KR20200144550A - 교체가능 센서 시스템들 및 방법들 - Google Patents

교체가능 센서 시스템들 및 방법들 Download PDF

Info

Publication number
KR20200144550A
KR20200144550A KR1020207030141A KR20207030141A KR20200144550A KR 20200144550 A KR20200144550 A KR 20200144550A KR 1020207030141 A KR1020207030141 A KR 1020207030141A KR 20207030141 A KR20207030141 A KR 20207030141A KR 20200144550 A KR20200144550 A KR 20200144550A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sensor
modular
sensors
subject
graphene
Prior art date
Application number
KR1020207030141A
Other languages
English (en)
Inventor
라자테쉬 라빈드라 구디반데
사우랍 라다크리슈난
Original Assignee
그래프웨어 테크놀로지스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 그래프웨어 테크놀로지스 인크. filed Critical 그래프웨어 테크놀로지스 인크.
Publication of KR20200144550A publication Critical patent/KR20200144550A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/0002—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network
    • A61B5/0015—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system
    • A61B5/0024—Remote monitoring of patients using telemetry, e.g. transmission of vital signals via a communication network characterised by features of the telemetry system for multiple sensor units attached to the patient, e.g. using a body or personal area network
    • A61B5/04—
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14546—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring analytes not otherwise provided for, e.g. ions, cytochromes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/41—Detecting, measuring or recording for evaluating the immune or lymphatic systems
    • A61B5/411—Detecting or monitoring allergy or intolerance reactions to an allergenic agent or substance
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00—Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04—Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0443—Modular apparatus
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/02—Details of sensors specially adapted for in-vivo measurements
    • A61B2562/0285—Nanoscale sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/12—Manufacturing methods specially adapted for producing sensors for in-vivo measurements
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00—Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/164—Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted in or on a conformable substrate or carrier
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/082—Evaluation by breath analysis, e.g. determination of the chemical composition of exhaled breath
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • A61B5/1451—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for interstitial fluid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14507—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood
    • A61B5/14517—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue specially adapted for measuring characteristics of body fluids other than blood for sweat
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6802—Sensor mounted on worn items
    • A61B5/681—Wristwatch-type devices
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/683—Means for maintaining contact with the body
    • A61B5/6832—Means for maintaining contact with the body using adhesives
    • A61B5/6833—Adhesive patches

Abstract

교체가능 센서 엘리먼트, 판독 시스템 및, 옵션 사항으로, 디바이스를 환자에게 또는 연결된 디바이스에게 접착하기 위한 마운트를 포함할 수도 있는 감지 시스템이 본원에서 개시된다. 또한, 센서 기판을, 예를 들면, 자기적으로, 웨어러블 시스템에 편리하게 부착하기 위한 방법 및 설계가 본원에서 개시된다. 또한, 후속하는 송신 및 프로세싱을 위해, 웨어러블 시스템에 부착되어 있는 동안 센서 엘리먼트로 그리고 센서 엘리먼트로부터 신호를 판독하고 기록하기 위한 방법 및 설계가 본원에서 개시된다. 또한 자기 코어를 갖는 자기적으로 부착 가능한 FPC 센서 기판을 생성하기 위한 설계 및 방법이 본원에서 개시된다.

Description

교체가능 센서 시스템들 및 방법들
본 출원은 2018년 3월 20일자로 출원된 미국 가출원 번호 제62/645,565호의 이익을 주장하는데, 이 가출원은 참조에 의해 본원에 통합된다.
신호(예를 들면, 생리학적 신호)를 감지하는 비침습적이고 빠르고 편리한 방식은, 건강 관리를 위한, 임상 환경에서의 또는 일반 소비자 시장에 대한 점점 더 주목하는 영역이 되고 있다. 그러나, 종래의 모니터링 시스템은, 질병 및/또는 신체 생리(body physiology)를 검출하는 능력(예를 들면, 감도, 특이성(specificity), 등등) 또는 오늘날 세계에서 요구되는 편의성이 부족할 수도 있다. 예를 들면, 침습적 방법이 필요할 수도 있거나, 또는 모니터링을 위해 혈액 또는 소변이 필요로 될 수도 있다. 따라서, 예를 들면, 땀을 통해, 신체 생리를 모니터링하거나 또는 질병을 검출하는 비침습적이고 효과적인 방식에 대한 필요성이 있을 수도 있다.
본원에서 개시되는 실시형태는 생리학적 신호를 모니터링하기 위한 디바이스, 시스템, 및 방법을 제공한다. 높은 감도 및/또는 특이성을 가지고 생리학적 신호를 모니터링함에 있어서 일회용 또는 교체가능 센서가 활용될 수도 있다. 글루코오스 또는 젖산(lactic acid)을 비롯한 다양한 생리학적 신호가, 유저에게 불편함을 주지 않으면서, 편리하게, 그리고 실시간으로 모니터링될 수도 있다. 예를 들면, 유저는 그들의 신체의 임의의 곳에서 (예를 들면, 손목 밴드로서) 디바이스(예를 들면, 패치(patch) 또는 손목 스트랩과 같은 소형 부착부(attachment))를 착용할 수도 있고, 디바이스는 생리학적 신호를 스크리닝하기 위해 땀을 모니터링하고 검출할 수도 있다. 신호가 정확하고 편리하게 모니터링될 수도 있도록 디바이스에 커플링될 수도 있고 그로부터 분리될 수도 있는 소형의 일회용(disposable) 또는 교체가능 센서가 유익하게 제공될 수도 있다.
본 개시의 몇몇 양태에 따르면, 모듈식 센서가 개시된다. 모듈식 센서는: 기판; 기판의 표면 상에 제공되는 복수의 콘택 전극; 및 복수의 센서 엘리먼트를 집합적으로 형성하기 위해 복수의 콘택 전극 사이에서 배치되는 복수의 감지 라인을 포함할 수도 있는데, 각각의 센서 엘리먼트는 콘택 전극의 쌍 사이에서 길이 방향으로 연장되는 적어도 하나의 감지 라인을 포함하고, 모듈식 센서는 감지 장치로서의 사용을 위해 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스에 전자적으로 커플링될 때 능동 감지 유닛(active sensing unit)으로서 기능하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스 상의 오목한 하우징(recessed housing) 내에 끼워지도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 오목한 하우징에 의해 보호된다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 철 금속(ferrous metal) 또는 합금을 포함하고, 디바이스는 자기 재료(magnetic material)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 자기 재료와 철 금속 또는 합금 사이의 인력을 통해 디바이스 상의 제자리에서 커플링되어 유지되도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 중 적어도 하나는 나노스케일 재료를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 중 적어도 하나는 그래핀(graphene)을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 각각은 그래핀을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 유체에서 하나 이상의 마커를 검출(marker)하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 피실험자(subject)의 생물학적 유체(biological fluid)에서 하나 이상의 바이오마커(biomarker)를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 동일한 바이오마커를 검출하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체는 피부의 표면을 통해 획득되는 땀 또는 간질액(interstitial fluid)을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체는 디바이스에 대한 호기(exhaling)로부터 획득되는 호흡 유래 수증기(breath originated water vapor) 또는 폐 유래 수증기(lung originated water vapor)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트의 각각은 상이한 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 다중 채널 다중화 구성(multichannel multiplexed configuration)에서 동작하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커는, 전해질(electrolyte), 글루코오스(glucose), 젖산(lactic acid), IL6, 사이토카인(cytokine), HER2, 코르티솔(Cortisol), ZAG, 콜레스테롤(cholesterol), 비타민, 단백질, 약물 분자(drug molecule), 대사 산물(metabolite), 펩타이드(peptide), 아미노산(amino acid), DNA, RNA, 압타머(aptamer), 효소(enzyme), 생체 분자(biomolecule), 화학 분자(chemical molecule), 합성 분자(synthetic molecule), 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커는 전해질, 글루코오스, 및 젖산을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체 샘플은 땀, 호흡, 타액, 귀지, 소변, 정액, 혈장(blood plasma), 바이오 유체(bio-fluid), 화학적 유체, 공기 샘플, 가스 샘플, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체 샘플은 땀 또는 호흡을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 생물학적 유체 샘플과 접촉할 때 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는, 생물학적 유체 샘플을 추출하기 위해 피실험자의 피부를 침투할 필요 없이, 비침습적 방식으로 하나 이상의 바이오마커를 검출할 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는, 디바이스가 피실험자 상에 착용되고 있거나 또는 피실험자에 근접할 때 실질적으로 실시간으로 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 나타내는 데이터가 디바이스에 의해 수집되어 저장된다. 몇몇 실시형태에서, 데이터는, 디바이스가 피실험자 상에 착용되고 있거나 또는 피실험자에게 근접한 시간 기간에 걸쳐 수집되어 디바이스 상에 저장된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는, 도구의 사용 없이 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 10 초 미만 내에 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다.
감지 장치가 또한 개시된다. 감지 장치는: 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있거나 또는 피실험자 근처에 있을 때 피실험자의 생물학적 유체 샘플에서 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성되는 복수의 모듈식 센서; 및 복수의 모듈식 센서로부터 선택되는 모듈식 센서에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는 디바이스를 포함할 수도 있는데, 디바이스는 모듈식 센서로부터의 감지 신호를 수신, 저장, 및 전송하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 디바이스는 네트워크를 통해 감지 신호를 송신하도록 구성되는 송신기를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 감지 신호를 피실험자와 관련되며 피실험자에 근접하는 모바일 디바이스로 송신하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 모듈식 센서를 수용하여 지지하도록 구성되는 오목한 하우징을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 자기 부착 메커니즘을 통해 모듈식 센서에 분리 가능하게 커플링된다. 몇몇 실시형태에서, 자기 부착 메커니즘은 모듈식 센서 및 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 자기 재료, 및 모듈식 센서 및 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 철 금속 또는 합금을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 스트랩 또는 패치에 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는데, 스트랩 또는 패치는 피실험자의 신체의 일부 상에 착용되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 모듈식 센서는 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서(graphene-based sensor)를 포함한다.
디바이스가 또한 개시된다. 디바이스는: 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 센서에 동작 가능하게 커플링되도록 구성되는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있는데, 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물을 검출하기 위한 두 개 이상의 상이한 센서는, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때 또는 디바이스 근처에 있을 때 디바이스 상에서 수집되는 피실험자의 샘플로부터 검출될 타겟 분석물의 타입(들)에 따라, 디바이스에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 부착 가능하다.
몇몇 실시형태에서, 샘플은 피실험자의 땀, 타액, 호흡, 혈액, 또는 다른 생물학적 유체를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 상이한 타겟 분석물은 상이한 바이오마커 및/또는 화학 작용제(chemical agent)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 바이오마커는 전해질, 글루코오스, 및 젖산으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 몇몇 실시형태에서, 센서 중 적어도 하나는 샘플의 pH 또는 이온 농도를 측정하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 센서 중 적어도 하나는 그래핀 기반의 센서를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는, (i) 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서 및 (ii) 적어도 하나의 비 그래핀 기반의 센서(non graphene-based sensor)를 포함하는 이종 센서(heterogeneous sensor)이다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1 타겟 분석물에 고유한 제1 센서가 디바이스에 부착될 때 제1 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1 센서가 디바이스로부터 분리되고 제2 타겟 분석물에 고유한 제2 센서에 의해 교체될 때 제2 타겟 분석물의 검출 및 모니터링으로 전환하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 디바이스에 온보드로 위치되며, 하나 이상의 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하기 위해, 데이터가 적어도 하나의 센서에 의해 수집되고 있을 때 실질적으로 실시간으로 센서 데이터를 프로세싱하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 하나 이상의 타겟 분석물의 검출된 레벨을 디스플레이하기 위한 그래픽 디스플레이를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 프로세싱된 센서 데이터를 원격 디바이스, 서버, 또는 써드파티 엔티티로 송신하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은, 하나 이상의 타겟 분석물의 검출된 레벨에 기초하여, 피실험자에게 소정의 교정 또는 완화 조치를 처방하도록 구성되는 추천 엔진을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 모듈식 감지 키트(modular sensing kit)가 개시된다. 모듈식 감지 키트는, 임의의 양태 또는 실시형태에 따른 청구항의 (1) 디바이스 및 (2) 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스 상에서 제공되는 퀵 릴리스 메커니즘(quick release mechanism)은, 도구의 사용 없이, 상이한 별개의 센서가 디바이스에서 수동으로 부착 및 분리되는 것을 허용한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는 디바이스와는 별개로 제공된다. 몇몇 실시형태에서, 별개의 센서 중 하나 이상은 디바이스와의 단일의 사용을 위해 구성되고, 피실험자에 의한 각각의 사용 조우(use encounter) 이후 폐기된다. 몇몇 실시형태에서, 별개의 센서 중 하나 이상은 디바이스와의 다수의 사용을 위해 구성되고, 피실험자에 의한 다수의 사용 조우에서 재활용 및 재사용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는 동일한 타겟 분석물 또는 상이한 타겟 분석물에 대해 상이한 감도를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는, 둘 모두가 타겟 분석물을 검출하도록 구성되는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는데, 제1 센서는 제2 센서보다 더 높은 감도를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 제1 센서는 제2 센서와 비교하여 실질적으로 더 낮은 레벨 또는 농도의 타겟 분석물을 검출할 수 있다.
디바이스가 또한 개시된다. 디바이스는: 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서에 동작 가능하게 커플링되는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있는데, 프로세싱 모듈은, 피실험자의 소망되는 타입(들)의 감지 애플리케이션에 따라 상이한 다중화 구성에서 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 상이한 다중화 구성은, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때 또는 디바이스에 근접할 때, 디바이스 상에서 수집되는 피실험자의 샘플로부터 복수의 상이한 타겟 분석물이 검출되는 것을 허용한다. 몇몇 실시형태에서, 상이한 다중화 구성은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 증가된 감도를 가능하게 한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 디바이스의 전력 소비를 감소시키기 위해 더 적은 수의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 감도를 향상시키기 위해 더 많은 수의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 세 개 이상의 별개의 센서는 제1 타겟 분석물을 검출하기 위한 제1 센서, 제2 타겟 분석물을 검출하기 위한 제2 센서, 및 제3 타겟 분석물을 검출하기 위한 제3 센서를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1, 제2 및 제3 센서 중 적어도 두 개를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 (1) 제1 다중화 구성의 제1 및 제2 센서, (2) 제2 다중화 구성의 제2 및 제3 센서, 또는 (3) 제3 다중화 구성의 제1 및 제3 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때 또는 디바이스에 근접할 때, 디바이스 상의 피실험자로부터 수집되는 1 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플의 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 (1) 존재 및 (2) 1 fg/L에서부터 그 이상의 범위에 이르는 농도를 검출할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 1 초 미만 내에 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 존재 및 농도를 검출할 수 있다.
모듈식 센서를 제조하는 방법이 또한 개시된다. 방법은: 기판의 표면 상에 배치되는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 센서 기판을 제공하는 것; 적어도 두 개의 전극 사이의 센서 기판의 표면 상에 그래핀의 층을 퇴적하는 것; 적어도 두 개의 전극에서 또는 그 근처에서 그래핀의 층의 적어도 일부를 금속화하는(metallizing) 것; 패시베이션 폴리머(passivation polymer)로 그래핀의 층의 적어도 일부를 패시베이팅하는(passivating) 것; 및 옵션 사항으로(optionally), 그래핀의 층의 적어도 일부를 기능화하는(functionalizing) 것을 포함할 수도 있는데, 그래핀의 층은 수용체 층(receptor layer)으로 기능화되고, 수용체 층은 타겟 분석물에 민감하다.
몇몇 실시형태에서, 수용체 층은 피렌 보론산(pyrene boronic acid; PBA), 피렌 N-하이드록시숙신이미드 에스테르(Pyrene-NHS), 유기 화학물질, 방향족 분자, 고리형 분자, 효소, 단백질, 항체, 바이러스, 단일 가닥의 DNA(single stranded DNA; ssDNA), 압타머, 무기 재료, 합성 분자, 및 생물학적 분자로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 수용체를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 타겟 분석물은 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(Poly(methyl methacrylate); PMMA), 다른 플라스틱, 실리콘 이산화물(silicon dioxide), 실리콘, 유리, 알루미늄 산화물(aluminum oxide), 사파이어, 게르마늄, 갈륨 비화물(gallium arsenide), 인듐 인화물(indium phosphide), 실리콘 및 게르마늄의 합금, 패브릭(fabric), 직물(textile), 실크, 종이, 셀룰로오스 기반의 재료, 절연체, 금속, 반도체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 가요성이다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 폴리머는 아크릴, PMMA, 실리콘, 폴리실리콘, PDMS, 고무, 핫멜트 코폴리머(hotmelt co-polymer), EVA 코폴리머, 에틸렌 아크릴레이트, PET, 폴리아미드, PTFE, 플루오로폴리머, 열가소성 수지(thermoplastics), 겔, 하이드로겔, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리카프로락톤, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, 실리콘 고무, 열가소성 엘라스토머, 폴리피롤, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 폴리머는 폴리우레탄이다. 몇몇 실시형태에서, 그래핀 층을 퇴적하는 것은 그래핀 층과 기판 사이에서 배치되는 기능성 백 폴리머(functional back polymer)의 융합 온도(fusing temperature)를 넘어서게 기판을 가열하는 것을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방법은 그래핀 층 근처의 기판의 제1 부분을 친수성 재료(hydrophilic material)로 기능화하는 것을 더 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 그래핀 층 근처의 기판의 제2 부분은 친수성 재료로 기능화되지 않는다. 몇몇 실시형태에서, 기판의 제2 부분은 소수성 재료(hydrophobic material)로 기능화된다.
본 개시의 몇몇 양태에 따르면, 모듈식 센서가 제공된다. 모듈식 센서는: 기판; 기판의 표면 상에 제공되는 복수의 콘택 전극; 및 복수의 센서 엘리먼트를 집합적으로 형성하기 위해 복수의 콘택 전극 사이에서 배치되는 복수의 감지 라인을 포함할 수도 있는데, 각각의 센서 엘리먼트는 콘택 전극의 쌍 사이에서 길이 방향으로 연장되는 적어도 하나의 감지 라인을 포함하고, 모듈식 센서는 웨어러블 감지 장치로서의 사용을 위해 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스에 전자적으로 커플링될 때 능동 감지 유닛으로서 기능하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스 상의 오목한 하우징 내에 끼워지도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있을 때 오목한 하우징에 의해 보호된다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 철 금속(ferrous metal) 또는 합금을 포함하고, 디바이스는 자기 재료(magnetic material)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 자기 재료와 철 금속 또는 합금 사이의 인력을 통해 디바이스 상의 제자리에서 커플링되어 유지되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 중 적어도 하나는 그래핀을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 각각은 그래핀을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있을 때 피실험자의 생물학적 유체 샘플에서 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 동일한 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트의 각각은 상이한 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 다중 채널 다중화 구성에서 동작하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커는, 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커는 전해질, 글루코오스, 및 젖산을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체 샘플은 땀, 호흡, 타액, 귀지, 소변, 정액, 혈장, 생물학적 유체, 화학적 유체, 공기 샘플, 가스 샘플, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체 샘플은 땀 또는 호흡을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 생물학적 유체 샘플과 접촉할 때 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는, 생물학적 유체 샘플을 추출하기 위해 피실험자의 피부를 침투할 필요 없이, 비침습적 방식으로 하나 이상의 바이오마커를 검출할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는, 디바이스가 피실험자 상에 착용되고 있을 때 실질적으로 실시간으로 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 나타내는 데이터가 디바이스에 의해 수집되어 저장된다. 몇몇 실시형태에서, 데이터는, 디바이스가 피실험자 상에 착용되고 있는 시간 기간에 걸쳐 수집되어 디바이스 상에 저장된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는, 도구의 사용 없이 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 10 초 미만 내에 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다.
웨어러블 감지 장치가 또한 개시된다. 웨어러블 감지 장치는, 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있을 때 피실험자의 생물학적 유체 샘플에서 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성되는 복수의 모듈식 센서; 및 복수의 모듈식 센서로부터 선택되는 모듈식 센서에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는 디바이스를 포함할 수도 있는데, 디바이스는 모듈식 센서로부터의 감지 신호를 수신 및 저장하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 디바이스는 네트워크를 통해 감지 신호를 송신하도록 구성되는 송신기를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 감지 신호를 피실험자와 관련되며 피실험자에 근접하는 모바일 디바이스로 송신하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 모듈식 센서를 수용하여 지지하도록 구성되는 오목한 하우징을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 자기 부착 메커니즘을 통해 모듈식 센서에 분리 가능하게 커플링된다. 몇몇 실시형태에서, 자기 부착 메커니즘은 모듈식 센서 및 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 자기 재료, 및 모듈식 센서 및 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 철 금속 또는 합금을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 스트랩에 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는데, 스트랩은 피실험자의 신체의 일부 상에 착용되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 모듈식 센서는 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서를 포함한다.
웨어러블 디바이스가 또한 개시된다. 웨어러블 디바이스는 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 센서에 동작 가능하게 커플링되도록 구성되는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있는데, 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물을 검출하기 위한 두 개 이상의 상이한 센서는, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때 웨어러블 디바이스 상에서 수집되는 피실험자의 샘플로부터 검출될 타겟 분석물의 타입(들)에 따라, 웨어러블 디바이스에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 부착 가능하다.
몇몇 실시형태에서, 샘플은 피실험자의 땀, 타액, 호흡, 혈액, 또는 다른 생물학적 유체를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 상이한 타겟 분석물은 상이한 바이오마커 및/또는 화학 작용제를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 바이오마커는 전해질, 글루코오스, 및 젖산으로 구성되는 그룹으로부터 선택된다. 몇몇 실시형태에서, 센서 중 적어도 하나는 샘플의 pH 또는 이온 농도를 측정하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 센서 중 적어도 하나는 그래핀 기반의 센서를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는, (i) 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서 및 (ii) 적어도 하나의 비 그래핀 기반의 센서를 포함하는 이종 센서이다.
몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1 타겟 분석물에 고유한 제1 센서가 웨어러블 디바이스에 부착될 때 제1 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1 센서가 웨어러블 디바이스로부터 분리되고 제2 타겟 분석물에 고유한 제2 센서에 의해 교체될 때 제2 타겟 분석물의 검출 및 모니터링으로 전환하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 웨어러블 디바이스에 온보드로 위치되며, 하나 이상의 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하기 위해, 데이터가 적어도 하나의 센서에 의해 수집되고 있을 때 실질적으로 실시간으로 센서 데이터를 프로세싱하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 하나 이상의 타겟 분석물의 검출된 레벨을 디스플레이하기 위한 그래픽 디스플레이를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 프로세싱된 센서 데이터를 원격 디바이스, 서버, 또는 써드파티 엔티티로 송신하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은, 하나 이상의 타겟 분석물의 검출된 레벨에 기초하여, 피실험자에게 소정의 교정 또는 완화 조치를 처방하도록 구성되는 추천 엔진을 포함한다.
