KR20140006931A - 바이오마커 모니터링 장치 및 방법 - Google Patents

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Abstract

하나의 실시양태에서 바이오마커 모니터링 방법 및 시스템은 통신 네트워크(network), 통신 네트워크와 통신 연결(communication link)을 형성하도록 설정된(configured) 휴대용 웰니스(wellness) 장치(상기 휴대용 웰니스 장치는 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커를 검출하도록 설정된 검출기, 제1 메모리(memory), 제1 메모리에 저장된 다수의 프로그램 명령어, 및 제1 메모리에 작동가능하게 연결되고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커의 검출을 기초로 하여 웰니스 데이타를 생성하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 설정된 처리 회로(processing circuit)를 포함함), 및 통신 네트워크에 작동가능하게 연결되고 웰니스 데이타를 생성하도록 설정된 원거리 사용자 인터페이스를 포함한다.

Description

바이오마커 모니터링 장치 및 방법{BIOMARKER MONITORING DEVICE AND METHOD}
본 발명은 착용가능한(wearable) 모니터링 장치에 관한 것이다.
알레르기 및 천식은 서구에서 크게 퍼지고 있다. 알레르기 및 천식은 현재 미국인 4명 중 약 1명에서 나쁜 영향을 주고 있고, 이것은 당뇨병으로 고통받는 사람 수의 3배이다. 추가로, 알레르기 및 천식의 유병률은 예를 들어 문헌 [Waltraud Eder, et al., "The asthma epidemic," The New England Journal of Medicine 355, no. 21(November 23, 2006), pages 2226-2235]에서 보고된 바와 같이 약 1960년 이후에 유의한 증가를 보였다. 알레르기 및 천식은 약화되거나 스트레스 받은 면역계 때문에 발생하는 질병의 두 예이다.
약화되거나 스트레스 받은 면역계와 연관된 건강 문제는 개체의 면역계의 상태에 대한 이해 부족 또는 면역계의 상태에 영향을 주는 인자에 의해 종종 악화된다. 상기 이해의 결여는 예를 들어 문헌 [M Wills-Karp, et al. "The germless theory of allergic disease; revisiting the hygiene hypothesis," Nature Reviews. Immunology 1, no. 1(October 2001), pages 69-75], 및 [Claire-Anne Siegrist, "Public health: Autoimmune diseases after adolescent or adult immunization: What should we expect?," CMAJ: Canadian Medical Association Journal 177, no. 11(November 20, 2007), pages 1352-1354]에 논의되어 있다.
만성 질환 및 질병의 치료는 또한 개체의 면역계의 상태에 대한 이해의 결여에 의해 유해한 영향을 받는다. 예를 들어, 알레르겐(allergen) 특이적 면역요법을 탐색할 때, 개체의 면역계에 대한 이해의 결여는 치료와 연관된 위험을 증가시키거나 의료 감독 및 후속 비용의 증가를 필요로 한다. 상기 유해한 효과는 예를 들어 문헌 [Rudolf Valenta, "The future of antigen-specific immunotherapy of allergy," National Review of Immunology 2, no. 6(June 2002), pages 446-453], 및 [Mark Larche, et al., "Immunological mechanisms of allergen specific immunotherapy," National Review of Immunology 6, no. 10(October 2006), pages 761-771]에 논의되어 있다.
임상 환경에서, 개체의 환경 또는 물질 노출에 대한 면역계의 반응은 문헌 [K Gelhar, et al., "Monitoring allergen immunotherapy of pollen-allergic patients: the ratio of allergen specific IgG4 to IgG1 correlates with clinical outcome," Clinical and Experimental Allergy: Journal of the British Society for Allergy and Clinical Immunology 29, no. 4(April 1999), pages 497-506]에서 보고된 바와 같이 다양한 바이오마커, 예컨대 케모카인 및 시토카인의 분석에 의해 추정될 수 있다.
생물학적 샘플에서 케모카인 및 시토카인 수준의 검출은 전통적으로 많은 부품의 장비를 필요로 하였지만, 최근의 발전은 개체 배려의 차원에서, 예컨대 환자의 침대 옆에서, 간호 제공자의 위치에서, 또는 환자의 가정에서 수행할 수 있는 진단 시험을 가능하게 하였다. 상기 진단 시험의 유망성은 예를 들어 문헌 [Leroy Hood et al., "Systems Biology and New Technologies Enable Predictive and Preventative Medicine," Science 306, no. 5696(October 22, 2004): 640-643]에 기재되어 있다. 특정 진단 시험에 따라, 시험되는 물질은 인체 유체, 예컨대 혈액, 혈청, 타액, 생물학적 세포, 소변, 또는 다른 생체분자일 수 있다. 그러나, 진단 시험은 생체분자로 제한되지 않고, 그 이유는 시험이 소모품, 예컨대 우유, 유아식 또는 물에 대해 추가로 요구될 수 있기 때문이다.
