JP6504716B2 - 被検体センサの為の同一平面上の近距離無線通信テレメトリ結合 - Google Patents
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Description
[0001]本願は、２０１３年８月９日に提出された米国仮出願第61/864,174号に対する優先権の利益を請求し、その全体が参考のために本願に組み込まれている。
[0002][発明の分野]
[0003]本発明は、全体的に送受信装置およびセンサを含むシステムを使用する、生きている動物の媒体内の被検体を測定することに関する。特に、本発明は、経皮性通信が可能な送受信装置およびセンサの間の、同一平面上の近距離無線通信テレメトリ結合に関する。
[0004][背景の検討]
[0005]センサは、生きている動物（例えば、人間）内部に埋め込まれ、生きている動物内部の媒体（例えば、間質液（ＩＳＦ）、血液、腹膜内の液体）内の被検体（例えば、グルコース、酸素）を測定する為に使用される。センサは、光源（例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）または他の発光素子）、インジケータ分子、光検出器（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、他の感光性素子）を含んでもよい。インジケータ分子を用いて被検体を測定する埋め込み可能なセンサの例は、米国特許第5,517,313号及び第5,512,246号に記載されているが、これらは、全体が参考の為に本願に組み込まれている。
[0006]現在、当該技術分野において、被検体センサとの通信および電力供給の両方の為に誘導性磁気結合を改善することが必要である。
[0007]本発明は、被検体センサに電力を供給し、被検体センサと通信する為の、数ある利点の中でも改善された誘導性磁気結合を提供することによって、従来システムの欠点を克服する。
[0008]本発明の一態様は、生きている生物体の内部で生体内検体の量および密度を検出する為のセンサシステムを提供できる。当該センサシステムは、被検体センサ及び送受信装置を含んでもよい。被検体センサは、センサアンテナを含んでもよい。送受信装置は、被検体センサと調和するように構成されてもよく、送受信装置は、被検センサに電力信号を伝達し、被検体センサからデータ信号を受信するように構成された送受信装置用アンテナを含んでもよい。送受信装置用アンテナ及びセンサ用アンテナは、送受信装置およびセンサの間で経皮性通信が可能な同一平面上の近距離無線通信テレメトリ結合を与えるように構成されてもよい。一部の実施形態において、送受信装置用アンテナ及びセンサ用アンテナは、０．５インチ以上の距離にわたって経皮性通信が可能であってもよい。
[0009]本発明の他の実施形態は、被検体センサと調和する送受信装置を規定してもよい。送受信装置は、インタフェース装置及び反射プレートを含んでもよい。インタフェース装置は、被検体センサに電力浸透を伝達し、被検体センサからデータ信号を受信するように構成されてもよい。一部の実施形態において、反射プレートは、インタフェース装置および被検体センサを結合する磁束線を送受信装置の下に集中させるように構成されてもよい。
[0010]また更なる本発明の態様は、被検体センサと調和する為の送受信装置を規定してもよい。この送受信装置は、アンテナ、バッテリ、増幅器を含んでもよい。アンテナは、被検体センサに電力信号を伝達し、被検体センサからデータ信号を受信するように構成されてもよい。バッテリは、バッテリ用電力を与えるように構成されてもよい。増幅器は、バッテリ用電力を増幅し、アンテナに無線周波数（ＲＦ）電力を供給するように構成されてもよい。供給されるＲＦ電力は、必要な範囲で被検体センサに電力を供給するのに十分であってもよい。
[0011]また、本発明の他の態様は、被検体センサと調和する為の送受信装置である。送受信装置は、アンテナ、アンテナ障害検出回路、マイクロコントローラを含んでもよい。アンテナは、被検体センサに電力信号を伝達し、被検体センサからデータ信号を受信するように構成されてもよい。アンテナ障害検出回路は、アンテナの電界強度に比例する電圧を出力するように構成される。マイクロコントローラは、アンテナ障害検出回路によって出力された電圧を測定し、アンテナが十分に強い信号を出しているかを確定するように構成されている。
[0012]当該システム及び方法の範囲に包含される更なる変形は、以下の発明の詳細な説明に記載されている。
[0013]添付図面は、本願に組み込まれ、本明細書の一部を形成し、本発明の様々な非限定的実施形態を示す。図面において、同様の符合は、同一又は機能的に同様の要素を表す。
図１は、本発明の態様を具体化するセンサシステムを示す概略図である。
図２は、本発明の態様を具体化するセンサの斜視図を示す。
図３は、本発明の態様を具体化するセンサの拡大図を示す。
図４は、本発明の態様を具体化するセンサのセンサ本体／シェル／カプセル内部のセンサコンポーネントの斜視図を示す。
図５は、本発明の態様を具体化するセンサのセンサ本体／シェル／カプセル内部のセンサコンポーネントの斜視図を示す。
図６は、本発明の態様を具体化するセンサの側面図を示す。
図７は、本発明の態様を具体化するセンサの横断端面図を示す。
図８は、本発明の態様を具体化する送受信装置の、横断斜視図である。
図９は、本発明の態様を具体化する送受信装置の拡大斜視図である。
図１０Ａ、図１０Ｂは、本発明の態様を具体化する送受信装置の反射プレート及びアンテナ／誘導性素子を示す。
図１０Ｂは、本発明の態様を具体化する送受信装置の反射プレート及びアンテナ／誘導性素子を示す。
図１１は、本発明の態様を具体化するセンサシステムにおける埋め込まれたセンサおよび送受信装置用アンテナの同一平面上の構成を示す。
図１２は、本発明の態様を具体化するセンサシステムにおけるセンサおよび送受信装置用アンテナを結合する磁束線を特徴付ける磁界シミュレーションを示す。
図１３は、本発明の態様を具体化する送受信装置を示す概略図である。
図１４は、本発明の態様を具体化する送受信装置を示す概略図である。
図１５は、本発明の態様を具体化するアンテナ障害検出回路を示す概略図である。
[0028]図１は、本発明の態様を具体化するセンサシステムの概略図である。一つの非限定的実施形態において、当該システムは、センサ１００および外部送受信装置１０１を含む。図１に示された実施形態において、センサ１００は、生きた動物（例えば、生きている人間）内に埋め込むことができる。センサ１００は、例えば、生きた動物の腕、手首、足、腹、腹膜、或いは、センサ埋め込みに適した生きた動物の他の領域に埋め込まれてもよい。例えば、一つの非限定的実施形態において、センサ１００は、皮膚（すなわち、皮下または腹膜組織）の下に埋め込まれてもよい。一部の実施形態において、センサ１００は、光学センサ（例えば、蛍光光度計）でもよい。一部の実施形態において、センサ１００は、化学的又は生化学的センサでもよい。
