相关申请的交叉引用
本申请要求2013年12月16日提交的美国专利申请第14/107,862号的优先权，该申请通过引用整体结合于此。
背景技术
除非在此另有所指，在这个部分中描述的材料不是本申请的权利要求的现有技术，也并非通过包括在这个部分内而承认为现有技术。
高眼压和青光眼是以增大的眼压(IOP)为特征或由增大的眼压导致的眼睛的症状。在没有视神经损伤和视野损失的情况下，患有高眼压的病人呈现出比普通更高的IOP，同时青光眼描述显示出与特征化IOP相关的视神经病变的一组眼部病症。升高的IOP是青光眼的最重要风险因素，因此具有高眼压的病人经常被认为具有症状发展的更大机会。随着时间，增大的IOP会导致视神经的永久损伤以及由此引发的视野损失，如果放任不治疗的话，这会发展成失明。
眼压主要由液体房水指示，它由眼睛的睫状体产生。房水的产生以及流体通过眼睛中的小梁网(trabecular meshwork)的排放之间的平衡的变化会增加眼睛内的压力(即，IOP)。IOP的常规测量可以用于诊断高眼压和青光眼，这利用一定范围内的药物(例如，芳基和烷基磺胺药物(sulfonamide)，其阻止碳酸肝酶并减小眼压)指导治疗方案。正常的IOP典型地在10mmHg和21mmHg之间。
眼压典型地在全面眼睛检查期间利用各种技术，更显著地是利用眼压计而测量。这些测量典型地由眼科医生、验光师、临床医生或其他训练有素的专业人员利用临床办公室内的眼压计来进行。已经研发了各种不同的眼压计。一些装置是手持的，但是很多足够大而限制它们的便携性(例如，回弹式眼压计)。由于这些装置的操作需要技术训练，需要拜访医生办公室，这对于病人而言是不方便的。此外，具有若干情况，其中，对眼科医生或常规眼压计装置的接近非常有限或甚至不可能，如在发展中国家和农村或其他有限的保健环境中，在急诊室内或在远程临床地点。当前的眼压计测试也是相当侵入性的，涉及对眼睛的直接接触以进行压力测量，或者吹空气，这经常导致病人退缩或眨眼。在一些情况下，必须做出多次尝试以获得读数，这对于儿童或婴儿来说是非常困难的，它们会不安和不配合。此外，健身、锻炼、营养(例如，咖啡因、酒精和甘油)、一天的时间和其他变化会影响眼压，这对必须在医生或验光师的办公室里进行的单点测量提出挑战。
发明内容
本发明的一些实施方式提供了一种身体可安装装置，其包括：(1)透明的聚合物材料，该透明的聚合物材料具有凹入表面和凸起表面，其中，所述凹入表面被构造成可移除地安装在眼睛的角膜表面上且所述凸起表面被构造成在凹入表面被如此安装时与眼睑运动兼容；(2)至少部分地嵌入在所述透明的聚合物材料中的天线；(3)可膨胀元件，该可膨胀元件至少部分地嵌入在所述透明的聚合物材料中并被构造成膨胀并向角膜表面施加力；(4)传感器，该传感器至少部分地嵌入在所述透明的聚合物材料中，该传感器被构造成探测角膜对响应于所述可膨胀元件施加的力的变形的阻力；以及(5)控制电子器件，该控制电子器件至少部分地嵌入在所述透明的聚合物材料中，其中所述控制电子器件被构造成：(i)使用传感器测量所述角膜对变形的阻力；以及(ii)使用天线将表示测量到的角膜对变形的阻力的数据传输到外部读取器，其中，角膜对响应于由所述可膨胀元件施加的力的变形的阻力表示所述眼睛的眼压。
本发明的进一步实施方式提供了一种方法，其包括：(1)通过在眼睛可安装装置中的可膨胀元件的膨胀向角膜表面施加力；(2)通过所述眼睛可安装装置中的传感器测量角膜对响应于所述可膨胀元件施加的力的变形的阻力；以及(3)通过所述眼睛可安装装置中的天线传输表示测量到的角膜对变形的阻力的数据。
这些以及其他方面、优点和替代方式将通过适当地参照附图阅读以下的详细描述而对本领域技术人员变得明显。
附图说明
图1是根据示例性实施方式的示例性系统的方块图，该示例性系统包括与读取器无线通信的眼睛可安装装置；
图2A是根据示例性实施方式的示例性眼睛可安装装置的仰视图；
图2B是根据示例性实施方式的图2A中所示的示例性眼睛可安装装置的侧视图；
图2C是图2A和2B中所示的示例性眼睛可安装装置在安装到眼睛的角膜表面上时的侧视截面图；
图2D是被放大(enhanced)以示出根据示例性实施方式的当如图2C所示安装时围绕示例性眼睛可安装装置的表面的泪膜层的侧视截面图；
图3A-3B是被放大以示出根据示例性实施方式的在抵靠眼睛的角膜安装时的示例性眼睛可安装装置以及包括可膨胀元件的眼压传感器的操作的侧视截面图；
图4A-4B是被放大以示出根据示例性实施方式的在抵靠眼睛的角膜安装时的示例性眼睛可安装装置和包括可膨胀元件的眼压传感器的操作的侧视截面图；
图5A是根据示例性实施方式的包括可膨胀元件的示例性眼睛可安装装置的仰视图；
图5B是根据示例性实施方式的包括可膨胀元件的图5A中所示的示例性眼睛可安装装置的侧视图；
图6A至6B是被放大以示出根据示例性实施方式的在抵靠眼睛的角膜安装时的示例性眼睛可安装装置以及眼压传感器的操作的侧视截面图；
图7A-7B是被放大以示出根据示例性实施方式的在抵靠眼睛的角膜安装时的示例性眼睛可安装装置和眼压传感器的操作的侧视截面图；
图8是根据示例性实施方式的示例性方法的流程图。
具体实施方式
在下面的具体实施方式中，对附图进行参考，该附图形成具体实施方式的一部分。在附图中，类似的符号典型地标识类似部件，除非上下文另有所指。在具体实施方式、附图和权利要求中描述的说明性实施方式不意在限制。可以利用其它实施方式，且可以进行其它变化，而不背离在此给出的主题的范围。将轻易理解的是本公开的各个方面，如在此总体上描述的以及附图中示出的，可以按照各种不同构造而布置、替代、组合、分离和设计，所有这些在此被明确构想到。
I.概述
隐形眼镜可以具有用于测量IOP的嵌入传感器。在一些示例中，传感器可以作为嵌入隐形眼镜内的应变仪提供，该隐形眼镜具有电气部件，用于触发应变仪的位移或感测应变仪的位移，并将数据通过远程接口传输回用户。应变仪可以按照各种几何形状、构造和材料设置。传感器元件可以布置在隐形眼镜的视野之外，如围绕镜片中心，以不干扰佩戴者的视力。
在第一方面，IOP传感器可以包括可膨胀元件以及一个或多个传感器，该可膨胀元件被构造成向眼睛的表面施加力，而所述一个或多个传感器用于测量由于抵靠眼睛施加力所致的可膨胀元件的构型上的变化，如偏转、变形或位移，通常，IOP越高，眼睛对压在它上的可膨胀元件的变形的阻力越大。于是，IOP越高，传感器的偏转、变形或位移越大。传感器的偏转、变形或位移可以通过在一个或多个共面应变仪中的电阻、电容或电导的变化或通过放置在可膨胀元件上的平行平面中的一对或多对电极中的电容或电导的变化而在光学上测量。