많은 진단 시험 장비는 바이오마커의 검출에서 최신식으로 간주되는 친화도 기반 센서를 포함한다. 친화도 기반 센서는 관심있는 마커에 대한 매우 높은 회합 인자를 갖는 분자가 검출을 위해 사용되는 "열쇠-자물쇠(key-lock)" 원리에 따라 기능한다. 예를 들어, 임신 시험 키트는 hCG의 β-하위단위(βhCG)에 특이적인 모노클로날 항체를 포함할 수 있다. 항체는 검출을 위해 사용되는 태그, 예를 들어, 금, 라텍스, 또는 형광단과 접합된다. 표적화된 분자가 접합된 항체와 결합할 경우, 태깅된(tagged) 열쇠-자물쇠 쌍은 예컨대 가시적인 시험 선(test line)에 의해 검출가능할 것이다.
ELISA 플레이트 및 마이크로어레이(microarray)(예를 들어, 핵산, 펩티드, 및 단백질)는 유사한 원리를 포함한다. 도 1은 항체(12)가 기판(14)에 고정된 ELISA 검정(10)을 도시한 것이다. 기판(14)는 웰(well)(도시되지 않음) 내에 위치할 수 있다. 차단제(16)은 항체(12) 주위의 기판의 표면을 덮기 위해 제공된다. 일반적인 ELISA 검정에서, 이어서 샘플(18)이 1차 항체(12)가 고정된 웰에 첨가된다. 다음으로, 샘플은 일정 시간 동안 인큐베이션된다. 인큐베이션 동안, 차단제(16)은 위 결합(false binding)을 방지하기 위해 샘플 내의 관심있는 분자가 기판(14)의 표면에 결합하는 것을 억제한다. 인큐베이션 동안, 몇몇의 관심있는 분자(18)은 도 2에 도시된 바와 같이 몇몇의 항체(12)와 결합된다. 인큐베이션 후에, 나머지 샘플은 비결합된 1차 항체(18)을 제거하기 위해 세척된다.
이어서, 결합된 표지(22)를 갖는 2차 항체(20)을 웰에 첨가하고, 인큐베이팅하고, 세척하여 도 3의 입체형태를 생성하였다. 도 3에 도시된 바와 같이, 표지된 2차 항체(20)은 관심있는 분자(18)에 결합되고, 이는 다시 항체(12)에 결합된다. 따라서, 항체(20)에 의해 항원(18)에 결합된 표지(22)의 수는 표적 항원의 농도에 비례한다. 사용되는 표지에 따라, 표지의 수는 최종적으로 비색법, 전류측정, 자기측정, 전압전류법, 발광, 또는 형광 검출을 사용하여 검출할 수 있다. 다른 표지-부재 항체 공정, 예컨대 표면 플라스몬 공명이 대안으로 사용될 수 있다.
따라서, 개체의 면역계의 자가 모니터링을 허용하는 시스템 및 방법이 필요하다. 추가로, 개체의 면역계에 대한 이해를 제공하기 위해 사용될 수 있는 휴대용 장치를 포함하는 시스템에 대한 필요성이 존재한다. 상기 장치를 개체가 착용할 수 있다면 보다 유익할 것이다.
하나의 실시양태에서 신체 활동 모니터링 방법 및 시스템은 통신 네트워크(network), 통신 네트워크와 통신 연결(communication link)을 형성하도록 설정된(configured) 휴대용 웰니스(wellness) 장치(상기 휴대용 웰니스 장치는 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커를 검출하도록 설정된 검출기, 제1 메모리(memory), 제1 메모리에 저장된 다수의 프로그램 명령어, 및 제1 메모리에 작동가능하게 연결되고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커의 검출을 기초로 하여 웰니스 데이타를 생성하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 설정된 처리 회로(processing circuit)를 포함함), 및 통신 네트워크에 작동가능하게 연결되고 웰니스 데이타를 제공하도록 설정된 원거리 사용자 인터페이스를 포함한다.
또 다른 실시양태에 따르면, 바이오마커 모니터링 시스템은 통신 네트워크, 통신 네트워크에 작동가능하게 연결가능하고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커를 검출하도록 설정된 착용가능한 검출기 장치, 통신 네트워크에 작동가능하게 연결된 메모리, 메모리에 저장된 다수의 프로그램 명령어, 통신 네트워크에 작동가능하게 연결되고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커의 검출을 기초로 하여 면역계의 상태를 나타내는 웰니스 데이타를 생성하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 설정된 처리 회로, 및 웰니스 데이타를 제공하기 위해 처리 회로에 작동가능하게 연결된 사용자 인터페이스를 포함한다.