[0029]送受信装置１０１は、センサ１００と通信してセンサ１００に電力を供給し、さらに／または、測定情報（例えば、光検出器及び／又は温度センサ読取り値）を受信する電子装置でもよい。測定情報は、センサの一つ以上の光検出器からの一つ以上の読取り値および／またはセンサの一つ以上の温度センサからの一つ以上の読取り値を含んでもよい。一部の実施形態において、送受信装置１０１は、センサ１００から受信された測定情報から被検体（例えば、グルコースまたは酸素）濃度を計算してもよい。
[0030]一部の実施形態において、センサシステムは、リアルタイム読取り値、グラフ、トレンド、および／または被検体アラームをユーザに直接提供してもよい。当該システムは家庭内設定で使用されてもよく、被検体がグルコースの場合の実施形態において、当該システムは、糖尿病にかかっている人々が低血糖症および高血糖症の症状の発現を予測および検出するのを援助してもよい。当該システムは、追加または代替えで、被検体制御を評価する際に健康管理専門家を援助するように臨床的設定に使用されてもよい。市場で現在利用可能な被検体モニタリングシステムと比較して、送受信装置１０１は、電力およびデータ転送の両方の為に誘導性磁気結合を経て被検体センサ１００と通信するように受動型テレメトリを実現する。センサ１００は、誘導性素子１１４を含んでもよく、誘導性素子１１４は、例えば、フェライト系のマイクロアンテナでもよい。一部の実施形態において、誘導性素子は、マイクロ蛍光計回路（例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ））およびセンサ１００の関連した光学検出システムに接続されてもよい。センサ１００は、バッテリを含まなくてもよく、その結果、センサ１００は、送受信装置１０１に被検体関連データを伝達する為に、必要な電力およびデータ結合を与えるように送受信装置に依存してもよい。
[0031]一つの非限定的な実施形態において、当該センサシステムは、糖尿病をもつ人々において、糖尿管理を改善する目的で、連続して、間質液グルコースレベルを記録してもよい。送受信装置１０１は、着用可能でもよく、センサ１００と通信してもよく、センサ１００は、受動型で、完全に埋め込むことが可能なセンサでもよい。非限定的な実施形態において、被検体センサ１００は、一粒の米に近い大きさでもよい。送受信装置１０１は、磁界を経て、センサ１００を動作させるエネルギを供給してもよく、センサ１００は、内部電源（例えば、バッテリ）を持っても、持たなくてもよい。一部の実施形態において、磁気的な送受信装置−センサ結合は、「弱く結合された」形式として考慮される。磁気的な送受信装置−センサ結合は、エネルギと、例えば、振幅変調（ＡＭ）を使用するデータ転送の為の結合を与えてもよい。一部の実施形態において、データ転送は、ＡＭを使用して実行され、代替え実施形態において、他の型式の変調が使用されてもよい。磁気的な送受信装置−センサ結合は、低効率の電力転送を有してもよいので、より長い距離でセンサ１００にエネルギを与えるように、比較的に高い電力増幅器を必要としてもよい。一部の非限定的な実施形態において、当該センサシステムは、高い皮膚透過を達成可能であり電力転送の為に医学的に承認された周波数帯域である１３．５６ＭＨｚの周波数を使用してもよい。
[0032]一部の非限定的な実施形態において、送受信装置１０１は、携帯装置又は体に接触／着用可能な装置でもよい。例えば、送受信装置１０１が体に接触／着用可能な装置である一部の実施形態において、送受信装置１０１は、所定位置にバンド（アームバンドやリストバンド）で保持され、更に／又は、（例えば、生物学的適合性のパッチの一部として）くっついて離れなくてもよく、送受信装置１０１は、測定コマンド（すなわち、測定情報の要求）を（例えば、２分間隔および／またはユーザ起動時のように周期的に）センサ１００に伝達してもよい。送受信装置１０１が携帯デバイス（例えば、スマートフォン、タブレット、医療特定用途向け携帯装置、他の携帯演算装置）である一部の実施形態において、センサ埋め込み部位あたりの範囲で（すなわち、センサ１００の付近で）送受信装置１０１を位置決め（すなわち、浮走、強打、揺動、通過）することによって、送受信装置１０１に測定コマンドをセンサ１００に自動的に伝達させ、センサ１００から読取り値を受信させてもよい。
[0033]一部の実施形態において、送受信装置１０１は、例えば、コイルのような誘導性素子１０３を含んでもよい。送受信装置１０１は、（例えば、コイルを使用することによって）電磁波や動電界を生成し、センサ１００の誘導性素子１１４内に電流を誘発させてもよく、これが、センサ１００に電力を供給する。送受信装置１０１も、センサ１００にデータ（例えば、コマンド）を伝達してもよい。例えば、非限定的な実施形態において、送受信装置１０１は、センサ１００に電力を供給する為に使用される電磁波を変調することによって（例えば、送受信装置１０１のコイル１０３を通って流れる電流を変調することによって）データを伝達してもよい。送受信装置１０１によって生成される電磁波の変調は、センサ１００によって、検出／抽出されてもよい。さらに、送受信装置１０１は、センサ１００からデータ（例えば、測定情報）を受信してもよい。例えば、非限定的な実施形態において、送受信装置１０１は、センサ１００によって生成された電磁波における変調を検出することによって（例えば、送受信装置１０１のコイル１０３を通って流れる電流における変調を検出することによって）データを受信してもよい。
[0034]送受信装置１０１の誘導性素子１０３およびセンサ１００の誘導性素子１１４は、２つの誘導性素子が十分な物理的近傍にもたらされるときに達成される十分な電界強度を許容する構成であればよい。
[0035]一部の実施形態において、センサ１００は、センサ筐体１０２（例えば、本体、シェル、カプセル、エンケースメント）を有し、これは堅固で生物学的適合性があってもよい。例示的な実施形態において、センサ筐体１０２は、例えば、アクリルポリマ（例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））のような、適した、光学的に透過性のポリマ材料から形成されてもよい。
[0036]一部の実施形態において、センサ１００は、被検体インジケータを含んでもよい。一部の非限定的な実施形態において、被検体インジケータは、センサ筐体１０２の外部表面の少なくとも一部分に被覆され、拡散され、付着され、埋め込まれたポリマグラフト１０６でもよい。ポリマグラフト１０６は、センサ筐体１０２の全面または筐体１０２の表面の一つ以上の部分だけを被覆してもよい。グラフト１０６をセンサ筐体１０２の外部表面で被覆する代わりに、グラフト１０６は、センサ筐体１０２の外部表面に、堆積または付着のような別の方法で配置されてもよい。一部の実施形態において、ポリマグラフト１０６は、蛍光グルコースを表示するポリマでもよい。一つの非限定的な実施形態において、ポリマは、生物学的適合性があり、安定し、センサ筐体１０２の表面に移植され、センサ１００の埋め込み後、間質性液体（ＩＳＦ）、血液、腹膜内の液体内のグルコースの直接的な測定を可能にするように設計されている。