모듈식 감지 키트가 또한 개시된다. 모듈식 감지 키트는, 본원에서 개시되는 임의의 실시형태의 (1) 웨어러블 디바이스 및 (2) 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스 상에서 제공되는 퀵 릴리스 메커니즘은, 도구의 사용 없이, 상이한 별개의 센서가 웨어러블 디바이스에서 수동으로 부착 및 분리되는 것을 허용한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는 웨어러블 디바이스와는 별개로 제공된다. 몇몇 실시형태에서, 별개의 센서 중 하나 이상은 웨어러블 디바이스와의 단일의 사용을 위해 구성되고, 피실험자에 의한 각각의 사용 조우 이후 폐기된다. 몇몇 실시형태에서, 별개의 센서 중 하나 이상은 웨어러블 디바이스와의 다수의 사용을 위해 구성되고, 피실험자에 의한 다수의 사용 조우에서 재활용 및 재사용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는 동일한 타겟 분석물 또는 상이한 타겟 분석물에 대해 상이한 감도를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는, 둘 모두가 타겟 분석물을 검출하도록 구성되는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는데, 제1 센서는 제2 센서보다 더 높은 감도를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 제1 센서는 제2 센서와 비교하여 실질적으로 더 낮은 레벨 또는 농도의 타겟 분석물을 검출할 수 있다.
웨어러블 디바이스가 또한 개시된다. 웨어러블 디바이스는: 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서에 동작 가능하게 커플링되는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있는데, 프로세싱 모듈은, 피실험자의 소망되는 타입(들)의 감지 애플리케이션에 따라 상이한 다중화 구성에서 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 상이한 다중화 구성은, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때, 디바이스 상에서 수집되는 피실험자의 샘플로부터 복수의 상이한 타겟 분석물이 검출되는 것을 허용한다. 몇몇 실시형태에서, 상이한 다중화 구성은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 증가된 감도를 가능하게 한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 웨어러블 디바이스의 전력 소비를 감소시키기 위해 더 적은 수의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 감도를 향상시키기 위해 더 많은 수의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 세 개 이상의 별개의 센서는 제1 타겟 분석물을 검출하기 위한 제1 센서, 제2 타겟 분석물을 검출하기 위한 제2 센서, 및 제3 타겟 분석물을 검출하기 위한 제3 센서를 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1, 제2 및 제3 센서 중 적어도 두 개를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 (1) 제1 다중화 구성의 제1 및 제2 센서, (2) 제2 다중화 구성의 제2 및 제3 센서, 또는 (3) 제3 다중화 구성의 제1 및 제3 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때, 웨어러블 디바이스 상의 피실험자로부터 수집되는 1 마이크로리터(μL) 미만의 볼륨을 갖는 샘플의 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 (1) 존재 및 (2) 1 리터당 펨토그램(fg/L)에서부터 그 이상의 범위에 이르는 농도를 검출할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 1 초 미만 내에 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 존재 및 농도를 검출할 수 있다.
모듈식 센서를 제조하는 방법이 또한 개시된다. 방법은: 기판의 표면 상에 배치되는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 센서 기판을 제공하는 것; 적어도 두 개의 전극 사이의 센서 기판의 표면 상에 그래핀의 층을 퇴적하는 것; 적어도 두 개의 전극에서 또는 그 근처에서 그래핀의 층의 적어도 일부를 금속화하는 것; 패시베이션 폴리머로 그래핀의 층의 적어도 일부를 패시베이팅하는 것; 및 옵션 사항으로, 그래핀의 층의 적어도 일부를 기능화하는 것을 포함할 수도 있는데, 그래핀의 층은 수용체 층으로 기능화되고, 수용체 층은 타겟 분석물에 민감하다.
몇몇 실시형태에서, 수용체 층은 피렌 보론산(pyrene boronic acid; PBA), 피렌 N-하이드록시숙신이미드 에스테르(Pyrene-NHS), 유기 화학물질, 방향족 분자, 고리형 분자, 효소, 단백질, 항체, 바이러스, 단일 가닥의 DNA(single stranded DNA; ssDNA), 압타머, 무기 재료, 합성 분자, 및 생물학적 분자로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 수용체를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 타겟 분석물은 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 다른 플라스틱, 실리콘 이산화물, 실리콘, 유리, 알루미늄 산화물, 사파이어, 게르마늄, 갈륨 비화물, 인듐 인화물, 실리콘 및 게르마늄의 합금, 패브릭, 직물, 실크, 종이, 셀룰로오스 기반의 재료, 절연체, 금속, 반도체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 가요성이다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 폴리머는 아크릴, PMMA, 실리콘, 폴리실리콘, PDMS, 고무, 핫멜트 코폴리머, EVA 코폴리머, 에틸렌 아크릴레이트, PET, 폴리아미드, PTFE, 플루오로폴리머, 열가소성 수지, 겔, 하이드로겔, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리카프로락톤, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, 실리콘 고무, 열가소성 엘라스토머, 폴리피롤, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 패시베이션 폴리머는 폴리우레탄이다.
몇몇 실시형태에서, 그래핀 층을 퇴적하는 것은 그래핀 층과 기판 사이에서 배치되는 기능성 백 폴리머의 융합 온도를 넘어서게 기판을 가열하는 것을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방법은 그래핀 층 근처의 기판의 제1 부분을 친수성 재료로 기능화하는 것을 더 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 그래핀 층 근처의 기판의 제2 부분은 친수성 재료로 기능화되지 않는다. 몇몇 실시형태에서, 기판의 제2 부분은 소수성 재료로 기능화된다.
따라서, 하나의 양태에서, 일회용 센서가 제공될 수도 있다. 일회용 센서는: 기판; 기판의 표면 상에 배치되는 두 개 이상의 콘택 전극; 및 두 개 이상의 콘택 전극 사이에서 배치되는 센서 엘리먼트를 포함할 수도 있는데, 기판은 약 5 cm3 이하의 볼륨을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 볼륨은 약 0.5 cm3 이하이다. 몇몇 실시형태에서, 센서 엘리먼트는 그래핀을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 센서는 글루코오스, 젖산, 또는 다른 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 센서는 질병 또는 미량영양소(micronutrient) 정보를 스크리닝하기 위해 땀, 타액, 또는 호흡과 접촉하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 센서는 유저의 손가락과 접촉하게 되도록 구성되는 접촉 영역을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 센서는 자석을 포함한다.
다른 양태에서, 송신기가 제공될 수도 있다. 송신기는: 일회용 센서를 수용하기 위한 수용 포트 - 수용 포트는 일회용 센서에 커플링하기 위한 메커니즘을 포함함 - ; 수신 포트에 동작 가능하게 커플링되는 프로세서; 및 외부 하우징을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 메커니즘은 자석을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 약 100 cm3 이하의 볼륨을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 약 50 cm3 이하의 볼륨을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 스트랩과 커플링하기 위한 커플링 메커니즘을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 스트랩은 손목 스트랩이다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서는 일회용 센서로부터 신호를 수신하도록 그리고 질병 또는 미량영양소 정보를 스크리닝하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세서는 실시간으로 질병 또는 미량영양소 정보를 스크리닝하도록 구성된다.
다른 양태에서, 신호를 감지하기 위한 시스템이 제공된다. 시스템은: 일회용 센서; 일회용 센서를 수용하기 위한 센서 수용 부분을 포함하는 송신기; 및 송신기를 수용하기 위한 송신기 수용 부분을 포함하는 부착부를 포함할 수도 있다.
본 발명의 상이한 양태는 개별적으로, 집합적으로, 또는 서로 조합하여 인식될 수도 있다는 것이 이해될 수 있을 것이다. 본원에서 설명되는 본 발명의 다양한 양태는 하기에서 기술되는 특정한 애플리케이션 중 임의의 것에 또는 임의의 다른 타입의 센서 또는 디바이스에 대해 적용될 수도 있다.
본 발명의 다른 목적 및 피쳐는 명세서, 청구범위, 및 첨부의 도면의 재검토(review)에 의해 명백해질 것이다.
참조에 의한 통합
본 명세서에서 언급되는 모든 공개공보, 특허 및 특허 출원은, 마치 각각의 개개의 공개공보, 특허, 또는 특허 출원이 참조에 의해 통합되는 것으로 구체적으로 그리고 개별적으로 나타내어지는 것과 같이 동일한 정도로 참조에 의해 본원에 통합된다.
본 발명의 신규의 피쳐는 첨부된 청구범위에서 특별히 기술된다. 본 발명의 피쳐 및 이점에 대한 더 나은 이해는 본 발명의 원리가 활용되는 예시적인 실시형태를 기술하는 하기의 상세한 설명, 및 본 발명의 첨부의 도면에 대한 참조에 의해 획득될 것인데:
도 1a는, 몇몇 실시형태에 따른 암 밴드의 형태로 웨어러블 부착부에 통합될 수도 있는 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈을 예시한다;
도 1b는, 몇몇 실시형태에 따른 패치의 형태로 웨어러블 부착부에 통합될 수도 있는 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈을 예시한다;
도 1c는, 몇몇 실시형태에 따른, 연결된 디바이스의 후면 상에 배치되는 패치와 통합될 수 있는 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈을 예시한다;
도 2는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서의 등각 투영도(isometric view)를 도시한다;
도 3a는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서의 상면도(top view)를 예시한다;
도 3b는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서의 측면도를 예시한다;
도 3c는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서의 저면도(bottom view)를 예시한다;
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서의 추가적인 예를 예시한다;
도 5a 및 도 5b는, 몇몇 실시형태에 따른, 단일의 센서 엘리먼트를 갖는 센서 기판의 예 및 다중화된 센서 엘리먼트를 갖는 센서 기판의 예를 예시한다;
도 6a는, 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 제1 예를 예시한다;
도 6b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 상면도를 예시한다;
도 6c는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 측면도를 예시한다;
도 6d는, 몇몇 실시형태에 따른, 그 상에 센서가 장착되지 않은 송신기 모듈의 저면도(bottom view)를 예시한다;
도 6e는, 몇몇 실시형태에 따른, 그 상에 센서 모듈이 장착된 송신기의 저면도를 예시한다;
도 7a는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 내부의 분해도를 예시한다;
도 7b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기를 통한 슬라이스를 따르는 송신기의 내부의 측면도를 예시한다;
도 7c는, 몇몇 실시형태에 따른, 상부 하우징이 제거된 송신기의 등각 투영도를 예시한다;
도 7d는, 몇몇 실시형태에 따른, 상부 하우징이 제거된 송신기의 상면도를 예시한다;
도 7e는, 몇몇 실시형태에 따른, 상부 하우징이 제거된 송신기의 측면도를 예시한다;
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는, 몇몇 실시형태에 따른, 제2 예시적인 송신기 모듈을 예시한다;
도 9a는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 제2 예의 내부의 분해도를 예시한다;
도 9b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기를 통한 슬라이스를 따르는 송신기 모듈의 제2 예의 내부의 측면도를 예시한다;
도 10a는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드에 통합되는 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈을 예시한다;
도 10b는, 몇몇 실시형태에 따른, 바이오센싱 시스템의 저면도를 예시한다;
도 10c는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드로부터 제거 가능한 본 개시의 송신기 모듈을 예시한다;
도 10d는, 몇몇 실시형태에 따른, 스트랩 메커니즘이 결합된 웨어러블 암 밴드를 예시한다;
도 11a, 도 11b, 및 도 11c는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드의 제2 예를 예시한다;
도 12a는, 몇몇 실시형태에 따른, 그 상에 송신기 모듈이 장착된 패치 마운트의 한 예의 상면도를 예시한다;
도 12b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈이 패치 마운트로부터 분리된 패치 마운트의 한 예를 예시한다;
도 12c는, 몇몇 실시형태에 따른, 통합 센서 패치 시스템의 뷰를 예시한다;
도 13a, 도 13b, 도 13c, 및 도 13d는, 몇몇 실시형태에 따른, 암 밴드에 또한 커플링 가능한 송신기 모듈에 커플링될 수도 있는 패치 시스템의 한 예를 예시한다;
도 14는, 몇몇 실시형태에 따른, 본 개시의 웨어러블 디바이스를 두 개의 연결된 디바이스와 관련하여 도시한다;
도 15는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈과 인터페이싱하도록 프로그래밍되는 또는 달리 구성되는 예시적인 연결된 디바이스를 예시한다;
도 16a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션으로부터 분리되는 송신기 모듈을 도시한다;
도 16b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션에 커플링되는 송신기 모듈을 도시한다;
도 17a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션으로부터 분리되는 송신기 모듈을 도시한다; 그리고
도 17b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션에 커플링되는 송신기 모듈을 도시한다.
신호(예를 들면, 생리학적 신호)를 감지하는 비침습적이고 빠르고 편리한 방식이 바람직할 수도 있다. 예를 들면, 일반 모집단, 환자(예를 들면, 당뇨병 환자), 및 운동 선수에 대해, 혈액 또는 소변 없이, 질병을 스크리닝하고 및/또는 신체 생리를 일반적으로 모니터링하기 위한 필요성이 존재한다. 본 개시는 높은 감도 및/또는 특이성을 가지고 비침습적이게, 빠르게, 그리고 편리하게 생리학적 신호를 모니터링하기 위한 디바이스, 시스템, 및 방법을 제공한다. 하나의 예에서, 본원에서 제공되는 시스템 또는 디바이스는 글루코오스 레벨 또는 신체 삼투압 몰농도(body osmolality)와 같은 바이오마커를 감지할 수도 있다. 예를 들면, 시스템 또는 디바이스는 땀, 또는 다른 체액 예컨대 타액으로부터 실시간으로 글루코오스 및/또는 전해질을 비침습적으로 측정할 수도 있다.
본 개시의 시스템 및 방법은 생물학적 유체를 검출할 수도 있다. 몇몇 예에서, 생물학적 유체는, 극성 분자를 갖는 용액, 극성 분자를 갖는 가스, 타겟 감지 분석물, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 예에서, 생물학적 유체는 땀, 호흡, 타액, 귀지, 소변, 정액, 혈장, 간질액, 폐 유래 수증기, 생물학적 유체, 화학적 유체, 공기 샘플, 가스 샘플, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 타겟 분석물은 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다.
시스템 또는 디바이스는 또한, 편리한 패치 또는 스트랩 폼팩터(form factor)에서 눈에 잘 띄지 않게 (예를 들면, 매일) 착용될 수도 있다. 디바이스는 착용될 수도 있고, (예를 들면, 서버와) 동기화될 수도 있고, 및 실시간으로 유저의 건강 또는 일반적인 신체 상태를 추적하기 위해 사용될 수도 있다. 유저는 소망에 따라 추가적인 조치를 취하기 위해 디바이스에 의해 제공되는 정보를 활용할 수도 있다.
시스템은 블루투스를 사용하여 데이터를 송신할 수도 있고, 예를 들면, 스크린 또는 하나 이상의 발광 다이오드(light emitting diode; LED)를 사용하여 유저와 상호 작용할 수도 있다. 시스템의 송신기 모듈은 프로세싱 모듈 및 옵션 사항으로 외부 하우징을 포함할 수도 있다. 하우징은, 센서 기록/판독 어셈블리, 관련된 전자기기(electronics), 통신 디바이스 및/또는 송신기에 대한 센서의 부착을 용이하게 하기 위한 자석을 수용할 수도 있다.
센서는 송신기에 제거 가능하게 커플링될 수도 있다. 센서는 센서 기판, 전극, 및 센서 엘리먼트 예컨대 그래핀을 구비한다. 바이오센싱 시스템의 중량은 무시 가능할 할 수도 있고, 예를 들면, 약 500g, 400g, 300g, 200g, 150g, 120g, 100g, 80g, 60g, 40g, 30g, 20g, 10g, 5g, 4g, 3g, 2g, 또는 1g 이하일 수도 있다. 옵션 사항으로, 센서는 일회용 센서일 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 센서는 교체가능 센서일 수도 있다. 예를 들면, 센서를 사용될 수도 있거나, 세정될 수도 있거나 또는 프로세싱될 수도 있고, 다시 사용될 수도 있다. 일회용 센서가 본원에서 주로 논의되지만, 일회용 센서와 관련하여 논의되는 세부 사항 및/또는 설명은 교체가능 센서에도 적용 가능할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
전반에 걸쳐 설명되는 바와 같이, 시스템, 디바이스, 및 방법은 신호를 감지하는 비침습적이고, 빠르고, 그리고 편리한 방식을 제공한다. 이것은 다음의 것 중 하나 이상을 포함하는, 그러나 이들로 제한되지는 않는 다수의 인자에 의해 제공될 수도 있다: 1) 교체가능 자기 센서 기판, 2) 자성 철판(magnetic iron sheet) 주위에서 접히는 금속 비아 및 임베딩된 센서 전극을 갖는 가요성 인쇄 회로 재료, 3) 땀 국소화/흡수를 용이하게 하기 위한 교대하는 소수성 및 친수성 영역을 갖는 센서 기판, 4) 금속 콘택 및 패시베이션 층 두께 및 적용의 방법, 5) 이중 전도성 층 전략 - 그래핀, 전도성 층 1, 경화, 전도성 층 2 및 그 다음 패시베이션, 6) 센서에 걸친 일정한 전류 5 내지 200 마이크로암페어 및 전압 판독치 8 비트 또는 그 이상 또는 7) 웨어러블 마운트: 밴드 및 패치.
바이오센서
본 개시의 바이오센서는 생물학적 유체를 검출할 수도 있다. 몇몇 예에서, 생물학적 유체는, 극성 분자를 갖는 용액, 극성 분자를 갖는 가스, 타겟 감지 분석물, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 예에서, 생물학적 유체는 땀, 호흡, 타액, 귀지, 소변, 정액, 혈장, 간질액, 폐 유래 수증기, 생물학적 유체, 화학적 유체, 공기 샘플, 가스 샘플, 또는 이들의 조합을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 타겟 분석물은 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다.
몇몇 경우에, 본 개시의 바이오센서는 휴대용일 수도 있다. 몇몇 경우에, 바이오센서는 피실험자 근처에 있을 수도 있다. 몇몇 경우에, 바이오센서는 유저에 의해 휴대될 수도 있다. 몇몇 경우에, 바이오센서는, 유저에 의해 휴대될 수도 있는, 본원의 다른 곳에 개시되는 연결된 디바이스에 부착될 수도 있다. 몇몇 경우에, 바이오센서는 유저에 커플링될 수도 있는 웨어러블 디바이스이다.
도 1a, 도 1b, 및 도 1c는, 몇몇 실시형태에 따른, 유저 및 연결된 디바이스에 대한 본 개시의 시스템 및 디바이스의 커플링을 예시한다. 본 개시의 시스템 및 디바이스는 바이오센싱 시스템일 수도 있다. 바이오센싱 시스템은 글루코오스 또는 젖산 레벨과 같은 다양한 생리학적 신호를 모니터링하도록 구성될 수도 있다. 바이오센싱 시스템은 유저의 전해질 레벨을 모니터링할 수도 있다. 바이오센싱 시스템은 땀, 호흡, 또는 타액과 같은 체액을 수용하는 것에 의해 이들 신호를 모니터링할 수도 있다. 본원에서 언급되는 시스템 또는 디바이스는 SweatSmart®(스윗스마트) 시스템을 지칭할 수도 있다. SweatSmart® 시스템은 일괄적으로 SweatSmart® 디바이스로 또한 지칭될 수도 있다. 몇몇 경우에, 센서는 일회용일 수도 있고, 한편 송신기 및 전완(forearm) 부착부는 그렇지 않을 수도 있다.
한 양태에서, 웨어러블 감지 장치가 제공된다. 웨어러블 감지 장치는, 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있을 때 피실험자의 생물학적 유체 샘플에서 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성되는 복수의 모듈식 센서; 및 복수의 모듈식 센서로부터 선택되는 모듈식 센서에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는 디바이스를 포함할 수도 있는데, 디바이스는 모듈식 센서로부터의 감지 신호를 수신 및 저장하도록 구성된다.
도 1a에서 예시되는 바와 같이, 본 개시의 센서(100)를 포함하는 송신기 모듈(200)은 암 밴드(300)의 형태로 웨어러블 부착부에 통합될 수도 있다. 밴드는, 벨크로(Velcro) 또는 스트랩 메커니즘과 같은 메커니즘을 사용하여, 전완, 측면 팔, 허리(lower back), 다리, 등등 주위에 착용되도록 설계될 수 있다. 밴드의 저부 층은, 피부 상에 있는 동안 미끌어지는 것을 방지하기 위해, 물결 형상의 실리콘 패턴을 가지고 임베딩될 수 있다. 통기성을 위해 밴드에 기공(pore)이 임베딩될 수 있다. 밴드의 저부 면(bottom side)에서 송신기 모듈(200)을 삽입하기 위한 캐비티(cavity), 예를 들면, 구멍이 밴드에서 제공될 수 있다. 일단 송신기 모듈(200)(센서(100)를 가짐)가 밴드에 삽입되어 단단히 끼워지면, 밴드는 땀으로부터 글루코오스 및 다른 마커를 포함하는 대사 산물의 연속적인 모니터링을 위해 전완 또는 피부 상의 다른 소망되는 영역 주위에 묶일 수 있다.
도 1b에서 예시되는 바와 같이, 본 개시의 센서(100)를 포함하는 송신기 모듈(200)은 패치(400)의 형태로 웨어러블 부착부에 통합될 수도 있다. 패치(400)는 마운트에 커플링되는 접착제 층을 포함할 수도 있다. 마운트는 피부를 향하는 개구를 갖는 캐비티를 제공받을 수도 있다. 송신기 모듈(200)(센서(100)를 가짐)은 상부 면으로부터 패치 상으로 삽입되어 자기 또는 기계적 메커니즘과 같은 메커니즘을 사용하여 끼워질 수도 있다. 예를 들면, 송신기 모듈은 자기력과 기계적 힘의 조합을 사용하여 (예를 들면, 패치의) 센서 기판 상으로 찰깍하고 잠길(snapped) 수 있다. 접착식 보호 필름이 벗겨질 수 있고, 그 다음, 땀으로부터의 지속적인 질병 모니터링을 위해 피부 상에 배치될 수 있다. 송신기를 수용하도록 구성되는 패치가 설명되지만, 패치는 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같은 통합 송신기를 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 패치는, 패치로부터 제거 불가능한 완전히 통합된 송신기와 함께 제공될 수도 있다.