도 1은 샘플이 시험 부위에 첨가될 때 항체 및 차단제가 기판 상에 형성된 ELISA 어레이 내의 선행 기술의 시험 부위의 개략도를 도시한 것이고;
도 2는 시험 부위의 인큐베이팅 및 세척 후에 관심있는 분자가 도 1의 몇몇의 항체에 결합된 도 1의 시험 부위를 도시한 것이고;
도 3은 표지된 2차 항체를 첨가하고, 결합된 관심있는 분자에 표지된 2차 항체가 결합하도록 시험 부위를 다시 인큐베이팅하고 세척한 후 도 2의 시험 부위를 도시한 것이고;
도 4는 본 발명의 원리에 따라 착용가능한 휴대용 웰니스 유닛(unit)을 포함하는 바이오마커 모니터링 네트워크의 블록도를 도시한 것이고;
도 5는 적어도 하나의 통신 회로 및 검출기 전자장치(electronics)를 포함하는 도 4의 착용가능한 웰니스 유닛의 개략도를 도시한 것이고;
도 6은 개체의 면역계의 상태를 나타내는 웰니스 데이타를 생성할 때 사용하기 위한 바이오마커 데이타를 도 5의 휴대용 웰니스 유닛으로부터 얻기 위해 도 4의 프로세서(processor)에 의해 제어될 수 있는 과정을 도시한 것이고;
도 7은 휴대용 웰니스 유닛에 의해 생성되거나 통신 연결, 예컨대 인터넷을 통해 전송되고 도 4의 프로세서에 의해 생성된 웰니스 데이타와 함께 도 4의 휴대용 웰니스 유닛으로부터 바이오마커 데이타를 디스플레이하기 위한 스크린(screen)을 도시한 것이고;
도 8은 도 7의 스크린 내에 제시된 예시적인 웰니스 데이타 폴더의 내용을 도시한 것이고;
도 9는 면역계 상태 및 개인적인 인자 및 환경 인자의 그래픽 디스플레이를 포함하는, 24시간에 걸쳐 대상체의 면역계 웰니스를 검토하기 위해 사용자에 의해 평가될 수 있는 스크린을 도시한 것이다.
설명
본 발명의 원리의 이해를 촉진하기 위해, 이제 도면에 예시되고 다음 명세서에 기재되어 있는 실시양태를 참고로 할 것이다. 이에 의해 본 발명의 범위에 대한 어떠한 제한도 의도되지 않음이 이해된다. 또한, 본 발명은 예시된 실시양태에 대한 임의의 변경 및 변형을 포함하고 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자에 의해 통상적으로 수행되는 본 발명의 원리의 추가의 적용을 포함함이 이해된다.
도 4를 참고로 하면, 전체적으로(100)으로 지정된 바이오마커 모니터링 네트워크의 묘사가 도시된다. 네트워크(100)은 휴대용 웰니스 유닛(102), 다른 장치(104x), 웹 애플리케이션(web application)(106) 및 모바일 애플리케이션(mobile application)(108)을 포함한다. 휴대용 웰니스 유닛(102), 다른 장치(104x), 웹 애플리케이션(106) 및 모바일 애플리케이션(108)은 통신 네트워크(110)에 작동가능하게 연결된다.
하나의 실시양태에서 통신 네트워크(110)은 끊김없는 무선 네트워크, 예컨대 인터넷 또는 휴대 전화 네트워크이다. 상기 실시양태에서, 바이오마커 모니터링 네트워크(100) 내의 부품은 인터넷에 연결하기 위해 이용가능한 와이파이(Wi-Fi) 네트워크를 이용하도록 설정될 수 있다. 바이오마커 모니터링 네트워크(100) 내의 부품은 추가로 또는 별법으로 휴대 전화 네트워크와 같은 무선 시스템을 통해 직접 또는 인터넷을 통해 통신 네트워크(110)에 접속하도록 설정될 수 있다.
다른 장치(104x)는 휴대용 웰니스 유닛, 사용자 인터페이스, 그래픽 사용자 인터페이스, 키보드, 프린트 장치, 원거리 및/또는 로컬(local) 통신 연결, 디스플레이, 및 외부에서 생성된 정보가 바이오마커 모니터링 네트워크(100)에 제공되도록 허용하고 바이오마커 모니터링 네트워크(100)의 내부 정보가 외부에 전달되도록 허용하는 다른 장치를 포함할 수 있다.
웰니스 유닛(102)는 도 5를 참고로 하여 보다 상세히 설명된다. 웰니스 유닛(102)는 네트워크 인터페이스(120), I/O 부분(122), 프로세서(124), 비휘발성 메모리(126), 신호 처리 회로(128), 및 검출기 전자장치(130)을 포함한다. 시험 포트(132)는 검출기 전자장치(130)에 작동가능하게 연결되거나 또는 그에 대해 위치한다. 네트워크 인터페이스(120)은 통신 네트워크(110)과의 통신을 수행하는 통신 회로이다. 네트워크 인터페이스(120)은 추가로 단독으로 또는 프로세서(124)와 함께 통신 네트워크(110)으로부터 받은 무선 통신의 메시지를 해석한다. 몇몇 실시양태에서, 네트워크 인터페이스(120)은 통신 네트워크(110)에 연결하기 위해 단독으로 또는 무선 기능과 함께 사용하기 위한 유선 인터페이스를 포함할 수 있다.
I/O 부분(122)는 그래픽 사용자 인터페이스, 키보드, 프린트 장치, 원거리 및/또는 로컬 통신 연결, 디스플레이, 및 외부에서 생성된 정보가 휴대용 웰니스 유닛(102)에 제공되도록 허용하고 휴대용 웰니스 유닛(102)의 내부 데이타가 외부에 전달되도록 허용하는 다른 장치를 포함할 수 있다.