例如，可膨胀元件可以包括材料层，该材料层从固体向气体快速转变。通常，可以使用产生CO2、O2或N2气体的任何材料，如叠氮化钠、叠氮化钾或叠氮化锂。在一个示例中，干燥的叠氮化钠(用于汽车气囊的推进剂)可以沉积在制造在隐形眼镜中的通道中，与一对导线或电极电接触。施加的电信号导致叠氮化钠分解以释放氮气，这以比硅酮聚合物(silicone polymer)中气体的扩散快得多的速率形成，由此导致将传感器压在角膜上的传感器的吹气球效果。对膨胀装置的阻力可以利用各种不同模式测量。在操作中，大约50微克的叠氮化钠可以足以在少于十分之一秒内产生大约50微升的氮气。围绕隐形眼镜可以设置多个腔室，以随着时间进行另外的IOP测量。
在第二示例中，可膨胀元件可以作为电活性聚合物或导电聚合物的层设置，其具有限定的硬度，当电流通过附连的电极施加于其上时膨胀。电活性聚合物可以是聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚乙炔。聚合物层的膨胀导致材料被抵靠角膜推动，并且聚合物层被角膜的偏转或位移可以被光学上探测或可以通过第二电极(或第二对电极)测量。替代地，聚合物相对角膜的变形可以利用应变仪量化。反馈电路也可以被提供，以确定获得聚合物层的被测量的膨胀水平所需的电流量。水凝胶层也可以用作可膨胀元件。
在第三示例中，可膨胀元件可以设置为隐形眼镜中的腔室或通道，其通过液体的除气驱动(degas-driven)流进入到腔室或通道中而膨胀。除气的隐形眼镜可以在真空下存放。随着除气的眼镜平衡到大气压，聚合物和大气之间的压力差产生自泵浦机构。流体填充腔室并替代气体，气体可以通过硅酮镜片逃脱，该硅酮镜片对气体是相对透明的。流体或液体的入流导致腔室的膨胀，它抵靠角膜推动。泵入到腔室内的流体或液体的量取决于腔室抵靠角膜膨胀的能力，该能力将取决于角膜的变形能力，并因此取决于IOP。于是，IOP可以通过泵入到腔室内的流体的泵入速率或总体积来确定。腔室相对角膜的偏转可以光学上或电学上测量。
额外地或替代地，IOP传感器可以设置为应变元件或应变元件的阵列，其设置在隐形眼镜材料上或嵌入隐形眼镜材料中，其通过眼睛表面的曲率和/或圆周的变化所致的传感器的一些直接变形或偏转来探测IOP。例如，传感器可以包括电阻应变元件或共面电阻应变元件的阵列，如环形电极。应变元件可以至少部分地由电阻材料或压阻材料制成，其电阻基于应变仪应变或变形而变化。在操作中，导致眼睛的圆周变化的IOP中的变化进而导致位于眼睛上的隐形眼镜的圆周变化。所导致的在隐形眼镜上的应变元件的变形改变材料的电阻，由此改变流过该元件的电流。可以跨过应变元件的终端测量电压，以确定应变元件的电阻的变化。在应变仪的电阻中测量的变化可以等同于装置的佩戴者的IOP的变化。在一些示例中，应变元件可以被构造成惠斯通电桥。
应变元件也可以设置为电容传感器，其包括电连接的电极的阵列，该电极在平行平面中搁置在隐形眼镜中。IOP中的变化将改变眼睛的表面的曲率，结果，改变隐形眼镜的曲率以及传感器的电极之间的距离。电极之间的距离的变化将改变其间的电场，由此改变传感器的电容。跨过传感器测量的电容中的变化可以等同于IOP中的变化。
在另一方面，传感器可以设置为共面交叉梳状电极的组或阵列。IOP中的变化所致的隐形眼镜的偏转将改变电极的指状件之间的距离，导致传感器的电导或电容中的可测量变化，从该可测量变化可以确定IOP。
上述基于隐形眼镜的技术可以允许个人利用与医生办公室内可获得的眼压测量装置相比不太侵入式的和更方便的方法在家连续地或更频繁地进行眼压测量。通过隐形眼镜平台获得的IOP测量也可以用于控制眼镜上的药物传送机构。此技术也可以应用于动物，小型动物护理(用于动物护理的大经济市场)和大型动物/牲畜护理(同样是大市场)。
通过进行测量，IOP传感器可以存储与测量相关的数据，并随后基于来自远程接口如读取器的请求而发送数据。读取器进而可以保存和/或处理所接收的数据。例如，传感器可以进行电阻测量值并将关于测量的电阻的数据发送到读取器。读取器可以处理电阻测量数据，以确定关于佩戴者的IOP相关信息。读取器可以根据一个或多个标准与传感器电子器件通信，并由此从隐形眼镜获得IOP数据，该一个或多个标准诸如但不限于RFID标准、蓝牙标准、Wi-Fi标准、Zigbee标准等。此外，读取器可以利用蓝牙或其他通信协议接口将原始数据或处理的数据传输到另一装置，如显示装置或云。
应该理解的是，上述实施方式和在此描述的其他实施方式是为了解释目的而提供，而非旨在限制。
II.示例性眼科电子器件平台
图1是包括与读取器180无线通信的眼睛可安装装置110的系统100的方块图。眼睛可安装装置110的暴露区域由聚合物材料120制成，该聚合物材料形成为接触地安装到眼睛的角膜表面上。衬底130嵌入在聚合物材料120中，以为电源140、控制器150、生物交互电子器件160和通信天线170提供安装表面。生物交互电子器件160被控制器150操作。电源140向控制器150和/或生物交互电子器件160提供操作电压。天线170被控制器150操作，以向眼睛可安装装置110传输信息和/或从眼睛可安装装置110传输信息。天线170、控制器150、电源140和生物交互电子器件160全部定位在嵌入的衬底130上。由于眼睛可安装装置110包括电子器件并构造成接触地安装到眼睛上，在此它也称为眼科电子器件平台。
为了便于接触地安装，聚合物材料120可以具有凹入表面，该凹入表面被构造成贴合(安装)到湿润的角膜表面(例如，通过与覆盖角膜表面的泪膜的毛细管力)。另外地或替代地，眼睛可安装装置110可以通过凹入曲率所致的角膜表面和聚合物材料之间的真空力而贴合。在利用凹入表面抵靠眼睛安装的同时，聚合物材料120的面向外的表面可以具有凸起曲率，该凸起曲率形成为在眼睛可安装装置110安装到眼睛上时不干涉眼睑运动。例如，聚合物材料120可以是基本上透明的弯曲聚合物盘形，类似于隐形眼镜。
聚合物材料120可以包括一种或多种生物兼容材料，如用于隐形眼镜或涉及与角膜表面直接接触的其他眼科应用中采用的材料。聚合物材料120可以可选地部分由这种生物兼容材料形成，或可以包括具有这种生物兼容材料的外涂层。聚合物材料120可以包括被构造成润湿角膜表面的材料，如水凝胶等。在一些实施方式中，聚合物材料120可以是可变形(非刚性)材料，以提高佩戴者的舒适。在一些实施方式中，聚合物材料120可以成形为提供预定的视力校正光焦度，如隐形眼镜能够提供的。