손목 스트랩 형태 및 패치 형태를 활용하는 바이오센싱 시스템이 본원에 설명되지만, 바이오센싱 시스템은 임의의 형태를 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 바이오센싱 시스템은, 암 밴드, 헤드 밴드, 다리 스트랩, 가슴 스트랩, 발목 밴드, 등등에 통합될 수도 있다. 바이오센싱 시스템은 의류 물품 안으로, 예를 들면, 양말, 셔츠, 바지, 소매, 등등과 같은, 압축 핏 의복 내에서 통합될 수도 있다. 바이오센싱 시스템은, 발목, 종아리 근육, 무릎, 대퇴 사두근(quadriceps), 햄스트링(hamstring), 엉덩이, 사근(oblique), 갈비뼈, 늑간근(intercostal muscle), 흉골(sternum), 쇄골(clavicle), 흉근(pectoral), 삼각근(deltoid), 어깨, 광배근(latissimus dorsi), 이두근(biceps), 삼두근(triceps), 팔꿈치, 전완, 또는 손목에 근접한 피부를 모니터링하기 위해 활용될 수도 있다.
몇몇 경우에, 본 개시의 바이오센서는 유저에게 물리적으로 연결되지 않을 수도 있다. 예를 들면, 몇몇 경우에, 바이오센서는 독립형 디바이스일 수도 있다. 예를 들면, 바이오센서는, 몇몇 경우에, 본원의 다른 곳에 공개되는 바와 같이, 연결된 디바이스에 부착될 수도 있다. 예를 들면, 유저에게 물리적으로 연결되지 않을 수도 있는 바이오센서는 호흡 센서일 수도 있다. 예를 들면, 유저에게 물리적으로 연결되지 않을 수도 있는 바이오센서는, 유저로부터 추출되어 모듈식 센서와 같은 센서 상에 배치되는 생물학적 유체(예를 들면, 혈액, 양수, 등등)를 분석하기 위해 사용될 수도 있다. 바이오센서는 유저 가까이에 있을 수도 있다. 예를 들면, 유저에게 물리적으로 연결되지 않을 수도 있는 바이오센서는 환경 센서일 수도 있다. 몇몇 경우에, 센서(100)를 갖는 송신기 모듈(200)은 독립형 디바이스일 수도 있다. 몇몇 경우에, 본 개시의 패치 시스템은 송신기 모듈(200) 또는 통합 송신기 모듈(200)을 연결된 디바이스에 부착하기 위해 사용될 수도 있다. 몇몇 경우에, 본원에서 개시되는 스트랩은 송신기 및 센서를 연결된 디바이스에 부착하기 위해 활용될 수도 있다. 몇몇 경우에, 본 개시의 부착 디바이스는, 센서를 호흡과 같은 공기 중 생물학적 유체에 노출시키기 위해, 센서 쪽을 위쪽으로 하여 사용될 수도 있다.
도 1c에서 예시되는 바와 같이, 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈(200)은, 호흡 감지 애플리케이션을 위한 이동 전화와 같은 연결된 디바이스(500)의 후면 상에 배치되는 패치(400)와 통합될 수 있다. 본 개시의 호흡 감지 시스템은 시계에 통합될 수도 있고, 독립적일 수도 있고, 의복에 부착하기 위한 클립을 가질 수도 있고, 끈 또는 체인 상에 착용될 수도 있고, 등등일 수도 있다.
본 개시의 몇몇 양태에 따르면, 모듈식 센서(예를 들면, 센서(100))가 제공된다. 모듈식 센서는: 기판; 기판의 표면 상에 제공되는 복수의 콘택 전극; 및 복수의 센서 엘리먼트를 집합적으로 형성하기 위해 복수의 콘택 전극 사이에서 배치되는 복수의 감지 라인을 포함할 수도 있는데, 각각의 센서 엘리먼트는 콘택 전극의 쌍 사이에서 길이 방향으로 연장되는 적어도 하나의 감지 라인을 포함하고, 모듈식 센서는 웨어러블 감지 장치로서의 사용을 위해 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다.
모듈식 감지 키트가 본원에서 개시된다. 키트는 본 개시의 웨어러블 부착부, 센서, 및 송신기 모듈 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 모듈식 감지 키트는 (1) 웨어러블 디바이스(예를 들면, 부착 메커니즘) 및 (2) 본원에서 개시되는 임의의 실시형태의 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서(예를 들면, 센서(100))를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스 상에서 제공되는 퀵 릴리스 메커니즘은, 도구의 사용 없이, 상이한 별개의 센서가 웨어러블 디바이스에서 수동으로 부착 및 분리되는 것을 허용한다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서(예를 들면, 센서(100))는 웨어러블 디바이스와는 별개로 제공된다. 몇몇 실시형태에서, 별개의 센서 중 하나 이상은 웨어러블 디바이스와의 단일의 사용을 위해 구성되고, 피실험자에 의한 각각의 사용 조우 이후 폐기된다. 몇몇 실시형태에서, 별개의 센서 중 하나 이상은 웨어러블 디바이스와의 다수의 사용을 위해 구성되고, 피실험자에 의한 다수의 사용 조우에서 재활용 및 재사용될 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는 동일한 타겟 분석물 또는 상이한 타겟 분석물에 대해 상이한 감도를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 별개의 센서는, 둘 모두가 타겟 분석물을 검출하도록 구성되는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하는데, 제1 센서는 제2 센서보다 더 높은 감도를 갖는다. 몇몇 실시형태에서, 제1 센서는 제2 센서와 비교하여 실질적으로 더 낮은 레벨 또는 농도의 타겟 분석물을 검출할 수 있다.
센서
도 2, 도 3a, 도 3b, 도 3c, 도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 5a, 및 도 5b는 몇몇 실시형태에 따른 센서(100)를 예시한다. 몇몇 실시형태에서, 센서(100)는 모듈식 센서이다. 모듈식 센서는 디바이스에 전자적으로 커플링될 때 능동 감지 유닛으로서 기능하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스 상의 오목한 하우징 내에 끼워지도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있을 때 오목한 하우징에 의해 보호된다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 철 금속(ferrous metal) 또는 합금을 포함하고, 디바이스는 자기 재료(magnetic material)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 자기 재료와 철 금속 또는 합금 사이의 인력을 통해 디바이스 상의 제자리에서 커플링되어 유지되도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 중 적어도 하나는 나노스케일 재료(예를 들면, 그래핀)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인 각각은 나노스케일 재료(예를 들면, 그래핀)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 감지 라인은, 그래핀, 탄소 나노튜브, 몰리브덴 황화물(molybdenum sulfide), 붕소 질화물(boron nitride), 금속 디칼코겐화물(metal dichalcogenide), 포스포렌(phosphorene), 나노입자, 퀀텀 닷, 풀러렌(fullerene), 2D 나노스케일 재료, 3D 나노스케일 재료, 0D 나노스케일 재료, 1D 나노스케일 재료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있을 때 피실험자의 생물학적 유체 샘플에서 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 동일한 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트의 각각은 상이한 바이오마커를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 생물학적 유체 샘플은 땀 또는 호흡을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는 생물학적 유체 샘플과 접촉할 때 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성된다.
몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는, 생물학적 유체 샘플을 추출하기 위해 피실험자의 피부를 침투할 필요 없이, 비침습적 방식으로 하나 이상의 바이오마커를 검출할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 센서 엘리먼트는, 디바이스가 피실험자 상에 착용되고 있을 때 실질적으로 실시간으로 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 검출하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 나타내는 데이터가 디바이스에 의해 수집되어 저장된다. 몇몇 실시형태에서, 데이터는, 디바이스가 피실험자 상에 착용되고 있는 시간 기간에 걸쳐 수집되어 디바이스 상에 저장된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는, 도구의 사용 없이 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 모듈식 센서는 10 초 미만 내에 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성된다.
센서는 송신기에 제거 가능하게 커플링될 수도 있다. 센서는 센서 기판, 전극, 및 센서 엘리먼트 예컨대 그래핀을 구비한다. 바이오센싱 시스템의 중량은 무시 가능할 할 수도 있고, 예를 들면, 약 500g, 400g, 300g, 200g, 150g, 120g, 100g, 80g, 60g, 40g, 30g, 20g, 10g, 5g, 4g, 3g, 2g, 또는 1g 이하일 수도 있다. 옵션 사항으로, 센서는 일회용 센서일 수도 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 센서는 교체가능 센서일 수도 있다. 예를 들면, 센서를 사용될 수도 있거나, 세정될 수도 있거나 또는 프로세싱될 수도 있고, 다시 사용될 수도 있다. 일회용 센서가 본원에서 주로 논의되지만, 일회용 센서와 관련하여 논의되는 세부 사항 및/또는 설명은 교체가능 센서에도 적용 가능할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 2는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서(100)의 등각 투영도를 도시한다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 센서(100)는 송신기 모듈(200)에 제거 가능하게 커플링되도록 구성될 수도 있다. 센서는 센서 기판(101), 전극 콘택(103), 센서 엘리먼트(105), 및 노치(107)를 포함할 수도 있다. 옵션 사항으로, 센서 엘리먼트는 그래핀을 포함할 수도 있다. 센서는 비침습적 센서일 수도 있고 질병 및 미량영양소 정보에 대해 체액을 스크리닝하기 위해 활용될 수 있다. 센서는 땀, 호흡, 타액 등등으로부터 글루코오스, 젖산, 전해질, 및/또는 다른 바이오마커를 검출하도록 기능화되는 생화학 센서 엘리먼트를 포함할 수 있다. 센서는 최소한의 풋프린트 및 소형 폼팩터를 포함할 수 있다. 예를 들면, 센서는 약 50 cm3, 40 cm3, 30 cm3, 20 cm3, 18 cm3, 16 cm3, 14 cm3, 12 cm3, 10 cm3, 9 cm3, 8 cm3, 7 cm3, 6 cm3, 5 cm3, 4 cm3, 3 cm3, 2 cm3, 1 cm3 이하의 볼륨, 또는 이들 사이의 임의의 볼륨을 포함할 수 있다. 센서(100)는 교체 가능할 수도 있다. 센서(100)는 일회용일 수도 있다. 몇몇 경우에, 센서는 일회용일 수도 있고, 한편 송신기 모듈(200) 및 웨어러블 부착부(300)는 그렇지 않을 수도 있다.
도시되는 바와 같이, 센서(100)는 센서 기판(101)을 포함할 수도 있다. 본원에서 개시되는 바와 같이, 기판(101)은 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리디메틸실록산(PDMS), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(PMMA), 다른 플라스틱, 실리콘 이산화물, 실리콘, 유리, 알루미늄 산화물, 사파이어, 게르마늄, 갈륨 비화물, 인듐 인화물, 실리콘 및 게르마늄의 합금, 패브릭, 직물, 실크, 종이, 셀룰로오스 기반의 재료, 절연체, 금속, 반도체, 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 기판은 강성, 가요성 또는 이들의 임의의 조합일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 기판은 가요성 기판일 수 있고, 그래핀 층은, 박리 및 퇴적 등등에 의해, 에피택셜하게 퇴적될 수 있다.
도시되는 바와 같이, 센서(100)는 노치(107)를 포함할 수도 있다. 노치(107)는 송신기 모듈(200)과의 센서(100)의 정렬을 도울 수도 있다. 센서 기판 상의 노치는, 센서가 송신기 모듈에 배치될 때 센서의 정렬을 도울 수도 있다. 노치는, 센서가 송신기 모듈에 부착될 수도 있는 방향, 예를 들면, 바이오센서 엘리먼트가 바깥쪽을 향하는 방향을 명시할 수도 있다. 그러한 설계는 센서 엘리먼트에 대한 임의의 손상을 방지할 수 있다.
도 3a는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서(100)의 상면도를 예시한다. 예시되는 바와 같이, 센서는 본원에서 설명되는 송신기 모듈(200)과의 커플링을 허용하는 전극(109)을 포함할 수도 있다. 전극은 기판에 임베딩될 수도 있다. 전극은 금속 콘택을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 센서의 전극은 송신기의 전극 콘택에 커플링되도록 그리고 전기 신호가 둘 사이에서 송신 및/또는 수신되는 것을 허용하도록 구성될 수도 있다. 송신기 모듈의 센서 판독 시스템에 대한 전기적 연결을 허용하기 위해, 금속 콘택 영역이 기판 후면 상으로 임베딩될 수 있다. 후면 금속 콘택의 표면적은, 센서 기판과 송신기 사이의 견고한 전기적 연결을 보장하기 위해, 송신기 모듈 상의 포고 핀(pogo pin) 팁 영역보다 더 크게 제조될 수 있다.
센서는 하나 이상의 자기 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 센서 기판은 그 자체가 자성일 수도 있다. 몇몇 예에서, 센서 기판은 임베딩된 철 재료와 같은 임베딩된 자기 엘리먼트를 포함할 수도 있다. 기판은 금속 비아를 갖는 임베딩된 센서 전극을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 전극(109)은 금속 비아일 수도 있다. 비아는 철 또는 다른 철 재료(110) 주위에서 형성될 수도 있다. 철 재료는 철 코어일 수도 있다. 비아는 철판 주위에서 형성될 수도 있다. 임베딩된 금속 콘택을 갖는 자기 센서 기판은, 얇은 철판 주위에 가요성 인쇄 회로(flexible printed circuit; FPC) 기판을 접고 접착제로 본딩하는 것에 의해 형성될 수 있다.
몇몇 예에서, 센서는 다음의 부착 메커니즘 중 하나 이상을 사용하여 송신기에 커플링될 수도 있다: 클립, 래치, 스냅, 스트랩, 밧줄(tether), 테이프, Velcro™(벨크로), 후크 및 루프, 압정 피쳐(tack feature), 나사 체결구(screw fastener), 탭, 자기 체결구(magnetic fastener), 또는 임의의 다른 적절한 연결 메커니즘 예컨대 탄성 밴드 및 접착제.
기판의 두께, 표면적 및 전체적인 설계는, 그것이 유저 핸들링의 용이성을 수용하도록 될 수 있다. 한 예에서, 생화학 센서 엘리먼트 영역과 접촉하지 않으면서 센서를 픽업하는 것이 가능할 수도 있도록 손가락을 사용한 픽업을 위한 추가적인 접촉 표면 영역이 있을 수도 있다. 센서는 제1 치수(111) 및 제2 치수(113)를 포함할 수도 있다. 제1 치수는 25 밀리미터(mm)와 35 mm 사이에 있을 수도 있고 제2 치수는 15 mm와 20 mm 사이에 있을 수도 있다. 제1 치수는 10 밀리미터(mm)와 50 mm 사이에 있을 수도 있고 제2 치수는 5 mm와 40 mm 사이에 있을 수도 있다. 제1 치수는 3 밀리미터(mm)와 60 mm 사이에 있을 수도 있고 제2 치수는 1 mm와 30 mm 사이에 있을 수도 있다.
도 3b는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서(100)의 측면도를 예시한다. 센서(100)는 제1 치수(111) 및 제3 치수(115)를 포함할 수도 있다. 제1 치수는 30 mm와 35 mm 사이에 있을 수도 있고 제3 치수는 1 mm 미만일 수도 있다. 제1 치수는 10 mm와 50 mm 사이에 있을 수도 있고 제3 치수는 5 mm 미만일 수도 있다.
도 3c는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서(100)의 저면도를 예시한다. 센서(100)의 저부는 본 개시의 생물학적 유체와 접촉하도록 구성될 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 센서(100)는 기판(101), 전극 콘택(103), 및 센서 엘리먼트 퇴적 영역(115)을 포함한다. 센서 엘리먼트(105)는 센서 퇴적 영역(115) 상에서 퇴적될 수도 있다. 센서 엘리먼트(105)는 본원에서 개시되는 바와 같은 바이오센서 엘리먼트의 실시형태, 변형예, 및 예를 포함할 수도 있다. 센서 엘리먼트(105)는 그래핀을 포함할 수도 있다.
전극 콘택(103)은 센서 엘리먼트(105)와 전극(109) 사이의 전기적 커플링을 허용할 수도 있는데, 이것은, 그 다음, 송신기(200)에 대한 전기적 접촉을 허용할 수도 있다. 전극 콘택(103)은 기판에 임베딩될 수도 있다. 전극 콘택(103)은 금속 콘택일 수도 있다. 예를 들면, 센서의 전극 콘택(103)은 전극(109)에 커플링되기에 충분히 전도성일 수도 있고 신호가 둘 사이에서 송신 및/또는 수신되는 것을 허용할 수도 있다. 송신기 모듈의 센서 판독 시스템에 대한 전기적 연결을 허용하기 위해 금속 콘택 영역이 기판 상으로 임베딩될 수 있다. 도시되는 바와 같이, 각각의 센서 엘리먼트 한쪽의 전극 콘택은 공통 접지에 연결될 수도 있다. 공통 접지는 가상 접지일 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 각각의 센서 엘리먼트는 센서의 반대쪽에 있는 개개의 전극(109)에 병렬로 연결될 수도 있다. 이 배열은 각각의 센서 엘리먼트가 병렬로 판독되는 것을 허용할 수도 있다. 예를 들면, 각각의 센서 엘리먼트는 다중화될 수도 있다. 예를 들면, 센서(100) 상의 세 개의 전극 콘택은 전기 리드(117, 119, 및 121)를 포함할 수도 있는데, 이들 각각은 센서의 대향 표면 상에 있는 세 개의 전극(109)에 연결될 수도 있다. 접지는 센서의 반대쪽 표면에 있는 접지 전극에 연결될 수도 있다. 각각의 센서 엘리먼트는 이러한 양식으로 포고 핀을 통해 송신기 모듈(200) 내의 아날로그 대 디지털 컨버터에 연결될 수도 있다.
도 4a, 도 4b, 및 도 4c는, 몇몇 실시형태에 따른, 센서의 추가적인 예를 예시한다. 도 4a에서 도시되는 바와 같이, 센서의 측면을 향하는 송신기 모듈 상의 전극(109)은 디바이스의 장축에 수직으로 정렬될 수도 있다. 전극 콘택 및 전극은 다양한 패턴 및 각도로 배열될 수도 있다. 도 4a에서 도시되는 바와 같이, 센서(100)는 더 작게 또는 더 크게 만들어질 수도 있고, 임의의 형상일 수도 있으며, 임의의 종횡비를 가질 수도 있다. 센서는, 센서 엘리먼트(105)를 터치하지 않고도 유저에 의해 핸들링될 수도 있는 충분한 사이즈일 수도 있다.
바이오센서 금속 콘택
도 5a 및 도 5b는, 몇몇 실시형태에 따른, 단일의 센서 엘리먼트(105)를 갖는 센서 기판(101)의 예 및 다중화된 센서 엘리먼트(105-1, 105-2, 및 105-3)를 갖는 센서 기판(101)의 예를 예시한다. 몇몇 경우에, 센서 엘리먼트는 다중화될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 두 개 이상의 센서 엘리먼트가 있을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 100 개 미만의 센서 엘리먼트가 있을 수도 있다. 예를 들면, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 20, 25, 30, 50, 100, 1000 개 이상의 센서 엘리먼트가 있을 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 상이한 다중화 구성은, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때, 디바이스 상에서 수집되는 피실험자의 샘플로부터 복수의 상이한 타겟 분석물이 검출되는 것을 허용한다. 예를 들면, 세 개 이상의 별개의 센서는 제1 타겟 분석물을 검출하기 위한 제1 센서, 제2 타겟 분석물을 검출하기 위한 제2 센서, 및 제3 타겟 분석물을 검출하기 위한 제3 센서를 포함한다. 각각의 센서 엘리먼트는 특정한 타겟 분석물을 검출하도록 구성될 수도 있다. 센서는, 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 이온, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 또는 합성 분자 중 두 개 이상을 검출할 수도 있다. 센서는 전해질, 글루코오스, 및 젖산을 검출할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 상이한 다중화 구성은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 증가된 감도를 가능하게 한다. 예를 들면, 웨어러블 디바이스는 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서에 동작 가능하게 커플링되는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있다. 프로세싱 모듈은, 피실험자의 소망되는 타입(들)의 감지 애플리케이션에 따라 상이한 다중화 구성에서 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성될 수도 있다. 예를 들면, 프로세싱 모듈은 웨어러블 디바이스의 전력 소비를 감소시키기 위해 더 적은 수의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성될 수도 있다. 추가적으로 또는 대안적으로, 프로세싱 모듈은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 감도를 향상시키기 위해 더 많은 수의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1, 제2 및 제3 센서 중 적어도 두 개를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 (1) 제1 다중화 구성의 제1 및 제2 센서, (2) 제2 다중화 구성의 제2 및 제3 센서, 또는 (3) 제3 다중화 구성의 제1 및 제3 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때, 웨어러블 디바이스 상의 피실험자로부터 수집되는 100 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플의 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 (1) 존재 및 (2) 1 fg/L에서부터 1,000 ng/L까지의 범위에 이르는 농도를 검출할 수 있다. 프로세싱 모듈은 1 펨토그램/리터(fg/L)보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 250 펨토그램/리터(fg/L)보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 샘플에서 0.250 ng/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 샘플에서 0.100 ng/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 10 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플에서 0.250 ng/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 1 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플에서 1 fg/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 1 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플에서 250 fg/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 1 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플에서 0.250 ng/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다. 프로세싱 모듈은 0.1 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플에서 250 fg/L보다 더 큰 농도를 검출할 수 있을 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 1 초 미만 내에 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 존재 및 농도를 검출할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 100 밀리초 미만 내에 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 존재 및 농도를 검출할 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 1 밀리초 미만 내에 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 존재 및 농도를 검출할 수 있다.
도시되는 바와 같이, 센서 엘리먼트(예를 들면, 그래핀 또는 임의의 나노스케일 재료 층)는 센서 기판 상에 퇴적될 수도 있다. 본 개시의 센서 엘리먼트는, 드레인 전극; 소스 전극; 전기 절연 기판; 기판 상에 배열되는 나노스케일 재료 층; 및 나노스케일 재료 층에 노출되는 극성 유체(polar fluid)에 의해 생성되는 극성 유체 유도 게이트 단자를 포함하는 전계 효과 트랜지스터를 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 나노스케일 재료 층은, 부분적으로, 전기적으로 전도성인 그리고 화학적으로 민감한 채널을 정의할 수도 있다. 나노스케일 재료 층 및 채널은, 드레인 전극과 소스 전극 사이에서 연장되어 그들에 전기적으로 연결될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 극성 유체는 타겟 분석물을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 극성 유체는, 타겟 분석물에 응답하여 전계 효과 트랜지스터의 게이트 전압 대 채널 전류 특성을 최적화하는 극성 유체 게이트 전압을 유도하기에 충분한 전하 농도를 갖는다.
