KR20220002591A - 고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템 및 방법 - Google Patents

고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20220002591A
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조지 게이츠
찰리 코레도르
채드 제이. 맥도널드
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오토넥서스 메디컬 테크놀러지 인코퍼레이티드
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Abstract

귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 본 명세서에 개시된다. 장치는 인공 고막 및 인공 고막에 결합된 하우징을 포함한다. 하우징은 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 정의한다. 내부 부분은 조정 가능한 체적 또는 조정 가능한 유체의 유형 및 조정 가능한 가스 압력을 갖는다. 유체의 체적 또는 유형의 조정은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 움직임을 변경시킨다.

Description

고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템 및 방법
본 출원은 2019년 4월 30일자로 출원된 미국 가특허출원 제62/840,829호의 이익을 주장하며, 이 가특허출원은 그 전체가 참조로 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 교부금 번호 1853244(Phase II Award)인 소기업 혁신 연구(SBIR: Small Business Innovation Research) 프로그램을 통해 미국 정부의 지원으로 국립 과학 재단(National Science Foundation)에 의해 이루어졌다.
중이염(OM)은 일반적으로 "귀 감염"으로 알려진, 내이의 염증성 질환 그룹이며 가장 널리 퍼진 아동 의료 문제의 원인이다. OM은 중이에 액상 삼출액이 존재하는 것으로 정의되며 급성 중이염(AOM), 삼출성 중이염(OME), 만성 중이염(COM) 및 만성 화농성 중이염(CSOM)의 주요 유형이 있다. 일반적으로 귀 통증과 함께 나타나는 감염의 신속한 발병은 AOM 중이 삼출액(MEE)의 특징인 반면, MEE 유체가 비-감염성이므로 OME는 전형적으로 증상과 관련이 없다.
OM 진단의 정확도는 장비와 의사의 기술에 의존한다. 평균 오진율은 30%-50%이다. 예컨대, OME는 AOM으로 오진될 수 있고, 관련된 중이 삼출액이 없는 수축된 고막은 OME로 오진될 수 있다. 오진율을 감안할 때 OM을 진단하기 위한 개선된 장치, 시스템 및 방법이 요망된다. 새로운 장비가 개발됨에 따라 인체에 직접 테스트하는 것은 실현 가능하지 않거나 안전하지 않거나 둘 다일 수 있다. 따라서 고막 예컨대, 병든 고막, 장애 고막 또는 건강한 고막을 시뮬레이션하기 위한 개선된 장치, 시스템 및 방법이 요망된다. 본 명세서의 개시와 관련될 수 있는 참고문헌은 미국 특허 번호 제5,997,307호, 제7,771,356호, 제7,859,455호, 제10,043,415호 및 제10,097,923호; 미국 특허 공개 번호 제2019/0142258호; 대만 출원 번호 제1447681호; 및 비특허 간행물 Shelton, et al., Quantitative Pneumatic Otoscopy Using a Light-Based Ranging Technique, Journal of the Association for Research in Otolaryngology 18(4): 555-568, 2017; Morris, et al., Development and Validation of a Novel Ear Simulator to Teach Pneumatic Otoscopy, 7(1): 22-26, 2012; 및 Diagnostic and Procedural Ear Trainer w/Pneumatic Otoscopy Kit, www.GTsimulators.com을 포함할 수 있다.
본 발명은 고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 시뮬레이션된 막은 질병 상태 또는 건강한 상태와 같은 귀의 다양한 생물학적 상태 동안에 고막의 이동성을 근사치로 계산될 수 있습니다. 본 발명의 실시양태는 예컨대 중이염과 같은 귀 장애를 진단하기 위한 도구의 개발에 도움이 될 수 있다.
일 양태에서, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 제공된다. 장치는: 생물학적 고막의 초음파 반사율을 모방한 초음파 반사율을 갖는 인공 고막; 및 상기 인공 고막에 결합되고 상기 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 추가로 정의하는 하우징으로서, 상기 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 또는 조정 가능한 유체의 유형을 갖고 상기 내부 부분은 조정 가능한 가스 압력을 갖는, 상기 하우징을 포함한다.
일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것이다. 일부 구현예에서, 유체의 유형의 조정은 유체의 점도를 변화시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다.
일부 구현예에서, 인공 고막은 인공 고막의 위치 확인 및 검이경의 정렬이 가능하도록 인공 고막 표면으로부터 광학적 반사를 나타내는 형상을 갖는다. 일부 구현예에서, 광학적 반사는 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타난다. 일부 구현예에서, 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보(umbo) 또는 추골(malleus)의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 하나 이상이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 추가로 구성된다. 일부 구현예에서, 인공 고막의 움직임은 일련의 서수 값에 따라 조정 가능하다. 일부 구현예에서, 인공 고막의 움직임은 연속적인 스케일에 따라 조정 가능하다. 일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 움직임의 속도를 변경시키는 것이다. 일부 구현예에서, 하우징은 외부 부분을 추가로 정의하고, 상기 외부 부분은 소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬(mock ossicular chain)을 포함한다. 일부 구현예에서, 모조 소골은 제어 가능한 장력을 가진다. 일부 구현예에서, 인공 고막의 형상 및 경사계(durometer)는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프, 또는 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 하우징은 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분을 추가로 정의한다. 일부 구현예에서, 외부 부분은 외부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 외부 부분은 외부 공기 펌프 또는 외이 펌프를 위한 개구를 포함한다.
일부 구현예에서, 임의의 양태 또는 구현예의 장치는 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 구성되는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 프로세서는 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 압력 데이터는, 내부 표면에 근접한 유체의 체적; 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는데 이용된다.
다른 양태에서, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법이 제공된다. 방법은 생물학적 고막의 초음파 반사율을 모방한 초음파 반사율을 갖는 인공 고막을 제공하는 단계; 상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계; 상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경한다. 일부 구현예에서, 유체의 유형을 조정하는 것은 유체의 점도를 변화시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다.
일부 구현예에서, 방법은 인공 고막 표면으로부터의 광학적 반사에 기초하여 인공 고막의 위치를 찾아내도록 검이경을 정렬하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 광학적 반사는 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타난다. 일부 구현예에서, 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 방법은 일련의 서수 값에 따라 인공 고막의 움직임을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 연속적인 스케일에 따라 인공 고막의 움직임을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 음향 검이경의 검경을 인공 고막을 향해 지향시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 적어도 하나이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 움직임의 속도를 변경시키는 것이다.
일부 구현예에서, 방법은 소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 인공 고막에 결합된 모조 소골 사슬의 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 방법은 유체 주입기를 사용하여 내부 표면에 근접하게 유체를 주입하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계는 내부 공기 밸브를 개방하거나 폐쇄하고 내부 공기 펌프를 활성화하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 내부 압력 게이지를 사용하여 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 외부 압력 게이지를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 외부 공기 펌프를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 구현예에서, 방법은 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 프로세서를 사용하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 프로세서에서 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 압력 데이터를 사용하여, 내부 표면에 근접한 유체의 체적; 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 양태에서, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 인공 고막; 상기 인공 고막에 결합되고 상기 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 추가로 정의하는 하우징으로서, 상기 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 및 조정 가능한 가스 압력을 갖는, 상기 하우징을 포함하고, 유체의 체적 및 가스 압력의 조정은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 움직임을 변화시킨다.
일부 구현예에서, 이동성 스케일은 일련의 서수 값이다. 일부 구현예에서, 이동성 스케일은 연속적인 스케일이다. 일부 구현예에서, 인공 고막은 팽창가능하거나 수축가능하고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경한다. 일부 구현예에서, 유체의 유형의 조정은 유체의 점도를 변화시키는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다.
일부 구현예에서, 인공 고막은 인공 고막의 위치 확인 및 검이경의 정렬이 가능하도록 인공 고막 표면으로부터 광학적 반사를 나타내는 형상을 갖는다. 일부 구현예에서, 광학적 반사는 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타난다. 일부 구현예에서, 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함한다. 일부 구현예에서, 하우징은 외부 부분을 추가로 정의하고, 상기 외부 부분은 소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함한다. 일부 구현예에서, 모조 소골은 제어 가능한 장력을 갖는다. 일부 구현예에서, 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프, 또는 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 하우징은 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분을 추가로 정의한다. 일부 구현예에서, 외부 부분은 외부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 일부 구현예에서, 외부 부분은 외부 공기 펌프 또는 외부 공기 펌프를 위한 개구를 포함한다.
일부 구현예에서, 장치는 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 구성된 프로세서를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 프로세서는 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 압력 데이터는, 내부 표면에 근접한 유체의 체적; 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는데 이용된다.
다른 양태에서, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법이 제공된다. 방법은 인공 고막을 제공하는 단계; 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계; 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함하고, 유체의 체적 또는 유형의 조정 및 가스의 압력의 조정은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 움직임을 변경시키는 것이다.
일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 것은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것이다. 일부 구현예에서, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다. 일부 구현예에서, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다. 일부 구현예에서, 이동성 스케일은 일련의 서수 값을 포함한다. 일부 구현예에서, 이동성 스케일은 연속적인 스케일을 포함한다.
일부 구현예에서, 방법은 인공 고막 표면으로부터 광학적 반사에 기초하여 인공 고막의 위치를 찾아내도록 검이경을 정렬하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 광학적 반사는 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타난다. 일부 구현예에서, 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 방법은 음향 검이경의 검경을 인공 고막을 향해 지향시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 적어도 하나이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성된다. 일부 구현예에서, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 이동 속도를 변경시키는 것이다. 일부 구현예에서, 방법은 소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 부분은 고막에 결합된 소골 사슬을 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 인공 고막에 결합된 모조 소골 사슬의 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다.
일부 구현예에서, 방법은 유체 주입기를 사용하여 내부 표면에 근접하게 유체를 주입하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계는 내부 공기 밸브를 개방하거나 폐쇄하는 단계 및 내부 공기 펌프를 활성화하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 내부 압력 게이지를 사용하여 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 외부 압력 게이지를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 외부 공기 펌프를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 구현예에서, 방법은 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 프로세서를 사용하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 방법은 압력 데이터를 사용하여, 내부 표면에 근접한 유체의 체적; 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
다른 양태에서, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 제공된다. 장치는 인공 고막; 및 상기 인공 고막에 결합되고 상기 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 추가로 정의하는 하우징으로서, 상기 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 또는 유형 및 조정 가능한 가스 압력을 갖는, 상기 하우징을 포함하고, 상기 유체의 체적 또는 유형 및 가스 압력 중 둘 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변화시키는 것이다.
다른 양태에서, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법이 제공된다. 방법은 인공 고막을 제공하는 단계; 상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계; 상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함하고, 상기 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것이다.
다른 양태에서, 고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은 메인 챔버; 상기 메인 챔버의 내부에서 지지되고 메인 챔버의 내부와 메인 챔버의 외부를 분리하고 막 클램프에 의해 고정되는 막; 및 상기 막에 결합되고 스프링 클램프에 의해 고정되는 탄성중합체 스프링을 포함하고, 상기 막의 질량, 상기 탄성중합체 스프링의 감쇠, 스프링 속도, 상기 메인 챔버의 내부의 압력 및 상기 메인 챔버의 내부의 유체의 양 중 적어도 하나는 귀 안의 상태에 근접하도록 선택적으로 제어된다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원은 참조로 포함되는 것으로서 구체적이고 개별적으로 표시된 것처럼 동일한 정도로 참조로 본 명세서에 포함된다. 참조로 포함된 간행물 및 특허 또는 특허 출원이 명세서에 포함된 개시 내용과 모순되는 한, 본 명세서는 그러한 모순되는 자료에 대체 및/또는 우선한다.
본 발명의 신규한 특징은 첨부된 청구범위에서 구체적으로 설명된다. 본 발명의 특징 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본 발명의 원리가 활용되는 구현예 및 첨부 도면(또한 본 명세서에서 "도면" 및 "도")을 설명하는 이하의 상세한 설명을 참조함으로써 얻어질 것이다:
도 1a는 일부 구현예에 따른 모조 소골 사슬을 갖는 내부 부분을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치의 개략도이다.
도 1b는 일부 구현예에 따른 모조 소골 사슬을 갖는 내부 부분 및 밀폐된(seal) 외부 부분을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치의 개략도이다.
도 1c는 일부 구현예에 따른 밀폐된 내부 부분 및 외부 부분을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치의 개략도이다.
도 2는 일부 구현예에 따른 막의 시뮬레이션과 관련된 일부 잠재적 원리를 보여주는 도면이다.
도 3a는 일부 구현예에 따른 밀폐된 내부 부분 및 외부 부분을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치의 분해 조립도이다.
도 3b는 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 도 3a의 예시적인 장치의 외부 등각도이다.
도 3c는 일부 구현예에 따른, 귀의 특성을 모델링하기 위한 도 3a의 예시적인 장치의 외부 정면도이다.
도 4는 일부 구현예에 따른 모조 소골 사슬을 갖는 내부 부분을 포함하는 예시적인 장치의 투명 등각도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 일부 구현예에 따른 인공 고막의 등각도, 정면도 및 측면도를 각각 보여준다.
도 5d는 본 발명의 예시적인 인공 고막의 외부 표면의 이미지이다.
도 6은 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치에 대한 예시적인 공기 및 액체 서브시스템의 다이어그램이다.
도 7은 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치에 대한 예시적인 전기 서브시스템의 다이어그램이다.
도 8은 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치에 대한 공기 및 액체 서브시스템의 평면도를 보여준다.
도 9는 일부 구현예에 따른 공기 및 액체 서브시스템에 연결된 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치의 사진이다.
도 10은 일부 구현예에 따른 인공 외이도 및 귓바퀴를 갖는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치의 외부 등각도를 보여준다.
도 11a는 일부 구현예에 따른 인공 외이도 및 귓바퀴를 갖는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치의 슬라이스 뷰(slice view)를 보여준다.
도 11b는 일부 구현예에 따른 도 11a의 예시적인 장치의 인공 외이도 및 귓바퀴의 등각 슬라이스 뷰를 보여준다.
도 12a는 대상체의 귀 내에 배치된 본 발명의 검이경의 검경을 보여준다.
도 12b, 도 12c, 도 12d 및 도 12e는 예시적인 검이경의 출력이 막 뒤의 삼출물의 점도를 변화시키면서 어떻게 변할 수 있는지를 보여주는 예시적인 실험 데이터를 보여준다.
도 13은 진동 주파수 및 진폭에 기초하여 식별될 수 있는 다양한 종류의 삼출물을 보여주는 예시적인 실험 데이터를 보여준다.
도 14는 일부 구현예에 따른 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 15는 일부 구현예에 따른 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 다른 예시적인 방법의 흐름도이다.
도 16은 일부 구현예에 따른 디지털 처리 장치 및 사용자에게 가시적인 디스플레이를 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치를 예시하는 개략도이다.