[0037]一部の実施形態において、センサ１００の被検体インジケータ（例えば、ポリマグラフト１０６）は、インジケータ分子１０４を含んでもよい。インジケータ分子１０４は、全グラフト１０６の至る所で、或いは、グラフト１０６の一つ以上の部分の至る所で分布されてもよい。インジケータ分子１０４は、例えば、蛍光性インジケータ分子または吸収インジケータ分子でもよい。一部の実施形態において、インジケータ分子１０４は、可逆的に被検体（例えば、グルコース又は酸素）をバインドする。インジケータ分子１０４が、被検体をバインドしたとき、インジケータ分子は、蛍光性になり、この場合、インジケータ分子１０４は、励起光３２９を吸収可能であり、光３３１を放出可能である。一つの非限定実施形態において、励起光３２９は、約３７８ｎｍの波長を有し、放出光３３１は、４００〜５００ｎｍの範囲内の波長を有する。何も被検体がバインドされないとき、インジケータ分子１０４は単に弱い蛍光性でもよい。
[0038]一部の実施形態において、センサ１００は、光源１０８を含んでもよく、光源１０８は、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は、放射光線を放出する他の光源でもよく、インジケータ分子１０４と相互作用する波長の範囲にわたる放射光線を含む。換言すると、光源１０８は、励起光３２９が基質層／ポリマ１０４内のインジケータ分子によって吸収される励起光３２９を放出してもよい。前述したように、一つの非限定的な実施形態において、光源１０８は、約３７８ｎｍの波長で励起光３２９を放出してもよい。
[0039]一部の実施形態において、センサ１００も同様に、一つ以上の光検出器（例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ、フォトレジスタ、他の感光性素子）を含んでもよい。例えば、図１に示された実施形態において、センサ１００は、第１光検出器２２４および第２光検出器２２６を有する。しかしながら、これは必須ではないが、一部の代替え実施形態において、センサ１００は、第１光検出器２２４を含むだけでもよい。蛍光系センサの場合において、一つ以上の光検出器は、インジケータ分子１０４によって放出される蛍光に敏感でもよく、それに応じて、光検出器（例えば、光検出器２２４）によって信号が発生され、それが、インジケータ分子の蛍光レベル、すなわち、目標の被検体（例えば、グルコース）の量を表す。
[0040] 光源１０８によって放出される励起光３２９の一部は、ポリマグラフト１０６によって反射され、反射光３３１としてセンサ１００に戻ってもよく、吸収される励起光の一部は、放出された（蛍光を発せられた）光３３１として放出されてもよい。一部の非限定的な実施形態において、放出される光３３１は、励起光３２９の波長とは異なる波長を有してもよい。反射される光３３３および放出される（蛍光を発せられた）光３３１は、センサ１００の本体内で、一つ以上の光検出器（例えば、第１光検出器２２４および第２光検出器２２６）によって吸収されてもよい。
[0041]一つ以上の光検出器の各々は、一定の一部の波長だけを通過させるフィルタ１１２によって被覆されてもよい（図３を参照）。一部の実施形態において、一つ以上のフィルタ１１２は、薄いガラスフィルタでもよい。一部の実施形態において、一つ以上のフィルタ１１２は、ガラス上に堆積された薄膜（例えば、ダイクロイック）フィルタでもよく、狭い帯域の波長だけを通過させ、それ以外は、受けた光の大半を反射させてもよい。一部の実施形態において、フィルタは、光検出器に直接堆積された薄膜（ダイクロイック）フィルタでもよく、狭い帯域の波長だけを通過させ、それ以外は、受けた光の大半を反射させてもよい。フィルタ１１２は、同一でも（例えば、両方のフィルタ１１２が信号を通過させても）異なってもよい（例えば、一つのフィルタ１１２が基準フィルタであり、他のフィルタ１１２が信号フィルタでもよい）。
[0042]非限定的実施形態において、第２（基準用）光検出器２２６は、基準用フォトダイオードフィルタによって被覆されてもよく、基準用フォトダイオードフィルタは、光源１０８から放出される波長（例えば、３７８ｎｍ）と同一波長の光を通過させる。第１（信号）光検出器２２４は、グラフト１０６内の分子１０４から放出される、蛍光を発した光３３１の量を検出してもよい。一つの非限定的実施形態において、インジケータ分子１０４のピーク放出は、４３５ｎｍ付近で生じてもよく、第１光検出器２２４は、信号フィルタによって被覆され、信号フィルタは、約４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲で光を通過させる。一部の実施形態において、より高いグルコースレベル／濃度は、グラフト１０６内の分子１０４の蛍光の、より多い量に対応するので、より多くの数のフォトンが第１光検出器２２４に衝突する。
[0043]一部の実施形態において、センサ１００は、基板１１６を含んでもよい。一部の実施形態において、基板１１６は、回路基板（例えば、印刷回路基板（ＰＣＢ）又はフレキシブルＰＣＢ）でもよく、その基板上に、回路コンポーネント（例えば、アナログおよび／またはデジタル回路コンポーネント）が実装または別の方法で取り付けられてもよい。しかしながら、一部の実施形態において、基板１１６は、内部に回路が製作された半導体基板でもよい。回路は、アナログおよび／またはデジタル回路を含んでもよい。また、一部の反動炊き基板の実施形態において、半導体基板内に製作された回路に加えて、回路が半導体基板１１６に実装または別の方法で取り付けられてもよい。換言すると、一部の半導体基板の実施例において、回路の一部分または全部は、ディスクリート回路素子、集積回路（例えば、特定用途集積回路（ＡＳＩＣ）および／または他の電子ディスクリート・コンポーネントを含んでもよく、半導体基板１１６上に製作され、回路の残部は、半導体基板に固定されてもよく、固定された様々なコンポーネント間に通信経路を設けてもよい。一部の実施形態において、センサ１００の回路は、特に図１１Ｄを参照すると、米国特許出願第13/650,016号に開示された構造の一部または全部を組み込むが、その全ては本願に参考のため組み込まれている。
[0044]一部の実施形態において、一つ以上の光検出器（例えば、光検出器２２４，２２６）は、半導体基板１１６に実装されてもよいが、一部の好ましい実施形態では、一つ以上の光検出器が半導体基板１１６内に製作されている。一部の実施形態において、光源１０８は、半導体基板１１６に実装されてもよい。例えば、非限定的実施形態において、光源１０８は、半導体基板１１６に実装されたフリップチップでもよい。しかしながら、一部の実施形態において、光源１０８は、半導体基板１１６内に製作されてもよい。
[0045]図２−図７は、本発明の態様を具体化するセンサ１００の非限定的実施形態を示し、これが、図１に示されたセンサシステムに使用されてもよい。図２および図３は、それぞれ、センサ１００の非限定的実施形態の斜視図および拡大図を示す。
