JP2017529925A

JP2017529925A - 皮下埋め込み可能センサデバイス並びにこれに関連したシステム及び方法

Info

Publication number: JP2017529925A
Application number: JP2017515002A
Authority: JP
Inventors: モー，スタンレー; ザフィログル，アレクサンドラ; ラファ，ギウセッペ; ラトクリフ，ジョシュア; シア，ホセ，ジュニア．; ジョーダン，アダム
Original assignee: インテルコーポレイション
Priority date: 2014-06-27
Filing date: 2015-05-27
Publication date: 2017-10-12
Also published as: US20150374262A1; TW201613530A; US10653336B2; WO2015199876A1; US20180085029A1; CN106413550A; US9642556B2; TWI577337B

Abstract

皮下埋め込み可能なセンサデバイスを用いる方法及びこれに関連したシステムである。システムは、所定の化学物質の検出に基づいて制御される通信モジュールを有する。

Description

化学センサは、概して、少なくとも２つの基本的機能を行う。第一には、化学センサが、試験サンプルの様々な側面を認識又は検出する。第二には、化学センサが、それらが得た情報をユーザ向けに変換する。化学センサは幅広い用途を有することができ、その用途のいくつかは、環境モニタリング、軍事防衛、ヘルスケア及びバイオテクノロジーの分野を含む。皮下埋め込み可能センサは、生体内の出来事を認識するのに特に有益である可能性がある。全ての健康関連情報と同様に、皮下埋め込み可能化学センサによって収集されるデータは、典型的には、個人的なものであり、内密なものである。

図１は、発明の実施形態に従う、２つの実質的に対向する両側面の各々の上にセンサを備えた皮下埋め込み可能センサの側面図である。図２は、発明の実施形態に従う、２つの実質的に対向する両側面の各々の上にセンサアレイを備えた皮下埋め込み可能センサの側面図である。図３は、発明の実施形態に従う、皮下埋め込み可能センサの概略図である。図４は、発明の実施形態に従う、皮下埋め込み可能センサの動作方法を示すフローチャートである。

次の詳細な説明は、説明を目的として多くの詳細を含むが、当業者は次の詳細についてなすことができ、ここに含まれると見なされる、多くの変更物及び代替物について認識するものである。従って、規定されたあらゆるクレームについての一般性を損なわず、限定事項を強いることなく、次の詳細は明記される。また、ここで用いられる専門用語は、特定の実施形態を説明する目的だけのものであり、限定することを意図していないと理解される。定義されている場合を除き、ここで用いられる全ての技術的及び科学的文言は、本開示が属する当業者に通常理解されるものと同一の意味を有する。

本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられているように、単数形式「a」、「an」、「the」は、文脈でそうではないと明確に述べている場合を除き、複数の指示対象を含む。ゆえに、例えば、「センサ（a sensor）」への言及は、複数のそのようなセンサを含む。

本開示において、「含む（comprises）」、「含む（comprising）」、「含有する（containing）」、「有する（having）」等は、米国特許法におけるそれらに帰する意味を有することができ、「含む（includes）」、「含む(including)」等を意味することができ、一般的には、オープンエンドの文言であると解釈される。米国特許法に従い、文言「からなる（consisting of）」又は「からなる（consists of）」は、クローズな文言であり、そのような文言とともに明確にリストされたコンポーネント、構造、工程等のみを含む。「実質的に含む（consisting essentially of）」又は「実質的に含む（consists essentially of）」とは、一般的には、米国特許法によってそれらに帰する意味を有する。特に、そのような文言は、一般的には、クローズな文言であるが、例外的に、追加的な項目、材料、成分、工程又は要素であって、それらと関連して用いられる項目の基本的かつ新規な特徴に実質的に影響を与えないものを含むことを許容している。例えば、組成物の性質又は特徴に影響を与えない微量元素が組成物内に存在することは、たとえ、そのような移行句に続く項目のリストに明確に規定されていなくても、「実質的に含む（consisting essentially of」の言葉のもと、それが存在する場合には、許容される。「含む（comprising）」、「含む（including）」等のオープンエンドの文言を用いるときは、「からなる（consisting of）」の言葉と、「実質的に含む（consisting essentially of）」の言葉についても、それらが明示的に述べられているかのように、そして、逆の場合についても、直接的なサポートが与えられるべきものと理解する。

説明及び特許請求の範囲にある文言「第一」、「第二」、「第三」、「第四」等が、もしあれば、類似する要素を区別するのに用いられ、特定の連続する、又は時系（chronological）列を説明するのに必ずしも用いられていない。ここに説明されている実施形態が、例えば、ここに図示されているもの、そうでなければ説明されているもの以外のシーケンスにおいて動作可能であるように、その用いられている任意の文言は、適切な状況下で相互交換可能であると理解される。同様に、方法が一連の工程を含むものとしてここで記載されている場合には、ここで提示されているそのような工程の順序が、そのような工程を行うことのできる唯一の順序であるとは、必ずしも限らない。述べられている工程のいくつかは、省略される可能性があり、ここに記載されていない他の工程のいくつかは、その方法に追加される可能性がある。

説明及び特許請求の範囲にある文言「左」、「右」、「前」、「後」、「頂上」、「底」、「上」、「下」等が、もしあれば、説明上の目的として用いられ、永続的な相対位置を説明するのに必ずしも用いられていない。ここに説明されている実施形態が、例えば、ここに図示されているもの、そうでなければ説明されているもの以外の向きにおいて動作可能であるように、その用いられている文言は、適切な条件下で相互交換可能であると理解される。ここで用いられている文言「結合されている（coupled）」とは、電気的又は非電気的なやり方で直接的又は間接的に接続されていることと定義される。互いに「近接している（adjacent）」としてここで記載されている物体は、その表現が用いられている文脈に対して適切なように、互いに物理的接触している、互いに近くにある、又は互いに同じ概括的な領域又はエリアにいてよい。ここで出現する表現「一つの実施形態において」又は「一つの観点において」は、同一の実施形態又は観点を必ずしも示していない。

ここで用いられているように、「所定の化学物質」とは、皮下埋め込み可能センサがプログラムにより認識する化学的又は生物学的物質を示す。任意の数の分子、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、抗体、酵素、代謝体又は化合物が所定の化学物質として特定することができる。

ここで用いられているように、「被験物質（analyte）」とは、分析が求められる任意の化学的又は生物学的物質を示す。リストされていない他のものと同様にここでリストされているタイプの所定の化学物質は、皮下埋め込み可能デバイスによって検出、及び／又はモニタされる対象化学品又は物質という文脈において、被験物質とみなすことができる。

ここで用いられているように、「逆化学物質（adverse chemical agent）」とは、望ましくない、又は生物学的に害を及ぼす物質又は物質量を示す。例としては、毒、毒素、放射性粒子、（ある量の）重金属又は検体の健康に有害とみなされる他の無機元素又は化合物を含む。

ここで用いられているように、「治療物質」とは、適切又は効果的な量で検体に投与されたときに、検体に有益又は肯定的な効果をもたらすことのできる物質を示す。

ここで用いられているように、「検体（subject）」とは、動物を示す。一つの観点においては、動物は、哺乳類でよい。他の観点においては、哺乳類は、人間でよい。

ここで用いられているように、文言「実質的（substantially）」とは、ある活動、特徴、特性、状態、構造、項目又は結果が完全な又はほぼ完全な程度又は度合であることを示す。例えば、物体が「実質的に」包含されているとは、その物体が完全に包含されている、又はほぼ包含されていることを示す。いくつかの場合に、絶対的な完全性から厳密に許容される度合は、特定の文脈に依存する。しかし、一般的に言えば、ほぼ完全であるとは、絶対的及びトータルな完全性が得られる場合と同一の全体的な結果が得られるようなものである。「実質的に」の使用は、否定的な意味合いで用いられる場合に、ある活動、特徴、特性、状態、構造、項目又は結果が完全に又はほぼ完全にないことを示すことにも同様に適用することができる。例えば、「実質的に」粒子フリーであるとは、粒子が完全にない、又は粒子が完全にない場合と効果が同一となる程度に粒子がほぼ完全にないのいずれかである。言い換えれば、「実質的に」ある成分又は元素フリーである化合物は、依然として、それらの測定可能な効果がない限り、そのような項目を現に含んでもよい。

