Область техники
Настоящее изобретение относится к системам мониторинга физиологического параметра, в частности, для мониторинга изменений внутриглазного давления. Настоящее изобретение относится, в частности, к пассивному воспринимающему средству для использования в системе мониторинга физиологического параметра и к соответствующей системе мониторинга физиологического параметра.
Уровень техники
Внутриглазное давление представляет собой один из физиологических параметров, которые обеспечивают возможность диагностики и мониторинга глазных заболеваний, например, глаукомы. В последнее время были разработаны портативные и неинвазивные воспринимающие средства и способы для измерения изменений внутриглазного давления у пациента в течение дня, что позволяет избежать хирургических вмешательств, при которых воспринимающие средства необходимо имплантировать в глаз пациента. Кроме того, портативность неинвазивных систем имеет преимущество в том, что пациентам больше не требуется оставаться в больнице или клинике, и непрерывный мониторинг физиологических параметров в этом случае может осуществляться в ситуациях повседневной жизни.
Неинвазивные воспринимающие средства, известные из уровня техники, обычно содержат воспринимающее устройство, которое может быть встроено в несущее устройство, например, контактную линзу, которое пациент будет носить в целях мониторинга. Кроме того, неинвазивное воспринимающее устройство может быть использовано в комбинации с внешней системой мониторинга, которая может принимать и анализировать данные от воспринимающих средств.
Известны различные типы неинвазивных воспринимающих средств для контактных линз, среди которых активные датчики, использующие маломощное электронное оборудование уменьшенного размера, например, микрочипы, активные тензометрические датчики и тому подобное, и, следовательно, требующее источник энергии. Например, в WO 2011/083105 А1 раскрыт активный датчик, содержащий концентрические тензометрические датчики и соответствующий микропроцессор, встроенные в контактную линзу.
В противовес этому были разработаны полностью пассивные датчики во избежание использования источника энергии, который может вызывать дискомфорт у пациента, например, вследствие выработки излучения в непосредственной близости, или даже в непосредственном контакте, с глазом пациента. Пассивный датчик известен из ЕР 2412305 А1, где раскрыта портативная система мониторинга физиологического параметра, содержащая резонансную индуктивно-емкостную цепь, встроенную в мягкую контактную линзу, причем резонансная индуктивно-емкостная цепь отвечает на внешнее магнитное поле, выработанное сопряженным портативным устройством, известным, например, из ЕР 2439580 А1, а также базовая установка для анализа данных, полученных портативным устройством. Известно, что пассивный датчик данного типа опирается на изменения резонансной частоты индуктивно-емкостной цепи, встроенной в контактную линзу, в виде функции изменений внутриглазного давления, так как оно влияет на форму поверхности глаза и, следовательно, также и на мягкую контактную линзу, находящуюся на ней. В свою очередь, деформации мягкой контактной линзы изменяют емкость резонансной цепи.
Однако, интеграция датчиков, пассивных или активных, в контактные линзы оказалась более сложной и более дорогой, чем ожидалось, предотвращая на этом этапе коммерческую реализацию портативных систем мониторинга внутриглазного давления. Неоднократно проявляющейся проблемой является то, что датчики обычно производят плоскими, а затем изгибают для соответствия сферической чашеобразной форме линзы, выполненной накладным формованием, посредством чего, как выяснилось, образуются деформированные области в полученной в результате линзы, например, складчатые края, и, в некоторых случаях, несоответствия между электрическими компонентами датчика. Таким образом, помимо того, что ношение указанной линзы является некомфортным, данные деформации предотвращают надлежащее плоское расположение линзы на поверхности глаза. Как следствие, не может быть достигнута необходимая чувствительность системы к деформациям поверхности глаза.
В WO 2009/111726 А2 раскрыт датчик деформации поверхности, содержащий контактную линзу, образованную внешним жестким слоем и внутренним мягким слоем, связанными вместе на их краях, с промежутком между жестким и мягким слоями. В WO 2009/111726 А2 также раскрыта резонансная индуктивно-емкостная цепь, образованная индукционной катушкой и воспринимающим конденсатором, причем индукционная катушка и верхний электрод конденсатора находятся в жестком слое и электронным образом соединены с нижним электродом, расположенным в мягком слое. Однако производство датчика деформации поверхности такого типа требует различных сложных этапов интеграции компонентов цепи в жесткий и в мягкий слои, а также интеграции механизма для электрического соединения двух слоев.
Следовательно, задачей настоящего изобретения является обеспечение усовершенствованного пассивного датчика, который может быть встроен в контактную линзу системы мониторинга физиологического параметра, и соответствующей системы мониторинга физиологического параметра, в которых отсутствуют указанные выше проблемы. В частности, пассивный датчик и соответствующая система мониторинга должны также соответствовать обычным требованиям комфорта ношения и, насколько это возможно, не ослаблять зрение субъекта, носящего линзу со встроенным пассивным датчиком. Задачей настоящего изобретения также является обеспечение пассивного датчика, который оптимизирует размещение контактной линзы на поверхности глаза и повышает чувствительность системы мониторинга физиологического параметра к деформациям поверхности.
Раскрытие сущности изобретения
Согласно одному аспекту настоящего изобретения, задача решена при помощи пассивного воспринимающего средства в соответствии с п. 1 или 2 формулы изобретения для контактной линзы системы мониторинга физиологического параметра для обнаружения изменений физиологического параметра. Пассивное воспринимающее средство, предназначенное для обнаружения изменений внутриглазного давления, образует резонансную цепь, содержащую катушку индуктивности и по меньшей мере один конденсатор. Согласно первому аспекту, катушка индуктивности и указанный по меньшей мере один конденсатор находятся в одной плоскости в одном слое. Согласно второму аспекту, пассивное воспринимающее средство, и, в частности, катушка индуктивности и/или указанный по меньшей мере один конденсатор, образует первые электроды по меньшей мере одного воспринимающего конденсатора. Два данных аспекта могут быть взяты в отдельности или комбинированы друг с другом и оба решают указанную выше задачу, как объяснено ниже.
Использование лежащих в одной плоскости проводящих, индуктивных и/или емкостных элементов в пассивных воспринимающих средствах обеспечивает особую и предпочтительную геометрическую форму линий электрического поля, выработанных в них, в особенности, по сравнению с пассивными датчиками, известными из уровня техники, имеющими воспринимающие емкостные элементы по существу с параллельной конфигурацией электродов с расположением друг напротив друга или когда их электроды расположены в двух различных слоях или плоскостях контактной линзы. В действительности, вследствие лежащих в одной плоскости элементов цепи, линии электрического поля могут выходить из плоскости пассивного воспринимающего средства согласно изобретению. Таким образом, паразитные емкости могут присутствовать при том, что другие окружающие материалы имеют высокую относительную диэлектрическую проницаемость, когда между ними выполнен слой с низкой относительной диэлектрической проницаемостью. В частности, настоящее изобретение использует преимущество высокой относительной диэлектрической проницаемости ткани глаза и/или слезной пленки на ней для обеспечения по меньшей мере одного воспринимающего конденсатора для обнаружения изменений поверхности глаза, как будет более понятно из описания вариантов реализации.
В действительности, лежащие в одной плоскости элементы пассивного воспринимающего средства согласно изобретению, другими словами катушка индуктивности и/или по меньшей мере один конденсатор, образуют первые электроды воспринимающих конденсаторов, использующих паразитные емкости, присутствующие при лежащей ниже поверхности глаза и/или слезной пленки на ней, когда пассивное воспринимающее средство прикреплено к контактной линзе, расположенной на глазу. Другими словами, вместо того, чтобы иметь физически встроенный второй воспринимающий электрод, расположенный в радиальном направлении в сторону поверхности глаза, который, теоретически, будет изменяться в соответствии с деформациями поверхности глаза, но на практике менее эффективно, чем ожидалось, пассивное средство согласно изобретению «физически» обеспечивает только первые воспринимающие электроды, так как их конфигурация и полученные в результате линии электрического поля обеспечивают использование действительной поверхности глаза и/или слезной пленки на ней в качестве вторых воспринимающих электродов. Таким образом, преимущество по сравнению с пассивными воспринимающими средствами, известными из уровня техники, заключается в том, что согласно настоящему изобретению не требуются физически встроенные вторые электроды для воспринимающего конденсатора, так как действительная поверхность глаза и/или слезная пленка на ней, которые лежат противоположно катушке индуктивности и/или по меньшей мере одному конденсатору пассивного воспринимающего средства, могут представлять собой вторые воспринимающие электроды. Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает более прямой и эффективный мониторинг деформаций поверхности глаза, чем датчики внутриглазного давления, известные из уровня техники.
Другие предпочтительные необязательные особенности раскрыты в зависимых пунктах и также будут описаны ниже.
Катушка индуктивности предпочтительно может представлять собой плоскую катушку индуктивности, содержащую множество, предпочтительно три, дугообразных участков, вогнутых по отношению по существу к центральной точке указанного пассивного воспринимающего средства, и в которой по меньшей мере у одного, а предпочтительно у всех, из множества вогнутых дугообразных участков радиус кривизны указанного по меньшей мере одного участка в его некоторой точке больше расстояния между указанной точкой и указанной по существу центральной точкой. В настоящем документе термин «дугообразный» означает, что каждый дугообразный участок катушки индуктивности имеет соответственно криволинейную геометрическую форму, которая по существу повторяет форму дуги эллипса, в частности, дугу круга. Кроме того, хотя каждый дугообразный участок может предпочтительно представлять собой непрерывный дугообразный участок, множество более коротких линейных участков, расположенных один за другим, также могут образовывать один более длинный участок, имеющий в общем дугообразную геометрическую форму, которая также допускает реализацию настоящего изобретения. Также выражение «вогнутый по отношению по существу к центральной точке» и ему подобные означают, что все дугообразные участки выполнены вогнутыми по отношению к одной опорной точке пассивного воспринимающего средства, которая может примерно представлять собой их геометрическую середину, но которая не является серединой любого из дугообразных участков. Таким образом, согласно настоящему изобретению, вогнутые дугообразные участки не выполнены по кругу, центрированному относительно данной опорной по существу центральной точке.
Таким образом, в предпочтительном варианте реализации пассивное воспринимающее средство согласно изобретению может иметь индуктивный элемент с конструкцией, содержащей множество, предпочтительно три, крылышкоподобных или ушкоподобных участков, которые могут быть приспособлены к вогнутой чашеобразной форме контактной линзы лучше, чем катушки индуктивности известных датчиков, так как они обеспечивают возможность управления областями пассивного воспринимающего средства, которые будут изогнуты, сложены и/или пластически деформированы во время встраивания в линзу, или прикрепления к ней. Так как известны размеры контактных линз и, следовательно, требования к размерам пассивного воспринимающего средства, три вогнутых дугообразных участка катушки индуктивности могут обеспечивать лучшее соотношение в отношении чувствительности и покрытия поверхности, а также в отношении гибкости встраивания датчика в контактную линзу, чем большее или меньшее количество таких участков. Однако два, четыре, или большее количество вогнутых дугообразных участков с большими радиусами не должны исключаться в различных предпочтительных вариантах реализации. Кроме того, радиус кривизны вогнутых дугообразных участков катушки индуктивности предпочтительно может быть выбран таким, что, когда пассивное воспринимающее средство деформировано для встраивания его в контактную линзу, они по существу описывают участки одного заданного круга контактной линзы, что обеспечивает более легкое расположение в контактной линзе.
