KR20090080983A - 투약 제어 장치를 구비하는 안과용 주입 장치 - Google Patents

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부르노 닥쿠에이
캐시 린드
세사리오 도스 산토스
로버트 제이. 주니어 산체즈
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알콘 리서치, 리미티드
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Abstract

본원발명의 주입 장치는 투약 챔버, 플런저,제어기, 온도 제어 장치, 및 메모리 장치를 가진다. 투약 챔버는 내부 표면 및 외부 표면을 가진다. 내부 표면은 소정 양의 물질을 수용하기 위해 공동을 한정한다. 플런저는 투약 챔버의 내부 표면과 맞물리며, 상기 투약 챔버의 공동 내에서 슬라이딩 가능하며, 상기 투약 챔버의 내부 표면에 대해 유체 소통에 있어 밀봉된다(fluidly sealed). 제어기는 주입 장치의 작동을 제어한다. 온도 제어 장치는 상기 투약 챔버 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 메모리 장치는 파라미터를 저장한다. 제어기는 메모리 장치로부터 이러한 파라미터를 사용하여 주입 장치를 작동시킨다.
주입, 안과, 제어

Description

투약 제어 장치를 구비하는 안과용 주입 장치 {OPHTHALMIC INJECTION DEVICE INCLUDING DOSAGE CONTROL DEVICE}
관련 출원
본원발명은 2006년 10월 16일에 출원된 미국 특허 출원 11/581,629의 부분 계속 출원인, 2007년 3월 20일에 출원된 미국 특허 출원 11/688,573, 2006년 10월 16일에 출원된 미국 특허 출원 11/581,630, 2006년 10월 16일에 출원된 미국 특허 출원 11/581,591, 2006년 5월 17일에 출원된 미국 특허출원 11/453,906호의 부분 계속 출원이다.
본원발명은 눈에 약품을 주입하기 위한 장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 투약 제어 메커니즘을 구비하는 안과용 약품 전달 장치 및 이 시스템의 작동 방법에 관한 것이다.
눈의 배면 부분의 몇 가지 병 및 상태는 시력을 위협한다. 몇 가지 예로는, 연령 관련 황반부 변성(age related macular degeneration; ARMD), 맥락막 신생혈관(choroidal neovascularization; CNV), 망막증(예를 들어, 당뇨망막병증(diabetic retinopathy), 유리체망막병증(vitreoretinopathy), 망막염(예를 들 어, 거대세포바이러스 (cytomegalovirus; CMV) 망막염), 포도막염(uveitis), 황반부종(macular edema), 녹내장, 그리고 신경장해(neuropathies)가 있다.
이와 같은 질병 및 기타의 질병은 눈에 약품을 주입함으로써 치료될 수 있다. 이러한 주입은 종래의 주사기 및 바늘을 사용하여 통상적으로 수동으로 이루어진다. 도 1은 눈에 약품을 주입하는데 사용되는 종래 기술의 주사기의 사시도를 도시한다. 도 1에서, 주사기는 바늘(105), 루어 허브(luer hub)(110), 챔버(115), 플런저(plunger)(120), 플런저 샤프트(125), 엄지 지지부(130)를 포함한다. 일반적으로 알려진 바와 같이, 주입될 약품은 챔버(115) 내에 위치한다. 엄지 지지부(130)를 누르면 플런저(120)가 바늘(105)을 통해 약품을 분사하게 된다.
이러한 주사기를 사용하는데 있어서, 외과의사는 (간호사의 도움을 받거나 또는 간호사의 도움없이) 바늘로 눈의 조직을 찌르고, 주사기를 안정되게 유지하며, 주사기 플런저를 작동시켜서 눈 안으로 약물을 주입한다. 유체의 유속은 제어되지 않는다. 버니어의 판독에 있어서 패럴랙스(parallax) 오차의 영향을 받으므로, 주입된 용적은 보통 정밀한 방식으로 제어되지 않는다. "불안정한(unsteady)" 주입으로 인하여 조직 손상이 일어날 수 있다.
작은 양의 액체를 전달하는 것을 제어하기 위한 노력이 있어왔다. 상업적으로 이용가능한 유체 분배기는 Rhode Island, Providence의 EFD Inc. 로부터 구입할 수 있는 ULTRATM 정변위 분배기(positive displacement dispenser)이다. ULTRA 분배기는 일반적으로 작은 용적의 공업용 접착제를 분배하는데 사용된다. 이는 종래 의 주사기 및 주문제작된 분배 팁(dispensing tip)을 이용한다. 주사기 플런저는 전기 스테퍼 모터 및 작동 유체를 사용하여 작동한다. 이러한 유형의 분배기에 있어서는, 전달되는 용적이 유체의 점성, 표면 장력, 및 특정 분배 팁에 크게 좌우된다. Ohio, Cleveland의 Paker Hannifin Corporation 은 California, San Diego 의 Aurora Instruments LLC 에서 제조한 약품 발견 용도(drug discovery applications)를 위한 작은 용적의 액체 분배기를 배급한다. Parker/Aurora 분배기는 압전 분배 메커니즘을 이용한다. 이러한 분배기는 정확하기는 하나 고가이며 분배 메커니즘으로 전달될 전기 신호를 필요로 한다.
미국 특허 6,290,690 호는 망막 박리 또는 망막 열공(retinal detachment or tear)을 치료하기 위한 수술과정 동안에 유체/유체 교환기에서 눈으로부터 제2 점성 유체(예를 들어, 퍼플루오르카본 액체)를 흡출하면서 동시에 눈으로 점성 유체(예를 들어, 실리콘 오일)를 주입하기 위한 안과용 시스템을 개시한다. 이러한 시스템은 플런저를 구비하는 종래의 주사기를 포함한다. 주사기의 한쪽 단부는 플런저를 작동시키기 위하여 일정한 공압을 제공하는 공압원에 유체 소통 방식으로(fluidly) 결합한다. 주사기의 다른 단부는 주입될 점성 유체를 전달하기 위하여 튜브를 통해 인퓨젼 캐뉼러(infusion cannula)에 유체 소통 방식으로 결합한다.
각각의 주입 과정 동안에 정확한 투약량이 전달되도록 안과용 주입 시스템이 투약 제어 장치를 가지는 것이 바람직할 것이다. 이러한 장치는 의료 전문가 측에서의 투약 에러를 제거할 것이며 약품의 임상 실험 과정 동안에 정확한 투약이 이루어지게 하는데 바람직할 것이다.
본원발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 본원발명은 투약 챔버, 플런저, 제어기, 온도 제어 장치, 및 메모리 장치를 가지는 주입 장치이다. 투약 챔버는 내부 표면 및 외부 표면을 가진다. 내부 표면은 소정 양의 물질을 수용하기 위해 공동을 한정한다. 플런저는 투약 챔버의 내부 표면과 맞물리며, 상기 투약 챔버의 공동 내에서 슬라이딩 가능하며, 상기 투약 챔버의 내부 표면에 대해 유체 소통에 있어 밀봉된다(fluidly sealed). 제어기는 주입 장치의 작동을 제어한다. 온도 제어 장치는 상기 투약 챔버 하우징을 적어도 부분적으로 둘러싼다. 메모리 장치는 파라미터를 저장한다. 제어기는 메모리 장치로부터 이러한 파라미터를 사용하여 주입 장치를 작동시킨다.
본원발명의 원리에 따른 다른 실시예에서, 본원발명은 팁 세그먼트와 유한 재사용 조립체 간의 연결을 인식하는 단계; 상기 팁 세그먼트 내의 메모리 장치로부터의 파라미터를 판독하는 단계; 물질을 눈으로 전달하기 위하여 상기 파라미터에 기초하여 상기 유한 재사용 조립체 및 상기 팁 세그먼트를 작동시키는 단계; 를 포함하는, 물질을 눈으로 주입하는 방법이다.