본 발명은 귀의 인공 모형(본 명세서에서 "팬텀(phantom)"으로도 지칭됨)을 사용하여 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치, 방법 및 시스템에 관한 것이다. 본 명세서에서의 장치, 방법 및 시스템은 공압 또는 그 밖의 검이경과 관련되어 사용될 수 있다. 공압 검이경은 고막에 압력 챌린지(challenge)를 가할 수 있으며 고막의 특성은 공압 챌린지(pneumatic challenge)에 대한 응답으로 측정될 수 있다. 고막을 시뮬레이션하기 위한 개선된 장치, 방법 및 시스템은 대상체 등과 함께 사용하기 전에, 대상체 필요없이 검이경 장치(예컨대, 음향 검이경 장치)를 검사할 수 있다. 본 명세서에 개시된 장치, 방법 및 시스템은 프로토타입 등의 보다 안전한 검사를 위해 보다 신속한 프로토타입을 제작할 수 있다. 귀의 인공 모형은 검이경 장치, 예컨대, 음향 검이경 장치 및/또는 공압 검이경 장치의 검사를 허용하기 위해 막 움직임, 막 변위, 광학적 반사율, 초음파 반사율 등과 같은 귀의 다양한 특성을 충분히 시뮬레이션할 수 있다. 귀의 인공 모형은 귀의 특정 질병 상태를 모방하도록 조정될 수 있다. 귀의 인공 모형은 고막의 움직임 또는 변위 특성을 모방하도록 조정될 수 있다. 인공 고막은 이동성 스케일에 따라 조정될 수 있다. 임상 진단 검사는 막 특성을 분류하기 위해 서수 스케일(ordinal scale)을 사용할 수 있다. 따라서 임상 스케일에 따라 특정 움직임 특성을 모방한 인공 고막을 설계하는 것이 유리할 수 있다.
본 명세서에 개시된 장치, 방법 및 시스템은 예컨대 공동 소유의 미국 특허 번호 제7,771,356호 및 미국 특허 공개 번호들 제2019/0365292호, 제2018/0310917호 및 제2017/0014053호(각각은 전체 내용이 참고로 본 명세서에 포함됨)에 기술된 연성 막(ductile membrane), 표면 및 피하 특성들을 특성화하는 장치 및 방법과 조합하여 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 방법, 시스템 및 매체는 공동 양도된 미국 특허 공개 번호 제2019/0200873호 및 미국 특허 공개 번호 제2017/0360302호(각각은 전체 내용이 참고로 본 명세서에 포함됨)에 개시된 바와 같이, 예컨대 광간섭 단층촬영(OCT)을 사용하는 장치 및 방법과 조합하여 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 장치, 방법 및 시스템은 예시적인 막으로서 귀를 사용할 수 있다. 일부 경우에, 본 명세서에 개시된 장치, 방법 및 시스템은 다양한 진단 정보를 제공하기 위해 다수의 생물학적 조직을 시뮬레이션하는 데 사용될 수 있다. 생물학적 조직은 환자의 기관(organ)을 포함할 수 있다. 검경(speculum)은 환자의 조직을 특성화하기 위해 체강 내에 배치될 수 있다. 환자의 기관 또는 체강은 몇가지 예를 들면, 예컨대 근육, 힘줄, 인대, 입, 혀, 인두, 식도, 위, 창자, 항문, 간, 담낭, 췌장, 코, 후두, 기관, 폐, 신장, 방광, 요도, 자궁, 질, 난소, 고환, 전립선, 심장, 동맥, 정맥, 비장, 선, 뇌, 척수, 신경 등을 포함할 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 장치, 방법 및 시스템은 고막의 하나 이상의 특성을 시뮬레이션하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 개시된 장치, 방법 및 시스템은 인공 고막을 포함할 수 있다. 예컨대, 인공 고막은 급성 중이염(AOM), 만성 중이염, 삼출성 중이염 및/또는 만성 화농성 중이염과 같은 귀의 다양한 상태를 시뮬레이션할 수 있습니다. 귀가 AOM을 나타내는 분류에는 삼출액의 존재 감지와 장액성, 점액성, 화농성 또는 이들의 조합 중 하나로 삼출액 유형의 특성화가 포함될 수 있다. AOM에서 중이 삼출액(MEE)은 감염원에 의해 유발될 수 있으며 바이러스 감염의 경우 가늘거나 장액이 될 수 있으며 세균 감염의 경우 진하고 화농성일 수 있다. 따라서, 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 시뮬레이션하는 것은 유체의 유형, 유체의 점도 등과 같은 고막에 인접한 유체의 다양한 특성을 시뮬레이션하는 것을 포함할 수 있다. 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 시뮬레이션하는 것은 귀 안의 압력을 시뮬레이션하는 것을 포함할 수 있다. 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 시뮬레이션하는 것은 고막의 장력 또는 형상을 시뮬레이션하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 막이 팽창되거나 수축될 수 있다.
이제 다양한 구현예가 상세하게 참조될 것이며, 그 예는 첨부된 도면에 도시되어 있다. 다음의 상세한 설명에서, 본 발명 및 기술된 구현예의 완전한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 제시된다. 그러나, 본 발명의 구현예는 이러한 특정 세부사항 없이 선택적으로 실시된다. 다른 예에서, 공지의 방법, 절차, 구성요소 및 회로는 구현예의 양태를 불필요하게 모호하게 하지 않도록 상세하게 설명되지 않았다. 도면에서 유사한 참조 번호는 유사하거나 유사한 단계 또는 구성 요소를 지정한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정 구현예를 설명하기 위한 것이며 청구범위를 한정하려는 의도가 아니다. 구현예 및 첨부된 청구범위의 설명에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "하나" 및 "상기"는 문맥이 달리 지시하지 않는 한 복수형도 포함하도록 의도된다. 또한, 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 관련된 나열된 항목 중 하나 이상의 모든 가능한 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해될 것이다. 본 명세서에서 사용될 때 "포함하다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 명시된 특징, 정수, 단계, 작업, 요소 및/또는 구성요소의 존재를 특정하지만 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계, 작업, 요소, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 추가 및 존재를 배제하지 않는다는 것이 추가로 이해될 것이다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "경우"라는 용어는 명시된 전제 조건은 참이라는 것을 문맥에 따라 "일 때" 또는 "할 시" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "결정에 따라" 또는 "검출에 응답하여"를 의미하는 것으로 선택적으로 해석된다. 유사하게 "[명시된 전제 조건이 참이다]라는 것을 결정하는 경우" 또는 "[명시된 전제 조건이 참인 경우]" 또는 "[명시된 전제 조건이 참]일 때"라는 문구는 선택적으로 맥락에 따라 "결정할 때" 또는 "결정에 응답하여" 또는 "결정에 따라" 또는 "검출 시" 또는 "검출에 응답하여"를 의미하는 것으로 선택적으로 해석된다.
본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 달리 명시되지 않는 한, 용어 "약" 또는 "대략"은 값이 어떻게 측정되는지 또는 결정되는 지에 대해 부분적으로 의존하며 당업자에 의해 결정된 특정 값에 대한 허용가능한 오차를 의미한다. 특정 구현예에서, 용어 "약" 또는 "대략"은 1, 2, 3, 또는 4 표준 편차 이내를 의미한다. 특정 구현예에서, 용어 "약" 또는 "대략"은 주어진 값 또는 범위의 30%, 25%, 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0.5%, 0.1% 또는 0.05% 이내를 의미한다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "포함하다", "포함하는" 또는 이들의 임의의 다른 변형은 요소들의 목록을 포함하는 프로세스, 방법, 물품 또는 장치가 단지 이들 요소만을 포함하지 않고 명시적으로 나열되지 않았거나 그러한 프로세스, 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 요소를 포함할 수 있게 하기 위하여 비-배타적 포함까지 커버하도록 의도된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 용어 "대상자" 및 "환자"는 상호교환적으로 사용된다. 본 명세서에 사용된 바와 같이, 상기 용어 "대상자" 및 "대상자들"는 동물(예컨대, 조류, 파충류 및 포유동물), 영장류를 포함하는 포유동물(예컨대, 원숭이, 침팬지 및 인간) 및 비영장류(예컨대, 낙타, 당나귀, 얼룩말, 소, 돼지, 말, 고양이, 개, 쥐, 생쥐)를 지칭한다. 특정 구현예에서, 포유동물은 0 내지 6개월, 6 내지 12개월, 1 내지 5세, 5 내지 10세, 10 내지 15세, 15 내지 20세, 20 내지 25세, 25 내지 30세, 30 내지 35세, 35 내지 40세, 40 내지 45세, 45 내지 50세, 50 내지 55세, 55 내지 60세, 60 내지 65세, 65 내지 70세 70 내지 75세, 75 내지 80세, 80 내지 85세, 85 내지 90세, 90 내지 95세 또는 95 내지 100세이다.
귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 본 명세서에 개시된다. 장치는 고막의 특성을 포함하여 귀의 특성을 모델링할 수 있다. 일부 구현예에서, 장치는 인공 고막을 포함한다. 인공 고막은 생물학적 고막의 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다. 인공 고막은 생물학적 고막과 유사한 광학적 반사율을 가질 수 있다. 장치는 인공 고막에 결합된 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막의 내부 표면에 결합될 수 있는 내부 부분을 정의할 수 있다. 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 또는 조정 가능한 유체의 유형을 가질 수 있다. 내부 부분은 조정 가능한 가스 압력을 가질 수 있다.
귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 본 명세서에 개시된다. 장치는 고막을 포함할 수 있다. 장치는 인공 고막을 포함할 수 있다. 장치는 인공 고막에 결합된 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 정의할 수 있다. 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 또는 유형 및 조정 가능한 가스 압력을 가질 수 있다. 유체의 체적 또는 유형 및 가스 압력 중 둘 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것일 수 있다.
귀의 특성을 모델링하기 위한 장치가 본 명세서에 개시된다. 장치는 고막을 포함할 수 있다. 장치는 인공 고막을 포함할 수 있다. 장치는 인공 고막에 결합된 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 정의할 수 있다. 내부 부분은 유체의 조정 가능한 체적 또는 조정 가능한 유형 및 조정 가능한 가스 압력을 가질 수 있다. 유체의 체적 또는 유형 및 가스 압력의 조정은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 이동을 변경시킨다.
또한 본 명세서에는 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치를 포함하는 시스템이 개시되어 있다. 본 명세서에 개시된 시스템은 본 발명의 장치 및 하나 이상의 추가 구성요소, 예컨대 디지털 처리 장치, 공기 서브시스템(air subsystem), 액체 서브시스템, 전기 서브시스템, 인공 외이, 질문 장치(예컨대 검경) 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
본 명세서에는 고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템이 개시되어 있다. 시스템은 메인 챔버를 포함할 수 있다. 시스템은 막을 포함할 수 있다. 막은 메인 챔버 내에서 지지될 수 있다. 막은 메인 챔버의 내부를 메인 챔버의 외부와 분리할 수 있다. 막은 클램프에 의해 메인 챔버 내에 고정될 수 있다. 시스템은 탄성중합체 스프링을 포함할 수 있다. 탄성중합체 스프링은 막에 결합되고 스프링 클램프에 의해 고정될 수 있다. 일부 경우에, 막의 질량, 탄성중합체 스프링의 감쇠, 스프링 속도, 메인 챔버 내부의 압력 및 메인 챔버 내부의 유체의 양 중 적어도 하나는 귀 안의 상태에 근접하도록 선택적으로 제어될 수 있다.
도 1a는 일부 구현예에 따른 모조 소골 사슬(mock ossicular chain)을 갖는 내부 부분을 포함하는, 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치(100)의 개략도를 도시한다. 장치는 하우징(170)을 포함할 수 있다. 하우징(170)은 내부 부분(120)을 포함할 수 있다. 하우징(170)은 모조 소골 체인으로서 작용할 수 있는 탄성 재료(130)를 포함할 수 있다. 하우징(170)은 하우징에 결합된 유체 주입기(150)를 포함할 수 있다. 하우징(170)은 하우징에 결합된 공기 밸브 또는 공기 펌프(140)를 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막에 의해 분할되고 적어도 내부 부분 및 선택적으로 외부 부분을 포함하는 메인 챔버를 포함할 수 있다.
하우징(170)은 인공 고막(110)을 포함할 수 있다. 막(110)은 생물학적 고막을 모방하는 특성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 막(110)은 생물학적 고막의 장력 및/또는 형상을 모방할 수 있다. 예컨대, 막(110)은 생물학적 고막을 모방하도록 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 귀의 건강한 상태나 질병 상태를 모방하도록 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 인가된 공압 챌린지에 응답하여 이동할 수 있다. 인가된 공압 챌린지에 응답하여 막 이동 속도는 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 모방할 수 있다. 막(110)은 생물학적 고막의 시각적 외관을 모방하는 시각적 신호를 표시하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 인공 고막의 표면은 추골이나 움보(umbo) 또는 둘 모두의 시각적 형상을 가질 수 있다. 고막은 생물학적 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다.
내부 부분은 액체를 포함할 수 있다. 액체 체적(122)은 고막 뒤의 유체의 양을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형이 생물학적 유체의 특성을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 예컨대, 유체의 유형은 막 뒤의 유체의 점도를 높이거나 낮추기 위해 변경될 수 있다. 유체의 점도를 변경하는 것은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 보다 더 점성이 있는 유체는 고막의 유효 탄성을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 유체 주입기는 액체의 체적을 높이거나 낮추는 데 사용될 수 있다. 유체 주입기는 액체의 유형을 변경하는 데 사용할 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 물일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 용액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 수용액일 수 있다. 수용액의 점도는 용매 내 용질의 양을 제어함으로써 변화될 수 있다. 예컨대, 물에 염화나트륨, 요오드화칼륨, 설탕 등을 첨가하여 점도를 변화시킬 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 꿀일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 올리브 오일, 아마인유, 피마자유, 모터 오일, 광유, 실리콘 오일 등과 같은 오일일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 두 개의 비혼화성 액체의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 오일과 물의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 페이스트, 겔 또는 다른 반고체일 수 있다. 일부 경우에, 유체가 점탄성 중합체일 수 있다. 유체의 점도는 온도에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 실온에서 유체의 점도는 예컨대 가벼운 유체인 경우의 100 마이크로파스칼 초(microPascal seconds)에서 예컨대 꿀인 경우 5000 파스칼 초 사이에서 변화될 수 있다.
내부 부분(120)은 조정 가능한 공기 체적을 포함할 수 있다. 공기 체적은 고막 뒤의 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막 뒤의 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 조정할 수 있다. 예컨대, 고막 뒤의 더 높은 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 공기 밸브를 포함한다. 장치(100)는 내부 공기 펌프를 포함할 수 있다. 장치(100)는 내부 공기 밸브를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치(100)는 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 내부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 내부 부분의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 내부 부분을 밀폐하여 조정할 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다.
일부 경우에, 가스의 유형은 공기일 수 있다. 가스는 질소, 산소, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 헬륨, 크립톤, 아르곤 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 가스는 원소 가스를 포함할 수 있다. 가스의 압력은 수 밀리토르(millitorr)에서 100 킬로토르(kilotorr)까지 다양할 수 있다. 생물학적 귀 압력은 일반적으로 약 760 토르(Torr)일 수 있다.