衬底130包括一个或多个表面，所述表面适于安装生物交互电子器件160、控制器150、电源140和天线170。衬底130可以被采用既作为基于芯片的电路(例如，通过倒装芯片安装到连接焊盘上)的安装平台又/或作为用于构图导电材料(例如，金、铂、钯、钛、铜、铝、银、金属、其他导电材料、这些的组合等)以产生电极、互连、连接焊盘、天线等的平台。在一些实施方式中，基本上透明的导电材料(例如，铟锡氧化物)能够在衬底130上被构图以形成电路、电极等。例如，天线170能够通过在衬底130上通过沉积、光刻、电镀等形成金或其他导电材料的图案来形成。类似地，控制器150和生物交互电子器件160之间以及控制器150和天线170之间的互连151、157可以分别通过在衬底130上沉积导电材料的适当的图案来形成。包括但不限于光阻材料、掩模、沉积技术和/或电镀技术的微制造技术的组合可以被采用以构图衬底130上的材料。衬底130可以是相对刚性材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，或其他材料，其被构造成结构上支撑聚合物材料120之内的电路和/或基于芯片的电子器件。眼睛可安装装置110可以替代地布置有一组未连接的衬底，而非单个衬底。例如，控制器150和生物传感器或其他生物交互电子器件能够安装到一个衬底上，而天线170安装到另一个衬底上，且两个衬底可以通过互连157电连接。
在一些实施方式中，生物交互电子器件160(和衬底130)可以远离眼睛可安装装置110的中心定位，并由此避免与眼睛的中心光敏感区域的光透射干涉。例如，在眼睛可安装装置110成形为凹入弯曲的盘时，衬底130可以围绕盘的周边(例如，靠近外圆周)嵌入。然而，在一些实施方式中，生物交互电子器件160(和衬底130)可以定位在眼睛可安装装置110的中心区域内或附近。另外地或替代地，生物交互电子器件160和/或衬底130可以基本上对进入的可见光透明，以减轻与向眼睛的光透射的干涉。此外，在一些实施方式中，生物交互电子器件160能够包括像素阵列164，该像素阵列根据显示指令发射和/或透射要被眼睛接收的光。从而，生物交互电子器件160能够可选地定位在眼睛可安装装置的中心，以向眼睛可安装装置110的佩戴者产生可察觉的视觉线索，如通过在像素阵列164上显示信息(例如，字符、符号、闪烁图案等)。
衬底130可以成形为平坦的环，其半径宽度尺寸足以提供用于嵌入的电子部件的安装平台。所述衬底130可以具有足够小的厚度，以允许衬底130嵌入到聚合物材料120中而不影响眼睛可安装装置110的轮廓。衬底130可以具有足够大的厚度以提供适于支撑其上安装的电子器件的结构稳定性。例如，衬底130可以成形为具有大约10毫米的直径、大约1毫米的半径宽度(例如，外半径比内半径大1毫米)和大约50微米的厚度的环。衬底130可以可选地与眼睛可安装装置110的眼睛安装表面(例如，凸起表面)的曲率对准。例如，衬底130可以沿着限定内半径和外半径的两个圆形段之间的假想圆锥的表面成形。在这样的示例中，衬底130的沿着假想圆锥的表面的表面限定了倾斜表面，该倾斜表面大致与在该半径处的眼睛安装表面的曲率对准。
电源140被构造成收集周围能量以给控制器150和生物交互电子器件160供能。例如，射频能量收集天线142可以从入射的无线电辐射中捕捉能量。另外地或替代地，太阳能电池144(光伏电池)可以从入射的紫外辐射、可见辐射和/或红外辐射捕捉能量。此外，惯性功率俘获(scavenging)系统能够被包括以捕捉来自周围振动的能量。能量收集天线142能够可选地是双用途天线，其也用于向读取器180传输信息。即，通信天线170和能量收集天线142的功能可以利用相同的物理天线来实现。
整流器/调节器146能够用于将被捕捉的能量调整成稳定的DC供给电压141，其被供给到控制器150。例如，能量收集天线142可以接收入射的射频辐射。在天线142的引线上的变化的电信号被输出到整流器/调节器146。整流器/调节器146将变化的电信号整流为DC电压并将整流的DC电压调节成适于操作控制器150的电平。另外地或替代地，来自太阳能电池144的输出电压可以被调节为适于操作控制器150的电平。整流器/调节器146能够包括一个或多个能量存储装置，以缓解周围能量采集天线142和/或太阳能电池144的高频变化。例如，一个或多个能量存储装置(例如，电容器、电感器等)能够跨过整流器146的输出并联连接以调节DC供给电压141，并构造成作用为低通滤波器。
控制器150在DC供给电压141提供到控制器150时被开启，并且控制器150内的逻辑操作生物交互电子器件160和天线170。控制器150可以包括逻辑电路，该逻辑电路被构造成操作生物交互电子器件160，以与眼睛可安装装置110的生物环境相互作用。该相互作用可以涉及生物交互电子器件160中的一个或多个部件，如眼压(IOP)传感器162的使用，以获得来自生物环境的输入。另外地或替代地，相互作用可以涉及一个或多个部件，如像素阵列164的使用，以向生物环境提供输出。
在一个示例中，控制器150包括传感器接口模块152，其被构造成操作IOP传感器162。如下面进一步讨论的，IOP传感器162例如可以包括可膨胀元件和变形传感器，该可膨胀元件用于向角膜表面施加力，而变形传感器用于探测角膜对可膨胀元件施加的力的阻力。在一些方面中，变形传感器可以通过任何机械的、光学的、声学的、气动的和电气的装置测量角膜对变形的阻力。替代地，IOP传感器162例如可以是应变仪，其被构造成探测透明聚合物材料上响应于角膜表面的曲率的变化的应变，所述曲率的变化表示眼压的变化。电压可以跨过应变仪或变形传感器施加，电特性(即，电阻、电容、电感等)的变化可以被测量。电特性的变化与传感器经历的应变成比例，传感器经历的应变可以是由于被可膨胀元件施加到角膜表面上的力所致，或者角膜表面的曲率的被动变化所致。由此，在电特性中测量的变化可以提供眼压的指示。
控制器150能够可选地包括用于操作像素阵列164的显示驱动器模块154。像素阵列164可以是布置成行和列的单独可编程光透射、光反射和/或光发射像素的阵列。单个像素电路可以可选地包括液晶技术、微机电技术、发光二极管技术等，以根据来自显示驱动器模块154的信息选择性地透射、反射和/或发射光。这种像素阵列164也能够可选地包括多于一种颜色的像素(例如，红、绿和蓝像素)，以呈现彩色的视频内容。显示驱动器模块154例如能够包括一条或多条数据线和一条或多条寻址线，所述一条或多条数据线向像素阵列164中的单个编程像素提供编程信息，而所述一条或多条寻址线用于设定接收这种编程信息的像素组。位于眼睛上的这种像素阵列164也可以包括一个或多个透镜，以将来自像素阵列的光指引到眼睛可觉察的焦平面。
控制器150也可以包括通信电路156，用于通过天线170发送和/或接收信息。通信电路156可以可选地包括一个或多个振荡器、混合器、频率注入器等，以调制和/或解调要被天线170发射和/或接收的载波频率上的信息。在一些示例中，眼睛可安装装置110被构造成通过以可由读取器180察觉的方式调制天线170的阻抗从而指示来自生物传感器的输出。例如，通信电路156能够导致来自天线170的反向散射辐射(backscatter radiation)的振幅、相位和/或频率中的变化，且这种变化可以被读取器180探测到。
