KR102455911B1 - 경보 임플란트를 위한 이식 가능한 리포팅 프로세서 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 의료 디바이스 및 이식 가능한 리포팅 프로세서(IRP)를 포함하는 경보 임플란트를 제공하며, 이러한 의료 디바이스의 일례는 경골 연장부와 같은 총 슬관절 성형술(TKA)을 위한 구성 요소, 고관절 대퇴골용 대퇴골 구성 요소, 유방 임플란트, 팔 또는 다리 파손 수리를 위한 원위 봉, 척추측만증 봉, 동적 고관절 나사, 척추 체간 스페이서, 및 경보 임플란트를 형성하는 데 사용될 수 있는 공구 및 방법, 및 이러한 임플란트를 수용하는 환자의 건강을 유지하는데 이러한 경보 임플란트를 사용하는 것을 제공한다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,072 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,079 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,095 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,108 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,114 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,120 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,131 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,180 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,188 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,193 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,197 및 2016년 3월 23일자로 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/312,205의 35 U.S.C.§119(e) 하의 이익을 주장하며, 이들 선출원 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 병합된다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로 생체 내 임플란트에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 예를 들어, 호스트 활동을 모니터링하고, 측정값을 저장하고, 데이터를 출력할 수 있는 이식 가능한 리포팅 프로세서를 갖는 경보 임플란트뿐만 아니라, 공간 효율적인 회로 조립체(circuit assembly), 향상된 전송 안테나 구성을 포함하는 경보 임플란트, 및 무선 통신 링크를 통해 외부 수신자에게 데이터를 전송할 수 있는 임플란트의 특징에 관한 것이다.
의료 디바이스 및 임플란트는 현대 의학에서 일상적이 되었다. 일반적으로 의료 디바이스 및 임플란트는 해부학적 또는 생물학적 구조물을 대체, 지원 또는 향상시키기 위해 제조된다. 의료 디바이스가 환자의 표면에 위치될 때, 디바이스는 환자 및 주치하는 건강 관리 전문가가 쉽게 볼 수 있다. 그러나, 의료 디바이스가 환자에게 이식되도록 설계된 경우, 즉 이식 가능한 의료 디바이스 또는 의료 임플란트인 경우, 이 의료 디바이스는 일반적으로 쉽게 볼 수 없다.
의료 임플란트의 예는 고관절 보형물 및 무릎 보형물과 같은 정형외과 임플란트; 척추 임플란트 및 하드웨어(척추 케이지, 나사, 판, 핀, 봉(rod) 및 인공 디스크); 자궁 내 디바이스; 골절 및 연조직 손상(캐스트, 브레이스, 텐서 붕대, 판, 나사, 핀 및 판)을 수리하는 데 사용되는 정형외과용 하드웨어; 달팽이관 임플란트; 심미적 임플란트(유방 보형물, 필러); 및 치과용 임플란트를 포함한다.
불행히도, 다양한 합병증이 (의료 임플란트가 개방형 수술 절차이든지 또는 최소 침습적 절차이든지에 상관 없이) 의료 임플란트를 삽입하는 동안 발생할 수 있다. 예를 들어, 외과 의사는 임플란트가 주변 조직 및 구조물 내에 해부학적으로 올바르게 정렬되고 배치되었는지를 확인하기를 원할 수 있다. 그러나 이것은 절차 자체 동안에는 이를 수행하기가 어려워 올바른 조정을 어렵게 할 수 있다.
또한, 환자는 절차 후 다수의 합병증을 경험할 수 있다. 이러한 합병증은 임플란트의 신경학적 증상, 통증, 오작동(막힘, 풀림 등) 및/또는 마모, 임플란트의 움직임 또는 파손, 염증 및/또는 감염을 포함한다. 이러한 문제 중 일부는 의약품 및/또는 추가 수술을 통해 해결할 수 있지만 이런 문제는 예측 및 예방이 어렵고; 종종 합병증과 부작용을 조기에 발견하는 것이 어렵거나 불가능하다.
본 발명은 이전의 의료 디바이스 및 임플란트에서 발견된 어려움 및 한계를 극복할 수 있는 의료 임플란트를 포함하는 신규한 의료용 디바이스, 이러한 신규한 의료 디바이스 및 임플란트를 구성 및 모니터링하는 방법을 개시하고, 다른 관련 장점을 더 제공한다.
배경 기술 란에서 논의된 모든 주제는 반드시 종래 기술인 것은 아니고, 배경 기술 란에서 논의된 결과로서 단지 선행 기술인 것으로 간주되어서는 안 된다. 이러한 맥락에 따라, 배경 기술 란에서 논의된 종래 기술의 문제 또는 이러한 주제와 관련된 문제를 논의하는 그 어느 것도, 선행 기술인 것으로 명시적으로 언급되지 않는 한, 선행 기술인 것으로 취급되어서는 안 된다. 대신, 배경 기술 란에서 논의된 임의의 주제는, 그 일부 또는 그 자체가 본 발명에 해당할 수도 있는, 특정 문제에 대한 발명자의 접근 방식의 일부로서 다루어져야 한다.
간단히 언급하면, 다양한 실시예에서, 본 발명은 관련된 환자의 수술 후 활동 및 진행뿐만 아니라 그 특징을 모니터링하고 리포팅하는데 이용될 수 있는 이식 가능한 디바이스를 제공한다. 본 발명은 의료 임플란트의 이익, 예를 들어, 환자의 자연적 기능을 대체하거나 보완하는 보형물에 의해 제공되는 이익을 달성하면서도, 디바이스 및/또는 이식된 디바이스를 받은 환자의 기능 및/또는 상태에 통찰력을 제공하는 모니터링 및 리포팅의 이익을 달성하는 경보 임플란트를 제공한다. 일 실시예에서, 이식 가능한 디바이스는 예를 들어 환자의 신체의 생물학적 구조물 또는 기관의 기능을 향상시키거나 대체하기 위해 살아 있는 호스트(환자라고도 지칭됨)의 신체에 이식될 수 있는 생체 내 이식 가능한 보형물이다.
따라서, 본 발명은 의료 디바이스, 예를 들어, 보형물로 이식되도록 의도된 리포팅 프로세서로서, 이식 후 디바이스의 상태를 모니터링하는 리포팅 디바이스를 제공한다. 이 리포팅 프로세서는 이식 가능한 리포팅 프로세서 또는 IRP(implantable reporting processor)라고도 지칭된다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 디바이스의 상태는 디바이스의 무결성, 디바이스의 움직임, 디바이스에 가해지는 힘, 및 이식된 디바이스와 관련된 다른 정보를 포함할 수 있다. 또한 본 발명은 IRP가 용이하게 장착될 수 있는 구조물을 갖는 의료 디바이스를 제공한다. IRP가 장착된 이식 가능한 의료 디바이스는 본 명세서에서 임플란트가 자신의 상태 또는 질환을 모니터링하여 데이터를 얻고 나서 이 데이터를 임플랜트에 저장하고 나서, 필요 시 이 데이터를 예를 들어 의사가 검토하기 위해 별도의 디바이스로 전송하는 것이라는 점에서 경보 임플란트라 지칭된다.
예를 들어, 적절한 내부 전자 구성 요소를 갖는 본 발명의 경보식 이식 가능한 디바이스는 전 슬관절 성형술(total knee arthroplasty: TKA)을 통해 이식된 수술 환자의 합성 관절(보형물)의 움직임을 모니터링 및 측정하고, 보형물 구성 요소의 측정 데이터 및 고유한 식별 정보를 저장하며, 데이터를 필요에 따라 외부 수신자(예를 들어, 의사, 임상의, 의료 보조원 등)에게 전송하는데 이용될 수 있다. IRP는 자이로스코프, 가속도계, 및 온도 및 압력 센서와 같은 하나 이상의 센서를 포함할 수 있고, 이들 센서는 IRP 외부 케이싱 내의 임의의 위치에 위치될 수 있으며, 예를 들어, 이들 센서는 모두 PC 보드 상에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 예를 들어, 경보 임플란트가 관절 보형물인 경우, IRP는 운동학적 측정(kinematic measurement)을 하고, 다른 실시예에서는 IRP는 운동학적 측정만을 한다. 따라서 경보 관절 임플란트는 이식된 보형물이 받는 움직임을 결정하기 위해 운동학적 측정을 위한 센서를 포함할 수 있다.
다른 예로서, 적절한 내부 전자 구성 요소를 갖는 경보식 이식 가능한 디바이스는 유방 재건 수술을 통해 이식되는 수술 환자의 합성 유방 임플란트의 상태를 모니터링 및 측정하는데 이용될 수 있으며, 여기서 예시적인 측정은 측정 압력을 포함하고 - 이 경우 IRP의 외부 표면은 통신 창(window) 또는 포트, 예를 들어, 압력을 측정할 수 있는 멤브레인, 및/또는 임플란트 배향의 측정을 제공하는 자이로스코프를 포함한다. 이러한 측정을 통해 유방 임플란트가 강성인지 및/또는 유체 누출인지 여부를 결정할 수 있다. 유방 임플란트의 IRP는 임플란트의 측정 데이터와 고유 식별 정보를 저장하고 데이터를 필요에 따라 외부 수신자(예를 들어, 의사, 임상의, 의료 보조원 등)에게 전송할 수 있다.
경보 의료 디바이스의 다른 예는 IRP가 경골 연장부의 구성 요소이거나 경골 연장부에 부착될 수 있는 총 슬관절 성형술(TKA) 동안 발생하는 것과 같은 전체 관절 대체용 구성 요소이거나; 또는 IRP가 고관절 대체를 위한 대퇴골 구성 요소의 구성 요소이거나 대퇴골 구성 요소에 부착될 수 있는 고관절 대체 동안 발생하는 것과 같은 부분 관절 대체용 구성 요소를 포함한다. 경보 임플란트를 제공하기 위해 IRP와 결합될 수 있는 의료 디바이스의 다른 예는 유방 보형물, 요추 체간 케이지 및 다리 골수 강봉(leg intramedullary rod)을 포함한다.
IRP 및 의료 디바이스는 살아 있는 개체, 예를 들어, 인간, 말, 개 등과 같은, 예를 들어, 포유 동물에 이식되도록 각각 의도된다. 따라서, 일 실시예에서 IRP는 살균되는데, 예를 들어, 살균 방사선으로 처리되거나 또는 에틸렌 산화물로 처리된다. 또 다른 실시예에서, IRP 및 의료 디바이스를 포함하는 경보 임플란트는 다시 선택적으로 두 가지 예로서 살균 방사선 또는 에틸렌 산화물로 처리하는 것에 의해 살균된다. 생체 내 환경으로부터 보호되기 위해, 일 실시예에서 IRP는 유체가 IRP로 들어갈 수 없도록 기밀 방식으로 밀봉된다.
이식 가능한 디바이스는 견고할 뿐만 아니라 또한 이러한 디바이스를 배치하기 위해 신체 내 및/또는 보형물 임플란트 내의 공간이 제한된 것으로 인해 작고 공간 효율적일 필요가 있다. 내부 전자 구성 요소와 내부 또는 외부 전송 안테나를 갖는 이식 가능한 디바이스가 상업적으로 성공하는데 과제는, 디바이스 및/또는 전송 안테나가 부적절하게 커서는 안 되고, 전력 소비량이 이들이 제한된 지속시간 동안이 아니라 적절히 긴 시간 기간 동안 동작할 수 있게 할 수 있어야 하고, 또 이들이 국부적인 생물학적 환경에 의해 악영향을 받아서는 안 된다는 것이다. IRP는 적절한 내부 또는 외부 공간 효율 및/또는 전력 효율이 있는 안테나를 가질 수 있다.
경보 임플란트는 임플란트의 상태에 관한 데이터를 측정, 레코드 및 전송하는 IRP 내의 전자 장치를 실행시키는데 필요한 전력 공급원을 선택적으로 가질 수 있다. 일부 의료 임플란트는 이미 전력 공급원을 갖고 있다. 기관의 기능을 향상시킬 수 있고 전력 공급원을 갖는 생체 내 이식 가능한 보형물의 예는, 심장이 "심방 세동(atrial fibrillation)"이라고 일반적으로 알려진 비정상적인 리듬에 들어갔을 때를 검출하고, 심장을 정상 동 리듬(normal sinus rhythm)으로 복원하기 위해 하나 이상의 전기적 펄스를 생성하는 이식 가능한 심방 세동 제거기이다. 일반적으로 이 전력 공급원은 배터리 형태이다.
배터리의 전기적 충전은 비교적 짧은 시간 기간 동안 지속될 수 있기 때문에, 보형물은 일반적으로 보형물을 제거하여 배터리를 교체하거나 배터리를 재충전하는 것이 실용적인 신체 영역에 위치된다. 예를 들어, 심방 세동 제거기는 전형적으로 환자의 가슴 피부 바로 아래에 이식된다. 배터리를 교체하기 위해 외과 의사는 절개를 하고, 오래된 세동 제거기를 제거하고, 새 배터리를 포함하는 새 세동 제거기를 이식하고 나서, 절개부를 폐쇄한다. 또는 환자 또는 심장병 전문의와 같은 의사는 유도 결합(종종 자성 결합라고도 함)을 통해 배터리를 재충전하는 디바이스를 이식된 세동 제거기 위에 배치함으로써 개체로부터 세동 제거기를 제거하지 않고 배터리를 재충전한다.
불행히도, 배터리를 대체하기 위해 보형물을 제거하는 것은 종종 바람직하지 않은데, 그 이유는 적어도 이는 침습적 절차를 포함하여 비교적 고가일 수 있고 감염 및 아픔과 같은 부작용을 가질 수 있기 때문이다. 이식된 배터리를 유도적으로 재충전하는 것은 비-침습적이지만, 배터리를 유도적으로 재충전할 수 있도록 보형물을 위치시키는 것이 불가능하거나 비실용적일 수 있다. 추가적으로, 전력을 전달하는 데 필요한 코일의 크기는 디바이스에 비해 크기 때문에, 이는 신체 내에서 이용 가능한 공간이 제한된 것으로 인해 문제를 야기할 수 있다. 재충전 시간이 과도할 수 있으며 코일이 정렬되지 않으면 과도한 열이 발생하여 주변 조직을 손상시킬 수 있으며 유도 배터리 구성은 임플란트가 MRI 사용과 호환되지 않게 할 수 있다. 추가적으로, 재충전(즉, 2차 전지)과 호환되는 배터리 화학물질은 일반적으로 비-재충전 가능한 화학물질(즉, 1차 전지)을 사용하여 구성된 것과 유사한 크기의 배터리에 비해 상당히 감소된 에너지 저장 용량을 갖는다.
이 후자의 문제를 극복할 수 있는 대안은 배터리를 유도적으로 재충전하는 것이 실용적인 위치에 이식된 보형물로부터 원격으로 배터리를 이식하는 것이다. 이식된 보형물로부터 원격지에 배터리를 이식하는 장점은 배터리가 보형물 내에 위치된 경우 가능할 수 있었던 것보다 배터리를 더 크게 만들 수 있어서 더 오래 사용할 수 있다는 것이다. 그러나 이식된 보형물로부터 원격지에 배터리를 이식하는 것은 몇 가지 단점을 가질 수 있다. 예를 들어 유도식 재충전을 위해 배터리가 적절히 위치되더라도 재충전 장비가 너무 비싸거나 가정용으로는 너무 복잡할 수 있어서, 환자가 디바이스를 재충전하는 것을 잊어버릴 수 있고, 주기적으로 의사를 방문하여 배터리를 재충전하는 것은 환자에게는 불편하고 비쌀 수 있다. 또한 배터리를 (배터리로부터) 원격지에 이식된 보형물에 결합하는 데 사용되는 와이어를 이식하는 것이 곤란할 수 있고 또는 재충전식 배터리로부터 임플란트 센서에 무선으로 전력을 공급하는 경우 센서는 측정 기능이 제한될 수 있다. 또한, 배터리는 전형적으로 유도 결합 계수를 높이기 위해 피부 바로 아래에 이식되기 때문에 이 배터리는 환자에게 보여서 환자를 당황케 할 수 있으며 이것은 환자에게 신체적으로 불편함을 줄 수 있다.
따라서, IRP는 이식된 전력 공급원의 전력 출력을 관리하는 기구뿐만 아니라 전력 공급원(예를 들어, 배터리)을 포함할 수 있어서, 전력 공급원은 환자의 신체 내 전력 공급원의 위치에 상관 없이 충분한 시간 기간 동안 전력을 공급할 수 있다. IRP는 경보 임플란트에 존재하는 전력 공급원만을 포함할 수 있다.
이식 가능한 리포터 프로세서와 함께 사용하기에 적합한 배터리의 일례는 살아 있는 환자의 뼈 내에 끼워지는 크기를 갖는 용기를 포함하고, 이식 가능한 리포터 프로세서가 설치된 보형물에 적합한 시간 기간 동안 이식 가능한 리포터 프로세서 내 전자 회로(electronic circuitry)에 전력을 공급하기에 충분한 수 년(year)과 같은 수명을 갖는다. 배터리는 뼈 내에 직접 배치되도록 구성될 수 있고 또는 뼈 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서의 일부에 배치되도록 구성될 수 있다. 또는, 이 배터리는, 배터리를 재충전하는 것이 비실용적이고 배터리와 관련된 보형물 또는 다른 디바이스를 교체하기 전에 배터리를 교체하는 것이 비실용적인, 뼈 이외의 살아 있는 신체 영역에 배치되도록 구성될 수 있다.
IRP는 복수의 구성 요소를 둘러싸는 외부 케이싱을 포함한다. 예시적인 적합한 IRP 구성 요소는 신호 포털, 전자 장치 조립체 및 전력 공급원을 포함한다. 일 실시예에서, IRP는 신호 포털, 전자 장치 조립체 및 전력 공급원 각각을 포함한다. 신호 포털은 무선 신호를 수신 및 송신하는 기능을 하며, 예를 들어, 무선 신호를 송신하기 위한 안테나를 포함할 수 있다. 전자 장치 조립체는, 예를 들어, 하나 이상의 집적 회로(IC) 또는 칩, 예를 들어, 무선 회로 전송기 칩, 실시간 클록 칩, 하나 이상의 센서 구성 요소(들), 예를 들어, 관성 측정 유닛(Inertial Measurement Unit: IMU) 칩, 온도 센서, 압력 센서, 보수계(pedometer), 메모리 칩 등에 형성된 PC 보드 및 전기 구성 요소를 포함할 수 있는 회로 조립체를 포함한다. 또한, 전자 장치 조립체는 회로 조립체와 신호 포털(예를 들어, 안테나) 사이에 통신 인터페이스를 제공하는 헤더 조립체를 포함한다. 전력 공급원은 IRP를 동작시키는 데 필요한 에너지를 제공하고, 예를 들어, 배터리일 수 있다. IRP는 또한 자이로스코프, 가속도계, 보수계, 및 온도 및 압력 센서와 같은 하나 이상의 센서를 포함할 수 있고, 이들 센서는 IRP 외부 케이싱 내의 임의의 위치에 위치될 수 있고, 예를 들어, 이들 센서는 모두 PC 보드 상에 위치될 수 있다. 보다 정확하게, 본 발명의 일 실시예는 이식 가능한 리포팅 프로세서(IRP)를 위한 공간 효율적인 인쇄-회로 조립체(printed-circuit assembly: PCA)에 관한 것이다. 이식 가능한 리포팅 프로세서는 또한 상이한 구성으로 구조화된 복수의 송신 안테나를 포함할 수 있다. 그리하여, 본 발명의 일 실시예는 IRP와 같은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 위한 복수의 향상된 공간 효율적이고 전력 효율적인 안테나 구성에 관한 것이다.
이식 가능한 리포팅 프로세서의 일례는 살아 있는 환자의 뼈 내에 끼워지도록 설계된 적어도 일부를 갖는 보형물에 끼워지거나 보형물의 일부를 형성하는 크기를 갖는 외부 케이싱 또는 하우징을 포함한다. 전자 회로는 하우징 내에 배치되고, 환자의 신체 외부의 목적지에 보형물과 관련된 정보를 제공하도록 구성된다. 배터리는 또한 하우징 내에 배치되고 전자 회로에 결합된다.
보형물의 일례는 살아 있는 환자의 뼈 내에 형성된 공동(cavity)에 끼워지도록 설계될 수 있는 이식 가능한 리포팅 프로세서를 수용하기 위한 리셉터클(receptacle)을 포함한다. 예를 들어, 이식 가능한 리포팅 프로세서는 무릎 보형물의 경골 연장부에 배치되거나, 경골 연장부의 일부를 형성할 수 있으며, 여기서 경골 연장부는 살아 있는 환자의 경골에 형성된 공동에 끼워지도록 설계된다.
이식 가능한 리포팅 프로세서의 전자 회로의 전력 프로파일은 배터리와 관련된 보형물(또는 다른 디바이스)의 유형에 적합한 요구되는 예상 수명을 배터리가 갖도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 요구되는 예상 수명은 1년 내지 15+년의 범위일 수 있고, 예를 들어, 10년일 수 있다. 이러한 회로의 일 실시예는 배터리에 결합되도록 구성된 공급 노드, 적어도 하나의 주변 회로, 이 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 주변 회로를 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로, 및 이 공급 노드에 결합되고 설정된 시간 또는 설정된 시간들에 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함한다.
이식 가능한 리포팅 프로세서가 보형물의 일부로서 환자의 신체에 이식되기 전 및 후에, 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하고, 리포팅 프로세서와 또 다른 컴퓨팅 시스템, 예를 들어, "클라우드" 상의 데이터베이스 또는 원격 서버 사이의 인터페이스로서 동작하는 베이스 스테이션이 제공될 수 있다. 베이스 스테이션은 다른 구성을 가질 수 있다. 예를 들어, 보형물을 이식하기 전에 외과 의사 또는 다른 전문가가 사용하기 위해 베이스 스테이션을 구성할 수 있다. 베이스 스테이션은 또한 환자의 거주지에서 사용하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 베이스 스테이션은 보형물에 관해 프로세서가 획득하거나 생성하는 정보에 대해 이식 가능한 리포팅 프로세서를 주기적으로 및 자동적으로 (예를 들어, 환자가 휴면(sleep)하는 동안) 폴링(poll)하도록, 그리고 이 정보를 무선 인터넷 연결을 통해 저장 또는 분석하기 위해 다른 컴퓨팅 시스템에 제공하도록 구성될 수 있다. 그리고 의사가 보형물과 관련하여 보형물의 동작 및 환자의 건강을 검사하는 동안 베이스 스테이션은 의사 진료실에 사용하도록 구성될 수 있다. 또한, 베이스 스테이션이 속한 네트워크는 베이스 스테이션과 상호 작용하도록 구성된 음성-커맨드 디바이스(예를 들어, 아마존 에코(Amazon Echo)
, 아마존 도트(Amazon Dot)
, 구글 홈(Google Home)
)를 포함할 수 있다.
또 다른 실시예에서, 본 발명은 2개의 부재를 힘으로 서로 결합시키는데 사용될 수 있는 공구를 제공한다. 보다 구체적으로, 공구는 제1 부재에 힘을 가하는 데 사용되고, 여기서 제1 부재는 제2 부재에 인접하고 제2 부재는 고정 유지된다. 공구에 작용하는 힘은 제1 부재에 전달되고, 제1 부재는 고정된 제2 부재로 가압된다. 이 공구는, 제1 부재와 제2 부재가 상보적인 결합 표면을 가져서, 제1 부재와 제2 부재가 결합 표면의 위치에서 본 발명의 공구를 통해 발생된 힘 하에서 서로 가압될 때 결합 표면들이 적어도 부분적으로 마찰력에 의해 함께 유지되는 상황을 위해 의도된다. 이러한 방식으로, 두 개의 분리된 (제1 및 제2) 부재들이 결합되어 결합된 부재를 형성한다. 본 발명의 공구는, 제1 부재가 취약한(fragile) 영역과 비-취약한 영역을 모두 갖고, 공구가 비-취약한 영역에서만 제1 부재와 접촉하는 상황에서 특히 유리하다. 이러한 방식으로, 취약한 영역을 갖는 제1 부재는 제2 부재로 가압되어 취약한 영역이 손상되지 않도록 할 수 있다. 이 공구는, 예를 들어, 본 발명의 경보 임플란트를 조립할 때 유용하다.
본 발명의 내용 란은 이하의 발명의 상세한 설명에서 더 상세하게 설명된 것을 간략화된 형태로 특정 개념을 도입하기 위해 제공된 것이다. 달리 명시적으로 언급하지 않는 한, 본 발명의 내용 란은 청구된 주제의 핵심 또는 필수 특징을 식별하기 위해 의도된 것도 아니고 청구된 주제의 범위를 제한하기 위해 의도된 것도 아니다.
하나 이상의 실시예의 상세는 이하의 설명에 제시된다. 하나의 예시적인 실시예와 관련하여 도시되거나 설명된 특징들은 다른 실시예의 특징들과 결합될 수 있다. 따라서, 본 명세서에 기재된 다양한 실시예 중 임의의 것을 조합하여 다른 실시예를 제공할 수 있다. 본 실시예의 양태들은, 필요한 경우, 본 명세서에서 언급된 다양한 특허 문헌, 출원 문헌 및 공개 문헌의 개념을 사용하여 더 추가적인 실시예를 제공하도록 수정될 수 있다. 다른 특징, 목적 및 장점은 상세한 설명, 도면 및 청구범위로부터 명백할 것이다.
본 발명의 예시적인 특징, 본질 및 다양한 장점은 첨부 도면 및 다양한 실시예의 이하 상세한 설명으로부터 명백할 것이다. 비-제한적이고 비-전체적인 실시예가 첨부 도면을 참조하여 설명되며, 달리 언급되지 않는 한, 동일한 라벨 또는 참조 번호는 다양한 도면 전반에 걸쳐 동일한 부분을 나타낸다. 도면에서 요소들의 크기 및 상대적 위치는 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아니다. 예를 들어, 다양한 요소의 형상은 도면의 가독성을 향상시키기 위해 선택되고 확대되고 위치된다. 도시된 요소의 특정 형상은 도면에서 용이하게 인식할 수 있도록 하기 위해 선택되었다. 하나 이상의 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명된다.
도 1은 보형물이 외부 데이터 저장 매체와 통신하는, 선택적 위치에서 경보 관절 보형물을 장착한 개체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시적인 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 경골 구성 요소의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 리포팅 프로세서의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 전자 장치 조립체의 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 3-보드 접힌 인쇄 회로 조립체를 포함하는 예시적인 전자 장치 조립체의 상세도이다.
도 6은 도 3에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 제2 예시적인 전자 장치 조립체의 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 전자 장치 조립체를 포함하는 제2 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 원형 적층 인쇄 회로 조립체를 갖는 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 9a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 개선된 안테나 구성을 갖는 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 내부 구성 요소들의 상세도이다.
도 10a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제2 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 11a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제3 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 12a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제4 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 13a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제5 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 제1 상세도이다.
도 13c는 도 13a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 제2 상세도이다.
도 14a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제6 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 15a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제7 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 16a는 도 2에 도시된 경골 구성 요소를 구현하는데 이용될 수 있는 경골 구성 요소의 사시도이다.
도 16b는 도 16a에 도시된 리포팅 프로세서 및 경골 판 안테나를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 17은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 이식된 무릎 보형물의 경골 구성 요소의 사시도이다.
도 18a는 일 실시예에 따라 도 17의 무릎 보형물의 경골 구성 요소의 분해도이다.
도 18b는 일 실시예에 따라 도 17 및 도 18a의 이식 가능한 리포팅 프로세서의 측면도이다.
도 19a는 일 실시예에 따라 도 17 내지 도 18a의 이식 가능한 리포팅 프로세서의 일부 절개 측면도이다.
도 19b는 일 실시예에 따라 도 17 내지 도 19a의 이식 가능한 리포팅 프로세서의 분해도이다.
도 20은 일 실시예에 따라 도 19a 내지 도 19b의 배터리의 사시도이다.
도 21a는 일 실시예에 따라 도 19a 내지 도 19b의 전자-회로 조립체의 분해도이다.
도 21b는 일 실시예에 따라 도 21a의 전자-회로 모듈의 단부도이다.
도 22는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 이식 가능한 고관절 보형물의 측면도이다.
도 23은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 유방 임플란트의 사시도이다.
도 24는 일 실시예에 따라 유방 조직 하에 및 근육 하에 도 23의 유방 임플란트를 배치하는 것을 도시하는 인간 유방 해부학의 측면도이다.
도 25는 일 실시예에 따라 도 20의 배터리 및 도 21a의 안테나 및 전자 회로의 개략적인 블록도이다.
도 26은 일 실시예에 따라 도 20의 배터리의 수명 동안 도 21a의 전자 회로의 동작의 상태도이다.
도 27은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 개체에 이식되기 전에, 동안, 및 후에, 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션의 다이어그램이다.
도 28은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 이식된 개체가 의료 시설로부터 떨어져 있는 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션을 포함하는 네트워크의 다이어그램이다.
도 29는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 이식된 개체가 의사 진료실과 같은 의료 시설에 있는 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션의 다이어그램이다.
도 30은 일 실시예에 따라 도 27 내지 도 29의 베이스 스테이션의 분해도이다.
도 31은 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션의 일부 절개도이다.
도 32는 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션의 다른 부분의 절개도이다.
도 33a는 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션의 회로의 개략적인 블록도이다.
도 33b는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 이식된 개체가 의료 시설로부터 떨어져 있는 동안, 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션 및 음성-커맨드 디바이스를 포함하는 네트워크의 다이어그램이다.
도 34는 운동학적 이식 가능한 디바이스 환경의 상황도를 도시한다.
도 35는 본 명세서에 설명된 실시예에 따른 운동학적 이식 가능한 디바이스의 예시적인 시스템도이다.
도 36은 수술실 베이스 스테이션으로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 논리 흐름도이다.
도 37은 운동학적 데이터를 수집, 저장 및 데이터 통신하는 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도이다.
도 38은 본 명세서에 설명된 실시예에 따라 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키고 데이터를 의사 진료실 베이스 스테이션에 전송하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도를 도시한다.
도 39는 본 명세서에 설명된 실시예에 따른 베이스 스테이션의 예시적인 시스템도이다.
도 40은 수술실 베이스 스테이션으로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리적 흐름도이다.
도 41은 운동학적 데이터를 수집한 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 운동학적 데이터를 홈 베이스 스테이션에서 수신하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도이다.
도 42는 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 운동학적 데이터를 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 의사 진료실 베이스 스테이션에서 수신하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도이다.
도 43은 경보식 이식 가능한 의료 디바이스를 위한 예시적인 분산 컴퓨팅 시스템이다.
도 44는 예시적인 컴퓨팅 서버 실시예이다.
도 45는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스 실시예와 관련된 시간라인의 데이터 흐름도이다.
도 46은 컴퓨팅 서버로 출입하는 정보를 나타내는 데이터 흐름도이다.
도 47a는 본 발명의 공구의 일 실시예의 상부 사시도이다.
도 47b는 도 47a의 공구 실시예의 측면 사시도이다.
도 47c는 도 47b의 측면 사시도에 대응하는 단면도이다.
도 48은 두 개의 부재들 사이에 긴밀한 끼워 맞춤을 달성하기 위한 본 발명의 공구의 사용을 예시한다.
도 49는 두 개의 부재들 사이에 긴밀한 끼워 맞춤을 달성하기 위한 본 발명의 공구의 사용을 도시한다.
도 50은 힌지를 갖는 본 발명의 공구 실시예의 사시도를 도시한다.
도 51a는 손잡이를 갖는 본 발명의 공구 실시예의 사시도를 도시한다.
도 51b는 도 51a의 공구의 단면도이다.
도 52는 2개의 손잡이를 갖는 본 발명의 공구의 사시도이다.
도 53은 하나의 손잡이 및 힌지식 개방 기구를 갖는 본 발명의 공구의 사시도이다.
도 54는 취약한 표면을 갖는 경골 연장부와 경골 판을 함께 가압하는데 사용되는 본 발명의 공구의 일 실시예를 도시한다.
도 1은 보형물이 외부 데이터 저장 매체와 통신하는, 선택적 위치에서 경보 관절 보형물을 장착한 개체의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시적인 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 경골 구성 요소의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 리포팅 프로세서의 예시적인 실시예의 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 전자 장치 조립체의 사시도이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 3-보드 접힌 인쇄 회로 조립체를 포함하는 예시적인 전자 장치 조립체의 상세도이다.
도 6은 도 3에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 제2 예시적인 전자 장치 조립체의 사시도이다.
도 7은 도 3에 도시된 전자 장치 조립체를 구현하는데 이용될 수 있는 전자 장치 조립체를 포함하는 제2 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 8a 내지 도 8e는 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 원형 적층 인쇄 회로 조립체를 갖는 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 9a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 개선된 안테나 구성을 갖는 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 내부 구성 요소들의 상세도이다.
도 10a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제2 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 11a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제3 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 12a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제4 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 13a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제5 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 제1 상세도이다.
도 13c는 도 13a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 제2 상세도이다.
도 14a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제6 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 15a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 제7 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 리포팅 프로세서를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 16a는 도 2에 도시된 경골 구성 요소를 구현하는데 이용될 수 있는 경골 구성 요소의 사시도이다.
도 16b는 도 16a에 도시된 리포팅 프로세서 및 경골 판 안테나를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다.
도 17은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 이식된 무릎 보형물의 경골 구성 요소의 사시도이다.
도 18a는 일 실시예에 따라 도 17의 무릎 보형물의 경골 구성 요소의 분해도이다.
도 18b는 일 실시예에 따라 도 17 및 도 18a의 이식 가능한 리포팅 프로세서의 측면도이다.
도 19a는 일 실시예에 따라 도 17 내지 도 18a의 이식 가능한 리포팅 프로세서의 일부 절개 측면도이다.
도 19b는 일 실시예에 따라 도 17 내지 도 19a의 이식 가능한 리포팅 프로세서의 분해도이다.
도 20은 일 실시예에 따라 도 19a 내지 도 19b의 배터리의 사시도이다.
도 21a는 일 실시예에 따라 도 19a 내지 도 19b의 전자-회로 조립체의 분해도이다.
도 21b는 일 실시예에 따라 도 21a의 전자-회로 모듈의 단부도이다.
도 22는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 이식 가능한 고관절 보형물의 측면도이다.
도 23은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 유방 임플란트의 사시도이다.
도 24는 일 실시예에 따라 유방 조직 하에 및 근육 하에 도 23의 유방 임플란트를 배치하는 것을 도시하는 인간 유방 해부학의 측면도이다.
도 25는 일 실시예에 따라 도 20의 배터리 및 도 21a의 안테나 및 전자 회로의 개략적인 블록도이다.
도 26은 일 실시예에 따라 도 20의 배터리의 수명 동안 도 21a의 전자 회로의 동작의 상태도이다.
도 27은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 개체에 이식되기 전에, 동안, 및 후에, 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션의 다이어그램이다.
도 28은 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 이식된 개체가 의료 시설로부터 떨어져 있는 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션을 포함하는 네트워크의 다이어그램이다.
도 29는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 이식된 개체가 의사 진료실과 같은 의료 시설에 있는 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션의 다이어그램이다.
도 30은 일 실시예에 따라 도 27 내지 도 29의 베이스 스테이션의 분해도이다.
도 31은 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션의 일부 절개도이다.
도 32는 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션의 다른 부분의 절개도이다.
도 33a는 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션의 회로의 개략적인 블록도이다.
도 33b는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물이 이식된 개체가 의료 시설로부터 떨어져 있는 동안, 이식 가능한 리포팅 프로세서와의 통신을 용이하게 하기 위한 베이스 스테이션 및 음성-커맨드 디바이스를 포함하는 네트워크의 다이어그램이다.
도 34는 운동학적 이식 가능한 디바이스 환경의 상황도를 도시한다.
도 35는 본 명세서에 설명된 실시예에 따른 운동학적 이식 가능한 디바이스의 예시적인 시스템도이다.
도 36은 수술실 베이스 스테이션으로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 논리 흐름도이다.
도 37은 운동학적 데이터를 수집, 저장 및 데이터 통신하는 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도이다.
도 38은 본 명세서에 설명된 실시예에 따라 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키고 데이터를 의사 진료실 베이스 스테이션에 전송하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도를 도시한다.
도 39는 본 명세서에 설명된 실시예에 따른 베이스 스테이션의 예시적인 시스템도이다.
도 40은 수술실 베이스 스테이션으로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리적 흐름도이다.
도 41은 운동학적 데이터를 수집한 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 운동학적 데이터를 홈 베이스 스테이션에서 수신하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도이다.
도 42는 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 운동학적 데이터를 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 의사 진료실 베이스 스테이션에서 수신하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 도시하는 논리 흐름도이다.
도 43은 경보식 이식 가능한 의료 디바이스를 위한 예시적인 분산 컴퓨팅 시스템이다.
도 44는 예시적인 컴퓨팅 서버 실시예이다.
도 45는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스 실시예와 관련된 시간라인의 데이터 흐름도이다.
도 46은 컴퓨팅 서버로 출입하는 정보를 나타내는 데이터 흐름도이다.
도 47a는 본 발명의 공구의 일 실시예의 상부 사시도이다.
도 47b는 도 47a의 공구 실시예의 측면 사시도이다.
도 47c는 도 47b의 측면 사시도에 대응하는 단면도이다.
도 48은 두 개의 부재들 사이에 긴밀한 끼워 맞춤을 달성하기 위한 본 발명의 공구의 사용을 예시한다.
도 49는 두 개의 부재들 사이에 긴밀한 끼워 맞춤을 달성하기 위한 본 발명의 공구의 사용을 도시한다.
도 50은 힌지를 갖는 본 발명의 공구 실시예의 사시도를 도시한다.
도 51a는 손잡이를 갖는 본 발명의 공구 실시예의 사시도를 도시한다.
도 51b는 도 51a의 공구의 단면도이다.
도 52는 2개의 손잡이를 갖는 본 발명의 공구의 사시도이다.
도 53은 하나의 손잡이 및 힌지식 개방 기구를 갖는 본 발명의 공구의 사시도이다.
도 54는 취약한 표면을 갖는 경골 연장부와 경골 판을 함께 가압하는데 사용되는 본 발명의 공구의 일 실시예를 도시한다.
본 발명은 본 명세서에 포함된 본 발명의 바람직한 실시예의 이하 상세한 설명을 참조함으로써 보다 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 보다 상세히 설명하기 전에, 본 명세서에서 사용될 특정 용어의 정의를 제공하는 것이 본 발명을 이해하는데 도움이 될 수 있다. 추가적인 정의는 본 명세서에 걸쳐 제시된다.
이하 설명은 첨부된 도면들과 함께 다양한 개시된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위한 특정 상세를 제시한다. 그러나, 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 개시된 실시예가 이러한 특정 상세 중 하나 이상이 없이 또는 다른 방법, 구성 요소, 디바이스, 재료 등과 함께 다양한 조합으로 실시될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 다른 경우에, 통신 시스템 및 네트워크를 포함하지만 이에 한정되지 않는 본 발명의 환경과 관련된 잘 알려진 구조 또는 구성 요소는 본 실시예의 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 도시 또는 기술되지 않았다. 추가적으로, 다양한 실시예는 방법, 시스템, 매체 또는 디바이스일 수 있다. 따라서, 다양한 실시예는 전적으로 하드웨어인 실시예, 전적으로 소프트웨어인 실시예이거나 또는 소프트웨어와 하드웨어 양태를 결합한 실시예일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 특정 단어 및 어구는 다음과 같이 제시된다. "구비하는" 및 "포함하는"이라는 용어뿐만 아니라 그 파생어는 제한 없이 포함하는 것을 의미한다. "또는"이라는 용어는 포괄적이며 및/또는을 의미한다. 본 명세서에서 사용된 "관련된" 및 "관련 있는"이라는 어구 및 그 파생어는 ~을 포함하거나, ~ 내에 포함되거나, ~와 상호 연결되거나, ~를 함유하거나, ~ 내에 함유되거나, ~에 또는 ~와 연결되거나, ~에 또는 ~와 결합되거나, ~ 통신하거나, ~와 협력하거나, ~ 사이에 삽입(interleave)되거나, ~와 병치되거나, ~에 근접하거나, ~에 또는 ~와 속박되거나, ~를 갖거나, ~의 속성을 갖는 등을 의미할 수 있다. "제어기"라는 용어는 적어도 하나의 동작을 제어하는 임의의 디바이스, 시스템 또는 그 일부를 의미하며, 이러한 디바이스는 하드웨어(예를 들어, 전자 회로), 펌웨어 또는 소프트웨어, 또는 이들의 적어도 2개의 일부 조합으로 구현될 수 있다. 임의의 특정 제어기와 관련된 기능은 로컬이든지 또는 원격이든지 상관 없이 중앙 집중되거나 또는 분산될 수 있다. 특정 단어 및 어구에 대한 다른 정의는 본 특허 문서 내에 제공될 수 있다. 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 대부분의 경우는 아니지만 많은 경우에 이러한 정의가 이러한 정의된 단어 및 어구의 이전의 사용 및 이후의 사용에도 적용된다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 사용된 "경보 보형물"은 개체의 자연 신체 부분을 바람직하게 대체하거나 기능적으로 보충하는 이식 가능한 또는 이식된 의료 디바이스이다. 본 명세서에서 사용된 "경보 보형물"이라는 용어는 "경보 임플란트", "스마트 임플란트", "스마트 의료 디바이스" 또는 다른 유사한 용어로 상호 교환 가능하게 지칭된다. 경계 보형물이 운동학적 측정을 할 때 이 경보 보형물은 "운동학적 의료 디바이스" 또는 "운동학적 이식 가능한 디바이스"라고 지칭될 수 있다. 본 발명을 설명할 때, 운동학적 이식 가능한 디바이스를 언급할 수 있지만, 이는 본 발명에 사용될 수 있는 경보 보형물의 단지 예시에 불과한 것으로 이해되어야 한다. 경보 보형물이 운동을 하든지 또는 다른 또는 추가적인 측정을 하든지에 상관 없이 보형물은 이식 가능한 리포팅 프로세서(IRP)를 포함할 수 있다. 경보 보형물은 본 명세서에 설명된 기능을 수행하도록 배열된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 갖는 이식된 또는 이식 가능한 의료 디바이스이다. 경보 보형물은 경보 보형물의 이식 후 상태를 특성화하기 위해 다음의 예시적인 동작, 즉, 예를 들어, 경보 보형물 또는 경보 보형물의 일부에 대해 하나 이상의 고유한 식별 코드를 인식하는 것에 의해 경보 보형물 또는 경보 보형물의 일부를 식별하는 동작; 경보 보형물 또는 경보 보형물의 일부에 대한 동작 데이터, 운동학적 데이터 또는 다른 데이터를 수집하기 위해 모니터링 파라미터라고 집합적으로 언급될 수 있는 파라미터를 검출, 감지 및/또는 측정하는 동작으로서; 여기서 이러한 데이터는 선택적으로 시간의 함수로서 수집될 수 있는, 상기 파라미터를 검출, 감지 및/또는 측정하는 동작; 수집된 데이터를 경보 보형물 또는 경보 보형물의 일부 내에 저장하는 동작; 및 수집된 데이터 및/또는 저장된 데이터를 경보 보형물 또는 경보 보형물의 일부로부터 외부 컴퓨팅 디바이스로 무선 수단에 의해 전달하는 동작 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 외부 컴퓨팅 디바이스는 퍼스널 컴퓨터, 베이스 스테이션, 컴퓨터 네트워크, 클라우드 기반 저장 시스템, 또는 이러한 저장부에 액세스하는 다른 컴퓨팅 디바이스에서 발견되는 것과 같은 적어도 하나의 데이터 저장 위치를 가지거나 또는 다른 방식으로 이에 액세스할 수 있다. 경보 보형물의 실시예에 대한 비-제한적이고 비-전체적인 목록은 총 슬관절 성형술(TKA)과 같은 총 관절 성형술, 경골 연장부, 고관절 대체를 위한 대퇴골 구성 요소, 유방 임플란트, 팔 또는 다리 파손 수리용 원위 봉, 척추측만증 봉(scoliosis rod), 동적 고관절 나사, 척추 체간 스페이서, 판막륜 성형 링(annuloplasty ring), 심장 판막, 및 혈관 스텐트 그래프트를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 "운동학적 데이터"는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련되고 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스의 외부와 통신하는데 이용 가능한 일부 또는 모든 데이터를 개별적으로 또는 집합적으로 포함한다. 예를 들어, 운동학적 데이터는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 하나 이상의 센서로부터의 미가공 데이터를 포함할 수 있으며, 여기서 하나 이상의 센서는 움직임, 힘, 장력, 속도 또는 다른 기계적 힘과 관련된 데이터를 생성하는 자이로스코프, 가속도계, 보수계, 스트레인 게이지 등을 포함한다. 또한, 운동학적 데이터는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 하나 이상의 센서, 상태 데이터, 동작 데이터, 제어 데이터, 결함 데이터, 시간 데이터, 스케줄된 데이터, 이벤트 데이터, 로그 데이터 등으로부터의 처리된 데이터를 포함할 수 있다. 일부 경우에, 고해상도 운동학적 데이터는, 더 많은 센서로부터, 더 높은 양, 해상도로, 보다 빈번히 등으로 수집되는, 운동학적 이식 가능한 디바이스의 센서들 중 하나의 센서, 많은 센서 또는 모든 센서로부터의 운동학적 데이터를 포함한다.
일 실시예에서, 운동학은 움직임 동안 신체 단편 및 관절의 위치, 각도, 속도 및 가속도의 측정을 지칭한다. 신체 단편은 신체의 움직임을 설명하기 위하여 강체로 고려된다. 이들 신체 단편은 발, 정강이(다리), 허벅지, 골반, 흉부, 손, 팔뚝(forearm), 상박(upper-arm) 및 머리를 포함한다. 인접한 단편들 사이의 관절은 발목(거퇴 관절과 거골하 관절), 무릎, 고관절, 손목, 팔꿈치 및 어께를 포함한다. 위치는 예를 들어, 미터 단위로 거리 측면에서 측정된 공간에서의 신체 단편 또는 관절의 위치를 나타낸다. 변위라고 불리우는 관련된 측정은 시작 위치에 대한 위치를 말한다. 2 차원에서, 위치는 데카르트 좌표로 주어지며, 수평 위치 후에 수직 위치가 있다. 일 실시예에서, 운동학적 임플란트 또는 경보 운동학적 임플란트는 운동학적 데이터를 획득하고 선택적으로 단지 운동학적 데이터만을 획득한다.
도 1은 무릎 보형물(A), 고관절 보형물(B), 어께 보형물(C), 발목 보형물(D), 팔꿈치 보형물(E) 및 손목 보형물(F) 중에서 선택된 적어도 하나의 경보식 관절 보형물이 장착된 개체(100)의 개략도이다. 경보 보형물은 보형물 및 그 상태에 관한 데이터를 모니터링하고 이를 컴퓨팅 서버(102), 네트워크(104) 및 베이스 스테이션(106) 중 적어도 하나에 전송하며, 여기서 전송하는 것은 무선 신호 전송(108)에 의해 발생할 수 있다. 이 데이터는 무선 신호(108)로 베이스 스테이션(106)으로 전송되고 나서, 베이스 스테이션(106)으로부터 네트워크 클라우드(104)로, 예를 들어, 인터넷과 원격 컴퓨팅 디바이스(102) 중 어느 하나 또는 둘 모두로 전송될 수 있다.
도 2는 본 발명의 예시적인 일 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 경골 구성 요소(200)의 사시도이다. 예를 들어, 도 2에 도시된 경골 구성 요소(200)는 경골 연장부 등과 같은 TKA용 이식된 의료 디바이스를 포함할 수 있다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예를 참조하면, 경골 구성 요소(200)는 경골(204)의 상부 표면에 물리적으로 부착된 경골 판(202)을 포함한다. 예를 들어, 경골 판(202)은 예를 들어, TKA와 같은 수술 절차 동안 이식될 수 있는 인공 슬관절(보형물)의 베이스 스테이션 구획일 수 있다. 수술 절차 동안, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 경골 판(202)에 물리적으로 부착될 수 있고 또한 경골(204) 내에 이식될 수 있다. 도 2에 도시된 예시적인 실시예에서, 경골 구성 요소(200)는 경골 연장부(208)를 형성하도록 수술로 이식된 리포팅 프로세서(206) 및 경골 판(202)을 포함한다.
도 3은 도 2에 도시된 예시적인 실시예에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 리포팅 프로세서(206)의 예시적인 실시예의 사시도이다. 도 3에 도시된 실시예에서, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 예를 들어 IRP 조립체를 이용하여 구현될 수 있다. 그리하여, 도시된 예시적인 실시예에서, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 전력 구성 요소(배터리)(212), 전자 장치 조립체(214) 및 안테나(216)를 둘러싸는 외부 케이싱(210)을 포함한다. 이 케이싱의 하나의 구성 요소는, 이식 가능한 리포팅 프로세서가 정보를 수신하고 전송할 수 있게 하는 안테나를 덮고 보호하는데 사용되는 레이돔(radome)(215)이다. 레이돔(215)은, 무선 주파수(RF) 신호가 허용 가능한 감쇠 및 다른 신호 저하 레벨로 레이돔을 통해 전파할 수 있게 하는 플라스틱 또는 세라믹과 같은 임의의 재료로 제조될 수 있다.
도 3에 도시된 실시예에서, 전력 구성 요소(212) 및 전자 장치 조립체(214)의 직경은 약 8 mm이고, 이들이 결합된 길이는 약 43 mm이다. 안테나(216)는 약 20 mm 길이이다. 외부 케이싱(210)은 도 2에 도시된 바와 같이 리포팅 프로세서(206)를 경골 판(202)에 물리적으로 부착하는데 이용될 수 있는 고정 나사 결합 구멍(218)을 포함할 수 있다. 경보 임플란트를 경골 판 또는 다른 임플란트에 부착하기 위한 기구는 또한 나사산 형성된 패스너뿐만 아니라 다양한 클립 및 잠금 기구를 포함할 수 있는 것으로 이해된다.