ここで用いられているように、文言「約」は、端点の「若干上」又は「若干下」をとることのできる所与の値を与えることによって、数値範囲の端点に柔軟性を与えるのに用いられる。明示される場合を除き、特定の数値又は数値範囲に従った文言「約」の使用は、文言「約」がないそのような数値又は数値範囲についてのサポートを提供すると理解もされるべきである。例えば、便宜上及び簡潔性のため、「約５０オングストロームから約８０オングストローム」の数値範囲は、「５０オングストロームから８０オングストローム」の範囲についてのサポートを提供すると理解もされるべきである。さらに、本明細書において、文言「約」が用いられている場合でも、実際の数値についてのサポートが提供されていると理解される。例えば、「約」３０との記述は、３０より若干上及び若干下の値についてだけではなく、同様に３０という実際の数値についてもサポートを提供するものとして解釈されるべきである。

ここで用いられるように、複数の項目、構造的要素、化合物成分及び／又は材料は、便宜上、共通リスト内で提示される可能性がある。しかし、リストは、リストの各部材が別々で唯一の部材として個別に識別されるかのように解釈されるべきである。ゆえに、そのようなリストの個別の部材はどれも、反対の示唆なしに、共通のグループ内でのそれらの提示にのみ基づいて、同一のリストの任意の他の部材の事実上の均等として、解釈されるべきではない。

濃度、量及び他の数値データは、ここでは、範囲形式で表現又は提示される可能性がある。そのような範囲形式は、便宜上及び簡潔性のためにのみ用いられ、範囲の限界として明確に規定された数値を含むだけではなく、各数値及びサブ範囲が明確に規定されているかのように、その範囲内に包含される全ての個々の数値又はサブ範囲をも含む。例示としては、「約１から約５」の数値範囲は、約１から約５の明示的に規定された値を含むだけではなく、その示された範囲内の個別の数値及びサブ範囲も含むように解釈されるべきである。ゆえに、この数値範囲内には、２、３、４等の個別の数値が含まれ、１、２、３、４及び５が個別に含まれるのと同様に、１〜３、２〜４、３〜５等のサブ範囲が、含まれる。

同じ原理を、最小又は最大としての一つの数値だけを規定している範囲に適用する。さらに、そのような解釈は、範囲の広さ又は説明されている特徴にかかわらず適用されるべきである。

本明細書全体を通じて、「例」というときは、例に関連して説明されている特定の特性、構造又は特徴が少なくとも一つの実施形態に含まれていることを意味する。ゆえに、本明細書全体を通じて様々な箇所にある表現「例において」の出現は、必ずしも、同一の実施形態を示していない。

本明細書での参照は、「改善された」パフォーマンスを提供するデバイス、構造、システム又は方法に対してなされてよい。明示されない限り、そのような「改善」は、先行技術における装置、構造、システム又は方法に対する比較に基づいて得られた利得の程度である（measure of a benefit）と理解される。さらに、改善されたパフォーマンスの度合は、開示された実施形態間で異なってよく、改善されたパフォーマンスの量、度合又は実現における均一性又は一貫性が普遍的に適用可能であると考えられるものではないと理解される。

実施形態例
はじめに、発明の実施形態の概略を下記に提供し、その後、特定の実施形態をより詳細に説明する。はじめに、この概要は、読者がより早く技術的な概要を理解するのを支援することを意図しており、そのキー又は必須の特徴を特定することを意図していないし、特許請求の範囲の主題の範囲を限定することも意図していない。

皮下埋め込み可能センサの幅広い採用及び使用を妨げている一つの問題は、その動作に電力を必要とすることである。センサは、検体の皮膚の下に埋め込まれているため、概して、バッテリー又はパワーセルの交換を含めたメンテナンスが利用可能でない。別の問題は、センサにより収集されるデータへのアクセスの問題である。これらの問題に対する一つの解決策は、センサから延び、センサへの有線アクセスを許容する検体を通り抜けて出てくるラインの使用である。そのようなラインは、センサの電源を充電することと、センサによって収集された情報にアクセスすることとの両方に用いることができる。しかし、皮膚を通り抜けるそのようなラインを延ばすことは、痛み、不便、感染リスク、負傷リスク、継続ケアの必要性等、多くの重大な不利益がある。

データ回収に対する一つの解決策は、センサと無線で通信することである。これは、センサ内に無線送信機／受信機を含めることによって達成することができる。多くの点で便利である一方、継続的に動作する無線送信機／受信機の電力要求だけが、意図した動作自己持続時間でセンサに電力を供給する際に、既に存在する問題に付加されることとなる。このため、完全自己完結型で、検体に埋め込まれることができ、あらゆる物理的相互採用を必要とせず延長した持続時間にわたって十分な機能性を維持する埋め込み可能センサデバイスが強く望まれている。

ここで明示される発明の実施形態は、最小限の電力要件で、データを収集し、無線でデータを報告することのできる、皮下埋め込み可能センサデバイス並びにこれに関連するシステム及び方法を提供する。そのようなデバイスは、非限定的に、ハウジングと、すくなくとも一つのセンサ（化学センサ等）と、電力モジュールと、データ収集モジュールと、通信モジュールと、コントローラモジュールと、を含む多くの基本コンポーネントを有することができる。これらのコンポーネントの各々については下記にさらに詳説する。

図１を参照すると、皮下埋め込み可能センサデバイス１０の一つの実施形態の側面図が示されている。皮下埋め込み可能センサデバイス１０は、ハウジング２０と、ハウジングのうち対向する両側面上に位置決めされている複数のセンサ３０と、を含む。ハウジング内に存在する付加的コンポーネント（図示せず）は、電力モジュールと、データ収集モジュールと、通信モジュールと、コントローラモジュールと、がある。ハウジングは、センサデバイスの様々なコンポーネントを体液から保護し、場合によっては、一つのセンサ又は複数のセンサに対する支持構造を提供するように適合されることができる。ハウジングは、生物付着、埋め込み拒絶、その他の、概して、検体の身体内へのデバイスの埋め込みに関連する逆効果を最小限にする好適な、本技術分野で既知の材料から作ることができる。材料の例としては、非限定的に、ステンレス鋼、ニッケル、クロム、銀、金及びこれらの合金等の腐食しない金属並びにポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリマー材料が含まれる。生物学的に安全で、耐腐食性があり、生物学的環境と内部のセンサーコンポーネントとの間の好適なバリアとして機能することのできる、付加的な合成材料及びそれに近いその他の材料を用いることができる。

ハウジングの特定の形状、設計及び寸法については、それに近い、所望の目的を達成するのに好適な任意の形状、設計又はサイズを用いることができる。例えば、図１では複数の角を備えたものが示されているが、ハウジングの形状は、丸い形状、楕円形、楕円状（oblong）、球形等でよく、所望の剛性を有してよい（つまり、硬くてもやわらかくてもよい）。そのような形状及びサイズについて考慮すべき事項は、意図した目的又は検体内の配置に基づいて特定してよい。

化学センサを含む任意のセンサを本技術で用いてよく、行われる意図した検出（sensing）に基づいて選択することができる。例示のセンサとしては、非限定的に、電気化学のもの、電位差測定のもの、電流測定のもの、伝導度測定のもの、化学容量性（chemicapcitive）のもの、化学抵抗性（chemiresistive）のもの、光イオンのもの、電界効果トランジスタ、物理的トランスデューサ―（transducer）、光学的トランスデューサ―、生化学のもの、アフィニティーベースのもの、熱化学のもの、光学のもの、圧電性のもの、その他の好適なセンサが含まれる。化学センサは、センサに求められる感度に依存して、単一の認識サイト又は複数の認識サイトを有することができる。複数の認識サイトは複数の物質を検出するように構成することができる。例えば、特定の分類の被験物質を検出するように設計されたアフィニティーベースの化学センサの場合は、様々な認識サイトは、その分類の被験物質の特定のセグメントに対するアフィニティーを上げて、分類全体にわたる十分な検出を確保するため、修正された機能性を有することができる。図２に示すように、複数の認識サイトを備えたセンサの別として、異なる物質を検出するように構成されたセンサアレイを用いてよい。

ある実施形態においては、埋め込み可能センサデバイスは、少なくとも一つのセンサを有してよい。図１及び図２に示したように、デバイス１０は２つのセンサ３０又は２つのセンサアレイを有し、そのようなセンサは、ハウジング２０のうち大体対向する両側面上にある。体内での異なる方向からのセンサ入力を受信するため、そのような構成は、いくつかの観点において有利である可能性がある。例えば、皮層内又はその直下に置いたときに、埋め込み可能センサデバイスの一つの側面が皮層に向くとともに、他の側面は循環系に向いてよい。そのような向きにおいては、埋め込み可能センサデバイスは、両方からのセンサ入力を受信することができる。いくつかの実施形態においては、埋め込み可能センサデバイスは、求められている任意の数のセンサを有することができる。一つの実施形態においては、デバイスは、１〜１００のセンサを有してよい。