控制器150通过互连151连接到生物交互电子器件160。例如，在控制器150包括以集成电路实现的逻辑元件以形成传感器接口模块152和/或显示驱动器模块154的情况下，被构图的导电材料(如，金、铂、钯、钛、铜、铝、银、金属、它们的组合等)能够将芯片上的终端连接到生物交互电子器件160。类似地，控制器150通过互连157连接到天线170。
要指出的是，为了描述的方便，图1所示的方块图结合功能模块描述。但是，眼睛可安装装置110的实施方式可以布置有一个或多个功能模块(子系统)，该一个或多个功能模块在单个芯片、集成电路和/或物理部件中实现。例如，虽然整流器/调节器146被显示在电源块140中，但整流器/调节器146能够实现在也包括控制器150的逻辑元件和/或眼睛可安装装置110中嵌入的电子器件的其他特征的芯片中。从而，从电源140提供给控制器150的DC供给电压141可以是通过位于相同芯片上的整流器和/或调节器元件提供给芯片上的部件的供给电压。即，图1中示为电源块140和控制器块150的功能块不必作为物理上分离的模块实现。此外，图1中描述的一个或多个功能模块能够通过单独封装的芯片实现，所述芯片彼此电连接。
另外地或替代地，能量收集天线142和通信天线170可以利用相同天线实现。例如，环形天线可以既收集入射辐射用于功率产生，又通过反向散射辐射传输信息。
读取器180可以被构造成在眼睛的外部，即，不是眼睛可安装装置的一部分。读取器180可以包括一个或多个天线188，以发送无线信号171到眼睛可安装装置110并从眼睛可安装装置110接收无线信号171。在一些实施方式中，读取器180能够利用根据一个或多个标准，诸如但不限于RFID标准、蓝牙标准、Wi-Fi标准、Zigbee标准等操作的硬件和/或软件来通信。
读取器180也可以包括计算系统，其具有与存储器182通信的处理器186。示例处理器包括但不限于CPU、图形处理单元(GPU)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)。存储器182是非瞬态计算机可读介质，其包括但不限于磁盘、光盘、有机存储器和/或任何其他可由处理器186读取的易失性(例如RAM)或非易失性(例如，ROM)存储系统。存储器182可以包括数据储存器183，以存储数据的指示，如传感器读数(例如，来自IOP传感器162)、程序设定(例如，调节眼睛可安装装置110和/或读取器180的特性)等。存储器182也可以包括程序指令184，用于通过处理器186执行，从而使读取器180执行指令184指定的处理。例如，程序指令184可以使读取器180提供用户接口，该用户接口允许检索从眼睛可安装装置110传输的信息(例如，来自IOP传感器162的传感器输出)。读取器180也可以包括一个或多个硬件部件，用于操作天线88，以发送无线信号171到眼睛可安装装置110或从眼睛可安装装置110接收无线信号171。例如，振荡器、频率注入器、编码器、解码器、放大器、滤波器等能够根据来自处理器186的指令驱动天线188。
用户接口190也可以设置在读取器180上。用户接口190可以包括指示器，诸如但不局限于一个或多个发光二极管(LED)，该指示器能够指示读取器180正在操作并且提供关于其状态的一些信息。例如，读取器180能够被构造有LED，在正常操作时该LED显示一种颜色(例如，绿色)而在不正常操作时显示另一种颜色(例如，红色)。在其他实施方式中，LED能够与在空闲时相比在处理和/或通信时改变显示(例如，在处理数据的同时周期性开启和关闭，在空闲时恒定保持开启或恒定保持关闭)。
在一些实施方式中，用户接口190的一个或多个LED可以指示传感器数据的状态；例如，当传感器数据在正常范围内或不可用时不显示，当传感器数据在正常范围之外但不是极高或极低时以第一种颜色显示，且当传感器数据极高和/或极低时显示第二种颜色。例如，如果传感器数据指示眼压水平是极高或极低，用户接口190能够被处理器186指示以利用第二颜色显示。在具体实施方式中，用户接口190可以包括扬声器或其他发声装置，以允许在传感器数据极高和/或极低的情况下读取器180产生声音；例如，警告声和/或音调。读取器180也能够具有一个或多个按钮和/或其他装置，以接收输入。例如，读取器180能够具有用于用户的按钮，以指示何时眼睛可安装装置已经放置在他或她的眼睛上。
在一些实施方式中，读取器180能够是智能电话、数字助理或者其他便携计算装置，其具有足以提供无线通信链路171的无线连接性。在其他实施方式中，读取器180可以实现为天线模块，该天线模块能够插入到便携计算装置中；例如在通信链路171在便携计算装置通常不采用的载波频率下操作的场景下。在其他示例中，读取器可以作为可穿戴计算装置提供，它可以是能够被安装或佩戴在身体上、身体内或身体附近的任何装置。例如，读取器180可以集成在一副眼镜中、一件珠宝(如项链、耳环、腕表等)中、或者集成在佩戴在头部附近的衣物(如帽子、头带)中、等。
在眼睛可安装装置110包括IOP传感器162的示例中，系统100可以被操作以监视眼睛的眼压。从而，眼睛可安装装置110能够被构造为用于眼科IOP传感器的平台。眼压的水平可以影响眼睛的多个可测量特性，包括眼睛的形状和硬度。例如，典型地是，眼压越高，角膜对变形的阻力越大。于是，眼压可以通过测量眼睛对被施加的力变形的阻力来测量。在其他方面中，由于眼睛的壳层(envelope)是柔性的并且由于眼压与眼睛内房水的体积相关，随着眼压变化，眼睛的表面的曲率和/或圆周也变化。于是，眼压可以通过测量眼睛表面的物理变化来测量。与利用典型眼压计执行的眼压测量技术相比，利用眼睛可安装装置测量对变形或者眼睛形状的变化的阻力提供了用于监视眼压的方便和非侵入性技术。此外，在此公开的眼科IOP传感器平台能够基本上连续地操作，以实现实时的或更频繁地眼压的监控。
为了利用构造为眼压监视仪的系统100执行读取，读取器180能够发射射频辐射171，该射频辐射被收集以通过电源140给眼睛可安装装置110供能。能量收集天线142(和/或通信天线170)所捕捉的射频电信号在整流器/调节器146内被整流和/或调节，并且被调节的DC供给电压147被提供给控制器150。射频辐射171由此开启眼睛可安装装置110内的电子部件。一旦开启，控制器150操作IOP传感器162，以测量眼压。例如，传感器接口模块152能够导致IOP传感器162内的可膨胀元件膨胀并向角膜表面施加力。传感器接口模块152能够进一步跨过IOP传感器162内的应变仪或变形传感器施加电压，以探测角膜对可膨胀元件所致的变形的阻力。施加的电压可以足以探测应变仪的电特性的变化。测量的电特性(如电阻)的变化能够提供表示眼压的传感器读数(结果)。
控制器150能够操作天线170，以将传感器读数传输回读取器180(例如，通过通信电路156)。传感器读数能够例如通过根据探测到的应变仪或变形传感器的电特性的变化而调制通信天线170的阻抗来传输，使得阻抗中的调制被读取器180探测到。天线阻抗的调制能够例如通过来自天线170的反向散射辐射探测到。