도 4는 도 3에 도시된 예시적인 실시예에 도시된 전자 장치 조립체(214)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 전자 장치 조립체(214)의 사시도이다. 도 4를 참조하면, 전자 조립체(214)는 헤더 조립체(222)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)를 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, 인쇄 회로 조립체(220)는 3개의 강성의 인쇄 회로 보드(printed circuit board: PCB)를 포함하고, 이들 강성의 인쇄 회로 보드는 상부에 전자 구성 요소(예를 들어, 인쇄 회로 칩)들이 장착되고 예를 들어 PCB(예를 들어, 강성-가요성)의 내부 층으로 제조된 가요성 플랫 케이블과 같은 가요성 전도성 선을 이용하여 전기적으로 상호 연결된다. 접혀 서로 오버랩되어 물리적 공간을 절약하는 3개의 인쇄 회로 보드로 도시된 예시적인 인쇄 회로 조립체(220) 구성은 3중 인쇄 회로 조립체를 특징으로 할 수 있다. 예시적인 전자 장치 조립체(214)는 또한 인쇄 회로 조립체(220)를 헤더 조립체(222)의 일측에 물리적으로 부착시키는 데 이용되는 인쇄 회로 조립체 클립(224)을 포함한다. 클립(224)은 적절한 견고하고 내 부식성 재료, 예를 들어, 티타늄(Ti) 등과 같은 재료로 만들어질 수 있다. 헤더 조립체(222)의 타측은 안테나를 장착하기 위한 지점 및 전기적 연결부로서 이용될 수 있는 두 개의 안테나 연결부(226)를 포함한다. 따라서, 헤더 조립체(222)는 인쇄 회로 조립체(220)의 인쇄 회로 보드들 중 하나에 장착된 예를 들어 무선 회로 전송기 회로에 안테나를 전기적으로 및 물리적으로 연결하는 기능을 할 수 있다. 예시적인 전자 장치 조립체(214)는 또한 케이스(228)를 포함하고 이 케이스는 헤더 조립체(222)에 물리적으로 부착되어 인쇄 회로 조립체(220) 및 인쇄 회로 조립체 클립(224)을 내부에 둘러싸고 기밀 방식으로 밀봉하는데 이용된다. 예를 들어, 케이스(228)는 티타늄(Ti) 등과 같은 적합한 견고하고 내 부식성 재료로 제조될 수 있다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c는 도 4에 도시된 전자 장치 조립체(214)를 구현하는데 이용될 수 있는 3-보드 접힌 인쇄 회로 조립체(PCA)를 포함하는 예시적인 전자 장치 조립체의 상세도를 제공한다. 도 5b를 참조하면, 전자 장치 조립체(214)는 클립에 의해 도시된 헤더 조립체에 부착된 PCA(220)를 포함한다. PCA(220)는 도 5a에 도시된 케이스(5002)에 의해 둘러싸인다(및 기밀 방식으로 밀봉된다). (예를 들어, 2개의 안테나 연결부 또는 단자 중) 하나의 안테나 연결부 또는 단자(5004) 및 배터리 연결부 또는 단자(5000)는 도 5a에 도시된다. 따라서, 전자 장치 조립체(214)는 어느 하나의 단부에서 전송 안테나 및 전력 구성 요소(예를 들어, 배터리)에 물리적으로 및 전기적으로 결합될 수 있다. PCA(220)의 분해도가 또한 도시된다(도 5c 참조). 구체적으로, 분해도로 도시된 PCA(220)는 예를 들어 강성-가요성과 같은 가요성 전도성 선에 의해 물리적으로 및 전기적으로 함께 결합된 3개의 강성의 인쇄 회로 보드(PCB) 구획을 포함한다. 도 4 및 도 5a 내지 도 5c에 도시된 예시적인 실시예에서, PCA(220)는 각 측(5006A 및 5006B) 상에 장착된 전자 회로 구성 요소를 갖는 3개의 PCB 구획(5006)을 포함한다. PCB 구획(5006A)은 적어도 중앙 처리 유닛(CPU) 집적 회로 또는 칩, 메모리 집적 회로 또는 칩, 및 (다른 회로 구성 요소들 중에서) 표면 탄성파(Surface Acoustic Wave: SAW) 칩을 포함할 수 있다. (후방측에 있는) PCB 구획(5006B)은 (다른 회로 구성 요소들 중에서) 적어도 무선 회로 전송기 (무선 회로) 집적 회로 또는 칩, 실시간 클록(Ral-Time Clock: RTC) 집적 회로 또는 칩, 및 관성 측정 유닛(IMU) 집적 회로 또는 칩을 포함할 수 있다. 어느 경우에나, 각각 도 5a 내지 도 5c 및 도 4에 도시된 3-보드 접힌 PCA(220)는 관련된 리포팅 프로세서(들)에서 상당한 양의 물리적 공간을 보존하는 컴팩트한 구성을 제공한다.
도 6은 도 3에 도시된 전자 장치 조립체(214)를 구현하는데 이용될 수 있는 제2 예시적인 전자 장치 조립체의 사시도이다. 도 6을 참조하면, 예시적인 전자 장치 조립체(214)는 2-보드 접힌 PCA를 포함한다. 구체적으로, 제1 강성 PCB(5006A) 및 제2 강성 PCB(5006B)는 베이스(5008)에 병렬로 그리고 물리적으로 부착되도록 구성된다. 적어도 하나의 회로 구성 요소(예를 들어, 무선 회로 집적 회로 또는 칩)(5012)는 제2 강성 PCB(5006B)의 일 표면에 장착되고, 적어도 하나의 추가적인 회로 구성 요소(예를 들어, CPU 집적 회로 또는 칩)(5014)는 제1 강성 PCB(5006A)의 일 표면 상에 장착된다. 예를 들어, 일 실시예에서, 메모리 집적 회로 및 SAW 칩은 제1 강성 PCB(5006A)의 일 표면(또는 반대 표면) 상에 CPU 집적 회로와 함께 장착될 수 있고, RTC 집적 회로 및 IMU 집적 회로는 제2 강성 PCB(5006B)의 일 표면(또는 반대 표면) 상에 무선 회로 집적 회로와 함께 장착될 수 있다. 베이스(5008) 상에 장착된 전자 회로는 배터리 연결부(5010)를 통해 전력 구성 요소(배터리)에 전기적으로 결합된다. 어느 경우에나, 도 6에 도시된 2-보드 접힌 PCA를 갖는 전자 장치 조립체는 관련된 리포팅 프로세서(들)에서 상당한 양의 물리적 공간을 보존하는 컴팩트한 구성을 더 제공한다.
도 7은 도 3에 도시된 전자 장치 조립체(214)를 구현하는데 이용될 수 있는 전자 장치 조립체를 포함하는 예시적인 리포팅 프로세서(206)의 사시도이다. 도 7을 참조하면, 예시적인 리포팅 프로세서(206)는 하프 랩(half-lap) PCA(220)를 포함한다. "하프-랩"이라는 용어는 본 명세서에서 (전술한 다수의 PCB 구성과는 달리) 단일 PCB가 관련된 전자 집적 회로를 장착하는데 이용되는 것을 나타내는데 사용된다. 도 7에 도시된 하프-랩 PCA 구성은 관련된 전자 회로와 오버랩하는 안테나 구성을 위해 의도된 바람직하게는 단일 보드 설계이다. 도 7을 참조하면, 리포팅 프로세서(206)는 이 실시예에서는 단일 PCB인 PCA(220)를 포함한다. 복수의 전자 (집적) 회로(5016)는 PCA/PCB(220)의 일측 또는 양측에 장착될 수 있다. 안테나(5018)는 전자 회로(5016) 위에 배치된다(따라서 오버랩한다).
도 8a는 본 발명의 예시적인 실시예를 구현하는데 이용될 수 있는 원형 적층 (코인(COIN)) PCA를 갖는 리포팅 프로세서를 포함하는 IRP의 사시도이다. 도 8a를 참조하면, 리포팅 프로세서(예를 들어, IRP)(206)는 원형-적층 PCA(220)를 갖게 도시된다. 다시 말해, 도 8b 및 도 8c에 도시된 바와 같이, 본 예시적인 실시예에서, PCA(220)는 서로 평행하게 (예를 들어, 적층되어) 고정 장착된 2개의 원형-형상 (코인 형상) 회로 보드(PCB1 및 PCB2)를 포함한다. 이 예시적인 실시예에서, PCB1(도 8d)의 전방측 또는 표면은 (다른 집적 회로 또는 칩과 함께) 그 위에 장착된 IMU 집적 회로 또는 칩 및 메모리 집적 회로 또는 칩을 갖고, PCB1(도 8c)의 후방측 또는 표면은 (다른 집적 회로 또는 칩과 함께) 그 위에 장착된 CPU 집적 회로 또는 칩 및 RTC 집적 회로 또는 칩을 갖는다. 또한, PCB2(도 8b)의 전방측 또는 표면은 (다른 집적 회로 또는 칩과 함께) 그 위에 장착된 SAW 칩 및 수정 크리스털 집적 회로 또는 칩(예를 들어, 일 실시예에서 CX-16 칩)을 갖고, PCB2(도 8e)의 후방측 또는 표면은 (다른 집적 회로 또는 칩과 함께) 그 위에 장착된 무선 회로 집적 회로 또는 칩을 갖는다. 그리하여, 도 8a에 도시된 바와 같이 8b 내지 8e에 걸쳐 원형-적층 PCA(220)를 갖는 리포팅 프로세서(206)는 관련된 리포팅 프로세서(들)에서 상당한 양의 물리적 공간을 보존하는 컴팩트한 구성을 제공한다.
도 9a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 2 및 도 9a를 참조하면, 도 9a에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, IRP)는 고정 나사 결합 구멍(218)을 이용하여 경골 판(202)에 물리적으로 부착될 수 있고 경골(204) 내에 이식될 수 있다. 도 9a에 도시된 예시적인 실시예에서, 경골 판(202) 및 리포팅 프로세서(206)는 이에 따라 경골 연장부(208)를 형성하도록 경골(204) 내로 수술로 이식된다. 이 실시예에 있어서, 외부 케이싱(210) 및 이에 따라 경골 연장부(208)는 바람직하게는 적절한 중합체 재료로 제조된다. 경골 연장부(208)의 원위 단부에 있는 외부 케이싱(210)의 표면은 경골 연장부(208)와 경골(204)의 뼈 재료의 맞물림을 향상시키기 위해 이용되는 적절한 리브부(ribbing)(1000)를 포함한다. 일 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)은 리포팅 프로세서(206)의 유효 수명을 향상시키기 위해 기밀 방식으로 밀봉될 수 있다.
도 9b는 도 9a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 내부 구성 요소들의 상세도이다. 도 9b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 전자 장치 조립체(214)의 구성 요소인 인쇄 회로 조립체 (PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 9a 및 도 9b에 도시된 예시적인 실시예에서, 세라믹 칩 안테나(216)는 도시된 PCA(220) 내 PCB의 연장된 부분에 직접 장착된다. 특히, 일반적으로 인체 조직 및 전자 구성 요소의 매우 근처에 있는 안테나와 관련된 신뢰성 및 간섭 문제는 도 9b에 도시된 세라믹 칩 안테나(216)와 같은 세라믹 칩 안테나로 크게 감소된다. 다시 말해, 인간 조직 및 다른 구성 요소의 매우 근처에 있어도 다른 (예를 들어, 트레이스) 안테나와 같은 심각한 디튜닝을 야기하지 않는다. 그리하여, 도 9b에 도시된 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 산업/의료 프로세스에서 이용되는 안테나(216)의 동작 중심 주파수는 2.45 GHz일 수 있고, 동작 주파수는 대략 2,400 MHz 내지 2,488 MHz일 수 있으며, 안테나(216)는 선형으로 극성화(polarized)된다. 세라믹 칩 안테나(216)의 전송된 방사 패턴은 칩의 접지 평면에 일반적으로 수직이다. 그래서, 세라믹 칩 안테나(216)는, 전송된 방사 패턴이 경골(204)로부터 바깥쪽으로 지향될 수 있도록 수술 동안 배향될 수 있다. 추가적으로, 세라믹 칩 안테나(216)는 가요성 있게 튜닝되고, 제조 전 및 후에 용이하게 테스트될 수 있다. 어느 경우에나, 세라믹 칩 안테나(216)는 PCB 상에 구현하기가 비교적 용이한 (예를 들어, 수동 또는 기계 프로세스에 의해 장착된) 초소형 안테나 구성이다.
도 10a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 제2 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 10a를 참조하면, 리포팅 프로세서(206)는 (예를 들어, 모든 방위각 방향으로 동일한 전력을 방사하는) 전방향성 방사 패턴을 전송하는 휩 안테나(216)를 포함한다. 예를 들어, 휩 안테나(216)는 경골 연장부(208)의 바닥을 통해 전자 장치 조립체(214) 내 무선 회로 전송기의 단자들에 부착된 직선 금속 "휩" 또는 봉(또는 금속 "휩" 또는 봉을 형성하도록 구성된 전기 전도성 와이어 또는 다른 적절한 재료)일 수 있다. 또한, 예를 들어, 휩 안테나(216)는 경골 연장부(208)의 금속 연장부로서 (예를 들어, TKA에서) 추가적인 구조적 안정성을 위해 이용될 수 있다.
도 10b는 도 10a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다. 도 10b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 예시적인 실시예에서, 휩 안테나(216)는 도시된 바와 같이 외부 케이싱(210)을 통해 PCA(220)에 안테나 연결부(226)를 거쳐 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된다. 따라서, 외부 케이스(210)의 외부에 휩 안테나(216)를 장착함으로써, 전력 구성 요소(212)의 크기 및 용량이 상당히 증가될 수 있고, 및/또는 PCA(220) 내 전자 회로의 개수 또는 크기가 상당히 증가될 수 있다. 그리하여, 외부 휩 안테나(216)는 외부 케이싱(210) 내 상당한 양의 공간을 보존하는데 이용될 수 있다.
도 11a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 제3 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 11a를 참조하면, 리포팅 프로세서(206)는 (예를 들어, 모든 방위각 방향으로 동일한 전력을 방사하는) 전방향성 방사 패턴을 전송하는 근육 내 (리드) 휩 안테나(216)를 포함한다. 예를 들어, 휩 안테나(216)는 경골 연장부(208)의 상부를 통해 빠져 나가도록 구성된 가요성 있는 전기 전도성 리드 또는 와이어일 수 있다. 가요성 휩 안테나 또는 리드(216)는 경골 판(202)을 통해 공급되고, 경골(204) 외부의 환자의 근육 조직으로 라우팅되고 고정 부착된다.
도 11b는 도 11a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다. 도 11b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(예를 들어, 각형 배터리 또는 전지)(212)를 포함한다. 특히 전력 구성 요소(212)에 각형 배터리 또는 전지를 이용하면 더 얇아서 더 작은 공간 보존성 구성 요소 크기 요구 사항을 만족시킬 수 있다. 도 11a 및 도 11b에 도시된 예시적인 실시예에서, 가요성 휩 또는 리드 안테나(216)는 도시된 바와 같이 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)을 통해 PCA(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된다. 따라서, 외부 케이스(210)의 외부에 휩 안테나(216)를 장착함으로써, 전력 구성 요소(212)의 크기 및 용량이 상당히 증가될 수 있고, 및/또는 PCA(220) 내 전자 회로의 개수 또는 크기가 상당히 증가될 수 있다. 그리하여 외부 휩 안테나(216)는 외부 케이싱(210) 내에 상당량의 공간을 보존하는데 이용될 수 있다. 또한, 안테나(216)를 경골의 외부(예를 들어, 뼈 외부)에 환자의 근육 조직에 부착함으로써, 더 적은 방사 전력이 요구되고, 이에 따라 전력 구성 요소(212)의 유용한 수명이 상당히 증가될 수 있다. 특히, 가요성 휩 안테나(216)의 구성은 금속 연장부를 갖는 경골 연장부(예를 들어, 208)의 구성과 양립할 수 있어서, 관련된 보형물의 안정성을 향상시킨다.
도 12a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 제4 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 2 및 도 12a를 참조하면, 도 12a에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, IRP)는 고정 나사 결합 구멍(218)을 이용하여 경골 판(202)에 물리적으로 부착될 수 있고 경골(204) 내에 이식될 수 있다. 도 12a에 도시된 예시적인 실시예에서, 경골 판(202) 및 리포팅 프로세서(206)는 이에 따라 경골 연장부(208)를 형성하도록 경골(204) 내로 수술로 이식된다. 이 실시예에서, 외부 케이싱(210) 및 이에 따라 경골 연장부(208)는 바람직하게는 적절한 중합체 재료로 만들어진다. 경골 연장부(208)의 원위 단부에 있는 외부 케이싱(210)의 표면은 경골 연장부(208)와 경골(204)의 뼈 재료의 맞물림을 향상시키는데 이용되는 적절한 리브부(1000)를 포함한다. 일 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(201)은 리포팅 프로세서(206)의 사용 수명을 향상시키기 위해 기밀 방식으로 밀봉될 수 있다. 특히, 이 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)는 외부 케이싱(210)의 외부 표면에 부착된 패치 안테나(216)를 갖는다.
도 12b는 도 12a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다. 도 12b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 12a 및 도 12b에 도시된 예시적인 실시예에서, (예를 들어, 마이크로스트립) 패치 안테나(216)는 외부 케이싱(210)의 외부 표면에 고정 부착되고, 도시된 바와 같이 외부 케이싱(210)을 통해 리포팅 프로세서(206) 내로 연장되는 전기 전도성 리드 또는 와이어(1002)(예를 들어, 일 실시예에서 마이크로 동축 케이블)를 이용하여 PCA(220)에 전기적으로 연결된다. 특히, 패치 안테나(216)는 외부 케이싱(210)의 비-평면 표면에 용이하게 순응할 수 있는 저 프로파일 구성 요소이고, 또한 저렴하고, 용이하게 제조 및 테스트되고, 기계적으로 강인하다. 패치 안테나(216)의 전송된 방사 패턴은 바이폴라이며 접지 평면에 일반적으로 수직이다. 그래서, 패치 안테나(216)의 전송된 방사 패턴은 경골(204)(도 2)로부터 바깥쪽으로 지향될 수 있다. 특히, 인체 조직 및 전자 구성 요소의 매우 근처에 있는 안테나와 일반적으로 관련된 신뢰성 및 간섭 문제는 도 12b에 도시된 패치 안테나(216)와 같은 패치 안테나로 크게 감소된다. 다시 말해, 인간 조직 및 다른 구성 요소의 매우 근처에 있어도 다른 유형의 (예를 들어, 트레이스) 안테나와 같은 심각한 디튜닝을 야기하지 않는다. 그리하여, 도 12b에 도시된 예시적인 실시예에서, 예를 들어, 산업/의료 프로세스에서 이용되는 패치 안테나(216)의 동작 중심 주파수는 2.4 GHz 내지 2.5 GHz일 수 있다. 어느 경우에나, 패치 안테나(216)는 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)에 구현하기가 비교적 용이한 (예를 들어, 수동으로 또는 기계 프로세스에 의해 장착된) 저 프로파일의 초소형 안테나 구성이다. 또한, 패치 안테나(216)를 이용하는 무선 회로 전송기의 전력 소비량은 비교적 낮아서 전력 구성 요소(212)의 유효 수명을 현저히 향상시키며, 이는 또한 외부 패치 안테나(216)를 갖는 외부 케이싱(210) 내에 이용 가능한 공간을 증가시키는 것으로 인해 비교적 큰 전력 구성 요소(212)를 이용함으로써 더욱 향상될 수 있다.
도 13a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 제5 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 2 및 도 13a를 참조하면, 도 13a에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, IRP)는 고정 나사 결합 구멍(218)을 이용하여 경골 판(202)에 물리적으로 부착되고 경골(204) 내에 이식될 수 있다. 도 13a에 도시된 예시적인 실시예에서 경골 판(202) 및 리포팅 프로세서(206)는 이에 따라 경골 연장부(208)를 형성하도록 경골(204) 내로 수술로 이식된다. 이 실시예에서, 외부 케이싱(210) 및 이에 따라 경골 연장부(208)는 바람직하게는 적절한 중합체 재료로 만들어진다. 경골 연장부(208)의 원위 단부에 있는 외부 케이싱(210)의 표면은 경골 연장부(208)와 경골(204)의 뼈 재료의 맞물림을 향상시키기 위해 이용되는 적절한 리브부(1000)를 포함한다. 일 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)은 리포팅 프로세서(206)의 사용 수명을 향상시키기 위해 기밀 방식으로 밀봉될 수 있다. 특히, 이 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)의 외부 케이싱(210) 내에 설치된 (예를 들어, 맞춤형으로 제작된) 패치 안테나(216)를 갖는다.
도 13b는 도 13a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 제1 상세도이다. 도 13b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 13a 및 도 13b에 도시된 예사적인 실시예에서, (예를 들어, 마이크로스트립) 패치 안테나(216)는 외부 케이싱(210)의 내부 표면에 고정 부착되고 (또는 대안적으로 PCA(220)를 부분적으로 둘러싸는 하나 이상의 지지 브레이스에 고정 부착되고), 도시된 PCA(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전기 전도성 리드 또는 와이어(예를 들어, 일 실시예에서 마이크로 동축 케이블)를 이용하여 PCA(220)에 전기적으로 연결된다. 따라서, 내부 패치 안테나(216)는 도 12a 및 도 12b와 관련하여 전술한 외부 패치 안테나의 모든 개선점 및/또는 장점을 갖는다. 그러나, 도 13a 및 도 13b의 내부 패치 안테나(216)는, 도 13c의 제2 상세도에 도시된 바와 같이, 내부 패치 안테나(216)가 외부 패치 안테나의 표면적보다 상당한 양의 추가적인 표면적을 갖도록 구성될 수 있어서, 전술한 외부 패치 안테나의 것보다 내부 패치 안테나(216)의 무선 전송 거리 및 지향 성능을 향상시키는 것으로 인해 더 개선된다. 또한, 내부 패치 안테나(216)는 외부 케이싱(210) 내에 둘러싸여 (예를 들어, 외부 케이싱(210) 내 다른 구성 요소와 함께) 기밀 방식으로 밀봉될 수 있는 것으로 인해, 내부 패치 안테나(216)는 외부 패치 안테나에 비해 주변 조직 및 환경의 부식 효과로부터 더 잘 보호된다.
도 14a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 제6 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 2 및 도 14a를 참조하면, 도 14a에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, IRP)는 고정 나사 결합 구멍(218)을 이용하여 경골 판(202)에 물리적으로 부착될 수 있고 경골(204) 내로 이식될 수 있다. 도 14a에 도시된 예시적인 실시예에서, 경골 판(202) 및 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)를 형성하도록 경골(204) 내로 수술로 이식된다. 이 실시예에서, 외부 케이싱(210) 및 이에 따라 경골 연장부(208)는 바람직하게는 적합한 중합체 재료로 제조된다. 경골 연장부(208)의 원위 단부에 있는 외부 케이싱(210)의 표면은 경골 연장부(208)와 경골(204)의 뼈 재료의 맞물림을 향상시키기 위해 이용되는 적절한 리브부(1000)를 포함한다. 일 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)은 리포팅 프로세서(206)의 사용 수명을 향상시키기 위해 기밀 방식으로 밀봉될 수 있다. 특히, 이 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)의 외부 케이싱(210) 내에 설치된 근거리 통신(NFC) 코일 안테나(216)를 갖는다.
도 14b는 도 14a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다. 도 14b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 14a 및 도 14b에 도시된 예시적인 실시예에서, NFC 코일 안테나(216)는 외부 케이싱(210) 내 PCB 및 PCA(220) 상의 그 지지 구성 요소에 고정 부착되어 설치된다. 따라서, 이 예시적인 실시예에서, 무선 회로 전송기 집적 회로 또는 칩이 PCA(220)에 요구되지 않아서, 전력 구성 요소(212)의 전력 인출 또는 소비를 상당히 감소시킨다. 예를 들어, 안테나(216)가 NFC 코일로 구현되기 때문에, NFC 코일 안테나(216) 근처에 위치된, 예를 들어, 휴대용 베이스 스테이션 전송기와 같은 외부 무선 회로 전송기로부터 복사선에 의해 NFC 코일 안테나(216)에 전자기 유도에 의해 적절한 통신 전력이 공급될 수 있다. 예를 들어, 이러한 휴대용 베이스 스테이션은 TKA와 같은 수술 절차로부터 회복되는 환자에 의해 착용되는 맞춤형 무릎 브레이스에 부착될 수 있다.
도 15a는 도 2에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 제7 예시적인 리포팅 프로세서의 사시도이다. 도 2 및 도 15a를 참조하면, 도 15a에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, IRP)는 고정 나사 결합 구멍(218)을 이용하여 경골 판(202)에 물리적으로 부착될 수 있고 경골(204) 내로 이식될 수 있다. 도 15a에 도시된 예시적인 실시예에서, 경골 판(202) 및 리포팅 프로세서(206)는 이에 따라 경골 연장부(208)를 형성하도록 경골(204) 내로 수술로 이식된다. 이 실시예에서, 외부 케이싱(210) 및 이에 따라 경골 연장부(208)는 바람직하게는 적절한 중합체 재료로 만들어진다. 경골 연장부(208)의 원위 단부에 있는 외부 케이싱(210)의 표면은 경골 연장부(208)와 경골(204)의 뼈 재료의 맞물림을 향상시키기 위해 이용되는 적절한 리브부를 포함한다. 일 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)은 리포팅 프로세서(206)의 사용 수명을 향상시키기 위해 기밀 방식으로 밀봉될 수 있다. 특히, 이 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)의 외부 케이싱(210) 내에 안테나(216)로서 PCA(220)를 둘러싸는 금속으로 인출된 케이스를 이용한다.
도 15b는 도 15a에 도시된 리포팅 프로세서(206)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다. 도 15b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 15a 및 도 15b에 도시된 예시적인 실시예에서, 금속으로 인출된 케이스는 전송 안테나(216)로서 이용된다. 금속으로 인출된 케이스(216)는 또한 외부 케이싱(210) 내 PCA(220)의 구성 요소를 둘러싸는데 이용된다. 이 실시예에서, 케이스 안테나(216)는 PCA(220)의 PCB 상에 장착된 무선 회로 전송기 집적 회로 또는 칩에 전기적으로 연결된다. 케이스 안테나(216)의 하나의 장점은 관련된 리포팅 프로세서(들)(206)의 공간 및 전력 소비를 제한하기 위해 가압 요건과 관련된 설계 문제에 대해 매우 저렴한 통합 솔루션을 제공한다는 것이다.
도 16a는 도 2에 도시된 경골 구성 요소(200)를 구현하는데 이용될 수 있는 경골 구성 요소의 사시도이다. 도 2 및 도 16a를 참조하면, 경골 구성 요소(200)는 도 16a에 도시된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, IRP)를 포함하고, 이 이식 가능한 리포팅 프로세서는 고정 나사 결합 구멍(218)을 이용하여 경골 판(202)에 물리적으로 부착될 수 있고 경골(204) 내에 이식될 수 있다. 도 16a에 도시된 예시적인 실시예에서, 경골 판(202) 및 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)를 형성하기 위해 경골(204) 내로 수술로 이식된다. 이 실시예에서, 외부 케이싱(210) 및 이에 따라 경골 연장부(208)는 바람직하게는 적절한 중합체 재료로 만들어진다. 경골 연장부(208)의 원위 단부에 있는 외부 케이싱(210)의 표면은 경골 연장부(208)와 경골(204)의 뼈 재료의 맞물림을 향상시키기 위해 이용되는 적절한 리브부를 포함한다. 일 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)의 외부 케이싱(210)은 리포팅 프로세서(206)의 사용 수명을 향상시키기 위해 기밀 방식으로 밀봉될 수 있다. 특히, 이 실시예에서, 리포팅 프로세서(206)는 경골 판(202)의 베이스에 고정 부착된 안테나 연결부(1004)에 전기적으로 연결되고, 경골 판(202)의 금속 재료는 안테나(216)로서 이용된다.
도 16b는 도 16a에 도시된 리포팅 프로세서(206) 및 경골 판 안테나(216)를 구현하는데 이용될 수 있는 예시적인 구성 요소들의 상세도이다. 도 16b를 참조하면, 도시된 리포팅 프로세서(206)는 인쇄 회로 조립체(PCA)(220)에 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된 전력 구성 요소(212)(예를 들어, 배터리)를 포함한다. 도 16a 및 도 16b에 도시된 예시적인 실시예에서, 안테나 연결 리드(1006)(예를 들어, 동축 케이블과 같은 전기 전도성 절연 리드 또는 와이어)는 경골 연장부(208)의 외부 케이싱(210) 내에 도시된 PCA(220)에 (예를 들어, 이 PCA 상의 무선 회로 집적 회로 또는 칩에) 물리적으로 부착되고 전기적으로 연결된다. 안테나 연결 리드(1006)는 또한 외부 케이싱(210a)을 통해 라우팅되고 안테나 연결부(1004)에 연결된다. 따라서, 경골 판(202)의 금속 재료는 전송 안테나(216)로서 이용될 수 있다. 일 실시예에서, 경골 판은 (예를 들어, 적절한 절연 물질을 이용하여) 인간 조직으로부터 전기적으로 절연된다. 대안적으로, 수술 환경이 경골 판(202)이 안테나(216)로서 이용되지 않을 것을 요구한다면, 별도의 안테나가 수술 절차 동안에 도입되고 이 시간에 리포팅 프로세서(206)에 전기적으로 연결될 수 있다. 경골 판 안테나(216)를 이용하는 것의 주된 장점은 뼈 외부의 경골 판(202)의 기존 구조를 이용하는 것에 수반되는 경제적 장점이 있고 또한 성능이 향상된다는 것이다. 또한, 리포팅 프로세서(206)는 안테나(216)로부터 물리적으로 분리되기 때문에, 더 많은 시스템 설계 가요성이 이용 가능하다. 또한, 금속 연장부가 경골 연장부(208)의 원위 단부에 부착되면, 경골 판 안테나(216)는 관련된 금속 연장부와 간섭하지 않을 것이다.
도 17은 일 실시예에 따라 살아 있는 환자(예를 들어, 인간 개체)의 다리(2002)에 이식되고 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 포함하는 무릎 보형물의 경골 구성 요소(200)의 사시도이다.
이식된 무릎 보형물의 경골 구성 요소(200)는 무릎 보형물의 상부 부분(도 17에 도시되지 않음)과 맞물리는 경골 판(202)을 포함하고, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 구비하고 인간 개체와 같은 살아 있는 개체의 경골(204) 내에 형성된 공동(2010) 내로 연장되는 경골 연장부(208)를 포함한다. 즉, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)의 일부를 형성한다. 그러나 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부(208)가 종래의 무릎 보형물에서 사용된 경골 연장부의 크기 범위 내에 있는 크기를 갖는다.
도 17을 계속 참조하면, 무릎 보형물의 경골 구성 요소(200)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 경골 연장부(208)의 일부를 형성하는 대신에, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 경골 연장부의 중공 부분에 배치될 수 있다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 무릎 보형물 이외의 보형물의 일부를 형성하거나 이 내에 배치될 수 있다. 예를 들어, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 고관절 보형물, 어께 보형물, 팔꿈치 보형물, 골수 강봉, 동적 고관절 나사, 척추 간체 스페이서 또는 유방 보형물의 일부를 형성하거나 이 내에 배치될 수 있다.
도 18a는 일 실시예에 따라 도 17의 무릎 보형물의 경골 구성 요소(200)의 분해도이다.
도 18b는 일 실시예에 따라 도 17의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 측면도이다.
도 18a 내지 도 18b를 참조하면, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 레이돔(2022), 중심 구획(2024), 및 결합 구획(2026)을 포함하는, 이후 하우징(210)이라 불리우는, 일반적으로 원통형인 외부 케이싱을 포함한다. 이 하우징(210)은 약 73 밀리미터(mm)의 길이(L1)를 갖고, 가장 넓은 단면에서 약 14 mm의 직경(D1)을 갖는다. 다양한 실시예에서, 본 발명의 IRP는 70 mm, 또는 71 mm, 또는 72 mm, 또는 73 mm, 또는 74 mm, 또는 75 mm, 또는 76 mm, 또는 77 mm, 또는 78 mm, 또는 79 mm, 또는 80 mm, 또는 85 mm, 또는 90 mm, 또는 95 mm, 또는 100 mm로부터 선택된 길이(L1), 및 이들 L1 값 중 임의의 2개를 선택함으로써 제공되는 범위를 가질 수 있다. 다양한 실시예에서, 본 발명의 IRP는 가장 넓은 단면에서 12 mm, 또는 13 mm, 또는 14 mm, 또는 15 mm, 또는 16 mm, 또는 17 mm, 또는 18 mm, 또는 19 mm, 또는 20 mm, 또는 22 mm, 또는 24 mm, 또는 26 mm, 또는 28 mm, 또는 30 mm의 직경(D1), 및 이들 D1 값 중 임의의 두 값을 선택함으로써 제공되는 범위를 가질 수 있다. 직경이라는 용어는 넓은 의미에서 최대 단면 거리를 나타내는데 사용되는데, 여기서 단면은 정확히 원일 필요는 없고, 난형, 타원형 또는 심지어 4-면, 5-면 또는 6-면을 갖는 것과 같은 다른 형상일 수 있다는 것을 알아야 한다.
경골 판(202)은 후술하는 바와 같이 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 수용하도록 구성된 리셉터클(2030)을 포함하는 지지 구조체(2028)를 포함한다.
레이돔(2022)은 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 데이터/정보(이하, "정보")를 수신 및 전송하게 하는 안테나(도 18a 내지 도 18b에 도시되지 않음)를 덮고 보호한다. 레이돔(2022)은, 고주파(RF) 신호가 허용 가능한 감쇠 및 다른 신호 저하 레벨로 레이돔을 통해 전파할 수 있게 하는 플라스틱 또는 세라믹과 같은 임의의 재료로 제조될 수 있다.
서로 통합된 중심 구획(2024) 및 결합 구획(2026)은 전자 회로 및 배터리(도 18a 내지 도 18b에 도시되지 않음)를 덮고 보호하며, 금속, 플라스틱 또는 세라믹과 같은 임의의 적절한 재료로 제조될 수 있다.
또한, 중심 구획(2024)은 리셉터클(2030)의 외부 상에 대응하는 정렬 마크(도 18a 내지 도 18b에 도시되지 않음)와 정렬되도록 구성된 정렬 마크(2032)를 포함한다. 무릎 보형물의 경골 구성 요소(200)가 이식될 때 마크(2032)가 리셉터클(2030) 상의 마크와 정렬되면, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 지지 구조체(2028)에 대해 원하는 배향이 된 것을 보장할 수 있다.
결합 구획(2026)은 리셉터클(2030)에 끼워지는 크기를 갖고 이에 끼워지도록 구성된다. 이 끼워 맞춤은 고정 기구(예를 들어, 접착제, 고정 나사)가 필요하지 않을 만큼 충분히 꼭 맞을 수 있고, 또는 결합 구획은 나사산, 클립 및/또는 고정 나사(도 18a 내지 도 18b에 도시되지 않음)와 같은 고정 기구, 및 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 지지 구조체(2028)를 통해 경골 판(202)에 부착하고 고정하기 위한 나사 결합 구멍(218)을 포함할 수 있다.
여전히 도 18a 및 도 18b를 참조하면, 무릎 보형물의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206) 및 경골 구성 요소(200)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 전술한 것 이외의 임의의 적합한 구성 및 형태를 가질 수 있다. 또한, 경골 구성 요소(200)의 지지 구조체(2028)는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 유지하기 위한 중공 연장부(도 18a 내지 도 18b에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다.
도 19a는 일 실시예에 따라 도 18a 내지 도 18b의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 일부 절개 도면이다.
도 19b는 일 실시예에 따라 도 19a의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 분해도이다.
도 19a 내지 도 19b를 참조하면, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는, 하우징(210) 내에, 배터리(2042), 전자-회로 조립체(214) 및 안테나(216)를 포함하는 배터리-회로-안테나 조립체(2039)를 포함하고, 이들 각각은 이들 각각의 구성 요소가 다른 구성 요소에 적절하게 부착되고 정렬되도록 각각의 정렬 구조체(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않음) 및 고정 기구를 포함할 수 있다. 조립체(2040)의 배터리-회로-서브조립체(2047)는, 안테나(216)를 배제하면, 약 43 mm의 길이(L2) 및 약 8 mm의 직경(D2)을 갖고, 안테나는 약 20 mm의 길이(L3)를 갖는다.
아래에서 더 후술되는 바와 같이, 배터리(2042)는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 설치된 보형물의 예상 수명의 상당 기간(예를 들어, 1년 내지 15+ 년, 예를 들어, 10년 또는 15년) 동안 또는 전체 기간(예를 들어, 18+ 년) 동안 전자-회로 조립체(214) 내 전자 회로에 전력을 공급하도록 구성된다.
전자-회로 조립체(214) 내 전자 회로는, 센서(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않음)로부터 무릎 보형물의 상태 및 기능에 관한 정보를 수집하고, 이 정보를 처리하고, 처리된 정보를, 예를 들어, 무릎 보형물이 이식된 개체를 치료하는 의사에 의해 사용하기 위해, 안테나(216)를 통해, 베이스 스테이션(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않은 베이스 스테이션) 및 클라우드 기반 정보 저장소 및 분석기(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않은 저장소 및 분석기)에 송신하도록 구성된다. 베이스 스테이션으로부터 클라우드 기반 저장소로 정보를 전달하는 것은 무선, 이더넷 및 케이블 모뎀 액세스 방식을 포함하지만 이로 국한되지 않는 인터넷 액세스를 위한 다양한 경로를 사용할 수 있다. 그리고, 이하에서 더 설명된 바와 같이, 전자-회로 조립체(214) 내 전자 회로의 전력 프로파일은 또한 배터리(2042)에 원하는 수명을 부여하도록 구성될 수 있다.
안테나(216)는, 전자-회로 조립체(214) 내 전자 회로에 의해 생성된 정보를, 무릎 보형물이 이식된 개체의 신체 외부의 원격 목적지로 전송하고, 개체의 신체 밖 원격 소스로부터 원격 소스로부터의 정보를 수신하고, 수신된 정보를 처리를 위해 전자 회로에 제공하도록 설계된다.
여전히 도 19a 내지 도 19b를 참조하면, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 조립하는 제1 단계에서, 배터리(2042)는 전자-회로 조립체(214)의 일 단부에 고정되고, 안테나(216)는 배터리-회로-안테나 조립체(2040)를 형성하도록 전자-회로 조립체의 타 단부에 고정된다. 배터리(2042), 회로(214), 및 안테나(216)는 배터리, 회로 조립체 및 안테나를 서로에 대해 적절히 정렬되는 것을 보장하기 위해 각각 정렬 마크 또는 구조체(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않은 정렬 마크 및 구조체)를 포함할 수 있고, 배터리, 회로 조립체 및 안테나가 서로에 대해 적절히 고정되는 것을 보장하기 위해 각각의 고정 기구(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 또는, 배터리(2042)는 전자-회로 조립체(214)의 대응하는 단부에 용접될 수 있고, 안테나(216)는 전자-회로 조립체의 다른 단부에 용접될 수 있다. 부착 방법에 관계없이, 배터리(2042), 전자-회로 조립체(214), 및 안테나(216)는 임플란트에 고장을 야기할 수 있는 생물학적 물질의 침입으로부터 이식 가능한 리포팅 프로세서(2040)의 안전을 보장하기 위해 기밀 방식으로 밀봉을 형성한다.
다음으로, 배터리-회로-안테나 조립체(2040)는 하우징(210)의 중심 구획(2024) 및 결합 구획(2026) 내로 삽입된다. 구획(2024 및 2026)에 대해 조립체(2040)가 적절히 정렬되는 것을 보장하기 위해, 배터리-회로-안테나 조립체가 이식 가능한 리포팅 프로세서 하우징(210)의 중심 구획 및 결합 구획 내로 완전히 삽입되기 전에 전자-회로 조립체(214) 상의 정렬 핀(2048)이 중심 구획(2024)의 정렬 노치(2050)와 정렬된다.
이후, O-링(2052)이 중심 구획(2026)의 나사산 형성 부분(2054) 위로 미끄러지고, 레이돔(2022)이 나사산 형성 부분의 나사산에 나사 결합되어 배터리-회로-안테나 조립체(2040)가 하우징에 대해 고정된 배향으로 하우징(210) 내에 고정되고, O-링이, 중심 구획과 레이돔 사이에서, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)로 노출될 수 있는 체액 및 조직(예를 들어, 혈액, 골수)이 투과하지 못하는 밀봉부를 형성하게 한다. O-링과 동일한 밀봉 기능을 수행할 수 있는 다른 압축성 개스킷 물질이 또한 O-링을 대체할 수 있다. 추가 재료(예를 들어, 생물학적 밀봉재)가 나사산 형성 부분(2054)의 나사산에 적용되어, 레이돔(2022) 내로 생물학적-유체가 침입하는 것을 더 방지할 수 있다. 예를 들어, 레이돔(2022)의 원위 단부에 위치된 충전 포트(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않음)를 사용하면, 실리콘과 같은 불활성 유동성 및 생체 적합성 재료가 레이돔(2022) 내로 분배되어, 레이돔에서 공기가 완전히 또는 거의 완전히 없어질 때까지 공기가 레이돔의 유출 밸브(도 19a 내지 도 19b에 도시되지 않음)를 통해 빠져나갈 수 있다. 레이돔(2022)을 이러한 재료로 충진하면 생물학적 유체 및 재료가 침입하려면 충진 재료를 변위시켜야 하므로 생물학적 유체 및 재료가 침입하는 것을 더욱 어렵게 한다. 2개의 포트(충전 포트 및 유출-밸브 포트)는 이후 초음파 용접 또는 하나 이상의 다른 종래의 기술을 사용하여 밀봉되어 레이돔(2022)의 충전 포트 및 유출-밸브 포트를 영구적으로 막는다.
여전히 도 19a 내지 도 19b를 참조하면, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 하우징(210), 배터리(2042), 전자-회로 조립체(214) 및 안테나(216)는 임의의 적합한 크기 및 형상을 가질 수 있다.
도 20은 일 실시예에 따라 도 19a 내지 도 19b의 배터리(2042)의 사시도이다.
배터리(2042)는 리튬-카본-모노플루오라이드(LiCFx) 화학 물질, 원통형 하우징, 이후 원통형 용기(2060), 캐소드 단자(2062), 및 이 캐소드 단자를 둘러싸는 판인 애노드 단자(2064)를 갖는다. LiCFx는 비-재충전 가능한(1차) 화학 물질이어서 배터리-에너지 저장 용량을 최대화하는 데 유리하다. 캐소드 단자(2062)는 내부 캐소드 전극(도 20에 도시되지 않음)과 전도성 접촉을 하고, 유리 또는 세라믹의 기밀형 관통 공급 절연 재료를 사용하여 원통형 용기에 결합된다. 기밀형 관통 공급을 사용하면 내부 배터리 물질 또는 반응 생성물이 외부 배터리 표면으로 누설되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 유리 또는 세라믹 관통 공급 재료는 내부 애노드 전극(도 20에 도시되지 않음)과 전도성 접촉을 하는 원통형 용기(2060)로부터 캐소드 단자(2062)를 전기적으로 절연시킨다. 애노드 단자는 원통형 용기(2060)에 용접된다. 캐소드 및 애노드 단자(2062 및 2064)를 배터리(2042)의 동일 단부 상에 위치시킴으로써, 두 단자는 리드 또는 다른 전도체를 배터리의 타 단부로 연장시킴이 없이 전자-회로 조립체(214)(도 19a 내지 도 19b)에 결합될 수 있다.
용기(2060)는 티타늄 또는 스테인레스 강과 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있으며, 사용 동안 배터리가 가열될 때 배터리(2042)의 팽창을 제한하기에 적합한 임의의 구성을 가질 수 있고; 배터리(2042)는 하우징(210) 내에 있기 때문에, 배터리가 너무 많이 팽창한다면, 이것은 용기(2060) 또는 하우징(210)을 균열시키거나(도 19a 내지 도 19b), 개체의 경골 또는 다른 신체 조직을 자극할 수 있다.
배터리(2042)는 또한, 용기(2060)의 내부에, 캐소드 단자(2062)에 결합된 카본 모노플루오라이드 캐소드, 및 애노드 단자(2064)에 결합된 리튬 애노드(도 20에는 캐소드도 또는 애노드도 도시되지 않음)를 더 포함한다. 용기(2060) 내 카본 모노플루오라이드 캐소드 및 리튬 애노드의 구조 및 배열은 종래의 것일 수 있다.
LiCFx 화학물질에 의해, 배터리(2042)는, 그 수명 기간 동안, 3.7 볼트(V)에서 약 360 밀리암페어시(mAh)를 제공할 수 있지만, 배터리에 5 ㎜의 길이를 추가할 때마다 약 36 mAh만큼 이 출력을 증가시킬 수 있다(유사하게, 배터리로부터 5 ㎜의 길이를 감산할 때마다 약 36 mAh만큼 이 출력을 감소시킬 수 있다). 만약 다른 배터리 화학물질이 응용의 크기 및 수명 요건에 따라 주어진 응용에 적절한 전력 요건을 달성할 수 있다면 다른 배터리 화학물질도 사용될 수 있는 것으로 이해된다. 일부 추가 가능한 배터리 화학물질은 리튬 이온(Li-ion), 리튬 망간 이산화물(Li-MnO2), 은 바나듐 산화물(SVO), 리튬 티오닐 클로라이드(Li-SOCl2), 리튬 요오드를 포함하고, CFx-SVO와 같은 상기 화학물질의 조합으로 이루어진 하이브리드 유형을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다.
여전히 도 20을 참조하면, 배터리(2042)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 배터리(2042)의 원통형 형상이 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 하우징(210)에 배터리를 배치하기에 적합하지만, 배터리 형상은 배터리를 다른 위치에 배치하기에도 적합하다. 예를 들어, 배터리(2042)는 무릎 보형물로부터 멀리, 및 개체의 경골 또는 다른 뼈(도 20에 도시되지 않음)의 내에 직접 이식되거나 또는 개체의 신체 내 일부 다른 위치(도 20에 도시되지 않음)에 이식될 수 있다. 배터리(2042)는 비교적 긴 수명을 갖기 때문에, 이 배터리는, 관련된 보형물을 교체하기 전에 배터리를 교체하는 것이 비실용적이고, 유도 결합 또는 임의의 다른 재충전 기술을 사용하여 배터리를 재충전하는 것은 비실용적이거나 불가능한, 개체의 신체 위치에 (직접 또는 보형물의 일부로) 배치될 수 있다. 또한, 배터리가 신체 위치에 직접 이식될 수 있기 위해, 용기(2060)는 용기 내부로부터 물질(예를 들어, 리튬, 카본 모노플루오라이드 및 임의의 부산물)이 누설되는 것을 방지하도록 구성되고 또 신체 물질과 반응하지 않도록 구성되어, 배터리가 이식된 조직을 배터리(2042)가 자극하거나 손상시키거나 파괴시키지 않고, 개체의 신체로부터 거부 반응을 개시하지 않도록 할 수 있다. 또한, 무릎 보형물에 배치되고 이와 관련된 것으로 설명되었지만, 배터리(2042)는 무릎 보형물 이외의 보형물 내에 배치되거나 이와 관련될 수 있다. 또한, 배터리(2042)의 동일 단부 상에 캐소드 단자(2062) 및 애노드 단자(2064)가 있는 것으로 도시되어 있지만, 캐소드 단자 및 애노드 단자는 배터리의 반대 단부 상에 또는 배터리의 길이를 따라 임의의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 배터리의 mAh 출력을 증가시키기 위해 배터리(2042)의 길이를 증가시킬 수 있고, 또한 배터리의 mAh 출력을 증가시키기 위해 배터리의 직경/폭을 증가시킬 수도 있다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(도 19a 내지 도 19b)는 배터리(2042)를 재충전하기 위해 환자의 신체의 움직임에 의해 야기된 운동 에너지를 전기 전류로 변환하도록 구성된 운동학적 조립체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 운동학적 조립체는 전자-회로 조립체(214)의 일부이거나, 또는 배터리(2042), 전자-회로 조립체 및 안테나(216)와는 별도로 및 이에 추가하여 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 구획일 수 있다. 이식 가능한 보형물에 포함되기에 적합한 운동학적 조립체의 일례는 시계의 배터리를 재충전하기 위해 시계에 포함된 종래의 운동학적 조립체를 포함한다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 예를 들어 외부 충전 소스(도 20에 도시되지 않음)에 응답하여 배터리(2042)를 재충전하도록 구성된 유도성 조립체 또는 다른 조립체를 포함할 수 있다. 또한, 배터리(2042)는 전술한 바와 같이 배터리가 하우징(210) 내에 배치되더라도 이 단락에서 설명된 특징들 중 임의의 특징을 소유할 수 있다.
도 21a는 일 실시예에 따라 도 19a 내지 도 19b의 전자-회로 조립체(214) 및 안테나(216)의 분해 사시도이다.
도 21b는 일 실시예에 따라 도 21a의 전자-회로 모듈(2070)의 단부도이다.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 전자-회로 모듈(2070) 이외에, 전자-회로 조립체(214)는 헤더 조립체(222), 클립(224) 및 케이스(228)를 포함한다.
도 19a 내지 도 19b와 관련하여 전술한 바와 같이, 전자-회로 모듈(2070)은, 하나 이상의 센서(도 21a 내지 도 21b에 도시되지 않음)로부터 무릎 보형물의 상태 및 기능에 관한 정보를 수신하고, 이 정보를 처리하고, 처리된 정보를, 예를 들어 무릎 보형물이 이식된 개체를 치료하는 의사에 의해 사용하기 위해, 안테나(216)를 통해, 베이스 스테이션(도 21a 내지 도 21b에 도시되지 않은 베이스 스테이션) 및 클라우드 기반 정보 저장소 및 분석기(도 21a 내지 도 21b에 도시되지 않은 저장소 및 분석기)에 송신하도록 구성된 전자 회로(2078)를 포함한다. 베이스 스테이션으로부터 클라우드 기반 저장소로 전달하는 것은 무선, 이더넷 및 케이블 모뎀 액세스 방식을 포함하지만 이들에 국한되지 않는 인터넷 액세스를 위한 다양한 경로를 사용할 수 있다. 전자 회로(2078)는 이하에서 더 설명되고, 하나 이상의 센서는 예를 들어, 가속도계, 자이로스코프, 보수계, 온도 센서, 압력 센서 및 습도 센서를 포함할 수 있으며, 전자-회로 모듈(2070) 상에 배치되거나, 또는 무릎 보형물 내에 또는 무릎 보형물 상에 임의의 위치에 배치되거나, 또는 무릎 보형물로부터 떨어져 배치될 수 있고, 전도체를 통해 또는 무선으로 전자 회로(2078)와 통신할 수 있다. 전자-회로 모듈(2070)은 또한, 배터리(2042)(도 20)의 캐소드 단자(2062)와 접촉하도록 구성된 내부 전도체(2082)를 포함하고, 내부 전도체 둘레에 배치되고 전술된 바와 같이 클립(224)을 통해 배터리의 애노드 단자(2064)에 결합되도록 구성된 외부 전도체(2084)를 포함하는 배터리-커넥터(2080)를 더 포함한다. 전기 절연체는 배터리(2042)의 단락을 방지하기 위해 내부 전도체(2082)와 외부 전도체(2084) 사이에 배치된다.
헤더 조립체(222)는 안테나(216)에 결합되도록 구성된 일 단부, 및 전자-회로 모듈(2070)에 결합하도록 구성된 다른 단부를 갖는다. 헤더 조립체(222)는 안테나(216)를 전기적으로 전자 회로(2078)에 결합하기 위해 헤더 조립체를 관통하여 공급되는 핀(2086 및 2088)(도 4의 안테나 연결부(226)로 지칭됨)을 포함하고, 이 핀은 체액 및 다른 물질이 전자-회로 조립체(214)로 누설되는 것을 방지하기 위해 각 기밀 밀봉부(2090 및 2092)를 포함하거나 이 밀봉부를 통과할 수 있다. 헤더 조립체(222)는, 안테나(216)를 전자-회로 모듈(2070)에 결합하는 것 이외에, 체액 및 다른 물질이 전자-회로 조립체(214)로 누설되는 것을 방지하기 위해 케이스(228)와 기밀 밀봉을 형성한다. 또한, 헤더 조립체(222) 및 전자-회로 모듈(2070)은 헤더 조립체를 전자-회로 모듈과 원하는 정렬을 하도록 구성된 정렬 구조체를 포함할 수 있다.
클립(224)은, 전자-회로 모듈(2070)을 헤더 조립체(222)에 고정하고 배터리(2042)를 전자-회로 모듈에 전기적으로 결합시키는 것을 촉진하도록 구성된다. 클립(224)은, 리세스(2102) 및 이 리세스(2102)의 반대쪽에 있고 도 21a 내지 도 21b에 도시되지 않은 리세스와 각각 맞물리는 돌출부(2098 및 2100)를 갖는 아암(2094, 2096)을 포함한다. 클립(224)은 또한 개구(2106)를 갖는 판(2104)을 포함한다. 판(2104)은 전도성이고, 전자-회로 모듈(2070)의 외부 커넥터(2084)와 접촉하고, 개구(2106)는 전자-회로 모듈의 내부 커넥터(2082)와 정렬된다.
또한, 케이스(228)는 전자-회로 모듈(2070), 및 헤더 조립체(222)와 클립(224)의 일부를 덮고 보호한다. 헤더 조립체(222)와 밀봉을 형성하는 것 이외에, 케이스(228)는 클립(224)과 기밀 밀봉과 같은 밀봉을 형성한다. 케이스(228)는 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있고; 예를 들어, 케이스(228)는 배터리 용기(2060)(도 20)를 형성하는 재료와 동일한 재료로 형성될 수 있다.