일부 경우에, 내부 부분(120)은 인공 고막에 결합된 탄성 재료(130)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막에 결합된 탄성 재료는 스프링, 예컨대 탄성 중합체 스프링이다. 일부 경우에, 인공 고막에 결합된 탄성 물질은 조정 가능한 장력을 갖는다. 모조 소골은 조정 가능한 장력을 가질 수 있다. 도 1a는 탄성 재료(130)에 결합된 스프링 조정기(160)를 도시한다. 스프링 조정기는 인공 고막(110)의 탄성을 조정하도록 장력을 제어할 수 있다.
도 1b는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치(100')의 개략도를 도시하며, 장치(100')는 일부 구현예에 따라 모조 소골 체인을 갖는 내부 부분 및 밀폐된 외부 부분을 포함한다. 장치는 하우징(170')을 포함할 수 있다. 하우징(170')은 내부 부분(120')을 포함할 수 있다. 하우징(170')은 모조 소골 체인(mock ossicular chain)으로서 작용할 수 있는 탄성 재료(130')를 포함할 수 있다. 하우징(170')은 하우징에 결합된 유체 주입기(150')를 포함할 수 있다. 하우징(170')은 하우징에 결합된 내부 공기 밸브 또는 내부 공기 펌프(140')를 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막에 의해 분할되고 적어도 내부 및 외부 부분(125')을 포함하는 메인 챔버를 포함할 수 있다. 하우징(170')은 하우징에 결합된 외부 공기 밸브 또는 외부 공기 펌프(145')를 포함할 수 있다. 하우징(170')은 하우징에 결합된 씰(180')을 포함할 수 있다.
하우징(170')은 인공 고막(110')을 포함할 수 있다. 막(110')은 생물학적 고막을 모방하는 특성을 가진 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 막(110')은 생물학적 고막의 모양 또는 장력을 모방할 수 있다. 예컨대, 막(110')은 생물학적 고막을 모방하도록 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 귀의 건강한 상태나 질병 상태를 모방하도록 팽창하거나 수축할 수 있다. 막은 인가된 공압 챌린지에 응답하여 이동할 수 있다. 인가된 공압 챌린지에 응답하여 막 움직임 속도는 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 모방할 수 있다. 막(110')은 생물학적 고막의 시각적 외관을 모방하는 시각적 신호를 표시하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 인공 고막의 표면은 추골이나 움보 또는 둘 모두의 시각적 형상을 가질 수 있다. 고막은 생물학적 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다.
내부 부분은 액체를 포함할 수 있다. 액체 체적(122')은 고막 뒤의 유체의 양을 시뮬레이션하도록 조정가능하다. 일부 경우에, 유체의 유형은 생물학적 유체의 특성을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 예컨대, 유체의 유형은 막 뒤의 유체의 점도를 높이거나 낮추기 위해 변경할 수 있다. 유체의 점도를 변경하는 것은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 더 점성이 있는 유체는 고막의 유효 탄성을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 유체 주입기는 액체의 체적을 높이거나 낮추는 데 사용될 수 있다. 유체 주입기는 액체의 유형을 변경하는 데 사용될 수 있다.
일부 경우에, 액체의 유형은 물일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 용액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 수용액일 수 있다. 수용액의 점도는 용매 내 용질의 양을 제어함으로써 변화될 수 있다. 예컨대, 물에 염화나트륨, 요오드화칼륨, 설탕 등을 첨가하여 점도를 변화시킬 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 꿀일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 올리브 오일, 아마인유, 피마자유, 모터 오일, 광유, 실리콘 오일 등과 같은 오일일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 두 개의 비혼화성 액체의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 오일과 물의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 페이스트, 겔 또는 다른 반고체일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 점탄성 중합체일 수 있다. 유체의 점도는 온도에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 실온에서 유체의 점도는 예컨대 가벼운 유체인 경우의 100 마이크로파스칼 초(microPascal seconds)에서 예컨대 꿀인 경우의 5000 파스칼 초 사이에서 변화될 수 있다.
내부 부분(120')은 조정 가능한 공기 체적을 포함할 수 있다. 공기 체적은 고막 뒤의 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막 뒤의 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 조정할 수 있다. 예컨대, 고막 뒤의 더 높은 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 공기 밸브를 포함한다. 장치(100')는 내부 공기 펌프를 포함할 수 있다. 장치(100')는 내부 공기 밸브를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치(100')는 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 내부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 내부의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 내부를 밀폐하여 조정될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다.
일부 경우에, 가스의 유형은 공기일 수 있다. 가스는 질소, 산소, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 헬륨, 크립톤, 아르곤 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 가스는 원소 가스를 포함할 수 있다. 가스의 압력은 수 밀리토르에서 100 킬로토르까지 다양할 수 있다. 생물학적 귀 압력은 일반적으로 약 760 토르일 수 있다.
일부 경우에, 내부 부분(120')은 인공 고막에 결합된 탄성 재료(130')를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막에 결합된 탄성 재료는 스프링, 예컨대 탄성 중합체 스프링이다. 일부 경우에, 인공 고막에 결합된 탄성 재료는 조정 가능한 장력을 갖는다. 모조 소골은 조정 가능한 장력을 가질 수 있다. 도 1b는 탄성 재료(130')에 결합된 스프링 조정기(160')를 도시한다. 스프링 조정기는 인공 고막(110')의 탄성을 조정하도록 장력을 제어할 수 있다.
장치(100')는 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분(125')을 포함할 수 있다. 외부 부분(125')은 조정 가능한 공기 체적 또는 압력을 포함할 수 있다. 공기 체적 또는 압력은 고막에 인가된 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막에 인가된 압력은 공압 챌린지일 수 있다. 예컨대, 공압 챌린지는 질문 장치, 예컨대 검이경에 의해 측정될 수 있는 막 움직임을 유도할 수 있다. 일부 경우에, 외부 부분은 외부 공기 밸브를 포함한다. 장치(100')는 외부 공기 펌프를 포함할 수 있다. 장치(100')는 외부 공기 밸브를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치(100')는 외부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 외부 부분은 외부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 외부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 외부와의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 외부 부분을 밀폐하여 조정할 수 있다.
외부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 외부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다. 외부 부분 내의 압력을 모니터링하는 것은 인가된 공압 챌린지와 같은 인가된 압력을 모니터링하는 데 유용할 수 있다. 예컨대 환자 귀의 과도한 압력을 방지하기 위해 질문 장치에 의해 인가되는 압력을 이해하는 것은 유익할 수 있다.
장치(100')는 외부 부분(125')에 결합된 씰(180')을 포함할 수 있다. 임상 환경에서, 질문 장치는 대상체(인체)의 구멍(orifice)에 대한 씰을 포함할 수 있다. 예컨대, 검이경의 검경은 성인 또는 소아 인체의 외이도와 같은 생물학적 외이도 내에 적합한 크기 및 형상을 포함할 수 있다. 씰(180')은 질문 장치와 대상체 구멍 사이의 생물학적 씰을 시뮬레이션할 수 있다. 일부 경우에, 외부 압력 게이지는 질문 장치가 제자리에 있거나 사용 중일 때 씰의 품질을 모니터링하는데 사용할 수 있다.
도 1c는 일부 구현예에 따른 밀폐된 내부 부분 및 외부 부분을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치(100")의 개략도를 도시한다. 장치는 하우징(170")을 포함할 수 있다. 하우징(170")은 내부 부분(120")을 포함할 수 있다. 하우징(170")은 하우징에 결합된 유체 주입기(150")를 포함할 수 있다. 하우징(170")은 하우징에 결합된 내부 공기 밸브 또는 내부 공기 펌프(140")를 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막에 의해 분할되고 적어도 내부 및 외부 부분(125")을 포함하는 메인 챔버를 포함할 수 있다. 하우징(170")은 하우징에 결합된 외부 공기 밸브 또는 외부 공기 펌프(145")를 포함할 수 있다. 하우징(170")은 하우징에 결합된 씰(180")을 포함할 수 있다.
도 1c의 예는 형상을 갖는 인공 고막(110")을 포함할 수 있고 인공 고막의 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다. 막(110")은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 탄성 재료(예컨대, 모조 소골 사슬)와 조합하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다.
하우징(170")은 인공 고막(110")을 포함할 수 있다. 막(110")은 생물학적 고막을 모방하는 특성을 가진 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 막(110)은 생물학적 고막의 형상 또는 장력을 모방할 수 있다. 예컨대, 막(110")은 생물학적 고막을 모방하기 위해 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 귀의 건강한 상태나 질병 상태를 모방하기 위해 팽창하거나 수축할 수 있다. 막은 인가된 공압 챌린지에 응답하여 이동할 수 있다. 인가된 공압 챌린지에 응답하여 막 움직임 속도는 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 모방할 수 있다. 막(110")은 생물학적 고막의 시각적 외관을 모방하는 시각적 신호를 표시하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 인공 고막의 표면은 추골이나 움보 또는 둘 모두의 시각적 형상을 가질 수 있다. 고막은 생물학적 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다.
내부 부분은 액체를 포함할 수 있다. 액체 체적(122")은 고막 뒤의 유체의 양을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 생물학적 유체의 특성을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 예컨대, 유체의 유형은 막 뒤의 유체의 점도를 높이거나 낮추기 위해 변경될 수 있다. 유체의 점도를 변경하는 것은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 더 점성이 있는 유체는 고막의 유효 탄성을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 유체 주입기는 액체의 체적을 높이거나 낮추는 데 사용될 수 있다. 유체 주입기는 액체의 유형을 변경하는 데 사용될 수 있다.
일부 경우에, 액체의 유형은 물일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 용액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 수용액일 수 있다. 수용액의 점도는 용매 내 용질의 양을 제어함으로써 변화될 수 있다. 예컨대, 물에 염화나트륨, 요오드화칼륨, 설탕 등을 첨가하여 점도를 변화시킬 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 꿀일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 올리브 오일, 아마인유, 피마자유, 모터 오일, 광유, 실리콘 오일 등과 같은 오일일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 두 개의 비혼화성 액체의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 페이스트, 겔 또는 다른 반고체일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 점탄성 중합체일 수 있다. 유체의 점도는 온도에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 실온에서 유체의 점도는 예컨대 가벼운 유체인 경우의 100 마이크로파스칼 초(microPascal seconds)에서 예컨대 꿀인 경우의 5000 파스칼 초 사이에서 변화될 수 있다.
내부 부분(120")은 조정 가능한 공기 체적을 포함할 수 있다. 공기 체적은 고막 뒤의 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막 뒤의 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 조정할 수 있다. 예컨대, 고막 뒤의 더 높은 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 공기 밸브를 포함한다. 장치(100")는 내부 공기 펌프를 포함할 수 있다. 장치(100")는 내부 공기 밸브를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치(100")는 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 내부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 내부의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 내부 부분을 밀폐하여 조정될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다.
일부 경우에, 가스의 유형은 공기일 수 있다. 가스는 질소, 산소, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 헬륨, 크립톤, 아르곤 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 가스는 원소 가스를 포함할 수 있다. 가스의 압력은 수 밀리토르에서 100 킬로토르까지 다양할 수 있다. 생물학적 귀 압력은 일반적으로 약 760 토르일 수 있다.
장치(100")는 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분(125")을 포함할 수 있다. 외부 부분(125")은 조정 가능한 공기의 체적 또는 압력을 포함할 수 있다. 공기 체적 또는 압력은 고막에 인가된 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막에 인가된 압력은 공압 챌린지일 수 있다. 예컨대, 공압 챌린지는 예컨대, 검이경과 같은 질문 장치에 의해 측정될 수 있는 막 움직임을 유도할 수 있다. 일부 경우에, 외부 부분은 외부 공기 밸브를 포함한다. 장치(100")는 외부 공기 펌프를 포함할 수 있다. 장치(100")는 외부 공기 밸브를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치(100")는 외부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 외부 부분은 외부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 외부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 외부와의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 외부 부분을 밀폐하여 조정할 수 있다.
외부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 외부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다. 외부 부분 내의 압력을 모니터링하는 것은 인가된 공압 챌린지와 같은 인가된 압력을 모니터링하는 데 유용할 수 있다. 예컨대 환자 귀의 과도한 압력을 방지하기 위해 질문 장치에 의해 인가되는 압력을 이해하는 것은 유익할 수 있다.
장치(100")는 외부 부분(125")에 결합된 씰(180")을 포함할 수 있다. 임상 환경에서, 질문 장치는 대상체(인체) 구멍에 대한 씰을 포함할 수 있다. 예컨대, 검이경의 검경은 성인 또는 소아 인체의 외이도와 같은 생물학적 외이도 내에 적합한 크기 및 형상을 포함할 수 있다. 씰(180')은 질문 장치와 대상체 구멍 사이의 생물학적 씰을 시뮬레이션할 수 있다. 일부 경우에, 외부 압력 게이지는 질문 장치가 제자리에 있거나 사용 중일 때 씰의 품질을 모니터링하는데 사용할 수 있다. 일부 경우에, 외부 압력 게이지는 질문 장치가 제자리에 있거나 사용 중일 때 씰의 품질을 모니터링하는데 사용할 수 있다.
도 2는 일부 구현예에 따른 막의 시뮬레이션과 관련된 일부 잠재적 원리를 도시한다. 도 2는 외이도(EAM), 중이강(MEC), 고막(TM), 소골 연결부(M,I,SFP) 및 유체가 채워진 내이를 포함하는 중이의 음향-기계적 개략도이다. 또한 소골 체인(ossicular chain)이기도 한 소골 연결부는 추골(malleus) M, 침골(incus) I 및 등골 발판(stapes footplate) SFP를 포함한다. 또한 내창(round window) RS와 유스타키오관(Eustachian tube) ET가 보여진다. 외이도의 공압 챌린지나 소리와 같은 외부 공기 압력 PT와 함께, TM은 체적 변위 VU와 중이 내에서 동반되는 압력 변화 PMEC를 유발한다. TM의 앞뒤 움직임은 또한 소골 체인의 동반 변위를 유발하고 발판 Pc에 전정 내측의 압력 변화를 유도하는 등골 발판의 동반 변위를 유발한다. 움보(umbo)는 TM에서 종종 볼 수 있는 추골의 머리이다. 귀 음향-기계학의 추가 설명은 예컨대 참조로 전체 내용이 본 명세서에 포함되는 Acoustics of Speech & Hearing MIT 6.551J / HST.714J, http://web.mit.edu/6.551j/www/를 참조한다.
OM은 TM 뒤에 유체가 존재하는 것을 특징으로 한다. 세균성 귀 감염은 항생제로 치료할 수 있으나, 바이러스성 귀 감염은 항생제에 반응하지 않을 수 있다. 세균성 대 바이러스성 OM은 상이한 유형의 삼출이 특징이나, TM 뒤의 삼출은 일반적으로 외이에서 보이지 않을 수 있다. 삼출 유형의 식별은 고막의 움직임을 조사하는 다양한 질문 장치에 의해 도움이 될 수 있다. 대상체 TM의 생검이나 진단 없이 처방하는 것보다 이러한 간접적인 방법은 감염을 정확하고 조기에 식별하는 데 도움이 될 수 있다. 예컨대, 바이러스성 삼출은 일반적으로 더 끈적일 수 있는(예컨대, 보다 큰 점성) 세균성 감염보다 더 묽게(예컨대, 보다 낮은 점성)됩니다.
