眼压监测装置.pdf

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摘要
申请专利号:

CN200780101555.3

申请日:

2007.10.19

公开号:

CN101861119A

公开日:

2010.10.13

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):A61B 3/16申请日:20071019|||公开

IPC分类号:

A61B3/16

主分类号:

A61B3/16

申请人:

森思迈德股份公司

发明人:

J-M·维斯莫

地址:

瑞士洛桑

优先权:

专利代理机构:

北京北翔知识产权代理有限公司 11285

代理人:

杨勇;郑建晖

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内容摘要

一种眼压监测装置,包括:软性接触镜(1),诸如硅树脂接触镜;以及固定到该接触镜(1)的有源应变计(2),该有源应变计(2)位于离该接触镜的中心(C)一定距离处,并且不直接和眼睛接触,其中该有源应变计包括围绕该接触镜的中心(C)设置的多边形部分。

权利要求书

1: 一种眼压监测装置, 包括 : 软性接触镜 (1), 诸如硅树脂接触镜 ; 以及固定到上述接 触镜 (1) 的有源应变计 (2), 上述有源应变计 (2) 位于离该接触镜的中心 (C) 一定距离处, 并且不直接和眼睛接触, 该眼压监测装置的特征在于, 上述有源应变计包括围绕该接触镜 的中心 (C) 设置的多边形部分。
2: 根据权利要求 1 所述的眼压监测装置, 其中, 上述有源应变计 (2) 由电阻性材料—— 诸如金属或合金——制成。
3: 根据权利要求 1 或 2 所述的眼压监测装置, 其中, 上述有源应变计 (2) 是连续元。
4: 根据权利要求 3 所述的眼压监测装置, 其中, 上述连续元被放置为使得几个多边形 部分 (3) 相互平行布署。
5: 根据权利要求 1 到 4 中任一个所述的眼压监测装置, 进一步包括位于上述接触镜 (1) 上的无源应变计 (5)。
6: 根据权利要求 5 所述的眼压监测装置, 其中, 上述无源应变计 (5) 包括几个直线部分 (7), 其径向布置在上述接触镜 (1) 上。
7: 根据权利要求 1 到 6 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 上述有源应变计 (2) 被成 形以被放置在角膜巩膜接合处。
8: 根据权利要求 1 到 7 中任一个所述的眼压监测装置, 包括无线遥测系统 (12-15), 其 用于与上述应变计 (2、 5) 进行数据传输。
9: 根据权利要求 1 到 8 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 上述有源应变计 (2) 是微 制造而成的。
10: 根据权利要求 1 到 8 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 上述有源应变计 (2) 是 线。
11: 根据权利要求 1 到 10 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 上述接触镜 (1) 进一步 包括其他测量装置, 诸如视网膜电图仪或化学分析传感器。
12: 根据权利要求 1 到 11 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 它包括几个有源应变计 (2)。
13: 根据权利要求 1 到 12 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 它包括几个无源应变计 (5)。
14: 根据权利要求 1 到 13 中任一个所述的眼压监测装置, 其中, 它包括具有惠斯登电桥 构型的四个应变计, 诸如两个有源应变计 (2) 和两个无源应变计 (5) 交替放置在该电桥上。