도 19a 내지 도 19b를 참조하면, 배터리-회로-안테나 조립체(2040)가 조립될 때, 배터리(2042)의 캐소드 단자(2062)는 클립 판(2104)의 개구(2106)를 통해 연장되어 전자-회로 모듈(2070)의 내부 전도체(2082)와 접촉하고, 배터리의 애노드 단자(2064)는 외부 전도체와 접촉하는 클립 판에 접촉하기 때문에 애노드 단자는 전자-회로 모듈의 외부 전도체(2084)에 전기적으로 결합된다. 즉, 클립 판(2104)은 전자-회로 모듈(2070)의 외부 전도체(2084)와 배터리의 애노드 단자(2064) 사이에 끼워져 전기적으로 접촉한다.
도 21a 내지 도 21b를 참조하면, 전자-회로 조립체(214)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 전자 회로(2078)를 배터리(2042)(도 20)에 전기적으로 결합시키기 위해 내부 전도체(2082) 및 외부 전도체(2084)를 갖는 것으로 설명되었지만, 전자-회로 모듈(2070)은 전자 회로를 배터리에 전기적으로 결합시키는 임의의 다른 적절한 구조를 포함할 수 있다.
도 22는, 일 실시예에 따라 살아 있는 개체(예를 들어, 인간 개체)의 고관절을 대체하기 위해 이식 가능하고 도 17 내지 도 21b의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 포함하는 고관절 보형물(2110)의 사시도이다.
고관절 보형물의 고관절 보형물(2110)은 고관절 보형물의 소켓 부분(도 22에 도시되지 않음)과 맞물리는 대퇴골 두(femoral head)(2112)를 포함하고, 개체의 대퇴골(도 22에 도시되지 않음)에 형성된 공동 내로 연장되도록 구성된 대퇴골 스템(femoral stem)(2114)을 포함한다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 대퇴골 스템(2114) 내 중공 부분에 배치되거나 대퇴골 스템의 일부를 형성한다.
고관절 보형물의 내부에 끼워지거나 또는 그 일부를 형성하도록 구성된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 고관절 보형물의 외부에 그리고 이로부터 떨어져 배치되는 이식 가능한 리포팅 프로세서의 임의의 부분 또는 전부를 갖는 고관절 보형물에 비해 보형물에 의해 점유되는 공간을 감소시킨다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 대퇴골 스템(2114)이 종래의 고관절 보형물의 대퇴골 스템보다 단면이 더 이상 길 필요가 없는 크기를 갖는다.
여전히 도 22를 참조하면, 고관절 보형물(2110)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 대퇴골 두(2112)에 배치될 수 있다. 다른 예로서, 임플란트는 대퇴골 스템(2114)의 길이 또는 직경을 변화시키지 않고 대퇴골 스템(2114)의 원부 팁부(tip)(2115)에 통합될 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따라, 예를 들어, 종양학적인 이유로 유방 조직을 제거한 후에 미적 목적 또는 미적 재건 수술을 위해 사용되고, 도 17 내지 도 21b에서 설명된 것과 유사한 하나 이상의 센서(도 23에 도시되지 않음) 및 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 포함하지만, 일부 차이를 갖는 유방 임플란트 또는 보형물(2116)의 사시도이다. 예를 들어, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 도 17 내지 도 21과 관련하여 전술한 프로세서와 상이한 형상을 가질 수 있다. 또한, 하나 이상의 센서 중 적어도 하나가 압력 센서인 경우, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 유방 임플란트 내의 압력 및 다른 파라미터를 모니터링하도록 구성될 수 있다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는, 모니터링된 파라미터에 응답하여, 유방 임플란트의 내용물이 주변 조직으로 누설되는지 여부를 결정하도록 구성될 수 있다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는, 모니터링된 파라미터에 응답하여, 임플란트가 실패했는지 여부를 검출하고 및/또는 모니터링이 변하는 것을 통해 캡슐 수축이 존재하는지를 평가하도록 구성될 수 있다.
유방 보형물(2116)은 단일 격실(compartment) 또는 다양한 유체로-충전된 격실을 가질 수 있다. 유체는 염수 또는 액체 실리콘일 수 있다. 격실들은 유체 경로를 통해 서리 격리되거나 서로 연통할 수 있다.
도 24는 일 실시예에 따라 유방 보형물(2116)을 살아 있는 개체의 여성 유방 내 유방 조직 하(2122) 및 근육 하(2124)에 삽입하는 것을 도시한다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 유방 임플란트의 후방 벽과 일체형인 유지 구조체(2120) 내에 배치된다.
다수의 격실(도시되지 않음)을 갖는 유방 조직인 경우, 각각의 리포팅 프로세서(2118)는 각각의 격실 내에 위치될 수 있는 것으로 이해된다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 환자가 그 존재를 느끼지 못하도록 유방 보형물(2116) 내에 끼워지도록 구성되지만, 이식 가능한 리포팅 프로세서는 임플란트 내에서 이동할 수 없도록 고정 유지된다.
도 23 및 도 24를 참조하면, 보형물(2116) 및 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 대안적인 실시예가 고려된다.
도 25는, 일 실시예에 따라, 도 20의 배터리(2042), 도 21a의 안테나(216) 및 전자 회로(2078)의 블록도이다. 아래에 설명된 바와 같이, 전자 회로(2078)는 배터리가 결합된 보형물의 수명만큼 적어도 긴 예측 가능한 수명을 배터리가 갖도록 배터리(2042)로부터 인출되는 전력을 제한하도록 구성될 수 있다. 또한, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6 내지 도 8e와 관련하여 전술한 회로 구성 요소들 중 하나 이상은 전자 회로(2078)의 일부를 형성할 수 있지만, 도 5a 내지 도 5c 및 도 6 내지 도 8e의 구성 요소에 대응하는 도 25의 구성 요소들은 다른 참조 번호를 가질 수 있다.
전자 회로(2078)는 다음 회로 구성 요소, 즉 공급 노드(3000), 타이밍 회로(3002), 처리 회로(3004), 관성 측정 유닛(이후 "관성 측정 회로")(3006), 메모리 회로(3008), 무선 회로(3010) 및 전자적으로 제어 가능한 스위치(3012, 3014)를 포함한다. 적어도 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)는 처리 회로(3004)의 주변 회로로 고려될 수 있다.
공급 노드(3000)는 배터리(2042)(도 20)로부터 전류 및 전압을 수신하고, 이 전류 및 전압을 타이밍 회로(3002), 처리 회로(3004), 무선 회로(3010) 및 스위치(3012 및 3014)에 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 배터리(2042)는 약 2.3V 내지 3.3V 범위의 전압을 공급 노드(3000)에 제공할 수 있다.
타이밍 회로(3002)는 예를 들어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 다른 구성 수단에 의해 각각의 "휴면", 즉 저전력 상태로부터 처리 회로(3004) 및 무선 회로(3010)를 각각의 설정 시간에 깨우도록(awaken) 구성된다. 타이밍 회로(3002)는, 처리 회로(3004) 및 무선 회로(3010)를 각각의 시간에서만, 예를 들어, 하루에 1 회 또는 수 회 깨움으로써, 처리 회로 및 무선 회로가 지속적으로 "깨어 있는" 상태에 있는 것, 즉 고전력 상태에 있는 것에 비해 배터리(2042)(도 20)로부터 인출되는 전력을 보존한다. 예를 들어, 타이밍 회로(3002)는 아브라콘(Abracon)
AB1815 실시간 클록(RTC) 집적 회로(IC)와 같은 실시간 클록 회로일 수 있다.
처리 회로(3004)는, 처리 회로(3004)가 고전력 동작 상태에 있는 동안 각 설정 시간에 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)를 공급 노드(300)에 선택적으로 결합하기 위해 스위치(3012 및 3014)를 개폐하도록 프로그래밍할 수 있다. 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)에 각각의 시간에서만, 예를 들어, 하루에 수 회 전력을 공급함으로써, 처리 회로(3004)는 관성 측정 회로 및 메모리 회로에 지속적으로 전력을 제공하는 것에 비해 배터리(2042)(도 20)로부터 인출되는 전력을 더 보존한다. 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)가 각각 저전력 상태로 진입하도록 구성 가능하다고 하더라도, 이들 회로는 여전히 각각의 상태에서 적어도 일부 전력을 여전히 인출할 수 있다. 그리하여, 측정 회로 및 메모리 회로가 사용되지 않는 동안 스위치(3012 및 3014)를 통해 공급 노드(3000)로부터 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)를 각각 분리함으로써 처리 회로(3004)는 측정 회로 및 메모리 회로가 사용되지 않는 동안 측정 회로 및 메모리 회로가 저전력 상태에 있게 하는 것에 의한 것보다 훨씬 더 많은 전력을 보존한다.
처리 회로(3004)는 또한 타이밍 회로(3002), 관성 측정 회로(3006), 메모리 회로(3008) 및 무선 회로(3010)를 프로그래밍, 구성 또는 다른 방식으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 처리 회로(3004)는, 안테나(216) 및 무선 회로(3010)를 통해 원격 소스로부터 수신된 명령에 응답하여, 타이밍 회로(3002)를 재구성하여, 타이밍 회로가 처리 회로 및 무선 회로(3010)를 "깨우는" 설정 시간을 변경할 수 있다.
또한, 처리 회로(3004)는 관성 측정 회로(3006) 및 메모리(3008) 이외에 주변 회로를 포함하거나 또는 이에 전기적으로 결합될 수 있다. 이러한 추가 주변 회로의 예로는 압력 센서, 온도 센서, 보수계, 온보드 휘발성 메모리(예를 들어, RAM(random-access memory), DRAM(dynamic RAM) 또는 SRAM(static RAM) 및 비휘발성 메모리(예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 프로그래밍 가능한 ROM(PROM, 전기적으로 프로그래밍 가능한 ROM(EPROM), 및 전기적으로 소거 가능하고 프로그래밍 가능한 ROM(EEPROM))를 포함한다. 전자 회로(2078)는 이들 추가 주변 회로를 공급 노드(3000)에 결합하기 위해 스위치(3012 및 3014) 이외의 스위치를 포함할 수 있다. 추가 주변 회로가 처리 회로(3004) 상에 온-보드되면, 처리 회로는 전력-아일랜드(power-island) 기술을 이용하여 이들 주변 회로에 전력을 선택적으로 제공할 수 있다.
또한, 처리 회로(3004)는 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 또는 실리콘 랩스(Silicon Labs)
EFM32HG 마이크로제어기 IC와 같은 임의의 다른 컴퓨팅 회로일 수 있다.
관성 측정 회로(3006)는 전자 회로(2078)가 위치되거나, 전자 회로(2078)와 관련된 보형물(도 25에 도시되지 않음)의 움직임과 관련된 데이터를 획득하기 위한 하나 이상의 센서(도 25에 도시되지 않음)를 포함한다. 예를 들어, 관성 측정 회로(3006)는 보형물이 경험하거나 보형물이 노출되는 선형 가속도 및 회전 가속도, 걸음 카운트 및 자기장을 감지하고 측정하도록 각각 구성된 하나 이상의 가속도계, 자이로스코프, 보수계 및 자력계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 관성 측정 회로(3006)는 이식된 보형물이 소유하거나 소유하도록 구성된 세 개의 가속도계와 세 개의 자이로스코프, 즉 각각의 선형 자유도 차원(X, Y, Z) 및 회전 자유도 차원(X 축 주위로의 회전, Y 축 주위로의 회전, Z 축 주위로의 회전)에 대해 하나씩 가속도계와 자이로스코프를 포함한다. 보형물이 이식된 환자 또는 다른 개체가 움직이는 동안 이들 센서에 의해 생성된 정보를 분석함으로써 보형물이 제대로 기능하는지 여부를 결정할 수 있으며 보형물을 교체해야 할 때를 예측할 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 회로(3006)는 보쉬(Bosch)
BMI160 통합 관성 측정 유닛(IMU) IC일 수 있다. 또한, 처리 회로(3004)는 관성 측정 회로(3006)에 추가하여 주변 회로를 포함하거나 또는 이에 전기적으로 결합될 수 있다. 이러한 추가 주변 회로의 예는 보수계, 압력 센서 및 온도 센서를 포함한다.
메모리 회로(3008)는, 처리 회로(3004)를 위한 프로그래밍 및 구성 데이터, 및 처리 회로(3004)에 의해 생성된 데이터를, 무선 회로가 깨어 있는 기간 동안, 무선 회로(3010)를 통해 목적지(예를 들어, 클라우드 기반 모니터 및 분석기)로 전송하기 위해 저장하도록 구성될 수 있는 비휘발성 메모리이다. 메모리 회로(3008)는 비휘발성이기 때문에, 메모리 회로는 스위치(3014)가 개방되고 메모리 회로가 전력을 수신하지 않는 동안에도 데이터를 저장할 수 있다. 메모리(3008)는 NOR 또는 NAND 플래시, 자기 RAM(MRAM), 및 EEPROM과 같은 임의의 유형의 비휘발성 메모리일 수 있다.
무선 회로(3010)는 전자 회로(2078)와 관련된 보형물 외부의 소스로부터 정보를 전달하는 신호를 수신하고, (예를 들어, 디코딩 및 복조에 의해) 신호로부터 정보를 복구하고, 복구된 정보를 프로세서 회로(3004)에 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 이러한 수신된 정보는 타이밍 회로(3002), 처리 회로(3004), 관성 측정 회로(3006), 메모리 회로(3008), 무선 회로(3010) 및 스위치(3012 및 3014) 중 하나 이상을 위한 프로그래밍(예를 들어, 소프트웨어 명령) 또는 구성 회로(3006)(예를 들어, 펌웨어) 데이터를 포함할 수 있고, 또는 처리 회로가 요청에 지정된 정보를 외부 소스에 전송하라는 요청을 포함할 수 있다.
무선 회로(3010)는 또한 전자 회로(2078)와 관련된 보형물 외부의 목적지로 정보를 운반하는 신호를 전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 무선 회로(3010)는 처리 회로(3004)로부터 정보를 수신하고, 정보를 (예를 들어, 에러 정정 및 압축을 위해) 코딩하고, 코딩된 정보로 캐리어 신호를 변조하고, 변조된 캐리어 신호로 안테나(216)를 구동할 수 있다. 처리 회로(3004)는 예를 들어, 관성 측정 회로(3006)에 의해 이루어진 감지 측정값을 처리한 것에 응답하여, 정보를 생성하고, 정보를 메모리 회로(3008)에 저장하고, 메모리 회로로부터 정보를 검색하고, 정보를 무선 회로(3010)에 제공할 수 있다. 대안적으로, 정보는, 처리 회로(3004)가 이에 결합된 회로로부터 수집하고 전술한 방식으로 전송하기 위해 무선 회로에 제공하는 상태 정보일 수 있다. 예를 들어, 관성 측정 회로(3006)로부터의 상태 정보는 배터리(2042) 양단의 전압을 포함할 수 있고, 타이밍 회로(3002)로부터의 상태 정보는 처리 회로(3004) 및 무선 회로(3010)를 활성화하도록 스케줄된 현재 시간 또는 간격을 포함할 수 있다.
스위치(3012 및 3014)는 처리 회로(3004)로부터의 신호에 응답하여 전자적으로 개폐될 수 있는 NMOS 또는 PMOS 스위칭 트랜지스터와 같은 임의의 적절한 종래의 스위치를 포함할 수 있다.
여전히 도 25를 참조하면, 전자 회로(2078)의 동작이 일 실시예에 따라 설명된다.
타이밍 회로(3002)는 프로그래밍된 시간, 예를 들어, 하루에 한 번, 처리 회로(3004) 및 무선 회로(3010)를 활성화하도록 프로그래밍된다. 이 시간은 고정 시간(예를 들어, 매일 정오), 가변 시간(예를 들어, 정오에서 시작하여 매일 1 시간씩 증가), 무작위적인 시간(예를 들어, 매일 무작위적으로 결정된 시간에 하루에 한 번) 또는 이벤트(예를 들어, 전자 회로(2078)가 이식된 개체의 움직임)에 응답하는 시간일 수 있다. 또한, 이들 시간은 처리 회로(3004) 및 무선 회로(3010) 모두에 대해 동일하거나 상이할 수 있다. 예를 들어, 타이밍 회로(3002)는 처리 회로(3004)를 하루에 세 번 활성화시켜 센서 측정값을 분석하고 레코드할 수 있으며, 무선 회로(3010)를 하루에 한 번만 활성화시켜 레코드된 센서 측정값을 원격 목적지(도 25에 도시되지 않음)에 전송할 수 있다. 또한, 처리 회로(3004)는 안테나(216) 및 무선 회로(3010)를 통해 소스(도 25에 도시되지 않음)로부터 처리 회로가 수신하는 커맨드 또는 명령에 응답하여 타이밍 회로(3002)를 프로그래밍할 수 있다.
다음으로, 처리 회로(3004)는 타이밍 회로(3002)에 의해 활성화된 것에 응답하여 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)에 전력을 공급하기 위해 스위치(3010 및 3012)를 폐쇄한다. 또한, 처리 회로(3004)는 전자 회로(2078)의 일부를 형성하는 다른 주변 회로에 전력을 공급하도록 다른 스위치를 폐쇄할 수 있다.
이후, 전력을 수신한 것에 응답하여, 관성 측정 회로(3006), 메모리 회로(3008) 및 임의의 다른 전력-업 주변 회로는 그렇게 하도록 구성된 경우 각각의 전력-업 루틴을 실행한다.
다음으로, 처리 회로(3004)는 프로그래밍된 루틴에 따라 동작하도록 관성 측정 회로(3006), 메모리 회로(3008) 및 무선 회로(3010)를 제어한다(이러한 루틴의 예는 이하에서 더 설명된다). 또한, 처리 회로(3004)는 프로그래밍된 루틴에 따라 또는 원격 소스(도 25에 도시되지 않음)로부터 수신된 명령에 따라 타이밍 회로(3002), 관성 메모리 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)를 재 프로그래밍하거나 재구성할 수 있다. 또한, 처리 회로(3004)는 루틴 동안 전자 회로(2078)의 처리 회로 또는 다른 구성 요소에 의해 생성된 데이터를 메모리 회로(3008)에 저장할 수 있다. 처리 회로(3004)는 또한 이러한 데이터를 무선 회로(3010) 및 안테나(216)를 통해 원격 목적지(도 25에 도시되지 않음)에 전송할 수 있다.
이후, 루틴이 완료된 후, 처리 회로(3004)는 적용 가능한 경우 관성 측정 회로(3006) 및 메모리 회로(3008)에 각각의 전력-다운 루틴을 실행하도록 지시하고, 스위치(3012 및 3024)를 개방하여 관성 측정 회로 및 메모리 회로로부터 전력을 분리하고, 무선 회로(3010)가 저전력(예를 들어, 휴면) 상태에 들어가도록 하고, 루틴이 완료된 것을 타이밍 회로(3002)에 알리고, 저전력(예를 들어, 휴면) 상태에 들어간다.
다음 설정된 시간에, 타이밍 회로(3002)는 처리 회로(3002) 및 필요한 경우, 무선 회로(3010)를 활성화시켜 상기 루틴을 반복하기 시작하거나 다른 루틴을 시작한다.
여전히 도 25를 참조하면, 전자 회로(2078)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 전자 회로(2078)는 전술한 것 이외의 회로를 포함할 수 있고, 처리 회로(3004)에 의해 제어되는 다른 회로에 전력을 제공하기 위해 추가적인 스위치를 포함할 수 있고; 이러한 다른 회로의 예는 RAM(random-access memory)과 같은 휘발성 메모리, 보수계, 온도 센서 또는 압력 센서와 같은 하나 이상의 추가적인 센서 회로를 포함한다. 또한, 전자 회로(2078)는 배터리(2042)를 재충전하기 위한 하나 이상의 회로 또는 기구를 포함할 수 있으며; 이러한 회로 및 기구의 예는 운동학적 또는 생화학적 재충전 기구, 유도 재충전 회로 및 높은 공진 무선-전력-전송 재충전 회로를 포함한다. 또한, 전자 회로(2078)의 구성 요소 회로의 일부 또는 전부는 하나 이상의 집적 회로 상에 배치되거나, 이산 구성 요소 회로(예를 들어, 하나 이상의 이산 구성 요소로 형성된 회로)일 수 있다. 또한, 처리 회로(3004)는 배터리(2042)가 예를 들어 1년 초과, 10년 이상, 심지어 최대 20년 이상과 같은 예상 수명을 갖도록 전력을 보존하는 임의의 방식으로 임의의 적절한 루틴을 실행할 수 있고; 그래서 전력을 보존하면 적어도 관련된 보형물이 교체될 때까지 배터리를 교체할 필요가 없는 가능성을 크게 증가시킬 수 있다.
표 1 및 표 2를 참조하면, 배터리(2042)(도 20)의 원하는 수명 동안 도 21a의 전자 회로(2078)의 구성 및 동작이 일 실시예에 따라 설명된다.
| 에너지 소비량 | 기간 |
| EC1 | P1 |
| EC2 | P2 |
| EC3 | P3 |
도 21a 및 표 1을 참조하면, 전자 회로(2078)는 배터리(2042)(도 20)가 예상 수명 동안 지속되도록 에너지 소비량을 제어하도록 구성될 수 있다. 보다 상세하게는, 타이밍 회로(3002)는 설정 시간에 처리 회로(3004) 및 무선 회로(3010)를 활성화하도록 구성될 수 있고, 활성화된 처리 회로는 관성 측정 회로(3006)를 활성화 및 구성하고, 이 관성 측정 회로로부터의 데이터를 처리하고, 데이터가 무선 회로를 통해 송수신되는 때를 제어하여 전자 회로(2078)의 에너지 소비량을 제어하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 대응하는 이식된 보형물이 대체될 때까지 또는 적어도 전자 회로(2078)의 동작이 더 이상 필요치 않을 것으로 예상될 때까지 배터리(2042)가 지속되는 것이 바람직할 수 있다.
배터리(2042)(도 20)의 설계된 수명은 각각의 에너지 소비량(EC)의 다수의 기간(P)으로 분할될 수 있고; 이러한 에너지 소비량(EC)이 배터리(2042)가 전자 회로(2078)에 제공할 수 있는 총 에너지 이하로 합산되는 한, 배터리는 (배터리 또는 전자 회로의 고장 또는 다른 예상치 못한 문제가 없다고 가정하면) 마지막 기간(P)의 종료 때까지 지속될 수 있을 것이다. 예를 들어, 배터리(2042)가 360 mAh와 동등한 에너지를 저장할 수 있고, 배터리가 적어도 10년 동안 지속되도록 전자 회로(2078)가 설계되는 것이 요구되는 경우, 배터리 또는 전자 회로에 에러 또는 오작동을 방지하면서, 에너지 소비 기간(P) 동안 소비되는 것으로 예상되는 에너지(EC)의 합이 360 mAh와 동등한 에너지보다 크지 않은 한, 배터리는 적어도 10년 동안 전자 회로에 전력을 공급할 수 있을 것이다. 이 예에 더하여, 제1 에너지 소비 기간(P1)은 4 개월이고, 전자 회로(2078)는 P1 동안 72 mAh와 동등한 최대 에너지(EC1)를 소비할 것으로 예상된다고 가정한다. 유사하게, 제2 에너지 소비 기간(P2)은 P1 직후 8 개월이고, P2 동안 최대 예상 에너지 소비량(EC2)은 36 mAh와 동등하다고 가정한다. 그리고 나아가 제3 에너지 소비 기간(P3)은 P2 직후 9년이고, P3 동안 최대 예상 에너지 소비량(EC3)은 240 mAh와 동등하다고 가정한다. 그러면, P1 + P2 + P3 = 10년의 종료 시에, 전자 회로(2078)의 총 에너지 소비량 EC1 + EC2 + EC3은 348 mAh와 동등하고, 이는 12 mAh(즉, 360 mAh - 348 mAh = 12 mAh)의 오차 마진을 남긴다.
도 21a 및 표 2를 참조하면, 전자 회로(2078)가 기간(P) 동안 소비하는 에너지를 제어하는 일 실시예에서, 전자 회로는 한정된 동작 모드에 따라 동작하도록 구성된다.
예를 들어, 전자 회로(2078)는, 대응하는 기간(P)의 제1 부분에 대해서는 저전력 모드(LPM)에서 동작하고, 대응하는 기간(P)의 제2 부분에 대해서는 고전력 모드(HPM)에서 동작하도록 구성될 수 있다. 특정 모드에서 동작하는 동안, 처리 회로(3004)는 관성 측정 회로(3006)로부터 데이터를 수신하고 처리한다. 관성 측정 회로(3006)의 어느 부분이 활성인지, 관성 측정 회로가 생성하는 데이터가 무엇인지, 관성 측정 회로가 얼마나 오래 활성화되는지, 처리 회로가 이 데이터를 샘플링하는 속도와 해상도가 얼마인지, 및 처리 회로가 무선 회로(3010)를 통해 외부 목적지로 데이터를 얼마나 자주 송신하는지와 같은 파라미터를 제어함으로써, 전자 회로(2078)는 소비하는 에너지의 양을 제어할 수 있고, 그리하여 각 기간 동안 배터리(2042)로부터 인출되는 에너지의 양을 제어할 수 있다.
| 에너지 소비율(ECR) | 기간(P) | 저전력 모드(LPM) | 고전력 모드(HPM) |
| ECR1 | P1 | LPM1 | HPM1 |
| ECR2 | P2 | LPM2 | HPM2 |
| ECR3 | P3 | LPM3 | HPM3 |
도 26은, 전자 회로와 관련된 보형물이 무릎 보형물인 일 실시예에 따라 배터리(2042)(도 20)의 수명 동안 전자 회로(2078)(도 21a)의 동작의 상태도(3100)이다.
다음의 예에서, 모든 저전력 모드(LPM)(즉, LPM1, LPM2, LPM3)에서, 처리 회로(3004)는, 단 두 개의 가속도계(예를 들어, 보행 치원 X 및 수직 차원 Z)가 활성이도록 관성 측정 회로(3006)를 구성하고, 처리 회로는 이들 활성 가속도계에 의해 생성된 신호를 50 샘플/초 및 8 비트의 해상도로 샘플링하고, 이들 신호로부터 총 걸음 카운트를 생성하고, 저전력 모드의 종료 시에 누적된 걸음 카운트를 메모리(3008)에 저장한다. 또한 저전력 모드의 지속시간 및 빈도는 다음과 같다: LPM1 = 8 시간/일, 7일/주; LPM2 = 6 시간/일, 2일/주 및 LPM3 = 4 시간/일, 1일/주. LPM2 및 LPM3에서는, 타이밍 회로(3002)는 매주 같은 날(들)을 선택하거나, 매주 날(들)을 회전시키거나, 또는 매주 날(들)을 무작위적으로 선택하도록 구성될 수 있다(또는 처리 회로(3004)는 처리 회로가 활성인 동안 이러한 방식으로 타이밍을 구성할 수 있다). 대안적으로, 2개의 가속도계로부터 신호를 연속적으로 샘플링하는 대신에, 개체가 보행하고 있지 않은 경우에 처리 회로가 샘플링을 위한 전력을 소비하지 않도록 관성 측정 유닛(3006)이 개체가 보행하고 있는 것을 감지할 때에만 처리 회로(3004)는 신호를 샘플링할 수 있다. 또한 설명된 바와 같은 가속도계의 샘플링은 단일 가속도계로도 달성될 수 있는 것으로 이해된다.
또한 다음의 예에서, 모든 고전력 모드(HPM)(즉, HPM1, HPM2 및 HPM3)에서, 처리 회로(3004)는 적어도 3개의 가속도계 및 적어도 3개의 자이로스코프가 활성이도록 관성 측정 회로(3006)를 구성하고, 처리 회로는 이들 활성 가속도계 및 자이로스코프에 의해 생성된 신호 각각을 400 샘플/초 및 16 비트의 해상도로 샘플링하고, 이들 신호의 미리 구성된/미리 프로그래밍된 분석을 수행하고, 고전력 모드의 종료 시에 분석 결과를 메모리(3008)에 저장한다. 처리 회로(3004)는, 개체가 적어도 3개의 걸음을 취한 것을 처리 회로가 검출한 후에, 저전력 모드(LPM)로부터 고전력 모드(HPM)에 진입한다(예를 들어, 적어도 3개의 가속도계 및 적어도 3개의 자이로스코프를 활성화한다)(적어도 3개의 가속도계와 적어도 3개의 자이로스코프가 활성화되기 때문에, 고전력 모드는 6 자유도 모드라고 불리울 수도 있다). 처리 회로(3004)는 종종 초기 3 걸음보다 더 많은 전체 걸음에 대해서는 고전력 모드에 유지된다. 처리 회로(3004)가 추가 10 걸음을 검출하지 않으면, 처리 회로는 고전력 모드를 빠져 나와 저전력 모드로 복귀하고, 고전력 모드에 있는 동안 10 걸음을 검출할 수 있을 때까지, 임계 횟수만큼 고전력 모드에 진입할 때까지, 또는 저전력 모드를 종료할 시간이 될 때까지 이 절차를 반복한다. 처리 회로(3004)는, 10 걸음을 검출하고 관성 측정 회로(3006) 내 3개의 가속도계 및 3개의 자이로스코프에 의해 생성된 신호를 수신 및 샘플링한 후, 이들 샘플링된 신호를 처리하여 그 결과를 메모리(3008)에 저장하며; 또한, 처리 회로는 다음 저전력 모드까지 다시 고전력 모드에 진입하지 않는다. 처리 회로(3004)가 적어도 고전력 모드를 완료하려고 시도하는 빈도는 다음과 같다: HPM1 = 7일/주; HPM2 = 2일/주(LPM2와 같은 날) 및 HPM3 = 1일/주(LPM3과 같은 날).
또한, 다음의 예에서, 테스트 모드 또는 의사 진료실 모드는 예를 들어 의사 진료실에서 의사에 의해 개시되어 의사가 배터리를 통해 개체를 테스트(예를 들어, 무릎 굴곡, 굴곡 범위, 중지 및 시작)하고, 처리 회로(3004)로부터 처리된 데이터를 수신하고, 이 데이터를 분석하여 예를 들어 이식된 무릎 보형물이 적절하게 기능하는지 여부를 결정할 수 있는 것을 제외하고는 전술한 고전력 모드와 동일할 수 있다. 의사 진료실 모드가 배터리(2042)가 설계된 수명보다 더 짧은 수명을 갖는 것을 방지하기 위해, 처리 회로(3004)는 의사 진료실 모드의 수 또는 지속시간을 제한하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 처리 회로(3004)는 각 의사 진료실 모드를 3분으로 제한할 수 있으나, 의사가 3분마다 끊어질 수 있고 3분을 초과하는 연속적인 분 동안 확산되도록 하는 모드에 진입하고 빠져 나갈 수 있고; 처리 회로(3004)는 의사 진료실 모드의 수를 기간(P1 내지 P3) 사이에 분배된 총 수(예를 들어, 총 30개의 허용된 의사 진료실 모드에서 종종 의사 진료실 모드를 P1 및 P2의 각각으로 제한, 5개의 의사 진료실 모드를 P3으로 제한, 및 P1 내지 P3 중 임의의 것에서 사용될 수 있는 총 5개의 "플로팅" 의사 진료실 모드)로 제한할 수 있다. 또한 진료실 환경에서 의사에 의해 개시된 의사 진료실 모드는 물리 치료사와 같은 다른 건강 관리 전문가와 상호 교환될 수 있으며, 적절한 설정에서 환자의 물리 치료의 일부로 테스트를 수행할 수 있는 것으로 이해된다.
도 25 및 도 26을 참조하면, 무릎 보형물(도 25 내지 도 26에 도시되지 않음)을 이식하는 수술 전에, 전자 회로(2078)는 (예를 들어, 후술된 베이스 스테이션을 통해) 전력-온-리셋(power-on-reset: POR) 신호로 활성화되고, 자가-테스트 상태(3102)로 진행한다. 이 상태 동안, 처리 회로(3004)는 하나 이상의 테스트 루틴을 실행하고, 그 결과는 배터리(2042), 안테나(2048), 및 전자 회로(2078)가 제대로 기능하고 있는지 여부를 나타낸다. 예를 들어, 이러한 테스트 루틴은 배터리(2042) 양단의 전압을 측정하고, 관성 측정 회로(3006)로부터 출력 신호를 측정하고, 메모리(3008), 무선 회로(3010) 및 스위치(3012 및 3014)의 기능을 검사할 수 있다.
전자 회로(2078)가 임의의 테스트 루틴에 실패하면, 처리 회로(3004)는 상태(3104)로 진행하고, 전자 회로를 형성하는 자기 자신 및 다른 회로를 수명 종료 모드(end-of-life mode)로 진입시킨다. 예를 들어, 이 모드에서, 처리 회로(3004)는, 무선 회로(3010) 및 안테나(2048)를 통해, 배터리(2042), 안테나(216), 또는 전자 회로(2078)가 적절하게 기능하지 않다는 것과, 무릎 보형물이 이식되기 전에 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(도 19a 및 도 19b)가 교체되어야 한다는 것을 방송할 수 있다. 대안적으로, 배터리(2042), 안테나(2048) 또는 무선 회로(3010)가 오작동하여 처리 회로(3004)가 방송을 송신할 수 없는 경우에는, 배터리, 안테나 및 전자 회로가 적절히 작동하고 있다는 것을 나타내는 방송이 없다는 것 자체가 외부 디바이스(예를 들어, 베이스 스테이션)에 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 교체되어야 한다는 지시자로서 기능할 수 있다.
그러나, 배터리(2042), 안테나(216) 및 전자 회로(2078)가 단계(3102)에서 모든 테스트 루틴을 통과하면, 처리 회로(3004)는 상태(3106)로 진행하여 대기 모드에 진입한다.
대기 모드로부터, 처리 회로(3004)는 상태(3108)로 진행하고, 자기 자신 및 무선 회로(3010)를, 이 예에서 집합적으로 딥-휴면 상태라고 불리우는 각각의 저전력 상태에 진입시킨다. 딥-휴면 상태로 들어가기 전에, 처리 회로(3004)는 적용 가능한 경우 관성 측정 회로(3006), 메모리(3008) 및 임의의 다른 주변 회로에 각각의 전력-다운 루틴을 실행하도록 지시하고 나서, 마지막 전력-다운 루틴이 완료된 후, 스위치(3112 및 3114) 및 다른 주변 회로에 대응하는 임의의 다른 스위치를 개방한다.
단계(3108)에서 딥-휴면 상태 동안, 타이밍 회로(3002)는 활성으로 유지되고, 다음 저전력 모드(LPM)에 들어갈 때를 계속 추적한다. 예를 들어, 기간(P1)의 경우, 다음 LPM은 무릎 보형물이 이식된 후 다음 날에 LPM1일 수 있다.
다음 저전력 모드(LPM)에 들어가는 시간이 될 때, 타이밍 회로(3002)는 처리 회로(3004)를 활성화한다(예를 들어, "깨운다").
활성화된 처리 회로(3004)는 대기 상태(3106)로 진행하고 나서, 스위치(3012 및 3014) 및 임의의 다른 스위치를 폐쇄하고, 활성화되는 것이 필요한 관성 측정 회로(3006), 메모리(3008), 및 임의의 다른 주변 회로를 활성화한다. 처리 회로(3004)는 또한, 예를 들어 단 하나의 또는 두 개의 가속도계만을 활성화시키고 다른 센서는 활성화시키지 않도록 관성 측정 회로에 지시하는 것과 같이, 저전력 동작을 위해 관성 측정 회로(3006)를 구성한다.
이후, 관성 측정 회로(3006)와 같은 주변 회로를 활성화 및 구성한 후, 처리 회로(3004)는 상태(3110)로 진행하고 여기서 처리 회로는 전술한 바와 같이 저전력 동작 모드(LPM)에 진입한다.
관성 측정 회로(3006)가, 상태(3110)에서 저전력 모드(LPM) 동안, 무릎 보형물이 이식된 개체가 적어도 3 걸음을 취한 것을 검출하면, 처리 회로(3004)는 관성 측정 회로(3006)의 적어도 3개의 가속도계(선형 운동의 각각의 차원에 대해 하나씩) 및 3개의 자이로스코프(회전 운동의 각 차원에 대해 하나씩)를 활성화시킴으로써 상태(3112)에서 스케줄된 고전력 모드(HPM)에 진입하고, 이들 가속도계 및 자이로스코프로부터 신호를 고주파수 및 고해상도(저전력 모드에서의 50 샘플/초 및 8 비트에 비해, 예를 들어, 초당 400 샘플 및 16 비트 )로 샘플링하기 시작한다.
가속도계 및 자이로스코프를 개체의 이전에 설정된 최소 수(예를 들어, 10)의 걸음 동안 샘플링한 것에 응답하여, 또는 개체가 고전력 모드(HPM)에 진입하는 것으로부터 설정된 시간(예를 들어, 3분) 내에 최소 걸음 수보다 더 적은 걸음을 취한 것에 응답하여, 처리 회로(3004)는 상태(3110)에서 저전력 모드(LPM)로 되돌아간다. 그러나, 저전력 모드(LPM)로 복귀하기 전에, 처리 회로(3004)는 관성 측정 회로(3006)의 자이로스코프를 비활성화하고 가속도계 중 2개를 제외한 모든 것을 비활성화한다. 고전력 모드(HPM) 동안, 관성 측정 회로(3006)가 (고전력 모드(HPM)에 들어가기 위해 검출된 초기 3 걸음을 제외하고) 적어도 10 걸음에 걸쳐 데이터를 생성할 수 있었다면, 처리 회로(3004)는, 다음 저전력 모드까지 더 이상 고전력 모드로 진입할 필요가 없다는 것을, 예를 들어, 플래그를 설정함으로써 나타낸다. 예를 들어, 기간(P1) 동안, 처리 회로(3004)는 다음 날까지 더 이상의 고전력 모드에 진입할 필요가 없다는 것을 나타낸다. 그러나, 고전력 모드 동안, 관성 측정 회로(3006)가 (예를 들어, 고전력 모드에 들어가기 위해 검출된 초기 3 걸음을 제외하고) 적어도 10 걸음에 걸쳐 데이터를 생성할 수 없었다면, 처리 회로(3004)는, 관성 측정 회로(3006)에 의해 개체의 3 걸음이 검출될 때 다시 고전력 모드에 진입한다는 것을, 예를 들어, 플래그를 설정하지 않음으로써 나타낸다.
다시 상태(3110)에서, 처리 회로(3004)는 다수의 동작 중 하나를 취할 수 있다. 전술한 바와 같이, 단계(3112)에서, 처리 회로(3004)가 개체의 10 걸음에 대한 데이터를 수신하는데 성공하지 못한 경우, 처리 회로는 상태(3112)에서 고전력 모드로 다시 진행할 수 있기 위해 개체가 이전에 설정된 최소 수(예를 들어, 3)의 걸음을 취하기를 계속 대기한다. 그러나, 상태(3112)에서, 처리 회로(3004)가 개체의 10 걸음에 대한 데이터를 수신하는데 성공하면, 처리 회로는 저전력 모드(예를 들어, 총 8시간)의 종료 시까지 상태(3110)에 유지되고, 이 시점에서 처리 회로는 상태(3106)에서 대기 모드로 복귀하고 이후 상태(3108)에서 딥-휴면 상태로 복귀한다. 또는, 처리 회로(3004)는 상태(3112)에서 고전력 모드가 성공적으로 완료된 것에 응답하여 사실상 바로 상태(3108 및 3106)로 복귀할 수 있고; 즉, 처리 회로(3004)는 개체의 10 걸음에 대해 관성 측정 회로(3006)로부터 데이터를 성공적으로 얻을 수 있을 때까지만 또는 저전력 모드의 설정된 최대 시간(예를 들어, 8 시간)까지만 전자 회로(2078)를 저전력 모드에 유지할 수 있다.
딥-휴면 상태(3108)에 진입하기 전에 대기 상태(3106) 동안, 처리 회로(3004)는 무선 회로(3010)를 활성화하고, 고전력 모드에 대응하는 데이터 및 선택적으로 걸음 카운트를 외부 목적지로 전송할 수 있다.
처리 회로(3004)(및 타이밍 회로(3002)를 제외하고 전자 회로(2078)의 모든 다른 회로)는 타이밍 회로가 다음의 저전력 모드(LPM) 동안 처리 회로를 활성화할 때까지 상태(3106)에 유지된다.
여전히 도 25 내지 도 26을 참조하면, 베이스 스테이션(후술됨)을 통해 커맨드를 입력함으로써, 의사 또는 다른 의료 전문가는, 전자 회로가 다른 방식으로 비활성되도록 스케줄링된 동안에도, 전자 회로(2078)가 전술한 의사 진료실 모드와 같이 온-커맨드 모드에 진입할 수 있게 할 수 있다. 예를 들어, 커맨드는 타이밍 회로(3002)에 의해 수신될 수 있고, 이 커맨드는 타이밍 회로로 하여금 처리 회로(3004)를 활성화하게 하고, 이에 따라 처리 회로는 딥-휴면 상태(3108)를 빠져 나와 전술된 것과 유사한 방식으로 상태(3106)로 진행하게 할 수 있다. 다음으로, 처리 회로(3004)는 의사 진료실 모드와 같은, 상태(3114)에서 온-커맨드 모드에 들어가서, 거기서 예를 들어, 처리 회로는 관성 측정 회로(3006)의 적어도 3개의 가속도계 및 적어도 3개의 자이로스코프를 활성화시켜, 예를 들어, 의사는 배터리를 통해 개체를 테스트하고 무릎 보형물의 성능을 분석할 수 있다. 전술한 바와 같이, 처리 회로(3004)는, 배터리(2042)(도 20)의 충전량을 보존하기 위해, 전자 회로(2078)가 온-커맨드 모드에서 동작할 수 있는, 온-커맨드 모드의 길이, 기간(P)당 횟수 또는 총 횟수를 제한할 수 있다.
여전히 도 25 내지 도 26 및 표 1 및 표 2를 참조하면, 전술한 전력 절약 루틴의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 표 1 및 표 2가 배터리(2042)의 예상 수명에 걸쳐 3개의 기간(P)을 포함하지만, 배터리의 예상 수명은 3개의 기간(P)을 초과하거나 미만일 수 있다. 또한, 표 2는 기간(P)당 단 하나의 저전력 모드(LPM) 및 단 하나의 고전력 모드(HPM)만을 보여주고 있으나, 여기에는 기간(P)당 하나를 초과하거나 또는 미만인 저전력 모드 또는 하나를 초과하거나 또는 미만인 고전력 모드가 있을 수 있다. 또한, 동작 모드는, 임의의 구성 가능한 파라미터(예를 들어, 활성화된 관성 측정 회로(3006)의 센서의 수, 센서 출력의 샘플링 율 및 샘플링 해상도, 및 처리 회로(3004) 및 다양한 주변 회로가 활성인 시간)를 임의의 적합한 값으로 설정함으로써 임의의 적합한 에너지 소비량 레벨을 위해 설계될 수 있다. 또한, 전자 회로(2078)의 하나 이상의 구성 요소(예를 들어, 타이머(3002), 처리 회로(3004))의 프로그래밍/구성은 안테나(216) 및 무선 회로(3010)를 통해 전자 회로와 통신할 수 있는 베이스 스테이션(후술됨)을 통해 변할 수 있다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(도 19a 내지 도 19b)의 전자 회로(2078) 또는 다른 부분이 배터리-재충전 기구 또는 회로를 포함하면, 전술된 루틴은 재충전을 고려하도록 수정될 수 있다. 또한, 저전력 모드(LPM) 동안 관성 측정 유닛(3006)의 2개의 선형 가속기를 활성화하는 대신에, 처리 회로(3004)는 관성 측정 유닛의 일부이거나 또는 관성 측정 유닛으로부터 분리된 보수계를 활성화시킬 수 있다. 또한, 전술한 루틴은 설명되지 않은 추가 단계를 포함할 수 있고, 하나 이상의 설명된 단계를 생략할 수 있고, 또는 설명된 단계를 수행하는 순서를 변경할 수 있다.
도 27은 일 실시예에 따라 보형물의 이식 전에 도 19a 내지 도 19b의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와의 통신을 용이하게 하도록 구성된 베이스 스테이션(3500)의 다이어그램이다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 관련되는 (예를 들어, 포함하는) 무릎 보형물과 같은 보형물을 수술로 환자에게 이식하는 수술 전에 수술실(3502)에서, 컴퓨팅 시스템(3506)의 범용 직렬 버스(USB) 포트(3504)를 베이스 스테이션(3500)의 USB 포트(3508)에 연결한다. 컴퓨팅 시스템(3506)은 퍼스널 컴퓨터, 랩탑, 스마트폰, 태블릿 컴퓨터 등일 수 있다. 컴퓨팅 시스템(3506)은 의사 또는 기술자가 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 커맨드를 입력할 수 있게 하는 키보드(3510) 또는 다른 입력 디바이스를 포함할 수 있으며, 이식 가능한 리포팅 프로세서에 대응하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 디스플레이(3512) 상에 생성할 수 있다.
환자를 자신의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 링크시키는데 두 개의 절차가 있다.
제1 절차에 따르면, 수술 전에, 환자는 집에 설치하기 위해 자신의 임상의로부터 베이스 스테이션을 받는다. 집에서 환자는, 베이스 스테이션(3500)을 설치하고 이 베이스 스테이션에 전력 코드를 연결하고, 베이스 스테이션에 전력을 공급하고, 베이스 스테이션을 (예를 들어, 무선 라우터를 통해) 직접 자신의 집 인터넷에 연결하고, 또는 예로서 WiFi
, 블루투스(Bluetooth)
또는 블루투스 저 에너지(Bluetooth Low Energy)
를 포함하는 종래의 무선 기술을 사용하여 공급된 무선 범위 확장기(3532)(구성에 존재하는 경우)를 통해 연결하여 베이스 스테이션을 인터넷에 연결하도록 구성한다. 입력 기능을 가진 가정용 컴퓨터, 태블릿, 스마트폰 또는 다른 인터넷 액세스 디바이스를 사용하면, 환자는 이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자에게 알려진 방법을 사용하여 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 제조자와 계정을 수립하고, 제조자(예를 들어, 제조자의 웹사이트)는 고유한 환자 식별자를 환자에게 할당한다. 환자 식별자는 환자와 베이스 스테이션(3500) 사이에 대응 관계가 수립되도록 한다. 일단 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 포함하는 보형물을 이식하는 절차 후에 환자가 집으로 돌아가면, 설치된 베이스 스테이션(3500)은 고유한 환자 식별자와 관련된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 베이스 스테이션(3500)의 근처에 있는지 여부에 관한 질의를 전송한다. 만약 근처에 있다면, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 질의에 응답하여 자신의 비-휘발성 메모리의 등록(예를 들어, 그 시리얼 번호) 및 관련 내용을 베이스 스테이션(3500)에 제공하고, 베이스 스테이션은 이 정보를 고유한 환자 식별자와 관련된 인터넷 계정에 제공함으로써 환자, 이식 가능한 리포팅 프로세서, 및 프로세서의 비-휘발성 메모리의 내용 사이에 대응 관계를 형성한다.
제2 대안적인 절차에 따라 외과 의사, 간호사, 다른 의료 전문가 또는 기술자(이하, "기술자"라고 함)는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 포함하는 이식 가능한 보형물을 온라인/클라우드 데이터베이스에 등록한다(도 28)(이 대안적인 절차는 일반적으로 임플란트 수술이 시행되는 수술실에서 인터넷에 액세스할 수 있는 경우에만 실행 가능하다). 기술자는 키보드(3510) 및 GUI를 통해 고유한 환자 식별자를 컴퓨팅 시스템(3506)에 입력한다. 이에 따라 환자는 이후, 예를 들어 임플란트 제조자 또는 임플란트 분석기에 의해 관리되는 클라우드 데이터베이스에서 보형물과 관련되고 그 반대로 관련된다. 대안적으로, 기술자는 컴퓨팅 시스템(3506)에 결합된 바코드 스캐너(도 27에 도시되지 않음)를 사용하여 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(또는 이식 가능한 리포팅 프로세서와 관련된 보형물) 상의 태그로부터 컴퓨팅 시스템(3506)으로 환자 식별자를 스캔할 수 있다. 환자 식별자 이외에, 기술자는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 인터넷 프로토콜(IP) 어드레스를 입력할 수 있으며, 이 어드레스는 예를 들어 사물 인터넷(IoT) 네트워크의 요소로서 구성될 수 있다.
다음으로, 기술자에 의해 컴퓨팅 시스템(3506)에 입력된 커맨드에 응답하여, 베이스 스테이션(3500)은 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 폴링하여 통신 채널의 개방을 요청하고; 베이스 스테이션은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 폴링하는 동안 변조 프로토콜로서 진폭 편이 키잉(amplitude shift keying)(예를 들어, 이진 진폭 편이 키잉)을 사용할 수 있다. 전형적으로, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 타이머(3002)(도 25)가 무선 회로(3010)(도 25)가 이러한 폴링 요청을 단지 주기적으로, 예를 들어, 10분마다 감지할 수 있게 하는 "창고" 모드에 있다. 그리하여, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 베이스 스테이션(3500)에 응답하기까지 수 분이 걸릴 수 있다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 베이스 스테이션이 전술된 컴퓨팅 시스템(3506)에 이전에 입력된 환자 식별자를 이식 가능한 리포팅 프로세서에 전송하는 경우에만 베이스 스테이션(3500)이 채널을 개방하도록 하고; 그리하여, 베이스 스테이션(3500)은 이 식별자를 비휘발성 메모리에 저장하고 베이스 스테이션이 이식 가능한 리포팅 프로세서와 통신을 수립하고자 할 때마다 베이스 스테이션이 식별자에 액세스하게 한다. 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 또한 환자 식별자를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다. 채널에 보안 레벨을 제공하는 것 이외에도, 식별자는 베이스 스테이션(3500)이 다수의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 통신하는 환경에서 다수의 채널을 추적하는 데 유용하다.
채널을 개방할 때, 베이스 스테이션(3500)은 종래의 패스워드 보호 및 암호화와 같은 종래의 보안을 구현할 수 있다.
채널이 개방된 후에, 베이스 스테이션(3500)은 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)로부터 보형물의 고유한 시리얼 번호를 수신하고, 이 시리얼 번호를 환자 식별자와 관련시킨다. 이후 환자는 예를 들어, 클라우드 데이터베이스에서 보형물과 관련되고 그 반대로도 관련된다. 또한, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206), 베이스 스테이션(3500), 또는 이식 가능한 리포팅 프로세서와 베이스 스테이션 둘 모두는 각각의 비휘발성 메모리에 시리얼 번호 및 환자 식별자를 저장할 수 있다. 채널이 개방된 후에, 베이스 스테이션(3500)은 컴퓨팅 시스템(3506)으로부터 표 1 및 표 2 및 도 25 및 도 26과 관련하여 전술한 에너지 소비 프로파일과 같은 구성 정보를 수신하고 이 구성 정보를 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 전송한다. 정보를 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 전송하는 동안, 베이스 스테이션(3500)은 주파수-편이-키잉(frequency-shift-keying: FSK) 변조를 사용할 수 있고, 전송된 신호에 에러-정정 코딩을 포함할 수 있다.
이식 수술 동안 및 후에 그러나 환자가 여전히 병원에 있는 동안, 베이스 스테이션(3500)은 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 계속 폴링하여 이 이식 가능한 리포팅 프로세서가 여전히 적절하게 기능하는지를 검증할 수 있다.
환자가 병원을 떠날 준비가 될 때, 환자는 집에서 사용하기 위해 (도 28과 관련하여 후술함) 환자와 함께 베이스 스테이션(3500)을 가져갈 수 있고, 또는 기술자는 예를 들어, 다른 베이스 스테이션에 환자 식별자 및 선택적으로 보형물 시리얼 번호를 저장함으로써 집에서 사용하기 위해 다른 베이스 스테이션을 구성할 수 있다. 어느 경우에나, 기술자는 환자가 베이스 스테이션을 집으로 가져가기 전에 베이스 스테이션(3500)이 집에서 사용하도록 구성되게 할 수 있다.
