JP2022507475A - 非侵襲的モニタリングシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本明細書で「電子デバイス」により行われると説明されているアクションはすべて、スマートフォン又はスマートウォッチに含まれているプログラムなどのモバイルアプリケーションの制御下で行われ得る。
試料は、ウェアラブルデバイスの使用者に由来する、又は発せられる分析物を含む任意の気体又は流体であってもよい。一実施形態では、試料は間接試料である。間接試料とは、使用者によってデバイスに直接導入されない試料である(例えば、使用者がチューブを通してデバイスの入口ポートに息を吹き込む)。一実施形態では、試料は、デバイスに導入される前に、使用者の周囲環境(例えば、周囲空気)と混じり合う。特定の実施形態では、試料は、ウェアラブルデバイス及び使用者を取り囲む周囲空気である。試料が周囲空気であるとき、分析物はウェアラブルデバイスの使用者から生じているか、又は由来するものであり、標的分析物が使用者を取り囲む周囲空気に含まれるように周囲空気と混合される。例えば、ウェアラブルデバイスの使用者は、分析物が周囲空気と混ざるように、分析物を息で吐き出す、分析物を皮膚を通じて排出する(VOCは体温で揮発する)、分析物を発汗を通じて排出する、分析物をエクリン腺、アポクリン腺、及び/若しくは皮脂腺を通じて排出する、又は上記の任意の組み合わせを行ってもよい。
人間及び動物は、VOC、脂質、ペプチド、及びその他の化合物などを含む、多くの異なる種類の化合物の混合物を放出する。好ましい実施形態では、分析物はVOCである。放出される化合物、特にVOCの組成は、健康な人と特定的な疾患又は症状がある人との間で異なる可能性があり、使用者の所与の生理学的状態を示すか、又は関連することができる。
種々のセンサが、本開示のデバイスに使用されることができる。一実施形態では、関心のある分析物を検出するために当該技術で知られている任意のセンサが使用されてもよい。一実施形態では、関心のあるVOCを検出するために当該技術で知られている任意のセンサが使用されてもよい。別の実施形態では、センサは、半導体金属酸化物センサ、電気化学センサ、電界効果トランジスタセンサ、抵抗センサ、化学抵抗センサ、又は容量センサである。一実施形態では、上記センサのそれぞれの特性は、分析物との相互作用によって変わる。
一実施形態では、コントローラは、以下のうちの少なくとも1つを行うようにプログラムされている:i)サンプリングプロセスを開始する;ii)センサシステムの出力(すなわち、センサシステムによって生成された信号)を受信する;iii)センサシステムの出力を評価して、使用者からの試料中の分析物の存在、量及び/又は濃度(すなわち、結果)を決定する;iv)分析物の存在、量及び/又は濃度が、生理学的状態の許容範囲内にあるか、又は生理学的状態の許容範囲外であるかを決定する;v)結果を使用者にアラートする;vi)試験結果が許容範囲内にあるか、又は許容範囲外であるかを使用者にアラートする;vii)上記のいずれかをメモリに記憶する;viii)信号を別個のコンピューティングデバイスに送信する(コンピューティングデバイスは、次いで、ステップiii)からvii)のいずれかを任意の組み合わせで実施することができる);又はix)上記の任意の組み合わせ。
ウェアラブルデバイスは、ウェアラブルデバイスが所望されるように配置されるように、使用者によって着用されることができる。一実施形態では、ウェアラブルデバイスは、手首に着用される。別の実施形態では、ウェアラブルデバイスは、首周りに着用される。他の実施形態では、ウェアラブルデバイスは、衣料品にリバーシブルに取り付けられる。別の実施形態では、ウェアラブルデバイスは、脇、胸又は腹部などであるが、これらに限定されない身体の特定の領域に隣接して置かれる。別の実施形態では、ウェアラブルデバイスは、脇、胸又は腹部などであるが、これらに限定されない身体の特定の領域に隣接して置かれるか、又は衣類の下(シャツの下などであるが、これに限定されない)に着用される。ウェアラブルデバイスは、リストバンド、クリップ、ストラップ、接着パッドなど、デバイスの着用及び/又は配置に対応する要素をさらに備えていてもよい。
一実施形態では、本開示のウェアラブルデバイス、システム及び/又は方法は、特定的な使用者のためのベースライン(本明細書では「ベースライン値」とも呼ばれる)を設定する。ベースライン値は、分析物がない場合に決定された結果を反映する。ベースライン値は、コントローラによって記憶されてもよく、ベースライン値は、本明細書に説明されているように決定された任意の値から減算されてもよい。
ここで図5も参照すると、ウェアラブルデバイス1の動作を示すフローチャートが示されている。図5は、動作中の図2のウェアラブルデバイス1を図示しているが、この説明は、説明したウェアラブルデバイス1の他の実施形態にも適用可能である。図5は、試料として周囲空気を、分析物としてVOCを使用する低血糖症の試験を図示するが、他の条件が試験され、他の試料が使用され、他の分析物が決定されてもよい。試験は、コントローラ60がウェアラブルデバイス1のセンサシステム50をアクティブ化することから始まる(ステップA)。コントローラは、所定のスケジュールで、又は使用者によって(例えば、ウェアラブルデバイス1の使用者入力部100を通して)指示された通りに試験を始めるようにプログラムされてもよい。センサシステム50をアクティブ化した後、コントローラは、ポンプアセンブリ90をアクティブ化して、入口通路20a及び20bを介してチャンバ30に周囲空気の試料を吸引する(又は、代替的に、入口を開くか、又は入口へのアクセスを提供する)。周囲空気は、膜25を通過して、大きな微粒子をろ過し、及び/又は周囲空気中の含水量を除去又は低減する(ステップB)。