说明书


眼压监测装置

    本发明涉及一种用于在一段时间内监测眼压的装置。 本发明具体涉及一种如下的 装置, 该装置可以被放置在眼睛上, 以在一段颇长的时间 ( 例如 24 小时或更久 ) 内连续监 测眼压。
     青光眼是一种普遍的疾病, 其以升高的眼压 (IOP) 为特征。升高的 IOP 会使周边 视力逐渐损失。因此, 需要对青光眼患者的 IOP 有详细的认知, 以提供可靠的诊断或开展新 的疗法。
     专利 EP1401327 描述了一种眼压记录系统, 该系统包括软性接触镜和固定到该接 触镜的有源应变计 (active strain gage)。 该有源应变计位于离该接触镜的中心一定距离 处, 并且不直接和眼睛接触。 该有源应变计包括围绕该接触镜的中心设置的圆弧形部分, 从 而允许测量和 IOP 相关的眼球球面变形。
     专利 EP1401327 的系统对于患者来说并不是侵入性的, 且并不必然需要局部麻醉 患者眼睛以及 / 或者在测试前进行外科手术。此外, 由于应变计不直接和眼睛接触, 所以患 者会感觉很自在, 视力也能保持几乎完全不受损。事实上患者的感觉与佩戴一般接触镜的 人相似。
     然而, 在 EP1401327 中描述的应变计的制造暗示了会有相对大量的废料, 例如在 成批制造在单个基底上的微机电系统 (MEMS) 应变计的情况下。此外, 以可再现的方式制造 圆形元 (element) 是困难的工作, 从而导致制造足够可靠的应变计的速率相对低。结果是, 在 EP1401327 中描述的可靠的应变计相对昂贵。
     因此, 本发明的一个目标是提供较便宜的并且仍可靠的眼压监测装置。
     该目标和其他优势通过包含权利要求 1 的特征的装置来实现。
     该目标具体地通过如下的眼压监测装置来实现, 该装置包括 : 软性接触镜, 诸如硅 树脂接触镜 ; 以及固定到该接触镜的有源应变计, 该有源应变计位于离该接触镜的中心一 定距离处, 并且不直接和眼睛接触, 其中该有源应变计包括围绕该接触镜的中心设置的多 边形部分。
     由于该多边形部分由一组直线元构成, 这些直线元相对容易以规则且可再现的方 式制造, 所以大大促进了本发明的应变计的制造。 本发明的应变计本质上由直线段构成, 所 以它的性能和制造可重复性高, 而在所有合适的制造工艺下废品率可以保持非常低。 此外, 通过适当地选择该多边形部分的形状, 当在单个基底上同时制造几个应变计时可以大大降 低废料比例。
     当该接触镜被正确地放置到位时, 围绕该接触镜的中心设置的应变计的多边形 部分在眼球表面近似遵循虚拟的圆形。从而, 由于该软性接触镜的变形, 固定到该软性接 触镜的该多边形应变计会遭受因眼球的周边变形而引起的应变, 而眼球的周边变形和眼压 (IOP) 相关。通过下列由附图例示的描述, 将更好地理解本发明, 鉴于 :
     图 1 示出了根据本发明一个优选实施方案的眼压监测装置。
     图 2 示出了根据本发明另一个优选实施方案的眼压监测装置。
     图 3 示出了在单个基底上制造本发明的几个应变计。
     图 4 示出了用于在单个基底上制造本发明的几个多边形应变计的另一种式样。
     图 5a 示出了根据本发明另一个实施方案的折叠的应变计。
     图 5b 示出了图 5a 的应变计展开的样子。
     图 6 示出了根据本发明另一个实施方案的用于制造应变计的式样。
     图 7 示出了根据本发明另一个实施方案的眼压监测装置。
     图 8 示出了一个眼压监测系统的简化方块图, 该系统包括根据本发明的、 带有嵌 入式遥测系统和体外接收单元的眼压监测装置。
     在图 1 中例示的优选实施方案中, 本发明的眼压监测装置包括接触镜 1——其优 选地为软性接触镜, 同时, 围绕镜中心 C 设有有源应变计 2。