여전히 도 27을 참조하면, 베이스 스테이션(3500)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 베이스 스테이션(3500)은 입력 디바이스 및 디스플레이를 포함할 수 있고, 컴퓨팅 시스템(3506)이 생략될 수 있도록 디스플레이 상에 GUI를 생성할 수 있다. 또한, 베이스 스테이션(3500)은 보형물 및 이식 가능한 리포팅 프로세서가 환자에게 이식되기 전에 구성 정보를 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 다운로드하는 것으로 설명되어 있지만, 베이스 스테이션은 이식 수술 이후 또는 동안 구성 정보를 다운로드할 수 있다. 또한, 베이스 스테이션(3500)은 개체가 회복 및 정상적인 활동을 위해 집에 돌아온 후에 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 구성되거나 재구성되어야 할 필요가 있는 경우에 이러한 구성 정보를 저장할 수 있다. 또한, 환자와 이식 가능한 리포팅 프로세서(206) 사이에 링크를 수립하는 제1 절차는 더 많거나 더 적은 단계를 포함할 수 있고, 제2 대안적인 절차의 하나 이상의 단계를 포함할 수 있고; 유사하게, 환자와 이식 가능한 리포팅 프로세서(206) 사이에 링크를 수립하기 위한 제2 대안적인 절차는 더 많거나 더 적은 단계를 포함할 수 있고, 제1 절차의 하나 이상의 단계를 포함할 수 있다.
도 28은 일 실시예에 따라, 이식 가능한 리포팅 프로세서가 이식된 환자가 집에 있는 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와의 통신을 용이하게 하도록 구성된 베이스 스테이션(3500)을 포함하는 네트워크(3502)의 다이어그램이다.
홈 구성에서, 베이스 스테이션(3500)은 원격 서버, 예를 들어, 클라우드 서버(3530)와 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 인터페이스시켜서, 이식 가능한 리포팅 프로세서는 이식 가능한 리포팅 프로세서가 수집하고 생성하는 보형물 관련 정보를 원격 서버, 예를 들어, 클라우드 서버에 업로드/푸시한다.
베이스 스테이션(3500)은 클라우드 데이터베이스 또는 원격 서버와 직접 통신하지 않고, 베이스 스테이션에 전용으로 구성된 선택적 범위 확장기(3532), 또한 예를 들어, 종래의 프리코딩에 의해, 베이스 스테이션에 전용이 되도록 구성된 브리지/액세스 포인트(3534), 및 종래의 무선 라우터/모뎀(3536)을 통해 통신할 수 있다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 대한 베이스 스테이션(3500)의 범위는 예를 들어 2 미터(m) 내지 10 m의 범위에서 비교적 짧기 때문에, 베이스 스테이션은 전형적으로 환자의 침대의 범위에서 환자의 침실에 (예를 들어, 야간 스탠드 상에) 위치된다.
또한, 베이스 스테이션(3500)은 원격 서버, 다수의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 통신하고 인터페이스하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 환자는 다수의 이식된 보형물, 예를 들어, 무릎 보형물, 고관절 보형물, 어깨 보형물 및 유방 보형물로부터 선택된 하나를 초과하는 이식된 보형물을 가질 수 있다. 단일 환자의 상이한 보형물을 추적하기 위해, 베이스 스테이션(3500)은 다수의 보형물이 단일 환자에게 할당되도록 각각의 보형물 시리얼 번호와 단일 환자 식별자를 관련시키도록 구성된다. 베이스 스테이션(3500)이 보형물과 통신할 때, 베이스 스테이션은, 초기 폴에서는 환자 식별자 및 보형물 시리얼 번호를 모두 포함하여 폴링된 보형물만이 폴에 응답하도록 구성된다. 다수의 환자의 상이한 보형물을 추적하기 위해, 베이스 스테이션(3500)은 각 환자 식별자를 이 환자의 보형물(또는 보형물들)의 각 시리얼 번호와 관련시키도록 구성된다. 베이스 스테이션(3500)이 보형물과 통신할 때, 베이스 스테이션은, 초기 폴에서는 환자 식별자 및 시리얼 번호를 모두 포함하여 폴링된 보형물만이 폴에 응답하도록 구성된다. 예를 들어, 단일 베이스 스테이션(3500)은 양로원, 재활 센터에서, 또는 동일한 가정의 구성원들이 각각 적어도 하나의 보형물을 갖는 곳에서 다른 환자들에 속하는 보형물들과 통신하기 위해 사용될 수 있다. 그리하여, 도 27과 관련하여 전술한 바와 같이, 베이스 스테이션(3500)은, 임의의 주어진 시간에 베이스 스테이션이 통신하는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 추적하기 위해, 각 환자에 대한 고유한 환자 식별자 및 필요한 경우 보형물 시리얼 번호를 사용하도록 구성된다.
도 25 내지 도 28을 참조하면, 동작 시, 환자 또는 다른 사람은 표준 디바이스(예를 들어, 컴퓨터, 스마트 폰)를 사용하여 환자의 고유한 환자 식별자를 갖는 원격 서버 상에 온라인 계정을 열고; 예를 들어, 환자는 보형물 이식 수술로부터 집으로 복귀할 때 계정을 열 수 있으며, 또는 이식 수술을 위해 환자가 허가되기 전에 이렇게 할 수 있다. 이후, 베이스 스테이션(3500)은 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버(도 28에 도시되지 않음)에 데이터를 송신하고, 이 클라우드 데이터베이스 또는 원격 서버는 데이터에 포함된 환자 식별자를, 식별자와 관련된 계정과 일치시킴으로써 환자와 데이터를 상관시킨다. 데이터는 또한 환자에게 이식된 각 보형물의 시리얼 번호를 포함할 수 있고; 그리하여, 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버는 이렇게 식별된 보형물(또는 보형물들)을 환자와 관련시킬 수 있다.
이후, 베이스 스테이션(3500)은 정기적인 간격으로, 예를 들어, 매 30 초마다, 베이스 스테이션과 관련된 각 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 주기적으로 폴링한다. 도 25 내지 도 26 및 표 1 및 표 2와 관련하여 전술한 바와 같이, 설계된 레벨에서 배터리(2042)(도 20)에서 인출되는 에너지를 유지하기 위해, 각각의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 타이밍 회로(3002)(도 25)는, 무선 회로(3010)(도 25)가, 단지 주기적으로, 예를 들어, 10분마다 한번, 예를 들어, 1분의 "청취" 창 동안, 베이스 스테이션(3500)으로부터 통신 요청을 수신할 수 있게 한다. 그리하여, 베이스 스테이션(3500)이 각각의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 폴링하는 빈도는 폴이 청취 창을 "놓치지" 않는 것을 보장하기에 충분할 정도이다. 또한, 폴은 폴링되는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 식별자를 포함할 수 있다(이 식별자는 전술한 바와 같은 보형물의 시리얼 번호일 수 있다).
청취 창 동안 베이스 스테이션(3500)으로부터의 폴에 응답하여, 무선 회로(3010)(도 25)는 타이밍 회로(3002)가 처리 회로(3004)를 활성화하게 하거나, 또는 무선 회로가 처리 회로(3004)를 직접 활성화시킨다.
활성화된 후에, 처리 회로(3004)(도 25)는, 정보를 마지막으로 푸시한 이후, 예를 들어 관성 측정 회로(3006)로부터 수집되고 관성 측정 회로에 응답하여 생성된 정보를 무선 회로(3010)를 통해 송신함으로써 폴에 응답한다. 처리 회로(3004)가 마지막 푸시한 이후 임의의 이러한 정보를 수집하지도 않고 생성하지도 않은 경우(예를 들어, 어깨 보형물을 가진 환자가 자기 팔을 슬링(sling)에 두고도, 관성 측정 회로가 정보를 생성할 만큼 충분히 보형물을 "사용하지" 않은 경우) 처리 회로는 송신할 정보가 없다는 것을 표시함으로써 폴에 응답한다. 전술한 바와 같이, 이러한 정보는 예를 들어, 하나 이상의 날 동안 걸음 카운트, 고전력 모드(HPM) 동안 수집된 정보, 및 수집된 정보를 분석함으로써 처리 회로(3004)가 생성한 데이터를 포함할 수 있다. 처리 회로(3004)는 메모리(3008)로부터 정보를 검색하고 검색된 정보를 베이스 스테이션(3500)으로 전송하기 위해 무선 회로(3010)에 결합함으로써 이 정보를 푸시하도록 구성된다.
이후, 베이스 스테이션(3500)은 범위 확장기(3532)(존재한다면), 액세스 포인트(3534)(존재한다면), 및 라우터(3536)를 통해 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)로부터 수신된 정보를 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버(클라우드에 기반할 수 있음)에 전송한다.
베이스 스테이션(3500)은 또한 구성 및 다른 정보를 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 구성을 변경하기 위해, 기술자, 의사 또는 다른 권한 있는 사람은 구성 정보를 인터넷을 통해 라우터(3536)에 송신할 수 있고, 이후 라우터는 이 정보를 액세스 포트(3534)(존재한다면) 및 범위 확장기(3532)(존재한다면)를 통해 베이스 스테이션(3500)에 제공할 수 있다. 베이스 스테이션(3500)은 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 응답하는 다음 폴까지 이 정보를 저장하고, 이 시간에 베이스 스테이션은 이 구성 정보를 이식 가능한 리포팅 프로세서에 제공한다. 또는, 이 베이스 스테이션은, 표 2에 정보를 저장하고, 이전의 기간(P)(예를 들어, P1)의 만료 후 기간(P)(예를 들어, P2) 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 재구성하는 베이스 스테이션(3500)일 수 있다.
여전히 도 28을 참조하면, 네트워크(3502) 및 베이스 스테이션(3500)의 대안적인 실시예 및 베이스 스테이션이 일부를 형성하는 시스템이 고려된다. 예를 들어, 라우터(3536)에 유선으로 연결된 것으로 도시되어 있지만, 액세스 포인트(3534)는 라우터에 무선으로 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 베이스 스테이션(3500)은 유선 또는 무선 방식으로 라우터(3536)와 직접 통신하도록 구성되어서, 범위 확장기(3532) 및 액세스 포인트(3534)가 생략될 수 있다. 또한, 베이스 스테이션(3500) 자체는 고유한 스테이션 식별자를 가질 수 있다. 베이스 스테이션(3500)이 자신의 스테이션 식별자를 원격 서버에 제공하고, 원격 서버가 자신의 스테이션 식별자를 사용하여 베이스 스테이션을 환자의 계정에 관련시키는 경우, 원격 서버는 이 베이스 스테이션이 임계 시간 기간(예를 들어, 1일 내지 3일)보다 더 긴 시간 동안 환자의 보형물로부터 "청취"하지 못하였다고 결정하면, 원격 서버는 베이스 스테이션을 폴링할 수 있다. 베이스 스테이션(3500)이 응답하면, 원격 서버는 베이스 스테이션이 작동하고 있다는 것을 "인식"하고, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 오작동하고 있는지 또는 단지 베이스 스테이션의 통신 범위 밖에 있는지를 결정하도록 설계된 루틴을 수행하도록 베이스 스테이션에 명령할 수 있다. 또한, 원격 서버는 다수의 베이스 스테이션(3500)을 특정 환자 및 보형물에 관련시키도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 환자는 자신의 1차 주거지에 하나의 베이스 스테이션(3500)을 갖고, 휴가지에 다른 베이스 스테이션을 갖고, 이동을 위해 또 다른 베이스 스테이션을 가질 수 있다. 또한, 베이스 스테이션(3500)은 베이스 스테이션의 범위 내 임의의 환자의 임의의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 통신을 수립하고, 이러한 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)로부터 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버에 데이터를 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 재활 시설에 있는 베이스 스테이션(3500)은 보형물-특정 폴 이외에 일반적인 폴을 송신하도록 구성될 수 있다. 환자가 재활 시설에 있는 것으로 검사되면, 베이스 스테이션(3500)을 환자의 보형물과 수동으로 관련시켜야 하는 대신에, 보형물은 이러한 일반적인 폴을 인식하도록 구성될 수 있고, 일반적인 폴에 응답하여, 환자의 고유한 식별자 및 보형물 시리얼 번호를 베이스 스테이션에 송신하여 베이스 스테이션이 보형물로부터 데이터를 클라우드 데이터베이스(3530)로 또는 원격 서버로 업로드할 수 있도록 구성될 수 있으며, 여기서 데이터베이스와 원격 서버 중 하나는 정확한 환자 계정과 데이터를 관련시킬 수 있다.
도 29는, 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서가 이식된 환자가 예를 들어 검진을 위해 의사 진료실 또는 다른 의료 시설에 있는 동안, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와의 통신을 용이하게 하도록 구성된 베이스 스테이션(3600)의 다이어그램이다. 베이스 스테이션(3600)은 도 27 내지 도 28의 베이스 스테이션(3500)과 유사할 수 있지만, 베이스 스테이션(3600)은 의사 또는 다른 의료 전문가가 환자가 진료실에 있는 동안 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 테스트 또는 다른 모드에 놓일 수 있게 하는 추가적인 회로 및 제어 패널(도 29에 도시되지 않음)을 또한 포함할 수 있다.
의사 진료실(또는 다른 의료 시설)(3602)에서, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 관련된 (예를 들어, 포함하는) 무릎 보형물과 같은 이식된 보형물을 갖는 개체의 검진 전에, 컴퓨팅 시스템(3606)의 범용 직렬 버스(USB) 포트(3604)를 베이스 스테이션(3600)의 USB 포트(3608)에 연결한다. 컴퓨팅 시스템(3606)은 퍼스널 컴퓨터, 랩탑, 스마트 폰, 태블릿 컴퓨터 등일 수 있다. 컴퓨팅 시스템(3606)은 의사 또는 기술자가 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 커맨드를 입력할 수 있게 하는 키보드(3610) 또는 다른 입력 디바이스를 포함할 수 있고, 이식 가능한 리포팅 프로세서에 대응하는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 디스플레이(3612) 상에 생성할 수 있다. 대안적으로, 전술한 바와 같이, 베이스 스테이션(3600)은 의사/기술자가 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 커맨드를 입력할 수 있게 하는 입력 디바이스를 포함할 수 있으며, 이 경우 컴퓨팅 시스템(3606)은 생략될 수 있다. 그러나, 설명을 위해, 다음의 예는 베이스 스테이션(3600)의 일부인 인터페이스 및 디스플레이(도 29에 도시되지 않음)가 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 커맨드를 발행하고, 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 정보를 수신 및 디스플레이하는데 사용된다고 가정하며, 여기서 이들 기능은 또한 컴퓨팅 시스템(3606)을 사용하여 수행될 수 있는 것으로 이해된다. 또한, 의사가 특정 동작을 수행하는 것으로 설명되었지만, 간호사, 기술자 또는 다른 인원이 이러한 동작을 수행할 수 있는 것으로 이해된다.
먼저, 의사는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 신원을 키보드(3610) 및 GUI를 통해 컴퓨팅 시스템(3606)에 입력하며; 의사는 의료 레코드 또는 환자로부터 신원을 얻을 수 있다.
다음으로, 의사에 의해 컴퓨팅 시스템(3606)에 입력된 커맨드에 응답하여, 베이스 스테이션(3600)은 통신 채널의 개방을 요청하기 위해 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 폴링하며; 베이스 스테이션은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 폴링하는 동안 변조 프로토콜로서 진폭 편이 키잉(예를 들어, 이진 진폭 편이 키잉)을 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 타이머(3002)(도 9)는 무선 회로(3010)(도 25)가 이러한 폴링 요청을 단지 주기적으로, 예를 들어, 10 분마다 감지할 수 있게 한다. 그리하여, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 베이스 스테이션(3600)에 응답하기 전에 수 분이 걸릴 수 있다. 베이스 스테이션의 폴링이 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 청취 창 내에 들어가는 것을 보장하기 위해, 베이스 스테이션(3600)은 빈번히 예를 들어 초당 한 번 폴링할 수 있다.
커맨드 및 식별자에 응답하여, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 베이스 스테이션(3600)이 채널을 개방하게 한다.
채널을 개방할 때, 베이스 스테이션(3600)은 종래의 패스워드 보호 및 암호화와 같은 종래의 보안을 구현할 수 있다.
채널이 개방된 후, 의사는 베이스 스테이션(3600)을 통해 다른 커맨드를 발행할 수 있다.
예를 들어, 의사는 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 표 2 및 도 26과 관련하여 전술한 HPM 모드/6 자유도 모드와 같은 테스트 모드에 들어가게 하는 커맨드를 발행할 수 있다. 전술한 바와 같이 테스트 모드가 시간 제한(예를 들어, 3분)될 수 있기 때문에, 의사는 커맨드를 발행함으로써 이 모드를 시작 및 중지하여 할당된 시간을 최대한 활용할 수 있다. 예를 들어, 개체가 무릎 보형물을 갖는 경우, 의사는 개체가 긴 홀(hall)을 보행하기 시작하라고 말하고, 개체가 일정한 보행 속도에 도달하면 테스트를 시작하고, 다수의 걸음 또는 경과 시간 후에 테스트를 중지할 수 있다. 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)에 대한 베이스 스테이션(3600)의 범위는 단지 2m 내지 3m일 수 있기 때문에, 베이스 스테이션이 이식 가능한 리포팅 프로세서에 의해 송신된 모든 테스트 데이터를 수신할 수 있기 위해서는 의사는 베이스 스테이션(3600)을 휴대하고 환자와 함께 보행할 필요가 있을 수 있다. 그리하여, 베이스 스테이션(3600)은 휴대 가능하도록 배터리를 포함할 수 있다. 대안적으로, 의사가 개체와 함께 보행할 필요가 없도록, 처리 회로(3004)(도 25)는 테스트가 완료된 후 모든 테스트 정보를 베이스 스테이션(3600)에 전송하기 위해 메모리(3008)(도 25)에 저장할 수 있다.
의사는, 총 테스트 시간이 전술한 제한 시간을 초과하지 않는 한, 테스트를 다수 회 시작하고 중지할 수 있다. 예를 들어, 다음 테스트 단계는, 환자가 누워 있는 동안 의사가 보형물을 조작하여, 예를 들어, 동작 범위를 결정하는 것일 수 있다.
만약 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 테스트 동안 테스트 데이터를 베이스 스테이션(3600)에 전송하지 않았다면, 베이스 스테이션으로부터의 요청에 응답하여, 이식 가능한 리포팅 프로세서는 무선 회로(3010)(도 25)를 통해 정보를 베이스 스테이션에 송신한다.
의사는 이후 분석을 위해 이 테스트 정보를 컴퓨팅 시스템(3606)과 같은 컴퓨팅 시스템에 업로드하거나 또는 클라우드 기반 서버(3614)와 같은 원격 서버에 업로드할 수 있다. 후자의 경우에, 베이스 스테이션(3600)은, 도 28과 관련하여 전술한 것과 유사한 방식으로, 컴퓨팅 시스템(3606)을 통해 또는 예를 들어 범위 확장기, 액세스 포인트 및 라우터를 통해 원격 서버에 연결될 수 있다.
의사는 분석 결과를 개체와 공유할 수 있다.
의사는 또한 예를 들어 프로세서(3004)(도 25)가 여러 기간(P) 동안 실행하는 저전력 모드(LPM) 및 고전력 모드(HPM)의 파라미터를 변경함으로써 베이스 스테이션(3600)을 통해 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)를 재구성할 수 있다. 의사가 이들 파라미터를 변경할 수 있는 양은 배터리(2042)(도 25)가 설계된 수명을 갖는 것을 보장하기 위해 제한될 수 있다.
검진의 종료 시에, 의사는 베이스 스테이션(3600)을 통해 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)가 비-테스트 동작 모드로 복귀하게 하는 커맨드를 발행할 수 있다.
여전히 도 29를 참조하면, 베이스 스테이션(3600)의 대안적인 실시예 및 베이스 스테이션이 일부를 형성하는 시스템이 고려된다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템(3606)에 유선 USB 연결을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 베이스 스테이션(3600)은 무선과 같은 다른 방식으로 컴퓨팅 시스템에 연결될 수 있다. 또한, 무릎 보형물과 관련된 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 함께 사용하기 위해 설명되었지만, 이식 가능한 리포팅 프로세서는 임의의 다른 유형의 보형물 또는 임의의 다른 유형의 이식 가능한 디바이스 또는 구조체와 관련될 수 있다.
도 30은 일 실시예에 따라 도 27 내지 도 28의 베이스 스테이션(3500)의 분해도이다. 그리고 도 29의 베이스 스테이션(3600)이 베이스 스테이션(3500)과 동일한 것인 경우, 도 30은 또한 베이스 스테이션(3600)의 분해도가 된다.
베이스 스테이션(3500)은 하우징 조립체(3540), 하우징 조립체를 지지하도록 구성된 발부(foot)(3542), 인쇄-회로-보드 조립체(3544) 및 면판(faceplate) 조립체(3546)를 포함한다.
하우징 조립체(3540) 및 발부(3542)는 플라스틱과 같은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다. 인쇄-회로-보드 조립체(3544)는 베이스 스테이션(3500)의 기능을 제공하도록 구성된 회로(도 33a와 관련하여 후술됨)와, 베이스 스테이션이 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)(예를 들어, 도 19b)의 안테나(2046)와 통신하도록 그리고 예를 들어 범위 확장기(3532)(존재하는 경우), 액세스 포인트(3534)(존재하는 경우) 및 무선 라우터/모뎀(3536)(도 28)을 통해 클라우드 데이터베이스(3530)(도 28) 또는 원격 서버와 통신하도록 구성된 안테나(도 30에 도시되지 않음)를 장착하도록 구성된다.
인쇄-회로-보드 조립체(3544)는 플라스틱 또는 수지와 같은 임의의 적합한 재료로 형성될 수 있으며, 임의의 적절한 수의 전기 전도성 및 전기 절연성 층을 가질 수 있다.
그리고 면판 조립체(3546)는 하우징 조립체(3540)의 내부를 덮고 밀봉하도록 구성되고, 플라스틱과 같은 임의의 적절한 재료로 형성될 수 있다.
시리얼 번호 라벨(3548)은 하우징 조립체(3540)의 바닥에 장착되며, 베이스 스테이션(3500)의 시리얼 번호를 포함한다.
USB 포트(3550)는, 리턴 스프링(3554) 및 라이트(light) 조립체를 포함하는 전력 버튼/스위치 조립체(3552), 및 배터리 라이트 조립체(3556)와 같이 하우징 조립체(3540)의 내부에 장착된다. 전력-버튼 라이트 조립체는 베이스 스테이션(3500)이 전력 "온"이라는 것을 나타내기 위해 광을 생성하도록 구성되고, 베이스 스테이션이 "오프"라는 것을 나타내기 위해 광을 생성하지 않도록 구성된다. 유사하게, 배터리 라이트 조립체(3556)는 배터리 또는 커패시터(어느 것도 도 30에 도시되지 않음)가 완전히 충전되거나 또는 거의 완전히 충전된 것을 나타내기 위해 하나의 색상(예를 들어, 녹색)의 광을 생성하고, 배터리 또는 커패시터 상에 하나 이상의 다른 충전 레벨을 나타내기 위해 하나 이상의 다른 색상의 광을 생성하도록 구성된다.
면판 조립체(3546)는 전력-버튼/스위치 관찰 부분(3558), 환자와 같은 사용자가 인쇄-회로-보드 조립체(3544)에 장착된 버튼/스위치(도 30에 도시되지 않음)를 누를 수 있게 해주는 몰딩된 엘라스토머 버튼(3560)을 포함하고, 하우징 조립체(3540)의 에지 리셉터클(3564)과 맞물리는 (예를 들어, "스냅 결합"에 의해) 개스킷 있는 에지(3562)를 포함한다. 관찰 부분(3558)은 투명하지만 밀봉을 유지하면서 전력-버튼 라이트를 볼 수 있도록 덮여 있다.
그리고 나사(3566)는 베이스 스테이션(3500)의 다양한 구성 요소(예를 들어, 하우징 조립체(3540), 발부(3542), 인쇄-회로-보드 조립체(3544) 및 면판 조립체(3546))를 함께 유지하도록 구성된다.
도 31은 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션(3500)의 일부 절개 측면도이다. 그리고 도 29의 베이스 스테이션(3600)이 베이스 스테이션(3500)과 동일한 것인 경우, 도 31은 또한 베이스 스테이션(3600)의 것과 동일한 부분의 절개 측면도가 된다. 엘라스토머 개스킷(3568)은 가스킷 있는 에지(3562) 및 에지 리셉터클(3564)을 따라 밀봉부를 형성하도록 구성된다. 그리고 이격 조립체(3570)가 면판 조립체(3546)를 하우징 조립체(3540)에 부착한다.
도 32는 일 실시예에 따라 도 30의 베이스 스테이션(3500)의 다른 부분의 절개 측면도이다. 그리고 도 29의 베이스 스테이션(3600)이 베이스 스테이션(3500)과 동일한 것인 경우, 도 32는 또한 베이스 스테이션(3600)의 것과 동일한 부분의 절개 측면도가 된다. 전력 버튼/스위치 조립체(3552)는 유체-기밀 밀봉을 형성하도록 구성된 O-링(3572)을 포함하고, 배터리 라이트 조립체(3556)의 배터리 라이트 파이프(3574)는 베이스 스테이션(3500)에서 배터리 또는 커패시터(어느 것도 도 32에 도시되지 않음)의 충전 레벨을 광의 색상에 의해 보여주도록 구성된 라이트를 포함하고, 여기서 배터리 또는 커패시터는 베이스 스테이션이 AC 전력으로부터 분리된 동안 (예를 들어, 의사가 전술된 바와 같이 시험 동안 베이스 스테이션과 함께 환자를 따라가는 동안) 베이스 스테이션이 동작할 수 있게 한다. 면판 조립체(3546)의 투명한 부분(3558)은 여전히 베이스 스테이션(3500)을 "온" 또는 "오프"로 전환시키기 위해 사람이 바닥을 누를 수 있는 가요성 밀봉을 유지하면서 버튼 라이트를 볼 수 있게 한다. 유사하게, 면판 조립체(3546)의 또 다른 투명한 부분은 밀봉을 유지하면서 사람이 배터리 라이트를 볼 수 있게 한다(이 투명한 부분은 일반적으로 배터리 라이트가 푸시되도록 구성되지 않기 때문에 가요성이지 않을 수 있다).
도 33a는 일 실시예에 따라 도 27 내지 도 28 및 도 30 내지 도 32의 베이스 스테이션(3500) 및 도 29 내지 도 32의 베이스 스테이션(3600)의 전자 회로(3800) 및 안테나(3802 및 3804)의 개략적인 블록도이다.
베이스-스테이션 전자 회로(3800)는 다음 회로 구성 요소, 즉 무선 회로(3806), 메모리(3808), 처리 회로(3810), 발광 다이오드(LED)(3812), 선택적 의사-진료실 회로(3814), 하나 이상의 전력 공급원(3816), 전력-관리 회로(3818), USB 회로(3820) 및 무선 회로(3822)를 포함한다.
안테나(3802)는 도 27 내지 도 29의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 통신하기 위한 것이다. 예를 들어, 안테나(3802)는 약 400 MHz 내지 2.4 GHz 범위의 캐리어 주파수에서 무선 링크를 통해 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 통신하도록 설계될 수 있다.
안테나(3804)는 도 28과 관련하여 전술한 바와 같은 WiFi 범위 확장기, 액세스 포인트 및 무선 라우터 중 하나 이상과 통신하기 위한 것이다.
무선 회로(3806)는 안테나(3802)를 통해 도 27 내지 도 29의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와 통신하도록 구성되며, 예를 들어 마이크로세미(Microsemi) ZL70103 무선 회로 IC일 수 있다.
메모리 회로(3808)는 처리 회로(3810)를 위한 프로그래밍 및 구성 데이터, 및 처리 회로에 의해 생성되거나 수신된 데이터를 저장하도록 구성될 수 있는 비휘발성 메모리이다. 메모리(38008)는 ROM, PROM, EPROM 및 EEPROM과 같은 임의의 유형의 비휘발성 메모리일 수 있다.
처리 회로(3810)는 베이스 스테이션 회로(3800)의 다른 구성 요소 회로와 상호 작용하고 이를 제어하도록 구성되며, 마이크로제어기, 마이크로프로세서, 또는 예를 들어 텍사스 인스트루먼츠(Texas Instruments)
TM4C129 마이크로제어기 IC와 같은 임의의 다른 컴퓨팅 회로일 수 있다.
LED(3812)는 상태 또는 다른 정보를 관찰자에게 제공하기 위해 처리 회로(3810)에 의해 온 또는 오프로 제어되도록 구성된다. 예를 들어, 2개의 LED(3812)는 각각 전력-버튼 라이트 및 배터리 라이트로서 사용될 수 있다(도 30 내지 도 32).
의사-진료실 회로(3814)는 도 29의 베이스 스테이션(3600)에 적어도 포함되며, 의사 진료실 또는 다른 의료 환경에서 베이스 스테이션을 사용할 수 있게 하는 베이스 스테이션(3600)의 기능 및 특징(예를 들어, 입력 버튼, 디스플레이)을 제공한다.
하나 이상의 전력 공급원(3816)은 베이스-스테이션 회로(3800)의 다른 회로 구성 요소에 전력을 제공하며, 예를 들어, 배터리 및 스위칭 전력 공급원을 포함할 수 있다.
전력-관리 회로(3818)는 USB 회로(3820)의 전력 라인을 하나 이상의 전력 공급원(3816)과 인터페이스시키며, USB 전력 라인으로부터 인출되는 전류를 제한하는 보호 회로를 포함할 수 있다.
USB 회로(3820)는 도 27 및 도 29의 USB 커넥터(3508/3608)를 포함한다.
또한, 무선 회로(3822)는 안테나(3804) 및 무선 라우터 또는 전술한 다른 구성 요소를 통해 예를 들어 인터넷과 통신하도록 구성되며, 예를 들어 텍사스 인스트루먼츠 CC3100MOD 무선 회로 IC일 수 있다.
여전히 도 33a를 참조하면, 베이스-스테이션 전자 회로(3800)의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 전자 회로(3800)는 전술한 것 이외의 회로를 포함할 수 있고; 이러한 다른 회로의 예는 랜덤 액세스 메모리(RAM)와 같은 휘발성 메모리를 포함한다. 또한, 전자 회로(3800)의 구성 요소 회로의 일부 또는 전부는 하나 이상의 집적 회로 상에 배치될 수 있거나 또는 개별 구성 요소 회로일 수 있다. 또한, 처리 회로(3810)는 전자 회로(3800)의 다른 구성 요소와 상호 작용하고 이 다른 구성 요소를 제어하는 임의의 방식으로 임의의 적절한 루틴을 실행할 수 있다.
도 33b는 일 실시예에 따라 이식 가능한 리포팅 프로세서(들)가 이식된 환자(환자들)가 집에 있는 동안 하나 이상의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)와의 통신을 용이하게 하도록 구성된 베이스 스테이션(3500)을 포함하는 네트워크(3830)의 다이어그램이다. 베이스 스테이션(3500)의 구성은, 도 33b와 관련하여 설명된 실시예에서, 베이스 스테이션이 예로서 아마존 에코
, 아마존 도트
, 구글 홈
, 구글 글래시즈(Google Glasses)
또는 다른 착용 가능한 디바이스 또는 음성-커맨드 기능이 있는 스마트 폰을 포함하는 음성-커맨드 디바이스(3840)와 통신하거나 다른 방식으로 상호 작용하도록 구성된 것을 제외하고는 도 28과 관련하여 전술한 것과 유사하다. 적절한 음성-커맨드 디바이스("음성 제어 보조 디바이스"라고도 지칭됨) 및 그 특징의 대표적인 예는 예를 들어, 미국 특허 번호 8,855,295; 9,473,64; 9,472,206; 9,391,575; 9,368,105; 9,251,787; 9,304,736; 9,390,724; 9,424,840; 및 9,418,658; 및 미국 특허 공개 번호 2015/0279365; 2015/0109191; 2014/0365884; 2013/0317823; 2011/0184740; 2015/0279389; 및 2014/0180697에 개시되어 있으며, 이들 문헌의 전체 내용은 본 명세서에 병합된다.
본 발명의 대안적인 실시예에서, 베이스 스테이션, 예를 들어, 전자 회로(3800)의 특정 중요 구성 요소들은 음성-커맨드 디바이스에 직접 연결되거나 음성-커맨드 디바이스 내에 포함될 수 있다.
본 발명의 관련 실시예에서, 음성-커맨드 디바이스는 개체로부터의 질의에 응답할 수 있다. 예를 들어, "내 무릎이 아파요"라는 개체의 말은 디바이스에 의해 처리되고, 시간이 스탬핑되며, 그 개체와 관련된 레코드로 저장될 수 있다. 환자 또는 건강 관리 전문가에 의해 행해진 이러한 주관적인 진술은 개체로부터 얻어진 객관적인 측정값과 상관될 수 있을 뿐만 아니라 개체 또는 개체의 임플란트로부터 수집될 수 있는 다른 형태의 데이터와도 상관될 수 있다.
본 명세서에 개시된 베이스 스테이션들 각각은 음성-커맨드 특징을 포함할 수 있거나, 또는 이와 동등하게, 음성-커맨드 능력을 갖는 디바이스는 베이스 스테이션의 특징을 통합하도록 수정되거나 보충될 수 있다. 어느 경우에나, 사람은 음성-커맨드 디바이스와 구두로 의사 소통하며, 베이스 스테이션과 상호 작용하는 IRP에 의해 생성되는 레코드에 추가 정보를 넣을 수 있다. 추가적으로 사람은 음성-커맨드 디바이스와 구두로 의사 소통하며, 베이스 스테이션과 상호 작용하는 IRP에 의해 생성되는 레코드로부터 정보를 얻을 수 있다. 선택적으로, 사람이 구두로 질의하면 IRP는 구체적으로 질의에 응답으로 정보를 얻을 수 있다.
베이스 스테이션(3500)(또는 구성에 존재하는 경우 무선 범위 확장기(3532))은 베이스 스테이션이 예로서 WiFi
, 블루투스
또는 블루투스 저 에너지
. 를 포함하는 종래의 무선 기술을 사용하여 음성-커맨드 디바이스(3840)와 무선으로 통신할 수 있게 하는 동글(dongle)(도 33b에 도시되지 않음)을 포함하거나 또는 동글이 장착된다(예를 들어, USB 포트(3550)(도 30)에 삽입된다).
베이스 스테이션(3500)은, 음성-커맨드 디바이스(3840)와 통신하도록 구성되었지만, 음성-커맨드 디바이스를 통해 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버(도 33b에 도시되지 않음)와 통신하거나, 또는 음성-커맨드 디바이스를 우회하고, (존재하는 경우) 무선 액세스 포인트(3534)와 직접 통신하거나, (존재하는 경우) 범위 확장기(3532)와 통신하거나, 또는 무선 액세스 포인트도 존재하지 않고 범위 확장기도 존재하지 않는 경우 모뎀(3536)과 통신할 수 있다.
음성-커맨드 디바이스(3840)를 통해 통신하는 베이스 스테이션(3500)은 하나 이상의 장점을 제공할 수 있다.
예를 들어, 음성-커맨드 디바이스(3840)는, 베이스 스테이션(3500)으로부터의 명령에 응답하여, 음성-커맨드 디바이스가 환자와 "대화"를 개시하도록, 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 이들 항목들 중 둘 이상의 항목의 임의의 조합으로 구성될 수 있다. 베이스 스테이션(3500) 또는 음성-커맨드 디바이스(3840)는, 대화로부터 수집된 정보를 제공하거나, 대화 자체의 레코드를 분석을 위해 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버(도 33b에 도시되지 않음)에 제공하도록 구성될 수 있다. 다른 예로서, 음성-커맨드 디바이스(3840)는 무릎 보형물을 가진 환자에게 "오늘 너의 무릎은 어떠니?"라고 질문하도록 구성될 수 있다. 환자는 예를 들어 "괜찮아" 또는 "무언가 잘못되었어."라고 응답할 수 있다. "괜찮아"에 응답하여, 음성-커맨드 디바이스(3840)는 환자와의 대화를 중지하고, 환자가 무릎 보형물에 문제를 갖고 있지 않다는 것을 나타내는 정보를 베이스 스테이션(3500)에 송신하도록 구성될 수 있다. "무언가 잘못되었어"에 응답하여, 음성-커맨드 디바이스(3840)는 원격 서버 또는 의사가 무릎 보형물에 만약 있는 경우 문제를 결정하는 것을 도와주도록 설계된 하나 이상의 후속 질문을 환자에게 "요구하도록" 구성될 수 있다. 대안적으로, 베이스 스테이션(3500)은 음성-커맨드 디바이스(3840)에 하나 이상의 후속 질문을 요구하도록 명령하도록 구성될 수 있다. 베이스 스테이션(3500)은 베이스 스테이션이 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버에 송신하는 정보 내에 하나 이상의 후속 질문에 대한 환자의 응답으로부터 수집된 정보를 포함하도록 구성될 수 있다. 또는, 베이스 스테이션(3500) 또는 음성-커맨드 디바이스(3840)는 베이스 스테이션이 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버에 송신하는 정보와 함께 "대화"의 레코드(예를 들어, .wav 파일)을 포함하도록 구성될 수 있다.
또한, 예로서 이식 가능한 리포팅 프로세서(206) 또는 베이스 스테이션(3500)은 메시지를 발성할 수 있는 음성-커맨드 디바이스(3840)를 통해 메시지를 환자에게 송신하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 관련된 이식된 보형물에 문제가 있다고 프로세서(2004)가 결정하면, 프로세서는, 베이스 스테이션(3500)을 통해, 메시지를 송신할 수 있고, 이 메시지에 응답하여 음성-커맨드 디바이스(3840)는 "너의 임플란트에 뭔가 문제가 있다, 너의 의사에게 연락하라"라고 "말한다". 또는, 프로세서(2004)가 무릎 보형물의 테스트를 수행하도록 구성된 경우, 프로세서는, 베이스 스테이션(3500)을 통해, 메시지를 송신할 수 있고, 이 메시지를 응답하여 음성-커맨드 디바이스(3840)는 "멈추지 말고 적어도 10 걸음을 보행하세요"라고 "말한다".
또한, 음성-커맨드 디바이스(3840)를 통해 통신하는 베이스 스테이션(3500)은, 특히 프로세서가 베이스 스테이션에 송신하는 정보를 암호화하도록 구성되지 않은 경우 또는 베이스 스테이션이 이식 가능한 리포팅 프로세서 또는 음성-커맨드 디바이스에 송신하는 정보를 암호화하도록 구성되지 않은 경우에, 환자의 보형물의 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)로부터 정보에 대해 추가적인 보안을 제공할 수 있다.
이식 가능한 리포팅 프로세서(2004)로부터 베이스 스테이션(3500)으로 정보를 전송하는 것은 다음의 이유로 암호화가 없더라도 비교적 안전하다. 첫째, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)의 송신 범위는 비교적 짧고, 예를 들어, 10m 이하이므로, 데이터 해커 또는 해킹 디바이스는 보형물에 매우 근접할 필요가 있는데, 이에 환자 또는 다른 사람이 해커 또는 디바이스를 인식할 수 있을 만큼 매우 가까이 있을 수 있다. 둘째, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 데이터를 비-표준일 수 있는 전용 포맷으로 전송하도록 구성되어, 해커가 데이터를 얻었다고 하더라도, 해커는 데이터가 무엇을 의미하는지를 여전히 알아내야 하는데, 즉 이 데이터를 디코딩해야 한다, 그리고 셋째, 이식 가능한 리포팅 프로세서(206)는 데이터를 비교적 드물게 (배터리 수명을 보존하기 위해 전술된 바와 같이 하루에 한 번만 또는 심지어 드물게) 전송하도록 구성되므로, 해커 또는 해킹 디바이스는 "프로세서가 데이터를 베이스 스테이션(3500)에 전송하는 정확한 시간에 "청취"해야 할 필요가 있다.
그러나, 음성-커맨드 디바이스(3840)를 통해 보형물 데이터를 중계하면, 베이스 스테이션(3500)이 암호화 시 "피기백(piggy back)"할 수 있고, 음성-커맨드 디바이스가 제공하도록 구성된 다른 데이터 보안 특징을 이용할 수 있다. 예를 들어, 환자는 음성-커맨드 디바이스(3840)가 암호화 모드에서 동작하도록 구성하여, 베이스 스테이션 동글이 (이 동글을 통해) 음성-커맨드 디바이스로 송신하는 데이터를 암호화하게 할 수 있고, 음성-커맨드 디바이스가 베이스 스테이션(3500) 및 라우터(3534)에 (또는 직접 모뎀(3536)에) 송신하는 데이터를 암호화하게 할 수 있다. 이러한 암호화는 무선 라우터(3534) 및 모뎀(3536)과 호환 가능하여, 라우터/모뎀이 데이터를 클라우드 데이터베이스(3530) 또는 원격 서버에 중계하기 전에 무선 라우터 또는 모뎀이 음성-커맨드 디바이스(3840)로부터 데이터를 복호화(및 가능하게는 재-암호화)하도록 구성되게 할 수 있고, 데이터를 음성-커맨드 디바이스에 송신하기 전에 클라우드 데이터베이스 또는 원격 서버로부터 데이터를 암호화하도록 구성되게 할 수 있다.
여전히 도 33b를 참조하면, 네트워크(3830)의 구성의 대안적인 실시예가 고려된다. 예를 들어, 베이스 스테이션(3500)은 음성-커맨드 디바이스(3840)의 일부로 이루어지거나 이 내에 포함될 수 있다. 또한, 음성-커맨드 디바이스(3840)가 스마트 폰인 경우, 디바이스는 환자가 음성 대신에 텍스트로 필드에서 "질문"에 답하도록 구성될 수 있다. 도 34는 운동학적 이식 가능한 디바이스 환경(6100)의 상황도를 도시한다. 환경에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 의료 종사자에 의해 환자의 신체에 이식된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자의 특정 운동 또는 환자 신체의 일부의 특정 운동과 관련된 운동학적 데이터와 함께 디바이스(6102)의 동작 데이터를 포함하는 데이터를 수집하도록 배열된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자를 모니터링하는 여러 단계 동안 하나 이상의 베이스 스테이션과 통신한다.
예를 들어, 의료 절차와 관련하여, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 환자의 신체에 이식된다. 의료 절차와 동시에, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수술실 베이스 스테이션(6104)과 통신한다. 이어서, 의료 절차로부터 충분히 회복한 후에, 환자는 집으로 돌아가고 거기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 홈 베이스 스테이션(6108)과 통신하도록 배열된다. 다른 시간에, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)과 통신하도록 배열된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 의료 임플란트 통신 서비스(medical implant communication service: MICS), 의료 디바이스 무선 통신 서비스(medical device radio communication service: MedRadio), 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 함께 사용하기에 적합한 일부 다른 무선 통신 프로토콜과 같은 단거리 네트워크 프로토콜을 통해 각 베이스 스테이션과 통신한다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자의 신체 내로 이식된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 독립형 의료 디바이스이거나, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 인공 관절(예를 들어, 무릎 대체물, 고관절 대체물, 척추 디바이스 등), 유방 임프란트, 대퇴골 봉, 또는 제자리 운동학적 데이터, 동작 데이터 또는 다른 유용한 데이터를 바람직하게 수집하여 제공할 수 있는 일부 다른 이식된 의료 디바이스와 같은 더 큰 의료 디바이스의 구성 요소일 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 관련된 신체 부분의 사용과 관련된 정보 및 운동학적 데이터를 수집하기 위해 하나 이상의 센서를 포함한다. 예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 관련된 신체 부분의 내측/외측, 전방/후방 및 전방/하방 축에 대한 가속도 데이터; 관련된 신체 부분의 시상면, 정면 및 횡단면에 대한 각속도; 힘, 응력, 장력, 압력, 압박, 이동, 진동, 휨, 강성 또는 일부 다른 측정 가능한 데이터를 수집하기 위해 자이로스코프(들), 가속도계(들), 보수계(들) 또는 다른 운동학적 센서를 포함하는 관성 측정 유닛을 포함할 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자의 모니터링 프로세스 동안 다양한 상이한 시간 및 다양한 상이한 율로 데이터를 수집한다. 일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자를 모니터링하는 과정 동안 복수의 상이한 단계에서 동작할 수 있고, 이에 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 환자에게 이식된 직후에 더 많은 데이터가 수집되고, 환자를 치료할 때 및 그 이후 더 적은 데이터가 수집되게 할 수 있다.
하나의 비-제한적인 예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 모니터링 프로세스는 3개의 상이한 단계를 포함할 수 있다. 제1 단계는 4개월 동안 지속될 수 있는데, 여기서 운동학적 데이터는 하루에 한 번 1분 동안, 1주일 동안 매일 수집된다. 제1 단계 후에, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 8개월 동안 지속되는 제2 단계로 전이하고, 여기서 하루에 한 번 1분 동안 일주일에 2일 운동학적 데이터를 수집한다. 그리고 제2 단계 후에, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 9년 동안 지속되는 제3 단계로 전이하고, 여기서 그 다음 9년 동안 1주일에 1일 1분 동안 운동학적 데이터를 수집한다. 물론, 각 단계와 관련된 시간 기간은 더 길 수도 있고, 더 짧을 수도 있고, 다른 방식으로 제어 가능할 수 있다. 수집되는 데이터의 유형 및 양도 제어 가능할 수 있다. 이 수동 모니터링 프로세스의 추가된 장점은, 모니터링의 제1 단계 이후에 환자가 데이터 수집 시기를 알지 못할 수 있다는 것이다. 따라서 수집된 데이터는 잠재적인 편견으로부터 보호될 수 있다.
다양한 상이한 단계와 함께, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 다양한 유형의 움직임을 검출하기 위해 다양한 모드에서 동작할 수 있다. 이러한 방식으로, 미리 결정된 유형의 움직임이 검출될 때, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수집된 운동학적 데이터 및 다른 데이터의 양 및 유형을 증가, 감소 또는 다른 방식으로 제어할 수 있다.
일 예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자가 보행하고 있는지를 결정하기 위해 보수계를 사용할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 결정된 걸음 수가 미리 결정된 시간에 임계 값과 교차하는 것을 나타내는 경우, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 환자가 보행하고 있다고 결정할 수 있다. 이러한 결정에 응답하여 수집된 데이터의 양과 유형은 시작, 중지, 증가, 감소 또는 다른 방식으로 적절히 제어될 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 예를 들어 환자가 보행을 멈추었을 때, 선택된 최대량의 데이터가 이 수집 세션 동안 수집될 때, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 타임아웃될 때, 또는 다른 조건에 기초하여, 특정 조건들에 기초하여 데이터를 수집하는 것을 더 제어할 수 있다. 특정 세션에서 데이터가 수집된 후에, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 그 다음 날까지, 환자가 보행하는 그 다음 시간에, 이전에 수집된 데이터가 (예를 들어, 수집된 데이터를 홈 베이스 스테이션(6108)으로 전송함으로써) 오프로드된 후, 또는 하나 이상의 다른 조건에 따라, 데이터의 수집을 중지할 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 데이터의 양 및 유형은 환자마다 다를 수 있으며, 수집된 데이터의 양 및 유형은 단일 환자에서도 변할 수 있다. 예를 들어, 특정 환자의 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 데이터를 연구하는 의료 종사자는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 차후 데이터를 수집하는 방식을 조정하거나 다른 방식으로 제어할 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 데이터의 양 및 유형은 상이한 신체 부분, 상이한 운동 유형, 상이한 환자 인구통계적 정보, 또는 다른 차이에 대해 다를 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 수집된 데이터의 양과 유형은 환자가 치유되거나 느끼는 정도, 모니터링 프로세스가 지속되도록 예상된 기간, 남아 있는 및 보존되어야 하는 배터리 전력의 양, 모니터링되는 움직임 유형, 모니터링되는 신체 부분, 등과 같은 다른 요소에 기초하여 오버시간을 변경할 수 있다. 일부 경우에, 수집된 데이터는 주관적 통증 데이터, 삶의 질 측정 데이터, 동반 질환, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 관련된 환자의 인식 또는 기대 등과 같은 환자에 의해 제공되는 개인적으로 기술하는 정보(personally descriptive information)로 보충된다.
일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 특정 신체 부분의 움직임 또는 다른 측면을 모니터링하기 위해 환자에게 이식된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 환자에게 이식하는 것은 수술실에서 발생할 수 있다. 본 명세서에서 사용된 수술실은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 환자에게 이식되는 임의의 진료실, 룸, 건물 또는 시설을 포함한다. 예를 들어, 수술실은 병원의 전형적인 수술실, 수술 클리닉 또는 의사 진료실의 수술실, 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 환자에게 이식되는 임의의 다른 수술실일 수 있다.
수술실 베이스 스테이션(6104)은 환자에게 이식되는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 관련하여 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 구성하고 초기화하는데 이용된다. 예를 들어, 수술실 베이스 스테이션(6104)에 의해 전송된 폴링 신호 및 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 전송된 응답 신호에 기초하여 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 수술실 베이스 스테이션(6104) 사이에 통신 관계가 형성된다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 이식하기 전에 종종 발생할 수 있는 통신 관계를 형성할 때, 수술실 베이스 스테이션(6104)은 초기 구성 정보를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로 전송한다. 이 초기 구성 정보는, 시간스탬프, 날자 스탬프, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 유형 및 배치의 식별자, 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 다른 임플란트에 대한 정보, 외과 의사 정보, 환자 식별자, 수술실 정보, 및 등을 포함할 수 있지만 이들로 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 초기 구성 정보는 단방향으로 전달되고; 다른 실시예에서, 초기 구성은 양방향으로 전달된다. 초기 구성 정보는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 운동학적 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 한정할 수 있다. 예를 들어, 구성 정보는 하나 이상의 동작 모드 각각에서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102) 상의 하나 이상의 센서에 대한 설정(예를 들어, 가속도계 범위, 가속도계 출력 데이터 율, 자이로스코프 범위, 자이로스코프 출력 데이터 율 등)을 식별할 수 있다. 구성 정보는 또한 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 초기 동작 모드, 동작 모드의 변경을 트리거하는 특정 움직임, 무선 설정, 데이터 수집 정보(예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 수집된 데이터에 대해 깨어 있는 빈도, 데이터를 수집하는 기간, 수집할 데이터의 양), 홈 베이스 스테이션(6108) 식별 정보, 및 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 이식 또는 동작과 관련된 다른 제어 정보와 같은 다른 제어 정보를 더 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 구성 정보는 수술실 베이스 스테이션(6104) 또는 관련된 컴퓨팅 디바이스에 미리 저장될 수 있다. 다른 실시예에서, 외과 의사, 외과 기술자 또는 일부 다른 의료 종사자는 제어 정보 및 다른 파라미터를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로 전송하기 위해 수술실 베이스 스테이션(6104)에 입력할 수 있다. 적어도 하나의 이러한 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션(6104)은 수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)와 통신할 수 있다. 수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)는 의료 종사자가 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 위한 구성 정보를 입력할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스를 갖는 애플리케이션을 포함한다. 다양한 실시예에서, 수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)에서 실행되는 애플리케이션은 의료 종사자에 의해 조정될 수도 있고 조정되지 못할 수도 있는 미리 한정된 구성 정보 중 일부를 가질 수 있다.
수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)는 구성 정보를 유선 또는 무선 네트워크 연결을 통해 (예를 들어, USB 연결, 블루투스 연결, Wi-Fi 연결 등을 통해) 수술실 베이스 스테이션(6104)에 전달하며, 여기서 수술실 베이스 스테이션은 이 구성 정보를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 전달한다.
수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102) 또는 수술실 베이스 스테이션(6104)에 관한 정보를 외과 의사, 외과 기술자 또는 다른 의료 종사자에게 디스플레이할 수도 있다. 예를 들어, 수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 구성 정보를 저장 또는 액세스할 수 없는 경우, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 응답하지 않는 경우, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 초기 자가-테스트 동안 센서 또는 무선 회로 중 하나에 문제를 인식하는 경우, 수술실 베이스 스테이션(6104)이 응답하지 않거나 또는 오작동하는 경우, 또는 다른 이유로 인해, 에러 정보를 디스플레이할 수 있다.
