JP2023541856A

JP2023541856A - インビトロ流れ流体を分析して媒体の状態の変動性を決定するシステム及び方法

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Publication number: JP2023541856A
Application number: JP2023515669A
Authority: JP
Inventors: ボスア，フィリップ; クライブ，ドミニク
Original assignee: Know Labs Inc
Current assignee: Know Labs Inc
Priority date: 2020-09-09
Filing date: 2021-09-09
Publication date: 2023-10-04
Also published as: WO2022053953A1; EP4211461A1

Abstract

媒体の状態の変動性を決定するか、またはインビトロで流れる流体を分析するためのシステムは、送信素子と受信素子を互いに相対的にデカップルすることができるセンサを含む。このシステムはまた、送信される送信信号を生成するように構成された送信回路を含み、この送信信号は、電磁気スペクトラムの無線、マイクロ波、または他の非光周波数範囲にある。システムはまた、媒体への送信信号の送信から生じる、少なくとも１つの受信アンテナによって検出された応答を受信するように構成された受信回路を含む。システムは、経時的な応答の処理に基づいて媒体の状態の変動性を決定するように構成されたプロセッサを含み、通知または自動化されたアクションを指示するためにさらに使用することができる。センサは、インビトロ流れ流体に信号を送り、そこからの応答を受け取ることができる。

Description

本開示は、一般に、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯のような非光学周波数を使用する分光技術を介して媒体の状態の変動を決定する装置、システムおよび方法と、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯のような非光学周波数を使用する分光技術を介してインビトロ流れ流体を分析する装置、システムおよび方法とに関する。

インビボ医療診断のために電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯を使用するセンサは、米国特許第１０，５４８，５０３号に開示されている。液体中の分析物を決定するために電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯を使用するセンサの追加の例は、米国特許出願公開第２０１９／０００８４２２号および米国特許出願公開第２０２０／０１８７７９１号に開示されている。

温度変化、媒体内の局所的な温度変動、エマルジョンまたは溶液などの混合物中の複数の化合物の混合の程度など、媒体の状態の変動性は、多数の用途にとって重要なパラメータとなり得、その例としては、産業プロセス制御、医療モニタリング、または化学研究などがある。混合は、化学研究および工業的な化学プロセスの両方において、頻繁に律速段階となり得るが、十分な混合を確保することは、これらのプロセスにとって重要であり得る。

本開示は、一般に、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯のような非光学周波数を使用する技法を介して媒体の状態の変動を決定するための装置、システム、および方法に関するものである。本明細書に記載のセンサは、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯において生成された送信信号を、状態の変動性についてモニタされている媒体に送信するように機能する少なくとも１つの送信アンテナ（送信素子とも呼ばれ得る）と、送信アンテナによる送信信号の媒体への送信から生じる応答を検出するように機能する少なくとも１つの受信アンテナ（受信素子とも呼ばれ得る）を含む。本開示はまた、一般に、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯のような非光学周波数を使用して動作するインビトロセンサを使用してインビトロ流れ流体を分析する装置、システムおよび方法に関する。インビトロセンサは、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯にある１つまたは複数の信号をインビトロ流れ流体に導き、インビトロ流れ流体への信号の送信から生じる１つまたは複数の応答を検出する。用語「インビトロ」は、分析される流体が体液であるか非体液であるかにかかわらず、分析中にセンサ及び流体がヒト又は動物の体外にあることを包含することを意図している。

送信アンテナと受信アンテナは、センサの検出能力を向上させるのに役立つ、互いにデカップルされた状態にある。送信アンテナと受信アンテナとの間のデカップルは、送信アンテナによって送信される信号のできるだけ多くが媒体に入るようにし、媒体に移動せずに送信アンテナから受信アンテナによって直接受信される電磁気エネルギの量を最小化するか、あるいはゼロにする、いずれか一つ以上の技術を使用して達成することができる。デカップリングは、送信アンテナおよび受信アンテナを互いにデカップルするのに十分な、送信アンテナと受信アンテナとの間の１つまたは複数の意図的に製作された構成および／または配置によって達成され得る。１つの非限定的な実施形態において、デカップリングは、送信アンテナおよび受信アンテナが互いに意図的に異なる形状を有することによって達成され得る。意図的に異なる形状とは、意図的である送信アンテナおよび受信アンテナの異なる幾何学的構成を指し、例えば製造エラーまたは公差に起因する、偶然または意図せずに発生し得る送信アンテナおよび受信アンテナの形状の差異とは異なるものである。

送信アンテナと受信アンテナのデカップルを実現する別の技法は、出力電力、アンテナのサイズ、周波数、および任意の遮蔽物の存在などの要因に応じて、各アンテナ間に適切な間隔を使用して、送信信号の電磁力線の割合を媒体中に通過するように強制し、それによって媒体中に移動せずに送信アンテナから直接受信アンテナによる電磁気エネルギの直接受信をできるだけ少なくまたは排除することである。この技術は、受信アンテナによって検出された応答が分析物を測定しており、送信アンテナから受信アンテナに直接流れる送信信号だけでないことを確実にするのに役立つ。一実施形態では、センサは、その間に第１の間隔を有する第１の対の送信アンテナおよび受信アンテナと、第１の間隔とは異なる第２の間隔を有する第２の対の送信アンテナおよび受信アンテナとを用いることができる。

本明細書に記載の技術は、そのサンプルの媒体を経時的にモニタし、温度またはサンプルの組成などの状態の変動を検出し、媒体の混合の程度を示すために使用することができる。媒体は、例えば、ヒトまたは非ヒト、動物または非動物、生物学的または非生物学的など、センサを使用してモニタされる任意の適切な媒体であり得る。媒体は流体であってもよい。媒体が流体であるパイプやチャネルなどの流体通路を通して導かれる媒体からの流れなどの媒体のサンプルは、全体としての媒体の状態の変動を決定するために、センサを使用してモニタされ得る。例えば、媒体は、ヒト組織、動物組織、植物組織、無生物、土壌、流体、遺伝物質、または微生物を含むことができるが、これらに限定されるものではない。

インビトロ流れ流体の分析は、以下の１つ以上を含むことができるが、これらに限定されない。インビトロ流れ流体中の分析物の存在および／または量を決定すること、検出された反応の定常状態に反映されるようにインビトロ流れ流体の定常状態を決定すること、検出された反応の変化に反映されるインビトロ流れ流体の状態における変化を決定すること、である。その他の分析も可能である。流れ流体とは、流体に作用する不均衡な力によって運動している流体をいう。不均衡な力は、重力、ポンプやファンなどの機械的手段、または流体に運動を起こさせる他の手段によるものである。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される「流体」という語は、液体、蒸気、及び気体、並びにそれらの混合物を包含する。流体は、ヒトまたは動物の体から得られる体液であり得る。体液の例としては、血液、尿、唾液、および精液を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。流体は、ヒトまたは動物の身体から得られない非身体的な流体であり得る。非身体的流体は、工業及び／又は製造プロセスで使用される流体、又は食品加工で使用される流体、又は他の種類の産業で使用される他の種類の非身体的流体であり得る。非身体的流体の例は、詳細には挙げられないほど網羅的であるが、燃料、潤滑油、鉱油、食用油、作動油、水、アルコール飲料および非アルコール飲料、食品添加物、酸性流体、塩基性流体、紙パルプ、酸素、窒素などの産業ガス、ならびに他の多くのものが含まれ得るが、これらに限定されない。一般に、流体は、ヒトまたは非ヒト由来、動物または非動物由来、生物学的または非生物学的性質、または本明細書に記載のインビトロセンサを使用して分析することを望む可能性のある任意の他の流体であり得る。

一実施形態では、媒体の状態の変動を決定するためのシステムは、センサを含む。センサは、少なくとも１つの送信アンテナおよび少なくとも１つの受信アンテナを有するアンテナアレイを含む。少なくとも１つの送信アンテナおよび少なくとも１つの受信アンテナは、互いに９５％未満カップルされている。センサは、少なくとも１つの送信アンテナに電気的に接続可能な送信回路を含み、送信回路は、少なくとも１つの送信アンテナによって送信される送信信号を生成するように構成され、送信信号は、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波の周波数範囲にある。センサはまた、少なくとも１つの受信アンテナに電気的に接続可能な受信回路を含む。受信回路は、少なくとも１つの送信アンテナによる送信信号の媒体への送信の結果、少なくとも１つの受信アンテナによって検出された応答を受信するように構成される。システムは、経時的な応答の処理に基づいて媒体の状態の変動を決定するように構成されたプロセッサをさらに含む。

実施形態において、システムは、センサを通過する媒体の流れを伝えるように構成されたチャネルを更に含む。実施形態において、システムは、チャネルを通る媒体の流れを駆動するように構成されたポンプをさらに含む。

実施形態において、プロセッサは、媒体の状態における決定された変動性に基づいて、通知を提供するように更に構成される。実施形態において、通知は、媒体の状態における決定された変動性が、媒体が定常状態の状態にあることを示す場合に提供される。

実施形態において、プロセッサは、媒体の状態における決定された変動性に基づいて、自動化されたアクションを指示するように更に構成される。実施形態において、自動化されたアクションは、媒体の状態における決定された変動性が、媒体が定常状態の状態にあることを示す場合に指示される。実施形態において、システムは、媒体上で動作する混合デバイスをさらに含み、自動化されたアクションは、混合デバイスを停止することを含む。

実施形態において、経時的な応答の処理は、受信回路で受信される応答の経時的な変動を決定することを含む。実施形態において、プロセッサは、受信回路で受信された応答に基づいて媒体内の１つまたは複数の分析物の検出量を決定するように更に構成され、経時的な応答の処理は、媒体内の１つまたは複数の分析物の検出量の経時的な変動を決定することを含む。実施形態では、プロセッサは、媒体が定常状態にあるときに出力信号を提供するように構成される。

実施形態において、プロセッサは、媒体が定常状態であるかどうかを決定するように構成される。実施形態において、媒体が定常状態にあるかどうかの判定は、媒体の状態の変動性を閾値と比較することを含む。

一実施形態では、媒体の混合の程度を決定するためのシステムは、媒体をモニタするように構成されたセンサを含む。センサは、センサハウジングを含む。センサは、センサハウジングに取り付けられたデカップルされた検出器アレイをさらに含む。デカップルされた検出器アレイは、少なくとも１つの送信素子と少なくとも１つの受信素子とを有し、少なくとも１つの送信素子と少なくとも１つの受信素子とは互いに９５％未満しかカップルしていない。少なくとも１つの送信素子は、その厚さ寸法よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法を有する導電性材料のストリップからなり、少なくとも１つの送信素子の導電性材料のストリップは基板上に配置される。少なくとも１つの受信素子は、その厚さ寸法よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法を有する導電性材料のストリップからなり、少なくとも１つの受信素子の導電性材料のストリップは、基板上に配置される。センサは、センサハウジングに取り付けられた送信回路を含む。送信回路は、少なくとも１つの送信素子に電気的に接続可能である。送信回路は、少なくとも１つの送信素子によって媒体に送信される送信信号を生成するように構成される。送信信号は、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数範囲にある。センサは、センサハウジングに取り付けられた受信回路をさらに含む。受信回路は、少なくとも１つの受信素子に電気的に接続可能である。受信回路は、少なくとも１つの送信素子による送信信号の媒体への送信の結果、少なくとも１つの受信素子によって検出される応答を受信するように構成される。システムは、経時的な応答の処理に基づいて媒体の状態の変動性を決定するように構成されたプロセッサを更に含む。

実施形態において、システムは、センサを通過する媒体の流れを運搬するように構成されたチャネルを更に含む。実施形態において、システムは、チャネルを通る媒体の流れを駆動するように構成されたポンプを更に含む。

実施形態において、プロセッサは、媒体の決定された混合の程度に基づいて、通知を提供するように更に構成される。実施形態において、通知は、媒体の決定された混合の程度が、媒体が均一な混合物であることを示すとき、提供される。

実施形態において、プロセッサは、媒体の状態における決定された変動性に基づいて、自動化されたアクションを指示するように更に構成される。実施形態において、自動化されたアクションは、媒体の状態における決定された変動性が、媒体が定常状態であることを示す場合に指示される。実施形態において、システムは、媒体上で動作する混合デバイスを更に含み、自動化されたアクションは、混合デバイスを停止することを含む。

一実施形態では、経時的な応答の処理は、受信回路で受信される応答の経時的な変動を決定することを含む。実施形態において、プロセッサは、受信回路で受信される応答に基づいて媒体内の１つまたは複数の分析物の検出量を決定するように更に構成され、経時的な応答の処理は、媒体内の１つまたは複数の分析物の検出量の経時的な変動を決定することを含む。

実施形態において、混合の程度を決定することは、媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することを含む。実施形態において、媒体が均一な混合物であるかどうかの決定は、受信回路で受信された応答の経時的な変動を閾値と比較することを含む。実施形態では、プロセッサは、媒体が均一な混合物である場合に出力信号を提供するように構成される。

実施形態では、媒体の状態における変動性を決定するための方法は、媒体をモニタすることを含む。媒体をモニタすることは、それぞれが約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの範囲内に入る少なくとも２つの異なる周波数を有する送信信号を生成することと、第１の形状を有する少なくとも１つの送信素子から媒体に送信信号を送信することと、少なくとも１つの送信素子からデカップルされ、第１の形状とは幾何的に異なる第２の形状を有する少なくとも１つの受信素子を使用して少なくとも１つの送信素子による送信信号を媒体に送信した結果の応答を検出することを含む。本方法は、少なくとも１つの受信素子で経時的に検出された応答に基づいて、経時的な応答の処理に基づいて媒体の状態の変動性を決定することを更に含む。

実施形態において、本方法は、送信素子および受信素子を通過する媒体の流れを方向付けることをさらに含む。実施形態では、媒体の流れを向けることは、ポンプを使用してチャネルを通る媒体の流れを駆動することを含む。

実施形態において、本方法は、媒体の状態における決定された変動性に基づき、通知を提供することを更に含む。実施形態において、通知は、媒体の状態における決定された変動性が、媒体が定常状態であることを示す場合に提供される。

実施形態において、本方法は、媒体の状態における決定された変動性に基づいて、自動化されたアクションを実施することを更に含む。実施形態において、自動化されたアクションは、媒体の状態における決定された変動性が、媒体が定常状態であることを示すときに実施される。実施形態において、自動化されたアクションは、媒体の混合を停止することを含む。

実施形態において、媒体の状態における変動性を決定することは、経時的な応答の変動量を測定することを含む。実施形態において、媒体の状態における変動性を決定することは、応答に基づいて１つまたは複数の分析物の量を決定することと、１つまたは複数の分析物の量の経時的な分散を決定することとを含む。

実施形態において、媒体の状態における変動性を決定することは、媒体が定常状態の状態にあるかどうかを決定することを含む。実施形態において、媒体が定常状態にあるかどうかを決定することは、少なくとも１つの受信素子で経時的に検出される応答の変動性を閾値と比較することを含む。実施形態において、定常状態は、媒体が均一な混合物であること、または媒体が一定の温度であることの、少なくとも１つを含む。実施形態において、本方法は、媒体が定常状態にあるときに、定常状態を示す出力信号を提供することを更に含む。

実施形態では、媒体の混合の程度を決定するための方法は、媒体をモニタすることを含む。媒体をモニタリングすることは、夫々が約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間の範囲内に入る少なくとも２つの異なる周波数を有する送信信号を生成することと、第１の形状を有する少なくとも１つの送信素子から媒体に送信信号を送信することと、少なくとも１つの送信素子に９５％未満カップルされている少なくとも１つの受信素子を使用して、少なくとも１つの送信素子による送信信号を媒体に送信した結果の応答を検出することを含む。本方法は、少なくとも１つの受信素子で経時的に検出される応答に基づいて、経時的な応答の処理に基づいて、媒体の混合の程度を決定することを更に含む。

実施形態において、本方法は、送信素子および受信素子を通過する媒体の流れを方向付けることを更に含む。実施形態では、媒体の流れを方向付けることは、ポンプを使用してチャネルを通る媒体の流れを駆動することを含む。

実施形態において、本方法は、媒体の混合の決定された程度に基づいて通知を提供することを更に含む。実施形態において、通知は、媒体の状態における決定された変動性が、媒体が均一な混合物であることを示す場合に提供される。

実施形態において、本方法は、媒体の混合の決定された程度に基づいて、自動化されたアクションを実施することを更に含む。実施形態において、自動化されたアクションは、媒体の混合の決定された程度が、媒体が均一な混合物であることを示す場合に実施される。実施形態では、自動化されたアクションは、媒体の混合を停止することを含む。

実施形態において、媒体の混合の程度を決定することは、応答における分散の量を経時的に測定することを含む。実施形態において、媒体の混合の程度は、応答に基づいて１つまたは複数の分析物の量を決定することと、１つまたは複数の分析物の量の分散を経時的に決定することとを含む。

実施形態において、媒体の混合の程度を決定することは、媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することを含む。実施形態において、媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することは、少なくとも１つの受信素子で検出される応答の経時的な変動性を閾値と比較することを含む。実施形態において、本方法は、媒体が均一な混合物である場合に、媒体が均一な混合物であることを示す出力信号を提供することを更に含む。

本明細書に記載の一実施形態では、インビトロセンシングシステムは、インビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接して配置されるインビトロセンサを含むことができる。インビトロセンサは、少なくとも１つの送信アンテナおよび少なくとも１つの受信アンテナを含むことができ、少なくとも１つの送信アンテナは、インビトロ流体通路内のインビトロ流れ流体中に信号を送信するように配置されて構成され、信号は電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数範囲にある。少なくとも１つの受信アンテナは、少なくとも１つの送信アンテナによるインビトロ流れ流体内への信号の送信から生じる応答を検出するように配置されて構成される。

