 착색처리 메커니즘(607)은, 예컨대, 도 1에서 기술된 것과 같은, 단백질 축적에 반응할 수 있다. 일부 이벤트 착색처리 메커니즘들(608)은, 예컨대 착용자가 이벤트에 효과적으로 응답한 경우, 가역적일 수 있다. 예를 들어, 착용자가 안과용 렌즈(600)를 세정한 후, 병원체들 또는 단백질의 레벨은 안과용 렌즈(600)의 안전한 사용을 허용하도록 충분히 감소될 수 있다. 대안으로, 착색처리는, 예컨대 이벤트가 발열이고 착용자의 체온이 효과적으로 낮추어진 경우, 눈에 대해 가역적일 수 있다.
단면으로 도시된 바와 같이, 이벤트 착색처리 메커니즘들(622, 626)은 하이드로겔 부분(630)의 광학 표면을 변화시키지 않으면서 안과용 렌즈(620)의 주연부에 위치될 수 있다. 도시되지 않은 일부 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘들은 적어도 부분적으로 광학 구역(629) 내에 있어서, 이벤트의 착용자에게 경고할 수 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘들(622, 626)의 위치들은 단일 안과용 렌즈(600) 내에서 변화할 수 있는데, 이때 일부는 주연부에 있고 일부는 광학 구역(629) 내에 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 608)이 독립적으로 활성화될 수 있다. 예를 들어, 착용자가 발열이 있어서, 이벤트 착색처리 메커니즘(608) 내에 함유된 액정에서 착색처리의 변화를 트리거할 수 있다. 2개의 다른 이벤트 착색처리 메커니즘들(605, 606)은 높은 레벨의 S. 아우레우스(S. aureus) 및 A. 케라티티스(A. keratitis)를 나타낼 수 있는데, 이는, 특히 다른 징후들이 진단을 확증하게 하는 경우에 발열을 야기하고 있는 것에 대한 가이드를 제공할 수 있다. 이벤트 착색처리 메커니즘들(601 내지 608)이 진단 툴로서 역할하는 경우, 착색처리는 가역적이지 않아서, 착용자가 이벤트 표시를 잃지 않으면서 안과용 렌즈(600)를 제거하게 할 수 있다.
일부 실시예들에서, 이벤트 착색처리 메커니즘(608)은, 파릴렌과 같은 저투과성을 갖는 물질로 코팅될 수 있다. 이러한 실시예는, 이벤트 착색처리 메커니즘(608)이 눈과 접촉하면 잠재적으로 위험할 수 있는 화합물을 함유하는 경우 또는 이벤트가 누액과의 상호작용을 필요로 하지 않는 경우에 특히 중요할 수 있다 예를 들어, 이벤트가 체온 변화인 경우, 액정 액적이 파릴렌 코팅될 수 있는데, 이는 파릴렌을 강화 화합물, 예컨대, 이산화규소, 금, 또는 알루미늄으로 교체함으로써 기밀 밀봉(hermetic seal)으로 추가로 강화될 수 있다.
예시적인 목적을 위해, 안과용 렌즈(600)는 8개의 이벤트 착색처리 메커니즘들을 포함하는 것으로 도시된다. 그러나, 다른 수량의 이벤트 착색처리 메커니즘들이 실용적일 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 수 있다. 일부 예들에서, 광활성 검출기가 안과용 렌즈 삽입체 디바이스 내의 이벤트 착색처리 메커니즘의 영역 내부에 위치될 수 있다. 광활성 검출기는 착색처리 메커니즘의 스펙트럼 내의 광의 존재에 민감하게 형성될 수 있다. 광활성 검출기는 사용자의 주변광을 모니터링할 수 있고, 동작 하의 광의 기준선 레벨을 판정할 수 있다. 예를 들어, 사용자의 안검이 깜박일 때 주변광이 변화할 것이므로, 광활성 검출기는 눈깜박임 이벤트들 사이의 다수의, 예를 들어 10개의 신호 주기들 동안의 응답을 기록할 수 있다. 착색처리 메커니즘이 컬러를 변화시킬 때, 광활성 검출기에서의 평균 신호는 부수적으로 변화할 것이고, 신호가 생의학 디바이스 내의 제어기로 전송될 수 있다. 일부 예들에서, 광원은 광검출기 내에 포함될 수 있어서, 교정된 광 신호가 착색처리 디바이스를 통과할 수 있고 적절한 스펙트럼 영역 내에서의 흡수율 변화를 감지할 수 있게 한다. 일부 예들에서, 정량 또는 반정량 검출 결과는 착색처리 디바이스를 조사하고 광활성 검출기에서의 광검출 레벨을 측정한 것 및 그 레벨을 활성 착색처리 콤포넌트들의 농도에 상관시키는 것으로부터 기인할 수 있다.
도 7a 및 도 7b로 진행하면, 이벤트 착색처리 메커니즘들(711 내지 714, 721 내지 724, 731 내지 734)을 갖는 안과용 렌즈(700)의 대안적인 실시예가 도시되어 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 이벤트 메커니즘들(711 내지 714, 721 내지 724, 및 731 내지 734)은 안과용 렌즈(700) 내에 앵커링(anchor)되는 반응성 분자(712 내지 714, 722 내지 724, 및 732 내지 734)를 각각 포함할 수 있다. 반응성 분자(712 내지 714, 732 내지 734)는 켄처(quencher)(712, 732)에 의해 플랭크되는 중앙 결합 부분(713, 733) 및 착색처리 부분(714, 734), 예를 들어 발색단 또는 형광단을 포함할 수 있다. 분자 구조에 따라, 특정 화합물이 결합 부분(713, 733)에 결합되는 경우, 착색처리 부분(714, 734)은 켄처(712)에 더 가깝게 이동하여 착색처리를 감소시킬 수 있거나, 또는 켄처(732)로부터 멀리 이동할 수 있는데, 이는 착색처리를 증가시킬 것이다. 다른 실시예들에서, 반응성 분자(722 내지 724)는 FRET 페어(722, 724)에 의해 플랭크되는 결합 부분(723)을 포함할 수 있다. FRET 페어(722, 724)는, FRET 페어(722, 724)가 둘 모두 착색처리를 나타낼 수 있지만, 켄처(712, 732) 및 발색단(착색처리 부분)(714, 734)과 유사하게 기능할 수 있고, 서로 근접하게 있는 경우, 그들의 스펙트럼 중첩은 착색처리의 변화를 야기할 수 있다.
반응성 분자(712 내지 714, 722 내지 724, 732 내지 734)는 누액 내의 특정 화합물을 타깃화하도록 선택될 수 있다. 일부 실시예들에서, 특정 화합물은 이벤트를 직접적으로 나타낼 수 있다. 예를 들어, 누액 내의 글루코스의 레벨이 이벤트인 경우, 반응성 분자(712 내지 714, 722 내지 724, 732 내지 734)는 글루코스와 직접적으로 결합할 수 있다. 이벤트가 병원체의 존재 또는 농도인 경우, 예를 들어, 그 병원체의 특정 양태가 반응성 분자(712 내지 714, 722 내지 724, 732 내지 734)와 결합할 수 있다. 이는, 그 병원체의 고유 지질 또는 단백질 구성성분을 포함할 수 있다. 대안으로, 특정 화합물은 이벤트의 간접 표시자일 수 있다. 특정 화합물은 병원체의 부산물, 예컨대 그 병원체에 응답하는 특정 항체일 수 있다.
일부 예시적인 타깃 화합물들은 헤모글로빈; 심근 이벤트의 검출을 위한 트로포니(Troponi); 급성 장염의 검출을 위한 아밀라제; 신부전증의 검출을 위한 크레아티닌; 담도 폐쇄 또는 담즙정체의 검출을 위한 감마-글루타밀; 위염의 검출을 위한 펩시노겐; 암의 검출을 위한 암 항원; 및 질환, 상해, 등을 검출하기 위한 당업계에 공지된 기타 분석물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 반응성 분자(712 내지 714)는 이차적인 화합물(711), 예를 들어 단백질, 펩티드, 또는 앱타머에 의해 안과용 렌즈 내에 앵커링될 수 있다. 대안으로, 하이드로겔(702)은 안과용 렌즈(700) 내의 반응성 분자(722 내지 724)를 보호하기 위해 충분한 앵커를 제공할 수 있다. 반응성 분자(722 내지 724)는 중합화 이전에 반응 단량체 혼합물과 접촉할 수 있는데, 이는 반응성 분자(722 내지 724)가 하이드로겔(721)과 화학적으로 결합하게 할 수 있다. 반응성 분자는 중합화 이후에 그러나 수화(hydration) 이전에 하이드로겔 내에 주입될 수 있는데, 이는 반응성 분자의 정밀한 배치를 허용할 수 있다.
일부 실시예들에서, 앵커링 메커니즘을 착색하는 것은 더 넓은 미적 선택을 제공할 수 있다. 안과용 렌즈(700)는 가장자리 링(limbic ring) 또는 홍채 패턴을 추가로 포함할 수 있는데, 이는 이벤트 착색처리 메커니즘들에 대해 정적이고 자연스러운 배경 또는 전경을 제공할 수 있다. 디자인 패턴은 하이드로겔 상에 또는 그 내부에 포함될 수 있거나, 또는 다양한 프로세스들, 예를 들어 강성 삽입체의 표면 상에 프린트하는 것을 통해 강성 삽입체 내에 포함될 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 주연부 이벤트 착색처리 메커니즘들은 안과용 렌즈(700) 전체에 걸친 랜덤 타점(dotting)보다는, 예를 들어 착용자의 홍채 패턴 또는 안과용 렌즈(700) 내에 포함된 홍채 패턴에 더 자연스럽게 통합할 수 있는 선버스트(sunburst) 패턴을 통해, 덜 인공적인 것으로 보이도록 배열될 수 있다.
다른 실시예들에서, 반응성 분자(732 내지 734)는 강성 삽입체에 앵커링될 수 있다. 도시되지 않은 강성 삽입체는 환형일 수 있고, 광학 구역(701) 외부에서 다수의 반응성 분자들을 앵커링할 수 있다. 대안으로, 강성 삽입체는 단일 반응성 분자(732 내지 734) 또는 동일한 반응성 분자들 중 다수를 앵커링할 수 있는 소형 주연부 삽입체일 수 있는데, 이는 더 강렬한 착색처리를 허용할 수 있다.
단면으로 도시된 바와 같이, 안과용 렌즈(750) 내의 반응성 분자들(760, 780)의 배치는 하이드로겔(752) 내에서 변화될 수 있다. 예를 들어, 일부 반응성 분자들(780)은, 전적으로, 광학 구역(751)과 중첩하지 않는 주연부 내에 있을 수 있다. 다른 반응성 분자(760)는 광학 구역(751) 내로 적어도 부분적으로 연장될 수 있다. 일부 그러한 실시예들에서, 반응성 분자들(760)은, 예컨대 이벤트가 발생한 경우, 그 반응성 분자(760)의 일부 구성들에서 광학 구역(751) 내로 연장될 수 있는데, 이는 이벤트의 착용자에게 경고할 수 있다.
2013년 5월 21일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제13/899528호에 기재된 바와 같이, 생의학 디바이스 내에서의 형광 검출기들의 사용을 위한 추가 인에이블화가 발견될 수 있다.
양자점 분광학
소형 분광 디바이스들은 사용자에 대한 다양한 분석물들의 농도를 측정 및 제어할 수 있는 능력을 갖는 생의학 디바이스들을 창안하는 데 있어서 중요한 지원부의 것일 수 있다. 예를 들어, 글루코스의 계량은 다양한 종류의 약물 처치 후에 환자 내의 재료의 변동을 제어하는 데 이용될 수 있다. 현재 마이크로분광계 설계는 주로 간섭 필터 및 간섭측정 광학기기를 사용하여, 광을 흡수하는 재료를 함유한 혼합물들의 스펙트럼 반응을 측정한다. 일부 예들에서, 분광계는 양자점들로 구성된 어레이를 생성함으로써 형성될 수 있다. 양자점 어레이들에 기초한 분광계는 파장 다중화 원리에 기초하여 광 스펙트럼을 측정할 수 있다. 파장 다중화 원리는 다수의 스펙트럼 대역들이 하나의 필터 요소 및 하나의 검출기 요소로 각각 동시에 인코딩 및 검출되는 경우에 달성될 수 있다. 어레이 포맷은 프로세스가 상이한 인코딩을 갖는 상이한 필터들을 사용하여 다수 회 효율적으로 반복되게 하여, 타깃 스펙트럼의 계산 재구성을 가능하게 하도록 충분한 정보가 획득되게 할 수 있다. CCD 카메라에서 발견된 것과 같은 광 검출기들의 어레이를 고려함으로써 일례가 도시될 수 있다. 광 감지 디바이스들의 어레이는 CCD 어레이 내의 각각의 특정 검출기 요소에 도달하는 광의 양을 정량화하는 데 유용할 수 있다. 광대역 분광계에서는, 복수, 때때로 수백 개의 양자점 기반 필터 요소들이 배치되어, 각각의 필터가, 광이 소정 스펙트럼 영역들로부터 하나 또는 수 개의 CCD 요소들로 통과하게 한다. 수백 개의 그러한 필터들의 어레이는 샘플을 통과한 조명 광이 양자점(QD로 지칭됨) 필터들의 어레이를 통해 QD 필터들에 대한 CCD 요소들의 각각의 세트로 진행할 수 있도록 레이아웃되었다. 스펙트럼으로 인코딩된 데이터의 동시 수집은 샘플의 신속한 분석을 허용할 수 있다.
협대역 스펙트럼 분석 예들이 협대역을 둘러싼 더 적은 수의 QD 필터들을 사용하여 형성될 수 있다. 도 7c에는, 스펙트럼 대역이 2개의 필터들의 조합에 의해 관찰될 수 있는 방법의 예시가 도시되어 있다. 수백 개의 필터들의 어레이가 다수 회 반복된 도 7c에서의 개념과 유사한 개념으로 구상될 수 있다는 것도 또한 명백할 수 있다.