수술실 베이스 스테이션(6104) 및 수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106)는 별개의 디바이스인 것으로 도시되어 있지만, 실시예는 이것으로 한정되지 않고; 오히려, 수술실 구성 컴퓨팅 디바이스(6106) 및 수술실 베이스 스테이션(6104)의 기능은 도시된 바와 같이 단일 컴퓨팅 디바이스 또는 별개의 디바이스에 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 의료 종사자는 일 실시예에서 구성 정보를 수술실 베이스 스테이션(6104)에 직접 입력하도록 구현할 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 환자에게 이식되고 환자가 집으로 돌아오면, 홈 베이스 스테이션(6108)은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 통신할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 결정된 율 및 시간, 가변 율 및 시간, 또는 다른 방식으로 제어할 수 있는 율 및 시간에서 운동학적 데이터를 수집할 수 있다. 데이터 수집은, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 수술실에서 초기화될 때, 의료 종사자에 의해 지시될 때, 또는 일부 차후 시점에 시작할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 적어도 일부 데이터는 홈 베이스 스테이션(6108)에 전송될 수 있다.
다양한 실시예에서, 홈 베이스 스테이션(6108)은 주기적인 시간에, 미리 결정된 시간에 또는 다른 시간에 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 핑(ping)을 송신하여, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 홈 베이스 스테이션(6108)의 통신 범위 내에 있는지 여부를 결정한다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 응답에 기초하여 홈 베이스 스테이션(6108)은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 통신 범위 내에 있다고 결정하고, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수집된 데이터를 홈 베이스 스테이션(6108)에 전송하도록 요청되거나 명령되거나 다른 방식으로 지시될 수 있다.
홈 베이스 스테이션(6108)은 일부 경우에 선택적인 사용자 인터페이스를 갖게 배열될 수 있다. 사용자 인터페이스는 하나 이상의 유형의 멀티미디어 정보(예를 들어, 비디오, 오디오, 촉각적 등)를 단방향 또는 양방향으로 전달하는 멀티미디어 인터페이스로서 형성될 수 있다. 홈 베이스 스테이션의 사용자 인터페이스를 통해 환자(100) 또는 환자(100)의 동료는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 운동학적 데이터를 보충하기 위해 다른 데이터를 입력할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 개인적으로 기술하는 정보(예를 들어, 연령 변화, 체중 변화 등), 의료 상태의 변화, 동반 질환, 통증 레벨, 삶의 질 또는 다른 주관적 측정 데이터, 의료 종사자를 위한 개인 메시지 등을 입력할 수 있다. 이들 실시예에서, 개인적으로 기술하는 정보는 키보드, 마우스, 터치스크린, 마이크로폰, 유선 또는 무선 컴퓨팅 인터페이스, 또는 일부 다른 입력 수단으로 입력될 수 있다. 개인적으로 기술하는 정보가 수집되는 경우에, 개인적으로 기술하는 정보는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102), 환자, 관련된 의료 종사자, 관련된 의료 시설 등의 고유한 식별자와 정보를 관련시키는 하나 이상의 식별자를 포함하거나 다른 방식으로 관련될 수 있다.
이러한 경우들 중 일부에서, 홈 베이스 스테이션(6108)의 선택적인 사용자 인터페이스는 예를 들어 의료 종사자로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 관련된 정보를 사용자에게 전달하도록 배열될 수도 있다. 이러한 경우에, 사용자에게 전달된 정보는 비디오 스크린, 오디오 출력 디바이스, 촉각 트랜스듀서, 유선 또는 무선 컴퓨팅 인터페이스 또는 일부 다른 유사한 수단을 통해 전달될 수 있다.
홈 베이스 스테이션(6108)이 사용자 인터페이스를 갖게 배열된 실시예에서, 사용자 인터페이스는 환자 포털 디바이스에 통신 가능하게 결합하도록 배열된 내부 사용자 인터페이스를 갖게 형성될 수 있다. 환자 포털 디바이스는 스마트폰, 태블릿, 신체 착용 디바이스, 체중 또는 다른 건강 측정 디바이스(예를 들어, 온도계, 욕실 저울 등) 또는 유선 또는 무선 통신이 가능한 일부 다른 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 이러한 경우, 사용자는 개인적으로 기술하는 정보를 입력할 수 있고, 사용자는 또한 이식 가능한 디바이스(6102)와 관련된 정보를 수신할 수 있다.
홈 베이스 스테이션(6108)은 환자의 홈 네트워크(6110)를 이용하여, 수집된 데이터(즉, 운동학적 데이터 및 일부 경우에 개인적으로 기술하는 정보)를 클라우드(6116)로 전송한다. 로컬 영역 네트워크일 수 있는 홈 네트워크(6110)는 환자의 집으로부터 인터넷과 같은 광역 네트워크에 액세스를 제공한다. 일부 실시예에서, 홈 베이스 스테이션(6108)은 Wi-Fi 연결을 이용하여 홈 네트워크(6110)에 연결하고 인터넷에 액세스할 수 있다. 다른 실시예에서, 홈 베이스 스테이션(6108)은 홈 네트워크(6110)에 자체 연결된 예를 들어 USB 연결을 통해 환자의 홈 컴퓨터(도시되지 않음)에 연결될 수 있다.
홈 베이스 스테이션(6108)은, 수집된 데이터를 클라우드(6116)로 전송하는 것과 함께, 홈 네트워크(6110)를 통해 클라우드(6116)로부터 데이터, 커맨드 또는 다른 정보를 또한 획득할 수 있다. 홈 베이스 스테이션(6108)은 수신된 데이터, 커맨드 또는 다른 정보의 일부 또는 전부를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 제공할 수 있다. 이러한 정보의 예는 업데이트된 구성 정보, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 적절하게 기능하는지를 결정하기 위한 진단 요청, 데이터 수집 요청 및 다른 정보를 포함하지만 이에 한정되는 것은 아니다.
클라우드(6116)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 수집된 데이터, 및 일부 경우에 환자(100)로부터 수집된 개인적으로 기술하는 정보를, 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스(미도시)로부터 수집된 데이터, 및 일부 경우에 다른 환자로부터 수집된 개인적으로 기술하는 정보와 함께, 집계(aggregate)하기 위해 하나 이상의 서버 컴퓨터 또는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 클라우드(6116)는 개별 환자에게 이식되는 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스 각각으로부터 수집된 데이터에 관한 다양한 상이한 측정값을 생성할 수 있다. 이 정보는 운동학적 이식 가능한 디바이스가 제대로 작동하는지를 결정하는 데 도움이 될 수 있다. 수집된 정보는 다른 목적을 위해서도 도움을 줄 수 있는데, 예를 들어, 특정 디바이스가 저절히 작동하지 않을 수 있는지를 결정하고, 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 절차 또는 상태가 환자를 돕고 있는지(예를 들어, 무릎 대체물이 적절하게 작동하고 환자의 통증을 감소시키고 있는지) 여부를 결정하고, 및 다른 의료 정보를 결정하는 데에 도움을 줄 수 있다.
모니터링 프로세스를 통해 여러 시간에, 환자는 후속 진료 예약을 위해 의료 종사자를 방문하도록 요청받을 수 있다. 이 의료 종사자는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 환자에 이식한 외과 의사이거나 또는 모니터링 프로세스, 물리 치료, 및 환자의 회복을 감독하는 다른 의료 종사자일 수 있다. 다양한 다른 이유로, 의료 종사자는 제어된 환경에서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 실시간으로 데이터를 수집하기를 원할 수 있다. 일부 경우에, 의료 종사자를 방문하는 요청은 홈 베이스 스테이션(6108)의 선택적인 양방향 사용자 인터페이스를 통해 전달될 수 있다.
의료 종사자는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 통신하는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)을 이용하여 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)과 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102) 사이에 추가적인 데이터를 전달한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)을 이용하여 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 커맨드를 전달한다. 일부 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 짧은 시간 동안 수집된 데이터의 율 또는 유형을 일시적으로 증가시키기 위해 고해상도 모드에 들어갈 것을 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 명령한다. 고해상도 모드는 의료 종사자가 또한 환자를 모니터링하는 활동 동안 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 상이한 (예를 들어, 큰) 양의 데이터를 수집하도록 지시한다.
일부 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 의료 종사자가 이벤트 또는 통증 마커를 입력할 수 있게 하고, 이 이벤트 또는 통증 마커는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 고해상도 데이터와 동기화될 수 있다. 예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 무릎 대체물의 구성 요소라고 가정한다. 의료 종사자는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 고해상도 모드에 있는 동안 환자가 트레드밀(treadmil)을 보행하도록 할 수 있다. 환자가 보행할 때 환자는 무릎에 통증이 있다고 호소할 수 있다. 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112) 상의 통증 마커 버튼을 클릭하여 환자의 불편함을 나타낼 수 있다. 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 마커 및 이 마커가 입력된 시간을 레코드한다. 이 마커의 타이밍이 수집된 고해상도 데이터의 타이밍과 동기화되면 의료 종사자는 데이터를 분석하여 통증의 원인을 파악하고 결정할 수 있다.
다른 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 업데이트된 구성 정보를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 제공할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 이 업데이트된 구성 정보를 저장할 수 있으며, 이 정보는 운동학적 데이터를 수집하는 것과 관련된 파라미터를 조절하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 환자가 잘 지내고 있다면, 의료 종사자는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 데이터를 수집하는 빈도의 감소를 지시할 수 있다. 반대로, 환자가 예상치 못한 통증을 겪고 있다면, 의료 종사자는 운동학적인 이식 가능한 디바이스(6102)가 결정된 시간 기간(예를 들어, 수 일) 동안 추가 데이터를 수집하도록 지시할 수 있다. 의료 종사자는 특정 문제를 진단하고 치료하기 위해 추가 데이터를 사용할 수 있다. 일부 경우에, 추가 데이터는 환자(100)가 의료 종사자의 존재를 떠나 더 이상 의사 진료실 베이스 스테이션(6122)의 범위 내에 있지 않은 후에 환자(100)에 의해 제공된 개인적으로 기술하는 정보를 포함할 수 있다. 이러한 경우, 개인적으로 기술하는 정보는 홈 베이스 스테이션(6108)으로부터 수집되고 전달될 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스 및/또는 베이스 스테이션 내의 펌웨어는 배터리가 임플란트의 라이프사이클 동안 지속될 수 있을 만큼 충분한 전력을 보유하는 것을 보장하기 위해 향상된 모니터링 지속시간을 제한하는 안전 조치(safeguard)를 제공할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스 및/또는 베이스 스테이션 내의 펌웨어는 배터리가 임플란트의 라이프사이클 동안 지속될 수 있을 만큼 충분한 전력을 보유하는 것을 보장하기 위해 향상된 모니터링 지속시간을 제한하는 안전 조치를 제공할 수 있다.
다양한 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)와 통신할 수 있다. 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 의료 종사자가 커맨드 및 데이터를 입력할 수 있게 하는 그래픽 사용자 인터페이스를 갖는 애플리케이션을 포함한다. 커맨드, 데이터 또는 다른 정보의 일부 또는 전부는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)을 통해 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로 나중에 전송될 수 있다. 예를 들어, 일부 실시예에서, 의료 종사자는 그래픽 사용자 인터페이스를 사용하여 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 고해상도 모드에 진입할 것을 명령할 수 있다. 다른 실시예에서, 의료 종사자는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 위한 구성 정보를 입력 또는 수정하기 위해 그래픽 사용자 인터페이스를 사용할 수 있다. 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 정보(예를 들어, 커맨드, 데이터 또는 다른 정보)를 유선 또는 무선 네트워크 연결을 통해 (예를 들어, USB 연결, 블루투스 연결, Wi-Fi 연결 등을 통해) 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 전송하며, 이 의사 진료실 베이스 스테이션은 이어서 이 정보의 일부 또는 전부를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 전송할 수 있다.
의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 또한 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 관한 다른 정보, 환자(100)에 관한 다른 정보(예를 들어, 개인적으로 기술하는 정보) 또는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 관한 다른 정보를 의료 종사자에 디스플레이할 수 있다. 예를 들어, 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집되어 의사 진료실 베이스 스테이션(6122)에 전송되는 고해상도 데이터를 디스플레이할 수 있다. 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 또한, 운동학적 이식 가능한 의료 디바이스(6102)가 구성 정보를 저장하거나 액세스할 수 없는 경우, 운동학적 이식 가능한 의료 디바이스(6102)가 반응하지 않는 경우, 운동학적 이식 가능한 의료 디바이스(6102)가 센서 또는 무선 회로 중 하나에 문제를 인식하는 경우, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)이 반응하지 않거나 오작동하는 경우, 또는 다른 이유로 에러 정보를 디스플레이할 수 있다.
일부 실시예에서, 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 클라우드(6116)에 액세스할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 의료 종사자는, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 이전에 수집되고 홈 베이스 스테이션(6108)을 통해 클라우드(6116)에 전송되어, 클라우드(6116)에 저장된 데이터에 액세스하기 위해 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)를 이용할 수 있다. 유사하게, 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 얻어진 고해상도 데이터를 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)을 통해 클라우드(6116)로 전송할 수 있다. 일부 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 인터넷 액세스를 가질 수 있고, 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)의 사용 없이 고해상도 데이터를 직접 클라우드(6116)에 전송하도록 구현될 수 있다.
다양한 실시예에서, 의료 종사자는 환자가 의료 종사자 진료실에 있지 않을 때 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 구성 정보를 업데이트할 수 있다. 이러한 경우에, 의료 종사자는 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)를 이용하여 업데이트된 구성 정보를 클라우드(6116)를 통해 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 전송할 수 있다. 홈 베이스 스테이션(6108)은 클라우드(6116)로부터 업데이트된 구성 정보를 획득하고 업데이트된 구성 정보를 클라우드에 전달할 수 있다. 이것은 환자가 의료 종사자의 진료실에 오지 않아도 의료 종사자가 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 동작을 원격 조정할 수 있게 할 수 있다. 이것은 또한, 환자(100)에 의해 이전에 제공되고 홈 베이스 스테이션(6108)을 통해 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로 전달된, 예를 들어, 개인적으로 기술하는 정보에 응답하여 의료 종사자가 환자(100)에게 메시지를 송신하게 할 수 있다.
의사 진료실 베이스 스테이션(6112) 및 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)가 별개의 디바이스로 도시되어 있지만, 실시예는 이에 제한되지 않고; 오히려, 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114) 및 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)의 기능은 단일 컴퓨팅 디바이스 또는 (도시된 바와 같이) 별개의 디바이스에 포함될 수 있다. 이러한 방식으로, 의료 종사자는 일 실시예에서 구성 정보 또는 마커를 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 직접 입력하고, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)의 디스플레이로부터 고해상도 데이터(및 동기화된 마커 정보)를 볼 수 있도록 구현할 수 있다.
도 35는 본 명세서에 설명된 실시예에 따른 운동학적 이식 가능한 디바이스의 예시적인 시스템도이다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 마이크로제어기(204), 메모리(210), 배터리(218), 무선 회로(216), 실시간 클록(214) 및 관성 측정 유닛(212)을 포함한다. 다른 로직(예를 들어, 회로, 디바이스, 구조 등)은 간략화를 위해 도시되지 않았다.
마이크로제어기(204)는 프로세서(208) 및 온-칩 메모리(206)를 포함한다. 온-칩 메모리(206)는 프로세서(208)에 의해 실행되어 본 명세서에서 기술된 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 작용 및 기능을 수행하라는 명령을 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 온-칩 메모리(206)는 관성 측정 유닛(212)에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 하나 이상의 파라미터를 한정하기 위한 구성 정보를 저장한다.
본 명세서에 설명된 적어도 일부 실시예에서, 무선 회로(216)는 베이스 스테이션(예를 들어, 도 34에서 수술실 베이스 스테이션(6104), 홈 베이스 스테이션(6108) 및 의사 베이스 스테이션(6112))과 통신하도록 구성된 단거리 통신 디바이스이다. 다양한 실시예에서, 무선 회로(216)는 의료 임플란트 통신 서비스(MICS) 표준, 의료 디바이스 무선 통신 서비스(MedRadio) 또는 다른 이러한 프로토콜을 사용하여 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 하나 이상의 베이스 스테이션 사이에 정보를 전달한다. 적어도 하나의 실시예에서, 무선 회로(216)는 402 MHz 내지 405 MHz M7ICS 대역을 통해 하나 이상의 베이스 스테이션과 통신한다.
실시간 클록(214)은 예를 들어 온-칩 메모리(206)에 저장된 구성 정보를 통해, 마이크로제어기(204)에 의해 구성 가능하다. 실시간 클록(214)은 미리 결정된 시간에 무선 회로(216) 또는 마이크로제어기(204)를 깨우기 위해 하나 이상의 신호를 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시간 클록(214)은 베이스 스테이션과 통신을 시도하기 위해 격일로 오전 4시에 무선 회로(216)를 깨울 수 있다.
다양한 실시예에서, 배터리(218)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 전력을 제공하는 비-충전식 배터리이다. 적어도 일부 실시예에서, 배터리(218)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 마이크로제어기(204) 및 다른 구성 요소에 전력을 제공한다.
메모리(210)는 RAM, 플래시, 또는 임의의 다른 유형의 일시적인 또는 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수 있다. 메모리(210)는 IMU(212)로부터 수집된 데이터, 구성 정보 및 설정, 로그 레코드, 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스 데이터, 소프트웨어 명령 및 다른 정보를 저장한다.
IMU(212)는 (예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 관련된 신체 부분의 움직임으로 인해) 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 동작할 때 운동 동작(예를 들어, 선형 운동 및 각가속도 운동)을 검출하고 측정하는 하나 이상의 센서를 포함하는 디바이스이다. 일부 실시예에서, IMU(212)는 가속도계, 자이로스코프, 보수계 또는 다른 운동학적 센서를 포함한다.
본 발명의 특정 양태의 동작은 이제 도 36 내지 도 38을 참조하여 설명될 것이다. 다양한 실시예 중 적어도 하나의 실시예에서, 도 36 내지 도 38과 관련하여 각각 설명된 프로세스(6300, 6400 및 6500)는 도 34 내지 도 35의 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)와 같은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 구현되거나 실행될 수 있다.
도 36은 수술실 베이스 스테이션(6104)으로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 구성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 나타내는 논리 흐름도를 도시한다. 프로세스(6300)는 시작 블록에서 시작한다.
블록(6302)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수술실 베이스 스테이션(예를 들어, 도 34의 수술실 베이스 스테이션(6104))과 연결된다. 일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수술실 베이스 스테이션(6104)으로부터 웨이크업 커맨드를 수신할 수 있다. 웨이크업 커맨드는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 수술실 베이스 스테이션(6104)과 연결을 수립할 수 있도록 수술실 베이스 스테이션(6104)의 식별 정보를 포함할 수 있다.
프로세스(6300)는 블록(6304)으로 진행하고, 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 자가-테스트를 수행한다. 이 자가-테스트는 프로세서(6208)와 IMU(6212) 사이의 통신, IMU(6212)의 교정, 실시간 클록(6214)과의 통신, 메모리(6206) 및 배터리(6218)의 무결성, 및 다른 초기화 검사 또는 설정을 검사할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 자가-테스트 결과를 다시 수술실 베이스 스테이션(6104)에 제공할 수 있다. 결과는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 적절하게 작동하고 있는지를 나타내거나, 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 구성 요소들 중 임의의 것에 문제가 있는지를 나타낼 수 있다.
프로세스(6300)는 블록(6306)에서 계속되고, 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 수술실 베이스 스테이션(6104)으로부터 구성 정보를 수신한다. 구성 정보는 식별 정보, 즉 운동학적 데이터를 수집하는 것과 관련된 하나 이상의 파라미터를 한정하는 정보, 또는 일부 다른 정보일 수 있다. 구성 정보의 예는 시간, 날짜, 날, 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 신체 부분의 식별, 관련 이식된 디바이스의 식별, 의료 종사자 정보, 환자 식별(예를 들어, 인코드된 또는 다른 방식으로 난독화된 정보), 수술실 정보, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 초기 동작 모드, 하나 이상의 상이한 동작 모드에 대한 운동학적 이식 가능한 디바이스 상의 하나 이상의 센서에 대한 설정, 동작 모드의 변경을 트리거하는 특정 움직임의 명세(specification), 무선 설정, 데이터 수집 정보, 홈 베이스 스테이션 식별 정보 등을 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는다.
구성 정보를 수신한 후, 프로세스(6300)는 블록(6308)으로 진행하고, 여기서 구성 정보는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 메모리(206)에 저장된다. 구성 정보를 저장하면 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 웨이크업하여 데이터를 수집할 수 있는 빈도를 한정하는 초기 파라미터를 제공할 수 있다.
구성 정보를 저장하는 것이 성공적이면, 프로세스(6300)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 성공적인 구성에 대한 확인을 수술실 베이스 스테이션(6104)에 제공한다. 성공적이지 않은 경우, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수술실 베이스 스테이션(6104)에 에러 메시지를 제공하거나 또는 어떤 응답도 제공하지 못할 수 있는데 이는 수술실 베이스 스테이션(6104)에 의해 운동학적 이식 가능한 디바이스를 적절하게 구성하는데 실패한 것으로서 해석될 수 있다.
블록(6310) 후에, 프로세스(6300)는 종료하거나 호출 프로세스로 복귀하여 다른 동작을 수행한다.
도 37은 운동학적 데이터를 수집 및 저장하고 이를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 홈 베이스 스테이션(6104)으로 전달하기 위해 운동학적 데이터를 수집 및 저장하고 데이터 통신하는 프로세스(6400)의 일 실시예를 일반적으로 나타내는 논리적 흐름도(6400)이다. 프로세스(6400)는 시작 블록에서 시작한다. 블록(6402)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 홈 베이스 스테이션(예를 들어, 도 34의 홈 베이스 스테이션(6108))에 등록한다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 식별자로 홈 베이스 스테이션(6108)에 의한 핑에 응답함으로써 홈 베이스 스테이션(6108)에 등록할 수 있다. 다른 실시예에서, 홈 베이스 스테이션(6108)은 클라우드(6116)와 같은 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스 식별자를 수신하거나, 또는 환자의 의료 종사자에 의해 수동으로 입력될 수 있다.
프로세스(6400)는 블록(6404)으로 진행하고, 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 데이터, 동작 데이터 및 다른 데이터를 수집한다. 본 명세서에 기술된 바와 같이, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 이식 가능한 디바이스가 현재 동작하고 있는 모드에 기초하여 상이한 율 또는 상이한 시간에 상이한 양 또는 유형의 데이터를 수집하기 위해 다양한 상이한 모드에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 깨어서, 보수계 데이터, 동작 데이터 또는 다른 데이터를 매 분마다 한번 수집하여, 환자가 보행과 같은 미리 결정된 활동을 수행하고 있는지 여부를 결정할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 환자가 보행하거나 미리 결정된 활동을 수행하고 있다고 결정하면, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 결정된 시간 기간(예를 들어, 30초) 동안 추가 데이터(예를 들어, 선형 가속도 및 회전 가속도)를 수집할 수 있다. 이 미리 결정된 시간 기간이 만료되면, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 데이터 수집을 중지할 수 있고, 낮은 데이터 수집 모드와 같은 다른 모드로 전이할 수 있다.
데이터가 블록(6404)에서 수집되고 있을 때 프로세스(6400)는 블록(6406)에서 데이터를 저장한다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 수집된 데이터를 나중에 홈 베이스 스테이션(6108)에 전달하기 위해 메모리(6206)의 버퍼에 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 버퍼는 버퍼가 가득 찬 후에도 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 데이터를 계속 수집할 수 있도록 FIFO 버퍼일 수 있다. 그러나 다른 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 버퍼가 가득 차면 데이터 수집을 중지할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 버퍼의 크기에 비례하는 최대량의 데이터를 수집한 다음, 비-데이터 또는 저 데이터 수집 모드로 전이할 수 있다. 이러한 방식으로, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 이전에 저장된 다른 데이터를 덮어 쓰는 데이터를 여분으로 수집 및 저장하지 않음으로써 전력을 보존할 수 있다.
일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 보호된 것으로 라벨링된 데이터가 덮어 쓰이지 않도록 보호/비보호 테이블을 저장할 수 있다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 특정 동작 모드에 있는 동안 수집된 것과 같은 일부 유형의 수집된 데이터는 보호된 것으로 라벨링될 수 있는 반면, 다른 수집된 데이터는 보호되지 않은 것으로 라벨링될 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 현재 동작 모드에 기초하여 운동학적 데이터 또는 다른 데이터를 계속 수집하고 저장할 수 있다. 현재 동작 모드는 하루 중 시간, 수집된 데이터의 양, 특정 활동의 결정 등에 기초하여 주기적으로 변할 수 있다. 동작 모드의 변경은 더 많은 또는 더 적은 데이터를 수집 및 저장할 수 있다.
프로세스(6400)는 판정 블록(6408)으로 진행하고 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 홈 베이스 스테이션(6108)으로부터 핑을 수신했는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 다양한 실시예에서, 홈 베이스 스테이션(6108)은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 핑을 송신하여 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 홈 베이스 스테이션(6108)의 통신 범위 내에 있는지 여부를 결정할 수 있다. 일부 실시예에서, 홈 베이스 스테이션(6108)은 심야(예를 들어, 오전 2시)에 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 핑을 송신할 수 있다. 이러한 방식으로, 환자가 휴면할 때 환자의 침실에 홈 베이스 스테이션(6108)이 위치되면, 심야에 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 홈 베이스 스테이션(6108)의 범위 내에 있을 가능성이 높아진다. 만약 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 홈 베이스 스테이션(6108)의 범위 내에 있으면, 이 운동학적 이식 가능한 디바이스는 핑을 수신할 것이고 프로세스(6400)는 블록(6410)으로 진행하고; 그렇지 않은 경우, 프로세스(6400)는 블록(6404)으로 루프하여 구성 정보 및 동작 모드에 따라 데이터를 계속 수집 및 저장한다.
블록(6410)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 확인 메시지를 홈 베이스 스테이션(6108)에 다시 제공함으로써 핑에 응답한다. 홈 베이스 스테이션(6108)은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 홈 베이스 스테이션(6108)의 통신 범위 내에 있다는 지시로서 이 응답 메시지를 이용할 수 있다.
응답 메시지를 수신한 것에 응답하여, 홈 베이스 스테이션(6108)은 블록(6412)에서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수신된 데이터 또는 커맨드를 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 제공할 수 있다. 수신된 데이터, 커맨드 또는 다른 정보는 업데이트된 구성 정보(예를 들어, 동작 모드의 변경, 운동학적 데이터가 수집되는 타이밍 또는 율의 변경, 수집되는 운동학적 데이터의 유형), 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 홈 베이스 스테이션(6108)에 저장된 운동학적 데이터 또는 다른 데이터를 전송하라는 요청, 자가-테스트를 수행하라는 요청 또는 일부 다른 절차를 포함할 수 있다.
프로세스(6400)는 다음으로 판정 블록(6414)으로 진행하며, 여기서 수신된 데이터 또는 커맨드가 저장된 수집된 데이터에 대한 요청을 포함하는지 여부가 결정된다. 이 커맨드는 홈 베이스 스테이션(6108)이 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 저장된 데이터를 수신할 준비가 된 것을 나타낸다. 커맨드가 데이터의 요청인 경우, 프로세스(6400)는 블록(6416)으로 진행하고; 그렇지 않은 경우, 프로세스(6400)는 판정 블록(6420)으로 진행한다.
블록(6416)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 저장된 데이터를 홈 베이스 스테이션(6108)에 전달한다. 전송되는 데이터는 로그 데이터, 수집 및 저장된 IMU 데이터(예를 들어, 걸음 카운트, 가속도계 데이터, 자이로스코프 데이터 등), 자가-테스트 결과(수행된 경우), 배터리 전압 및 다른 데이터를 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는다.
프로세스(6400)는 블록(6418)에서 계속되고 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 저장된 수집된 데이터의 일부 또는 전부를 제거(purge)한다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 메모리(6206)로부터 저장된 수집된 데이터를 제거하기 전에 홈 베이스 스테이션(6108)이 성공적으로 데이터를 수신했음을 확인하는 메시지를 홈 베이스 스테이션(6108)으로부터 수신할 때까지 대기할 수 있다. 다른 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 홈 베이스 스테이션(6108)으로부터의 응답을 대기하지 않고 데이터가 홈 베이스 스테이션(6108)에 전송될 때 데이터를 제거할 수 있다.
다양한 실시예에서, 데이터를 제거하는 것은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 메모리(6206)로부터 데이터를 삭제하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 이 프로세스는 너무 많은 전력을 소비할 수 있다. 따라서, 다른 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 어떤 데이터가 홈 베이스 스테이션(6108)에 전송되었고 어떤 데이터가 전송되지 않았는지를 식별하는 테이블을 저장할 수 있다. 적어도 하나의 이러한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 블록(6406)에서 데이터를 저장할 때 사용된 보호/비보호 테이블을 사용할 수 있다. 보호 또는 비보호 데이터가 홈 베이스 스테이션(6108)으로 전송되면, 홈 베이스 스테이션은 보호되지 않은 것으로 라벨링될 수 있고 블록(6406)에서 덮어 쓰기될 수 있다.
블록(6418) 후에, 프로세스(6400)는 블록(6404)으로 루프하여 데이터를 계속 수집하고 저장한다.
판정 블록(6414)에서, 수신된 데이터 또는 커맨드가 수집된 데이터를 전송하라는 요청이 아니라면, 프로세스(6400)는 판정 블록(6414)으로부터 판정 블록(6420)으로 진행한다. 판정 블록(6420)에서, 수신된 데이터 또는 커맨드가 업데이트된 구성 정보를 포함하는지 여부가 결정된다. 데이터가 업데이트된 구성 데이터를 포함하면, 프로세스(6400)는 도 36의 블록(6308)과 유사한 업데이트된 구성 정보를 저장하기 위해 블록(6422)으로 진행하고; 그렇지 않은 경우, 프로세스(6400)는 홈 베이스 스테이션(6108)으로부터 수신된 다른 커맨드를 수행하기 위해 블록(6424)으로 진행한다. 다른 커맨드의 예는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 자가-테스트를 수행하거나 재부팅하거나 일부 다른 동작을 수행하라는 요청을 포함할 수 있다. 블록(6422 및 6424) 후에, 프로세스(6400)는 블록(6404)으로 루프하여 운동학적 데이터와 같은 추가 데이터를 계속 수집 및 저장한다.
프로세스(6400)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 배터리가 고장날 때까지, 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 비-수집 동작 모드에 놓일 때까지, 예를 들어, 환자가 더 이상 모니터링되지 않을 때까지 루프를 계속할 수 있다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 구성 정보에 대한 업데이트 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)의 미리 결정된 수명의 경과에 기초하여 비-수집 동작 모드에 놓일 수 있다.
도 38은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키고 데이터를 의사 진료실 베이스 스테이션(112)에 전송하는 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 나타내는 논리 흐름도이다. 프로세스(6500)는 시작 블록에서 시작한다. 블록(6502)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 의사 진료실 베이스 스테이션(예를 들어, 도 34의 의사 진료실 베이스 스테이션(6112))과 연결된다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 의해 제공된 연결 요청에 응답함으로써 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)과 연결될 수 있다.
프로세스(6500)는 다음으로 블록(6504)으로 진행하고 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로부터 데이터, 커맨드 또는 다른 정보를 수신한다. 데이터, 커맨드 또는 다른 정보는 업데이트된 구성 정보(예를 들어, 동작 모드의 변화, 운동학적 데이터와 같은 데이터가 수집되는 타이밍 또는 율의 변화, 수집되는 데이터의 유형), 고해상도 모드에 진입하라는 요청, 자가-테스트를 수행하라는 요청, 또는 일부 다른 절차를 포함할 수 있다.
프로세스(6500)는 다음으로 판정 블록(6506)으로 진행하고 여기서 수신된 데이터, 커맨드 또는 다른 정보가 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 고해상도 모드에 놓으라는 요청을 포함하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 고해상도 모드에 놓으라는 커맨드를 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로부터 수신한다. 다른 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 저장될 때 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 고해상도 모드에 놓는 업데이트된 구성 정보를 수신한다. 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)를 고해상도 모드에 놓으라는 요청이 수신되면, 프로세스(6500)는 블록(6508)으로 진행하고; 그렇지 않은 경우, 프로세스(6500)는 판정 블록(6518)으로 진행한다.
블록(6508)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 고해상도 모드에서 운동학적 데이터와 같은 데이터를 수집한다. 본 명세서에서 설명된 바와 같이, 고해상도 모드는 환자가 주어진 움직임 또는 활동을 수행하는 것을 의료 종사자가 관찰하는 동안 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 미리 결정된 시간 기간 동안 많은 양의 데이터를 수집하는 동작 모드일 수 있다.
예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 미리 결정된 시간 기간(예를 들어, 360초) 동안 매 초마다 가속도계 및 자이로스코프로부터 선형 가속도 및 회전 가속도 데이터를 수집할 수 있다. 이 미리 결정된 시간 기간이 만료되면, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 데이터 수집을 중지하고 다른 더 낮은 데이터 수집 모드로 전이할 수 있다.
고해상도 운동학적 데이터가 블록(6508)에서 수집됨에 따라, 프로세스(6500)는 블록(6510)에서 고해상도 데이터를 저장한다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 수집된 데이터를 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 나중에 전달하기 위해 메모리에 저장할 수 있다. 일부 실시예에서, 고해상도 데이터는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 전달될 때까지 덮어 쓰기 되지 않도록 보호된 것으로 마킹될 수 있다.
프로세스(6500)는 다음으로 판정 블록(6512)으로 진행하고, 여기서 고해상도 모드를 빠져 나갈지 여부가 결정된다. 일부 실시예에서, 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)(또는 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6114)) 상의 버튼을 활성화하여 고해상도 모드를 빠져나갈 수 있다. 버튼이 활성화 시, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)은 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 커맨드를 송신하여 고해상도 모드를 중지한다. 일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로부터 고해상도 모드를 빠져 나가라는 명령을 수신한다. 다른 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)에 의해 저장될 때 운동학적 이식 가능한 디바이스를 또 다른 비-고해상도 모드에 놓는 업데이트된 구성 정보를 수신한다. 또 다른 실시예에서, 고해상도 모드는 타임아웃될 수 있으며, 이 시점에서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 비-고해상도 모드로 전이한다. 고해상도 모드를 빠져 나가면, 프로세스(6500)는 블록(6514)으로 진행하고; 그렇지 않은 경우, 프로세스(6500)는 블록(6508)으로 루프하여, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 고해상도 모드를 빠져 나갈 때까지 고해상도 모드에서 데이터를 계속 수집하고 저장한다.
블록(6514)에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)는 저장된 수집된 고해상도 데이터의 요청을 수신한다. 이 커맨드는 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)이 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)로부터 고해상도 데이터를 수신할 준비가 된 것을 나타낸다.
프로세스(6500)는 블록(6516)에서 계속되고 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 저장된 고해상도 데이터를 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)에 전송한다. 다양한 실시예에서, 블록(6516)은 도 37에서 블록(6416)과 관련하여 설명된 것과 유사한 실시예를 사용한다. 6416에서, 저장된 고해상도 데이터는 홈 베이스 스테이션(6108)이 아니라 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로 전달된다. 다양한 실시예에서, 블록(6516)은 도 37에서 블록(6418)에서 설명된 것과 유사한 실시예를 더 사용하여, 데이터가 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로 전송된 후에 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102) 메모리(6206)로부터 고해상도 데이터를 제거할 수 있다. 블록(6516) 후에, 프로세스(6500)는 종료하거나 호출 프로세스로 복귀하여 다른 동작을 수행한다.
판정 블록(6506)에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로부터 수신된 요청이 운동학적 이식 가능한 디바이스(6102)가 고해상도 모드에 들어가라는 요청이 아니라면, 프로세스(6500)는 판정 블록(6502)으로부터 판정 블록(6518)으로 진행한다. 판정 블록(6518)에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로부터 수신된 데이터가 업데이트된 구성 정보를 포함하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 데이터가 업데이트된 구성 정보를 포함하면, 프로세스(6500)는 블록(6520)으로 진행하여 도 36의 블록(6308)과 유사한 업데이트된 구성 정보를 저장하고; 그렇지 않으면, 프로세스(6500)는 블록(6522)으로 진행하여 의사 진료실 베이스 스테이션(6112)으로부터 수신된 다른 커맨드를 수행한다. 다양한 실시예에서, 블록(6522)은 도 37의 블록(6424)과 관련하여 기술된 실시예와 유사한 실시예를 사용할 수 있다. 블록(6520 및 6522) 후에, 프로세스(6500)는 종료하거나 다른 프로세스로 복귀하여 다른 동작을 수행한다.
도 39는 베이스 스테이션의 예시적인 시스템도이다. 베이스 스테이션(6622)은 도 34에 도시된 수술실 베이스 스테이션(6604), 홈 베이스 스테이션(6608) 및 의사 진료실 베이스 스테이션(6612)의 일 실시예이다. 수술실 베이스 스테이션(6604), 홈 베이스 스테이션(6608) 및 의사 진료실 베이스 스테이션(6612)이 상이한 기능을 제공하지만, 베이스 스테이션의 각 유형의 구성 요소는 서로 유사할 수 있으며, 도 39에 도시된 구성 요소의 일부 또는 전부를 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 별도의 베이스 스테이션(6622)은 각각의 개별 유형의 베이스 스테이션(수술실 베이스 스테이션, 홈 베이스 스테이션 및 의사 진료실 베이스 스테이션)의 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 수술실 베이스 스테이션은 수술실의 청결 및 위생 표준을 충족할 수 있도록 세척 가능한 외부 쉘(shell)을 갖게 설계될 수 있으며, 또한 수술실 구성 컴퓨터에 연결되어 통신하도록 구현될 수 있다. 유사하게, 의사 진료실 베이스 스테이션은 세척 가능하지만 수술실의 위생 요건보다 더 낮은 정도로 세척 가능한 외부 쉘을 갖게 배열될 수 있고, 또한 의사 진료실 구성 컴퓨터에 연결되어 통신하도록 구현될 수 있다. 이와 달리, 홈 베이스 스테이션은 환자의 집과 라이프스타일에 조화될 수 있게 보다 휴대 가능하고 이산적이며 스타일에 맞출 수 있다. 각각의 유형의 베이스 스테이션의 외관 및 기능이 약간 다를 수 있지만, 각 베이스 스테이션의 전체 구성 요소는 도 39에 도시된 것과 동일하거나 유사하다.
다른 실시예에서, 베이스 스테이션(6622)은 다수 유형의 베이스 스테이션의 기능을 제공하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션 및 의사 진료실 베이스 스테이션의 기능은 단일 디바이스에 제공될 수 있다. 수술실 베이스 스테이션 및 의사 진료실 베이스 스테이션은 세척될 수 있는 외부 쉘을 포함할 수 있기 때문에 두 베이스 스테이션의 기능을 갖는 단일 디바이스를 제조하는 것이 별도의 디바이스를 제조하는 것보다 더 비용 효율적일 수 있다. 적어도 하나의 이러한 실시예에서, 수술실 구성 컴퓨터 또는 의사 진료실 구성 컴퓨터는 베이스 스테이션(6622)이 (수술실 베이스 스테이션으로서 또는 의사 진료실 베이스 스테이션으로서) 실행되어야 하는 모드를 나타내는 메시지를 베이스 스테이션(6622)에 송신할 수 있다.
또 다른 예시적인 실시예에서, 베이스 스테이션(6622)은 단일 디바이스 내에 제공된 수술실 베이스 스테이션, 의사 진료실 베이스 스테이션 및 홈 베이스 스테이션의 기능을 갖게 구성된다. 적어도 하나의 이러한 실시예에서, 의료 종사자는 복수의 모드 중 베이스 스테이션(6622)이 실행되어야 하는 모드를 설정할 수 있고 - 여기서 각각의 개별 모드는 베이스 스테이션(수술실 베이스 스테이션, 홈 베이스 스테이션, 및 의사 진료실 베이스 스테이션)의 별개의 유형의 기능을 포함한다. 다양한 실시예에서, 베이스 스테이션(6622)의 구성 요소는 각각의 분리된 유형의 베이스 스테이션의 기능을 수행할 수 있지만, 수술실 또는 의료 종사자 진료실의 청결 및 위생 요건을 충족시키기 위해 다른 쉘에 설치될 수 있다.
도시된 바와 같이, 베이스 스테이션(6622)은 마이크로제어기(6624), 메모리(6630), 전력 공급원(6638), 무선 회로 모듈(6636), Wi-Fi 모듈(6634), USB 포트(6632) 및 인터페이스(6640)를 포함한다. 다른 로직(예를 들어, 회로, 디바이스, 구조 등)은 간략화를 위해 도시되지 않았다.
마이크로제어기(6624)는 프로세서(6628) 및 온-칩 메모리(6626)를 포함한다. 온-칩 메모리(6626)는 본 명세서에 기재된 바와 같이 베이스 스테이션(6622)의 동작 및 기능을 수행하기 위해 프로세서(6628)에 의해 실행되는 명령을 저장한다. 일부 실시예에서, 온-칩 메모리(6626)는 베이스 스테이션(6622)이 동작할 수 있는 상이한 베이스 스테이션 모드를 저장할 수 있다.
본 명세서에 설명된 적어도 일부 실시예에서, 무선 회로 모듈(6636)은 도 34의 운동학적 이식 가능한 디바이스(6602)와 같은 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하도록 구성된 단거리 통신 디바이스이다. 다양한 실시예에서, 무선 회로 모듈(6636)은 의료 임플란트 통신 서비스(MICS) 표준, 의료 디바이스 무선 통신 서비스(MedRadio) 또는 다른 이러한 프로토콜을 사용하여 운동학적 이식 가능한 디바이스와 베이스 스테이션(6622) 사이에 정보를 전달한다. 적어도 하나의 실시예에서, 무선 회로 모듈(6636)은 402 MHz 내지 405 MHz MICS 대역을 통해 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신한다.
Wi-Fi 모듈(6634)은 다른 컴퓨팅 디바이스와 무선으로 통신하기 위해 Wi-Fi 무선 회로를 구현하도록 구성된 통신 디바이스이다. 예를 들어, Wi-Fi 모듈(6634)은 도 34에 도시된 수술실 구성 컴퓨터(6606), 의사 진료실 구성 컴퓨터(6614), 홈 네트워크(6610) 또는 클라우드(6616)와 통신하기 위해 베이스 스테이션(6622)에 의해 이용될 수 있다. 다양한 실시예에서, Wi-Fi 모듈(6634)은 베이스 스테이션(6622)과 이와 다른 컴퓨팅 디바이스 사이에 보안 통신 및 보안 데이터 전송을 제공하기 위해 TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol) 및 TLS(Transport Layer security)의 지원을 포함한다.
전력 공급원(6638)은 베이스 스테이션(6622)에 전력을 제공한다. 전력 공급원(6638)은 전력 코드와 같은 외부 소스로부터 전력을 수신하기 위해 인터페이스를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 전력 공급원(6638)은 외부 전력이 분리된 경우에 전력을 공급하기 위해 배터리를 포함할 수 있다.
다양한 실시예에서, USB 포트(6632)는 베이스 스테이션(6622)과 수술실 구성 컴퓨터 또는 의사 진료실 구성 컴퓨터 사이에 통신을 전송하도록 구성된다. 일부 실시예에서, 베이스 스테이션(6622)은 USB 포트(6632)를 통해 전력 공급될 수 있다.
메모리(6630)는 RAM, 플래시, 또는 임의의 다른 유형의 일시적인 또는 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체일 수 있다. 메모리(6630)는 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 수신된 데이터, 운동학적 이식 가능한 디바이스의 구성 정보, 로그 레코드, 다른 베이스 스테이션 데이터, 소프트웨어 명령 및 다른 정보를 저장한다.
인터페이스(6640)는 사용자(예를 들어, 외과 의사 또는 다른 의료 종사자)로부터 입력을 수신하거나 사용자에게 정보를 디스플레이하도록 구성된다. 도시된 바와 같이, 인터페이스(6640)는 LED(6642) 및 버튼(6644)을 포함한다. LED(6642)는 베이스 스테이션(6622)의 상태(예를 들어, 전력 온 또는 오프 여부, 운동학적인 이식 가능한 디바이스에 연결 여부, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 고해상도 모드에서 동작하고 있는지 여부, 통증 또는 이벤트 마커의 입력의 수신확인 등)를 디스플레이할 수 있다. 버튼(6644)은 베이스 스테이션 동작(예를 들어, 전력 온 또는 오프, 운동학적 이식 가능한 디바이스 고해상도 모드 활성화, 통증 또는 이벤트 마커의 입력 등)을 선택하기 위해 사용자에게 인터페이스 제어를 제공할 수 있다. 인터페이스(6640)가 LED 및 버튼을 갖게 도시되어 있지만, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 베이스 스테이션(6622)이 수술실 베이스 스테이션으로서 동작하는 일부 실시예에서, 인터페이스(6640)는 수술실 구성 컴퓨터의 것과 유사한 기능을 제공할 수 있는 수술실에서 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구성하도록 외과 의사에 의해 사용될 수 있는 터치 스크린을 포함할 수 있다. 베이스 스테이션(6622)이 의사 진료실 베이스 스테이션으로서 동작하는 다른 실시예에서, 인터페이스(6640)는 의사 진료실 구성 컴퓨터의 것과 유사한 기능을 제공할 수 있는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 구성 정보를 수정하거나 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 수신된 운동학적 데이터를 볼 수 있도록 의료 종사자에 의해 사용될 수 있는 터치 스크린을 포함할 수 있다.
이제, 도 40 내지 도 42를 참조하여 본 발명의 특정 양태들의 동작을 설명한다. 다양한 실시예 중 적어도 하나의 실시예에서, 도 40 내지 도 42와 관련하여 각각 기술된 프로세스(6650, 6670 및 6700)는 도 39의 베이스 스테이션(6622)과 같은 베이스 스테이션에 의해 구현되거나 실행될 수 있다. 일부 실시예에서, 프로세스(6650)는 도 34의 수술실 베이스 스테이션(6604)에 의해 구현되거나 실행될 수 있으며, 프로세스(6670)는 도 34의 홈 베이스 스테이션(6608)에 의해 구현되거나 실행될 수 있으며, 프로세스(6700)는 도 34의 의사 진료실 베이스 스테이션(6612)에 의해 구현되거나 실행될 수 있다.
도 40은 수술실 베이스 스테이션으로부터 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구성하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 보여주는 논리 흐름도를 도시한다. 프로세스(6650)는 시작 블록에서 시작한다.
블록(6652)에서, 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스(예를 들어, 도 34의 운동학적 이식 가능한 디바이스(6602))에 연결하라는 요청을 수신한다. 일부 실시예에서, 수술실의 외과 의사 또는 다른 의료 종사자는 수술실 베이스 스테이션의 연결 또는 구성 버튼을 누름으로써 연결 요청을 개시할 수 있다. 다른 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션은 수술실 구성 컴퓨터(예를 들어, 도 34의 수술실 구성 컴퓨터(6606))로부터 연결 요청을 수신할 수 있다.
프로세스(6650)는 블록(6654)으로 진행하며, 여기서 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스와 연결된다. 다양한 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 웨이크업 커맨드를 제공할 수 있다. 웨이크업 커맨드는 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수술실 베이스 스테이션과 연결을 수립할 수 있도록 수술실 베이스 스테이션의 식별 정보를 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션 및 운동학적 이식 가능한 디바이스는 디바이스들 간에 전용 연결을 수립할 수 있다. 다른 실시예에서, 디바이스들은 전용 네트워크 연결 없이 방송 방식을 통해 연결될 수 있다.
다양한 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션은 의료 종사자(예를 들어, 외과 의사)가 운동학적 이식 가능한 디바이스를 환자에게 이식하기 전에 운동학적인 이식 가능한 디바이스에 연결될 수 있다. 이러한 방식으로, 수술실 베이스 스테이션 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스는 운동학적 이식 가능한 디바이스가 환자에게 이식되기 전에 운동학적 이식 가능한 디바이스에서 문제를 검출할 수 있다. 일부 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 깨어나면, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 올바르게 기능하는지를 결정하기 위해 운동학적 이식 가능한 디바이스는 자가-테스트를 수행할 수 있다. 그리고 만약 그렇다면, 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 적절하게 기능하고 있다는 것을 나타내는 확인 메시지를 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 수신할 수 있다.
프로세스(6650)는 블록(6656)에서 계속되고, 여기서 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 대한 구성 정보를 수신한다. 일부 실시예에서, 구성 정보의 일부 또는 전부는 수술실 구성 컴퓨터로부터 수신될 수 있다. 다른 실시예에서, 구성 정보의 일부 또는 전부는 미리 결정되어 수술실 베이스 스테이션의 메모리에 저장될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 수술실 베이스 스테이션은 수술실 베이스 스테이션(또는 수술실 구성 컴퓨터) 상의 사용자 인터페이스를 통해 의료 종사자(예를 들어, 외과 의사)로부터 구성을 수신할 수 있다. 구성 정보는 식별 정보, 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 운동학적 데이터를 수집하는 것과 관련된 하나 이상의 파라미터를 한정하는 정보, 또는 일부 다른 정보일 수 있다. 구성 정보의 예는 시간, 날, 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 신체 부분의 식별, 관련된 이식된 디바이스의 식별, 의료 종사자 정보, 환자 식별(예를 들어, 인코드된 또는 다른 방식으로 난독화된 정보), 수술실 정보, 운동학적 이식 가능한 디바이스의 초기 동작 모드, 하나 이상의 상이한 동작 모드에 대한 운동학적 이식 가능한 디바이스 상의 하나 이상의 센서에 대한 설정, 동작 모드의 변화를 트리거하는 특정 움직임의 명세, 무선 설정, 데이터 수집 정보, 홈 베이스 스테이션 식별 정보 등을 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는다.
프로세스(6650)는 다음으로 블록(6658)으로 진행하며, 여기서 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 구성 정보를 저장하고 동작을 시작하기 위한 구성 정보를 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공한다. 일부 실시예에서, 구성 정보의 일부 또는 전부는 환자에게 디바이스를 이식하기 전 또는 후에 운동학적인 이식 가능한 디바이스에 제공될 수 있다.
프로세스(6650)는 다음으로 블록(6660)으로 계속되며, 여기서 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스의 성공적인 구성의 확인을 수신한다. 만약 성공적이지 않으면, 수술실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 에러 메시지를 수신할 수 있거나, 어떤 응답도 수신하지 못할 수 있는데 이는 수술실 베이스 스테이션에 의해 운동학적 이식 가능한 디바이스를 적절하게 구성하지 못한 것으로 해석될 수 있다.
블록(6660) 후에, 프로세스(6650)는 종료하거나 호출 프로세스로 복귀하여 다른 프로세스를 수행한다.
도 41은 운동학적 데이터를 수집한 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 홈 베이스 스테이션에서 운동학적 데이터를 수신하기 위한 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 나타내는 논리 흐름도이다. 프로세스(6670)는 시작 블록에서 시작한다.
블록(6672)에서, 홈 베이스 스테이션(예를 들어, 도 34의 홈 베이스 스테이션(6608))은 운동학적 이식 가능한 디바이스를 등록한다. 일부 실시예에서, 홈 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 등록 정보에 응답할 것을 요청하는 메시지를 주기적으로 전송한다. 운동학적 이식 가능한 디바이스가 홈 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있으면, 홈 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 응답 메시지를 수신할 수 있다. 일부 실시예에서, 응답은 응답을 송신한 운동학적 이식 가능한 디바이스의 식별자를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 홈 베이스 스테이션은 클라우드(예를 들어, 도 34의 클라우드(6616))와 같은 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 운동학적인 이식 가능한 디바이스 식별자를 수신하거나, 환자의 의료 종사자에 의해 수동으로 입력될 수 있다.