본 개시의 전계 효과 트랜지스터는 나노스케일 재료 층을 포함할 수도 있다. 나노스케일 재료 층은, 그래핀, 탄소 나노튜브, 몰리브덴 황화물, 붕소 질화물, 금속 디칼코겐화물, 포스포렌, 나노입자, 퀀텀 닷, 풀러렌, 2D 나노스케일 재료, 3D 나노스케일 재료, 0D 나노스케일 재료, 1D 나노스케일 재료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수도 있다. 본 개시의 전계 효과 트랜지스터는 그래핀 전계 효과 트랜지스터일 수도 있다. 예를 들면, 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 국제 특허 공개 번호 제WO2015/164,552호에서 개시되는 정보를 비롯한 임의의 적용 가능한 방법이 그래핀 전계 효과 트랜지스터를 제조하는 데 적용될 수 있다. 본 개시의 센서는, 참조에 의해 그 전체가 본원에 통합되는 공개된 국제 특허 출원 번호 제WO2017/216641호에 설명되는 것들과 같은 게이트가 없는 그래핀 전계 효과 트랜지스터(gateless graphene field-effect transistor)를 포함할 수도 있다.
센서 엘리먼트를 퇴적하는 예시적인 방법에서, 기능성 백 폴리머를 갖는 그래핀 센서 전극이 생성될 수 있다. 백 폴리머 재료는, 본 개시의 기판 및/또는 가요성 인쇄 회로와 같은, 타겟 기판에 결합, 융합, 또는 접착되도록 선택될 수 있다. 그래핀/폴리머 복합체는, 그 다음, 백 폴리머의 융합 온도를 넘어서게 기판을 가열하는 것에 의해 임베딩된 금속 콘택(103) 사이의 퇴적 영역(115)에서 기판(101)에 본딩될 수 있다. 그래핀 센서는 접착제에 의해, 기계적 체결구에 의해, 퇴적 및 후속하는 캡슐화에 의해, 열 경화에 의해, 접착에 의해, 등등에 의해 추가적으로 퇴적될 수도 있다.
몇몇 경우에, 본딩된 그래핀 바이오센서(예를 들면, 센서 엘리먼트(105))를 갖는 센서 기판은, 그 다음, 엄선된 생화학 분자로 나중에 기능화될 수도 있다. 예를 들면, 그래핀 층은 나노스케일 재료(예를 들면, 그래핀) 층 상에 퇴적되는 수용체 층으로 기능화될 수도 있다. 수용체 층은 타겟 분석물을 타겟으로 하는 수용체를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 수용체는 피렌 보론산(PBA), 피렌 N-하이드록시숙신이미드 에스테르(Pyrene-NHS), 유기 화학물질, 방향족 분자, 고리형 분자, 효소, 단백질, 항체, 바이러스, 단일 가닥의 DNA(ssDNA), 압타머, 무기 재료, 합성 분자, 생물학적 분자를 포함할 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 타겟 분석물은 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함한다.
예를 들면, PBA로 기능화되는 바이오센서는 250 펨토그램/리터의 검출 한계(limit of detection; LOD)를 가지면서 D-글루코오스에 대해 높은 감도를 나타낼 수도 있다. 피렌 보론산(Pyrene Boronic Acid)은 pi-pi 결합을 사용하여 Graphene 표면에 본딩된다. PBA는 D-글루코오스와 가역적인 붕소-음이온 착물을 형성한다.
예를 들면, 바이오센서는 중간 피렌-NHS 연결 화학 재료를 사용하여 그래핀 표면으로의 락테이트 산화효소(Lactate Oxidase; LOx)로 기능화될 수도 있다. 락테이트 산화효소는, 구체적으로, 유체의 젖산 분자에 바인딩될 수도 있다. LOx로 기능화되는 바이오센서는 상이한 제어 유체의 젖산 농도에 대해 고도로 선택적인 반응(> 94 %)을 가질 수도 있다. 다른 예에서, 피렌-NHS로 기능화되는 바이오센서는 대략 250 펨포그램/리터; 즉, 2.78e-12 밀리몰농도(mmol/L)의 검출 한계(LOD)를 가지면서 젖산에 대해 높은 감도를 나타내었다.
이론에 의해 제한되지 않으면서, 그래핀 층의 소수성은 바이오센서의 표면에 걸친 극성 유체의 유도 운동으로 이어질 수도 있다. 그래핀 표면과 극성 유체 사이의 증가된 소수성은 그래핀 표면으로부터 (DI 수에서의 NaCl과 같이) 극성 유체를 밀어낼 수도 있다. 유체에서 극성 분자(예를 들면, NaCl)의 농도가 더 높을수록, 반발 효과(repelling effect)는 더 많이 발생할 수도 있다. 이 효과는 센서 기판의 표면을 기능화하기 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 센서 퇴적 영역 주변의 센서 기판의 일부는 친수성 재료로 기능화될 수도 있다. 친수성 재료는 생물학적 유체, 예를 들면, 땀을 센서 엘리먼트를 향해 끌어당길 수도 있다. 센서 엘리먼트 근처의 센서 기판의 제2 부분은 기능화되지 않을 수도 있거나 또는 소수성 재료로 기능화될 수도 있다. 이들 두 개의 기능화된 부분의 조합은 센서 엘리먼트 상에서의 땀 국소화(sweat localization) 및 센서 엘리먼트로부터 멀어지는 흐름을 용이하게 할 수도 있다.
그래핀 센서를 감각 판독 시스템에 접촉시키는 것은 어려울 수 있다. 상업적 그래핀 센서에서의 한 가지 도전 과제는 그래핀 센서 엘리먼트를 외부 세계에 연결하는 것일 수 있다. 한 예에서, 그래핀 센서(105)를 다른 엘리먼트에 연결하기 위해, 그래핀 표면 상에 금속 콘택이 생성될 필요가 있을 수도 있다. 금속화 기술은, 포토리소그래피, 전자 빔 리소그래피, 등등을 포함하는 리소그래피 기술을 사용하여 그래핀 표면 상에 금속 콘택을 생성하는 것을 포함할 수 있다. 그러나, 소정의 금속화 기술은, 그래핀 센서에 결함, 도펀트, 및 비가역적 오염을 유도할 수 있는데, 이들은 재료를 손상시킬 수 있을 것이다.
몇몇 실시형태에서, 본 개시는, 인쇄 기술을 사용하여 또는 액체 전도 페인트를 살살 칠하여(dabbing)/인쇄하여 그래핀 필름을 금속화하여, 전기, 광학 또는 마이크로전자 기계(micro-electronic mechanical; MEM) 디바이스를 생성하는 방법을 제공한다. 예시적인 방법에서, 먼저, 피부에 안전한 전도성 페인트가 그래핀 센서의 양쪽 에지에 살살 칠해져 소스 드레인 구조체를 형성할 수 있다. 전도성 페인트는 살살 칠해질 수 있거나, 인쇄될 수 있거나, 페인팅될 수 있거나, 또는 도포될 수 있다. 전도성 페인트는 접촉 손상을 방지하기 위해 전극과 접촉이 제한되거나 또는 접촉하지 않을 수도 있다. 전도성 잉크는, 잉크의 일부가 센서 엘리먼트(105)의 그래핀 표면 상으로 배치되고 일부는 그래핀 표면 아래의 금속 콘택 층(103) 상으로 배치되도록 인쇄될 수 있거나, 살살 칠해질 수 있거나, 페인팅될 수 있거나 또는 도포될 수 있는데, 그 그래핀 표면 아래의 금속 콘택 층(103)은 옵션 사항으로 센서 기판(101) 안으로 미리 임베딩될 수도 있다. 잉크의 표면 장력은, 잉크가, 주변의 절연성의 가요성 인쇄 회로 영역 안으로 누출되지 않으면서, 아래의 금속 콘택 표면 위로 확산하는 것을 허용할 수 있고, 따라서, 국소화를 보장하고 교차 오염을 제한할 수 있다.
한 예에서, 잉크의 두께는 40 미크론 내지 500 미크론의 범위 내에 있을 수 있다. 두께는, 예를 들면, 센서가 피부와 접촉하는 동안 센서에 대한 손상을 방지하기 위해, 센서 엘리먼트의 필요한 견고성에 따라 조정될 수도 있다. 몇몇 경우에, 전도 잉크 두께는 200 미크론보다 더 클 수도 있다. 몇몇 경우에, 전도성 잉크 두께는 200 미크론 미만일 수도 있다. 몇몇 경우에, 패시베이션 층이 잉크 상에 배치될 수도 있다. 몇몇 경우에, 잉크는, 그 다음, 고온에서의 베이킹에 의해 경화될 수 있다.
몇몇 경우에, 전도성 잉크는 전도성 재료, 및 바인더로 구성될 수도 있다. 한 예에서, 바인더는 금, 은, 구리, 니켈 또는 다른 금속 또는 합금과 같은 전도성 재료와 혼합되는 수지 또는 접착제일 수도 있다. 한 예에서, 전도성 재료는 금속 미립자와 같은 전도성 미립자를 포함할 수도 있다. 전도성 재료는 전도성 금속 나노입자(NP), 전도성 금속의 합금, 코어/쉘 시스템, 등등을 포함할 수도 있다. 금속 미립자는 약 0.5에서부터 약 10 미크론까지의 평균 사이즈 및 적어도 약 3 대 1의 종횡비를 가질 수도 있다.
수지 또는 접착제는 전도성 재료와 혼합될 수도 있다. 몇몇 예에서, 폴리머 후막(thick film)이 형성될 수도 있다. 수지 또는 접착제는 에폭시, 아크릴, 폴리에스테르, 등등과 같은 열경화성일 수도 있다. 폴리머는 폴리이미드 실록산, 나일론, 네오프렌, 고무, 폴리비닐부티랄 터폴리머(polyvinylbutyral terpolymer), 등등과 같은 열가소성 폴리머일 수도 있다. 바인더 및 전도성 재료는, 글리콜 에테르 또는 시간이 지남에 따라 증발하도록 구성되는 유사한 고 증기압 용매와 같은 용매에 용해될 수도 있다.
일단 잉크가 경화되면, 금속 에지의 임의의 노출을 방지하기 위해 패시베이션 폴리머의 배치 영역이 금속 콘택 층 영역보다 더 크도록 패시베이션 폴리머가 금속 콘택 층 위에 살살 칠해질 수 있다/인쇄될 수 있다. 패시베이션 폴리머 층의 두께는, 금속 패시베이션 층의 최종 두께가 적어도 200 미크론이 되는 것을 보장하도록 선택될 수 있다. 그러한 두께는, 센서가 피부에 접촉하는 동안 그래핀 센서 엘리먼트의 마모 또는 손상을 제한할 수도 있다.
옵션 사항으로, 패시베이션 폴리머로서 특정한 비 블리딩(non-bleeding) 재료, 예를 들면, 아크릴, PMMA, 실리콘, 폴리실리콘, PDMS, 고무, 핫멜트 코폴리머, EVA 코폴리머, 에틸렌 아크릴레이트, PET, 폴리아미드, PTFE, 플루오로폴리머, 열가소성 수지, 겔, 하이드로겔, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리카프로락톤, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, 실리콘 고무, 열가소성 엘라스토머, 폴리피롤, 등등이 선택될 수 있다. 패시베이션 층은 폴리우레탄일 수도 있다.
몇몇 예에서, 하나보다 더 많은 패시베이션 층이 도포될 수도 있다. 몇몇 예에서, 금속화된 영역 또는 콘택 영역에 도포되는 것과는 상이한 패시베이션 층이 나노스케일 재료에 도포될 수도 있다. 몇몇 경우에, 패시베이션 층은 폴리우레탄 및 PMMA이다. 패시베이션 층은, 추가적으로, 그래핀 층의 부착을 도울 수도 있다.
모듈식 센서를 제조하는 방법이 또한 개시된다. 방법은: (a) 기판의 표면 상에 배치되는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 센서 기판을 제공하는 것; (b) 적어도 두 개의 전극 사이의 센서 기판의 표면 상에 그래핀의 층을 퇴적하는 것; (c) 적어도 두 개의 전극에서 또는 그 근처에서 그래핀의 층의 적어도 일부를 금속화하는 것; 패시베이션 폴리머로 그래핀의 층의 적어도 일부를 패시베이팅하는 것; 및 (d) 옵션 사항으로, 그래핀의 층의 적어도 일부를 기능화하는 것을 포함할 수도 있는데, 그래핀의 층은 수용체 층으로 기능화되고, 수용체 층은 타겟 분석물에 민감하다. 동작 (a) 내지 (d)의 일부 또는 모두가 실행될 수도 있는 순서는 제한적인 것으로 간주되어서는 안된다. 오히려, 본 개시의 이점을 갖는 기술 분야의 숙련된 자는, (a) 내지 (d) 중 일부가 개시되지 않은 다양한 순서로, 또는 심지어 병렬로 실행될 수도 있다는 것을 이해할 것이다. 몇몇 동작은 생략될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 그래핀의 층을 퇴적하는 것은 그래핀 층과 기판 사이에서 배치되는 기능성 백 폴리머의 융합 온도를 넘어서게 기판을 가열하는 것을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 방법은 그래핀 층 근처의 기판의 제1 부분을 친수성 재료로 기능화하는 것을 더 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 그래핀 층 근처의 기판의 제2 부분은 친수성 재료로 기능화되지 않는다. 몇몇 실시형태에서, 기판의 제2 부분은 소수성 재료로 기능화된다.
몇몇 예에서, 전류가 인가되고 각각의 센서 엘리먼트에 대해 전압이 측정된다. 몇몇 예에서, 전압이 인가되고 각각의 센서 엘리먼트에 대해 전류가 측정된다. 몇몇 예에서, 발진(oscillating) 전류 또는 전압이 인가되고 응답 주파수에서의 시프트가 측정된다. 몇몇 예에서, 5 내지 200 마이크로 암페어의 정전류가 센서(105) 양단에 인가될 수도 있다. 센서로부터의 시변 전압(time varying voltage)이, 센서 엘리먼트(105)와 전기적으로 연결될 수도 있는 송신기(200)에서 측정될 수도 있다. 센서(105) 양단의 전압은 송신기 모듈(200) 온보드의 DAC에 의해 8 비트 이상 판독될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 송신기 모듈(200)은 센서(100)를 인식할 수도 있다. 송신기는 센서를 재사용된 것으로서 인식할 수도 있다. 송신기는 센서를 승인된 소스에 의해 제조되지 않은 것으로서 인식할 수도 있다. 송신기는 센서를 전자적으로, 예컨대 "핸드셰이크(handshake)"를 통해 인식할 수도 있다. 송신기는 무선 주파수 식별 태그에 의해 센서를 인식할 수도 있다. 송신기는 센서의 표면 상의 패턴과 같은 물리적 표식에 의해 센서를 인식할 수도 있다.
송신기/프로세싱 모듈
몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 센서에 동작 가능하게 커플링되도록 구성되는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있는데, 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물을 검출하기 위한 두 개 이상의 상이한 센서는, 피실험자가 디바이스를 착용하고 있을 때 웨어러블 디바이스 상에서 수집되는 피실험자의 샘플로부터 검출될 타겟 분석물의 타입(들)에 따라, 웨어러블 디바이스에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 부착 가능하다. 프로세싱 모듈은 본원에서 개시되는 송신기 모듈의 실시형태, 변형예, 또는 예를 포함할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1 타겟 분석물에 고유한 제1 센서가 웨어러블 디바이스에 부착될 때 제1 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 제1 센서가 웨어러블 디바이스로부터 분리되고 제2 타겟 분석물에 고유한 제2 센서에 의해 교체될 때 제2 타겟 분석물의 검출 및 모니터링으로 전환하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 웨어러블 디바이스에 온보드로 위치되며, 하나 이상의 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하기 위해, 데이터가 적어도 하나의 센서에 의해 수집되고 있을 때 실질적으로 실시간으로 센서 데이터를 프로세싱하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 웨어러블 디바이스는 하나 이상의 타겟 분석물의 검출된 레벨을 디스플레이하기 위한 그래픽 디스플레이를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은 프로세싱된 센서 데이터를 원격 디바이스, 서버, 또는 써드파티 엔티티로 송신하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 프로세싱 모듈은, 하나 이상의 타겟 분석물의 검출된 레벨에 기초하여, 피실험자에게 소정의 교정 또는 완화 조치를 처방하도록 구성되는 추천 엔진을 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 디바이스는 네트워크를 통해 감지 신호를 송신하도록 구성되는 송신기를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 감지 신호를 피실험자와 관련되며 피실험자에 근접하는 모바일 디바이스로 송신하도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 모듈식 센서를 수용하여 지지하도록 구성되는 오목한 하우징을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 자기 부착 메커니즘을 통해 모듈식 센서에 분리 가능하게 커플링된다. 몇몇 실시형태에서, 자기 부착 메커니즘은 모듈식 센서 및 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 자기 재료, 및 모듈식 센서 및 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 철 금속 또는 합금을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 스트랩에 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는데, 스트랩은 피실험자의 신체의 일부 상에 착용되도록 구성된다. 몇몇 실시형태에서, 복수의 모듈식 센서는 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서를 포함한다.
도 6a는, 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)의 제1 예를 예시한다. 송신기는 프로세서, 또는 프로세싱 모듈을 포함할 수도 있다. 본원에서 송신기 모듈 또는 프로세서 모듈로 또한 지칭되는 송신기 모듈(200)은 임베딩된 센서 판독 시스템을 포함할 수도 있다. 송신기 모듈은 상부 커버(top cover; 210)를 가질 수도 있다. 상부 커버(210)는, 본 개시의 웨어러블 부착부에 대한 송신기 모듈(200)의 부착을 도울 수도 있는 오목부(indentation; 212)를 가질 수도 있다. 송신기 모듈(200)은 상부 커버 상에 장식 엘리먼트를 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 상부 커버는 버튼(214)으로서 기능한다. 몇몇 경우에, 버튼은 정전식 버튼이다. 몇몇 경우에, 상부 커버는, 디바이스에 유저 입력을 제공하도록 압축 가능하다.
도 6b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)의 상면도를 예시한다. 도시되는 바와 같이, 송신기의 전체 치수는 작을 수도 있다. 예를 들면, 송신기는 약 500 입방 cm, 400 입방 cm, 300 입방 cm, 200 입방 cm, 150 입방 cm, 120 입방 cm, 100 입방 cm, 90 입방 cm, 80 입방 cm, 70 입방 cm, 60 입방 cm, 50 입방 cm, 40 입방 cm, 30 입방 cm, 20 입방 cm, 15 입방 cm, 10 입방 cm, 5 입방 cm 이하의 전체 볼륨, 또는 이들 사이의 임의의 볼륨을 포함할 수도 있다. 타원형 형상을 갖는 송신기가 본원에서 주로 예시되지만, 송신기는 원, 직사각형, 등등과 같은 임의의 형상을 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다.
도 6b에서 도시되는 바와 같이, 송신기 모듈(200)은 제1 외부 치수 및 제2 외부 치수를 포함할 수도 있다. 제1 외부 치수는 32 mm일 수도 있고 제2 외부 치수는 42 mm일 수도 있다. 제1 외부 치수는 1 mm에서부터 200 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있고, 제2 외부 치수는 1 mm에서부터 200 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다. 제1 외부 치수는 5 mm에서부터 50 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있고 제2 외부 치수는 10 mm에서부터 100 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다. 송신기는, 본원의 다른 곳에서 도시되는, 제1 외부 치수(230), 제2 외부 치수(232), 및 제3 외부 치수(234)를 포함할 수도 있다.
도 6c는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)의 측면도를 예시한다. 송신기(200)는 제3 외부 치수를 포함할 수도 있다. 제3 외부 치수는 13.5 mm일 수도 있다. 제3 외부 치수는 100 mm 미만일 수도 있다. 제3 외부 치수는 30 mm 미만일 수도 있다. 제3 외부 치수는 1에서부터 100 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다.
도 6d는, 몇몇 실시형태에 따른, 그 상에 센서(100)가 장착되지 않은 송신기 모듈(200)의 저면도를 예시한다. 도 6e는, 몇몇 실시형태에 따른, 그 상에 센서 모듈(100)이 장착된 송신기(200)의 저면도를 예시한다. 송신기 모듈은, 충분한 근접하게 될 때 교체가능 센서 기판을 끌어당기기에 충분한 힘을 생성한 다수의 자석을 수용할 수도 있다. 몇몇 예에서, 송신기는 송신기 모듈의 저부 커버(bottom cover; 220)의 저부 표면 상에서 함몰부(depression; 221)를 포함할 수도 있다. 함몰부는, 센서(100)의 유저 대향 표면이 저부 커버(220)의 저부 표면과 같은 높이가 되도록 센서가 부착되는 것을 허용할 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 송신기는 센서와의 용이한 커플링 및 분리를 허용하는, 자석과 같은 다양한 컴포넌트를 포함할 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 송신기 모듈은, 센서 엘리먼트와 프로세싱 유닛 사이의 전기적 접촉을 용이하게 할 수도 있는 전기 피드 스루 영역(electrical feed through area; 204)을 포함할 수도 있다.
도 8a, 도 8b, 및 도 8c는, 몇몇 실시형태에 따른, 제2 예시적인 송신기 모듈(200)을 예시한다. 도 8a는, 몇몇 실시형태에 따른, 시계판(watch face) 형태의 예시적인 송신기 모듈을 예시한다. 송신기 모듈(200)은 스트랩 마운트(218)를 통해 스트랩과 커플링되도록 구성될 수도 있다. 본 개시의 센서(100)의 예, 실시형태, 또는 변형예는, 송신기 모듈(200)에 제거 가능하게 커플링될 수도 있다. 센서(100)는 송신기 모듈(200)의 저부 표면(220)과 같은 높이일 수도 있다. 몇몇 경우에, 센서는 같은 높이가 아닐 수도 있거나, 또는, 예를 들면, 저부 표면(220) 약간 위에 있을 수도 있는데, 이것은 센서 엘리먼트와 피부 사이의 접촉을 도울 수도 있다.
도 8b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 제2 예의 저면도를 예시한다. 송신기 모듈(200)은 송신기 모듈의 저부 표면(200) 상에 전기 피드 스루 부분(electrical feed through portion; 204)를 포함할 수도 있다. 전기 피드 스루 부분은 포고 핀이 통과할 어퍼쳐(aperture)를 포함할 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 송신기 모듈은, 센서 엘리먼트와 프로세싱 유닛 사이의 전기적 접촉을 용이하게 할 수도 있는 전기 피드 스루 영역(electrical feed through area; 204)을 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 송신기는 송신기 모듈의 저부 커버(220)의 저부 표면 상에서 함몰부를 포함할 수도 있다.
