KR20230050357A - 안구내 압력 측정을 위한 초음파 임플란트 및 시스템 - Google Patents
안구내 압력 측정을 위한 초음파 임플란트 및 시스템 Download PDFInfo
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Abstract
안압을 측정하는 압력센서; 상기 압력센서와 전기적으로 연결되며, 초음파를 수신하여 상기 압력센서에서 측정된 압력을 인코딩하는 초음파 후방 산란을 발산하는 초음파 트랜스듀서; 및 압력 센서 및 초음파 트랜스듀서에 부착되고, 눈 위 또는 안의 표면과 인터페이스하도록 구성된 기판을 포함한다.
Description
(관련 출원에 대한 상호 참조)
본 출원은 2020년 8월 11일에 출원된 미국 가출원 번호 63/064,298에 대한 우선권을 주장하며, 이는 모든 목적을 위해 참조로 여기에 포함된다.
(기술 분야)
본 발명은 초음파 후방 산란 통신을 사용하는 대상에서 안구내 압력과 같은 눈 상태를 감지하고 보고하는 장치에 관한 것이다.
환자의 안구 내 압력(IOP: Intraocular pressure)은 전형적으로 안과 전문의(eye care professional)에 의해 모니터링되어 환자가 녹내장(glaucoma)을 앓거나 발병할 위험이 있는지를 평가한다. 녹내장은 시신경이 손상되어 시력을 잃는 것으로 알려진 안구 질환이다. 시신경은 높은 IOP의 영향을 받을 수 있으므로 높은 IOP의 조기 발견은 일반적으로 높은 IOP와 관련된 시력 손실을 최소화하기 위한 조기 치료 옵션을 제공하는 데 사용된다. 일반적으로 IOP를 정기적으로 모니터링하면 환자의 IOP 추세를 기반으로 비정상적인 IOP 판독값을 식별하는 데 도움이 될 수 있다. IOP를 정확하게 측정하기 위해 널리 인정되는 방법은 안과 전문의의 도움을 받아 마취 안약, 형광 염료를 투여하고 전용 안압계(eye care professional) 장비를 사용하여 안구냐 압력을 측정해야 한다. 전용 안압계 장비에는 교정된 크기의 힘을 인가하여 눈의 각막을 평탄화하는 데 사용되는 팁이 포함된다. IOP 모니터링을 위해 안과 전문의에게 의존하기 때문에 IOP 모니터링 빈도는 안과 전문의를 방문하는 환자 수로 제한된다.
안구내 압력(IOP) 측정의 주문형(on-demand) 수집을 가능하게 하는 장치, 시스템 및 방법이 여기에 설명되어 있다. 이러한 장치, 시스템 및 방법은 환자가 원하는 대로 안압을 더 자주 측정할 수 있도록 임상 설정 외부에서 사용될 수 있다. 주문형 IOP 측정 수집을 정기적으로 사용하면 안구 질환 진행을 모니터링하는 데 중요한 역할을 할 수 있으며 빠른 치료 응답 시간을 허용한다.
일부 실시예에서, 안구내 압력 측정 장치는 상기 안구내 압력을 측정하도록 구성되는 압력센서; 상기 압력센서와 전기적으로 결합되고, 초음파를 수신하여 상기 압력센서에서 측정된 압력을 인코딩하는 초음파 후방 산란을 방출하도록 구성되는 초음파 트랜스듀서; 및 상기 압력 센서 및 상기 초음파 트랜스듀서에 부착되고, 눈 위 또는 눈 안의 표면과 인터페이스하도록 구성된 기판;을 포함한다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 기판은 부분적 또는 전체 링 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 기판은 방사상 외향력과 같은 힘을 상기 기판에 인가하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 상기 장치는 상기 눈의 수정체 낭 내에 이식되도록 구성된다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 기판은 이식 동안 상기 장치를 안내하기 위한 수술 도구를 고정하도록 구성된 하나 이상의 어퍼처를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 상기 압력 센서 및 상기 초음파 트랜스듀서를 둘러싸도록 구성되고 상기 기판과 인터페이스하도록 구성된 하우징을 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 하우징은 상기 기판 상에 장착될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 기판은 부분적 또는 전체 링 구조를 가질 수 있고, 상기 하우징을 장착하도록 구성된 장착부를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 마운트는 상기 기판으로부터 방사상 안쪽으로 또는 방사상 바깥쪽으로 연장되도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 하우징은 기밀하게 밀봉될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 하우징은 음향 창을 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 압력 센서는 상기 하우징 내에 위치될 수 있고, 상기 음향 창은 상기 하우징 내부의 압력을 상기 하우징 외부의 압력과 평형시키도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 하우징은 초음파를 전송하도록 구성된 액체 또는 겔로 채워질 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 하우징은 실리콘 오일로 채워질 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 온도 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 상기 장치는 상기 온도 센서에 의해 측정된 눈 온도를 사용하여 상기 압력 센서에 의해 측정된 상기 압력을 교정하도록 구성된다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파 트랜스듀서는 1mm 이하의 최장 길이 치수를 가질 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 표면은 수정체 낭, 안구내 렌즈의 햅틱, 또는 콘택트 렌즈를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 표면은 홍채를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 표면은 수정체 피막(lens capsule), 상공막(episclera), 또는 상기 눈의 평면부 위 또는 근처를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 기판은 상기 눈의 표면에 상기 기판을 부착하기 위한 하나 이상의 파스너를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 상기 기판의 대향 단부에 위치된 적어도 2개의 파스너를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 파스너는 안구 조직에 부착하도록 구성된 측면 후크를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 파스너는 안구 조직에 들어가도록 구성된 수직 후크를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파 트랜스듀서는 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파는 상기 장치 외부의 인터로게이터에 의해 전송될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 상기 압력 센서 및 상기 초음파 트랜스듀서와 전기 통신하는 집적 회로를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 집적 회로는 상기 압력 센서에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 집적 회로는 초음파 후방 산란에서 측정된 압력을 인코딩하도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 하우징은 상기 집적 회로를 둘러쌀 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 집적 회로는 커패시터를 포함하는 전력 회로에 결합될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 전력 회로에 의해 저장되는 전기 에너지로 변환되는 초음파를 수신할 수 있다. 임으의 이들 실시예에서, 상기 집적 회로는 통신 모드 또는 전력 저장 모드에서 상기 장치를 선택적으로 동작시킬 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파 트랜스듀서는 압전 수정일 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 대상의 눈 내에 이식되도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 상기 눈의 전방 챔버 내에 이식되도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 배터리가 없도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 눈의 안구내 압력을 측정하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은: 임의의 이들 실시예의 하나의 장치 및 인터로게이터를 포함하며, 이는 주변 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서; 및 상기 초음파를 이식형 장치로 전송하고 상기 이식형 장치로부터 상기 초음파 후방 산란을 수신하도록 구성된 하나 이상의 초음파 트랜스듀서;를 포함한다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터는 수신된 상기 초음파 후방 산란을 이용하여 측정된 상기 안구내 압력을 판정하도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터는 측정된 상기 주변 압력에 추가로 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 교정함으로써 조정된 안구내 압력을 판정하도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 눈의 온도를 측정하도록 구성된 상기 장치 상에 위치된 온도 센서를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 장치 상의 상기 압력 센서에 의해 이루어진 압력 측정을 교정하기 위해, 상기 장치에 의해 검출된 온도가 사용될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터는 측정된 주변 압력 및 측정된 눈의 온도에 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 교정함으로써 조정된 상기 안구내 압력을 판정하도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터는 상기 인터로게이터에 의해 인가되는 힘을 측정하도록 구성된 힘 게이지를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터는 상기 힘 게이지가 감소하는 힘을 측정할 때 복수의 IOP 측정을 판정하도록 상기 장치를 작동시키도록 구성될 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터는 가장 낮은 측정된 힘에서 IOP 측정을 선택하도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 인터로게이터의 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 송신하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 인터로게이터를 포함하는 눈의 안구내 압력을 측정하기 위한 시스템은: 주변 압력을 측정하도록 구성된 압력 센서; 및 상기 초음파를 송신하고 눈 위 또는 상기 눈 안의 장치에 의해 측정된 안구내 압력을 인코딩하는 상기 초음파 후방 산란을 수신하도록 구성된 하나 이상의 초음파 트랜스듀서;를 포함하고, 상기 인터로게이터는 수신된 상기 초음파 후방 산란에 기초하여 측정된 안구내 압력을 판정하고, 측정된 상기 주변 압력에 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 조정하여 조정된 안구내 압력을 판정하도록 구성된다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파는 상기 장치에 전력을 공급하도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 초음파는 상기 장치의 리셋, 상기 장치에 대한 작동 모드 지정, 상기 장치에 대한 장치 파라미터 설정 및 상기 장치로부터의 데이터 전송 시퀀스 시작 중 하나 이상에 대한 명령을 인코딩하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 눈의 안구내 압력 측정 방법은: 인터로게이터의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서로부터 초음파를 전송하는 단계; 상기 눈 내부 또는 상기 눈상에 있는 장치의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에서 상기 인터로게이터의 상기 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에 의해 전송된 상기 초음파를 수신하는 단계; 상기 장치의 압력 센서를 사용하여 안구내 압력을 감지하는 단계; 상기 장치의 상기 초음파 트랜스듀서로부터 상기 안구내 압력을 인코딩하는 초음파 후방 산란을 방출하는 단계; 상기 인터로게이터의 상기 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에서 상기 초음파 후방 산란을 수신하는 단계; 상기 초음파 후방 산란으로부터 측정된 상기 안구내 압력을 판정하는 단계; 주변 압력을 측정하는 단계; 및 측정된 상기 주변 압력에 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 조절하여 조절된 안구내 압력을 판정하는 단계;를 포함한다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 장치는 상기 눈의 수정체 낭에 이식될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 초음파로부터의 에너지를 상기 장치에 전력을 공급하는 전기 에너지로 변환하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 장치를 리셋하는 단계, 상기 장치의 작동 모드를 지정하는 단계, 상기 장치의 파라미터를 설정하는 단계, 상기 장치로부터의 데이터 전송 시퀀스를 시작하는 단계 중 하나 이상을 실행하도록 상기 인터로게이터에 의해 상기 장치에 명령하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 압력 검출 및 측정은 초음파가 전송되지 않는 시간 동안 발생하도록 구성될 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 인터로게이터의 상기 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 커플런트를 통해 상기 눈의 눈꺼풀에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부 또는 안와 위의 피부에 접촉하도록 상기 인터로게이터에 의해 힘을 인가하는 단계; 상기 피부와의 접촉이 손실될 때까지 상기 인터로게이터를 상기 피부로부터 이격하여 이동시키는 단계; 및 상기 인터로게이터가 상기 피부와 접촉하는 동안 상기 인터로게이터에 의해 복수의 힘 크기를 측정하는 단계;를 포함한다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 복수의 힘 크기를 측정하는 동안 상기 인터로게이터에 의해 복수의 안구내 압력 측정을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 복수의 안구내 압력 측정으로부터 상기 인터로게이터에 의해 인가되는 최소 힘과 연관된 최종 안구내 압력을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 상기 장치를 향하는 상기 눈의 눈꺼풀 위에 상기 인터로게이터의 상기 초음파 트랜스듀서를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부, 또는 안와 위의 피부 위에 상기 인터로게이터의 상기 초음파 트랜스듀서를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 방법은 안구내 안구 온도를 검출하는 단계를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 검출된 상기 안구내 안구 온도는 상기 장치에 의해 측정된 상기 안구내 압력을 교정하는 데 사용된다. 일부 실시예에서, 상기 안구내 온도는 방출된 초음파 후방 산란에 인코딩되고, 상기 장치에 의해 검출된 상기 안구내 압력은 상기 인터로게이터에 의해 교정된다. 일부 실시예에서, 상기 장치에 의해 검출된 상기 안구내 압력은 상기 장치에 의해 교정된다.
일부 실시예에서, 안구 질환이 있는 환자를 치료하는 방법은: 이들 실시예 중 임의의 하나의 시스템을 사용하여 안구내 압력을 측정하는 단계; 측정된 상기 안구내 압력이 임계값 이상인지 판정하는 단계; 및 측정된 상기 안구내 압력이 상기 임계값 이상인 것으로 판정되면 상기 환자에게 치료제를 투여하는 단계;를 포함한다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 안구 질환은 녹내장 또는 고안압증일 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 치료제는 상기 안구내 압력을 감소시킬 수 있다.
이들 실시예 중 임의의 것에서, 상기 임계값은 상기 안구내 압력의 루틴한 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 판정될 수 있다.
도 1은 안구내 압력을 측정하기 위한 예시적인 시스템의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 2a는 일부 실시예에 따른 예시적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 2b는 일부 실시예에 따른 예시적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 2c는 도 2b의 장치의 분해도를 도시한다. 분해도는 일부 실시예에 따라 장치의 기판으로부터 분리된 장치의 하우징을 도시한다.
도 3a는 측면 파스너를 포함하는 기판을 갖는 예시적인 장치를 도시하고, 측면 파스너는 개방 위치로 구성된다.
도 3b는 측면 파스너를 포함하는 기판을 갖는 예시적인 장치를 도시하고, 측면 파스너는 폐쇄 위치로 구성된다.
도 4a는 수직 파스너를 포함하는 기판을 갖는 예시적인 장치의 사시도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 예시적인 장치의 측면도를 도시한다.
도 5a는 눈 내에 이식된 예시적인 장치의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 5b는 예시적인 위치에서 눈 내에 이식된 예시적인 장치의 예시적인 단면 개략도를 도시한다.
도 6a는 하우징에 둘러싸일 수 있는 장치를 위한 예시적인 보드 조립체를 도시한다.
도 6b는 하우징에 둘러싸일 수 있는 장치를 위한 예시적인 보드 조립체를 도시한다.
도 7은 2개의 직각으로 배치된 초음파 트랜스듀서를 포함하는 장치 본체용 보드 조립체를 도시한다.
도 8은 장치와 통신하는 인터로게이터를 도시한다. 인터로게이터는 초음파를 전송할 수 있다. 장치는 정보를 인코딩하기 위해 장치에 의해 변조할 수 있는 초음파 후방 산란을 방출한다.
도 9a는 하우징의 상부에 부착될 수 있는 음향 창 및 음향 전도성 재료로 하우징을 채우는 데 사용될 수 있는 포트를 갖는 예시적인 하우징을 도시한다.
도 9b는 회로 보드를 수용하도록 구성될 수 있는 하우징의 분해도를 도시한다.
도 10a는 장치와 함께 사용될 수 있는 예시적인 인터로게이터를 도시한다.
도 10b는 예시적인 인터로게이터의 예시적인 개략도를 보여준다.
도 11은 장치와 함께 사용될 수 있는 예시적인 인터로게이터를 도시한다.
도 12는 IOP를 측정하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13은 안과 질환을 치료하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 14는 IOP를 모니터링하기 위한 장치를 사용하기 위한 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 15는 환자의 눈 상에 또는 눈 내부에 장착된 장치 및 외부 인터로게이터로 IOP 측정을 수행하기 위한 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 예에 따른 컴퓨팅 장치의 예를 도시한다.
도 2a는 일부 실시예에 따른 예시적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 2b는 일부 실시예에 따른 예시적인 장치의 개략도를 도시한다.
도 2c는 도 2b의 장치의 분해도를 도시한다. 분해도는 일부 실시예에 따라 장치의 기판으로부터 분리된 장치의 하우징을 도시한다.
도 3a는 측면 파스너를 포함하는 기판을 갖는 예시적인 장치를 도시하고, 측면 파스너는 개방 위치로 구성된다.
도 3b는 측면 파스너를 포함하는 기판을 갖는 예시적인 장치를 도시하고, 측면 파스너는 폐쇄 위치로 구성된다.
도 4a는 수직 파스너를 포함하는 기판을 갖는 예시적인 장치의 사시도를 도시한다.
도 4b는 도 4a의 예시적인 장치의 측면도를 도시한다.
도 5a는 눈 내에 이식된 예시적인 장치의 예시적인 개략도를 도시한다.
도 5b는 예시적인 위치에서 눈 내에 이식된 예시적인 장치의 예시적인 단면 개략도를 도시한다.
도 6a는 하우징에 둘러싸일 수 있는 장치를 위한 예시적인 보드 조립체를 도시한다.
도 6b는 하우징에 둘러싸일 수 있는 장치를 위한 예시적인 보드 조립체를 도시한다.
도 7은 2개의 직각으로 배치된 초음파 트랜스듀서를 포함하는 장치 본체용 보드 조립체를 도시한다.
도 8은 장치와 통신하는 인터로게이터를 도시한다. 인터로게이터는 초음파를 전송할 수 있다. 장치는 정보를 인코딩하기 위해 장치에 의해 변조할 수 있는 초음파 후방 산란을 방출한다.
도 9a는 하우징의 상부에 부착될 수 있는 음향 창 및 음향 전도성 재료로 하우징을 채우는 데 사용될 수 있는 포트를 갖는 예시적인 하우징을 도시한다.