本明細書に記載される別の実施形態では、インビトロセンシングシステムは、インビトロ流れ流体中の分析物を感知するように構成され得る。インビトロセンシングシステムは、分析物を含むインビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接して配置されるインビトロセンサを含むことができる。インビトロセンサは、少なくとも１つの送信素子と少なくとも１つの受信素子とを含むことができ、ここで、少なくとも１つの送信素子は、インビトロ流体通路内のインビトロ流れ流体に信号を送信するように配置されて構成されており、ここで、信号は、約１０ｋＨｚ～約１００ＧＨｚである電磁気スペクトラムの無線又はマイクロ波周波数範囲にある。さらに、少なくとも１つの受信素子は、少なくとも１つの送信素子によるインビトロ流れ流体への信号の送信から生じる応答を検出するように配置されて構成される。

本明細書に記載される別の実施形態では、インビトロセンシング方法は、インビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接してインビトロセンサを配置することを含み得、インビトロセンサは、少なくとも１つの送信アンテナおよび少なくとも１つの受信アンテナを含む。電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数範囲にある信号が、少なくとも１つの送信アンテナからインビトロ流体通路内のインビトロ流れ流体中に送信される。さらに、少なくとも１つの送信アンテナによるインビトロ流れ流体への信号の送信から生じる応答が、少なくとも１つの受信アンテナを使用して検出される。

本明細書に記載される別の実施形態では、インビトロ流れ流体中の分析物を感知するためのインビトロセンシングの方法が提供される。この方法は、分析物を含むインビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接してインビトロセンサを配置することを含み得、インビトロセンサは、少なくとも１つの送信素子及び少なくとも１つの受信素子を含む。約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間である電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数範囲にある信号が、少なくとも１つの送信素子からインビトロ流体通路内のインビトロ流れ流体中に送信される。さらに、少なくとも１つの送信素子による体外流体への信号の送信から生じる応答が、少なくとも１つの受信素子を用いて検出される。

本開示の一部を構成し、本明細書に記載の装置、システムおよび方法が実施され得る実施形態を示す添付の図面を参照することで、本開示の一部を構成する。
図1は、実施形態による、媒体またはそのサンプルをモニタするセンサシステムの概略的な描写である。図２Ａ～図２Ｃは、本明細書に記載のセンサシステムで使用することができるアンテナアレイの異なる例示的な配向を示す図である。図２Ａ～図２Ｃは、本明細書に記載のセンサシステムで使用することができるアンテナアレイの異なる例示的な配向を示す図である。図２Ａ～図２Ｃは、本明細書に記載のセンサシステムで使用することができるアンテナアレイの異なる例示的な配向を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図３Ａ～図３Ｉは、異なる形状を有する送信アンテナおよび受信アンテナの異なる例を示す図である。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄは、送信アンテナおよび受信アンテナの端部が有することができる異なる形状の追加例を示す。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄは、送信アンテナおよび受信アンテナの端部が有することができる異なる形状の追加例を示す。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄは、送信アンテナおよび受信アンテナの端部が有することができる異なる形状の追加例を示す。図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、及び図４Ｄは、送信アンテナおよび受信アンテナの端部が有することができる異なる形状の追加例を示す。図５は、実施形態によるセンサデバイスの概略的な描写である。図６は、実施形態による分析物を検出するための方法のフローチャートである。図７は、実施形態による応答の解析のフローチャートである。図８は、媒体における状態の変動を決定するための方法のフローチャートである。図９は、媒体のサンプルを分析することによって媒体の状態における可変性を決定するためのシステムの概略図である。図１０は、実施形態による媒体の状態における変動性に関する通知を提供する方法のフローチャートである。図１１は、出力信号生成の非限定的な一例を示す図である。図１２は、実施形態による、媒体の状態における変動性の決定に対する自動応答を提供する方法のフローチャートである。図１３は、アクションを自動的に実行するように構成されたシステム１６０の非限定的な一例を示す図である。図１４Ａは、インビトロセンサとインビトロ流体通路とを有するインビトロセンシングシステムの一部を概略的に示す図である。図１４Ｂは、図１Ａに類似した概略描写であるが、インビトロセンサがインビトロ流体通路内に配置された状態である。図１５は、使用することができるインビトロセンサの例の概略的な描写である。図１６は、実施形態によるインビトロセンサの概略的な描写である。図１７は、インビトロセンサで使用することができるアンテナアレイの一例を示す図である。図１８は、受信アンテナによって検出された応答の一例を示す図である。図１９は、受信アンテナによって検出された応答の別の例を示す。

同様の参照番号は、全体を通して同様の部品を表す。

以下は、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯のような非光学周波数を使用する分光技術を使用して媒体の状態の変動を決定する装置、システムおよび方法についての詳細な説明である。センサは、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯にある生成された送信信号を媒体またはそのサンプルに送信するように機能する送信アンテナ（送信素子とも呼ばれる場合がある）と、送信アンテナによる送信信号の媒体またはそのサンプルへの送信から生じる応答を検出するように機能する受信アンテナ（受信素子とも呼ばれる場合がある）を含む。送信アンテナと受信アンテナは、センサの検出性能を向上させるために、互いにデカップルされている。

特許請求の範囲を含む本明細書中で使用されるように、用語「インビトロ」は、分析される流体が体液であるか非体液であるかにかかわらず、分析中にセンサ及び流体がヒト又は動物の体外にあることを指すことが意図される。分析される流体は、流れ流体である。流れ流体とは、流体に作用する不均衡な力によって運動している流体である。不均衡な力は、重力、またはポンプやファンなどの機械的手段、あるいは流体に運動を起こさせるための他の手段によるものである場合がある。

本明細書及び特許請求の範囲で使用される「流体」という語は、液体、蒸気、及び気体並びにそれらの混合物を指す。流体は、ヒトまたは動物の体から得られる体液であり得る。体液の例としては、血液、尿、唾液、精液、便、母乳、嘔吐物、体水、間質液、頭蓋内液、羊水、房水、胆汁、血漿、脳脊髄液、チャイル、チャイムが挙げられるが、これらに限定はされない、内リンパ、細胞外液、経細胞液、滲出液、女性射精液、胃液、ヘモリンパ、リンパ、粘液、心膜液、腹膜液、痰、膿、リューム、滑液、涙、経液、膣潤滑液、硝子体。流体は、ヒトまたは動物の身体から得られない非身体的な流体であり得る。非身体的流体は、工業及び／又は製造工程で使用される流体、又は食品加工で使用される流体、又は他の種類の産業で使用される他の種類の非身体的流体であり得る。非身体的流体の例は、詳細には挙げられないほど網羅的であるが、燃料、潤滑油、鉱油、食用油、作動油、水、アルコール飲料および非アルコール飲料、食品添加物、酸性液、塩基性液、紙パルプ、酸素、窒素などの産業ガス、ならびに多くの他の流体を含み得るが、これらに限定はされない。一般に、流体は、ヒトまたは非ヒト由来、動物または非動物由来、生物学的または非生物学的性質、または本明細書に記載のインビトロセンサを使用して分析することを望むことができる他の任意のタイプの流体であり得る。

本明細書の流れる流体は、主たる成分として液体を有することができ、すなわち、流れる流体は、少なくとも５０％または少なくとも７５％または少なくとも９０％または少なくとも９５％の液体であり、液体中にガスおよび／または固体が含まれる。別の実施形態では、本明細書の流れる流体は、主たる成分として気体を有することができ、すなわち、流れる流体は、少なくとも５０％または少なくとも７５％または少なくとも９０％または少なくとも９５％の気体であり、気体に含まれる液体および／または固体がある。

本明細書の流れる流体は、主たる成分として体液を有することができ、すなわち、流れる流体は、少なくとも５０％または少なくとも７５％または少なくとも９０％または少なくとも９５％の体液であり、体液に他の構成要素が含まれる。別の実施形態では、流れる流体は、主たる成分として非体液を有することができ、すなわち、流れる流体は、少なくとも５０％または少なくとも７５％または少なくとも９０％または少なくとも９５％の非体液であり、非体液に含まれる他の成分が含まれる。

送信アンテナ及び受信アンテナは、その媒体又はサンプルの近くに配置することができる。送信アンテナは、無線またはマイクロ波周波数範囲内の少なくとも２つの周波数を有する信号を、その媒体又はサンプルに向かって、及びその中に送信する。少なくとも２つの周波数を有する信号は、各々が離散的な周波数を有し、各周波数において別々の時間に別々に送信される別々の信号部分によって形成することができる。別の実施形態では、少なくとも２つの周波数を有する信号は、少なくとも２つの周波数を含む複数の周波数を含む複素信号の一部であってもよい。複素信号は、複数の信号をブレンドまたは多重化し、その後、複数の周波数が同時に送信されるような複素信号を送信することによって生成することができる。複素信号を生成する技術としては、逆フーリエ変換技術を用いることが考えられるが、これらに限定されない。受信アンテナは、送信アンテナによる信号の媒体またはそのサンプルへの送信から生じる応答を検出する。応答は、経時的にモニタされ、処理されて、例えば媒体の混合又は分離の程度を示すために、媒体の温度、体積、相、密度、又は組成などの状態の変動を決定することができる。実施形態において、応答は、媒体の状態の変動性を決定する処理の一部として、またはそれに加えて、媒体またはそのサンプル中の１つまたは複数の分析物の存在または量を決定するために処理することができる。例えば、関心のある１つまたは複数の分析物の量の相対的な変化は、媒体中の１つまたは複数の分析物の混合を決定するために使用され得る。

送信アンテナおよび受信アンテナは、互いにデカップルされる（デチューンなどとも呼ばれることがある）。デカップリングとは、送信アンテナと受信アンテナとの間の直接通信を最小化するように、送信アンテナと受信アンテナとの構成及び／又は配置を意図的に作製することをいい、好ましくは遮蔽がないことをいう。送信アンテナと受信アンテナとの間の遮蔽を利用することができる。しかし、送信アンテナと受信アンテナは、遮蔽がない場合でもデカップルされる。

受信アンテナによって検出された信号は、経時的にモニタすることができ、例えば、信号を離散的なサンプル時間で比較したり、連続測定における経時的な変化を追跡したりして、信号の経時的な変動を決定することができる。実施形態では、時間的に分離された応答信号を互いに比較して、経時的な変動性を決定することができる。実施形態において、時間的に分離された応答信号の各々は、１つ以上の分析物の量を決定するように処理することができる。

受信アンテナによって検出された信号は、受信信号の強度および分析物が送信信号を吸収する１つまたは複数の周波数における強度の減少に基づいて、１つまたは複数の分析物を検出するように分析することもできる。電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数範囲で動作する非侵襲的分光センサを使用して分析物を検出する例は、国際公開第２０１９／２１７４６１号に記載されており、その内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。受信アンテナによって検出された信号は、複数の信号成分を含む複素信号であり得、各信号成分は異なる周波数にある。実施形態では、検出された複素信号は、例えばフーリエ変換によって、異なる周波数のそれぞれにおける信号成分に分解することができる。実施形態では、受信アンテナによって検出された複素信号は、全体として（すなわち、複素信号をデマルチプレクスすることなく）分析することができる。さらに、受信アンテナによって検出された信号は、それぞれが離散的な周波数を有する別々の信号部分とすることができる。

一実施形態では、本明細書に記載のセンサは、媒体またはそのサンプル中の少なくとも１つの分析物の存在を検出するために使用することができる。別の実施形態では、本明細書に記載のセンサは、媒体またはそのサンプル中の少なくとも１つの分析物の量または濃度を検出することができる。その媒体またはサンプルは、検出したいと望み得る少なくとも１つの目的の分析物を含む任意の材料であることができ、またはモニタされるべき温度または混合の程度などの状態であることができる。対象は、ヒトまたは非ヒト、動物または非動物、生物または非生物などで、あってよい。例えば、媒体またはそのサンプルは、ヒト組織、動物組織、植物組織、無生物、土壌、流体、遺伝物質、または微生物を含み得るが、これらに限定されない。対象の非限定的な例としては、流体、例えば血液、間質液、脳脊髄液、リンパ液または尿、ヒト組織、動物組織、植物組織、無生物、土壌、遺伝物質、または微生物が挙げられるが、それらに限定されない。一実施形態では、センサを使用して媒体のサンプルがモニタされる。サンプルは、媒体の一部の流れ、例えば、媒体から導かれ、パイプ又はチャネルなどの流体通路を通り、センサを通過し、媒体に戻る流れであり得る。実施形態では、ポンプが、流体通路を通してサンプルを駆動することができる。

少なくとも１つの分析物の検出を含む実施形態では、分析物は、検出することを望む可能性がある任意の分析物であり得る。分析物は、ヒトまたは非ヒト、動物または非動物、生物学的または非生物学的であり得る。例えば、分析物は、血中グルコース、血中アルコール、白血球、または黄体形成ホルモンのうちの１つまたは複数を含むことができるが、これらに限定されるものではない。分析物には、化学物質、化学物質の組み合わせ、ウイルス、細菌などが含まれ得るが、これらに限定されるものではない。分析物は、別の媒体に含まれる化学物質であり得、そのような媒体の非限定的な例としては、少なくとも１つの分析物を含む流体、例えば血液、間質液、脳脊髄液、リンパ液または尿、ヒト組織、動物組織、植物組織、無生物、土壌、遺伝物質または微生物が挙げられる。分析物はまた、鉱物又は汚染物質のような非ヒト、非生物的粒子であってもよい。

分析物は、例えば、天然に存在する物質、人工物質、代謝物、および／または反応生成物を含むことができる。非限定的な例として、少なくとも１つの分析物は、以下のものを含み得るがそれだけにとどまらない。インスリン、アカルボキシプロトロンビン；アシルカルニチン；アデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ；アデノシンデアミナーゼ；アルブミン；アルファフェトプロテイン；アミノ酸プロファイル（アルギニン（クレブスサイクル）、ヒスチジン／尿酸、ホモシステイン、フェニルアラニン／チロシン、トリプトファン）；アンドロステンジオン、アンチピリン；アラビニトールエナンチオマー；アルギナーゼ；ベンゾイルクゴニン（コカイン）；ビオチニダーゼ；ビオプテリン；ｃ反応性タンパク質；カルニチン；プロＢＮＰ；ＢＮＰ；トロポニン；カルノシナーゼ；ＣＤ４；セルロプラスミン；チェノデオキシコール酸；クロロキン；コレステロール；コリンエステラーゼ；共役１－βヒドロキシコール酸；コルチゾール；クレアチンキナーゼ；クレアチンキナーゼＭＭアイソザイム．シクロスポリンＡ；ｄ－ペニシラミン；脱エチルクロロキン；デヒドロエピアンドロステロン硫酸；ＤＮＡ（例えば、アセチル化酵素多型、アルコール脱水素酵素、α１－アンチトリプシン、嚢胞性線維症、デュシェンヌ／ベッカー筋ジストロフィー、分析物－６－リン酸脱水素酵素、ヘモグロビンＡ、ヘモグロビンＳ、ヘモグロビンＣ、ヘモグロビンＤ、ヘモグロビンＥ、ヘモグロビンＦ、Ｄ－パンジャブ、βサラセミア、Ｂ型肝炎ウイルス、ＨＣＭＶ、ＨＩＶ－１、ＨＴＬＶ－１、Ｌｅｂｅｒ遺伝性視神経症、ＭＣＡＤ、ＲＮＡ、ＰＫＵ、三日熱マラリア原虫、性分化、または２１－デオキシコルチゾールに関連するＤＮＡ）；デスブチルハロファントリン；ジヒドロプテリジンレダクターゼ；ジフテリア／破傷風抗毒素；赤血球アルギナーゼ；赤血球プロトポルフィリン；エステラーゼＤ；脂肪酸／アシルグリカン；遊離β－ヒト絨毛性ゴナドトロピン；遊離赤血球ポルフィリン；遊離サイロキシン（ＦＴ４）；遊離トリヨードサイロニン（ＦＴ３）；フマリルアセトアセターゼ；ガラクトース／ガラ－１－リン酸；ガラクトース－１－リン酸ウリディルトランスフェラーゼ；ゲンタマイシン；アナライト－６－リン酸デヒドロゲナーゼ；グルタチオン；グルタチオンペリオキシダーゼ；グリココール酸；グリコシル化ヘモグロビン；ハロファントリン；ヘモグロビン変種；ヘキソサミニダーゼＡ；ヒト赤血球炭酸脱水酵素Ｉ；１７－α－ヒドロキシプロゲステロン；ヒポキサンチンホスホリボシルトランスフェラーゼ；免疫反応性トリプシン；乳酸；リード；リポタンパク質（（ａ）、Ｂ／Ａ－１、β）；リゾチーム；メフロキン；ネチルミシン；フェノバルビトン；フェニトイン；フィタニック／プリスタン酸；プロゲステロン；プロラクチン；プロリダーゼ；プリンヌクレオシドホスホリラーゼ；キニーネ；逆トリヨードサイロニン（ｒＴ３）；セレン；血清膵臓リパーゼ；シソミシン；ソマトメジンＣ；特異抗体（アデノウイルス、抗核抗体、抗ゼータ抗体、アルボウイルス、オーイェスキー病ウイルス、デングウイルス、ドラキュラ、エキノコックスグラヌロサス、エンタメバヒストリチカ、エンテロウイルス、ジアルジアデュオデナリサ、ヘリコバクターピロリ、Ｂ型肝炎ウイルス、ヘルペスウイルス、ＨＩＶ－１、ＩｇＥ（アトピー疾患）、インフルエンザウイルス、リーシュマニア・ドノバニ、レプトスピラ、麻疹／ムンプス／風疹、マイコバクテリウム・レプラ、マイコプラズマ・ニューモニエ、ミオグロビン、オンコセルカ・ボルボルス、パラインフルエンザウイルス、マラリア原虫、ポリオウイルス、緑膿菌、呼吸器合胞体ウイルス、リケッチア(ツツガムシ病)、マンソン住血吸虫、トキソプラズマ原虫、梅毒トレペノーマ、クルーズトリパノソーマ/ランゲリ、水疱性口内炎ウイルス、バンクロフト糸状虫、黄熱病ウイルス)；特異抗原（Ｂ型肝炎ウイルス、ＨＩＶ－１）；スクシニルアセトン；スルファドキシン；テオフィリン；チロトロピン（ＴＳＨ）；チロキシン（Ｔ４）；チロキシン結合グロブリン；微量元素；トランスフェリン；ＵＤＰ－ガラクトース－４－エピメラーゼ；尿素；ウロボフィリンゲンＩシンターゼ；ビタミンＡ；白血球および亜鉛プロポフィリン。