[0046]一部の実施形態において、図３に示されるように、センサ１００は、一つ以上のコンデンサ１１８を含んでもよい。一つ以上のコンデンサ１１８は、例えば、一つ以上の同調用コンデンサおよび／または一つ以上の調整用コンデンサでもよい。さらに、一つ以上のコンデンサ１１８は、半導体基板１１６内に製作される一つ以上のコンデンサに追加されてもよい。
[0047]一部の実施形態において、図３に示されるように、センサ１００は、反射器１１９（すなわち、ミラー）を含んでもよい。反射器１１９は、半導体基板１１６の端部に取り付けられてもよい。非限定的実施形態において、反射器１１９は、反射器１１９の面部分１２１が、半導体基板１１６の最上面（すなわち、光源１１６および一つ以上の光検出器１１０が実装または製作される半導体基板１１６の側面）に対して略垂直であり光源１０８に面するように、半導体基板１１６に取り付けられてもよい。反射器１１９の面１２１は、光源１０８によって放出される放射光線を反射してもよい。換言すると、反射器１１９は、光源１０８によって放出される放射光がセンサ１００の軸方向端部に入ることを阻止してもよい。
[0048]本発明の一態様によると、センサ１００が開発されてきた目的である用途は、動物（人間を含む）の生体における種々の生物的被検体の測定である（しかし、ただ一つの用途にしか適していないという訳ではない）。例えば、センサ１００は、グルコース、酸素、毒素、医薬またはその他の薬物、ホルモン、例えば、人体内の他の代謝被検体を測定する為に使用されてもよい。
[0049]インジケータ分子１０４およびポリマグラフト１０６の具体的な組成は、センサを使用して検出する個々の被検体および／または被検体を検出する為にセンサを使用する場所（例えば、腹膜、血液、皮下組織の中）に応じて異なってもよい。しかしながら、好ましくは、グラフト１０６は、被検体にインジケータ分子を晒すことを容易にする筈である。また、インジケータ分子の光学特性（例えば、蛍光インジケータ分子の蛍光レベル）は、インジケータ分子が晒される特定の被検体の濃度の関数になることが好ましい。
[0050]図４および図５は、センサ１００の斜視図を示す。図４および図５において、センサ筐体１０２、フィルタ１１２，反射器１１９は、センサ１００の一部の実施形態に含まれてもよいが、図示されていない。示された実施形態に示されるように、誘導性素子１１４は、コイル２２０を備えてもよい。一実施形態において、コイル２２０は、銅製コイルでもよいが、例えば、スクリーン印刷された金のような他の導電性材料を代わりに使用してもよい。一部の実施形態において、コイル２２０は、フェライト磁芯２２２の付近に形成される。磁芯２２２は一部の実施形態ではフェライトであるが、他の実施形態において、他の磁芯材料を代わりに使用してもよい。一部の実施形態において、コイル２２０は、磁芯の付近に形成される。コイル２２０は図４および図５において円筒コイルとして示されるが、コイル２２０は、例えば、平面コイルのように異なる型式のコイルでもよい。
[0051]一部の実施形態において、コイル２２０の主軸がフェライト磁芯２２２の長手方向軸に対して（磁気的に）平行になるようにコイル２２０をフェライト磁芯２２２の周囲に印刷することによって、フェライト磁芯２２２にコイル２２２が形成される。フェライト磁芯に印刷されるコイルの非限定的実施例は、米国特許第7,800,078に記載され、その全体が本願に参照のために組み込まれている。非限定的な実施形態において、コイル２２０は、ワイヤ巻回コイルでもよい。しかしながら、ワイヤ巻回コイルとは対照的にコイル２２０が印刷コイルである実施形態が好ましい。なぜなら、製造上の許容度のために各ワイヤ巻回コイルは、僅かに特性が異なり、関連するアンテナと動作周波数を適正に一致させるために、ワイヤ巻回コイルを使用する各センサを個々に調整する必要があるかもしれないからである。対照的に、印刷されたコイルは、自動化された技術を使用して製造可能であり、高度の再生産性、物理特性の均一性、信頼性を与え、これは、インプラント用途に重要であり、製造において価格効率を高める。
[0052]一部の実施形態において、誘電体層がコイル２２０の最上部に印刷されてもよい。この誘電体層は、非限定的実施形態において、スクリーン印刷され、コイル２２０に焼き付けられるガラス系絶縁体である。例示的実施形態において、一つ以上のコンデンサ１１８および半導体基板１１６は、誘電体を貫通するビアに実装されてもよい。
[0053]示された実施形態において、一つ以上の光検出器１１０は、第１光検出器２２４および第２光検出器２２６を含む。第２光検出器２２４および第２光検出器２２６は、半導体基板１１６に実装され、或いは、半導体基板１１６内に製作される。
[0054]図６および図７は、それぞれ、一実施形態にしたがうセンサ１００の側面図、横断面図を示す。図６および図７に示されるように、光源１０８は、センサ筐体１０２内部を横断してポリマグラフト１０６のインジケータ分子１０４に到達する光を放出するように位置決めされてもよく、光検出器１１０は、フィルタ１１２の下に配置されてもよいが、ポリマグラフト１０６のインジケータ分子１０４から光を受けるように位置決めされてもよい。
[0055]図８および図９は、それぞれ、図１に示された被検体モニタリングシステムに含まれてもよい送受信装置１０１の非限定的実施形態の横断面図および分解図である。図９に示されるように、一部の非限定的実施形態において、送受信装置１０１は、グラフィックオーバーレイ２０４、フロント筐体２０６，ボタン２０８，印刷回路基板（ＰＣＢ）アセンブリ２１０，バッテリ２１２，ガスケット２１４，アンテナ１０３、フレーム２１８，反射プレート２１６，バック筐体２２０，ＩＤラベル２２２，および／または、振動モータ９２８を含んでもよい。非限定実施形態において、送受信装置用電子機器は、標準面実装装置（ＳＭＤ）リフローおよびハンダ技術を使用して組み立てられてもよい。一実施形態において、電子機器および周辺機器は、フロント筐体２０６およびバック筐体２２０が内部で互いにパチッと嵌められる筐体設計でスナップ状態におかれてもよい。しかしながら、これは必然的ではなく、一部の代わりの実施形態において、フロント筐体２０６およびバック筐体２２０は、他の形式（例えば、超音波圧接）でもよい。一部の実施形態において、完全組立処理は、単一の外部電子機器製造業者で行われてもよい。しかしながら、これは必然的ではなく、代わりの実施形態において、送受信装置１０１は、内部でも、外部でも、それらの組合せでもよいが、一つ以上の電子機器製造業者で行われてもよい。一部の実施形態において、組み立てられた送受信装置は、プログラムされ、機能的に試験されてもよい。一部の実施形態において、組み立てられた送受信装置１０１は、それらの最終出荷容器に包装され、販売の為に準備されてもよい。