프로세스(6670)는 블록(6674)으로 진행하며, 여기서 홈 베이스 스테이션은 홈 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스로 전달할 수 있는 데이터 또는 커맨드를 클라우드에 질의한다. 수신된 데이터, 커맨드 또는 다른 정보는 업데이트된 구성 정보(예를 들어, 동작 모드의 변경, 운동학적 데이터가 수집되는 타이밍 또는 율의 변경, 수집된 운동학적 데이터의 유형 등), 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 저장된 운동학적 데이터를 홈 베이스 스테이션에 전송하라는 요청, 자가-테스트 또는 다른 진단 절차를 수행하라는 요청 등을 포함할 수 있다.
프로세스(6670)는 판정 블록(6676)에서 계속되며, 여기서 운동학적 이식 가능한 디바이스가 통신 범위 내에 있는지를 알기 위해 홈 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스에 핑을 송신하는 것이 허락되었는지 여부가 결정된다. 다양한 실시예에서, 이 결정은 홈 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스와 접촉을 시도하는 것이 허용될 때를 한정하는 통신 창에 기초한다. 예를 들어, 통신 창은 심야에 스케줄될 수 있다. 이런 방식으로 환자가 휴면할 때 홈 베이스 스테이션이 환자의 침실에 위치되면 심야에 운동학적 이식 가능한 디바이스가 홈 베이스 스테이션의 범위 내에 있어서 핑에 응답할 가능성이 더 높다. 홈 베이스 스테이션이 통신 창 내에 있으면, 프로세스(6670)는 블록(6678)으로 진행하고; 그렇지 않다면, 프로세스(6670)는 판정 블록(6676)으로 루프하여 운동학적 이식 가능한 디바이스가 통신 창 내에 있을 때까지 대기한다.
블록(6678)에서, 홈 베이스 스테이션은 핑을 수신하는 임의의 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 응답을 요청하는 핑 또는 다른 메시지를 전송한다. 다양한 실시예에서, 이 메시지는 운동학적 이식 가능한 디바이스를 등록하려고 시도하기 위해 블록(6672)에서 송신된 메시지와 동일하거나 유사할 수 있다.
프로세스(6670)는 판정 블록(6680)에서 계속되고, 여기서 홈 베이스 스테이션이 핑에 대한 응답을 수신하는지 여부가 결정된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스가 홈 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있으면, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 홈 베이스 스테이션에 응답을 송신한다. 홈 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 응답을 수신하면, 프로세스(6670)는 판정 블록(6682)으로 진행하고; 그렇지 않으면, 프로세스(6670)는 판정 블록(6676)으로 루프하여 통신 창 내에 있는 동안 운동학적 이식 가능한 디바이스에 핑을 계속 송신한다.
판정 블록(6682)에서, 블록(6674)에서 수신된 데이터 또는 커맨드가 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집되고 저장된 운동학적 데이터의 요청을 포함하는지 여부에 대한 결정이 이루어진다. 커맨드가 데이터의 요청이라면, 프로세스(6670)는 블록(6684)으로 진행하고; 그렇지 않으면, 프로세스(6670)는 판정 블록(6690)으로 진행한다.
블록(6684)에서, 홈 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 데이터 요청을 제공한다. 이 요청은 홈 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 저장된 데이터를 수신할 준비가 된 것을 나타낸다. 일부 실시예에서, 이 요청은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수집하고 저장한 데이터의 일부 또는 전부를 전달하기 시작하라고 운동학적 이식 가능한 디바이스에 지시하는 메시지이다.
프로세스(6670)는 블록(6686)에서 계속되며, 여기서 홈 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 저장된 데이터를 수신한다. 전달되는 데이터는 로그 데이터, 수집 및 저장된 운동학적 데이터(예를 들어, 걸음 수, 가속도계 데이터, 자이로스코프 데이터 등), 자가-테스트 결과(수행된 경우), 배터리 전압 등을 포함할 수 있으나 이들로 제한되지 않는다.
일부 실시예에서, 데이터의 전송이 성공적이라면, 홈 베이스 스테이션은 성공적 전송을 나타내는 수신확인 메시지를 운동학적 이식 가능한 디바이스에 송신할 수 있다. 이 메시지는 저장된 데이터가 성공적으로 전송되면 운동학적 이식 가능한 디바이스가 저장된 데이터를 제거하도록 한다. 그러나, 전송이 성공적이지 않은 경우, 홈 베이스 스테이션은 데이터를 재전송하라고 운동학적 이식 가능한 디바이스에 요청하는 메시지를 운동학적인 이식 가능한 디바이스에 송신할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 홈 베이스 스테이션으로 데이터를 재전송하는 것은 추가 전력을 소비할 수 있기 때문에, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 일부 실시예에서 전송이 성공적이었는지 여부에 상관없이 데이터를 폐기하고 홈 베이스 스테이션으로 재전송하지 않을 수 있다.
프로세스(6670)는 블록(6688)으로 진행하며, 여기서 홈 베이스 스테이션은 데이터를 클라우드(예를 들어, 도 34의 클라우드(6616))에 제공한다. 다양한 실시예에서, 데이터는 운동학적 이식 가능한 디바이스 또는 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 이전에 수집된 다른 운동학적 데이터와 함께 집계하기 위해 데이터베이스에 저장된다.
블록(6688) 후에, 또는 판정 블록(6684)에서, 수신된 데이터 또는 커맨드가 수집된 데이터를 전송하라는 요청이 아니라면, 프로세스(6670)는 판정 블록(6690)으로 진행한다. 판정 블록(6690)에서, 수신된 데이터 또는 커맨드가 업데이트된 구성 정보를 포함하는지 여부가 결정된다. 데이터가 업데이트된 구성 데이터를 포함하면, 프로세스(6670)는 블록(6692)으로 진행하여 도 41의 블록(6658)과 유사하게 운동학적 이식 가능한 디바이스에 업데이트된 구성 정보를 제공하고; 그렇지 않으면, 프로세스(6670)는 블록(6694)으로 진행하여 운동학적 이식 가능한 디바이스에 다른 커맨드를 제공한다. 다른 커맨드의 예는 운동학적으로 이식 가능한 디바이스가 자가-테스트, 재부팅 등을 수행하라는 요청을 포함할 수 있다.
블록(6692 및 6694) 후에, 프로세스(6670)는 블록(6674)으로 루프하여 추가적인 데이터 또는 커맨드를 클라우드에 계속 질의하고, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 통신 창 동안 홈 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있으면 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 데이터를 계속 수집한다.
프로세스(6670)는 홈 베이스 스테이션이 전력 다운될 때까지, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 실패할 때까지, 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스가 비-수집 동작 모드에 놓일 때까지, 예를 들어, 환자가 더 이상 모니터링되지 않을 때까지 루프를 계속할 수 있다. 다양한 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 구성 정보에 대한 업데이트 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 미리 결정된 수명의 경과에 기초하여 비-수집 동작 모드에 놓일 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 더 이상 데이터를 수집하지 않고 홈 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스의 핑을 중지할 수 있다는 것을 나타내는 통지를 홈 베이스 스테이션에 송신할 수 있다.
도 41은 단일 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하는 홈 베이스 스테이션인 것으로 설명되어 있지만, 실시예들은 이것으로 제한되지 않는다. 환자(또는 한 집에서 다수의 환자)는 동일하거나 다른 모니터링 목적을 위해 신체에 이식된 다수의 운동학적 이식 가능한 디바이스를 가질 수 있기 때문에 홈 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 홈 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있을 때 각 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신할 수 있다.
일부 실시예에서, 홈 베이스 스테이션은 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스 각각과 동시에 통신할 수 있다. 다른 실시예에서, 홈 베이스 스테이션은 이 통신 세션이 종료될 때까지 주어진 시점에서 하나의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신한다. 예를 들어, 홈 베이스 스테이션이 운동학적_이식 가능한_디바이스_l로부터 핑 응답을 수신하면, 운동학적 데이터가 이 디바이스로부터 홈 베이스 스테이션으로 성공적으로 전송될 때까지, 업데이트된 구성 정보가 운동학적_이식 가능한_디바이스_l에 제공될 때까지, 운동학적_이식 가능한_디바이스_l이 다른 제공된 커맨드를 실행할 때까지, 또는 홈 베이스 스테이션이 미리 결정된 시간 기간 동안 운동학적_이식 가능한_디바이스_l로부터 통신을 수신하지 않을 때까지, 홈 베이스 스테이션은 이 디바이스와 통신한다. 일단 홈 베이스 스테이션이 운동학적_이식 가능한_디바이스_l과 통신을 끝내면, 홈 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 또 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스가 있는지를 결정하기 위해 홈 베이스 스테이션은 다른 핑을 전송할 수 있다. 이 시점에서, 홈 베이스 스테이션은 운동학적_이식 가능한_디바이스_2로부터 핑 응답을 수신할 수 있고, 이 다른 디바이스와 통신을 시작할 수 있다. 한 번에 하나의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하는 목적들 중 하나는 모든 재전송은 운동학적 이식 가능한 디바이스의 추가 배터리 전력을 사용하기 때문에 누락된 전송 및 재송신 통신 가능성을 줄이기 위한 것이다.
도 42는 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 운동학적 데이터를 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 의사 진료실 베이스 스테이션에서 수신하는 프로세스의 일 실시예를 일반적으로 나타내는 논리 흐름도이다. 프로세스(6700)는 시작 블록에서 시작한다.
블록(6702)에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(예를 들어, 도 34의 의사 진료실 베이스 스테이션(6612))은 환자와 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 연결된다. 다양한 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 도 41의 블록(6654)과 관련하여 기술된 것과 유사하게 운동학적 이식 가능한 디바이스에 연결 요청을 송신할 수 있다. 의사 진료실 베이스 스테이션과 운동학적 이식 가능한 디바이스 사이의 연결은 의사 진료실 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 응답을 수신하는 것에 응답하여 수립될 수 있다.
프로세스(6700)는 다음으로 블록(6704)으로 진행되며, 여기서 의사 진료실 베이스 스테이션은 의료 종사자로부터 데이터, 커맨드 또는 다른 정보를 수신한다. 일부 실시예에서, 의료 종사자는 정보를 입력하기 위해 의사 진료실 컴퓨팅 디바이스(예를 들어, 도 34의 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스(6614))를 이용할 수 있다. 다른 실시예에서, 의료 종사자는 예를 들어 의사 진료실 베이스 스테이션 상의 사용자 인터페이스를 통해 정보를 의사 진료실 베이스 스테이션에 직접 제공할 수 있다. 데이터, 커맨드 또는 다른 정보는 업데이트된 구성 정보(예를 들어, 동작 모드의 변경, 운동학적 데이터가 수집되는 타이밍 또는 율의 변경, 수집되는 데이터의 유형 등), 고해상도 모드에 들어가라는 요청, 자가-테스트를 수행하라는 요청, 또는 일부 다른 절차를 포함할 수 있다.
프로세스(6700)는 다음으로 판정 블록(6706)으로 진행하며, 여기서 수신된 데이터, 커맨드 또는 다른 정보가 운동학적 이식 가능한 디바이스를 고해상도 모드에 놓으라는 요청을 포함하는지 여부가 결정된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스를 고해상도 모드에 놓으라는 요청이 수신되면, 프로세스(6700)는 블록(6708)으로 진행하고; 그렇지 않으면, 프로세스(6700)는 판정 블록(6722)으로 진행한다.
블록(6708)에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 고해상도 모드 요청을 전달한다. 요청을 수신한 것에 응답하여 운동학적 이식 가능한 디바이스가 고해상도 모드에서 운동학적 데이터와 같은 데이터를 수집하기 시작한다. 본 명세서에 설명된 바와 같이, 고해상도 모드는 환자가 주어진 움직임 또는 활동을 수행하는 것을 의료 종사자가 관찰하는 동안 운동학적 이식 가능한 디바이스가 미리 결정된 시간 기간 동안 많은 양의 데이터를 수집하는 동작 모드일 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스가 고해상도 모드에 있는 동안 프로세스(6700)는 블록(6710)으로 진행한다. 블록(6710)에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 의료 종사자로부터 이벤트 또는 통증 마커를 수신한다. 일부 실시예에서, 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션 상의 사용자 인터페이스를 통해 (또는 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스 상의 인터페이스를 통해) 이벤트 또는 통증 마커를 입력할 수 있다. 의료 종사자는 이 마커를 사용하여 고해상도 모드가 활성인 동안 주어진 움직임이나 활동을 수행하는데 환자의 불편함을 나타낼 수 있다.
프로세스(6700)는 블록(6712)에서 계속되고, 여기서 마커 수신 시간이 레코드된다. 다양한 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 의료 종사자의 이벤트 또는 통증 마커의 입력과 관련된 시간스탬프를 저장한다. 이 시간스탬프는 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 고해상도 데이터와 동기화된다.
프로세스(6700)는 다음으로 판정 블록(6714)으로 진행하며, 여기서 고해상도 모드를 빠져 나갈지 여부가 결정된다. 일부 실시예에서, 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션(또는 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스) 상의 버튼을 활성화하여 고해상도 모드를 빠져 나갈 수 있다. 버튼이 활성화되면 의사 진료실 베이스 스테이션은 고해상도 모드를 중지하라는 커맨드를 운동학적 이식 가능한 디바이스에 송신한다. 다른 실시예에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 이 고해상도 모드 세션 동안 수집된 데이터의 최대 결정 시간 또는 양에 도달하면 고해상도 모드를 종료할 수 있다. 고해상도 모드를 빠져 나가면, 프로세스(6700)는 블록(6716)으로 진행하고; 그렇지 않으면 프로세스(6700)는 블록(6710)으로 루프하여 의료 종사자로부터 이벤트 또는 통증 마커를 계속 대기하고 수신한다.
블록(6716)에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 저장된 수집된 고해상도 데이터의 요청을 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공한다. 이 커맨드는 의사 진료실 베이스 스테이션이 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 고해상도 데이터를 수신할 준비가 된 것을 나타낸다.
프로세스(6700)는 블록(6718)에서 계속되고, 여기서 의사 진료실 베이스 스테이션은 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 저장된 고해상도 데이터를 수신한다. 다양한 실시예에서, 블록(6718)은 도 41의 블록(6686)에서 설명된 것과 유사한 실시예를 사용하지만, 데이터는 홈 베이스 스테이션보다는 의사 진료실 베이스 스테이션에서 수신된다.
프로세스(6700)는 블록(6720)으로 진행하며, 여기서 의사 진료실 베이스 스테이션은 다른 컴퓨팅 디바이스에 데이터를 제공한다. 일부 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 수신된 고해상도 데이터를 클라우드(예를 들어, 도 34의 클라우드(6616))에 제공한다. 다양한 실시예에서, 블록(6720)은 데이터를 클라우드에 제공하기 위해 도 41의 블록(6688)에서 설명된 것과 유사한 실시예를 사용할 수 있다.
다른 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 고해상도 데이터를 의료 종사자에게 디스플레이하기 위해 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스에 제공할 수 있다. 적어도 하나의 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션(또는 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스)은 수신된 데이터를 의료 종사자에게 디스플레이하기 전에 이벤트 또는 통증 마커를 수신된 데이터와 동기화시킬 수 있다. 이러한 방식으로, 의료 종사자는 마커가 입력된 시간과 동시에 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터를 관측할 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 의사 진료실 베이스 스테이션은 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스를 사용하지 않고 수신된 데이터를 의료 종사자에게 디스플레이할 수 있다.
블록(6720) 후에, 프로세스(6700)는 종료하거나 호출 프로세스로 복귀하여 다른 프로세스를 수행한다.
판정 블록(6706)에서, 수신된 정보가 운동학적 이식 가능한 디바이스가 고해상도 모드에 들어가라는 요청이 아니라면, 프로세스(6700)는 판정 블록(6706)으로부터 판정 블록(6722)으로 진행한다. 판정 블록(6722)에서, 수신된 정보가 업데이트된 구성 정보를 포함하는지 여부가 결정된다. 정보가 업데이트된 구성 정보를 포함하면, 프로세스(6700)는 블록(6724)으로 진행하여 도 41의 블록(6692)과 유사하게 운동학적 이식 가능한 디바이스에 업데이트된 구성 정보를 제공하고; 그렇지 않으면, 프로세스(6700)는 블록(6726)으로 진행하여 운동학적 이식 가능한 디바이스에 다른 커맨드를 제공한다. 다양한 실시예에서, 블록(6724)은 도 41의 블록(6694)과 관련하여 기술된 실시예와 유사한 실시예를 사용할 수 있다. 블록(6724 및 6726) 후에, 프로세스(6700)는 종료하거나 다른 프로세스로 복귀하여 다른 동작을 수행한다.
도 42는 의사 진료실 베이스 스테이션을 단일 운동학적 이식 가능한 디바이스에 연결하는 것으로 설명하고 있지만, 실시예는 이에 제한되지 않는다. 다양한 다른 실시예에서, 프로세스(6700)는 의사 진료실 베이스 스테이션에 의해 복수의 개별 또는 상이한 운동학적 이식 가능한 디바이스에 동시에 연결되고 이로부터 데이터를 수신하는데 사용될 수 있다. 이러한 방식으로, 단일 의사 진료실 베이스 스테이션은 홈 베이스 스테이션이 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신할 수 있는 방식과 유사하게, 복수의 상이한 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신할 수 있다. 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스는 단일 환자 또는 복수의 환자와 관련될 수 있다.
예를 들어, 의사 진료실 베이스 스테이션은 물리 치료실에서 사용될 수 있다. 정상 영업 시간 중 임의의 시점에서 물리 치료실에서 한 명 이상의 의료 종사자가 보는 다수의 환자가 존재할 수 있다. 각 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션을 이용하여 각각 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스를 각자 고해상도 모드에 놓을 수 있다. 이러한 방식으로, 각 의료 종사자는 환자들이 각각의 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 일부 움직임(예를 들어, 스트레칭, 트레드밀에서의 보행, 또는 다른 유형의 물리 치료를 받는 움직임)을 수행할 때 각각의 환자를 모니터링할 수 있다.
일부 실시예에서, 각 의료 종사자는 의사 진료실 베이스 스테이션을 통해 하나 이상의 각각의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위해 별도의 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스를 이용할 수 있다. 예를 들어, 복수의 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스 각각은 의사 진료실 베이스 스테이션과 Wi-Fi 연결(또는 다른 유선 또는 무선 연결)을 수립할 수 있다. 의사 진료실 베이스 스테이션은 데이터, 커맨드 또는 다른 정보(예를 들어, 고해상도 모드 또는 업데이트된 구성 정보에 진입하라는 요청)를 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스로부터 각각의 운동학적 이식 가능한 디바이스로 전달할 수 있다. 유사하게, 의사 진료실 베이스 스테이션은 물리 치료실에서 환자의 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 데이터(예를 들어, 고해상도 데이터)를 수신하고 이를 각각의 의료 종사자의 의사 진료실 구성 컴퓨팅 디바이스에 전달할 수 있다.
도 43은 경보식 이식 가능한 의료 디바이스(6800)를 위한 예시적인 분산 컴퓨팅 시스템이다. 분산 컴퓨팅 시스템 또는 간단히 "컴퓨팅 서버"로도 지칭될 수 있는 컴퓨팅 서버 디바이스(6802)의 네트워크는 네트워크(6804)를 통해 복수의 원격 컴퓨팅 디바이스에 통신 가능하게 액세스하도록 배열된다. 네트워크(6804)는 인터넷, 셀룰러 통신 네트워크, 위성 네트워크 등과 같은 광역 네트워크(WAN)의 하나 이상의 완전한 또는 일부를 포함할 수 있다. 네트워크(6804)는 이더넷, WiFi, 전력선 통신 등과 같은 근거리 통신망(LAN)의 하나 이상의 완전한 또는 일부, 및 블루투스, USB 등과 같은 개인 영역 네트워크(PAN)의 하나 이상의 완전한 또는 일부를 더 포함할 수 있다.
컴퓨팅 서버(6802)는 컴퓨팅 서버(6802)와 복수의 원격 디바이스 사이에 정보를 동시에 전달하도록 배열된 하나 이상의 컴퓨팅 서버 디바이스를 포함한다.
원격 디바이스들 중 일부는 수술실 베이스 스테이션(6806)이다. 각 수술실 베이스 스테이션(6806)은 수술실 컴퓨팅 디바이스(6808)와 관련될 수 있다. 수술실 베이스 스테이션(6806)은 클라우드 인터페이스(6810)를 통해 컴퓨팅 서버(6802)와 통신할 수 있다. 파선으로 나타낸 바와 같이, 수술실 베이스 스테이션(6806), 수술실 컴퓨팅 디바이스(6808), 및 클라우드 인터페이스(6810)는 단일 디바이스로 통합되거나, 개별 디바이스로 형성되거나, 또는 이들의 일부 조합으로 형성되거나, 또는 다른 방식으로 형성될 수 있다.
외과 의사, 간호사, 기술자 또는 일부 다른 사람일 수 있는 의료 종사자(6814)는 환자(100)에 의료 절차를 수행하거나 수행하는 것을 보조한다. 의료 절차는 경보 무릎 보형물("A")과 같은 운동학적 이식 가능한 디바이스를 환자(100)에 이식하도록 수행된다. 의료 절차 과정 동안, 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 생성된 정보(6812)는 수술실 베이스 스테이션(6806)으로 무선으로 전달된다. 의료 절차 과정 동안 및 후에 정보(6812) 중 적어도 일부는 클라우드 인터페이스(6810)를 통해 수술실 베이스 스테이션(6806)으로부터 컴퓨팅 서버(6802)로 전달된다.
도 43에 도시된 바와 같이, 복수의 의료 종사자(6814)는 복수의 환자(100) 내에 운동학적 이식 가능한 디바이스를 구현하는 의료 절차를 수행하고 있을 수 있다. 일부 경우에, 단일 운동학적 이식 가능한 디바이스가 관련된 수술실 베이스 스테이션(6806)과 통신한다. 다른 경우에, 동일한 환자(100)와 관련된 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스는 동일한 수술실 베이스 스테이션(6806)과 통신한다. 일단 이식되면, 단일 집 또는 의사 진료실 베이스 스테이션은 단일 환자 내 다수의 임플란트 또는 다수의 환자에 걸친 다수의 임플란트와 통신할 수 있다. 컴퓨팅 서버(6802)는 컴퓨팅 서버(6802)와 임의의 수의 베이스 스테이션 간의 다수(예를 들어, 수 십, 수 백, 수 천 또는 그 이상의) 통신 동작이 동시에 수행될 수 있도록 강력한 통신 로직을 갖게 형성된다.
원격 디바이스들 중 일부 다른 원격 디바이스는 홈 베이스 스테이션(6816)이다. 각각의 홈 베이스 스테이션(6816)은 홈 컴퓨팅 디바이스(6818)와 관련될 수 있다. 홈 베이스 스테이션(6816)은 클라우드 인터페이스(6820)를 통해 컴퓨팅 서버(6802)와 통신할 수 있다. 파선으로 도시된 바와 같이 홈 베이스 스테이션(6816), 홈 컴퓨팅 디바이스(6818) 및 클라우드 인터페이스(6820)는 단일 디바이스로 통합되거나, 개별 디바이스로서 형성되거나, 이들의 조합으로 형성되거나, 다른 방식으로 형성될 수 있다.
하나 이상의 홈 베이스 스테이션(6816)은 환자(100)의 거주지에 위치된다. 때때로, 주기적으로, 스케줄 상, 또는 일부 다른 시간에, 환자(100)에 이식된 운동학적 이식 가능한 디바이스는 정보(6822)를 홈 베이스 스테이션(6816)에 무선으로 전달한다. 일부 경우에, 정보(6822)는 환자(100) 또는 환자(100)와 관련된 다른 일부 사용자에 의해 제공된 개인적으로 기술하는 정보를 또한 포함한다. 때때로, 주기적으로, 스케줄 상으로, 수신 정보(6822)와 함께 또는 일부 다른 시간에 홈 베이스 스테이션(6816)은 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 오거나 또는 다른 방식으로 이와 관련된 정보(6822)의 일부 또는 전부를 클라우드 인터페이스(6820)를 통해 컴퓨팅 서버(6802)로 전달할 수 있다. 일부 경우에, 복수의 환자(100)는 거주지를 공유할 수 있다. 이 경우에, 홈 베이스 스테이션(6816)은 복수의 환자(100)에 이식된 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스에 통신 가능하게 연결될 수 있다. 이러한 경우 또는 다른 경우에, 단일 환자(100)는 신체에 이식된 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스를 가질 수 있다. 홈 베이스 스테이션(6816)은 임의의 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 생성되거나 또는 다른 방식으로 이와 관련된 정보(6822)로부터 하나의 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 생성되거나 또는 다른 방식으로 이와 관련된 정보(6822)를 구별하도록 배열된다.
원격 디바이스들 중 또 다른 원격 디바이스는 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)이다. 각 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)은 의사 진료실 컴퓨팅 디바이스(6826)와 관련될 수 있다. 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)은 클라우드 인터페이스(6828)를 통해 컴퓨팅 서버(6802)와 통신할 수 있다. 파선으로 나타낸 바와 같이, 의사 진료실 베이스 스테이션(6824), 의사 진료실 컴퓨팅 디바이스(6826) 및 클라우드 인터페이스(6828)는 단일 디바이스로 통합되거나, 개별 디바이스로 형성되거나, 또는 이들의 조합으로 형성되거나, 다른 방식으로 형성될 수 있다.
운동학적인 이식 가능한 디바이스를 이식하기 위한 의료 절차를 수행한 후에, 환자(100)는 종종 예를 들어 의사, 의사 보조원, 간호사 및/또는 물리 치료사와 같은 의료 전문가를 볼 수 있다. 일부 경우에, 복수의 환자(100)가 의사 진료실에 동시에 있을 수 있다. 환자(100)가 의사 진료실에 있을 때, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 때때로 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)과 통신할 수 있다. 하나 이상의 환자(100)의 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스는 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)에 정보를 동시에 전달할 수 있다.
일부 경우에, 의료 종사자는 특정 통신 이벤트를 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스로 보내기 위해 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)과 상호 작용할 수 있다. 예를 들어, 의료 종사자는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스가 고해상도 데이터 수집 모드로 들어가도록 지시할 수 있다. 고해상도 데이터 수집 모드 동안 또는 후에, 수집된 데이터는 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)으로 전달된다. 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)은 때때로, 주기적으로, 커맨드 시에, 스케줄 상, 또는 일부 다른 것에 기초하여 정보(6830)를 컴퓨팅 서버(6802)에 전달한다.
다양한 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 또한 컴퓨팅 서버(6802)와 통신할 수 있다. 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 퍼스널 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 모바일 디바이스 또는 일부 다른 유형의 컴퓨팅 디바이스와 같은 임의의 유형의 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 환자 포털 디바이스(6834), 제조자 컴퓨팅 디바이스(6836), 연구 엔티티 컴퓨팅 디바이스(6838), 정부 기관 컴퓨팅 디바이스(6840) 및 다른 컴퓨팅 디바이스(6842)를 포함한다. 일부 경우에, 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 환자(100)에 의해 동작되고, 다른 경우에 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 비-환자 사용자(6844)에 의해 동작된다. 일부 경우에, 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 개인적으로 기술하는 정보와 같은 정보를 전달하는데 사용된다.
[비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 특정 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)와 컴퓨팅 서버(6802) 사이에 정보(6846)를 전달하는데 사용될 수 있다. 일부 경우에, 전달된 정보(6846)는 보안 정보(6848)이다.
도 44는 예시적인 컴퓨팅 서버(6802) 실시예이다. 컴퓨팅 서버(6802)는 단일 컴퓨팅 서버, 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크, 분산 컴퓨팅 시스템 또는 일부 다른 배열로 구성된다. 컴퓨팅 서버(6802)는 "클라우드 디바이스", "클라우드 컴퓨터", "클라우드"로 지칭되거나 또는 원격 스케일러블 컴퓨팅 자원 세트를 식별하는 일부 다른 유사한 명칭으로 지칭될 수 있다. 일부 경우에, 컴퓨팅 서버(6802)는 아마존 웹 서비스(AMAZON WEB SERVICES: AWS), 아주레(AZURE) 또는 일부 다른 유사한 환경과 같은 상업용 클라우드 컴퓨팅 환경에서 구현될 수 있다.
예시적인 컴퓨팅 서버(6802)는 적어도 하나의 프로세서(6850), 입력/출력 로직(6852), 복수의 통신 채널(6856)을 구현하도록 배열된 로직을 포함하는 네트워크 인터페이스(6854)를 포함한다. 복수의 통신 채널(6856) 각각은 베이스 스테이션(예를 들어, 수술실 베이스 스테이션(6806), 홈 베이스 스테이션(6816), 의사 진료실 베이스 스테이션(6824) 또는 일부 다른 베이스 스테이션) 또는 다른 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)와 같은 원격 컴퓨팅 디바이스와 컴퓨팅 서버(6802) 사이에 물리적, 가상적, 논리적 또는 다른 유형의 피어-투-피어 통신 채널을 형성할 수 있다.
컴퓨팅 서버(6802)는 적어도 하나의 메모리(6858) 및 질의 프로세서 로직(6860), 및 난독화 로직(6862)을 더 포함한다. 질의 프로세서 로직(6860)은 원격 컴퓨팅 디바이스로부터 들어오는 요청을 수신하고 이행하도록 배열된다. 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합으로 전체적으로 또는 부분적으로 형성될 수 있는 난독화 로직(6862)은 비밀로 유지되도록 의도된 특정 정보(예를 들어, 개인 식별용 환자 정보, 지불 정보, 암호화 보안 키, 복호화 보안 키 및 다른 이와 같은 정보)를 난독화하도록 배열된다.
메모리(6858)는 또한 프로세서(6850)에 의해 실행될 수 있는 실행 가능한 소프트웨어 명령(6864)을 저장하도록 배열된다. 메모리(6858)는 또한 데이터베이스(6866)를 포함하도록 배열된다. 데이터베이스(6866)는 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 레코드를 저장하도록 배열된다. 일반적으로 말하면, 질의 프로세서(6860)에 의해 수신되고 이행되는 들어오는 정보 요청은 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된다. 보다 상세하게는, 들어오는 정보 요청은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 특정 운동학적 데이터 정보를 종종 포함하거나 요청한다.
각각의 운동학적 이식 가능한 디바이스는 서로 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스와 다른 고유한 식별자를 갖는다. 단일 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수 개의 개별적으로 구별 가능한 구성 요소를 포함하는 경우에, 개별적으로 구별 가능한 구성 요소들 중 2개 이상은 각각 고유한 식별자를 가질 수 있다. 추가적으로, 각각의 환자(100)는 고유한 식별자를 가질 수 있고, 각각의 의료 종사자(6814)는 고유한 식별자를 가질 수 있고, 각각의 의료 시설은 고유한 식별자를 가질 수 있고, 각각의 수술실은 고유한 식별자를 가질 수 있고, 각각의 베이스 스테이션은 고유한 식별자를 가질 수 있고, 다른 고유한 식별자는 다른 개인, 디바이스, 엔티티 등에 할당될 수 있다. 따라서, 데이터베이스(6866)의 레코드는 임의의 수의 고유한 식별자에 기초하여 저장, 서치, 검색 또는 다른 방식으로 처리될 수 있다.
일 예시적인 경우에, 질의 프로세서(6860)는 원격 컴퓨팅 디바이스로부터 제1 요청을 수신한다. 원격 컴퓨팅 디바이스는 수술실 베이스 스테이션(6806)이다. 의료 종사자(6814)는 의료 절차에서 환자(100)에 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스를 이식하는 것을 도와준다. 수술실 베이스 스테이션(6806)은 환자(100)에 이식될 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스의 적어도 하나의 고유한 식별자를 등록하는 입력 로직을 포함한다. 입력 로직은 바코드 판독기, 스캐너, 키보드, 특정 데이터를 자동으로 제공하기 위한 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스 내의 기구 또는 일부 다른 입력 디바이스일 수 있다.
적어도 하나의 고유한 식별자 이외에, 의료 종사자(6814)는 또한 병원, 클리닉, 수술실, 수술 스위트(surgical suite) 또는 다른 유사한 데이터를 식별하는 의료 시설 식별자; 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스를 이식하기 위해 의료 절차에 참여하는 하나 이상의 개인을 고유하게 식별하는 하나 이상의 의료 종사자 식별자; 의료 절차 중에 한 명 이상의 의료 종사자가 이행하는 역할을 식별하는 정보; 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스를 이식하기 위한 의료 절차와 관련된 시간 및 날짜 정보(예를 들어, 시간스탬프); 운동학적 이식 가능한 디바이스가 대체하거나 보충할 신체 부분과 관련된 해부학적 식별자; 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 환자 식별자; 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스를 이식하기 위한 의료 절차와 관련된 의료 종사자에 의해 제공하는 노트; 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 스케줄, 모드, 데이터-유형, 또는 다른 동작 제어 정보; 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스의 자가-테스트, 교정, 통신, 데이터 저장, 또는 다른 동작과 관련된 상태 정보; 및 다른 이와 같은 정보와 같은 추가 정보의 입력을 지시하거나 야기할 수 있다. 이러한 정보를 수집한 후, 수술실 베이스 스테이션(6806)은 일부 또는 모든 정보를 컴퓨팅 서버(6802)에 전달할 수 있다. 이러한 정보를 전달하는 것은 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스를 경보식 이식 가능한 의료 디바이스(6800)를 위한 예시적인 분산 컴퓨팅 시스템에 등록하는 동작을 수행한다.
수술실 베이스 스테이션(6806)에 의해 제공된 정보를 수신하면, 질의 프로세서는 데이터베이스(6866)에 하나 이상의 레코드를 생성하게 할 수 있다. 환자(100)를 개인적으로 식별하는 환자 정보 또는 다른 데이터와 같은 레코드 중 일부는 데이터베이스(6866)에 저장하기 전에 난독화 로직(6862)을 통과할 수 있다.
일부 선택적 경우에, 컴퓨팅 서버(6802)는 수술실 베이스 스테이션(6806)으로부터 수신된 데이터를 처리한다. 처리는 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스, 의료 종사자, 및 의료 시설 등과 관련된 고유한 식별자들의 하나 이상의 유효성 검사를 포함할 수 있다. 처리는 또한 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스가 환자(100)에 이식하기에 안전한 것으로 결정된 것인지 여부를 결정하는 유효성 검사를 포함할 수 있다. 유효성 검사는 정부 정보 또는 정부 정보의 없음의 검증, 제조자 정보의 검증, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상태 정보의 분석(예를 들어, 배터리 레벨), 및 다른 정보를 포함할 수 있다.
데이터베이스 업데이트, 선택적인 유효성 검사 및 특정 다른 절차가 완료되면, 컴퓨팅 서버(6802)는 적합한 응답을 수술실 베이스 스테이션(6806)에 제공할 수 있다. 수신확인일 수 있는 적절한 응답은 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스가 등록되고, 승인되고, 환자(100)에 이식될 수 있다는 것을 의료 종사자에게 알리기 위해 수술실 베이스 스테이션(6806)을 통해 특정 출력 지시를 보낼 수 있다.
의료 절차가 수행되기 전에, 동안 및 후에, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스는 데이터를 수술실 베이스 스테이션(6806)에 무선으로 전달할 수 있다. 데이터는 운동학적 데이터, 동작 데이터, 상태 데이터 또는 임의의 다른 데이터를 포함할 수 있다. 일부 경우에 이 정보는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 센서들 중 하나의 센서 또는 많은 센서 또는 모든 센서로부터 고해상도 운동학적 데이터이다. 수술실 베이스 스테이션(6806)은 때때로, 주기적으로, 스케줄 상, 트리거된 이벤트 시에, 또는 일부 다른 특성에 기초하여 데이터를 컴퓨팅 서버(6802)에 전달할 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 데이터를 각각 수집하고 전달하는 것은 하나 이상의 시간스탬프와 관련된다. 일부 경우에 시간스탬프는 줄 루(Zulu)와 같은 특정 참조 시간에 기초하여 하루 중 실제 시간을 기반으로 한다. 다른 경우, 시간스탬프는 "시간-영점" 값을 기반으로 한다.
운동학적 이식 가능한 디바이스는 하나 이상의 "시간-영점" 값을 저장할 수 있다. 시간-영점 값은 특정 초기 이벤트와 관련된 시간스탬프이다. 차후 이벤트에는, 시간-영점 값이 처음 설정된 이후, 알려진 율로 동작하고 있는 카운터로부터 검색된 시간스탬프가 주어진다. 예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 맨 처음 제조 시에 전력 공급될 때, 초기 시간-영점 값이 설정될 수 있다. 초기 시간-영점 값은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 처음 전력을 공급받았을 때 시작된 특정 클록에 기초할 수 있다. 특정 클록이 알려진 율로 카운트하면, 운동학적 이식 가능한 디바이스의 수명 동안(즉, 운동학적 이식 가능한 디바이스가 충분한 전력을 갖는 동안) 모든 차후 이벤트가 초기 시간-영점 값으로부터 측정될 수 있다. 운동학적으로 이식 가능한 디바이스가 예를 들어 환자에 이식하기 위해 제조된 후에 또는 일부 다른 주목할 만한 이벤트에서 가장 깊은 휴면 모드로부터 깨어날 때 다른 시간-영점 값이 또한 고려된다.
운동학적 이식 가능한 디바이스를 환자(100)에 이식하는 의료 절차가 완료된 후, 환자는 집으로 돌아갈 수 있다. 집에서, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 때때로, 주기적으로, 스케줄 상, 트리거된 이벤트에서, 또는 일부 다른 특성에 기초하여 홈 베이스 스테이션(6816)과 통신할 수 있다. 통신 동안, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 정보를 홈 베이스 스테이션(6816)에 전달할 수 있다. 정보는 운동학적 이식 가능한 디바이스 또는 그 일부의 고유한 식별자, 환자 식별자, 하나 이상의 센서로부터의 데이터와 관련된 하나 이상의 시간스탬프, 하나 이상의 센서로부터의 데이터, 상태 정보, 동작 정보, 제어 정보, 및 임의의 다른 이러한 정보를 포함할 수 있다. 때때로, 주기적으로, 스케줄 상, 트리거된 이벤트에서, 또는 일부 다른 특성에 기초하여, 홈 베이스 스테이션(6816)은 컴퓨팅 서버(6802)에 정보 요청을 송신할 수 있다. 정보 요청은 컴퓨팅 서버(6802)에 그 데이터베이스(6866) 내에 특정 데이터를 저장할 것을 요구하거나 다른 방식으로 지시할 수 있다.
일부 경우에, 환자는 장기간(예를 들어, 수 개월, 수 년 또는 수 십 년) 동안 자신의 신체에 운동학적 이식 가능한 디바이스와 함께 살 수 있다. 이러한 경우에, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 상당한 양의 운동학적 데이터를 시간에 따라 컴퓨팅 서버(6802)에 제공할 수 있다. 이러한 경우, 컴퓨팅 서버(6802)는 운동학적 데이터를 계속 수집하고 데이터베이스(6866)에 저장한다.
일부 경우에, 예를 들어, 결함이 검출되었을 때, 제조자가 펌웨어를 업데이트할 때, 또는 일부 다른 이유로 인해, 운동학적 이식 가능한 디바이스는 업데이트된 펌웨어를 요청할 수 있고, 또는 컴퓨팅 서버(6802)는 펌웨어의 업데이트를 지시할 수 있다. 이러한 경우에, 컴퓨팅 서버(6802)는 상기 펌웨어를 베이스 스테이션(예를 들어, 수술실 베이스 스테이션(6806), 홈 베이스 스테이션(6816), 의사 진료실 베이스 스테이션(6824) 또는 일부 다른 베이스 스테이션)을 통해 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공할 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스가 환자(100)에 이식된 후에, 환자(100)는 일부 경우에 치료를 위해 의료 종사자를 볼 수 있다. 이러한 경우, 환자(100)는 전형적으로 의료 종사자 진료실(예를 들어, 의사 진료실, 물리 치료 시설 등), 의료 클리닉, 병원 또는 의료 서비스가 제공될 일부 다른 장소로 이동할 수 있다. 이러한 경우에, 환자의 운동학적 이식 가능한 디바이스는 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)과 통신하기 시작할 수 있다. 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)은 자동적으로 또는 의료 종사자의 지시를 통해 운동학적 이식 가능한 디바이스가 특정 모드에서 동작하거나, 특정 데이터를 수집하거나, 특정 데이터를 전달하거나, 일부 다른 조치를 취하게 할 수 있다.
예를 들어, 일부 경우에, 의료 종사자는 환자(100)가 특정 운동을 수행하거나, 특정 방식으로 이동하거나, 또는 일부 다른 행동을 취하여 특정 방식으로 운동학적 이식 가능한 디바이스를 동작시키도록 지시할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스는 운동학적 데이터, 고해상도 운동학적 데이터 또는 일부 다른 데이터를 수집할 수 있다. 의료 종사자는 수집된 운동학적 데이터와 관련하여 특정 마커, 노트 또는 일부 다른 입력 또는 식별 정보를 적용할 수 있다. 이후, 운동학적 데이터가 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)으로 전달된 후, 의사 진료실 베이스 스테이션(6824)은 컴퓨팅 서버(680)가 데이터베이스(6866)에 특정 데이터를 저장하라는 요청과 함께 운동학적 데이터, 고해상도 운동학적 데이터 또는 다른 데이터를 컴퓨팅 서버(6802)에 전달할 수 있다. 이러한 경우에, 운동학적 데이터가 컴퓨팅 서버(6802)에 전달되는 다른 모든 경우와 마찬가지로, 운동학적 데이터는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 고유한 식별자, 또는 관련된 시간스탬프와 함께 그 일부 부분을 포함하고 이와 관련될 수 있다.
일부 경우에, 하나 이상의 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 또한 컴퓨팅 서버(6802)와 통신할 수 있다. 이러한 경우에, 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 환자(100), 비-환자 사용자(6844), 또는 일부 다른 사용자에 의해 동작될 수 있다. 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 환자 포털 컴퓨팅 디바이스(6834), 제조자 컴퓨팅 디바이스(6836), 연구 엔티티 컴퓨팅 디바이스(6838), 정부 기관 컴퓨팅 디바이스(6840) 또는 일부 다른 컴퓨팅 디바이스(6842)일 수 있다. 이러한 경우에 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)는 데이터베이스(6866)로부터 특정 또는 집계된 정보를 수신하라는 요청을 컴퓨팅 서버(6802)에 전달할 수 있다. 예를 들어, 요청은 공통 특성을 공유하는 하나 이상의 레코드로부터 특정 데이터를 요청할 수 있다.
특정 또는 집계된 요청은, 예를 들어, 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스의 고유한 식별자인 공통 특성을 지정할 수 있다. 이러한 방식으로, 고유한 식별자를 갖는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 데이터베이스(6866)에 저장된 모든 수집된 데이터가 검색될 수 있다. 다른 예에서, 공통 특성은 경보 무릎 보형물, 경보 고관절 보형물, 경보 어깨 보형물, 경보 발목 보형물 또는 일부 다른 유형의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 같은 동일한 유형의 운동학적 이식 가능한 디바이스일 수 있다. 다른 예에서, 공통 특성은 동일한 해부학적 식별자(예를 들어, 좌측 무릎, 우측 어깨 등)이다. 이러한 경우에 특정 디바이스에 초점을 맞춘 특정 연구가 수행될 수 있다. 또 다른 예에서, 공통 특성은 동일한 의료 종사자 식별자, 동일한 의료 시설 식별자, 동일한 제조자 식별자, 동일한 제조 로트 번호 식별자 또는 바람직한 연구를 허용할 수 있는 일부 다른 정보일 수 있다. 인구 통계학적 정보, 연대기적 정보, 의사 또는 의료 종사자에 의해 취해진 특정 노트, 펌웨어 버전 번호, 운동학적 데이터(예를 들어, 움직임 각도, 속도, 응력 등과 같은 특정 임계값이 교차하는 경우), 및 많은 다른 것을 포함하는 다른 공통 특성이 더 고려된다.
도 45는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스 실시예와 관련된 시간라인(6868)의 데이터 흐름도이다. 시간라인(6868)은 논리적, 가상적이거나, 다른 방식으로, 예를 들어, 링크된 리스트, 데이터베이스 질의 또는 일부 다른 방법으로 형성될 수 있다. 일반적으로 말하면, 시간라인(6868)은 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스에 대해 수집된 모든 데이터를 재구성할 수 있게 한다. 일부 경우에, 컴퓨팅 서버(6802)는 데이터가 수집될 때 시간라인(6868)을 구성한다. 예를 들어, 컴퓨팅 서버(6802)는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 운동학적 데이터가 수신될 때마다 하나 이상의 새로운 데이터베이스 레코드를 생성할 수 있고, 하나 이상의 새로운 데이터베이스 레코드는 하나 이상의 기존의 데이터베이스 레코드에 링크될 수 있다.
시간라인(6868)은 시간-영점(6870)에서 시작한다. 시간-영점(6870)은 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스의 제1 전력-온과 관련된 시점일 수 있다. 대안적으로, 시간-영점(6870)은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 환자(100)에 이식되는 의료 절차 동안 디바이스가 제조되고 빠져나간 후에 입력된 딥 휴면 모드로부터 깨어나는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 시점일 수 있다. 대안적으로 또, 시간-영점(6870)은 특정 시간 기준(예를 들어, 그리니치 평균 시간)과 관련된 시점일 수 있다. 시간-영점(6870)은 또한 일부 다른 시간일 수도 있다.
때때로, 주기적으로, 스케줄 상, 또는 시간-영점(6870) 이후의 일부 다른 시간에, 운동학적인 이식 가능한 디바이스와 관련된 추가 데이터가 베이스 스테이션에 의해 수집되어 컴퓨팅 서버(6802)에 전달된다. 시간라인(6868)에 도시된 바와 같이 데이터는 시간 T1 내지 Tn에서 수집되고, 여기서 "n"은 정수이고, 데이터를 수집하는 것은 시간(Tn)을 넘어서 계속된다. 시간 T1과 T4 사이와 같은 일부 경우에, 데이터를 수집하는 것은 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 저장되고 동작되는 특정 스케줄에 기초하여 주기적이다. 다른 시간에, 운동학적 데이터는 자주 또는 드물게 수집될 수 있다. 운동학적 데이터의 각각의 시간스탬프(예를 들어, T0 내지 Tn)는 시간스탬프를 운동학적 이식 가능한 디바이스의 고유한 식별자와 관련시키는 하나 이상의 레코드에 대응하는 것으로서 식별될 수 있다.
각각의 시간스탬프(T0 내지 Tn)는 타이밍 정보 운동학적 이식 가능한 디바이스 동작 모드, 센서 데이터, 데이터를 전달한 베이스 스테이션의 고유한 식별자, 및 파라미터 1 및 파라미터 2로 식별된 복수의 다른 데이터를 저장하는 하나 이상의 디바이스별 레코드(6872)에 링크된다. 이러한 방식으로, 각 운동학적 이식 가능한 디바이스의 수명 동안 또는 후에, 각각의 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스에 지정된 동작 시간라인이 구성될 수 있고, 모든 디바이스 특정 데이터가 수집되고, 검색되고, 분석되는 등이 수행된다. 디바이스가 고장 났거나 통증을 유발한 경우, 의료 종사자, 연구원 또는 일부 다른 사람이 디바이스와 관련된 특정 응력, 힘, 동작 또는 다른 파라미터가 발생했을 때 결정될 수 있다.
하나 이상의 디바이스별 레코드(6872)는 하나 이상의 디바이스 데이터 레코드(6874)에 링크된다. 하나 이상의 디바이스 데이터 레코드(6874)는 예를 들어 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수술실 베이스 스테이션(6806)을 통해 등록될 때 한 번 수집될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 하나 이상의 디바이스 데이터 레코드(6874)는 데이터를 수집하는 다른 시간에 수집되거나 보충될 수 있다. 디바이스 데이터 레코드(6874)는 환자 식별자 정보, 의료 시설(예를 들어, 병원, 클리닉, 외과 수술 스위트 등) 식별자 정보, 의료 종사자(예를 들어, 외과 의사, 간호사, 기술자 등) 식별자 정보, 및 파라미터 3 및 파라미터 4로 식별되는 복수의 다른 디바이스 데이터를 포함할 수 있다.
디바이스 데이터의 적어도 일부는 6876에서 난독화될 수 있고 하나 이상의 난독화된 데이터 레코드(6878)에 저장될 수 있다. 일부 경우에, 제조자의 리콜(recall) 시에, 예를 들어, 환자에게 연락할 필요가 있을 수 있다. 이러한 방식으로, 특정 권한 정보(6848)를 갖는 권한 있는 당사자에 의한 특정 질의는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스를 수용한 특정 환자(100)와 관련된 이름, 연락처 정보, 주소 또는 다른 개인 정보를 찾을 수 있다.
특정 다른 데이터가 또한 하나 이상의 인구 통계학적 데이터 레코드(6880)에 저장될 수 있다. 하나 이상의 인구 통계학적 데이터 레코드에 저장된 데이터는, 한 번 또는 여러 번, 또는 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스 데이터가 수집될 때 수집될 수 있다. 인구 통계학적 데이터는 성별, 연령, 신장, 체중, 지리적 영역, 정신 또는 성격 평가의 특정 상태, 의료 종사자 노트, 및 파라미터 7 및 파라미터 8로 식별되는 임의의 다른 인구 통계학적 데이터를 포함할 수 있다.
일부 경우에, 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)와 관련하여 설명된 바와 같이, 예를 들어, 컴퓨팅 서버(6802)의 질의 프로세서(6860)는 특정 데이터에 대한 요청을 수신할 수 있다. 이 요청은 특정 데이터 항목 또는 집계된 데이터 항목에 대한 요청일 수 있다. 하나의 연구원은 동일한 모델 번호, 제조자, 제조 날짜, 이식 시간프레임, 또는 임의의 다른 이와 같은 기준을 갖는 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 정보를 서치할 수 있다. 다른 연구원은 특정 해부학적 위치에 이식된 상이한 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 정보를 서치할 수 있다. 또 다른 연구원은 특정 운동학적 이식 가능한 디바이스가 다른 운동학적 이식 가능한 디바이스와 다른 고장률을 갖는 이유를 알아내기 위해 정보를 서치할 수 있다.
도 46은 컴퓨팅 서버(6802)에 출입하는 정보를 나타내는 데이터 흐름도(6882)이다. 처리는 6884에서 시작한다.
6886에서, 컴퓨팅 서버(6802)의 다양한 부분이 초기화된다. 컴퓨팅 서버(6802)가 처음으로 초기화되는 경우, 메모리가 클리어되고 통신이 초기화되며 컴퓨팅 서버를 초기화하는 것과 관련된 다양한 다른 종래의 태스크가 실행된다. 컴퓨팅 서버(6802)가 처음 초기화되지 않으면, 메모리 버퍼가 클리어되고, 타이머가 초기화되며, 컴퓨팅 서버(6802)는 베이스 스테이션(예를 들어, 수술실 베이스 스테이션(6806), 홈 베이스 스테이션(6816), 의사 진료실 베이스 스테이션(6824), 또는 일부 다른 베이스 스테이션) 또는 다른 비-베이스 스테이션 원격 디바이스(6832)와 같은 원격 컴퓨팅 디바이스로부터 요청을 대기한다. 요청이 수신되면, 처리는 6888로 진행한다.
6888에서, 질의 프로세서(6860)는 수신된 요청을 파싱(parse)한다. 요청 페이로드에서 하나 이상의 식별자가 조사된다. 컴퓨팅 서버(6802)는 요청의 송신자가 식별 가능한지 여부를 결정할 수 있다. 컴퓨팅 서버(6802)는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 고유한 식별자가 인식되는지를 결정할 수 있다. 사용자 식별자 또는 일부 다른 식별자와 같은 다른 식별자가 또한 검증될 수 있다.