いくつかの実施形態においては、センサは特定の所定の化学物質を検出するように構成してよい。別の実施形態おいては、センサは、特定の興味のある被験物質を検出するように構成してよい。これらのいずれかの検出は、有無ベース又は濃度ベースであることができる。言い換えると、いくつかの実施形態において、センサは、所与の物質が存在すること又は存在しないことのいずれかを検出するように構成してよい。他の実施形態において、センサは所与の化学物質の濃度又は量を検出するように構成してよい。さらに別の実施形態においては、センサは、所与の化学物質が存在すること又は存在しないことを検出するとともに、濃度又は量を検出するように構成することができる。

図３を参照すると、発明の実施形態に従う、埋め込み可能センサデバイス１０の概略図が示されている。前述したようにハウジング２０及びセンサ３０に加えて、デバイスは、その意図した動作を実行するために多くの他のモジュール又はコンポーネントを含んでよい。基本的なレベルでは、そのようなコンポーネントには、電力モジュール４０と、データ収集モジュール５０と、通信モジュール６０と、コントローラモジュール７０と、が含まれる。

電力モジュール４０は、センサデバイス１０に電力を供給するように構成されている。埋め込み可能センサデバイスに電力を十分に供給するのに足りる任意の電源を用いてよい。バッテリー、キャパシタ及び／又は他の電源をデバイスの意図した目的及び動作の持続時間の観点から選択してよい。一つの観点においては、電力モジュールはバッテリーを含むことができる。一つの例においては、バッテリーは再充電可能なバッテリーであることができる。他のコンポーネント（図示せず）を電力モジュール４０内に含めることができる。例えば、埋め込み可能センサデバイス１０内の他のモジュールであって、その動作に電力を必要とする他のモジュールに動作可能にバッテリーを接続するのに必要なワイヤ及び電気的接続がある。一つの特定の例においては、電力モジュールは、無線、磁気影響等の十分な外部影響にさらされたときに、バッテリーを誘導的に充電するコンポーネントを含んでよい。そのような実施形態において、バッテリーの充電が必要又は求められる場合に、適切な外部影響が、誘導コンポーネントを動作させる十分な範囲内でもたらされ、物理的に埋め込み可能センサデバイスにアクセスすることなくバッテリーを充電することができる。

データ収集モジュール５０は、センサデータを十分に受信するやり方でセンサ３０に動作可能に結合され、センサデータを収集及び記憶するように構成されている。読み書き可能メモリ、電源への接続、他のデバイスコンポーネント又はモジュールへの好適な入出力（Ｉ／Ｏ）接続等のデータ記憶についての代表的なコンポーネントを用いてよい。当業者であれば、そのようなコンポーネントのアセンブリ及び動作を理解するものである。

通信モジュール６０は、情報を送受信するため、コンピューティングデバイス（つまり、コンピュータ）、モバイルデバイス（例えば、スマートフォン又はタブレット）、クラウドデータベース等のリモートデバイス９０と通信するように構成されている。そのようなモジュールについての代表的なコンポーネントを用いてよい。一つの観点においては、通信モジュールは、リモートデバイス９０との無線通信８０が可能な無線送信機／受信機を含んでよい。ほぼ任意の無線周波数、範囲、プロトコル又はタイプを用いることができる。例えば、ブルートゥース（登録商標）等の様々なバンドでの短波長電波、ＷｉＦｉ（登録商標）、ＷｉＭＡＸ（登録商標）、他のＩＥＥＥ８０２．１１プロトコル等のローカルエリア無線技術、ＧＳＭＡ及びＣＤＭＡを含むセルラー、無線機による通信（radio）、電磁気、その他の好適な無線通信方法を用いることができる。一つの実施形態において、無線送信機／受信機は、例えば、ブルートゥースローエナジー（ＬＥ）である、低電力消費デバイスであることができる。

コントローラモジュール７０は、センサ活動、データ収集及び通信という全ての観点を含む、埋め込み可能センサデバイス１０の動作を制御するように構成されている。コントローラモジュールは、そのような制御を影響させる必要に応じて、他のデバイスモジュールに動作可能に結合されている。コントローラモジュールは、概して、一つ以上のプロセッサ及びメモリを含み、デバイスの全ての観点及び機能を制御するのに十分なプログラムロジックを備えている。

一つの実施形態においては、コントローラのプログラムロジックは、センサ活動に基づいて、通信モジュール６０を制御する命令を含んでよい。例えば、コントローラモジュール７０は、センサ３０による所定の化学物質の量又は有無の指示を受信すると、通信モジュール６０及び／又は他のデバイスコンポーネントをアクティブ（active）又は非アクティブにする（deactivate）ことができる。一つの観点において、コントローラは、センサ３０が所定の化学物質を検出すると、通信モジュール６０をアクティブにすることができる。コントローラは、センサ３０が所定の化学物資なしを検出すると、通信モジュール６０を非アクティブにすることができる。さらなる観点においては、コントローラは、センサ３０が特定の濃度を超える量の所定の化学物質を検出すると、通信モジュール６０をアクティブにすることができる。またさらなる観点においては、コントローラは、センサ３０が特定の濃度を下回る量の所定の化学物質を検出すると、通信モジュール６０を非アクティブにすることができる。追加的な観点においては、通信モジュール６０の非アクティブは、そのアクティブから経過した時間量に基づいて生じさせることができる。そのような時間量は、プログラムロジックの一部としてコントローラにプログラムされ、センサデバイスに求められる目的及び動作の観点からユーザによって選択されることができる。

いくつかの実施形態においては、センサ３０は所定の化学物質、興味のある被験物質、又はその両方を検出するように構成することができる。いくつかの実施形態においては、前述したように、センサアレイであって、アレイ内のいくつかのセンサが所定の化学物質を検出するように構成され、他のセンサが興味のある被験物質を検出するように構成された、（図２に示すような）センサアレイを用いることができる。いくつかの実施形態においては、センサアレイは複数の被験物質を検出し、任意で、所定の化学物質を検出するように構成されてよい。いくつかの実施形態においては、アレイの各セグメントは、単一の物質（つまり、所定の化学物質又は検出対象）を検出するように構成することができる。他の実施形態においては、アレイの各セグメントが複数の化学物質を検出するように構成することができる。所定の化学物質は、内因性（endogenous）又は外因性(exogenous)のいずれかであることができる。所定の化学物質が内因性である状況においては、それは、いくつかの実施形態においては、興味のある被験物質でもある可能性がある。

リモートデバイス９０は、センサデバイス１０と無線通信することができる任意の数のコンピューティングデバイスであることができる。前述したように、例示のデバイスには、非限定的に、デスクトップコンピュータと、スマートフォン及びタブレット等のモバイルデバイスと、クラウドデータベースと、が含まれる。無線送信機／受信機に加えて、そのようなデバイスは、とりわけ、ユーザがデバイスを動作させるのに必要な、プロセッサ、メモリ及びＩ／Ｏコンポーネントも含んでよい。概して、リモートデバイスにより受信されるデータをユーザに報告するのに十分なコンポーネントを含めることができる。そのようなコンピューティングデバイスは本技術分野において周知である。一つの観点においては、リモートデバイスは、埋め込み可能センサデバイスから受信されたデータを表示し、定量化し、解釈するように構成されたアプリケーションを備えることができる。いくつかの観点においては、リモート装置及びそこでのプログラムロジックは、プログラムを制御し、そうでなければ、皮下埋め込み可能センサへ情報を入力することができる。

追加的な実施形態においては、リモートデバイスは、第二リモートデバイスに無線で接続することができる。いくつかの観点においては、第二リモートデバイスは、コンピューティングデバイスについての全ての標準部分を有することができ、いくつかの実施形態においては、物理的タスクを実行するために構成された他の機械及びコンポーネントを含んでよい。そのようなタスクの一つの例は、埋め込み可能センサデバイスが埋め込まれた検体に薬剤を投与することであってよい。いくつかの観点においては、リモートデバイス自体がそのようなコンポーネントを備えてよい。そのようなコンポーネントの例としては、非限定的に、容器、ポンプ、ライン、針、リードアウト等を含む。一つの実施形態においては、リモートデバイス又は第二リモートデバイスは、検体に薬剤を永続的に投与するインスリンポンプ又は他のデバイスであることができる。他の例は、検出された生理活性活動又は検出された不利な化学物質若しくは被験物質を中和する、防止する、反対にする又は処理する（treat）ために、エピネフリン又は他の薬剤を投与するデバイスであってよい。一つの実施形態においては、埋め込み可能センサデバイスは、センサにより検出された刺激に応じて、薬剤をディスペンスする又はリリースするそのようなコンポーネントを含むように構成してよい。この場合もやはり、そのようなコンポーネントは、リリース又はディスペンスされる活性薬剤と、そのようなものを保持する容器と、そのようなものをリリースするリリース機構と、を含む。さらに、そのようなコンポーネントは、動作可能にコントローラモジュールに結合される。コントローラモジュールは、生理活性、不利な化学物質又は被験物質を検出すると、活性薬剤のリリースを指示するのに十分なプログラム論理を備える。生理活性の例としては、アナフィキラシーの開始、心不整脈若しくは心停止、血圧の上昇若しくは低下又は特定のたんぱく質、酵素若しくは抗体の増加が、含まれてよい。一つの実施形態において、不利な化学物質の例としては、任意の毒性のある若しくは有毒な物質又は特定のレベルを超えると毒性があると示される物質の特定閾値の量又は濃度が、含まれることができる。