説明したウェアラブルデバイスは、1つ以上の分析物をモニタするために被験者によって使用されることができる。このようなモニタリングが使用されて、使用者が彼の/彼女の健康状態を経時的にモニタし、所与の疾患又は症状を患うのを回避することができる。本開示のウェアラブルデバイスは、モニタリングプロセスを開始又は完了するためのステップを使用者が取ることを必要とせずに分析物に関する情報を提供するため、分析物モニタリングに伴うノンコンプライアンスのリスクが減少し、その結果、使用者の健康に利益をもたらす。
Claims (45)
- 分析物を含む使用者からの試料中の分析物の非侵襲的モニタリングによって、使用者の生理学的状態を評価するための方法であって、
a.ウェアラブルデバイスを提供することであって、使用者がデバイスを着用する、ことと、
b.ウェアラブルデバイスのセンサシステムを試料に曝露することと、
c.センサシステムを介して分析物を検出することであって、センサシステムが分析物の存在下で信号を生成する、ことと、
d.信号を分析して分析物の存在、量又は濃度を決定して、結果を作り出すことと、
e.任意選択で、
i.結果を使用者に提供すること、
ii.使用者に結果をアラートすること、
iii.結果が生理学的状態の許容範囲内にあるか許容範囲外にあるかを使用者に通知すること、又は
iv.上記の組み合わせと
を含む方法。 - 方法が使用者のノンコンプライアンスの危険性を低減する、請求項1に記載の方法。
- 試料は間接試料である、請求項1に記載の方法。
- 試料は、使用者から発せられる少なくとも1つの分析物を含む周囲空気である、請求項1に記載の方法。
- 生理学的状態は、低血糖症、感染症、呼吸器感染症、尿路感染症、胃腸感染症、肥満、糖尿病、I型糖尿病、又はII型糖尿病である、請求項1に記載の方法。
- 2-5つの分析物が検出される、請求項1に記載の方法。
- 単一の分析物が検出される、請求項1に記載の方法。
- 分析物は、試料中に1十億分率と10百万分率の間の濃度で存在する、請求項1に記載の方法。
- 分析物は揮発性有機化合物である、請求項1に記載の方法。
- 分析物は、揮発性有機化合物であり、試料中に1十億分率と10百万分率の間の濃度で存在する、請求項1に記載の方法。
- 分析物は揮発性有機化合物であり、生理学的状態は高血糖症である、請求項1に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、
a.アセトン、及び任意選択で1つ以上の追加の揮発性有機化合物、
b.エタノール、及び任意選択で1つ以上の追加の揮発性有機化合物、又は
c.イソプレン、及び任意選択で1つ以上の追加の揮発性有機化合物である、請求項11に記載の方法。 - 揮発性有機化合物は、アセトン、メチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項11に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、アセトン、メチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、又は上記の任意の組み合わせである、請求項11に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、アセトン、及びメチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項11に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、エタノール、及びメチルナイトレート、ペンチルナイトレート、アセトン、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項11に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、イソプレン、及びアセトン、メチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項11に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、エタノール、メチルナイトレート又はエチルベンゼンのうちの1つ以上である、請求項11に記載の方法。
- 揮発性有機化合物は、アセトン、ペンチルナイトレート、メタノール、プロパン、又はイソプレンのうちの1つ以上である、請求項11に記載の方法。
- 非侵襲的モニタリングは、使用者がデバイスに直接息を吐き出すことを必要とせずに実施される、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 非侵襲的モニタリングは、使用者が、デバイスに息を吐き出してモニタリングプロセスを開始すること、モニタリングプロセスを完了すること、モニタリングプロセスの結果を決定すること、又は結果を見ることを必要とせずに実施される、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 非侵襲的モニタリングは、モニタリングプロセスを開始するため、モニタリングプロセスを完了するため、モニタリングプロセスの結果を決定するため、又は結果を見るための、使用者のアクションを必要とせずに実施される、請求項1から19のいずれか一項に記載の方法。
- 試料中の分析物を検出するためのウェアラブルデバイスであって、