도 9b는 회로 보드를 수용하도록 구성될 수 있는 하우징의 분해도를 도시한다.
도 10a는 장치와 함께 사용될 수 있는 예시적인 인터로게이터를 도시한다.
도 10b는 예시적인 인터로게이터의 예시적인 개략도를 보여준다.
도 11은 장치와 함께 사용될 수 있는 예시적인 인터로게이터를 도시한다.
도 12는 IOP를 측정하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 13은 안과 질환을 치료하기 위한 예시적인 방법의 흐름도를 도시한다.
도 14는 IOP를 모니터링하기 위한 장치를 사용하기 위한 방법을 설명하는 흐름도를 도시한다.
도 15는 환자의 눈 상에 또는 눈 내부에 장착된 장치 및 외부 인터로게이터로 IOP 측정을 수행하기 위한 방법을 나타내는 흐름도를 도시한다.
도 16은 본 발명의 예에 따른 컴퓨팅 장치의 예를 도시한다.
본 명세서에 개시된 장치는 IOP 데이터를 측정하고 통신하도록 구성된다. 장치에는 기판, 센서 및 초음파 트랜스듀서가 포함된다. 기판은 눈 위에 또는 눈 안에 장치를 장착하기 위한 플랫폼으로 구성된다. 장치는 센서를 사용하여 IOP 데이터를 측정하고 측정된 IOP 데이터를 장치에 내장된 초음파 트랜스듀서와 전기적으로 통신하도록 구성된다.
본 명세서에 개시된 시스템은 IOP 데이터를 측정하고 통신하기 위한 장치 및 인터로게이터를 포함한다. 장치는 눈 안에 이식되거나 눈에 장착되도록 구성된다. 이식되거나 장착된 위치로부터, 장치는 장치에 내장된 하나 이상의 센서를 사용하여 IOP 데이터를 측정하고 초음파 후방 산란 통신을 사용하여 측정된 IOP 데이터를 인터로게이터와 통신하도록 구성된다. 인터로게이터는 측정된 IOP 데이터를 수신하고, 환경 조건을 측정하고, 측정된 환경 조건을 사용하여 측정된 IOP 데이터를 조정하여 최종 IOP 측정값을 판정하고, 최종 IOP 측정값을 인터로게이터와 장치 외부의 수신자에게 전달하도록 구성된다. 장치, 인터로게이터, 및 장치와 인터로게이터 사이의 초음파 통신은 일부 실시예에 따라 아래에서 추가로 설명된다.
여기에 개시된 장치, 시스템 및 방법은 임상 설정 외부에서 IOP의 빠르고 효율적인 모니터링을 가능하게 하여 환자가 원하는 대로 안압을 자주 측정할 수 있게 한다. 안압을 자주 그리고 원하는 대로 측정하는 기능을 통해 녹내장, 고안압증(ocular hypertension) 및/또는 비정상적인 안압과 관련된 시력 손실의 예방 및 관리를 위한 주문형 IOP 측정 수집이 가능하다. 주문형 IOP 감지를 정기적으로 사용하면 비정상적인(높거나 낮은) IOP 측정을 조기에 감지하기 위해 IOP 데이터의 추세를 식별하는 데 사용할 수 있다. 또한, 장치의 치수는 봉합을 필요로 하지 않거나 눈에 장착할 필요가 없는 최소 침습 수술을 통해 장치를 눈에 이식할 수 있도록 구성된다.
정의
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태 "a", "an" 및 "the"는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 복수 참조를 포함한다.
본 명세서에서 값 또는 파라미터 "약"에 대한 언급은 그 값 또는 파라미터 자체에 관한 변형을 포함(및 설명)한다. 예를 들어, "약 X"에 대한 설명은 "X"에 대한 설명을 포함한다.
용어 "개체", "환자" 및 "대상"은 동의어로 사용되며 포유동물을 지칭한다.
본 명세서에 기술된 본 발명의 양태 및 변형은 양태 및 변형을 "구성하는" 및/또는 "필수적으로 구성하는"을 포함하는 것으로 이해된다.
값의 범위가 제공되는 경우, 그 범위의 상한과 하한 사이의 각각의 개재 값, 및 그 상태 범위에서 임의의 다른 언급되거나 개재하는 값은 본 개시의 범위 내에 포함된다는 것을 이해해야 한다. 명시된 범위가 상한 또는 하한을 포함하는 경우, 포함된 한계 중 어느 하나를 제외한 범위도 본 개시에 포함된다.
여기에서 사용된 섹션 제목은 구성 목적만을 위한 것이며 설명된 주제를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 설명은 당업자가 본 발명을 만들고 사용할 수 있도록 제공되며 특허 출원 및 그 요구 사항의 맥락에서 제공된다. 설명된 실시예에 대한 다양한 수정은 당업자에게 용이하게 명백할 것이며 본 명세서의 일반적인 원리는 다른 실시예에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 도시된 실시예에 제한되도록 의도되지 않고, 여기에서 설명된 원리 및 특징과 일치하는 가장 넓은 범위에 부여되어야 한다.
도면은 다양한 실시예에 따른 프로세스를 예시한다. 예시적인 프로세스에서, 일부 블록은 선택적으로 결합되고, 일부 블록의 순서는 선택적으로 변경되며, 일부 블록은 선택적으로 생략된다. 일부 예에서, 예시적인 프로세스와 조합하여 추가 단계가 수행될 수 있다. 따라서, 설명된(및 아래에서 더 자세히 설명되는) 동작은 본질적으로 예시적이며, 따라서 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.
개시내용 및 실시예에 대한 다음의 설명에서, 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시한 첨부 도면을 참조한다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 실시예 및 예가 실시될 수 있고 변경이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다.
안구내 압력 측정 장치
장치는 눈 위 또는 눈 안의 표면과 인터페이스하도록 구성된 기판을 포함할 수 있다. 눈의 표면은 눈의 천연 표면 또는 눈에 이식되거나 눈에 장착된 가공된 표면(예를 들어, 눈에 이식된 안구내 렌즈, 눈에 이식된 수정체(phakic) 안구내 렌즈 또는 눈에 장착된 콘택트 렌즈)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기판은 눈의 표면과 인터페이스하도록 구성된 가요성 재료를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 장치의 기판 상에 장착되고 장치의 압력 센서를 수용하도록 구성된 하우징을 포함할 수 있다. 하우징은 초음파가 침투하여 하우징 외부 및 내부의 압력을 평형화하도록 허용하는 음향 창을 포함할 수 있다. 압력 평형을 통해 하우징 내에서 센서를 보호하면서 정확한 IOP 측정이 가능해진다. 장치는 음향 창을 투과한 초음파를 수신하여 음향 창을 통해 초음파를 방출하는 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 방출된 초음파는 장치 외부의 장치에서 수신되도록 구성된 초음파 후방 산란을 포함한다.
도 1은 일부 실시예에 따라 IOP를 측정하기 위한 예시적인 시스템(10)의 예시적인 개략도를 도시한다. 시스템(10)은 적어도 2가지 유형의 환자에서 IOP를 모니터링하도록 구성될 수 있다: 정기적인 IOP 모니터링이 필요한 조기-후기 개방각 녹내장 환자 및 빈번한 IOP 모니터링이 필요한 시야 손실이 있는 정상 안압 녹내장 환자. 시스템의 사용자는 장치를 이식하거나 장착하는 외과의, IOP 측정을 위해 환자를 교육하고 지원하는 임상의(clinician), 환자를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(10)은 임상의가 시스템(10)을 사용하여 환자를 감독할 수 있는 제어된 임상 환경에서 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(10)은 임상 환경 외부, 예를 들어 환자의 집에서 사용될 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(10)은 장치(12) 및 초음파 인터로게이터(14)를 포함할 수 있다. 인터로게이터(14)는 IOP 데이터를 처리 및 디스플레이하도록 구성된 컴퓨터 또는 그래픽 디스플레이(14a) 및 이식된 장치(12)에 초음파로 결합되도록 구성된 헤드(14b)를 포함할 수 있다. 도 1에서, 장치는 환자의 수정체낭(즉, 수정체낭) 내부에 이식된다. 다른 실시예에서, 이식형 장치는 눈 상의 또는 눈 안의 다른 표면과 인터페이싱 및/또는 장착될 수 있다. 이식된 장치(12)는 안구내 압력 데이터를 측정할 수 있고 측정된 데이터를 인터로게이터(14)에 전달할 수 있다. 인터로게이터(14)는 최종 IOP 측정을 사용자에게 전달하기 전에 수신된 측정 데이터를 처리할 수 있다.
선택적으로, 인터로게이터(14)는 클라우드 백엔드 애플리케이션(16)으로부터 처리된 데이터를 수신하고, 그래픽 사용자 인터페이스(14a)에 정보를 제공하고, 초음파 인터로게이터(14)와의 제한된 상호작용을 가능하게 하도록 구성된 애플리케이션을 포함할 수 있다. 클라우드 백엔드 애플리케이션(16)은 데이터 집계 및 분석에 사용된다.
일부 실시예에서, IOP를 측정하기 위한 시스템은 복수의 작동 상태를 포함할 수 있다. 예를 들어, 시스템(10)은 오프, 준비, 검색, 측정 수집, 교정, 완료, 또는 비활성 또는 고장(fault) 상태를 포함할 수 있다. 오프 상태에서는 모든 시스템 구성 요소의 전원이 꺼질 수 있다. 준비 상태에서 인터로게이터(14)는 능동 초음파 없이 전원이 켜질 수 있다. 준비 상태에서 인터로게이터(14)는 초음파 전송을 시작하라는 사용자 명령을 대기할 수 있다. 검색 상태에서 인터로게이터(14)는 장치(12)를 검색하고 찾고 전원을 공급할 수 있다. 측정 수집 상태에서 인터로게이터는 장치에 계속 전원을 공급하면서 데이터에 대해 장치(12)에 쿼리하고 측정 계산을 수행할 수 있다. 측정 교정 상태에서 인터로게이터는 압력 측정의 교정을 수행할 수 있다. 측정 완료 상태에서 인터로게이터는 물리적 및 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 측정이 완료되었음을 사용자에게 알릴 수 있다. 일부 실시예에서, 측정 데이터는 디스플레이(14a)를 통해 사용자에게 표시될 수 있다. 비활성 또는 결함 상태에서 내부 인터로게이터 진단은 고장을 감지하고 인터로게이터가 켜져 있는 동안 초음파 전원을 차단할 수 있다. 비활성 또는 고장 상태는 시스템이 준비 상태로 돌아갈 때까지 사용자가 초음파를 켤 수 없기 때문에 준비 상태와 다르다. 이는 시스템 고장이 감지되거나 인터로게이터가 의도적으로 초음파 전력 출력을 제한하는 경우일 수 있다.
일부 실시예에서, 시스템(10)은 초음파 전력 출력이 활성인 상태로 변경하기 위해 사용자로부터 수동 선택을 수신하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 시스템(10)은 IOP 측정이 완료되면 초음파 출력을 자동으로 중지할 수 있다.
도 2a는 일부 실시예에 따른 예시적인 장치(12)의 예시적인 개략도를 도시한다. 장치(12)는 시스템(10)에 도시된 바와 같은 IOP 측정 시스템의 일부일 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(12)는 내부 구성요소를 둘러싸는 하우징(14)을 포함할 수 있고 하우징(14)은 기밀하게 밀봉될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(12)는 하우징(14)에 부착하고 지지하도록 구성된 기판(16)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(16)은 가요성 재료로 만들어진 환형 부재(16)일 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(16)은 인장 링으로서 구성된 환형 부재(16)일 수 있다. 환형 부재(16)는 인터페이스 표면에 가해지는 방사 방향 외부로의 힘을 가하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 환형 부재(16)는 이식 동안 압축될 수 있고, 이식 후 이완될 때 외부로의 스프링력을 생성할 수 있다. 환형 부재(16)에 의해 가해지는 결과적인 외부로의 힘은 이식 후 제 위치에서 장치를 안정화시키는 것을 도울 수 있다. 일부 실시예에서, 환형 부재(16)는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)로 제조될 수 있다. 일부 실시예에서, 환형 부재(16)는 완전한 또는 부분적인 링 구조를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 환형 부재(16)는 원의 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90% 또는 적어도 95%, 또는 완전한 원을 형성할 수 있다.
일부 실시예에서, 링 구조는 하우징(14)을 장착하도록 구성된 마운트(예를 들어, 안쪽으로 연장되는 부분)(18)를 포함할 수 있다. 다른 구성에서 마운트는 외부로 연장되거나 환형 부재(16)의 상부에 위치될 수 있지만, 도 2a에 도시된 예시적인 장치 상의 마운트(18)는 내부로 연장된다. 일부 실시예에서, 환형 부재(16)의 크기는 특정 범위의 환자 눈 크기에 대해 구성될 수 있다. 환형 부재(16)는 이식 또는 장착 동안 장치(12)의 위치를 안내하는 데 사용될 수 있는 복수의 어퍼처(19)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 부분적인 링 구조를 갖는 환형 부재에 대해, 각각의 어퍼처(19)는 부분적인 링 구조의 단부에 위치될 수 있다. 일부 실시예에서, 어퍼처(19) 중 하나 이상은 부분 링 구조의 단부로부터 이격될 수 있다. 어퍼처(19)는 장치(12)를 안구 내에 적절하게 위치시키기 위해 외부 의료 도구(후크, 집게 등과 같은)에 의해 맞물릴 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)는 상부면(13a), 하부면(13b) 및 측면(13c)을 포함할 수 있다.
도 2b는 일부 실시예에 따른 예시적인 장치(20)의 개략도를 도시한다. 장치(20)는 시스템(10)과 같은 IOP 측정 시스템의 일부일 수 있다. 장치(12)와 유사하게, 장치(20)는 하우징(22), 기판(24), 내부로의 연장부(26) 및 복수의 어퍼처(28)를 포함할 수 있다. 도 2b는 장치(20)가 안구내 렌즈(30)와 인터페이스(예를 들어, 장착될 수 있음)를 도시한다. 눈 내에 이식될 때, 안구내 렌즈(30)는 눈 내의 표면일 수 있다.
일부 실시예에서, 장치(20)는 안구내 렌즈 배치를 위한 동일한 수술 동안 환자의 눈 중 하나에 이식될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)는 안구내 렌즈와의 동시 배치(co-placement)를 허용할 수 있다. 장치(20)와 안구내 렌즈(30)의 동시 배치의 예가 도 2b에 도시되어 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)는 장치(20)의 기판이 안구내 렌즈(30)의 아암(예를 들어, 햅틱(32))과 인터페이스하도록 안구내 렌즈(예를 들어, 시판되는 안구내 렌즈)와 함께 배치될 수 있다. 환형 부재(24)는 안구내 렌즈(30)의 햅틱(32)에 대해 방사상 외부로의 힘을 가할 수 있으며, 이는 장치(20)를 제 위치에 안정화시킨다. 환형 부재(24)가 안구내 렌즈와 함께 배치될 때, 환형 부재(24)의 배치는 눈의 시선 또는 안구 내 렌즈의 기능을 간섭하지 않는다. 일부 실시예에서, 하우징(22), 기판(24) 및 복수의 어퍼처(28)는 안구내 렌즈(30)의 햅틱(32)과 간섭하지 않도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 장치(20)는 장치(20)의 상부면(13a)이 안구내 렌즈(30)와 인터페이스하도록 안구내 렌즈와 함께 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)는 안구내 렌즈와 함께 배치되어 장치(20)의 바닥면(13b)이 안구내 렌즈(30)와 인터페이스하도록 할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)는 장치(20)의 측면(13c)이 안구내 렌즈(30)와 인터페이스하도록 안구내 렌즈와 함께 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)는 장치가 햅틱의 기능을 간섭하지 않고 안구내 렌즈의 햅틱과 인터페이스하도록 안구내 렌즈와 함께 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 장치(20)는 눈의 후방 챔버 및 전방 챔버와 같은 눈의 다른 영역 내에 이식될 수 있다. 장치(20)는 적어도 약 3년, 4년, 5년, 6년, 7년 또는 그 이상 동안 이식된 장치로서 기능적 무결성을 유지하도록 구성될 수 있다.