전술한 일반적인 설명 및 이하의 상세한 설명은 예시적이며 설명을 위한 것일 뿐이며 청구된 본원발명에 대한 설명을 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다. 이하의 설명 및 본원발명의 실시예는 본원발명의 추가적인 장점 및 목적을 설명 및 제시한다.
본 명세서에 포함되어 그 일부를 구성하는 첨부된 도면은 본원발명의 몇 가지 실시예를 도시하며, 상세한 설명과 함께 본원발명의 원리를 설명하는데 사용된다.
도 1은 종래 기술의 주사기의 사시도이다.
도 2는 본원발명의 일 실시예에 따른 약품 전달 팁 세그먼트 및 유한 재사용 조립체를 포함하는 안과용 핸드 피스(hand piece)의 도면이다.
도 3은 본원발명의 일 실시예에 따른 약품 전달 팁 세그먼트에서 사용하기 위한 메모리 장치 회로의 다이어그램이다.
도 4는 본원발명의 일 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 약품 전달 팁 세그먼트의 전개 단면도이다.
도 5는 본원발명의 일 실시예에 따른 약품 전달 팁 세그먼트 및 유한 재사용 조립체의 단면도이다.
도 6은 본원발명의 일 실시예에 따른 투약 제어 카드의 사시도이다.
도 7은 본원발명의 일 실시예에 따른 콘솔, 약품 전달 장치, 투약 제어 카드의 사시도이다.
도 8은 본원발명의 일 실시예에 따른 배선방식 메모리 회로의 회로 다이어그램이다.
이제 본원발명의 예시적인 실시예를 자세히 참조한다. 이러한 실시예들의 예가 첨부된 도면에 도시되어 있다. 가능한 경우, 전체 도면을 통해 동일하거나 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하였다.
도 2는 본원발명의 실시예에 따르는 유한 재사용 조립체와 약품 전달 팁 세그먼트(tip segment)를 포함하는 안과용 핸드 피스(hand piece)를 도시한다. 도 2에서, 이러한 핸드 피스는 팁 세그먼트(205) 및 유한 재사용 조립체(250)를 포함한다. 팁 세그먼트(205)는 바늘(210), 하우징(215), 플런저 연결부(225) 및 선택적인(optional) 광원(275)을 포함한다. 유한 재사용 조립체(250)는 하우징(255), 스위치(270), 잠금 기기(265), 그리고 나사부(260)를 포함한다.
팁 세그먼트(205)는 유한 재사용 조립체(250)에 연결되고 이로부터 제거될 수 있다. 이러한 실시예에서, 팁 세그먼트(205)는 유한 재사용 조립체(250)의 나사부(260) 상에 나사식으로 조여지는, 하우징(215) 내부 표면 상의 나사부를 가진다. 또한, 잠금 기기(265)는 유한 재사용 조립체(250)에 팁 세그먼트(205)를 고정시킨다. 잠금 기기(265)는 버튼, 슬라이딩 스위치, 또는 외팔보 방식의 기기(cantilevered mechanism)의 형태일 수 있다. 서로 정합하는 구조적 특징을 수반하는 것들과 같이, 팁 세그먼트(205)를 유한 재사용 조립체(250)에 연결하기 위한 다른 메커니즘은 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 잘 알려져 있으며, 이는 본원발명의 범위 내에 속한다.
바늘(210)은 눈에 약품과 같은 물질을 전달하도록 구성된다. 바늘(210)은 일반적으로 알려진 형상의 것일 수 있다. 바람직하게, 바늘(210)은 그 열적 특성이 특정 약품 전달에 사용하는 데 있어 유리하도록 구성된다. 예를 들어, 가열된 약품이 전달되어야 하면, 바늘(210)은 약품의 올바른 전달을 돕기 위하여 비교적 짧은(수 밀리미터) 길이일 수 있다.
스위치(270)는 시스템에 입력부를 제공하도록 구성된다. 예를 들어, 스위치(270)는 시스템을 작동시키거나 히터를 켜기 위해 사용될 수 있다. 다른 스위치, 버튼, 또는 사용자를 위한 제어 입력부가 일반적으로 알려져 있으며, 유한 재사용 조립체(250) 및/또는 팁 세그먼트(205)와 함께 사용될 수 있다.
팁 세그먼트(205)가 사용될 준비가 되면, 선택적인 광원(275)이 조명된다. 선택적인 광원(275)은 하우징(215)으로부터 돌출할 수 있거나, 하우징(215) 내에 내장될 수 있으며 이러한 경우에 선택적인 광원(275)이 하우징(215)의 투명한 부분을 통해 확인될 수 있다. 다른 실시예에서, 선택적인 광원(275)은, 액정 디스플레이, 세그먼트형 디스플레이(segmented display), 또는 팁 세그먼트의 상태나 조건을 지시하는 기타의 장치와 같은 인디케이터(indictor)로 대체될 수 있다. 예를 들어, 선택적인 광원(275)은, 이에 제한되는 것은 아니지만 시스템 에러, 배터리의 완전 충전, 배터리의 충전 부족 또는 팁 세그먼트(205)와 유한 재사용 조립체(250) 사이의 연결불량과 같은 다른 상태를 표시하기 위해 펄스 온(pulse on) 또는 펄스 오프(pulse off)될 수도 있다.
도 3은 본원발명의 일 실시예에 따른 약품 전달 팁 세그먼트 내에서 사용하기 위한 메모리 장치 회로의 다이어그램이다. 도 3에서, 회로는 선택적 광원(275), 퓨즈(375), 제어기(305), 전력원(310), 메모리 장치(315)를 포함한다. 제어기(305)는 전력원(310)의 작동을 제어하며 메모리 장치(315)에 저장된 데이터를 판독한다.
도 3의 실시예에서, 선택적 광원(275)은 임의의 적절한 빛깔의 발광 다이오우드이다. 다른 실시예에서는, 선택적 광원(275)이 램프, 형광등, 또는 다른 유사한 전기적 또는 전자적 광원일 수 있다. 다른 실시예에서는, 선택적 광원(275)이 액정 디스플레이나 세그먼트형 디스플레이와 같은 임의 유형의 인디케이터(indicator)이다.
퓨즈(375)는 선택적 광원(275)의 작동 전류보다 더 큰 정격 전류(current rating)를 가지는 퓨즈이다. 퓨즈(375)는 일반적인 유리 캡슐형 퓨즈(glass encapsulated fuse), 인쇄 회로 기판 상의 트레이스 퓨즈(trace fuse), 또는 퓨즈의 기능을 제공하는 기타의 유사한 구조체일 수 있다. 예를 들어, 스위치나 스위칭 회로가 퓨즈(375)의 기능을 제공하는데 사용될 수 있다. 퓨즈(375)는 팁 세그먼트의 재사용을 방지하기 위하여 사용 후에는 끊어질 수 있다.
전력원(310)은 통상적으로 관련 회로를 구비하는 재충전가능한 배터리이다. 다른 경우에는, 전력원(310)이 일회용 배터리거나 단지 스위치 모드 전력 공급기(switch mode power supply)와 같은 독립된 전력원으로의 연결부이다. 이러한 실시예에서는, 전력원(310)이 이와 관련된 충전 및 전류 구동 전자장치도 포함한다.