分析物はまた、ターゲットに導入された１つ以上の化学物質を含むことができる。分析物は、造影剤、放射性同位元素、または他の化学物質のようなマーカーを含むことができる。分析物は、フルオロカーボンベースの合成血液を含むことができる。分析物には、薬物または医薬組成物を含めることができ、限定的ではない例として、エタノール；大麻（マリファナ、テトラヒドロカンナビノール、ハシシ）；吸入器（亜酸化窒素、亜硝酸アミル、亜硝酸ブチル、クロロハイドロカーボン、炭化水素）；コカイン（クラックコカイン）；覚醒剤（アンフェタミン類、メタンフェタミン類、リタリン、サイレルト、プレリュディン、ディドレックス、プレステート、ボラニル、サンドレックス、プレジ）；抑制剤（バルビツール酸系、メタクアロン、Ｖａｌｉｕｍ、Ｌｉｂｒｉｕｍ、Ｍｉｌｔｏｗｎ、Ｓｅｒａｘ、Ｅｑｕａｎｉｌ、Ｔｒａｎｘｅｎｅなどの精神安定剤）；幻覚剤（フェンシクリジン、リゼルグ酸、メスカリン、ペヨーテ、シロシビン）；麻薬（ヘロイン、コデイン、モルヒネ、アヘン、メペリジン、パーコセット、ペルコダン、ツシオネクス、フェンタニル、ダーボン、タルウィン、ロモチル）；デザイナードラッグ（フェンタニル、メペリジン、アンフェタミン、メタンフェタミン、フェンシクリジンの類似体、例えばエクスタシー）；蛋白同化ステロイド；及び、ニコチンが含まれる。分析物は、他の薬物または医薬組成物を含むことができる。分析対象物には、例えば、アスコルビン酸、尿酸、ドーパミン、ノルアドレナリン、３－メトキシチラミン（３ＭＴ）、３，４－ジヒドロキシフェニル酢酸（ＤＯＰＡＣ）、ホモバニリン酸（ＨＶＡ）、５－ヒドロキシトリプタミン（５ＨＴ）、および５－ヒドロキシインドール酢酸（ＦＨＩＡＡ）など、体内で生成される神経化学物質またはその他の化学物質を含めることができる。

図１は、実施形態による、媒体またはそのサンプル７をモニタするセンサシステムの概略的な描写である。センサ５は、媒体またはそのサンプル７に相対して描かれている。図１に示す実施形態では、媒体またはそのサンプル７は、分析物９を含むことができる。この例では、センサ５は、送信アンテナ／素子１１（以下「送信アンテナ１１」）と受信アンテナ／素子１３（以下「受信アンテナ１３」）とを含むアンテナアレイを含むものとして描かれている。センサ５は、さらに、送信回路１５、受信回路１７、およびコントローラ１９を含む。さらに後述するように、センサ５は、バッテリ（図１には示されていない）などの電源も含むことができる。

送信アンテナ１１は、電磁気スペクトラムの無線周波数（ＲＦ）またはマイクロ波範囲である信号２１を媒体またはそのサンプル７に送信するように位置付けられ、配置され、構成されており、送信アンテナ１１は、電極または無線周波数（ＲＦ）またはマイクロ波範囲の電磁気信号の任意の他の適切な送信機であり得る。送信アンテナ１１は、センサ５が媒体又はそのサンプルをモニタするのに十分な、媒体又はそのサンプル７に対する任意の配置及び向きを有することができる。１つの非限定的な実施形態では、送信アンテナ１１は、実質的に媒体またはそのサンプル７に向かう方向に向くように配置することができる。

送信アンテナ１１によって送信される信号２１は、送信アンテナ１１に電気的に接続可能である送信回路１５によって生成される。送信回路１５は、送信アンテナ１１によって送信される送信信号を生成するのに適した任意の構成を有することができる。ＲＦまたはマイクロ波周波数範囲において送信信号を生成するための送信回路は、当技術分野でよく知られている。一実施形態では、送信回路１５は、例えば、電源への接続、周波数発生器、および任意にフィルタ、増幅器またはＲＦまたはマイクロ波周波数の電磁気信号を生成する回路のための他の任意の適切な要素を含むことができる。一実施形態では、送信回路１５によって生成される信号は、少なくとも２つの離散周波数（すなわち、複数の離散周波数）を有し得、その各々は、約１０ｋＨｚ～約１００ＧＨｚの範囲にある。別の実施形態では、少なくとも２つの離散周波数の各々は、約３００ＭＨｚから約６０００ＭＨｚの範囲にあることができる。実施形態では、送信回路１５は、約１０ｋＨｚ～約１００ＧＨｚの範囲内、別の実施形態では約３００ＭＨｚ～約６０００ＭＨｚの範囲内にある周波数の範囲を通してスイープするように構成され得る。一実施形態では、送信回路１５は、複素送信信号を生成するように構成され得、複素信号は、複数の信号成分を含み、信号成分の各々は、異なる周波数を有する。複素信号は、複数の信号を一緒にブレンドまたは多重化し、その後、複数の周波数が同時に送信される複素信号を送信することによって生成することができる。

受信アンテナ１３は、媒体又はそのサンプル７への送信アンテナ１１による送信信号２１の送信から生じ、分析物９を含み得るその中の物質に衝突する１つ又は複数の電磁気応答信号２３を検出するように配置され、設定され、及び構成される。受信アンテナ１３は、電極または無線周波数（ＲＦ）もしくはマイクロ波範囲の電磁気信号の任意の他の適切な受信機であり得る。一実施形態では、受信アンテナ１３は、少なくとも２つの周波数を有する電磁気信号を検出するように構成され、その各周波数は、約１０ｋＨｚ～約１００ＧＨｚの範囲、又は別の実施形態では約３００ＭＨｚ～約６０００ＭＨｚの範囲である。受信アンテナ１３は、媒体またはそのサンプルのモニタリングを可能にするために応答信号２３の検出を可能にするのに十分である、媒体またはそのサンプル７に対する任意の配置および向きを有することができる。１つの非限定的な実施形態では、受信アンテナ１３は、媒体またはそのサンプル７に実質的に向かっている方向に向くように配置することができる。

受信回路１７は、受信アンテナ１３に電気的に接続可能であり、受信アンテナ１３からの受信応答をコントローラ１９に伝達する。受信回路１７は、受信アンテナ１３によって検出された電磁気エネルギを応答信号２３を反映した１つ以上の信号に変換するために、受信アンテナ１３とインターフェースするのに適した任意の構成を有することができる。受信回路の構成は、当技術分野でよく知られている。受信回路１７は、例えば、信号の増幅、信号のフィルタリングなどを通じて、信号をコントローラ１９に提供する前に信号を条件付けるように構成され得る。したがって、受信回路１７は、コントローラ１９に提供される信号を調整するためのフィルタ、増幅器、または任意の他の適切な構成要素を含むことができる。実施形態では、受信回路１７またはコントローラ１９の少なくとも一方は、受信アンテナ１３によって検出された、異なる周波数でそれぞれ複数の信号成分を含む複素信号を、構成信号成分の各々に分解またはデマルチプレクスするように構成され得る。実施形態では、複素信号を分解することは、検出された複素信号にフーリエ変換を施すことを含み得る。しかし、受信した複素信号を分解またはデマルチプレクスすることは、任意である。代わりに、実施形態では、受信アンテナによって検出された複素信号を全体として（すなわち、複素信号をデマルチプレクスすることなく）解析して、経時変化を観察し、媒体またはそのサンプル７の状態における変動を決定することができる。

コントローラ１９は、センサ５の動作を制御する。コントローラ１９は、例えば、送信回路１５に指示して、送信アンテナ１１によって送信される送信信号を生成させることができる。コントローラ１９は、さらに、受信回路１７から信号を受信する。コントローラ１９は、任意選択で、受信回路１７からの信号を処理して、それらの信号の経時的な変動を決定し、および／または媒体もしくはそのサンプル７中の分析物９を検出し得る。一実施形態において、コントローラ１９は、任意選択で、例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの１以上の無線接続、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥなどの無線データ接続、またはＷｉ－Ｆｉを介してユーザデバイスおよび／またはリモートサーバ２７などの少なくとも１つの外部デバイス２５と通信してよい。提供される場合、外部デバイス２５および／またはリモートサーバ２７は、コントローラ１９が受信回路１７から受信する信号を処理（またはさらに処理）し、例えば、信号を経時的に処理して媒体またはそのサンプル７の状態の変動を決定し、提供される場合、センサ５とリモートサーバ２７との間の通信を提供するために、例えば有線データ接続を使用するか、外部デバイス２５の無線データ接続またはＷｉ－Ｆｉを介して使用することができる。

センサ５は、人間の知覚可能な通知を提供するように構成された通知デバイス２０を含むデバイスをさらに含むか、またはその中に組み込まれ得る。通知デバイス２０は、非限定的な例として、可聴通知を提供するためのスピーカ、触覚通知を提供するための振動コンポーネント、および／または視覚通知を提供するための光またはディスプレイを含む、人間の知覚可能な通知を提供するための１以上のコンポーネントを含むことができる。実施形態では、センサ５は、媒体またはそのサンプル７の状態の変動性および通知基準に基づいて、通知の提示を指示することができる。実施形態では、センサ５またはセンサ５が組み込まれるデバイスは、外部デバイス２５またはリモートサーバ２７によって通知を提示するように指示することができる。実施形態では、センサ５は、提示されるべき通知を決定し、提示されるべき通知の提示を指示する指示を送信するように構成されたプロセッサを含む。実施形態において、センサ５のコントローラ１９は、提示すべき通知を決定し、通知の提示を指示する指示を送信するように構成され得る。

外部デバイス２５は、非限定的な例として、モバイルフォン（別名：セルフォン、スマートフォン）；タブレットコンピュータ；ラップトップコンピュータ；パーソナルコンピュータ；時計またはヘッドマウントデバイスまたは衣類のような着用可能デバイス；ビデオゲーム機；椅子などの家具；車、自動車またはトラックなどの車両；電球；スマート冷蔵庫などのスマート家電；およびセンサ５とともに機能するように特に設計されているこれらのデバイスと同様の使用特定デバイスであり得る。実施形態において、外部デバイス２５は、通知を提示することができる。実施形態において、通知の提示は、通知基準および検出される媒体またはそのサンプル７の状態の変動性に基づいて、外部デバイス２５において決定される。実施形態において、外部デバイス２５は、通知を提供するようにセンサ５に指示することができる。実施形態では、外部デバイス２５は、センサ５またはリモートサーバ２７によって通知を提供するように指示することができる。外部デバイス２５は、人間が知覚できる通知を提供するように構成された通知デバイス３０を含むことができる。通知デバイス３０は、非限定的な例として、可聴通知を提供するためのスピーカ、触覚通知を提供するための振動コンポーネント、および／または視覚通知を提供するための光またはディスプレイを含む、人間の知覚可能な通知を提供するための１つまたは複数のコンポーネントを含むことができる。実施形態では、外部デバイス２５は、提示すべき通知を決定し、通知の提示を指示する指示を送信するように構成されたプロセッサ２６を含む。

リモートサーバ２７は、例えば以下に説明するような通知基準を用いて、特定の温度で保持するなどの定常状態の達成や混合物が均質であるなどの媒体の状態の変動に基づいて通知の提示を決定するように構成されることができる。リモートサーバ２７は、例えば、リモートサーバ２７とセンサ５又は外部デバイス２５とを結ぶ接続を介してコマンド又は他のそのようなメッセージを送信することにより、センサ５又は外部デバイス２５の一方又は両方に通知を提示するように指示することができる。実施形態では、リモートサーバ２７は、提示すべき通知を決定し、通知の提示を指示する指示を送信するように構成されたプロセッサ２８を含む。

図１を引き続き参照すると、センサ５は、内部空間３１を画定する（破線で示す）センサハウジング２９を含むことができる。センサ５のコンポーネントは、ハウジング２９に取り付けられ、及び／又はハウジング２９内に配置されることがある。例えば、送信アンテナ１１及び受信アンテナ１３は、ハウジング２９に取り付けられている。いくつかの実施形態では、アンテナ１１、１３は、全体的または部分的に、ハウジング２９の内部空間３１内にあることがある。いくつかの実施形態では、アンテナ１１、１３は、ハウジング２９に取り付けられているが、少なくとも部分的に又は完全に内部空間３１の外側に位置していてもよい。いくつかの実施形態では、送信回路１５、受信回路１７、及びコントローラ１９は、ハウジング２９に取り付けられ、センサハウジング２９の内部に完全に配置される。いくつかの実施形態では、センサハウジング２９は、媒体７のサンプルが通過するパイプまたはチャネル（図示せず）などの流体チャネルに固定することができる。

受信アンテナ１３は、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間の電磁気カップリングが低減されるように、送信アンテナ１１に対してデカップルまたはデチューンされる。送信アンテナ１１と受信アンテナ１３のデカップリングは、受信アンテナ１３によって検出される信号のうち、ターゲット７からの応答信号２３である部分を増加させ、受信アンテナ１３による送信信号２１の直接受信を最小化する。送信アンテナ１１と受信アンテナ１３のデカップリングにより、送信アンテナ１１から受信アンテナ１３への送信は、カップルされた送信アンテナおよび受信アンテナを有するアンテナシステムと比較して、減少した順方向利得（Ｓ２１）および出力での反射（Ｓ２２）を増加させることになる。

一実施形態では、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間のカップリングは、９５％以下である。別の実施形態では、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間のカップリングは、９０％以下である。別の実施形態では、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間のカップリングは、８５％以下である。別の実施形態では、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間のカップリングは、７５％以下である。

送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間のカップリングを低減するための任意の技術を使用することができる。例えば、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間のデカップリングは、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３とを互いにデカップルするのに十分な、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間の１つまたは複数の意図的に製造された構成および／または構成によって達成することができる。

例えば、以下でさらに説明する一実施形態では、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３とのデカップリングは、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３とを意図的に構成して互いに異なる形状にすることによって達成することができる。意図的に異なる形状とは、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３の意図的な異なる形状構成を指す。形状の意図的な違いは、製造エラーや公差などにより、偶然または意図せずに発生する可能性のある送信アンテナと受信アンテナの形状の違いとは異なる。

送信アンテナ１１と受信アンテナ１３のデカップリングを達成する別の技術は、アンテナ１１、１３をデカップリングするのに十分な適切な間隔を各アンテナ１１、１３の間に設けることであり、電磁力線の割合を強制する。送信信号２１をターゲット７に送り込むことにより、受信アンテナ１３がターゲット７に進入することなく、送信アンテナ１１から直接電磁気エネルギを直接受信することを可能な限り最小限にするかまたは無くすことができる。各アンテナ１１、１３間の適切な間隔は、送信アンテナ１１からの信号の出力電力、アンテナ１１、１３のサイズ、送信信号の１つまたは複数の周波数、および送信アンテナ間のシールドの存在を含むがこれらに限定されない要因に基づいて決定される。アンテナ。この技術は、受信アンテナ１３によって検出された応答が、媒体またはそのサンプル７内の材料からのものであり、送信アンテナ１１から受信アンテナ１３に直接流れる送信信号２１だけではないことを保証するのに役立つ。アンテナ１１、１３間の適切な間隔は、アンテナ１１、１３の幾何学的形状の意図的な差異と共に使用して、デカップリングを達成することができる。

一実施形態では、送信アンテナ１１によって送信される送信信号は、少なくとも２つの異なる周波数、例えば７から１２までの異なる離散周波数を有することができる。別の実施形態では、送信信号は、一連の離散の、別個の信号とすることができ、各別個の信号は、単一の周波数または複数の異なる周波数を有する。

一実施形態では、送信信号（または送信信号のそれぞれ）は、約３００ｍｓ未満、それに等しい、またはそれより大きい送信時間にわたって送信することができる。別の実施形態では、送信時間は、約２００ミリ秒以上であり得る。さらに別の実施形態では、送信時間は、約３０ｍｓ未満、３０ｍｓ以上、またはそれ以上であり得る。送信時間は、１秒、５秒、１０秒、またはそれ以上など、秒単位で測定される大きさを持つこともできる。一実施形態では、同じ送信信号を複数回送信することができ、その後、送信時間を平均化することができる。別の実施形態では、送信信号（または送信信号のそれぞれ）は、約５０％以下のデューティサイクルで送信することができる。

図２Ａ～図２Ｃは、センサシステム５で使用できるアンテナアレイ３３の例と、アンテナアレイ３３をどのように方向付けることができるかを示している。アンテナアレイ３３の多くの向きが可能であり、センサ５が媒体またはそのサンプル７の状態における変動性を検出するというその主要な機能を実行できる限り、任意の向きを使用することができる。

図２Ａでは、アンテナアレイ３３は、実質的に平面である基板３５上に配置された送信アンテナ１１および受信アンテナ１３を含む。この例は、実質的にＸ－Ｙ平面に配置されたアレイ３３を示している。この例では、アンテナ１１、１３のＸ軸方向およびＹ軸方向の寸法を横方向の寸法と見なすことができ、アンテナ１１、１３のＺ軸方向の寸法を厚さ寸法と見なすことができる。この例では、アンテナ１１、１３のそれぞれは、その厚さ寸法（Ｚ軸方向）よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法（Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向で測定）を有する。換言すれば、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３は、Ｘ軸方向および／またはＹ軸方向に測定された少なくとも１つの他の横方向寸法と比較して、Ｚ軸方向に比較的平坦であるか、または比較的薄い厚さである。

図２Ａの実施形態の使用において、センサおよびアレイ３３は、媒体またはそのサンプル７がＺ軸方向でアレイ３３の下または上にあるように、媒体またはそのサンプル７に対して配置され得る。これにより、アンテナ１１、１３の面の１つが媒体またはそのサンプル７の方を向く。あるいは、媒体またはそのサンプル７は、アレイ３３の左側または右側に配置することができる。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの端部の１つが、媒体またはそのサンプル７の方を向く。あるいは、媒体またはそのサンプル７は、アレイ３３のＹ方向の側面に配置することができ、これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの側面の１つが媒体またはそのサンプル７に面する。