프로세서(124)는 적합하게는 범용 컴퓨터 처리 회로, 예컨대 마이크로프로세서 및 그의 연관 회로일 수 있다. 프로세서(124)는 휴대용 웰니스 유닛(102)의 일반적인 작동을 제어하고 본원에서 그가 가지고 있는 것으로 생각되는 기능을 수행하도록 작동할 수 있다.
플래시 프로그램가능 EEPROM으로서 구현될 수 있는 프로그램가능 비휘발성 메모리(126)은 검출기 전자장치(130)에 대한 배열(configuration) 정보를 저장한다. 프로그램가능 비휘발성 메모리(126)은 휴대용 웰니스 유닛(102)의 "어드레스(address)" 또는 "ID"를 포함하고, 이것은 휴대용 웰니스 유닛(102)에 의해 생성된 임의의 통신에 첨부된다. 메모리(126)은 정보를 통신 네트워크(110)에 전송하기 위해 프로세서(124)에 의해 사용되는 시스템 통신 파라미터에 관한 셋-업(set-up) 배열 정보를 추가로 포함한다. 메모리(126) 내에는 검출기 제어 프로그램(134) 및 프로그램 명령어(136)이 존재한다. 아래에 보다 상세하게 기재되어 있는 검출기 제어 프로그램(134) 및 프로그램 명령어(136)은 프로세서(124) 및/또는 적절한 임의의 다른 부품에 의해 실행가능하다. 또한, 인자 데이타베이스(138)이 메모리(126) 내에 위치한다.
신호 처리 회로(128)은 검출기 전자장치(130)과 접속되고 아날로그 검출기 신호를 디지털 신호로 전환하고 디지털 신호를 프로세서(124)에 제공하는 회로를 포함한다. 일반적으로, 프로세서(124)는 디지털 검출기 정보를 신호 처리 회로(128)로부터 받고, 정보를 통신 네트워크(110)에 제공한다.
상기 실시양태에서 검출기 전자장치(130)은 표지 판독기(reader)를 포함한다. 표지 판독기는 시험 포트(132) 내에 삽입되거나 이 포트에 의해 제공되는 샘플 수집기의 하나 이상의 시험 부위에 제공되는 샘플 내의 관심있는 분자의 농도와 연관된 신호를 검출하도록 설정된다. 검출기 전자장치(130) 내에 통합된 센서 또는 센서들의 종류는 아래에서 보다 상세하게 논의되는 특정 관심있는 분자에 대해 사용되는 특정 표지에 따라 상이할 것이다. 따라서, 다양한 실시양태는 발광, 형광, 비색, 전기화학, 임피던스(impedance), 및 자기 센서를 사용할 수 있다. 샘플 수집기는 96-웰 플레이트, 더 적은 웰 또는 추가의 웰을 갖는 플레이트, 마이크로어레이 플랫폼(platform), 인쇄 회로 기판 플랫폼, CMOS 칩(chip) 플랫폼, 다중(multiplexed) 검정, 단백질 어레이, 측면 유동 장치, 샌드위치 검정, 경쟁 검정, 비드 기반 어레이 또는 다른 적절한 플랫폼을 비롯하여 다양한 시험 부위 플랫폼의 형태로 제공될 수 있다.
바이오마커 모니터링 네트워크(100)이 바이오마커 모니터링 네트워크의 한 배열을 제시하지만, 상기한 다양한 부품이 많은 대안적 네트워크에 구성될 수 있다. 예로서, 인자 데이타베이스(138) 및 몇몇 프로그램 명령어(136)은 웹 애플리케이션(106) 또는 모바일 애플리케이션(108) 내에 저장될 수 있다. 상기 실시양태에서, 휴대용 웰니스 유닛(102)는 하나 이상의 인터넷, 무선 휴대 네트워크, 근거리 네트워크, 또는 광역(wide area) 네트워크를 사용하여 웹 애플리케이션(106) 또는 모바일 애플리케이션(108)에 접속하도록 설정될 수 있다. 그러한 실시양태에서, 휴대용 웰니스 유닛(102)와 관련하여 설명한 몇몇 기능이 웹 애플리케이션(106) 또는 모바일 애플리케이션(108)에 제공될 수 있다. 상기 실시양태에서 휴대용 웰니스 유닛(102)는 제한된 수의 샘플을 얻고 샘플 데이타를 제한된 횟수로 전달하도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 웰니스 유닛(102)에는 단지 단일 통신이 가능하기에 충분한 전력이 제공될 수 있다.
도 6에는, 네트워크(100)의 예시적인 작동 방식을 제시하는, 전체적으로(160)으로 지정된 흐름도가 제시되어 있다. 초기에, 검출기 제어 프로그램(DCP)(134)는 메모리 1126 내에 저장될 수 있다(블록(162)). 검출기 제어 프로그램(134)는 검출기 전자장치(130)의 전자적 제어를 위한 검출기 제어 프로그램 명령어를 포함한다. 검출기 제어 프로그램 명령어는 프로세서(124)가 교정 절차의 성능을 비롯한 검출기 전자장치(130)의 작동을 제어할 수 있도록 한다. 추가로 또는 별법으로, 검출기 제어 프로그램 명령어는 바이오마커 모니터링 네트워크의 다른 부품에 제공될 수 있다.