제어기(305)는 통상적으로 논리 기능을 수행할 수 있는 전력, 입력, 및 출력 핀을 가지는 집적 회로이다. 여러 실시예에서, 제어기(305)는 목표 장치 제어기(targeted device controller)이다. 이러한 경우에, 제어기(305)는 히터나 전력 공급기와 같은 특정 자이나 부품을 목표로 하는 특정 제어 기능을 실행한다. 예를 들어 히터 제어기는 히터를 제어하는 기본 기능을 가진다. 다른 실시예에서, 제어기(305)는 마이크로프로세서이다. 이러한 경우에, 제어기(305)는 자치의 하나 보다 많은 부품을 제어하는 기능을 할 수 있도록 프로그램밍할 수 있다. 다른 경우에는, 제어기(305)가 프로그래밍 가능한 마이크로프로세서가 아니지만, 대신에 상이한 기능을 수행하는 상이한 부품을 제어하도록 구성된 특정 용도의 제어기이다. 도 3의 실시예에서, 제어기(305)는 전력원(310)을 제어하며 메모리 장치(315)로부터의 데이터를 판독한다. 도 3에서는 하나의 부품으로 도시되었으나, 제어기(305)는 다양한 부품이나 집적 회로로 제조될 수 있다.
메모리 장치(315)는 도 8에 도시된 것과 같은 배선 방식(hard wired) 메모리장치이다. 데이터 손실 없이 감마 멸균(gamma sterilization)을 견딜 수 없는 EEPROM 이나 플래시 메모리와 같은 통상적인 반도체 메모리와 달리, 메모리 장치(315)는 데이터 손실 없이 감마 멸균을 견딘다. 메모리 장치(315)는 약품 전달 장치나 일회용 팁 세그먼트와 함께 통상적으로 패키징된다. 이러한 패키지는 제조 공장을 떠나기 전에 멸균처리된다. 메모리 장치(315) 내에 저장된 데이터를 보존하기 위하여, 메모리 장치(315)는 감마 멸균과 같이 일반적으로 사용되는 멸균 기술에 내성을 가지거나 배선 방식으로 구성된다.
도 4는 본원발명의 일 실시예에 따른 안과용 핸드 피스를 위한 약품 전달 팁 세그먼트의 전개 단면도이다. 도 4에서, 약품 전달 팁 세그먼트는 하우징(215), 바늘(210), 선택적 광원(275), 퓨즈(375), 메모리 장치(315), 플런저 축(410), 플런저 팁(또는 유체 시일(fluid seal))(415), 기계식 링크 인터페이스(420), 투약 챔버(405), 투약 챔버 하우징(425), 온도 제어 장치(450), 열적 센서(460), 및 선택적 루어(430)를 구비한다.
도 4의 실시예에서, 기계식 링크 인터페이스는 플런저 축(410)의 일 단부 상에 위치한다. 플런저 팁(415)은 플런저 축(410)의 타 단부 상에 위치한다. 플런저 축(410) 및 플런저 팁(415)은 함께 플런저를 형성한다. 투약 챔버(405)는 플런저 팁(415) 및 투약 챔버 하우징(425)로 둘러싸인다. 플런저 팁(415)은 투약 챔버 하우징(425)의 내부 표면과 유체 시일을 형성한다. 바늘(210)은 투약 챔버(405)에 유체 소통 방식으로 결합한다. 이러한 방식에서, 투약 챔버(405) 내에 위치한 물질은 플런저(415)에 접촉하여 바늘(210) 바깥으로 밀려나간다. 바늘(210)은 선택적인 루어(430)에 의하여 약품 전달 팁 세그먼트에 고정되거나 영구적으로 부착될 수 있다. 온도 제어 장치(450)는 투약 챔버 하우징(425) 상에 배치되며 적어도 부분적으로는 투약 챔버(405)를 둘러싼다. 하우징(215)은 약품 전달 팁 세그먼트 상의 외부 스킨(skin)을 형성하며, 플런저 축(410), 플런저 팁(415), 투약 챔버(405), 및 투약 챔버 하우징(425)을 적어도 부분적으로 둘러싼다.
눈으로 전달될 물질, 통상적으로는 약품은 투약 챔버(405) 내에 위치한다. 이러한 방식에서, 물질은 플런저 팁(415)의 일면과 투약 챔버 하우징(425)의 내부 표면에 접촉한다. 통상적으로, 투약 챔버(405)는 원통 형상이다. 온도 제어 장치(450)는 투약 챔버 하우징(425)과 열적으로 접촉한다. 이러한 방식에서 온도 제어 장치(450)는 투약 챔버(405)의 함유물을 가열 및/또는 냉각하도록 구성된다. (도시되지 않은) 전기적 인터페이스를 통하여 온도 제어 장치(450)에 전류가 가해 진다. 열적 센서(460)는 온도 제어 장치(450)의 작동 제어를 보조하기 위한 온도 정보를 제공한다.
본원발명의 일 실시예에서는, 투약 챔버(405) 내의 물질이 투약 챔버로 사전 투입(preload)되는 약품이다. 이러한 경우에, 약품 전달 팁 세그먼트는 단용 소비 제품(single use consumable product)으로서 적합하다. 이러한 일회용 제품은 일회 투약량의 약품을 비치하여 공장에서 조립될 수 있다. 전달 장치로 물질의 정확한 용적이 사전 투입될 수 있다.
약품이 투약 챔버(405)로 사전 투입될 때, 설정된 양의 약품이 사전 투입될 수 있다. 예를 들어, 100 마이크로리터의 약품이 투약 챔버(405)에 투입될 수 있으며, 100 마이크로리터 이하의 임의의 양이 투약될 수 있다. 이러한 경우에, 플런저(플런저 축(410) 및 플런저 팁(415))는 투약 챔버(405)로부터 바늘(210)을 통해 눈으로 정확한 투약량의 약품을 전달하기 위해 정확한 거리로 이동할 수 있다. 이는 투약량의 유연성(flexibility) 및 조립의 용이성을 제공하게 된다.
다른 실시예에서는, 여러 팁 세그먼트에 여러 가지의 투약량이 사전 투입될 수 있다. 예를 들어, 상이한 팁 세그먼트의 투약 챔버(405) 내에 10 마이크로리터까지 1 마이크로리터씩 증가시킨 투약량이 사전 투입될 수 있다. 투약 챔버(405)에 적당한 양의 약품이 사전 투입된 팁 세그먼트를 선택함으로써 적당한 투약량이 선택될 수 있다.
작동에 있어서, 도 4의 약품 전달 팁 세그먼트는 유한 재사용 조립체(도시되지 않음)에 부착된다. 유한 재사용 조립체는 팁 세그먼트에 전력을 제공하며 선택 적 광원(275)을 조명한다. 이러한 경우에, 전류가 선택적 광원(275) 및 퓨즈(375)를 통과한다. 기계식 링크 인터페이스(420)는 유한 재사용 조립체의 기계식 인터페이스와 정합한다. 약품 유형, 투약량 용적, 작동 온도, 주입 속도, 열 팽창 계수, 밀도 및 기타의 정보와 같은 투약 정보가 메모리 장치(315)로부터 판독될 수 있다. 이러한 투약 정보로 인해 제어기는 정확한 투약량이 전달되도록 플런저를 작동시킬 수 있다. 플런저 축(410)에 힘이 가해지면, 플런저 팁(415)이 이동한다. 플런저 팁(415)의 이동은, 계속해서 투약 챔버(405) 내에 저장된 물질을 이동시키게 된다. 물질은 바늘(210) 밖으로 밀려나간다. 투약량이 전달된 이후에, 제어기(도시되지 않음)는 증가된 전류가 퓨즈(375)로 보내지도록 한다. 증가된 전류는 퓨즈(375)를 태워(burn out) 팁 세그먼트가 사용되었으며 따라서 폐기되어야 한다는 것을 표시한다. 도시된 실시예의 팁 세그먼트가 단용(single use) 팁 세그먼트이므로, 퓨즈(375)가 일단 끊어지면, 팁 세그먼트는 더 이상 작동할 수 없다. 또한, 일단 퓨즈(375)가 끊어지면, 메모리 장치(315)로부터의 판독도 불가능하다.