도 8c는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈의 제2 예의 상면도를 예시한다. 송신기 모듈의 제2 예의 사이즈 및 규모는, 본원에서 설명되는 다른 예 및 실시형태와 실질적으로 유사할 수도 있다. 송신기는, 본원의 다른 곳에서 도시되는, 제1 외부 치수, 제2 외부 치수, 및 제3 외부 치수를 포함할 수도 있다. 제1 외부 치수는 34 mm일 수도 있고 제2 외부 치수는 37 mm일 수도 있다. 제1 외부 치수는 1 mm에서부터 200 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있고, 제2 외부 치수는 1 mm에서부터 200 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다. 제1 외부 치수는 5 mm에서부터 50 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있고 제2 외부 치수는 10 mm에서부터 100 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다. 송신기는 제3 외부 치수를 포함할 수도 있다. 제3 외부 치수는 13.5 mm일 수도 있다. 제3 외부 치수는 100 mm 미만일 수도 있다. 제3 외부 치수는 30 mm 미만일 수도 있다. 제3 외부 치수는 1에서부터 100 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다.
도 7a는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)의 내부의 분해도를 예시한다. 송신기는 상부 커버(210) 및 저부 커버(220)를 포함할 수도 있는데, 이들은, 함께, 본 개시의 센서(100)에 전력을 공급하거나, 그들을 제어하거나 또는 그들과 인터페이싱하기 위해 사용될 수도 있는 회로부(circuitry) 및 다른 컴포넌트를 수용할 수도 있다. 상부 및 저부 커버는 폴리카보네이트일 수도 있다. 상부 및 저부 커버는 플라스틱일 수도 있다. 상부 및 저부 커버는, 그들이 미적으로 보기 좋도록, 채색될 수도 있거나 또는 마감될 수도 있다. 송신기(200)는 전력 공유 메커니즘을 갖는 이중 배터리 스킴, 신호 프로세싱 전자기기, 센서 인터페이스 전자기기, ADC 컨버터, 임베딩된 블루투스 로우 에너지(Bluetooth Low Energy; BLE) 칩을 갖는 통합 마이크로프로세서 유닛(microprocessor unit; MCU), 안테나, 및 관련된 RF 전자기기를 포함할 수도 있다.
저부 커버(220)는 외부 표면 상에서 밀봉 링(seal ring; 222)을 포함할 수도 있는데, 이것은 본 개시의 생물학적 유체로부터 송신기의 내부를 갖는 전자기기를 분리할 수도 있다. 밀봉 링은 피드스루 영역(204)을 통해 송신기 모듈의 내부와 송신기 모듈의 외부 사이를 인터페이싱할 수도 있다. 밀봉 링은 열가소성 폴리우레탄으로 만들어질 수도 있다. 송신기는 송신기의 내부에 하나 이상의 자기 엘리먼트(205)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 자기 엘리먼트는 송신기(200)의 내부 표면 상에 배치될 수도 있다. 자기 엘리먼트는 본 개시의 센서(100) 상에서 자기 재료와 인터페이싱하도록 배열될 수도 있다. 자기 엘리먼트는 철(iron)과 같은 철 재료(ferrous material)를 포함할 수도 있다. 자기 엘리먼트는 영구 자석을 포함할 수도 있다. 자기 재료는, 네오디뮴, 사마륨 코발트(samarium cobalt), 알니코(alnico), 세라믹, 페라이트(ferrite), 철, 니켈, 코발트, 또는 임의의 다른 자기 재료 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 자기 재료는 영구 자석일 수도 있다. 자기 재료는 희토류(rare Earth) 자석일 수도 있다. 자기 엘리먼트는 스페이서(211)에 의해 하나 이상의 배터리로부터 분리될 수도 있다. 스페이서는 완충기(shock absorber)일 수도 있다. 스페이서는 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함할 수도 있다.
송신기의 내부는 하나 이상의 배터리(203)를 더 포함할 수도 있다. 배터리는 2와 4.5 V 사이의 충전 전압을 가질 수도 있다. 배터리는 10 밀리암페어시(milliamp hour)와 1000 밀리암페어시 사이의 전하를 지닐 수도 있다. 배터리는 10 밀리암페어시보다 더 큰 전하를 지닐 수도 있다. 배터리는 리튬 이온 배터리일 수도 있다. 배터리는 리튬 이온 폴리머 배터리일 수도 있다.
도시되는 바와 같이, 송신기(200)는 인쇄 회로 기판(PCB)(201)을 포함할 수도 있다. PCB(201)는 온보드 CPU, 메모리, 데이터 스토리지 유닛, 3 축 가속도계, 아날로그 대 디지털 컨버터(analog to digital converter; DAC), 블루투스 라디오, 등등을 갖춘 마이크로컨트롤러 유닛을 포함할 수도 있다. PCB(201)는 나사(213)에 의해 저부 커버(220)에 부착될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 송신기(200)는 분해 및 재조립될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 송신기(200)는 하나 이상의 컴포넌트에 대한 손상 없이는 분해되지 않을 수도 있는데, 이것은 무단 변경을 방지할 수도 있다. 예시된 실시형태에서 나사가 제공되지만, 디바이스는 접착제, 땜납, 스냅, 등등을 사용하여 조립될 수도 있다.
도 7b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기를 통한 슬라이스를 따르는 송신기(200)의 내부의 측면도를 예시한다. 도시되는 바와 같이, 다양한 컴포넌트가 컴팩트한 설계(compact design)를 통해 하우징 내에 배열된다. 도시되는 바와 같이, 저부 커버(220)는 포고 핀(209)을 수용하도록 사이즈가 정해지고 형상이 정해지는 어퍼쳐를 피드스루 영역(204) 내에서 포함할 수도 있다. 포고 핀은 황동 또는 금 또는 구리와 같은 다른 전도성 재료로 만들어질 수도 있다. 포고 핀은 축 방향으로 압축될 수도 있다. 포고 핀은, 축 방향 압축 이후 포고 핀을 그것의 원래의 길이로 되돌릴 수도 있는 복원력을 제공하기 위한 내부 스프링을 포함할 수도 있다. 포고 핀은, 센서 기판이 끼워질 때 센서의 과도한 운동 에너지의 흡수를 용이하게 할 수도 있다. 포고 핀은 센서(100)와 인쇄 회로 기판(201) 사이에서 일관된 전기적 연결을 용이하게 할 수도 있다. 포고 핀은 센서 기판과 송신기 모듈 사이의 견고한 전기적 연결을 용이하게 하기 위해 긴 작업 사이클을 포함할 수도 있다. 포고 핀 시스템은 송신기 모듈의 센서 판독 어셈블리에 대한 어떠한 손상도 감소시킬 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 포고 핀은 컴팩트한 송신기 설계를 용이하게 하기 위해 배터리(203) 사이에서 배치될 수도 있다.
도 7c는, 몇몇 실시형태에 따른, 상부 하우징이 제거된 송신기(200)의 등각 투영도를 예시한다. 예시의 목적을 위해 PCB(201)는 제거된다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 시각적 정보를 유저에게 전송하기 위한 디스플레이를 포함한다. 디스플레이는 하나 이상의 발광 다이오드(LED)(207)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 LED는 상부 커버(210)를 통해 시각적 단서를 유저에게 제공할 수도 있는 광을 디스플레이할 수도 있다. 상부 커버(210)는 투명한 부분을 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 투명한 부분은 직사각형이다. 몇몇 예에서, 투명한 부분은 로고와 같은 형상이다. 하나 이상의 LED는 하나 이상의 컬러를 가질 수도 있다. 예를 들면, LED는 청색, 녹색 및 적색일 수도 있다. LED의 시간 지속 기간 및 강도는 디바이스의 기능 또는 동작에 대한 정보를 유저에게 제공하기 위해 변경될 수도 있다. 다수의 컬러(예를 들면, 색 영역)를 생성하기 위해 한 번에 다수의 LED를 턴온시킬 수도 있다. LED는 직렬 AT 부착부(215)를 통해 PCB(201)에 전기적으로 연결될 수도 있다.
도 7d는, 몇몇 실시형태에 따른, 상부 하우징이 제거된 송신기(200)의 상면도를 예시한다. 도 7e는, 몇몇 실시형태에 따른 상부 하우징이 제거된 송신기(200)의 측면도를 예시한다. 예시되는 바와 같이, 송신기(200)는 작은 치수를 포함할 수도 있다. 송신기는, 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 제1 외부 치수(230), 제2 외부 치수(232), 및 제3 외부 치수(234)를 포함할 수도 있다. 송신기는 제1 내부 치수(231) 및 제2 내부 치수(233)를 가질 수도 있다. 제1 내부 치수는 PCB(201)의 길이일 수도 있다. 제2 내부 치수는 LED(207)의 폭일 수도 있다. 제1 내부 치수는 30 mm와 35 mm 사이에 있을 수도 있고 제2 내부 치수는 15 mm와 20 mm 사이에 있을 수도 있다. 제1 내부 치수는 130 mm와 5 mm 사이에 있을 수도 있고, 제2 내부 치수는 115 mm와 2 mm 사이에 있을 수도 있다. 제1 및 제2 내부 치수는 제1 및 제2 외부 치수보다 더 작을 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, PCB(201)는, 단일의 코어 또는 다중 코어 프로세서, 또는 병렬 프로세싱을 위한 복수의 프로세서일 수 있는 중앙 프로세싱 유닛(central processing unit; CPU, 또한 본원에서 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서")를 포함한다. PCB(201)는 메모리 또는 기억 장소(예를 들면, 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플래시 메모리)를 또한 포함한다. PCB(201)는 전자 스토리지 유닛(예를 들면, 하드 디스크 또는 다른 불휘발성 메모리)을 포함할 수도 있다. PCB(201)는 하나 이상의 다른 시스템, 및 주변장치 디바이스와 통신하기 위한, 그 상에 배치되는 통신 인터페이스(예를 들면, 네트워크 어댑터, 블루투스 어댑터, 등등)를 더 포함할 수도 있다. 메모리, 스토리지 유닛, 통신 인터페이스 및 임의의 다른 주변장치 디바이스는 통신 버스를 통해 CPU와 통신할 수도 있다. 스토리지 유닛은 데이터를 저장하기 위한 데이터 스토리지 유닛(또는 데이터 저장소)일 수 있다.
송신기(200)는 통신 인터페이스의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크")에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 통신 인터페이스는 온보드 블루투스 라디오를 포함할 수도 있거나 또는 그와 통신할 수도 있다. MCU는 RF 안테나를 포함할 수도 있다. 네트워크는, 인터넷(Internet), 인터넷(internet) 및/또는 엑스트라넷(extranet), 또는 인터넷(Internet)과 통신하는 인트라넷(intranet) 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 네트워크는, 몇몇 경우에, 원격 통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크는, 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 네트워크는, 몇몇 경우에 송신기의 도움으로, 피어 투 피어 네트워크를 구현할 수도 있는데, 이것은 디바이스에 커플링되는 디바이스가 클라이언트 또는 서버로서 거동하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, PCB(201)는 그 상에 배치되는 디지털 대 아날로그 컨버터(DAC)를 포함한다. DAC는 하나 이상의 센서 엘리먼트(105)로부터의 아날로그 데이터를 디지털 신호로 변환할 수도 있다. DAC는 하나 이상의 센서 엘리먼트로부터 전압을 수신할 수도 있다. DAC는 적어도 8 비트 해상도를 가지고 전압 데이터를 디지털화할 수도 있다. DAC는 하나 이상의 채널을 포함할 수도 있다. 몇몇 경우에, 각각의 센서 엘리먼트는 DAC의 단일의 채널에 연결될 수도 있다. 몇몇 경우에, 각각의 채널은, 단일의 채널을 갖는 DAC를 사용하여 순서대로 판독되고 디지털화된다. 몇몇 경우에, 디지털화된 데이터는 전송의 용이성을 촉진하기 위해, 압축될 수도 있거나, 또는 다운 샘플링될 수도 있거나, 또는 다르게는 사이즈가 축소될 수도 있다. DAC의 제어 및/또는 동작은 CPU로부터의 명령어를 통해 동작될 수도 있다.
데이터는 연속적으로 레코딩될 수도 있다. 몇몇 경우에, 500 밀리초(ms)마다 데이터가 레코딩될 수도 있다. 몇몇 경우에, 데이터는 10 ms마다, 20 ms마다, 50 ms마다, 100 ms마다, 200 mx마다, 500 ms마다, 1 초마다, 10 초마다, 1 분마다 또는 그 이상마다 레코딩될 수도 있다. 데이터는 전술한 값 중 임의의 두 개에 의해 정의되는 범위 내의 간격에서 레코딩될 수도 있다. 데이터는 시간의 한 기간 동안 레코딩될 수도 있고, 그 다음, 데이터 수집은 시간의 한 기간 동안 중지될 수도 있다. 예를 들면, 데이터는 1 분 동안, 1 시간 동안, 2 시간 동안, 5 시간 동안, 1일 동안, 5일 동안, 1년 동안, 또는 그 이상 동안 수집될 수도 있다. 데이터는 전술한 값 중 임의의 두 개에 의해 정의되는 범위 내의 시간의 한 기간에 걸쳐 수집될 수도 있다. 데이터는 하나의 작업에 의해 정의되는 기간의 시간에 걸쳐 수집될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, PCB(201)는 그 상에 배치되는 스토리지 및/또는 메모리 디바이스를 포함한다. 스토리지 및/또는 메모리 디바이스는 데이터 또는 프로그램을 일시적 또는 영구적 기반으로 저장하기 위해 사용되는 하나 이상의 물리적 장치이다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 휘발성 메모리이고 저장된 정보를 유지하기 위해 전력을 필요로 한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 불휘발성 메모리이고 송신기 모듈이 전력을 공급받지 않을 때 저장된 정보를 유지한다. 또 다른 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 플래시 메모리를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 동적 랜덤 액세스 메모리(dynamic random-access memory; DRAM)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 강유전체 랜덤 액세스 메모리(ferroelectric random access memory; FRAM)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 상변화 랜덤 액세스 메모리(phase-change random access memory; PRAM)를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 스토리지 및/또는 메모리 디바이스는 본원에서 개시되는 것들과 같은 디바이스의 조합이다.
CPU는, 프로그램 또는 소프트웨어로 구체화될 수 있는 머신 판독 가능 명령어의 시퀀스 실행할 수 있다. 명령어는 메모리와 같은 기억 장소에 저장될 수도 있다. 명령어는 CPU로 지향될 수 있는데, 이것은 본 개시의 방법을 구현하기 위해 CPU를 후속하여 프로그래밍하거나 또는 달리 구성할 수 있다. CPU에 의해 수행되는 동작의 예는, 가져오기(fetch), 디코딩, 실행, 및 라이트백(write back)을 포함할 수 있다. CPU는 집적 회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. PCB(201) 상에 배치되는 하나 이상의 다른 컴포넌트가 회로에 포함될 수 있다. 몇몇 경우에, 회로는 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit; ASIC) 또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array; FPGA)이다.
PCB(201)는 스토리지 유닛을 포함할 수도 있다. 스토리지 유닛은 드라이버, 라이브러리 및 저장된 프로그램과 같은 파일을 저장할 수 있다. 스토리지 유닛은, 유저 데이터, 예를 들면, 유저 선호사항(user preferences) 및 유저 프로그램을 저장할 수 있다. 송신기 모듈(200)은, 몇몇 경우에, 외부에 있는, 예컨대 인트라넷 또는 인터넷을 통해 통신하는 원격 서버 상에 위치되는, 하나 이상의 추가적인 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.
송신기 모듈(200)은, 네트워크를 통해, 예를 들면, 블루투스 연결을 통해, 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예를 들면, 송신기(200)는 유저의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 원격 컴퓨터 시스템의 예는, 퍼스널 컴퓨터(예를 들면, 휴대용 PC), 슬레이트 또는 태블릿 PC(예를 들면, Apple® iPad(애플 아이패드), Samsung® Galaxy Tab(삼성 갤럭시 탭)), 전화기, 스마트폰(예를 들면, Apple® iPhone(애플 아이폰), 안드로이드(Android) 대응 디바이스, Blackberry®(블랙베리)), 또는 개인 휴대형 정보 단말(personal digital assistant)을 포함한다.
PCB(201)는 그 상에 배치되는 3 축 가속도계를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 가속도계는 웨어러블 디바이스 유저의 움직임을 모니터링하기 위해 사용될 수도 있다. 가속도계에 의해 검출되는 모션 이벤트는 디바이스를 턴온시킬 수도 있거나 또는 디바이스 상에서 데이터의 수집을 시작할 수도 있다. 일정한 시간 기간 동안의 모션 이벤트의 부재는, 디바이스로 하여금 저전력 모드에 진입하게 하거나 또는 턴오프되게 할 수도 있다. 모션 데이터는, 모션의 양 또는 강도로 본 개시의 생물학적 유체의 양, 타입, 또는 다른 품질 사이의 상관 관계를 검출하기 위해 시간과 함께 기록될 수도 있다. 센서 데이터는 가속도계 데이터와 상관될 수도 있다.
PCB(201)는 그 상에 배치되는 배터리 충전 집적 회로를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 배터리 충전 IC는 배터리 충전 전압을 모니터링할 수도 있다. 배터리 충전 IC는 배터리 충전 전압 및/또는 전류를 제어할 수도 있다. 예를 들면, 배터리 충전 IC는 과충전을 방지할 수도 있다. 배터리 충전 IC는 배터리 수명을 증가시킬 수도 있다. 로우 드롭 아웃 레귤레이터(low drop out regulator)와 같은 하나 이상의 전압 레귤레이터의 사용을 통해, 입력 전력 제어가 또한 제어될 수도 있다.
PCB(201)는 입력 디바이스와 연결되어 입력 디바이스로부터 데이터를 수신하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 송신기 모듈(200)은 유저로부터 정보를 수신하기 위한 입력 디바이스를 포함할 수도 있다. 입력 디바이스는 송신기(200) 외부에 있는 버튼일 수도 있다. 버튼은 디바이스를 턴온시킬 수도 있다. 버튼은 측정을 시작하거나 또는 중지할 수도 있다. 버튼은 디바이스를 재설정할 수도 있다. 버튼은 데이터를 시작하거나 또는 외부 디바이스에 대한 데이터 동기화를 중지하도록 구성될 수도 있다. MCU는 다음의 것 중 하나 이상의 형태로 유저로부터 정보를 수신하도록 구성될 수도 있다: 버튼이 눌렸는지 또는 아닌지의 여부, 눌린 기간, 연속 누르기의 횟수.
PCB(201)는 송신기(200) 내에 배치되는 디스플레이와 관련되고 그 디스플레이를 제어하도록 구성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 송신기는 시각적 정보를 유저에게 전송하기 위한 디스플레이를 포함한다. 디스플레이는 하나 이상의 LED(207)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 LED는 상부 커버(210)를 통해 유저가 볼 수도 있는 광을 디스플레이할 수도 있다. 상부 커버(210)는 투명한 부분을 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 투명한 부분은 직사각형이다. 몇몇 예에서, 투명한 부분은 로고와 같은 형상이다. 하나 이상의 LED는 하나 이상의 컬러를 가질 수도 있다. 예를 들면, LED는 청색, 녹색, 및 적색일 수도 있다. LED의 시간 지속 기간 및 강도는 디바이스의 기능 또는 동작에 대한 정보를 유저에게 제공하기 위해 변경될 수도 있다.
본 개시의 MCU의 예시적인 명세에 대한 표 1에 대해 참조가 이루어진다. 다음 값은 단지 예로서 제공되며 제한하도록 의도되지는 않는다.
Figure pct00001
도 9a는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)의 제2 예의 내부의 분해도를 예시한다. 송신기는 상부 커버(210) 및 저부 커버(220)를 포함할 수도 있는데, 이들은, 함께, 본 개시의 센서(100)에 전력을 공급하거나, 그들을 제어하거나 또는 그들과 인터페이싱하기 위해 사용될 수도 있는 회로부 및 다른 컴포넌트를 수용할 수도 있다. 상부 및 저부 커버는 폴리카보네이트일 수도 있다. 상부 및 저부 커버는 플라스틱일 수도 있다. 상부 및 저부 커버는, 그들이 미적으로 보기 좋도록, 채색될 수도 있거나 또는 마감될 수도 있다. 송신기(200)는, 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이, 전력 공유 메커니즘을 갖는 이중 배터리 스킴, 신호 프로세싱 전자기기, 센서 인터페이스 전자기기, ADC 컨버터, 임베딩된 블루투스 로우 에너지(BLE) 칩을 갖는 통합 마이크로프로세서 유닛(MCU), 안테나, 및 관련된 RF 전자기기를 포함할 수도 있다.
저부 커버(220)는 외부 표면 상에서 밀봉 링을 포함할 수도 있는데, 이것은 본 개시의 생물학적 유체로부터 송신기의 내부를 갖는 전자기기를 분리할 수도 있다. 밀봉 링은 피드스루 영역(204)을 통해 송신기 모듈의 내부와 송신기 모듈의 외부 사이를 인터페이싱할 수도 있다. 밀봉 링은 열가소성 폴리우레탄으로 만들어질 수도 있다. 송신기는 송신기의 내부에 하나 이상의 자기 엘리먼트(205)를 포함할 수도 있다. 하나 이상의 자기 엘리먼트는 송신기(200)의 내부 표면 상에 배치될 수도 있다. 자기 엘리먼트는 본 개시의 센서(100) 상에서 자기 재료와 인터페이싱하도록 배열될 수도 있다. 자기 엘리먼트는 철과 같은 철 재료를 포함할 수도 있다. 자기 엘리먼트는 영구 자석을 포함할 수도 있다. 자기 재료는, 네오디뮴, 사마륨 코발트, 알니코, 세라믹, 페라이트, 철, 니켈, 코발트, 또는 임의의 다른 자기 재료 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 자기 재료는 영구 자석일 수도 있다. 자기 재료는 희토류(rare Earth) 자석일 수도 있다. 자기 엘리먼트는 스페이서에 의해 하나 이상의 배터리로부터 분리될 수도 있다. 스페이서는 완충기일 수도 있다. 스페이서는 에틸렌 비닐 아세테이트를 포함할 수도 있다.
송신기의 내부는 하나 이상의 배터리(203)를 더 포함할 수도 있다. 배터리는 2와 4.5 V 사이의 충전 전압을 가질 수도 있다. 배터리는 10 밀리암페어시와 1000 밀리암페어시 사이의 전하를 지닐 수도 있다. 배터리는 10 밀리암페어시보다 더 큰 전하를 지닐 수도 있다. 배터리는 리튬 이온 배터리일 수도 있다. 배터리는 리튬 이온 폴리머 배터리일 수도 있다.