막 움직임을 조사하는 방법의 예는 공압 챌린지 UT를 인가하고 그 챌린지 전후에 막 움직임을 모니터링하는 것을 포함한다. 움직임을 모니터링하는 것은 육안 검사로 수행되거나 또는 초음파 시스템이나 광간섭 단층 촬영과 같은 보다 정교한 방법을 사용하여 수행할 수 있다. 이러한 기술은 본 명세서의 다른 곳, 예컨대 "질문 장치" 섹션에서 더 자세히 설명되어 있다.
막 움직임을 조사하는 것은 막 수축 또는 팽창의 측정, 움직임 속도의 측정, 막 움직임의 감쇠 시간의 측정, 막 움직임의 주파수 측정 등을 포함할 수 있다. 공압 챌린지에 응답하여 막 움직임의 간단한 모형은 간단한 고조파 발진기 모형이다. 스프링 힘은 TM의 탄성, 달팽이관의 압축(소골 사슬을 통한), 중이 내의 공기 압축 등과 관련될 수 있다. 발진기의 감쇠는 TM의 감쇠, ET를 통한 공기 압력 균등화, 달팽이관 내의 압력 균등화 등과 관련될 수 있다. 발진기의 질량은 TM의 질량, 귀 내의 유체의 질량 및 소골의 질량과 관련될 수 있다. 정확한 막 시뮬레이션은 간단하고 조정 가능한 부품을 사용하여 이들 매개변수의 대부분 또는 전체를 캡처(capture)해야 한다.
본 발명의 장치는 질병 상태를 모방하는 운동 특성을 생성하도록 선택적으로 조정될 수 있다. 일부 경우에, 막의 질량, 탄성 중합체 스프링의 장력, 내부 부분의 압력 및 내부 부분의 유체의 양 중 적어도 하나는 귀 안의 상태에 근접하도록 선택적으로 제어될 수 있다. 일부 경우에, 탄성 중합체 스프링이 필요하지 않을 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형 또는 체적과 내부 부분 내의 압력은 조정 가능한 매개변수일 수 있다. 단일 막 유형은 여러 질병 상태를 제어 가능하게 모방하는데 사용할 수 있다. 일부 경우에, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시킨다. 일부 경우에, 유체의 유형의 조정은 유체의 점도를 변경시키는 것을 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막의 움직임은 일련의 서수 값이나 연속적인 스케일에 따라 조정될 수 있다. 일부 경우에, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 움직임의 속도를 변경시킬 수 있다.
도 3a는 일부 구현예에 따른 밀폐된 내부 부분 및 외부 부분을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치(300)의 분해도를 도시한다. 도 3b는 일부 구현예에 따른, 귀의 특성을 모델링하기 위한 도 3a의 예시적인 장치의 외부 등각도를 도시한다. 도 3c는 일부 구현예에 따른, 귀의 특성을 모델링하기 위한 도 3a의 예시적인 장치의 외부 정면도를 도시한다. 장치(300)는 도 1c에 제시된 개략적인 장치(100")를 구현하는 일예를 포함할 수 있다.
장치는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 내부 부분(320)을 포함할 수 있다. 하우징은 유체 주입기를 위한 개구를 포함할 수 있다. 하우징은 내부 공기 밸브 또는 내부 부분(320)에 결합된 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막에 의해 분할되고 적어도 내부(320) 및 외부 부분(325)을 포함하는 메인 챔버를 포함할 수 있다. 외부 부분은 외부 공기 밸브 또는 외부 부분에 결합된 외부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치는 하우징에 결합된 씰(380)을 포함할 수 있다.
장치(300)는 형상을 갖는 인공 고막(310)을 포함할 수 있고 인공 고막의 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다. 막(310)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 탄성 재료(예컨대, 모조 소골 사슬)와 조합하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이 막(310)은 내부 부분과 외부 부분 사이의 압력 분리를 돕도록 씰(312)을 포함할 수 있다. 막(310)은 배향 특징을 포함할 수 있다.
장치(300)는 인공 고막(310)을 포함할 수 있다. 막(310)은 생물학적 고막을 모방하는 특성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 막(310)은 생물학적 고막의 형상 및 장력을 모방할 수 있다. 예컨대, 막(310)은 생물학적 고막을 모방하도록 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 귀의 건강한 상태나 질병 상태를 모방하도록 팽창하거나 수축할 수 있다. 막은 인가된 공압 챌린지에 응답하여 이동할 수 있다. 인가된 공압 챌린지에 응답하여 막 움직임의 속도는 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 모방할 수 있다. 막(310)은 생물학적 고막의 시각적 외관을 모방하는 시각적 신호를 표시하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 인공 고막의 표면은 추골이나 움보 또는 둘 모두의 시각적 형상을 가질 수 있다. 고막은 생물학적 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다.
내부 부분(320)은 액체를 포함할 수 있다. 액체 체적은 고막 뒤의 액체의 양을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 생물학적 유체의 특성을 시뮬레이션할 수 있다. 예컨대, 유체의 유형은 막 뒤의 유체의 점도를 높이거나 낮추도록 변경될 수 있다. 유체의 점도를 변경하는 것은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 보다 더 점성이 있는 유체는 고막의 유효 탄성을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 유체 주입기는 액체의 체적을 높이거나 낮추는 데 사용될 수 있다. 유체 주입기는 액체의 유형을 변경하는 데 사용될 수 있다.
일부 경우에, 액체의 유형은 물일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 용액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 수용액일 수 있다. 수용액의 점도는 용매 내 용질의 양을 제어함으로써 변화될 수 있다. 예컨대, 물에 염화나트륨, 요오드화칼륨, 설탕 등을 첨가하여 점도를 변화시킬 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 꿀일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 올리브 오일, 아마인유, 피마자유, 모터 오일, 광유, 실리콘 오일 등과 같은 오일일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 두 개의 비혼화성 액체의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 오일과 물의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 페이스트, 젤 또는 다른 반고체일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 점탄성 중합체일 수 있다. 유체의 점도는 온도에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 실온에서 유체의 점도는 예컨대 가벼운 유체인 경우의 100 마이크로파스칼 초(microPascal seconds)에서 예컨대 타르(tar)인 경우 1000 파스칼 초 사이에서 변화될 수 있다.
내부 부분(320)은 조정 가능한 공기 체적을 포함할 수 있다. 공기량은 고막 뒤의 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막 뒤의 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 조정할 수 있다. 예컨대, 고막 뒤의 더 높은 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 공기 밸브를 포함한다. 장치(300)는 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 장치(300)는 내부 공기 밸브를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 내부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 내부의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 내부 부분을 밀폐하여 조정될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다.
일부 경우에, 가스의 유형은 공기일 수 있다. 가스는 질소, 산소, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 헬륨, 크립톤, 아르곤 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 가스는 원소 가스를 포함할 수 있다. 가스의 압력은 수 밀리토르에서 100 킬로토르까지 다양할 수 있다. 생물학적 귀 압력은 일반적으로 약 760 토르일 수 있다.
내부 부분(320)은 부착 장치(324)에 의해 외부 부분에 고정될 수 있다. 내부 부분 및 외부 부분은 나사, 볼트, 나사 핏(screw fit), 스냅 핏(snap fit) 등에 의해 부착될 수 있다. 내부 부분 및 외부 부분은 유동적 및 공압적으로 서로 밀폐될 수 있다.
장치(300)는 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분(325)을 포함할 수 있다. 외부 부분(325)은 조정 가능한 공기 체적 또는 압력을 포함할 수 있다. 공기 체적 또는 압력은 고막에 인가된 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막에 인가되는 압력은 공압 챌린지일 수 있다. 예컨대, 공압 챌린지는 검이경과 같은 질문 장치에 의해 측정될 수 있는 막 움직임을 유도할 수 있다. 일부 경우에, 외부 부분은 외부 공기 밸브를 위한 개구를 포함한다. 장치(300)는 외부 공기 펌프를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 외부 부분은 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 외부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 외부와의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 외부 부분을 밀폐하여 조정될 수 있다.
외부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 외부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다. 외부 부분 내의 압력을 모니터링하는 것은 인가된 공압 챌린지와 같은 인가된 압력을 모니터링하는 데 유용할 수 있다. 예컨대 환자 귀의 과도한 압력을 방지하기 위해 질문 장치에 의해 인가되는 압력을 이해하는 것은 유익할 수 있다.
장치(300)는 외부 부분(325)에 결합된 씰(380)을 포함할 수 있다. 임상 환경에서, 질문 장치는 대상체(인체) 구멍에 대한 씰을 포함할 수 있다. 예컨대, 검이경의 검경은 성인 또는 소아 인체의 외이도와 같은 생물학적 외이도 내에 적합한 크기 및 형상을 포함할 수 있다. 씰(180')은 질문 장치와 대상체 구멍 사이의 생물학적 씰을 시뮬레이션할 수 있다. 일부 경우에, 외부 압력 게이지는 질문 장치가 제자리에 있거나 사용 중일 때 씰의 품질을 모니터링하는데 사용할 수 있다.
씰(380)은 삽입될 질문 장치를 위한 개구(382)를 포함할 수 있다. 씰(380)은 장치의 외부와 외부 부분 사이에 유동적 및 공압적 씰을 형성할 수 있다. 씰(380)은 면판(384)에 의해 외부 부분에 부착될 수 있다. 면판(384)은 부착 장치(386)에 의해 외부 부분에 부착될 수 있다. 면판 및 외부 부분은 나사, 볼트, 나사 핏, 스냅 핏 등에 의해 붙여질 수 있다.
도 4는 일부 구현예에 따른 모조 소골 사슬을 갖는 내부 부분을 포함하는 예시적인 장치의 투명 등각도를 도시한다. 장치(400)는 도 1a에 제시된 개략적인 장치(100)의 예시적인 구현을 포함할 수 있다. 장치는 하우징(470)을 포함할 수 있다. 하우징(470)은 내부 부분을 포함할 수 있다. 하우징(470)은 모조 소골 체인(mock ossicular chain)으로서 작용할 수 있는 탄성 재료(430)를 포함할 수 있다. 하우징(470)은 하우징에 결합된 유체 주입기 연결부(450)를 포함할 수 있다. 하우징(470)은 하우징에 결합된 공기 밸브 연결부(440)를 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막에 의해 분할되고 적어도 내부 및 선택적으로 외부 부분을 포함하는 메인 챔버를 포함할 수 있다.
하우징(470)은 인공 고막(410)을 포함할 수 있다. 막(410)은 생물학적 고막을 모방하는 특성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 막(410)은 생물학적 고막의 형상 또는 장력을 모방할 수 있다. 예컨대, 막(410)은 생물학적 고막을 모방하도록 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 귀의 건강한 상태나 질병 상태를 모방하기 위해 팽창하거나 수축할 수 있다. 막은 인가된 공압 챌린지에 응답하여 이동할 수 있다. 인가된 공압 챌린지에 응답하여 막 움직임의 속도는 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 모방할 수 있다. 막(410)은 생물학적 고막의 시각적 외관을 모방하는 시각적 신호를 표시하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 인공 고막의 표면은 추골이나 움보 또는 둘 모두의 시각적 형상을 가질 수 있다. 고막은 생물학적 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다.
도시된 바와 같이, 막(410)은 장치의 내부 부분과 외부 사이의 압력 분리를 돕는 씰(412)을 포함한다. 면판(472)은 하우징(474)의 내부 부분과 접속할 수 있다. 내부 부분 및 면판은 나사, 볼트, 나사 핏, 스냅 핏 등에 의해 부착될 수 있다.
내부 부분은 액체를 포함할 수 있다. 액체 체적는 고막 뒤의 액체의 양을 시뮬레이션하기 위해 조정될 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 생물학적 유체의 특성을 시뮬레이션하기 위해 조정될 수 있다. 예컨대, 유체의 유형은 막 뒤의 유체의 점도를 높이거나 낮추기 위해 변경할 수 있다. 유체의 점도를 변경하는 것은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 변경시킬 수 있다. 예컨대, 보다 더 점성이 있는 유체는 고막의 유효 탄성을 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 유체 주입기를 위한 개구를 포함한다. 내부 부분은 유체 주입기 연결부(450)를 포함할 수 있다. 내부 부분은 밸브(452) 및 유체 출구(454)를 포함할 수 있다. 유체 주입기는 액체의 체적을 높이거나 낮추는데 사용될 수 있다. 유체 주입기는 액체의 유형을 변경하는 데 사용할 수 있다.
일부 경우에, 액체의 유형은 물일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 용액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 수용액일 수 있다. 수용액의 점도는 용매 내 용질의 양을 제어함으로써 변화될 수 있다. 예컨대, 물에 염화나트륨, 요오드화칼륨, 설탕 등을 첨가하여 점도를 변화시킬 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 꿀일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 올리브 오일, 아마인유, 피마자유, 모터 오일, 광유, 실리콘 오일 등과 같은 오일일 수 있다. 일부 경우에, 액체의 유형은 두 개의 비혼화성 액체의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형은 오일과 물의 현탁액일 수 있다. 일부 경우에, 유체는 페이스트, 겔 또는 다른 반고체일 수 있다. 일부 경우에, 유체가 점탄성 중합체일 수 있다. 유체의 점도는 온도에 따라 변할 수 있다. 예컨대, 실온에서 유체의 점도는 예컨대 가벼운 유체인 경우의 100 마이크로파스칼 초(microPascal seconds)에서 예컨대 꿀인 경우 5000 파스칼 초 사이에서 변화될 수 있다.
내부 부분(474)은 조정 가능한 공기 체적을 포함할 수 있다. 공기 체적은 고막 뒤의 압력을 시뮬레이션하도록 조정될 수 있다. 고막 뒤의 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 조정할 수 있다. 예컨대, 고막 뒤의 더 높은 압력은 고막의 운동 또는 운동의 속도를 감소시킬 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 공기 밸브를 포함한다. 장치(400)는 내부 공기 펌프 연결부(440)를 포함할 수 있다. 장치(400)는 내부 공기 밸브(442) 및 출구(444)를 위한 개구를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함한다. 내부 부분 내의 압력은 펌프에 의해 조정될 수 있다. 내부의 압력은 펌프로 압력을 높이거나 낮추고 밸브로 내부 부분을 밀폐하여 조정할 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 게이지로 모니터링될 수 있다. 내부 부분 내의 압력은 지속적으로 모니터링되거나 주기적으로 모니터링될 수 있다.
일부 경우에, 가스의 유형은 공기일 수 있다. 가스는 질소, 산소, 헬륨, 수소, 이산화탄소, 헬륨, 크립톤, 아르곤 등 및 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 가스는 불활성 가스를 포함할 수 있다. 가스는 원소 가스를 포함할 수 있다. 가스의 압력은 수 밀리토르에서 100 킬로토르까지 다양할 수 있다. 생물학적 귀 압력은 일반적으로 약 760 토르일 수 있다.