도 5는 본원발명의 일 실시예에 따른 약품 전달 팁 세그먼트 및 유한 재사용 조립체의 단면도이다. 도 5는 팁 세그먼트(205)가 어떻게 유한 재사용 조립체(250)에 접속하는가를 보여준다. 도 5의 실시예에서, 팁 세그먼트(205)는 메모리 조립체(555), 기계식 링크 인터페이스(420), 플런저(505), 투약 챔버 하우징(425), 팁 세그먼트 하우징(215), 온도 제어 장치(450), 열적 센서(460), 바늘(210), 투약 챔버(405), 인터페이스(530), 그리고 팁 인터페이스 커넥터(520)를 포함한다. 유한 재사용 조립체(250)는 기계식 링크 인터페이스(545), 액추에이터 축(510), 액추에이터(515), 전력원(310), 제어기(305), 유한 재사용 조립체 하우징(255), 인터페이스(535), 그리고 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525)를 포함한다.
팁 세그먼트(205)에서, 기계식 링크 인터페이스(420)는 플런저(505)의 일 단부 상에 위치한다. 플런저(505)의 다른 단부는 투약 챔버(405)의 일단부를 형성한다. 플런저(505)는 투약 챔버(405) 내에서 슬라이드 하도록 구성된다. 플런저(505)의 외부 표면은 투약 챔버 하우징(425)의 내부 표면에 유체-밀봉(fluid seal)된다. 투약 챔버 하우징(425)은 투약 챔버(405)를 둘러싼다. 통상적으로, 투약 챔버 하우징(425)은 원통 형상을 가진다. 따라서 투약 챔버(405)도 원통 형상을 가진다.
바늘(210)은 투약 챔버(405)에 유체 소통 방식으로 결합한다. 이러한 경우에, 투약 챔버(405) 내에 저장된 물질은 바늘(210)을 통과하여 눈으로 들어갈 수 있다. 온도 제어 장치(450)는 적어도 부분적으로 투약 챔버 하우징(425)을 둘러싼다. 이러한 경우에, 온도 제어 장치(450)는 투약 챔버 하우징(425) 및 투약 챔버(405)에 저장된 임의의 물질을 냉각 및/또는 가열하도록 구성된다. 즉, 온도 제어 장치(450)는 투약 챔버 하우징(425)과 열적으로 접촉한다. 인터페이스(530)는 온도 제어 장치(450)를 팁 인터페이스 커넥터(520)에 연결한다.
투약 챔버 하우징(425), 온도 제어 장치(450), 및 플런저(505)를 포함하여, 팁 세그먼트(205)의 부품은 적어도 부분적으로 팁 세그먼트 하우징(215)에 의하여 둘러싸인다. 본원발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 팁 세그먼트 하우징(215)의 하부 표면에 시일(seal)이 존재한다. 이러한 방식에서는, 플런저(505)는 팁 세그먼트 하우징(215)에 대해 밀봉된다. 이러한 시일은 투약 챔버(405) 내에 저장된 임의의 물질의 오염을 방지한다. 의학적인 목적에서, 이러한 시일은 바람직하다. 이러한 시일은 투약 챔버 하우징(425) 또는 플런저(505)의 임의의 위치에 배치될 수 있다. 이와 같은 경우에, 팁 세그먼트 하우징(215)은 투약 챔버 하우징(425)에 연결되어 기체-밀봉(air tight) 또는 유체-밀봉(fluid tight) 시일을 형성한다. 다른 실시예에서는, 팁 세그먼트 하우징(215)이, 그 단부에 기계식 링크 인터페이스(420)가 존재하는 플런저(505)에 대해 밀봉될 수 있다. 이와 같은 경우에, 기체 밀봉 또는 유체 밀봉 시일이 팁 세그먼트 하우징(215)과 플런저(505) 상의 위치 사이에 형성될 수 있다.
또한, 팁 세그먼트(205)는 플런저 멈춤 기구를 포함할 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 플런저(505)의 하부 부분(기계식 링크 인터페이스(420)이 존재하는 부분)은 투약 챔버 하우징(425)의 하부 부분과 접촉하도록 구성된다. 이와 같은 경우에, 플런저(505)가 바늘(210)을 향해 위로 진행함에 따라, 기계식 링크 인터페이스(420)도 또한 바늘(210)을 향해 위로 진행하게 된다. 기계식 링크 인터페이스(420)의 상부 표면은 투약 챔버 하우징(425)의 하부 표면과 접촉한다. 이러한 실시예에서, 투약 챔버 하우징(425)의 하부 표면 및 플런저(505) 상의 하부 단부 상의 돌출부는 플런저 멈춤 기구를 형성한다. 플런저(505)는 기계식 링크 인터페이스(420)의 상부 표면이 플런저(505)의 하부 표면과 접촉하는 지점 보다 더 멀리 진행할 수 없다. 이러한 플런저 멈춤 기구는, 플런저(505)가 바늘(210)과 접촉하 여 이를 움직일 가능성을 없애는 것과 같은 안전 형상부(safety feature)를 제공할 수 있다. 본원발명의 원리에 따른 다른 실시예에서는, 이러한 플런저 멈춤 기구가 잠금 기구도 포함하여, 바늘(210)이 눈으로부터 제거되었을 때 플런저(505)가 바늘(210)로부터 후퇴하거나 멀어지도록 이동하지 못하게 된다. 이러한 플런저 잠금 기구는 바늘(210)이 제거될 때 물질의 역류를 방지하는 것을 돕는다.
유한 재사용 조립체(250)에서, 전력원(310)은 액추에이터(515)에 전력을 제공한다. (도시되지 않은) 인터페이스는 제어기(305)를 통해 전력원(310)을 액추에이터(515)에 연결한다. 액추에이터(515)는 액추에이터 축(510)에 연결된다. 액추에이터(515)가 스테퍼 모터인 경우, 액추에이터 축(510)은 액추에이터(515)와 일체이다. 기계식 링크 인터페이스(545)는 액추에이터 축(510)에 연결된다. 이러한 구성에서, 액추에이터(515)가 바늘(210)을 향해서 위로 액추에이터 축(510)을 이동시킴에 따라, 기계식 링크 인터페이스(545)도 바늘(210)을 향해 위로 이동한다.
제어기(305)는 인터페이스(535)를 통해 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525)에 연결된다. 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525)는 기계식 링크 인터페이스(545)에 인접한 유한 재사용 조립체 하우징(255)의 상부 표면에 위치한다. 이러한 방식에서는, 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525) 및 기계식 링크 인터페이스(545) 모두가 각각 플런저 인터페이스(420) 및 팁 인터페이스 커넥터(453)에 연결되도록 구성된다.
제어기(305) 및 액추에이터(515)는 (도시되지 않은) 인터페이스에 의하여 연결된다. (도시되지 않은) 이 인터페이스는 제어기(305)가 액추에이터(515)의 작동 을 제어할 수 있게 한다. 제어기(305)는 재충전가능한 또는 재충전가능하지 않은 전력원(310) 중 하나와 접속할 수 있다. 제어기(305)는, 예를 들어 메모리 조립체(555) 내에 포함된 퓨즈(375)를 끊고/끊거나 선택적 광원(275)을 조명하기 위해, 메모리 조립체(555)에 공급되는 전류 또는 전압을 제어할 수 있다.