운동학적 이식 가능한 디바이스의 고유 식별자가 6888에서 인식되지 않으면, 처리는 6890으로 진행한다. 6890에서, 컴퓨팅 서버(6802)는 운동학적 이식 가능한 디바이스를 데이터베이스(6866) 내에 새로운 디바이스로 등록하려고 시도한다. 컴퓨팅 서버(6802)는 운동학적 이식 가능한 디바이스가 알려져 있는지 여부를 결정하고 이식에 적합한지 여부를 결정하기 위해 임의의 수의 유효성 검사를 수행할 수 있다. 컴퓨팅 서버(6802)는 송신자로부터 대화식으로 정보를 요청할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 컴퓨팅 서버(6802)는 원래의 메시지의 페이로드의 데이터를 분석할 수 있다. 컴퓨팅 서버(6802)는 제조 데이터베이스, 정부 데이터베이스, 소비자 데이터베이스, 또는 다른 데이터베이스와 같은, 컴퓨팅 서버(6802) 내부 또는 컴퓨팅 서버(6802) 외부의 다른 데이터베이스를 (예를 들어, 인터넷을 통해) 조사할 수 있다. 이식을 위한 운동학적 이식 가능한 디바이스의 적합성에 기초하여, 컴퓨팅 서버(6802)는 요청에 응답할 수 있다. 이 응답은 운동학적 이식 가능한 디바이스가 이식에 적합한 등록된 것인지, 및 이식에 적합하지 않은 것인지를 의료 종사자에게 알릴 수 있고 또는 컴퓨팅 서버(6802)가 상이한 정보를 제공할 수 있다. 6890에서 처리하면 6886으로 돌아가서 다시 초기화하고 다른 요청을 대기한다.
컴퓨팅 서버(6802)가 6888에서 식별자가 일치하고 운동학적 이식 가능한 디바이스가 인식되었다고 결정하면, 처리는 6892로 진행한다.
6892에서, 질의 프로세서(6860)는 요청이 데이터베이스(6886)에 저장하기 위한 데이터를 제공하려고 시도하는지 또는 데이터베이스(6886)로부터 데이터를 검색하려고 시도하는지 여부를 결정한다. 수신된 요청이 데이터를 제공하려고 시도하는 경우, 처리는 6894로 진행한다. 6894에서 컴퓨팅 서버(6802)는 데이터를 검증하고, 데이터를 저장하며, 다른 하우스키핑 작업을 수행할 수 있다. 운동학적 이식 가능한 디바이스의 고유한 식별자는 데이터베이스(6866)에 대한 인덱스 또는 다른 질의어로서 사용된다. 요청 메시지 페이로드에서 하나 이상의 시간스탬프가 검색되고 저장된다. 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 운동학적 데이터와 같은 다른 페이로드 데이터가 저장된다. 임의의 데이터가 개인 데이터, 보안 데이터 등인 경우, 이러한 데이터는 저장 전에 난독화될 수 있다. 컴퓨팅 서버(6802)는 특정 레코드를 링크하거나 또는 특정 시간라인(6868)의 구축을 지원하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 데이터가 저장된 후, 6894에서 처리하면 6886으로 복귀한다.
6892에서 컴퓨팅 서버(6802)가 수신된 요청이 데이터를 검색하려고 시도하는 것으로 결정하면, 처리는 6896으로 진행한다. 6896에서, 요청 페이로드는 질의 프로세서(6860)에 의해 조사되고, 특정 데이터 요청 정보가 식별된다. 데이터는 또한 데이터베이스(6866)에서 수집되거나 다른 방식으로 식별될 수 있다. 6898에서, 컴퓨팅 서버(6802)는 요청자가 요청된 데이터를 검색할 권한이 있는지 여부를 결정한다. 요청자에 권한이 없으면, 처리는 다시 재초기화를 위해 6886으로 진행하고 다른 요청을 대기한다. 반면, 요청자에 권한이 있으면, 처리는 6899로 진행하고 여기서 데이터는 필요한 경우 난독화 해제되고, 적절히 패키징되고 나서, 요청자의 원격 컴퓨팅 디바이스에 전달된다.
처리는 다시 재초기화를 위해 6886으로 진행하고 다른 요청을 대기한다.
본 명세서에서 사용된 "모듈" 및 "로직"이라는 용어는 주문형 집적 회로(ASIC), 전자 회로, 프로세서, 및 하나 이상의 소프트웨어 또는 펌웨어 프로그램을 실행하도록 동작 가능한 메모리, 조합 논리 회로, 또는 경우에 따라 모듈 또는 로직과 관련하여 설명된 기능을 제공하는 다른 적절한 구성 요소(하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어)를 지칭한다.
본 발명에서 사용된 프로세서(즉, 처리 유닛)는 명령을 실행하는 중앙 처리 유닛(CPU), 디지털 신호 프로세서(DSP), 마이크로프로세서, 마이크로 제어기, 상태 기계 등을 포함하는 하나 이상의 처리 코어(예를 들어, 실행 유닛)를 개별적으로, 공유로, 또는 그룹으로 갖는 하나 이상의 처리 유닛을 지칭한다.
본 발명에서, 메모리는 하나의 구성 또는 다른 구성으로 사용될 수 있다. 메모리는 데이터를 저장하도록 구성될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 메모리는 비-일시적인 컴퓨터 판독 가능한 매체(CRM)일 수 있으며, 여기서 CRM은 프로세서에 의해 실행 가능한 명령을 저장하도록 구성된다. 명령은 파일에 개별적으로 또는 명령 그룹으로 저장될 수 있다. 파일은 함수, 서비스, 라이브러리 등을 포함할 수 있다. 파일은 하나 이상의 컴퓨터 프로그램을 포함할 수 있고 또는 더 큰 컴퓨터 프로그램의 일부일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 각각의 파일은 본 명세서에서 설명된 시스템, 방법 및 장치의 계산 기능을 수행하는데 유용한 데이터 또는 다른 연산 지원 자료를 포함할 수 있다.
이 기술 분야에 통상의 지식을 가진 자라면 인식하는 바와 같이, 컴퓨팅 서버(6802)와 같은 컴퓨팅 디바이스는 하나 이상의 메모리(6858)를 갖고, 각 메모리는 일시적인 및 비-일시적인, 휘발성 및 비-휘발성 판독 및 기록용 컴퓨터 판독 가능한 매체의 임의의 조합을 포함한다. 휘발성 컴퓨터 판독 가능한 매체는 예를 들어, 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함한다. 비-휘발성 컴퓨터 판독 가능한 매체는 예를 들어, 판독 전용 메모리(ROM), 하드 디스크와 같은 자기 매체, 광학 디스크 드라이브, 플래시 메모리 디바이스, CD-ROM 및/또는 등을 포함한다. 일부 경우에, 특정 메모리가 사실상 또는 물리적으로 제1 메모리, 제2 메모리, 제3 메모리 등과 같은 별개의 영역으로 분리된다. 이러한 경우에, 메모리의 여러 분할은 상이한 디바이스이거나 또는 단일 메모리로 구현될 수 있는 것으로 이해된다. 메모리의 저장된 컨텐츠의 일부 또는 전부는 하나 이상의 특정 동작을 수행하기 위해 처리 장치에 의해 실행 가능한 소프트웨어 명령을 포함할 수 있다.
본 명세서 및 이하의 청구 범위에서 사용된 "실시간" 또는 "실 시간"이라는 용어는 순간 처리, 전송, 수신 또는 경우에 따라 등을 의미하도록 의도된 것이 아니다. 대신, "실시간" 및 "실 시간"이라는 용어는 활동이 허용 가능한 짧은 시간 기간(예를 들어, 수 마이크로 초, 수 밀리 초, 수 초 또는 수 분의 기간에 걸쳐) 발생함을 의미하며 활동은 진행 중에 (예를 들어, 스케줄, 이벤트, 또는 결함 또는 비정상의 검출에 의해 트리거되는 운동학적 데이터를 전송하는 중에) 수행될 수 있는 것을 의미한다. 실시간이 아닌 활동의 일례는 장시간(예를 들어, 시간 또는 일)에 걸쳐 발생하거나 사람의 개입이나 지시에 따라 발생하는 활동이다.
도 44는 컴퓨팅 서버(6802)의 비-제한적인 실시예의 일부를 도시한다. 컴퓨팅 서버(6802)는 하나 이상의 중앙 처리 유닛(CPU), 휘발성 메모리 및 비-휘발성 메모리, 다양한 표준 및 프로토콜과 호환되는 직렬 및 병렬 입력/출력(I/O) 회로, 유선 및/또는 무선 네트워킹 회로(예를 들어, 통신 트랜시버)와 같은 종래의 컴퓨팅 서버 장치에서 발견되는 동작 가능한 하드웨어를 포함하는 컴퓨팅 서버이다.
컴퓨팅 서버(6802)는 운영 시스템, I/O 회로를 통해 동작을 지시하는 소프트웨어 드라이버, 네트워킹 회로, 및 다른 주변 구성 요소 회로와 같은 종래의 컴퓨팅 서버에서 발견되는 동작 소프트웨어를 더 포함한다. 또한, 컴퓨팅 서버(6802)는 다른 컴퓨팅 디바이스와 통신하기 위한 네트워크 소프트웨어, 데이터베이스를 구축하고 유지하기 위한 데이터베이스 소프트웨어, 및 다양한 프로세서 간에 통신 및/또는 동작 작업부하를 분배하기 위한 태스크 관리 소프트웨어와 같은 동작 애플리케이션 소프트웨어를 포함한다. 일부 경우에, 컴퓨팅 서버(6802)는 본 명세서에 열거된 하드웨어 및 소프트웨어를 갖는 단일 하드웨어 머신이고, 다른 경우에, 컴퓨팅 서버(6802)는 경보식 이식 가능한 의료 디바이스(6800)를 위한 예시적인 분산 컴퓨팅 시스템의 기능을 실행하도록 서버 팜으로 함께 동작하는 하드웨어 및 소프트웨어 머신의 네트워크 집합이다. 컴퓨팅 서버(6802)의 종래의 하드웨어 및 소프트웨어는 간략화를 위해 도 44에는 도시되지 않았다.
도 46은 특정 운동학적 데이터의 수집 및 검색을 지시하기 위해 컴퓨팅 서버(6802)의 실시예에 의해 사용될 수 있는 프로세스를 도시한 흐름도(6882)이다. 이와 관련하여, 각각의 기술된 프로세스는 특정 논리 기능(들)을 구현하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 명령을 포함하는 모듈, 단편 또는 코드 부분을 나타낼 수 있다. 일부 구현예에서, 프로세스에서 언급된 기능들은 상이한 순서로 발생할 수 있고, 추가적 기능들을 포함할 수 있고, 동시에 발생할 수도 있고 및/또는 생략될 수도 있다.
본 발명은 이식 가능한 리포팅 프로세서 및 이를 포함하는 경보 임플란트를 제공하였다. 경보 임플란트로부터 얻어진 정보는 검토/해석을 위해 수신자에게 송신된다. 이 정보는 일정 시간 기간 동안 임플란트의 상태에 대한 상세한 정보를 제공할 수 있다. 이 정보는 수신자가 디스플레이에서 편리하게 볼 수 있다. 이 디스플레이는 가상 현실 헤드셋에 포함될 수 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 경보 임플란트가 가상 현실 기술에 의해 가시화될 수 있는 것을 제공한다. 가상 현실 기술은 전형적으로 헤드셋 또는 헤드기어(headgear)로서 사용자가 착용하는 뷰잉 스크린에 전자 입력을 제공하며, 여기서 이 뷰잉 스크린은 외관상 3차원 "실제" 이미지를 사용자에게 제공한다. 이 기술은 본 발명의 경보 임플란트의 3 차원 뷰를 제공하는데 사용될 수 있다. 사용자는 가상 현실 표현에 이용된 유리한 지점을 이동시키는 제어부를 동작하여, 사용자가 상이한 관점으로부터 가시화된 특징을 볼 수 있게 할 수 있다.
가상 현실 기술은 비디오 게임 산업 및 그 파트너에 의해 능동적으로 개발되고 있다. 게임 업체의 예로는 술론 테크놀로지즈(Sulon Technologies)(캐나다 온타리오주 마크햄(Markham))가 제공하는 술론 Q, VR 및 증강 현실 헤드셋, 소니(일본)가 제공하는 플레이스테이션(PlayStation) VR 헤드셋, 삼성(한국)이 개발한 기어 VR, 오쿠루스(Oculus)(미국 캘리포니아주, 페이스 북의 사업부)가 개발한 리프트(Rift), 및 HTC(미국, 와싱톤, 벨리뷰(Bellevue))가 개발한 비베(Vive)를 포함한다. 또한 미국 특허 공개 번호 US2016025978; US2016019720; 20160011422; 20160011425; 20150253574; 20080214903; 및 20070271301을 참조할 수 있다.
추가 실시예에서, 본 발명은 일반적으로 기계 공구에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 2개의 부재를 함께 결합시키는데 사용될 수 있는 공구에 관한 것이다. 일반적으로, 압력은 상보적인 부재들을 함께 가압하는데 사용될 수 있으며, 여기서 압력은 부재들 사이에 소위 강제 끼워 맞춤을 생성하고, 이에 의해 부재들은 마찰력에 의해 함께 유지된다. 부재들 중 적어도 하나의 부재가 취약한 부분을 가져서 부재들 간에 힘 끼워 맞춤을 달성하기 위해 가해지는 힘을 견딜 수 없을 정도로 이 부재가 매우 취약한 경우, 취약한 부분을 손상시키지 않고 필요한 힘을 가할 수 있는 방법을 발견하여야 한다. 이 상황은 예를 들어 본 명세서에 설명된 경보 임플란트를 제공하도록 IRP가 의료 임플란트에 삽입될 때 발생한다. 본 발명은 이러한 문제에 대한 해결책을 제공한다.
도 47a, 도 47b 및 도 47c는 본 발명의 공구(10)의 3가지 상이한 뷰를 제공한다. 도 47a에서, 공구(10)는 원형으로 도시된 외부 둘레(12)를 갖는다. 외부 둘레는 원형일 필요는 없지만, 예를 들어, 난형, 정사각형 또는 직사각형과 같은 임의의 형상일 수 있다. 공구(10)의 외부 둘레(12)는 도 47b에 도시된 표면(14)을 가지고, 여기서 이 표면(14)의 일부 또는 전부는 도 47b의 텍스처링된 표면(16)에 의해 도시된 바와 같이, 취급의 용이함을 위해 선택적으로 텍스처링될 수 있다. 공구(10)는 또한 도 47a에 도시된 중심 내부 공동(18)을 가질 수 있다. 이 중심 공동(18)은 공동의 단면에 기초하여 구획들로 분할된 것으로 가시화될 수 있다. 예를 들어, 도 47c에 도시된 바와 같이, 중심 공동(18)은 일정하게 변하는 단면 거리를 갖는 공동(18A)과, 일정한 단면 거리를 갖는 공동(18B)으로 분할될 수 있다. 도 47a는, 중심 공동(18)에서 가장 큰 원주이고 가장 긴 단면 거리에 해당하는 20으로부터, 중심 공동(18)에서 가장 작은 원주이고 가장 짧은 단면 거리에 대응하는 22까지, 연속적으로 변하는 단면 거리를 갖는 원통체의 원주(20)를 도시한다. 공동(18B)은 원주(22)에 의해 한정된 일정한 단면 거리를 갖는다. 공동(18A)은 변하는 단면 거리를 갖는다. 공구(10)는 도 47b 및 도 47c에 도시된 바와 같은 표면(24)을 갖고 이 표면에는 도 48 및 도 49를 참조하여 더 설명된 바와 같이 힘이 인가될 수 있다.
공구(10)의 사용이 도 48 및 도 49에 도시되어 있다. 도 48 및 도 49에서, 공구(10)의 사용에 의해 제1 부재(30)가 제2 부재(32)에 끼워진다. 도 48에서, 공구(10)에 대해 하방으로 힘이 인가되어 공구(10)가 제1 부재(30) 주위로 끼워지지만, 제1 부재(30)의 취약한 부분(34)과 접촉하지는 않는다, 도 48에서, 제2 부재(32)는 테이블 또는 다른 비-이동 표면(36)에 대해 고정 유지된다. 도 48에서, 힘은 공구(10)로 하방으로 가해지고, 여기서 힘은 제1 부재(30)로 그리고 부재를 통해 전달되어, 제1 부재(30)를 제2 부재(32)의 상보적 크기를 갖는 공동 내로 가압한다.
도 49는 공구(10)를 사용하는 대안적인 방법을 도시한다. 도 49에서, 공구(10)는 비-이동 표면(36)에 배치되고, 제1 부재는 공구(10)에 끼워진다. 제2 부재(32)는 제1 부재(30)와 접촉하여 배치되고, 힘은 제2 부재로 하방으로 가해진다. 이 힘은 제1 부재(30)로 전달되고, 여기서 제1 부재(30)는 공구(10)로 제 위치에 유지된다.
도 48 및 도 49 각각에서, 제1 부재(30)와 제2 부재(32)가 서로 접촉할 만큼 충분한 힘이 가해지고, 이 접촉은 제1 부재(30)와 제2 부재(32) 사이에 마찰력이 생성할 만큼 충분한 힘을 받는다. 이 마찰력은 두 부재를 함께 유지한다. 2개의 부재가 결합되거나 함께 맞물린 후에, 공구(10)는 쉽게 제거될 수 있다. 이러한 방식으로, 제1 부재(30)는 제1 부재(30)의 취약한 부분이 밖으로 연장되어 압밀 프로세스 동안 손상되지 않는 방식으로 제2 부재(32)에 삽입된다.
도 48 및 도 49에서, 제2 부재는 경골 판이다. 보다 일반적으로, 제2 부재는 개체 내에 배치될 보형물일 수 있고 여기서 제1 부재는 결합된 제1 및 제2 부재가 개체 내에 놓이기 전에 보형물에 추가된다.
총 슬관절 성형술(TKA)용 보형물을 위한 일부 상업용 경골 삽입물은 해머 또는 다른 강력한 수단에 의해 전달된 충격력을 사용하여 경골 판 구성 요소에 부착된다. 경골 삽입물은 일단 이식되면 경골 판으로부터 제거될 수 없는 것을 보장하기 위해 경골 삽입물과 인터페이스하는 경골 판 내에 포함된 고정 나사와 같은 제2 유지 구조체에 의해 추가로 부착된다. 취약한 표면을 갖는 경골 삽입물을 갖는 것이 요구되는 경우, 표면을 손상시키지 않기 위해 힘을 가하는 위치와, 이 표면 아래에 놓일 수 있는 대상에는 제한이 존재한다. 본 발명은 보조 부재에 손상을 주지 않으면서 보조 부재를 경골 판에 추가할 수 있는 경골 판 압밀 공구를 제공한다. 일 실시예에서, 공구는 경골 판과 경골 연장부를 함께 결합하는 것을 용이하게 하며, 여기서 경골 연장부는 예를 들어 경골 연장부 상에 IRP(이식 가능한 리포팅 프로세서)의 존재로 인해 취약한 표면을 갖는다. 공구는 경골 연장부와 맞물리는 내부 공동을 갖고, 이 내부 공동은 100 mm 미만, 또는 50 mm 미만, 또는 25 mm 미만, 또는 약 5 mm인 경골 연장부와 연결하기에 적합한 최대 단면 거리를 갖는다.
결합된 제1 부재와 제2 부재는 살아 있는 개체, 예를 들어, 사람에게 이식될 수 있기 때문에, 선택된 재료는 예를 들어 살균 방사선에 의해 말단이 살균 가능할 수 있다. 재료는 예를 들어 금속, 세라믹 또는 중합체일 수 있다.
도 50은 공구(40)가 개방될 수 있도록 공구(40)가 힌지 방식인 것을 제외하고는 공구(10)와 유사한 본 발명의 대안적인 공구(40)를 도시한다. 이것은 공구(40)가 제1 부재와 제2 부재를 함께 결합시키는데 사용된 후에 결합 프로세스 후에 공구(40)가 힌지식 기구를 통해 개방되어 공구(40)가 결합된 부재로부터 보다 쉽게 분리될 수 있어서 특히 유용하다. 도 50에서, 힌지는 형상부(42)로 도시되고, 형상부(44)는 공구(40)의 사용 동안 힌지식 부재를 함께 유지하기 위한 잠금 또는 조임 기구를 보여준다.
도 51a는 공구(50)가 핸들(52)을 갖는 것을 제외하고는 공구(10)와 유사한 본 발명의 대안적인 공구(50)를 도시한다.
도 51b는 또한 도 5a에 도시된 공구(50)의 단면도이다. 도 5b에서, 공구(50)는 핸들(52), 및 공구(10)의 공동(18)과 유사한 공동(54)을 갖는다.
도 52는 공구(60)가 공동(66) 이외에 2개의 손잡이(62 및 64)를 갖는 것을 제외하고는 공구(50)와 유사한 본 발명의 대안적인 공구(60)를 도시한다.
도 53은, 힘을 유지하고 가하는 핸들(72), 및 조여진 제1 부재와 제2 부재로부터 공구(70)를 분리하기를 원할 때 공구를 개방하는 것을 돕기 위해 공동(76)이 확장 가능하도록 하는 힌지(74)를 갖는 본 발명의 대안적인 공구(70)를 도시한다.
일반적으로, 예를 들어, 도 47a에 도시된 바와 같은 원통형 공구(예를 들어, 10)는 제1 부재와 결합되도록 설계된 테이퍼진 부분을 포함하는 치수를 갖는 내부 공동을 포함할 수 있다. 내부 결합 표면은 매끄러울 수 있고, 또는 힘이 가해진 후에 부재로부터 공구를 제거하는 것을 용이하게 하기 위해 표면적을 감소시키도록 설계된 리브 및/또는 다른 구조적 형상부(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 공구(예를 들어, 10)는 도 47b에서 표면(예를 들어, 24)을 포함하고, 이 표면은 도 48 및 도 49에 도시된 바와 같이 제1 부재를 제2 부재에 결합시키기에 충분한 축방향 부하를 부여하는데 사용될 수 있다. 공구(10)는 외부 케이싱 상에 표면 텍스쳐링과 같은 형상부를 가질 수도 있고 가지지 않을 수도 있는데, 이것은 공구를 손으로 잡아 제거하는 것을 용이하게 한다. 표면 텍스처링의 대안에서, 도 50에 도시된 바와 같은 힌지/조임 기구가 사용될 수 있다.
도 54는 취약한 표면(30)을 갖는 경골 연장부와 경골 판(32)을 함께 가압하는데 사용되는 본 발명의 공구(50)의 일 실시예를 도시한다.
따라서, 본 발명은 공동의 개구를 통해 주변에 노출된 내부 공동을 포함하는 압밀 공구를 제공하고, 여기서 내부 공동은 외부 공동에 의해 부분적으로 둘러싸여 있다. 선택적으로, 공구는 다음 특징들 중 하나 이상, 예를 들어, 전부에 의해 설명될 수 있다: 내부 공동은 경골 삽입물과 크기 및 형태가 상보적이다; 공구는 내부 공동이 확장할 수 있도록 하는 힌지를 더 포함한다; 공구는 외부 케이싱으로부터 연장되는 핸들을 더 포함한다; 공구는 텍스쳐링된 표면을 포함하는 외부 케이싱을 더 포함한다; 공구의 내부 공동은 경골 연장부를 연결하기 위한 최대 단면 거리를 갖고, 이 거리는 약 5 mm이다. 또한, 본 발명은 경골 연장부를 경골 판의 상보적인 크기 및 형상을 갖는 개구에 삽입하는 방법을 제공하며, 여기서 상기 방법은 전술한 바와 같은 공구에 경골 연장부의 일부를 삽입하는 단계; 상기 경골 연장부의 또 다른 부분을 경골 판에 삽입하는 단계; 및 상기 연장부를 상기 판 내로 밀어 넣기 위해 상기 공구를 통해 힘을 가하는 단계를 포함한다.
이하에서는 본 명세서에 제공된 본 발명의 추가적인 예시적인 실시예이다:
1. 이식 가능한 의료 디바이스로서,
전자 장치 조립체;
상기 전자 장치 조립체에 결합된 전력 구성 요소; 및
상기 전자 장치 조립체에 결합된 안테나 구성 요소를 포함하고, 상기 전자 장치 조립체는 공간 효율적인 인쇄 회로 조립체를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
2. 실시예 1에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 접힌 다중-보드 인쇄 회로 조립체인, 이식 가능한 의료 디바이스.
3. 실시예 1에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 접힌 3개의 보드 인쇄 회로 조립체인, 이식 가능한 의료 디바이스.
4. 실시예 1에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 접힌 2개의 보드 인쇄 회로 조립체인, 이식 가능한 의료 디바이스.
5. 실시예 1에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 단일 보드 인쇄 회로 조립체인, 이식 가능한 의료 디바이스.
6. 실시예 1에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 다중-보드 원형-적층 인쇄 회로 조립체인, 이식 가능한 의료 디바이스.
7. 실시예 1에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 단일 보드 원형 인쇄 회로 조립체인, 이식 가능한 의료 디바이스.
8. 실시예 1 내지 7의 각각에 있어서, 상기 전자 장치 조립체, 전력 구성 요소 및 안테나 구성 요소 중 적어도 하나는 기밀 방식으로 밀봉 가능한 케이싱에 둘러싸여 있는, 이식 가능한 의료 디바이스.
9. 실시예 1 내지 8의 각각에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 복수의 운동학적 파라미터를 모니터링하도록 구성된 복수의 센서를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
10. 실시예 1 내지 9의 각각에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 압력을 모니터링하도록 구성된 적어도 하나의 센서를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
11. 실시예 1 내지 10의 각각에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 감염과 관련된 온도, pH 및 바이오 마커 중 적어도 하나와 관련된 생물학적 파라미터를 모니터링하도록 구성된 복수의 센서를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
12. 이식 가능한 의료 디바이스로서,
이식 가능한 보형물 디바이스에 고정 부착되도록 구성된 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 리포팅 프로세서는 전력 구성 요소, 상기 전력 구성 요소에 전기적으로 결합되고 물리적으로 부착된 전자 장치 조립체, 및 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합되고 물리적으로 부착된 안테나 구성 요소를 둘러싸도록 구성된 이식 가능한 케이싱을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
13. 실시예 12에 있어서, 상기 케이싱은 기밀 방식으로 밀봉되도록 구성되고 및/또는 상기 케이싱은 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서가 정보를 송신 및 수신할 수 있는 재료를 포함하도록 구성된, 이식 가능한 의료 디바이스.
14. 실시예 12 및 13에 있어서, 상기 이식 가능한 보형물 디바이스는 경골 판에 부착된 경골 연장부를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
15. 실시예 12 내지 14에 있어서, 상기 전력 구성 요소는 배터리를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
16. 실시예 12 내지 15에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 전송 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
17. 실시예 12 내지 16에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 수술 절차 동안 상기 이식 가능한 의료 디바이스에 대한 고유한 식별 정보를 수신 및 저장하도록 구성된 메모리 집적 회로 또는 칩을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
18. 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법으로서,
전자 장치 조립체를 형성하는 단계;
전력 구성 요소를 형성하는 단계;
상기 전력 구성 요소를 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합시키고 고정 부착하는 단계;
안테나 구성 요소를 형성하는 단계;
상기 안테나 구성 요소를 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합시키고 고정 부착하는 단계; 및
상기 전자 장치 조립체, 전력 구성 요소 및 안테나 구성 요소를 기밀 방식으로 밀봉 가능한 외부 케이싱으로 둘러싸는 단계를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법.
19. 실시예 18에 있어서, 상기 전자 장치 조립체를 형성하는 단계는 단일 보드 인쇄 회로 조립체, 2-보드 인쇄 회로 조립체, 또는 3개의 보드 인쇄 회로 조립체 중 적어도 하나를 형성하는 것을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법.
20. 실시예 18에 있어서, 상기 전자 장치 조립체를 형성하는 단계는 원형 적층 인쇄 회로 조립체를 형성하는 것을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법.
21. 이식 가능한 의료 디바이스로서,
인쇄 회로 조립체;
상기 인쇄 회로 조립체에 결합된 전력 구성 요소; 및
상기 인쇄 회로 조립체에 결합된 안테나 구성 요소를 포함하고, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부 또는 외부에 구성된, 이식 가능한 의료 디바이스.
22. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 구성된 세라믹 칩 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
23. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 외부에 구성된 제1 휩(whip) 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
24. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 외부에 구성된 제2 휩 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
25. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 외부에 구성된 패치 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
26. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 구성된 패치 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
27. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 구성된 근거리 통신(NFC) 코일 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
28. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 인쇄 회로 조립체용 금속 케이스 인클로저인, 이식 가능한 의료 디바이스.
29. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 경골 판의 금속 구성 요소를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
30. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스에 전기적으로 결합된 경골 판의 금속 구성 요소를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
31. 실시예 21에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 경골 판을 포함하고, 상기 이식 가능한 의료 디바이스는 경골 연장부의 리포팅 프로세서인, 이식 가능한 의료 디바이스.
32. 이식 가능한 의료 디바이스로서,
이식 가능한 보형물 디바이스에 고정 부착되도록 구성된 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 리포팅 프로세서는 전력 구성 요소, 상기 전력 구성 요소에 전기적으로 결합되고 물리적으로 부착된 전자 장치 조립체, 및 상기 리포팅 프로세서의 내부 또는 외부에 전기적으로 결합되고 물리적으로 부착된 안테나 구성 요소를 둘러싸도록 구성된 이식 가능한 케이싱을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
33. 실시예 32에 있어서, 상기 리포팅 프로세서는 경골 연장부를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
34. 실시예 32에 있어서, 상기 이식 가능한 보형물 디바이스는 경골 판에 부착된 경골 연장부를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
35. 실시예 32 내지 34에 있어서, 상기 전력 구성 요소는 배터리를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
36. 실시예 32 내지 35에 있어서, 상기 안테나 구성 요소는 전송 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
37. 실시예 32 내지 36에 있어서, 상기 전자 장치 조립체는 수술 절차 동안 상기 이식 가능한 의료 디바이스에 대한 고유한 식별 정보를 수신 및 저장하도록 구성된 메모리 집적 회로 또는 칩을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스.
38. 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법으로서,
전자 장치 조립체를 형성하는 단계;
전력 구성 요소를 형성하는 단계;
상기 전력 구성 요소를 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합시키고 고정 부착하는 단계;
안테나 구성 요소를 형성하는 단계; 및
상기 안테나 구성 요소를 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합시키고 고정 부착하는 단계를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법.
39. 실시예 38에 있어서, 상기 안테나 구성 요소를 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합시키고 고정 부착하는 단계는 상기 안테나 구성 요소를 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 외부에 부착하는 것을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법.
40. 실시예 38에 있어서, 상기 안테나 구성 요소를 상기 전자 장치 조립체에 전기적으로 결합시키고 고정 부착하는 단계는 상기 안테나 구성 요소를 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 부착하는 것을 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스를 제조하는 방법.
41. 배터리로서,
뼈 내에 끼워지는 크기를 갖는 용기;
상기 용기 내에 배치된 애노드;
상기 용기 내에 배치된 캐소드;
상기 캐소드에 결합되고 상기 용기의 외부에 노출된 캐소드 단자; 및
상기 애노드에 결합되고 상기 용기의 외부에 노출된 애노드 단자를 포함하는 배터리.
42. 실시예 41에 있어서, 상기 용기는 금속을 포함하는, 배터리.
43. 실시예 41에 있어서, 상기 용기는 강성인, 배터리.
44. 실시예 41 내지 43에 있어서, 상기 용기는 살아 있는 개체의 뼈 내에 끼워지는 크기를 갖는, 배터리.
45. 실시예 41 내지 44에 있어서, 상기 용기는 살아 있는 개체의 대퇴골 내에 끼워지는 크기를 갖는, 배터리.
46. 실시예 41 내지 44에 있어서, 상기 용기는 살아 있는 개체의 경골의 공동 내에 끼워지는 크기를 갖는, 배터리.
47. 실시예 41 내지 46에 있어서, 상기 용기는 상기 뼈 내에 적어도 부분적으로 이식된 디바이스 내에 끼워지는 크기를 갖는, 배터리.
48. 실시예 41에 있어서,
상기 용기는 무릎 보형물의 경골 연장부에 끼워지는 크기를 갖고;
상기 경골 연장부는 살아 있는 개체의 경골에 끼워지는 크기를 갖는, 배터리.
49. 실시예 41에 있어서,
상기 용기는 고관절 보형물의 대퇴골 스템에 끼워지는 크기를 갖고;
상기 대퇴골 스템은 살아 있는 개체의 대퇴골에 끼워지는 크기를 갖는, 배터리.
50. 실시예 41 내지 49에 있어서, 상기 애노드는 리튬을 포함하는, 배터리.
51. 실시예 41 내지 50에 있어서, 상기 캐소드는 카본 모노플루오라이드를 포함하는, 배터리.
52. 실시예 41 내지 51에 있어서, 상기 애노드 및 상기 캐소드는 재충전 또는 교체 없이 적어도 1년 동안 전력을 제공하도록 구성된, 배터리.
53. 실시예 41 내지 51에 있어서, 상기 애노드 및 상기 캐소드는 재충전 또는 교체 없이 적어도 1년 동안, 적어도 10년 동안, 적어도 15년 동안, 적어도 18년 동안, 또는 18년 초과 기간 동안 전력을 제공하도록 구성된, 배터리.
54. 조립체로서,
뼈 내에 끼워지는 크기를 갖는 직경과 단부를 갖고 전자 회로를 수용하는 원통형 용기; 및
상기 뼈 내에 끼워지는 크기를 대략 갖는 직경을 갖고 상기 용기의 상기 단부에 부착된 단부를 갖는 원통형 배터리를 포함하는 조립체.
55. 실시예 54에 있어서, 상기 배터리는 리튬-카본-모노플루오라이드 배터리를 포함하는, 조립체.
56. 실시예 54에 있어서, 상기 배터리는 니켈-카드뮴, 아연-수은 또는 리튬 요오드(Li/SO2, Li/SOCl2 및 Li/MNO2) 배터리를 포함하는, 조립체.
57. 실시예 54에 있어서, 상기 배터리는 재충전 가능한 배터리인, 조립체.
58. 실시예 54에 있어서, 상기 배터리는 운동학적 움직임에 응답하여 재충전되도록 구성된 재충전 가능한 배터리인, 조립체.
59. 실시예 54에 있어서, 상기 배터리는 유도 결합에 응답하여 재충전하도록 구성된 재충전 가능한 배터리인, 조립체.
60. 이식 가능한 리포터 프로세서로서,
보형물에 끼워지는 크기를 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고 상기 보형물과 관련된 정보를 제공하도록 구성된 전자 회로; 및
상기 하우징 내에 배치되고 상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는 이식 가능한 리포터 프로세서.
61. 실시예 60에 있어서, 상기 하우징은 무릎 보형물의 경골 연장부에 끼워지는 크기를 갖는, 이식 가능한 리포터 프로세서.
62. 실시예 60에 있어서, 상기 하우징은 대퇴골, 경골, 및 비골(fibula)로부터 선택된 뼈의 골절을 안정화시키기 위해 고관절 보형물의 대퇴골 스템, 어께 보형물의 상완골 스템(humeral stem), 및 골수 강봉의 샤프트로부터 선택된 위치에 끼워지는 크기를 갖는, 이식 가능한 리포터 프로세서.
63. 실시예 60에 있어서,
직경 및 단부를 갖는 원통형 케이싱을 더 포함하고;
상기 전자 회로는 상기 케이싱 내에 배치되며; 및
상기 배터리는 원통형이고, 대략 직경을 갖고, 상기 케이싱의 상기 단부에 결합된 단부를 갖는, 이식 가능한 리포터 프로세서.
64. 보형물로서,
리셉터클; 및
상기 리셉터클 내에 배치된 결합 구획을 갖는 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
65. 실시예 64에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 살아 있는 개체의 뼈 내에 배치되도록 구성된, 보형물.
66. 실시예 64에 있어서,
경골 판; 및
상기 경골 판에 부착되고 상기 리셉터클 및 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 경골 연장부를 더 포함하는 보형물.
67. 실시예 64에 있어서,
대퇴골 두; 및
상기 대퇴골 두에 부착되고 상기 리셉터클 및 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 대퇴골 스템을 더 포함하는 보형물.
68. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
69. 실시예 68에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 경골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
70. 실시예 68에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 대퇴골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
71. 실시예 68 내지 70에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 상기 공동 내에 배치된, 방법.
72. 실시예 68 내지 71에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 전자 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
73. 실시예 68 내지 71에 있어서, 상기 배터리가 적어도 10년의 예상 수명을 갖도록 상기 전자 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
74. 보형물로서,
중공 영역; 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고; 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
75. 실시예 74에 있어서, 상기 중공 영역을 포함하고 살아 있는 개체의 뼈 내에 배치되도록 구성된 부재를 더 포함하는 보형물.
76. 실시예 74에 있어서,
경골 판; 및
상기 경골 판에 부착되고 상기 중공 영역을 포함하는 경골 연장부를 더 포함하는 보형물.
77. 실시예 74에 있어서,
대퇴골 두; 및
상기 대퇴골 두에 부착되고 상기 중공 영역을 포함하는 대퇴골 스템을 더 포함하는 보형물.
78. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은,
중공 영역; 및
상기 중공 영역 내에 배치된 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 리포팅 프로세서는,
전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
79. 실시예 78에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 경골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
80. 실시예 78에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 대퇴골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
81. 실시예 78 내지 80에 있어서, 상기 중공 영역은 상기 보형물의 적어도 일부에 배치되는, 방법.
82. 실시예 78 내지 81에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 전자 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
83. 실시예 78 내지 81에 있어서, 상기 배터리가 적어도 10년의 예상 수명을 갖도록 상기 전자 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
84. 보형물로서,
중공 영역; 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
85. 실시예 84에 있어서, 상기 중공 영역을 포함하고 유방 임플란트에 배치되도록 구성된 부재를 더 포함하는 보형물.
86. 실시예 84에 있어서,
유방 임플란트의 밀봉된 격실 내에 각각 포함된 다수의 보형물을 더 포함하는 보형물.
87. 방법으로서,
살아 있는 개체의 유방 조직에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은,
중공 영역, 및
상기 중공 영역 내에 배치된 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 리포팅 프로세서는,
전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
88. 실시예 87에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 상기 유방 조직에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
89. 실시예 87 내지 88에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 전자 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
90. 실시예 87 내지 88에 있어서, 상기 배터리가 적어도 15년의 예상 수명을 갖도록 상기 전자 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
91. 전자 회로로서,
배터리에 결합되도록 구성된 공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 연결되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 전자 회로.
92. 실시예 91에 있어서, 상기 적어도 하나의 주변 회로는 관성 측정 회로를 포함하는, 전자 회로.
93. 실시예 91 내지 92에 있어서, 상기 적어도 하나의 주변 회로는 메모리 회로를 포함하는, 전자 회로.
94. 실시예 91 내지 93에 있어서, 상기 처리 회로는 마이크로프로세서를 포함하는, 전자 회로.
95. 실시예 91 내지 93에 있어서, 상기 처리 회로는 마이크로제어기를 포함하는, 전자 회로.
96. 실시예 91 내지 95에 있어서, 상기 타이밍 회로는 실시간 클록을 포함하는, 전자 회로.
97. 실시예 91 내지 96에 있어서, 상기 공급 노드와 상기 적어도 하나의 주변 회로 사이에 결합된 스위치를 더 포함하고;
상기 처리 회로는 상기 스위치를 폐쇄하여 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된, 전자 회로.
98. 실시예 91 내지 97에 있어서, 상기 타이밍 회로는 상기 처리 회로가 적어도 하나의 설정 시간에 저전력 모드를 빠져 나가게 함으로써 설정된 간격으로 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된, 전자 회로.
99. 실시예 91 내지 98에 있어서, 상기 타이밍 회로는 상기 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 깨움으로써 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된, 전자 회로.
100. 실시예 91 내지 99에 있어서, 상기 공급 노드 및 상기 처리 회로에 결합된 무선 회로를 더 포함하고; 상기 타이밍 회로는 적어도 하나의 설정 시간에 상기 무선 회로를 활성화하도록 구성된, 전자 회로.
101. 조립체로서,
살아 있는 개체 내에 이식 가능한 용기; 및
상기 용기 내에 배치된 전자 회로를 포함하고, 상기 전자 회로는,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는, 조립체.
102. 실시예 101에 있어서, 상기 용기는 상기 살아 있는 개체의 뼈 내에 이식 가능한, 조립체.
103. 실시예 101에 있어서, 상기 용기는 살아 있는 개체의 뼈 근처에 이식 가능한, 조립체.
104. 실시예 101에 있어서, 상기 용기는 살아 있는 개체 내에 위치된 유방 임플란트 내에 이식 가능한, 조립체.
105. 실시예 101 내지 104에 있어서, 상기 살아 있는 개체 내에 이식 가능하고 상기 공급 노드에 결합된 배터리를 더 포함하는 조립체.
106. 실시예 101 내지 105에 있어서, 상기 살아 있는 개체의 뼈 내에 이식 가능하고 상기 공급 노드에 결합된 배터리를 더 포함하는 조립체.
107. 실시예 101 내지 105에 있어서, 상기 살아 있는 개체의 뼈 근처에 이식 가능하고 상기 공급 노드에 결합된 배터리를 더 포함하는 조립체.
108. 실시예 101 내지 105에 있어서, 살아 있는 개체의 유방 내에 이식 가능하고 상기 공급 노드에 결합된 배터리를 더 포함하는 조립체.
109. 실시예 101 내지 105에 있어서, 상기 공급 노드에 결합되고 살아 있는 개체 내에 이식된 유방 임플란트 내에 이식 가능한 배터리를 더 포함하는 조립체.
110. 이식 가능한 리포팅 프로세서로서,
보형물 내에 끼워지도록 구성된 하우징;
상기 하우징 내에 배치된 전자 회로로서,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 하우징 내에 배치되고 상기 공급 노드에 결합된 배터리를 포함하는, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
111. 실시예 110에 있어서, 상기 하우징은 무릎 보형물의 경골 연장부 내에 끼워지도록 구성된, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
112. 실시예 110에 있어서, 상기 하우징은 고관절 보형물의 대퇴골 스템에 끼워지도록 구성된, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
113. 실시예 110에 있어서, 상기 하우징은 유방 임플란트 보형물에 끼워지도록 구성된, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
114. 실시예 110 내지 113에 있어서,
직경 및 단부를 갖는 원통형 케이싱을 더 포함하고;
상기 전자 회로는 상기 케이싱 내에 배치되며; 및
상기 배터리는 원통형이고, 대략 직경을 갖고, 상기 케이싱의 상기 단부에 결합된 단부를 갖는, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
115. 이식 가능한 리포팅 프로세서로서,
보형물 내에 끼워지도록 구성되고 원반 형상(discoid shape)을 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 배치된 전자 회로로서,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
원반 형상을 갖고, 상기 하우징의 표면에 결합된 표면을 갖고, 상기 공급 노드에 결합된 배터리를 포함하는 이식 가능한 리포팅 프로세서.
116. 보형물로서,
리셉터클; 및
상기 리셉터클 내에 배치된 결합 구획을 갖는 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 공급 노드에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
117. 실시예 116에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 살아 있는 개체의 뼈 내에 배치되도록 구성된, 보형물.
118. 실시예 116에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 살아 있는 개체의 뼈 근처에 배치되도록 구성된, 보형물.
119. 실시예 116에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 살아 있는 개체의 유방 보형물 내에 배치되도록 구성된, 보형물.
120. 실시예 116 내지 119에 있어서,
경골 판; 및
상기 경골 판에 부착되고 상기 리셉터클 및 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 경골 연장부를 더 포함하는 보형물.
121. 실시예 116 내지 119에 있어서,
대퇴골 두; 및
상기 대퇴골 두에 부착되고 상기 리셉터클 및 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 대퇴골 스템을 더 포함하는 보형물.
122. 실시예 116 내지 119에 있어서, 이식 가능한 리포팅 가능한 프로세서를 위한 내부 일체형 고정 리셉터클을 갖는 유방 임플란트를 더 포함하는 보형물.
123. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계로서, 상기 보형물은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 공급 노드에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
124. 실시예 123에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 경골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
125. 실시예 123에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 대퇴골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
126. 실시예 123에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 상기 공동 내에 배치되는, 방법.
127. 실시예 123 내지 126에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 타이밍 회로 또는 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
128. 실시예 123 내지 126에 있어서, 상기 배터리가 적어도 10년의 예상 수명을 갖도록 상기 타이밍 회로 또는 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
129. 보형물로서,
중공 영역; 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 공급 노드에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
130.실시예 129에 있어서, 상기 중공 영역을 포함하고 살아 있는 개체의 뼈 내에 배치되도록 구성된 부재를 더 포함하는 보형물.
131. 실시예 129에 있어서,
경골 판; 및
상기 경골 판에 부착되고 상기 중공 영역을 포함하는 경골 연장부를 더 포함하는 보형물.
132. 실시예 129에 있어서,
대퇴골 두; 및
상기 대퇴골 두에 부착되고 상기 중공 영역을 포함하는 대퇴골 스템을 더 포함하는 보형물.
133. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은,
중공 영역, 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
공급 노드;
적어도 하나의 주변 회로;
상기 공급 노드에 결합되고 상기 적어도 하나의 주변 회로를 상기 공급 노드에 결합하도록 구성된 처리 회로; 및
상기 공급 노드에 결합되고 적어도 하나의 설정 시간에 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 공급 노드에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
134. 실시예 133에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 경골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
135. 실시예 133에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 대퇴골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
136. 실시예 133에 있어서, 상기 중공 영역은 상기 보형물의 적어도 일부에 배치되는, 방법.
137. 실시예 133 내지 136에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 타이밍 회로 또는 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
138. 실시예 133 내지 136에 있어서, 상기 배터리가 적어도 10년의 예상 수명을 갖도록 상기 타이밍 회로 또는 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
139. 전자 회로로서,
이식 가능한 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 전자 회로.
140. 실시예 139에 있어서, 상기 감지 회로는,
대응하는 축을 따라 선형 가속도를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된 가속도계;
대응하는 축을 중심으로 회전 가속도를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된 자이로스코프;
상기 보형물이 이식된 개체에 의해 취해진 걸음의 수를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된 보수계;
위치에 배치되고 상기 위치의 온도를 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된 온도 센서; 및
위치에 배치되고 상기 위치에서의 압력을 나타내는 데이터를 생성하도록 구성된 압력 센서
중 적어도 하나를 포함하는, 전자 회로.
141. 실시예 139 내지 140에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안의 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로를 활성화하도록 구성된, 전자 회로.
142. 실시예 139 내지 142에 있어서, 각각의 기간은 상기 보형물의 이식으로부터의 각 시간에 대응하는, 전자 회로.
143. 실시예 139 내지 143에 있어서, 상기 처리 회로는 마이크로프로세서를 포함하는, 전자 회로.
144. 실시예 139 내지 143에 있어서, 상기 처리 회로는 마이크로제어기를 포함하는, 전자 회로.
145. 실시예 139 내지 144에 있어서, 상기 처리 회로에 결합되고, 상기 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된 타이밍 회로를 더 포함하는, 전자 회로.
146. 실시예 145에 있어서, 상기 타이밍 회로는 실시간 클록을 포함하는, 전자 회로.
147. 실시예 145 내지 146에 있어서, 상기 타이밍 회로 및 상기 처리 회로에 결합된 무선 회로를 더 포함하고; 상기 타이밍 회로는 상기 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 처리 회로를 활성화하도록 구성된, 전자 회로.
148. 실시예 145 내지 147에 있어서, 상기 기간들 각각 동안 각각의 에너지 소비량은 상기 기간, 및 상기 기간 동안 상기 전자 회로에 의해 소비될 것으로 예상되는 에너지의 함수인, 전자 회로.
149. 조립체로서,
살아 있는 개체 내에 이식 가능하고 이식 가능한 보형물에 대응하는 용기; 및
상기 용기 내에 배치되고 상기 이식 가능한 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로를 포함하는 전자 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 조립체.
150. 실시예 149에 있어서, 상기 용기는 상기 살아 있는 개체의 뼈 내에 이식 가능한, 조립체.
151. 실시예 149에 있어서, 상기 살아 있는 개체 내에 이식 가능하고 상기 전자 회로에 결합된 배터리를 더 포함하는 조립체.
152. 실시예 149에 있어서, 상기 살아 있는 개체의 뼈 내에 이식 가능하고 상기 전자 회로에 결합된 배터리를 더 포함하는 조립체.
153. 이식 가능한 리포팅 프로세서로서,
보형물에 끼워지도록 구성된 하우징;
상기 하우징 내에 배치된 전자 회로로서,
상기 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 하우징 내에 배치되고 상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는 이식 가능한 리포팅 프로세서.
154. 실시예 153에 있어서, 상기 하우징은 무릎 보형물의 경골 연장부에 끼워지도록 구성된, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
155. 실시예 153에 있어서, 상기 하우징은 고관절 보형물의 대퇴골 스템에 끼워지도록 구성된, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
156. 실시예 153에 있어서,
직경 및 단부를 갖는 원통형 케이싱을 더 포함하고;
상기 전자 회로는 상기 케이싱 내에 배치되며;
상기 배터리는 원통형이고, 대략 직경을 갖고, 상기 케이싱의 상기 단부에 결합된 단부를 갖는, 이식 가능한 리포팅 프로세서.
157. 보형물로서,
리셉터클; 및
상기 리셉터클 내에 배치된 결합 구획을 갖는 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
상기 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
158. 실시예 157에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 살아 있는 개체의 뼈 내에 배치되도록 구성된, 보형물.
159. 실시예 157에 있어서,
경골 판; 및
상기 경골 판에 부착되고, 상기 리셉터클 및 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 경골 연장부를 더 포함하는 보형물.
160. 실시예 157에 있어서,
대퇴골 두; 및
상기 대퇴골 두에 부착되고, 상기 리셉터클 및 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 대퇴골 스템을 더 포함하는 보형물.
161. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
이식된 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
162. 실시예 161에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 경골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
163. 실시예 161에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 대퇴골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
164. 실시예 161에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 상기 공동 내에 배치되는, 방법.
165. 실시예 161 내지 164에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
166 실시예 161 내지 164에 있어서, 상기 배터리가 적어도 10년의 예상 수명을 갖도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
167. 보형물로서,
중공 영역; 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
이식된 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
168. 실시예 167에 있어서, 상기 중공 영역을 포함하고, 살아 있는 개체의 뼈 내에 배치되도록 구성된 부재를 더 포함하는 보형물.
169. 실시예 167에 있어서,
경골 판; 및
상기 경골 판에 부착되고 상기 중공 영역을 포함하는 경골 연장부를 더 포함하는 보형물.
170. 실시예 167에 있어서,
대퇴골 두; 및
상기 대퇴골 두에 부착되고, 상기 중공 영역을 포함하는 대퇴골 스템을 더 포함하는 보형물.
171. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은,
중공 영역, 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
전자 회로로서,
이식된 보형물에 응답하여 데이터를 생성하도록 구성된 감지 회로; 및
상기 감지 회로에 결합되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 상기 감지 회로로부터의 데이터를 처리하도록 구성된 처리 회로를 포함하는 상기 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
172. 실시예 171에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 경골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
173. 실시예 171에 있어서, 상기 공동을 형성하는 단계는 상기 살아 있는 개체의 대퇴골에 상기 공동을 형성하는 것을 포함하는, 방법.
174. 실시예 171에 있어서, 상기 중공 영역은 상기 보형물의 적어도 일부에 배치되는, 방법.
175. 실시예 171 내지 174에 있어서, 상기 배터리가 적어도 1년의 예상 수명을 갖도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
176. 실시예 171 내지 174에 있어서, 상기 배터리가 적어도 10년의 예상 수명을 갖도록 상기 처리 회로를 구성하는 단계를 더 포함하는 방법.
177. 조립체로서,
살아 있는 개체 내에서 이식 가능하고 이식 가능한 보형물에 대응하는 용기; 및
상기 용기 내에 배치되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 구성된 전자 회로를 포함하는 조립체.
178. 이식 가능한 리포팅 프로세서로서,
보형물에 끼워지도록 구성된 하우징;
상기 하우징 내에 배치되고, 복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 구성된 전자 회로; 및
상기 하우징 내에 배치되고 상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는 이식 가능한 리포팅 프로세서.
179. 보형물로서,
리셉터클; 및
상기 리셉터클 내에 배치된 결합 구획을 갖는 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 구성된 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
180. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 구성된 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
181. 보형물로서,
중공 영역; 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 구성된 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 보형물.