도 2c는 일부 실시예에 따른 장치(20)의 분해도를 도시한다. 분해도는 일부 실시예에 따라 기판(24)으로부터 분리된 하우징(22)을 도시한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 하우징(22)은 하우징(22)을 대응하는 특징부(25)(예를 들어, 수용 스냅, 내부로 투사하는 부재 등)를 통해 기판(24) 상에 위치된 마운트(34)에 고정하기 위한 하나 이상의 장착 특징부(23)(예를 들어, 스냅, 클립, 외부로 투사하는 부재 등)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 대응하는 특징부(25)는 하우징을 장착하도록 구성된 방사상 연장 부분의 일부일 수 있다. 일부 실시예에서, 방사상 연장 부는 장치(20)의 측벽(29)을 적어도 부분적으로 덮도록 구성된 측벽(27)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)의 바닥면(31)은 하우징(22)이 안구내 렌즈와 같은 눈 위 또는 눈의 표면과 인터페이스하는(예를 들어, 장착되는) 기판(24) 상에 장착될 때 눈의 표면과 인터페이스하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 기판(24)은 환형 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 기판(24)은 인장 링인 환형 부재일 수 있다. 일부 실시예에서, 장치(20)가 눈의 수정체 낭 내에 이식될 때, 환형 부재(24)는 수정체 낭에 지지력(즉, 장력)을 가하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 지지력은 인장 링을 눈 안의 제자리에 유지하기에 충분할 수 있다. 일부 실시예에서, 환형 부재(24)는 눈 안의 제 위치에 유지될 수 있고 눈의 수정체 낭 안의 눈 안의 크기 및 위치에 기초하여 그 형상을 유지할 수 있다. 일부 실시예에서, 환형 부재(24)는 수정체낭의 둘레와 인터페이스할 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 눈 안의 표면에 기판을 장착하기 위한 파스너를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 파스너는 복수의 측방향 클램프를 포함할 수 있다. 도 3a 및 3b는 일부 실시예에 따라 기판(320, 420) 상에 장착된 각각의 하우징(310, 410)을 갖는 예시적인 장치(300, 400)를 도시한다. 기판은 기판을 내부의 표면 또는 눈에 장착하기 위한 제1 측면을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3a는 눈 또는 눈 안에 장착하기 위한 제1 측면(322)을 갖는 기판(320)을 도시한다. 눈 내부의 표면은 예를 들어 홍채, 수정체낭, 상공막, 눈내부에 이식된 안구내 수정체 또는 눈내부에 이식된 수정체 안구내 렌즈일 수 있다. 기판(320, 420)은 측면 클램프를 포함할 수 있다. 제1 측방향 클램프(330, 430)는 기판(320, 420)의 일단부에 위치할 수 있고, 제2 측방향 클램프(340, 440)는 기판(320, 420)의 대향 단부에 위치할 수 있다. 각각의 측방향 클램프는 기판의 슬릿에 의해 형성될 수 있고, 눈 내부 표면의 눈 조직(예를 들어, 홍채(130))이 슬릿 내에 위치하는 개방 위치 및 슬릿 사이에 위치된 눈 조직이 기판을 눈 내부의 표면에 장착하기 위해 클램핑되는 닫힌 위치를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿은 적어도 약 0.1, 0.2mm 또는 0.4mm일 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿은 최대 약 1mm, 0.8mm, 또는 0.6mm일 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿은 약 0.1-1mm, 0.2-0.8, 또는 0.4-0.6mm일 수 있다.
도 3a는 일부 실시예에 따라 눈 조직(예컨대 홍채 조직(130)) 또는 표면의 최외곽 부분이 기판(320)의 슬릿(342) 내에 위치될 수 있는 개방 위치에 있는 측면 클램프(330, 340)의 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 장치(300)는 장치(300)를 배치하는 동안 외과의가 슬릿(342) 내의 눈 조직(홍채 조직(130)과 같은)에 클램핑하기 위해 슬릿 벽(344)을 움직일 수 있도록 구성될 수 있다. 도 3b는 일부 실시예에 따라 눈 조직 또는 표면의 가장 최외곽 부분이 더 얇은 슬릿(442)(예를 들어, 슬릿(342)에 비해 더 얇음) 내에 클램핑될 수 있는 위치에 있는 측면 클램프(430, 440)의 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 장치(400)는 장치(400)를 배치하는 동안 외과의가 눈 조직(홍채 조직(130)과 같은)을 핀칭하여 핀칭된 눈 조직을 더 얇은 슬릿(342)을 통해 공급할 수 있도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 측면 클램프는 폴리머로 만들 수 있다. 일부 실시예에서, 슬릿(342, 442)의 포지셔닝 슬릿은 홍채 섬유(130)의 방사상 결을 따르도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 각각의 슬릿은 개방 위치에서 서로 이격된 슬릿 벽을 포함하고 슬릿 벽은 닫힌 위치에서 눈 조직을 클램핑하기 위해 서로를 향해 이동 가능하다. 예를 들어, 슬릿(342)의 슬릿 벽(344)은 눈 조직에 클램핑하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 측면 클램프는 외과적 이식 또는 처치 동안 인가된 힘에 의해 개방 위치(예컨대, 도 3a의 개방 위치)에서 닫힌 위치로 이동하도록 구성된다. 측면 클램프는 외과 수술 중에 인가되는 힘에 의해 의도적으로 개방 위치로 이동할 때까지 닫힌 위치에 남아 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 슬릿은 기판의 원형 어퍼처(예를 들어, 어퍼처(346))로 연장될 수 있다.
일부 실시예에서, 기판은 가요성일 수 있고 강성 하우징에 접합될 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징은 기판의 외부 표면에 고정됨으로써 기판에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징은 기판을 통해 연장함으로써 기판에 부착될 수 있다. 일부 실시예에서, 기판은 하우징의 장착 가능한 측면을 기판에 부착하기 위한 제2 측면을 가질 수 있다. 예를 들어, 도 3a는 하우징(310)이 장착되는 제2 측면(324)을 갖는 기판을 도시한다.
일부 실시예에서 파스너는 복수의 수직 후크를 포함할 수 있다. 도 4a 및 도 4b는 일부 실시예에 따라 수직 후크를 갖는 기판(550) 상에 장착된 예시적인 장치(500)의 예를 도시한다. 일부 실시예에서, 수직 후크는 인서트 성형될 수 있다. 제1 수직 후크(552)는 기판(550)의 일단부에 위치할 수 있고, 제2 수직 후크(554)는 기판(550)의 대향 단부에 위치할 수 있다. 각각의 수직 후크는 기판(550) 내에 수직 후크의 제1 부분을 유지하는 기판(550)의 내부 채널(510)로부터 연장하도록 구성될 수 있다. 각각의 수직 후크의 제2 부분은 기판의 제1 측면(556)을 통과하고 기판(550)의 제1 측면(556)으로부터 멀어지는 제1 방향으로 연장될 수 있다. 각 후크의 제2 부분은 제1 방향과 다른 제2 방향으로 연장되어 후크 형상을 형성하는 단부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 후크(554)는 눈 조직을 잡도록 구성된 단부(558)를 포함할 수 있다. 후크 형상을 갖는 각각의 수직 후크는 기판을 눈 내부의 표면에 장착하기 위해 눈 조직에 들어가도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 후크(552, 554)는 장치(500)를 눈 표면에 장착하기 위해 눈 표면(예를 들어, 홍채 표면(130))의 조직을 통과하도록 구성된다. 후크(552, 554)가 눈 조직 또는 눈 표면의 최외곽부를 통과할 때, 후크(552, 554)는 장치(500)가 눈 표면으로부터 분리되는 것을 방지하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 수직 후크(552, 554)는 눈 조직 내에 수직 후크(552, 554)를 삽입하기 위해 눈 내부의 표면을 향해 밀려날 수 있다. 일부 실시예에서 수직 후크는 폴리머로 만들어질 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 눈(360) 일부 실시예에 따라, 내부에 장치(350)를 장착하기 위한 예시적인 기판(352)(예를 들어, 320, 420) 및 장치의 내부 구성 요소들을 수용하기 위한 예시적인 하우징(354)(예를 들어, 310, 410)을 갖는 예시적인 장치(예를 들어, 장치(300, 400))의 개략도를 도시한다. 도 5a는 일부 실시예에 따라 눈(360) 내부에 장착된 장치(350)의 예시적인 평면도를 도시한다. 다른 실시예에서, 장치(350)는 눈에 장착되도록 구성될 수 있다. 장치(350)는 적어도 약 3년, 4년, 5년, 6년, 7년 또는 그 이상 동안 장착되거나 이식된 장치로서 기능적 무결성을 유지하도록 구성될 수 있다.
도 5a는 장착된 장치가 눈(360)의 시선을 간섭하지 않도록 눈(360) 내에 장치(350)를 장착하기 위한 최소 침습 절개(incision) 부위(370)에 대한 가능한 예시적인 위치를 도시한다. 도 5b는 일부 실시예에 따라 눈(360) 내의 표면(380)에 장착된 예시적인 장치(350)를 표시하는 예시적인 단면 개략도를 도시한다. 도 5b에 도시된 바와 같이, 눈(360) 내의 표면(380)은 눈의 전방 챔버에 위치한 홍채의 상부 표면일 수 있다. 눈의 후방 챔버에 위치한 홍채의 하부 표면 상에 장착하는 것이 아니라, 도 5b에 도시된 바와 같이, 전방 챔버에 위치한 홍채의 상부 표면에 장치를 장착하는 것은 홍체의 하부 표면 상에 장착하는 것에 비해 이식동안 홍채가 손상될 위험이 적어 유리하다. 일부 실시예에서, 눈 내부의 표면은 눈의 모양체(ciliary)의 평면부(382) 상에 또는 그 근처에 있을 수 있다.
다른 실시예에서, 장치는 수정체 낭 내에 이식될 수 있다. 예를 들어, 장치는 안구내 렌즈와 함께 배치될 수 있다.
장치는 하나 이상의 센서, 하나 이상의 트랜스듀서 및 집적 회로와 같은 장치의 내부 구성요소를 사용하여 초음파 후방 산란을 통해 IOP 데이터를 측정하고 IOP 데이터를 인코딩하도록 구성된다. 초음파에 의해 전력공급되고 검출된 생리적 조건을 인코딩하는 초음파 후방 산란을 방출할 수 있는 예시적인 이식형 장치는 WO 2018/009905 및 WO 2018/009911에 설명되어 있다.
장치의 집적 회로는 장치의 하나 이상의 센서 및 무선 통신 시스템(예를 들어, 하나 이상의 초음파 트랜스듀서)과 전기적으로 연결 및 통신할 수 있다. 집적 회로는 전류로 정보를 인코딩하기 위해 무선 통신 시스템(예를 들어, 하나 이상의 초음파 트랜스듀서)을 통해 흐르는 전류를 변조하는 변조 회로를 무선 통신 시스템 내에 포함하거나 동작시킬 수 있다. 변조된 전류는 무선 통신 시스템에서 방출되는 후방 산란파(예를 들어, 초음파 후방 산란파)에 영향을 미치며 후방 산란파는 정보를 인코딩한다.
도 6a는 일부 실시예에 따라 (하우징(14, 22, 310, 또는 410)과 같은) 하우징에 의해 둘러싸일 수 있고 집적 회로를 포함할 수 있는 예시적인 장치의 예시적인 보드 조립체의 측면도를 도시한다. 장치는 무선 통신 시스템(예를 들어, 하나 이상의 초음파 트랜스듀서)(602) 및 집적 회로(604)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 집적 회로(604)는 커패시터(606)를 포함하는 전력 회로를 포함한다. 예시된 실시예에서, 커패시터는 "오프 칩" 커패시터(집적 회로 칩에 있지 않다는 점에서)이지만 여전히 회로에 전기적으로 통합되어 있다. 커패시터는 무선 통신 시스템에 의해 수신된 에너지(예를 들어, 초음파)로부터 변환된 전기 에너지를 일시적으로 저장할 수 있고, 집적 회로(604)에 의해 에너지를 저장하거나 방출하도록 동작할 수 있다. 장치는 하나 이상의 센서(608)를 더 포함한다. 하나 이상의 센서는 압력 센서를 포함할 수 있다. 장치로 송수신되는 초음파가 센서 측정에 영향을 미칠 수 있으므로 장치의 하나 이상의 센서는 초음파가 전송되지 않을 때 IOP 데이터를 측정하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 초음파 트랜스듀서(602), 집적 회로(604), 커패시터(606) 및 하나 이상의 센서(608)는 인쇄 회로 기판일 수 있는 회로 보드(610) 상에 장착된다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 초음파 트랜스듀서(602), 집적 회로(604), 커패시터(606), 및 하나 이상의 센서(608)는 회로 보드(610) 상에 접착된다. 일부 실시예에서, 회로 보드(610)는 포트(612a-d)를 포함할 수 있다. 도6a와 유사하게, 도 6b는 일부 실시예에 따라 하우징에 둘러싸일 수 있는 예시적인 보드 조립체의 측면도를 도시한다. 일부 실시예에 따라, 도 6b의 보스 조립체는 압전 트랜스듀서(602b) 및 회로 보드(610b) 상에 부착된 하나 이상의 센서(608b)를 포함한다.
장치의 무선 통신 시스템은 장치를 동작시키기 위한 명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 명령은 예를 들어 인터로게이터와 같은 별도의 장치에 의해 전송될 수 있다. 예를 들어, 장치에 의해 수신된 초음파(예를 들어, 인터로게이터에 의해 전송된 것)는 장치를 작동하기 위한 명령을 인코딩할 수 있다. 명령은 예를 들어 안구내 압력을 검출하기 위해 압력 센서를 작동시키도록 장치에 지시하는 트리거 신호를 포함할 수 있다.
인터로게이터는 무선 통신 시스템을 통해 흐르는 전류를 생성하기 위해(예를 들어, 초음파 트랜스튜서를 통해 흐르는 전류를 생성하기 위해) 장치의 무선 통신 시스템에 의해 수신되는 에너지 파(예를 들어, 초음파)를 전송할 수 있다. 흐르는 전류는 무선 통신 시스템에 의해 방출되는 후방 산란파를 생성할 수 있다. 변조 회로는 정보를 인코딩하기 위해 무선 통신 시스템을 통해 흐르는 전류를 변조하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 변조 회로는 인터로게이터더로부터 초음파를 수신하는 초음파 트랜스듀서와 전기적으로 연결될 수 있다. 수신된 초음파에 의해 생성된 전류는 정보를 인코딩하기 위해 변조 회로를 사용하여 변조될 수 있으며, 이는 정보를 인코딩하기 위해 초음파 트랜스듀서에 의해 방출된 초음파 후방 산란파를 초래한다. 변조 회로는 온/오프 스위치 또는 전계 효과 트랜지스터(FET)와 같은 하나 이상의 스위치를 포함한다. 이식형 장치의 일부 실시예와 함께 사용될 수 있는 예시적인 FET는 금속-산화물-반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)이다. 변조 회로는 무선 통신 시스템을 통해 흐르는 전류의 임피던스를 변경할 수 있으며, 무선 통신 시스템을 통해 흐르는 전류의 변화는 정보를 인코딩한다. 일부 실시예에서, 후방 산란파에 인코딩된 정보는 장치에 의해 방출된 전기 펄스와 관련된 정보 또는 장치의 하나 이상의 센서에 의해 검출된 생리학적 상태를 포함한다. 일부 실시예에서, 후방 산란파에 인코딩된 정보는 장치에 대한 고유 식별자를 포함한다. 예를 들어, 이것은 복수의 이식형 장치가 피험자에게 이식될 때 인터로게이터가 올바른 이식형 장치와 통신하도록 보장하는 데 유용할 수 있다. 일부 실시예에서, 후방 산란파에 인코딩된 정보는 장치에 의해 방출된 전기 펄스를 확인하는 확인 신호를 포함한다. 일부 실시예에서, 후방 산란파에 인코딩된 정보는 저장된 에너지의 양 또는 에너지 저장 회로(또는 에너지 저장 회로의 하나 이상의 커패시터)의 전압을 포함한다. 일부 실시예에서, 후방 산란파에 인코딩된 정보는 검출된 임피던스를 포함한다. 임피던스 측정의 변화는 흉터 조직 또는 시간 경과에 따른 전극의 열화를 식별할 수 있다.
일부 실시예에서, 변조 회로는 정보를 디지털화된 또는 아날로그 신호로 능동적으로 인코딩할 수 있는 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로(집적 회로의 일부일 수 있음)를 사용하여 작동된다. 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로는 메모리 및 하나 이상의 회로 블록, 시스템 또는 이식형 장치를 작동하기 위한 프로세서를 포함할 수 있다. 이러한 시스템은 예를 들어 온보드 마이크로컨트롤러 또는 프로세서, 유한 상태 기계 구현 또는 임플란트에 저장되거나 인터로게이터와 이식형 장치 사이의 초음파 통신을 통해 제공되는 하나 이상의 프로그램을 실행할 수 있는 디지털 회로를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로는 신호가 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로에 의해 처리될 수 있도록 인터로게이터로부터 방출된 초음파에 인코딩된 아날로그 신호를 변환할 수 있는 아날로그-디지털 컨버터(ADC)를 포함한다. 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로는 또한 예를 들어 IOP를 검출하기 위해 압력 센서를 작동시키는 전기 펄스를 생성하기 위해 전력 회로를 작동시킬 수도 있다. 일부 실시예에서, 디지털 회로 또는 혼합 신호 집적 회로는 인터로게이터에 의해 전송된 초음파에 인코딩된 트리거 신호를 수신하고, 트리거 신호에 응답하여 전기 펄스를 방전하도록 전력 회로를 작동시킨다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 센서(608)는 IOP를 측정하도록 구성된 압력 센서일 수 있다. 압력 센서는 용량성 또는 저항성 압력 감지를 구현할 수 있다. 압력 센서의 측정 정확도는 적어도 0.1mmHg, 0.2mmHg, 0.3mmHg, 0.4mmHg 또는 0.5mmHg일 수 있다. 압력 센서의 측정 정확도는 최대 1.0mmHg, 0.9mmHg, 0.8mmHg, 0.6mmHg 또는 0.7mmHg일 수 있다. 압력 센서의 측정 정확도는 0.1-1.0mmHg, 0.2-0.9mmHg, 0.3-0.8mmHg, 0.4-0.7mmHg 또는 0.5-0.6mmHg일 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서의 측정 정확도는 1mmHg 내지 70mmHg, 3mmHg 내지 60mmHg, 또는 5mmHg 내지 50mmHg의 범위에 걸쳐 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서는 약 10μV/V/mmHg, 20μV/V/mmHg 또는 30μV/V/mmHg의 감도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서는 판독 전자 장치의 감도에 의존하는 감도 요구 사항을 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압력 센서는 판독 전자 장치의 감도에 따라 측정 정확도 및 감도 범위를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 압력 센서는 온도에 민감할 수 있다. 압력 센서는 온도 센서의 온도 응답에 기초하여 교정될 수 있다. 교정은 압력 센서의 압력 출력 차이가 실제 압력 차이이고 온도 변화의 인공물이 아님을 보장하도록 구성될 수 있다.