도시되는 바와 같이, 송신기(200)는 인쇄 회로 기판(PCB)(201)을 포함할 수도 있다. PCB(201)는 온보드 CPU, 메모리, 데이터 스토리지 유닛, 3 축 가속도계, 아날로그 대 디지털 컨버터(DAC), 블루투스 라디오, 등등을 갖춘 마이크로컨트롤러 유닛을 포함할 수도 있다. PCB(201)는 나사(213)에 의해 저부 커버(220)에 부착될 수도 있다. PCB(201)는 유저에게 시각적 단서를 제공할 수도 있는 스크린(219)에 동작 가능하게 커플링될 수도 있다. 스크린은 LCD일 수도 있다. 스크린은 LED 어레이일 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 음극선관(cathode ray tube; CRT)이다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 액정 디스플레이(liquid crystal display; LCD)이다. 또 다른 실시형태에서, 디스플레이는 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor liquid crystal display; TFT-LCD)이다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode; OLED) 디스플레이이다. 다양한 또 다른 실시형태에서, OLED 디스플레이는 수동 매트릭스 OLED(passive-matrix OLED; PMOLED) 또는 능동 매트릭스 OLED(active-matrix OLED; AMOLED) 디스플레이이다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 플라즈마 디스플레이이다. 다른 실시형태에서, 디스플레이는 비디오 프로젝터이다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 디스플레이는 본원에서 개시되는 것들과 같은 디바이스의 조합이다.
몇몇 실시형태에서, 송신기(200)는 분해 및 재조립될 수도 있다. 다른 실시형태에서, 송신기(200)는 하나 이상의 컴포넌트에 대한 손상 없이는 분해되지 않을 수도 있는데, 이것은 무단 변경을 방지할 수도 있다. 예시된 실시형태에서 나사가 제공되지만, 디바이스는 접착제, 땜납, 스냅, 등등을 사용하여 조립될 수도 있다.
도 9b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기를 통한 슬라이스를 따르는 송신기 모듈(200)의 제2 예의 내부의 측면도를 예시한다. 도시되는 바와 같이, 다양한 컴포넌트가 컴팩트한 설계를 통해 하우징 내에 배열된다. 도시되는 바와 같이, 저부 커버(220)는 포고 핀(209)을 수용하도록 사이즈가 정해지고 형상이 정해지는 어퍼쳐를 피드스루 영역(204) 내에서 포함할 수도 있다. 포고 핀은 황동 또는 금 또는 구리와 같은 다른 전도성 재료로 만들어질 수도 있다. 포고 핀은 축 방향으로 압축될 수도 있다. 포고 핀은, 축 방향 압축 이후 포고 핀을 그것의 원래의 길이로 되돌릴 수도 있는 복원력을 제공하기 위한 내부 스프링을 포함할 수도 있다. 포고 핀은, 센서 기판이 끼워질 때 센서의 과도한 운동 에너지의 흡수를 용이하게 할 수도 있다. 포고 핀은 센서(100)와 인쇄 회로 기판(201) 사이에서 일관된 전기적 연결을 용이하게 할 수도 있다. 포고 핀은 센서 기판과 송신기 모듈 사이의 견고한 전기적 연결을 용이하게 하기 위해 긴 작업 사이클을 포함할 수도 있다. 포고 핀 시스템은 송신기 모듈의 센서 판독 어셈블리에 대한 어떠한 손상도 감소시킬 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 포고 핀은 컴팩트한 송신기 설계를 용이하게 하기 위해 배터리(203) 사이에서 배치될 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 송신기(200)는 유저 입력 메커니즘을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 유저 입력 메커니즘은 하나 이상의 버튼을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 저부 커버(220)는 용량성 센서(217)인 버튼을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상부 커버는 제2 용량성 센서(219)인 제2 버튼을 포함할 수도 있다. 하나 이상의 버튼은 종래의 스위치 또는 기계식 버튼일 수도 있다. 하나 이상의 버튼은 키보드일 수도 있다. 몇몇 경우에, 웨어러블 디바이스는 유저 입력 메커니즘을 갖지 않는다. 몇몇 경우에, 웨어러블 디바이스는 연결된 디바이스, 예를 들면, 본원에서 설명되는 바와 같은 모바일 디바이스 또는 원격 프로세서에 의해 제어될 수도 있다.
유저 상호 작용
본원에서 설명되는 바와 같은 방법은, 송신기 모듈(200)의 전자적 저장 위치 상에, 예컨대, 예를 들면, 메모리 또는 전자 스토리지 유닛 상에 저장되는 머신(예를 들면, 컴퓨터 프로세서) 실행 코드를 통해 구현될 수 있다. 머신 실행 가능 코드 또는 머신 판독 가능 코드는 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있다. 사용 동안, 코드는 프로세서에 의해 실행될 수 있다. 몇몇 경우에, 코드는 스토리지 유닛으로부터 검색될 수 있고 프로세서에 의한 즉시 액세스를 위해 메모리 상에 저장될 수 있다. 몇몇 상황에서, 전자 스토리지 유닛은 배제될 수 있고, 머신 실행 가능 명령어가 메모리 상에 저장된다.
다음은 본 개시의 디바이스와의 유저 상호 작용의 예이며 제한하도록 의도되지는 않는다. 컬러 및 지속 기간을 비롯한, 다른 조명 스킴이 구상된다. 다른 유저 초기화 이벤트도 또한 고려된다.
스위치 및 LED 조명 스킴
a. 디바이스 턴온: 청색 LED로 확인되는 3 초 동안의 버튼 누르기
b. 디바이스 연결됨: 청색 LED가 5 초마다 깜박이기 시작함
c. 10 % 미만의 배터리 충전량: 마젠타 색 LED가 5 초마다 깜박이기 시작함
d. 충전 중: 완전 충전 이전 - 마젠타 색 LED, 완전 충전 - 녹색 LED
e. 펌웨어 업데이트: 8 초 누름, 3 가지 컬러가 차례로 깜박임
f. 디바이스가 펌웨어 업데이트에 들어간 경우, 1 분 이후, 아무런 업데이트 액션도 없으면, 디바이스는 턴오프될 것임
센서 조명 스킴:
a. 전해질에 대해 적색, 글루코오스에 대해 노란색, 젖산에 대해 백색
b. 전해질, 글루코오스, 또는 젖산이 임계치 아래로 떨어지는 경우: 5 초마다 청색이 깜박이고 1 분마다 각각의 전해질, 글루코오스, 및 젖산 컬러가 차례로 빠르게 점등함
c. 단지 하나만이 임계치 아래로 떨어지는 경우, 그러면, 그 각각의 컬러만이 점등할 수도 있다.
d. 두 개가 떨어지는 경우, 그러면, 둘 모두는, 최초 적색, 두 번째 노란색 그리고 마지막 백색과 매치하는 순서로 점등할 것이다.
센서 온/오프 조명 스킴
a. 센서 삽입됨: 기기가 턴온됨
b. 디바이스가 연결되지 않은 경우: 5 분 이후 자동으로 턴오프됨
c. 센서가 제거되면, 자동으로 턴오프됨
몇몇 실시형태에서, 바이오센서 시스템은 스크린을 갖는다. 스크린은 송신기 모듈(200)에 온보드일 수도 있다. 스크린은 연결된 디바이스와 관련될 수도 있다. 몇몇 경우에, 온보드 스크린(216)은, 예를 들면, 데시리터당 밀리그램 단위로 유저에게 전해질, 글루코오스, 또는 젖산 중 하나 이상의 양의 값을 제공할 수도 있다. 값은 실질적으로 실시간으로 제공될 수도 있다. 값은 시간 평균, 롤링 평균, 측정 기간 내의 최대치, 측정 기간 내의 최소치, 등등일 수도 있다.
송신기는 햅틱 피드백 시스템을 포함할 수도 있다. 예를 들면, 송신기는, 값이 임계치 아래로 떨어졌다는 것 또는 임계치 위로 상승되었다는 것을 유저에게 프롬프트하기(prompt) 위해, 진동할 수도 있고 및/또는 깜박일 수도 있다. 예를 들면, 송신기는 전해질, 글루코오스, 또는 젖산 중 하나 이상의 값을 조정할 것을 유저에게 촉구할(prompt) 수도 있다. 송신기는 물을 마실 것을 유저에게 촉구할 수도 있다. 송신기는 설탕과 같은 식이 물질을 섭취할 것을 유저에게 촉구할 수도 있다. 송신기는, 신체 활동을 일시적으로 중단할 것을, 예를 들면, 휴식을 취할 것을 유저에게 촉구할 수도 있다. 송신기는 연결된 디바이스 상에서 데이터를 볼 것을 유저에게 촉구할 수도 있다.
암 밴드 시스템
도 10a, 도 10b, 도 10c, 도 10d, 도 11a, 도 11b, 및 도 11c는, 본 개시의 바이오센서 시스템의 예, 실시형태, 및 변형예를 예시한다. 그러한 시스템은 본원에서 설명되는 송신기 모듈(200) 및 센서(100) 중 임의의 것의 예, 실시형태, 및 변형예를 포함할 수도 있다. 본 개시의 바이오센서 시스템은 웨어러블 부착부에 통합될 수도 있다. 웨어러블 부착부는 암 밴드를 포함할 수도 있다. 웨어러블 부착부는 패치를 포함할 수도 있다.
손목 스트랩 형태 및 패치 형태를 활용하는 바이오센싱 시스템이 본원에 설명되지만, 바이오센싱 시스템은 임의의 형태를 포함할 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들면, 바이오센싱 시스템은, 암 밴드, 헤드 밴드, 다리 스트랩, 가슴 스트랩, 발목 밴드, 등등에 통합될 수도 있다. 바이오센싱 시스템은 의류 물품 안으로, 예를 들면, 양말, 셔츠, 바지, 소매, 등등과 같은, 압축 핏 의복 내에서 통합될 수도 있다. 바이오센싱 시스템은, 발목, 종아리 근육, 무릎, 대퇴 사두근, 햄스트링, 엉덩이, 사근, 갈비뼈, 늑간근, 흉골, 쇄골, 흉근, 삼각근, 어깨, 광배근, 이두근, 삼두근, 팔꿈치, 전완, 또는 손목에 근접한 피부를 모니터링하기 위해 활용될 수도 있다.
도 10a는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드(300)에 통합되는 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈(200)을 예시한다. 시스템은 송신기(200), 스트랩(303), 및 센서(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 예시되는 바와 같이, 바이오센싱 시스템은, 그것이 개별적으로 착용될 수 있도록 작은 치수를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 바이오센싱 시스템은 유저의 전완, 손목, 또는 상완(upper arm)에 개별적으로 착용될 수도 있다. 스트랩(303)은 버클 측(buckle side; 302) 및 연결 측(connecting side; 301)을 포함할 수도 있다. 스트랩(303)은 천연 또는 합성 재료를 포함할 수도 있다. 스트랩의 재료는 유저에게 편안할 수도 있다. 스트랩의 재료는, 패브릭, 천, 캔버스, 가죽, 면, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 아마(flax), 라이크라(Lycra), 다이니마(Dyneema), 케블라(Kevlar), 노멕스(Nomex), 등등일 수도 있다.
밴드의 저부 층은, 피부 상에 있는 동안 미끌어지는 것을 방지하기 위해, 물결 형상의 실리콘 패턴을 가지고 임베딩될 수 있다. 통기성을 위해 밴드에 기공이 임베딩될 수 있다. 밴드의 저부 면에서 송신기 모듈(200)을 삽입하기 위한 캐비티, 예를 들면, 구멍이 밴드에서 제공될 수 있다. 일단 송신기 모듈(200)(센서(100)를 가짐)가 밴드에 삽입되어 단단히 끼워지면, 밴드는 땀으로부터 글루코오스 및 다른 마커를 포함하는 대사 산물의 연속적인 모니터링을 위해 전완 또는 피부 상의 다른 소망되는 영역 주위에 묶일 수 있다. 몇몇 경우에, 송신기 모듈은, 꽉 조여진 이후, 밴드에 삽입될 수도 있고, 모니터링을 위한 적절한 타이트 피트(tight fit)를 제공할 수도 있다. 예를 들면, 밴드를 풀지 않고도, 송신기는 제거될 수도 있고, 센서가 변경될 수도 있고, 그리고 송신기가 다시 삽입되어 모니터링을 계속할 수도 있다.
암 밴드 시스템의 치수는 모니터링되고 있는 유저의 신체 부위에 맞게 변경될 수도 있다. 예를 들면, 밴드의 길이는, 팔, 다리, 발목, 가슴, 등등의 둘레 주위에 부착될 만큼 충분히 길 수도 있다. 밴드는 다양한 환자 치수에 맞도록 다양한 길이로 제공될 수도 있다. 밴드는 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 버클링(buckling) 메커니즘을 통해 단단히 부착되는 충분한 밴드 재료를 포함할 수도 있다. 한 예에서, 밴드의 전체 길이는 대략 250 mm일 수도 있다. 한 예에서, 밴드의 전체 길이는 100 mm에서부터 1000 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다. 한 예에서, 밴드의 총 길이는 200 mm와 400 mm 사이에 있을 수도 있다. 암 밴드의 가장 큰 폭은 20 mm와 100 mm 사이에 있을 수도 있다. 밴드의 가장 큰 폭은 1 mm와 200 mm 사이에 있을 수도 있다.
도 10b는, 몇몇 실시형태에 따른, 바이오센싱 시스템의 저면도를 예시한다. 도시되는 바와 같이, 송신기 모듈(200)은, 센서 또는 그것의 센서 엘리먼트가 유저와 접촉할 수도 있도록, 저부 표면 상에서 노출될 수도 있는 센서(100)를 수용할 수도 있다. 센서 엘리먼트는 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 유저의 생물학적 유체와 접촉하게 될 수도 있다.
도 10c는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드(100)로부터 제거 가능한 본 개시의 송신기 모듈(200)을 예시한다. 예시되는 바와 같이, 송신기는 부착부와 자유롭게 분리되고 커플링될 수도 있다. 옵션 사항으로, 부착부는 송신기와의 용이한 커플링 및 분리를 허용할 수도 있는 맞물림 표면(mating surface)을 포함할 수도 있다. 옵션 사항으로, 맞물림 표면은, 송신기와의 용이한 커플링 및 분리를 허용하는 자석, 후크, 노치, 스냅 온 메커니즘, 등등을 구비할 수도 있다. 옵션 사항으로, 송신기 및 전완 부착부는, 몇 주 동안, 몇 달 동안, 또는 몇 년 동안 사용되도록 구성될 수도 있고, 한편 센서는 시간의 더 짧은 기간 동안, 예를 들면, 몇 시간 동안, 며칠 동안, 몇 주 동안, 몇 달 동안, 또는 몇 년 동안 사용되도록 구성될 수도 있다. 센서(100)는 일회용일 수도 있다. 센서(100)는 교체 가능할 수도 있다.
도 10d는, 몇몇 실시형태에 따른, 스트랩 메커니즘이 결합된 웨어러블 암 밴드를 예시한다. 버클을 갖는 루프 시스템 및 패브릭 후크가 도시되지만, 많은 가능한 많은 걸쇠 시스템(clasping system)이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 웨어러블 암 밴드는, 시계 버클 및 시계 버클을 수용하기 위한 구멍을 갖는 자유 측(free side)을 가질 수도 있다. 웨어러블 암 밴드는, 후크 및 루프 체결구, 예컨대 벨크로를 구비할 수도 있다. 패브릭 후크는 버클 측 상에 있을 수도 있고 패브릭 루프는 연결 측 상에 있을 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 스트랩의 패브릭은, 연결 측이 버클링 측 상의 버클을 통해 공급될 때 후크형 부분 및 루프형 부분이 접촉할 수도 있도록 연결 측 상에서 부분적으로 후크 및 부분적으로 루프일 수도 있다. 스트랩(303)은 조절 가능할 수도 있다. 스트랩(303)은 유저의 피부와 접촉하여 본 개시의 센서를 유지하는 임의의 시스템을 포함할 수도 있다. 버클은 엔드 피팅(예를 들면, S 후크(S-hook), 스냅 후크(snap hook), 볼트/앵커 플레이트, J 후크(J-hook), 플랫 후크(flat hook), 등등), 체결구(예를 들면, 오버 센터(over-center), 캠(cam), 래칫(ratchet), 등등), 또는 버클(예를 들면, 슬라이드 버클, 스냅 버클, 등등)을 포함할 수도 있다. 유저는 이들 개개의 컴포넌트를 혼합 및 결합하여 장치 및 플랫폼 상의 임의의 소망되는 위치에 그들을 배치할 수 있다. 개개의 컴포넌트는 다음과 같은 다양한 연결 메커니즘을 가질 수 있다: 후크 및 루프(벨크로), 스냅, 압정 피쳐(tack feature), 나사 체결구, 탭, 또는 탄성 밴드 및 접착제와 같은 임의의 다른 적절한 연결 메커니즘.
도 11a, 도 11b, 및 도 11c는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드의 제2 예를 예시한다. 도 11a는, 몇몇 실시형태에 따른, 웨어러블 암 밴드(300)에 통합되는 본 개시의 센서를 포함하는 송신기 모듈(200)을 예시한다. 시스템은 송신기(200), 두 부분의 스트랩(304 및 305), 및 센서(도시되지 않음)를 포함할 수도 있다. 예시되는 바와 같이, 바이오센싱 시스템은, 그것이 개별적으로 착용될 수 있도록 작은 치수를 포함할 수도 있다. 예를 들면, 바이오센싱 시스템은 유저의 전완, 손목, 또는 상완에 개별적으로 착용될 수도 있다. 스트랩은 제1 부분(304) 및 제2 부분(305)을 포함할 수도 있다. 스트랩의 제1 부분 및 제2 부분은 천연 또는 합성 재료를 포함할 수도 있다. 스트랩의 재료는 유저에게 편안할 수도 있다. 스트랩의 재료는, 패브릭, 천, 캔버스, 가죽, 면, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 아마(flax), 라이크라(Lycra), 다이니마(Dyneema), 케블라(Kevlar), 노멕스(Nomex), 등등일 수도 있다.
밴드의 저부 층은, 피부 상에 있는 동안 미끌어지는 것을 방지하기 위해, 물결 형상의 실리콘 패턴을 가지고 임베딩될 수 있다. 통기성을 위해 밴드에 기공이 임베딩될 수 있다. 밴드의 저부 면에서 송신기 모듈(200)을 삽입하기 위한 캐비티, 예를 들면, 구멍이 밴드에서 제공될 수 있다. 일단 송신기 모듈(200)(센서(100)를 가짐)가 밴드에 삽입되어 단단히 끼워지면, 밴드는 땀으로부터 글루코오스 및 다른 마커를 포함하는 대사 산물의 연속적인 모니터링을 위해 전완 또는 피부 상의 다른 소망되는 영역 주위에 묶일 수 있다. 몇몇 경우에, 송신기 모듈은, 꽉 조여진 이후, 밴드에 삽입될 수도 있고, 모니터링을 위한 적절한 타이트 피트를 제공할 수도 있다. 예를 들면, 밴드를 풀지 않고도, 송신기는 제거될 수도 있고, 센서가 변경될 수도 있고, 그리고 송신기가 다시 삽입되어 모니터링을 계속할 수도 있다.
제1 부분 및 제2 부분은 스트랩 마운트(318)로부터 송신기 모듈(200)에 제거 가능하게 커플링될 수도 있다. 송신기 모듈(200)은 스트랩 마운트(218)를 통해 스트랩과 커플링되도록 구성될 수도 있다. 본 개시의 센서(100)의 예, 실시형태, 또는 변형예는, 송신기 모듈(200)에 제거 가능하게 커플링될 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 스트랩의 제1 부분 및 제2 부분의 각각은 송신기 모듈(200)로부터 스트랩을 분리하기 위한 해제부(release)를 갖는다.
도 11b는, 몇몇 실시형태에 따른, 바이오센싱 시스템의 저면도를 예시한다. 도시되는 바와 같이, 송신기 모듈(200)은, 센서 또는 그것의 센서 엘리먼트가 유저와 접촉할 수도 있도록, 저부 표면 상에서 노출될 수도 있는 센서(100)를 수용할 수도 있다. 센서 엘리먼트는 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 유저의 생물학적 유체와 접촉하게 될 수도 있다. 예시되는 바와 같이, 스트랩 부분은 송신기 모듈과 자유롭게 분리되고 커플링될 수도 있다. 옵션 사항으로, 송신기 모듈은, 스트랩 부품과의 용이한 커플링 및 분리를 허용할 수도 있는 맞물림 표면을 포함할 수도 있다. 옵션 사항으로, 맞물림 표면은, 송신기 모듈과의 용이한 커플링 및 분리를 허용하는 자석, 후크, 노치, 스냅 온 메커니즘, 등등을 구비할 수도 있다. 옵션 사항으로, 송신기 및 전완 부착부는, 몇 주 동안, 몇 달 동안, 또는 몇 년 동안 사용되도록 구성될 수도 있고, 한편 센서는 시간의 더 짧은 기간 동안, 예를 들면, 몇 시간 동안, 며칠 동안, 몇 주 동안, 몇 달 동안, 또는 몇 년 동안 사용되도록 구성될 수도 있다. 센서(100)는 일회용일 수도 있다. 센서(100)는 교체 가능할 수도 있다.
도 11c는, 몇몇 실시형태에 따른, 예시적인 치수를 갖는 암 밴드 시스템의 상면도를 예시한다. 암 밴드 시스템의 치수는 모니터링되고 있는 유저의 신체 부위에 맞게 변경될 수도 있다. 예를 들면, 밴드의 길이는, 팔, 다리, 발목, 가슴, 등등의 둘레 주위에 부착될 만큼 충분히 길 수도 있다. 밴드는 다양한 환자 치수에 맞도록 다양한 길이로 제공될 수도 있다. 밴드는 본원의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 버클링 메커니즘을 통해 단단히 부착되는 충분한 밴드 재료를 포함할 수도 있다. 한 예에서, 밴드의 전체 길이는 대략 250 mm일 수도 있다. 한 예에서, 밴드의 전체 길이는 100 mm에서부터 1000 mm까지의 범위 내에 있을 수도 있다. 한 예에서, 밴드의 총 길이는 200 mm와 400 mm 사이에 있을 수도 있다. 암 밴드의 가장 큰 폭은 20 mm와 100 mm 사이에 있을 수도 있다. 밴드의 가장 큰 폭은 1 mm와 200 mm 사이에 있을 수도 있다.