В одном из предпочтительных вариантов реализации катушка индуктивности может также содержать выпуклые дугообразные участки, расположенные между вогнутыми дугообразными участками. В настоящем документе выражение «выпуклые дугообразные участки» следует понимать по аналогии с «вогнутыми», как описано выше. Таким образом, выпуклые дугообразные участки являются выпуклыми относительно по существу центральной точки пассивного воспринимающего средства, как описано выше. Таким образом, можно управлять областями, в которых пассивное воспринимающее средство может быть изогнуто во время процесса встраивания в контактную линзу или прикрепления к ней.
В другом примере, катушка индуктивности может также содержать прямые участки, соединяющие указанные выпуклые дугообразные участки с указанными вогнутыми дугообразными участками, и места соединения между указанными прямыми участками и вогнутыми дугообразными участками предпочтительно могут быть закруглены. Длина соединительных прямых участков катушки индуктивности может быть использована для лучшего управления количеством материала между вогнутыми дугообразными участками. Закругленные места соединения между последующими участками катушки индуктивности обеспечивают более плавные формы, чем грубые заостренные края, и, следовательно, их легче прикреплять к вогнутой чашеобразной форме контактной линзы. В данном случае внимание следует обратить на тот факт, что, хотя в данном примере закругленные места соединения могли бы таким образом иметь вогнутую форму, они, однако, не являются вогнутыми «относительно центральной точки», в отличие от «вогнутых дугообразных участков», как описано выше.
В альтернативных вариантах реализации катушка индуктивности может быть выполнена в форме кольца или круглой. Данный пример может быть предпочтительным для увеличения амплитуды сигнала на антенне сопряженного портативного устройства, вырабатывающего внешнее магнитное поле.
Катушка индуктивности предпочтительно может представлять собой спиральную катушку индуктивности. Таким образом, плоская конструкция может быть изготовлена посредством укладки проводящего материала по спирали в или на несущую подложку. Предпочтительно катушка индуктивности содержит от 5 до 20 витков, предпочтительно от 8 до 15 витков, наиболее предпочтительно от 10 до 13 витков. Также в предпочтительных вариантах реализации данного примера ширина витков и/или расстояние между витками может находиться в диапазоне приблизительно от 30 мкм приблизительно до 100 мкм, предпочтительно приблизительно от 40 мкм приблизительно до 80 мкм. Таким образом, настоящее изобретение допускает комбинации количества витков и размеров, которые преимущественным образом могут обеспечить поддержание ясного зрения у субъекта, носящего контактную линзу с пассивным воспринимающим средством согласно изобретению. В частности, возможно, но не обязательно, чтобы ширина витков и расстояние между последующими витками были равны. Ширина катушки индуктивности предпочтительно может составлять приблизительно 2 мм или менее предпочтительно приблизительно 1,5 мм или менее. Ширина катушки индуктивности в действительности может быть больше данного значения, но наиболее предпочтительно, чтобы она оставалась меньше для поддержания ясного зрения у субъекта.
Указанный по меньшей мере один конденсатор предпочтительно может представлять собой конденсатор, лежащий в одной плоскости. Элементы цепи, лежащие в одной плоскости, являются предпочтительными для достижения плоского пассивного воспринимающего средства, так как они обеспечат особую геометрическую форму линий электрического поля, которая имеет преимущество высокой относительной диэлектрической проницаемости ткани глаза и/или слезной пленки на ней для мониторинга деформаций поверхности глаза.
Указанный по меньшей мере один конденсатор предпочтительно может быть обеспечен на внутреннем контуре катушки индуктивности, в частности, в направлении центральной области пассивного воспринимающего средства. Таким образом, хотя катушка индуктивности может обеспечивать возможность выполнения первых электродов воспринимающего конденсатора в периферических областях поверхности глаза, по меньшей мере один физический конденсатор может обеспечивать возможность выполнения первых электродов воспринимающего конденсатора покрывающими поверхность во внутреннем контуре катушки индуктивности, предпочтительно по роговице.
В преимущественном примере предпочтительного варианта реализации, по меньшей мере для одного, предпочтительно для всех, из множества вогнутых дугообразных участков катушки индуктивности может быть обеспечен по меньшей мере один конденсатор на внутреннем контуре указанного вогнутого дугообразного участка катушки индуктивности в направлении центральной области указанного пассивного воспринимающего средства. Было обнаружено, что данное расположение является предпочтительным для изгиба пассивного воспринимающего средства в отношении прикрепления его к контактной линзе. Хотя возможно, чтобы пассивное воспринимающее средство работало только с одним конденсатором, более предпочтительным с точки зрения чувствительности является включение более чем одного конденсатора. В предпочтительном примере, таким образом, возможно обеспечение по меньшей мере одного конденсатора на внутренней стороне каждого вогнутого дугообразного участка катушки индуктивности. Было обнаружено, что конфигурация с двумя конденсаторами для каждого вогнутого дугообразного участка катушки индуктивности является более предпочтительной с точки зрения чувствительности и покрытия поверхности, при обеспечении достаточной видимости для субъекта, носящего контактную линзу с пассивным воспринимающим средством согласно изобретению.
В еще одном примере указанный по меньшей мере один конденсатор может быть больше в направлении к внутреннему контуру катушки индуктивности в направлении указанной центральной области. В предпочтительных вариантах реализации было обнаружено, что трапециевидная геометрическая форма указанного по меньшей мере одного конденсатора будет предпочтительной, так как она может быть легко изогнута для соответствия вогнутой чашеобразной геометрической формы контактной линзы. Было обнаружено, что данная геометрическая форма является предпочтительной, в частности в комбинации с катушки индуктивности круглой кольцеобразной формы.
В другом примере указанный по меньшей мере один конденсатор может быть выполнен частично дугообразным с соответствием выпуклым дугообразным участкам на его краях в направлении центральной области. Таким образом, геометрическая форма конденсаторов, в особенности конденсаторов, лежащих в одной плоскости, может быть предпочтительным образом приспособлена к геометрической форме катушки индуктивности для увеличения покрытия поверхности глаза при оставлении по меньшей мере центральной зоны свободной для обеспечения в достаточной степени неослабленного зрения.
Указанный по меньшей мере один лежащий в одной плоскости конденсатор может содержать первый электрод и второй электрод, причем указанный первый электрод может быть соединен электрическим образом с внутренним контуром указанной катушки индуктивности, а указанный второй электрод может быть соединен электрическим образом, в частности посредством электропроводящей перемычки, с внешним контуром указанной катушки индуктивности. Хотя действительные воспринимающие элементы выполнены лежащими в одной плоскости, также возможно использование электрически проводящих перемычек для электрических соединений между клеммами компонентов цепи. Также возможно обеспечение первого электрода каждого конденсатора в виде выступа витка на внутреннем контуре катушки индуктивности. Другими словами, первый электрод каждого конденсатора может быть выполнен заодно с катушкой индуктивности.
Указанный по меньшей мере один конденсатор и/или указанный первый электрод и второй электрод предпочтительно могут иметь встречно-гребенчатую конфигурацию. В соответствии с предпочтительными примерами, конденсатор со встречно-гребенчатой конфигурацией может иметь свои электроды расположенные во встречно-гребенчатой конфигурации в радиальном направлении и/или в направлении по окружности. В частности, два электрода лежащего в одной плоскости конденсатора могут иметь встречно-гребенчатую конфигурацию друг относительно друга в радиальном направлении или первый электрод сам по себе может иметь встречно-гребенчатую конфигурацию проходя при этом по окружности в одной плоскости со вторым электродом. Было обнаружено, что конденсаторы со встречно-гребенчатой конфигурацией, которые могут также лежать в одной плоскости, или, в более общем случае, конденсаторы с электродами со встречно-гребенчатой конфигурацией, являются предпочтительными для повышения чувствительности пассивного воспринимающего средства, при этом также обеспечивая предпочтительную геометрическую форму линий электрического поля.
Пассивное воспринимающее средство предпочтительно может также содержать центральную область, свободную от катушки индуктивности и/или материала конденсатора. Таким образом, субъект может сохранять по существу ясное зрение во время ношения контактной линзы с пассивным воспринимающим средством согласно изобретению. Центральная область может представлять собой область, приблизительно соответствующую средним размерам человеческого зрачка.
Пассивное воспринимающее средство предпочтительно может также содержать слой несущей подложки в или на котором обеспечены указанная катушка индуктивности и указанный по меньшей мере один конденсатор, в частности, с расположением в одной плоскости. В одном примере или в дополнение к вышесказанному пассивное воспринимающее средство может также содержать слой покрывающего материала на указанной катушке индуктивности и указанном по меньшей мере одном конденсаторе и/или на слое несущей подложки. Покрывающий слой может быть предпочтительным для защиты компонентов цепи, например, от коррозии вследствие длительного воздействия слез. Кроме того, несущая подложка и/или покрытие предпочтительно могут быть удалены по предпочтительным контурам пассивного воспринимающего средства. Проблема встраивания пассивного воспринимающего средства в контактную линзу или прикрепления их к ней в некоторой степени схожа с обертыванием трехмерной поверхности двумерным листом. По этой причине преимущественным является удаление областей несущей подложки, которые создадут ненужный материал и таким образом образуют складки при деформировании пассивного воспринимающего средства для придания им криволинейной формы перед их встраиванием в контактную линзу или прикреплением к ней. В действительности предпочтительным является удаление несущей подложки настолько, насколько это возможно, для придания пассивному воспринимающему средству гибкости настолько, насколько это возможно, перед встраиванием его в контактную линзу, при том что в хрупких областях остается достаточно материала несущей подложки, которые могут служить причиной возникновения слез, когда пассивное воспринимающее средство изогнуто.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения, задача также решена при помощи системы мониторинга физиологического параметра в соответствии с п. 16 формулы изобретения. Система мониторинга физиологического параметра, которая может быть предназначена для обнаружения изменений внутриглазного давления, содержит первый элемент в виде линзы с внутренней поверхностью и внешней поверхностью, противоположной внутренней поверхности, причем по меньшей мере внешняя поверхность выполнена с возможностью контакта с тканью глаза, в частности с тканью века, и при этом внутренняя поверхность предпочтительно выполнена с возможностью контакта по меньшей мере с роговицей и/или слезной пленкой, предпочтительно с роговицей, склерой и/или слезной пленкой на них. Первый элемент в виде контактной линзы предпочтительно обеспечивает промежуточное пространство между внутренней поверхностью и поверхностью глаза, когда периферическая область контактирует со склерой. Система мониторинга физиологического параметра также содержит пассивное воспринимающее средство согласно предыдущему аспекту или любым его вариантам.