センサ５には、アンテナアレイ３３に加えて、１つまたは複数の追加のアンテナアレイを設けることもできる。例えば、図２Ａは、実質的に平面であり得る基板３５ａ上に配置された、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３を含むオプションの第２のアンテナアレイ３３ａも示している。アレイ３３と同様に、アレイ３３ａも実質的にＸ－Ｙ平面内に配置することができ、アレイ３３、３３ａはＸ軸方向に互いに離間している。

図２Ｂでは、アンテナアレイ３３は、実質的にＹ－Ｚ平面に配置されているものとして示されている。この例では、Ｙ軸方向およびＺ軸方向のアンテナ１１、１３の寸法は横寸法と考えることができ、Ｘ軸方向のアンテナ１１、１３の寸法は厚さ寸法と考えることができる。この例では、アンテナ１１、１３のそれぞれは、その厚さ寸法（Ｘ軸方向）よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法（Ｙ軸方向および／またはＺ軸方向で測定）を有する。換言すれば、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３は、Ｙ軸方向および／またはＺ軸方向で測定された少なくとも１つの他の横方向寸法と比較して、Ｘ軸方向においてそれぞれ比較的平坦であるか、または比較的小さい厚さである。

図２Ｂの実施形態の使用において、センサおよびアレイ３３は、媒体またはそのサンプル７がＺ軸方向でアレイ３３の下または上にあるように、媒体またはそのサンプル７に対して配置されてもよい。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの端部の１つが媒体またはそのサンプル７の方を向く。あるいは、媒体またはそのサンプル７は、アレイの前または後ろに配置することができる。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの面の１つは、媒体またはそのサンプル７に面する。あるいは、媒体またはそのサンプル７は、アレイ３３の側面の１つに配置することができる。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの側面の１つが媒体またはそのサンプル７に面する。

図２Ｃでは、アンテナアレイ３３は、実質的にＸ－Ｚ平面に配置されているものとして示されている。この例では、アンテナ１１、１３のＸ軸方向およびＺ軸方向の寸法を横寸法と見なすことができ、アンテナ１１、１３のＹ軸方向の寸法を厚さ寸法と見なすことができる。この例では、アンテナ１１、１３のそれぞれは、その厚さ寸法（Ｙ軸方向）よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法（Ｘ軸方向および／またはＺ軸方向で測定）を有する。換言すれば、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３は、Ｘ軸方向および／またはＺ軸方向に測定された少なくとも１つの他の横寸法と比較して、Ｙ軸方向に比較的平坦であるか、または比較的小さい厚さである。

図２Ｃの実施形態の使用において、センサおよびアレイ３３は、媒体またはそのサンプル７がＺ軸方向でアレイ３３の下または上にあるように、媒体またはそのサンプル７に対して配置され得る。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの端部の１つが媒体またはそのサンプル７の方を向く。あるいは、媒体またはそのサンプル７は、アレイ３３の左側または右側に配置することができる。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの側面の１つが媒体またはそのサンプル７の方を向く。あるいは、媒体またはそのサンプル７は、その前または後ろに配置することができる。これにより、アンテナ１１、１３のそれぞれの面の１つが媒体またはそのサンプル７に面する。

図２Ａ～図２Ｃのアレイ３３、３３ａは、Ｘ－Ｙ平面、Ｙ－Ｚ平面、またはＸ－Ｚ平面などの平面内に完全に配置される必要はない。代わりに、アレイ３３、３３ａは、Ｘ－Ｙ平面、Ｙ－Ｚ平面、およびＸ－Ｚ平面に対して角度を付けて配置することができる。

アンテナ形状の差異を使用するアンテナのデカップリング

上述のように、送信アンテナ１１を受信アンテナ１３からデカップリングするための１つの技術は、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３を意図的に異なる形状を有するように意図的に構成することである。意図的に異なる形状とは、意図的な送信アンテナ１１と受信アンテナ１３の形状構成の違いを指し、例えば、アンテナ１１、１３を製造する際の製造誤差または公差により、偶然に若しくは非意図的に生じ得る、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３の形状の違いとは異なる。

アンテナ１１、１３の異なる形状は、多くの異なる方法でそれ自体を明らかにすることができ、説明することができる。例えば、アンテナ１１、１３の各々の平面図（図３Ａ～Ｉなど）では、アンテナ１１、１３の周囲エッジの形状は、互いに異なっていてもよい。形状が異なると、平面図で異なる表面積を有するアンテナ１１、１３が得られる。異なる形状は、アンテナ１１、１３が平面図において異なる縦横比（すなわち、異なる寸法におけるそれらのサイズの比、例えば、以下でさらに詳細に議論されるように、アンテナ１１、１３の幅で割った長さの比）を有する結果となり得る。アンテナ１１は、アンテナ１３の長さを幅で割った比率とは異なる場合がある。いくつかの実施形態では、異なる形状により、アンテナ１１、１３は、平面図での異なる周辺エッジ形状、平面図での異なる表面積、および／または異なるアスペクト比の任意の組み合わせを有することになる。いくつかの実施形態では、アンテナ１１、１３は、周縁境界内に形成された１つまたは複数の穴（図２Ｂを参照）、または周縁に形成された１つまたは複数のノッチ（図２Ｂを参照）を有し得る。

したがって、本明細書で使用されるように、アンテナ１１、１３の幾何学的形状の相違または幾何学的形状の相違は、形状、長さ、幅、サイズ、形状、境界によって閉じられた面積（すなわち、周囲）における任意の意図的な相違を指す。それぞれのアンテナ１１、１３を平面図で見たときのエッジなどである。

アンテナ１１、１３は、任意の構成を有することができ、本明細書に記載のアンテナ１１、１３の機能を実行できる任意の適切な材料から形成することができる。一実施形態では、アンテナ１１、１３は、材料のストリップによって形成することができる。材料のストリップは、アンテナを平面図で見たときにストリップの少なくとも１つの横方向の寸法がその厚さの寸法よりも大きい構成を含むことができる（言い換えれば、ストリップは比較的平坦である、又は、図３Ａ～図３Ｉのようにアンテナを平面図で見たときの長さ若しくは幅などの少なくとも１つの他の横方向寸法に比べて比較的薄い厚さである）。材料のストリップはワイヤを含むことができる。アンテナ１１、１３は、金属および導電性非金属材料を含む任意の適切な導電性材料から形成することができる。使用できる金属の例には、銅または金が含まれるが、これらに限定されない。使用できる材料の別の例は、非金属材料を導電性にするために金属材料でドープされた非金属材料である。

図２Ａ～図２Ｃでは、アレイ３３、３３ａのそれぞれのアンテナ１１、１３は、互いに異なる形状を有する。さらに、図３Ａ～図３Ｉは、互いに異なる形状を有するアンテナ１１、１３の追加の例の平面図を示す。図２Ａ～図２Ｃおよび図３Ａ～図３Ｉの例は網羅的なものではなく、多くの異なる構成が可能である。

図３Ａを参照すると、異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの平面図が示されている。この例では（図２Ａ～図２Ｃおよび図３Ｂ～図３Ｉの例と同様に）、ここでの概念を説明する際の便宜上、一方のアンテナを送信アンテナ１１とラベル付けし、他方のアンテナを受信アンテナ１３とラベル付けする。しかしながら、送信アンテナ１１とラベル付けされたアンテナは受信アンテナ１３であってもよく、受信アンテナ１３とラベル付けされたアンテナは送信アンテナ１１であってもよい。アンテナ１１、１３の各々は、平坦な表面３７を有する基板３５上に配置される。

アンテナ１１、１３は、表面３７上の線形ストリップまたはトレースとして形成することができる。この例では、アンテナ１１は、ほぼＵ字形であり、第１の直線状の脚部４０ａと、アンテナに対して垂直に延びる第２の直線状の脚部４０ｂとを有する。第１の脚部４０ａと、脚部４０ａと平行に延びる第３の直線状の脚部４０ｃとを含む。同様に、アンテナ１３は、脚部４０ａ、４０ｃと平行に、脚部４０ａ、４０ｃの間に延在する単一の脚部によって形成される。

図３Ａに示される例では、アンテナ１１、１３のそれぞれは、その厚さ寸法よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法を有する（図３Ａでは、厚さ寸法は、図３Ａの閲覧時にページに出入りする）。例えば、アンテナ１１の脚部４０ａは、ページの内外に延びる脚部４０ａの厚さ寸法よりも大きい程度、一方向（すなわち、横寸法）に延びる。アンテナ１１の脚部４０ｂは、ページ内外に延在する脚部４０ｂの厚さ寸法よりも大きい範囲だけある方向（すなわち、横寸法）に延在する。アンテナ１１の脚部４０ｃは、ページ内外に延在する脚部４０ｃの厚さ寸法よりも大きい程度、一方向（すなわち、横寸法）に延在する。同様に、アンテナ１３は、一方向（すなわち、横方向の寸法）に、ページの内外に延在するアンテナ１３の厚さ寸法よりも大きい範囲で延在する。

アンテナ１１、１３はまた、平面図で見たときのアンテナ１１の総直線長さ（脚部４０ａ～４０ｃの個々の長さＬ_１、Ｌ_２、Ｌ_３を足し合わせることによって決定される）が異なるという点で、互いに形状が異なる。平面図におけるアンテナ１３の長さＬ_１３よりも大きい。

図３Ｂは、異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１、１３は、それぞれが横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３、横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３、および周囲エッジＥ_１１、Ｅ_１３を有する実質的に線形のストリップとして示されている。周囲エッジＥ_１１、Ｅ_１３は、アンテナ１１、１３の周囲全体に延在し、平面図で領域を画定する。この例では、横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３および／または横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３は、図３Ｂを見るとき、ページに／から延びるアンテナ１１、１３の厚さ寸法よりも大きい。この例では、アンテナ１１、１３は、アンテナ１１、１３の端部の形状が互いに異なるという点で、形状が互いに異なる。例えば、図３Ｂを見ると、アンテナ１１の右端４２は、アンテナ１３の右端４４とは異なる形状を有する。同様に、アンテナ１１の左端４６は、右端４２と同様の形状を有することができる。しかし、右端４４と同様の形状を有し得るアンテナ１３の左端４８とは異なる。アンテナ１１、１３の横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３および／または横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３が互いに異なることも可能である。

図３Ｃは、図３Ｂと幾分似ている、異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１、１３は、それぞれが横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３、横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３、および周囲エッジＥ_１１、Ｅ_１３を有する実質的に線形のストリップとして示されている。周囲エッジＥ_１１、Ｅ_１３は、アンテナ１１、１３の周囲全体に延在し、平面図で領域を画定する。この例では、横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３および／または横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３は、図３Ｃを見るとき、ページに／から延びるアンテナ１１、１３の厚さ寸法よりも大きい。この例では、アンテナ１１、１３は、アンテナ１１、１３の端部の形状が互いに異なるという点で、形状が互いに異なる。例えば、図３Ｃを見ると、アンテナ１１の右端４２は、アンテナ１３の右端４４とは異なる形状を有する。同様に、アンテナ１１の左端４６は、右端４２と同様の形状を有することができる。しかし、右端４４と同様の形状を有し得るアンテナ１３の左端４８とは異なる。さらに、アンテナ１１、１３の横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３は、互いに異なる。アンテナ１１、１３の横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３が互いに異なることも可能である。

図３Ｄは、図３Ｂおよび３Ｃにいくらか似ている、異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１、１３は、それぞれが横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３、横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３、および周囲エッジＥ_１１、Ｅ_１３を有する実質的に線形のストリップとして示されている。周囲エッジＥ１１、Ｅ１３は、アンテナ１１、１３の周囲全体に延在し、平面図で領域を画定する。この例では、横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３および／または横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３は、図３Ｄを見るとき、ページに／から延びるアンテナ１１、１３の厚さ寸法よりも大きい。この例では、アンテナ１１、１３は、アンテナ１１、１３の端部の形状が互いに異なるという点で、形状が互いに異なる。例えば、図３Ｄを見ると、アンテナ１１の右端４２は、アンテナ１３の右端４４とは異なる形状を有する。同様に、アンテナ１１の左端４６は、右端４２と同様の形状を有することができる。しかし、右端４４と同様の形状を有し得るアンテナ１３の左端４８とは異なる。さらに、アンテナ１１、１３の横方向の幅Ｗ_１１、Ｗ_１３は、互いに異なる。アンテナ１１、１３の横方向の長さＬ_１１、Ｌ_１３が互いに異なることも可能である。

図３Ｅは、基板上に異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１は、ほぼ馬蹄形の材料のストリップとして示され、アンテナ１３は、ほぼ線形の材料のストリップとして示されている。アンテナ１１、１３の平面形状（すなわち幾何学的形状）は互いに異なる。また、平面視したときのアンテナ１１の全長（一端から他端まで測定した長さ）は、平面視したときのアンテナ１３の長さよりも長い。

図３Ｆは、基板上に異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１は、直角を形成する材料のストリップとして示され、アンテナ１３も、より大きな直角を形成する材料のストリップとして示されている。アンテナ１１、１３の平面形状（すなわち幾何学的形状）は、アンテナ１３の平面図における総面積がアンテナ１１の平面図における総面積よりも大きいため、互いに異なる。平面図で見たときのアンテナ１１の長さ（一端から他端まで測定）は、平面図で見たときのアンテナ１３の長さより短い。

図３Ｇは、基板上に異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１は、正方形を形成する材料のストリップとして示され、アンテナ１３は、長方形を形成する材料のストリップとして示される。アンテナ１１、１３の平面形状（すなわち幾何学的形状）は互いに異なる。また、アンテナ１１の平面視における幅／長さの少なくとも一方は、平面視におけるアンテナ１３の幅／長さのいずれかよりも小さい。

図３Ｈは、基板上に異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１は、平面で見ると円を形成する材料のストリップとして示され、アンテナ１３も、形成された円によって囲まれた平面で見ると、より小さな円を形成する材料のストリップとして示される。アンテナ１１、１３の平面形状（すなわち幾何学的形状）は、円の大きさが異なるために互いに異なる。

図３Ｉは、基板上に異なる形状を有する２つのアンテナを有するアンテナアレイの別の平面図を示す。この例では、アンテナ１１は、材料の直線ストリップとして示され、アンテナ１３は、平面で見ると半円を形成する材料のストリップとして示されている。アンテナ１１、１３の平面形状（すなわち幾何学的形状）は、アンテナ１１、１３の形状／幾何学的形状が異なるため、互いに異なる。

図４Ａ～図４Ｄは、送信アンテナ１１および受信アンテナ１３の端部が形状の違いを達成するために有することができる異なる形状の追加の例の平面図である。アンテナ１１、１３の端部の一方または両方は、図３Ａ～図３Ｉの実施形態を含めて、図４Ａ～図４Ｄの形状を有することができる。図４Ａは、端部がほぼ長方形であるように描写している。図４Ｂは、一方の角が丸く、もう一方の角は直角のままである端部を示している。図４Ｃは、端全体が丸みを帯びているか、外側に凸状になっていることを示している。図４Ｄは、端が内側に凹んでいることを示している。他の多くの形状が可能である。

アンテナ１１、１３のデカップリングを達成する別の技術は、送信アンテナ１１によって送信された信号のほとんどまたはすべてを強制的に媒体に送るのに十分な間隔で、各アンテナ１１、１３の間に適切な間隔を使用することである。これにより、受信アンテナ１３による送信アンテナ１１からの電磁気エネルギの直接受信を最小限に抑えることができる。アンテナ１１、１３のデカップリングを達成するために、適切な間隔を単独で使用することができる。別の実施形態では、デカップリングを達成するためのアンテナ１１、１３の形状の違いと共に、適切な間隔を使用することができる。

図２Ａを参照すると、示された位置で送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間に間隔Ｄが存在する。アンテナ１１、１３間の間隔Ｄは、各アンテナ１１、１３の全長（例えばＸ軸方向）にわたって一定であってもよいし、アンテナ１１、１３間の間隔Ｄは変化してもよい。間隔Ｄが、送信アンテナ１１によって送信された信号のほとんどまたはすべてが媒体に到達し、受信アンテナ１３による電磁気エネルギの直接受信を最小にするのに十分である限り、任意の間隔Ｄを使用することができる。これにより、アンテナ１１、１３を互いにデカップルする。

図５を参照すると、センサデバイス５の構成例が示されている。図５では、図１の要素と同一または類似の要素は、同じ参照番号を使用して参照される。図５において、アンテナ１１、１３は、例えばプリント回路基板であり得る基板５０の１つの表面上に配置される。センサデバイス５に電力を供給するために、再充電可能なバッテリなどの少なくとも１つのバッテリ５２が基板５０の上に設けられている。さらに、送信回路１５、受信回路１７、コントローラ１９、および第２のデバイス５の他の電子機器を配置することができるデジタルプリント回路基板５４が設けられる。基板５０およびデジタルプリント回路基板５４は、フレキシブルコネクタ５６などの任意の適切な電気接続を介して電気的に接続される。ＲＦシールド５８は、アンテナ１１、１３とバッテリ５２との間、またはアンテナ１１、１３とデジタルプリント回路基板５４との間に任意に配置されて、回路および電気コンポーネントをＲＦ干渉からシールドすることができる。

図５に示されるように、アンテナ１１、１３、送信回路１５、受信回路１７、コントローラ１９、バッテリ５２などを含むセンサデバイス５のすべての要素は、完全に内部に含まれる。別の実施形態では、各アンテナ１１、１３の一部または全体が、ハウジング２９の底壁６０の下に突出することができる。別の実施形態では、各アンテナ１１、１３の底部は、底壁６０と同じ高さにするか、または底壁６０からわずかに凹ませることができる。

