用于患者监测的具有无线接口的超低功率充电植入式传感器制造技术

本文提供用于使用微型可植入传感器装置监测患者眼内压的方法和装置。方法包括根据采样程序在延长的监测时间段的增量期间每天获取多个压力测量结果并且无线传送存储的测量数据以及对所述装置无线充电。以低功率需求进行测量和数据处理，使得可以使用存储在微型装置上的能量在至少一周内每小时采样一次，并且可以传送测量数据，当外部便携式数据获取/充电装置靠近所述微型装置时，所述微型能够被快速充电。在一个方面，方法包括在不同使用模式之间切换，并且使用微控制器在超级电容器和电池之间切换来进行阻抗变换，从而向具有高阻抗电池的采样装置供电。

Ultra low power charging implantable sensor with wireless interface for patient monitoring

A method and apparatus for monitoring intraocular pressure of a patient using a miniature implantable sensor device is provided herein. The method includes obtaining a plurality of pressure measurement results per day during the increments of the extended monitoring period, wirelessly transmitting the stored measurement data wirelessly, and wirelessly charging the device. The measurement and data processing in low power demand, makes it possible to use the energy stored in a micro device in at least one week per hour sampling time, and can transmit the measurement data, when the external portable data acquisition / charging device close to the micro device, the micro can be fast charging. In one aspect, including the method of switching between different usage patterns, and use the micro controller to switch between the super capacitor and battery for impedance transformation, which has a high impedance to the battery power supply sampling device.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于患者监测的具有无线接口的超低功率充电植入式传感器相关申请的交叉引用本申请要求以下美国临时专利申请的优先权权益：2014年7月1日提交的No.62/019,826；2014年7月1日提交的No.62/019,841；以及2014年9月2日提交的No.62/044,895；上述专利申请的每一者均全文以引用方式并入本文中。本申请与以下共同转让的申请相关：2014年7月1日提交的名称为“用于眼内压传感器植入的方法和装置(MethodsandDevicesforImplantationofIntraocularPressureSensors)”的美国临时专利申请No.62/019,826(代理人案卷号96933-000100US)、2014年7月1日提交的名称为“具有垂直叠堆架构的气密密封植入式传感器(HermeticallySealedImplantSensorswithVerticalStackingArchitecture)”的美国临时专利申请No.62/019,841(代理人案卷号96933-000200US)、同时提交的美国非临时专利申请No.14/789,491(代理人案卷号96933-000110US-947259)以及同时提交的美国非临时专利申请No.14/789,839(代理人案卷号96933-000210US-947262)；上述专利申请的每一者出于所有目的全文以引用方式并入本文中。
技术介绍