일부 경우에, 내부 부분(474)은 인공 고막에 결합된 탄성 재료(430)를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막에 결합된 탄성 재료는 스프링, 예컨대 탄성 중합체 스프링이다. 일부 경우에, 인공 고막에 결합된 탄성 물질은 제어 가능한 장력을 갖는다. 모조 소골은 제어 가능한 장력을 가질 수 있다. 도 4는 탄성 재료(430)에 결합된 스프링 조정기(460)를 도시한다. 스프링 조정기는 인공 고막(410)의 탄성을 조정하도록 장력을 제어할 수 있다.
인공 고막
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 일부 구현예에 따른 인공 고막의 등각도, 정면도 및 측면도를 각각 도시한다. 막(510)은 가요성 표면(511)을 포함할 수 있다. 막(510)은 생물학적 고막을 모방하는 특성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 예컨대, 막(510)은 생물학적 고막의 형상 또는 장력을 모방할 수 있다. 예컨대, 막(510)은 생물학적 고막을 모방하도록 팽창되거나 수축될 수 있다. 막은 귀의 건강한 상태나 질병 상태를 모방하도록 팽창하거나 수축할 수 있다. 막은 인가된 공압 챌린지에 응답하여 이동할 수 있다.
막(510)은 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된 형상 및/또는 경도계를 포함할 수 있다. 막(510)은 본 명세서의 다른 곳에서 설명된 바와 같이 탄성 재료(예컨대, 모조 소골 사슬)와 조합하여 또는 그 대신에 사용될 수 있다. 인가된 공압 챌린지에 응답하여 막 움직임 속도는 귀의 질병 상태 또는 건강한 상태를 모방할 수 있다. 막(510)은 생물학적 고막의 시각적 외관을 모방하는 시각적 신호를 표시하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 인공 고막의 표면은 추골이나 움보 또는 둘 모두의 시각적 형상을 가질 수 있다. 고막은 생물학적 초음파 반사율을 모방하는 초음파 반사율을 가질 수 있다.
다양한 매개변수는 귀 안의 상태, 예컨대, 질병 상태 또는 건강한 상태에 근접하도록 조정될 수 있다. 일부 경우에, 막의 하나 이상의 질량, 탄성 중합체 스프링의 감쇠, 스프링 속도, 메인 챔버 내부의 압력, 메인 챔버 내부의 유체의 양 또는 유체의 유형은 귀 안의 상태에 근접하도록 선택적으로 제어될 수 있다.
막은 가요성 재료를 포함할 수 있다. 막은 탄성 중합체를 포함할 수 있다. 탄성 중합체는 천연고무, 네오프렌 고무, 부나-에스, 부나-엔, 탄성 중합체, 실리콘 고무, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 클로로프렌, 부틸 고무, 스티렌 고무, 니트릴 고무, 에틸렌 프로필렌 고무, 에피클로로히드린 고무, 폴리아크릴 고무, 플루오로실리콘 고무, 플루오로 탄성 중합체, 퍼플루오로 탄성 중합체, 폴리에테르 블록 아미드, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 등을 포함할 수 있다. 막은 실리콘을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 막은 본 발명의 장치에 대한 부착을 돕기 위해 씰(512)을 포함한다.
도 5d는 본 발명의 예시적인 인공 고막의 외부 표면(511)의 이미지이다. 검이경은 종종 눈으로 정렬될 수 있으므로 고막의 시각적 외관은 중요한 고려 사항일 수 있다. 본 발명의 막은 하나 이상의 시각적 신호를 나타내도록 설계될 수 있다. 예컨대, 막은 움보 또는 추골의 형상(514)을 적어도 부분적으로 나타낼 수 있다.
일부 경우에, 본 발명의 막은 인공 고막의 위치 확인 및 검이경의 정렬이 가능하도록 인공 고막 표면으로부터 광학적 반사를 나타내는 형상을 갖는다. 일부 경우에, 본 발명의 막은 원뿔형 광을 나타낸다. 일부 경우에, 광학적 반사는 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타난다.
원뿔형 광 또는 광 반사는 고막의 육안 검사 중에 발생할 수 있는 가시적 현상이다. 고막에 빛을 비추는 것은 원뿔 형상의 광 반사를 야기할 수 있다. 원뿔의 정점은 고막의 가장 함몰된 부분인 움보에 있다. 이것은 고막의 전방 하사분면에 위치될 수 있다. 원뿔형 광은 고막을 검사하는 동안 정렬 보조로서 사용될 수 있다. 귀에서, 사용자는 원뿔형 광이 보이도록 외이도 내에 광원을 정렬할 수 있다. 도 5d에서, 원뿔형 광은 움보(514) 근처의 밝은 점으로 보여진다.
공기 및 액체 서브시스템
도 6은 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치에 대한 예시적인 공기 및 액체 서브시스템의 도면이다. 예시적인 공기 및 액체 서브시스템은 본 명세서에 개시된 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치의 임의의 변형, 구현예 또는 예와 조합하여 사용될 수 있다. 도시된 바와 같이, 공기 및 액체 서브시스템은 제어 유닛(650) 및 측정 유닛(610)을 포함한다. 측정 유닛(610)은 공기의 특성을 모델링하기 위한 장치의 구현예, 변형 또는 예를 포함한다. 장치는 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 인공 고막(310)에 의해 분할되고 적어도 내부 부분(320) 및 외부 부분(325)을 포함하는 메인 챔버를 포함할 수 있다.
측정 유닛(610)은 내부 부분(320)의 구성요소에 대한 제어를 포함할 수 있다. 내부 부분은 유체 주입기(660)를 위한 개구를 포함할 수 있다. 하우징은 내부 공기 밸브(614)를 위한 개구를 포함할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 밸브(614) 측정 장치를 제어 장치에서 분리할 수 있다. 디지털 압력 게이지(P/S1)는 공기 처리 라인에 유동적으로 연결될 수 있다. 하나 이상의 주사기(622 및 624)는 미세 압력 제어를 위해 내부 공기 시스템에 유동적으로 연결될 수 있다.
측정 유닛(610)은 외부 부분(325)의 구성요소에 대한 제어를 포함할 수 있다. 외부 부분(325)은 외부 공기 밸브(612)를 위한 개구를 포함할 수 있다. 외부 공기 밸브(612)는 환기 밸브로서 작용할 수 있다. 디지털 압력 게이지(P/S2)는 외부 공기 처리 라인에 유동적으로 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 외부 공기 펌프(672)는 외부 부분에 결합될 수 있다. 장치는 하우징에 결합된 씰을 포함할 수 있다. 또한 씰 내의 질문 장치(640)가 도시되어 있다.
제어 유닛(650)은 도 7에 대하여 더 상세히 설명된 전기 서브시스템을 포함할 수 있다. 제어 유닛은 내부 부분(320)에 결합된 내부 공기 펌프(652)를 포함할 수 있다. 내부 공기 펌프는 마이크로-격막 펌프일 수 있다. 내부 공기 라인은 환기구(654) 및 환기 밸브(656)를 포함할 수 있다. 내부 공기 라인은 방향 제어(658)를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 또한 내부 공기 라인 상의 게이지(680)를 포함할 수 있다. 게이지는 사용자에게 보여질 수 있다. 게이지는 아날로그 게이지일 수 있다. 제어 유닛은 내부 유체 라인에 결합된 유체 주입기(660)를 포함할 수 있다. 유체 주입기는 주사기 펌프를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 외부 공기 펌프(672)를 포함할 수 있다. 외부 공기 펌프는 벌브(bulb) 압축기(670) 및 제어기(674)를 갖는 벌브를 포함할 수 있다. 벌브 압축기는 솔레노이드를 포함할 수 있다. 벌브는 수동으로 제어되는 공압 검이경의 동작을 모방할 수 있다.
도 7은 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치에 대한 예시적인 전기 서브시스템의 도면이다. 디지털 압력 게이지(P/S1) 및 디지털 압력 게이지(P/S2)는 아날로그-디지털 변환기(DAC)(715)에 전기적 신호를 제공할 수 있다. DAC는 디지털 처리 장치(710)에 적어도 2개의 채널 출력을 제공할 수 있다. 디지털 처리 장치는 아두이노(Arduino) 마이크로 프로세서와 같은 마이크로 프로세서일 수 있다. 디지털 처리 장치는 USB 또는 이더넷 포트와 같은, 출력(712)을 통해 하나 이상의 보조 프로세서에 연결될 수 있다. 디지털 처리 장치(710)는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이(690)에 연결될 수 있다.
프로세서는 본 명세서에 개시된 장치 및 방법의 다양한 양태를 제어하도록 연결될 수 있다. 펌프(652)는 모터(M)를 포함할 수 있다. 모터(M)는 전원 스위치(750) 및 방향 제어(658)에 의해 제어될 수 있다. 프로세서는 모터(M), 전원 스위치(750) 및 방향 제어(658)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다. 프로세서는 벌브(672)를 압축하기 위해 솔레노이드(670)를 이동시키는 솔레노이드 제어 스위치(772)의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다.
도 8은 일부 구현예에 따른 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치에 대한 공기 및 액체 서브시스템의 평면도를 도시한다. 도 8의 하부 부분은 제어 유닛(650)을 도시한다. 제어 유닛(650)은 디지털 처리 장치(710)를 포함할 수 있다. 디지털 처리 장치(710)는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이(690)에 연결될 수 있다. 제어 유닛은 또한 제어 유닛의 외부 표면 상에서 볼 수 있는 내부 공기 라인 상의 게이지(680)를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 외부 공기 펌프(672)를 포함할 수 있다. 외부 공기 펌프는 벌브 압축기(670) 및 제어기(674)를 갖는 벌브를 포함할 수 있다. 제어 유닛은 내부 유체 라인에 결합된 유체 주입기(660)를 포함할 수 있다. 도 8의 상부 부분은 외부 공기 밸브(612) 및 하나 이상의 주사기(622 및 624)를 도시한다.
도 9는 일부 구현예에 따른 공기 및 액체 서브시스템에 연결된 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치의 측정 유닛을 도시한다. 측정 유닛(610)은 본 명세서 개시의 디바이스를 위한 스탠드를 포함할 수 있다. 측정 유닛은 디지털 압력 게이지(P/S1) 및 디지털 압력 게이지(P/S2)를 포함할 수 있다. 측정 유닛은 내부 공기 밸브(614)를 포함할 수 있다.
인공 외이
도 10은 일부 구현예에 따른 인공 외이도 및 귓바퀴를 갖는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 시스템의 외부 등각도를 도시한다. 시스템은 대상체의 머리 모형(1000)을 포함할 수 있다. 시스템은 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치용 마운트(1020)를 포함할 수 있다. 마운트(1020)는 귓바퀴(1010)에 연결될 수 있다. 귓바퀴는 외이도(1015)를 포함할 수 있다. 외이도(1015)는 대상체의 외이도의 기하학적 형상에 근접할 수 있다. 예컨대, 외이도(1015)는 성인 대상체 또는 소아 대상체의 기하학적 구조를 포함할 수 있다.
도 11a는 일부 구현예에 따른 인공 외이도 및 귓바퀴를 갖는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치의 슬라이스 뷰(slice view)를 도시한다. 도 11b는 일부 구현예에 따른 도 11a의 예시적인 장치의 인공 외이도 및 귓바퀴의 등각 슬라이스 뷰를 도시한다. 시스템은 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치용 마운트(1020)를 포함할 수 있다. 마운트(1020)는 귓바퀴(1010)에 연결될 수 있다. 귓바퀴는 외이도(1015)를 포함할 수 있다. 마운트(1020)는 고막(1100)을 포함하는 장치(1200)의 대응하는 장착 부분(1025)에 연결할 수 있다. 장치(1200)는 본 명세서에 개시된 장치의 임의의 구현예, 변형 또는 예를 포함할 수 있다. 귓바퀴(1010)는 내부 부분으로 돌출되어 장치와 씰(1012)을 형성할 수 있다.
질문 장치
도 12a는 대상체의 귀 내에 배치된 본 발명의 검이경의 검경을 도시한다. 검이경의 검경은 본 명세서에 개시된 질문 장치의 일 구현예일 수 있다. 질문 시스템은 공압 여기(pneumatic excitation)에 응답하여 데이터를 수집할 수 있다. 질문 시스템은 예컨대 공압 여기에 응답하여 막 움직임과 관련된 데이터를 수집할 수 있다. 공압 여기는 공기 퍼프(air puff)와 같은 압력 여기를 포함할 수 있다. 공압 여기는 초음파 여기에 대한 막의 응답을 변경할 수 있다. 예컨대, 공압 여기는 공압 여기에 노출되지 않은 막에 비해 반사된 초음파의 위상을 변경할 수 있는 막이 편향되도록 할 수 있다. 막의 편향은 감쇠된 조화 운동을 포함할 수 있다. 이 운동은 막의 탄성 변화에 의해 영향을 받을 수 있다. 예컨대, 물, 세균 성장 또는 기타 이물질이 막에 인접해 있는 경우 막 탄성의 변화가 발생할 수 있다.
일부 예에서, 공압 여기는 시간 간격 동안 표면 또는 막의 움직임을 생성할 수 있다. 이 간격은 초음파 송신기에 의해 표면이나 막으로 전달되는 음파와 일치할 수 있다. 공압 여기는 연속적일 수도 있고 펄스형 등등일 수도 있다. 표면에서 반사된 초음파는 변환기에서 수신될 수 있다. 변환기는 입사 음향파를 생성한 동일한 변환기일 수 있다. 표면 또는 막의 변위(displacement)는 송신 신호와 비교할 때 수신 신호의 위상 변화와 관련될 수 있다. 막의 움직임은 수신된 초음파의 위상 변화에 영향을 줄 수 있다. 변위는 시간에 따라 변할 수 있다. 표면 또는 막에 결합된 공압 여기에 응답하여 반사된 초음파의 위상 이동에 의해 측정된 표면 또는 막의 시간적 변위 분석은 표면 또는 막의 기계적 특성을 결정하는 데 사용될 수 있다.
시간 정보의 분석은 비교를 생성하기 위해 다른 막 응답의 템플릿으로부터 측정된 시간 변위와 조합하여 사용될 수 있다. 시간 정보의 분석은 표면 또는 막의 응답을 특성화하는 반사된 초음파 진폭의 지연과 관련된 다른 메트릭과 조합하여 사용될 수 있다. 측정된 기계적 특성은 연성, 탄성, 경도 등을 포함할 수 있다. 표면 또는 대안적으로 막 표면 아래의 유체의 기계적 특성의 비접촉 측정이 결정될 수 있다.