Таким образом, система мониторинга физиологического параметра включает преимущества пассивного воспринимающего средства согласно первому аспекту настоящего изобретения. В частности, пассивное воспринимающее средство согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечивает первые электроды по меньшей мере одного воспринимающего конденсатора, а промежуточное пространство может представлять собой промежуточный диэлектрик, так что поверхность глаза или слезная пленка на ней образует вторые электроды воспринимающих конденсаторов.
Пассивное воспринимающее средство предпочтительно может быть выполнено на внутренней поверхности первого элемента в виде контактной линзы. Будучи прикрепленным к внутренней оптической поверхности жесткой контактной линзы, в частности жесткой склеральной контактной линзе, или размещенным в углублении в ней, настоящее изобретение не требует сложных этапов встраивания пассивного воспринимающего средства в материал линзы или выполнение накладного формования слоев контактной линзы на пассивном воспринимающем средстве.
В предпочтительных примерах преимущественных вариантов реализации система мониторинга физиологического параметра может также содержать второй элемент в виде линзы, предпочтительно из гибкого материала, в частности гибкого полимерного материала, более конкретно гидрофильного гибкого полимерного материала, имеющий внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, противоположную внутренней поверхности, причем по меньшей мере внутренняя поверхность может быть выполнена с возможностью контакта с тканью глаза, в частности по меньшей мере с роговицей и/или слезной пленкой на ней, и при этом первый элемент в виде линзы и второй элемент в виде линзы могут быть прикреплены друг к другу в периферической области прикрепления, таким образом окружая промежуточное пространство. Таким образом, система согласно настоящему изобретению имеет лучшее преимущество многослойной контактной линзы, чем датчики деформации поверхности, известные из уровня техники. В действительности, пассивное воспринимающее средство согласно изобретению встроено только в жесткую часть многослойной контактной линзы, или прикреплено к ней, таким образом преимущественно устраняют необходимость встраивания какого-либо элемента цепи в мягкий слой линзы, или прикрепления к нему, что способствует усовершенствованному плоскому расположению мягкого слоя на поверхности глаза по сравнению с системами, известными из уровня техники, так как в мягкий слой больше не встроены повышающие жесткость элементы. Таким образом, в мягком слое удается избежать образования складок. В дополнение, при помощи пассивного воспринимающего средства согласно изобретению также удается избежать встраивания механизма для электрического соединения элементов цепи в мягком слое с элементами цепи в жестком слое.
Таким образом, в зависимости от примера, даже возможно использование только жесткой контактной линзы, в частности жесткой склеральной контактной линзы, без какого-либо мягкого слоя контактной линзы, так как пассивное воспринимающее средство согласно изобретению с элементами цепи, расположенное лежащим в одной плоскости, может даже обеспечить возможность обнаружения деформаций поверхности без использования мягкого слоя контактной линзы в качестве воспринимающего слоя. В других примерах, также зависящих от резонансной частоты, использование многослойной контактной линзы, как описано выше, может быть предпочтительным. Во всех примерах контактная линза (контактные линзы) могут быть корректирующими или нет.
В одном из примеров, когда система мониторинга физиологического параметра содержит многослойную контактную линзу, промежуточное пространство может быть наполнено диэлектрическим материалом. В таком случае диэлектрический материал также предпочтительно выполнен сжимаемым таким образом, что когда второй элемент в виде линзы является гибким, деформации лежащей ниже поверхности все еще могут быть обнаружены. В действительности, в соответствии с предпочтительными примерами, промежуточное пространство может быть полностью заполнено сжимаемым диэлектрическим материалом или частично заполнено смесью сжимаемого и несжимаемого диэлектрических материалов таким образом, что могут быть обнаружены деформации лежащей ниже поверхности. Хотя известные из уровня техники многослойные контактные линзы обычно окружают промежуточное пространство, заполненное воздухом, также всегда возможно заполнение указанного пространства другим диэлектрическим материалом, предпочтительно также имеющим низкую относительную диэлектрическую проницаемость. В частности, диэлектрический материал может иметь значение s относительной диэлектрической проницаемости меньше, чем относительная диэлектрическая проницаемость слезной пленки и/или ткани глаза при окружающей температуре, предпочтительно приблизительно в 10 раз меньше, чем относительная диэлектрическая проницаемость слезной пленки и/или ткани глаза при окружающей температуре, наиболее предпочтительно значение s относительной диэлектрической проницаемости составляет приблизительно от 1 приблизительно до 5. Преимущественно, уменьшение относительной диэлектрической проницаемости может повысить чувствительность.
Преимущественно, в одном примере предпочтительного варианта реализации, второй элемент в виде контактной линзы может представлять собой мягкую контактную линзу, в частности проходящую по меньшей мере по роговице. Таким образом, даже возможно непосредственное использование корректирующей или некорректирующей мягкой контактной линзы и ее прикрепление к первому элементу в виде контактной линзы, что позволяет избежать дальнейших сложных этапов изготовления специально предназначенных мягких слоев. Преимущество такого подхода заключается в том, что при непосредственном использовании существующих мягких контактных линз можно также полностью избежать проблемы образования складок и плоского расположения по меньшей мере на роговице. Было обнаружено, что данный пример является наиболее приспособленным для мониторинга деформаций поверхности глаза и, следовательно, также изменений внутриглазного давления.
В предпочтительных примерах преимущественных вариантов реализации второй элемент в виде контактной линзы может проходить по роговице и части склеры при том, что остается неконтактная область на лимбе. Большинство мягких так называемых роговичных контактных линз в действительности также являются частично склеральными и, следовательно, также могут быть использованы в данном примере. Оставляя неконтактную область на лимбе глаза можно обеспечить малое сдавливание, позволяющее второму элементу в виде линзы, в данном примере, например, мягкому слою, в частности мягкой контактной линзе, прижиматься плоским образом к поверхности по меньшей мере роговицы с помощью слезной пленки.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет описано ниже более подробно на основании предпочтительных вариантов реализации, описанных в комбинации со следующими фигурами:
на фиг. 1 схематически показан приведенный в качестве примера вариант реализации пассивного датчика согласно одному аспекту настоящего изобретения;
на фиг. 2 схематически показан приведенный в качестве примера вариант реализации системы мониторинга физиологического параметра согласно другому аспекту настоящего изобретения;
на фиг. 3 схематически показан пример системы мониторинга физиологического параметра, показанной на фиг. 2, согласно другому приведенному в качестве примера варианту реализации;
на фиг. 4А схематически показан другой пример системы мониторинга физиологического параметра, показанной на фиг. 2, согласно другому приведенному в качестве примера варианту реализации;
на фиг. 4В схематически показан пример системы мониторинга физиологического параметра, показанной на фиг. 4А, согласно другому приведенному в качестве примера варианту реализации;
на фиг. 5 схематически показан пример пассивного датчика, показанного на фиг. 1, согласно другому приведенному в качестве примера варианту реализации;
на фиг. 6 схематически показан другой пример пассивного датчика, показанного на фиг. 1 и 5, согласно другому приведенному в качестве примера варианту реализации;
на фиг. 7 схематически показан другой приведенный в качестве примера вариант реализации пассивного датчика согласно одному аспекту настоящего изобретения; и
на фиг. 8 схематически показан пример пассивного датчика, показанного на фиг. 7, согласно другому приведенному в качестве примера варианту реализации.
Осуществление изобретения
На фиг. 1 показано пассивное воспринимающее средство 100 для контактной линзы, которое может быть использовано в системе мониторинга физиологического параметра, например такое, как подробно описано со ссылкой на фиг. 2-4В, в приведенном в качестве примера варианте реализации первого аспекта настоящего изобретения. В данном варианте реализации пассивное воспринимающее средство 100 представляют собой резонансную цепь для использования в контактной линзе для обнаружения изменений физиологического параметра, когда контактная линза надета. В частности, пассивное воспринимающее средство 100 может быть использовано в контактной линзе для мониторинга изменений внутриглазного давления, например у пациентов, страдающих глаукомой.
Как видно на фиг. 1, пассивный датчик 100 содержит индуктивный элемент, в данном случае катушку 101 индуктивности, и по меньшей мере один емкостной элемент, в данном случае множество конденсаторов 121, 122, 123, 124, 125 и 126, все из которых лежат в одной плоскости. Другими словами, до выполнения последовательных этапов встраивания в контактную линзу пассивный датчик 100 является по существу плоским, так что он образует только один воспринимающий слой, даже когда он деформирован, в частности изогнут, и прикреплен к контактной линзе системы мониторинга физиологического параметра. Например, пассивный датчик 100 может быть выполнен на слое несущей подложки с защитными покрывающими слоями на нем, или без них, при том, что катушка 101 индуктивности и конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 выполнены лежащими в одной плоскости.
В соответствии с предпочтительным примером, катушка 101 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, является плоским индуктивным элементом, который может содержать множество участков 1011, 1012, 1013, которые выполнены дугообразными и вогнутыми относительно опорной точки, в данном случае по существу центральной точки 110 пассивного датчика 100, причем эта центральная точка 110 не обязательно должна быть геометрическим центром датчика, но может быть близкой к нему. Как показано на фиг. 1, данные участки 1011, 1012, 1013 в действительности не центрированы относительно указанной по существу центральной точки 110. В действительности, по меньшей мере один участок 1011, 1012, 1013, а предпочтительно все три участка 1011, 1012, 1013, имеют радиус кривизны в их некоторой точке, больший, чем расстояние от указанной точки до по существу центральной точки 110. Таким образом, в соответствии с предпочтительным примером, середины вогнутых дугообразных участков 1011, 1012, 1013 катушки индуктивности могут в действительности находиться снаружи периметра катушки 101 индуктивности. Катушка 101 индуктивности таким образом имеет преимущество в том, что крылышкоподобную или ушкоподобную конструкцию трех участков 1011, 1012, 1013 легче прикрепить или встроить в вогнутую чашеобразную форму контактной линзы. В действительности, также возможно согнуть датчик 100 таким образом, что участки 1011, 1012, 1013 могут быть по существу выровнены по одному кругу в контактной линзе.
Как показано на фиг. 1, для дополнительного облегчения процесса прикрепления пассивного датчика 100 к контактной линзе, или встраивания в нее, в частности для улучшенного управления областями, которые будут изогнуты во время данного процесса, катушка 101 индуктивности пассивного датчика 100 может также содержать ориентированные по направлению внутрь, другими словами выпуклые относительно по существу центральной точки 110, дугообразные участки 1021, 1022, 1023, соединяющие вогнутые участки 1011, 1012, 1013 друг с другом. В зависимости от требуемого размера пассивного датчика 100, на фиг. 1 также показано, что можно соединить вогнутые участки 1011, 1012, 1013 с выпуклыми участками 1021, 1022, 1023 посредством прямых участков 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 катушки индуктивности. Таким образом, глубина направленных внутрь ушкоподобных участков 1021, 1022, 1023 может быть отрегулирована, с обеспечением таким образом управления областями, которые будут изогнуты во время процесса прикрепления к контактной линзе, или встраивания в нее. На фиг. 1 также показан предпочтительный пример, в котором места 1041, 1042, 1043, 1044, 1045, 1046 соединения между прямыми участками 1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036 и вогнутыми участками 1011, 1012, 1013 закруглены для обеспечения более гладкой формы.