[0056]一部の実施形態において、図８および図９に示されるように、アンテナ１０３は、送受信装置１０１の筐体２０６，筐体２２０内部に含まれてもよい。一部の実施形態において、アンテナ１０３が、小型軽量の送受信装置１０１の筐体２０６、筐体２２０内部に適合するように、送受信装置１０１内のアンテナ１０３は小型および／または平面でもよい。一部の実施形態において、アンテナ１０３は、丈夫で、様々な衝撃に耐えられるものでもよい。一部の実施形態において、送受信装置１０１は、配置、例えば、患者の体の上腕、手首、腹部領域上の配置に適してもよい。一部の非限定的実施形態において、送受信装置１０１は、生物学的適合性パッチによって患者の体に取り付けるのに適してもよい。
[0057]図１０Ａおよび図１０Ｂは、送受信装置１０１の反射プレート２１６および誘導素子１０３の非限定的実施形態を示す。一部の実施形態において、誘導性素子１０３は、フェライトアンテナでもよい。反射プレート２１６は、金属（例えば、アルミニウム）で形成されてもよく、アンテナ１０３の全て又は一部分を被覆してもよい。一部の実施形態において、反射プレート２１６は、矩形、長方形、三角形、円形、楕円形、アンテナ１０３の全部又は一部分を被覆するのに適した他の形状を有することができる。一部の実施形態において、図１０Ｂに示されたように、反射プレート２１６は、配線（すなわち、アンテナ１０３をＰＣＢアセンブリ２１０に接続）する為に利用可能な最小空間を残すように形成されてもよい。
[0058]一部の実施形態において、反射プレート２１６は、金属の堅固な部分でもよく、例えば、包囲体および／またはＰＣＢアセンブリ２１０に反射プレート２１６を実装する為の穴のような異なる補助的特徴部でもよい。しかしながら、反射プレート２１６が穴を有することは必然的ではなく、反射プレート２１６が堅固であることは必然的ではない。例えば、代用の実施形態において、反射プレート２１６は、柔軟であり（例えば、キッチンアルミホイル）でもよく、柔軟なアンテナ（例えば、柔軟なフェライト製アンテナ）で使用されてもよい。柔軟な反射プレート／柔軟なアンテナの実施形態は、送受信装置が、より密接に本体外形に適合することを許容してもよい。一部の実施形態において、アンテナ１０３は、反射プレート２１６（例えば、接着剤または薄片のテープ／発泡体）に接着されるかテープ付けされてもよい。
[0059]一部の実施形態において、反射プレート２１６は、誘導性素子／アンテナ１０３の効率を高めてもよい。例えば、一つの非限定的実施形態において、反射プレート２１６は、送受信装置１０１の読み取り範囲を最大３０％以上高めてもよい。また、反射プレート２１６は、機械的支持を与えてもよい。例えば、一部の非限定的実施形態において、反射プレート２１６は、アンテナ１０３が筐体２０６，２２０の内側で移動しないようにアンテナ１０３を所定位置に固定したままにし、機械的衝撃に対してアンテナ１０３を保護し、さらに／または、送受信装置の回路コンポーネント（例えば、ＰＣＢアセンブリ２１０）による離調に対してアンテナ１０３を保護してもよい。しかしながら、反射プレート２１６が機械的支持を与えることは必然的ではなく、反射プレート２１６が柔軟である一部の実施形態において、反射プレート２１６がアンテナを所定位置に保持してもよい。しかしながら、他の代用の実施形態において、反射プレート２１６は、アンテナ１０３を所定位置に保持する必要はなく、クランプ（例えば、プラスチック製クランプ）は、代用または追加で、アンテナ１０３を所定位置に保持する為に使用されてもよい。
[0060]一部の実施形態において、アンテナシステムは、計測可能なシステムでもよい。すなわち、アンテナ１０３および反射プレート２１６は、より小型または大型でもよく、所望の特性および性能を依然として保持してもよい。
[0061]図１１は、本発明の態様を具体化するセンサシステムに埋め込まれるセンサ１００のアンテナおよび送受信装置用アンテナ１０３の同一平面上の構成を示す。図示された構成が同一平面上にあるのは、送受信装置用アンテナ１０３の主軸がセンサ１００のアンテナの主軸に対して平行になっているからである。図示された構成が同軸でないのは、送受信装置用アンテナ１０３およびセンサ１００のアンテナが共通の軸を共有していないからである。図示された構成において、ゆるく結合された変圧器（例えば、送受信装置１０１の送受信装置用アンテナ１０３）は、埋め込まれたセンサ１００と距離ｄにわたって経皮的に通信する。同一平面上の誘導性結合は、間質性の空間に挿入されるセンサ１００に、電力およびデータを経皮的に転送しなければならない。本発明の一部の実施形態は、（ａ）反射プレート２１６，（ｂ）高いＱ係数（Ｑ）および高い透磁率のフェライトアンテナ、（ｃ）高効率、高電力無線周波数（ＲＦ）増幅器、（ｄ）注意深いアンテナ設計およびインピーダンス整合のうち、一つ以上を使用することによって、効率を押し上げてもよい。
[0062]図１２は、反射プレート２１６を有する送受信装置１０１の実施例と共に、図１１に示されたシステムの横断面において、送受信装置用アンテナ１０３およびセンサ１００を結合させる磁束線を特徴付ける磁界シミュレーションを示す。特に、図１２は、送受信装置１０１の下に均一に集中される磁束線において、反射プレート２１６の影響を示す。そのため、一部の実施形態において、反射プレート２１６は、送受信装置用アンテナ１０３およびセンサ１００の間の、より強い誘導性結合を生み出すことを促進してもよい。さらに、反射プレート２１６を有する送受信装置１０１によって作られる磁束線は、送受信装置用アンテナ１０３およびセンサ１００の整列において柔軟性を許容し、更に／又は、患者が置かれるテレメトリシステムを着用可能にする。
[0063]一部の実施形態において、センサ１００は、フェライト基板（例えば、フェライト磁芯２２２）上で高度にミニチュア化されたコイルアンテナ１１４が装備され、フェライト基板は、動作および通信範囲の両方を大幅に高めることができる。アンテナ１０３も同様に、フェライト基板が装備されてもよい。フェライト基板は、高いＱおよび高い透磁率のフェライト基板でもよい。ＱまたはコイルのＱは、寸法を持たないパラメータであり、発振器または共振器が、どれだけ減衰振動であり、或いは、同等に、中心周波数に関する共振器のバンド幅を特徴付けるかを記述する。より高いＱは、共振器の蓄積されたエネルギに関して、エネルギ損失の割合が低く、振動が、よりゆっくりと消えることを示す。透磁率は、磁界に応じて材料が磁化される程度である。一部の実施形態において、フェライト基板は、送受信装置用アンテナ１０３およびセンサ用アンテナ１１４の全体の大きさが減少することを促進しつつ、それらの性能を保持または増強さえする。例えば、一つの非限定的実施形態において、フェライト基板は、ＮｉＺｎ系フェライト材料でもよい。