例えば、センサデバイスにより検出可能な、特定の被験物質又は化学的誘発信号に伴う生物学的状態の発生をモニタするのに埋め込み可能センサデバイスを用いることができる。この信号を検出すると、通信モジュールはアクティブにさせられ、センサデータを、センサデバイスが埋め込まれている個体等のユーザ、医療専門家、その他の指定された人間に送信することができる。あるいは、デバイスにより収集され、記憶されたデータをモニタするため、化学物質又は化学的誘発信号をセンサデバイスが埋め込まれている人間に送る（deliver）こともできる。本実施形態のこの観点においては、異なるタイプのセンサアレイを有することが特に有益である。通信モジュールをアクティブにし、収集されたデータを即座に評価し、又はデータベース内に記憶するリモートデバイスに送信するため、センサデバイスは、体内の状態をモニタする種々のセンサアレイを有することができ、少なくとも一つのセンサは所定の化学物質を検出する。本実施形態の一つの観点においては、センサデバイスは、被験物質が存在すること、存在しないこと及び濃度の少なくとも一つを検出するように構成されている。ここで、被験物質は、所定の科学物質又は異なる被験物質であることができる。それゆえに、コントローラモジュールは、所定の化学物質、異なる被験物質又はそれらの両方の検出、のいずれかに基づいて通信モジュールを起動することができる。

本発明のさらなる実施形態においては、皮下埋め込み可能なセンサデバイスは、シグナリングコンポーネント（図示せず）含んでよい。そのようなコンポーネントは、所定の化学物質又は被験物質を検出すると、バイオフィードバック信号等の信号を生成することができる。多くの信号タイプ及び機構を用いることができ、非限定的に、振動を生成する振動器、電気信号（つまり、ショック）を提供する電極、音響信号を生成する音響デバイス、温度信号を生成する加熱デバイス、及び／又は視覚信号を生成する光学デバイスを含む。付加的に、センサデバイスは、受信したセンサデータに応じて、化学品をリリースする、又は検体の身体に化学品をリリースさせてよい。信号タイプ及び機構は、埋め込み可能センサデバイスの意図した配置及び機能に従って、選択することができる。

埋め込み可能センサデバイスが、それと無線通信するリモートデバイスに関連して用いられるときは、検体の身体内の出来事をモニタする、パワフルな生物学的データ検出報告システムが生成される。そのようなシステムは、とりわけ、健康、安全、薬、薬剤学、スポーツ等の多数の産業分野にわたる幅広い用途を有している。リモートデバイス又は第二リモートデバイスが、センサデータを単に受信する及び分析することを超えた機能を行うように装備されているときは、システムは、さらに、生理的な状態を治療又は防止することができるように生成される。

動作において、上記のデバイス及びシステムは、多くの有益な方法を行うことができる。一つの実施形態においては、皮下埋め込み可能センサデバイスの通信活動を制御する方法が提供される。そのような方法は、センサによって検出される所定の化学物質を識別する工程と、センサによる所定の化学物質の検出に応じて、皮下埋め込み可能なセンサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、を含んでよい。いくつかの観点において、そのような方法は、さらに、センサデバイスの少なくとも一つのセンサによる所定の化学物質又は信号（電気又は圧力信号を含む）の検出に基づいて、又は応じて、センサデバイスの通信モジュールの動作を制御するロジックを備えた、センサデバイスのコントローラモジュールをプログラミングする工程を含むことができる。

一旦アクティブにすると、通信モジュールは、リモートデバイスと通信することができる。通信中、情報を埋め込み可能センサデバイスからリモートデバイスに送信する、リモートデバイスからセンサデバイスに送信する、又は両方の装置間でやりとりすることができる。一つの実施形態においては、リモートデバイスとの最後の通信以後に得られた情報を含む、埋め込み可能センサデバイスにより得られた情報をリモートデバイスに送信することができる。一つの実施形態においては、情報は、データ収集モジュールによって収集され、記憶される情報でよい。あるいは、他の実施形態においては、情報はリモートデバイスから埋め込み可能センサデバイスに送信される情報であることもできる。例えば、埋め込み可能センサデバイスの動作及び機能に関する情報、データ収集モジュール内のメモリに影響するコマンド（ワイプ、クリア等）等をリモートデバイスから埋め込み可能センサデバイスに送信してよい。事実上、互いに通信しているときは、ほぼ任意の情報及びそのタイプを２つの装置間で搬送する、又はやりとりすることができる。データ又は情報のやりとりが完了したら、皮下埋め込み可能センサの通信モジュールを非アクティブにする又はオフにすることができ、通信セッションが終了する。本実施形態の一つの観点においては、通信モジュールの非アクティブがセンサデバイスの電力使用量を最小限にする。通信活動を制御する本方法は、埋め込み可能センサデバイスによる電力使用量を低減する又は最小限にすることができる。したがって、発明の実施形態においては、皮下埋め込み可能センサデバイスの電力消費量を最小限にする、及び／又はその有益な寿命を延ばす方法が提供される。そのような方法は、概して、通信モジュール及び、いくつかの観点においては、埋め込み可能センサデバイスの他のモジュールのアクティブ及び非アクティブを制御する工程を含む。いくつかの観点においては、そのようなデバイスコンポーネントの制御は、所定の化学物質が存在すること／存在しないこと又は特定の濃度の検出等により、ここで明記される技術及び方法によって実装されてよい。

皮下埋め込み可能センサデバイスの電力消費を低減する及び最小限にして、その有益なサービス寿命を延ばす方法に加え、通信モジュールのアクティブ及び非アクティブを制御する処理は、さらに、セキュリティアドバンテージ等の他のアドバンテージを提供する。一つの観点においては、埋め込み可能センサデバイス内での通信モジュールの動作のタイミング及び持続時間に対する制御を行うことによって、センサにより収集されたデータ及び情報の安全性を向上する又は最大限にすることができる。

埋め込み可能センサデバイスに送信される、又はそこから送信される収集されたデータ及び／又は情報の安全性は、さらに、セキュリティコード若しくは認証コードの使用又は埋め込み可能センサデバイスとリモートデバイスとの間のプロトコルを実装することより、向上させることができる。これらのタイプの安全性又はプライバシー対策のロジック及び実装は、概して周知であり、セイキュリティコード等の、埋め込み可能センサデバイス及び／又はリモートデバイスの任意のタイプのプログラムロジックが使用されてよい。一つの実施形態において、最初の接続を行うと、埋め込み可能センサデバイス及びリモートデバイスは、ユーザ認証コード、アクセル検証コード、セキュリティコード等をやりとりして、装置間での通信セッションの許可を確認する。いくつかの実施形態においては、装置間の通信接続の確立に続いて促された時点で、認証は、ユーザがリモートデバイスに向けてピン番号又はパスワードを入力することによってなされてよい。リモートデバイス上でユーザによって入力された情報が埋め込み可能センサデバイスにより認証される、さもなくば、受け入れられると、通信セッションが開始する。

所定の化学物質は、外因性又は内因性由来のほぼ任意の物質であることができる。前述したように、いくつかの観点においては、被験物質は、所定の化学物質であることができる。これは、被験物質が内因性物質又はサブスタンス（substance）であるときに特に真である。一旦検体内に埋め込まれたら、埋め込み可能センサデバイスの通信モジュール及び／又は他の機能若しくは動作をアクティブにする目的のため、検体に所定の化学物質を投与するのに多くの機構を使用してよい。埋め込み可能センサデバイスで導入することのできる所定の化学物質（又は、身体内で形成される代謝体等の特定の派生物）を投与するほぼ任意の受け入れ可能な機構を用いることができる。所定の化学物質を投与する機構の例は、非限定的に、物質の吸入、物質の経皮吸収、物質の接種（つまり、経口で）、物質の注入を含む。

一つの観点においては、所定の化学物質は、埋め込み可能センサデバイスとの通信をアクティブにするため検体に意図的に投与することができる。これは、埋め込み可能センサデバイスで、濃度が特定の基準に達することを考慮せずに所定の化学物質を導入することによって、又は、特定の濃度に達するのに十分な量で所定の化学物質を導入することによって引き起こすことができる。前述したように、埋め込み可能センサデバイスは、所定の化学物質があること若しくは無いこと、又は特定濃度で所定の化学物質を検出することに基づいて、通信モジュール及び／又は他のコンポーネントを制御するようにプログラムすることができる。