读取器180能够(例如，通过处理器186，根据将天线170的阻抗与IOP传感器120的输出相关联的预先编程的关系)将反向散射信号与传感器结果相关联。然后处理器186能够在本地存储器和/或外部存储器中存储被指示的传感器结果(例如，眼压值)(例如，通过与外部存储器通信，该外部存储器在远程装置上或通过网络)。在一些实施方式中，读取器180能够与眼睛可安装装置110之外的装置如显示装置、远程计算装置或远程服务器通信。
在一些实施方式中，系统100能够操作以向眼睛可安装装置110非连续地(间歇地)供给能量，以给控制器150和电子器件160供能。例如，射频辐射171能够被供给以给眼睛可安装装置110供能足够长以执行泪膜分析物浓度测量并传输结果。例如，所供给的射频辐射可以提供足够的能量，以在工作电极和基准电极之间施加足够的电势以在工作电极处诱发电化学反应，测量所导致的安培电流，并且调制天线阻抗，从而以表示被测量的安培电流的方式调节反向散射辐射。在这样的示例中，被供给的射频辐射171能够被认为是从读取器180到眼睛可安装装置110的询问信号，以要求测量。通过周期性询问眼睛可安装装置110(例如，通过供给射频辐射171以暂时开启装置)并存储传感器结果(例如，通过数据储存器183)，读取器180能够随时间累积一组分析物浓度测量值，而不是连续地给眼睛可安装装置110供能。
图2A是示例性眼睛可安装电子装置210(或眼科电子器件平台)的仰视图。图2B是图2A中所示的示例性眼睛可安装电子装置的侧视图。要指出的是图2A和2B中的相对尺寸不必是按比例的，而是仅在描述示例性眼睛可安装电子装置210的布置中为了解释的目的而给出。眼睛可安装装置210由聚合物材料220形成，该聚合物材料成形为弯曲的盘。在一些实施方式中，眼睛可安装装置210能够包括眼睛可安装装置110的上述方面中的一些或全部。在其他实施方式中，眼睛可安装装置110能够进一步包括眼睛可安装装置210的在此提及的方面中的一些或全部。
聚合物材料220能够是基本上透明的材料，以在眼睛可安装装置210被安装到眼睛上时允许入射光透射到眼睛。聚合物材料220能够是生物兼容材料，类似于在眼科中用于形成视力校正和/或美容隐形眼镜的那些材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚甲基丙烯酸羟乙酯(polyhydroxyethylmethacrylate，polyHEMA)、硅酮水凝胶、它们的组合等。聚合物材料220能够形成有具有凹入表面226的一侧，该凹入表面226适于配合在眼睛的角膜表面上。盘的相对侧能够具有凸起表面224，该凸起表面在眼睛可安装装置210安装到眼睛上时不与眼睑运动干涉。圆形的外侧边缘228连接所述凹入表面224和凸起表面226。
眼睛可安装装置210能够具有类似于视力校正和/或美容隐形眼镜的尺寸，如大约1厘米的直径和大约0.1到大约0.5毫米的厚度。但是，直径和厚度值被提供仅用于解释目的。在一些实施方式中，眼睛可安装装置210的尺寸能够根据佩戴者的眼睛的角膜表面的尺寸和/或形状而选择。
聚合物材料220能够以各种方式形成有弯曲形状。例如，类似于形成视力矫正隐形眼镜所采用的技术，如热模制、注模成型、旋转铸模(spin casting)等可以被采用以形成聚合物材料220。在眼睛可安装装置210安装在眼睛内的同时，凸起表面224向外面向周围环境，同时凹入表面226向内面朝向角膜表面。因此凸起表面224能够被认为是眼睛可安装装置210的外部顶表面，而凹入表面226被认为是内部底表面。图2A中所示的仰视图面对凹入表面226。从图2A所示的仰视图，靠近弯曲盘的外圆周的外周边222被弯曲以延伸到纸面之外，而靠近盘的中心的中心区域221被弯曲以延伸到纸面中。
衬底230嵌入在聚合物材料220中。衬底230能够被嵌入以沿着聚合物材料220的外周边222远离中心区域221定位。衬底230由于它太靠近眼睛而不位于焦点内并且远离入射光被透射到眼睛的眼睛感测部分的中心区域221，因此不会干涉视力。此外，衬底230可以由透明材料形成，以进一步减轻对视觉的影响。
衬底230可以成形为圆环(例如，具有中心孔的盘)。衬底230的平坦表面(例如，沿着径向宽度)是用于安装电子器件如芯片(例如，通过倒装安装)和用于构图导电材料(例如，通过微加工技术如光刻、沉积、电镀等)以形成电极、天线和/或互连的平台。衬底230和聚合物材料220可以围绕共同的中心轴大致圆柱形对称。衬底230例如可以具有大约10毫米的直径、大约1毫米的径向宽度(例如，外半径比内半径大1毫米)、和大约50微米的厚度。但是，这些尺寸仅为了举例目的而提供，并且绝不限制本发明。衬底230可以以各种不同形状因数实现，类似于结合上面图1对衬底130的讨论。
环形天线270、控制器250和生物交互电子器件260设置在嵌入的衬底230上。控制器250可以是包括逻辑元件的芯片，其被构造成操作生物交互电子器件260和环形天线270。控制器250通过也位于衬底230上的互连257电连接到环形天线270。类似地，控制器250通过互连251电连接到生物交互电子器件260。互连251、257、环形天线270、和任何导电电极(例如，用于IOP传感器等)可以由通过用于精确构图这样的材料的过程如沉积、光刻等在衬底230上被构图的导电材料形成。在衬底230上被构图的导电材料例如可以是金、铂、钯、钛、碳、铝、铜、银、氯化银、由贵重材料形成的导体、金属、它们的组合等。
如图2A所示，图2A是面向眼睛可安装装置210的凸起表面224的视图，生物交互电子器件260安装到衬底230的面对凸起表面224的一侧。在生物交互电子器件260包括IOP传感器的情况下，例如，将这种生物传感器安装到衬底230上面对凸起表面224允许生物传感器探测对变形或者角膜表面的圆周的变化的阻力。在一些实施方式中，一些电子部件可以安装在衬底230的一侧上，而其他电子部件安装在相对侧上，并且二者之间的连接可以通过穿过该衬底230的导电材料来实现。
环形天线270是沿着衬底的平坦表面构图的一层导电材料，以形成平坦的导电环。在一些情况下，环形天线270可以在不形成完整环的情况下形成。例如，环形天线可以具有开口，以允许用于控制器250和生物交互电子器件260的空间，如图2A中所示。但是，环形天线270也可以布置为导电材料的连续条带，其整体上围绕衬底230的平坦表面缠绕一次或多次。例如，具有多个绕组的导电材料的条带在衬底230的与控制器250和生物交换电子器件260相对的一侧上被构图。然后这种缠绕天线的端部(例如，天线引线)之间的互连可以穿过衬底230到达控制器250。