일부 구현예에서, 표면의 탄성이 측정될 수 있다. 막에서 반사된 초음파의 위상 및/또는 진폭은 탄성 메트릭을 생성하기 위해 분석될 수 있다. 탄성 측정은 인가된 여기에 응답하여 일련의 측정을 특성화할 수 있다. 탄성 메트릭은 표면의 응답에서 파생될 수 있으며 여러 가지 다른 현상 중 하나 이상에 대한 표시를 제공할 수 있다. 예컨대, 탄성 메트릭은 막에 인접한 표면에 가스 경계 또는 유체 경계가 있는지 여부를 나타낼 수 있다. 예컨대, 막은 유체 경계가 있는 경우 덜 움직이고 더 느리게 움직이거나 전혀 움직이지 않을 수 있다. 예에서, 탄성 메트릭은 막 유체 경계 뒤의 유체를 특성화하는 경우에 대해 유체의 범위 또는 특성을 나타낼 수 있다. 일부 예에서, 탄성 메트릭은 응답 히스테리시스가 있거나 없는 탄성 유체의 특성을 측정하는 데 사용될 수 있다. 히스테리시스 응답이 있는 유체에서 유체는 변위 응답 또는 "메모리"에서 오프셋을 나타내어 한 방향의 응답 거동이 반대 방향의 응답 거동과 유사하지만 특정 변위 거리를 이동한 후에만 나타날 수 있다. 히스테리시스 응답의 경우, 시스템의 히스테리시스와 관련된 특정 측정된 변위 후 응답의 선형 거동을 특성화해야 할 필요가 있다. 유체 탄성 메트릭은 표면 여기 및 반사된 초음파 특성화에 대한 표면 또는 막의 특성 응답으로부터 결정될 수 있다.
일부 구현예에서, 표면 편향이 추정될 수 있다. 예컨대, 표면 편향의 추정은 시간에 따른 편향과 관련된 속도, 가속도 또는 기타 메트릭의 측정된 추정으로부터 파생될 수 있다. 예컨대, 표면의 변위는 변환기에서 표면까지의 경로를 단축시키고 표면에서 다시 변환기로 반사된 신호는 위상 변이와 함께 반환된다. 따라서 여기에 대한 반사된 초음파의 위상 변이는 편향의 양에 대한 정보를 제공한다. 여기에 의해 인가된 힘의 추정으로 막의 탄성 추정이 산정될 수 있다.
도 12b, 도 12c, 도 12d 및 도 12e는 예시적인 검이경의 출력이 막 뒤의 삼출액의 점도를 변화시키면서 어떻게 변할 수 있는지를 보여주는 예시적인 실험 데이터를 도시한다. 예에서, 여기는 상승 에지, 하강 에지 또는 충동적 여기를 갖는 계단 또는 임펄스 응답이다. 임펄스 여기는 막의 진동 편향을 시작한다. 반사된 초음파는 여기 시점부터 막 진동의 감쇠 기간까지 측정할 수 있다. 일부 구현예에서, 위치, 탄성 또는 점도의 추정은 링다운(ringdown) 특성의 검사에 의해 수행될 수 있다. 예컨대, 링다운 특성은 응답을 링다운 특성으로 분해하는 것과 같은 지수 감쇠 시간 또는 링 주기 간격 또는 주파수 중 적어도 하나를 다음과 같이 포함할 수 있다.
φ(t) = e-t/τcos(2πft)
여기서: φ(t)는 일련의 측정에 대한 캡처된 위상이고;
τ는 지수 감쇠 계수이고;
f는 링 주기 주파수이며; 그리고
t는 시간이다.
발진기의 감쇠 상수는 막에서 주변 환경으로 손실된 에너지와 관련될 수 있다. 예에서, 막이 유체에 인접해 있으면 유체가 막의 진동을 감쇠할 수 있다. 유체의 점도는 발진기의 감쇠와 관련될 수 있다. 링 주기 주파수는 탄성막의 복원 상수와 관련될 수 있다. 복원 상수는 막의 탄성과 관련이 있을 수 있다. 복원 상수는 막에 인접한 유체의 점도와 관련될 수 있다. 링 사이클 주파수는 막에 인접한 유체의 점도가 낮을수록 높을 수 있다.
각각의 여기 이벤트는 막의 새로운 편향을 시작할 수 있다. 예컨대, 임펄스 여기는 제한된 시간 동안 막을 안으로 당기거나 밖으로 밀어낼 수 있다. 예컨대, 구형파 여기(square wave excitation)는 더 오랜 시간 동안 막을 안으로 당기거나 밖으로 밀어낼 수 있다. 예컨대, 사인파 또는 다른 더 복잡한 여기가 인가될 수 있고 변환기에서 관찰된 링다운은 여기 필드와 응답 필드의 교차 상관관계일 수 있다. 공압 여기는 100kHz 미만, lkHz 미만, 100Hz 미만, 10Hz 미만, 1Hz 미만 또는 그 미만의 주파수, 또는 앞의 임의의 두 값에 의해 주어진 범위 내에서 인가될 수 있다. 공압 여기는 1Hz 초과, 10Hz 초과, 100Hz 초과, 1kHz 초과, 100kHz 초과, 또는 앞의 임의의 두 값에 의해 주어진 범위 내의 주파수에서 인가될 수 있다. 공압 여기는 10Hz와 100Hz 사이의 범위 내에서 인가될 수 있다.
예에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 질문 시스템은 미국 특허 번호 제7,771,356 및 미국 특허 공개 번호 제2019/0365292호, 제2018/0310917호 및 제2017/0014053호에 개시된 방법 및 시스템의 구현예, 변형 또는 예를 포함할 수 있으며, 이들은 각각 그 전체가 참조로 본 명세서에 통합된다. 통합된 참고문헌에 개시된 바와 같이 초음파 에코 신호를 사용하여 고막의 운동에 관한 정보를 획득하기 위한 방법 및 시스템은 고막의 동적 특성과 관련된 하나 이상의 매개변수를 생성하는데 사용될 수 있다. 초음파 에코 신호를 측정하는 시스템은 체계적인 압력 펄스를 인가한 다음 초음파에서 도플러 편이 신호를 추출하여 TM의 변위를 분석하거나 귀 삼출액의 점도를 분류함으로써 고막의 운동을 유도할 수 있다.
예에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 질문 시스템은 공통적으로 앙도된 미국 특허 공개 번호 제2019/0200873호 및 미국 특허 공개 번호 제2017/0360302호에 개시된 방법 및 시스템의 구현예, 변형 또는 예를 포함할 수 있으며, 이들 각각은 전체 내용이 참조로 본 명세서에 포함된다. 미국 특허 공개 번호 제2019/0200873호 및 미국 특허 공개 번호 제2017/0360302호에 개시된 바와 같이 광간섭 단층 촬영(OCT)을 사용하여 막을 특성화하기 위한 방법 및 시스템은 고막. 예컨대, 고막의 동적 특성은 인가된 공압 여기에 응답하여 반사된 광학 신호의 위상 지연 또는 시간 지연을 포함할 수 있다. OCT는 고막과 관련된 깊이 종속 데이터를 수집하는 데 사용할 수 있다. OCT는 막 또는 막에 인접한 유체의 흡수 파장과 같은 주파수 종속 데이터를 수집하는 데 사용할 수 있다.
도. 도 14는 일부 구현예에 따른 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 예시적인 방법(1400)의 흐름도이다. 방법(1400)은 인공 고막을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 인공 고막은 작업(1410)에 따라 생물학적 고막의 초음파 반사율을 모방한 초음파 반사율을 가질 수 있다. 방법(1400)은 작업(1420)에 따라 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 방법(1400)은 작업(1430)에 따라 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 것은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방할 수 있도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시킬 수 있다. 일부 경우에, 유체의 유형을 조정하는 것은 유체의 점도를 변경하는 것을 포함한다. 일부 경우에, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다.
일부 경우에, 방법(1400)은 인공 고막 표면으로부터의 광학적 반사에 기초하여 인공 고막의 위치를 확인하도록 검이경을 정렬하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막의 전방 하사분면에서 광학적 반사가 나타난다. 일부 경우에, 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함한다.
일부 경우에, 방법(1400)은 일련의 서수 값에 따라 또는 연속적인 스케일에 따라 인공 고막의 움직임을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 경우에, 방법(1400)은 음향 검이경의 검경을 인공 고막을 향해 지향시키는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 적어도 하나이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성된다. 일부 경우에, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방할 수 있도록 막 움직임의 속도가 변경된다. 일부 경우에, 방법(1400)은 소아 대상체 또는 성인 대상체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1400)은 인공 고막에 결합된 모조 소골 사슬의 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막의 형상과 경도계가 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다.
일부 경우에, 방법(1400)은 유체 주입기를 사용하여 내부 표면에 근접하게 유체를 주입하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 것은 내부 공기 밸브를 개방하거나 폐쇄하고 내부 공기 펌프를 활성화하는 것을 포함한다. 일부 경우에, 방법(1400)은 내부 압력 게이지를 사용하여 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1400)은 외부 압력 게이지를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1400)은 외부 공기 펌프를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 경우에, 방법(1400)은 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하기 위해 프로세서를 사용하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1400)은 프로세서에서 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1400)은 압력 데이터를 사용하여: 내부 표면에 근접한 유체의 체적; 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
위의 작동은 귀를 모델링하기 위한 방법(1400)을 보여주지만, 일부 구현예에 따르면, 당업자는 본 명세서에 설명된 교시에 기초하여 많은 변형을 인식할 것이다. 단계들은 어떤 순서로든 완료될 수 있다. 단계들은 추가되거나 삭제될 수 있다. 일부 단계는 하위(sub) 단계를 포함할 수 있다. 방법에 유익한 만큼 많은 단계를 반복할 수 있다.
도 15는 일부 구현예에 따른 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 다른 예시적인 방법(1500)의 흐름도이다. 방법(1500)은 작업(1510)에 따라 인공 고막을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(1500)은 작업(1520)에 따라 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(1500)은 작업(1530)에 따라 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 방법(1500)은 작업(1540)에 따라, 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 움직임을 변경함으로써 유체의 체적 또는 유형을 조정하고 가스의 압력을 조정할 수 있다.
일부 경우에, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 것은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것이다. 일부 경우에, 귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염이다. 일부 경우에, 유체 유형의 조정은 유체의 점도를 변경하는 것을 포함한다.
일부 경우에, 방법(1500)은 인공 고막 표면으로부터의 광학적 반사에 기초하여 인공 고막의 위치를 확인하기 위해 검이경을 정렬하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막의 전방 하사분면에서 광학적 반사가 나타난다. 일부 경우에, 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함한다.
일부 경우에, 이동성 스케일은 일련의 서수 값 또는 연속적인 스케일을 포함한다.
일부 경우에, 방법(1500)은 인공 고막을 향해 음향 검이경의 검경을 지향시키는 단계를 추가로 포함하고, 여기서 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 적어도 하나이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성된다.
일부 경우에, 유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상을 조정하는 것은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방할 수 있도록 막 이동 속도를 변경시키는 것이다.
일부 경우에, 방법(1500)은 소아 대상체 또는 성인 대상체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 제공하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 인공 고막에 결합된 모조 소골 사슬의 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 인공 고막의 형상과 경도계가 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된다. 일부 경우에, 방법(1500)은 유체 주입기를 사용하여 내부 표면에 근접하게 유체를 주입하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계가 내부 공기 밸브를 개방 또는 폐쇄하고 내부 공기 펌프를 활성화하는 단계를 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 내부 압력 게이지를 사용하여 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 외부 압력 게이지를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 외부 공기 펌프를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
일부 경우에, 방법(1500)은 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하기 위해 프로세서를 사용하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함한다. 일부 경우에, 방법(1500)은 압력 데이터를 사용하여: 내부 표면에 근접한 유체의 체적; 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계를 추가로 포함한다.
위의 작동은 귀를 모델링하기 위한 방법(1500)을 보여주지만, 일부 구현예에 따르면, 당업자는 본 명세서에 설명된 교시에 기초하여 많은 변형을 인식할 것이다. 단계들은 어떤 순서로든 완료될 수 있다. 단계들은 추가되거나 삭제될 수 있다. 일부 단계는 하위 단계를 포함할 수 있다. 방법에 유익한 만큼 많은 단계를 반복할 수 있다.
본 명세서에는 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법이 개시되어 있다. 일부 경우에, 방법은 인공 고막을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 방법은 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 및/또는 유형을 조정하는 것을 포함할 수 있다. 일부 경우에, 방법은 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 유체의 양, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 둘 이상을 조정하는 것은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임이 변경되는 것이다.
디지털 처리 장치
도 16은 일부 구현예에 따른, 디지털 처리 장치 및 사용자에게 가시적인 디스플레이를 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 예시적인 장치를 도시하는 개략도이다. 일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 장치, 시스템 및 사용 방법은 디지털 처리 장치 또는 그 사용을 포함한다. 예컨대, 디지털 처리 장치는 본 명세서에 개시된 장치, 방법 및 시스템의 다양한 양태를 제어하는데 사용될 수 있다. 예컨대, 디지털 처리 장치는 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법의 하나 이상의 작동을 수행하는 데 사용될 수 있다. 디지털 처리 장치는 컴퓨팅 시스템, 예컨대 메모리를 포함하는 컴퓨팅 시스템을 포함하고, 메모리는 고막 검사 방법의 하나 이상의 단계를 수행하기 위한 명령을 포함한다. 디지털 처리 장치는 본 명세서에 개시된 바와 같이 방법(1400) 또는 방법(1500)의 하나 이상의 단계를 수행하도록 구성될 수 있다. 디지털 처리 장치는 유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프, 또는 사용자에게 가시적인 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 구성될 수 있다. 디지털 처리 장치는 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하도록 구성될 수 있다. 디지털 처리 장치는 본 명세서에 개시된 장치 또는 시스템으로부터 하나 이상의 데이터 세트를 수신 및/또는 검색할 수 있다. 디지털 처리 장치는 압력 데이터를 사용하여 내부 표면에 근접한 유체의 체적, 내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및 외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하도록 구성될 수 있다. 디지털 처리 장치는 하나 이상의 데이터 세트에 대한 데이터베이스 관리 시스템을 포함할 수 있다.
추가적인 구현예에서, 디지털 처리 장치는 장치의 기능을 수행하는 하나 이상의 하드웨어 중앙 처리 장치(CPUs), 범용 그래픽 처리 장치(GPGPUs), 또는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGAs)를 포함한다. 또 다른 구현예에서, 디지털 처리 장치는 실행 가능한 명령어를 수행하도록 구성된 운영 체제를 추가로 포함한다. 일부 구현예에서, 디지털 처리 장치는 선택적으로 컴퓨터 네트워크에 연결될 수 있다. 추가적인 구현예에서, 디지털 처리 장치는 선택적으로 인터넷에 연결되어 월드 와이드 웹에 액세스한다. 또 다른 구현예에서, 디지털 처리 장치는 선택적으로 클라우드 컴퓨팅 기반구조에 연결된다. 다른 구현예에서, 디지털 처리 장치는 선택적으로 인트라넷에 연결된다. 다른 구현예에서, 디지털 처리 장치는 선택적으로 데이터 저장 장치에 연결된다.