埋め込み可能センサの通信モジュール及び／又は機能が制御される方法において、一群の検体から同時に同位置でデータを収集する機会を提供するという柔軟性が与えられている。一つの例においては、新たな薬物療法の臨床試験又は研究又は他の検査若しくはモニタプログラムに登録された検体は、それぞれ、記載されたタイプ及び特性の一つ以上の埋め込み可能センサデバイスを埋め込んでおくことができる。センサは、例えば、検査される薬物の投与量、達成される量及び濃度、活動の経過等、モニタするのに望ましいデータを収集することができる。データ報告が望まれるときは、血液サンプルを取得したり、個々の検体について他の検査を行うよりも、検体のグループ全体をまとめて、全て一度にデータを収集してもよい。このようにして、一定期間にわたり埋め込み可能センサデバイスにより収集された情報を報告することができる。このタイプには幅広い用途を採用してよく、例えば、研究、順守プログラム等のプログラムの一部として時間をかけてアルコール又は薬物の消費について検体をモニタする、訓練ルーチンの一部として検体の食事又は運動習慣の観点をモニタする、又は、インスリンの生成及びレベル、血糖レベル若しくは他の内容（とりわけ、酵素、タンパク質若しくは酸素レベルをモニタすることができる）の検体の身体的機能をモニタすることがある。

いくつかの実施形態において、（通信モジュールを制御する）所定の化学物質は、埋め込み可能センサデバイスが構成され検出する被験物質であることができる。そのような場合においては、被験物質を検出すると、埋め込み可能センサデバイスは、信号又は通信活動を開始することができる。このようにして、埋め込み可能センサデバイスは、検体の生体内の環境をモニタし、その後被験物質の検出により活動を引き起こすことが効果的にできる。一つの実施形態においては、この能力は、さらに、検体の外部環境状態をモニタする能力に変換することができる。例えば、検体が周囲大気内にある危険又は望ましくないガスに遭遇した場合に、センサは、検体によって吸入されるので、そのようなガスを検出することができる。そのようなガスの検出により、センサは、熱、音、電気ショック又は振動等による信号をユーザに開始することができ、又は通信モジュールがアクティブさせられて、リモートデバイスとの通信を開始することができる。そのような活動は、検体に危険な又は利益になる被験物質の存在について、検体若しくは他の個体又は検体をモニタするシステムに注意を喚起することができる。

他の例においては、埋め込み可能センサデバイス内の通信システムをアクティブにすることにより、リモートデバイス又はリモートデバイスと通信している第二リモートデバイスに機能を実行させるようにすることができる。例えば、埋め込み可能センサデバイスが検体の血糖値をモニタするように構成されている場合、特定の血糖値レベルを検出すると、埋め込み可能センサデバイスの通信モジュールがアクティブにさせられて、そのような情報をリモートデバイスに伝えることができる。リモートデバイスは、その後、例えば、検体に身に着けられているインスリンポンプである第二リモートデバイスと通信し、検体へのインスリンの投与を制御することができる。いくつかの実施形態においては、リモートデバイスがインスリンポンプそのものであってよく、インスリン投与の制御活動は第二リモートデバイスを必要とせずに行われる。したがって、発明のいくつかの実施形態においては、検体に治療又は有効物質を投与する方法は、ここで明記されたような埋め込み可能なセンサデバイスを用いて検体内の被験物質をモニタリングする工程と、被験物質（被験物質が存在すること又はその量を含む）の検出により埋め込み可能センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、検体に治療又は有効物質の投与することになる機能を直接的又は間接的のいずれかによって行うリモートデバイスに、埋め込み可能センサデバイスから情報を伝える工程と、を含むことができる。

一つの実施形態においては、リモートデバイスは、治療又は有効物質の特定の一回量又は量を投与することができる。他の実施形態においては、治療又は有効物質の投与は、リモートデバイス（又は第二リモートデバイス）が埋め込み可能センサデバイスから、投与を停止するべきであることを示す通信を受信するまでは継続することができる。例えば、埋め込み可能センサデバイスが治療又は有効物質が存在すること（その物質の所定量又は濃度を含む）を検出したときは、それが非アクティブである場合には、デバイスの通信モジュールをアクティブにすることができ、この情報をリモートデバイスに伝えることができる。リモートデバイスがその情報を受信すると、治療又は有効物質の投与を停止する、又はその投与が減らす、又は制御する。同様に、そのような活動は、埋め込み可能センサデバイスが治療又は有効物質を検出したらだけではなく、投与活動を開始した被験物質が存在しないことを検出したら起きるようにすることができる。

前述したように、所定の化学物質は、通信モジュールをアクティブにするか、非アクティブにするかに用いることができる。たとえば、所定の化学物質を検出すると、通信モジュールを所定の期間、アクティブにして、所定の期間が経過したら、非アクティブにすることができる。あるいは、所定の化学物質又は、所定の化学物質である可能性がある被験物質が存在すること、存在しないこと、濃度の上昇、濃度の下降の少なくとも一つによって、通信モジュールをアクティブにすることができる。通信モジュール及び／又は他のデバイス機能若しくは動作は、追加的に、第二所定の化学物質の検出により、非アクティブにされる又は制御することができる。例えば、通信モジュールは、所定の化学物質でもある外因性の被験物質の検出によりアクティブにされ、センサデバイスによって収集されたデータの送信を開始し、第二所定の化学物質がセンサデバイスにより検出され、第二所定の化学物質がセンサデバイスが埋め込まれている個体に投与されるまでこれを行い、その際に、通信モジュールは非アクティブ状態に戻ることができる。

図４を参照すると、発明の一つの実施形態に従う、皮下埋め込み可能センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする、及び非アクティブにする実施形態の例が示されている。図示されているように、検体内に埋め込まれたセンサデバイスの通信モジュールは、非アクティブ状態にあるとわかる（１００）。所定の化学物質が検体の身体内に導入される（１１０）。化学的特徴が認められる場合（１２０）、通信モジュールをアクティブにし、無線チャネルをオンにする（１３０）。そうでなければ、通信モジュールは非アクティブのままである（１００）。一旦、通信モジュールをアクティブにして、無線チャネルをオンにすると（１３０）、パスキー等の第二認証方法も用いられる又は要求される（１４０）。パスキーが成功した場合、通信モジュールの所望の動作を行う（１５０）。そうでなければ、通信モジュールは、非アクティブ状態に戻る（１００）。

本技術の他の実施形態は、ここで前述したように皮下埋め込み可能センサデバイスから収集されたセンサデータを報告する方法に指向されている。この方法は、センサデバイスの化学センサが所定の化学物質を検出すると、センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、センサデバイスのデータ収集モジュールにより収集されたデータをリモートデバイスに送信する工程と、を含む。

前述したように、所定の化学物質は、吸入される、皮下吸収される、摂取される、注入される、又は、別のやり方でセンサデバイスが埋め込まれている個体に供給されることができる。これは、吸入可能製剤、局所的投与製剤、経口投与製剤若しくは、注入可能製剤を提供することによって行うことができる、又は所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている人間の周囲から別のやり方で到来することができる。あるいは、所定の化学物質は、同様に個体の周囲から投与される又は取得される代謝体物質であることができる。

繰り返しになるが、所定の化学物質は、通信モジュールをアクティブにする又は非アクティブするのに用いられることができる。例えば、所定の化学物質を検出すると、通信モジュールを所定の期間アクティブにし、所定の期間が経過すると、非アクティブにすることができる。あるいは、所定の化学物質である可能性がある被験物質が存在すること、存在しないこと、濃度が上昇したこと、濃度が下降したこと、の少なくとも一つによって、通信モジュールをアクティブにすることができる。デバイスをそれから、所定の化学物質又は第二所定の化学物質である可能性がある被験物質が存在すること、存在しないこと、濃度が上昇したこと、濃度が下降したこと、の少なくとも一つによって、通信モジュールを非アクティブにすることができる。さらに、通信モジュールは、認証のための第二ファクタを必要とすることができる。一旦、通信モジュールがアクティブにされたら、ユーザによって非アクティブにされることもできる。通信モジュールの非アクティブ化は、センサデバイスの電力使用量を最小限にすることもできる。本実施形態の一つの観点においては、通信モジュールのアクティブ化は、無線チャンネルがオンにされることにもなる。