В соответствии с еще одним предпочтительным примером, катушка 101 индуктивности также может быть плоской спиральной катушкой индуктивности. В варианте реализации, показанном на фиг. 1, катушка 101 индуктивности проходит по спирали от первого вывода 1051 на своей внутренней периферии, соответствующей в данном случае внутренней периферии вогнутого дугообразного участка 1012, в направлении второго вывода 1052 на своей внешней периферии. Для получения по существу дугообразного участка 1012 в области 106 между двумя выводами 1051, 1052 может присутствовать малое отклонение, показанное на фиг. 1. Катушка 101 индуктивности может также содержать последовательность витков, например, приблизительно от 5 до 20 витков, предпочтительно от 8 до 15 витков, наиболее предпочтительно от 10 до 13 витков. В варианте реализации, показанном на фиг. 1, катушка 101 индуктивности содержит, например, 10 витков.
Кроме того, в соответствии с другим предпочтительным вариантом реализации, так как необходимо, чтобы общая ширина катушки 101 индуктивности в радиальном направлении, которое проходит, например, относительно центральной точки 110, оставалась меньше приблизительно 2,0 мм, например приблизительно 1,5 мм или даже меньше, в варианте реализации, показанном на фиг. 1, ширина витка может составлять приблизительно 60 мкм, а расстояние между последующими витками может составлять приблизительно 75 мкм. Однако в других вариантах реализации ширина витков и/или расстояние между последующими витками могут быть выбраны из диапазона приблизительно от 30 мкм приблизительно до 100 мкм, предпочтительно приблизительно от 40 мкм приблизительно до 80 мкм. В некоторых вариантах реализации они даже могут быть одинаковыми. Например, возможно, чтобы было 15 витков шириной приблизительно 50 мкм и с расстоянием также приблизительно 50 мкм между ними.
Как показано на фиг. 1, в отличие от конденсаторов с параллельной конфигурацией электродов с расположением друг напротив друга, конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 являются лежащими в одной плоскости конденсаторами, что означает, что их соответствующие электроды 1211 и 1212, 1221 и 1222, 1231 и 1232, 1241 и 1242, 1251 и 1252, и 1261 и 1262 лежат в одной плоскости друг с другом, по меньшей мере до изгибания или деформации датчика 100 для его прикрепления к контактной линзе. Как описано выше, лежащие в одной плоскости конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 таким образом также лежат в одной плоскости со спиральной катушкой 101 индуктивности. В частности, электроды 1211, 1212, 1221, 1222, 1231, 1232, 1241, 1242, 1251, 1252, 1261, 1262 выполнены лежащими в одной плоскости с катушкой 101 индуктивности, например на одной плоскости, в частности на одной передней стороне, несущей подложки (не показана для ясности), как будет более понятно из варианта реализации, показанного на фиг. 2. Таким образом, линии электрического поля между двумя соответствующими лежащих в одной плоскости электродов 1211 и 1212, 1221 и 1222, 1231 и 1232, 1241 и 1242, 1251 и 1252, 1261 и 1262 могут также образовывать дуги, проходящие наружу из плоскости.
Кроме того, в соответствии с предпочтительным примером, конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 также могут представлять собой конденсаторы со встречно-гребенчатой конфигурацией, как показано на фиг. 1. Таким образом, данный конденсатор может содержать два по существу Е-образных электрода направленные друг к другу таким образом, что их гребни переплетены друг с другом. Например, на фиг. 1 конденсатор 121 содержит два по существу Е-образных лежащих в одной плоскости электрода 1211 и 1212 со встречно-гребенчатой конфигурацией. Аналогичным образом, другие конденсаторы 122, 123, 124, 125 и 126 тоже выполнены таким же образом.
Также в соответствии с предпочтительным примером, по меньшей мере один конденсатор выполнен для каждого из вогнутых дугообразных участков 1011, 1012, 1013 катушки индуктивности на их внутренней периферии в направлении центральной точки 110. В варианте реализации, показанном на фиг. 1, в соответствии с предпочтительным примером, два конденсатора выполнены для каждого вогнутого дугообразного участка 1011, 1012, 1013 катушки индуктивности. Например, конденсаторы 121 и 122 выполнены на участке 1011, конденсаторы 123 и 124 выполнены на участке 1012, а конденсаторы 125 и 126 выполнены на участке 1013. В соответствии с предпочтительным примером, первые электроды данного конденсатора 121, 122, 123, 124, 125, 126, в данном случае электроды 1211 и 1221, 1231 и 1241, и 1251 и 1261, могут быть электрическим образом соединены с внутренней стороной, или внутренним контуром, катушки 101 индуктивности, в данном случае с наиболее приближенным к середине витком участков 1011, 1012 и 1013, соответственно. В свою очередь, вторые электроды, в данном случае электроды 1212 и 1222, 1232 и 1242, и 1252 и 1262, могут быть соединены с внешней стороной, или внешним контуром, катушки 101 индуктивности, в данном случае с наиболее удаленным от середины витком участков 1011, 1012 и 1013, соответственно. Хотя первые электроды 1211, 1221, 1231, 1241, 1251, 1261 могут быть выполнены по существу как выступы наиболее приближенного к середине витка катушки 101 индуктивности, проходящие к центральной точке 110, вторые электроды 1212, 1222, 1232, 1242, 1252, 1262 могут быть соединены с наиболее удаленным от середины витком катушки 101 индуктивности посредством соответствующих электропроводящих перемычек 1213, 1223, 1233, 1243, 1253, 1263. Сточки зрения производства, данные перемычки 1213, 1223, 1233, 1243, 1253, 1263 или электрические соединения могут быть выполнены в другой плоскости, в частности на другой стороне, подложки, несущей лежащие в одной плоскости катушку 101 индуктивности и конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126, при условии, что пассивный датчик 100 в целом является плоским. Как показано на фиг. 1, электропроводящие перемычки 1213, 1223, 1233, 1243, 1253, 1263 могут содержать соответственно проводящий мост и могут пересекать подложку и, при необходимости, также вторые электроды 1212, 1222, 1232, 1242, 1252, 1262.
В варианте реализации, показанном на фиг. 1, конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 могут быть больше в направлении наиболее приближенного к середине витка катушки 101 индуктивности, чем в направлении центральной точки 110, например таким образом, что общая форма каждого конденсатора 121, 122, 123, 124, 125, 126 по существу представляет собой трапецию, большее основание которой направлено в сторону от центральной точки 110, а меньшее основание которой направлено к центральной точке 110. Данная форма может быть предпочтительной для последующего изгибания пассивного датчика 100 ввиду его встраивания в контактную линзу. Данная форма, однако, не является ограничением и могут быть использованы другие формы, если они облегчают прикрепление пассивного датчика 100 к контактной линзе или покрытие поверхности глаза, например, как в вариантах реализации, показанных на фиг. 5 и 6.
Также предпочтительным является удаление ненужного материала от пассивного датчика 100 для облегчения его встраивания в контактную линзу. Таким образом, предпочтительным является по меньшей мере частичное удаление необязательных частей несущей подложки (не показана для ясности), предпочтительно по внутреннему и внешнему контурам пассивного датчика 100, однако достаточное количество материала несущей подложки остается в областях, в которых изгибание пассивного датчика 100 может привести к повреждению катушки 101 индуктивности и/или любого из конденсаторов 121, 122, 123, 124, 125, 126. Также предпочтительно оставлять центральную область 130, окружающую по существу центральную точку 110, например, соответствующую положению зрачка, свободной от какого-либо материала таким образом, что зрение по существу не ослаблено, а гибкость пассивного датчика 100 усовершенствована.
На фиг. 2 схематически показана часть в разрезе приведенного в качестве примера варианта реализации системы 200 мониторинга физиологического параметра согласно одному аспекту настоящего изобретения, в частности использующей пассивное воспринимающее средство 201, образующее резонансную цепь, для обнаружения изменений физиологического параметра, относящегося в частности к деформациям поверхности 2061 слоя 206 материала с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. В предпочтительном примере данного варианта реализации пассивное воспринимающее средство 201 может представлять собой пассивный датчик 100 согласно варианту реализации, проиллюстрированному со ссылкой на фиг. 1. Однако вместо него могут быть использованы варианты пассивного датчика 100 или других по существу лежащих в одной плоскости пассивных датчиков, образующих резонансную цепь. В частности, в примерах данного варианта реализации могут быть использованы любые пассивные датчики 500, 600, 700, 800 согласно вариантам реализации, проиллюстрированным со ссылкой на фиг. 5-8.
В приведенном в качестве примера варианте реализации, показанном на фиг. 2, пассивное воспринимающее средство 201 выполнено в виде множества лежащих в одной плоскости проводящих элементов, которые могут представлять собой индуктивные и/или емкостные элементы, образующие резонансную цепь с заданной резонансной частотой, выбранной из диапазона частот, подходящего предпочтительно для использования в медицине. Для ясности на фиг. 2 показано только два таких лежащих в одной плоскости элемента 2011, 2012. В предпочтительном примере, когда пассивное воспринимающее средство 201 представляют собой пассивный датчик 100 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, или любой из пассивных датчиков 500, 600, 700, 800 согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 5-8, два лежащих в одной плоскости проводящих элемента 2011, 2012 могут соответствовать двум последовательным проводящим элементам в сечении, например двум последующим виткам спиральной катушки 101 индуктивности или двум последующим гребням любого из конденсаторов 121, 122, 123, 124, 125, 126 со встречно-гребенчатой конфигурацией. По аналогии с вариантами реализации, показанными на фиг. 1 и фиг. 5-8, пассивное воспринимающее средство 201 приведенного в качестве примера варианта реализации, показанного на фиг. 2, может быть выполнено на слое 202 материала несущей подложки, в частности на его передней стороне 2021, при том, что необязательный слой 203 защитного покрывающего материала обеспечен на передней стороне 2021 и/или проводящих элементах 2011, 2012, или поверх них. Кроме того, пассивное воспринимающее средство 201 может быть прикреплено к несущему элементу, показанному как слой 205, системы 200 мониторинга физиологического параметра на обратной стороне 2022 слоя 202 материала несущей подложки. Таким образом, необязательный слой 204 может быть выполнен поверх обратной стороны 2022 покрывающего материала и/или адгезивного материала.