다음으로, 휴대용 웰니스 유닛(102)는 사용자에게 제공된다(블록(164)). 이어서, 휴대용 웰니스 유닛(102)가 활성화된다(블록(166)). 휴대용 웰니스 유닛(102)의 활성화시에, 처리 회로(106)은 데이타 포획 서브루틴(subroutine)을 개시한다. 추가로, 처리 회로(102)는 통신 네트워크(110)과 연결을 확립한다(블록(168)). 별법으로, 휴대용 웰니스 유닛(102)는 과정의 보다 추후 시점에서 통신 네트워크(110)과 연결을 확립한다.
검출기 전자장치(120)으로부터의 초기 출력은 신호 처리 회로(128)을 통해 프로세서(124)로 전달된다(블록(170)). 초기 센서 데이타는 검출기 전자장치(120)을 교정하기 위해 프로세서(124)에 의해 사용된다(블록(172)).
이어서, 인자 데이타베이스(138)이 채워진다(블록(174)). 인자 데이타베이스(138)을 채우기 위해 사용된 데이타가 하나 이상의 다른 장치(104x)로부터 입력될 수 있다. 별법으로, I/O 부분(122)가 인자 데이타를 입력하기 위해 휴대용 웰니스 유닛(102)의 착용자에 의해 사용될 수 있다.
이어서, 착용자는 생물학적 샘플을 제공한다(블록(176)). 생물학적 샘플의 형태는 검출할 특정 바이오마커에 따라 결정된다. 생물학적 샘플은 인체 유체, 예컨대 혈액, 혈청, 타액, 생물학적 세포, 소변, 또는 다른 생체분자의 형태일 수 있다. 생물학적 샘플은 시험 포트(132) 내로 삽입되는 적합한 샘플 플랫폼 상에 제공된다(블록(178)).
프로세서(124)에 의해 실행될 때 검출기 제어 프로그램 명령어는 생물학적 샘플을 처리하고 관심있는 바이오마커에 대한 친화도를 갖는 분자를 포획하기 위해 부착된 표지를 검출하도록 검출기 전자장치(130)을 제어한다 (블록(180). 하나의 실시양태에서, 검출기 전자장치(130)은 Th1, Th2, 및 조절성 Tr1 세포의 농도를 나타내는 표지를 검출하기 위해 제어된다. 이들 세포의 농도는 Th1 세포가 IFNγ를 분비하고, Th2 세포가 IL-4, IL-5, 및 IL-13을 분비하고 Tr1 세포가 IL-10 및 TGFβ를 분비하기 때문에 그의 시토카인 프로파일을 기초로 하여 추정될 수 있다. 특정 개체에 따라, 바이오마커는 하나 이상의 다양한 시토카인, 케모카인, 메탈로프로테이나제, 독성 바이오마커 또는 항원일 수 있다. 몇몇 구체적인 예는 IFNγ, IL-2, IL-4, IL-5, IL-7, IL-9, IL-10, IL-12, IL-15, IL-21, IL-22, IL-23, TGFβ, TNFβ, MCP-1, IgG1-4, IgE, 및 IgM이다.
바이오마커 검출기 데이타는 신호 처리 회로(128)을 통해 프로세서(124)로 전달된다(블록(182)). 바이오마커 검출기 데이타는 프로세서(124)에 의해 처리되고, 메모리(126)에 일자/시간 스탬프와 함께 저장된다(블록(184)). 예로서, Th1, Th2, 및 Tr1 세포의 추정 농도와 연관된 데이타는 생물학적 샘플이 처리된 때를 나타내는 일자/시간 스탬프와 함께 메모리(126)에 저장될 수 있다.
상기한 작용은 상이한 순서로 수행할 수 있다. 예로서, 인자는 웰니스 유닛(102)를 대상체에게 제공하기 전에 저장될 수 있다. 추가로, 다양한 작용은 네트워크(100)의 상이한 부품에 의해 수행될 수 있다. 예로서, 하나의 실시양태에서, 검출기 전자장치(130)의 출력은 원거리 위치, 예컨대 저장을 위해 센서로부터 먼 서버에 전송될 수 있다.
휴대용 웰니스 유닛(102)는 본원에서 사용되는 바와 같이 바이오마커 검출기 데이타를 기초로 하여 개체의 면역계 상태에 관한 데이타를 의미하는 웰니스 데이타를 제공하도록 설정된다. 웰니스 데이타는 예를 들어 장치(104x)에 의한 디스플레이를 위해 데이타를 통신 네트워크(110)을 통해 전송함으로써 제공된다. 웰니스 데이타는 장치(104x)를 통한 접속에 의해 실시간으로 또는 착용자 또는 다른 인가된 개체에 의해 선택된 또 다른 시간에 피드백으로서 제공될 수 있다. 바이오마커 검출기 데이타를 기초로 한 웰니스 데이타는 아래에서 보다 상세히 논의되는 바와 같이 다른 데이타와 조합될 수 있다. 하나의 실시양태에서, 웰니스 데이타는 휴대용 웰니스 유닛(102)의 I/O 부분(122)를 통해 제공된다.