センサデバイス５のハウジング２９は、非侵襲性センサデバイスに使用するのに適していると思われる任意の構成およびサイズを有することができる。一実施形態では、ハウジング２９は、５０ｍｍ以下の最大長さ寸法Ｌ_Ｈ、５０ｍｍ以下の最大幅寸法Ｗ_Ｈ、および２５ｍｍ以下の最大厚さ寸法Ｔ_Ｈを有することができ、全内部容積は約６２．５ｃｍ^３以下である。

さらに、引き続き図５を図３Ａ～図３Ｉと共に参照すると、送信アンテナ１１と受信アンテナ１３との間に最大間隔Ｄ_ｍａｘおよび最小間隔Ｄ_ｍｉｎが存在することが好ましい。最大間隔Ｄ_ｍａｘは、一実施形態では、最大間隔Ｄ_ｍａｘは約５０ｍｍとすることができる。一実施形態では、最小間隔Ｄ_ｍｉｎは、約１．０ｍｍから約５．０ｍｍまでとすることができる。

ここで図１と共に図６を参照すると、センサ５によってモニタされている媒体またはそのサンプルなどのターゲット中の少なくとも１つの分析物を検出するための方法７０の一実施形態が示されている。図６の方法は、本明細書に記載のセンサデバイス５の実施形態のいずれかを使用して実施することができる。分析物を検出するために、センサデバイス５はターゲットに比較的近接して配置される。比較的近接とは、センサデバイス５がターゲットに近接するが直接物理的に接触しない、あるいはセンサデバイス５がターゲットと直接密接に物理的に接触するように配置できることを意味する。センサデバイス５とターゲット７との間の間隔は、送信信号のパワーなどの多くの要因に依存する可能性がある。センサデバイス５がターゲット７に対して適切に配置されていると仮定すると、ボックス７２で、例えば送信回路１５によって送信信号が生成される。送信信号は送信アンテナ１１に供給され、ボックス７４で送信アンテナ１１は、信号をターゲットに向かって送信する。ボックス７６で、分析物と接触する送信信号から生じる応答が、受信アンテナ１３によって検出される。受信回路１７は、受信アンテナ１３から検出された応答を取得し、検出された応答をコントローラ１９に提供する。ボックス７８では、検出された応答を分析して、少なくとも１つの検体を検出することができる。分析は、コントローラ１９によって、および／または外部デバイス２５によって、および／またはリモートサーバ２７によって実行することができる。

図７を参照すると、方法７０のボックス７８での分析は、いくつかの形態を取ることができる。一実施形態では、ボックス８０で、分析は、検体の存在を単に検出することができる。すなわち、センサ５によってモニタされている媒体またはそのサンプルなどのターゲット内に検体が存在するかどうかを検出する。一方で、ボックス８２にて、分析は、存在する分析物の量を決定できる。

送信信号と分析物との間の相互作用は、場合によっては、受信アンテナによって検出される信号の強度を増加させ、他の場合には、受信アンテナによって検出される信号の強度を減少させることがある。例えば、非限定的な一実施形態では、検出された応答を分析するとき、検出されている目的の分析物を含むターゲット内の化合物は、送信信号の一部を吸収することができ、吸収は送信信号の周波数に基づいて変化する。受信アンテナによって検出される応答信号は、分析物などターゲット内の化合物が送信信号を吸収する周波数での強度の低下を含むことがある。吸収の頻度は、異なる検体に特有のものである。受信アンテナによって検出された応答信号は、対象の分析物に関連する周波数で分析され、分析物による吸収に対応する信号強度の低下に基づいて分析物を検出することができるが、それは、対象の分析物による吸収に対応する周波数でそのような信号強度の低下が観測されるかどうかに基づくものである。分析物によって引き起こされる信号の強度の増加に関して、同様の技術を使用することができる。

検体の存在の検出は、例えば、検体に関連する既知の周波数で受信アンテナによって検出される信号強度の変化を識別することによって達成することができる。変化は、送信信号が検体とどのように相互作用するかに応じて、信号強度の減少または信号強度の増加であり得る。分析物に関連する既知の周波数は、例えば、分析物を含むことが知られている溶液の試験を通じて確立することができる。分析物の量の決定は、例えば、入力変数が信号の変化の大きさであり、出力変数が分析物の量である。分析物の量の決定は、例えばターゲットの既知の質量または体積に基づいて、濃度を決定するためにさらに使用することができる。一実施形態では、例えば、最初に検出信号の変化を識別して分析物の存在を検出し、次に検出信号を処理して量を決定するための変化の大きさを識別することにより、分析物の存在および分析物の量の決定の両方を決定することができる。

媒体の状態における変動性の決定

図８は、媒体の状態の変動性を決定するための方法９０のフローチャートである。方法９０は、上述のセンサ５などのセンサ、またはそのようなセンサを含むシステムを使用して実行することができる。状態は、例えば、媒体の温度、媒体の体積、媒体の密度、または媒体またはそのサンプル内の材料の分布などの媒体またはそのサンプルの組成であり、混合または分離を示す。媒体のサンプルの組成の変動性は、媒体全体の混合の程度を示すことができる。方法９０は、検出のために媒体またはそのサンプルを提供すること９２、送信信号を生成すること９４、送信信号を媒体またはそのサンプルに送信すること９６、受信信号を受信すること９８、および受信信号を経時的に処理して媒体の状態の変動性を決定することを、含む。

媒体またはそのサンプルを検出のために提供することができる９２。９２で検出される媒体を提供することは、例えば、センサハウジング２９を媒体または媒体を含む容器に対して配置することによって、センサ５などのセンサを媒体に近接して配置することを含むことができる。媒体のサンプルは、例えば、センサを通過して媒体のサンプルを搬送しサンプルを媒体に戻す流体通路を用いて、媒体の一部の流れをパイプまたはチャネルなどの流体通路に導くことによって、検出９２のために提供することができる。流体通路を通る流れは、例えば、ポンプ、インペラ、または流体通路を通る媒体の流れを提供する任意の他の適切な手段を使用して提供することができる。

送信信号は、９４で生成される。送信信号は、上述の特性を有する信号であることができ、送信信号は、９２で提供される媒体またはそのサンプルに送信される９６。９６で送信された送信信号は、媒体に入る。またはそのサンプルを受信し、センサ５の１つまたは複数の受信素子またはアンテナを使用して、９８で受信される受信信号を生成する。

次に、９８で受信された受信信号は、経時的に処理される１００。一実施形態では、経時的な処理１００は、受信信号の時間的に分離された離散サンプルの処理、およびそれらのサンプルにわたる変動性を決定するためのサンプルの比較であり得る。別の実施形態では、受信信号の処理は、受信信号の経時的な変動性について受信信号を連続的にモニタすることであり得る。受信信号は、媒体またはそのサンプル、または媒体またはそのサンプルの組成の１つまたは複数の状態に対応する。１００における経時的な受信信号の処理は、媒体の状態の経時的な変動性を決定することを含むことができる。一実施形態では、時間の経過に伴う受信信号の処理は、時間の経過に伴う受信信号の変動性を使用して、媒体が一定の温度に保たれている、または均一に混合されているなど、定常状態にあるかどうかを判断することをさらに含むことができる。一実施形態では、媒体の状態の変動性が特定の境界内にあるときに、定常状態条件を決定することができる。例えば、経時的な受信信号の変動性が特定の閾値を下回る場合、定常状態を決定することができる。

図９は、媒体のサンプルを分析することによって媒体の状態の変動性を決定するためのシステム１１０の概略図を示す。システム１１０は、媒体１１４、流体通路１１６、ポンプ１１８、およびセンサ５を含む容器１１２を含む。実施形態では、システム１１０は、図１に示され、上記で説明されるように、外部デバイス２５および／またはリモートサーバ２７をさらに含むことができる。容器１１２は、媒体１１４を収容するための任意の適切な容器である。媒体１１４は、例えば、混合または混合の程度を示すために、媒体の温度、体積、相、密度、または組成などの状態の変動性についてモニタされる媒体である。媒体の分離。媒体１１４は、液体または気体などの流体であり得る。一実施形態では、媒体１１４は液体である。一実施形態では、媒体１１４は反応混合物である。一実施形態では、媒体１１４は、任意のミキサ１２０を使用して混合される。ミキサ１２０は、例えば、羽根車または媒体１１４を混合するための任意の他の適切なデバイスであり得る。一実施形態では、センサ５、外部デバイス２５、および／またはリモートサーバ２７は、ミキサ１２０と通信して、例えば、媒体１１４が均一であると判断された場合など、媒体１１４が適切に混合されたと判断された場合に混合を停止することができる。

流体通路１１６は、容器１１２内の媒体１１４の一部がセンサ５を通過して搬送されることを可能にするように構成された通路である。一実施形態では、流体通路１１６はさらに、媒体１１４の一部の流れを容器１１２に戻すことができる。流体通路１１６を通る流れは、ポンプ１１８によって駆動することができる。ポンプ１１８は、流体通路１１６を通る流れに対してセンサ５の上流または下流に配置することができる。ポンプ１１８は、流体通路１１６を通る流れを提供するための任意の適切なメカニズムであり得る。

センサ５は、流体通路１１６を通過する媒体１１４の部分の流れに送信信号を提供し、そこから戻り信号を受信する。戻り信号は、センサ５、外部デバイス２５、および／またはリモートサーバ２７のいずれかで経時的に処理されて、媒体１１４の状態の変動性を決定することができる。オプションとして、媒体の状態の変動性を使用して通知を提供することができる。例えば、センサ５、外部デバイス２５、および／またはリモートサーバ２７などで、またはミキサ１２０などのデバイスの制御、または媒体１１４の状態の変動性に基づいて操作され得る任意の他の適切な制御などの自動化されたアクションを指示する。

媒体の状態の決定された変動性に関する通知

図１０は、一実施形態による、１つまたは複数の分析物に関する通知を提供する方法１３０のフローチャートである。方法１３０は、媒体の状態の変動性を決定すること１３２、提示する通知を決定すること１３４、決定された通知を提示する指示を送信すること１３６、および通知を提示すること１３８を含むことができる。事前定義されたスケジュールまたはサンプリング頻度に従って、またはイベントまたはユーザプロンプトによってトリガされたときに実行される。

媒体の状態の変動性は、１３２で決定される。媒体の状態の変動性の決定は、本明細書に記載の方法のいずれかに従って行うことができる。１３４で、提示する通知の決定が行われる。９４での提示する通知の決定は、１３２で決定された媒体の状態の変動性および通知基準に基づく。１３２における媒体の状態の変動性による通知基準の充足は、提示する通知を決定するために使用することができる。一実施形態では、通知基準が満たされない場合、提示すべき通知は決定されない。一実施形態では、方法１３０は、１３４で提示されると決定された通知がない場合、例えば通知基準が満たされない場合、１３４から１３２に戻ることができる。決定は、１３２での媒体の状態の変動性の決定の結果を受信するように構成されたプロセッサを使用して、１３４で行われる。通知基準は、プレゼンテーションを決定するプロセッサに動作可能に接続されたメモリに格納することができる。これにより、プロセッサは通知基準を受け取ることができる。この決定は、例えば、図１に示され、上述されたセンサ５、外部デバイス２５、またはリモートサーバ２７などの１つまたは複数のデバイスで行うことができる。

一実施形態では、通知基準は上限閾値を含み、媒体の状態の変動性が前記上限閾値を超えたときに通知が提示されるべきであると決定される。この実施形態では、この通知基準に関連する通知は、媒体の組成の大きな温度変化または高い変動性など、媒体の状態の高い変化率に関する警告であり得る。一実施形態では、通知基準は下限閾値を含み、提示する通知は、検体の量が下限閾値を下回る場合に決定される。一実施形態では、通知基準は、一定温度を保持すること、または混合物が均質であることなどの定常状態条件を示すために選択された下限閾値を含み、この下限閾値に関連付けられた通知は、この定常状態条件の達成を示すメッセージである。

一実施形態では、１３４で提示する通知を決定するために使用される通知基準は、媒体の複数の状態における可変性を含む。通知基準には、非限定的な例として、ＯＲ、ＡＮＤ、またはＩＦ－ＴＨＥＮステートメントなどの任意の論理演算子または条件演算子を使用して組み合わせた、複数の状態のそれぞれの可変性の基準を含めることができる。

提示する通知が１３４で決定されると、決定された通知を提示する指示が送信される１３６。一実施形態では、１３６で送信される決定された通知を提示するための指示は、デバイス内で、例えば、デバイスのプロセッサから、同じデバイスに含まれるライト、ディスプレイ、スピーカ、または振動コンポーネントのうちの１つまたは複数に送信される。一実施形態では、１３６で送信される決定された通知を提示するための指示は、１つのデバイスから別のデバイスへ、例えば、図１に示されるセンサ５から外部デバイス２５へ、外部デバイス２５からセンサ５へ、またはリモートサーバ２７からセンサ５と外部デバイス２５のうちの１つ若しくは両方へ、送信される。指示は、例えば、セルラーデータ、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、またはデバイス間でメッセージを送信するための任意の他の適切な通信プロトコルなどの無線通信を使用して送信することができる。一実施形態では、指示は、ライト、ディスプレイ、スピーカ、または振動コンポーネントのうちの１つまたは複数への直接コマンドであり得る。一実施形態では、指示は、モバイルデバイス用のアプリなどのソフトウェアアプリケーションのコンテキスト内のメッセージであることができ、ソフトウェアアプリケーションは、ライト、ディスプレイ、スピーカ、または振動コンポーネントのうちの１つまたは複数を使用して決定された通知を提示する。

１３８で通知を提供することができる。通知は、視覚コンポーネント、聴覚コンポーネント、または触覚コンポーネントのうちの１つまたは複数を含むことができる。通知は、例えば、図１に示され、上述されたセンサ５または外部デバイス２５などのデバイスで提供され得る。

視覚コンポーネントは、非限定的な例として、光の表示、光の色の提示、光の点滅の周波数またはパターンの制御、ディスプレイまたはプロジェクタを使用して静止画像またはアニメーション画像を提示すること、またはディスプレイまたはプロジェクタを使用してテキストを提示することを含み得る。視覚コンポーネントは、１３８で、ＬＥＤライトなどの１つまたは複数のライト、または例えば図１に示され、上記で説明されたセンサ５または外部デバイス２５などのデバイスに含まれるディスプレイを使用して提示することができる。聴覚コンポーネントは、非限定的な例として、１つまたは複数のトーン、１つまたは複数のトーンを生成するパターン、反復アラーム、音声を含む音声メッセージの再生、または任意の他の適切な可聴通知を含むことができる。聴覚コンポーネントは、１３８で、例えば、図１に示され、上述されたセンサ５または外部デバイス２５などのデバイスに含まれるスピーカを使用して提示することができる。触覚コンポーネントは、非限定的な例として、デバイスの振動、デバイスの振動のパターンまたは周波数などを含むことができる。触覚コンポーネントには、触覚フィードバックを含めることができる。触覚コンポーネントは、１３８で、例えば、図１に示され、上述したセンサ５または外部デバイス２５などのデバイスに含まれる振動コンポーネントを使用して提示することができる。視覚、聴覚、および触覚コンポーネントのいずれかを組み合わせて、１３８で提示される通知を形成することができる。通知は、媒体が定常状態にあること、１つまたは複数の状態で急速な変化を経験していること、または、媒体の状態の変動性について、他の適切な通知を示すことができる。

上述のように、センサ５によって取得されたデータは、例えば、上述のデータに基づいて提示する通知を決定することによって、分析される必要がある。分析は、センサ５上で、またはセンサ５とは別の１つまたは複数のデバイスまたはシステム上で行うことができる。データを分析するために使用できるデバイスまたはシステムの例には以下のものが含まれるが、これらに限定されない。ハードウェアベースのコンピューティングデバイスまたはシステム、クラウドベースのコンピューティングデバイスまたはシステム、能動学習デバイスまたはシステムを含む機械学習デバイスまたはシステム、人工知能ベースのデバイスまたはシステム、ニューラルネットワークベースのデバイスまたはシステム、それらの組み合わせ、並びに、データの分析に適したその他の種類のデバイスおよびシステム、などである。

次いで、分析から生じる、または分析に基づく１つまたは複数の出力信号が生成される。一実施形態では、出力信号は、媒体が定常状態にあることを示す信号である。一実施形態では、定常状態は、均一な混合物であること、一貫した温度を保持すること、媒体の完全に分離された画分を有することなど、媒体の所望の特性を示す。いくつかの実施形態では、出力信号は、データを分析するデバイスまたはシステムによって生成される。出力信号は、出力信号に基づくアクションを実装する１つまたは複数の他のデバイスまたはシステムに向けられる。一実施形態では、出力信号は、例えば、患者および／または患者の介護者に知覚可能な信号または警告を提供するために、少なくとも１つの人間の知覚可能な通知を生成する（以下でさらに論じる）１つまたは複数の通知デバイスに向けられる。この実施形態では、出力信号は、通知信号と呼ぶことができる。別の実施形態では、出力信号は、１つまたは複数の他の機械またはシステム、例えば、他の機械の動作またはシステムを変更するインスリンポンプなどの医療機器に向けられてもよい。一実施形態では、出力信号または別個の出力信号は、１つまたは複数の通知デバイスおよび１つまたは複数の他の機械またはシステムの両方に向けることができる。一実施形態では、出力信号は、１つまたは複数の通知デバイスおよび／または１つまたは複数の他のデバイスまたはシステムへの送信とは別に、またはそれに加えて、適切なデータストレージに保存することができる。