버클을 갖는 루프 시스템 및 패브릭 후크가 도시되지만, 많은 가능한 많은 걸쇠 시스템이 사용될 수도 있다. 예를 들면, 웨어러블 암 밴드는, 시계 버클 및 시계 버클을 수용하기 위한 구멍을 갖는 자유 측을 가질 수도 있다. 웨어러블 암 밴드는, 후크 및 루프 체결구, 예컨대 벨크로를 구비할 수도 있다. 패브릭 후크는 버클 측 상에 있을 수도 있고 패브릭 루프는 연결 측 상에 있을 수도 있다. 도시되는 바와 같이, 스트랩의 패브릭은, 연결 측이 버클링 측 상의 버클을 통해 공급될 때 후크형 부분 및 루프형 부분이 접촉할 수도 있도록 연결 측 상에서 부분적으로 후크 및 부분적으로 루프일 수도 있다. 스트랩 부분은 함께 조정 가능할 수도 있다. 스트랩 부분은 유저의 피부와 접촉하여 본 개시의 센서를 유지하는 임의의 시스템을 포함할 수도 있다. 버클은 엔드 피팅(예를 들면, S 후크, 스냅 후크, 볼트/앵커 플레이트, J 후크, 플랫 후크, 등등), 체결구(예를 들면, 오버 센터, 캠, 래칫, 등등), 또는 버클(예를 들면, 슬라이드 버클, 스냅 버클, 등등)을 포함할 수도 있다. 유저는 이들 개개의 컴포넌트를 혼합 및 결합하여 장치 및 플랫폼 상의 임의의 소망되는 위치에 그들을 배치할 수 있다. 개개의 컴포넌트는 다음과 같은 다양한 연결 메커니즘을 가질 수 있다: 후크 및 루프(벨크로), 스냅, 압정 피쳐, 나사 체결구, 탭, 또는 탄성 밴드 및 접착제와 같은 임의의 다른 적절한 연결 메커니즘.
패치 시스템
도 12a, 도 12b, 도 12c, 도 13a 및 도 13b는 본 개시의 송신기 모듈(200)을 수신할 수도 있는 패치 마운트(400)를 도시한다. 본 개시의 패치 시스템은 수용 영역 및 평면 부분(405) 및 수용 부분(410)을 포함할 수도 있다. 본원에서 개시되는 임의의 실시형태에서 옵션 사항으로, 평면 부분은 환형의 링과 같은 형상을 포함할 수 있다. 피실험자의 피부에 대한 디바이스의 부착을 촉진시키기 위해 그리고 디바이스가 피부 상으로 배치된 이후 밀봉을 생성하기 위해, 하우징 베이스의 평면 부분 상에 접착제(도시되지 않음)가 배치될 수 있다.
도 12a는, 몇몇 실시형태에 따른, 그 상에 송신기 모듈이 장착된 패치 마운트의 한 예의 상면도를 예시한다; 도 12b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈이 패치 마운트로부터 분리된 패치 마운트의 한 예를 예시한다. 도 12b를 참조하면, 하우징 베이스의 평면 부분(405)은 피실험자의 (예를 들면, 상완 상의) 피부 상으로 배치되도록 구성될 수 있다. 평면 부분은 수용 부분(410)을 둘러싸도록 제공될 수 있다. 접착제(도시되지 않음)는 하우징 베이스의 평면 부분 상에 배치될 수 있다. 접착제는, 유저로부터의 의도적인 제거 없이 디바이스가 피부로부터 제거되는 것을 방지하는 밀봉을 피부 상에서 생성할 수 있다. 향상된 접촉을 위해 피실험자의 피부 상으로의 디바이스의 접착을 촉진하기 위해, 적절한 생체 적합성 접착 재료 또는 개스킷 재료가 하우징 베이스의 평면 부분 상에 배치될 수 있다. 임의의 적절한 접착제가 사용될 수 있다. 접착제는 하이드로겔, 아크릴, 폴리우레탄 겔, 하이드로콜로이드, 또는 실리콘 겔일 수 있다.
평면 부분(405)은 가요성 베이스를 포함할 수도 있다. 가요성 베이스는 패치 마운트가 장착되는 유저의 피부의 형상을 따를 수도 있다. 유연한 베이스는 플라스틱, 실리콘, 천연 또는 합성 고무, 열가소성 폴리우레탄, 나일론, 및 네오프렌일 수도 있다.
수용 부분(410)는 내부에 배치되는 송신기 모듈을 유지하기에 충분히 단단한 재료를 포함할 수도 있다. 송신기 부분은 클립, 래치, 스냅, 스트랩, 밧줄, Velcro™(벨크로), 테이프, 후크 및 루프, 압정 피쳐, 나사 체결구, 탭, 자기 체결구, 또는 탄성 밴드와 같은 임의의 다른 적절한 연결 메커니즘 및 접착제에 의해 수용 부분에 부착될 수도 있다. 수용 부분은 본 개시의 송신기 모듈(200)을 수용하도록 사이즈가 정해지고 및 형상이 정해질 수도 있다. 수용 부분은 송신기 모듈의 환자 대향 표면 상에 배치되는 센서와 피부 사이의 접촉을 용이하게 할 수도 있는 개구를 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 수용 부분 및 평면 부분은 일회용이다. 몇몇 경우에, 수용 부분 및 평면 부분은 재사용될 수도 있다.
평면 부분은 저부(환자 대향) 표면 상에서 접착제를 포함할 수도 있다. 접착제는 하이드로겔일 수 있다. 본원에서 개시되는 실시형태 중 임의의 것에서 옵션 사항으로, 하이드로겔은 합성 폴리머, 천연 폴리머, 이들의 유도체, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 합성 폴리머의 예는, 폴리(아크릴산), 폴리(비닐 알코올)(poly(vinyl alcohol); PVA), 폴리(비닐 피롤리돈)(poly(vinyl pyrrolidone); PVP), 폴리(에틸렌 글리콜)(poly (ethylene glycol); PEG), 및 폴리 아크릴아미드를 포함하지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다. 천연 폴리머의 예는, 알기네이트(alginate), 셀룰로스(cellulose), 키틴(chitin), 키토산(chitosan), 덱스트란(dextran), 히알루론산(hyaluronic acid), 펙틴(pectin), 전분(starch), 잔탄검(xanthan gum), 콜라겐(collagen), 실크, 케라틴(keratin), 엘라스틴(elastin), 레실린(resilin), 젤라틴(gelatin), 및 한천(agar)을 포함하지만, 그러나 이들로 제한되지는 않는다.
몇몇 실시형태에서, 접착제는 피부 대향 측 상의 평면 부분(405)에 미리 부착될 수 있다. 디바이스는 평면 부분 상의 접착제를 피복하는 보호 필름 또는 배킹(backing)을 포함할 수 있다. 보호 필름은 피실험자의 피부 상에서의 디바이스의 사용 및 디바이스의 배치 이전에 제거될 수 있다. 다른 실시형태에서, 피실험자의 피부 상에서의 디바이스의 배치 이전에, 겔, 하이드로겔, 페이스트, 또는 크림의 형태의 접착제가 피실험자의 피부에 또는 디바이스의 하우징 베이스의 평면 부분에 도포될 수 있다. 그 다음, 접착제는, 피부와 디바이스 사이에 접착제 층을 형성하기 위해, 미리 결정된 양의 시간(예를 들면, 대략 수 초 내지 수 분) 동안 피실험자의 피부와 접촉하여 배치될 수 있다. 접착제는 압력 감응 접착제 또는 열에 민감한 접착제일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 접착제는 저 알레르기 유발성일 수 있다.
몇몇 실시형태에서, 접착제는 박리 가능한 접착제일 수 있고, 디바이스의 하우징 베이스 상의 평면 부분에 대응하는 형상 및 사이즈를 가질 수 있다. 도 12b에서 도시되는 예에서, 하우징 베이스 상의 평면 부분은 환형 링의 형상일 수 있지만, 임의의 형상이 고려될 수 있다. 따라서, 박리 가능한 접착제는 하우징 베이스 상의 평면 부분에 대응하는 환형 링으로서 제공될 수 있다. 송신기 모듈의 피부 대향 측은 평면 부분의 환형 개구를 통해 환자 피부에 노출될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 추가적인 지지체가 평면 부분과 접착제 사이에서 배치될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 평면 부분은 평면 부분과 접착제 사이에 폼 층(foam layer)을 포함할 수도 있다.
도 12c는, 몇몇 실시형태에 따른, 통합 센서 패치 시스템의 뷰를 예시한다. 예시된 실시형태에서, 송신기 모듈(200)은 본 개시의 패치 시스템으로 센서(100)와 함께 통합될 수도 있다. 통합된 센서 패치 시스템은 통합 센서 및 송신기 모듈(290)을 포함할 수도 있다. 통합된 센서 및 송신기 모듈은, 본원에서 개시되는 바와 같이, 그 상에 또한 배치되는 접착제를 포함할 수도 있는 평면 부분(405) 상에 장착될 수도 있다. 도 12c는 통합된 센서 패치 시스템의 상부 표면 상에 배치될 수도 있는 복수의 별개의 센서 엘리먼트(105)를 추가로 예시한다. 예시된 실시형태는, 예를 들면, 호흡 감지 시스템으로서, 본 개시의 연결된 디바이스에 부착될 수도 있다.
도 13a, 도 13b, 도 13c, 및 도 13d는, 몇몇 실시형태에 따른, 암 밴드에 또한 커플링 가능한 송신기 모듈에 커플링될 수도 있는 패치 시스템의 한 예를 예시한다. 도 13a는, 몇몇 실시형태에 따른, 암 밴드에도 또한 커플링 가능한 송신기 모듈에 커플링될 수도 있는 패치 시스템의 한 예의 상면도를 예시한다. 하우징 베이스의 평면 부분(405)은 피실험자의 피부(예를 들면, 상완) 상으로 배치되도록 구성될 수 있다. 평면 부분은 수용 부분(410)을 둘러싸도록 제공될 수 있다.
도시되는 바와 같이, 패치 시스템(400)은 측정될 신체 부위보다 더 작을 수도 있다. 평면 부분(405)은 원형일 수도 있거나, 타원형일 수도 있거나, 직사각형일 수도 있거나, 정사각형일 수도 있거나, 불규칙한 형상일 수도 있거나, 또는 임의의 다른 형상일 수도 있다. 평면 부분은 그 아래의 조직의 이동을 허용할 수도 있는 형상에 맞도록 절단될 수도 있다. 평면 부분은 그 아래의 조직에 지지를 제공할 수도 있는 형상으로 절단될 수도 있다. 예시된 실시형태는 90 mm의 직경을 갖는 원형 평면 부분을 도시한다. 평면 부분의 직경은 500 mm 미만일 수도 있다. 평면 부분의 직경은 100 mm 미만일 수도 있다. 평면 부분의 직경은 10 mm 미만일 수도 있다. 평면 부분의 사이즈는 본 개시의 송신기 모듈의 커플링을 허용하기에 충분할 수도 있다.
도 13b는, 몇몇 실시형태에 따른, 암 밴드에도 또한 커플링 가능한 송신기 모듈에 커플링될 수도 있는 패치 시스템의 한 예의 측면도를 예시한다. 도시되는 바와 같이, 패치 시스템은 10 mm 미만의 총 높이(예를 들면, 환자 피부로부터 디바이스의 상부까지의 거리)를 포함할 수도 있다. 몇몇 예에서, 총 높이는 30 mm 미만이다. 몇몇 예에서, 총 높이는 5 mm 미만이다. 몇몇 경우에, 패치 시스템은 본원에서 개시되는 바와 같이 패치 시스템 내에서 송신기 모듈을 클립하기에 충분히 높은 측벽을 포함한다.
도 13a, 도 13b, 도 13c, 및 도 13d는, 몇몇 실시형태에 따른, 암 밴드에 또한 커플링 가능한 송신기 모듈에 커플링되는 패치 시스템의 한 예를 예시한다. 수용 부분(410)는 내부에 배치되는 송신기 모듈을 유지하기에 충분히 단단한 재료를 포함할 수도 있다. 송신기 부분은 클립, 래치, 스냅, 스트랩, 밧줄, Velcro™(벨크로), 테이프, 후크 및 루프, 압정 피쳐, 나사 체결구, 탭, 자기 체결구, 또는 탄성 밴드와 같은 임의의 다른 적절한 연결 메커니즘 및 접착제에 의해 수용 부분에 부착될 수도 있다. 수용 부분은 본 개시의 송신기 모듈(200)을 수용하도록 사이즈가 정해지고 및 형상이 정해질 수도 있다. 수용 부분은 송신기 모듈의 환자 대향 표면 상에 배치되는 센서와 피부 사이의 접촉을 용이하게 할 수도 있는 개구(415)를 가질 수도 있다. 몇몇 경우에, 수용 부분 및 평면 부분은 일회용이다. 몇몇 경우에, 수용 부분 및 평면 부분은 재사용될 수도 있다.
연결된 디바이스
도 14는, 몇몇 실시형태에 따른, 본 개시의 웨어러블 디바이스를 두 개의 연결된 디바이스와 관련하여 도시한다. 예시된 실시형태에서, 송신기 모듈(200)은 스마트폰 또는 태블릿(500)인 제1 연결된 디바이스로 데이터를 수신 및/또는 송신할 수도 있다. 예시된 실시형태에서, 스마트폰 또는 태블릿(500)은 원격 서버(550)인 제2 연결된 디바이스로 데이터를 수신 및/또는 송신할 수도 있다. 몇몇 경우에, 원격 서버가 필요하지 않을 수도 있다. 몇몇 경우에, 스마트폰 또는 태블릿이 필요하지 않을 수도 있다.
몇몇 실시형태에서, 본원에서 설명되는 시스템, 디바이스, 및 방법은 하나 이상의 연결된 디바이스 또는 그 사용을 포함한다. 연결된 디바이스는, 본 개시의 디바이스 및 시스템에 무선으로 또는 유선 연결에 의해 연결될 수도 있는 디지털 프로세싱 디바이스일 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 연결된 디바이스는, 옵션 사항으로, 컴퓨터 네트워크에 연결될 수도 있다. 또 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는, 옵션 사항으로, 월드 와이드 웹에 액세스하도록 인터넷에 연결된다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는, 옵션 사항으로, 클라우드 컴퓨팅 인프라(cloud computing infrastructure)에 연결된다. 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는, 옵션 사항으로, 인트라넷에 연결된다. 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는, 옵션 사항으로, 데이터 스토리지 디바이스에 연결된다. 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는 셀룰러 데이터 네트워크에 연결된다. 여전히 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는 블루투스를 통해 연결된다.
본원의 설명에 따르면, 적절한 연결된 디바이스는, 비제한적인 예로서, 서버 컴퓨터, 데스크탑 컴퓨터, 랩탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 서브 노트북 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 넷패드 컴퓨터, 셋탑 컴퓨터, 미디어 스트리밍 디바이스, 핸드헬드 컴퓨터, 인터넷 어플라이언스, 모바일 스마트폰(예를 들면, Apple® 아이폰, 안드로이드 대응 디바이스, Blackberry®(블랙베리)), 태블릿 컴퓨터(예를 들면, Apple® 아이패드, Samsung® 갤럭시 탭), 개인 휴대형 정보 단말, 비디오 게임 콘솔, 및 차량을 포함한다. 기술 분야의 숙련된 자는 많은 스마트폰이 본원에서 설명되는 시스템에서 사용하기에 적절하다는 것을 인식할 것이다. 기술 분야의 숙련된 자는 또한, 옵션 사항인 컴퓨터 네트워크 연결성을 갖는 엄선된 텔레비전, 비디오 플레이어, 및 디지털 뮤직 플레이어가 본원에서 설명되는 시스템에서 사용하기에 적절하다는 것을 인식할 것이다. 적절한 태블릿 컴퓨터는 기술 분야의 숙련된 자에게 공지되어 있는, 북릿(booklet), 슬레이트, 및 컨버터블 구성을 갖는 것들을 포함한다.
본원의 설명에 따르면, 연결된 디바이스는 랩탑, 태블릿, 또는 스마트폰과 같은 모바일 디바이스(500)일 수도 있다. 몇몇 경우에, 모바일 디바이스는 유저에게 로컬일 수도 있다. 모바일 디바이스인 연결된 디바이스는 모바일 스마트폰(예를 들면, Apple® 아이폰, 안드로이드 대응 디바이스, Blackberry®), 태블릿 컴퓨터(예를 들면, Apple® 아이패드, Samsung® 갤럭시 탭), 데스크탑 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 등등일 수도 있다. 모바일 디바이스는 디바이스에 대한 유저 제어를 허용할 수도 있다.
몇몇 경우에, 모바일 디바이스는 유저가 센서 데이터의 모두 또는 일부에 액세스하는 것을 허용할 수도 있다. 모바일 디바이스는 유저 인터페이스를 포함할 수도 있다. 모바일 디바이스는 유저가 디바이스의 기능성을 제어하는 것을 허용할 수도 있는 그 상에 저장되는 소프트웨어를 포함할 수도 있다. 소프트웨어는 모바일 앱을 포함할 수도 있다. 소프트웨어는 브라우저 플러그인(browser plug-in)을 포함할 수도 있다. 소프트웨어는 독립형 애플리케이션을 포함할 수도 있다. 소프트웨어는, 유저가 디바이스를 턴온 또는 턴오프하는 것, 캘리브레이션, 펌웨어 업데이트, 경고, 민감도, 분석물의 타입의 수, 센서 타입 설정, 등등과 같은 기능성을 제어하는 것을 허용할 수도 있다. 한 예에서, 모바일 디바이스는 본 개시의 하나 이상의 분석물의 값(예를 들면, 분석물의 농도)을 유저에게 디스플레이할 수도 있다. 모바일 디바이스는 실질적으로 실시간으로 분석물의 값을 디스플레이할 수도 있다. 모바일 디바이스는 하나 이상의 분석물의 상한 및/또는 하한 임계치를 디스플레이할 수도 있다. 예를 들면, 환자는 분석물의 레벨이 너무 높은지 또는 낮은지를 확인할 수 있을 수도 있다. 몇몇 경우에, 유저 인터페이스는 수집되는 데이터에 기초하여 거동을 변경할 것을 유저에게 촉구할 수도 있다.
본원의 설명에 따르면, 연결된 디바이스는 원격 서버(550)일 수도 있다. 원격 서버는 클라우드 서버일 수도 있다. 원격 서버는 데이터를 저장할 수도 있다. 예를 들면, 원격 서버는 유저가 즉시 이용 가능하게 되는 것을 필요로 하지 않는 데이터를 저장할 수도 있다. 원격 서버는, 모바일 디바이스 및/또는 송신기 모듈 그 자체 상에 데이터를 저장할 충분한 공간이 없을 때 데이터를 저장할 수도 있다. 원격 서버는 데이터를 분석할 수도 있다. 원격 서버는 의사, 개인 트레이너, 코치, 등등과 같은 써드파티에 의해 분석될 수도 있는 데이터를 저장할 수도 있다.
컴퓨터 프로그램
몇몇 실시형태에서, 본원에서 개시되는 플랫폼, 시스템, 매체, 및 방법은 적어도 하나의 컴퓨터 프로그램, 또는 그 사용을 포함한다. 컴퓨터 프로그램은 연결된 디바이스의 CPU에서 실행 가능하며, 명시된 태스크(task)를 수행하도록 작성되는 명령어의 시퀀스를 포함한다. 컴퓨터 판독 가능 명령어는, 특정한 태스크를 수행하는 또는 특정한 추상 데이터 타입을 구현하는 함수, 오브젝트, 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(Application Programming Interface; API), 데이터 구조체, 및 등등과 같은 프로그램 모듈로서 구현될 수도 있다. 본원에 제공되는 개시에 비추어, 기술 분야의 숙련된 자는 컴퓨터 프로그램이 다양한 언어의 다양한 버전으로 작성될 수도 있다는 것을 인식할 것이다.
컴퓨터 판독 가능 명령어의 기능성은 다양한 환경에서 소망에 따라 결합되거나 또는 분산될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 명령어의 하나의 시퀀스를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 명령어의 복수의 시퀀스를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 하나의 위치로부터 제공된다. 다른 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 복수의 위치로부터 제공된다. 다양한 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 소프트웨어 모듈을 포함한다. 다양한 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은, 부분적으로 또는 전체적으로, 하나 이상의 웹 애플리케이션, 하나 이상의 모바일 애플리케이션, 하나 이상의 독립형 애플리케이션, 하나 이상의 웹 브라우저 플러그인, 확장 프로그램(extension), 애드인(add-in), 또는 애드온(add-on), 또는 이들의 조합을 포함한다.
모바일 애플리케이션
몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 모바일 연결 디바이스로 제공되는 모바일 애플리케이션을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 모바일 애플리케이션은 모바일 연결 디바이스에, 그것이 제조될 때, 제공된다. 다른 실시형태에서, 모바일 애플리케이션은 본원에서 설명되는 컴퓨터 네트워크를 통해 모바일 연결 디바이스에 제공된다.
본원에 제공되는 개시의 관점에서, 모바일 애플리케이션은 기술 분야에서 공지되어 있는 하드웨어, 언어, 및 개발 환경을 사용하여 기술 분야의 숙련된 자에게 알려져 있는 기술에 의해 생성된다. 기술 분야의 숙련된 자는 모바일 애플리케이션이 여러 가지 언어로 작성된다는 것을 인식할 것이다. 적절한 프로그래밍 언어는, 비제한적인 예로서, C, C++, C#, 오브젝트 C(Objective-C), Java™(자바), 자바스크립트(Javascript), 파스칼(Pascal), 오브젝트 파스칼(Object Pascal), Python™(파이썬), Ruby(루비), VB.NET, WML, 및 CSS를 갖는 또는 없는 XHTML/HTML, 또는 이들의 조합을 포함한다.
적절한 모바일 애플리케이션 개발 환경은 여러 가지 소스로부터 이용 가능하다. 상업적으로 이용 가능한 개발 환경은, 비제한적인 예로서 AirplaySDK(에어플레이SDK), alcheMo(알케모), Appcelerator®(앱설러레이트), Celsius(셀시우스), Bedrock(베드록), Flash Lite(플래시 라이트), .NET Compact Framework(닷넷 컴팩트 프레임워크), Rhomobile(로모바일), 및 WorkLight Mobile Platform(워크라이트 모바일 플랫폼)을 포함한다. 비제한적인 예로서, Lazarus(라자루스), MobiFlex(모비플렉스), MoSync(모싱크) 및 Phonegap(폰갭)을 포함하는 다른 개발 환경이 비용 없이 이용 가능할 수도 있다. 또한, 모바일 디바이스 제조사는, 비제한적인 예로서, 아이폰 및 아이패드 (iOS) SDK, Android™ SDK, BlackBerry® SDK, BREW SDK, Palm®(팜) OS SDK, Symbian(심비안) SDK, webOS(웹오에스) SDK, 및 Windows® Mobile(윈도우즈 모바일) SDK를 포함하는 소프트웨어 개발자 키트를 배포한다.