182. 방법으로서,
살아 있는 개체의 뼈 내에 공동을 형성하는 단계; 및
상기 공동 내에 보형물의 적어도 일부를 삽입하는 단계를 포함하고, 상기 보형물은,
중공 영역, 및
상기 중공 영역 내에 배치된 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는,
복수의 기간 각각 동안 소비된 에너지가 상기 기간 동안 각각의 에너지 소비량을 초과하지 않도록 구성된 전자 회로; 및
상기 전자 회로에 결합된 배터리를 포함하는, 방법.
183. 베이스 스테이션으로서,
이식 가능한 리포팅 프로세서와 통신하도록 구성된 제1 회로; 및
컴퓨팅 시스템과 통신하도록 구성된 제2 회로를 포함하는, 베이스 스테이션.
184. 실시예 183에 있어서, 상기 제1 회로는 제1 안테나 및 제1 무선 회로를 포함하는, 베이스 스테이션.
185. 실시예 183에 있어서, 상기 제2 회로는 제2 안테나 및 제2 무선 회로를 포함하는, 베이스 스테이션.
186. 실시예 183에 있어서, 상기 제2 회로는 범용 직렬 버스(USB) 회로를 포함하는, 베이스 스테이션.
187. 실시예 183 내지 186에 있어서, 상기 제1 회로 및 제2 회로를 제어하도록 구성된 처리 회로를 더 포함하는 베이스 스테이션.
188. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 마이크로프로세서를 포함하는, 베이스 스테이션.
189. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 마이크로제어기를 포함하는, 베이스 스테이션.
190. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 제어 정보를 생성하고 상기 제어 정보를 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
191. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 구성 정보를 생성하고 상기 구성 정보를 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
192. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 제2 회로를 통해 상기 컴퓨팅 시스템으로부터 제어 정보를 수신하고, 상기 제어 정보를 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
193. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 제2 회로를 통해 상기 컴퓨팅 시스템으로부터 구성 정보를 수신하고, 상기 구성 정보를 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
194. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 정보를 수신하고, 상기 정보를 상기 제2 회로를 통해 상기 컴퓨팅 시스템에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
195. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 이식된 보형물과 관련된 정보를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 상기 제1 회로를 통해 수신하고, 상기 정보를 상기 제2 회로를 통해 상기 컴퓨팅 시스템에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
196. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 정보를 요청하고, 상기 요청된 정보를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 상기 제1 회로를 통해 수신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
197. 실시예 187에 있어서, 상기 처리 회로는, 상기 컴퓨팅 시스템으로부터 상기 제2 회로를 통해 정보의 요청을 수신하고, 상기 정보의 요청을 상기 제1 회로를 통해 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하고, 상기 요청된 정보를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 상기 제1 회로를 통해 수신하고, 상기 수신된 정보를 상기 제2 회로를 통해 상기 컴퓨팅 시스템에 송신하도록 구성된, 베이스 스테이션.
198. 실시예 183 내지 197에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 퍼스널 컴퓨터를 포함하는, 베이스 스테이션.
199. 실시예 183 내지 197에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 스마트 폰을 포함하는, 베이스 스테이션.
200. 실시예 183 내지 197에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 태블릿 컴퓨터를 포함하는, 베이스 스테이션.
201. 실시예 183 내지 197에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 서버 컴퓨터를 포함하는, 베이스 스테이션.
202. 실시예 183 내지 197에 있어서, 상기 컴퓨팅 시스템은 클라우드 기반 서버를 포함하는, 베이스 스테이션.
203. 시스템으로서,
이식 가능한 리포팅 프로세서; 및
상기 이식 가능한 리포팅 프로세서 및 컴퓨팅 시스템과 통신하도록 구성된 베이스 스테이션을 포함하는 시스템.
204. 실시예 203에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 보형물 내에 배치되는, 시스템.
205. 실시예 203에 있어서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 보형물의 일부를 형성하는, 시스템.
206. 실시예 203에서, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 보형물과 관련된, 시스템.
207. 실시예 203 내지 206에 있어서,
이식 가능한 보형물을 더 포함하고;
상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 상기 이식 가능한 보형물 내에 배치되는, 시스템.
208. 실시예 203 내지 206에 있어서,
이식 가능한 보형물을 더 포함하고;
상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 상기 이식 가능한 보형물의 일부를 형성하는, 시스템.
209. 실시예 203 내지 206에 있어서,
이식 가능한 보형물을 더 포함하고;
상기 이식 가능한 리포팅 프로세서는 상기 이식 가능한 보형물과 관련된, 시스템.
210. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서가 이식된 환자로부터 상기 환자의 건강 상태에 관한 정보를 수신하도록 구성된 음성-커맨드 디바이스를 더 포함하는 시스템.
211. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서가 이식된 환자로부터 상기 환자의 건강 상태에 관한 정보를 음성으로 수신하도록 구성된 음성-커맨드 디바이스를 더 포함하는 시스템.
212. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 관한 정보를 환자에게 제공하도록 구성된 음성-커맨드를 더 포함하는 시스템.
213. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 관한 정보를 환자에게 음성으로 제공하도록 구성된 음성-커맨드를 더 포함하는 시스템.
214. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 보형물에 관한 정보를 환자에게 제공하도록 구성된 음성-커맨드를 더 포함하는 시스템.
215. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 보형물에 관한 정보를 환자에게 음성으로 제공하도록 구성된 음성-커맨드를 더 포함하는 시스템.
216. 실시예 203 내지 209에 있어서,
상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 환자에게 이식되고 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 포함하는 보형물에 관한 정보를 환자에게 음성으로 제공하도록 구성된 음성-커맨드를 더 포함하는 시스템.
217. 방법으로서,
베이스 스테이션과 이식 가능한 리포팅 프로세서 사이에 통신 채널을 수립하는 단계; 및
상기 베이스 스테이션과 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서 사이에 채널을 통해 정보를 전송하는 단계를 포함하는 방법.
218. 실시예 217에 있어서, 통신 채널을 수립하는 단계는,
상기 베이스 스테이션으로 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 폴링하는 단계; 및
상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로 상기 베이스 스테이션에 응답하는 단계를 포함하는, 방법.
219. 실시예 217에 있어서, 통신 채널을 수립하는 단계는,
상기 베이스 스테이션으로 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 폴링하는 단계; 및
상기 이식 가능한 리포팅 프로세서가 응답하도록 구성된 창 동안에만 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로 상기 베이스 스테이션에 응답하는 단계를 포함하는, 방법.
220. 실시예 217에 있어서, 상기 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션으로부터 구성 데이터를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로 송신하여 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서를 구성하는 것을 포함하는, 방법.
221. 실시예 217에 있어서, 상기 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션으로부터 구성 데이터를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로 송신하여 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서의 구성을 변경하는 것을 포함하는, 방법.
222. 실시예 217에 있어서, 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션에서 제어 정보를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하는 것을 포함하는, 방법.
223. 실시예 217에 있어서, 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션에서 컴퓨팅 시스템으로부터 제어 정보를 수신하는 단계, 및 상기 베이스 스테이션에서 상기 제어 정보를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
224. 실시예 217에 있어서, 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션에서 컴퓨팅 시스템으로부터 구성 정보를 수신하는 단계, 및 상기 베이스 스테이션에서 상기 구성 정보를 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
225. 실시예 217에 있어서, 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션에서 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 정보를 수신하는 단계, 및 상기 베이스 스테이션에서 상기 정보를 컴퓨팅 시스템에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
226. 실시예 217에 있어서, 정보를 전송하는 단계는 상기 베이스 스테이션에서 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서로부터 이식된 보형물에 관한 정보를 수신하는 단계, 및 상기 베이스 스테이션에서 상기 정보를 컴퓨팅 시스템에 송신하는 단계를 포함하는, 방법.
227. 운동학적인 이식 가능한 디바이스로서,
인간의 신체 부분의 움직임과 관련된 복수의 운동학적 특성을 측정하기 위한 관성 측정 유닛으로서, 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스는 상기 신체 부분과 관련된, 상기 관성 측정 유닛;
상기 인간의 외부에 있는 베이스 스테이션과 통신하기 위한 무선 회로;
상기 관성 측정 유닛에 의해 생성된 명령, 구성 정보, 및 데이터를 저장하도록 배열된 메모리;
상기 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은,
상기 구성 정보를 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 회로를 통해 수신하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 관성 측정 유닛에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 한정하는, 상기 수신하는 동작;
상기 구성 정보를 상기 메모리에 저장하는 동작;
상기 복수의 운동학적 특성 중 적어도 하나의 운동학적 특성에 대한 데이터를 상기 관성 측정 유닛으로부터 때때로 수집하는 동작으로서, 상기 수집하는 동작은 상기 구성 정보에 기초하여 발생하는, 상기 수집하는 동작;
상기 수집된 데이터를 상기 메모리에 저장하는 동작;
상기 운동학적인 이식 가능한 디바이스가 상기 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있을 때, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신하는 동작;
상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신한 것에 응답하여, 상기 저장된 수집된 데이터를 상기 무선 회로를 통해 상기 베이스 스테이션에 전달하는 동작; 및
상기 관성 측정 유닛으로부터 데이터를 수집하지 않을 때 전력을 절약하기 위해 상기 관성 측정 유닛의 적어도 일부를 디스에이블하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서;
상기 메모리, 상기 관성 측정 유닛, 상기 무선 회로 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및
상기 전력 공급원, 상기 메모리, 상기 프로세서, 상기 관성 측정 유닛 및 상기 무선 회로를 수용하고, 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스를 상기 신체 부분에 실질적으로 영구적으로 이식할 수 있게 하는 쉘(shell)을 포함하는 운동학적 이식 가능한 디바이스.
228. 실시예 227에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키기 위해 고해상도 모드에 진입하라는 요청을 의사 진료실 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 회로를 통해 수신하는 동작;
상기 관성 측정 유닛으로부터 상기 복수의 운동학적 특성 중 적어도 일부의 운동학적 특성과 관련된 고해상도 데이터를 수집하는 동작;
상기 고해상도 데이터를 상기 메모리에 저장하는 동작; 및
상기 고해상도 모드가 종료된 후, 상기 고해상도 데이터를 상기 무선 회로를 통해 상기 의사 진료실 베이스 스테이션에 전달하는 동작을 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
229. 실시예 227에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 관성 측정 유닛으로부터 상기 복수의 운동학적 특성 중 적어도 일부의 운동학적 특성과 관련된 고해상도 데이터를 수집하는 동작; 및
상기 고해상도 데이터를 상기 무선 회로를 통해 의사 진료실 베이스 스테이션으로 전달하는 동작으로서, 상기 의사 진료실 베이스 스테이션은 상기 베이스 스테이션과는 상이한, 상기 전달하는 동작을 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
230. 실시예 227에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 저장된 수집된 데이터가 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 전달된 후에 상기 메모리로부터 상기 저장된 수집된 데이터의 적어도 일부를 제거하는 동작을 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
231. 실시예 227에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
홈 베이스 스테이션으로부터 업데이트된 구성 정보를 수신하는 동작; 및
상기 업데이트된 구성 정보를 상기 메모리에 저장하는 동작을 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
232. 실시예 227에 있어서, 상기 구성 정보를 수신하는 동작은 상기 무선 회로를 통해 수술실 베이스 스테이션으로부터 상기 구성 정보를 수신하는 동작을 포함하고, 상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신하는 동작은 상기 수술실 베이스 스테이션과는 상이한 홈 베이스 스테이션으로부터 상기 요청을 수신하는 동작을 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
233. 실시예 227에 있어서, 상기 관성 측정 유닛은 가속도계 및 자이로스코프를 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
234. 실시예 227에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상이한 율로 상기 관성 측정 유닛으로부터 데이터를 수집하기 위해 상이한 동작 모드 사이를 전이하는 동작을 포함하는, 운동학적 이식 가능한 디바이스.
235. 방법으로서,
운동학적 이식 가능한 디바이스에서, 베이스 스테이션으로부터 구성 정보를 수신하는 단계로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스의 관성 측정 유닛에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 한정하는, 상기 수신하는 단계;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스의 메모리에 상기 구성 정보를 저장하는 단계;
상기 복수의 운동학적 특성 중 적어도 하나의 운동학적 특성에 대한 데이터를 상기 관성 측정 유닛으로부터 때때로 수집하는 단계로서, 상기 수집하는 단계는 상기 구성 정보에 기초하여 발생하는, 상기 수집하는 단계;
상기 수집된 데이터를 상기 메모리에 저장하는 단계;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 상기 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있을 때, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신하는 단계;
상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신한 것에 응답하여, 상기 저장된 수집된 데이터를 상기 무선 회로를 통해 상기 베이스 스테이션으로 전송하는 단계; 및
상기 관성 측정 유닛으로부터 데이터를 수집하지 않을 때, 상기 관성 측정 유닛의 적어도 일부를 디스에이블시킴으로써 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스의 전력 소비를 감소시키는 단계를 포함하는 방법.
236. 실시예 235에 있어서,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키기 위해 고해상도 모드에 진입하라는 요청을 의사 진료실 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 회로를 통해 수신하는 단계;
상기 관성 측정 유닛으로부터 상기 복수의 운동학적 특성에 대한 고해상도 데이터를 수집하는 단계;
상기 고해상도 데이터를 상기 메모리에 저장하는 단계; 및
상기 고해상도 모드가 종료된 후, 상기 고해상도 데이터를 상기 무선 회로를 통해 상기 의사 진료실 베이스 스테이션에 전달하는 단계를 더 포함하는 방법.
237. 실시예 235에 있어서,
상기 저장된 수집된 데이터가 상기 베이스 스테이션에 전달된 후에 상기 메모리로부터 상기 저장된 수집된 데이터를 제거하는 단계를 더 포함하는 방법.
238. 실시예 235에 있어서,
홈 베이스 스테이션으로부터 업데이트된 구성 정보를 수신하는 단계; 및
상기 업데이트된 구성 정보를 상기 메모리에 저장하는 단계를 더 포함하는 방법.
239. 실시예 235에 있어서, 상기 구성 정보를 수신하는 단계는 수술실 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 회로를 통해 상기 구성 정보를 수신하는 단계를 포함하고, 상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신하는 단계는 상기 수술실 베이스 스테이션으로부터 분리된 홈 베이스 스테이션으로부터 상기 요청을 수신하는 단계를 포함하는, 방법.
240. 실시예 235에 있어서,
상이한 율로 상기 관성 측정 유닛으로부터 데이터를 수집하기 위해 상이한 동작 모드들 사이를 전이하는 단계를 더 포함하는 방법.
241. 운동학적으로 이식 가능한 디바이스가 동작을 수행하게 하는 내용을 저장한 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체로서, 상기 동작은,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에서 베이스 스테이션으로부터 구성 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스의 관성 측정 유닛에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 한정하는, 상기 수신하는 동작;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스의 메모리에 상기 구성 정보를 저장하는 동작;
상기 복수의 운동학적 특성 중 적어도 하나의 운동학적 특성에 대한 데이터를 결정된 시간에 상기 관성 측정 유닛으로부터 수집하는 동작으로서, 상기 수집하는 동작은 상기 구성 정보의 적어도 일부에 기초하여 발생하는, 상기 수집하는 동작;
상기 수집된 데이터를 상기 메모리에 저장하는 동작;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 상기 베이스 스테이션의 통신 범위 내에 있을 때, 상기 베이스 스테이션으로부터 상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신하는 동작;
상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신한 것에 응답하여, 상기 저장된 수집된 데이터를 상기 무선 회로를 통해 상기 베이스 스테이션에 전달하는 동작; 및
상기 관성 측정 유닛으로부터 데이터를 수집하지 않을 때 상기 관성 측정 유닛의 적어도 일부를 디스에이블하여 전력을 절약하는 동작을 포함하는, 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체.
242. 실시예 241에 있어서, 상기 저장된 내용은 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 추가 동작을 더 수행하게 하고, 상기 추가 동작은,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키기 위해 고해상도 모드에 진입하라는 요청을 의사 진료실 베이스 스테이션으로부터 상기 무선 회로를 통해 수신하는 동작;
상기 관성 측정 유닛으로부터 상기 복수의 운동학적 특성에 대한 고해상도 데이터를 수집하는 동작;
상기 고해상도 데이터를 상기 메모리에 저장하는 동작; 및
상기 고해상도 모드가 종료된 후 상기 고해상도 데이터를 상기 무선 회로를 통해 상기 의사 진료실 베이스 스테이션으로 전송하는 동작을 포함하는, 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체.
243. 실시예 241에 있어서, 상기 저장된 내용은 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 추가 동작을 더 수행하게 하고, 상기 추가 동작은,
상기 저장된 수집된 데이터가 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 전달된 후에 상기 메모리로부터 상기 저장된 수집된 데이터를 제거하는 동작을 포함하는, 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체.
244. 실시예 241에 있어서, 상기 저장된 내용은 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 추가 동작을 더 수행하게 하고, 상기 추가 동작은,
홈 베이스 스테이션으로부터 업데이트된 구성 정보를 수신하는 동작; 및
상기 업데이트된 구성 정보를 상기 메모리에 저장하는 동작을 포함하는, 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체.
245. 실시예 241에 있어서, 상기 구성 정보를 수신하는 동작은 상기 무선 회로를 통해 수술실 베이스 스테이션으로부터 상기 구성 정보를 수신하는 동작을 포함하고, 상기 저장된 수집된 데이터의 요청을 수신하는 동작은 상기 수술실 베이스 스테이션으로부터 떨어진 홈 베이스 스테이션으로부터 상기 요청을 수신하는 동작을 포함하는, 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체.
246. 실시예 241에 있어서, 상기 저장된 내용은 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 추가 동작을 더 수행하게 하고, 상기 추가 동작은,
상이한 율로 상기 관성 측정 유닛으로부터 데이터를 수집하기 위해 상이한 동작 모드들 사이를 전이하는 동작을 포함하는, 프로세서-판독 가능한 비-일시적인 저장 매체.
247. 수술실에서 사용하기 위한 베이스 스테이션으로서,
환자의 신체 부분과 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위한 무선 회로;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 대한 명령 및 구성 정보를 저장하도록 배열된 메모리;
상기 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은,
상기 구성 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 신체 부분의 움직임에 관한 데이터를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수집하는 것을 한정하는 적어도 하나의 파라미터를 설정하는, 상기 수신하는 동작;
상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 연결을 수립하는 동작; 및
상기 구성 정보를 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스를 초기화하기 위해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 저장되는, 상기 제공하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서;
상기 메모리, 상기 무선 회로 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및
상기 메모리, 상기 프로세서 및 상기 무선 회로를 둘러싸는 하우징을 포함하는 베이스 스테이션.
248. 실시예 247에 있어서,
다른 컴퓨팅 디바이스와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함하고;
상기 구성 정보는 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 수신된, 베이스 스테이션.
249. 실시예 247에 있어서,
다른 컴퓨팅 디바이스와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함하고;
상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 초기화된 것을 나타내는 확인 메시지를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 수신하는 동작; 및
상기 확인 메시지를 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 다른 컴퓨팅 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
250. 실시예 247에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 데이터를 수집하는 율을 나타내기 위해 의료 종사자로부터 정보를 수신하는 동작; 및
상기 정보를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
251. 환자의 의료 종사자의 진료실에서 사용하기 위한 베이스 스테이션으로서,
상기 환자의 신체 부분과 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위한 무선 회로;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 수신된 명령 및 데이터를 저장하도록 배열된 메모리;
상기 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은,
상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 연결을 수립하는 동작;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 일시적으로 변경하라는 요청을 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작;
상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 상기 수집된 데이터를 수신하는 동작; 및
상기 수집된 데이터를 의료 종사자에게 디스플레이할 수 있게 하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서;
상기 메모리, 상기 무선 회로 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및
상기 메모리, 상기 프로세서 및 상기 무선 회로를 둘러싸는 하우징을 포함하는 베이스 스테이션.
252. 실시예 251에 있어서, 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 일시적으로 변경하라는 요청을 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작은, 고해상도 모드 동안 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 양을 일시적으로 증가시키기 위해 상기 고해상도 모드에 진입하라는 요청을 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
253. 실시예 251에 있어서, 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 상기 적어도 하나의 파라미터를 일시적으로 변경하라는 요청을 상기 운동학적 이식 가능 디바이스에 제공하는 동작은, 고해상도 모드 동안 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 유형을 일시적으로 변경하기 위해 상기 고해상도 모드에 진입하라는 요청을 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
254. 실시예 251에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 적어도 하나의 파라미터의 일시적 변경이 종료된 것에 응답하여, 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 상기 수집된 데이터를 상기 베이스 스테이션에 전달하라는 다른 요청을 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
255. 실시예 251에 있어서,
다른 컴퓨팅 디바이스와 통신하기 위한 통신 인터페이스를 더 포함하고;
상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 통신 인터페이스를 통해 상기 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 상기 요청을 수신하는 동작; 및
상기 수집된 데이터를 상기 통신 인터페이스를 통해 상기 다른 컴퓨팅 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
256. 실시예 251에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 수집된 데이터를 클라우드 데이터베이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
257. 실시예 251에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 의료 종사자로부터 적어도 하나의 이벤트 마커를 수신하는 동작;
상기 적어도 하나의 수신된 이벤트 마커 각각에 대해 시간스탬프를 저장하는 동작; 및
상기 저장된 시간스탬프를 상기 수집된 데이터와 동기화하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
258. 실시예 251에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
구성 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 상기 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 한정하는, 상기 수신하는 동작; 및
상기 구성 정보를 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
259. 실시예 251에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
정보를 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 수신하는 동작으로서, 상기 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 데이터를 수집하는 율을 변경하는, 상기 수신하는 동작; 및
상기 정보를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
260. 실시예 251에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
정보를 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 수신하는 동작으로서, 상기 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터의 유형을 변경하는, 상기 수신하는 동작; 및
상기 정보를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
261. 환자의 집에서 사용하기 위한 베이스 스테이션으로서,
상기 환자의 신체 부분과 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위한 무선 회로;
클라우드 데이터베이스와 통신하기 위한 네트워크 통신 인터페이스;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 명령 및 데이터를 저장하도록 배열된 메모리;
상기 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은,
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스를 상기 무선 회로를 통해 상기 베이스 스테이션에 등록하는 동작;
상기 무선 회로의 통신 범위 내에 있는 등록된 운동학적 이식 가능한 디바이스는 상기 베이스 스테이션에 응답하라는 제1 요청을 방송하는 동작;
상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 응답을 수신한 것에 응답하여, 상기 수집된 데이터를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 상기 베이스 스테이션으로 송신하라는 제2 요청을 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작;
상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 상기 수집된 데이터를 수신하는 동작; 및
상기 수집된 데이터를 상기 네트워크 통신 인터페이스를 통해 상기 클라우드 데이터베이스에 제공하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서;
상기 메모리, 상기 무선 회로, 상기 통신 인터페이스 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및
상기 메모리, 상기 프로세서, 상기 통신 인터페이스 및 상기 무선 회로를 둘러싸는 하우징을 포함하는 베이스 스테이션.
262. 실시예 261에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 네트워크 통신 인터페이스를 통해 다른 컴퓨팅 디바이스로부터 구성 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 신체 부분의 움직임에 관한 데이터를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수집하기 위한 적어도 하나의 파라미터를 한정하는, 상기 수신하는 동작; 및
상기 구성 정보를 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 상기 베이스 스테이션.
263. 실시예 261에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 네트워크 통신 인터페이스를 통해 다른 운동 디바이스로부터 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 데이터를 수집하는 율을 변경하는, 상기 수신하는 동작; 및
상기 정보를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
264. 실시예 261에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 네트워크 통신 인터페이스를 통해 다른 운동 디바이스로부터 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집되는 데이터의 유형을 변경하는, 상기 수신하는 동작; 및
상기 정보를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
265. 실시예 261에 있어서, 상기 제1 요청을 전송하는 동작은,
상기 베이스 스테이션의 현재 시간이 미리 결정된 통신 창 내에 있는지를 결정하는 동작; 및
상기 현재 시간이 상기 통신 창 내에 있는 것에 응답하여, 상기 제1 요청을 방송하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
266. 실시예 261에 있어서, 상기 프로세서는 상기 명령을 실행하여 추가 동작을 수행하고, 상기 추가 동작은,
상기 베이스 스테이션의 현재 시간이 통신 창 내에 있는지를 결정하는 동작;
상기 현재 시간이 상기 통신 창 내에 있는 것에 응답하여, 상기 제1 요청을 방송하는 동작; 및
상기 현재 시간이 상기 통신 창 밖에 있는 것에 응답하여, 상기 현재 시간이 상기 통신 창 내에 있을 때까지 대기하는 동작을 포함하는, 베이스 스테이션.
267. 분산 컴퓨팅 시스템으로서,
적어도 하나의 컴퓨팅 서버를 갖는 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크;
상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크에 결합되고 복수의 통신 채널을 동시에 유지하도록 배열된 네트워크 인터페이스로서, 각 통신 채널은 상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크와 원격 컴퓨팅 디바이스 사이에 정보를 전달하기 위해 피어-투-피어(peer-to-peer) 채널을 제공하는, 상기 네트워크 인터페이스;
복수의 이식 가능한 리포팅 프로세서(IRP)와 관련된 레코드를 저장하기 위한 데이터베이스로서, 각 이식 가능한 리포팅 프로세서(IRP)는 서로 다른 IRP와는 상이한 고유한 식별자를 갖는, 상기 데이터베이스; 및
제1 정보 요청을 포함하는 정보 요청들을 수신하고 이행하도록 배열된 질의 프로세서를 포함하고, 상기 제1 정보 요청은,
상기 데이터베이스에 저장하기 위해 제1 정보를 상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크에 송신하라는, 제1 원격 컴퓨팅 디바이스로부터의 요청을 포함하고, 상기 제1 정보는,
제1 IRP의 제1 고유한 식별자;
상기 제1 IRP에 의해 수집된 제1 데이터, 예를 들어, 제1 운동학적 데이터; 및
상기 제1 데이터와 관련된 시간스탬프를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
268. 실시예 267에 있어서,
실행 가능한 소프트웨어 명령을 저장하기 위한 적어도 하나의 메모리;
상기 실행 가능한 소프트웨어 명령의 적어도 일부를 실행하기 위한 적어도 하나의 프로세서를 더 포함하고, 상기 실행 가능한 소프트웨어 명령의 적어도 일부는 적어도 하나의 IRP를 갖는 환자와 관련된 개인 정보를 난독화하도록 배열된, 분산 컴퓨팅 시스템.
269. 실시예 267에 있어서, 상기 질의 프로세서에 의해 수신되고 이행된 펌웨어 정보 요청은 상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크로부터 펌웨어 정보를 수신하라는, 상기 제1 원격 컴퓨팅 디바이스로부터의 요청을 포함하고, 상기 펌웨어 정보는,
상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 IRP의 제1 고유한 식별자; 및
상기 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스에 대한 업데이트된 펌웨어를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
270. 실시예 267에 있어서, 상기 제1 원격 통신 디바이스는 적어도 상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 IRP와 무선으로 통신하도록 배열된 베이스 스테이션 디바이스인, 분산 컴퓨팅 시스템.
271. 실시예 270에 있어서, 상기 제1 원격 컴퓨터 디바이스는 단일 IRP, 예를 들어, 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 단일 IRP와만 무선으로 통신하도록 배열된 홈 베이스 스테이션 디바이스인, 분산 컴퓨팅 시스템.
272. 실시예 270에 있어서, 상기 제1 원격 컴퓨터 디바이스는 복수의 IRP, 예를 들어, 복수의 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 복수의 IRP와 무선으로 통신하도록 배열된 의사 진료실 베이스 스테이션 디바이스인, 분산 컴퓨팅 시스템.
273. 실시예 270에 있어서, 상기 제1 원격 컴퓨터는 상기 제1 IRP가 이식되기 전에 및 상기 제1 IRP가 이식된 후에 상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스 내 제1 IRP와 무선으로 통신하도록 배열된 수술실 베이스 스테이션 디바이스인, 분산 컴퓨팅 시스템.
274. 실시예 267에 있어서, 상기 데이터베이스에 저장된 하나 이상의 레코드는, 상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 제1 IRP에 대한 동작 시간라인을 형성하도록 함께 링크 가능하고, 상기 제1 IRP에 대한 동작 시간라인은 상기 데이터베이스에 저장된 상기 제1 IRP, 상기 제1 IRP에 대한 동작 시간라인과 관련된 모든 데이터, 예를 들어, 모든 운동학적 데이터를 함께 포함하는 복수의 레코드를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
275. 실시예 274에 있어서, 상기 제1 IRP가 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련될 수 있는, 상기 제1 IRP에 대한 상기 동작 시간라인은, 상기 제1 IRP 또는 상기 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 데이터, 예를 들어, 운동학적 데이터의 각 요소와 관련된 시간스탬프에 적어도 부분적으로 기초하여 조직 가능한, 분산 컴퓨팅 시스템.
276. 실시예 274에 있어서, 상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 제1 IRP에 대한 동작 시간라인은, 상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP에 의해 수집된 데이터, 예를 들어, 운동학적 데이터의 유형에 적어도 부분적으로 기초하여 조직 가능한, 분산 컴퓨팅 시스템.
277. 실시예 271에 있어서, 상기 질의 프로세서에 의해 수신되고 이행되는 상기 정보 요청은,
상기 제1 원격 컴퓨팅 디바이스로부터 실질적으로 주기적인 스케줄로 송신되고, 상기 데이터베이스에 저장하기 위해 상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크에 추가적인 데이터, 예를 들어, 추가적인 운동학적 데이터를 송신하라는 복수의 요청을 포함하고, 상기 실질적으로 정기적인 스케줄로 송신되는 상기 복수의 요청 각각은,
상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP의 제1 고유한 식별자;
상기 제1 IRP, 예를 들어, 상기 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP에 의해 수집된 업데이트된 데이터, 예를 들어, 업데이트된 운동학적 데이터; 및
상기 업데이트된 데이터, 예를 들어, 업데이트된 운동학적 데이터와 관련된 업데이트된 시간스탬프를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
278. 실시예 272에 있어서, 상기 질의 프로세서에 의해 수신되고 이행되는 상기 정보 요청은,
상기 데이터베이스에 저장하기 위해 고해상도 데이터, 예를 들어, 고해상도 운동학적 데이터를 상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크에 송신하라는, 상기 제1 원격 컴퓨팅 디바이스로부터의 요청을 포함하고, 상기 고해상도 데이터를 송신하라는 요청은,
상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP의 제1 고유한 식별자;
상기 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP에 의해 수집된 고해상도 데이터, 예를 들어, 고해상도 운동학적 데이터; 및
상기 고해상도 데이터, 예를 들어, 상기 고해상도 운동학적 데이터와 관련된 시간스탬프를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
279. 실시예 278에 있어서, 상기 제1 정보는 의료 종사자에 의해 제공된 노트를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
280. 실시예 273에 있어서, 상기 질의 프로세서에 의해 수신되고 이행되는 상기 정보 요청은,
상기 데이터베이스에 저장하기 위해 이식 데이터, 예를 들어, 이식 운동학적 데이터를 상기 컴퓨팅 서버 디바이스의 네트워크로 전송하라는, 상기 제1 원격 컴퓨팅 디바이스로부터의 요청을 포함하고, 상기 이식 데이터, 예를 들어, 이식 운동학적 데이터를 송신하라는 요청은,
상기 제1 IRP, 예를 들어, 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP의 제1 고유한 식별자;
상기 제1 IRP와 관련된 환자 식별자;
상기 제1 IRP와 관련된 해부학적 식별자;
상기 제1 IRP를 이식하기 위한 의료 절차와 관련된 의료 종사자 식별자;
상기 제1 IRP를 이식하기 위한 의료 절차와 관련된 의료 시설 식별자; 및
상기 제1 IRP, 예를 들어, 상기 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 제1 IRP를 이식하기 위한 상기 의료 절차와 관련된 시간스탬프를 포함하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
281. 실시예 267에 있어서, 상기 질의 프로세서에 의해 수신되고 이행되는 제2 정보 요청은 상기 데이터베이스로부터 집계된 정보를 수신하라는, 제2 원격 컴퓨팅 디바이스로부터의 요청을 포함하고, 상기 집계된 정보는,
복수의 레코드를 포함하고, 상기 복수의 레코드 각각은 공통 특성을 공유하는, 분산 컴퓨팅 시스템.
282. 실시예 281에 있어서, 상기 공통 특성은 상기 제1 IRP 또는 상기 제1 IRP와 관련된 제1 운동학적 이식 가능한 디바이스의 제1 고유한 식별자인, 분산 컴퓨팅 시스템.
283. 실시예 281에 있어서, 상기 공통 특성은 IRP 또는 운동학적 이식 가능한 디바이스의 동일한 유형인, 분산 컴퓨팅 시스템.
284. 실시예 281에 있어서, 상기 공통 특성은 동일한 해부학적 식별자인, 분산 컴퓨팅 시스템.
285. 실시예 281에 있어서, 상기 공통 특성은 동일한 의료 종사자 식별자인, 분산 컴퓨팅 시스템.
286. 실시예 281에 있어서, 상기 공통 특성은 동일한 의료 시설 식별자인, 분산 컴퓨팅 시스템.
실시예에서, 베이스 스테이션은 음성-커맨드(음성으로 제어되는 것으로도 알려짐) 기능을 갖는다. 다시 말해, 환자 또는 건강 관리 전문가와 같은 사람이 베이스 스테이션에 말할 수 있고, 베이스 스테이션은 이에 적절하게 응답할 수 있다. 예를 들어, 사람은 베이스 스테이션에 임플란트가 불편하다고 말할 수 있고, 이에 응답하여 베이스 스테이션은 이 진술이 이루어진 때를 레코드함과 함께 이 정보를 레코드할 수 있다. 베이스 스테이션은 사람에 의해 제공된 특정 구두 정보에 응답하여 이식 가능한 리포팅 프로세서에 질의하여 IRP로부터 임플란트에 관한 추가적인 정보를 획득하고 저장함으로써 제 위치에서 환자, 건강 관리 전문가 등에게 보충 정보를 제공하도록 프로그래밍될 수 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 사람은 보형물 또는 IPR의 상태에 관한 정보를 구두로 리포트하도록 음성-커맨드 기능을 명령할 수 있다.
예를 들어, 일 실시예에서, 본 발명은, 이식 가능한 리포팅 프로세서와 통신하도록 구성된 제1 회로; 컴퓨팅 시스템과 통신하도록 구성된 제2 회로; 및 음성-커맨드(또한 음성 제어라고도 함) 기능을 상기 베이스 스테이션에 제공하는데 필요한 추가적인 회로를 포함하는 베이스 스테이션으로서, 여기서 제3 회로는 음성 제어 방식으로 상기 환자와 통신하도록 선택적으로 사용되고 구성될 수 있는, 상기 베이스 스테이션을 제공한다. 선택적으로, 상기 제3 회로는 안테나 및 무선 회로, 예를 들어, 제3 안테나 및 제3 무선 회로를 포함하고, 상기 베이스 스테이션은 상기 제1 회로, 제2 회로 및 제3 회로를 제어하도록 구성된 처리 회로를 갖는다. 상기 처리 회로는 환자로부터 입력을 수신하고 상기 제1 회로 및/또는 상기 제2 회로에 정보를 송신하도록 구성될 수 있다.
실시예 183 내지 202 각각에서 상기 베이스 스테이션은 음성-커맨드 기능을 포함할 수 있고, 또는 이와 동등하게 음성-커맨드 기능을 갖는 디바이스는 실시예 183 내지 202 중 임의의 실시예의 베이스 스테이션의 기능을 포함하도록 수정되거나 보충될 수 있다. 어느 경우에나 환자는 베이스 스테이션과 상호 작용하는 IRP에 의해 생성되는 레코드에 추가 정보를 배치하기 위해 음성-커맨드 디바이스와 구두로 의사 소통할 수 있다. 예를 들어, 컴퓨팅 시스템은 음성-커맨드 디바이스를 포함할 수 있다.
또 다른 예로서, 일 실시예에서, 본 발명은, 이식 가능한 리포팅 프로세서 및 베이스 스테이션을 포함하는 시스템으로서, 상기 베이스 스테이션은 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서, 컴퓨팅 시스템 및 음성-커맨드 디바이스와 통신하도록 구성된, 상기 시스템을 제공한다. 선택적으로 상기 음성-커맨드 디바이스는 환자가 단일 디바이스를 볼 수 있도록 상기 베이스 스테이션에 통합된다.
실시예 203 내지 216 각각에서 상기 베이스 스테이션은 음성-커맨드 기능을 포함할 수 있고, 또는 실시예 203 내지 216의 각각에서 시스템은 환자 및 베이스 스테이션과 통신할 수 있는 음성-커맨드 디바이스를 추가로 포함할 수 있다. 어느 경우에나, 환자는 베이스 스테이션과 상호 작용하는 IRP에 의해 생성되는 레코드에 추가 정보를 배치하기 위해 실시예 203 내지 216의 시스템에 존재하는 음성-커맨드 디바이스와 구두로 의사 소통할 수 있다. 예를 들어, 본 발명은, 실시예 203 내지 209의 시스템과 같은 시스템으로서, 상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서가 이식된 환자로부터 상기 환자의 건강 상태에 관한 정보를 수신하도록 구성된 음성-커맨드 디바이스를 더 포함하는 상기 시스템을 제공한다. 또 다른 예로서, 본 발명은, 실시예 203 내지 209의 시스템으로서, 상기 베이스 스테이션과 통신하고, 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서 및 상기 환자에 이식된 보형물을 포함하는 보형물에 관한 정보를 환자에게 음성으로 제공하도록 구성된 음성-커맨드 기능을 더 포함하는 상기 시스템을 제공한다.
또 다른 예로서, 본 발명은, 베이스 스테이션과 이식 가능한 리포팅 프로세서 사이에 통신 채널을 수립하는 단계; 및 상기 베이스 스테이션과 상기 이식 가능한 리포팅 프로세서 사이에 상기 채널을 통해 정보를 전송하는 단계를 포함하는 방법으로서, 상기 방법은 상기 베이스 스테이션이 환자 또는 건강 관리 전문가와 같은 사람으로부터 구두 명령에 응답하는 단계를 더 포함하는 상기 방법을 제공한다.
실시예 217 내지 266의 방법들 각각에서 상기 베이스 스테이션은 음성-커맨드 기능을 포함할 수 있고, 또는 이와 동등하게, 음성-커맨드 기능을 갖는 디바이스는 실시예 221 내지 226의 방법들 중 임의의 방법의 베이스 스테이션의 기능을 포함하도록 변경되거나 보충될 수 있다. 어느 경우에나, 환자는, 베이스 스테이션과 상호 작용하는 IRP에 의해 생성되는 레코드에 추가 정보를 배치하기 위해 음성-커맨드 디바이스와 구두로 의사 소통할 수 있고, 본 발명의 방법은 이러한 기능을 포함한다.
실시예 247 내지 266의 각각에서 상기 베이스 스테이션은 음성-커맨드 기능을 포함할 수 있고, 또는 이와 동등하게, 음성-커맨드 기능을 갖는 디바이스는 실시예 247 내지 266 중 임의의 실시예의 베이스 스테이션의 기능을 포함하도록 변경되거나 보충될 수 있다. 어느 경우에나, 사람은 베이스 스테이션과 상호 작용하는 IRP에 의해 생성되는 레코드에 추가 정보를 배치하거나 및/또는 보형물에 관한 정보를 얻기 위해 음성-커맨드 디바이스와 구두로 의사 소통할 수 있다.
예를 들어, 수술실에서 사용하기 위한 베이스 스테이션은, 환자의 신체 부분과 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위한 무선 회로; 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 대한 명령 및 구성 정보를 저장하도록 배열된 메모리; 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은, 상기 구성 정보를 수신하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 관련된 상기 몸체 부분의 움직임에 관한 데이터를 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스가 수집하는 것을 한정하는 적어도 하나의 파라미터를 설정하는, 상기 수신하는 동작; 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 연결을 수립하는 동작; 및 상기 구성 정보를 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작으로서, 상기 구성 정보는 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스를 초기화하기 위해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 저장되는, 상기 제공하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서; 상기 메모리, 상기 무선 회로 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및 상기 메모리, 상기 프로세서 및 상기 무선 회로를 둘러싸는 하우징을 포함하고, 상기 수술실 내 사람이 생성되는 레코드에 구두로 정보를 입력할 수 있는 음성-커맨드 기능을 추가로 포함할 수 있고, 또는 보형물의 상태에 대한 정보를 얻기 위해 음성-커맨드 기능을 질의할 수 있다.
또 다른 예로서, 환자의 의료 종사자 진료실에서 사용하기 위한 베이스 스테이션은, 환자의 신체 부분과 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위한 무선 회로; 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 수신된 명령 및 데이터를 저장하도록 배열된 메모리; 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은, 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스와 연결을 수립하는 동작; 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 데이터를 수집하는 것과 관련된 적어도 하나의 파라미터를 일시적으로 변경하라는 요청을 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작; 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 상기 수집된 데이터를 수신하는 동작; 및 상기 수집된 데이터를 의료 종사자에게 디스플레이하게 하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서; 상기 메모리, 상기 무선 회로 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및 상기 메모리, 상기 프로세서, 및 상기 무선 회로를 둘러싸는 하우징을 포함하고, 환자의 의료 종사자의 진료실에 있는 사람이 생성되는 레코드에 정보를 구두로 입력할 수 있는 음성-커맨드 기능을 추가로 포함하고, 또는 현재 또는 및 과거에 보형물의 상태에 대한 정보를 얻기 위해 음성-커맨드 기능을 질의할 수 있다.
또 다른 예로서, 환자의 집에서 사용하기 위한 베이스 스테이션은, 환자의 신체 부분과 관련된 운동학적 이식 가능한 디바이스와 통신하기 위한 무선 회로; 클라우드 데이터베이스와 통신하기 위한 네트워크 통신 인터페이스; 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 의해 수집된 명령 및 데이터를 저장하도록 배열된 메모리; 상기 저장된 명령을 실행하여 동작을 수행하는 프로세서로서, 상기 동작은, 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스를 상기 베이스 스테이션에 등록하는 동작; 상기 무선 회로의 통신 범위 내에 있는 등록된 운동학적 이식 가능한 디바이스는 상기 베이스 스테이션에 응답하라는 제1 요청을 방송하는 동작; 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터의 응답을 수신한 것에 응답하여, 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 상기 베이스 스테이션으로 상기 수집된 데이터를 전송하라는 제2 요청을 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스에 제공하는 동작; 상기 무선 회로를 통해 상기 운동학적 이식 가능한 디바이스로부터 상기 수집된 데이터를 수신하는 동작; 및 상기 수집된 데이터를 상기 네트워크 통신 인터페이스를 통해 상기 클라우드 데이터베이스에 제공하는 동작을 포함하는, 상기 프로세서; 상기 메모리, 상기 무선 회로, 상기 통신 인터페이스 및 상기 프로세서에 전력을 제공하기 위한 전력 공급원; 및 상기 메모리, 상기 프로세서, 상기 통신 인터페이스 및 상기 무선 회로를 둘러싸는 하우징을 포함하고, 상기 환자가 생성되는 레코드에 정보를 구두로 입력할 수 있는 음성-커맨드 기능을 추가로 포함할 수 있고, 또는 현재 또는 과거에 보형물의 상태에 대한 정보를 얻기 위해 음성-커맨드 기능을 질의할 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하려고 의도된 것은 아닌 것으로 이해된다. 본 명세서에서 구체적으로 한정되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 용어는 관련 기술 분야에서 알려진 통상적인 의미를 갖는 것으로 더 이해되어야 한다.
본 명세서에서 "일 실시예" 또는 "실시예"라는 언급 및 그 변형어는 실시예와 관련하여 설명된 특정 특징, 구조 또는 특성이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 본 명세서에 걸쳐 다양한 곳에서 "일 실시예에서" 또는 "실시예에서"라는 어구의 사용은 반드시 모두 동일한 실시예를 나타내는 것은 아니다. 또한, 특정 특징, 구조 또는 특성은 하나 이상의 실시예에서 임의의 적절한 방식으로 결합될 수 있다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용된 단수 형태의 요소 및 "상기" 요소는, 내용 및 문맥이 명백하게 달리 지시하지 않는 한, 복수의 요소, 즉 하나 이상의 요소를 포함한다. 또한, "및" 및 "또는"이라는 연결어는, 내용 및 문맥이 경우에 따라 포괄성 또는 배타성을 명확하게 지시하지 않는 한, 일반적으로 "및/또는"을 포함하는 가장 넓은 의미로 사용된다는 점에 유의해야 한다. 따라서, 대안(예를 들어, "또는")의 사용은 대안 중 하나, 둘 모두 또는 이들의 임의의 조합을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 게다가, 본 명세서에서 "및/또는"이 언급될 때 " 및" 및 "또는"의 구성은 관련된 모든 항목 또는 아이디어를 포함하는 실시예 및 관련된 모든 항목 또는 아이디어보다 더 적은 항목 또는 아이디어를 포함하는 하나 이상의 다른 대안적인 실시예를 포함하도록 의도된다.
문맥이 달리 요구하지 않는 한, 명세서 및 청구범위 전체에 걸쳐, "포함한다"라는 단어 및 그 동의어 및 "갖는다" 및 "구비한다"와 같은 변형어뿐만 아니라 "포함한다" 및 "포함하는"과 같은 변형어는 예를 들어 "포함하지만 이에 국한되지 않는"과 같은 개방적이고 포괄적인 의미로 해석되어야 한다. "본질적으로 ~로 구성된(consisting essentially of)"이라는 용어는 청구 범위를 지정된 재료 또는 단계로 제한하거나, 또는 청구된 발명의 기본 및 신규 특성에 실질적으로 영향을 미치지 않는 재료 또는 단계로 제한한다.
본 명세서에 설명된 바와 같이, 간략화를 위해, 환자, 임상의 또는 다른 사람은 일부 경우에 남성성의 맥락에서 설명될 수 있다. 의료 종사자는 임의의 성별일 수 있으며, 본 명세서에서 사용된 "그", "그의", "그 자신" 등의 용어는 모든 알려진 성별 정의를 포괄적으로 포함하는 것으로 해석되어야 하는 것으로 이해된다.
본 문서 내에서 사용된 임의의 명칭은 독자가 검토하는 것을 용이하게 하는 데에만 이용되며, 임의의 방식으로 본 발명 또는 청구범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다. 따라서, 본 명세서에서 제공된 명칭 및 요약서는 단지 편의를 위한 것일 뿐, 실시예의 범위 또는 의미를 나타내지는 않는다.
전술한 설명에서, 일부 특정 상세는 다양한 개시된 실시예의 완전한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 그러나, 관련 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예가 이러한 특정 상세 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법, 구성 요소, 재료 등과 함께 실시될 수 있다는 것을 인식할 수 있을 것이다. 다른 경우, 전자 시스템 및 컴퓨팅 시스템과 관련된 잘 알려진 구조는 클라이언트 및 서버 컴퓨팅 시스템을 포함할 뿐만 아니라 네트워크는 실시예에 대한 설명을 불필요하게 모호하게 하는 것을 피하기 위해 상세하게 도시되거나 설명되지 않았다.
본 명세서에 설명된 것과 유사한 또는 동등한 임의의 방법 및 물질이 또한 본 발명의 실시 또는 테스트에 사용될 수 있지만, 제한된 수의 예시적인 방법 및 물질이 본 명세서에 기재되어 있다. 일반적으로, 달리 지시되지 않는 한, 본 발명 및/또는 그 구성 요소를 제조하기 위한 재료는 금속, 금속 합금, 세라믹, 플라스틱 등과 같은 적절한 재료로부터 선택될 수 있다.
값의 범위가 본 명세서에 제공되는 경우, 이 범위의 상한과 하한 사이에 각 개재된 값은, 문맥 상 명확히 달리 지시되지 않는 한, 하한 단위의 1/10까지, 및 이 명시된 범위에서 임의의 다른 언급된 또는 개재된 값은 본 발명에 포함되는 것으로 이해된다. 이들 더 작은 범위의 상한 및 하한은 독립적으로 더 작은 범위에 포함될 수 있으며, 또한 명시된 범위에서 임의로 구체적으로 배제된 한계에 따라 본 발명에 포함된다. 언급된 범위가 하나 또는 둘 모두의 한계를 포함하는 경우, 포함된 한계들 중 하나 또는 둘 모두를 제외한 범위도 본 발명에 포함된다.
예를 들어, 본 명세서에서 제공된 임의의 농도 범위, 퍼센트 범위, 비율 범위 또는 정수 범위는, 달리 지시되지 않는 한, 언급된 범위 내의 임의의 정수의 값을 포함하고, 적절한 경우, 그 일부(예를 들어, 정수의 1/10 및 1/100)를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 중합체 서브 유닛, 크기 또는 두께와 같은 임의의 물리적 특징과 관련하여 본 명세서에 언급된 임의의 수치 범위는, 달리 지시되지 않는 한, 언급된 범위 내의 임의의 정수를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 명세서에 사용된 "약"이라는 용어는, 달리 지시되지 않는 한, 지시된 범위, 값 또는 구조의 ±20%를 의미한다.
본 명세서에서 언급되거나 및/또는 출원 데이터 시트에 열거된 모든 미국 특허 문헌, 미국 특허 출원 공개 문헌, 미국 특허 출원 문헌, 외국 특허 문헌, 외국 특허 출원 문헌 및 비-특허 공개 문헌은 모두 전체 내용이 본 명세서에 병합된다. 이러한 문헌은, 예를 들어, 현재 기재된 발명과 관련하여 사용될 수 있는 문헌에 기재된 자료 및 방법론을 기술하고 개시하기 위해 본 명세서에 병합될 수 있다. 본문 전반에 걸쳐 전술된 문헌은 본 출원의 출원일 전에 개시된 것에 대해서만 제공된다. 본 명세서에 언급된 그 어떤 문헌도 발명자가 임의의 참조된 문헌을 선행 발명으로 추정하는 것을 인정하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
일반적으로, 이후 청구범위에서, 사용된 용어는 청구범위를 명세서 및 청구범위에 개시된 특정 실시예로 제한하는 것으로 해석되어서는 안 되며, 본 청구범위와 관련된 전체 등가 범위와 함께 모든 가능한 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다. 따라서, 청구범위는 본 명세서에 의해 제한되지 않는다.
Claims (46)
- 이식 가능한 의료 디바이스로서,
클립 및 헤더 조립체 각각에 결합된 인쇄 회로 조립체;
원통형 형상 및 베이스를 갖는 전력 구성 요소로서, 상기 베이스는 상기 전력 구성 요소의 애노드 및 캐소드를 포함하고, 상기 전력 구성 요소는 상기 전력 구성 요소와 상기 인쇄 회로 조립체를 체결하는 상기 클립을 통해 상기 인쇄 회로 조립체에 결합된, 상기 전력 구성 요소; 및
상기 인쇄 회로 조립체와 안테나 구성 요소 사이의 통신 인터페이스를 제공하는 상기 헤더 조립체를 통해 상기 인쇄 회로 조립체에 결합된 상기 안테나 구성 요소로서, 상기 헤더 조립체는 상기 안테나 구성 요소에 결합하도록 구성된 일 단부 및 상기 인쇄 회로 조립체에 결합하도록 구성된 타 단부를 갖고, 상기 헤더 조립체는 상기 안테나 구성 요소를 상기 인쇄 회로 조립체에 전기적으로 연결하기 위해 상기 헤더 조립체를 관통하여 공급되는 핀을 포함하고, 상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부 또는 외부에 구성되고, 상기 안테나 구성 요소는 플라스틱 또는 세라믹으로 제조된 레이돔에 의해 덮인, 상기 안테나 구성 요소를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 구성된 세라믹 칩 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 구성된 패치 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스. - 제1항에 있어서,
상기 안테나 구성 요소는 상기 이식 가능한 의료 디바이스의 내부에 구성된 근거리 통신(NFC) 코일 안테나를 포함하는, 이식 가능한 의료 디바이스. - 삭제
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