図１１は、出力信号生成の非限定的な一例を示す。この例では、システム１４０に含まれる通知デバイス１４２に出力信号が送信され、分析の結果として少なくとも１つの人間が知覚できる通知が生成される。通知デバイス１４２は、システム１４０に直接的または間接的に接続することができる。例えば、一実施形態では、通知デバイス１４２をセンサ５に組み込んで、少なくとも１つの人間が知覚できる通知を、システム１４０を使用する人に直接提供することができる。別の実施形態では、通知デバイス１４２は、センサ５から物理的に離れたデバイス１４４に組み込むことができ、通知デバイス１４２は以下のものを含み得る。タブレットコンピュータ、ラップトップコンピュータ、パソコン、時計やヘッドマウントデバイス若しくは衣服などのウェアラブルデバイス、ビデオゲームコンソール、椅子などの家具、車、自動車、トラックなどの車両、電球、スマート冷蔵庫などのスマート家電、並びに、これらのデバイスと同様に、センサ５と一緒に機能するように特別に設計された用途別デバイス、などである。通知デバイス１４２によって生成される少なくとも１つの人間が知覚できる通知は、可聴音通知、視覚通知、触覚通知、または嗅覚通知のうちの１つまたは複数であり得る。通知デバイス１４２の動作は、分析の結果として生成される通知または出力信号によってトリガすることができる。通知信号は、センサ５によって、例えばその主コントローラによって、またはセンサ５からデータを受信した後に分析を実行する上記のような別個のデバイスまたはシステムによって生成することができる。

媒体の状態に対する自動化された応答

図１２は、一実施形態による、１つまたは複数の検体の検出に対する自動応答を提供する方法のフローチャートである。方法１５０は、媒体の状態の変動性を決定すること１５２、取るべきアクションを決定すること１５４、決定されたアクションを指示する指示を提供すること１５６、およびアクションを取ること１５８を、含むことができる。方法１５０は、連続的に実行され、反復的に繰り返され、所定のスケジュールまたはサンプリング頻度に従って実行され、またはイベントまたはユーザプロンプトによってトリガされるときに実行され得る。

媒体の状態の変動性は、１５２で決定される。媒体の状態の変動性の決定は、本明細書に記載のセンサおよび／またはシステムのいずれかを使用して行うことができる。媒体の状態の変動性は、本明細書に記載の方法のいずれかに従って決定することができる。

とるべきアクションの決定は、１５４で行われる。アクションは、１つまたは複数の制御デバイスによって実施できる、媒体の状態の変動性に対する任意の適切な応答であり得る。このアクションは、媒体またはそのコンポーネントの１つまたは複数の特性を変更する、媒体の流れを方向付ける、媒体の混合を制御する、などを行うことができる。１５４で決定されるアクションによって影響を受ける可能性のある特性は、非限定的な例として、密度、形状、異なる材料の分布、または粘度などの物理的特性、１つまたは複数の材料の立体化学などの化学的特性、温度、抵抗率などの電気特性などを含むことができる。特性は、例えば、少なくとも１つの分析物の検出に対する所望の応答、そのような応答において影響を受ける１つまたは複数の特性、および１つまたは複数の特性への影響をもたらすために使用可能な機械的作用および／または化学的相互作用に基づいて、材料を移動または撹拌する、媒体を含む容器の形状を変更する機械的デバイスの使用、媒体への添加物の追加、１つまたは複数のフィルタを通して媒体を誘導する、その他任意の適切なアクションによって変えることができる。

アクションは、特定のアプリケーション、変動性が決定されている状態、および自動制御の能力に基づいて、１５４で決定することができる。非限定的な例として、アクションは、媒体に試薬を添加すること、媒体上で動作するミキサ１２０などのミキサの動作を調整すること、を含み得る。

アクションは、１５２で決定された状態の変動性に関連するロジックに基づいて、１５４で決定され得る。アクションの決定は、たとえば、センサを含むデバイス、センサを含むデバイスとは別個であるが近接して位置するローカルデバイス、クラウドサーバなどのリモートサーバ、またはアクションを決定するように構成されたコントローラを含む任意の他の適切なデバイスで実行することができる。ロジックは、例えば、１５４で決定された媒体の状態における変動性の上限及び／又は下限、又はコントローラが媒体の状態における変動性を検出に応答するアクションに関連付けることを可能にする他の任意の適切なロジックを含むことができる。

１５４で取るべきアクションが決定されると、決定されたアクションを指示する指示が提供される１５６。指示は、１５４にて決定されるアクションについて取ることを指示する任意の適切なコマンドであればよい。指示は、例えば、有線接続、任意の適切な無線通信、またはそれらの組み合わせによって、アクションを実行するデバイスへのコマンドを伝達することにより、１５６にて提供され得る。リモートサーバがコマンドをローカルデバイスに伝達し、ローカルデバイスがアクションを実行するデバイスに指示を伝達するなど、コマンドの伝達にもう１つのデバイスが関与することもある。１５６で指示が提供されると、１５８でアクションを実行することができる。アクションは、１５６で提供された指示に従って任意の適切なデバイスを操作することによって、１５８で実行され得るが、例えば、１つ以上のバルブの開閉、１つ以上の羽根の移動、フィルタの交換、混合デバイスの開始又は停止、又は媒体への材料の流れの調整などが挙げられる。一実施形態では、材料は、媒体中の成分と反応する材料であり得る。一実施形態では、材料は、添加物など、媒体の密度、粘度、または抵抗率などの媒体の特性に影響を与えることができる材料であり得る。一実施形態では、アクションは、媒体を加熱または冷却することができる。例えば、アクションは、加熱素子、加熱ランプ、または他の適切な熱源を使用して媒体を加熱することを含むことができる。一実施形態では、アクションは、例えば冷却回路、媒体よりも比較的低い温度での材料の添加、または媒体を冷却するための他の適切なデバイスまたは技術を使用して、媒体を冷却することを含むことができる。

上述のように、センサ５によって取得されたデータは、例えば、上述のデータに基づいて取るべきアクションを決定し、そのアクションを自動的に実行させることによって、分析する必要がある。分析は、センサ５上で、またはセンサ５とは別の１つまたは複数のデバイスまたはシステム上で行うことができる。データを分析するために使用できるデバイスまたはシステムの例には以下のものが含まれるが、これらに限定されない。ハードウェアベースのコンピューティングデバイスまたはシステム、クラウドベースのコンピューティングデバイスまたはシステム、能動学習デバイスまたはシステムを含む機械学習デバイスまたはシステム、人工知能ベースのデバイスまたはシステム、ニューラルネットワークベースのデバイスまたはシステム、それらの組み合わせ、並びに、データの分析に適したその他の種類のデバイスおよびシステム、などである。デバイスは、センサ５を含むデバイスに組み込まれる、またはセンサ５の近くまたは離れた別のデバイスに組み込まれる、任意の適切な場所に配置することができる。

次いで、分析から生じる、または分析に基づく１つまたは複数の出力信号が生成される。いくつかの実施形態では、出力信号は、データを分析するデバイスまたはシステムによって生成される。出力信号は、出力信号に基づくアクションを実装する１つまたは複数の他のデバイスまたはシステムに向けられる。一実施形態では、出力信号は、機械またはシステムの動作を変更する１つまたは複数の機械またはシステムに向けられる。一実施形態では、出力信号は、例えば、システムによって指示されたアクションを記録するために、１つまたは複数の機械またはシステムに送信されるのとは別に、またはそれに加えて、適切なデータストレージに保存することができる。

図１３は、アクションを自動的に実行するように構成されたシステム１６０の非限定的な一例を示している。この例では、センサ５は媒体１６２を分析し、システム１６０に含まれる制御デバイス１６４に送信される出力信号を生成する。一実施形態では、出力信号は、制御デバイス１６４に到達する前に遠隔のデバイス１６６に渡されてもよい。

媒体１６２は、センサ５によって送受信される信号に基づいて、状態の変動が決定される媒体である。媒体１０２は、ヒト組織、動物組織、植物組織、無生物、土壌、流体、遺伝物質、または微生物を含むことができるが、これらに限定されるものではない。実施形態において、媒体１６２は、流体ラインを通る化合物の流れ、人または動物内の血流など、流体の流れである。実施形態において、媒体１６２は、ビーカー、キュベット、サンプル保存容器、反応バッグまたは容器、または流体を含むための任意の他のそのような適切な容器などの、容器内に位置する流体である。媒体１６２の非限定的な例は、例えば、血液サンプルなどの分析またはスクリーニングのためのサンプル、化学フィードストックなどの反応混合物またはそれへの添加物、化学反応器からの出力フローなどのプロセス出力、静脈内（ＩＶ）送達用の液体などの患者への投与のための薬剤、フィルタの上流および／または下流の液体、または自動制御によって分析物の存在または量が応答され得る他の任意の媒体を含み得る。実施形態では、媒体１６２の一部の流れは、例えば、上述し、図９に示す流体通路１１６のような流体通路を用いて、媒体１６２の状態の変動性を決定するためにセンサ５に提供することができる。

制御デバイス１６４は、コマンドに応答して動作するように構成されている。制御デバイス１６４は、システム１６０に直接的または間接的に接続することができる。図１３に示す実施形態では、制御デバイス１６４は、センサ５または別個のデバイス１６６のいずれかからコマンドを無線で受信するように構成される。制御デバイスは、機械的デバイス、加熱または冷却デバイスなど、１つまたは複数の検体の検出または量に基づいて決定されるアクションを実行するための適切なデバイスであればよい。制御デバイス１６４の非限定的な例には、例えば、バルブ、ポンプ、フローディレクタ、流体計量デバイス、ファン、熱交換器、加熱素子、混合デバイスなどが含まれる。実施形態では、制御デバイス１６４は、媒体１６２と相互作用する流れを制御することができる。例えば、一実施形態では、媒体１６２は反応混合物であり、制御デバイス１６４は、反応混合物で使用される特定の試薬など、媒体１６２に添加される化合物の流れを制御することができる。他の実施形態では、制御デバイス１６４は、媒体１６２自体の流れを制御することができる。例えば、媒体１６２の流れを制御する制御デバイス１６４は、媒体１６２が均一混合物であるなどの定常状態にあるときに、媒体１６２の流れを可能にするように動作することができる。制御デバイス１６４によって取られるアクションの非限定的な例には、バルブの開閉、調整可能なバルブの特定の開口サイズまたは流量設定への移動、ポンプの起動または停止、ポンプの流量の設定、フローディレクタが流れを入れることを可能にするダクトまたは流体ラインの選択、媒体１６２への加熱または冷却の提供、制御ＩＶ点滴またはインシュリンポンプの送達レートの設定、またはそのようなものがある。実施形態では、複数の制御デバイス１６４はそれぞれ、媒体１６２の状態の変動性の決定に基づいて特定のアクションを取ることができる。

実施形態では、制御デバイス１６４は、センサ５と同じデバイス内に併置することができる。別の実施形態では、制御デバイス１６４は、センサ５から物理的に分離することができる。実施形態では、制御デバイス１０４で取るべきアクションを決定するためのセンサ５からの信号の処理は、センサ５を含むデバイスで実行することができる。実施形態において、制御デバイス１６４で取られるべきアクションを決定するためのセンサ５からの信号の処理は、制御デバイス１６４に含まれるコントローラで実行することができる。実施形態では、信号の処理は、制御デバイス１６４およびセンサ５の両方から分離された別個のデバイス１６６に含まれるコントローラで実行することができる。実施形態において、別個のデバイス１６６は、センサ５および制御デバイス１６４の両方から遠隔であり、例えば、クラウドサーバである。実施形態において、別個のデバイスは、センサ５または制御デバイス１６４に物理的に近接していてもよく、例えば、センサ５が位置する同じ建物内または生産ラインに沿って位置するプロセスのコントローラであり、またはさらなる非限定例として、スマートフォン、タブレット、コンピュータなどのモバイルデバイスである。センサ５からの信号の処理により、制御デバイス１６４が実行するためのコマンドが得られる。センサ５、制御デバイス１６４、および任意に別個のデバイス１６６はそれぞれ、任意の適切な有線接続、または図１３の実施形態に示すように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥなどのセルラーデータ通信、またはＷｉ－Ｆｉなどの無線通信またはデータ接続を介して互いに通信し得る。

図１４Ａを参照すると、インビトロセンシングシステム１７０の例が示されている。システム１７０は、少なくとも１つのインビトロセンサ１７２と、インビトロ流体が矢印Ａで示されるように流れるインビトロ流体通路１７４とを含む。例えば、インビトロセンサ１７２は、流体通路１７４に隣接して流体通路１７４の外側に配置することができる。センサ１７２は、流体通路１７４から間隔を空けて配置することができる。図１４Ａに示すように、センサ１７２と流体通路１７４との間にギャップが存在するようにする。別の実施形態では、センサ１７２は、流体通路１７４と直接接触していてもよい。複数のセンサ１７２が使用される場合、センサ１７２は、流体通路１７４に沿って互いに間隔をあけることができ、および／またはセンサ１７２は、流体通路１７４に配置することができる。流体通路１７４のほぼ同じ位置であるが、流体通路１７４の周りで円周方向に離間した位置にある。

図１４Ｂに示される別の実施形態では、センサ１７２は、流体通路１７４に隣接するが流体通路１７４内に配置される。センサ１７２は、通路１７４の壁の内面、またはセンサに取り付けられてもよい。１７２は、センサ１７２が壁から離間されるように支持されてもよい。センサ１７２は、通路１７４を通って流れる流体に完全に浸漬されてもよく、センサ１７２は、通路１７４を通って流れる流体の完全に外側にあり、通路１７４を通って流れる流体によって湿らされなくてもよく、またはセンサ１７２は、通路１７４を通って流れる流体に部分的に浸漬されてもよい。

一般に、インビトロセンサ１７２は、少なくとも１つの送信アンテナ／素子１７６および少なくとも１つの受信アンテナ／素子１７８を含むように構成される。図１４Ａでは、アンテナ１７６、１７８は流体通路１７４に面してもよい。少なくとも１つの送信アンテナ１７６は、信号１８０を流体通路１７４または流体内に送信するように配置および配置され、信号は電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数範囲、例えば約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間である。少なくとも１つの受信アンテナ１７８は、少なくとも１つの送信アンテナ１７６による流体中への信号１８０の送信から生じる応答１８２を検出するように配置および構成される。いくつかの実施形態では、送信アンテナおよび受信アンテナは互いにデカップルされ、これによりセンサ１７０の検出性能が改善される。

引き続き図１４Ａを参照すると、流体通路１７４は、インビトロセンサ１７２によるインビトロ流れ流体の感知が行われる感知セクション１８４を含む。少なくとも感知セクション１８４、および場合によっては流体通路１７４全体が、電磁気スペクトラムの無線またはマイクロ波周波数帯内にある信号１８０および応答１８２の電磁波の移動を可能にするように形成される。一実施形態では、感知セクション１８４は、流れる流体が層流を有する場所に配置される。別の実施形態では、感知セクション１８４は、流れる流体が乱流を有する場所に配置される。

流体通路１７４は、分析される流体が流体通路１７４を通って流れることを可能にするパイプ、チューブ、導管などであり得る。金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミック、ボール紙、紙、または流体通路１７４を形成するのに適した他の材料から作られている。・光学的に透明な素材。換言すれば、センサ１７２に対向する感知セクション１８４は、光に対して透明である必要はなく、光に対して不透明にすることができる。

流体通路１７４は、流体通路１７４が流れる流体のための再循環経路の一部を形成する閉ループ流体システムの一部とすることができる。流体通路１７４はまた、流れる流体が１つの位置から別の位置に流れる流体システムの一部であってもよく、感知セクション１８４およびセンサ１７２は、流体通路１７４に沿った任意の所望の位置に配置される。流体通路１７４の流体の流れは、感知セクション１８４の上流および／または下流に位置するポンプ、ファン、または他の流体推進デバイスなどの機械的デバイスによって引き起こされ得る。他の実施形態では、流体通路１７４内の流体の流れは、重力によって引き起こされ得る。

一実施形態では、センサ１７２は、米国特許第１０，５４８，５０３号に開示されたセンサと同様の構造を有することができ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。別の実施形態では、センサ１７２は、米国特許出願公開第２０１９／０００８４２２号に開示されているセンサのような構造を有することができる。別の実施形態では、センサ１７２は、米国特許出願公開第２０２０／０１８７７９１号に開示されているセンサのような構造を有することができる。

センサ１７２はまた、出願日２０１９年１２月２０日、発明の名称「Ｎｏｎ－ＩｎｖａｓｉｖｅＡｎａｌｙｔｅＳｅｎｓｏｒＡｎｄＳｙｓｔｅｍＷｉｔｈＤｅｃｏｕｐｌｅｄＴｒａｎｓｍｉｔＡｎｄＲｅｃｅｉｖｅＡｎｔｅｎｎａｓ」である係属中の米国特許出願第６２／９５１７５６号にて、及び、出願日２０２０年２月６日、発明の名称「Ｎｏｎ－ＩｎｖａｓｉｖｅＤｅｔｅｃｔｉｏｎＯｆＡｎＡｎａｌｙｔｅＵｓｉｎｇＤｉｆｆｅｒｅｎｔＣｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｓｏｆＡｎｔｅｎｎａｓＴｈａｔＣａｎＴｒａｎｓｍｉｔＯｒＲｅｃｅｉｖｅ」である係属中の米国特許出願第２２２／９７１０５３号にて、開示されたような構造を有してもよく、これら両方の出願の内容全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

センサ１７２では、送信アンテナ１７６は、無線またはマイクロ波周波数範囲内の少なくとも２つの周波数を有することができる信号１８０を、流体通路１７４に向かって、およびその中に送信する。少なくとも２つの周波数を有する信号１８０は、個別の信号部分によって形成され、それぞれが個別の周波数を持ち、各周波数で別々の時間に別々に送信される。別の実施形態では、少なくとも２つの周波数を有する信号１８０は、少なくとも２つの周波数を含む複数の周波数を含む複素信号の一部であってもよい。複素信号は、複数の信号を混合または多重化し、続いて複素信号を送信することによって生成することができ、それによって複数の周波数が同時に送信される。複素信号を生成するための１つの可能な技法には、逆フーリエ変換技法の使用が含まれるが、これに限定されない。受信アンテナ１７８は、送信アンテナ１７６による流体通路１７４への信号１８０の送信から生じる応答１８２を検出する。

送信アンテナ１７６および受信アンテナ１７８は、互いに（デチューン等と呼ばれることもある）デカップルすることができる。デカップリングとは、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間の直接通信を最小限に抑えるように、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８の構成および／または配置を意図的に製造することを指し、好ましくはシールドがない。送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のシールドを利用することができる。しかしながら、送信アンテナ１７６および受信アンテナ１７８は、シールドが存在しなくてもデカップルされる。