일부 실시예에서, 하나 이상의 센서는 눈의 전방 챔버 온도를 측정하도록 구성된 온도 센서를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서는 약 0.1-1℃, 0.2-0.8℃, 또는 0.3-0.6℃의 정확도를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서는 약 28℃ 내지 46℃, 30℃ 내지 44℃, 또는 32℃ 내지 40℃의 눈 내부 온도 범위를 모니터링할 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 센서 데이터는 최종 압력 측정의 정확도를 증가시키기 위한 보상 목적으로 사용될 수 있다.
압력 센서로부터의 압력 데이터 및 온도 센서로부터의 온도 데이터는 모두 외부 인터로게이터에 보고될 수 있다. 보고된 압력 데이터 및 보고된 온도 데이터는 해당 센서의 여러 이산 측정값에서 취한 평균 또는 처리된 결과일 수 있다. 일부 실시예에서, 온도 측정은 장치에서 측정된 압력을 교정하는 데 사용되며 초음파 후방 산란은 교정된 압력을 전달할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치에 의해 보고된 압력 데이터는 1초, 3초 또는 5초 이하의 지연으로 장치 외부의 압력과 동일하게 될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 인터로게이터로부터 측정 명령이 수신된 때로부터 측정이 인터로게이터에 보고될 때까지의 시간은 2초, 4초, 6초 또는 8초를 넘지 않아야 한다.
일부 실시예에서, 무선 통신 시스템은 초음파로부터의 기계적 에너지를 전류로 또는 그 반대로 변환하도록 구성된 초음파 트랜스듀서인 하나의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 초음파 트랜스듀서는 외부 초음파 인터로게이터에서 발생하는 에너지를 수확할 수 있고 외부 인터로게이터에 의해 검출 가능한 변조 깊이를 생성할 수 있다.
일부 실시예에서, 무선 통신 시스템은 하나, 둘 또는 셋 이상의 초음파 트랜스듀서와 같은 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 포함한다. 일부 실시예에서, 무선 통신 시스템은 제1 편광축을 갖는 제1 초음파 트랜스듀서 및 제2 편광축을 갖는 제2 초음파 트랜스듀서를 포함하고, 제2 초음파 트랜스듀서는 제2 편광축이 제1 편광축과 직교하도록 위치되고, 제1 초음파 트랜스듀서 및 제2 초음파 트랜스듀서는 장치에 전력을 공급하고 초음파 후방 산란을 방출하는 초음파를 수신하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 무선 통신 시스템은 제1 편광축을 갖는 제1 초음파 트랜스듀서, 제2 편광축을 갖는 제2 초음파 트랜스듀서 및 제3 편광축을 갖는 제3 초음파 트랜스듀서를 포함하고, 여기서 제2 초음파 트랜스듀서는 제2 편광축이 제1 편광축 및 제3 편광축과 직교하도록 위치하고, 제3 초음파 트랜스듀서는 제3 편광축이 제1 편광축 및 제2 편광축과 직교하도록 위치하며, 제1 초음파 트랜스듀서와 제2 초음파 트랜스듀서는 장치에 전력을 공급하고 초음파 후방 산란을 방출하는 초음파를 수신하도록 구성된다. 도 7은 2개의 직각으로 배치된 초음파 트랜스듀서를 포함하는 장치의 보드 조립체를 도시한다. 이 장치는 인쇄 회로 기판과 같은 회로 보드(702) 및 커패시터(706)를 포함하는 전원 회로인 집적 회로(704)를 포함한다. 장치는 집적 회로(704)에 전기적으로 연결된 제1 초음파 트랜스듀서(708) 및 제2 집적 회로(704)에 전기적으로 연결된 초음파 트랜스듀서(710)를 더 포함한다. 제1 초음파 트랜스듀서(708)는 제1 편광축(712)을 포함하고, 제2 초음파 트랜스듀서(710)는 제2 편광축(714)을 포함한다. 제1 초음파 트랜스듀서(708) 및 제2 초음파 트랜스듀서는 제1 편광축(712)이 제2 편광축(714)에 직교하도록 위치된다.
무선 통신 시스템에 포함된다면, 하나 이상의 초음파 트랜스듀서는 정전식 마이크로 기계 초음파 트랜스듀서(CMUT) 또는 압전 마이크로 기계 초음파 트랜스듀서(PMUT)와 같은 미세 기계 초음파 트랜스듀서이거나, 또는 벌크 압전 트랜스듀서일 수 있다. 벌크 압전 트랜스듀서는 수정, 세라믹 또는 폴리머와 같은 천연 또는 합성 재료일 수 있다. 예시적인 벌크 압전 트랜스듀서 재료는 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산지르콘산납(PZT), 산화아연(ZO), 질화알루미늄(AlN), 석영, 베를리나이트(AlPO4), 토파즈, 랑가사이트(La3Ga5SiO14), 오르토인산갈륨(GaPO4), 리튬 니오브산염(LiNbO3), 리튬 탄탈라이트(LiTaO3), 칼륨 니오브산염(KNbO3), 나트륨 텅스텐산염(Na2WO3), 비스무트 페라이트(BiFeO3), 폴리비닐리덴(디)플루오르화물(PVDF) 및 납 마그네슘 니오브산염-납 티타네이트(PMN- PT)을 포함한다.
일부 실시예에서, 벌크 압전 트랜스듀서는 대략 입방체(즉, 약 1:1:1(길이:폭:높이)의 종횡비)이다. 일부 실시예에서, 압전 트랜스듀서는 판형이며, 약 7:5:1 이상 또는 약 10:10:1 이상과 같이 길이 또는 폭 측면에서 약 5:5:1 이상의 비율이다. 일부 실시예에서, 벌크 압전 트랜스듀서는 길고 약 3:1:1 이상의 종횡비로 좁고 가장 긴 치수가 초음파 후방 산란 파의 방향(즉, 편광 축)에 정렬된다.
일부 실시예에서, 벌크 압전 트랜스듀서의 한 치수는 트랜스듀서의 구동 주파수 또는 공진 주파수에 대응하는 파장(λ)의 1/2과 동일하다. 공진 주파수에서 트랜스듀서의 한쪽 면에 충돌하는 초음파는 반대 위상에 도달하기 위해 180˚ 위상 변이를 겪게 되어 두 면 사이에 가장 큰 변위가 발생한다. 일부 실시예에서, 압전 결정은 그 극 방향이 음향 창에 수직이 되도록 하우징에 조립될 수 있다.
일부 실시예에서, 압전 트랜스듀서의 높이는 약 10 ㎛ 내지 약 1000 ㎛(예컨대, 약 40 ㎛ 내지 약 400 ㎛, 약 100 ㎛ 내지 약 250 ㎛, 약 250 ㎛ 내지 약 500 ㎛, 또는 약 500 ㎛ 내지 약 1000 ㎛)이다. 일부 실시예에서, 압전 트랜스듀서의 높이는 약 5mm 이하(예컨대, 약 4mm 이하, 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 약 1mm 이하, 약 500㎛ 이하, 약 400 ㎛ 이하, 250 ㎛ 이하, 약 100 ㎛ 이하, 또는 약 40 ㎛ 이하)이다. 일부 실시예에서, 압전 트랜스듀서의 높이는 길이가 약 20 ㎛ 이상(예컨대, 약 40 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 약 250 ㎛ 이상, 약 400 ㎛ 이상, 약 500 ㎛ 이상, 약 1mm 이상, 약 2mm 이상, 약 3mm 이상 또는 약 4mm 이상)이다. 일부 실시예에서, 초음파 트랜스듀서는 약 5 mm의 최장 치수(예컨대, 약 4mm 이하, 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 약 1mm 이하, 약 500 ㎛ 이하, 약 400 ㎛ 이하, 250 ㎛ 이하, 약 100 ㎛ 이하 또는 약 40 ㎛ 이하)의 길이를 가진다. 일부 실시예에서, 초음파 트랜스듀서는 약 20 ㎛ 이상의 최장 치수(예컨대, 약 40 ㎛ 이상, 약 100 ㎛ 이상, 약 250 ㎛ 이상, 약 400 ㎛ 이상, 약 500 ㎛ 이상, 약 1mm 이상, 약 2mm 이상, 약 3mm 이상 또는 약 4mm 이상)의 길이를 갖는다.
일부 실시예에서 미세 가공된 압전 결정은 적어도 약 0.3마이크로미터 × 0.3마이크로미터 × 0.1마이크로미터의 치수를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압전 결정은 최대 약 1.2 마이크로미터 × 1.2 마이크로미터 × 0.6 마이크로미터의 치수를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 압전 결정은 약 0.3-1.2 마이크로미터 × 0.3-1.2 마이크로미터 × 0.1-0.6 마이크로미터의 치수를 가질 수 있다.
무선 통신 시스템에 포함되는 경우 하나 이상의 초음파 트랜스듀서는 집적 회로와의 전기 통신을 허용하기 위해 두 개의 전극에 연결될 수 있다. 제1 전극은 트랜스듀서의 제1 면에 부착되고 제2 전극은 트랜스듀서의 제2 면에 부착되며, 여기서 제1 면과 제2 면은 1차원을 따라서 있는 트랜스듀서의 대향 측면이다. 일부 실시예에서, 전극은 은, 금, 백금, 백금-블랙, 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜(PEDOT)), 전도성 폴리머(예를 들어, 전도성 PDMS 또는 폴리이미드) 또는 니켈을 포함한다. 일부 실시예에서, 트랜스듀서의 전극 사이의 축은 트랜스듀서의 움직임에 직교한다.
무선 통신 시스템을 이용하여 무선으로 에너지를 수신할 수도 있고, 개별 시스템을 구성하여 에너지를 수신할 수도 있다. 예를 들어, 초음파 트랜스듀서(무선 통신 시스템 내에 포함된 초음파 트랜스듀서 또는 다른 초음파 트랜스듀서일 수 있음)는 초음파를 수신하고 초음파의 에너지를 전기 에너지로 변환하도록 구성될 수 있다. 전기 에너지는 장치에 전원을 공급하기 위해 집적 회로로 전송된다. 전기 에너지는 장치에 직접 전력을 공급하거나 집적 회로가 전력 회로를 작동하여 나중에 사용할 수 있도록 에너지를 저장할 수 있다.
일부 실시예에서, 집적 회로는 수신된 초음파로부터 에너지 수확을 제어하고, 하나 이상의 센서에 전력을 공급하고, 후방 산란 변조를 사용하여 하나 이상의 센서에 의해 수집된 눈 관련 데이터를 인코딩하도록 구성될 수 있다. 눈 관련 데이터의 인코딩은 하나 이상의 센서에 의해 수집된 눈 관련 데이터를 디지털화하는 단계 외부 인터로게이터와의 디지털 후방 산란 통신을 위해 장치 내의 전류 특성을 변조하는 단계를 포함한다. 일부 실시예에서, 집적 회로(집적 회로(604, 704)와 같은)는 주문형 집적 회로(ASIC)이다. 일부 실시예에서, ASIC 동작은 수동적일 수 있다. ASIC는 외부 인터로게이터의 명령이 있을 때만 전원을 켜고 메시지를 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치와 외부 인터로게이터 사이의 초음파 통신을 중지함으로써 ASIC의 전원이 꺼질 수 있기 때문에 ASIC에 대한 오프F 명령이 없다. 초음파 통신을 중지하면 장치의 에너지 저장소가 빠르게 고갈될 수 있다. 전원이 공급되면, ASIC는 초음파 통신 링크의 상태 평가를 허용하기 위해 인터로게이터에 데이터 비트 또는 수신확인을 전송할 수 있다. 측정 명령이 수신되면 ASIC는 사용 가능한 전력으로 명령을 완료할 수 있는 경우 명령을 수행할 수 있다.
일부 실시예에서, 초음파 트랜스듀서의 압전 크리스탈 및 장치의 ASIC를 사용하여 수신된 초음파로부터 전력을 수집할 수 있다. ASIC은 AC 초음파 전력을 DC 전력으로 변환할 수 있고, 최소 평균 전력으로 장치의 동작을 유지할 수 있으며, 미리 정해진 시간 내에 IOP 측정을 생성할 수 있다. 일부 실시예에서, 최소 평균 전력은 약 10×10-6W, 20×10-6W 또는 30×10-6W 평균 전력일 수 있다. 일부 실시예에서, 미리 정해진 시간은 약 1초, 3초 또는 5초 미만일 수 있다.
일부 실시예에서, 집적 회로는 에너지 저장 회로를 포함할 수 있는 전력 회로를 포함한다. 에너지 저장 회로는 배터리 또는 하나 이상의 커패시터와 같은 대체 에너지 저장 장치를 포함할 수 있다. 장치는 배터리가 없을 수 있으며 하나 이상의 커패시터에 의존할 수 있다. 예를 들어, (예를 들어, 무선 통신 시스템을 통해) 장치에 의해 수신된 초음파로부터의 에너지는 전류로 변환되고, 에너지 저장 회로에 저장될 수 있다. 에너지는 디지털 회로, 변조 회로 또는 하나 이상의 증폭기에 전력을 공급하는 것과 같이 장치를 작동하는 데 사용될 수 있거나, 전기 펄스를 생성하는 데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 회로는 예를 들어 정류기 및/또는 전하 펌프를 더 포함한다.
일부 실시예에서, 압전 결정은 퀴리 온도, 공진 주파수 및 공진에서의 저항 범위가 미리 정해진 범위 내에서 유지되도록 ASIC 및 기판에 전기적 및 기계적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예에서, 퀴리 온도는 적어도 약 180℃, 200℃, 또는 220℃일 수 있다. 일부 실시예에서, 퀴리 온도는 최대 약 260℃, 250℃, 또는 240℃일 수 있다. 일부 실시예에서, 퀴리 온도는 약 180 내지 60℃, 200 내지 250℃, 또는 220 내지 240℃일 수 있다. 일부 실시예에서, 공진 주파수는 적어도 약 1.2MHz, 1.4MHz, 1.6MHz 또는 1.8MHz일 수 있다. 일부 실시예에서, 공진 주파수는 최대 약 2.8MHz, 2.6MHz, 2.4MHz 또는 2.2MHz일 수 있다. 일부 실시예에서, 공진 주파수는 약 1.2 내지 2.8MHz, 1.4 내지 2.6MHz, 1.6 내지 2.4MHz 또는 1.8 내지 2.2MHz일 수 있다. 일부 실시예에서, 공진에서의 저항 범위는 적어도 약 0.1kΩ, 0.2kΩ, 또는 0.3kΩ일 수 있다. 일부 실시예에서, 공진에서의 저항 범위는 최대 약 1.7kΩ, 1.5kΩ, 1.3kΩ 또는 1.1kΩ일 수 있다. 일부 실시예에서, 공진에서의 저항 범위는 약 0.1 내지 1.7kΩ, 0.2 내지 1.5kΩ, 0.3 내지 1.3kΩ, 또는 0.3 내지 1.1kΩ일 수 있다.