[0064]図１３は、非限定的な実施形態に従う外部送受信装置１０１の概略図である。一部の実施形態において、送受信装置１０１は、例えば、マイクロユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）コネクタのようなコネクタ９０２を有してもよい。コネクタ９０２は、パーソナルコンピュータ又はスマートフォンのような外部装置に有線接続を可能にしてもよい。送受信装置１０１は、コネクタ９０２を通じて外部装置へのデータ交換や外部装置からのデータ交換が可能であり、更に／又は、コネクタ９０２を通じて電力を受けてもよい。送受信装置１０１は、例えば、コネクタ９０２を通じてデータの送信および受信を制御可能なＵＳＢ−ＩＣのようなコネクタ用集積回路（ＩＣ）９０４を含んでもよい。送受信装置１０１は、コネクタ９０２を経て電力を受け、バッテリ９０８（例えば、リチウムポリマバッテリ）に充電可能な充電器用ＩＣ９０６を含んでもよい。
[0065]一部の実施形態において、送受信装置１０１は、例えば、パーソナルコンピュータやスマートフォンのような外部装置との無線通信を可能にする無線通信用ＩＣ９１０を有してもよい。一つの非限定的実施形態において、通信用ＩＣ９１０は、無線でデータを外部装置に送信したり、外部装置から受信するように、標準規格、例えば、ブルートゥース低エネルギ（ＢＬＥ）標準規格（例えば、ＢＬＥ４．０）を使ってもよい。
[0066]一部の実施形態において、送受信装置１０１は、電圧調整器９１２および／または電圧用ブースタ９１４を含んでもよい。バッテリ９０８は、無線周波数認識（ＲＦＩＤ）リーダＩＣ９１６に（電圧用ブースタ９１４を経て）電力を供給してもよく、これが、誘導性素子１０３を使用して、情報（例えばコマンド）をセンサ１０１に伝達し、センサ１００から情報（例えば、測定情報）を受信する。図示された実施形態において、誘導性素子１０３は、平面アンテナである。しかしながら、前述したように、送受信装置１０１の誘導性素子１０３は、センサ１００の誘導性素子１１４に対して、物理的に十分に近い範囲内にもたらされたときに達成される十分な電界強度を許容する構成であればよい。一部の実施形態において、送受信装置１０１は、誘導性素子１０３によってセンサ１００に伝達される信号を増幅させるように電力増幅器９１８を含んでもよい。
[0067] 送受信装置１０１は、周辺インタフェースコントローラ（ＰＩＣ）マイクロコントローラ９２０，メモリ９２２（例えば、フラッシュメモリ）を含んでもよく、これらは、不揮発性および／または電気的に消去および／または書き換え可能である。ＰＩＣマイクロコントローラ９２０は、送受信装置１０１の全体の動作を制御してもよい。例えば、ＰＩＣマイクロコントローラ９２０は、データを送信する為にコネクタ用ＩＣ９０４または無線通信用ＩＣ９１０を制御し、さらに／または誘導性素子１０３を経てデータを伝達する為にＲＦＩＤリーダ用ＩＣ９１６を制御してもよい。ＰＩＣマイクロコントローラ９２０は、また、誘導性素子１０３、コネクタ９０２，無線通信用ＩＣ９１０を経て受信されるデータの処理を制御してもよい。
[0068]一部の実施形態において、送受信装置１０１は、ディスプレイ９２４（例えば、液晶ディスプレイ）を含んでもよく、ＰＩＣマイクロコントローラ９２０は、データ（例えば、グルコース濃度値）を表示する為に制御してもよい。一部の実施形態において、送受信装置１０１は、スピーカ９２６（例えば、ビーパー）および／または振動モータ９２８を含んでもよく、これらは、例えば、警報条件（例えば、低血糖または高血糖状態の検出）が満たされた場合に起動可能である。送受信装置１０１は、一つ以上の追加のセンサ９３０を含んでもよく、これらは、加速度計および／または温度センサを含んでもよく、これらは、ＰＩＣマイクロコントローラ９２０によって行われる処理において使用可能である。
[0069]一部の実施形態において、送受信装置１０１の回路は、必要な範囲（例えば、０．５インチ、０．７５インチ、又は、１インチ以上）にわたってセンサ１００に動作用電力を供給する為に、十部に強い磁界を与えるように構成されてもよい。一部の実施形態において、増幅器９１８は、送受信装置用アンテナ１０３を通じて送信されたＲＦ電力をアンテナ１１４に供給し、センサ１００を動かす電力を供給し、センサ１００がデータを送受信装置１０１まで戻す為のＲＦ電力を供給する。一部の非限定的実施形態において、図１４に示されるように、送受信装置１０１の増幅器９１８は、スイッチングモード電力増幅器の等級であるＥ級増幅器でもよい。例えば、N. O. Sokal and A. D. Sokal,"Class E - A New Class ofHigh-Efficiency Tuned Single-Ended Switching Power Amplifiers"固体回路のＩＥＥＥジャーナル、vol.SC-10, pp. 168-176、１９７５年６月ＨＶＫを参照。Ｅ級増幅器は、高い効率および直線変調特性によって特徴付けられ、誘導性負荷用途に適している。増幅器９１８がＥ級増幅器である実施形態において、増幅器９１８は、所定アンテナ１０３およびバッテリ９０８の為に最大出力電力を供給可能であり、さらに／または、読み取り範囲（例えば、最大１インチ以上の読み取り範囲）で増加可能である。しかしながら、増幅器９１８がＥ級増幅器であることは必然的ではなく、一部の代用の実施形態において、増幅器９１８は、例えば、限定することなく、Ｄ級増幅器やＦ級増幅器のような異なる型式の増幅器でもよい。
[0070]一部の実施形態において、送受信装置１０１は、一つ以上の補助的分岐回路を含んでもよい。一部の非限定的実施形態において、図１４に示されたように、補助的な分岐回路は、一つ以上の増幅器ドライバ分岐回路９３２、安全停止回路（shutdown safety circuit）９３４，πフィルタ（すなわち、パイフィルタ又はコンデンサ−入力フィルタ）９３６，アンテナ整合回路９３８，アンテナ障害検出回路９４０，外部復調回路９４２を含んでもよい。増幅器ドライバ分岐回路９３２は、増幅器９１８の入力インピーダンスとＲＦＩＤリーダＩＣ９１６の出力インピーダンスを整合させるように構成されてもよい。一つの非限定的実施形態において、増幅器ドライバ分岐回路９３２は、増幅器９１８におけるＭＯＳＦＥＴのゲートを駆動するように構成されてもよく、ＭＯＳＦＥＴのゲートの入力インピーダンスおよびＲＦＩＤリーダＩＣ９１６の出力インピーダンスの両方を整合させ、ゲート駆動電圧を増加させる。増幅器ドライバ分岐回路９３２は、高電圧（例えば、１１Ｖｐｐ）でゲート駆動を許容してもよく、これが、ＭＯＳＦＥＴにおける損失減少、増幅器の最大効率、センサ読み取り範囲の長期化を導いてもよい。安全停止回路９３４は、ハードウェアの「ヒューズ」でもよく、送受信装置用ソフトウェアが動かなくなり、電界がとどまる場合、送受信装置用アンテナ１０３の過熱を防止するように増幅器９１８を停止させる。送受信装置用アンテナ１０３の過熱を防止することによって、安全停止回路９３４は、ありえる送受信装置用回路（例えば、ＰＣＢアセンブリ２１０）に対する損傷、データ収集問題、および／または、送受信装置用アンテナ１０３の過熱によって引き起こされるかもしれないユーザの不快感を防止する。一部の実施形態において、安全停止回路９３４は、所定量の時間（例えば、４００ｍｓ）の後、増幅器９１８を停止させてもよい。πフィルタ９３６は、高調波にフィルタをかけてもよい。アンテナ整合回路９３８は、増幅器９１８の出力インピーダンスおよびアンテナ１０３の入力インピーダンスの間で良好な整合を与え、最大電力効率を導いてもよい。アンテナ障害検出回路９４０は、アンテナ障害／無電力モードの表示を与えてもよい。一部の実施形態において、アンテナ障害検出回路９４０は、アンテナ電界を検出し、その変化を検出する為に（アンテナ近傍に配置される）通常のインダクタを使用する「探知器（sniffer）」でもよい。復調回路９４２は、センサ１００から受信されるデータを復調してもよい。