도 7c에서, 제1 QD 필터(770)는 y-축 상에 ABS로 도시되고 표시된 바와 같은 연관 스펙트럼 흡수 응답을 가질 수 있다. 제2 QD 필터(771)는 필터에 포함된 양자점들의 상이한 본질과 연관되는 변형된 연관 스펙트럼 흡수율을 가질 수 있고, 예를 들어, QD들은 QD 필터(771)에서 더 큰 직경을 가질 수 있다. 모든 파장의 광(백색광)의 평탄한 방사도의 차이 곡선은 필터(771)를 가로지르고 필터(770)를 가로지르는 광으로부터의 흡수 결과의 차이로부터 기인할 수 있다. 따라서, 이러한 2개의 필터들을 통해 조사하는 효과는 상이한 곡선이 묘사된 투과 대역(772)에서 스펙트럼 응답을 나타낼 것이고, 여기서 y-축은 응답 곡선이 투과 특성에 관한 것임을 나타내도록 투과율을 라벨링한다는 것이다. 분석물 - 분석물은 UV/가시 스펙트럼에서, 그리고 아마도 적외선에서 흡수 대역을 가짐 - 이 분광계의 광 경로 내로 도입되는 경우, 그 결과는 스펙트럼(773)에 의해 도시된 바와 같이 해당 스펙트럼 대역에서의 광의 투과를 수정하게 할 것이다. 772로부터 773으로의 차이는 2개의 양자점 필터들에 의해 한정되는 영역 내의 분석물에 대한 흡수 스펙트럼(774)을 초래한다. 따라서, 좁은 스펙트럼 응답이 적은 수의 필터들에 의해 획득될 수 있다. 일부 예들에서, 상이한 필터 유형의 동일한 스펙트럼 영역에 의한 리던던트 커버리지가, 스펙트럼 결과의 신호 대 잡음 특성을 개선하도록 채용될 수 있다.
QD에 기초한 흡수 필터들은 표면 상에 켄칭 분자(quenching molecule)들을 갖는 QD들을 포함할 수 있다. 이러한 분자들은 QD가 적절한 주파수 범위 내의 에너지를 흡수한 후에 광을 방출하지 않게 할 수 있다. 더 일반적으로, QD 필터들은 벌크 여기 보어(Bohr) 반지름보다 더 작은 반경을 갖는 나노결정으로부터 형성될 수 있는데, 이는 전자 전하들의 양자 제약을 가져온다. 결정의 크기는 나노결정의 제한된 에너지 상태와 관련되며, 대체로, 결정 크기를 감소시키는 것은 더 강한 제약의 효과를 갖는다. 이러한 더 강한 제약은 양자점 내의 전자 상태에 영향을 미치고, 증가되는 실효 밴드갭을 초래하는데, 이는 광학 흡수 및 형광 방출 양측 모두를 청색 파장으로 변환하게 된다. 구매 또는 제조에 이용가능할 수 있는 양자점들의 넓은 어레이에 대해 정의되는 많은 스펙트럼 제한된 공급원들이 있어 왔고, 필터로서 동작하는 생의학 디바이스 내에 포함될 수 있다. 약간 수정된 QD들을 배치함으로써, 예컨대 QD의 크기, 형상, 및 조성을 변화시킴으로써, 심자외선(deep ultraviolet) 내지 중적외선에 이르는 파장에 걸쳐서 계속적이고 정교하게 흡수 스펙트럼을 동조시키는 것이 가능해질 수 있다. QD는 또한 매우 미세한 패턴으로 프린팅될 수 있다.
양자점 분광계를 갖는 생의학 디바이스들
도 8a는 생의학 디바이스(800) 내의 예시적인 QD 분광계 시스템을 도시한다. 도 8a에서의 예시는 샘플을 수집하는 것에 대한 수동적 접근법을 이용할 수 있으며, 여기서 샘플 유체가 채널(802)에 수동적으로 진입한다. 채널(802)은 일부 예들에서 생의학 디바이스(800) 내부일 수 있고, 다른 예들에서, 도시된 바와 같이, 생의학 디바이스(800)는 재진입 캐비티를 갖는 외부 영역을 둘러쌀 수 있다. 생의학 디바이스(800)가 자체 외부에 유체의 채널을 생성하는 일부 예들에서, 디바이스는 또한 채널 영역에서 외부 유체와 상호작용하도록 시약 또는 염료를 방출하는 세공(pore)(860)을 포함할 수 있다. 비제한적인 관점에서, 수동적 샘플링은 생의학 디바이스(800)가 삼킬 수 있는 정제일 수 있는 일례를 참조하면 이해될 수 있다. 정제는 분석물의 존재 동안에 위액과 같은 주변 유체를 분석하는 영역들뿐만 아니라 약물(850)을 방출하는 영역들을 포함할 수 있는데, 여기서 분석물은 예를 들어 약물일 수 있다. 정제는 약물에 근접한 제어기(870) 영역들을 포함할 수 있고, 여기서 약물의 방출의 제어가 생의학 정제 디바이스의 일부분에 의해 행해질 수 있다. 분석 영역(803)은 외부 유체가 채널 내로 그리고 채널 외부로 수동적으로 유동하게 하는 생의학 정제 디바이스 내에 재진입 채널을 포함할 수 있다. 분석물, 예를 들어, 위액 내의 분석물이 채널 내로 확산하거나 유동할 때, 그것은 도 8a에 도시된 바와 같은 분석 영역(803) 내에 위치되게 된다.
이제 도 8b를 참조하면, 일단 분석물이 확산하거나 또는 달리 채널(802)로 지칭될 양자점 분광계 채널에 진입하면, 샘플(830)이 양자점(QD) 방출기(810)의 방출 부분에서 이동할 수 있다. QD 방출기(810)는 QD 방출기(810)에게 채널(802)을 가로질러 광의 출력 스펙트럼을 방출할 것을 지시하는 정보를 QD 방출기 제어기(812)로부터 수신할 수 있다.
일부 예들에서, QD 방출기(810)는 양자점의 방출 속성에 기초하여 작용할 수 있다. 다른 예들에서, QD 방출기는 양자점의 흡수 속성에 기초하여 작용할 수 있다. 양자점의 방출 속성을 이용하는 예들에서, 이들 방출은 광자극(photostimulate)될 수 있거나 또는 전기 자극될 수 있다. 광자극의 일부 예들에서, 자광선 내지 자외선 내의 에너지 광이 광원에 의해 방출될 수 있고, 양자점에서 흡수될 수 있다. QD에서의 여기는 협대역 내의 특유 에너지의 광자를 방출함으로써 이완될 수 있다. 전술된 바와 같이, QD는 방출이 선택된 관심 주파수에서 발생하도록 엔지니어링될 수 있다.
예들의 유사한 세트에서, QD들은 층들의 세트 내에 형성될 수 있다. 층들은 QD들 내로 전자들 및 정공들을 공여할 수 있는 전기 활성 층들 사이에 QD들을 배치할 수 있다. 전자들 및 정공들의 공여로 인한, 이러한 여기는 유사하게 QD들을 자극하여 선택된 주파수의 특징적인 광자들을 방출할 수 있다. QD 방출기(810)는 양자점으로서 기능하는 나노스코픽 결정들의 포함에 의해 형성될 수 있으며, 결정들은 그들이 방출기 요소에 포함되기 전에 그들을 형성하는 데 사용되는 재료 및 그들의 성장이 제어될 수 있다.
대안적인 세트의 예들에서, QD가 흡수 모드에서 작동하는 경우, 소정 세트의 필터들의 조합이 소정 영역 내의 스펙트럼 응답을 판정하는 데 사용될 수 있다. 이러한 메커니즘은 도 7c를 참조하여 이전 섹션에 기술되어 있다. QD 흡수 요소들의 조합은 분석을 위한 스펙트럼의 영역을 선택하도록 분석 시에 이용될 수 있다.
이러한 유형의 방출 예들 중 어느 하나에서, 광 주파수들의 스펙트럼은 QD 방출기(810)에 의해 방출될 수 있고, 샘플(830)을 통과할 수 있다. 샘플(830)은 샘플 내의 화학적 구성요소가 방출된 주파수들 중 일부를 흡수할 수 있는 경우에 그러한 주파수로부터의 광을 흡수할 수 있다. 흡수되지 않은 나머지 주파수는 검출기 요소로 계속 향할 수 있는데, 여기서 QD 수신기(820)는 광자를 흡수할 수 있고, 이들을 전기 신호로 변환할 수 있다. 이러한 전기 신호들은 QD 검출기 센서(822)에 의해 디지털 정보로 변환될 수 있다. 일부 예들에서, 센서(822)는 각각의 QD 수신기들(820)에 접속될 수 있거나, 또는 다른 예들에서, 전기 신호들이 감지용 중앙집중식 전기 회로로 라우팅될 수 있다. 디지털 데이터는 QD 파장 흡수율 값에 대한 사전결정된 값들에 기초하여 샘플(830)을 분석하는 데 이용될 수 있다.
도 8c에서, QD 시스템은 샘플이 공간적으로 위치된 스펙트럼 분석 요소들의 전방으로 이동되는 방식으로 도시되어 있다. 이는, 예를 들어 마이크로유체 진행에 대해 기술된 방식으로 달성될 수 있다. 다른 예들에서, 샘플(830)은 생의학 디바이스의 재료로 외부 유체를 봉입하는 생의학 디바이스의 영역 내부에서 확산하여 샘플이 수동적으로 유동할 수 있는 세공 또는 캐비티를 형성하거나, 또는 생의학 디바이스 내에서 방출기로부터 생의학 디바이스 외부로 그리고 다시 생의학 디바이스 내의 검출기로 광을 전달하는 분석적 영역으로 확산하는 분석물을 포함할 수 있다. 도 8b 및 도 8c는 분석 영역을 따라 제1 위치(831)로부터 새로운 위치(832)로 이동한 샘플(830)의 위치들 사이의 차이로서 그러한 움직임을 도시한다. 다른 예들에서, QD들은 단일 다점 위치에서 작용하도록 통합될 수 있고, 여기서 여기 수단 및 감지 수단은 각각의 기능에 대한 단일 요소들로 통합된다. 안과용 디바이스와 같은 일부 생의학 디바이스는 100개 초과의 양자점 디바이스들을 포함하는 분광계에 대한 공간적 제한을 가질 수 있지만, 다른 생의학 디바이스들은 혼합물을 함유한 분석물의 전체 분광 특성을 허용하는 수백 개의 양자점 디바이스들을 가질 수 있다.
QD 분석 시스템은 또한 마이크로유체 디바이스와 함께 염료를 함유한 시약으로 분석물을 함유한 샘플을 반응시키도록 기능할 수 있다. 염료 분자는 특정 분석물에 반응할 수 있다. 전술된 바와 같이, 그러한 결합의 일례가 FRET 표시자일 수 있다. 염료 분자는 상당히 강한 자외선 및 가시 스펙트럼 내의 흡수율 대역을 가질 수 있으며, 이는 높은 소광 계수를 갖는 것으로도 지칭될 수 있다. 따라서, 적은 양의 특정 분석물은 QD 분석 시스템에 의해 포커스를 둘 수 있는 스펙트럼 주파수에서 상당히 흡수하는 분자에 선택적으로 결합될 수 있다. 염료 복합재의 증강된 신호는 분석물 농도의 더 정밀한 수량화를 허용할 수 있다.
일부 예들에서, 마이크로유체 프로세싱 시스템은 분석물 샘플을 타깃 분석물에 결합할 염료를 포함하는 시약과 혼합할 수 있다. 마이크로유체 프로세싱 시스템은 염료와 분석물 사이의 충분한 착화(complexing)를 보장할 기간 동안에 2개의 샘플을 함께 혼합할 수 있다. 그 후, 일부 예들에서, 마이크로유체 프로세싱 시스템은 혼합된 액체 샘플을, 임의의 착화되지 않은 염료 분자에 결합할 수 있는 표면을 포함하는 위치로 이동시킬 수 있다. 이어서, 마이크로유체 시스템이 샘플 혼합물을 분석 영역 내로 더 이동시키는 경우, 나머지 염료 분자들은 샘플 내의 분석물의 농도에 상관가능할 것이다. 혼합물은 기술된 방식으로 양자점 방출 광원 또는 양자점 흡수 필터 중 어느 하나의 전방으로 이동될 수 있다.
소정 유형의 형광 염료가 켄칭 분자를 갖는 양자점들을 착화시킴으로써 형성될 수 있다. 양자점과 착화된 켄칭 분자의 시약 혼합물은 생의학 디바이스 내에서 분석물을 함유한 샘플 내에, 예를 들어 마이크로유체 셀 내에 도입될 수 있다. 켄칭 분자는 분석물에 선택적으로 결합할 수 있는 영역들을 포함할 수 있고, 그렇게 하는 한, 양자점으로부터 켄칭 분자를 분리시킬 수 있다. 착화되지 않은 양자점은 이제, 여기 방사선의 존재 시에 형광을 발할 수 있다. 일부 예들에서, 양자점 필터들의 조합들은 착화되지 않은 양자점의 파장 특성에서 증강된 방출의 존재를 검출하는 능력을 생성하는 데 이용될 수 있다. 다른 예들에서, 착화되지 않은 양자점들의 증강된 방출을 검출하는 다른 방식들이 활용될 수 있다. 착화된 양자점들의 솔루션은 생의학 디바이스의 마이크로유체 프로세싱 셀 내에 저장될 수 있고, 생의학 디바이스 내에 도입되는 샘플들에서 사용자로부터 분석물의 존재를 검출하는 데 이용될 수 있다.
안과용 삽입체 디바이스, 및 마이크로유체 검출기를 갖는 안과용 디바이스
이제 도 9a를 참조하면, 안과용 디바이스의 예시적인 마이크로유체 분석 시스템(950)의 상면도가 안과용 매체 삽입체 위에 도시되어 있다. 동력공급 요소(951), 제어 회로(952), 및 상호접속 특징부(953) 외에도, 일부 실시예들에서, 매체 삽입체는 폐액 보관 콤포넌트(955)를 포함하는 마이크로유체 분석 콤포넌트(954)를 포함할 수 있다. 마이크로유체 분석 시스템(950)은 유체 샘플에서 분석물/바이오마커를 그의 존재 또는 그의 농도 면에서 판정하는 것이 가능할 수 있다. 마이크로유체 분석 시스템은 사용자의 누액에서 발견될 수 있는 다수의 분석물을 화학적으로 검출할 수 있다. 비제한적인 예는 누액의 샘플 내에 존재하는 글루코스의 양의 검출을 포함할 수 있다.
2013년 5월 17일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제13/896708호에 기재된 바와 같이, 생의학 디바이스 내에서의 형광 검출기들의 사용을 위한 추가 인에이블화가 발견될 수 있다.