도 8은 하나 이상의 센서(810) 및 무선 통신 시스템(820)을 갖는 예시적인 장치(700)의 개략도를 도시한다. 센서 또는 전극(810)은 무선 통신 시스템(820)과 전기적으로 통신하도록 구성될 수 있다. 또한, 무선 통신 시스템(820)은 통신 시스템을 갖춘 외부 장치와 통신하기 위해 구성될 수 있다. 예를 들어, 외부 장치는 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 포함하는 통신 시스템을 갖는 인터로게이터(830)일 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징은 무선 통신 시스템, 하나 이상의 센서 및 집적 회로를 수용할 수 있다. 장치의 하우징은 베이스, 하나 이상의 측벽 및 장치의 내부 구성요소를 둘러싸는 상부를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징은 최대 약 0.25mm 높이, 0.5mm 높이, 1mm 높이 또는 2mm 높이일 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징은 폭이 최대 1mm, 폭이 2mm 또는 폭이 3mm일 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징은 최대 1mm 길이, 2mm 길이, 3mm 길이, 4mm 길이 또는 5mm 길이일 수 있다. 도 9a는 일부 실시예에 따른 예시적인 하우징(940)의 분해도를 도시한다. 하우징은 생체 비활성(bioinert) 금속(예를 들어, 강철 또는 티타늄) 또는 생체 비활성 세라믹(예를 들어, 티타니아 또는 알루미나)과 같은 생체 비활성 재료로 만들어진다. 일부 실시예에서, 하우징은 이식 처치에 의해 유발되는 것 이상으로 과도한 반응 또는 염증을 유발할 수 있는 날카로운 모서리 또는 에지를 갖지 않을 수 있다. 하우징은 바람직하게는 기밀 밀봉되어 체액이 신체에 들어가는 것을 방지한다. 일부 실시예에서, 기밀 밀봉은 적어도 2 × 10-8 atm-cc/sec Air, 5 × 10-8 atm-cc/sec Air, 또는 8 × 10-8 atm-cc/sec Air의 등가 누설률을 충족하거나 초과할 수 있다. 기밀 밀봉된 하우징은 ISO 14708-1과 같은 표준에 의해 식별된 충격, 열 순환 및 압력 변화 사양을 견딜 수 있다.
일부 실시예에서, 하우징은 다음 중 적어도 하나 또는 둘 다를 제공하는 음향 창을 포함할 수 있다: 1) 초음파가 창을 관통하고 장치의 압전 결정에 전력을 공급하게 하고, 2) 안구내 압력의 변화를 MEMS 압력 센서로 전달할 수 있는 순응성 멤브레인을 제공한다. 이러한 방식으로, 음향 창은 초음파가 하우징 외부와 내부의 압력을 관통하고 평형을 이루도록 한다. 일부 실시예에서, 음향 창은 압력 센서의 압력 센서 멤브레인의 컴플라이언스보다 적어도 약 400배, 600배 또는 800배 더 큰 컴플라이언스를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 음향 창은 압력 센서의 압력 센서 멤브레인의 컴플라이언스보다 최대 약 1600배, 1400배 또는 1,200배 더 큰 컴플라이언스를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 음향 창은 압력 센서의 압력 센서 멤브레인의 컴플라이언스보다 최대 약 400 내지 1600배, 600 내지 1400배, 또는 800 내지 1,200배 더 큰 컴플라이언스를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 음향 창은 관상면 전방에 배향될 수 있다. 압력 평형을 통해 하우징 내에서 센서를 보호하면서 정확한 IOP 측정이 가능하다. 예를 들어, 하우징(940)의 상부(944)는 음향 창을 포함할 수 있다. 음향 창은 음파가 하우징(940)을 관통하여 장치 본체 내의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에 의해 수신될 수 있도록 허용하는 더 얇은 재료(예를 들어, 포일)이다. 일부 실시예에서, 하우징(또는 하우징의 음향 창)은 초음파가 하우징을 통과하도록 얇을 수 있다. 일부 실시예에서, 하우징(또는 하우징의 음향 창)의 두께는 두께가 약 100 마이크로미터(㎛) 이하, 예를 들어 약 75㎛ 이하, 약 50㎛ 이하, 약 25㎛ 이하, 약 15㎛ 이하, 또는 약 10㎛ 이하이다. 일부 실시예에서, 하우징(또는 하우징의 음향 창)의 두께는 약 5㎛ 내지 약 10㎛, 약 10㎛ 내지 약 15㎛, 약 15㎛ 내지 약 25㎛, 약 25㎛ 내지 약 50㎛, 약 50㎛ 내지 약 75㎛, 또는 약 75㎛ 내지 약 100㎛ 두께이다. 일부 실시예에서, 음향 창은 금속 필름으로 만들어질 수 있다.
장치의 하우징은 상대적으로 작기 때문에 이식 장치와 종종 관련된 조직 염증을 제한하면서 편안하고 장기적인 이식이 가능하다. 일부 실시예에서, 장치 하우징의 가장 긴 치수는 약 8mm 이하, 약 7mm 이하, 약 6m 이하, 약 5mm 이하, 약 4mm 이하, 약 3mm 이하, 약 2mm 이하, 약 1mm 이하, 약 0.5mm 이하, 약 0.3mm 이하, 약 0.1mm 이하의 길이이다. 일부 실시예에서, 장치 하우징의 가장 긴 치수는 약 0.05mm 이상, 약 0.1mm 이상, 약 0.3mm 이상, 약 0.5mm 이상, 약 1mm 이상, 약 2mm 이상, 약 3mm 이상, 약 4mm 이상, 약 5mm 이상, 약 6mm 이상 또는 약 7mm 이상의 길이이다. 일부 실시예에서, 장치의 하우징의 가장 긴 치수는 길이가 약 0.3mm 내지 약 8mm, 약 1mm 내지 약 7mm, 약 2mm 내지 약 6mm, 또는 약 3mm 내지 5mm의 길이이다. 일부 실시예에서, 이식형 장치의 하우징은 약 10 mm3 이하(예를 들어, 약 8 mm3 이하, 6 mm3 이하, 4 mm3 이하, 또는 3 mm3 이하)의 부피를 갖는다. 일부 실시예에서, 이식형 장치의 하우징은 약 0.5 mm3 내지 약 8 mm3, 약 1 mm3 내지 약 7 mm3, 약 2 mm3 내지 약 6 mm3, 또는 약 3 mm3 내지 약 5 mm3의 부피를 갖는다.
하우징은 음향 매질로 채워질 수 있고 물, 습기 또는 기포가 없을 수 있다. 음향 매질은 주변 조직과의 임피던스 불일치를 피하는 밀도를 가질 수 있다. 음향 매질은 전기적으로 비전도성일 수 있다. 예를 들어, 하우징(940)은 폴리머 또는 오일(실리콘 오일과 같은)로 채워질 수 있다. 재료는 하우징 외부 조직과 하우징 내부 사이의 음향 임피던스 불일치를 줄이기 위해 하우징 내부의 빈 공간을 채울 수 있다. 따라서 장치 내부는 공기가 없거나 진공인 것이 바람직하다. 예를 들어 하우징(940)의 측벽(942) 중 하나와 같은 포트가 하우징에 포함될 수 있고, 하우징이 음향 매질로 채워지는 것을 허용하는 포트(946)가 있을 수 있다. 하우징(940)이 재료로 채워지면, 이식 후 재료의 누출을 방지하기 위해 포트(946)가 밀봉될 수 있다.
도 9b는 일부 실시예에 따라, 하우징이 회로 기판(610b)을 수용하도록 구성된 것을 도시하는 예시적인 하우징(950)의 분해도를 도시한다. 하우징(940)과 유사하게, 하우징(950)은 측벽(952), 포트(956) 및 상부(954)를 포함한다.
일부 실시예에서, 하우징(940, 950)은 장치를 안구 내에 또는 안구에 배치 및 고정할 수 있도록 하는 외부 부착 피처를 포함할 수 있다. 외부에 부착된 피처는 초음파 전송, 압력 전송 또는 눈 내부 또는 눈에 장치의 장착을 방해하지 않는다. 예를 들어, 하우징은 환자의 시선 또는 인공 수정체 배치(해당되는 경우)를 방해하지 않고 눈의 수정체 캡슐에 배치 및 고정을 허용하는 외부 부착 피처를 가질 수 있다. 일부 실시예에서, 외부에 부착된 피처는 장착 절차에 의해 유발된 것 이상으로 과도한 반응 또는 염증을 유발할 수 있는 날카로운 모서리 또는 가장자리, 또는 장치의 올바른 기능에 필요하지 않은 거친 표면을 포함하지 않을 수 있다. 일부 실시예에서, 임의의 외부에 부착된 피처는 높이 0.50mm, 폭 1.00mm 또는 길이 1.50mm 이상으로 임플란트의 강성 치수를 증가시키지 않을 수 있다.
인터로게이터
일부 실시예에서, 장치는 IOP 측정 동작을 위해 장치 외부의 구성요소와 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 장치는 외부 인터로게이터와 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신을 통해, 리더는 장치에 복수의 IOP 측정값을 수집하도록 지시하도록 구성될 수 있다. 외부 인터로게이터는 하나 이상의 트랜스듀서, 하나 이상의 센서 및 하나 이상의 힘 게이지를 포함할 수 있다.
일부 실시예에 따라 예시적인 인터로게이터(1000)가 도 10a에 도시되어 있다. 일부 실시예에 따라, 예시적인 인터로게이터(1000)의 예시적인 개략도가 도 10b에 도시되어 있다. 도 10a-b의 인터로게이터는 장치(300, 400, 500)와 같은 장치와 무선으로 통신하도록 구성될 수 있다. 인터로게이터(1000)는 무선 통신을 위한 하나 이상의 트랜스듀서(1010), 인터로게이터가 가하는 힘을 측정하는 하나 이상의 힘 게이지(1020) 및 주변 조건을 측정하는 하나 이상의 센서(1030)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 하나 이상의 트랜스듀서(1010)는 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 초음파 트랜스듀서는 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부, 또는 안와 위의 피부에 초음파 결합하여 인터로게이터와 눈에 장착된 장치 사이의 초음파 통신을 용이하게 하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터를 피부에 초음파로 결합하기 위해 초음파 결합 젤 또는 대안적 커플런트가 사용될 수 있다.
초음파 트랜스듀서를 피부에 초음파로 결합하는 것은 인터로게이터에 의해 피부에 접촉력을 가하는 것을 포함한다. 이러한 접촉력은 장치의 안압 측정에 악영향을 미칠 수 있으므로 보다 정확한 안압 측정을 위해서는 최소한의 접촉력을 사용하는 것이 바람직하다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 인터로게이터에 의해 피부에 가해지는 힘을 측정하도록 구성된 힘 게이지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 인터로게이터(1000)는 이러한 목적을 위해 하나 이상의 힘 게이지(1020)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 힘 게이지가 감소하는 힘을 측정할 때 복수의 IOP 측정치를 결정하도록 장치를 작동시키도록 구성된다. 복수의 IOP 측정치는 가장 낮은 측정된 힘에서 수집된 IOP 측정치를 결정하기 위해 대응하는 게이지 측정치와 매칭될 수 있다.
일부 실시예에서, 인터로게이터는 주변 조건을 측정하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함한다. 예를 들어, 인터로게이터(1000)는 도 10에 도시된 바와 같이 하나 이상의 센서(1030)를 포함할 수 있다. 인터로게이터의 하나 이상의 센서는 주변 압력을 측정하기 위한 압력 센서를 포함할 수 있다. 선택적으로 인터로게이터는 주변 압력을 측정하는데 사용되는 압력 센서를 교정하는데 사용할 수 있는 주변 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다. 인터로게이터(1000)는 장치(예컨대, 장치(100, 300, 400, 500))의 하나 이상의 센서(예컨대, 하나 이상의 센서(608))에 의해 수집된 IOP 측정값을 수신하고, 인터로게이터(1000)의 하나 이상의 센서(1030)를 통해 주변 조건을 측정하고, (필요한 경우) 주변 측정값으로 IOP 측정값을 보상하여 최종 IOP 판독값을 결정하고, 그리고 최종 IOP 측정값을 리더와 장치 외부의 수신자에게 전달하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 측정된 IOP와 측정된 주변 압력 사이의 차이에 기초하여 IOP 측정값을 보상할 수 있다. IOP와 주변 압력 사이의 차이는 생물학적으로 관련된 값이기 때문에, 일부 실시예에서 보상은 단순히 IOP와 주변 압력 사이의 차이일 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 측정된 주변 압력 및 눈 내부의 측정된 온도를 사용하여 IOP 측정값을 보상할 수 있다.
일부 실시예에서, 인터로게이터(1000)는 초음파 수신 및 송신 회로(1040), 데이터 인터페이스(1050), 임베디드 컨트롤러(1060) 및 전원(1070)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 외부 인터로게이터로부터의 전력 전송에 의존하도록 구성될 수 있다. 인터로게이터로부터의 전력 전송은 장치의 하나 이상의 센서에 의해 수집된 IOP 측정을 개시하기 위해 장치에 전력을 공급하는데 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터의 초음파 트랜스듀서는 장치에 명령을 전송하도록 구성될 수 있다. 인터로게이터의 지시는 장치가 자체적으로 재설정하거나, 특정 모드로 들어가거나, 장치 파라미터를 설정하거나, 전송 시퀀스를 시작하도록 지시할 수 있다.
일부 실시예에 따라 예시적인 인터로게이터가 도 11에 도시되어 있다. 도시된 인터로게이터는 복수의 초음파 트랜스듀서가 있는 트랜스듀서 어레이를 보여준다. 일부 실시예에서, 트랜스듀서 어레이는 1개 이상, 2개 이상, 3개 이상, 5개 이상, 7개 이상, 10개 이상, 15개 이상, 20개 이상, 25개 이상, 50개 이상, 100개 또는 250개 이상, 500개 이상, 1000개 이상, 2500개 이상, 5000개 이상 또는 10,000개 이상의 트랜스듀서를 포함한다. 일부 실시예에서, 트랜스듀서 어레이는 100,000개 이하, 50,000개 이하, 25,000개 이하, 10,000개 이하, 5000개 이하, 2500개 이하, 1000개 이하, 500개 이하, 200개 이하, 150개 이하, 100개 이하, 90개 이하 80개 이하, 70개 이하, 60개 이하, 50개 이하, 40개 이하, 30개 이하, 25개 이하, 20개 이하, 15개 이하, 10개 이하, 7개 이하, 또는 5개 이하의 트랜스듀서를 포함한다. 트랜스듀서 어레이는 예를 들어 50개 이상의 초음파 트랜스듀서 픽셀을 포함하는 칩일 수 있다.
도 11에 도시된 인터로게이터는 단일 트랜스듀서 어레이를 도시한다. 그러나, 인터로게이터는 1개 이상, 2개 이상 또는 3개 이상의 개별 어레이를 포함할 수 있습니다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 10개 이하의 트랜스듀서 어레이(예컨대, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1개의 트랜스듀서 어레이)를 포함한다. 예를 들어 개별 어레이는 대상의 다른 지점에 배치될 수 있으며 동일하거나 다른 이식형 장치와 통신할 수 있다. 일부 실시예에서, 어레이는 이식형 장치의 반대편에 위치한다. 인터로게이터는 트랜스듀서 어레이의 각 트랜스듀서에 대한 채널을 포함하는 주문형 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 채널은 스위치("T/Rx"로 도 11에 표시됨)를 포함한다. 이 스위치는 초음파를 전송하거나 초음파를 수신하기 위해 채널에 연결된 트랜스듀서를 대안적으로 구성할 수 있다. 스위치는 고전압 초음파 송신 회로로부터 초음파 수신 회로를 분리할 수 있다.
일부 실시예에서, 채널에 연결된 트랜스듀서는 초음파를 수신만 하거나 송신만 하도록 구성되며, 스위치는 선택적으로 채널에서 생략된다. 채널은 전송된 초음파를 제어하도록 동작하는 지연 제어를 포함할 수 있다. 지연 제어는 예를 들어 위상 편이, 시간 지연, 펄스 주파수 및/또는 파형(진폭 및 파장 포함)을 제어할 수 있다. 지연 제어는 레벨 시프터에 연결될 수 있으며, 레벨 시프터는 지연 제어의 입력 펄스를 트랜스듀서가 초음파를 전송하는데 사용하는 더 높은 전압으로 이동시킨다. 일부 실시예에서, 각 채널에 대한 파형 및 주파수를 나타내는 데이터는 '웨이브 테이블'에 저장될 수 있다. 이렇게 하면 각 채널의 전송 파형이 상이하게 될 수 있다. 그 다음, 지연 제어 및 레벨 시프터는 이 데이터를 트랜스듀서 어레이에 대한 실제 전송 신호로 '스트리밍'하기 위해 사용될 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 채널에 대한 송신 파형은 마이크로컨트롤러 또는 다른 디지털 시스템의 고속 직렬 출력에 의해 직접 생성될 수 있고 레벨 시프터 또는 고전압 증폭기를 통해 트랜스듀서 요소로 전송될 수 있다. 일부 실시예에서, ASIC는 ASIC에 공급된 제1 전압을 채널에 인가되는 더 높은 제2 전압으로 변환하기 위한 전하 펌프(도 11에 도시됨)를 포함한다. 이 채널은 지연 제어를 작동하는 디지털 컨트롤러와 같은 컨트롤러에 의해 제어될 수 있다.