[0071]アンテナ障害検出回路９４０は、（例えば、アンテナ１０３が故障するか他のハードウェア問題が存在するため）アンテナ１０３が十分に強いＲＦ信号を放出していないとき、表示を与えてもよい。一部の実施形態において、増幅器９１８の出力電圧は十分な情報を与えないので、アンテナ障害検出回路９４０は、単純に増幅器９１８の出力電圧を測定しない。一部の実施形態において、増幅器９１８の電力消費でさえ、アンテナ１０３から放出される実際の電力からのストレートな依存性はない。たとえば、一部の非限定的な実施形態において、増幅器出力がオープンのとき、ＤＣ電力消費は、正常動作アンテナ（例えば、２Ｗ〜３Ｗ）とほぼ同一でもよく、増幅器出力が短絡されるとき、消費は非常に小さくてもよい（例えば、０．２Ｗ〜０．３Ｗ）。したがって、一部の実施形態において、増幅器９１８の出力電圧または電力を単純に測定する代わりに、アンテナ障害検出回路９４０は、送受信装置用アンテナ１０３のＲＦ電界に比例した電圧出力を有する（例えば、ＰＣＢ回路アセンブリ２１０の一部としてＰＣＢで実現された）ＲＦ受信器を含んでもよい。
[0072]図１５は、アンテナ障害検出回路９４０の非限定的実施形態を示す概略図である。図１５に示されるように、アンテナ障害検出回路９４０は、非シールドインダクタＬ１０７を含んでもよく、これは、例えば、０８０５サイズを有するが、これより小さくても大きくてもよい。一部の実施形態において、非シールドインダクタＬ１０７は、フェライト磁芯インダクタでもよい。非シールドインダクタＬ１０７は、小型受信用アンテナ（すなわち、「探知器」）として作用してもよい。インダクタＬ１０７の磁芯の方向は、送受信装置用アンテナ１０３の磁界の方向と同一でもよい。一部の実施形態において、インダクタＬ１０７は、受信信号が最低であるアンテナ表面の中央に配置されない。好ましい実施形態において、インダクタＬ１０７は、アンテナ１０３の表面の周囲近くに配置されてもよい。
[0073]一部の実施形態において、アンテナ障害検出回路９４０は、コンデンサＣ７５，ショットキー障壁ダイオードＤ１０３，コンデンサＣ７６，抵抗Ｒ６２を含んでもよい。インダクタＬ１０７およびコンデンサＣ７５は、ショットキー障壁ダイオードＤ１０３の内部コンデンサと共に、１３．５６ＭＨｚに近い周波数で共振回路を形成してもよい。しかしながら、これは必然的ではなく、代用の実施形態において、アンテナ障害検出回路９４０は、異なる周波数で共振回路を含んでもよい。一部の非限定実施形態において、共振周波数の精度を高めるため、インダクタＬ１０７は、５％許容度を有してもよく、コンデンサＣ７５は２％許容度を有してもよい。他の実施形態において、異なる許容度が使用されてもよい。コンデンサＣ７６は、整流されたＲＦ信号にフィルタをかけてもよく、抵抗Ｒ６２は、アンテナ電界強度に比例した出力電圧を有するように負荷として作用してもよい。
[0074]一部の実施形態において、アンテナ障害検出回路９４０からの出力は、電圧測定の為にマイクロコントローラ９２０のアナログ入力（例えば、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）入力）に送られてもよい（図１３および図１４を参照）。電圧測定に基づき、マイクロコントローラ９２０は、（例えば、最小予測電圧と測定電圧を比較することによって）アンテナ１０３が十分に強いＲＦ信号を放出しているかを確定させてもよい。一部の非限定的実施形態において、アンテナ障害検出回路９４０からの出力は、電圧測定の為にマイクロコントローラ９２０のアナログ入力に送られる前に、標準増幅器／バッファ（図１５に図示せず）を通じて（例えば、利得Ｋ＝１で）送られてもよい。しかしながら、標準増幅器／バッファは必然的ではなく（マイクロコントローラ９２０の入力抵抗は約１０ｋΩでもよく、顕著な信号減衰は生じないかもしれないので）、一部の実施形態において、アンテナ障害検出回路９４０は、標準増幅器／バッファを含まなくてもよい。一部の実施形態において、抵抗Ｒ６２の値は、マイクロコントローラ９２０のＡＤＣピンからの追加負荷を補償する為に増加可能である。他の形式のマイクロコントローラにとって、アンテナ障害検出回路９４０の設計は、最適結果を得る為に更に微調整されてもよい（または、増幅器／バッファが使用可能である）。
[0075]一部の実施形態において、図１４に示されるように、増幅器９１８は、中間ブースト変換器（例えば、電圧ブースタ９１４）又は他の回路に依存する代わりに、バッテリ９０８から直接給電してもよい。これらの実施形態において、送受信装置１０１は、ブースト変換器（例えば、電圧ブースタ９１４）を含まなくてもよい。バッテリ９０８から直接給電することによって、増幅器９１８は、バッテリ９０８の効率を高めてもよく、これが、予測バッテリ寿命を高め、より少ないコンポーネントが使用されるので、送受信装置１０１の小型化、安価になることを可能にする。一部の実施形態において、図１４に示された構成のコンポーネントは、小型のコンポーネントでもよく、全体の大きさ及び送受信装置１０１の電力要求は減少する。
[0076]一部の非限定的実施形態において、図１４に示されたような増幅器９１８（例えば、Ｄ級、Ｅ級、Ｆ級増幅器）および対応する整合回路網は、要求された範囲（例えば、０．５インチ以上）でセンサ１００に十分な電力を供給してもよい。一つの非限定的実施形態において、増幅器９１８の出力は、３．４Ｖおよび２Ｖの間の電圧、１．１Ｗおよび１．５Ｗの間の電力でもよい。しかしながら、他の非限定的実施形態において、増幅器９１８は、異なる電圧および／または電力を出力してもよい。一部の実施形態において、増幅器９１８は、効率および再充電サイクル期間を高めるため、（図１４に示されるように）バッテリ９０８から直接電力が供給されてもよい。一部の非限定的実施形態において、センサ１００からデータを受信する為に後方散乱ＡＭ変調が使用されてもよい。送受信装置用復調回路９４２は、その振幅が非常に小さいので、注意して設計され、高い読み取り成功率を達成するように調整されてもよい。一部の非限定的実施形態において、送受信装置１０１は、０．５インチを越える皮膚表面からのセンサ距離で（信号対雑音比が顕著に低下する場所で）動作可能でもよい。
[0077]本発明の実施形態は、図面を参照して十分に説明されてきた。本発明は、これら好ましい次子形態に基づいて説明されてきたが、一定の変形、変更、代替えの構造が、本発明の精神および範囲内の説明済み実施形態に対してなされることは当業者にとって明らかであろう。
Claims (22)