예컨대 데이타가 인터넷 연결에 의해 메모리(126)에 연결된 장치(104x)에 의해 접속될 때, 메모리(126)에 저장된 검출기 데이타를 기초로 하여 웰니스 데이타를 제공하기 위해 사용될 수 있는 스크린이 도 7에 도시된다. 스크린(200)은 내비게이션(navigation) 부분(202) 및 데이타 부분(204)를 포함한다. 많은 폴더(206)은 데이타 부분(204) 내에 생성된다. 하나의 실시양태에서 폴더(206)은 상이한 개체와 연관된다. 또 다른 실시양태에서, 폴더는 각각 단일 개체와 연관된다. 상기 예의 경우에, 각각의 폴더(206)은 단일 개체와 연관되고, 휴대용 웰니스 유닛(102)의 I/O 부분(122)에 의해 생성될 수 있다.
폴더(206)은 요약 폴더(208), 제1 알레르겐 폴더(210), 제2 알레르겐 폴더(212), 천식 폴더(214), 및 암 폴더(216)을 포함한다. 요약 폴더(208)은 차트(218)을 포함한다. 차트(248) 상에 생성될 수 있는 데이타는 휴대용 웰니스 유닛(102)와 연관된 개체 또는 대상체의 신원, 요약 웰니스 데이타, 및 다른 요구되는 데이타를 포함한다.
제1 알레르겐 폴더(210)을 선택함으로써, 제1 알레르겐 폴더(210)은 스크린(200)의 맨 앞으로 이동한다. 맨 앞에 있을 때, 관찰자는 도 8에 도시된 바와 같이 제1 알레르겐 폴더(210)을 보게 된다. 제1 알레르겐 폴더(210)은 제1 알레르겐에 대한 반응을 기초로 하여 대상체의 면역계에 관한 웰니스 데이타를 디스플레이한다. 상기 실시양태에서, 제1 알레르겐 폴더(210)은 각각 대상체의 Th1/Th2 비의 가시적 제시, 대상체의 Th1/Th2 비의 수치적 계량, 및 대상체의 면역계의 건강에 대한 기술어를 디스플레이하기 위해 사용되는 데이타 필드(220, 222, 및 224)를 디스플레이한다. 제시된 데이타 필드는 변경될 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 데이타 필드는 개체의 다른 생물학적 파라미터, 예컨대 호흡률, 심박수, 및 혈액 산소 함량을 나타내기 위해 사용될 수 있다. 필요한 경우, 검출기 전자장치(130)은 생물학적 파라미터를 검출하기 위해 센서를 포함할 수 있다.
제1 알레르겐 폴더(210)은 개인적인 인자 윈도우(226)에서 개인적인 인자를, 환경 인자 윈도우(228)에서 환경 인자를 추가로 확인한다. 개인적인 인자는 대상체의 면역계에 영향을 줄 수 있는 개체에 특유한 인자이다. 개인적인 인자는 약물의 투여, 개체가 참여하는 활동의 종류, 예컨대 하이킹, 수면 등, 및 음식 섭취를 포함할 수 있다. 몇몇의 개인적인 인자, 예컨대 온도, 심박수, 및 호흡률은 검출기 전자장치(130) 내에 제공된 센서로부터 얻을 수 있다. 다른 개인적인 인자는 장치(104x)에 의해 또는 I/O 부분(122)에 의해 제공될 수 있다. 예를 들어, 휴대용 웰니스 유닛(102)는 장치, 예컨대 수면 데이타를 얻기 위한 지속성 기도 양압(CPAP) 장치에 작동가능하게 연결되도록 설정될 수 있다.
환경 인자는 개체에 특유하지는 않지만, 대상체의 면역계에 영향을 줄 수 있는 인자이다. 환경 인자는 공기 내의 오염물질, 예컨대 제1 알레르겐, 공기 온도, 습도 등을 포함한다. 필요한 경우, 환경 인자는 개체의 물리적 위치를 포함할 수 있다. 몇몇 실시양태에서, 검출기 전자장치(130)은 그로부터 환경 인자가 결정되는 데이타를 얻기 위한 센서를 포함한다. 따라서, 검출기 전자장치(130)은 온도 센서, 습도 센서 등을 포함할 수 있다. 휴대용 웰니스 유닛(102) 내의 GPS 센서 또는 중계국으로부터 얻은 데이타가 물리적 위치 데이타를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
다양한 상이한 스크린이 메모리(126)으로부터 얻은 데이타를 디스플레이하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 데이타가 디스플레이되는 방식과 함께 특정 스크린에 대해 선택된 데이타는 상이한 용도에 대해 주문제작될 수 있다. 예로서, 상기 실시양태에서, 제1 알레르겐 폴더(210)은 1일 차트 버튼(230)을 추가로 포함한다. 1일 차트 버튼(230)의 선택하면 도 9에 제시된 바와 같이 스크린(240)이 생성된다. 스크린(240)은 24시간 윈도우에 걸쳐 활동을 검토하기 위한 쉽게 유도가능한(navigable) 인터페이스를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
스크린(240)은 내비게이션 부분(242) 및 데이타 부분(244)를 포함한다. 데이타 부분(244)는 대상체를 확인하기 위한 확인 필드(246) 및 데이타 부분(244) 내의 데이타와 연관된 데이타를 디스플레이하는 데이타 필드(248)을 포함한다.