초음파 수신 회로에서, 수신된 초음파는 (수신 모드로 설정된) 트랜스듀서에 의해 전류로 변환되어 데이터 캡처 회로로 전송된다. 일부 실시예에서, 조직 손실을 보상하는 증폭기, ADC(analog-to-digital converter), 가변 이득 증폭기 또는 시간 이득 제어 가변 이득 증폭기, 및/또는 대역 통과 필터가 수신 회로에 포함된다. ASIC는 배터리(인터로게이터의 웨어러블 실시예에 바람직함)와 같은 전원 공급 장치로부터 전력을 끌어올 수 있다. 도 11에 도시된 실시예에서, 1.8V 전원이 ASIC에 제공되며, 임의의 적절한 전압이 사용될 수 있지만, 충전 펌프에 의해 32V로 증가된다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 프로세서 및/또는 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리를 포함한다. 일부 실시예에서, 전술한 채널은 T/Rx 스위치를 포함하지 않고 대신에 양호한 포화 회복성(good saturation recovery)을 갖는 저잡음 증폭기의 형태로 고전압 Rx(수신기 회로)와 함께 독립적인 Tx(송신) 및 Rx(수신)를 포함한다. 일부 실시예에서, T/Rx 회로는 서큘레이터를 포함한다. 일부 실시예에서, 트랜스듀서 어레이는 인터로게이터 송신/수신 회로의 처리 채널보다 더 많은 트랜스듀서 요소를 포함하며, 멀티플렉서는 각 펄스에 대해 서로 다른 전송 요소 세트를 선택한다. 예를 들어, 64개의 송신 수신 채널은 3:1 멀티플렉서를 통해 192개의 물리적 트랜스듀서 요소에 연결되고, 주어진 펄스에서 64개의 트랜스듀서 요소만 활성화된다.
일부 실시예에서, 인터로게이터는 외부 장치이다(즉, 이식되지는 않고 외부 신체 표면에 부착되거나 고정될 수 있다). 예를 들어, 외부 인터로게이터는 사용자(예컨대, 장치를 눈에 이식하거나 장착한 환자, 또는 다른 사람)가 들고 있을 수 있는 휴대용 인터로게이터(예컨대, 지팡이)일 수 있다. 사용자는 이식된/장착된 장치를 작동하기 위해 이식된/장착된 장치가 있는 눈을 향해 휴대용 외부 인터로게이터를 이동시킬 수 있다. 예를 들어, 휴대용 인터로게이터는 IOP의 하나 이상의 측정을 수행하기 위해 이식/장착된 장치를 작동하기 위해 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부 또는 안와 위의 피부에 배치될 수 있다. 일부 실시예에서, 이식된/장착된 장치를 향해 외부 인터로게이터를 조준하는 것은 IOP의 하나 이상의 측정값을 취하도록 장치를 작동시킨다. 일부 실시예에서, 휴대옹 인터로게이터는 하루에 1회 이상(예를 들어, 하루에 2-3회) 이식/장착 장치를 작동시킬 수 있다.
환자의 눈/눈꺼풀과 인터로게이터 사이의 물리적 접촉은 인터로게이터가 이식/장착된 장치로부터 측정값을 수신할 수 있게 한다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 환자에게 물리적으로 고정(봉합 또는 이식되지 않음)될 수 있다. 예를 들어, 인터로게이터는 환자의 얼굴 또는 이식/장착 장치가 있는 눈 주변의 환자 피부에 스트랩 등을 통해 고정될 수 있다. 눈 주변 피부는 눈꺼풀 피부, 눈썹뼈 위 피부, 코뼈 위 피부 또는 안와 위 피부를 포함할 수 있다. 인터로게이터를 환자에게 고정하면 인터로게이터는 환자나 다른 사용자가 장치를 제자리에 고정하지 않고도 IOP를 지속적으로 모니터링할 수 있다. 고정된 인터로게이터는 시간 경과에 따라 측정을 수행하기 위해 이식/장착 장치를 활성화하도록 설계된 프로그램을 실행하도록 구성될 수 있다. 일부 실시예에서, 고정된 인터로게이터는 환자가 자는 동안 IOP를 모니터링하기 위해 사용될 수 있다.
트랜스듀서 어레이의 특정 디자인은 어레이 내의 개별 트랜스듀서의 원하는 침투 깊이, 개구 크기 및 크기에 따라 달라진다. 트랜스듀서 어레이의 레일리 거리(R)는 다음과 같이 계산된다.
여기서, D는 애퍼처(aperture)의 크기이고 λ는 전파 매체에서의 초음파 파장이다. 당업계에서 이해되는 바와 같이, 레일리 거리는 어레이에 의해 방사된 빔이 완전히 형성되는 거리이다. 즉, 압력 필드는 수신 전력을 최대화하기 위해 레일리 거리에서 자연스러운 초점으로 수렴한다. 따라서, 일부 실시예에서, 이식형 장치는 트랜스듀서 어레이로부터 대략 레일리 거리와 동일한 거리에 있다.
트랜스듀서 어레이의 개별 트랜스듀서는 빔포밍 또는 빔 스티어링 프로세스를 통해 트랜스듀서 어레이에 의해 방출되는 초음파 빔의 위치 및 레일리 거리를 제어하도록 변조될 수 있다. 복수의 이식형 장치가 외부 초음파 송수신기와 통신하기 위해, LCMV(Linearly Constrained Minimum Variance) 빔포밍과 같은 기술이 사용될 수 있다. 예를 들어, 베르트랑 등(Bertrand et al.)의, "Beamforming Approaches for Untethered, Ultrasonic Neural Dust Motes for Cortical Recording: a Simulation Study", IEEE EMBC(2014년 8월)를 참조할 수 있다. 일부 실시예에서, 어레이의 트랜스듀서에 의해 방출되는 초음파의 파워 또는 위상을 조정함으로써 빔 스티어링이 수행된다.
일부 실시예에서, 인터로게이터는 하나 이상의 트랜스듀서를 사용하여 초음파를 빔 조향하기 위한 명령, 하나 이상의 이식형 장치의 상대적 위치를 결정하기 위한 명령, 하나 이상의 이식형 장치의 상대적 움직임을 모니터링하기 위한 명령, 눈에 또는 눈 안에 장착된 하나 이상의 장치(예컨대, 장치(100, 300, 400, 500))의 상대적인 움직임을 기록하기 위한 명령, 및 복수의 이식형 장치로부터 후방 산란을 디콘볼루션하기 위한 명령 중 하나 이상을 포함한다.
선택적으로, 인터로게이터는 모바일 장치(예컨대, 스마트폰 또는 테이블)와 같은 별도의 컴퓨터 시스템을 사용하여 제어된다. 컴퓨터 시스템은 예를 들어 네트워크 연결, 무선 주파수(RF) 연결 또는 블루투스를 통해 인터로게이터와 무선으로 통신할 수 있다. 컴퓨터 시스템은 예를 들어 인터로게이터를 켜거나 끄거나 인터로게이터가 수신한 초음파에 인코딩된 정보를 분석할 수 있다.
초음파 통신
이 장치 및 인터로게이터는 예를 들어 초음파를 사용하여 서로 무선으로 통신한다. 이 통신은 단방향 통신(예를 들어, 인터로게이터가 장치에 정보를 전송하거나, 장치가 인터로게이터에게 정보를 전송하는 것)일 수도 있고, 또는 양방향 통신(예를 들어, 인터로게이터가 장치에 정보를 전송하는 것, 또는 인터로게이터에게 정보를 전송하는 장치)일 수도 있다. 장치에서 인터로게이터로 전송되는 정보는 예를 들어 후방 산란 통신 프로토콜에 의존할 수 있다. 예를 들어, 인터로게이터는 정보를 인코딩하는 후방 산란파를 방출하는 장치에 초음파를 전송할 수 있다. 인터로게이터는 후방 산란파를 수신하고 수신된 후방 산란파에 인코딩된 정보를 해독할 수 있다.
일부 실시예에서, 장치의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서는 외부 인터로게이터로부터 전송된 초음파 에너지로부터 명령을 수신하도록 구성된 압전 수정을 포함할 수 있다. 장치는 외부 인터로게이터에서 전송된 펄스 간격 인코딩 명령을 디코딩할 수 있으며 진폭 변조된 후방 산란 통신을 통해 외부 인터로게이터로 데이터를 수동적으로 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 장치는 이식형 장치 상의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 통해 인터로게이터로부터 초음파를 수신하고, 수신된 파동은 이식형 장치를 작동하기 위한 명령을 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 장치 상의 초음파 트랜스듀서(들)의 진동은 트랜스듀서의 전기 단자 양단에 전압을 생성하고 전류는 집적 회로를 포함하여 장치를 통해 흐른다. 전류(예를 들어 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 사용하여 생성될 수 있음)는 예를 들어 트리거 신호를 수신한 후 전기 펄스를 방출하는데 사용되는 에너지를 저장할 수 있는 에너지 저장 회로를 충전하는데 사용될 수 있다. 트리거 신호는 인터로게이터에서 이식형 장치로 전송되어 전기 펄스가 방출되어야 한다는 신호를 보낼 수 있다. 일부 실시예에서, 트리거 신호는 주파수, 진폭, 펄스 길이 또는 펄스 형태(예를 들어, 교류, 직류 또는 펄스 패턴)와 같이 방출될 전기 펄스에 관한 정보를 포함한다. 디지털 회로는 트리거 신호를 해독하고 전극과 전기 저장 회로를 작동하여 펄스를 방출할 수 있다.
일부 실시예에서, 장치에 관한 정보를 인코딩할 수 있는 장치로부터 초음파 후방 산란이 방출된다. 일부 실시예에서, 장치는 IOP를 설명하는 생리학적 상태를 검출하도록 구성되고, 검출된 생리학적 상태에 관한 정보는 초음파 후방 산란에 의해 인터로게이터로 전송될 수 있다. 후방 산란에서 생리학적 상태를 인코딩하기 위해 장치의 초음파 트랜스듀서를 통해 흐르는 전류는 측정된 생리학적 상태와 같은 인코딩된 정보의 함수로 변조된다. 일부 실시예에서, 전류의 변조는 예를 들어 검출된 생리적 조건에 의해 직접 변조될 수 있는 아날로그 신호일 수 있다. 일부 실시예에서, 전류의 변조는 집적 회로의 디지털 회로에 의해 제어될 수 있는 디지털화된 신호를 인코딩한다. 후방 산란은 외부 인터로게이터(초기 초음파를 전송한 외부 인터로게이터와 동일하거나 상이할 수 있음)에 의해 수신된다. 따라서, 전기 생리학적 신호의 정보는 후방 산란 초음파의 진폭, 주파수 또는 위상의 변화에 의해 인코딩될 수 있다.
일부 실시예에서, 초음파 통신은 임플란트의 임의의 표면이 2℃의 온도 상승을 초과하지 않아야 한다고 규정하는 ISO 14708-01:2014 조항 17에 따라 눈의 임의의 부분의 온도를 어떤 시점에서든 약 1.5℃ 이상 상승시키지 않는다.
일부 실시예에서, 초음파 통신은 장치의 압전 수정이 인터로게이터 헤드로부터 약 5mm +/- 20% 거리에 있을 때 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 초음파 통신은 압전 수정의 표면이 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈, 코뼈 위의 피부 또는 눈구멍 위의 피부를 터치하도록 구성된 인터로게이터의 표면으로부터 최대 약 3mm, 5mm, 7mm 또는 9mm 거리에 있을 때 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 초음파 통신은 압전 수정의 표면이 눈꺼풀 피부, 눈썹뼈 위 피부, 코뼈 위 피부 또는 안와 위 피부를 터치하도록 구성된 인터로게이터로부터 적어도 약 1mm, 2mm 또는 3mm 거리에 있을 때 형성될 수 있다. 일부 실시예에서, 초음파 통신은 압전 수정의 표면이 눈꺼풀 피부, 눈썹뼈 위 피부, 코뼈 위 피부 또는 안와 위 피부를 터치하도록 구성된 인터로게이터로부터 약 1-9mm, 2-7mm 또는 3-5mm 거리에 있을 때 형성될 수 있다. 형성된 후, 초음파 통신은 IOP 측정의 짧은 기간 동안 전형적인 비자발적 안구 운동을 허용할 수 있다.
도 8은 이식형 장치와 통신하는 인터로게이터를 도시한다. 외부 초음파 송수신기는 조직을 통과할 수 있는 초음파("반송파")를 방출한다. 반송파는 초음파 트랜스듀서(예컨대, 벌크 압전 트랜스듀서, PUMT 또는 CMUT)에서 기계적 진동을 유발한다. 초음파 트랜스듀서를 가로지르는 전압이 생성되어 이식형 장치의 집적 회로를 통해 흐르는 전류를 전달한다. 초음파 트랜스듀서로 흐르는 전류는 이식형 장치의 트랜스듀서가 후방 산란 초음파를 방출하도록 한다. 일부 실시예에서, 집적 회로는 정보를 인코딩하기 위해 초음파 트랜스듀서를 통해 흐르는 전류를 변조하고, 결과적인 초음파 후방 산란파는 정보를 인코딩한다. 후방 산란파는 인터로게이터에서 감지될 수 있으며 분석되어 초음파 후방 산란에 인코딩된 정보를 해석할 수 있다.
인터로게이터로부터 장치로의 명령은 초음파 반송파에 의해 운반될 수 있다. 구체적으로, 인터로게이터의 초음파 트랜스듀서에 의해 생성된 초음파 반송파는 다양한 반송파 주기를 갖는 일련의 초음파 펄스를 포함할 수 있다. 반송파 기간의 수는 장치 고유의 정보를 인코딩한다. 예를 들어, 반송파 기간의 수에 기초하여 정보는 장치가 데이터 전송 시퀀스를 시작하라는 명령을 포함할 수 있다. 전송 시퀀스는 IOP 데이터를 측정하고 IOP 데이터를 초음파 후방 산란으로 인코딩하는 단계를 포함할 수 있다. 인코딩은 전류를 변조하기 위해 초음파 반송파 상의 IOP 데이터를 후방 산란시키는 것 및 인터로게이터로의 전송을 위해 변조된 전류를 초음파 후방 산란으로 변환하는 것을 포함한다. 반송파 기간의 수는 장치와 관련된 다른 정보를 인코딩할 수 있다. 예를 들어, 정보는 장치 자체를 리셋하거나, 특정 모드로 들어가거나, 장치 파라미터를 설정하라는 명령을 포함할 수 있다.
인터로게이터와 이식형 장치 간의 통신은 초음파를 송신 및 수신하는 펄스-에코 방법을 사용할 수 있다. 펄스-에코 방식에서, 인터로게이터는 미리 정해진 주파수에서 일련의 질문 펄스를 전송한 다음 이식된 장치에서 후방 산란 에코를 수신한다. 일부 실시예에서, 펄스는 정사각형, 직사각형, 삼각형, 톱니파 또는 정현파이다. 일부 실시예에서, 펄스 출력은 2레벨(GND 및 POS), 3레벨(GND, NEG, POS), 5레벨 또는 임의의 다른 다중 레벨(예를 들어, 24비트 DAC를 사용하는 경우)일 수 있다. 일부 실시예에서, 펄스는 동작 중에 인터로게이터에 의해 연속적으로 전송된다. 일부 실시예에서, 펄스가 인터로게이터에 의해 연속적으로 전송될 때 인터로게이터 상의 트랜스듀서의 일부는 초음파를 수신하도록 구성되고 인터로게이터 상의 트랜스듀서의 일부는 초음파를 전송하도록 구성된다. 초음파를 수신하도록 구성된 트랜스듀서와 초음파를 전송하도록 구성된 트랜스듀서는 인터로게이터의 동일한 트랜스듀서 어레이 또는 서로 다른 트랜스듀서 어레이에 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터 상의 트랜스듀서는 초음파를 대안적으로 전송하거나 수신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 트랜스듀서는 하나 이상의 펄스 전송과 일시 중지 기간 사이를 순환할 수 있다. 트랜스듀서는 하나 이상의 펄스를 송신할 때 초음파를 송신하도록 구성되고, 휴지 기간 동안 수신 모드로 전환할 수 있다.
일부 실시예에서, 후방 산란파는 이식형 장치에 의해 디지털화된다. 예를 들어, 이식형 장치는 오실로스코프 또는 아날로그-디지털 트랜스듀서(ADC) 및/또는 전류(또는 임피던스) 변동에서 정보를 디지털 방식으로 인코딩할 수 있는 메모리를 포함할 수 있다. 정보를 인코딩할 수 있는 디지털화된 전류 변동은 무선 통신 시스템에 수신되어 디지털화된 초음파를 전송한다. 디지털화된 데이터는 예를 들어 SVD(Singular Value Decomposition) 및 최소 제곱 기반 압축(least squares-based compression)을 사용하여 아날로그 데이터를 압축할 수 있다. 일부 실시예에서, 압축은 코릴레이터(correlator) 또는 패턴 검출 알고리즘에 의해 수행된다. 후방 산란 신호는 후방 산란 영역의 4차 버터워스 대역 통과 필터 정류 통합과 같은, 일련의 비선형 변환을 거쳐 단일 시간 인스턴스에서 재구성 데이터 포인트를 생성할 수 있다. 이러한 변환은 하드웨어(즉, 하드 코딩된) 또는 소프트웨어에서 수행될 수 있다.