Как показано на фиг. 2, пассивное воспринимающее средство 201, прикрепленное к несущему элементу 205, будет использовано для определения изменений физиологического параметра, относящихся к деформациям поверхности 2061 первого слоя 206 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Таким образом, вблизи резонансной частоты пассивного воспринимающего средства 201 все относительные диэлектрические проницаемости несущего элемента 205 и слоев подложки 202, покрытия 203 и покрытия и/или адгезива 204 предпочтительно выбраны очень малыми по сравнению с относительной диэлектрической проницаемостью первого слоя 206, например, предпочтительно в десять раз меньше.
Использование лежащих в одной плоскости проводящих, индуктивных и/или емкостных, элементов 2011, 2012 обеспечивает геометрическую форму линий электрического поля, отличную от геометрической формы, которую обеспечивают конденсаторы с параллельной конфигурацией электродов с расположением друг напротив друга, так что вместо обеспечения по существу прямых линий электрического поля между двумя противоположными параллельными электродами, линии электрического поля при конфигурации с расположением в одной плоскости, показанной на фиг. 2, также могут проходить из плоскости лежащих в одной плоскости проводящих элементов 2011, 2012, например по дуге. Известно, что паразитные емкости могут присутствовать между проводящими элементами 2011, 2012, а также между такими же или другими элементами с высокой относительной диэлектрической проницаемостью вблизи них, что может оказывать влияние на резонансную частоту пассивного воспринимающего средства 201. В варианте реализации, показанном на фиг. 2, между пассивным воспринимающим средством 201 и слоем 206 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью обеспечен промежуточный слой 207, причем относительная диэлектрическая проницаемость указанного промежуточного слоя 207 также очень мала, предпочтительно по меньшей мере в десять раз меньше по сравнению с относительной диэлектрической проницаемостью материала слоя 206. Таким образом, так как линии электрического поля могут проходить из плоскости лежащих в одной плоскости элементов 2011, 2012, паразитные емкости могут быть также образованы между каждым из лежащих в одной плоскости проводящих элементов 2011, 2012 пассивного воспринимающего средства 201 и противоположными областями поверхности 2061 слоя 206 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью, таким образом образуя множество воспринимающих конденсаторов, имеющих конфигурацию по существу с параллельными электродами, причем один электрод является одним из проводящих элементов 2011, 2012, а второй электрод представляет собой противоположную область поверхности 2061. Другими словами, проводящие элементы 2011, 2012 пассивного воспринимающего средства 201, например витки спиральной катушки 101 индуктивности и/или различные гребни конденсаторов 121, 122, 123, 124, 125, 126 со встречно-гребенчатой конфигурацией, образуют первые электроды для множества воспринимающих конденсаторов, а противоположные им области на поверхности 2061 образуют соответствующие вторые электроды данных воспринимающих конденсаторов, без необходимости физического построения каких-либо вторых воспринимающих электродов в пассивном воспринимающем средстве 201. Деформация поверхности 2061 слоя 206 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью будет оказывать влияние на расстояние между данными электродами, таким образом также оказывая влияние на резонансную частоту. Данное изменение, в свою очередь, может быть обнаружено с использованием внешнего магнитного поля в соответствии с известными способами.
Если слой 208 другого материала с высокой относительной диэлектрической проницаемостью выполнен, например, поверх несущего элемента 205, как схематически показано на фиг. 2, дополнительные паразитные емкости могут также присутствовать между проводящими элементами 2011, 2012 пассивного воспринимающего средства 201 и противоположными областями слоя 208, что может вносить помехи в мониторинг деформаций поверхности 2061 первого слоя 206 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью. Таким образом, предпочтительно, чтобы несущий элемент 205 был изготовлен таким образом, что пассивное воспринимающее средство 201 может быть прикреплено к нему таким образом, чтобы расстояние D от любого из лежащих в одной плоскости проводящих элементов 2011, 2012 до поверхности 2081 слоя 208 было больше, чем расстояние d от указанного лежащего в одной плоскости проводящего элемента 2011, 2012 до противоположной области поверхности 2061 слоя 206. Таким образом, паразитные емкости воспринимающих конденсаторов могут представлять собой основные параметры, изменяющиеся как функция от деформаций поверхности 2061, в то время как любая другая емкость системы 200 мониторинга физиологического параметра будет фиксированной или пренебрежимо малой в сравнении.
В предпочтительном примере варианта реализации, проиллюстрированного со ссылкой на фиг. 2, в частности в примере, в котором пассивное воспринимающее средство 201 представляет собой пассивный датчик 100 согласно приведенному в качестве примера варианту реализации, показанному на фиг. 1, или пассивные датчики 500, 600, 700, 800 согласно любому из примеров, показанных на фиг. 5-8, первый слой 206 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью может представлять собой ткань глаза, например роговицу, и/или слезную пленку, образованную на ней, второй слой 208 с высокой относительной диэлектрической проницаемостью может представлять собой ткань глаза, например, веко, и/или слезную пленку, образованную между веком и несущим элементом 205, причем несущий элемент 205 может представлять собой контактную линзу, а промежуточный слой 207 с низкой относительной диэлектрической проницаемостью может представлять собой промежуточное пространство, наполненное воздухом или, в других примерах, биосовместимым диэлектрическим материалом с низкой относительной диэлектрической проницаемостью. Наконец, физиологический параметр может представлять собой внутриглазное давление, которое таким образом можно отслеживать в соответствии с изменениями резонансной частоты как функции от изменения расстояния между пассивным датчиком 100 и поверхностью глаза, в частности роговицы, и/или слезной пленки на ней. В предпочтительном примере катушка 101 индуктивности и множество конденсаторов 121, 122, 123, 124, 125, 126 могут быть выбраны таким образом, что начальная резонансная частота пассивного датчика 100 находится вблизи значения 30 МГц. Вблизи данного значения частоты относительная диэлектрическая проницаемость εr для различных слоев может составлять: εr (века) ≈80 для слоя 208, εr (роговицы) ≈100, εr (слезной пленки) ≈80, так что можно сделать вывод, что εr (роговицы) ≈εr (слезной пленки) вблизи значения 30 МГц для слоя 206. Кроме того, относительная диэлектрическая проницаемость материала, образующего контактную линзу 205, который может представлять собой кремниевый или полимерный материал, который может быть использован для жестких или мягких элементов в виде контактной линзы, может составлять εr (кремния) ≈3, а относительная диэлектрическая проницаемость диэлектрического материала в промежуточном пространстве 207, который может представлять собой воздух или другой биосовместимый диэлектрический материал с низкой относительной диэлектрической проницаемостью, может составлять εr (воздуха, другого диэлектрика) ≈1-3.
На фиг. 3 показан предпочтительный пример системы 200 мониторинга физиологического параметра варианта реализации, проиллюстрированного со ссылкой на фиг. 2, в котором могут отслеживаться изменения внутриглазного давления. Таким образом, вариант реализации, показанный на фиг. 3, во всех аспектах является аналогом варианта реализации, показанного на фиг. 2. В данном примере система 300 мониторинга физиологического параметра может содержать пассивное воспринимающее средство 301, которое в частности может представлять собой пассивный датчик 100 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, или пассивные датчики 500, 600, 700, 800 согласно любому из примеров, показанных на фиг. 5-8, предпочтительно прикрепленные на ее обратной стороне к внутренней поверхности 303 контактной линзы 302 таким образом, что лежащие в одной плоскости катушка 101 индуктивности и конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 направлены в сторону поверхности 3061 глаза 306, в частности роговицы 3062, изменения внутриглазного давления которого будут отслеживаться. В целях упрощения, пассивное воспринимающее средство 301 показано в виде одного слоя, но специалисту в данной области техники будет понятно, что данная конфигурация является аналогом конфигурации, показанной на фиг. 2, примененной к пассивному датчику 100 согласно фиг. 1 или пассивным датчикам 500, 600, 700, 800 согласно вариантам реализации, проиллюстрированным со ссылкой на фиг. 5-8.
В варианте реализации, показанном на фиг. 3, контактная линза 302 также содержит внешнюю поверхность 304, выполненную с возможностью контакта с тканью глаза и/или слезной пленкой на ней. В частности, внутренняя поверхность 303 линзы 302 выполнена с возможностью контакта по меньшей мере с поверхностью 3061 глаза 306 и предпочтительно также со слезной пленкой на ней, а внешняя поверхность 304 линзы 302 выполнена с возможностью контакта по меньшей мере с веком 308 и предпочтительно также со слезной пленкой. Кроме того, контактная линза 302 также предпочтительно может быть жесткой контактной линзой склерального типа, так что ее периферическая область 309 находится на поверхности 3061, в частности на склере 3063 и/или слезной пленке, образованной на ней (слезная пленка не показана для упрощения), и таким образом линза 302 также обеспечивает промежуточное пространство 305, которое, в частности, может быть наполнено воздухом, между поверхностью 3061 глаза 306 и пассивным воспринимающим средством 301. В соответствии с предпочтительным примером варианта реализации, показанного на фиг. 1, расстояние d между пассивным воспринимающим средством 301 и поверхностью 3061 меньше, чем расстояние D между пассивным воспринимающим средством 301 и внешней поверхностью 304 контактной линзы 302, например, без ограничения объема настоящего изобретения данными значениями, d ≈ 350 мкм и D ≈ 500 мкм, так что какая либо паразитная емкость между пассивным воспринимающим средством 301 и веком 308 будет пренебрежимо мала или будет отсутствовать по сравнению с паразитными емкостями воспринимающих конденсаторов, образованных между пассивным воспринимающим средством 301 и поверхностью 3061.
Пример, показанный на фиг. 3, может быть особенно предпочтительным, когда выбрано пассивное воспринимающее средство 301 с низкой резонансной частотой, например, значительно ниже 30 МГц, на которой относительная диэлектрическая проницаемость роговицы становится значительно больше, чем относительная диэлектрическая проницаемость слезной пленки на ней, другими словами, на частотах, для которых εr (роговицы) >>εr (слезной пленки). В данном случае слезная пленка на поверхности 3061 глаза 306 может образовывать часть пространства 305 с низкой диэлектрической проницаемостью.
На фиг. 4А показан другой предпочтительный пример системы 400 мониторинга физиологического параметра, которая в большинстве аспектов аналогична системе 300 мониторинга физиологического параметра согласно варианту реализации, показанному на фиг. 3. Таким образом, систему 400 мониторинга физиологического параметра используют для мониторинга изменений внутриглазного давления в глазу 406, и она содержит пассивное воспринимающее средство 401, которое также может представлять собой пассивный датчик 100 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, или любой из примеров, описанный со ссылкой на фиг. 5-8, также предпочтительно прикрепленное на ее обратной стороне к внутренней поверхности 403 первой жесткой контактной линзы, или первого жесткого элемента 402 в виде контактной линзы, таким образом, что лежащие в одной плоскости проводящие элементы пассивного воспринимающего средства 401, например катушка 101 индуктивности и конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 направлены в сторону поверхности 4061 глаза 406, в частности роговицы 4062.