図１５を参照すると、センサ１７２の実施形態が示されている。図１５では、図１４Ａおよび１４Ｂの要素と同じ要素は、同じ参照番号を使用して参照される。センサ１７２は、矢印Ａによって示される流れる流体を含む流体通路１７４に対して示される。この例では、流体は、説明のために拡大円で示される分析物１９０を含むものとして示される。この例では、センサ１７２は、送信アンテナ／素子１７６（以下「送信アンテナ１７６」）および受信アンテナ／素子１７８（以下「受信アンテナ１７８」）を含むアンテナアレイを含むものとして示されている。センサ１７２は、送信回路１９２、受信回路１９４、およびコントローラ１９６をさらに含む。以下でさらに説明するように、センサ１７２は、バッテリ（図１５には図示せず）などの電源も含むことができる。

送信アンテナ１７６は、電磁気スペクトラムの無線周波数（ＲＦ）またはマイクロ波範囲である信号１８０を流体通路１７４に送信するように配置され、配置され、構成されている。送信アンテナ１７６は、電極または任意の他のものであり得る。無線周波数 (RF) またはマイクロ波範囲の電磁気信号の適切な送信機。送信アンテナ１７６は、流体通路１７４に対して、本明細書に記載の検知を行うのに十分な任意の配置および配向を有することができる。非限定的な一実施形態では、送信アンテナ１７６は、実質的に流体通路１７４に向かう方向に面するように配置することができる。

送信アンテナ１７６によって送信される信号１８０は、送信アンテナ１７６に電気的に接続可能な送信回路１９２によって生成される。送信アンテナ１７６。ＲＦまたはマイクロ波周波数範囲で送信信号を生成するための送信回路は、当技術分野で周知である。一実施形態では、送信回路１９２は、例えば、電源への接続、周波数発生器、およびオプションでフィルタ、増幅器、またはＲＦまたはマイクロ波周波数電磁気信号を生成する回路のための任意の他の適切な要素を含むことができる。一実施形態では、送信回路１９２によって生成される信号は、少なくとも２つの離散周波数（すなわち、複数の離散周波数）を有することができ、その各々は約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚまでの範囲にある。別の実施形態では、少なくとも２つの別個の周波数のそれぞれは、約３００ＭＨｚから約６０００ＭＨｚまでの範囲にあり得る。一実施形態では、送信回路１９２は、約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの範囲内、または別の実施形態では約３００ＭＨｚから約６０００ＭＨｚの範囲内の周波数範囲をスイープするように構成することができる。一実施形態では、送信回路１９２は、複数の信号成分を含み、各信号成分が異なる周波数を有する複素送信信号を生成するように構成することができる。複素信号は、複数の信号を混合または多重化し、続いて複素信号を送信することによって生成することができ、それによって複数の周波数が同時に送信される。

受信アンテナ１７８は、送信アンテナ１７６による流体通路１７４への送信信号１８０の送信から生じる１つまたは複数の電磁気応答信号１８２を検出するように配置、配置、構成されている。受信アンテナ１７８は、無線周波数（ＲＦ）またはマイクロ波範囲の電磁気信号の電極またはその他の適切な受信機である必要がある。一実施形態では、受信アンテナ１７８は、それぞれが約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの範囲、または別の実施形態では約３００ＭＨｚから約６０００ＭＨｚの範囲にある少なくとも２つの周波数を有する電磁気信号を検出するように構成される。受信アンテナ１７８は、流体通路１７４に対して、応答信号１８２の検出を可能にして、本明細書に記載の検知を行うのに十分な任意の配置および向きを有することができる。非限定的な一実施形態では、受信アンテナ１７８は、実質的に流体通路１７４に向かう方向に面するように配置することができる。

受信回路１９４は、受信アンテナ１７８に電気的に接続可能であり、受信アンテナ１７８からの受信応答をコントローラ１９６に伝達する。受信アンテナ１７８によって検出された電磁気エネルギは、応答信号１８２を反映する１つまたは複数の信号に変換される。受信回路の構成は、当技術分野で周知である。受信回路１９４は、信号をコントローラ１９６に提供する前に、例えば信号を増幅する、信号をフィルタリングするなどして、信号を調整するように構成することができる。したがって、受信回路１９４は、フィルタ、増幅器、またはコントローラ１９６に提供される信号を調整するための任意の他の適切なコンポーネントを含むことができる。一実施形態では、受信回路１９４またはコントローラ１９６の少なくとも１つは、受信アンテナ１７８によって検出され、それぞれが異なる周波数の複数の信号成分を含む複素信号を構成信号成分の夫々に分解またはデマルチプレクスする。一実施形態では、複素信号を分解することは、検出された複素信号にフーリエ変換を適用することを含むことができる。ただし、受信した複素信号の分解またはデマルチプレクスはオプションである。代わりに、一実施形態では、受信アンテナによって検出された複素信号は、検出された信号が分析物を検出するのに十分な情報を提供する限り、分析物を検出するために全体として（すなわち、複素信号をデマルチプレクスせずに）分析することができる。

コントローラ１９６は、センサ１７２の動作を制御する。コントローラ１９６は、例えば、送信回路１９２に指示して、送信アンテナ１７６によって送信される送信信号を生成させることができる。コントローラ１９６は、さらに、受信回路１９４から信号を受信する。コントローラ１９６は、任意に、受信回路１９４からの信号を処理して、本明細書に記載の検出を実行することができる。一実施形態では、コントローラ１９６は、任意選択で、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈなどの１つ以上の無線接続、４Ｇ、５Ｇ、ＬＴＥなどの無線データ接続、またはＷｉ－Ｆｉを介して、ユーザデバイスおよび／またはリモートサーバ２００などの少なくとも１つの外部デバイス１９８と通信し得る。提供される場合、外部デバイス１９８および／またはリモートサーバ２００は、コントローラ１９６が受信回路１９４から受信する信号を処理（またはさらに処理）してもよい。提供される場合、外部デバイス１９８は、センサ１７２とリモートサーバ２００との間の通信を提供するために、例えば有線データ接続を使用して、または外部デバイス１９８の無線データ接続もしくはＷｉ－Ｆｉを介して、リモートサーバ２００への接続を提供するために使用されてもよい。

引き続き図１５を参照すると、センサ１７２は、内部空間２０４を画定する（破線で示される）センサハウジング２０２を含み得る。センサ１７２のコンポーネントは、ハウジング２０２に取り付けられ、および／またはハウジング２０２内に配置され得る。例えば、送信アンテナ１７６および受信アンテナ１７８は、ハウジング２０２に取り付けられる。いくつかの実施形態では、アンテナ１７６、１７８は、ハウジング２０２の内部空間２０４内に完全にまたは部分的に存在し得る。いくつかの実施形態では、アンテナ１７６、１７８は、ハウジング２０２に取り付けられ得るが、少なくとも部分的または完全に内部空間２０４の外側に配置され得る。いくつかの実施形態では、送信回路１９２、受信回路１９４およびコントローラ１９６は、ハウジング２０２に取り付けられ、完全にセンサハウジング２０２内部に配置される。

受信アンテナ１７８は、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間の電磁気カップリングが低減されるように、送信アンテナ１７６に対してデカップリングまたはデチューニングされることがある。送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８のデカップリングは、受信アンテナ１７６によって検出された信号のうち、流体通路１７４からの応答信号１８２である部分を増加させ、受信アンテナ１７８による送信信号１８０の直接受信を最小化する。送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８のデカップリングにより、送信アンテナ１７６から受信アンテナ１７８への送信は、カップルされた送信アンテナおよび受信アンテナを有するアンテナシステムと比較して、減少した順方向利得（Ｓ_２１）および出力における増加した反射（Ｓ_１８２）を有することになる。

一実施形態では、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のカップリングは９５％以下である。別の実施形態では、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のカップリングは９０％以下である。別の実施形態では、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のカップリングは８５％以下である。別の実施形態では、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のカップリングは７５％以下である。

送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のカップリングを低減するための任意の技法を使用することができる。例えば、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間のデカップリングは、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８とを互いにデカップリングするのに十分な、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間の１つまたは複数の意図的に製作された構成および／または配置によって達成することができる。

例えば、一実施形態では、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８のデカップリングは、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８を意図的に構成して互いに異なる形状にすることによって達成することができる。意図的に異なる形状とは、送信アンテナ１７６および受信アンテナ１７８の意図的な異なる形状構成を指す。形状の意図的な違いは、製造エラーや公差などにより、偶然または意図せずに発生する可能性のある送信アンテナと受信アンテナの形状の違いとは異なる。

送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８のデカップリングを達成するための別の技術は、アンテナ１７６、１７８をデカップルし、電磁力線の一部を強制するのに十分な適切な間隔を各アンテナ１７６、１７８の間に提供することである。送信信号１８０を流体通路１７４に送り込むことにより、受信アンテナ１７８が流体通路に移動することなく、送信アンテナ１７６から直接電磁気エネルギを直接受信することを最小限に抑えるかまたは排除する。各アンテナ１７６、１７８間の適切な間隔は、送信アンテナ１７６からの信号の出力電力、アンテナ１７６、１７８のサイズ、周波数または周波数を含むがこれらに限定されない要因に基づいて決定することができる。送信信号、およびアンテナ間のシールドの存在。この技術は、受信アンテナ１７８によって検出された応答が所望の感知を実行しており、送信アンテナ１７６から受信アンテナ１７８に直接流れる送信信号１８０だけではないことを保証するのに役立つ。いくつかの実施形態では、アンテナ１７６、１７８間の適切な間隔は、デカップリングを達成するために、アンテナ１７６、１７８の形状の意図的な違いと共に、使用することができる。

一実施形態では、送信アンテナ１７６によって送信される送信信号は、少なくとも２つの異なる周波数、例えば７から１７２までの異なる離散周波数を有することができる。別の実施形態では、送信信号は、一連の離散の、別個の信号とすることができ、各別個の信号は、単一の周波数または複数の異なる周波数を有する。

図１６を参照すると、センサ１７２の構成例が示されている。図１６では、図１４Ａ、１４Ｂ、および１５の要素と同一または類似の要素は、同じ参照番号を使用して参照される。図１６では、アンテナ１７６、１７８は、例えばプリント回路基板であり得る基板２１０の１つの表面上に配置される。図１７は、基板２１０上に配置された金属トレースの形態のアンテナ１７６、１７８の例を示している。図１６に戻ると、電力を供給するために、充電式バッテリなどの少なくとも１つのバッテリ２１２が基板２１０の上に設けられている。さらに、センサ１７２の送信回路、受信回路、およびコントローラおよび他の電子機器を配置することができるデジタルプリント回路基板２１４が提供される。基板２１０およびデジタルプリント回路基板２１４は、フレキシブルコネクタ２１６などの任意の適切な電気接続を介して電気的に接続される。ＲＦシールド２１８は、アンテナ１７６、１７８とバッテリ２１２との間、またはアンテナ１７６、１７８とデジタルプリント回路基板２１４との間に配置されて、回路および電気部品をＲＦ干渉から遮蔽することができる。

図１６に示すように、アンテナ１７６、１７８、送信回路、受信回路、コントローラ、バッテリ２１２などを含むセンサ１７２のすべての要素は、ハウジング２０２の内部空間２０４内に完全に含まれる。別の実施形態では、各アンテナ１７６、１７８の一部または全体が、ハウジング２０２の底壁２２０の下に突出することがある。別の実施形態では、各アンテナ１７６、１７８の底部は、底壁２２０と同じレベルであることがある。若しくは、それらは底壁２２０からわずかに凹んでいることがある。

センサ１７０のハウジング２０２は、本明細書に記載のセンサ１７０に使用するのに適していると思われる任意の構成およびサイズを有することができる。一実施形態では、ハウジング２０２は、５０ｍｍ以下の最大長さ寸法Ｌ_Ｈ、５０ｍｍ以下の最大幅寸法Ｗ_Ｈ、および２５ｍｍ以下の最大厚さ寸法Ｔ_Ｈを有することができ、このとき全内部容積は約６２．５ｃｍ^３以下である。ただし、他の寸法も可能である。

さらに、引き続き図１６を参照すると、送信アンテナ１７６と受信アンテナ１７８との間に最大間隔Ｄ_ｍａｘおよび最小間隔Ｄ_ｍｉｎが存在し得る。最大間隔Ｄ_ｍａｘは、ハウジングの最大サイズによって決定され得る。一実施形態では、最大間隔Ｄ_ｍａｘは約５０ｍｍとすることができる。一実施形態では、最小間隔Ｄ_ｍｉｎは、約１．０ｍｍから約５．０ｍｍまでとすることができる。

センサ１７２による、またはセンサ１７２によって得られたデータを使用する外部デバイスによるインビトロ流れ流体の分析は、以下のうちの１つまたは複数を含むことができるが、これらに限定されない。図１６の分析物１９０などの、インビトロ流れ流体中の分析物の存在及び／又は量を決定すること、検出された応答の定常状態に反映されるようにインビトロ流れ流体の定常状態を決定すること、検出された応答の変化に反映されるようにインビトロ流れ流体の状態の変化を決定すること、などである。他の分析も可能である。

例えば、いくつかの実施形態では、受信アンテナ１７８によって検出された応答又は信号１８２は、受信信号の強度及び分析物が送信信号を吸収する１つ以上の周波数における強度の減少に基づいて、流れる流体中の分析物１９０を検出するように分析することができる。受信アンテナによって検出された信号は、複数の信号成分を含む複素信号であり得、各信号成分は異なる周波数にある。実施形態において、検出された複素信号は、例えばフーリエ変換によって、異なる周波数の各々における信号成分に分解され得る。実施形態において、受信アンテナによって検出された複素信号は、検出された信号が分析物の検出を行うのに十分な情報を提供する限り、分析物を検出するために全体として（すなわち、複素信号をデマルチプレクスせずに）分析することができる。さらに、受信アンテナによって検出された信号は、それぞれが離散的な周波数を有する別々の信号部分とすることもできる。

一実施形態では、センサ１７２を使用して、流れ流体中の少なくとも１つの分析物の存在を検出することができる。別の実施形態では、センサは、流れ流体中の少なくとも１つの検体の量または濃度を検出することができる。分析物は、検出したい任意の分析物であり得る。検体は、ヒトまたは非ヒト、動物または非動物、生物または非生物であり得る。例えば、検体は、血中グルコース、血中コレステロール、血中アルコール、白血球、または黄体形成ホルモンのうちの１つまたは複数を含むことができるが、これらに限定されない。分析物は、化学物質、化学物質の組み合わせ、ウイルス、細菌などを含むことができるが、これらに限定されない。分析物は、別の媒体に含まれる化学物質であり得、そのような媒体の非限定的な例は、少なくとも１つの分析物を含む流体、例えば、血液、間質液、脳脊髄液、リンパ液または尿を含む。検体はまた、鉱物または汚染物質などの非ヒト、非生物的粒子であってもよい。

流れる流体中で検出できる検体は、例えば、天然に存在する物質、人工物質、代謝物、および／または反応生成物を含むことができる。これらの分析物は、例えば、上に提供された分析物の非限定的な例のいずれかを含むことができる。検体はまた、流れる流体に導入される１つまたは複数の化学物質を含むことができる。流れる流体に導入される化学物質は、例えば、上に提供された検体の非限定的な例のいずれかを含むことができる。

図１８は、検出された応答の定常状態に反映されるように、インビトロ流れ流体の定常状態を決定することを含む分析の例を示す。図１８は、時間に対してプロットされた応答信号１８２の例を示す。この例では、応答信号１８２は、時間ｔ_１まで変化し、時間ｔ_１の後、実質的に安定したままであることが示されている。センサ１７２を使用する分析は、流体通路内を流れる流体の所望の状態を示すことができる定常状態に到達する応答信号１８２を探すことを含むことができる。所望の状態は、分析物を運ぶ流体中で分析物が定常状態レベルに到達することを含むことができるが、これに限定されない。

図１９は、検出された応答信号１８２の変化に反映されるように、インビトロ流れ流体の状態の変化を決定することを含む分析の例を示す。図１９は、時間に対してプロットされた応答信号１８２の例を示す。この例では、応答信号１８２は、信号が何らかの方法で大幅に変化する時間ｔ_１まで安定したままであるように示されている（図１９は、時間ｔ_１で増加または減少する信号１８２を示す）。センサ１７２を使用する分析は、流体通路内を流れる流体の重大でおそらく望ましくない変化を示す応答信号１８２の変化を探すことを含むことができる。流れる流体の変化には、分析物を運ぶ流体中の分析物の存在または量に生じる重大な変化が含まれるが、これに限定されない。

本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するためのものであり、限定することを意図するものではない。用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は、他に明確に示されない限り、複数形も含む。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｅ」及び／又は「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ」は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ、操作、要素、及び／又は構成要素の存在を特定するが、１以上の他の特徴、整数、ステップ、操作、要素、及び／又は構成要素の存在又は付加を排除するものではない。

本出願に開示された実施例は、あらゆる点で例示的であり、限定的ではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、前述の説明ではなく、添付の特許請求の範囲によって示される。また、特許請求の範囲の均等の意味および範囲内にあるすべての変更は、そこに含まれることが意図されている。