팁 세그먼트(205)는 전술한 바와 같이 유한 재사용 조립체(250)에 부착되거나 또는 이와 정합(mate)하도록 구성된다. 도 5의 실시예에서, 플런저(505)의 하부 표면에 위치한 플런저 인터페이스(420)는 유한 재사용 조립체 하우징(255)의 상부 표면 근방에 위치한 기계식 링크 인터페이스(545)와 정합하도록 구성된다. 또한, 팁 인터페이스 커넥터(520)는 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525)와 연결되도록 구성된다. 팁 세그먼트(205)가 이러한 방식으로 유한 재사용 조립체(250)에 연결되면, 액추에이터(515) 및 액추에이터 축(510)은 플런저(505)를 바늘(210)을 향해 위로 구동하도록 조정된다. 또한, 제어기(305)와 온도 제어 장치(450) 사이에 인터페이스가 형성된다. 인터페이스(535), 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525), 팁 인터페이스 커넥터(520), 및 인터페이스(530)를 통해서 제어기(305)로부터 온도 제어 장치(450)로 신호가 전달될 수 있다.
작동에 있어서, 팁 세그먼트(205)가 유한 재사용 조립체(250)에 연결되면, 제어기(305)는 액추에이터(515)의 작동을 제어한다. 액추에이터(515)가 작동하면, 액추에이터 축(510)이 바늘(210)을 향해 위로 이동한다. 계속해서, 기계식 링크 인터페이스(420)와 정합하는 기계식 링크 인터페이스(545)가 바늘(210)을 향해 플런저(505)를 위로 이동시킨다. 이후 투약 챔버(405)에 위치하는 물질이 바늘(210) 을 통해 방출된다.
또한, 제어기(305)는 온도 제어 장치(450)의 작동을 제어한다. 온도 제어 장치(450)는 투약 챔버 하우징(425)의 외부 표면을 냉각 및/또는 가열하도록 구성된다. 투약 챔버 하우징(425)은 적어도 부분적으로는 열적으로 전도성이 있으므로, 투약 챔버 하우징(425)을 가열하게 되면 투약 챔버(405) 내에 위치하는 물질을 가열하게 된다. 인터페이스(530), 팁 인터페이스 커넥터(520), 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525), 및 인터페이스(535)를 통하여 열적 센서(460)로부터 다시 제어기(305)로 온도 정보가 전달될 수 있다. 이 온도 정보는 온도 제어 장치(450)의 작동을 제어하는데 사용될 수 있다. 통상적으로, 제어기(305)는 온도 제어 장치(450)로 들어가는 전류의 양을 제어한다. 온도 제어 장치(450)가 히터인 경우, 온도 제어 장치(450)로 더 많은 전류가 들어갈수록, 온도 제어 장치는 더 뜨거워지게 된다. 이러한 방식에서, 제어기(305)는 온도 제어 장치(450)의 작동을 제어하기 위해 열적 센서(460)로부터의 정보를 활용하는 피드백 루프를 사용할 수 있다. 비례 적분 미분(PID) 알고리즘과 같은 임의의 적절한 제어 알고리즘이 온도 제어 장치(450)의 작동을 제어하는데 사용될 수 있다.
메모리 조립체(555)는 팁 세그먼트(205) 내의 인터페이스(530)에 연결된다. 본원발명의 실시예에서, 도 3과 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 메모리 조립체(555)는 선택적 광원(275), 퓨즈(375), 및 메모리 장치(315)를 포함한다. 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치(315)는 통상적으로 도 8에 도시된 것과 같은 배선 방식(hard wired) 메모리 회로이다. 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장 치(315)는 투약 챔버(405) 내에 저장되는 약품을 위한 투약 정보를 저장하도록 구성된다.
제어기(305)는 또한 메모리 조립체(555)와 접속하도록 구성된다. 이러한 방식에서, 제어기(305)는 전력원(310)으로부터 메모리 조립체(555)로 전류가 흐르도록 한다. 또한, 제어기(305)는 메모리 조립체(555) 내에 포함된 메모리 장치로부터의 데이터를 판독한다. 선택적 광원(275) 및 퓨즈(375)를 통과하는 전류는 선택적 광원(275)을 조명한다. 팁 세그먼트(205)가 사용된 이후에 (물질이 투약된 이후에), 제어기(305)는 전력원(310)이 증가한 전류를 전달하도록 하여 퓨즈(375)를 끊고 선택적 광원(275)을 끄게 한다. 이는 팁 세그먼트(205)가 사용되었으며 따라서 폐기되어야 한다는 것을 나타낸다. 또한, 제어기는 퓨즈(375)가 끊어졌는가를 확인하기 위해 퓨즈를 검사한다. 퓨즈가 끊어졌다면, 제어기(305)는 팁 세그먼트(205)가 작동 불능인 것으로 정의한다. 대안적으로, 퓨즈(375)는 끊어졌을 경우 팁 세그먼트에 전력이 전달되지 않도록 배치될 수 있다. 이러한 경우에는, 퓨즈(375)가 일단 끊어지면, 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치로부터 더 이상 데이터가 판독되지 않는다.
도 5의 실시예에서, 인터페이스(530), 팁 인터페이스 커넥터(520), 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525), 인터페이스(535)는 모두 팁 세그먼트(205)와 유한 재사용 조립체(250) 사이의 데이터 인터페이스를 형성한다. 이러한 방식에서, 열적 센서(460)로부터의 정보는 이러한 일련의 인터페이스 및 인터페이스 커넥터를 통해 유한 재사용 조립체(250)로 되돌아갈지도 모른다. 또한, 메모리 조립 체(555) 내의 메모리 장치 상에 저장된 데이터도 이러한 일련의 인터페이스 및 인터페이스 커넥터를 통해 제어기(305)에서 판독될 수 있다. 팁 세그먼트(205)가 유한 재사용 조립체(250)에 연결되면, 기계식 링크 인터페이스(545)는 기계식 링크 인터페이스(420)에 연결되며 팁 인터페이스 커넥터(520)는 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525)에 연결된다. 유한 재사용 조립체 인터페이스 커넥터(525)에 대한 팁 인터페이스 커넥터(520)의 연결은 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치 및 열적 센서(460)로부터의 데이터나 정보가 제어기(305)로 전달될 수 있게 한다.
본원발명의 원리에 따른 일 실시예에서는, 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치가 약품 유형, 투약량 용적, 작동 온도, 주입 속도, 열 팽창 계수, 밀도 및 기타의 정보를 저장한다. 투약 챔버(405)에 저장된 약품에 관한 정보는 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치 내에 저장된다. 이러한 경우에, 제어기(305)는 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치로부터의 약품 정보를 판독하여, 전달을 위해 투입된 약품의 유형을 사용에 있어 가능하다면 확인하기에 적절한 방식으로, 작동 온도, 주입 속도 및 주입 용적을 제어할 수 있다. 예를 들어, 100 마이크로리터가 투약 챔버(405)에 저장될 수 있다. 20 마이크로리터의 투약량이 눈으로 전달되어야 하고, 70C 로 가열되어야 하고, 1.10의 열 팽창 계수를 가진다는 것을 지정하는 정보가 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치에 저장될 수 있다. 이러한 경우에, 제어기(305)는 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치로부터 약품 정보 (즉, 20 마이크로리터가 눈으로 전달되야 하고, 작동 온도는 70C 이며, 열 팽창 계수는 1.10이라는 정보)를 판독한다. 그러면 제어기(305)는 약품을 70C 로 가열하도록 온도 제어 장치(450)를 작동시키고 20 마이크로리터의 투약량을 전달하도록 액추에이터(515)를 작동시킬 수 있다. 제어기(305)는 액추에이터(515)가, 1.10의 열 팽창 계수 및 20 마이크로리터의 투약량과 관련된 설정 거리로 액추에이터 축(510) 및 기계식 링크 인터페이스(545)를 이동시키도록 한다. 이러한 경우에, 플런저(505)는 이러한 설정 거리 만큼 이동하여, 20 마이크로리터의 약품만이 바늘(210)로부터 눈으로 방출되게 된다.