В варианте реализации, показанном на фиг. 4А, жесткий элемент 402 в виде контактной линзы также содержит внешнюю поверхность 404, выполненную с возможностью контакта с веком 408 и слезной пленкой на нем, а его внутренняя поверхность 403 также предпочтительно выполнена с возможностью контакта по меньшей мере с поверхностью 4061 глаза 406, предпочтительно также со слезной пленкой не ней (слезные пленки также не показаны для упрощения), и в частности таким образом, что его периферическая область 409 находится на склере 4063 глаза 406, обеспечивая промежуточное пространство 405.
Однако в примере, показанном на фиг. 4А, пассивное воспринимающее средство 401 выбрано с резонансной частотой, составляющей приблизительно 30 МГц, так что εr (роговицы) ≈εr (слезной пленки) >>εr (воздуха) ≈εr (материала линзы). Таким образом, для эффективного обнаружения какой-либо деформации поверхности 4061 или, другими словами, для обеспечения по меньшей мере одного воспринимающего конденсатора между лежащими в одной плоскости элементами пассивного воспринимающего средства 401 и противоположными областями поверхности 4061, необходимо избежать наполнения пространства 405 слезной пленкой. Таким образом, в примере, показанном на фиг. 4А, система 400 мониторинга физиологического параметра содержит многослойную контактную линзу 420, содержащую жесткую линзу 402, а также мягкий слой 410, который может представлять собой, например, мягкую контактную линзу, соединенные по краям в направлении периферической области 408, окружающую промежуточное пространство 405. Мягкая контактная линза 410 также содержит внутреннюю поверхность 411, выполненную с возможностью контакта с поверхностью 4061 и слезной пленкой на ней, а также внешнюю поверхностью 412, противоположную внутренней поверхности 411. Для улучшения контакта с поверхностью 4061 глаза 406, в частности роговицы 4062, многослойная линза 420, и в частности мягкая линза 410, может избегать контакта вокруг области 4064 лимба глаза 406 при том, что периферическая область 409 находится на склере 4063.
Таким образом, в примере, показанном на фиг. 4А, слезная пленка на поверхности 4061 глаза 406 может образовывать часть роговицы 4062, а мягкая линза 410 может рассматриваться как мягкая линза с промежуточным пространством 405, которое может быть наполнено воздухом или любым другим сжимаемым и биосовместимым материалом со сравнительно низкой относительной диэлектрической проницаемостью. В данном варианте реализации, расстояние d от пассивного воспринимающего средства 401 до поверхности 410, другими словами, до границы раздела между мягкой линзой 410 и слезной пленкой на области 4062 роговицы, меньше, чем расстояние D между пассивным воспринимающим средством 401 и внешней поверхностью 404 жесткой контактной линзы 402, так что какая либо паразитная емкость между пассивным воспринимающим средством 401 и веком 408 будет пренебрежимо мала или будет отсутствовать по сравнению с паразитными емкостями воспринимающих конденсаторов, образованных пассивным воспринимающим средством 401 и соответствующими противоположными областями поверхности 4061.
На фиг. 4В показан пример системы 400' мониторинга физиологического параметра, которая по существу аналогична системе 400 мониторинга физиологического параметра, показанной на фиг. 4А, за исключением того, что воспринимающее средство 401 расположено в углублении 4031, выполненном во внутренней поверхности 403 жесткой части 402 многослойной линзы 420. Данный пример, таким образом, является более предпочтительным, чем предыдущий пример, в отношении устойчивости прикрепления пассивного воспринимающего средства 401 в многослойной линзе 420.
На фиг. 5-8 показаны другие варианты реализации пассивного воспринимающего средства согласно настоящему изобретению. Как указано выше, все данные примеры могут быть использованы в качестве альтернативы примеру, показанному на фиг. 1, и в частности все данные примеры могут быть использованы в системах 200, 300, 400, 400' физиологического мониторинга, описанных в вариантах реализации со ссылками на фиг. 2-4. Таким образом, ссылка сделана на приведенное выше описание в отношении любых особенностей пассивных датчиков 500, 600, 700, 800 согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 5-8, которые представляют собой аналоги варианта реализации пассивного датчика 100, показанного на фиг. 1, а также в отношении использования в комбинации с любыми системами 200, 300, 400, 400' мониторинга физиологического параметра согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 2-4.
В варианте реализации, показанном на фиг. 5, по аналогии с пассивным датчиком 100 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, пассивный датчик 500 представляет собой резонансную цепь, содержащую индуктивный элемент, в данном случае катушку 501 индуктивности, и по меньшей мере один емкостной элемент, в данном случае множество конденсаторов 521, 522, 523, 524, 525 и 526, все из которых лежат в одной плоскости в одном слое до какой-либо деформации пассивного датчика 500 для его встраивания в контактную линзу системы мониторинга физиологического параметра. Проводящие, например металлические, элементы 501, 521, 522, 523, 524, 525, 526 также могут быть выполнены на слое несущей подложки с расположенными на них защитными покрывающими слоями, или без них, которые также не показаны для ясности и могут быть также частично удалены, как описано выше.
В соответствии с предпочтительным примером, катушка 501 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 5, является по существу такого же типа и имеет те же свойства и преимущества, что и катушка 101 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1. В частности, она может также содержать вогнутые дугообразные участки 5011, 5012, 5013 относительно по существу центральной опорной точки 510 пассивного датчика 500, но которые не центрированы относительно нее, а также выпуклые дугообразные участки 5021, 5022, 5023, соединяющие вогнутые участки 5011, 5012, 5013 друг с другом. Аналогичным образом, катушка 501 индуктивности также может содержать прямые участки 5031, 5032, 5033, 5034, 5035, 5036 и закругленные места 5041, 5042, 5043, 5044, 5045, 5046 соединения между прямыми участками 5031, 5032, 5033, 5034, 5035, 5036 и вогнутыми участками 5011, 5012, 5013.
Также по аналогии с катушкой 101 индуктивности, показанной на фиг. 1, катушка 501 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 5, может также представлять собой плоскую спиральную катушку индуктивности с первым выводом 5051 на внутреннем контуре вогнутого дугообразного участка 5012 и вторым выводом 5052 на его внешнем контуре, а также с малой отклоненной областью 506. Катушка 501 индуктивности может также содержать последовательные витки, например, приблизительно от 5 до 20 витков, предпочтительно от 8 до 15 витков, наиболее предпочтительно от 10 до 13 витков, и ее ширина предпочтительно может составлять менее 2,0 мм, например приблизительно 1,5 мм или меньше. В отличии от катушки 101 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1, катушка 501 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 5, содержит 13 витков, которые могут иметь ширину приблизительно 50 мкм и могут быть расположены на расстоянии приблизительно 50 мкм друг от друга.
Как показано на фиг. 5, конденсаторы 521, 522, 523, 524, 525, 526 также могут представлять собой лежащие в одной плоскости конденсаторы и в действительности быть схожими с конденсаторами 121, 122, 123, 124, 125, 126 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1. Таким образом, пары электродов 5211 и 5212, 5221 и 5222, 5231 и 5232, 5241 и 5242, 5251 и 5252, 5261 и 5262 могут также лежать в одной плоскости друг относительно друга и иметь Е-образные формы с образованием встречно-гребенчатой конфигурации. Кроме того, конденсаторы 521, 522, 523, 524, 525, 526, до изгибания датчика 500, выполнены лежащими в одной плоскости с катушкой 501 индуктивности при обеспечении соответствующих преимуществ, описанных выше. Аналогичным образом, конденсаторы 521 и 522 выполнены на участке 5011, конденсаторы 523 и 524 выполнены на участке 5012, а конденсаторы 525 и 526 выполнены на участке 5013. Кроме того, первые электроды 5211 и 5221, 5231 и 5241, и 5251 и 5261 могут также быть соединены электрическим образом с наиболее приближенным к середине витком катушки 501 индуктивности и могут быть выполнены в виде выступов наиболее приближенного к середине витка, или заодно с ним, а вторые электроды 5212 и 5222, 5232 и 5242, и 5252 и 5262 могут быть соединены с наиболее удаленным от середины витком посредством соответствующих электропроводящих перемычек 5213, 5223, 5233, 5243, 5253, 5263, как описано выше.
В варианте реализации, показанном на фиг. 5, и в отличии от варианта реализации, показанного на фиг. 1, хотя конденсаторы 521, 522, 523, 524, 525, 526 могут также быть больше в направлении наиболее приближенного к середине витка катушки 501 индуктивности, чем в направлении центральной точки 510, они снова расширяются в направлении центральной области 530, которая может быть свободной от материала, окружающей центральную точку 510 таким образом, что их края частично имеют дугообразную форму, в частности в соответствием с геометрической формой выпуклых дугообразных участков 5021, 5022, 5023, с обеспечением преимущества относительно варианта реализации по фиг. 1 в том, что большая часть лежащей ниже поверхности глаза, в частности по роговице, может быть покрыта после встраивания пассивного датчика 500 в систему мониторинга физиологического параметра, например в любую из систем 200, 300, 400, 400' мониторинга физиологического параметра. В частности, с расширением наиболее приближенных к середине краев всех электродов 5211, 5212, 5221, 5222, 5231, 5232, 5241, 5242, 5251, 5252, 5261, 5262 задняя часть Е-образных первых электродов 5211, 5221, 5231, 5241, 5251, 5261 частично соответствует дугообразной геометрической форме расположенных рядом соответствующих выпуклых участков 5021, 5022, 5023.
В варианте реализации, показанном на фиг.6, пассивный датчик 600 также представляет собой резонансную цепь, содержащую индуктивный элемент, в данном случае такую же катушку 501 индуктивности, как и в варианте реализации, показанном на фиг. 5, и по меньшей мере один емкостной элемент, в данном случае три конденсатора 621, 622, 623, все из которых лежат в одной плоскости в одном слое до какой-либо деформации пассивного датчика 600 для его встраивания в контактную линзу системы мониторинга физиологического параметра. Далее приведена ссылка на приведенное выше описание, в частности в отношении конкретно катушки 501 индуктивности, а также других общих особенностей с пассивными датчиками 100, 500 согласно предыдущим вариантам реализации.