     有源应变计 2 优选地由连续纵向元或线——其至少部分地由电阻性金属制成—— 构成, 应变计电阻随着应变计应力而变化。该线的两个端部 4 都连接至数据传输系统 ( 未 示出 )。该传输例如是通过无线遥测系统实现的。
     根据本发明, 有源应变计 2 的部分 3 是多边形的, 即, 其包括取向相对于镜中心 C 近似成切线的纵向对齐的直线段, 由此, 形成多边形的至少一部分。
     对于可变电阻压力应变计, 为了实现更准确的测量, 应变计电阻被最大化, 并且其 网格区优选地覆盖所有待监测区域。在本发明中, 这例如通过把连续纵向元或线折叠成几 个相互平行的部分来实现。在所例示的实施方案中, 形成有源应变计 2 的纵向元被折叠, 以 使它的几个直线段相互平行, 从而形成同心的多边形部分 3。 在一个优选实施方案中, 有源应变计是微机电系统 (MEMS), 例如如下的箔式应变 计, 该箔式应变计包括基底, 金属层被沉积或层压在基底上并以期望的构型通过湿蚀刻或 干蚀刻而形成图案。基底由聚合物 ( 例如聚酰亚胺 ) 或环氧树脂制成, 而金属层由任何电 阻性材料或半导体材料制成。优选地, 基底是聚酰亚胺, 而金属层是铂。聚酰亚胺作为基底 尤其合适, 因为其广泛用于 MEMS 技术, 并且它是生物相容的, 至于铂, 它也具有良好的应变 系数 (strain gage factor)。
     MEMS 应变计是根据集成电路制造工艺制造的。此制造工艺的优点是, 该应变计的 每一个参数, 尤其是金属应变计层的厚度, 可以被非常精确地控制。 网格的设计可以以大约 1μm 的精度来实现, 并使得建立真正针对性的应变计成为可能。 此外, 该工艺完全可以轻易 地再现。
     然而, 其他制造方法也可建立本发明的装置的应变计。应变计可以, 例如, 通过对 电阻性箔或带有电阻性覆层的基底进行浮雕和 / 或切割, 通过电阻性材料细线——例如直 径在 0.01mm 和 0.1mm 之间的金属线——的弯曲和成形等等来制造。在所有情况下, 本发明 的应变计主要包括直线元这一事实使其制造相对容易从而使成本便宜。
     根据本发明, 由于该应变计本质上包括相对容易制造的直线元, 所以该应变计的 设计精度和可再现性, 以及相应的该应变计的质量, 得到了改进。 由于本发明的装置的应变 计容易制造, 在所有合适的制造工艺下, 废品率也可以保持非常低。
     该应变计可以通过任何方法固定到接触镜。该应变计可以首先被固定到基底, 然 后该基底被固定到接触镜上或嵌入接触镜里, 或者该应变计可以被直接固定到接触镜或嵌 入接触镜里。
     该有源应变计可以被放置在离接触镜中心任何距离处。在一个优选实施方案中,
     有源应变计被成形以放置在角膜巩膜接合处 (corneoscleral junction), 角膜巩膜接合处 是这样的区域, 在此区域 IOP 的改变导致最大程度的角膜变形。
     根据本发明, 该眼压监测装置可以在接触镜上包括两个或更多个有源应变计。这 几个应变计的多边形片段可以被放置在该接触镜的同一圆周的不同扇区, 或者它们可以形 成几个同心多边形或多边形的几个部分。
     此外有利的是, 本发明的眼压监测装置包括用于热补偿的无源应变计。该无源应 变计优选地由如下的连续纵向元构成, 该连续纵向元包括在接触镜上径向相邻布置的几个 直线部分。因此该无源应变计不受到眼球的周边变形的影响, 而是经历由温度改变引起的 接触镜膨胀和收缩。因此该无源应变计允许准确地测量仅由温度变化引起的应力变化。
     在图 2 例示的优选实施方案中, 该眼压监测装置包括具有惠斯登电桥构型的四个 应变计, 其中两个有源应变计和两个无源应变计交替放置在该电桥上。
     无源应变计 5 由连续的纵向元或线构成, 该连续的纵向元或线被折叠成几个直线 部分 7, 这些直线部分 7 相对于接触镜 1 径向布置, 即, 它们的纵轴穿过接触镜的中心 C。有 源应变计和无源应变计的线部分可以相互非常接近以使应变计面积最小化, 或者更为分开 以使热交换和应变计面积最大化。