일부 실시예에서, 디지털화된 데이터는 고유 식별자를 포함할 수 있다. 고유 식별자는 예를 들어 복수의 이식형 장치를 포함하는 시스템 및/또는 복수의 전극 쌍을 포함하는 이식형 장치에서 유용할 수 있다. 예를 들어, 고유 식별자는 복수의 이식형 장치로부터, 예를 들어 이식형 장치로부터 정보(예컨대, 확인 신호)를 전송할 때 기원의 이식형 장치를 식별할 수 있다. 디지털화된 회로는 전기 펄스를 방출하는 전극 쌍을 식별 및/또는 확인하기 위해 고유한 식별자를 인코딩할 수 있다.
일부 실시예에서, 디지털화된 신호는 아날로그 신호의 크기를 압축한다. 디지털화된 신호의 감소된 크기는 후방 산란에 인코딩된 정보의 보다 효율적인 보고를 허용할 수 있다. 디지털화를 통해 전송되는 정보의 크기를 압축함으로써, 잠재적으로 중첩될 수 있는 신호들이 정확하게 전송될 수 있다.
일부 실시예에서, 인터로게이터는 복수의 장치와 통신한다. 이는 예를 들어 다중 입력 다중 출력(MIMO) 시스템 이론을 사용하여 수행될 수 있다. 예를 들어,인터로게이터와 복수의 이식형 장치 간의 통신은 시분할 다중화, 공간 다중화 또는 주파수 다중화를 사용할 수 있다. 인터로게이터는 복수의 이식형 장치로부터 조합된 후방 산란을 수신할 수 있으며, 이는 디컨볼루션될 수 있어 각각의 이식형 장치로부터 정보를 추출할 수 있다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 빔 스티어링을 통해 트랜스듀서 어레이에서 특정 이식형 장치로 전송된 초음파를 집속시킨다. 인터로게이터는 송신된 초음파를 제1 장치로 집속시키고, 제1 장치로부터 후방 산란을 수신하고, 송신된 초음파를 제2 장치로 집속시키고, 제2 장치로부터 후방 산란을 수신한다. 일부 실시예에서, 인터로게이터는 복수의 장치에 초음파를 송신한 후, 복수의 장치로부터 초음파를 수신한다.
무선 통신 시스템은 별도의 장치(예컨대, 외부 인터로게이터 또는 다른 장치)와 통신할 수 있다. 예를 들어, 무선 통신(420)은 하나 이상의 센서로부터 측정된 IOP 데이터와 연관된 초음파 후방 산란을 방출하기 위한 명령을 수신하도록 구성될 수 있다. 무선 통신 시스템은 예를 들어 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 무선 통신 시스템은 또한 이식형 장치에 전력을 공급하는데 사용될 수 있는 다른 장치로부터 (예를 들어, 초음파를 통해) 에너지를 수신하도록 구성될 수 있다.
장치에 명령을 제공하는 것 외에도, 일부 실시예에서, 인터로게이터로부터의 초음파 캐리어는 장치에 전력을 공급하도록 구성된 진동 에너지를 전송할 수 있다. 즉, 초음파 캐리어의 초음파 펄스는 ASIC에 전력을 공급하기 위해 에너지를 부여하기에 적합한 주파수로 장치에 전달된다.
일부 실시예에서, 이식형 장치는 무선 통신 시스템을 통해 인터로게이터가 수신할 수 있는 정보(즉, 업링크 통신)를 전송하도록 작동될 수도 있다. 일부 실시예에서, 무선 통신 시스템은 정보를 인코딩하는 통신 신호(예를 들어, 초음파)를 능동적으로 생성하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 무선 통신 시스템은 후방 산란파(예를 들어, 초음파 후방 산란파) 상에 인코딩된 정보를 전송하도록 구성된다. 후방 산란 통신은 정보를 전송하는 저전력 방법을 제공하며, 이는 소형 장치가 에너지 문제를 최소화하는데 특히 유용하다. 예로서, 무선 통신 시스템은 초음파를 수신하고 초음파 후방 산란을 방출하도록 구성된 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있으며, 이는 이식형 장치에 의해 전송된 정보를 인코딩할 수 있다. 정보를 인코딩하기 위해 변조될 수 있는 전류가 초음파 트랜스듀서를 통해 흐른다. 이 전류는 예를 들어 전류를 변조하는 센서를 통해 전류를 통과시킴으로써 직접적으로, 또는 간접적으로 예를 들어 IOP와 같은 검출된 생리적 조건에 기초한 변조 회로를 사용하여 전류를 변조함으로써 변조될 수 있다.
무선 통신 시스템을 이용하여 무선으로 전송되는 정보는 인터로게이터에 의해 수신될 수 있다. 일부 실시예에서, 정보는 후방 산란파(예를 들어, 초음파 후방 산란)로 인코딩됨으로써 전송된다. 후방 산란은 예를 들어 인터로게이터에 의해 수신될 수 있으며 인코딩된 정보를 결정하기 위해 해독될 수 있다. 후방 산란 통신에 대한 추가 세부 사항들은 본 명세서에 제공되며, 추가 예는 WO 2018/009905; WO 2018/009908; WO 2018/0091010; WO 2018/009911; WO 2018/009912; 국제 특허 출원 번호 PCT/US2019/028381; 국제 특허 출원 번호 PCT/US2019/028385; 및 국제 특허 출원 번호 PCT/2019/048647에 제공되어 있으며, 이들 각각은 모든 목적을 위해 참조로 본 명세서에 통합된다. 정보는 변조 회로를 사용하여 집적 회로에 의해 인코딩될 수 있다. 변조 회로는 무선 통신 시스템의 일부이며 집적 회로에 의해 작동되거나 집적 회로 내에 포함될 수 있다.
안압 감지 및/또는 눈 질환 치료 방법
인터로게이터 및 장치는 주문형 IOP 감지를 가능하게 하도록 구성될 수 있다. 인터로게이터는 IOP를 측정하기 위해 눈에 또는 눈 안에 장착된 장치를 시작시키도록 구성될 수 있다. 인터로게이터로부터의 지시에 기초하여, 장치는 복수의 IOP 측정치를 취하고 IOP 측정치로 인코딩된 메시지를 인터로게이터로 전송할 수 있다. 인터로게이터는 메시지를 해독하고 인터로게이터에 의해 측정된 주변 압력에 기초하여 IOP 측정값을 조정하도록 구성될 수 있다. 조정된 IOP 측정값은 질문기 및 장치 모두의 외부의 수신자에게 전달될 수 있다.
도 12는 눈의 안압을 측정하기 위한 방법(1200)의 도시하는 흐름도이다. 단계(1202)에서, 초음파는 인터로게이터로부터 인터로게이터 외부의 장치로 전송된다. 상기 장치는 눈 위에 또는 눈 내에 장착될 수 있다. 인터로게이터 및 장치는 각각 초음파를 전송하고 수신하는 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 포함할 수 있다. 초음파는 장치를 압력 센서를 통해 IOP 측정을 하도록 작동시킬 수 있다. 단계(1206)에서, IOP는 장치상의 압력 센서에 의해 측정된다. 일 실시예에서, 장치는 인터로게이터로부터 각각의 인터로게이션(interrogation)의 다른 2개의 값을 수집할 수 있다: 하나는 압력 센서로부터 측정된 IOP에 해당하고, 다른 하나는 온도 센서로부터의 안구내 온도(IOT)에 해당한다. 온도 센서 데이터는 최종 압력 측정의 정확성을 높히기 위한 교정 목정으로 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 압력 센서는 장치에서 측정된 온도를 사용하여 교정되고, 장티는 교정된 온도를 인터로게이터에 알려준다. 일 실시예에서, 압력 센서 및 온도 센서의 측정은 상기 측정을 완료할 만한 전력이 상기 장치에 있다면 완료될 수 있다. 일 실시예에서, 검출된 IOP는 장치에 의해 초음파 후방산란으로서 인코딩된다. 일 실시예에서, 검출된 IOP 및 IOT는 장치에 의해 초음파 후방산란으로서 인코딩된다. 단계(1210)에서, 초음파 후방산란은 인터로케이터의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서로부터 수신된다. 단계(1212)에서, 측정된 IOP는 초음파 후방산란으로부터 결정된다. 일 실시예에서, 인터로게이터는 장치로부터 측정된 IOP를 결정하기 위해 초음파 후방산란을 디코딩한다. 단계(1214)에서, 주변 압력이 인터로게이터에 의해 측정된다. 일 실시예에서, 주변 압력은 인체로부터 떨어져 곳의 압력이다. 단계(1216)에서, 측정된 추변 압력에 기초하여 측정된 IOP를 조정함으로써 조정된 IOP가 결정된다. 일 실시예에서, 측정된 주변 압력에 기초한 조정이 필요 없고, 그 경우에 조정된 IOP는 측정된 주변 압력과 동일하다.
일 실시예에서, IOP 측정 동작을 수행하기 위해, 인터로게이터의 초음파 트랜스듀서는 눈 위에 장착되거나 또는 눈 내에 이식된 장치로 향하도록 눈꺼풀 위로 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 인터로게이터는 인터로게이터를 피부로 힘을 가함으로써, 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부, 또는 안와 위의 피부와 초음파적으로 결합될 수 있다. 일 실시예에서, IOP 측정 동작을 수행하기 위해, 인터로게이터는 피부에 접촉되고 접촉이 없어질 때까지 피부로부터 떨어져 이동된다. 인터로게이터가 피부와 접촉하는 동안, 인터로게이터는 인터로게이터에 의해 피부에 인가된 복수의 힘의 크기를 측정하는 동안 장치에게 복수의 IOP를 측정하도록 명령한다. 일 실시예에서, 인터로게이터는 인터로게이터에 인가된 최소한의 힘과 연관된 복수의 IOP 측정으로부터 최종 IOP 측정을 선택한다.
정기적인 IOP 모니터링은 녹내장, 고안압증과 같은 높은 IOP와 연관된 안질환을 모니터링하거나 예방하는 데 중요한 역할을 한다. 어떤 환자에게 높은 IOP는 환자의 하나 이상의 IOP 경향 및 표준 IOP 값에 기초하여 결정될 수 있다. 따라서, 임계값은 환자마다 다를 수 있다. 정기적인 IOP 모니터링은 일반적인 IOP 보다 높은 IOP의 조기 검출은 가능하게 하고, 환자가 높은 IOP와 연관된 시력 손실을 최소화하기 위한 조기 치료를 받을 수 있는 기회를 가능하게 한다.
높은 IOP가 검출되면, 환자는 IOP를 낮추기 위해 점안액 또는 다른 치료제의 처방이 가능하다. 효과적인 용량의 치료제가 안압을 낮추기 위해(예를 들어, 항고안압제) 환자에게 투여될 수 있다. 환자와 눈의 상태에 따라, 하나 이상의 점안액이 IOP를 낮추기 위해 사용될 수 있다. IOP를 낮출 수 있는 치료제로는, 예를 들어 프로스타글란딘, 칸나비노이드, 베타 차단제, 알파 아드레날린 작용제, 탄산 무수효소 억제제, 로인산화효소 억제제, 콜린 작용제의 미오틱 등이 있다. 녹내장 또는 고안압증을 치료하기 위해 또는 안압을 낮추기 위해 사용될 수 있는 예시적인 치료제로는 아세타졸아마이드, 프라크로니딘, 브림오니딘(예, 브림오니딘 타르트레이트), 카르바콜, 에코티페이트(예, 에코티파이트 요오드), 메타졸아마이드, 미토마이신, 나돌롤, 필로카르핀, 티몰(또는 브림오니딘 및 티몰의 혼합물) 등이 있다.
도 13은 녹내장이나 고안압증과 같은 안질환을 가진 환자를 치료하기 위한 방법(1300)을 예시하는 흐름도이다. 단계(1302)에서, IOP가 측정된다. IOP는 장치(예를 들어 장치(12, 300, 400, 500)) 및 인터로게이터(예를 들어 인터로게이터(1000))를 이용하여 측정될 수 있다. 측정된 IOP 인터로게이터에 의해 측정된 주변 압력과 장치에 의해 측정된 초기 IOP에 기초하여 결정된 최종 IOP일 수 있다. 단계(1304)에서, 측정된 IOP가 임계값과 비교된다. 측정된 IOP가 임계값보다 높으면, 측정된 IOP는 높은 것으로 결정된다. 단계(1306)에서, 측정된 IOP가 높은 것으로 결정된 경우, IOP를 감소시키기 위해 환자에게 치료제가 투여된다.
도 14는 일 실시예에 따라, 환자의 IOP를 모니터링 하기 위해 장치를 사용하는 방법(1400)을 예시하는 흐름도이다. 단계(1410)에서, 장치는 수술 도중 환자의 한쪽 눈에 이식될 수 있다. 예를 들어, 장치는 안렌즈 삽입을 위한 수술 동안 이식될 수 있다. 단계(1420)에서, 임상의가 있는 곳에서 제1 측정이 이루어진다. 환자에게 하루에 한 번씩 IOP를 측정하도록 지시할 수 있다. 단계(1430)에서, 환자는 인터로게이터를 사용하여 지시된 대로 측정을 수행합니다. 단계(1440)에서 IOP 측정은 클라우드에 업로드되고 백엔드 애플리케이션을 사용하여 분석된다. 의사는 이 정보를 사용하여 환자가 치료에 대해 더 많은 정보를 바탕으로 의사 결정을 내릴 수 있도록 환자를 도울 수 있다.
일 실시예에서, 방법(1400)은 교정 단계를 포함할 수 있다. 교정은 예를 들어 센서 판독 드리프트를 보상하기 위해 이식 후에 주기적으로 행해질 수 있다. 교정은 보정에는 안압계 또는 IOP 측정을 위한 대체 표준을 사용하여 IOP를 기록하는 작업이 포함될 수 있다. 일 실시예에서, 교정은 환자 치유 기간 후에 또는 정확도 문제가 의심되는 경우에 할 수 있다. 일 실시예에서, 교정은 이식 전에 일어날 수 있다.
도 15는 일 실시예에 따라, 환자의 눈 위 또는 내부에 장착된 장치와 외부 인터로게이터를 이용하여 IOP 측정을 수행하는 방법(1500)을 예시하는 흐름도이다. 상기 방법(1500)은 설정 단계(1510), 검색 단계(1520), IOP 측정 단계(1530) 및 완료 단계(1540)를 포함할 수 있다. 상기 방법(1500)은 2분, 4분, 6분, 8분 또는 10분 미만이 소요될 수 있다. 단계(1510)에서 인터로게이터가 켜지고 초음파 커플링 매체가 인터로게이터 팁 또는 눈꺼풀에 배치됩니다. 단계(1520)에서 인터로게이터는 환자의 눈꺼풀에 대고 장치와 성공적으로 통신할 때까지 이동한다. 단계(1530)에서 장치는 IOP 측정을 수행한다. 단계(1540)에서 IOP 측정이 완료된다.
예시적인 환경 사양
장치, 장치의 포장 및 장치의 사용 방법은 표준 의료 절차를 준수한다. 예를 들어, 장치의 생체 부하 시험 방법은 ISO 11737-1과 같은 표준 의료 규격을 준수할 수 있다. 유체 및 조직과 접촉하는 장치의 구성요소는 신체 접촉의 특성과 접촉 지속시간에 기초하여 EN ISO 10993-1의 요구사항을 충족할 수 있다. 일 실시예에서, 포장된 장치는 EN 556의 요구 조건에 따라 적어도 1/1,000,000의 멸균 보증 레벨(SAL)에 도달하기 위해 ISO 11135에 따라 멸균될 수 있다. 일 실시예에서, 장치는 ISO 10993-7에 따른 에틸렌 옥사이드(EO) 살균 잔류 요구 사항을 충족할 수 있다. 장치는 물리적 손상이나 재료 열화 없이 최소 5회 이상의 EO 멸균을 견딜 수 있다. 제품의 멸균 포장은 최소 1년 동안 장치의 멸균 상태를 유지할 수 있다.
장치는 과도기적 또는 정상 사용 상태에서 발생할 수 있는 압력 변화를 견딜 수 있도록 구성될 수 있다. 장치 구성 요소는 ISO 14708-1에 따라 1시간 이상 70kPa±3.5kPa 및 150kPa±7.5kPa의 절대 압력으로 인한 비가역적 변형, 균열 또는 찢김없이 압력 변화를 견뎌야 한다. 상기 장치는 운반 또는 저장시에 받을 수 있는 온도의 변화에 의해 비가역적인 변화가 발생하지 않도록 구성될 수 있다. 멸균 팩의 장치는 IEC 60068-2-14:2009, 시험 Nb에 따라 시험할 수 있으며, 여기서 저온 값은 -10℃±3℃이고 고온 값은 55℃±2℃이다. 온도 변화 속도는 1℃C/min±0.2 ℃/min이어야 한다. 장치는 비발열성일 수 있다.