В отличие от фиг. 1 и 5, на внутреннем контуре каждого вогнутого дугообразного участка 5011, 5012, 5013 выполнен только один конденсатор 621, 622, 623 соответственно. Как и в вариантах реализации, показанных на фиг. 1 и 5, каждый конденсатор 621, 622, 623 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 6, также лежит в одной плоскости, но первый и второй электроды в каждой паре электродов 6211 и 6212, 6221 и 6222, 6231 и 6232 не имеют встречно-гребенчатой конфигурации друг относительно друга. Однако, как показано на фиг. 6, каждый отдельный электрод 6211, 6212, 6221, 6222, 6231, 6232 сам по себе представляет собой электрод со встречно-гребенчатой конфигурацией. Как показано далее, каждый отдельный электрод 6211, 6212, 6221, 6222, 6231, 6232 пассивного датчика 600 может покрывать приблизительно столько поверхности, сколько и конденсатор 521, 522, 523, 524, 525, 526 с полностью встречно-гребенчатой конфигурацией пассивного датчика 500 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 5, или, в некоторых примерах, сколько и конденсатор 121, 122, 123, 124, 125, 126 с полностью встречно-гребенчатой конфигурацией пассивного датчика 100 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1. С точки зрения формы, по сравнению, в частности, с вариантом реализации, показанном на фиг. 5, в варианте реализации, показанном на фиг. 6, каждый электрод 6211, 6212, 6221, 6222, 6231, 6232 приблизительно соответствует наличию двух Е-образных электродов 5211 и 5212, 5221 и 5222, 5231 и 5232, 5241 и 5242, 5251 и 5252, 5261 и 5262 во встречно-гребенчатой конфигурации каждого конденсатора 521, 522, 523, 524, 525, 526, соединенных на их больших краях, в направлении наиболее приближенного к середине витка катушки 501 индуктивности, таким образом образуя один единый электрод со встречно-гребенчатой конфигурацией. Преимущество придания отдельным электродам 6211, 6212, 6221, 6222, 6231, 6232 такой формы заключается в облегчении отливки или формования пассивного датчика 600 для его прикрепления к контактной линзе. Как показано на фиг. 6, аналогично варианту реализации, показанному на фиг. 5, обратная сторона электродов 6211, 6212, 6221, 6222, 6231, 6232, направленная к выпуклым дугообразным участкам 5021, 5022, 5023 катушки 501 индуктивности, могут также соответствовать дугообразной геометрической форме выпуклых дугообразных участков 5021, 5022, 5023 и расширяться в направлении центральной области 530, при обеспечении того же преимущества над вариантом реализации по фиг. 1 в том, что большая часть лежащей ниже поверхности глаза, в частности над роговицей, может быть покрыта после встраивания пассивного датчика 600 в систему мониторинга физиологического параметра, например в любую из систем 200, 300, 400, 400' мониторинга физиологического параметра.
Кроме того, как и в предыдущих вариантах реализации, первые электроды 6211, 6221, 6231 пассивного датчика 600 могут быть соединены электрическим образом с наиболее приближенным к середине витком катушки 501 индуктивности и могут быть выполнены в виде его выступов, выполненных заодно, а вторые электроды 6212, 6222, 6232 могут быть соединены с наиболее удаленным от середины витком посредством соответствующих электропроводящих перемычек 6213, 6223, 6233, которые также могут содержать соответствующий проводящий мост. На фиг. 6 также показано, что перемычки 6213, 6223, 6233 могут пересекать несущую подложку и даже вторые электроды 6212, 6222, 6232. Преимущество данной конфигурации в варианте реализации, показанном на фиг. 6, по сравнению с вариантами реализации, показанными на фиг. 1 и 5, заключается в том, что количество электропроводящих перемычек уменьшено вдвое, таким образом позволяя уменьшить количество областей, в которых материал пересекает несущую подложку, при том, что размер поверхности, покрытой лежащими в одной плоскости конденсаторами, остается по меньшей мере таким же.
В варианте реализации, показанном на фиг. 7, по аналогии с пассивными датчиками 100, 500 и 600 согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 1, 5 и 6, пассивный датчик 700 также представляет собой резонансную цепь, содержащую индуктивный элемент, в данном случае катушку 701 индуктивности, и по меньшей мере один емкостной элемент, в данном случае множество конденсаторов 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728, все из которых лежат в одной плоскости в одном слое до какой-либо деформации пассивного датчика 700 для его встраивания в контактную линзу системы мониторинга физиологического параметра. Данные проводящие, предпочтительно металлические, элементы 701, 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728 также могут быть выполнены на слое несущей подложки с расположенными на них защитными покрывающими слоями, или без них, которые также не показаны для ясности и могут быть также частично удалены, как описано выше.
В соответствии с предпочтительным примером, в качестве альтернативы вариантам реализации, показанным на фиг. 1, 5 и 6, катушка 701 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 7, представляет собой плоскую катушку индуктивности круглой кольцеобразной формы, проходящую по спирали от первого вывода 7051 на своем внутреннем контуре в направлении второго вывода 7052 на своем внешнем контуре. Хотя катушки 101 и 501 индуктивности согласно предыдущим вариантам реализации и их примерам могут быть более предпочтительными с точки зрения облегчения деформации пассивных датчиков 100, 500, 600 в отношении их прикрепления к вогнутой чашеобразной форме контактной линзы, катушка 701 индуктивности пассивного датчика 700 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 7, в свою очередь является более предпочтительной с точки зрения амплитуды сигнала на антенне сопряженного портативного устройства, вырабатывающего внешнее магнитное поле. Как и в предыдущих вариантах реализации, катушка 701 индуктивности может также содержать последовательные витки, например приблизительно от 5 до 20 витков, предпочтительно от 8 до 15 витков, наиболее предпочтительно от 10 до 13 витков, и ее ширина предпочтительно может составлять менее 2,0 мм, например приблизительно 1,5 мм или меньше. Как и катушка 501 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 5 и 6, катушка 701 индуктивности согласно варианту реализации, показанному на фиг. 7, может таким образом содержать 13 витков, которые могут иметь ширину приблизительно 50 мкм и могут быть расположены на расстоянии приблизительно 50 мкм друг от друга.
Для обеспечения достаточного покрытия поверхности в связи с использованием пассивного датчика 700 для обнаружения деформаций поверхности глаза при обеспечении достаточной гибкости для прикрепления к контактной линзе, в варианте реализации, показанном на фиг. 7, обеспечено множество конденсаторов, в данном случае восемь конденсаторов 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728 со встречно-гребенчатой конфигурацией. Ввиду приведенного выше описания, специалисту в данной области техники будет понятно, что данное количество не должно рассматриваться в качестве ограничения, и что большее или меньшее количество конденсаторов может быть использовано в зависимости от требуемой конфигурации и чувствительности пассивного воспринимающего средства.
Как показано на фиг. 7, конденсаторы 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728 представляют собой конденсаторы такого же типа, что и конденсаторы 121, 122, 123, 124, 125, 126 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 1. Таким образом, пары электродов 7211 и 7212, 7221 и 7222, 7231 и 7232, 7241 и 7242, 7251 и 7252, 7261 и 7262, 7271 и 7272, 7281 и 7282 могут также лежать в одной плоскости друг относительно друга и иметь Е-образные формы с образованием встречно-гребенчатой конфигурации. Кроме того, конденсаторы 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728 также могут быть больше в направлении наиболее приближенного к середине витка катушки 701 индуктивности, чем в направлении центральной области 730, например таким образом, что общая форма каждого конденсатора 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728 по существу представляет собой трапецию, большее основание которой направлено в сторону от центральной области 730, а меньшее основание которой направлено к центральной области 730, при обеспечении такого же преимущества, как описано выше, например для варианта реализации, показанного на фиг. 1.
Кроме того, как также описано в отношении вариантов реализации, показанных на фиг. 1 и 5, в пассивном датчике 700 согласно варианту реализации, показанному на фиг. 7, первые электроды7211, 7221, 7231, 7241, 7251, 7261, 7271, 7281 могут также быть соединены электрическим образом с наиболее приближенным к середине витком катушки 701 индуктивности и могут быть выполнены в виде выступов наиболее приближенного к середине витка, или заодно с ним, а вторые электроды 7212, 7222, 7232, 7242, 7252, 7262, 7272, 7282 могут быть соединены с наиболее удаленным от середины витком посредством соответствующих электропроводящих перемычек 7213, 7223, 7233, 7243, 7253, 7263, 7273, 7283, как описано выше для предыдущих вариантов реализации.
В варианте реализации, показанном на фиг. 8, пассивный датчик 800 также представляет собой резонансную цепь, содержащую индуктивный элемент, в данном случае такую же катушку 701 индуктивности, как и в варианте реализации, показанном на фиг. 7, и по меньшей мере один емкостной элемент, в данном случае четыре конденсатора 821, 822, 823, 824, все из которых лежат в одной плоскости в одном слое до какой-либо деформации пассивного датчика 800 для его встраивания в контактную линзу системы мониторинга физиологического параметра. Далее приведена ссылка на приведенное выше описание, в частности в отношении конкретно катушки 701 индуктивности, а также других общих особенностей с пассивными датчиками 100, 500, 600, 700 согласно предыдущим вариантам реализации.
В отличие от варианта реализации, показанного на фиг. 7, но по аналогии с вариантом реализации, показанным на фиг. 6, в пассивном датчике 800 первый и второй электроды в каждой паре электродов 8211 и 8212, 8221 и 8222, 8231 и 8232, 8241 и 8242 конденсаторов 821, 822, 823, 824 не имеют встречно-гребенчатой конфигурации друг относительно друга. Однако, как показано на фиг 8, каждый отдельный электрод 8211, 8212, 8221, 8222, 8231, 8232, 8241, 8242 может быть выполнен в форме трезубца, направленного к центральной области 730, с образованием также трапециевидной формы, как описано выше, причем конденсаторы 821, 822, 823, 824 также больше к направлении наиболее приближенного к середине витка катушки 701 индуктивности, чем в направлении центральной области 730, при том, что также обеспечено такое же преимущество, как описано, например, для варианта реализации, показанного на фиг. 1. Как показано на фиг. 8, каждый отдельный электрод 8211, 8212, 8221, 8222, 8231, 8232, 8241, 8242 пассивного датчика 800 может покрывать приблизительно столько поверхности, сколько и конденсатор 721, 722, 723, 724, 725, 726, 727, 728 с полностью встречно-гребенчатой конфигурацией согласно варианту реализации, показанному на фиг. 7.
Кроме того, как и в предыдущих вариантах реализации, первые электроды 8211, 8221, 8231, 8241 пассивного датчика 800 могут быть соединены электрическим образом с наиболее приближенным к середине витком катушки 701 индуктивности и могут быть выполнены в виде его выступов, выполненных заодно, а вторые электроды 8212, 8222, 8232, 8242 могут быть соединены с наиболее удаленным от середины витком посредством соответствующих электропроводящих перемычек 8213, 8223, 8233, 8243 и соответствующих связанных проводящих мостов. Как и в варианте реализации, показанном на фиг. 6, преимущество данной конфигурации в варианте реализации, показанном на фиг. 8, по сравнению с вариантом реализации, показанном на фиг. 7, заключается в том, что количество электропроводящих перемычек уменьшено вдвое, таким образом позволяя уменьшить количество областей, в которых материал пересекает несущую подложку, при том, что размер поверхности, покрытой лежащими в одной плоскости конденсаторами, остается по меньшей мере таким же.