さらに、繰り返しになるが、リモートデバイスは、受信したデータに基づいて、データをユーザに報告する、センサデバイスが埋め込まれている個体に薬剤を投与する、電気的信号を供給する、警告指示等の結果を信号で送る等の活動を行うことができる。警告指示の信号は、振動、熱、光、音響、匂い、電気、化学作用及び生化学的作用のうち少なくとも一つによる信号であることができる。リモートデバイスは、データをリモートデータベースに送信することもできる。

さらに、発明の他の実施形態においては、ここで前述したような皮下埋め込み可能センサデバイスの集団から収集されたセンサデータを報告する方法を提供する。そのような方法は、センサデバイスのセンサによる第一所定の化学物質の検出に基づいて、センサデバイスの第一グループの通信モジュールを制御するプログラムロジックで、その集団内のセンサデバイスの第一グループのコントローラモジュールをプログラミングすることを含むことができる。さらに、センサデバイスのセンサによる第二所定の化学物質の検出に基づいて、センサデバイスの第二グループの通信モジュールを制御するプログラムロジックで、その集団内のセンサの第二グループのコントローラモジュールをプログラミングすることができる。その集団内で各グループから収集したセンサデータはリモートデバイスに送信される。これにより、所定の化学的キーに基づいて集団の一つのグループからデータを送信させることができる一方で、異なる化学的キーを用いる集団の他のグループのプライバシー及びデータ安全性を維持する。

第一及び第二所定の化学物質は、吸入される、皮下吸収される、摂取される、注入される、又は、別のやり方でセンサデバイスが埋め込まれている個体に供給されることができる。これは、吸入可能製剤、局所的投与製剤、経口投与製剤若しくは、注入可能製剤を提供することによって行うことができる、又は所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている人間の周囲から別のやり方で到来することができる。あるいは、第一及び第二所定の化学物質は、同様に個体の周囲から投与される又は取得される代謝体物質であることができる。

第一及び第二所定の化学物質は、それぞれ、センサデバイスの第一及び第二グループの通信モジュールをアクティブにする又は非アクティブにするのに用いられることができる。第一所定の化学物質は、センサデバイスの第一グループが埋め込まれている個体とセンサデバイスの第二グループが埋め込まれている個体の両方に投与されることができるが、センサデバイスの第一グループの通信モジュールのみがアクティブにされ、センサデバイスの第二グループの通信モジュールは非アクティブのままである。センサデバイスの第一グループの通信モジュールは、第一所定の化学物質の濃度が特定のレベルを下回るように低下するまでアクティブのままにすることができる。一旦、センサデバイスの第一グループ及び第二グループの通信モジュールがアクティブにされると、それらは、ユーザによって非アクティブにされることもできる。センサデバイスの第一及び第二グループの通信モジュールの非アクティブ化は、それらのセンサデバイスの電力使用量を最小限にすることもできる。本実施形態の一つの観点においては、センサデバイスの第一及び第二グループの通信モジュールのアクティブ化は、それらセンサデバイスにおいて、無線チャネルがオンにされることにもなる。一旦、センサデバイスの第一及び第二グループの少なくとも一つの通信モジュールがアクティブにされると、各データ収集モジュールによって収集されたデータは、リモートデバイスに送信することができる。

リモートデバイスは、受信したデータに基づいて、データをユーザに報告する、センサデバイスが埋め込まれている個体に薬剤を投与する、電気的信号を供給する、警告指示等の結果を信号で送る等の活動を行うことができる。警告指示の信号は、振動、熱、光、音響、匂い、電気、化学作用及び生化学的作用のうち少なくとも一つによる信号であることができる。リモートデバイスは、データをリモートデータベースに送信することもできる。

発明の他の実施形態は、皮下埋め込み可能センサデバイスと、センサデバイスから送信されたデータを受信するように構成されたリモートデバイスと、を含む生物学的検出及び報告システムを提供する。

例示の実施形態においては、皮下埋め込み可能センサデバイスは、ハウジングと、少なくとも一つのセンサと、センサデバイスに電力を供給するように構成された電力モジュールと、センサデータを収集し、記憶するように構成されたデータ収集モジュールと、リモートデバイスと通信するように構成された通信モジュールと、センサデバイスの動作を制御するように構成されたコントローラモジュールと、を含み、コントローラモジュールは、少なくとも一つのセンサによる所定の化学物質の検出に基づいて、通信モジュールを制御する。

一つの例においては、皮下埋め込み可能なセンサデバイスであって、実質的に対向する両側面を有するハウジングと、対向する両側面のうちの一側面上にある少なくとも一つの化学センサと、センサデバイスに電力を供給するように構成された電力モジュールと、センサデータを収集し、記憶するように構成されたデータ収集モジュールと、リモートデバイスと無線通信するように構成された通信モジュールと、センサデバイスの動作を制御するように構成され、少なくとも一つの化学センサによる所定の化学物質又は被験物質の検出に基づいて、通信モジュールを制御するプログラムロジックを備えたコントローラモジュールと、を含むことができるセンサデバイスである。

一つの例においては、前記少なくとも一つの化学センサは、複数の認識サイトを有する。

一つの例においては、複数の認識サイトは、複数の所定の化学物質又は被験物質を検出するように構成されることができる。

一つの例においては、少なくとも一つの化学センサは、センサアレイである。

一つの例においては、センサアレイは、複数の所定の化学物質又は被験物質を検出するように構成されている。

一つの例においては、ハウジングのうち対向する両側面の各側面上に少なくとも一つのセンサ又はセンサアレイをさらに含むこともできる。

一つの例においては、少なくとも一つの化学センサは、電気化学のもの、電位差測定のもの、電流測定のもの、伝導度測定のもの、化学容量性のもの、化学抵抗性のもの、光イオンのもの、電界効果トランジスタ、物理的トランスデューサ―、光学的トランスデューサ―、生化学のもの、アフィニティーベースのもの、熱化学のもの、光学のもの及び圧電性のものからなる群から選択されたタイプのものである。

一つの例においては、少なくとも一つの化学センサは、所定の化学物質又は被験物質が存在すること、存在しないこと又は濃度の少なくとも一つを検出するように構成されている。

一つの例においては、コントローラモジュールは、所定の化学物質又は被験物質が存在すること、存在しないこと又は濃度を検出すると、通信モジュールをアクティブにするように構成されている。

一つの例においては、コントローラモジュールは、所定の化学物質又は被験物質が存在すること、存在しないこと又は濃度を検出すると、通信モジュールを非アクティブにするように構成されている。

一つの例においては、被験物質は、所定の化学物質である。

一つの例においては、センサデバイスは、さらに、所定の化学物質又は被験物質を検出すると、当センサデバイスが埋め込まれている検体に対してバイオフィードバック信号を提供するように構成されている。

一つの例においては、バイオフィードバック信号は、振動、熱、光、音響、匂い、電気、化学作用及び生化学的作用のうち少なくとも一つによる信号である。

一つの例においては、センサデバイスは、さらに、センサデバイス内に格納された薬剤のリリースを提供するコンポーネントを含む。

一つの例においては、バイオフィードバック信号は、センサデバイスからの薬剤のリリース、又はセンサデバイスが埋め込まれている個体内にある内因性物質のリリースを促進する。

一つの例においては、生物学的なデータを検出及び報告するシステムであって、前述したような皮下埋め込み可能なセンサデバイスと、センサデバイスと無線通信するように構成されたリモートデバイスと、を含むシステム。

一つの例においては、リモートデバイスは、センサデバイスにデータを送信する、センサデバイスからデータを受信する、又はセンサデバイスとデータを送受信するように構成されている。

一つの例においては、リモートデバイスは、さらに、送信されたデータをユーザに報告する。

一つの例においては、リモートデバイスは、さらに、ユーザから入力された情報を受信するように構成された。

一つの例においては、情報は、リモートデバイスからセンサデバイスに送信される。

一つの例においては、リモートデバイスからセンサデバイスに送信された情報は、センサデバイスの動作を制御する。

一つの例においては、動作は、データ収集モジュールの動作である。

一つの例においては、データ収集モジュールの動作は、データ収集の開始、データ収取の終了及び記憶データの削除の少なくとも一つを含む。

一つの例においては、リモートデバイスは、さらに、センサデバイスが埋め込まれている検体に薬剤を投与するコンポーネントを含む。

一つの例においては、リモートデバイスは、センサデバイスから情報を受信すると、検体に薬剤を投与するように構成されている。

一つの例においては、リモートデバイスは、さらに、結果の信号を送るように構成されている。

一つの例においては、信号は、警告指示である。

一つの例においては、リモートデバイスは、手持ち式デバイスである。

一つの例においては、手持ち式デバイスは、スマートデバイスである。

一つの例においては、リモートデバイスは、第二リモートデバイスにデータを送信するように構成されている。

一つの例においては、第二リモートデバイスは、リモートデータベースを含む。

一つの例においては、第二リモートデバイスは、データの受信に応じて、検体に薬剤を投与するように構成されている。

一つの例においては、皮下埋め込み可能センサデバイスの通信活動を制御する方法であって、センサによって検出される所定の化学物質を識別する工程と、所定の化学物質の検出に応じて、皮下埋め込み可能センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、を含む方法。