안과용 삽입체 디바이스, 및 망막 혈관화 검출기를 갖는 안과용 디바이스
이제 도 9b를 참조하면, 예시적인 동력공급형 안과용 디바이스를 갖는 환자의 눈의 측단면도가 도시되어 있다. 특히, 안과용 디바이스(900)와 각막(906) 사이의 적어도 일부 부분들에서 안액과 함께 각막(906) 상에 놓인 동력공급형 콘택트 렌즈의 형태를 취하는 안과용 디바이스(900)가 도시된다. 일부 실시예들에서, 안과용 디바이스(900)의 오목한 외형은 하나 이상의 압전 트랜스듀서(piezoelectric transducer)들이 각막(906) 상에 직접 놓일 수 있도록 설계될 수 있다. 각막(906) 상에 직접 놓이는 압전 트랜스듀서를 갖는 것은 더 많은 이미징 상세를 허용할 수 있는데, 이는 초음파 펄스들이 초점(902, 910)들로부터 각막(906)을 향해 직접 이동할 수 있기 때문이다. 본 예시적인 실시예에 나타낸 바와 같이, 압전 트랜스듀서(들)는 동력공급형 콘택트 렌즈의 주변 영역 상에 또는 시력 방해를 방지하기 위해 시선 밖에 위치한다. 그러나, 대안적인 동력공급형 콘택트 렌즈 디바이스에서, 압전 트랜스듀서는, 또한 사용자의 시야와 상당히 간섭하지 않으면서 동공(904)의 전방에 위치된 중앙 영역에 위치될 수 있다.
따라서, 안과용 디바이스(900)의 설계에 따라, 초음파 펄스들은, 유리체액(920)을 통과하고 박동 혈관들(예컨대, 912, 916)을 포함하는 하나 이상의 망막 영역들에 도달하기 전에, 눈의 수정체(908)를 통과할 수 있다. 일부 실시예들에서, 망막 영역은 인근의, 또는 특정 기능을 제공하는 안구 부분들을 포함하거나 또는 예를 들어 주변 시야 손실의 조기 검출을 위해 스크리닝될 수 있는 황반(914), 예를 들어, 연령과 관련된 황반 변성을 비롯한 특정 질환의 예측자로서 사용될 수 있는 사전결정된 영역들일 수 있다. 검출된 전기 신호는 또한 비제한적인 예들로서 사용자 맥박 및 혈압과 관련된 데이터 스트림을 제공할 수 있다.
2013년 11월 22일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제14/087315호에 기재된 바와 같이, 생의학 디바이스 내에서의 초음파 펄스 기반 검출기들의 사용을 위한 추가 인에이블화가 발견될 수 있다.
위치 인식
위치 인식은 바이오메트릭 기반 정보 통신 실시예들에 매우 중요할 수 있다. 위치 인식을 확립하는 다수의 방식들이 있을 수 있다. 일부 예들에서, 생의학 디바이스는 스마트폰과 같은 다른 디바이스와 협업하여 기능할 수 있다. 생의학 디바이스와 다른 디바이스 사이에 확립되는 통신 링크가 있을 수 있다. 그러한 실시예들에서, 스마트폰과 같은 디바이스는 사용자의 위치를 판정하는 기능을 수행할 수 있다. 다른 예들에서, 생의학 디바이스는 독립적 방식으로 사용될 수 있고, 위치를 판정하는 능력을 가질 수 있다. 독립적 방식에서, 생의학 디바이스는 컴퓨터 네트워크와 상호작용하는 통신 수단을 가질 수 있다. 비제한적인 의미로 Wi-Fi 통신, 셀룰러 통신, 블루투스 통신, 지그비 통신 등을 포함하는, 네트워크들 및 다른 네트워크 액세스가능 디바이스들에 접속하기 위한 많은 방식들이 있을 수 있다. 네트워크에의 접속은 위치를 판정하는 데 이용될 수 있다. 위치는 생의학 디바이스 또는 스마트폰과 같은 그의 연관 디바이스에 의해 액세스될 수 있는 네트워크 액세스 디바이스의 공지된 위치에 기초하여 추정될 수 있다. 네트워크 액세스 디바이스들 또는 셀룰러 액세스 디바이스들의 조합은 삼각측량 및 개선된 위치 판정을 허용할 수 있다.
다른 예들에서, 생의학 디바이스 또는 그의 연관 디바이스는 그 자신의 위치를 직접적으로 판정할 수 있다. 이들 디바이스는 GPS(global positioning system) 네트워크와 상호작용할 수 있는 무선 시스템들을 가질 수 있다. 위성으로부터의 다수의 신호들의 수신은 GPS 무선기기의 위치를 매우 정밀하게 판정하는 표준화된 방식들에서 이용되는 알고리즘에 의해 프로세싱될 수 있다.
사용자를 위해 소정 정도의 지리적 정확도로 위치를 판정함으로써, 다양한 위치 기반 정보 통신 실시예들이 가능해질 수 있다.
바이오메트릭
바이오메트릭은, 구체적으로, 생물학적으로 관련된 양태들의 측정을 의미한다. 일반적인 용법으로, 그 용어는, 예로서 손가락 지문, 안면 특성, 신체 유형 및 걸음걸이와 같은 식별 또는 보안 양태들을 위해 활용될 수 있는 개인의 생물학적 양태들의 측정을 의미하게 되었다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 바이오메트릭은, 더 일반적으로, 생의학 디바이스로 측정 또는 분석될 수 있는 생물학적 특성을 지칭한다. 이러한 설명의 나중의 섹션들에서, 바이오메트릭 기반 정보 통신의 목적을 위한 유용한 바이오메트릭 데이터의 많은 예들이 개시된다. 온도의 바이오메트릭 파라미터는 비제한적인 예일 수 있다. 사용자의 표면 상의 그리고 사용자의 중심부 내의 체온을 측정하는 다수의 수단이 있을 수 있다. 체온의 측정은 정상으로부터의 이탈을 보여줄 수 있다. 측정은 사용자의 위치에 관한 다른 정보와 결합될 수 있고, 현재 주변 온도가 획득될 수 있다. 바이오메트릭 중심부 체온이 낮고 주변 온도가 또한 낮은 경우, 사용자는 우선시되는 따뜻한 음료 또는 의복에 대한 옵션들로 지향될 수 있다. 반면, 고온은 우선시되는 차가운 음료 공급부 또는 의복으로 지향시킬 수 있다. 주변 온도 상승과 무관하게 더 높은 온도를 향하는 일반화된 경향은 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템이, 지역 의사 또는 약국이 사용자에 의해 희망될 수 있는지 여부를 문의하게 할 수 있다. 그러한 바이오메트릭 데이터의 측정을 위한 다수의 정보 통신 이용이 있을 수 있다.
도 10을 참조하면, 예시적인 안과용 생의학 디바이스 유형(1005)을 통해 획득될 수 있는 일부 바이오메트릭 데이터의 예들이 발견된다. 일부 예들에서, 안과용 디바이스는 하기의 유형의 바이오메트릭 데이터 중 하나 이상을 측정 및/또는 분석할 수 있다. 일부 예들에서, 안과용 디바이스는 주변광 레벨(1010)과 협력하여 동공의 특성을 검출 및 측정할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 안내압(1015)을 측정 또는 추정할 수 있다. 2013년 11월 22일자로 출원되고 본 명세서에 참고로 포함되는 미국 특허 출원 제14/087217호에 기재된 바와 같이, 생의학 디바이스 내에서의 안내압의 측정을 위한 추가 인에이블화가 발견될 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는, 예를 들어 안과용 렌즈 내에 포함된 MEMS 기반 가속도계에 의해, 사용자의 눈(1020)의 움직임을 측정 또는 추정할 수 있다. 사용자의 수면 상태의 추정과 같은 눈의 움직임을 측정하기 위한 다수의 목적들이 있을 수 있다. 일부 예들에서, 사용자가 수면 중인 것은 안전하지 않을 수 있고, 애플리케이션들은 그러한 측정 및 판정에 대해 동작을 취할 수 있다. 다른 예들에서, 사용자의 수면 상태는 REM(rapid eye movement) 수면 상태 동안에 평가될 수 있다. 사용자의 REM 수면 시간 및 지속시간은 정보 통신 시스템이 의사, 수면 보조기, 영양제 등을 제안하게 할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 사용자의 눈깜박임 기능(1025)의 특성을 측정 또는 추정할 수 있다. 눈깜박임 기능에 상관될 수 있는 다수의 환경 또는 건강 상태가 있을 수 있으며, 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템은 상태와 관련된 제품 또는 서비스를 제안할 수 있다. 단순화된 예에서, 사용자 눈깜박임 기능(1025) 및 주변광 레벨과 협력하는 동공의 특성의 조합이 다양한 유형의 선글라스에 대한 정보 통신 옵션을 환기시킬 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 바이오메트릭 신호 및 근육/신경 시그널링(1030)의 특성을 측정 또는 추정할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 사용자의 맥박(1035)의 특성을 측정 또는 추정할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 사용자의 혈압(1040) 또는 상대적 혈압의 특성을 측정 또는 추정할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 사용자의 체온(1045)의 특성을 측정 또는 추정할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 사용자의 눈(1050)의 화학적 특성을 측정 또는 추정할 수 있다. 화학적 특성은 사용자에게서의 혈액 또는 조직의 CO2 레벨, 누액의 pH 레벨 등에 관한 것일 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 감염(1055)의 존재에 대한 바이오마커들 및 안구 특성들을 측정하거나 평가할 수 있다.
다른 예에서, 안과용 디바이스는 사용자의 헤모글로빈의 특성 및 사용자의 혈액(1060)의 산소포화도의 레벨들을 측정 또는 추정할 수 있다.
또 다른 예에서, 안과용 디바이스는 생체이용가능 화학물질 및 단백질(1070)의 존재 및 농도를 측정 또는 추정할 수 있다. 비제한적인 예로서, 누액 내의 글루코스의 레벨이 평가될 수 있거나, 또는 세포간 영역들 내에서, 예컨대 공막 내에서의 글루코스 레벨이 평가될 수 있다. 일부 예들에서, 현저한 발산의 추정치들은 바이오메트릭 시스템이 의료 처치 옵션을 제안하게 할 수 있는 반면, 표준 판독치로부터의 더 적은 발산의 경우, 사용자는 사용자의 근처에서 식료품 또는 서비스를 제안받을 수 있다.
바이오메트릭 정보 통신 시스템에서 획득 및 이용될 수 있는 바이오메트릭 판독의 다수의 다른 예들이 있을 수 있다. 정보 통신 및 건강 관점으로부터의 응답들은 시간 및 경험에 따라 발달하고 더 많아지고 더 정교해질 것으로 예상될 수 있지만, 본 명세서에서 논의되는 방법들 및 디바이스들은, 바이오메트릭 데이터 및 통신을 획득하고 정보 통신 관점에서 그러한 데이터의 이용을 가능하게 하도록 그러한 데이터를 프로세싱하기 위한 기본 솔루션 및 백본(backbone)을 제공한다.
감지 예
본 발명에 부합하는 감지를 수행하도록 개별적으로 또는 조합하여 이용될 수 있는 수많은 유형들의 생의학 관련 감지 기법들이 존재할 수 있다. 각각은 재충전에 대한 상이한 필요성들을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 사용자의 피부 아래에 위치된 센서들이 바람직하게는 무선 충전 능력을 가질 수 있다. 피부에 또는 그 위에 착용되는 센서들이 무선 충전 능력을 가질 수 있거나 또는 단일 사용 디바이스들일 수 있다. 도 11a를 참조하면, 수많은 예시적인 유형들의 생의학 디바이스들의 개요가 발견될 수 있다. 본 명세서에 일부가 상세히 기술된 콘택트 렌즈들, 안내 디바이스들, 누점 플러그들 등과 같은 다양한 안과용 디바이스들(1100)은, 안구 환경에서 생체유체들 내의 분석물들을 분석하는 것을 포함하는 다양한 감지 기능들을 수행할 수 있다.
콘택트 렌즈들(1101)은 또한 본 명세서에서 이전에 언급되었던 바와 같이 안구 조직 내에 이식될 수 있는 감지 디바이스들로부터의 결과들을 측정하고 정량화하는데 사용될 수 있다.
기관들(1111) 안으로의 이식물들은, 뇌 이식물들, 심장 이식물들, 심장 박동 조절기들, 및 사용자의 기관들 내로 이식되는 다른 이식물들을 포함할 수 있다. 이들 이식물들은 사용자의 셀룰러 조직층 또는 사용자의 셀룰러 조직층과 접촉하는 유체를 직접적으로 감지하거나 또는 간접적으로 감지하는 것이 가능할 수 있다.
다른 예들에서, 생의학 감지 디바이스는 청각 센서(1102)일 수 있다. 청각 센서는 예를 들어 적외선 신호로서 체온과 같은 바이오메트릭을 간접적으로 감지할 수 있다. 청각 센서는 또한 혈액 산소화, 분석물 및 생물-유기체 감지 및 다른 이러한 감지와 같은 다른 바이오메트릭들을 정량화하는 것이 가능할 수 있다.
치과용 센서(1103)는 여러 다양한 유형들의 바이오메트릭 데이터를 감지하는데 이용될 수 있다. 센서는 이 환경에서 생물학적 유체들 및 식품으로부터의 화학종들 및 생체분자들에 대한 구강 내의 유체들을 탐침할 수 있다. 센서는 또한, 비제한적인 관점에서, 체온들, 호흡율들, 지속기간들, 강도들 등과 같은 바이오메트릭들에 직접적으로 또는 간접적으로 관련될 수 있는 환경 내의 압력들, 온도들, 흐름들 및 사운드들을 포함하는 다양한 유형들의 간접적인 측정들을 위해 탐침할 수 있다.
혈관 포트 센서들(1104)은 혈류 내의 다양한 양상들을 감지하는데 이용될 수 있다. 일부 예들은 글루코스 모니터링, 산소 모니터링 또는 다른 화학적 모니터링을 포함할 수 있다. 비제한적인 예들로서 혈압 또는 맥박과 같은 다른 바이오메트릭들이 혈관 포트에서 모니터링될 수 있다.
일부 바이오메트릭 센서들은 착용가능 센서들(1105)일 수 있다. 착용가능 센서(1105)는 다양한 바이오메트릭들을 간접적으로 측정할 수 있다. 일부 예들에서, 감지 요소는 사용자의 임의의 신체 조직 또는 신체 유체와 독립적일 수 있다. 이러한 감지 요소는, 사용자의 움직임의 양과 같은, 사용자의 신체에 관련된 바이오메트릭들을 전체로서 모니터링할 수 있다. 다른 착용가능 센서들은 사용자의 셀룰러 조직층을 직접적으로 또는 간접적으로 감지 또는 탐침할 수 있으며, 이는 비제한적인 예들로서 땀의 온도, 산소화, 및 화학적 분석의 측정들을 가능하게 할 수 있다. 착용가능 센서들(1105)은 일부 예들에서 의류 또는 보석류에 포함되거나 그의 형태를 취할 수 있다. 다른 예들에서, 착용가능 센서들(1105)은 의류 또는 보석류에 부착될 수 있다.