Как указано выше, любые из пассивных датчиков 100, 500, 600, 700, 800 согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 1 или 5-8, или любые из их примеров, могут быть использованы в системах 200, 300, 400, 400' мониторинга физиологического параметра согласно вариантам реализации, показанным на фиг. 2-4В, или их примерах. В действительности, когда пассивное воспринимающее средство 100, 500, 600, 700, 800 реагирует на внешнее магнитное поле, выработанное сопряженным портативным устройством, конфигурация катушки индуктивности и/или конденсаторов в каждом из пассивных датчиков 100, 500, 600, 700, 800 позволяет линиям электрического поля, выработанным в них, выходить из плоскости пассивного датчика 100, 500, 600, 700, 800. Таким образом, при использовании в любой из систем 200, 300, 400, 400' мониторинга физиологического параметра, паразитные емкости будут присутствовать при лежащей ниже ткани глаза и/или слезной пленке на ней, которая будет образовывать воспринимающие конденсаторы, причем витки катушки индуктивности и/или физические конденсаторы пассивных датчиков 100, 500, 600, 700, 800 представляют собой первые электроды указанных воспринимающих конденсаторов, а ткань глаза и/или слезная пленка представляют собой их вторые электроды.
Специалисту в данной области техники будет очевидно, что варианты реализации, описанные выше, могут быть объединены с обеспечением других вариантов реализации различных аспектов настоящего изобретения. В частности, примеры пассивного воспринимающего средства могут быть использованы в любом примере системы мониторинга физиологического параметра.
Специалисту в данной области техники будет понятно, что настоящее изобретение обеспечивает усовершенствование в области пассивных воспринимающих устройств для мониторинга изменений физиологического параметра, в частности для мониторинга изменений внутриглазного давления. Пассивное воспринимающее устройство и устройство для мониторинга физиологического параметра согласно предпочтительным примерам реализации аспектов настоящего изобретения могут быть использованы с преимуществом пациентами, страдающими глаукомой и связанными глазными заболеваниями. По сравнению с известными из уровня техники решениями, аспекты настоящего изобретения обеспечивают воспринимающее устройство с улучшенной чувствительностью и улучшенной гибкостью для встраивания в контактную линзу, или для прикрепления к ней. Настоящее изобретение также обеспечивает новую систему мониторинга физиологического параметра для обнаружения изменений параметров, которые могут коррелировать с изменениями физиологического параметра.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ | 2015 |
|
RU2706138C2 |
| УЗЕЛ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ СО ВСТРОЕННОЙ КОНСТРУКЦИЕЙ АНТЕННЫ | 2013 |
|
RU2621483C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОНИТОРИНГА И ЛЕЧЕНИЯ СЕЗОННОГО АФФЕКТИВНОГО РАССТРОЙСТВА | 2014 |
|
RU2661020C2 |
| АНТЕННАЯ ОПРАВКА СО МНОЖЕСТВОМ АНТЕНН | 2016 |
|
RU2655542C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И/ИЛИ МОНИТОРИНГА ВНУТРИГЛАЗНОГО ДАВЛЕНИЯ | 2018 |
|
RU2771895C1 |
| СИСТЕМА ИНТРАОКУЛЯРНОЙ ЛИНЗЫ С ПРОЦЕССОРНЫМ КОНТРОЛЕМ | 2012 |
|
RU2594435C2 |
| УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ И МОНИТОРИНГА БИОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГЛАЗА | 2019 |
|
RU2795151C1 |
| ИНКАПСУЛИРОВАННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА | 2013 |
|
RU2631196C2 |
| СПОСОБЫ И АППАРАТУРА ДЛЯ УВЕЛИЧЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА ДЛЯ УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫХ ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ | 2017 |
|
RU2672124C2 |
| Способы и аппарат для увеличения концентраций кислорода для офтальмологических устройств | 2017 |
|
RU2671072C2 |
Настоящее изобретение относится к пассивным воспринимающим средствам (100) для контактной линзы системы мониторинга физиологического параметра, предназначенным для обнаружения изменений физиологического параметра, в частности внутриглазного давления, пассивные воспринимающие средства (100) образуют резонансную цепь, содержащую катушку (101) индуктивности и по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126). Катушка (101) индуктивности и указанный по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) лежат в одной плоскости только в одном слое. Изобретение также относится к соответствующей системе мониторинга физиологического параметра. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 8 ил. 
1. Пассивное воспринимающее средство (100) для контактной линзы системы мониторинга внутриглазного давления, предназначенное для обнаружения изменений внутриглазного давления и образующее резонансную цепь, содержащую: катушку (101) индуктивности и по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи, причем катушка (101) индуктивности и по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи лежат в одной плоскости только в одном слое пассивного воспринимающего средства (100), отличающееся тем, что катушка (101) индуктивности и по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи расположены таким образом, что образуют первые электроды по меньшей мере одного воспринимающего конденсатора, образованного лежащей ниже поверхностью глаза, на который надета контактная линза, и/или слёзной плёнкой глаза, на который надета контактная линза.
2. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 1, в котором катушка (101) индуктивности представляет собой плоскую катушку индуктивности, содержащую два или более, предпочтительно три, вогнутых дугообразных участков (1011, 1012, 1013), которые вогнуты относительно по существу центральной точки (110) пассивного воспринимающего средства (100), причем по меньшей мере у одного, предпочтительно у всех, из двух или более вогнутых дугообразных участков (1011, 1012, 1013) радиус кривизны указанного по меньшей мере одного участка в его некоторой точке больше расстояния между указанной точкой и по существу центральной точкой (110).
3. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 2, в котором по меньшей мере для одного, предпочтительно для всех, из двух или более вогнутых дугообразных участков (1011, 1012, 1013) катушки индуктивности по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи выполнен на их внутреннем контуре и проходит в направлении центральной области (130) пассивного воспринимающего средства (100).
4. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 2, в котором катушка (101) индуктивности также содержит выпуклые дугообразные участки (1021, 1022, 1023), расположенные между вогнутыми дугообразными участками (1011, 1012, 1013).
5. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 4, в котором катушка (101) индуктивности также содержит прямые участки (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036), соединяющие выпуклые дугообразные участки (1021, 1022, 1023) с вогнутыми дугообразными участками (1011, 1012, 1013), а места (1041, 1042, 1043, 1044, 1045, 1046) соединения между прямыми участками (1031, 1032, 1033, 1034, 1035, 1036) и вогнутыми дугообразными участками (1011, 1012, 1013) предпочтительно выполнены закруглёнными.
6. Пассивное воспринимающее средство (700) по п. 1, в котором катушка (701) индуктивности имеет круглую кольцеобразную форму.
7. Пассивное воспринимающее средство (100) по любому из предшествующих пунктов, в котором катушка (101) индуктивности представляет собой спиральную катушку индуктивности, содержащую предпочтительно от 5 до 20 витков, более предпочтительно от 8 до 15 витков, наиболее предпочтительно от 10 до 13 витков.
8. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 7, в котором ширина витков и/или расстояние между витками находится в диапазоне приблизительно от 30 мкм приблизительно до 100 мкм, предпочтительно приблизительно от 40 мкм приблизительно до 80 мкм, так что общая ширина катушки индуктивности составляет приблизительно 2 мм или менее, предпочтительно 1,5 мм или менее.
9. Пассивное воспринимающее средство (100) по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи представляет собой лежащий в одной плоскости конденсатор.
10. Пассивное воспринимающее средство (100) по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи выполнен на внутреннем контуре катушки (101) индуктивности, в частности, в направлении центральной области (130) пассивного воспринимающего средства (100).
11. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 10, в котором по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи больше в направлении внутреннего контура катушки (101) индуктивности, чем в направлении центральной области (130).
12. Пассивное воспринимающее средство (500) по п. 11, в котором по меньшей мере один конденсатор (521, 522, 523, 524, 525, 526) резонансной цепи является частично дугообразным с соответствием выпуклым дугообразным участкам (5021, 5022, 5023) на его краях в направлении центральной области (530).
13. Пассивное воспринимающее средство (100) по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи содержит первый электрод (1211, 1221, 1231, 1241, 1251, 1261) и второй электрод (1212, 1222, 1232, 1242, 1252, 1262), причём первый электрод (1211, 1221, 1231, 1241, 1251, 1261) соединён электрическим образом с внутренним контуром катушки (101) индуктивности, а второй электрод (1212, 1222, 1232, 1242, 1252, 1262) соединён электрическим образом, в частности посредством электропроводящей перемычки (1213, 1223, 1233, 1243, 1253, 1263), с внешним контуром катушки (101) индуктивности.
14. Пассивное воспринимающее средство (100) по п. 13, в котором по меньшей мере один конденсатор (121, 122, 123, 124, 125, 126) резонансной цепи и/или первый электрод (1211, 1221, 1231, 1241, 1251, 1261) и второй электрод (1212, 1222, 1232, 1242, 1252, 1262) имеют встречно-гребенчатую конфигурацию.
15. Система (200, 300, 400, 420) мониторинга внутриглазного давления, в частности для обнаружения изменений внутриглазного давления, содержащая: первый элемент (302, 402) в виде контактной линзы, предпочтительно из жёсткого полимерного материала, имеющий внутреннюю поверхность (303, 403) и внешнюю поверхность (304, 404), противоположную внутренней поверхности (303, 403), выполненный с возможностью контакта с тканью глаза (306, 308, 406, 408), предпочтительно имеющий периферическую область (309, 409), выполненную с возможностью контакта со склерой (3063, 4063), так что между внутренней поверхностью (303, 403) и поверхностью (3061, 4061) глаза обеспечено промежуточное пространство (305, 405), когда периферическая область (309, 409) находится в контакте со склерой (3063, 4063); и пассивное воспринимающее средство (100, 201, 301, 401, 500, 600, 700, 800) по любому из пп. 1 - 14.
16. Система (200, 300, 400, 420) мониторинга внутриглазного давления по п. 15, в которой пассивное воспринимающее средство (201, 301, 401) обеспечено в углублении (4031) внутренней поверхности (303, 403) первого элемента (205, 302, 402) в виде контактной линзы.
17. Система (400, 420) мониторинга внутриглазного давления по п. 15 или 16, также содержащая второй элемент (410) в виде контактной линзы, предпочтительно из гибкого полимерного материала, более конкретно гидрофильного гибкого полимерного материала, имеющий внутреннюю поверхность (411) и внешнюю поверхность (412), противоположную внутренней поверхности, причём по меньшей мере внутренняя поверхность выполнена с возможностью контакта с тканью глаза (406), в частности по меньшей мере с роговицей (4061, 4062) и/или слёзной плёнкой на ней, и при этом первый элемент (402) в виде линзы и второй элемент (410) в виде линзы прикреплены друг к другу в периферической области (409) прикрепления, таким образом окружая промежуточное пространство (405).
| US 20020193674 A1, 19.12.2002 | |||
| FR 3001377 B1, 23.01.2015 | |||
| US 20130225968 A1, 29.08.2013 | |||
| US 20140296688 A1, 02.10.2014 | |||
| СПОСОБ ЗАКРЕПЛЕНИЯ КОМПОНЕНТОВ С ЭНЕРГОПИТАНИЕМ В ОФТАЛЬМОЛОГИЧЕСКОЙ ЛИНЗЕ | 2009 |
|
RU2508200C2 |