     在此构型中, 这两个有源应变计 2 测量一种类型的应变 ( 最强的一种 ), 并使惠斯 登电桥上的测量的灵敏度加倍。 如果有源应变计和无源应变计在未施加应力时具有相同的 电阻值, 则这两个无源应变计 5 补偿热偏差。
     如图 3 例示, 可以在单个基底 8 上同时制造本发明的几个应变计 2, 例如 MEMS 应变 计。由于应变计 2 的大体多边形的形状, 在相邻应变计 2 之间的自由空间可以最小化, 从而 降低废料比例和每个应变计的生产成本。
     图 4 示出了用于在单个基底 8 上制造几个应变计 2 的另一种布置, 其中, 通过把多 边形应变计 2 相互叠插, 使形成在在该表面上的两个不同的应变计的端部位于第三个多边 形应变计之内, 使废料比例最小化。
     图 5a 和图 5b 示出了本发明的另一个实施方案, 其中多边形应变计 2 通过将预制 线 9 弯曲而制成。在所示的实施例中, 预制线 9 包括 6 个直线段 3, 布置成两行, 每行三个直 线段。直线段 3 相互之间被柔性区 30 分隔, 柔性区 30 允许预制线 9 展开成六边形, 而不使 直线段 3 弯曲。柔性区 30 例如由布置为形成矩形的一部分的、 相对短的段构成。
     预制线 9 通过例如浮雕、 蚀刻或任何其他适当的制造方法制成。该预制线仅由彼 此成直角布署的直线段构成, 所以可靠地制造它是相对容易的。然后预制线 9 通过弯曲进 它的柔性区来展开, 以获得本发明的期望的多边形应变计 2, 如图 5b 所示。
     图 6 示出了在单个基底 8 上制造多个预制线 9。由于直线段 3 的纵向放置, 预制线 9 具有大体纵向的形状, 这允许他们在基底 8 上被布置得相互非常近, 从而更大程度地降低 废料比例。
     在如上所描述和图 1-5b 所示的实施方案中, 该应变计的多边形部分形成六边形 的一部分。在本发明的框架内, 其他多边形状也是可行的。该应变计的多边形片段例如可 以形成八边形的一部分 ( 如图 4 中的实施例所示的 )、 十边形的一部分、 十二边形的一部分 等等。直线段越小, 该多边形片段越接近圆, 同时仍由直线段组成, 从而受益于上述优点。
     来自该应变计的数据传输可以使用有线传输系统 —— 或优选地无线传输系统——来实现。
     除 了 应 变 计, 接 触 镜 可 以 进 一 步 包 括 其 他 测 量 装 置, 诸如视网膜电图仪 (ElectroRetinoGraph) 或化学分析传感器。
     图 5 示出了带有嵌入式遥测系统和体外接收单元的完整眼压监测系统的优选构 型的简化方块图。接触镜 1 包括压力传感器 ( 即惠斯登电桥构型中的有源应变计 2 和无源 应变计 5)、 低功率转发器 12 以及环形天线 13。
     经由耦合的环形天线, 供电和通信在转发器和体外移动询问单元 (MIU)14 之间无 接触地执行。经由如此形成的第一 RF 链路 22, MIU 14 为传感器提供能量, 并例如经由第二 RF 链路 21 来将接收到的转发器数据传送至固定式数据接收器 (SDR)15。SDR 15 完成监测 设置。它存储和显示接收到的数据。

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一种眼压监测装置,包括:软性接触镜(1),诸如硅树脂接触镜;以及固定到该接触镜(1)的有源应变计(2),该有源应变计(2)位于离该接触镜的中心(C)一定距离处,并且不直接和眼睛接触,其中该有源应变计包括围绕该接触镜的中心(C)设置的多边形部分。 。

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