바이오메트릭 센서들의 다양한 예들은 수술 절차가 사용자의 피부층 아래에 센서들을 둔 채로 생의학 디바이스를 배치시킬 수 있는 피하 센서들(1106)에 포함될 수 있다. 피하 센서(1106)는 조직층들과의 또는 간질 유체들과의 직접적인 접촉에 민감할 수 있다. 피하 센서(1106)는 예를 들어 본 명세서에서 이전에 기술된 기법들 등으로 다양한 분석물들에 대해 분석하는 것이 가능할 수 있다. 온도, 압력 및 다른 이러한 물리적으로 관련있는 바이오메트릭 파라미터들과 같은 물리적 파라미터들이 또한 측정될 수 있다.
센서들은 스텐트 센서(1107)를 형성하는 다양한 종류들의 혈관 또는 위장 스텐트들에 포함될 수 있다. 스텐트 센서들(1107)은 그에 따라 다양한 화학종들의 감지를 수행하는 것이 가능할 수 있다. 혈관들 내에 포함된 스텐트 센서들(1107)은 다양한 유형들의 물리적 파라미터들을 특징짓고 측정하는 것이 또한 가능할 수 있다. 예를 들어, 스텐트 센서(1107)의 혈관 형태는 혈관 압력의 생리학적으로 관련있는 판정을 위해 심장 펌핑 사이클들 동안에 혈관 내의 압력들을 측정하는 것이 가능할 수 있다. 이러한 압력 센서가 소형 압전 센서들, 탄성중합체 센서들 및 다른 이러한 센서들로 기능할 수 있는 수많은 방식들이 존재할 수 있다. 혈류 내에서 직접적으로 모니터링될 수 있는 압력에 추가하여 수많은 물리적 파라미터들이 존재할 수 있다.
삼킬 수 있는 정제(1108)와 같은 정제 형태 바이오메트릭 센서가 바이오메트릭 피드백을 제공하기 위해 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 삼킬 수 있는 정제는 제약 콤포넌트들을 포함할 수 있다. 다른 예들에서, 삼킬 수 있는 정제(1108)는 다양한 종류들의 바이오메트릭 센서들을 단순히 포함할 수 있다. 삼킬 수 있는 정제(1108)는 그것이 포함하는 위장 유체들의 분석물 측정들을 수행할 수 있다. 더욱이, 정제들은 수행될 수 있는 물리적 측정들의 비제한적인 예로서 중심 핵 온도 측정들을 제공할 수 있다. 사용자의 소화 기관을 통한 정제의 이동 속도는 또한 바이오메트릭 관련성의 추가 정보를 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 분석물 센서들은 음식물 소비 및 영양상의 양태들에 관련된 측정들을 제공하는 것이 가능할 수 있다.
붕대 형태 바이오메트릭 센서(1109)는 바이오메트릭 감지를 수행하는데 이용될 수 있다. 일부 예들에서, 붕대 형태 바이오메트릭 센서(1109)는 착용가능 센서(1105)와 유사할 수 있고, 땀의 양태들을 포함하는 피부 환경 내의 화학물질에 대한 측정들을 수행할 수 있다. 붕대 형태 바이오메트릭 센서(1109)는 또한 물리적 측정들을 수행할 수 있다. 일부 특수한 예들에서, 붕대는 사용자의 다양한 종류들의 상처의 근접부에 있을 수 있고, 그 영역 내의 화학적 및 물리적 측정들은 치료에 관련된 전문화된 목적을 가질 수 있다. 다른 예들에서, 붕대 센서는 바이오메트릭 센서의 포함을 위한 유용한 폼팩터 또는 환경적으로 제어되는 영역일 수 있다. 일부 예들에서, 붕대 형태 바이오메트릭 센서(1109)는 심전도의 구성요소들과 같은 전기 신호들을 측정할 수 있고 그들을 무선으로 송신할 수 있는 자가 급전식 전기 감지 디바이스를 포함할 수 있다.
바이오메트릭 센서는 신경 이식물(1110) 내에 포함될 수 있다. 신경 이식물은 일부 경우들에서 사용자의 뇌 내에 만들어질 수 있는데, 여기서 그 신경 이식물은 적극적 또는 소극적 역할을 할 수 있다. 신경 이식물이 포함된 바이오메트릭 센서들은 신경 관련 이식물들에 고유할 수 있는 전기적 및 전기화학적 유형 측정들에 추가하여 화학적 및 물리적 모니터링을 허용할 수 있다. 신경 이식물은 실제로 신경 시스템들과 함께 사용자의 신체 내의 수많은 위치들에 배치될 수 있고, 바이오메트릭 감지 역할은 능력들을 향상시킬 수 있다. 일부 예들에서, 신경 이식물은 신경에서 전기적 충격을 감지하고, 그렇게 함에 있어서 본 명세서에 기술된 바이오메트릭 정보 통신 시스템들의 태양들에 대한 제어 태양을 사용자에게 제공하는데 이용될 수 있다. 대안적인 의미에서, 신경 관련 이식물들은 또한 피드백 요소로서 사용자에게 정보를 제공하기 위한 바이오메트릭 정보 통신 시스템에 대한 추가 수단을 제공할 수 있다.
도 11a에 도시된 바이오메트릭 센서 유형들은 본 발명에 부합할 수 있는 예시적인 유형들의 센서들을 나타낼 수 있다. 그러나, 본 발명에 부합할 수 있는 수많은 다른 유형들의 센서들이 존재할 수 있다. 더욱이, 관련있을 수 있는 도 11a와 관련하여 논의된 기능적 태양들의 일부 또는 전부를 조합한 센서들의 예들이 존재할 수 있다. 본 발명은 도 11a에 제공된 이들 예들로 제한되는 것으로 의도되지 않는다. 다양한 센서들이 소정 위치들에서 도시되어 있지만, 특정 응용 양태들에 따라 신체 상의 임의의 위치에 있을 수 있다는 것에 유의하는 것이 중요하다.
바이오메트릭 디바이스의 무선 충전
무선 충전에 의해 가능하게 되는 많은 사용 환경들이 있을 수 있지만, 주목할 만한 예는 센서들이 수면 동안 사용되는 침실 환경일 수 있다. 수면 감지를 위한 바이오메트릭 디바이스들을 사용할 때, 각각의 디바이스가 적절한 동작을 위해 충분한 전력을 저장 또는 수신하고 있음을 보장하는 것은 중요한 관심사일 수 있다. 소정 디바이스들은 사용자에게 매우 근접하여, 또는 사용자의 피부 또는 의복 상에서 동작할 수 있고; 그와 같이, 이러한 디바이스들을, 비제한적인 예로서 벽 콘센트(wall outlet)와 같은, 전원에 테더링(tethering)하여, 그의 동작 동안 디바이스에 충분한 전력을 전달하는 것이 가능할 수 있다. 이것이 가능할 수도 있지만, 이러한 코드(cord)들 속에 그들 자신을 얽히게 함으로써, 또는 이들이 야기할 수 있는 가능한 불편함으로부터 사용자의 수면이 손상되거나 중단되지 않도록, 이러한 디바이스들은 언테더링 상태로 동작하는 것이 여전히 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, 이러한 디바이스들이 내부 배터리 또는 다른 유형의 동력공급 요소에 의해 급전되게 하는 것이 가능할 수 있는데, 여기서 동력공급 요소는 그의 동작의 과정에 걸쳐 충분한 충전을 유지하고, 이어서 사용자가 디바이스를 사용하지 않는 동안 충전된다. 다른 예들에서, 이러한 디바이스들은 사용 동안에도 또한 무선으로 충전될 수 있다.
피하 센서 같은 수면 감지를 위한 소정 바이오메트릭 디바이스들은 사용자의 신체 내에서 동작하고, 디바이스의 동작 수명이 디바이스 내의 배터리의 실현가능한 실행시간보다 충분히 더 긴 것이 요구될 수 있다. 반복 사용함에 따라 사용자에게 너무나 불편하고 위험할 수 있는, 일부 형태의 외과적 처치 없이 와이어들의 사용을 통해 이러한 디바이스들을 충전하는 것은 매우 바람직하지 않을 수 있다. 그와 같이, 무선 충전 절차가 그러한 디바이스들의 사용에 필요할 수 있어서, 디바이스들은 사용자의 신체 내의 그들의 동작 위치로부터 그들을 제거하거나, 또는 달리 외부에서 디바이스들에 액세스할 필요 없이 충전될 수 있도록 한다.
전자 디바이스들의 무선 충전 또는 급전에 대한 아이디어는, 전기장으로 형광 전구를 비출 수 있는, Nikola Tesla에 의해 수행된 연구에 의해, 1800년대 후반부터 존재해 왔다. 그때부터, 개발의 추가 혁신으로, 유도 충전 패드들을 포함하는 무선 충전의 유형들에 대해 여러 혁신들이 개발되었다.
수면 감지를 위한 바이오메트릭 디바이스들에 대해 잘 기능하는 무선 충전 능력들의 주목할만한 예는 집속된 마이크로파들을 사용하여 공기를 통한 에너지의 송신을 포함할 수 있다. 이러한 절차는 비제한적인 예로서 벽 콘센트와 같은, 전원에 각각 접속되는 에너지 트랜스듀서들로 기능한다. 각각의 트랜스듀서는 전원으로부터의 전기 에너지를, 안테나들에 의해 또는 다른 수단을 통해 방출되는 마이크로파 에너지의 집속된 빔으로 변환한다. 각각의 트랜스듀서/방출기는, 급전식/충전식 디바이스와의 RF 통신을 통해 또는 다른 수단에 의해, 급전식/충전식 디바이스의 위치를 알 수 있다. 이러한 위치 정보를 이용하여, 각각의 에너지 빔이 디바이스를 향해 지향된다. 다수의 에너지 빔들이 디바이스에서 만날 때, 본질적으로 다수의 공급원들로부터 최대 전력이 이용가능한 공간 내의 영역인, 에너지의 "포켓(pocket)"이, 디바이스 주위에 생성되고; 이어서, 이러한 에너지 포켓은 디바이스로 에너지를 전달할 수 있는데, 이는 디바이스를 급전하거나 또는 방전될 수 있는 내부 동력공급 요소를 충전하여 디바이스를 급전하는 데 사용될 수 있다. 디바이스들을 무선으로 충전 또는 급전하기 위한 이러한 유형의 방법에 대한 에너지 전송률은 디바이스와 에너지 방출기 사이의 거리에 좌우될 수 있는데; 거리가 멀어질수록, 전송될 수 있는 전력이 낮아진다. 예를 들어, 동시에 동력공급받거나 급전되는 디바이스들의 개수 및 위치, 대기 조건, 에너지의 비밍 방향으로 또는 그 근처에서 에너지를 흡수하는 재료들의 존재, 및 다른 그러한 현상들을 포함하는, 다른 의존성들이 또한 있을 수 있다.
개발 중인 유사한 무선 에너지 송신 방법은 RF보다는 오히려 초음파를 사용하는 방법이다. 또한 개발 중인 유사한 무선 에너지 송신 방법은 추가적인 전용 전력 방출기를 갖기보다는 오히려 전력의 방출기 및 신호의 방출기 둘 모두로서 부스팅된 신호(boosted signal)를 갖는 Wi-Fi 라우터를 사용할 수 있다. Wi-Fi 라우터를 전력 방출기로서 사용하면, 상당한 양의 Wi-Fi 라우터들이 전 세계에 걸쳐 많은 건물들 및 위치들에 이미 설치되고 채용되어 있다는 사실을 포함하여, 많은 이점들을 가질 수 있고; 그와 같이, 이러한 방법에 대한 설치 및 지원 하드웨어는 많은 상황들에서 이미 설치되어 있고, 기존의 라우터들은 전력을 방출하도록 장착된 유닛으로 교체될 수 있다. 이러한 RF 신호의 전력이 전용 방출기들의 전력보다 훨씬 더 낮을 수 있고 에너지 전송이 데이터 전송에 의해 끊임없이 중단될 수 있기 때문에, 이러한 방법에 의한 에너지 전송률은 전용 방출기들을 사용하는 방법들보다 상당히 더 낮을 수 있다.
이제 도 11b를 참조하면, 수면 감지 기능을 위한 침실 환경에서 사용하기 위한 바이오메트릭 디바이스들의 무선 충전의 예시가 도시되어 있다. 이 도면에서는 2개의 예시적인 디바이스들, 즉, 붕대 센서(1108) 및 혈액 포트 센서(1104)가 무선으로 충전되고 있는 것으로 도시되어 있는데; 이 도면에 도시된 다른 디바이스들 중 임의의 것이 또한 동일 또는 유사한 방법들로 무선으로 충전될 수 있다는 것에 주목할 수 있다.
수면 감지를 위한 바이오메트릭 디바이스들에 대한 무선 충전 방법은, 붕대 센서(1108)와 같이, 사용자의 신체 상에서 그러나 그의 외부에서 동작하는 그러한 디바이스들을 충전 또는 급전할 수 있다. 일부 다른 예들에서, 심지어 사용자의 피부 아래에 있는 디바이스들에 대해 지향된 무선 감지로 충전하는 것이 가능할 수 있다. 충전식 디바이스는 위치 데이터(1120)를, 충전 시스템이 삼각측량할 수 있는 신호로서 또는 위치 값으로서, 에너지 빔 방출기(1122)로 송신할 수 있다. 다른 예들에서, 디바이스는 그것이 수신하고 있는 에너지의 레벨에 관한 피드백을 충전 시스템으로 통신할 수 있다. 충전 시스템은 공간의 영역을 스캐닝하고, 이어서 디바이스로부터의 피드백에 기초하여, 신호 강도가 최대로 측정되는 위치를 추적할 수 있다. 다수의 공급원들은 각각, 공급원들이 서로 통신하여 신호 대 위치 확인의 독립적인 결과들이 획득되는 것을 보장하는 가능한 변형을 통해, 이러한 방식으로도 조정될 수 있다. 빔의 특성은 이러한 방법들에서도 변경될 수 있는데, 여기서 더 큰 영역 또는 폭의 스캐닝 빔이 먼저 사용될 수 있고, 이어서 위치가 획득될 때 덜 넓게 될 수 있다.