본 명세서의 설명에 따르면, 적합한 디지털 처리 장치는 비제한적인 예로서, 서버 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 서브노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 넷패드 컴퓨터, 셋톱 컴퓨터, 미디어 스트리밍 장치, 휴대용 컴퓨터, 인터넷 기기, 모바일 스마트폰, 태블릿 컴퓨터, 개인 정보 단말기, 비디오 게임 콘솔 및 차량을 포함한다. 당업자는 많은 스마트폰이 본 명세서에 설명된 시스템에서 사용하기에 적합하다는 것을 인식할 것이다. 당업자는 또한 선택적인 컴퓨터 네트워크 연결을 갖는 선택된 텔레비전, 비디오 플레이어, 및 디지털 음악 플레이어가 본 명세서에 설명된 시스템에서 사용하기에 적합하다는 것을 인식할 것이다. 적합한 태블릿 컴퓨터는 당업자에게 공지된 소책자, 슬레이트 및 컨버터블 구성을 갖는 것을 포함한다.
일부 구현예에서, 디지털 처리 장치는 실행 가능한 명령을 수행하도록 구성된 운영 체제를 포함한다. 운영 체제는, 예컨대 장치의 하드웨어를 관리하고 응용 프로그램 실행을 위한 서비스를 제공하는 프로그램 및 데이터를 포함하는 소프트웨어이다.
일부 구현예에서, 디바이스는 저장 및/또는 메모리 디바이스를 포함한다. 저장 및/또는 메모리 장치는 데이터 또는 프로그램을 임시 또는 영구적으로 저장하는 데 사용되는 하나 이상의 물리적 장치이다. 일부 구현예에서, 장치는 휘발성 메모리이고 저장된 정보를 유지하기 위해 전력이 필요하다. 일부 구현예에서, 장치는 비휘발성 메모리이고 디지털 처리 장치에 전원이 공급되지 않을 때 저장된 정보를 유지한다. 추가적인 구현예에서, 비휘발성 메모리는 플래시 메모리를 포함한다. 일부 구현예에서, 비휘발성 메모리는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)를 포함한다. 일부 구현예에서, 비휘발성 메모리는 강유전체 랜덤 액세스 메모리(FRAM)를 포함한다. 일부 구현예에서, 비휘발성 메모리는 상-변화 랜덤 액세스 메모리(PRAM)를 포함한다. 다른 구현예에서, 장치는 비제한적인 예로서 CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 장치, 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광 디스크 드라이브 및 클라우드 컴퓨팅 기반 저장 장치를 포함하는 저장 장치이다. 추가적인 구현예에서, 저장 및/또는 메모리 장치는 본 명세서에 개시된 것과 같은 장치들의 조합이다.
일부 구현예에서, 디지털 처리 장치는 시각적 정보를 사용자에게 전송하기 위한 디스플레이를 포함한다. 일부 구현예에서, 디스플레이는 음극선관(CRT)이다. 일부 구현예에서, 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD)이다. 추가적인 구현예에서, 디스플레이는 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)이다. 일부 구현예에서, 디스플레이는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이이다. 다양한 추가 구현예에서, OLED 디스플레이 상에 수동-매트릭스 OLED(PMOLED) 또는 능동-매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이가 있다. 일부 구현예에서, 디스플레이는 플라즈마 디스플레이이다. 다른 구현예에서, 디스플레이는 비디오 프로젝터이다. 또 다른 구현예에서, 디스플레이는 본 명세서에 개시된 것과 같은 장치들의 조합이다.
일부 구현예에서, 디지털 처리 장치는 사용자로부터 정보를 수신하기 위한 입력 장치를 포함한다. 일부 구현예에서, 입력 장치는 키보드이다. 일부 구현예에서, 입력 장치는 비제한적인 예로서 마우스, 트랙볼, 트랙 패드, 조이스틱, 게임 컨트롤러, 또는 스타일러스를 포함하는 포인팅 장치이다. 일부 구현예에서, 입력 장치는 터치 스크린 또는 멀티 터치 스크린이다. 다른 구현예에서, 입력 장치는 음성 또는 다른 사운드 입력을 캡처하기 위한 마이크로폰이다. 다른 구현예에서, 입력 장치는 모션 또는 시각적 입력을 캡처하기 위한 비디오 카메라 또는 다른 센서이다. 추가적인 구현예에서, 입력 장치는 Kinect, Leap Motion 등이다. 또 다른 구현예에서, 입력 장치는 본 명세서에 개시된 것과 같은 장치들의 조합이다.
도 16을 참조하면, 특정 구현예에서, 예시적인 디지털 처리 장치(710)는 본 명세서에 설명된 바와 같은 장치 및 방법을 구현하거나 구현하도록 프로그래밍되거나 그렇지 않으면 제어하도록 구성된다. 장치(710)는, 예컨대, 처리 단계를 수행하는 것과 같이, 본 발명의 귀를 모델링하기 위한 장치 및 방법의 다양한 양태를 조정할 수 있다. 이 구현예에서, 디지털 처리 장치(710)는 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서, 또는 병렬 처리를 위한 복수의 프로세서일 수 있는 중앙 처리 장치(CPU, 또한 본 명세서에서의 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서")(1605)를 포함한다. 디지털 처리 장치(710)는 또한 메모리 또는 기억 장소(1610)(예컨대, 랜덤 액세스 메모리, 읽기 전용 메모리, 플래시 메모리), 전자 저장 유닛(1615)(예컨대, 하드 디스크), 하나 이상의 다른 시스템과 통신하기 위한 통신 인터페이스(1620)(예컨대, 네트워크 어댑터) 및 캐시, 다른 메모리, 데이터 저장 및/또는 전자 디스플레이 어댑터와 같은 주변 장치(1625)를 포함한다. 메모리(1610), 저장 유닛(1615), 인터페이스(1620) 및 주변 장치(1625)는 마더보드와 같은 통신 버스(실선)를 통해 CPU(1605)와 통신한다. 저장 유닛(1615)는 데이터를 저장하기 위한 데이터 저장 유닛(또는 데이터 저장소)일 수 있다. 디지털 처리 장치(710)는 통신 인터페이스(1620)의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크")(1630)에 작동 가능하게 연결될 수 있다. 네트워크(1630)는 인터넷, 인터넷 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷과 통신하는 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 일부 경우의 네트워크(1630)는 통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크(1630)는 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 네트워크(1630)는 일부 경우에 장치(710)의 도움으로 피어-투-피어(peer-to-peer) 네트워크를 구현할 수 있으며, 이는 장치(710)에 연결된 장치가 클라이언트 또는 서버로 동작하도록 할 수 있다.
계속해서 도 16을 참조하면, CPU(1605)는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 일련의 기계 판독 가능 명령어를 실행할 수 있다. 명령어는 메모리(1610)와 같은 기억 장소에 저장될 수 있다. 명령어는 CPU(1605)로 보내질 수 있고, CPU(1605)는 본 발명의 방법을 구현하도록 CPU(1605)를 후속적으로 프로그래밍하거나 다르게 구성할 수 있다. CPU(1605)에 의해 수행되는 작동의 예는 패치, 디코딩, 실행 및 다시 쓰기를 포함할 수 있다. CPU(1605)는 집적 회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. 장치(710)의 하나 이상의 다른 구성 요소가 회로에 포함될 수 있다. 일부 경우에, 회로는 주문형 집적회로(ASIC: Application Specific Integrated Circuit) 또는 필드 프로그램 가능 게이트 어레이(FPGA: Field Programmable Gate Array)이다.
계속해서 도 16을 참조하면, 저장 유닛(1615)은 드라이버, 라이브러리, 저장된 프로그램 등의 파일을 저장할 수 있다. 저장 유닛(1615)은 사용자 데이터, 예컨대 사용자 선호도 및 사용자 프로그램을 저장할 수 있다. 일부 경우에 디지털 처리 장치(710)는 인트라넷 또는 인터넷을 통해 통신하는 원격 서버 상에 위치하는 것과 같이 외부에 있는 하나 이상의 추가 데이터 저장 유닛을 포함할 수 있다. 디지털 처리 장치(710)는 네트워크(1630)를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예컨대, 장치(710)는 사용자의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다.
원격 컴퓨터 시스템의 예에는 개인용 컴퓨터(예컨대, 휴대용 PC), 슬레이트 또는 태블릿 PC(예컨대, Apple® iPad, Samsung® Galaxy Tab), 전화기, 스마트 폰(예컨대, Apple® iPhone, 안드로이드(Android)-지원 장치, Blackberry®) 또는 개인용 디지털 비서를 포함한다.
본 명세서에 설명된 방법은 예컨대, 메모리(1610) 또는 전자 저장 유닛(1615)과 같은 디지털 처리 장치(710)의 전자 저장 장소에 저장된 기계(예컨대, 컴퓨터 프로세서) 실행 코드를 통해 구현될 수 있다. 기계 실행 가능 코드 또는 기계 판독 가능 코드는 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있다. 사용 중에, 코드는 프로세서(1605)에 의해 실행될 수 있다. 일부 경우에, 코드는 저장 유닛(1615)으로부터 검색될 수 있고 프로세서(1605)에 의한 준비된 액세스를 위해 메모리(1610)에 저장될 수 있다. 어떤 상황에서, 전자 저장 유닛(1615)은 제외될 수 있고, 기계 실행 가능 명령어는 메모리(1610)에 저장된다.
디지털 처리 장치(710)는 사용자 인터페이스(UI)(1640)를 포함하는 전자 디스플레이(690)를 포함하거나 이와 통신할 수 있다. UI의 예는 제한 없이 그래픽 사용자 인터페이스(GUI) 및 웹 기반 사용자 인터페이스를 포함한다. 일부 경우에, 전자 디스플레이(690)는 네트워크를 통해 예컨대, 네트워크(1630)를 통해 컴퓨터 시스템(710)에 연결될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 플랫폼, 시스템, 매체 및 방법은 선택적으로 네트워크화된 디지털 처리 장치의 운영 체제에 의해 실행 가능한 명령을 포함하는 프로그램으로 인코딩된 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함한다. 추가적인 구현예에서, 컴퓨터 판독가능 저장 매체는 디지털 처리 장치의 유형적인 구성요소이다. 또 다른 구현예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 선택적으로 디지털 처리 장치로부터 제거 가능하다. 일부 구현예에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 비제한적인 예로서, CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 장치, 솔리드 스테이트 메모리, 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광 디스크 드라이브, 클라우드 컴퓨팅 시스템 및 서비스 등을 포함한다. 일부 경우에, 프로그램과 명령이 매체에 영구적으로, 실질적 영구적으로, 반영구적으로 또는 비일시적으로 인코딩된다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 플랫폼, 시스템, 매체 및 방법은 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램 또는 그 사용을 포함한다. 컴퓨터 프로그램에는 디지털 처리 장치의 CPU에서 실행 가능한 일련의 명령이 포함되어 있으며 지정된 작업을 수행하도록 쓰여진다. 컴퓨터 판독 가능 명령어는 특정 작업을 수행하거나 특정 추상 데이터 유형을 구현하는 기능, 객체, API(응용 프로그래밍 인터페이스), 데이터 구조 등과 같은 프로그램 모듈로서 구현될 수 있다. 본 명세서에 제공된 본 발명의 내용에 비추어, 당업자는 컴퓨터 프로그램이 다양한 언어의 다양한 버전으로 작성될 수 있음을 인식할 것이다.
컴퓨터 판독 가능 명령어의 기능은 다양한 환경에서 원하는 대로 조합되거나 배포될 수 있다. 일부 구현예에서, 컴퓨터 프로그램은 하나의 명령어 시퀀스를 포함한다. 일부 구현예에서, 컴퓨터 프로그램은 명령어의 복수의 시퀀스를 포함한다. 일부 구현예에서, 컴퓨터 프로그램은 한 장소에서 제공된다. 다른 구현예에서, 컴퓨터 프로그램은 복수의 장소로부터 제공된다. 다양한 구현예에서, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 포함한다. 다양한 구현예에서, 컴퓨터 프로그램은 부분적으로 또는 전체적으로 하나 이상의 웹 애플리케이션, 하나 이상의 모바일 애플리케이션, 하나 이상의 독립형 애플리케이션, 하나 이상의 웹 브라우저 플러그인, 확장, 애드-인(add-ins) 또는 애드-온(add-ons), 또는 이들의 조합을 포함한다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 플랫폼, 시스템, 매체 및 방법은 소프트웨어, 서버, 및/또는 데이터베이스 모듈, 또는 이들의 사용을 포함한다. 본 명세서에 제공된 개시 내용을 고려하여, 소프트웨어 모듈은 당해 기술 분야에 공지된 기계, 소프트웨어 및 언어를 사용하여 당업자에게 공지된 기술에 의해 생성된다. 본 명세서에 개시된 소프트웨어 모듈은 다양한 방식으로 구현된다. 다양한 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 파일, 코드 섹션, 프로그래밍 객체, 프로그래밍 구조, 또는 이들의 조합을 포함한다. 추가의 다양한 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 복수의 파일, 복수의 코드 섹션, 복수의 프로그래밍 객체, 복수의 프로그래밍 구조, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다양한 구현예에서, 하나 이상의 소프트웨어 모듈은 비제한적인 예로서, 웹 애플리케이션, 모바일 애플리케이션, 및 독립형 애플리케이션을 포함한다. 일부 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 하나의 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션에 있다. 다른 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션에 있다. 일부 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 하나의 기계에서 호스팅된다. 다른 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 하나 이상의 기계에서 호스팅된다. 추가적인 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 클라우드 컴퓨팅 플랫폼에서 호스팅된다. 일부 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 한 장소의 하나 이상의 기계에서 호스팅된다. 다른 구현예에서, 소프트웨어 모듈은 하나 이상의 장소의 하나 이상의 기계에서 호스팅된다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 개시된 플랫폼, 시스템, 매체 및 방법은 하나 이상의 데이터베이스 또는 이들의 사용을 포함한다. 본 명세서에 제공된 개시 내용을 고려하여, 당업자는 많은 데이터베이스가 질문 시스템으로부터 데이터 세트의 저장 및 검색, 분류된 데이터 세트의 저장, 하나 이상의 데이터 세트로부터 매개변수의 결정, 분류된 데이터 세트와 연관된 매개변수의 저장 등에 적합하다는 것을 인식할 것이다. 다양한 구현예에서, 적합한 데이터베이스는 비제한적인 예로서 관계형 데이터 데이터베이스, 비관계형 데이터베이스, 객체-지향 데이터베이스, 객체 데이터베이스, 엔터티 관계 모형 데이터베이스, 연관 데이터베이스 및 XML 데이터베이스를 포함한다. 추가의 비제한적인 예로는 SQL, PostgreSQL, MySQL, Oracle, DB2 및 Sybase가 있다. 일부 구현예에서, 데이터베이스는 인터넷 기반이다. 추가적인 구현예에서, 데이터베이스는 웹 기반이다. 또 다른 추가 구현예에서, 데이터베이스는 클라우드 컴퓨팅 기반이다. 다른 구현예에서, 데이터베이스는 하나 이상의 로컬 컴퓨터 저장 장치를 기반으로 한다.