a.ハウジングと、
b.入口ポートと、
c.ハウジングの内部のチャンバと、
d.入口ポートと流体連通する第1の端部、及びチャンバと流体連通する第2の端部を有する入口通路と、
e.センサシステムと、
f.センサシステムと通信するコントローラと
を備える、ウェアラブルデバイス。 - 無線通信モジュール、入口ポートを覆う膜、出口ポート、出口ポートを覆う膜、ポンプアセンブリ、使用者入力部、及び通知モジュールのうちの少なくとも1つをさらに備える、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- センサシステムは、複数の個々のセンサを備える、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- 各個々のセンサは、センサに結合する分析物の存在下で信号を生成する、請求項25に記載のウェアラブルデバイス。
- 各個々のセンサはセンサ材料を含む、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- センサ材料は、ポリピロール、低密度ポリエチレン、ポリ(エチレン-ブロック-エチレンオキシド)、ポリエチレングリコール、ポリメチルメタクリレート、ポリ(フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン)、又はこれらの組み合わせである、請求項27に記載のウェアラブルデバイス。
- センサシステムは、複数の個々の化学抵抗センサを備える、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- 各個々のセンサは、電極と、電極に堆積されるセンサ材料とを含む、請求項28に記載のウェアラブルデバイス。
- センサ材料は、TiO2、SnO2、Cr2O3、Mn2O3、Co3O4、NiO、CuO、SrO、In2O3、WO3、V2O3、Fe2O3、GeO2、Nb2O5、MoO3、Ta2O5、La2O3、CeO2、又はNd2O3であり、任意選択でタングステン、パラジウム、プラチナ、チタン、ランタン、及び亜鉛からなるグループから選択されるドーパントを含む、請求項30に記載のウェアラブルデバイス。
- センサ材料はナノ構造材料である、請求項30に記載のウェアラブルデバイス。
- 入口通路は、制約点を備える、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- デバイスが使用されて、使用可能なデバイスを着用した使用者の生理学的状態を評価する、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- 分析物は、試料中に1十億分率と10百万分率の間の濃度で存在する、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- 分析物は揮発性有機化合物である、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- 分析物は、揮発性有機化合物であり、試料中に1十億分率と10百万分率の間の濃度で存在する、請求項23に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、
a.アセトン、及び任意選択で1つ以上の追加の揮発性有機化合物、
b.エタノール、及び任意選択で1つ以上の追加の揮発性有機化合物、又は
c.イソプレン、及び任意選択で1つ以上の追加の揮発性有機化合物である、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。 - 揮発性有機化合物は、アセトン、メチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、アセトン、メチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、又は上記の任意の組み合わせである、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、アセトン、及びメチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、エタノール、及びメチルナイトレート、ペンチルナイトレート、アセトン、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、イソプレン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、イソプレン、及びアセトン、メチルナイトレート、ペンチルナイトレート、エタノール、メタノール、プロパノール、メタン、プロパン、エチルベンゼン、O-キシレン、M/P-キシレン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、又は上記の任意の組み合わせである、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、エタノール、メチルナイトレート又はエチルベンゼンのうちの1つ以上である、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
- 揮発性有機化合物は、アセトン、ペンチルナイトレート、メタノール、プロパン、又はイソプレンのうちの1つ以上である、請求項23から37のいずれか一項に記載のウェアラブルデバイス。
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