일단 위치 데이터가 획득되면, 이러한 위치 데이터(1120)는, 에너지 빔 방출기(1122)가, 자신에 대해, 사용자의 신체 상의 충전식 디바이스의 위치를 추정하도록 할 수 있다. 이어서, 에너지 빔 방출기(1122)는 충전식 디바이스의 방향으로 2개의 에너지 빔들(1121, 1123)을 방출할 수 있다. 더 많은 전력을 디바이스로 전달하기 위해, 2개 초과의 에너지 빔들이 또한 이러한 동작 방식으로 기능할 수 있다는 것을 알 수 있다. 집속된 에너지 빔들(1121, 1123)이 충전식 디바이스에서 만날 때, 이들은 충전식 디바이스 주위에 "포켓" 에너지장(1140)을 형성할 수 있다. 이러한 포켓 에너지장(1140)은, 내부에 포함된 디바이스를 무선으로 충전하거나 급전할 수 있다. 이러한 동작 방식의 모든 단계는 디바이스가 충전 또는 급전될 때 계속해서 발생할 수 있어서, 에너지 빔 방출기(1122)에 대한 충전식 디바이스의 상대 위치가 변경되는 경우, 에너지 빔 방출기(1122)는 디바이스의 새로운 위치를 분별할 수 있고, 에너지 빔들(1121, 1123)이 집속되는 곳을 변경할 수 있어서, 디바이스가 계속해서 충전될 수 있도록 한다.
수면 감지를 위한 바이오메트릭 디바이스들에 대한 무선 충전 방법은, 혈액 포트 센서(1104)와 같이, 사용자의 신체 내부에서 동작하는 그러한 디바이스들을 충전 또는 급전할 수 있다. 충전식 디바이스는 위치 데이터(1133)를 에너지 빔 방출기(1130)로 전송할 수 있다. 이러한 위치 데이터(1133)는, 에너지 빔 방출기(1130)가, 자신에 대해, 사용자의 신체 내부의 충전식 디바이스의 위치를 추정하도록 할 수 있다. 이어서, 에너지 빔 방출기(1130)는 충전식 디바이스의 방향으로 2개의 에너지 빔들(1131, 1132)을 방출할 수 있다. 더 많은 전력을 디바이스로 전달하기 위해, 2개 초과의 에너지 빔들이 또한 이러한 동작 방식으로 기능할 수 있다는 것을 알 수 있다. 집속된 에너지 빔들(1131, 1132)이 충전식 디바이스에서 만날 때, 이들은 충전식 디바이스 주위에 포켓 에너지장(1141)을 형성한다. 이러한 포켓 에너지장(1141)은, 내부에 포함된 디바이스를 무선으로 충전하거나 급전할 수 있다. 이러한 동작 방식의 모든 단계는 디바이스가 충전 또는 급전될 때 계속해서 발생할 수 있어서, 에너지 빔 방출기(1130)에 대한 충전식 디바이스의 상대 위치가 변경되는 경우, 에너지 빔 방출기(1130)는 디바이스의 새로운 위치를 분별할 수 있고, 에너지 빔들(1131, 1132)이 집속되는 곳을 변경할 수 있어서, 디바이스가 계속해서 충전될 수 있도록 한다.
충전 프로토콜들은 생의학 디바이스의 유형 및 그가 사용하고 저장하는 에너지의 양에 따라 상이할 수 있다. 일부 예들에서, 사용자는 이동가능하여, 하나의 위치로부터 다른 위치로 이동 중일 수 있는데, 여기서 일부 위치들은 디바이스들을 무선으로 충전하도록 설비되어 있을 수 있다. 일부 예들에서, 충전은 사실상 전자기 또는 초음파인 에너지의 지향된 비밍에 의해 수행될 수 있다. 다른 예들에서, 전자기 에너지의 Wi-Fi 캐리어 신호와 같은 유비쿼터스 공급원들은 일반적 환경으로의 충전 레벨을 위해 충분한 에너지를 비밍할 수 있다. 생의학 디바이스의 특성은 충전 수단에 영향을 미칠 수 있는데, 이는 사용자의 피부 내에 매설되는 디바이스들이 사용자에 대해 보다 원격 특성의 디바이스들과는 에너지 비밍의 유형에 대한 상이한 요건들을 가질 수 있기 때문이다.
도 11c를 참조하면, 영역에 송출하는 전력 송출 방식의 예시가 도시되어 있다. 다양한 예시적인 생의학 디바이스들은 이전 예시들과 동일할 수 있지만, 전력 방출기(1150)는 영역 송출부(1151)를 통해 전력을 송출할 수 있다. 영역 송출부(1151)는 Wi-Fi 송출을 위해 사용되는 것들과 같은 이미 전용되는 주파수들에 걸쳐 발생할 수 있다. 다른 예들에서, 다른 주파수들 또는 에너지 유형들이 송출될 수 있다.
생의학 디바이스 디스플레이 ― 고 에너지 사용
일부 예들에서, 생의학 디바이스는 디스플레이 기능을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 안과용 디바이스 내에서의 디스플레이 기능은 소정 LED, 또는 소정 목적을 위해 사용자에게 다른 페어링된 디바이스를 살펴볼 것을 경고하는 디스플레이 기능을 제공할 수 있는 상이한 컬러의 적은 수의 LED들로 제한될 수 있다. 그 목적은 활성화되는 LED의 컬러에 기초하는 일부 인코딩을 가질 수 있다. 더 정교한 예들에서, 디스플레이는 사용자의 망막 위로 이미지를 투영할 수 있다. 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템에서, 영상의 디스플레이는 영상에 기초하는 표준 정보 통신 접근법에 기초한 분명한 유틸리티를 가질 수 있다. 따라서, 제공된 바와 같은 예들에서, 바이오메트릭 데이터 세트의 측정은 다양한 통신 수단을 통해 데이터의 교환을 트리거할 수 있고, 타깃화된 시각적 통신은 생의학 디바이스로 통신될 수 있고, 이어서 생의학 디바이스 디스플레이를 통해 디스플레이될 수 있다.
이제 도 12를 참조하면, 예시적인 생의학 디바이스 내의 디스플레이(1200)가 도시되어 있다. 아이템(1210)은 사용자의 눈 표면 상에 착용될 수 있는 안과용 디바이스일 수 있다. 그것은 삽입체 디바이스를 일부 실시예들에서 완전히 둘러싸거나, 다른 실시예들에서는 부분적으로 둘러싸거나 지지하는 하이드로겔 기반 스커트(1211)로 형성될 수 있다. 도면에서, 스커트(1211)는 기본적으로 환형인 삽입체 디바이스(1236)를 둘러싼다. 삽입체 디바이스(1236) 내에서 동력공급 요소들, 제어, 활성화, 통신, 프로세싱을 위한 전자 회로 등이 밀봉될 수 있다. 동력공급 요소들은 일회용 배터리 요소들, 또는 디바이스의 재충전을 가능하게 하는 전력 제어 시스템들과 함께 있는 재충전가능 요소들일 수 있다. 콤포넌트들은 삽입체 디바이스 내에 별개의 콤포넌트들로서 또는 다수의 활성 층들을 갖는 적층된 집적 디바이스들로서 위치될 수 있다. 이러한 구성요소들은 상기에 상세히 논의되어 있다.
안과용 디바이스는 사용자의 눈 상에서의 디바이스의 배향을 한정하고 디바이스를 적절히 중앙에 배치하는 데 유용할 수 있는 안정화 요소들(1260, 1261)을 포함하는, 안과용 디바이스에 대한 구조적 및 미용적 양태들을 가질 수 있다. 기본적으로 환형인 디바이스는, 도시된 디바이스의 표면들 중 하나 이상의 표면 상에 홍채 패턴 아이템(1221)으로서 그리고 선(1215)을 따른 단면(1230) 내에 아이템(1231)으로서, 프린트된 패턴들을 가질 수 있다.
삽입체 디바이스(1236)는 아이템(1240)으로 도시된 바와 같은 광학 구역의 작은 영역 내에서 광자 기반 이미징 시스템을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 64×64 픽셀 이미징 시스템은 대략적으로 0.5 mm × 0.5 mm의 크기로 형성될 수 있다. 단면에서, 아이템(1240)은 광자 방출기 요소들, EWOD 기반 픽셀 투과율 제어 디바이스, 광원 또는 다수의 광원들, 및 이들 콤포넌트들을 제어하기 위한 전자기기를 포함할 수 있는 광자 투영 콤포넌트일 수 있다는 것이 관찰될 수 있다. 광자 기반 이미징 시스템은 렌즈 시스템(1250)에 부착될 수 있고, 데이터 및 전력 상호접속 버스(1241)에 의해 환형 삽입체 콤포넌트에 접속될 수 있다.
일부 실시예들에서, 렌즈 시스템은 안과용 디바이스의 본체와 관련된 공간 내의 고정 위치에 이미징 시스템의 근거리장 이미지를 포커싱하는 정적 렌즈(static lens) 콤포넌트들로 형성될 수 있다. 다른 실시예들에서, 렌즈 시스템은 또한 능동 콤포넌트들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 다수의 전극 영역들을 갖는 메니스커스(meniscus) 기반 렌즈 디바이스가 사용되어, 투영된 이미지의 중심을 병진이동시키고 디바이스의 초점력을 조절하여, 포커스를 조절하고 투영된 이미지의 크기를 효과적으로 조절할 수 있게 한다. 렌즈 디바이스는 그 자신의 제어 전자기기를 가질 수 있거나, 또는, 대안으로 광자 기반 이미징 콤포넌트 또는 환형 삽입체 디바이스 중 어느 하나 또는 이들 둘 모두에 의해 제어 및 급전될 수 있다.
일부 실시예들에서, 디스플레이는 64 × 64 기반 투영 시스템일 수 있지만, 다소간의 픽셀이 픽셀 요소들 및 안과용 디바이스 자체의 크기에 의해 제한될 수 있는 본 발명의 범주 내에 용이하게 있을 수 있다. 디스플레이는 도트 매트릭스 텍스트형 데이터, 이미지 데이터 또는 비디오 데이터를 디스플레이하는 데 유용할 수 있다. 렌즈 시스템은 데이터를 디스플레이하는 동안에 사용자의 눈을 가로질러 투영 시스템을 래스터링(rastering)함으로써 일부 실시예들에서 디스플레이의 유효한 픽셀 크기를 확장하는 데 사용될 수 있다. 디스플레이는 사실상 단색성일 수 있거나 또는 대안적으로는 다수의 광원에 기초한 컬러 범위를 가질 수 있다. 디스플레이될 데이터는 외부 공급원으로부터 안과용 렌즈로 통신될 수 있거나, 또는 데이터는 예를 들어 안과용 디바이스 자체로부터, 센서들로부터 또는 메모리 콤포넌트들로부터 기인할 수 있다. 일부 경우에, 데이터는 통신에 의해 외부 공급원들로부터 그리고 안과용 디바이스 자체 내부로부터 기인할 수 있다.
생의학 콘택트 렌즈와 같은 비디오 투영 디바이스들은 상대적으로 고 에너지 사용 디바이스들의 예들일 수 있다. 이러한 디바이스들은 본 명세서에 개시된 바와 같은 무선 수단을 통한 전력 분배에 기초한 특정한 관련성을 가질 수 있다.
바이오메트릭 기반 개인맞춤형 정보 통신
본 명세서에 기술되는 기술의 다양한 태양들은, 대체로, 개인맞춤형 콘텐츠를 제공하기 위한 시스템들, 방법들, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체들에 관한 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 개인맞춤형 콘텐츠는 광고, 기관 정보, 홍보성 콘텐츠, 또는 사용자에게 지향되기를 원하는 임의의 다른 유형의 정보를 지칭할 수 있다. 개인맞춤형 콘텐츠는, 예를 들어 광고 제공자, 정보 제공자 등과 같은 타깃 콘텐츠 제공자에 의해 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예들을 이용하여, 사용자 또는 콘텐츠 제공자는 타깃화하고 싶은 특정 콘텐츠를 선택할 수 있다. 관련 정보는 디바이스에 의해 검출될 수 있으며, 다양한 통신 시스템들을 통해, 상태를 분석할 수 있고 적절한 콘텐츠를 제공할 수 있는 시스템으로 통신될 수 있다. 일단 분석되면, 개인맞춤형 콘텐츠는 이어서 시스템에 의해 사용자에게 제시될 수 있다. 일부 예들에서, 생의학 디바이스는 사용자에게 콘텐츠를 제시할 수 있거나, 또는 다른 예들에서, 페어링된 디바이스가 콘텐츠를 제시할 수 있다.
일례에서, 개인맞춤형 콘텐츠는, 예를 들어 안과용 렌즈 상의 실시간 시각적 콘텐츠, 생의학 디바이스를 통해 사용자에게 전달된 오디오 콘텐츠, 또는 휴대 전화기, 태블릿 또는 컴퓨터와 같은 제2 동반 디바이스 상의 경험일 수 있는 타깃 콘텐츠로서 제시될 수 있다.
의학적 치료 요청
바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템의 일반적인 동작에서, 정보는 바이오메트릭 정보 통신 시스템에 의해 생성된 데이터에 기초하여 사용자에게 제시될 수 있다. 바이오메트릭 데이터는 사용자의 위치와 관련된 데이터에 의해 보완될 수 있다. 그러나, 일부 예들에서, 소정 세트의 바이오메트릭 데이터 상태들이 있을 수 있고, 여기서 데이터의 논리적 분석이 심각한 건강 상태일 수도 있다. 그러한 환경 하에, 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템은 사용자를 보조할 응급 서비스 또는 다른 의학적 치료를 요청할 수 있다. 시스템이 바이오메트릭 데이터의 제어를 갖고 위치에 관한 데이터를 가질 수 있기 때문에, 이러한 정보는 또한 응급 서비스들 또는 다른 의학적 치료에 대한 통신으로 전달될 수 있다.
보안성 측정
바이오메트릭 데이터는 기술된 바와 같은 바이오메트릭 정보 통신 시스템의 다양한 기능들을 지원할 수 있다. 그러나, 바이오메트릭 데이터는 신뢰성 및 법적 중요성을 가질 수 있다. 따라서, 생의학 디바이스 및 통신 시퀀스를 따르는 다른 디바이스들이 송신 전에 바이오메트릭 데이터를 암호화하여, 제3자에 의한 임의의 인터셉션이 의미있는 결과를 초래하지 않을 수 있게 한다. 본 명세서에서 제시된 바와 같은 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들의 장치 및 방법에 부합하는 바이오메트릭 데이터의 보안성을 보장하는 다수의 수단이 있을 수 있다.