- 生きている生物体の内部で生体内検体の量および密度を検出する為のセンサシステムにおいて、
センサ用アンテナを含む被検体センサと、
電力信号を前記被検体センサに伝達し、前記被検体センサからデータ信号を受信するように構成された送受信装置用アンテナを含み、前記被検体センサと調和するように構成された送受信装置と、
を備え、
前記送受信装置用アンテナおよび前記センサ用アンテナは、前記送受信装置および前記センサの間で経皮性通信が可能な同一平面上の近距離無線通信テレメトリ結合を与えるように構成され、
前記送受信装置用アンテナの主軸および前記センサ用アンテナの主軸は、同軸でない、センサシステム。 - 前記センサ用アンテナは、フェライト磁芯を含み、前記送受信装置用アンテナは、フェライト磁芯を含む、請求項１に記載のセンサシステム。
- 前記送受信装置用アンテナは、平面アンテナである、請求項１に記載のセンサシステム。
- 前記センサシステムは、
前記送受信装置および前記被検体センサを結合する磁束線を前記送受信装置の下に集中させるように構成された反射プレート、または、
０．５インチ以上の距離にわたって送受信装置およびセンサの間で経皮性通信が可能な同一平面上の近距離無線通信テレメトリ結合を与えるように構成された送受信装置用アンテナおよびセンサ用アンテナ、または、
生きている生物体の内部に埋め込まれるように構成される被検体センサを更に備える、請求項１に記載のセンサシステム。 - 前記送受信装置は、
バッテリ用電力を供給するように構成されたバッテリと、
前記バッテリ用電力を増幅し、前記送受信装置用アンテナに無線周波数（ＲＦ）電力を供給するように構成された増幅器と、
を更に備える、請求項１に記載のセンサシステム。 - 前記送受信装置は、携帯送受信装置である、請求項１に記載のセンサシステム。
- 被検体センサと調和する為の送受信装置であって、
前記被検体センサに電力信号を伝達し、前記被検体センサからデータ信号を受信するように構成されたインタフェース装置と、
ハウジングと、
前記インタフェース装置および前記被検体センサを結合する磁束線を前記送受信装置の下に集中させるように構成された反射プレートと、
を備え、
前記インタフェース装置及び前記反射プレートが前記ハウジング内部に含まれる、送受信装置。 - 前記反射プレートは、堅固であり、
前記インタフェース装置に機械的支持を与える、請求項７に記載の送受信装置。 - 前記反射プレートは、柔軟であるか、前記インタフェース装置の効率を高めるか、前記インタフェース装置の少なくとも一部分を覆うか、又は、前記反射プレートに取り付けられ、
送受信装置は、プリント回路板（ＰＣＢ）アセンブリを更に備え、前記反射プレートは、前記ＰＣＢアセンブリに起因するランダム離調から前記インタフェース装置を保護する、請求項７に記載の送受信装置。 - 前記反射プレートは、金属である、請求項７に記載の送受信装置。
- 前記インタフェース装置は、フェライト磁芯を有する平面アンテナである、請求項７に記載の送受信装置。
- 被検体センサと調和する為の送受信装置であって、
前記被検体センサに電力信号を伝達し、前記被検体センサからデータ信号を受信するように構成されたアンテナと、
バッテリ電力を供給するように構成されたバッテリと、
前記バッテリ電力を増幅し、必要な範囲で前記被検体センサに電力を供給するのに十分な無線周波数（ＲＦ）電力を前記アンテナに供給するように構成された増幅器と、
を備え、
前記増幅器は、前記バッテリから直接給電され、中間ブースト変換器に依存しない、送受信装置。 - 前記増幅器は、Ｅ級増幅器であるか、
必要な前記範囲は、０．５インチ以上であるか、１インチ以上であり、
前記バッテリは、リチウムポリマバッテリであり、
前記送受信装置は、高調波にフィルタをかけるように構成されたπフィルタを更に備える、請求項１２に記載の送受信装置。 - 前記アンテナは、フェライト磁芯を有する、請求項１２に記載の送受信装置。
- 前記アンテナは、平面アンテナであり、
前記送受信装置は、ハウジングを更に備え、前記アンテナは、前記ハウジング内部に含まれる、請求項１２に記載の送受信装置。 - 前記被検体センサに前記電力信号を伝達し損ねた前記アンテナの表示を与えるように構成されたアンテナ障害検出回路を更に備え、
所定量の時間中、前記増幅器が前記アンテナに前記ＲＦ電力を与える場合、前記増幅器を停止させるように構成された安全停止回路を更に備え、
前記増幅器の出力インピーダンスおよび前記アンテナの入力インピーダンスの間に良好な整合を与えるように構成されたアンテナ整合回路を更に備える、
請求項１２に記載の送受信装置。 - 被検体センサと調和する為の送受信装置であって、
前記被検体センサに電力信号を伝達し、前記被検体センサからデータ信号を受信するように構成されたアンテナと、
バッテリ電力を供給するように構成されたバッテリと、
前記バッテリ電力を増幅し、必要な範囲で前記被検体センサに電力を供給するのに十分な無線周波数（ＲＦ）電力を前記アンテナに供給するように構成された増幅器と、
を備え、
前記被検体センサに伝達されるデータを符号化し、前記被検体センサから受信されるデータを復号化するように構成された無線周波数認識装置（ＲＦＩＤ）用集積回路（ＩＣ）と、
前記増幅器の入力インピーダンスおよび前記ＲＦＩＤ用ＩＣの出力インピーダンスを整合させるように構成された増幅器ドライバ分岐回路と、
を備える、送受信装置。 - 被検体センサと調和する為の送受信装置であって、
前記被検体センサに電力信号を伝達し、前記被検体センサからデータ信号を受信するように構成されたアンテナと、
前記アンテナの電界強度に比例する電圧を出力するように構成されたアンテナ障害検出回路であって、受信アンテナとして作用するように構成された非シールドインダクタを備える、前記アンテナ障害検出回路と、
前記アンテナ障害検出回路によって出力された電圧を測定し、前記アンテナが十分に強い信号を出しているかを確定するように構成されたマイクロコントローラと、
を備える、送受信装置。 - アンテナ障害検出回路は、コンデンサ及びダイオードを更に備え、前記インダクタ、コンデンサ、ダイオードが共振回路を形成する、請求項１８に記載の送受信装置。
- 前記非シールドインダクタは、フェライト磁芯を有する、請求項１８に記載の送受信装置。
- 前記被検体センサ及び送受信装置は、前記被検体センサが、生きている生物体の皮膚の下に埋め込まれ、前記送受信装置用アンテナおよびセンサ用アンテナは、前記送受信装置および前記被検体センサの間で経皮性通信が可能な同一平面上の近距離無線通信テレメトリ結合を与えるように構成され、前記送受信装置用アンテナの主軸および前記センサ用アンテナの主軸は、前記被検体センサが下に埋め込まれる前記皮膚の表面に対して平行である、請求項１に記載のセンサシステム。
- 前記送受信装置用アンテナの前記主軸は、前記センサ用アンテナの周辺を通過せず、前記センサ用アンテナの前記主軸は、前記送受信装置用アンテナの周辺を通過しない、請求項１に記載のセンサシステム。
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