Claims

媒体の状態の変動性を決定するシステムであって、センサとプロセッサとを含み、
センサは、
少なくとも１つの送信アンテナ及び少なくとも１つの受信アンテナを有するアンテナアレイであって、前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナが互いに９５％未満カップルされているアンテナアレイと、
前記少なくとも１つの送信アンテナに電気的に接続可能な送信回路であって、送信回路は、前記少なくとも１つの送信アンテナによって送信される送信信号を生成するように構成され、前記送信信号は、電磁気スペクトラムの無線又はマイクロ波周波数範囲内にある、送信回路と
前記少なくとも１つの受信アンテナに電気的に接続可能な受信回路であって、受信回路は、前記少なくとも１つの送信アンテナによる媒体への送信信号の送信に起因する、前記少なくとも１つの受信アンテナによって検出される応答を受信するように構成されている、受信回路と
を含み、
プロセッサは、
経時的な応答の処理に基づいて媒体の状態の変動性を決定するように構成されている、システム。
前記センサを通過する前記媒体の流れを運ぶように構成されたチャネルを、更に含む、請求項１に記載のシステム。
前記チャネルを介して前記媒体の流れを駆動するように構成されたポンプを、更に含む、請求項２に記載のシステム。
前記プロセッサは、前記媒体の状態における決定された変動性に基づいて、通知を提供するように更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記媒体の状態における決定された変動性が、前記媒体が定常状態にあることを示す場合に、前記通知が提供される、請求項４に記載のシステム。
前記プロセッサは、前記媒体の状態における決定された変動性に基づいて、自動化されたアクションを指示するように、更に構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記媒体の状態における決定された変動性が、前記媒体が定常状態にあることを示す場合、前記自動化されたアクションが指示される、請求項６に記載のシステム。
前記媒体上で動作する混合デバイスを更に含み、前記自動化されたアクションは、混合デバイスを停止することを含む、請求項７に記載のシステム。
前記経時的な応答の処理は、前記受信回路で受信される応答の経時的な変動性を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
前記プロセッサが、前記受信回路で受信される応答に基づいて、前記媒体内部の１つ又は複数の検体の検出量を決定するように更に構成され、前記経時的な応答の処理が、前記媒体内部の１つ又は複数の分析物の検出量についての、経時的な変動性を決定することを含む、請求項１に記載のシステム。
前記プロセッサは、前記媒体が定常状態にあるかどうかを決定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記媒体が定常状態にあるかどうかの決定は、前記媒体の状態における変動性を閾値と比較することを含む、請求項１１に記載のシステム。
前記プロセッサは、前記媒体が定常状態にあるときに出力信号を提供するように構成されている、請求項１１に記載のシステム。
前記センサは、１つまたは複数の追加のアンテナアレイを更に含む、請求項１に記載のシステム。
媒体の混合の程度を決定するシステムであって、センサとプロセッサとを含み、
前記センサは、前記媒体をモニタするように構成され、
前記センサは、
センサハウジングと、
前記センサハウジングに取り付けられたデカップルされた検出器アレイであって、前記デカップルされた検出器アレイは少なくとも１つの送信素子と少なくとも１つの受信素子とを有し、前記少なくとも１つの送信素子と前記少なくとも１つの受信素子とが互いに９５％未満カップルしている、デカップルされた検出器アレイと、
前記少なくとも１つの送信素子であって、その厚さ寸法よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法を有する導電性材料のストリップからなり、前記少なくとも１つの送信素子の導電性材料のストリップは基板上に配置される、前記少なくとも１つの送信素子と、
前記少なくとも１つの受信素子であって、その厚さ寸法よりも大きい少なくとも１つの横方向寸法を有する導電性材料のストリップからなり、前記少なくとも１つの受信素子の導電性材料のストリップは基板上に配置される、前記少なくとも１つの受信素子と、
前記センサハウジングに取り付けられた送信回路であって、前記送信回路は、少なくとも１つの送信素子に電気的に接続可能であり、前記送信回路は、前記少なくとも１つの送信素子によって前記媒体に送信される送信信号を生成するように構成され、前記送信信号は、電磁気スペクトラムの無線又はマイクロ波周波数範囲内にある、送信回路と、
前記センサハウジングに取り付けられた受信回路であって、前記受信回路は、少なくとも１つの受信素子に電気的に接続可能であり、前記受信回路は、前記少なくとも１つの送信素子による前記送信信号の前記媒体への送信に起因する、前記少なくとも１つの受信素子によって検出される応答を受信するように構成されている、受信回路と
を含み、
前記プロセッサは、経時的な前記応答の処理に基づいて、前記媒体の混合の程度を決定するように構成されている、
システム。
前記センサを通過する前記媒体の流れを運ぶように構成されたチャネルを、更に含む、請求項１５に記載のシステム。
前記チャネルを介して前記媒体の流れを駆動するように構成されたポンプを、更に含む、請求項１６に記載のシステム。
前記プロセッサは、前記媒体の状態における決定された変動性に基づいて、通知を提供するように更に構成されている、請求項１５に記載のシステム。
前記媒体の状態における決定された変動性が、前記媒体が定常状態にあることを示す場合に、前記通知が提供される、請求項１８に記載のシステム。
前記プロセッサが、前記決定された前記媒体の混合の程度に基づいて、自動化されたアクションを指示するように更に構成されている、請求項１５に記載のシステム。
前記決定された前記媒体の混合の程度が、前記媒体が均一な混合物であることを示す場合、前記自動化されたアクションが指示される、請求項２０に記載のシステム。
前記媒体上で動作する混合デバイスを更に含み、前記自動化されたアクションは、前記混合デバイスを停止することを含む、請求項２１に記載のシステム。
前記経時的な応答の処理は、前記受信回路で受信される応答の経時的な変動性を決定することを含む、請求項１５に記載のシステム。
前記プロセッサが、前記受信回路で受信される応答に基づいて前記媒体内部の１つ又は複数の検体の検出量を決定するように更に構成されており、前記経時的な応答の処理が、前記媒体内部の１つ又は複数の分析物の検出量についての、経時的な変動性を決定することを含む、請求項１５に記載のシステム。
混合の程度を決定することは、媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することを含む、請求項１５に記載のシステム。
前記媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することは、前記受信回路で受信される応答の経時的な変動性を閾値と比較することを含む、請求項２５に記載のシステム。
前記媒体が均一な混合物である場合に、前記プロセッサが出力信号を提供するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
前記センサは、１つまたは複数の追加のアンテナアレイを更に含む、請求項１５に記載のシステム。
媒体の状態の変動性を決定するための方法であって、
媒体をモニタすることであって、該媒体をモニタすることは、
夫々が約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間の範囲内にある少なくとも２つの異なる周波数を有する送信信号を生成すること、
少なくとも１つの送信素子から前記媒体に前記送信信号を送信すること、及び、
前記少なくとも１つの送信素子からデカップルされた少なくとも１つの受信素子を使用して、前記少なくとも１つの送信素子によって前記送信信号を前記媒体に送信することに起因する応答を検出すること
を含む、媒体をモニタすることと、
経時的に前記少なくとも１つの受信素子で検出される応答に基づく、経時的な前記応答の処理に基づいて、前記媒体の状態の変動性を決定することと
を含む、方法。
前記媒体の流れを前記送信素子及び前記受信素子の通過を指示することを、更に含む、請求項２９に記載の方法。
前記媒体の流れを指示することが、ポンプを使用してチャネルを介して前記媒体の流れを駆動することを含む、請求項３０に記載の方法。
前記媒体の状態における決定された変動性に基づいて、通知を提供することを更に含む、請求項２９に記載の方法。
前記媒体の状態における決定された変動性が、前記媒体が定常状態にあることを示す場合に、前記通知が提供される、請求項３２に記載の方法。
前記媒体の状態における決定された変動性に基づいて、自動化されたアクションを実行することを、更に含む、請求項２９に記載の方法。
前記媒体の状態における決定された変動性が、前記媒体が定常状態にあることを示す場合に、前記自動化されたアクションが実行される、請求項３４に記載の方法。
前記自動化されたアクションが、前記媒体の混合を停止することを含む、請求項３５に記載の方法。
前記媒体の状態における変動性を決定することが、経時的な前記応答の変動量を測定することを含む、請求項２９に記載の方法。
前記媒体の状態における変動性を決定することが、前記応答に基づいて１つまたは複数の分析物に対する量を決定することと、経時的な前記１つまたは複数の分析物に対する量の分散を決定することと、
を含む、請求項２９に記載の方法。
前記媒体の状態における変動性の決定が、前記媒体が定常状態にあるかどうかを決定することを含む、請求項２９に記載の方法。
前記媒体が定常状態にあるかどうかを決定することは、前記少なくとも１つの受信素子で検出される前記応答の経時的な変動性を、閾値と比較することを含む、請求項３９に記載の方法。
前記定常状態が、前記媒体が均一な混合物であること又は前記媒体が一定温度であること
のうちの少なくとも１つを含む、請求項３９に記載の方法。
前記媒体が定常状態にある場合に、前記定常状態を示す出力信号を提供することを、更に含む、請求項３９に記載の方法。
前記少なくとも１つの送信素子及び前記少なくとも１つの受信素子は、複数のセンサアレイを含むセンサに含まれる、請求項２９に記載の方法。
媒体の混合の程度を決定するための方法であって、
前記媒体をモニタすることであって、前記媒体をモニタすることは、
夫々が約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間の範囲内にある少なくとも２つの異なる周波数を有する送信信号を生成すること、
前記送信信号を少なくとも１つの送信素子から媒体に送信すること、及び、
前記少なくとも１つの送信素子に９５％未満カップルされた少なくとも１つの受信素子を使用して、前記少なくとも１つの送信素子によって前記媒体内に前記送信信号を送信することに起因する応答を検出すること
を含む、前記媒体をモニタすることと、
経時的に前記少なくとも１つの受信素子で検出される応答に基づいて、経時的な応答の処理に基づいて前記混合の程度を決定することと
を含む、方法。
前記媒体の流れを前記送信素子及び前記受信素子の通過を指示すことを、更に含む、請求項４４に記載の方法。
前記媒体の流れを指示することが、ポンプを使用してチャネルを介して前記媒体の流れを駆動することを含む、請求項４５に記載の方法。
前記媒体の前記決定された混合の程度に基づいて、通知を提供することを、更に含む、請求項４４に記載の方法。
前記媒体の混合の程度が、前記媒体が均一な混合物であることを示す場合に、前記通知が提供される、請求項４７に記載の方法。
前記媒体の混合の前記決定された程度に基づいて、自動化されたアクションを実行することを、更に含む、請求項４４に記載の方法。
前記媒体の混合の前記決定された程度が、前記媒体が均一な混合物であることを示す場合に、自動化されたアクションが実行される、請求項４９に記載の方法。
自動化されたアクションが、前記媒体の混合を停止することを含む、請求項４９に記載の方法。
前記媒体の混合の程度を決定することが、経時的に前記応答の変動量を測定することを含む、請求項４４に記載の方法。
前記媒体の混合の程度を決定することが、前記応答に基づいて１つ又は複数の分析物に対する量を決定することと、経時的な前記１つ又は複数の分析物の量の分散を決定することとを含む、請求項４４に記載の方法。
前記媒体の混合の程度を決定することが、前記媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することを含む、請求項４４に記載の方法。
前記媒体が均一な混合物であるかどうかを決定することは、前記少なくとも１つの受信素子で検出される前記応答の経時的な変動性を、閾値と比較することを含む、請求項５４に記載の方法。
前記媒体が均一な混合物である場合に、前記媒体が均一な混合物であることを示す出力信号を提供することを、更に含む、請求項５４に記載の方法。
前記少なくとも１つの送信素子及び前記少なくとも１つの受信素子は、複数のセンサアレイを含むセンサに含まれる、請求項４４に記載の方法。
インビトロセンシングシステムであって、
インビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接して配置されるインビトロセンサを含み、
該インビトロセンサは、
少なくとも１つの送信アンテナ及び少なくとも１つの受信アンテナであって、前記少なくとも１つの送信アンテナは、信号を前記インビトロ流体通路内の前記インビトロ流れ流体に送信するように配置されて構成され、前記信号は電磁気スペクトラムの無線若しくはマイクロ波周波数の範囲にあり、前記少なくとも１つの受信アンテナは、前記少なくとも１つの送信アンテナによる前記インビトロ流れ流体への前記信号の送信に起因する応答を検出するように配置されて構成および配置される、少なくとも１つの送信アンテナ及び少なくとも１つの受信アンテナを含む、
インビトロセンシングシステム。
前記少なくとも１つの送信アンテナと前記少なくとも１つの受信アンテナとが、互いにデカップルされ、
前記インビトロセンサは、更に、
前記少なくとも１つの送信アンテナに電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの送信アンテナによって送信される信号を生成するように構成されている、送信回路と、
前記少なくとも１つの受信アンテナに電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの受信アンテナによって検出される応答を受信するように構成されている、受信回路と
を含む、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記無線若しくはマイクロ波周波数の範囲が約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間である、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体が血液を含む、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体は、主たる成分として液体を含む、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体は、主たる成分として気体を含む、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体は、主たる成分として体液を含む、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体は、主たる成分として非体液を含む、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記信号が送信されるインビトロ流れ流体が層流を有する、請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロセンサが前記インビトロ流体通路の外側に配置され、
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナが、前記インビトロ流体通路に面し、
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナに面する前記インビトロ流体通路の少なくとも一部が、非光学的に透明な材料から形成される、
請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロセンサが前記インビトロ流体通路の内側に配置される、
請求項５８に記載のインビトロセンシングシステム。
インビトロ流れ流体の分析物を感知するように構成されたインビトロセンシングシステムであって、
前記分析物を伴う前記インビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接して配置されたインビトロセンサを含み、
前記インビトロセンサは、
少なくとも１つの送信素子と少なくとも１つの受信素子とを含み、
前記少なくとも１つの送信素子は、信号を前記インビトロ流体通路内の前記インビトロ流れ流体に送信するように配置されて構成され、前記信号は、約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間である、電磁気スペクトラムの無線又はマイクロ波周波数の範囲にあり、前記少なくとも１つの受信素子は、前記少なくとも１つの送信素子による前記インビトロ流れ流体への前記信号の送信に起因する応答を検出するように配置されて構成される、
インビトロセンシングシステム。
前記少なくとも１つの送信素子及び前記少なくとも１つの受信素子が互いにデカップルされており、
前記インビトロセンサは、更に、
前記少なくとも１つの送信素子に電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの送信素子によって送信される前記信号を生成するように構成されている、送信回路と、
前記少なくとも１つの受信素子に電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの受信素子によって検出される応答を受信するように構成されている、受信回路と
を含む、
請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体が血液を含む、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として液体を含む、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として気体を含む、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として体液を含む、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として非体液を含む、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記信号が送信される前記インビトロ流れ流体が、層流を有する、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロセンサが前記インビトロ流体通路の外側に配置され、
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナが、前記インビトロ流体通路に面し、
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナに面する前記インビトロ流体通路の少なくとも一部が、非光学的に透明な材料から形成される
請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロセンサが、前記インビトロ流体通路内に配置される、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
前記インビトロ流れ流体の分析物が、コレステロール、血中グルコース、血中アルコール、白血球、若しくは黄体形成ホルモンを含む、請求項６９に記載のインビトロセンシングシステム。
インビトロセンシングの方法であって、
インビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接してインビトロセンサを配置することであって、該インビトロセンサは少なくとも１つの送信アンテナ及び少なくとも１つの受信アンテナを含む、インビトロセンサを配置することと、
電磁気スペクトラムの無線又はマイクロ波周波数範囲内にある信号を、前記少なくとも１つの送信アンテナからインビトロ流体通路内のインビトロ流れ流体に送信することと、
前記少なくとも１つの送信アンテナによる前記インビトロ流れ流体への前記信号の送信に起因する応答を前記少なくとも１つの受信アンテナを使用して検出することと
を含む、インビトロセンシングの方法。
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナが互いにデカップルされており、
前記インビトロセンサは、更に、
少なくとも１つの送信アンテナに電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの送信アンテナによって送信される信号を生成するように構成されている、送信回路と、
少なくとも１つの受信アンテナに電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの受信アンテナによって検出される応答を受信するように構成されている、受信回路と
を含む、
請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間の周波数範囲で前記信号を送信することを含む、請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、血液を含む、
請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として液体を含む、
請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として気体を含む、
請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として体液を含む、請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として非体液を含む、請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記送信アンテナから前記信号を前記インビトロ流れ流体に送信することを含み、前記インビトロ流れ流体が層流を有する、請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロセンサを前記インビトロ流体通路の外側に配置することを含み、及び、
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナが、非光学的に透明な材料から形成される前記インビトロ流体通路の一部に面するように、前記インビトロセンサを配置することを含む、
請求項１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロセンサを前記インビトロ流体通路内に配置することを含む、
請求項８０に記載のインビトロセンシングの方法。
インビトロ流れ流体内の分析物を感知するインビトロセンシングの方法であって、
分析物を伴うインビトロ流れ流体を含むインビトロ流体通路に隣接してインビトロセンサを配置することであって、該インビトロセンサは少なくとも１つの送信素子及び少なくとも１つの受信素子を含む、インビトロセンサを配置することと、
約１０ｋＨｚから約１００ＧＨｚの間の電磁気スペクトラムの無線又はマイクロ波周波数範囲内にある信号を、前記少なくとも１つの送信素子から前記インビトロ流れ流体に送信することと、
前記少なくとも１つの送信素子による前記インビトロ流れ流体への前記信号の送信に起因する応答を前記少なくとも１つの受信素子を使用して検出することと
を含む、インビトロセンシングの方法。
前記少なくとも１つの送信素子及び前記少なくとも１つの受信素子が、互いにデカップルされており、
前記インビトロセンサは、更に、
前記少なくとも１つの送信素子に電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの送信素子によって送信される前記信号を生成するように構成されている、送信回路と、
前記少なくとも１つの受信素子に電気的に接続可能であり、前記少なくとも１つの受信素子によって検出される応答を受信するように構成されている、受信回路と
を含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、血液を含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として液体を含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体が、主たる成分として気体を含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体は、主たる成分として体液を含む、請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体は、主たる成分として非体液を含む、請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記送信アンテナから前記信号を前記インビトロ流れ流体に送信することを含み、
前記インビトロ流れ流体は層流を有する、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロセンサを前記インビトロ流体通路の外側に配置することを含み、
前記少なくとも１つの送信アンテナ及び前記少なくとも１つの受信アンテナが、非光学的に透明な材料から形成される前記インビトロ流体通路の一部に面するように、前記インビトロセンサを配置することを含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロセンサを前記インビトロ流体通路内に配置することを含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。
前記インビトロ流れ流体内の前記分析物は、コレステロール、血中グルコース、血中アルコール、白血球、又は黄体形成ホルモンを含む、
請求項９１に記載のインビトロセンシングの方法。