방법
도 13을 참조하면, 지향된 에너지에 기초한 예시적인 충전 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 흐름이 예시적이며 소정 단계들이 생략되거나 이 예와는 상이한 순서로 수행될 수 있고, 추가적인 단계들이 하나 이상의 지점들에서 추가되고 본 발명에 부합할 수 있음이 명백할 수 있다. 1310에서, 방법은 전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 것으로 시작할 수 있다. 그 다음으로 1320에서, 방법은 제1 디바이스를 획득하는 것으로 계속되는데, 여기서 디바이스는 적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정한다. 도 13a를 참조하면, 도 13에서 발견된 것들에 더하여 수행될 수 있는 한 세트의 선택적인 단계들이 관찰될 수 있다. 선택적인 단계(1321)는, 무선 송신기와 연동하여 집속 영역의 스캔을 송출하는 단계를 포함할 수 있다. 1322에서, 제1 디바이스는 수신된 신호 에너지의, 무선 통신에 의한 무선 송신기로의 피드백을 제공할 수 있다. 1323에서, 무선 송신기 시스템은 단계(1321)의 스캔에 대해 통신 및 그의 설정값들을 알고리즘적으로 프로세싱할 수 있다. 그 다음으로 단계(1324)에서 시스템은 제1 디바이스에 대한 전력 송신기 설정값들이 충분하거나 최대화되어 있는지 여부를 판정할 수 있고; 만약 그렇지 않으면, 단계(1321)로의 루프(1325)가 수행될 수 있다. 그 다음으로 1330에서, 방법은 제1 디바이스로 제1 바이오메트릭을 측정하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1340에서, 방법은 바이오메트릭 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1350에서, 방법은 위치 데이터에 관련된 환경 데이터를 획득하도록, 제1 디바이스로부터의 신호를 통해, 컴퓨팅 디바이스를 인가하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1360에서, 방법은 바이오메트릭 데이터, 환경 데이터, 위치 데이터, 및 예측 분석을 통해 계산된 개인맞춤형 선호도 판정에 기초하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 검색하기 위해 실행될 알고리즘을 개시하도록 컴퓨팅 디바이스를 인가하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 생성하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1370에서, 방법은 제1 디바이스에 대한 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 포함하는 메시지를 수신하는 것으로 계속된다. 그리고, 1380에서, 방법은 메시지를 사용자에게 디스플레이하는 것으로 계속된다. 추가적인 단계들이 수행되고 특정 단계들의 순서가 변경될 수 있는 많은 이러한 방법들이 존재할 수 있다. 그 다음으로 1390에서, 방법은 제1 디바이스의 위치를 충전 시스템으로 통신하는 것으로 계속된다. 그리고 1395에서, 방법은 제1 디바이스에 전력을 공급하기 위해 제1 디바이스의 위치로 에너지를 비밍하는 것으로 계속된다.
도 14를 참조하면, 영역 기반 충전에 대한 예시적인 충전 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 흐름이 예시적이며 소정 단계들이 생략되거나 이 예와는 상이한 순서로 수행될 수 있고, 추가적인 단계들이 하나 이상의 지점들에서 추가되고 본 발명에 부합할 수 있음이 명백할 수 있다. 1410에서, 방법은 전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 것으로 시작할 수 있다. 그 다음으로 1420에서, 방법은 제1 디바이스를 획득하는 것으로 계속되는데, 여기서 디바이스는 적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정한다. 그 다음으로 1430에서, 방법은 제1 디바이스로 제1 바이오메트릭을 측정하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1440에서, 방법은 바이오메트릭 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1450에서, 방법은 위치 데이터에 관련된 환경 데이터를 획득하도록, 제1 디바이스로부터의 신호를 통해, 컴퓨팅 디바이스를 인가하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1460에서, 방법은 바이오메트릭 데이터, 환경 데이터, 위치 데이터, 및 예측 분석을 통해 계산된 개인맞춤형 선호도 판정에 기초하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 검색하기 위해 실행될 알고리즘을 개시하도록 컴퓨팅 디바이스를 인가하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 생성하는 것으로 계속된다. 그 다음으로 1470에서, 방법은 제1 디바이스에 대한 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 포함하는 메시지를 수신하는 것으로 계속된다. 그리고, 1480에서, 방법은 메시지를 사용자에게 디스플레이하는 것으로 계속된다. 추가적인 단계들이 수행되고 특정 단계들의 순서가 변경될 수 있는 많은 이러한 방법들이 존재할 수 있다. 그 다음으로 1490에서, 방법은 제1 디바이스 및 사용자의 주변 영역으로 에너지를 비밍하는 것으로 계속된다. 그리고 1495에서, 방법은 충전 시스템에 의해 비밍된 에너지를 제1 디바이스로 수신하는 것으로 계속된다.
이제 도 15를 참조하면, 무선 충전 시스템(1595)과 협력하여, 수면 모니터링을 위한 침대 내에서 이용되는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템 내의 바이오메트릭 기반 생의학 디바이스에 대한 예시적인 동작 방식이 도시되어 있다. 도시된 예에서, 사용자는 그의 또는 그녀의 근방에 적어도 제1 급전식 생의학 디바이스(1510), 그리고 많은 예에서 복수의 급전식 생의학 디바이스들, 관련된 스마트 디바이스(1500), 및 개인 디바이스(1580)를 갖고, 여기서 사용자 및 디바이스들은 또한 침대 스마트 디바이스(1570)라고 불리는 스마트 디바이스 능력을 갖는 침대(1590)에 근접하여 있다. 이 예는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들의 예들의 유형을 예시하기 위해 제공되고, 여기서 다수의 스마트 디바이스들이 시스템의 기능들을 수행하기 위해 채용된다. 이러한 예들의 일부에서, 스마트 디바이스(1500)와 같은 포괄적인 스마트 디바이스는 상대적 영구 접속으로 급전식 생의학 디바이스(1510)와 연관될 수 있다. 대안적으로, 이러한 예들에서, 사용자는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템과의 통신에 진입하여 다양한 유형의 프로세서들에 의한 바이오메트릭 분석으로부터 합성된 통신을 사용자에게 제공하기 위한 수단을 시스템에 제공하는 개인 디바이스(1580)를 가질 수 있다. 단일 스마트 디바이스가 예시된 스마트 디바이스(1500) 및 개인 디바이스(1580)의 기능을 제공할 수 있는 유사한 예들이 존재한다는 것이 분명할 수 있다. 일반적으로, 다수의 상이한 디바이스들이 바이오메트릭 데이터 및 바이오메트릭 데이터를 합성하는 것에 관한 정보에 대한 통신 및 프로세싱 경로들을 제공하는 예들이 있을 수 있다.
도시된 예에서, 이러한 2개의 디바이스들 및 침대 스마트 디바이스(1570)는 콘텐츠 및 저장 및 프로세싱 제공자들 및 개인 계정 서버들(도시되지 않음)에 대한 통신 링크들을 통해 정보 및 데이터를 교환하고 그렇지 않으면 서로 통신할 수 있다. 이러한 예들에서, 급전식 생의학 디바이스는 운용가능한 하나 이상의 생의학 디바이스들 및 센서들을 가질 수 있다. 일부 경우들에서, 통신 능력은 블루투스 또는 지그비와 같은 다른 표준에 기초할 수 있거나 또는 맞춤형 통신 프로토콜 및 시스템 상에서 동작할 수 있다. 급전식 생의학 디바이스(1510)가 다른 스마트 디바이스(1500), 개인 디바이스(1580), 또는 침대 스마트 디바이스들(1570)과 페어를 이루는 경우, 급전식 생의학 디바이스가 하나 이상의 유형의 바이오메트릭 데이터의 획득을 위해 기능하는 것뿐만 아니라 스마트 디바이스와의 기본 통신을 위한 기능을 제공하는 것이 실용적일 수 있다.
따라서, 생의학 디바이스(1510)에 대해 페어링된 스마트 디바이스(1500)는 기능들의 보완물을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 스마트 디바이스(1500)는 생의학 디바이스(1510)와 비교하여 증강된 전력 저장 능력들을 가질 수 있고, 이에 따라, 이것은 계산, 통신, 디스플레이, 및 다른 기능들에 대한 디바이스의 능력을 개선할 수 있다. 일부 다른 예들에서, 침대 스마트 디바이스(1570)는 이러한 기능들을 수행할 수 있다. 스마트 디바이스(1500)는 Wi-Fi/셀룰러 통신 능력, GPS 또는 위치 감지 능력, 및 디스플레이 능력을 가질 수 있다. 생의학 디바이스(1510)가 바이오메트릭 데이터의 획득을 위한 중요한 기능을 가질 수 있다 하더라도, 스마트 디바이스(1500)는 생의학 디바이스 내의 것들에 대해 불필요한 것일 수 있는 다양한 종류의 기능 센서들을 가질 수 있거나, 생의학 디바이스 내의 것들에 대해 상보적일 수 있거나, 또는 바이오메트릭 데이터 관점의 것이 아닌 감지에 관련될 수 있다.
유사하게, 개인 디바이스(1580)는 생의학 디바이스(1510)에 리던던트하게 페어링될 수 있는데, 여기서 그것은 또한 기능들의 보완물을 제공할 수 있다. 일부 예들에서, 개인 디바이스(1580)는 생의학 디바이스(1510)에 대해 증강된 전력 저장 능력들을 가질 수 있고, 이에 따라, 이것은 계산, 통신, 디스플레이, 및 다른 기능들에 대한 디바이스의 능력을 개선할 수 있다. 개인 디바이스(1580)는 디스플레이, 오디오 피드백 디바이스, 및 진동 또는 햅틱 피드백 디바이스를 가질 수 있다.
생의학 디바이스(1510)가 바이오메트릭 데이터의 획득을 위한 중요한 기능을 가질 수 있다 하더라도, 침대 스마트 디바이스(1570)는 생의학 디바이스 내의 것들에 대해 불필요한 것일 수 있는 다양한 종류의 기능 센서들을 가질 수 있거나, 생의학 디바이스 내의 것들에 대해 상보적일 수 있거나, 또는 바이오메트릭 데이터 관점의 것이 아닌 감지에 관련될 수 있다. 또한, 사용자와 상호작용할 수 있는 침대(1590)의 시트들, 베개들, 담요들 및 다른 부분들 내에 포함된 생의학 센서들이 있을 수 있다. 예시의 목적을 위해, 센서들의 이러한 예들은 일부 예들에서 침대 스마트 디바이스 내에 통합된 센서로서 처리될 수 있다. 다른 예들에서, 이들은 예시적인 설명에서 생의학 디바이스(1510)로서 작용할 수 있다.
또한 유사하게, 생의학 디바이스(1510)에 대해 페어링된 침대 스마트 디바이스(1570)는 또한 기능들의 보완물을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 침대 스마트 디바이스(1570)는 생의학 디바이스(1510)에 대해 증강된 전력 저장 능력들을 가질 수 있고, 이에 따라, 이것은 계산, 통신, 디스플레이, 및 다른 기능들에 대한 디바이스의 능력을 개선할 수 있다. 침대 스마트 디바이스(1570)는 디스플레이, 오디오 피드백 디바이스, 및 진동 또는 햅틱 피드백 디바이스를 가질 수 있다. 생의학 디바이스(1510)가 바이오메트릭 데이터의 획득을 위한 중요한 기능을 가질 수 있다 하더라도, 침대 스마트 디바이스(1570)는 생의학 디바이스 내의 것들에 대해 불필요한 것일 수 있는 다양한 종류의 기능 센서들을 가질 수 있거나, 생의학 디바이스 내의 것들에 대해 상보적일 수 있거나, 또는 바이오메트릭 데이터 관점의 것이 아닌 감지에 관련될 수 있다.
침대(1590)를 갖는 침실 내의 각각의 급전식 생의학 디바이스(1510), 스마트 디바이스(1500), 개인 디바이스(1580), 침대 스마트 디바이스(1570) 및 충전 시스템(1595)의 조합은 시스템으로서 동작할 수 있고, 시스템 통신(1540)을 위한 통합된 통신 프로토콜을 가질 수 있다. 이 예에서, 스마트 디바이스(1500) 또는 개인 디바이스(1580)는 시스템 통신(1540)을 위한 주요 기능을 제공할 수 있고, 네트워크 액세스 디바이스에 대한 무선 통신 능력(1540)을 동작시킬 수 있다. 네트워크 액세스 디바이스는 Wi-Fi 네트워크 허브 또는 셀룰러 통신 허브와 같은 디바이스일 수 있다. 어느 경우든, 네트워크 액세스 디바이스는, 바이오메트릭 정보 통신 시스템(1565)으로부터의 데이터를, 비제한적인 예들에서, 저장된 정보 및 메시징 콘텐츠에의 접속을 매개하고 동작시킬 수 있는 콘텐츠 및 저장 및 프로세싱 시스템들과 같은 다양한 외부 시스템들로 라우팅하기 위한 통신 경로를 제공할 수 있다.
바이오메트릭 기반 정보 통신용의 예시적인 생의학 디바이스는 침대에 있는 사용자에 의해 착용될 수 있다. 이러한 생의학 디바이스는 사용자의 스마트폰과 페어링될 수 있고, 이들 둘 모두는 침대에 접속될 수 있으며 침대의 시스템들과 함께 사용자에게 스크린으로 시각적으로 또는 구두로(verbally) 정보를 전달할 수 있다. 사용자와의 통신은 폰의 스크린뿐만 아니라 그의 스피커들로도 가능할 수 있지만, 일부 예들에서, 잠자고 있는 사용자에게 그 또는 그녀를 깨우기 위해 통신이 이루어져야 하는 경우, 안전상의 이유로 침대의 시스템들과의 이러한 통신을 가능하게 하는 것이 원해질 수 있다. 생의학 디바이스는 사용자로부터 바이오메트릭 데이터를 수집하기 위해 사용될 수 있고; 비제한적인 예로서, 이 디바이스는 혈중 산소 포화도 측정 툴로서 사용될 수 있다. 생의학 디바이스는 사용자가 잠잘 때 혈중 산소 함량이 낮다는 것을 검출할 수 있고, 그것은 일부 예들에서 침대를 통한 통신 능력들을 거쳐 이러한 정보를 사용자에게 통신할 수 있다. 다른 예들에서, 통신은 침대에 대한 동작 조건들의 변화를 야기할 수 있다. 비제한적인 예들에서, 침대의 머리 받침대의 기울기가 높아질 수 있고, 다른 예들에서는 CPAP 기계 또는 다른 호흡 보조 유닛이 변경된 동작 파라미터를 가질 수 있다. 다른 동작 조건 정보가 침실 스마트 디바이스에게 통신될 수 있다.