본원발명의 원리에 따른 일 실시예에서, 제어기(305)는 작동 온도, 열 팽창 계수, 약품 유형 및 기타 적절한 정보와 함께 다양한 플런저 거리를 저장한다. 이러한 플런저 거리 각각은 상이한 투약량과 관련된다. 예를 들어, 한 플런저 거리는 20 마이크로리터의 투약량과 관련될 수 있으며, 두 번째의 더 큰 플런저 거리는 40 마이크로리터의 투약량과 관련될 수 있다. 이러한 방식에서, 제어기(305)는 플런저(505)를 이러한 설정 거리로 이동시키도록 액추에이터(515), 액추에이터 축(510), 기계식 링크 인터페이스(545), 기계식 링크 인터페이스(420)를 제어하기 위하여 설정된 플런저 거리를 이용할 수 있다. 즉, 제어기(305)는 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치로부터 투약 정보를 판독하고, 이러한 투약량과 관련된 플런저 거리를 찾으며, 주어진 투약량의 약품을 전달하기 위해 플런저(505)가 이동해야 하는 이러한 거리를 이용한다. 액추에이터 축(510) 및 기계식 링크 인터페이스(545)가 기계식 링크 인터페이스(420)에 연결되므로, 액추에이터 축(510)의 이동은 플런저(505)의 상응하는 이동을 일으킨다. 액추에이터(515)가 스테퍼 모터(stepper motor)인 경우, 제어기(305)는 투약 챔버(405)로부터 바늘(210)을 통해 눈으로 필요한 투약량을 전달하기 위해 플런저(505)가 적당한 거리로 이동하도록 액추에이터(515)의 이동을 제어한다.
본원발명의 원리에 따른 다른 실시예에서는, 제어기(305)가 원하는 투약량을 전달하기 위해 플런저(505)가 이동해야 하는 거리를 계산할 수 있다. 예를 들어, 제어기(305)가 20 마이크로리터의 약품 투약량에 관한 투약량 정보를 메모리 조립체(555) 내의 열 팽창 계수 및 작동 온도와 함께 메모리 장치로부터 판독하면, 제어기(305)는 이러한 정보를 이용하여 플런저(505)가 이동해야 하는 적당한 거리를 계산한다. 투약 챔버(405)의 용적 및 투약 챔버(405)에 투입된 약품의 용적을 알고 있으므로, 필요한 투입량을 전달하기 위해 플런저(505)가 이동해야 하는 거리가 제어기(305)에서 계산될 수 있다. 투약 챔버(405)가 원통형 형상을 가지는 경우, 투약 챔버의 용적은 원기둥의 단면적(원의 면적)에 투약 챔버의 높이를 곱함으로써 계산될 수 있다. 이러한 간단한 수학 공식은 투약 챔버(405)의 총 용적을 계산하는데 이용될 수 있다. 투약 챔버(405)의 단면적은 주어진 임의의 상황에 대해 일정하므로, 플런저(505)가 이동하는 거리에 해당하는 높이가 임의의 투약량에 대해 계산될 수 있다.
예를 들어, 주어진 작동 온도로 가열하였을 때 1.1 (열 팽창 계수)로 팽창하여 100 마이크로리터의 약품을 발생시키는 100mg의 약품이 투약 챔버(405)에 투입되고 투약 챔버(405)의 단면적이 10이라고 가정하자. 투약 챔버(405)가 원통 형상이면, 실린더의 높이도 10이 된다. 투약 챔버(405) 전체 용적의 20%에 상응하는 20 마이크로리터의 투약량을 전달하기 위해서는 플런저(505)를 바늘(210)을 향해 위로 2의 거리만큼 이동시켜야 한다. 즉, 20 마이크로리터의 투약량은 약품이 팽창된 이후에 투약 챔버(405)의 총 용적의 20%에 상응한다. 이러한 경우에, 플런저(505)는 바늘(210)을 향해 위로 투약 챔버(405)의 전체 높이의 20%에 해당하는 거리만큼 이동하여야 한다. 따라서 제어기(305)는 액추에이터 축(510)이 투약 챔버(405)의 전체 높이의 20%의 거리만큼 위로 플런저(505)를 이동시키도록 액추에이터(515)를 제어한다.
또한, 제어기(305)는 1회 투약량을 적절히 전달하기 위하여 플런저(505)가 이동해야 하는 속도에 관한 정보를 판독할 수 있다. 이러한 경우에, 제어기(305)는 메모리 조립체(555)로부터 약품 전달 속도에 관한 정보를 판독하고, 이러한 정보를 이용하여 액추에이터(515)가 상기 속도에서 플런저(505)를 구동시키도록 작동시킨다. 플런저(505)가 이동하는 속도는 고정되거나 가변적일 수 있다. 일부의 경우에서는, 다른 경우에서보다 플런저(505)를 더 빠르게 이동시킬 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 투약 챔버(405)에 저장된 약품이 눈으로 주입되기 전에 가열되어야 하는 약품인 경우에, 가열된 약품이 냉각되지 않고 바늘(210)을 막지 않도록 하는 속도로 플런저(505)를 구동시키는 것이 바람직할 것이다. 다른 경우에는, 투약 챔버(405)에 저장된 약품의 전달을 향상시키기 위하여 플런저(505)를 느리게 이동시킬 필요가 있을 것이다.
투약 에러가 발생하지 않도록 하기 위해 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치에 투약량 정보를 포함시키는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 경우에, 다수의 상이한 약품 전달 팁 세그먼트(205)가 공장에서 약품이 투입되어 제조될 것이다. 투약 정보는 공장에서 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치 상에 실릴 수도 있다. 각각 동일한 양의 약품이 투약 챔버(405) 내에 저장되면서도 상이한 투약 정보가 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치에 저장되어 있는 다수의 상이한 팁 세그먼트가 제조되어 운송될 수 있다. 대안적으로, 각각이 투약 챔버(405) 내에 상이한 양의 약품을 저장하며 상응하는 투약 정보를 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치에 저장한 다수의 상이한 팁 세그먼트가 제조되어 운송될 수 있다. 이후 의사는 메모리 조립체(555) 내의 메모리 장치 상에 필요한 투약 정보를 구비한 일회용 팁 세그먼트(205)를 주문할 수 있다. 적절한 투약량이 환자에게 복용되도록 투약량 정보를 확인하기 위하여 패키징(packaging)이 명확하게 분류될 수 있다. 별도의 카드(600) 상이 메모리 조립체(555)가 배치되는 경우에, 이러한 카드(600)는 약품 전달 장치(405) 내에 포함될 수 있다.
본원발명의 다른 실시예에서는, 메모리 조립체(555)가 약품 자체 및/또는 팁 세그먼트의 특성에 관한 정보를 저장한다. 예를 들어, 메모리 조립체(555)는 약품 판정기(drug identifier)를 포함할 수 있다. 이러한 판정기는 팁 세그먼트 내에 저장된 약품을 바르게 판정하는데 사용된다. 다수의 상이한 팁 세그먼트 내에 다 수의 상이한 약품이 저장된 경우에, 약품 판정기는 특정 팁 세그먼트 내의 약품의 유형을 판정하는데 유용하다. 약품 판정기는 약품 전달의 최상 모드에 관한 정보를 함께 구비할 수 있다. 예를 들어, 약품이 위상 변이 화합물 내에 부유하는 경우에, 약품 판정기는 약품을 전달하는 최상의 방법에 관한 정보를 포함할 수 있다. 이러한 추가 정보는 투약 정보, 전달 속도 정보, 열 팽창 계수 및 온도 제어 정보 를 포함할 수 있다. 예를 들어, 약품 및 위상 변이 화합물은 고정된 온도에 도달한 이후에는 고정된 속도로 전달하는 것이 바람직하다. 이러한 경우에, 메모리 조립체(555)에 저장된 정보는 약품의 전달을 최적으로 제어하기 위해 제어기(305)에 대한 입력으로서 사용될 수 있다.