图2C是示例性眼睛可安装电子装置210在安装到眼睛10的角膜表面22上时的侧视截面图。图2D是被放大以示出邻近角膜20的示例性眼睛可安装装置210的靠近的侧视截面图。要指出的是，图2C和2D中的相对尺寸不必是按比例的，而是已经为了仅在描述示例性眼睛可安装电子装置210的布置过程中举例说明的目的而给出。一些方面被夸大，以允许图示说明和便于解释。
眼睛10包括角膜20，该角膜通过将上眼睑30和下眼睑32在眼睛10的顶部之上合到一起而被覆盖。入射光通过角膜20被眼睛10接收，在此，光被光学引导到眼睛10的光感测元件(例如，视杆细胞和视锥细胞等)，以刺激视觉。设置在角膜表面22上的一层泪膜可以通过在凹入表面226和角膜表面22之间的毛细管力而有助于安装眼睛可安装装置210。在一些实施方式中，眼睛可安装装置210也可以部分通过真空力抵靠角膜表面22而保持在眼睛上，该真空力是由于面向眼睛的凹入表面226的凹入曲率所致。
如图2C和2D中的截面图中所示，衬底230可以倾斜，使得衬底230的平坦安装表面大体上平行于凸起表面224的相邻部分。如上所述，衬底230是平坦的环，具有面向内表面232(面向聚合物材料220的凹入表面226)和面向外表面234(面向凸起表面224)。衬底230可以具有电子部件和/或构图的导电材料，它们安装到安装表面232、234的任一个或二者上。如图2D中所示，生物交互电子器件260、控制器250、和导电互连251安装在面向内表面232上，使得生物交互电子器件260面向凹入表面226。
限定后侧的聚合物层可以大于50微米厚，而限定前侧的聚合物层可以小于150微米。生物交互电子器件260可以远离凸起表面224至少50微米，并且可以远离凹入表面226更大距离。生物交互电子器件260也可以与凸起表面224相比更靠近凹入表面226定位。
III.示例性眼压传感器
图3A-3B、4A-4B、5A-5B和6A-6B是示出用于上面参照图1和2A-2D所描述的眼睛可安装装置内的各种示例性眼压传感器的侧视截面图。这些图是被放大以示出邻近角膜20的示例性眼睛可安装装置的靠近视图。
图3A-3B示出与眼睛的角膜20的表面22接触的眼睛可安装装置310的一部分。类似于上面描述的，基板230可以设置为平坦的环，具有面向内表面232(面向聚合物材料220的凹入表面226)和面向外表面234(面向凸起表面224)。衬底230可以具有安装在安装表面232、234中的任一个或二者上的电子部件和/或构图的导电材料。控制器250、导电互连251和生物交换电子器件(包括眼压传感器362)安装在衬底230的面向内表面232上。眼压传感器362包括用于向角膜表面22施加力的可膨胀元件366和用于测量角膜20对该力的阻力的变形传感器368。眼压可以从角膜对变形的阻力来推导出。
在这个示例中，可膨胀元件366可以设置为一个材料层，该材料层被构造成经历相变，导致材料膨胀。例如，材料可以从固体快速转变成气体。产生CO2、O2或N2气体的任何材料可以被使用，如叠氮化钠、叠氮化钾或叠氮化锂。在一个方面，干燥的叠氮化钠(在汽车气囊中使用的推进剂)可以沉积在通道380内，与一对导线或电极如互连251电接触。可以以各种形状(如圆周环形或单个通道的阵列)设置的通道380可以直接在聚合物材料220内加工或设置在衬底230上。当电信号通过互连251施加于通道380时，叠氮化钠被导致分解并释放氮气。由于氮气以比气体在硅酮聚合物(siliconepolymer)材料220内的扩散快得多的速率形成，可膨胀材料366膨胀并压靠(或者导致一层聚合物材料220压靠)角膜20。大约50微克的叠氮化钠可足以在少于十分之一秒内产生大约50微升的氮气。
眼睛可安装装置310可以被设计成进行单个IOP测量或随时间进行多个IOP测量。由于固体叠氮化钠的分解是不可逆的，一旦通道380内的叠氮化钠已经转变成氮气(或其他副产品)，通道380不能再作为可膨胀元件的一部分使用以向角膜表面施加力(例如，除非它在眼睛之外被再填充更多材料)。于是，如果眼睛可安装装置310的可膨胀元件366具有单个通道380，那么在IOP测量已经进行之后，眼睛可安装装置310可以从眼睛去除并抛弃。在一些示例中，用户可以处于由临床医生、眼科医生或者医师进行的眼压监视方案之下，并可以具有指令以随后插入另一个眼睛可安装装置310，用于在后来进行另一个IOP测量。例如，监视方案可以包括每两个小时进行IOP测量一次，去除用过的眼睛可安装装置310并立即插入新的眼睛可安装装置310。在其他示例中，眼睛可安装装置310的可膨胀元件366可以包括多个叠氮化钠填充的通道380的阵列。眼睛可安装装置310可以被构造成随着时间向阵列中的单个通道380施加电信号，以进行多次IOP测量。一旦阵列中的所有通道380被用过，用户可以被指示以去除眼睛可安装装置310。
图4A-4B示出另一示例性眼睛可安装装置410。在这个示例中，IOP传感器462包括可膨胀元件466和变形传感器468。可膨胀元件466可以设置为一层电活性聚合物或导电聚合物，具有限定的硬度，其在电流施加于其上(如通过互连251)时膨胀。电活性聚合物可以是当被电场刺激时在尺寸或形状上呈现出变化的任何聚合物，如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺和聚乙炔，并可以直接安装或沉积在衬底230上。在一些示例中，水凝胶也可以用作可膨胀元件。可膨胀元件466可以以电活性聚合物的圆周环的形式设置，或者可以设置为电活性聚合物的单个电连接沉积物的阵列。控制器250可以被构造成控制何时电流通过互连251施加到可膨胀元件466上，由此控制可膨胀元件466的膨胀。如图4B中所示，聚合物层的膨胀导致可膨胀元件466抵靠角膜20推动。角膜对可膨胀元件466施加的力所致的变形的阻力可以被变形传感器468感测到，该变形传感器468提供眼压的指示。反馈电路也可以设置成确定获得聚合物层的被测量的膨胀水平所需的电流量。
如上面相对于图3A-3B所描述的，眼睛可安装装置410可以设计成进行单个IOP测量或随时间进行多个IOP测量。在可膨胀元件466的情况下，当控制器250停止向可膨胀元件466提供电流时，电活性聚合物的层将返回到其初始未膨胀构造，如图4A所示。于是，控制器250可以被构造成多次向可膨胀元件施加电流并由此导致可膨胀元件膨胀，允许IOP传感器462进行多次IOP测量。眼睛可安装装置410的寿命可以取决于电活性聚合物层的寿命，并也取决于用于眼睛卫生的通用标准和隐形眼镜磨损。