다른 예들에서, 분석적 결과 또는 바이오메트릭 데이터의 통신은 콘텐츠, 저장 및 프로세싱 시스템들에 대한 통신을 개시하기 위해 사용될 수 있고, 후속하여 사용자에게 전달될 수 있는 정보는 사용자의 선호도들의 알고리즘적 분석에 기초하여 조정될 수 있다. 일부 예들에서, 이러한 선호도는 사용자가 이 영역 내의 일부 옵션들에서 충분했다는 이전 경험에 기초할 수 있다. 또 다른 예들에서, 콘텐츠 시스템은 사용자 및 바이오메트릭 데이터의 다양한 양상들을 상관시킬 수 있고, 수면 동안 호흡 및 수면의 개선된 양상들뿐만 아니라 다른 그러한 예들에 관련될 수 있는 정보를 사용자에게 제공할 수 있다. 다른 예들에서, 콘텐츠 시스템은, 지난 밤의 결과들에 관한 사용자에게로의 모닝 이메일 통신에서와 같이, 이전 기간 동안 바이오메트릭 센서들로부터의 결과들을 설명하는 주문맞춤된 리포트를 제공할 수 있다.
도 16을 참조하면, 수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다수의 예들은 신체 움직임 센서(1610), 청각 산소 포화도 센서(1620), 콘택트 렌즈 기반 산소 포화도 센서(1630), EEG 캡(1640), 글루코스 분석 콘택트 렌즈 센서(1650), 콘택트 렌즈 기반 급속 눈 움직임 센서(1660), 치과용 삽입체 기반 사운드 센서(1670), 또는 붕대 센서(1680)를 포함할 수 있다. 이러한 예들 중 하나 이상이, 도 15에 기술된 바와 같이, 침실 내에 구성되는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템에서 활용될 수 있다. 다른 예들에서, 이어 클립 디바이스(ear clip device) 내에 장착된 산소 포화도 센서와 같은, 다른 형태의 측정 센서들이 사용될 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 예에는 신체 움직임 센서(1610)가 포함될 수 있다. REM 수면과 같은 보다 깊은 단계의 수면 동안, 인간의 신체는 다양한 단계의 근육 무긴장, 또는 근육들의 움직임 부족 및 강성을 겪어서, 이러한 근육들이 수면 동안 움직이는 것을 방지하고; 사람의 수면이 더 깊을수록, 그의 신체는 더 가만히 있게 될 것이다. 이러한 방식에서, 수면 동안 사람의 신체의 움직임은 그의 수면 상태를 나타낼 수 있다. 일부 예들에서, 신체 움직임 센서(1610)는 가속도계들을 사용하여 이러한 움직임을 측정할 수 있다. 신체 움직임의 측정들은 또한 수면 장애들, 또는 수면에 영향을 미치는 다른 조건들의 진단을 돕기 위해 사용될 수 있다. 비제한적인 예에서, 하나 또는 다수의 센서들이 특정 구역 또는 구역들에서의 신체 상에 배치되어, 각각, 전신의 움직임의 대표로서 신체의 선택 영역의 움직임을 측정하거나, 또는 신체의 다수의 부분들의 상대 움직임을 살펴볼 수 있다. 수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 청각 산소 포화도 센서(1620)가 포함될 수 있다.
산소 소비는 수면의 중요한 부분이며, 그의 레벨은 사용자의 수면 상태를 나타낼 수 있다. 신체가 깨어 있는 동안 또는 보다 가벼운 수면 상태에 있는 동안 물리적으로 더 활성이기 때문에, 산소 소비의 레벨은 REM 수면과 같은 보다 깊은 수면의 산소 소비의 레벨보다 더 높을 것이다. 사용자의 혈중 산소 레벨을 측정함으로써, 산소 소비의 레벨이 추정될 수 있다. 인간의 산소 소비에 있어서의 차이는 전형적으로 각성상태(wakefulness)와 REM 수면 사이에서 클 수 있지만, 중간 수면 상태들 사이에서는 크지 않을 수 있고; 그와 같이 산소 소비 메트릭들이 이용되어 사용자의 수면 상태의 총 게이지(gauge)를 획득할 수 있지만(즉, 깨어 있음 대 가벼운 수면 대 깊은 수면), 다른 센서들과 조화하여 사용자의 중간 수면 상태들을 판정할 수 있다. 청각 산소 포화도 센서(1620)가 사용자의 귀 또는 귀들 내에 배치되어 혈중 산소 농도의 측정치를 결정할 수 있다. 이러한 센서는 비제한적인 예로서, 맥박 산소 포화도 또는 다른 광-기반 감지 방법들과 같은 방법들을 이용하여, 사용자의 피부를 찢거나 또는 혈액에 직접 접촉하지 않고서 이러한 측정들을 행할 수 있다. 귀 기반 센서로서, 이러한 센서는 비침습적일 뿐만 아니라, 다른 산소 농도계 유형들과 비교하여, 수면에 더 편안할 수 있다.
무호흡은 모순된 호흡 패턴들 또는 사람이 일정 기간 동안 전적으로 호흡이 멎는 것을 특징으로 할 수 있는, 많은 사람들이 고통받고 있는 상태이다. 이러한 상태는 전형적으로 많은 개인들에 대한 수면과 연관되고, (그것이 발생할 때마다 그들이 깨어날 수 있게 해야 하기 때문에) 사람의 수면에 유해할 수 있거나 또는 무호흡이 질식(suffocation)을 야기할 수도 있기 때문에 심지어 아주 위험할 수도 있다. 혈중 산소 레벨 때문에 또는 사용자가 이러한 상태로부터 질식할 때 위험에 빠질 수 있기 때문에, 산소 포화도 기반 센서는 수면 무호흡으로 고통받는 개인들을 위한 중요한 센서일 수 있고; 이러한 경우에, 비제한적인 예들로서, 사용자는 경보를 받고 수면 질식의 위험한 상태로부터 잠이 깰 수 있거나, 또는 그들이 질식 상태로부터 빠져나오지만 그들이 잠에서 깨지 않도록 보다 미묘하게 떠밀릴 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 콘택트 렌즈 기반 산소 포화도 센서(1630)가 포함될 수 있다. 산소 소비는 수면의 중요한 부분이며, 그의 레벨은 사용자의 수면 상태를 나타낼 수 있다. 신체가 깨어 있는 동안 또는 보다 가벼운 수면 상태에 있는 동안 물리적으로 더 활성이기 때문에, 산소 소비의 레벨은 REM 수면과 같은 보다 깊은 수면의 산소 소비의 레벨보다 더 높을 것이다. 사용자의 혈중 산소 레벨을 측정함으로써, 산소 소비의 레벨이 추정될 수 있다. 인간의 산소 소비에 있어서의 차이는 전형적으로 각성상태와 REM 수면 사이에서 클 수 있지만, 중간 수면 상태들 사이에서는 크지 않을 수 있고; 그와 같이 산소 소비 메트릭들이 이용되어 사용자의 수면 상태의 총 게이지를 획득할 수 있지만(즉, 깨어 있음 대 가벼운 수면 대 깊은 수면), 다른 센서들과 조화하여 사용자의 중간 수면 상태들을 판정할 수 있다. 콘택트 렌즈 기반 산소 포화도 센서(1630)가 사용자의 눈 상에 배치되어 혈중 산소 농도의 측정치를 결정할 수 있다. 이러한 센서는 비제한적인 예로서, 맥박 산소 포화도 또는 다른 광-기반 감지 방법들과 같은 방법들을 이용하여, 사용자의 피부를 찢거나 또는 혈액에 직접 접촉하지 않고서 이러한 측정들을 행할 수 있다. 콘택트 렌즈 기반 센서로서, 이러한 센서는 비침습적일 뿐만 아니라, 다른 산소 농도계 유형들과 비교하여, 사용자에게 더 편안할 수 있고; 많은 경우에, 콘택트 렌즈는 다수의 센서들을 갖추고 있어, 동일한 물리적 디바이스로 사용자에 대한 다수의 바이오메트릭 측정들을 허용할 수 있다.
무호흡은 모순된 호흡 패턴들 또는 사람이 일정 기간 동안 전적으로 호흡이 멎는 것을 특징으로 할 수 있는, 많은 사람들이 고통받고 있는 상태이다. 이러한 상태는 전형적으로 많은 개인들에 대한 수면과 연관되고, (그것이 발생할 때마다 그들이 깨어날 수 있게 해야 하기 때문에) 사람의 수면에 유해할 수 있거나 또는 무호흡이 질식을 야기할 수도 있기 때문에 심지어 아주 위험할 수도 있다. 혈중 산소 레벨 때문에 또는 사용자가 이러한 상태로부터 질식할 때 위험에 빠질 수 있기 때문에, 산소 포화도 기반 센서는 수면 무호흡으로 고통받는 개인들을 위한 중요한 센서일 수 있고; 이러한 경우에, 사용자는 경보를 받고 수면 질식의 위험한 상태로부터 잠이 깰 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 EEG 캡(1640)이 포함될 수 있다. EEG 캡은, 다수의 전극들이 직물에 체결되거나 달리 부착된 상태에서, 인간의 머리에 맞춘 직물 캡으로 이루어질 수 있다. 사용자(1590)는 그의 머리 상에 캡을 씌워서, 사용자의 머리 둘레의 원하는 위치들에 전극들을 배치할 수 있다. 이러한 전극들은 뇌파도(Electroencephalogram, EEG)용 센서들로서 기능하거나, 또는 사용된 디바이스는 뇌 안의 전자 신호들을 판독하기 위해 사용될 수 있다. EEG는 사용자(1590)의 신경 발진들(이러한 전자 신호들)에 관련되는 많은 다른 유형의 장애들 중에서, 수면 장애들을 진단하기 위해 사용되는 공통 방법이고, 캡으로서, 이러한 디바이스는 잠자는 동안 사용자가 사용하기에 충분히 편안할 수 있다. EEG 캡은 사용자(1590)의 신경 발진들을 감지하기 위해, 그리고/또는 생의학 디바이스에 의해 해석되고 프로세싱될 수 있거나 또는 다른 센서(들)로부터 수집된 데이터와 함께 프로세싱될 수 있는 포맷 또는 방법으로 결과적인 신호들을 변환하여 이들을 수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)로 전송하기 위해 센서 및/또는 트랜스듀서 둘 모두/둘 중 어느 하나로서 작용할 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 글루코스 분석 콘택트 렌즈 센서(1650)가 포함될 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 콘택트 렌즈 기반 급속 눈 움직임 센서(1660)가 포함될 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 치과용 삽입체 기반 사운드 센서(1670)가 포함될 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 붕대 센서(1680)가 포함될 수 있다.
수면 감지용 급전식 생의학 디바이스(1600)의 다른 예에는 침대 시트들, 담요들 또는 베개들 내에 위치된 센서들(1691)이 포함될 수 있다.
도 17을 참조하면, 충전 시스템은 자동차 환경과 같은 객실 이외의 다른 환경들에서 동작할 수 있다. 도 17은 무선 충전 시스템(1795)과 협력하여 도시된 자동차 기반 스마트 디바이스(1770)를 갖는 자동차를 포함한 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들에 대한 예시적인 충전을 도시한다. 도시된 예에서, 사용자는 그의 또는 그녀의 소유로 적어도 제1 급전식 생의학 디바이스(1710), 그리고 많은 예에서 복수의 급전식 생의학 디바이스들, 관련된 스마트 디바이스(1700), 및 개인 디바이스(1780)를 갖고, 여기서 사용자 및 디바이스들은 또한 자동차 스마트 디바이스(1770)라고 불리는 스마트 디바이스 능력을 갖는 자동차(1790)에 근접하여 있다. 이 예는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템들의 예들의 유형을 예시하기 위해 제공되고, 여기서 다수의 스마트 디바이스들이 시스템의 기능들을 수행하기 위해 채용된다. 이러한 예들의 일부에서, 스마트 디바이스(1700)와 같은 포괄적인 스마트 디바이스는 상대적 영구 접속으로 급전식 생의학 디바이스(1710)와 연관될 수 있다. 대안적으로, 이러한 예들에서, 사용자는 바이오메트릭 기반 정보 통신 시스템과의 통신에 진입하여 다양한 유형의 프로세서들에 의한 바이오메트릭 분석으로부터 합성된 통신을 사용자에게 제공하기 위한 수단을 시스템에 제공하는 개인 디바이스(1780)를 가질 수 있다. 단일 스마트 디바이스가 예시된 스마트 디바이스(1700) 및 개인 디바이스(1780)의 기능을 제공할 수 있는 유사한 예들이 존재한다는 것이 분명할 수 있다. 어느 경우든, 네트워크 액세스 디바이스는, 바이오메트릭 정보 통신 시스템(1765)으로부터의 데이터를, 비제한적인 예들에서, 저장된 정보 및 메시징 콘텐츠에의 접속을 매개하고 동작시킬 수 있는 콘텐츠 및 저장 및 프로세싱 시스템들과 같은 다양한 외부 시스템들로 라우팅하기 위한 통신 경로를 제공할 수 있다. 일반적으로, 다수의 상이한 디바이스들이 바이오메트릭 데이터 및 바이오메트릭 데이터를 합성하는 것에 관한 정보에 대한 통신 및 프로세싱 경로들을 제공하는 예들이 있을 수 있다.
도 18을 참조하면, 충전 시스템은 예를 들어 "스마트 인도(smart sidewalk)"와 같은, 포함된 위치들 이외에 다른 환경들에서 동작할 수 있다. 그러한 환경에서, 다수의 전력 송신기들(1810, 1820)이 인도를 따라 위치될 수 있다. 생의학 디바이스를 포함할 수 있는 충전가능 디바이스(1840)를 갖는 사용자(1830)가 인도(1850)를 걸어 내려감에 따라, 무선 전력 송신기(1810)는 무선 전력을 수신할 수 있는 새로운 디바이스가 그 영역에 진입하였음을 인식할 수 있다. 이것은 일부 예들에서 휴대 전화기와 기지국 사이의 상호작용과 유사하게 영역을 폴링(polling)하는 송신기에 의한 RF 통신을 통해 수행될 수 있다. 일단 새로운 디바이스가 인식되면, 통신이 확립될 수 있고, 그 다음으로 새로운 디바이스는 (일반적인 국부 정확도로 정확한) 그의 GPS 위치를 전력 송신기 시스템으로 송신할 수 있는데, 이는 이전에 사용된 동일한 통지 채널을 이용하여 발생할 수 있다. 이러한 정보는 새로운 디바이스를 어느 정도로 국부화할 수 있지만, 제한된 GPS 위치 정확도로 인해 충분한 전력 전달을 제공할 수는 없다. 이어서, 무선 송신기 시스템은 GPS-제공된 위치에 근접하여 스캐닝(1860)을 시작할 수 있다. 일부 예들에서, 스캐닝은 하나 이상의 넓은 빔들로 시작할 수 있다. 사용자 디바이스는 위치 및 수신 신호 강도의 피드백을 송신기로 제공할 수 있다. 이어서, 송신기는 빔 방향 및 각도를 조정하여 전력 전달을 최적화할 수 있다. 사용자가 인도로 내려갈 때 프로세스는 계속될 수 있고, 결국 하나의 송신기가 디바이스의 충전을 위해 다른 송신기로 핸드오프할 수 있다.