本申请整体涉及用于监测患者眼睛内的眼内压(IOP)的装置和方法，具体地讲，涉及使用微型植入装置对IOP采样的方法。这些方面包括改进电源管理和/或具有超低功率要求的配置，其允许在患者没有启动的情况下进行连续频繁监测以及仅定期快速充电和遥测。青光眼是导致眼内压力增大并且最终造成对将图像传送到大脑的视神经的损害进而导致视力逐步丧失的疾病。在视神经病变的特征模式中，眼内压力增大造成视网膜神经节细胞损失。患有青光眼的患者通常经历房水积聚，这会增大眼内压力(即，IOP)。升高的IOP是罹患青光眼的主要风险因素之一，其必须在治疗青光眼时加以谨慎监测和控制。由于视网膜神经节细胞受青光眼损害，所以来自至少一部分视野的视觉信号不再被报告给大脑，从而形成盲点或暗点。随着青光眼发展并且损害视神经中的越来越多神经组织，视力由于暗点的大小和/或数量增大而继续丧失。未能恰当治疗青光眼并且未能降低和监测IOP可能造成不可逆的视力丧失。未经治疗的青光眼是全世界失明的第二主要原因，50岁以下每200人中就有一人受其影响并且80岁以上有10％的人受其影响。截至2012年，全世界大约6千万人患有青光眼，并且据估计，到2020年，大约8千万人将患有青光眼。另外，由于有很高比例的人年龄超过75岁，并且随着世界人口老龄化且寿命增加，预计青光眼患者人口将持续增加。健康人眼中的IOP通常在10mmHg与20mmHg之间。与健康眼睛中所经受的IOP相比，青光眼造成IOP显著增大和/或变化。IOP主要由进入和离开眼睛的房水的量决定。房水是由睫状体产生以向晶状体和角膜供应营养物质并且带走代谢废物。通常，房水在虹膜与晶状体之间流动，穿过瞳孔，并且到达排液角，之后通过该排液角中的称为小梁网的组织离开眼睛。如果房水的产生速率比排出快，则IOP将上升。升高的IOP与两种主要类型的青光眼相关：开角型青光眼和闭角型青光眼。在开角型青光眼中，角膜与虹膜之间的排液角是开放的并且允许眼睛的房水到达小梁网，但小梁网的异常减少了房水从眼睛的流出。在闭角型青光眼中，小梁网内的栓塞阻止房水恰当地从眼睛排出。尽管可对许多患者使用多种治疗(例如，药物、处方滴眼液、分流术和外科手术)来基本上停止青光眼发展，但未能恰当诊断以及/或者监测患者的IOP可大幅降低可用治疗的有效性。当前，通常在医疗机构处由医生进行不频繁的IOP测量来监测青光眼。例如，典型的患者可通过非创伤性技术(诸如眼压测量)平均每年四到六次测量其IOP。尽管眼压测量技术通常是低价、容易且非创伤性的，但许多不同类型的错误可大大降低这种诊断工具的准确性并且因而潜在地导致不恰当的诊断和/或无效的后续医学治疗。例如，这些非创伤性临床技术中的至少一些技术可能检测不到升高的IOP水平(例如，压力峰值)，因为在眼睛检查期间仅进行单点测量。未能在眼科门诊外面连续和/或频繁地监测IOP水平(例如，每年四到六次以上测量)可能引起对患者真实IOP曲线的不准确检测(例如，真实IOP可能高于或低于所测得的IOP)。非创伤性测量在一些情况下还缺乏准确性，因为这些装置使用间接测量眼睛内部的实际压力的外部传感器测量眼睛的压力。例如，影响准确性的因素可包括未能考虑到解剖学差异(诸如患者的角膜厚度、巩膜硬度或锥形曲率)、由于操作者的使用或技术引起的差异、生理影响(诸如咖啡因或酒精使用)或可能影响患者IOP的先前屈光手术等等。因此，由此类非侵入式装置获得的间接IOP测量结果可能不同于眼睛内部的实际IOP(例如，过高估计或过低估计)，这可导致不恰当的诊断和/或后续治疗。另外，让患者严格按时间表定期去眼科门诊做重复的IOP测量常常是不方便且不切实际的。虽然已经针对每天进行直接IOP测量提出了可植入式IOP装置，但这些第一代植入体仍可具有若干缺点，进而可导致间接和/或不准确的IOP测量以及不恰当的青光眼医学治疗。例如，IOP装置可能在尺寸、大小或形状方面太大或笨重而不能安全且有效地完全放置在眼睛的所需位置或结构内以用于直接测量IOP。另外，一些装置可能极具侵入性，从而需要大手术来植入和/或复杂定位多个部件，这些部件各自被植入在眼睛的不同结构或区域中，这会不必要地增加患者风险和/或伤害以及总的医疗成本。另外，一些用于IOP测量的可植入式装置可利用压力端口，其容易出现感测不准确性或要求直接植入在某些解剖学位置(诸如眼睛的前房、后房、脉络膜上腔或角膜)内，这可导致意外的并发症。另外，这些装置中的一些装置可能由于进水和/或热应力等IOP植入体设计问题(例如，与聚合物包装相关)而不是非常适合长期植入，而这又妨碍连续监测IOP。此类所提出的柔性传感器还具有稳定性退化问题。在一些情况下，一些IOP装置还会出现不良校准和/或不能调整监测从而进一步导致不准确的IOP检测水平。因此，希望提供能克服至少一些上述缺点的改进的植入装置和方法。具体地讲，希望开发出微型可植入式IOP装置，其在延长的监测时间段内连续提供更频繁的采样并且可调整IOP采样。理想的是，此类装置应当直接测量IOP水平并且安全有效地完全植入在眼睛内的所需位置中，这种植入在门诊环境(诸如医生办公室)中即能快速容易地进行而无需侵入式大手术。此类装置还应允许长期植入以便提供长期稳定且连续的IOP测量概况以实现恰当的诊断和后续治疗。另外，仍然需要改进的用于此类装置的植入方法，其允许使用可植入式传感器对IOP进行长期监测而不需要外科介入并且与患者交互极少。还需要如下的监测IOP的方法，其降低了耗电量要求并且简化了充电和测得数据的无线传送，从而改善监测和患者依从性。
技术实现思路