在第三示例中，如图5A-5B所示，眼睛可安装装置510可以包括IOP传感器562，其具有可膨胀元件566和变形传感器568，该可膨胀元件566被构造成通过液体的除气驱动流进入一个或多个储池580中而膨胀，所述变形传感器568被构造成感测角膜对可膨胀元件566所致的变形的阻力。眼睛可安装装置510也可以包括通过互连257电连接到环形天线270的控制器250。变形传感器568可以通过互连251电连接到控制器250。所有这些部件可以设置在衬底230上，该衬底230可以嵌入在聚合物材料220中。聚合物材料220的全部或部分可以包括多孔聚合物，如硅基(silicon-based)有机聚合物，聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚氨酯、聚氯乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚砜、聚碳酸酯、或聚烯烃。聚合物材料220也可以是热塑性材料，具有足够快的空气渗透率和显著的自由体积(free volume)。
构成可膨胀元件566的一个或多个储池580可以形成在聚合物材料220中。储池580可以形成在衬底材料230处或附近。储池580可以形成为各种数量、形状、尺寸、布置和取向。储池580可以为任何形状，如例如圆柱形、圆形、球形、方形、矩形和三角形，并且可以具有任何期望直径、任何期望深度并保持任何期望容积。此外，眼睛可安装装置510的可膨胀元件566可以包括单个储池580，或多个储池的阵列。例如，图5A-5B示出了单个圆周环形储池580。储池580的尺寸可以在例如从大约10μm到大约3cm的直径、从大约10μm到大约1cm的深度范围内，并且保持从大约1pL到大约25μL或更大的容积。在一些示例中，储池580被构造成收集在大约10μL和50μL之间的体液。通常，储池580可以形成在眼睛可安装装置510的聚合物材料220内，使得当放置在眼睛上时它可以容易暴露于泪液。储池580可以从外部环境封闭，除了设置在眼睛可安装装置510的一侧、一端或边缘上的开口582。在一些示例中，通道(未示出)可以将开口582连接到储池580。
可膨胀元件566被构造成通过将泪液经除气驱动流的机制吸入储池580中而膨胀。除气驱动流并不需要外部功率，而是通过在将眼睛可安装装置510放置成与眼睛和泪液接触之前从多孔聚合物材料222中去除空气分子而利用多孔材料的高孔隙度和空气溶解性。从多孔聚合物材料222中去除空气产生相对于大气压的压差。在返回到大气压时，该压差导致储池580内侧的空气扩散到多孔材料中。由于储池580被密封(即，流体不能通过开口582流入且通过其他孔口流出)，形成死路(dead-end)系统。当眼睛可安装装置510与泪液形成接触时，空气从储池580被吸收到除气材料中使得体液从开口582被吸入储池580中。
为了实现上述除气驱动流，在制造之后，眼睛可安装装置510例如通过将该装置放置到真空井中而被真空除气，以从多孔聚合物材料222中去除空气和水蒸气。包含在多孔聚合物材料222中的空气和水蒸气通过将眼睛可安装装置510保持在低压(例如，小于大约0.3atm)下而被去除。在真空除气之后，眼睛可安装装置510可以被立即使用来进行IOP测量或者可以被存储以用于以后使用。真空密封的包装，如Mylar袋的使用可以允许用于IOP监视的眼睛可安装装置510以即用形式被供给。
在从除气之后从低压环境中移除眼睛可安装装置510之后或者在从真空密封包装中移除眼睛可安装装置510之后，多孔聚合物材料220将再吸收气体，直到它达到与大气的平衡为止。在达到与大气平衡时，可膨胀元件566不再呈现出除气驱动流。因此，为了利用除气驱动流来填充储池580，眼睛可安装装置510在除气装置达到与大气平衡之前的任何时间点与眼睛和泪液接触。各种参数影响除气驱动流的动力学特性。例如，眼睛可安装装置510和/或可膨胀元件566的几何形状、储池580的几何形状、多孔聚合物材料220的类型和厚度、暴露的面积、真空除气时间和在与泪液接触之前在大气压下的时间会影响除气驱动流。
在操作中，泪液入流到储池580中导致可膨胀元件566的膨胀，其抵靠角膜推动(类似于图3B和4B中所示的)。角膜对该膨胀的阻力可以被变形传感器568探测，并等同于装置的佩戴者的IOP的指示。
在上面提到的实施方式中，聚合物材料220可以包括材料的单个连续层，或者可以由材料的多个层形成。在一些情况下，将聚合物材料220形成为复合或叠层材料可能是期望的，其中材料的不同层具有不同的硬度。例如，如果聚合物材料220的硬度小于角膜20的硬度，可膨胀元件366、466、566的膨胀将推动眼睛可安装装置310、410、510远离眼睛，而非向眼睛施加力。在这种情况下，装置310、410、510不能测量眼压。在一个实施方式中，聚合物材料220可以形成为叠层或复合的，包括具有比角膜20的硬度高的硬度的最外层(限定凸起表面224)。邻近角膜20的材料层(限定凹入表面226)可以比最外层硬度小并可以具有与眼睛相同等级的硬度。在这种构造中，在可膨胀元件366、466、566膨胀过程中，眼睛可安装装置310、410、510可以保持与角膜20接触。
在参照图3A-3B、4A-4B以及5A-5B描述的上面的示例中，角膜对可膨胀元件366、466、566所致的变形的阻力表示装置的佩戴者的眼压。通常，IOP越高，角膜对变形的阻力越大，且可膨胀元件566抵靠角膜膨胀越难。这种对变形的阻力可以通过变形传感器368、468、568利用各种不同技术测量。变形传感器368、468、568可以包括一个或多个机械的、光学的、声学的、气动的和电气的传感器。在一些示例中，变形传感器368、468、568可以测量角膜表面22响应于可膨胀元件366、466、566施加的力的偏转或位移。另外地或替代地，可膨胀元件366、466、566抵靠角膜20的变形可以被探测。在进一步示例中，IOP可以基于可膨胀元件的膨胀量(即，膨胀体积和速率)来确定。虽然变形传感器368、468、568的位置和取向在图3A-3B、4A-4B和5A-5B中被示意性示为沿着控制器或可膨胀元件或靠近控制器或可膨胀元件，也可以构想到其他构造。
例如，相对于参照图5A-5B描述的实施方式，通过除气驱动流泵入储池580的泪液的量将取决于储池抵靠角膜膨胀的能力，这将取决于角膜的可变形性，并因此取决于IOP。虽然变形传感器568在图5A-5B中被示意性示为邻近控制器250定位，变形传感器568可以设置为一个或多个电极(未示出)，该电极定位在储池580的面向内表面和面向外表面上，并电连接到控制器250。储池580的膨胀将改变电极之间的距离，由此改变传感器的电导。在另一示例中，变形传感器568可以包括应变仪(未示出)，该应变仪定位在可膨胀元件566的膨胀表面上并电连接到控制器250。随着可膨胀元件566膨胀，应变仪将拉伸，由此改变应变仪的电阻。电阻的变化可以等同于可膨胀元件566的膨胀体积，这可以等同于装置的佩戴者的IOP。
由IOP传感器362、462、562采集的数据的分析可以直接在眼睛可安装装置310、410、510上进行，或者在单独的计算装置如外部读取器180上进行。如上所述，IOP传感器采集的数据可以传输到读取器，并被处理以确定装置的佩戴者的IOP的指示。在其他示例中，眼睛可安装装置可以设置有处理器和存储器，其可以具有其上存储的程序指令，用于直接在装置上确定佩戴者的IOP的指示。