이러한 핸드오프는, 인접한 전력 송신기들 사이의 핸드오프, 예컨대, 하나의 인도 세그먼트로부터 다른 인도 세그먼트로의 또는 인도로부터 객실로의(병원에서 복도로부터 병실로의 예들이 또한 있을 수 있음) 핸드오프 및 충전 환경들 사이의 다른 그러한 이동들에 더하여 다양한 예들의 보다 일반적인 태양일 수 있다. 일부 예들에서, 사용자 디바이스들의 전력 요건, 위치, 속도, 및 다른 그러한 정보에 관련된 정보가 또한 인접한 송신기들 사이에서 전달될 수 있다.
가장 실용적이고 바람직한 실시예로 여겨지는 것이 도시되고 기술되지만, 기술되고 도시된 특정 설계 및 방법으로부터 벗어나는 것이 당업자에게 떠오를 것이고 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 사용될 수 있다는 것은 명백하다. 본 발명은 기술되고 예시된 특정 구성으로 제한되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위의 범주 내에 포함될 수 있는 모든 변형과 일관되도록 구성되어야 한다.

Claims (39)

  1. 생의학 디바이스의 충전 방법으로서,
    전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 단계;
    적어도 사용자의 제1 바이오메트릭(biometric)을 측정하는 제1 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스로 상기 제1 바이오메트릭을 측정하는 단계;
    상기 제1 바이오메트릭의 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계;
    상기 제1 디바이스의 위치를 상기 충전 시스템으로 통신하는 단계; 및
    상기 제1 디바이스에 전력을 공급하기 위해 상기 제1 디바이스의 상기 위치로 에너지를 비밍하는(beaming) 단계를 포함하는, 방법.
  2. 생의학 디바이스의 충전 방법으로서,
    전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 단계;
    적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정하는 제1 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스로 상기 제1 바이오메트릭을 측정하는 단계;
    상기 제1 바이오메트릭의 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계;
    상기 제1 디바이스 및 상기 사용자의 주변 영역으로 에너지를 비밍하는 단계; 및
    상기 충전 시스템에 의해 비밍된 에너지를 상기 제1 디바이스로 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  3. 바이오메트릭 기반 정보 통신(biometric-based information communication)용 시스템으로서,
    감지 수단,
    동력공급 디바이스, 및
    통신 수단을 포함하는 생의학 디바이스;
    통신 프로토콜로 상기 생의학 디바이스와 페어링되는 침대 스마트 디바이스;
    상기 생의학 디바이스로부터 적어도 데이터 값을 포함하는 통신을 수신하고 상기 통신을 콘텐츠 서버로 송신하는 통신 허브;
    충전 시스템; 및
    피드백 요소를 포함하는, 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 충전 시스템은 상기 생의학 디바이스 주위에 충전 에너지를 집속시키는 다수의 비밍 안테나(beaming antenna)들을 포함하는, 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 충전 시스템은 일정한 영역 충전 빔을 포함하는, 시스템.
  6. 제4항에 있어서, 상기 생의학 디바이스는 사용자가 자고 있는 동안 충전되는, 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 상기 생의학 디바이스는 사용자가 자고 있는 동안 충전되는, 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 피드백 요소는 진동 트랜스듀서(vibrational transducer)를 포함하는, 시스템.
  9. 제3항에 있어서, 상기 콘텐츠 서버는, 바이오메트릭 정보 통신 시스템을 통해, 타깃화된 메시지를 상기 피드백 요소로 송신하는, 시스템.
  10. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 호흡율(breathing rate)을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  11. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 맥박을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  12. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 안내압(intraocular pressure)을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  13. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 눈 움직임을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  14. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 코고는 소리를 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  15. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 혈중 글루코스 레벨(blood glucose level)을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  16. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 혈압을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  17. 제3항에 있어서, 상기 감지 수단은 사용자의 혈중 산소 레벨을 모니터링하는 요소를 포함하는, 시스템.
  18. 제3항에 있어서, 상기 침대 스마트 디바이스는 침대 머리의 높이를 제어하는, 시스템.
  19. 방법으로서,
    적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정할 수 있는 제1 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스로 상기 제1 바이오메트릭을 측정하여 바이오메트릭 데이터를 획득하는 단계로서, 상기 측정은 상기 사용자가 자고 있는 동안 일어나는, 상기 바이오메트릭 데이터를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스를 무선 충전 시스템으로 충전하는 단계;
    디스플레이 및 네트워크 통신 디바이스를 포함하는 사용자 개인 디바이스인 제2 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스와 상기 제2 디바이스 사이의 페어링된 통신을 인가하는 단계;
    상기 제1 디바이스로부터 상기 제2 디바이스로 상기 바이오메트릭 데이터를 통신하는 단계;
    상기 바이오메트릭 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계;
    침대 스마트 디바이스로부터 침대의 상태에 관련된 상태 데이터를 획득하도록, 상기 제1 디바이스로부터의 신호를 통해, 상기 컴퓨팅 디바이스를 인가하는 단계;
    상기 바이오메트릭 데이터, 상기 침대 상태 데이터, 및 예측 분석을 통해 계산된 개인맞춤형 선호도 판정에 기초하여 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 검색하기 위해 실행될 알고리즘을 개시하도록 상기 컴퓨팅 디바이스를 인가하여 상기 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 생성하는 단계;
    상기 제2 디바이스에 대한 상기 타깃화되고 개별화된 콘텐츠를 포함하는 메시지를 수신하는 단계; 및
    상기 사용자에게 상기 메시지를 디스플레이하는 단계를 포함하는, 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 착용형 생의학 디바이스를 포함하는, 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 착용형 생의학 디바이스는 콘택트 렌즈인, 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 착용형 생의학 디바이스는 스마트 링인, 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 제2 디바이스는 스마트폰을 포함하는, 방법.
  24. 제19항에 있어서, 상기 제2 디바이스는 스마트 시계를 포함하는, 방법.
  25. 제19항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 베개, 시트 또는 담요 중 하나 이상 내에 있는 생의학 디바이스를 포함하는, 방법.
  26. 바이오메트릭 기반 정보 통신용 시스템으로서,
    감지 수단,
    동력공급 디바이스, 및
    통신 수단을 포함하는 생의학 디바이스;
    통신 프로토콜로 상기 생의학 디바이스와 페어링되는 자동차 스마트 디바이스;
    상기 생의학 디바이스로부터 적어도 데이터 값을 포함하는 통신을 수신하고 상기 통신을 콘텐츠 서버로 송신하는 통신 허브;
    충전 시스템; 및
    피드백 요소를 포함하는, 시스템.
  27. 제26항에 있어서, 상기 충전 시스템은 상기 생의학 디바이스에 근접하여 충전 에너지를 집속시키는 다수의 비밍 안테나들을 포함하는, 시스템.
  28. 제26항에 있어서, 상기 충전 시스템은 영역 충전 빔을 포함하는, 시스템.
  29. 생의학 디바이스의 충전 방법으로서,
    전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 단계;
    상기 생의학 디바이스인 제1 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스의 위치를 식별하는 데 사용되는 신호를 상기 제1 디바이스와 통신하는 단계;
    상기 제1 디바이스의 상기 위치를 결정하는 단계;
    상기 제1 디바이스의 상기 위치의 주변 영역으로 에너지를 비밍하는 단계; 및
    상기 충전 시스템에 의해 비밍된 에너지를 상기 제1 디바이스로 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 콘택트 렌즈인, 방법.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 붕대 형태 바이오메트릭 센서인, 방법.
  32. 제29항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 실내에 위치되는, 방법.
  33. 제29항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 자동차 내에 위치되는, 방법.
  34. 제29항에 있어서, 상기 제1 디바이스는 인도(sidewalk) 위에서 이동 중인, 방법.
  35. 생의학 디바이스의 충전 방법으로서,
    전력의 무선 송신이 가능한 충전 시스템을 설치하는 단계;
    적어도 사용자의 제1 바이오메트릭을 측정하는 제1 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제1 디바이스로 상기 제1 바이오메트릭을 측정하는 단계;
    적어도 상기 사용자의 제2 바이오메트릭을 측정하는 제2 디바이스를 획득하는 단계;
    상기 제2 디바이스로 상기 제2 바이오메트릭을 측정하는 단계;
    상기 제1 바이오메트릭 및 상기 제2 바이오메트릭과 연관된 데이터 및 위치 데이터를 네트워크에 접속된 컴퓨팅 디바이스로 통신하는 단계;
    상기 제1 디바이스에 근접한 영역으로 에너지를 비밍하는 단계;
    상기 충전 시스템에 의해 비밍된 에너지를 상기 제1 디바이스로 수신하는 단계;
    상기 제2 디바이스에 근접한 영역으로 에너지를 비밍하는 단계; 및
    상기 충전 시스템에 의해 비밍된 에너지를 상기 제2 디바이스로 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
  36. 생의학 디바이스 충전을 위한 시스템으로서,
    전기활성 요소,
    동력공급 디바이스, 및
    통신 수단을 포함하는 생의학 디바이스; 및
    상기 생의학 디바이스를 무선 충전 에너지로 충전하는 충전 시스템을 포함하고,
    상기 충전 시스템은 상기 생의학 디바이스로부터 적어도 1 미터 떨어진 거리에 있는, 시스템.
  37. 제36항에 있어서, 상기 생의학 디바이스는 콘텍트 렌즈를 포함하는, 시스템.
  38. 제37항에 있어서, 상기 무선 충전 에너지는 다수의 공급원들로부터 비밍되는, 시스템.
  39. 제38항에 있어서, 상기 무선 충전 에너지는 넓은 각도에 걸쳐 송출되는, 시스템.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019177540A1 (en) * 2018-03-14 2019-09-19 Menicon Singapore Pte Ltd. Wearable device for communication with an ophthalmic device
KR20190117123A (ko) * 2018-04-06 2019-10-16 한국과학기술원 3차원 반도체 소자 및 그 제조방법

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3609390A4 (en) * 2017-04-14 2020-09-16 Emfit Ltd. WEARABLE SENSOR AND SYSTEM FOR IT
US11065910B2 (en) * 2017-07-14 2021-07-20 Illinois Tool Works Inc. Color shifting heat transfer label
JP7382955B2 (ja) * 2017-12-21 2023-11-20 ファイ・バイオメッド・インコーポレイテッド 無線駆動スマートコンタクトレンズ
CN110403738B (zh) * 2018-04-28 2023-01-31 京东方科技集团股份有限公司 主动脉支架及其植入方法、动脉瘤腔内压力监测仪
TWI692166B (zh) 2018-05-16 2020-04-21 國立交通大學 無線電力系統
CN112839684B (zh) * 2018-10-10 2023-10-03 瑟德韦夫公司 可穿戴设备的自动杀菌和充电
US20200196944A1 (en) * 2018-12-21 2020-06-25 W. L. Gore & Associates, Inc. Implantable cardiac sensors
JP2022545174A (ja) * 2019-07-29 2022-10-26 センシメド ソシエテ・アノニム 眼の生体力学的特性の測定および監視装置
EP3851039A1 (en) * 2020-01-14 2021-07-21 Bionime Corporation Charging device for a physiological signal transmitter and a charging method for the same
WO2021190720A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-30 Aarhus Universitet System for eye movement detection with contact lens
CA3176857A1 (en) 2020-03-26 2021-09-30 Eisai R&D Management Co., Ltd. Apparatus for health monitoring
USD980431S1 (en) 2021-03-25 2023-03-07 Eisai R&D Management Co., Ltd Component for a health condition monitoring system
CN113101530B (zh) * 2021-04-14 2022-09-30 中国人民解放军陆军特色医学中心 一种通过无线充电激活玻璃体腔植入性发光二极管的系统
TWI784524B (zh) * 2021-05-17 2022-11-21 淡江大學學校財團法人淡江大學 智慧型集線器

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080014689A1 (en) * 2006-07-07 2008-01-17 Texas Instruments Incorporated Method for making planar nanowire surround gate mosfet
US20080120784A1 (en) * 2006-11-28 2008-05-29 General Electric Company Smart bed system and apparatus
AU2009302900B2 (en) * 2008-10-10 2016-03-03 Implantica Patent Ltd. Charger for implant
WO2011094307A1 (en) * 2010-01-26 2011-08-04 Meggitt ( San Juan Capistrano) , Inc. Measurement system using body mounted physically decoupled sensor
US8862632B2 (en) * 2010-05-28 2014-10-14 Salesforce.Com, Inc. Customizing standard formula fields in a multi-tenant database system environment
JP5497110B2 (ja) * 2012-07-03 2014-05-21 昭和電工株式会社 複合炭素繊維の製造方法
US9601930B2 (en) * 2012-09-28 2017-03-21 Broadcom Corporation Power transmitting device having device discovery and power transfer capabilities
US9430938B2 (en) * 2013-03-04 2016-08-30 Hello Inc. Monitoring device with selectable wireless communication
US9730638B2 (en) * 2013-03-13 2017-08-15 Glaukos Corporation Intraocular physiological sensor
WO2014157406A1 (ja) * 2013-03-27 2014-10-02 リンテック株式会社 電気剥離性粘着剤組成物、及び電気剥離性粘着シート、並びに電気剥離性粘着シートの使用方法
US9973038B2 (en) * 2013-06-10 2018-05-15 Celico Partnership Self optimizing antenna for NFC and wireless charging
US20150148648A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Ophthalmic lens with intraocular pressure monitoring system
US20170020440A1 (en) * 2015-07-24 2017-01-26 Johnson & Johnson Vision Care, Inc. Biomedical devices for biometric based information communication and sleep monitoring

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019177540A1 (en) * 2018-03-14 2019-09-19 Menicon Singapore Pte Ltd. Wearable device for communication with an ophthalmic device
US11567345B2 (en) 2018-03-14 2023-01-31 Menicon Singapore Pte Ltd. Wearable device for communication with an ophthalmic device
KR20190117123A (ko) * 2018-04-06 2019-10-16 한국과학기술원 3차원 반도체 소자 및 그 제조방법

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Publication number Publication date
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