이와 같은 방식에서, 특정 약품에는 최적 전달 설정 세트가 관련될 수 있다. 이러한 전달 설정은 온도 설정 및 전달 속도 설정을 포함한다. 약품은 고정되거나 가변인 속도에서 열적으로 변경될 수 있으며 하나 또는 그보다 많은 온도에 도달할 수 있다. 예를 들어, 위상 변이 화합물/약품의 혼합물이 30초의 시간에 걸쳐 상온(room temperature)으로부터 55℃의 온도까지 가열될 수 있다. 가열되는 속도는 정상적(steady)이거나(대략 선형적) 비-선형적일 수 있다. 일단 정상상태(steady state) 온도에 도달하면, 전달 속도에 관한 정보로 인해 제어기(305)는 그 속도에서 플런저(415)를 이동시키도록 액추에이터(515)를 작동시킨다. 예를 들어, 위상 변이 화합물/약품 혼합물을 비교적 빠른 속도에서 전달(예를 들어, 전체 투약량을 1초 내에 전달)하여 안구 내에 대략 구 형태의 덩어리(bolus)을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 이러한 덩어리는 긴 시간에 걸쳐 약품을 전달하도록 공지된 속도에서 시간에 걸쳐 녹을(erode) 수 있다. 다른 경우에, 플런저(415)가 느리게 작동하여, 위상 변이 화합물/약품 혼합물이 더 긴 시간(예를 들어 수 초)에 걸쳐 전달될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 혼합물은 눈으로 들어가면서 냉각되어 원통형을 형성한다. 이러한 원통형 형상은 보다 큰 표면적을 제공하여 시간에 따른 약품의 방출 속도를 더 크게 한다(즉, 원통형이 구형보다 더 빨리 녹는다).
본원발명의 다른 실시예에서는, 메모리 조립체(555)가 팁 세그먼트의 특성에 관한 정보를 저장한다. 예를 들어, 바늘(210)의 길이 및 게이지(gauge)에 관한 정보가 메모리 조립체(555)에 저장될 수 있다. 온도 제어 장치의 유형에 관한 정보(예를 들어, 히터와 그 전력 또는 소비 전류)도 메모리 조립체(555)에 저장될 수 있다. 눈으로 약품을 전달할 때, 바늘(210)의 길이 및 게이지는 약품이 바르게 전달될 수 있도록 제어기(305)에 중요한 입력이 될 수 있다. 예를 들어, 더 큰 게이지나 더 긴 바늘은 약품이 눈에 도달하기 위해서 이를 통해 방출되어야 하는 보다 큰 용적을 둘러싼다. 상이한 바늘의 다양한 용적은 전달된 약품의 양에 영향을 줄 수 있다. 플런저(415)의 운동을 제어함으로써 상이한 바늘 크기에 대한 보상(compensate)이 필요할 수 있다. 예를 들어, 수 밀리미터의 길이를 가지는 25 또는 27 게이지의 바늘을 사용하게 되면 설정된 양의 약품을 전달하기 위해 플런저(415)를 설정된 거리로 이동시켜야 한다. 1 센티미터 또는 그보다 긴 길이를 가지는 23 게이지 바늘을 사용하게 되면, 동일한 설정량의 약품을 전달하기 위해 플런저(415)를 다른 거리로 이동시켜야 한다. 마찬가지로, 바늘(210)의 형상도 온도 제어 장치(450)가 작동하는 방식에 영향을 줄 수 있다. 더 길거나 더 큰 바늘을 사용하게 되면 더 작거나 더 짧은 바늘을 사용할 때보다 상 변이 물질을 약간 더 가열할 필요가 있다.
이러한 방식에서, 임의 개수의 상이한 파라미터가 메모리 조립체(555)에 저장될 수 있다. 이러한 파라미터는 약품을 눈으로 정확히 전달하도록 시스템을 최적으로 제어하기 위하여 제어기(305)에서 사용될 수 있다. 또한 이러한 파라미터 는 안전 특성(safety feature)을 실시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 약품의 유형이 메모리 조립체(555)에 저장되면, 이러한 정보는 주입 절차에 대해 조사될 수 있다. 메모리 조립체(555)에 저장된 데이터의 정확성 또는 무결성(integrity)을 확인하기 위하여 메모리 조립체(555)에 첵섬(checksum) 또는 CRC가 포함될 수 있다.
메모리 조립체(555)에 저장된 파라미터는 최적의 주입을 실행하도록 시스템을 작동시키는데 사용될 수 있다. 한 가지 방법에서는, 팁 세그먼트와 유한 재사용 조립체 사이의 연결이 인식될 수 있다. 하나 또는 그보다 많은 파라미터가 메모리 조립체(555)로부터 판독될 수 있다. 주입은 이러한 파라미터에 기초하여 제어된다. 전술한 바와 같이, 이러한 파라미터는 투약 정보, 전달 속도 정보, 바늘 게이지, 바늘 길이, 온도 제어 장치 정보, 약품 정보, 열 팽창 정보, 그리고 첵섬을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6은 본원발명의 일 실시예에 따른 투약 제어 카드(card)의 사시도이다. 도 6의 실시예에서, 투약 제어 장치(600)는 메모리 카드형 장치 내에 실행된다. 도 5의 메모리 조립체(555)와 관련하여 전술한 구조 및 기능과 동일한 구조 및 기능이 투약 제어 장치(600)에서 실행된다. 투약 제어 장치(600)는 전술한 바와 같이 퓨즈, 광원, 및 메모리 장치(도시되지 않음)를 포함한다. 투약 제어 장치(600)는 커넥터 단부(605), 몸체(610), 그리고 라이트 단부(lighted end)(615)를 가진다. 이러한 실시예에서, 커넥터 단부(605)는 콘솔 박스(console box)(700)에 연결되도 이와 통신할 수 있도록 구성된다. 광원(275)은 라이트 단부(615) 내에 합체 된다.
도 7은 본원발명의 일 실시예에 따른 콘솔, 약품 전달 장치, 그리고 투약 제어 카드의 사시도이다. 도 7에서, 콘솔 박스(700)는 슬롯(715), 포트(700), 버튼(725), 및 인디케이터(730)를 포함한다. 슬롯(715)은 투약 제어 카드(600)의 커넥터 단부(605)를 수용하도록 구성된다. 주입 장치(705)는 커넥터(710)를 구비한다. 포트(720)는 커넥터(710)를 수용하도록 구성된다. 콘솔 박스(700)는 주입 장치(705)의 작동을 제어하는 제어기(도시되지 않음)를 구비한다. 주입 장치(705)는 전력원, 제어기, 그리고 가능하면 몇몇 인디케이터나 광원을 제외하고는 도 5에 도시된 실시예의 구성 부품을 포함한다. 상기 부품들은 콘솔 박스(700) 내에 들어간다. 또한, 히터는 앞서 서술한 장치에서 선택적이었던 것과 마찬가지로 선택적이다.
작동에 있어서, 의료 전문가는 주입 장치(705) 및 투약 제어 장치(600)를 멸균된 패키징(도시되지 않음)으로부터 꺼낸다. 주입 장치(705)는 커넥터(710)를 포트(720)에 연결함으로써 콘솔 박스(700)에 연결된다. 투약 제어 장치(600)는 슬롯(715)으로 삽입된다. 콘솔 박스(700) 내의 제어기(도시되지 않음)는 투약 제어 장치(600) 상의 메모리 장치로부터 투약 정보를 판독한다. 이후 콘솔 박스(700) 내의 제어기는 주입 장치(700)를 작동시켜 전술한 방식으로 적절한 투약량을 전달하도록 한다.