데이타 부분(244) 내의 1일 면역계 상태 차트(250)은 Th1:Th2의 역치(그 미만에서는 면역계가 건강한 것으로 간주됨)를 보여주는 선(252)를 보여준다. 24시간에 걸쳐 개체의 실제 면역계 웰니스는 웰니스 선(254)에 의해 확인된다. 차트(250)은 개인적인 인자 및 개체의 면역계의 건강에 영향을 줄 수 있는 환경 인자의 묘사를 추가로 포함한다.
인자의 성질에 따라, 인자는 차트(250)에 수평선, 수직선, 또는 밴드(band)로 표시될 수 있다. 예로서, 대체로 수평인 선(256)은 개체가 노출되는 공기의 양을 나타내도록 사용될 수 있고, 수직선(258 및 260)은 각각 개체가 깨어있고 알레르기 샷(allergy shot)을 받은 시간을 나타낸다. 밴드(262)는 개체가 사과를 먹는 시간 프레임을 확인하기 위해 사용된다. 필요한 경우, 면역계 웰니스에 영향을 주는 중요한 인자를 개체가 보다 잘 확인할 수 있도록 하기 위해 더 많거나 더 적은 개인적인 인자 및 환경 인자가 차트(250) 상에 생성될 수 있다.
차트(250)에 생성된 데이타는 메모리(126), 예컨대 인자 데이타베이스(138)에 저장된 데이타로부터 얻을 수 있다. 저장된 데이타는 검출기 전자장치(130)에 의해 생성된 데이타로부터 및 하나 이상의 장치(104x) 또는 I/O 부분(122)를 통해 입력된 데이타로부터 얻을 수 있다. 예로서, 스크린(240)은 편집가능한 데이타 필드 264 및 268을 추가로 포함한다. 편집가능한 데이타 필드(264 및 268)을 통해 사용자는 각각 개인적인 인자 및 환경 인자에 관련된 정보를 추가하거나 변경할 수 있다. 예를 들어, 편집가능한 데이타 필드(264)를 선택함으로써, 사용자는 날짜, 시간, 및 복용하였거나 복용할 의약의 양을 입력할 수 있다.
대상체의 습관 및 개체의 면역계에 대한 상기 습관의 효과에 대한 증가된 이해를 제공하기 위해 상기 제시된 기능 이외에 다양한 기능이 스크린(240)에 도입될 수 있다. 추가로, 바이오마커 모니터링 네트워크(100)이 다양한 시나리오에서 사용될 수 있다. 정상적인 활동 동안 개체의 면역계에 대한 이해를 제공하기 위한 바이오마커 모니터링에 추가로, 바이오마커 모니터링 네트워크(100)이 공식적인 및 비공식적인 시험의 수행시에 사용될 수 있다. 장치(104x)를 통해 애플리케이션, 예컨대 웹 애플리케이션(106) 및 모바일 애플리케이션(108)에 접속하고 상기 장치와 데이타를 공유하는 능력은 휴대용 웰니스 유닛(102)를 착용하는 개체에 의해 또는 장치(104x)를 통해 데이타에 접속하는 연구자에 의해 다양한 상이한 가설이 시험되도록 한다. 휴대용 웰니스 유닛(102)는 처방된 의약에 대한 개체의 반응을 조사하기 위해 치료 의사에 의해 추가로 사용될 수 있다.
휴대용 웰니스 유닛(102)로부터 얻은 데이타는 또한 많은 상이한 기능을 제공하기 위해 다른 개체와 연관된 다른 휴대용 웰니스 유닛(102)로부터의 데이타와 종합될 수 있다. 예를 들어, 환자 특이적 데이타가 제거되면, 종합 데이타는 일반 대중에게 이용될 수 있다. 따라서, 한 지역으로 여행하기에 앞서, 특정 알레르겐, 예컨대 꽃가루에 반응하는 것으로 알려진 개체는 그 알레르겐이 해당 지역에서 현재 개체의 바이오마커를 기초로 할 때 해당 지역에서 우려되고 있는지를 결정하기 위해 종합 데이타를 저장하는 데이타베이스에 접속할 수 있다.
본 발명이 도면 및 상기한 설명에서 예시되고 상세하게 설명되었지만, 이것은 예시적인 것이고 특성이 제한적인 것으로서 간주되지 않아야 한다. 단지 바람직한 실시양태가 제시되었고, 본 발명의 취지 내에 포함되는 모든 변화, 변경 및 추가의 용도의 보호가 요망됨이 이해된다.