本专利技术提供了如下装置和方法：用于使用植入在眼睛内的微型传感器装置一天多次获得患者眼睛内的IOP测量结果并对该传感器装置无线充电，以及将这些IOP测量结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测IOP的遥测方法，所述方法包括：用植入在玻璃体内的传感器装置获取患者眼睛玻璃体内的多个IOP测量结果，其中所述多个压力测量结果在一段监测时间段内获得，并且由所述可植入传感器装置的储能部件为所述装置供电；至少在所述监测时间段内，在所述可植入传感器装置的可记录存储器上存储对应于所述多个压力测量结果的IOP数据；以及在外部装置靠近所述可植入传感器装置时，从所述可植入传感器装置向所述外部装置无线传送IOP数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.01 US 62/019,826;2014.07.01 US 62/019,841;1.一种用于监测IOP的遥测方法，所述方法包括：用植入在玻璃体内的传感器装置获取患者眼睛玻璃体内的多个IOP测量结果，其中所述多个压力测量结果在一段监测时间段内获得，并且由所述可植入传感器装置的储能部件为所述装置供电；至少在所述监测时间段内，在所述可植入传感器装置的可记录存储器上存储对应于所述多个压力测量结果的IOP数据；以及在外部装置靠近所述可植入传感器装置时，从所述可植入传感器装置向所述外部装置无线传送IOP数据。2.在所述方法中，根据存储于所述可植入传感器装置的所述存储器上的采样程序，获取所述多个压力测量结果。3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：用所述可植入传感器装置的处理器处理所述多个压力测量结果，使得所述IOP信息对应于所述时间增量内IOP的趋势或变化。4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：用所述传感器装置的参考传感器获取与所述多个压力测量结果相关联的二阶效应的测量结果。5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括：处理所述多个压力测量结果，以便将用所述参考传感器测得的与所述多个压力测量结果相关联的二阶效应纳入考量。6.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述多个压力测量结果包括用完全设置在所述玻璃体中的所述压力传感器的感测膜测量所述玻璃体内的压力。7.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述多个压力测量结果包括在至少一周的时间增量期内，每天多次用所述传感器的所述压力传感器测量压力。8.根据权利要求7所述的方法，其中根据所述采样程序获取所述多个压力测量结果，包括在所述时间增量期内，频繁至每小时用所述压力传感器测量一次压力。9.根据权利要求7所述的方法，其中根据所述采样程序获取所述多个压力测量结果，包括在规则采样间隔内用所述压力传感器测量压力，所述规则采样间隔在5分钟至2小时范围内。10.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：使用微控制器在所述传感器装置的不同使用模式之间切换，其中所述不同使用模式包括以下任何一个：工厂初始化模式、实时采样模式、基线采样模式、可变数据获取配置模式、IOP数据处理模式、数据验证模式、警示模式、再充电模式、异常模式和患者治疗模式。11.根据权利要求1所述的方法，其中获取所述多个压力测量结果包括以第一采样速率用所述压力传感器测量压力，其中所述第一采样速率是固定的采样速率。12.根据权利要求11所述的方法，其中获取所述多个压力测量结果包括基于测得的一个或多个状况以第二采样速率用所述压力传感器测量压力。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二采样速率高于所述第一采样速率，并且所述生理状况指的是测得的IOP超过了预先确定的阈值。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述第二采样速率是基于所述一个或多个状况的可变速率。15.根据权利要求12所述的方法，其中所述一个或多个状况包括患者的清醒时间。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述第二采样速率包括在清醒期间每小时采样一次。17.根据权利要求1所述的方法，其中在所述时间增量期间获取所述多个压力测量结果所需的电力，由所述传感器装置的储能部件在所述储能部件的单次充电过程中接收的电能提供，所述时间增量为至少一周。18.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：从所述外部装置无线接收与所述采样程序相关联的数据，并且对所述采样程序进行更新。19.根据权利要求1所述的方法，其中由所述传感器装置的一个或多个线圈和所述外部装置的对应线圈来无线传送所述IOP数据。20.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：通过所述可植入传感器的一个或多个线圈和所述外部装置的对应线圈之间的电感耦合，对所述储能部件充电。21.根据权利要求20所述的方法，其中向所述外部装置无线传送所述IOP信息与接收充电电能同时或按顺序进行。22.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：从所述外部装置无线接收能量，通过把所述无线...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·曹，
申请(专利权)人：注射感知股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US