도 8은 본원발명의 일 실시예에 따른 배선 방식 메모리 회로의 회로 다이어그램이다. 이 실시예에는, 7개의 퓨즈(F1, F2, F3, F4, F5, F6, F7), 6개의 저 항(R1, R2, R3, R4, R5, R6), 그리고 하나의 LED(L7)가 투약 데이터를 저장하는데 사용된다. 도 8의 실시예는 또한 6개의 단자(T1, T2, T3, T4, T5, T6), 전압 라인(810), 그리고 접지 라인(820)을 포함한다. 퓨즈(F7)와 LED(L7)은 도 3과 4의 퓨즈(375) 및 선택적 광원(275)에 상응한다.
도 8의 실시예는 5비트 숫자 및 첵섬을 저장할 수 있다. 일반적으로 알려져 있듯이, 전압 라인(810)에 가해지는 전압은 6개의 저항 각각을 가로질러 판독될 수 있다. 특정 저항과 직렬로 배열된 퓨즈가 끊어지면, 이 저항을 가로지르는 전압은 판독되지 않을 것이다. 이러한 두 개의 상태(저항을 가로지르는 전압의 존재 또는 부재)는 2진수의 1 또는 0에 해당한다. 도 8의 실시예에서, 5개의 저항은 투약 데이터를 저장한다. 이러한 투약 데이터는 32개의 다른 숫자 중 하나이다. 6번째 저항은 첵섬 정보를 보유한다.
예를 들어, 퓨즈(F2)와 퓨즈(F3)가 끊어지고 퓨즈(F1), 퓨즈(F4), 퓨즈(F5), 및 퓨즈(F6)가 안 끊어졌다면, 저항(R2) 및 저항(R3)에 걸쳐서는 전압이 존재하지 않을 것이며(즉 0 전압) 저항(R1, R4, R5, R6)에 걸쳐서는 전체 전압(+5 볼트)이 나타날 것이다. 이러한 예에서, 5비트는 처음의 5개 저항(R1 - R5)에 해당하며, 첵섬은 6번째 저항(R6)에 해당한다. 각각의 저항에 걸친 전압은 각각의 단자(T1 - T6)와 접지 라인(820) 사이에서 판독된다. 이러한 경우에, 5비트의 2진수는 10011 또는 19이며, 첵섬은 1이다. 제어기는 이러한 숫자와 첵섬을 판독하여 숫자가 첵섬에 비추어 옳은지를 결정하고, 이후 이러한 숫자에 기초하여 투약량을 결정한다. 이러한 경우에, 투약 제어 장치는 32개의 상이한 투약 수준을 한정한다. 숫자 19 는 48 마이크로리터의 투약량에 해당할 수 있다. 이러한 경우에, 10 내지 72 마이크로리터에서 2 마이크로리터씩 증가하는 투약량이 투약 제어 장치에 의해 한정될 수 있다. 이후 제어기는 플런저가 48 마이크로리터를 전달하도록 작동시킬 수 있다. 전술한 바와 같이, 투약량이 전달된 이후에 퓨즈는 끊어질 수 있으며 카드는 작동 불능이 될 수 있다.
이상으로부터, 본원발명이 눈으로 정확한 용적의 물질을 전달하기 위한 향상된 시스템을 제공한다는 것을 알 수 있을 것이다. 본원발명은 정확한 투약량을 전달할 수 있는 약품 전달 장치를 제공한다. 팁 세그먼트는 보편적인 유한 재사용 핸드 피스 조립체와 접속한다. 투약 제어 장치의 정보는 정확한 투약량을 전달하도록 주입 장치를 명령한다. 본원발명은 본 명세서에서 예에 의해서 도시되었으며, 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 수정이 이루어질 수 있다.
본원발명의 다른 실시예들은 본 명세서에 개시된 발명의 실시 및 설명 내용을 고려할 때, 본원발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다. 본원발명의 설명 및 예들은 단지 예로서만 고려하기 위한 것이며, 본원발명의 진정한 범위와 사상은 이하의 청구범위에 의해 나타날 것이다.

Claims (14)

  1. 주입 장치로서,
    내부 표면 및 외부 표면을 가지는 투약 챔버로서, 상기 내부 표면이 소정 량의 물질을 수용하기 위한 공동을 한정하는, 투약 챔버;
    상기 투약 챔버의 내부 표면과 맞물리는 플런저로서, 상기 투약 챔버의 공동 내에서 슬라이딩 가능하고, 상기 투약 챔버의 내부 표면에 대해 유체 소통에 있어 밀봉되는 플런저;
    상기 주입 장치의 작동을 제어하기 위한 제어기;
    상기 투약 챔버를 적어도 부분적으로 둘러싸기 위한 온도 제어 장치; 및
    파라미터를 저장하는 메모리 장치; 를 포함하고,
    상기 제어기는 상기 메모리 장치로부터 파라미터를 이용하여 상기 주입 장치를 작동시키는,
    주입 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물질이 상기 투약 챔버로부터 전달된 이후에 끊어져서 상기 주입 장치를 작동되지 않게 하는 퓨즈를 더 포함하는,
    주입 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투약 챔버에 유체 소통 방식으로 결합되는 바늘을 더 포함하는,
    주입 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 퓨즈와 직렬로 배열되는 광원을 더 포함하는,
    주입 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 플런저를 구동시키기 위한 액추에이터를 더 포함하는,
    주입 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메모리 장치가 직렬로 연결되는 하나 이상의 저항 및 하나 이상의 퓨즈를 포함하는,
    주입 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파라미터는 사전 정의된 방식으로 상기 물질을 전달하도록 상기 주입 장치를 제어하기 위한 상기 제어기로의 입력인,
    주입 장치.
  8. 물질을 눈으로 주입하기 위한 방법으로서,
    팁 세그먼트와 유한 재사용 조립체 사이의 연결을 인식하는 단계;
    상기 팁 세그먼트 내의 메모리 장치로부터 파라미터를 판독하는 단계;
    물질을 눈으로 전달하도록 상기 파라미터에 기초하여 상기 유한 재사용 조립체 및 팁 세그먼트를 작동시키는 단계; 를 포함하는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 파라미터는, 투약 정보, 전달 속도 정보, 바늘 게이지, 바늘 길이, 온도 제어 장치 정보, 약품 정보, 열적 정보, 및 첵섬(checksum)으로 이루어진 파라 미터 그룹으로부터 선택되는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
  10. 제8항에 있어서,
    약품 정보를 판독하는 단계;
    최적의 전달 알고리즘을 결정하도록 상기 약품 정보를 이용하는 단계; 및
    상기 최적의 전달 알고리즘을 이용하여 상기 약품을 전달하는 단계; 를 더 포함하는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
  11. 제8항에 있어서,
    투약 정보와 투약 속도 정보를 판독하는 단계; 및
    상기 투약 정보 및 투약 속도 정보에 따라 적당한 약품 투약량을 전달하도록 플런저를 이동시키기 위해 액추에이터를 제어하는 단계; 를 더 포함하는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
  12. 제8항에 있어서,
    바늘 게이지 정보 및 바늘 길이 정보를 판독하는 단계; 및
    상기 바늘 게이지 정보 및 바늘 길이 정보에 따라 적당한 약품 투약량을 전달하도록 플런저를 이동시키기 위해 액추에이터를 제어하는 단계; 를 더 포함하는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
  13. 제8항에 있어서,
    열적 정보를 판독하는 단계; 및
    물질을 열적으로 변경시키기 위해 온도 제어 장치를 제어하는 단계; 를 더 포함하는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
  14. 제8항에 있어서,
    첵섬을 판독하는 단계; 및
    상기 메모리 장치로부터 판독한 정보의 무결성을 확인하기 위하여 상기 첵섬을 평가하는 단계; 를 더 포함하는,
    물질을 눈으로 주입하기 위한 방법.
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