一つの例においては、通信モジュールをアクティブにする工程は、さらに、所定の化学物質の検出に基づいて、センサデバイスの通信モジュールの動作を制御するロジックを備えた、センサデバイスのコントローラモジュールをプログラミングする工程を含む。

一つの例においては、所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている検体によって吸入される。

一つの例においては、所定の化学物質は、吸入可能な製剤によって提供される。

一つの例においては、所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている検体によって経皮吸収される。

一つの例においては、所定の化学物質は、局所的投与製剤により提供される。

一つの例においては、所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている個体によって摂取される。

一つの例においては、所定の化学物質は、経口投与製剤により提供される。

一つの例においては、所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている個体に注入される。

一つの例においては、所定の化学物質は、センサデバイスが埋め込まれている個体に供給される代謝体物質である。

一つの例においては、通信モジュールを、所定の期間についてアクティブにする。

一つの例においては、通信モジュールを、所定の期間の終了により非アクティブにする。

一つの例においては、通信モジュールを、所定の化学物質又は被験物質が存在すること又は存在しないことにより、アクティブにする、又は非アクティブにする。

一つの例においては、被験物質が所定の化学物質である。

一つの例においては、通信モジュールを、所定の化学物質又は被験物質の濃度に関連する上昇、又は下降により、アクティブにする、又は非アクティブにする。

一つの例においては、被験物質が所定の化学物質である。

一つの例においては、通信モジュールの非アクティブ化が電力使用量を最小限にする。

一つの例においては、前述したような皮下埋め込み可能センサデバイスからセンサデータを報告する方法であって、センサデバイスの化学センサが所定の化学物質を検出したら、センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、リモートデバイスに、センサデバイスのデータ収集モジュールによって収集されたセンサデータを送信する工程と、を含むことができる方法である。

一つの例においては、被験物質が所定の化学物質である。

一つの例においては、通信モジュールは、所定の化学物質又は被験物質の濃度に関連する上昇、又は下降により、アクティブにする、又は非アクティブにする。

一つの例においては、被験物質が所定の化学物質である。

一つの例においては、所定の化学物質の検出は、ユーザによる認証のための第二ファクタをアクティブにする。

一つの例においては、リモートデバイスは、センサデバイスからの情報を受信すると、検体に薬剤を投与する。

一つの例においては、リモートデバイスは、ユーザにデータを報告する。

一つの例においては、リモートデバイスは、電気的刺激を提供する。

一つの例においては、リモートデバイスは、結果の信号を送る。

一つの例においては、信号は、警告指示である。

一つの例においては、警告指示の信号は、振動、熱、光、音響、匂い、電気、化学作用及び生化学的作用のうち少なくとも一つによる信号である。

一つの例においては、リモートデバイスは、第二リモートデバイスにデータを送信する。

一つの例においては、データの送信は、無線である。

一つの例においては、無線の送信は、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１１、セルラー、無線機による通信、電磁気通信及び光通信のうち少なくとも一つを介して行われる。

一つの例においては、皮下埋め込み可能センサデバイスからセンサデータを報告する方法であって、センサデバイスの化学センサが所定の化学物質を検出したら、センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、リモートデバイスに、センサデバイスのデータ収集モジュールによって収集されたセンサデータを送信する工程と、を含む。

一つの例においては、被験物質が所定の化学物質である。

一つの例においては、通信モジュールの非アクティブが電力使用量を最小限にし、埋め込み可能センサデバイスの有効動作寿命を延ばす。

一つの例においては、リモートデバイス及び／又は埋め込み可能なセンサデバイスは、デバイス間の初期通信に続く認証の機構を必要とするプログラムロジックを含む、
一つの例においては、認証は、リモートデバイスのユーザによりリモートデバイスに入力される。

一つの例においては、認証は、ピン番号、パスワード又は生体データである。

一つの例においては、リモートデバイスは、送信されたデータをユーザに報告する。

一つの例においては、信号は、警告指示である。

一つの例においては、データの送信は、無線である。

一つの例においては、無線の送信は、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１１、セルラー、無線機による通信、電磁気通信又は光通信のうち少なくとも一つを介して行われる。

一つの例においては、皮下埋め込み可能センサデバイスは、単一の検体又は複数の検体のいずれかについての複数の皮下埋め込み可能センサである。

一つの例においては、複数の検体は、特定のグループに分類される。

一つの例においては、各グループの皮下埋め込み可能センサデバイスは、他のグループとは異なる所定の化学物質によってアクティブにさせられる、又は各グループの皮下埋め込み可能センサデバイスは、所定の化学物質の他のグループとは異なる濃度によってアクティブにさせられる。

一つの例においては、発明の実施形態は、治療物質をそれを必要としている検体に投与する方法を含み、皮下埋め込み可能センサデバイスで検体の被験物質についてのデータを収集する工程と、センサデバイスの化学センサが所定の化学物質を検出したら、センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、リモートデバイスに収集したデータを送信する工程と、データに基づいて検体の必要性を決定する工程と、治療物質と、検体に投与される治療物質の量を選択する工程と、検体に治療物質を投与する工程と、を含む方法である。

一つの例においては、所定の化学物質は、被験物質である。

一つの例においては、リモートデバイスは、検体に治療物質を投与する。

一つの例においては、リモートデバイスは、検体に治療物質を投与する第二リモートデバイスと通信する。

前述の例は、一つ以上の特定の用途における例示的な特定の実施形態であって、実装の形状、使用及び詳細における多様な修正を、ここで明確にされた原理及び概念から逸脱することなく行うことができることは、当業者には明らかであるものである。したがって、以下に規定されるクレームによるものを除き、何ら限定することを意図していない。