도 16은 일 실시예(예: 시스템(10)의 인터로게이터(14)를 작동시키기 위한 것)에 따른 컴퓨팅 디바이스(1600) 또는 인터로게이터를 이용한 방법(1200, 1300)을 구현하기 위한 컴퓨팅 디바이스의 예를 도시한다. 컴퓨팅 디바이스(1600)는 네트워크에 연결된 호스트 컴퓨터일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(1600)는 클라이언트 컴퓨터 또는 서버일 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 컴퓨팅 디바이스(1600)는 개인용 컴퓨터, 워크스테이션, 서버 또는 전화기 또는 태블릿과 같은 핸드헬드 컴퓨팅 디바이스(휴대용 전자 디바이스)와 같은 임의의 유형의 마이크로프로세서 기반 디바이스일 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(1600)는, 예를 들면, 프로세서(1610), 입력 디바이스(1620), 출력 디바이스(1630), 스토리지(1640) 및 통신 디바이스(1660) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 입력 디바이스(1620) 및 출력 디바이스(1630)는 일반적으로 위에서 설명한 것들에 대응할 수 있으며 컴퓨터와 연결되거나 통합될 수 있다.
입력 디바이스(1620)는 터치 스크린, 키보드 또는 키패드, 마우스 또는 음성 인식 장치와 같이 입력을 제공하는 임의의 적합한 장치일 수 있다. 출력 디바이스(1630)는 터치 스크린, 햅틱 장치 또는 스피커와 같이 출력을 제공하는 임의의 적합한 장치일 수 있다.
스토리지(1640)는 RAM, 캐시, 하드 드라이브 또는 이동식 스토리지 디스크를 포함하는 전기, 자기 또는 광학 메모리와 같은 스토리지를 제공하는 모든 적합한 장치일 수 있다. 통신 디바이스(1660)는 네트워크 인터페이스 칩 또는 장치와 같이 네트워크를 통해 신호를 송수신할 수 있는 임의의 적합한 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터의 구성 요소는 물리적 버스 또는 무선을 통해 임의의 적절한 방식으로 연결될 수 있습니다.
스토리지(1640)에 저장되고 프로세서(1610)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어(1650)는, 예를 들어, 본 발명의 기능을 구현하는 프로그래밍을 포함할 수 있다(예를 들어, 상술한 바와 같은 디바이스들에 구현된 것).
소프트웨어(1650)는 또한 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 소프트웨어와 관련된 명령어를 가져오고, 명령어를 실행할 수 있는, 상술한 바와 같은, 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스와 연결되어 또는 위에서 설명된 것과 같은 장치에 의해 사용되기 위해 임의의 일시적인 컴퓨터 판독 가능 저장 매체 내에 저장 및/또는 전송될 수 있다. 본 개시의 맥락에서, 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 디바이스와 관련하여 사용하기 위한 프로그래밍을 포함하거나 저장할 수 있는 스토리지(1640)와 같은 임의의 매체일 수 있다.
소프트웨어(1650)는 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스로부터 소프트웨어와 관련된 명령어들을 가져오고 명령어들을 실행할 수 있는 위와 같은 명령어 실행 시스템, 장치 또는 디바이스에 의해 또는 그와 연결되어 사용하기 위해 임의의 전송 매체 내에서 전파될 수 있다. 본 개시의 맥락에서, 전송 매체는 명령 실행 시스템, 장치 또는 장치에 의해 또는 이와 관련하여 사용하기 위해 프로그래밍을 통신, 전파 또는 전송할 수 있는 임의의 매체일 수 있다. 상기 전송 판독가능 매체는 전자, 자기, 광학, 전자기 또는 적외선 유무선 전파 매체를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
컴퓨팅 디바이스(1600)는 임의의 적절한 유형의 상호 연결된 통신 시스템일 수 있는 네트워크에 연결될 수 있다. 네트워크는 임의의 적합한 통신 프로토콜을 구현할 수 있으며 임의의 적합한 보안 프로토콜에 의해 보호될 수 있다. 네트워크는 무선 네트워크 연결, T1 또는 T3 회선, 케이블 네트워크, DSL 또는 전화 회선과 같이 네트워크 신호의 송수신을 구현할 수 있는 임의의 적절한 배열의 네트워크 링크로 구성될 수 있다.
컴퓨팅 디바이스(1600)는 네트워크에서 작동하기에 적합한 운영 체제를 구현할 수 있다. 소프트웨어(1650)는 C, C++, 자바, 파이썬과 같은 적절한 프로그래밍 언어로 작성할 수 있다. 다양한 실시예들에서, 본 발명의 기능성을 구현하는 애플리케이션 소프트웨어는, 예를 들어, 클라이언트/서버 배열 또는 웹 기반 애플리케이션 또는 웹 서비스로서 웹 브라우저를 통해, 서로 다른 구성으로 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 컴퓨팅 디바이스(1600)는 시스템 구성 데이터 및 시스템 교정 데이터를 저장할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(1600)는 또한 일련 번호와 인터로게이터에 대한 소프트웨어 및 펌웨어 버전을 저장하고 사용자에게 보고할 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(1600)는 이벤트 로그를 가질 수 있다. 컴퓨팅 디바이스(1600)는 결함 상태를 모니터링할 수 있다. 결함 상태는 시스템이 제품 사양에 따라 성능을 발휘할 수 없는 상태를 말한다.
전술한 설명은, 설명의 목적을 위해, 구체적인 실시예들을 참조하여 설명되었다. 그러나, 상기 예시적인 논의들은 본 발명을 개시된 형태로 제한하기 위한 것은 아니다. 위의 가르침들의 관점에서 많은 수정과 변형이 가능하다. 실시예들은 기술들의 원리들과 그것들의 실제적인 적용들을 가장 잘 설명하기 위해 선택되고 설명되었다. 따라서, 당업자들은 고려되는 특정 용도에 적합한 다양한 변형을 갖는 기술들 및 다양한 실시예들을 가장 잘 활용할 수 있다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명 및 실시예를 충분히 설명하였으나, 당업자에게는 다양한 변경 및 변형이 명백해질 것이라는 점에 유의한다. 이러한 변경 및 수정은 청구항에 정의된 바와 같이 개시의 범위와 사례에 포함되는 것으로 이해된다.
본 명세서에 언급된 모든 출판물, 특허 및 특허 출원의 공개는 각각 참조에 의해 전체로 여기에 통합된다. 참조에 의해 통합된 개시가 본 개시와 충돌하는 한, 본 개시가 우선시 되어야 한다.
Claims (69)
- 안압을 측정하는 장치로서:
상기 안압을 측정하도록 구성된 압력 센서;
상기 압력 센서와 전기적으로 결합되며, 초음파를 수신하여 상기 압력 센서에서 측정된 압력을 인코딩하는 초음파 후방 산란을 발산하도록 구성된 초음파 트랜스듀서; 및
상기 압력 센서 및 상기 초음파 트랜스듀서에 부착되고 눈 위 또는 눈 안의 표면과 인터페이스하도록 구성된 기판;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치. - 제1항에 있어서, 상기 기판은 부분 또는 전체 링 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 기판은 상기 표면에 힘을 인가하도록 구성된 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 기판에 의해 상기 표면에 인가된 상기 힘은 반경방향 외향력인 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 상기 눈의 수정체 낭(capsular bag) 내에 이식되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 이식 동안 상기 장치를 안내하기 위한 수술 도구를 고정하도록 구성된 하나 이상의 어퍼처를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 센서와 상기 초음파 트랜스듀서를 둘러싸도록 구성된 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 하우징은 상기 기판 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 기판은 부분 또는 전체 링 구조를 갖고, 상기 하우징을 장착하도록 구성된 마운트를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제9항에 있어서, 상기 마운트는 상기 기판으로부터 방사상 안쪽으로 또는 방사상 바깥쪽으로 연장되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징이 기밀하게 밀봉되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 음향 윈도우를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제12항에 있어서, 상기 압력 센서는 상기 하우징 내에 위치하고, 상기 음향 윈도우는 상기 하우징 내부의 압력을 상기 하우징 외부의 압력과 평형시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징은 초음파를 전송하도록 구성된 액체 또는 겔로 채워진 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제14항에 있어서, 상기 하우징은 실리콘 오일로 채워진 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제16항에 있어서, 상기 장치는 상기 온도 센서에 의해 측정된 눈 온도를 사용하여 상기 압력 센서에 의해 측정된 상기 압력을 교정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 1mm 이하의 최장 길이 치수를 갖는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면은 수정체 낭, 안구 내 렌즈의 햅틱, 또는 콘택트 렌즈를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면은 홍채를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 표면은 수정체 피막(lens capsule), 상공막(episclera), 또는 눈의 평면부 위 또는 근처를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판은 상기 눈의 표면에 상기 기판을 부착하기 위한 하나 이상의 파스너를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제22항에 있어서, 상기 기판의 대향 단부에 위치된 적어도 2개의 파스너를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제22항 또는 제23항에 있어서, 상기 파스너는 안구 조직에 부착하도록 구성된 측면 후크를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제22항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 파스너는 안구 조직에 들어가도록 구성된 수직 후크를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파는 상기 장치 외부의 인터로게이터(interrogator)에 의해 전송되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 센서 및 상기 초음파 트랜스듀서와 전기 통신하는 집적 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제28항에 있어서, 상기 집적 회로는 상기 압력 센서에 전력을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제28항 또는 제29항에 있어서, 상기 집적 회로는 상기 초음파 후방 산란에서 측정된 압력을 인코딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하우징이 상기 집적 회로를 둘러싸는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제28항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집적 회로는 커패시터를 구비하는 전원 회로에 결합되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제32항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 전기 에너지로 변환되어 상기 전력 회로에 의해 저장되는 초음파를 수신하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제28항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집적 회로는 통신 모드 또는 전력 저장 모드에서 상기 장치를 선택적으로 동작시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 초음파 트랜스듀서는 압전 수정인 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 피험자의 눈 안에 이식되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제36항에 있어서, 상기 장치는 상기 눈의 전방 챔버 내에 이식되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 제1항 내지 제38항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치는 배터리가 없도록 구성되는 것을 특징으로 하는 안압을 측정하는 장치.
- 눈의 안구내 압력 측정 시스템으로서:
제1항 내지 제38항 중 어느 한 항의 장치; 및
인터로게이터;
를 포함하고,
상기 인터로게이터는,
주변 압력을 측정하도록 구성되는 압력 센서; 및
초음파를 이식형 장치로 송신하고 상기 이식형 장치로부터 상기 초음파의 후방 산란을 수신하도록 구성된 하나 이상의 초음파 트랜스듀서;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템. - 제39항에 있어서, 상기 인터로게이터는 수신된 상기 초음파의 후방 산란을 이용하여 측정된 안구내 압력을 판정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제40항에 있어서, 상기 인터로게이터는 측정된 상기 주변 압력에 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 조정함으로써 조정된 안구내 압력을 판정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제39항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터로게이터는 주변 온도를 측정하도록 구성된 온도를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제42항에 있어서, 상기 인터로게이터는 측정된 상기 주변 온도를 이용하여 상기 측정된 주변 압력을 교정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제39항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터로게이터는 상기 장치에 의해 측정된 눈의 온도를 이용하여 측정된 상기 안구내 압력을 교정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제39항 내지 제44항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터로게이터는 상기 인터로게이터에 의해 인가되는 힘을 측정하도록 구성된 힘 게이지를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제45항에 있어서, 상기 인터로게이터는 상기 힘 게이지가 감소하는 힘을 측정할 때 복수의 IOP 측정치를 판정하기 위해 상기 장치를 작동시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제46항에 있어서, 상기 인터로게이터는 가장 낮은 측정된 힘에서 IOP 측정을 선택하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 제39항 내지 제47항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터로게이터의 상기 초음파 트랜스듀서는 상기 이식형 장치에 전력을 공급하는 초음파를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력 측정 시스템.
- 눈의 안구 내 압력을 측정하기 위한 시스템으로서:
상기 시스템은 인터로게이터를 포함하고,
상기 인터로게이터는
주변 압력을 측정하도록 구성되는 압력 센서; 및
초음파를 전송하고 상기 눈 내부 또는 눈 상에서 장치에 의해 측정된 눈의 안구 내 압력을 인코딩하는 상기 초음파의 후방 산란을 수신하도록 구성되는 하나 이상의 초음파 트랜스듀서;
를 포함하고,
상기 인터로게이터는 수신된 상기 초음파의 후방 산란에 기초하여 측정된 안구 내 압력을 판정하고, 측정된 상기 주변 압력에 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 조정하여 조정된 안구내 압력을 판정하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구 내 압력을 측정하기 위한 시스템. - 제49항에 있어서, 상기 초음파는 상기 장치에 전력을 공급하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구 내 압력을 측정하기 위한 시스템.
- 제49항 또는 제50항에 있어서, 상기 초음파는 상기 장치를 리셋팅, 상기 장치에 대한 작동 모드 지정, 상기 장치에 대한 장치 파라미터 설정 및 상기 장치로부터의 데이터 전송 시퀀스 시작 중 하나 이상에 대한 명령을 인코딩하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구 내 압력을 측정하기 위한 시스템.
- 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법으로서:
인터로게이터의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서로부터 초음파를 전송하는 단계;
상기 눈의 내부 또는 눈에 있는 장치의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에서 상기 인터로게이터의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에 의해 전송된 초음파를 수신하는 단계;
상기 장치의 압력 센서를 이용하여 안구내 압력을 감지하는 단계;
상기 장치의 초음파 트랜스듀서로부터 상기 안구내 압력을 인코딩하는 초음파 후방 산란을 방출하는 단계;
상기 인터로게이터의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서에서 상기 초음파 후방 산란을 수신하는 단계;
상기 초음파 후방 산란으로부터 측정된 상기 안구 내 압력을 판정하는 단계;
주변 압력을 측정하는 단계; 및
측정된 상기 주변 압력에 기초하여 측정된 상기 안구내 압력을 조정하여 조정된 안구내 압력을 판정하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법. - 제52항에 있어서, 상기 장치가 상기 눈의 수정체 낭에 이식되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 또는 제53항에 있어서, 초음파로부터의 에너지를 상기 장치에 전력을 공급하는 전기 에너지로 변환하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제54항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치를 리셋하는 단계, 상기 장치의 동작 모드를 지정하는 단계, 상기 장치의 파라미터를 설정하는 단계, 및 상기 장치로부터의 데이터 전송 시퀀스를 시작하는 단계 중 하나 이상을 실행하도록 상기 인터로게이터에 의해 상기 장치에 지시하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제55항 중 어느 한 항에 있어서, 압력 검출 및 측정이 초음파가 전송되지 않는 시간 동안 발생하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제56항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터로게이터의 하나 이상의 초음파 트랜스듀서를 커플런트를 통해 상기 눈의 눈꺼풀에 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제57항 중 어느 한 항에 있어서, 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부, 또는 안와(eye socket) 위의 피부에 접촉하도록 상기 인터로게이터에 의해 힘을 인가하는 단계, 상기 피부와의 접촉이 없어질때까지 상기 인터로게이터를 상기 피부로부터 멀리 이동시키는 단계, 및 상기 인터로게이터가 상기 피부와 접촉하는 동안 상기 인터로게이터에 의해 복수의 힘 크기를 측정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제58항에 있어서, 상기 복수의 힘 크기를 측정하는 동안 상기 인터로게이터에 의해 복수의 안구내 압력 측정을 수신하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제59항에 있어서, 상기 복수의 안구내 압력 측정치로부터 상기 인터로게이터에 의해 인가된는 최소 힘과 연관된 최종 안구내 압력을 선택하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제60항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장치를 향하는 상기 눈의 눈꺼풀 위에 상기 인터로게이터의 상기 초음파 트랜스듀서를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제61항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인터로게이터의 상기 초음파 트랜스듀서를 눈꺼풀의 피부, 눈썹뼈 위의 피부, 코뼈 위의 피부, 또는 안와 위의 피부에 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제52항 내지 제62항 중 어느 한 항에 있어서, 안구내 눈 온도를 검출하는 단계, 및 검출된 안구내 눈 온도를 이용하여 상기 장치에 의해 검출된 상기 안구내 압력을 교정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제63항에 있어서, 상기 안구의 온도는 방출된 초음파 후방 산란에 인코딩되고, 상기 장치에 의해 검출된 상기 안구내 압력은 상기 인터로게이터에 의해 교정되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 제63항에 있어서, 상기 장치에 의해 검출된 상기 안구 내 압력이 상기 장치에 의해 교정되는 것을 특징으로 하는 눈의 안구내 압력을 측정하는 방법.
- 안과 질환이 있는 환자를 치료하는 방법으로서:
제39항 내지 제51항 중 어느 한 항의 시스템을 이용하여 안구내 압력을 측정하는 단계;
측정된 상구 안구내 압력이 임계값 이상인지 판정하는 단계; 및
상기 측정된 안구내 압력이 상기 임계값 이상이라고 판단되면 상기 환자에게 치료제를 투여하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 안과 질환이 있는 환자를 치료하는 방법. - 제66항에 있어서, 상기 안과 질환은 녹내장 또는 고안압증인 것을 특징으로 하는 안과 질환이 있는 환자를 치료하는 방법.
- 제66항 또는 제67항에 있어서, 치료제가 상기 안구내 압력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 안과 질환이 있는 환자를 치료하는 방법.
- 제66항 내지 제68항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임계값은 상기 안구내 압력의 일상적인 측정에 적어도 부분적으로 기초하여 판정되는 것을 특징으로 하는 안과 질환이 있는 환자를 치료하는 방법.
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