예시
도 13은 공압 챌린지에 응답하여 이루어진 도플러 초음파 측정을 사용하여 얻은 예시적인 실험 데이터를 도시한다. 데이터는 진동 주파수와 진폭에 기초하여 다양한 분류의 삼출액이 식별될 수 있음을 보여준다. 왼쪽 상단 모서리의 데이터 포인트는 막 뒤에 공기가 있는 샘플(예컨대, 삼출 없음)에서 가져온 것이며 높은 진동 주파수와 높은 진폭을 보여준다. 왼쪽 하단 모서리에 있는 데이터 포인트는 점성이 높은 삼출액이 있는 샘플에서 가져온 것이며 높은 주파수와 매우 낮은 진폭을 보여준다. 오른쪽 상단 모서리의 데이터 포인트는 중간 정도의 점성 유체가 포함된 샘플에서 가져온 것이며 높은 진폭과 낮은 주파수 진동을 보여준다.
다음의 데이터 표들은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하기 위해 본 발명의 장치의 조정을 나타내는 예시적인 실험 데이터를 나타낸다. 본 출원인은 Shore 경도계 20A에서 Shore 경도계 70A까지 다양한 경도계 인공 고막을 사용했다. 본 출원인은 공압 검이경용 수동 주입 전구가 장착된 표준 검이경으로 인공 고막을 볼 수 있는 임상의를 선택했다. 본 출원인의 임상의는 정기적으로 공압 검사를 진료에 사용하는 소아과 의사이다. 귀 팬텀은 또한 외부 외이도가 환경에 대해 개방되도록(즉, 씰이 개방되도록) 설정되어 누출로 인해 흡입 작용이 약간 감소되거나 또는 외이도가 환경에 대해 폐쇄되도록("씰이 폐쇄됨") 설정되었다.
니들 밸브(needle valve) 시스템의 감쇠를 조정하는데 사용되었다. 외이도의 입구는 2mm 직경의 구멍이 있는 입구 구멍을 덮는 탄성 중합체를 가진다. 이것은 검경의 외주 표면이 외이도와 적절하게 밀폐되도록 한다.
흡입에 대한 고막 이동성에 대한 스케일은 임상의가 예상한 생체 내 고막의 이동에 기초한 관찰이었고, 여기서 "3"은 정상, "2"는 약간 큰 이동성, "1"은 큰 이동성, "4"은 약간 큰 경직성, "5"는 큰 경직성이다. 데이터에서, 본 출원인은 정상에 가장 가까운 평균이 70A임을 알아냈다. 본 출원인은 또한 개방 조건이 고막 이동성에 너무 많은 불확실성을 초래하고 누출 상태를 너무 많이 나타냄을 확인했다. 본 출원인은 패턴 인식으로 인한 관찰 편향을 줄이기 위해 고막 경도계를 무작위 순서로 제시했다.
본 출원인은 Shore 70A 값 주변 범위의 인공 고막으로 동일한 방법을 반복했다. 이 세트의 경우, 외이도 씰에 "개방" 위치를 사용하지 않았다. 본 출원인은 정상의 평균 측정값에 접근하는 값이 Shore 70A 및 80A 인공 고막임을 찾아냈다.
Figure pct00001
Figure pct00002
본 발명의 바람직한 구현예가 본 명세서에 도시되고 설명되었지만, 그러한 구현예는 단지 예로서 제공된다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 수 많은 변형, 변경 및 대체가 이제 본 발명을 벗어나지 않고 당업자에게 떠오를 것이다. 본 명세서에 기술된 본 발명의 구현예에 대한 다양한 대안이 본 발명을 실시하는데 이용될 수 있음을 이해해야 한다. 다음의 청구범위는 본 발명의 범위를 정의하고 이러한 청구범위 및 그 균등물의 범위 내의 방법 및 구조는 이에 의해 포함되는 것으로 의도된다.

Claims (95)

  1. 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치로서,
    생물학적 고막의 초음파 반사율을 모방한 초음파 반사율을 갖는 인공 고막; 및
    상기 인공 고막에 결합되고 상기 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 추가로 정의하는 하우징으로서, 상기 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 또는 조정 가능한 유체의 유형을 갖고 상기 내부 부분은 조정 가능한 가스 압력을 갖는, 상기 하우징을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 유체의 유형의 조정은 유체의 점도를 변화시키는 것을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 인공 고막은 인공 고막의 위치 확인 및 검이경의 정렬이 가능하도록 인공 고막 표면으로부터 광학적 반사를 나타내는 형상을 갖는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 광학적 반사는 상기 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타나는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보(umbo) 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 하나 이상이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 추가로 구성된, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 인공 고막의 움직임은 일련의 서수 값에 따라 조정 가능한, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 인공 고막의 움직임은 연속적인 스케일에 따라 조정 가능한, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 움직임의 속도를 변경시키는 것인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 외부 부분을 추가로 정의하고, 상기 외부 부분은 소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 내부 부분은 상기 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 모조 소골은 제어 가능한 장력을 갖는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성된, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 내부 부분은 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프, 또는 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분을 추가로 정의하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 외부 부분은 외부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 외부 부분은 외부 공기 펌프 또는 외이 펌프를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 구성된 프로세서를 추가로 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 내부 압력 게이지 또는 상기 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하도록 구성되는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 압력 데이터는,
    내부 표면에 근접한 유체의 체적;
    내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및
    외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는데 이용되는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  25. 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법으로서,
    생물학적 고막의 초음파 반사율을 모방한 초음파 반사율을 갖는 인공 고막을 제공하는 단계;
    상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계;
    상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계는 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 단계인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 유체의 유형을 조정하는 단계는 유체의 점도를 변화시키는 단계를 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  28. 제25항에 있어서,
    귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  29. 제25항에 있어서,
    인공 고막 표면으로부터의 광학적 반사에 기초하여 인공 고막의 위치를 찾아내도록 검이경을 정렬하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  30. 제29항에 있어서,
    상기 광학적 반사는 상기 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타나는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  31. 제29항에 있어서,
    상기 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  32. 제25항에 있어서,
    일련의 서수 값에 따라 상기 인공 고막의 움직임을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  33. 제25항에 있어서,
    연속적인 스케일에 따라 상기 인공 고막의 움직임을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  34. 제25항에 있어서,
    음향 검이경의 검경을 상기 인공 고막을 향해 지향시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 적어도 하나이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성되는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  35. 제26항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계는 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 움직임의 속도를 변경시키는 단계인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  36. 제25항에 있어서,
    소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학을 갖는 인공 외이도를 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  37. 제25항에 있어서,
    상기 인공 고막에 결합된 모조 소골 사슬의 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  38. 제25항에 있어서,
    상기 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성되는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  39. 제25항에 있어서,
    유체 주입기를 사용하여 상기 내부 표면에 근접하게 유체를 주입하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  40. 제25항에 있어서,
    상기 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계는 내부 공기 밸브를 개방 또는 폐쇄하고 내부 공기 펌프를 활성화하는 단계를 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  41. 제25항에 있어서,
    내부 압력 게이지를 사용하여 상기 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  42. 제25항에 있어서,
    외부 압력 게이지를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  43. 제25항에 있어서,
    외부 공기 펌프를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  44. 제25항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 프로세서를 사용하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  45. 제25항에 있어서,
    프로세서에서 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  46. 제45항에 있어서,
    내부 표면에 근접한 유체의 체적;
    내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및
    외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하기 위해 상기 압력 데이터를 사용하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  47. 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치로서,
    인공 고막;
    상기 인공 고막에 결합되고 상기 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 추가로 정의하는 하우징으로서, 상기 내부 부분은 유체의 조정 가능한 체적 또는 조정 가능한 유형 및 조정 가능한 가스 압력을 갖는, 상기 하우징을 포함하고,
    상기 유체의 체적 또는 유형 및 가스 압력의 조정은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 움직임을 변경시키는 것인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 이동성 스케일은 일련의 서수 값인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 이동성 스케일은 연속적인 스케일인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  50. 제47항에 있어서,
    상기 인공 고막은 팽창 또는 수축 가능하고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성되는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  51. 제47항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  52. 제51항에 있어서,
    상기 유체의 유형의 조정은 유체의 점도를 변화시키는 것을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  53. 제51항에 있어서,
    귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  54. 제47항에 있어서,
    상기 인공 고막은 인공 고막의 위치 확인 및 검이경의 정렬이 가능하도록 인공 고막 표면으로부터 광학적 반사를 나타내는 형상을 갖는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 광학적 반사는 상기 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타나는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  56. 제47항에 있어서,
    상기 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  57. 제47항에 있어서,
    상기 하우징은 외부 부분을 추가로 정의하고, 상기 외부 부분은 소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  58. 제47항에 있어서,
    상기 내부 부분은 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  59. 제58항에 있어서,
    상기 모조 소골은 제어 가능한 장력을 갖는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  60. 제47항에 있어서,
    상기 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성되는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  61. 제47항에 있어서,
    상기 내부 부분은 유체 주입기 또는 유체 주입기를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  62. 제47항에 있어서,
    상기 내부 부분은 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프, 또는 내부 공기 밸브 및 내부 공기 펌프를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 내부 부분은 내부 압력 게이지 또는 내부 압력 게이지를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  64. 제47항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 인공 고막의 외부 표면에 결합된 외부 부분을 추가로 정의하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  65. 제64항에 있어서,
    상기 외부 부분은 외부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지를 위한 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  66. 제64항에 있어서,
    상기 외부 부분은 외부 공기 펌프 또는 외부 공기 펌프용 개구를 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  67. 제47항 내지 제66항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 구성된 프로세서를 추가로 포함하는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 프로세서는 내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하도록 구성되는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  69. 제68항에 있어서,
    상기 압력 데이터는,
    내부 표면에 근접한 유체의 체적;
    내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및
    외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는데 사용되는, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  70. 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법으로서,
    인공 고막을 제공하는 단계;
    인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계;
    인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함하고,
    상기 유체의 체적 또는 유형의 조정 및 가스의 압력의 조정은 이동성 스케일에 따라 선택된 움직임 특성을 생성하도록 막 움직임을 변경시키는 것인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  71. 제70항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계는 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 단계인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  72. 제70항에 있어서,
    귀의 질병 상태는 세균성 또는 바이러스성 귀 감염인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  73. 제70항에 있어서,
    상기 유체의 유형을 조정하는 단계는 유체의 점도를 변화시키는 단계를 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는방법.
  74. 제70항에 있어서,
    인공 고막 표면으로부터의 광학적 반사에 기초하여 인공 고막의 위치를 찾아내도록 검이경을 정렬하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  75. 제74항에 있어서,
    상기 광학적 반사는 상기 인공 고막의 전방 하사분면에서 나타나는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  76. 제74항에 있어서,
    상기 인공 고막은 하나 이상의 시각적 신호를 가지며, 상기 시각적 신호는 움보 또는 추골의 형상을 적어도 부분적으로 나타내는 것을 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  77. 제70항에 있어서,
    상기 이동성 스케일은 일련의 서수 값을 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  78. 제70항에 있어서,
    상기 이동성 스케일은 연속적인 스케일을 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  79. 제70항에 있어서,
    음향 검이경의 검경을 인공 고막을 향해 지향시키는 단계를 추가로 포함하고, 상기 인공 고막은 팽창성 또는 수축성 중 적어도 하나이고 인가된 공압 변화에 응답하여 이동하도록 구성되는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  80. 제71항에 있어서,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하는 단계는 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 움직임의 속도를 변경시키는 단계를 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  81. 제70항에 있어서,
    소아 인체 또는 성인 인체의 근사 기하학적 구조를 갖는 인공 외이도를 제공하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  82. 제70항에 있어서,
    상기 내부 부분이 고막에 결합된 모조 소골 사슬을 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  83. 제70항에 있어서,
    상기 인공 고막에 결합된 모조 소골 사슬의 장력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  84. 제70항에 있어서,
    상기 인공 고막의 형상 및 경도계는 소골 사슬의 존재를 모방하도록 구성되는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  85. 제70항에 있어서,
    유체 주입기를 사용하여 내부 표면에 근접하게 유체를 주입하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  86. 제70항에 있어서,
    상기 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계는 내부 공기 밸브를 개방 또는 폐쇄하고 내부 공기 펌프를 활성화하는 단계를 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  87. 제70항에 있어서,
    내부 압력 게이지를 사용하여 상기 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  88. 제70항에 있어서,
    외부 압력 게이지를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 측정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  89. 제70항에 있어서,
    외부 공기 펌프를 사용하여 인공 고막의 외부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  90. 제70항 내지 제89항 중 어느 한 항에 있어서,
    유체 주입기, 내부 공기 밸브, 내부 공기 펌프, 내부 압력 게이지, 외부 압력 게이지, 외부 공기 펌프 또는 또는 사용자가 볼 수 있는 디스플레이 중 하나 이상의 작동을 제어하도록 프로세서를 사용하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  91. 제70항에 있어서,
    내부 압력 게이지 또는 외부 압력 게이지 중 하나 이상으로부터 압력 데이터를 수신하는 단계를 추가로 포함하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  92. 제91항에 있어서,
    내부 표면에 근접한 유체의 체적;
    내부 표면에 근접한 가스의 압력; 및
    외부 표면에 근접한 가스의 압력 중 하나 이상을 조정하기 위해 상기 압력 데이터를 사용하는, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  93. 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치로서,
    인공 고막; 및
    상기 인공 고막에 결합되고 상기 인공 고막의 내부 표면에 결합된 내부 부분을 추가로 정의하는 하우징으로서, 상기 내부 부분은 조정 가능한 유체의 체적 또는 유형 및 조정 가능한 가스 압력을 갖는, 상기 하우징을 포함하고,
    유체의 체적 또는 유형 및 가스 압력 중 둘 이상의 조정은 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 것인, 고막을 포함하는 귀의 특성을 모델링하기 위한 장치.
  94. 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법으로서,
    인공 고막을 제공하는 단계;
    상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 유체의 체적 또는 유형을 조정하는 단계;
    상기 인공 고막의 내부 표면에 근접한 가스의 압력을 조정하는 단계를 포함하고,
    유체의 체적, 유체의 유형 또는 가스의 압력 중 둘 이상을 조정하는 단계는 귀의 질병 상태를 제어 가능하게 모방하도록 막 편향 또는 막 움직임을 변경시키는 단계인, 인공 고막을 포함하는 모형 귀를 사용하여 검이경을 검사하는 방법.
  95. 고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템으로서,
    메인 챔버;
    상기 메인 챔버의 내부에서 지지되고 메인 챔버의 내부와 메인 챔버의 외부를 분리하고 막 클램프에 의해 고정되는 막; 및
    상기 막에 결합되고 스프링 클램프에 의해 고정되는 탄성중합체 스프링을 포함하고,
    상기 막의 질량, 상기 탄성중합체 스프링의 감쇠, 스프링 속도, 상기 메인 챔버의 내부의 압력 및 상기 메인 챔버의 내부의 유체의 양 중 적어도 하나는 귀 안의 상태에 근접하도록 선택적으로 제어되는, 고막을 시뮬레이션하기 위한 시스템.
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