Claims (20)

  1. 통신 네트워크;
    통신 네트워크와 통신 연결을 형성하도록 설정된 휴대용 웰니스 장치로서,
    생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커를 검출하도록 설정된 검출기,
    제1 메모리,
    제1 메모리에 저장된 다수의 프로그램 명령어, 및
    제1 메모리에 작동가능하게 연결되고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커의 검출을 기초로 하여 웰니스 데이타를 생성하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 설정된 처리 회로
    를 포함하는, 휴대용 웰니스 장치; 및
    통신 네트워크에 작동가능하게 연결되고 웰니스 데이타를 제공하도록 설정된 원거리 사용자 인터페이스
    를 포함하는 바이오마커 모니터링 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 휴대용 웰니스 장치가 휴대용 사용자 인터페이스를 포함하고, 처리 회로가 웰니스 데이타를 휴대용 사용자 인터페이스에 제공하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 추가로 설정되는 것인 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 웰니스 데이타가 정량적 데이타를 포함하는 것인 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 제1 메모리로부터 이격된 제2 메모리를 추가로 포함하고, 제2 메모리는 통신 네트워크에 작동가능하게 연결되고, 원거리 사용자 인터페이스는 제2 메모리에 저장된 웰니스 데이타를 제공하는 것인 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 적어도 하나의 바이오마커가
    T 헬퍼(helper) 1 세포와 연관된 적어도 하나의 제1 바이오마커;
    T 헬퍼 2 세포와 연관된 적어도 하나의 제2 바이오마커; 및
    T 조절 세포와 연관된 적어도 하나의 제3 바이오마커
    를 포함하는 것인 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 각각의 적어도 하나의 제1 바이오마커 및 적어도 하나의 제2 바이오마커가 시토카인, 케모카인, 메탈로프로테이나제, 독성 바이오마커, 또는 항원을 포함하는 것인 시스템.
  7. 제5항에 있어서, 웰니스 데이타가 생물학적 샘플 내의 T 헬퍼 1 세포 및 T 헬퍼 2 세포의 상대적인 양과 연관되는 것인 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 제공된 웰니스 데이타가 일정 시간에 걸쳐 T 헬퍼 1 세포 및 T 헬퍼 2 세포의 상대적인 양의 표시를 포함하는 것인 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 웰니스 데이타가
    일정 시간에 걸친 개인적인 인자의 표시; 및
    일정 시간 동안 환경 인자의 표시
    중의 하나 이상을 추가로 포함하는 것인 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 개인적인 인자가
    수면 기간;
    의약; 및
    섭취(consumption)
    중의 하나 이상을 포함하는 것인 시스템.
  11. 제9항에 있어서, 환경 인자가
    위치;
    환경 조건; 및
    활동
    중의 하나 이상을 포함하는 것인 시스템.
  12. 통신 네트워크;
    통신 네트워크에 작동가능하게 연결가능하고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커를 검출하도록 설정된 착용가능한 검출기 장치;
    통신 네트워크에 작동가능하게 연결된 메모리;
    메모리에 저장된 다수의 프로그램 명령어;
    통신 네트워크에 작동가능하게 연결되고 생물학적 샘플 내의 적어도 하나의 바이오마커의 검출을 기초로 하여 면역계의 상태를 나타내는 웰니스 데이타를 생성하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 설정된 처리 회로; 및
    웰니스 데이타를 제공하기 위해 처리 회로에 작동가능하게 연결된 사용자 인터페이스
    를 포함하는 바이오마커 모니터링 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 착용가능한 검출기 장치가 처리 회로 및 사용자 인터페이스를 포함하는 것인 시스템.
  14. 제12항에 있어서, 적어도 하나의 바이오마커가
    T 헬퍼 1 세포와 연관된 적어도 하나의 제1 바이오마커; 및
    T 헬퍼 2 세포와 연관된 적어도 하나의 제2 바이오마커
    를 포함하는 것인 시스템.
  15. 제14항에 있어서, 각각의 적어도 하나의 제1 바이오마커 및 적어도 하나의 제2 바이오마커가 시토카인, 케모카인, 메탈로프로테이나제, 독성 바이오마커, 또는 항원을 포함하는 것인 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 웰니스 데이타가 생물학적 샘플 내의 T 헬퍼 1 세포 및 T 헬퍼 2 세포의 상대적인 양과 연관되는 것인 시스템.
  17. 제12항에 있어서, 처리 회로가
    생물학적 데이타를 기초로 한 제1 데이타를 제공하고;
    개인적인 인자 또는 환경 인자를 기초로 한 제2 데이타를 제공하기 위해
    프로그램 명령어를 실행하도록 추가로 설정되는 것인 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 처리 회로가
    개체의 수면 기간;
    개체가 복용하는 의약; 및
    개체에 의한 물질의 섭취
    로 이루어지는 군 중의 하나 이상을 기초로 하여 제1 데이타를 제공하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 추가로 설정되는 것인 시스템.
  19. 제17항에 있어서, 처리 회로가
    개체의 위치;
    개체 주위의 환경 조건; 및
    개체의 활동
    으로 이루어지는 군 중의 하나 이상을 기초로 하여 제2 데이타를 제공하기 위해 프로그램 명령어를 실행하도록 추가로 설정되는 것인 시스템.
  20. 제17항에 있어서, 처리 회로가
    생물학적 데이타를 기초로 한 제1 데이타를 제공하고;
    개인적인 인자 또는 환경 인자를 기초로 한 제2 데이타를 제공하기 위해
    프로그램 명령어를 실행하도록 추가로 설정되는 것인 시스템.
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