在进一步方面中，眼睛可安装装置可以被构造成被动探测佩戴者的IOP，而不使用可膨胀元件向角膜施加力。例如，如图6A-6B中示意性示出的，眼睛可安装装置610的IOP传感器662可以设置为典型的应变元件或者应变元件的阵列，其设置在衬底230上或衬底230附近或者嵌入聚合物材料220中。IOP传感器662可以通过传感器的一些直接变形或偏转来探测IOP，该传感器的变形或偏转是由于眼睛的表面的曲率和/或圆周发生变化所致。例如，传感器可以由电阻式、电容式或电感式应变元件或者共面电阻式应变元件的阵列(如环形电极)构成。IOP传感器662的应变元件可以至少部分由电阻或压阻材料制成，其电阻基于仪器的应变或变形而变化。如图6B中所示，IOP中的变化将导致眼睛的圆周发生变化。进而，位于角膜20上的眼睛可安装装置610的圆周也将变化，导致IOP传感器的应变元件的构造(例如，长度、厚度)发生变化。在隐形眼镜的应变元件上导致的变形改变材料的电阻、电容或电感，由此改变流过元件的电流，这可以通过控制器250探测到。在应变仪的电阻、电感或电容上测得的变化可以等同于装置的佩戴者的IOP的变化。
可替代地，眼睛可安装装置710也可以包括IOP传感器762，该IOP传感器762包括一个或多个应变元件，该应变元件在平行平面内搁置在隐形眼镜中，如图7A-7B所示。应变元件的电极可以电连接或可以不电连接，这取决于IOP传感器762是否构造为电容元件或电导元件。如图7B所示，IOP中的变化将改变角膜22的表面的曲率，结果，改变眼睛可安装装置710的曲率和传感器762的电极之间的距离。电极之间的距离的变化将改变它们之间的电场，由此改变传感器的电导或电容。如由控制器250所测量的，跨过传感器的电导或电容的变化可以等同于IOP中的变化。在另一方面中，IOP传感器可以设置为共面交叉梳状电极的组或阵列。眼睛可安装装置由IOP中的变化所致的偏转将改变电极的指状件之间的距离，导致在传感器的电导或电容中的可测量变化，由此可以确定IOP。
VII.示例性方法
图8是示例性方法800的流程图。方法800可以通过眼睛可安装装置来执行，该眼睛可安装装置被构造成探测装置的佩戴者的眼睛的眼压的指示。该装置可以包括可膨胀元件和传感器。在第一步骤中，通过眼睛可安装装置中的可膨胀元件的膨胀向眼睛的角膜表面施加力(810)。眼睛可安装装置可以设置为具有被构造成向角膜表面施加力的可膨胀元件的任何眼睛可安装装置，包括上面讨论的眼睛可安装装置310、410和510中的任一个。可膨胀元件可以包括至少一个真空除气储池，其至少部分设置在眼睛可安装元件的透明聚合物材料内，并可以包括硅基多孔有机聚合物。至少一个可膨胀元件可以被构造成在凹入表面安装在角膜表面之上的情况下在平衡到大气压时通过将一定体积的泪液经开口吸入到储池中而膨胀。在另一示例中，可膨胀元件可以是电活性聚合物的层，如聚吡咯、聚噻吩、聚苯胺或聚乙炔，其构造成在存在电场时在基本上垂直于角膜表面的方向上膨胀。在另一方面中，可膨胀元件可以设置为腔室，该腔室至少部分设置在透明聚合物材料内，包含固体材料如叠氮化钠、叠氮化钾和叠氮化锂，其构造成在暴露于电信号时经历从固态向气态的相变。
在第二步骤中，眼睛可安装装置中的传感器测量角膜对响应于可膨胀元件施加的力的变形的阻力。该角膜对被可膨胀元件变形的阻力与眼压相关。如上所述，角膜对变形的阻力可以以多种方式且通过各种传感器探测到。例如，阻力数据可以是以下中的一个或多个：(1)响应于将所述力施加到角膜表面而测量的可膨胀元件抵靠角膜表面的位移、变形或偏转；(2)响应于将所述力施加到角膜表面而测量的角膜表面的位移、变形或偏转；或(3)测量的可膨胀元件的体积的变化或者可膨胀元件的体积的变化率。传感器可以包括一个或多个机械的、光学的、声学的、气动的或电气的测量装置。
在第三步骤中，眼睛可安装装置将表示测量的对角膜变形的阻力的数据通过天线传输。在一些示例中，被传输的数据由外部读取器接收。外部读取器可以基于测量的对角膜变形的阻力而确定眼睛的眼压。眼压的指示可以显示在外部读取器上。
VII.结论
本公开并不局限于在此申请中描述的实施方式的方面，它们意图作为各种方面的说明。可以利用其它实施方式，且可以做出其它变化，而不背离在此给出的主题的精神或范围，如本领域技术人员将理解到的那样。将容易理解的是，本公开的各方面，如在此总地描述的并且如在图中所示的，可以以各种不同构造而布置、替代、组合、分离和设计，所有这些在此明确构想到。在本公开范围内的功能上等同的方法和设备加上在此列举的那些，对本领域技术人员而言将从前述描述中理解到。这种修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。
上述详细描述参照附图说明了示例性系统、装置和方法的各种特征和功能。在图中，类似的符号典型地识别类似的部件，除非上下文另有所指。在此描述的和在附图中示出的示例性实施方式不意在限制。应该理解的是其他实施方式可以包括或多或少的在给定图中所示的每个元件。此外，一些所示的元件可以被组合或省略。再者，实施方式的示例可以包括在图中未示出的元件。
应该理解的是词汇“示例”和“示例性”在此用于意味着“作为示例、例子或说明”。在此描述为“示例”或“示例性”的特征的任何实施方式不必理解为比其他实施方式或特征更优选或有利。在此对附图进行参照，该附图形成本说明书的一部分。在图中，类似的符号典型地识别类似的部件，除非上下文另有所指。可以利用其他实施方式，且可以做出其他变化，而不背离在此给出的主题的精神或范围。在此描述的各种方面和实施方式是出于说明的目的，而不意在限制，且真实的范围和精神由所附权利要求指示。
此外，系统和/或身体可安装装置的一些实施方式可以包括通过自动实现或通过装置的佩戴者控制的隐私控制。例如，在佩戴者收集的生理参数数据和健康状态数据可以上传到云计算网络，用于医师的趋势分析，该数据可以在其存储或使用之前以一种或多种方式处理，使得个人可识别信息被去除。例如，用户的身份可以被处理，使得没有个人识别信息能够被确定为用户，或者在位置信息被获得(如城市、ZIP码或州层级)的情况下用户的地理位置可以被一般化，使得用户的特定位置不能被确定。
另外地或替代地，装置的佩戴者可以被提供有机会以控制装置是否或如何收集关于佩戴者的信息(例如，关于用户的医疗历史、社会动作或活动，职业、用户的喜好或用户的当前位置)，或者控制这种信息如何使用。从而，佩戴者可以对信息如何关于他或她收集且如何由临床医生或医师或数据的其他使用者使用进行控制。例如，佩戴者可以选择从他或她的装置收集的诸如健康状态和生理参数的数据可以仅用于响应于他或她自身数据的收集和比较产生个人基线和推荐并且不可以用于产生人口基线或用于人口对比研究。