Claims

皮下埋め込み可能なセンサデバイスであって、
実質的に対向する両側面を有するハウジングと、
前記対向する両側面のうちの一側面上にある少なくとも一つの化学センサと、
当該センサデバイスに電力を供給するように構成された電力モジュールと、
センサデータを収集し、記憶するように構成されたデータ収集モジュールと、
リモートデバイスと無線通信するように構成された通信モジュールと、
当該センサデバイスの動作を制御するように構成され、前記少なくとも一つの化学センサによる所定の化学物質又は被験物質の検出に基づいて、前記通信モジュールを制御するプログラムロジックを備えたコントローラモジュールと、
を含むセンサデバイス。
前記少なくとも一つの化学センサは、複数の認識サイトを有する、請求項１に記載のセンサデバイス。
前記複数の認識サイトは、複数の所定の化学物質又は被験物質を検出するように構成されることのできる、請求項２に記載のセンサデバイス。
前記少なくとも一つの化学センサは、センサアレイである、請求項１に記載のセンサデバイス。
前記センサアレイは、複数の所定の化学物質又は被験物質を検出するように構成された、請求項４に記載のセンサデバイス。
前記ハウジングのうち前記対向する両側面の各側面上に少なくとも一つのセンサ又はセンサアレイをさらに含む、請求項１に記載のセンサデバイス。
前記少なくとも一つの化学センサは、電気化学のもの、電位差測定のもの、電流測定のもの、伝導度測定のもの、化学容量性のもの、化学抵抗性のもの、光イオンのもの、電界効果トランジスタ、物理的トランスデューサ―、光学的トランスデューサ―、生化学のもの、アフィニティーベースのもの、熱化学のもの、光学のもの及び圧電性のものからなる群から選択されたタイプのものである、請求項１に記載のセンサデバイス。
前記少なくとも一つの化学センサは、前記所定の化学物質又は被験物質が存在すること、存在しないこと又は濃度の少なくとも一つを検出するように構成された、請求項１に記載のセンサデバイス。
前記コントローラモジュールは、前記所定の化学物質又は被験物質が存在すること、存在しないこと又は濃度を検出すると、前記通信モジュールをアクティブにするように構成された、請求項８に記載のセンサデバイス。
前記コントローラモジュールは、前記所定の化学物質又は被験物質の存在すること、存在しないこと又は濃度を検出すると、前記通信モジュールを非アクティブにするように構成された、請求項８に記載のセンサデバイス。
前記被験物質は、前記所定の化学物質である、請求項１に記載のセンサデバイス。
当該センサデバイスは、さらに、所定の化学物質又は被験物質を検出すると、当該センサデバイスが埋め込まれている検体に対してバイオフィードバック信号を提供するように構成された、請求項１に記載のセンサデバイス。
前記被験物質は、前記所定の化学物質である、請求項１２に記載のセンサデバイス。
前記バイオフィードバック信号は、振動、熱、光、音響、匂い、電気、化学作用及び生化学的作用のうち少なくとも一つによる信号である、請求項１２に記載のセンサデバイス。
さらに、当該センサデバイス内に格納された薬剤のリリースを提供するコンポーネントを含む、請求項１２に記載のセンサデバイス。
前記バイオフィードバック信号は、当該センサデバイスからの薬剤のリリース、又は当該センサデバイスが埋め込まれている個体内にある内因性物質のリリースを促進する、請求項１５に記載のセンサデバイス。
生物学的なデータを検出及び報告するシステムであって、
皮下埋め込み可能な、請求項１に記載のセンサデバイスと、
前記センサデバイスと無線通信するように構成されたリモートデバイスと、
を含むシステム。
前記リモートデバイスは、前記センサデバイスにデータを送信する、前記センサデバイスからデータを受信する、又は前記センサデバイスとデータを送受信するように構成された、請求項１７に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、さらに、送信されたデータをユーザに報告する、請求項１７に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、さらに、ユーザから入力された情報を受信するように構成された、請求項１７に記載のシステム。
前記情報は、前記リモートデバイスから前記センサデバイスに送信される、請求項２０に記載のシステム。
前記リモートデバイスから前記センサデバイスに送信された前記情報は、前記センサデバイスの動作を制御する、請求項２０に記載のシステム。
前記動作は、前記データ収集モジュールの動作である、請求項２２に記載のシステム。
前記データ収集モジュールの動作は、データ収集の開始、データ収取の終了及び記憶データの削除の少なくとも一つを含む、請求項２３に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、さらに、前記センサデバイスが埋め込まれている検体に薬剤を投与するコンポーネントを含む、請求項１７に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、前記センサデバイスから情報を受信すると、前記検体に薬剤を投与するように構成された、請求項２５に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、さらに、結果の信号を送るように構成された、請求項１７に記載のシステム。
前記信号は、警告指示である、請求項２７に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、手持ち式デバイスである、請求項１７に記載のシステム。
前記手持ち式デバイスは、スマートデバイスである、請求項２９に記載のシステム。
前記リモートデバイスは、第二リモートデバイスに前記データを送信するように構成された、請求項１７に記載のシステム。
前記第二リモートデバイスは、リモートデータベースを含む、請求項３１に記載のシステム。
前記第二リモートデバイスは、前記データの受信に応じて、検体に薬剤を投与するように構成された、請求項３１に記載のシステム。
皮下埋め込み可能なセンサデバイスの通信活動を制御する方法であって、
センサによって検出される所定の化学物質を識別する工程と、
前記所定の化学物質の検出に応じて、前記皮下埋め込み可能センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、を含む方法。
前記通信モジュールをアクティブにする工程は、さらに、前記所定の化学物質の検出に基づいて、前記センサデバイスの通信モジュールの動作を制御するロジックを備えた、前記センサデバイスのコントローラモジュールをプログラミングする工程を含む、請求項３４に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている検体によって吸入される、請求項３４に記載の方法。
前記所定の化学物質は、吸入可能な製剤によって提供される、請求項３６に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている検体によって経皮吸収される、請求項３４に記載の方法。
前記所定の化学物質は、局所的投与製剤により提供される、請求項３８に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている個体によって摂取される、請求項３４に記載の方法。
前記所定の化学物質は、経口投与製剤により提供される、請求項４０に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている個体に注入される、請求項３４に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている個体に供給される代謝体物質である、請求項３４に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の期間についてアクティブにする、請求項３４に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の期間の終了により非アクティブにする、請求項３４に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の化学物質又は被験物質が存在すること又は存在しないことにより、アクティブにする、又は非アクティブにする、請求項３４に記載の方法。
前記被験物質が前記所定の化学物質である、請求項４６に記載の方法。
前記通信モジュールを、前記所定の化学物質又は被験物質の濃度に関連する上昇、又は下降により、アクティブにする、又は非アクティブにする、請求項３７に記載の方法。
前記被験物質が前記所定の化学物質である、請求項４８に記載の方法。
前記通信モジュールの非アクティブが電力使用を最小限にし、前記埋め込み可能センサデバイスの有効動作寿命を延ばす、請求項３７に記載の方法。
皮下埋め込み可能なセンサデバイスからセンサデータを報告する方法であって、
前記センサデバイスの化学センサが所定の化学物質を検出したら、前記センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、
リモートデバイスに、前記センサデバイスのデータ収集モジュールによって収集されたセンサデータを送信する工程と、を含む方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている検体によって吸入される、請求項５１に記載の方法。
前記所定の化学物質は、吸入可能な製剤によって提供される、請求項５２に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている検体によって経皮吸収される、請求項５１に記載の方法。
前記所定の化学物質は、局所的投与製剤により提供される、請求項５４に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている個体によって摂取される、請求項５１に記載の方法。
前記所定の化学物質は、経口投与製剤により提供される、請求項５６に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている個体に注入される、請求項５１に記載の方法。
前記所定の化学物質は、前記センサデバイスが埋め込まれている個体に供給される代謝体物質である、請求項５１に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の期間についてアクティブにする、請求項５１に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の期間の終了により非アクティブにする、請求項５１に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の化学物質又は被験物質が存在すること又は存在しないことにより、アクティブにする、又は非アクティブにする、請求項５１に記載の方法。
前記被験物質が前記所定の化学物質である、請求項６２に記載の方法。
前記通信モジュールを、所定の化学物質又は被験物質の濃度に関連する上昇、又は下降により、アクティブにする、又は非アクティブにする、請求項５１に記載の方法。
前記被験物質が前記所定の化学物質である、請求項６４に記載の方法。
前記通信モジュールの非アクティブが電力使用量を最小限にし、埋め込み可能な前記センサデバイスの有効動作寿命を延ばす、請求項５１に記載の方法。
前記リモートデバイス及び／又は埋め込み可能な前記センサデバイスは、デバイス間の初期通信に続く認証の機構を必要とするプログラムロジックを含む、請求項５１に記載の方法。
前記認証は、前記リモートデバイスのユーザにより前記リモートデバイスに入力される、請求項６７に記載の方法。
前記認証は、ピン番号、パスワード又は生体データである、請求項６８に記載の方法。
前記リモートデバイスは、前記送信されたデータをユーザに報告する、請求項５１に記載の方法。
前記リモートデバイスは、結果の信号を送る、請求項７０に記載の方法。
前記信号は、警告指示である、請求項７１に記載の方法。
前記警告指示の信号は、振動、熱、光、音響、匂い、電気、化学作用及び生化学的作用のうち少なくとも一つによる信号である、請求項７２に記載の方法。
前記リモートデバイスは、第二リモートデバイスに前記センサデータを送信する、請求項５１に記載の方法。
前記第二リモートデバイスは、リモートデータベースを含む、請求項７４に記載の方法。
前記センサデータの送信は、無線である、請求項５１に記載の方法。
前記無線の送信は、ブルートゥース、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷｉＭＡＸ、ＩＥＥＥ８０２．１１、セルラー、無線機による通信、電磁気通信及び光通信のうち少なくとも一つを介して行われる、請求項７６に記載の方法。
皮下埋め込み可能な前記センサデバイスは、単一の検体又は複数の検体のいずれかについての複数の皮下埋め込み可能なセンサである、請求項５１に記載の方法。
前記複数の検体は、特定のグループに分類される、請求項７８に記載の方法。
各グループの皮下埋め込み可能なセンサデバイスは、他のグループとは異なる所定の化学物質によってアクティブにさせられる、又は各グループの皮下埋め込み可能なセンサデバイスは、所定の化学物質の他のグループとは異なる濃度によってアクティブにさせられる、請求項７９に記載の方法。
治療物質をそれを必要としている検体に投与する方法であって、
皮下埋め込み可能なセンサデバイスで前記検体の被験物質についてのデータを収集する工程と、
前記センサデバイスの化学センサにより所定の化学物質を検出したら、前記センサデバイスの通信モジュールをアクティブにする工程と、
リモートデバイスに収集した前記データを送信する工程と、
前記データに基づいて前記検体の必要性を決定する工程と、
治療物質と、前記検体に投与される治療物質の量を選択する工程と、
前記検体に前記治療物質を投与する工程と、を含む方法。
前記所定の化学物質は、前記被験物質である、請求項８１に記載の方法。
前記リモートデバイスは、前記検体に前記治療物質を投与する、請求項８１に記載の方法。
前記リモートデバイスは、前記検体に前記治療物質を投与する第二リモートデバイスと通信する、請求項８１に記載の方法。