기술 분야의 숙련된 자는, 비제한적인 예로서, Apple® App Store(애플 앱스토어), Google® Play(구글 플레이), Chrome WebStore(크롬 웹스토어), BlackBerry® App World(블랙베리 앱 월드), Palm(팜) 디바이스용 App Store(앱 스토어), webOS용 App Catalog(앱 카탈로그), 모바일용 Windows® Marketplace(윈도우즈 마켓플레이스), Nokia®(노키아) 디바이스용 Ovi Store(오비 스토어), Samsung® Apps(삼성 앱스), 및 Nintendo®(닌텐도) DSi Shop(숍)을 포함하는 여러 가지 상업적 포럼이 모바일 애플리케이션의 배포에 이용 가능하다는 것을 인식할 것이다.
웹 애플리케이션
몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 웹 애플리케이션을 포함한다. 본원에 제공되는 개시에 비추어, 기술 분야의 숙련된 자는, 다양한 실시형태에서, 웹 애플리케이션이 하나 이상의 소프트웨어 프레임워크 및 하나 이상의 데이터베이스 시스템을 활용한다는 것을 인식할 것이다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은 Microsoft® .NET(마이크로소프트 닷넷) 또는 Ruby on Rails(루비 온 레일즈)(RoR)와 같은 소프트웨어 프레임워크 상에서 생성된다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은, 비제한적인 예로서, 관계형, 비관계형, 객체 지향형, 연상, 및 XML 데이터베이스 시스템을 포함하는 하나 이상의 데이터베이스 시스템을 활용한다. 또 다른 실시형태에서, 적절한 관계형 데이터베이스 시스템은, 비제한적인 예로서, Microsoft® SQL Server(마이크로소프트 SQL 서버), mySQL™(마이SQL) 및 Oracle®(오라클)을 포함한다. 기술 분야의 숙련된 자는 또한, 다양한 실시형태에서, 웹 애플리케이션이 하나 이상의 언어의 하나 이상의 버전으로 작성된다는 것을 인식할 것이다. 웹 애플리케이션은 하나 이상의 마크업 언어, 프리젠테이션 정의 언어, 클라이언트 측 스크립팅 언어, 서버 측 코딩 언어, 데이터베이스 질의 언어, 또는 이들의 조합으로 작성될 수도 있다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은, 어느 정도까지는, 하이퍼텍스트 마크업 언어(Hypertext Markup Language; HTML), 확장성 하이퍼텍스트 마크업 언어(Extensible Hypertext Markup Language; XHTML), 또는 확장성 마크업 언어(eXtensible Markup Language; XML)와 같은 마크업 언어로 작성된다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은, 어느 정도까지는, 캐스케이딩 스타일 시트(Cascading Style Sheets; CSS)와 같은 프리젠테이션 정의 언어로 작성된다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은, 어느 정도까지는, 비동기식 자바스크립트 및 XML(Asynchronous Javascript and XML; AJAX), Flash® Actionscript(플래시 액션스크립트), Javascript(자바스크립트) 또는 Silverlight®(실버라이트)와 같은 클라이언트 측 스크립팅 언어로 작성된다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은, 어느 정도까지는, Active Server Pages(액티브 서버 페이지스)(ASP), ColdFusion®(콜드퓨전), Perl(펄), Java™(자바), JavaServer Pages(자바 서버 페이지스)(JSP), Hypertext Preprocessor(하이퍼텍스트 프리프로세서)(PHP), Python™(파이썬), Ruby(루비), Tcl, Smalltalk(스몰토크), WebDNA®(웹DNA), 또는 Groovy(그루비)와 같은 서버 측 코딩 언어로 작성된다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은, 어느 정도까지는, Structured Query Language(구조화 질의 언어)(SQL)와 같은 데이터베이스 질의 언어로 작성된다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은 IBM® Lotus Domino®(로터스 도미노)와 같은 엔터프라이즈 서버 제품을 통합한다. 몇몇 실시형태에서, 웹 애플리케이션은 미디어 플레이어 엘리먼트를 포함한다. 다양한 또 다른 실시형태에서, 미디어 플레이어 엘리먼트는, 비제한적인 예로서, Adobe® Flash®(아도브 플래시), HTML 5, Apple® QuickTime®(애플 퀵타임), Microsoft® Silverlight®(마이크로소프트 실버라이트), Java™(자바) 및 Unity®(유니티)를 포함하는 많은 적절한 멀티미디어 기술 중 하나 이상을 활용한다.
웹 브라우저 플러그인
몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 웹 브라우저 플러그인(예를 들면, 확장 프로그램, 등등)을 포함한다. 컴퓨팅에서, 플러그인은, 더 큰 소프트웨어 애플리케이션에 특정한 기능성을 추가하는 하나 이상의 소프트웨어 컴포넌트이다. 소프트웨어 애플리케이션의 제조사는, 써드파티 개발자가, 애플리케이션을 확장시키는 능력을 생성하는 것, 새로운 피쳐를 용이하게 추가하는 것을 지원하는 것, 및 애플리케이션 사이즈를 감소시키는 것을 가능하게 하기 위해 플러그인을 지원한다. 지원되는 경우, 플러그인은, 소프트웨어 애플리케이션의 기능성을 커스터마이징하는 것을 가능하게 한다. 예를 들면, 플러그인은, 웹 브라우저에서 비디오를 재생하기 위해, 상호 작용을 생성하기 위해, 바이러스를 스캔하기 위해, 그리고 특정한 파일 타입을 디스플레이하기 위해 일반적으로 사용된다. 기술 분야의 숙련된 자는 Adobe® Flash® Player(아도브 플래시 플레이어), Microsoft® Silverlight®(마이크로소프트 실버라이트), 및 Apple® QuickTime®(애플 퀵타임)을 포함하는 여러 가지 웹 브라우저 플러그인에 친숙할 것이다. 몇몇 실시형태에서, 툴바는 하나 이상의 웹 브라우저 확장 프로그램, 애드인, 또는 애드온을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 툴바는 하나 이상의 탐색기 바(explorer bar), 도구 밴드(tool band), 또는 데스크 밴드(desk band)를 포함한다.
본원에 제공되는 개시의 관점에서, 기술 분야의 숙련된 자는, 비제한적인 예로서, C++, Delphi(델파이), Java™(자바), PHP, Python™(파이썬) 및 VB .NET, 또는 이들의 조합을 비롯한, 다양한 프로그래밍 언어로 플러그인의 개발을 가능하게 하는 여러 가지 플러그인 프레임워크가 이용 가능하다는 것을 인식할 것이다.
웹 브라우저(인터넷 브라우저로 또한 지칭됨)는, 월드 와이드 웹 상에서 정보 리소스를 검색, 제시, 및 순회하기 위한, 네트워크에 연결된 디바이스와의 사용을 위해 설계되는 소프트웨어 애플리케이션이다. 적절한 웹 브라우저는, 비제한적인 예로서, Microsoft® Internet Explorer®(마이크로소프트 인터넷 익스플로러), Mozilla® Firefox®(모질라 파이어폭스), Google® Chrome(구글 크롬), Apple® Safari®(애플 사파리), Opera Software® Opera®(오페라 소프트웨어 오페라), 및 KDE Konqueror(컨커러)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 웹 브라우저는 모바일 웹 브라우저이다. 모바일 웹 브라우저(마이크로브라우저, 미니 브라우저, 및 무선 브라우저로 또한 지칭됨)는, 비제한적인 예로서, 핸드헬드 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 넷북 컴퓨터, 서브노트북 컴퓨터, 스마트폰, 뮤직 플레이어, 개인 휴대형 정보 단말(Personal Digital Assistant; PDA), 및 핸드헬드 비디오 게임 시스템을 포함하는 모바일 연결 디바이스 상에서의 사용을 위해 설계된다. 적절한 모바일 웹 브라우저는, 비제한적인 예로서, Google® Android®(구글 안드로이드) 브라우저, RIM BlackBerry® Browser(림 블랙베리 브라우저), Apple® Safari®(애플 사파리), Palm® Blazer(팜 블레이저), Palm® WebOS® Browser(팜 웹오에스 브라우저), 모바일용 Mozilla® Firefox® (파이어폭스), Microsoft® Internet Explorer® Mobile(마이크로소프트 인터넷 익스플로러 모바일), Amazon® Kindle® Basic Web(아마존 킨들 베이직 웹), Nokia® Browser(노키아 브라우저), Opera Software® Opera® Mobile(오페라 소프트웨어 오페라 모바일), 및 Sony®(소니) PSP™ 브라우저를 포함한다.
독립형 애플리케이션
몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 독립형 애플리케이션을 포함하는데, 이것은, 현존하는 프로세스에 대한 애드온이 아닌, 예를 들면, 플러그인이 아닌, 독립적인 컴퓨터 프로세스로서 실행되는 프로그램이다. 기술 분야의 숙련된 자는 독립형 애플리케이션이 종종 컴파일된다는 것을 인식할 것이다. 컴파일러는 프로그래밍 언어로 작성되는 소스 코드를 어셈블리 언어 또는 머신 코드와 같은 이진 오브젝트 코드로 변환하는 컴퓨터 프로그램(들)이다. 적절한 컴파일된 프로그래밍 언어는, 비제한적인 예로서, C, C++, Objective-C(오브젝트 C), COBOL(코볼), Delphi(델파이), Eiffel(에펠), Java™(자바), Lisp(리스프), Python™(파이썬), Visual Basic(비주얼 베이직), 및 VB .NET, 또는 이들의 조합을 포함한다. 적어도 부분적으로, 실행 가능한 프로그램을 생성하기 위해, 컴파일이 종종 수행된다. 몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 프로그램은 하나 이상의 실행 가능한 순응 애플리케이션을 포함한다.
소프트웨어 모듈
몇몇 실시형태에서, 본원에서 개시되는 플랫폼, 시스템, 매체, 및 방법은 소프트웨어, 서버, 및/또는 데이터베이스 모듈, 또는 이들의 사용을 포함한다. 본원에 제공되는 개시의 관점에서, 소프트웨어 모듈은 기술 분야에서 공지되어 있는 머신, 소프트웨어, 및 언어를 사용하여 기술 분야의 숙련된 자에게 공지되어 있는 기술에 의해 생성된다. 본원에서 개시되는 소프트웨어 모듈은 다수의 방식으로 구현된다. 다양한 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 파일, 코드 섹션, 프로그래밍 오브젝트, 프로그래밍 구조체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 추가적인 다양한 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 복수의 파일, 복수의 코드 섹션, 복수의 프로그래밍 오브젝트, 복수의 프로그래밍 구조체, 또는 이들의 조합을 포함한다. 다양한 실시형태에서, 하나 이상의 소프트웨어 모듈은, 비제한적인 예로서, 웹 애플리케이션, 모바일 애플리케이션, 및 독립형 애플리케이션을 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 하나의 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션에 있다. 다른 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 하나보다 더 많은 컴퓨터 프로그램 또는 애플리케이션에 있다. 몇몇 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 하나의 머신 상에서 호스팅된다. 다른 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 하나보다 더 많은 머신 상에서 호스팅된다. 또 다른 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 클라우드 컴퓨팅 플랫폼 상에서 호스팅된다. 몇몇 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 하나의 위치에 있는 하나 이상의 머신 상에서 호스팅된다. 다른 실시형태에서, 소프트웨어 모듈은 하나보다 더 많은 위치에 있는 하나 이상의 머신 상에서 호스팅된다.
프로세싱 디바이스
도 15는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)과 인터페이싱하도록 프로그래밍되는 또는 달리 구성되는 예시적인 연결된 디바이스(1501)를 예시한다. 또 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는, 디바이스의 기능을 실행하는 하나 이상의 하드웨어 중앙 프로세싱 유닛(CPU), 범용 그래픽 프로세싱 유닛(general purpose graphics processing unit; GPGPU), 또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)를 포함한다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 연결된 디바이스는 실행 가능 명령어를 수행하도록 구성되는 오퍼레이팅 시스템을 더 포함한다.
몇몇 실시형태에서, 연결된 디바이스는 실행 가능 명령어를 수행하도록 구성되는 오퍼레이팅 시스템을 포함한다. 오퍼레이팅 시스템은, 예를 들면, 디바이스의 하드웨어를 관리하고 애플리케이션 실행을 위한 서비스를 제공하는, 프로그램 및 데이터를 포함하는 소프트웨어이다. 기술 분야의 숙련된 자는, 적절한 서버 오퍼레이팅 시스템이, 비제한적인 예로서, FreeBSD, OpenBSD, NetBSD®, Linux(리눅스), Apple® Mac OS X Server®(애플 맥 OS X 서버), Oracle® Solaris®(오라클 솔라리스), Windows Server®(윈도우즈 서버), 및 Novell® NetWare®(노벨 넷웨어)를 포함한다는 것을 인식할 것이다. 기술 분야의 숙련된 자는, 적절한 퍼스널 컴퓨터 오퍼레이팅 시스템이, 비제한적인 예로서, Microsoft® Windows®(마이크로소프트 윈도우즈), Apple® Mac OS X®(애플 맥 OS X), UNIX®(유닉스), 및 GNU/Linux®(유닉스/리눅스)와 같은 유닉스형(UNIX-like) 오퍼레이팅 시스템을 포함한다는 것을 인식할 것이다. 몇몇 실시형태에서, 오퍼레이팅 시스템은 클라우드 컴퓨팅에 의해 제공된다. 기술 분야의 숙련된 자는 또한, 적절한 모바일 스마트폰 오퍼레이팅 시스템이, 비제한적인 예로서, Nokia® Symbian®(노키아 심비안) OS, Apple®(애플) iOS®, Research In Motion® BlackBerry(리서치 인 모션 블랙베리) OS®, Google® Android®(구글 안드로이드), Microsoft® Windows Phone®(마이크로소프트 윈도우즈 폰) OS, Microsoft® Windows Mobile®(마이크로소프트 윈도우즈 모바일) OS, Linux®(리눅스), 및 Palm® WebOS®(팜 웹오에스)를 포함한다는 것을 인식할 것이다. 기술 분야의 숙련된 자는 또한, 적절한 미디어 스트리밍 디바이스 오퍼레이팅 시스템이, 비제한적인 예로서, Apple TV®(애플 TV), Roku®(로쿠), Boxee®(복시), Google TV®(구글 TV), Google Chromecast®(구글 크롬캐스트), Amazon Fire®(아마존 파이어), 및 Samsung® HomeSync®(삼성 홈싱크)를 포함한다는 것을 인식할 것이다. 기술 분야의 숙련된 자는 또한, 적절한 비디오 게임 콘솔 오퍼레이팅 시스템이, 비제한적인 예로서, Sony®(소니) PS3®, Sony® PS4®, Microsoft® Xbox 360®(마이크로소프트 엑스박스 360), Microsoft Xbox One(마이크로소프트 엑스박스 원), Nintendo® Wii®(닌텐도 위), Nintendo® Wii U®(닌텐도 위 유), Nintendo® Switch®(닌텐도 스위치), 및 Ouya®(오유야)를 포함한다는 것을 인식할 것이다.
몇몇 실시형태에서, 디바이스는 스토리지 및/또는 메모리 디바이스를 포함한다. 스토리지 및/또는 메모리 디바이스는 데이터 또는 프로그램을 일시적 또는 영구적 기반으로 저장하기 위해 사용되는 하나 이상의 물리적 장치이다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 휘발성 메모리이고 저장된 정보를 유지하기 위해 전력을 필요로 한다. 몇몇 실시형태에서, 디바이스는 불휘발성 메모리이고 연결된 디바이스가 전력을 공급받지 않을 때 저장된 정보를 유지한다. 또 다른 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 플래시 메모리를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 강유전체 랜덤 액세스 메모리(FRAM)를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 불휘발성 메모리는 상변화 랜덤 액세스 메모리(PRAM)를 포함한다. 다른 실시형태에서, 디바이스는, 비제한적인 예로서, CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 디바이스, 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브, 및 클라우드 컴퓨팅 기반의 스토리지를 포함하는 스토리지 디바이스이다. 또 다른 실시형태에서, 스토리지 및/또는 메모리 디바이스는 본원에서 개시되는 것들과 같은 디바이스의 조합이다.
몇몇 실시형태에서, 연결된 디바이스는 시각적 정보를 유저에게 전송하기 위한 디스플레이를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 음극선관(CRT)이다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 액정 디스플레이(LCD)이다. 또 다른 실시형태에서, 디스플레이는 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)이다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 유기 발광 다이오드(OLED) 디스플레이이다. 다양한 또 다른 실시형태에서, OLED 디스플레이는 수동 매트릭스 OLED(PMOLED) 또는 능동 매트릭스 OLED(AMOLED) 디스플레이이다. 몇몇 실시형태에서, 디스플레이는 플라즈마 디스플레이이다. 다른 실시형태에서, 디스플레이는 비디오 프로젝터이다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 디스플레이는 본원에서 개시되는 것들과 같은 디바이스의 조합이다.
몇몇 실시형태에서, 연결된 디바이스는 유저로부터 정보를 수신하기 위한 입력 디바이스를 포함한다. 몇몇 실시형태에서, 입력 디바이스는 키보드이다. 몇몇 실시형태에서, 입력 디바이스는, 비제한적인 예로서, 마우스, 트랙볼, 트랙 패드, 조이스틱, 게임 컨트롤러, 또는 스타일러스를 포함하는 포인팅 디바이스이다. 몇몇 실시형태에서, 입력 디바이스는 터치스크린 또는 멀티 터치스크린이다. 다른 실시형태에서, 입력 디바이스는 음성 또는 다른 사운드 입력을 캡쳐하기 위한 마이크이다. 다른 실시형태에서, 입력 디바이스는 모션 또는 시각적 입력을 캡쳐하기 위한 비디오 카메라 또는 다른 센서이다. 또 다른 실시형태에서, 입력 디바이스는 Kinect(키넥트), Leap Motion(립 모션), 또는 등등이다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 입력 디바이스는 본원에서 개시되는 것들과 같은 디바이스의 조합이다.
다시 도 15를 참조하면, 예시적인 연결된 디바이스(1501)는 본원에서 설명되는 바와 같이 송신기 모듈에 연결되도록 프로그래밍되거나 또는 달리 구성된다. 디바이스(1501)는, 예를 들면, 데이터 프로세싱을 수행하는 것, 데이터를 저장하는 것, 디바이스 턴온시키고 턴오프하는 것, 데이터를 외부 서버에 동기화하는 것, 등등과 같은 본 개시의 송신기 모듈(200)의 다양한 양태를 조절할 수 있다. 이 실시형태에서, 연결된 디바이스(1501)는 단일 코어 또는 다중 코어 프로세서, 또는 병렬 프로세싱을 위한 복수의 프로세서일 수 있는 중앙 프로세싱 유닛(CPU, 또한 본원에서 "프로세서" 및 "컴퓨터 프로세서")(1505)를 포함한다. 연결된 디바이스(1501)는 또한, 메모리 또는 기억 장소(1510)(예를 들면, 랜덤 액세스 메모리, 리드 온리 메모리, 플래시 메모리), 전자 스토리지 유닛(1515)(예를 들면, 하드 디스크), 하나 이상의 다른 시스템과 통신하기 위한 통신 인터페이스(1520)(예를 들면, 네트워크 어댑터, 블루투스 라디오, 등등), 및 주변장치 디바이스(1525), 예컨대 캐시, 다른 메모리, 데이터 저장 및/또는 전자 디스플레이 어댑터를 포함한다. 메모리(1510), 스토리지 유닛(1515), 인터페이스(1520) 및 주변장치 디바이스(1525)는 마더보드와 같은 통신 버스(실선)를 통해 CPU(1505)와 통신한다. 스토리지 유닛(1515)은 데이터를 저장하기 위한 데이터 스토리지 유닛(또는 데이터 저장소)일 수 있다.
연결된 디바이스(1501)는 통신 인터페이스(1520)의 도움으로 컴퓨터 네트워크("네트워크")(1530)에 동작 가능하게 커플링될 수 있다. 네트워크(1530)는, 인터넷(Internet), 인터넷(internet) 및/또는 엑스트라넷, 또는 인터넷(Internet)과 통신하는 인트라넷 및/또는 엑스트라넷일 수 있다. 네트워크(1530)는, 몇몇 경우에, 원격 통신 및/또는 데이터 네트워크이다. 네트워크(1530)는 클라우드 컴퓨팅과 같은 분산 컴퓨팅을 가능하게 할 수 있는 하나 이상의 컴퓨터 서버를 포함할 수 있다. 네트워크(1530)는, 몇몇 경우에 디바이스(1501)의 도움으로, 피어 투 피어 네트워크를 구현할 수 있는데, 이것은 디바이스(1501)에 커플링되는 디바이스가 클라이언트 또는 서버로 거동하는 것을 가능하게 할 수도 있다.
계속해서 도 15를 참조하면, CPU(1505)는 프로그램 또는 소프트웨어로 구현될 수 있는 머신 판독 가능 명령어의 시퀀스를 실행할 수 있다. 명령어는 메모리(1510)와 같은 기억 장소에 저장될 수도 있다. 명령어는 CPU(1505)로 지향될 수 있는데, 이것은 본 개시의 방법을 구현하기 위해 CPU(1505)를 후속하여 프로그래밍하거나 또는 달리 구성할 수 있다. CPU(1505)에 의해 수행되는 동작의 예는, 가져오기, 디코딩, 실행, 및 라이트백을 포함할 수 있다. CPU(1505)는 집적 회로와 같은 회로의 일부일 수 있다. 디바이스(1501)의 하나 이상의 다른 컴포넌트가 회로에 포함될 수 있다. 몇몇 경우에, 회로는 주문형 집적 회로(ASIC) 또는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)이다.
계속해서 도 15를 참조하면, 스토리지 유닛(1515)은 드라이버, 라이브러리, 및 저장된 프로그램과 같은 파일을 저장할 수 있다. 스토리지 유닛(1515)은, 유저 데이터, 예를 들면, 유저 선호사항 및 유저 프로그램을 저장할 수 있다. 연결된 디바이스(1501)는, 몇몇 경우에, 외부에 있는, 예컨대 인트라넷 또는 인터넷을 통해 통신하는 원격 서버 상에 위치되는, 하나 이상의 추가적인 데이터 스토리지 유닛을 포함할 수 있다.
계속해서 도 15를 참조하면, 연결된 디바이스(1501)는 네트워크(1530)를 통해 하나 이상의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 예를 들면, 디바이스(1501)는 유저의 원격 컴퓨터 시스템과 통신할 수 있다. 원격 컴퓨터 시스템의 예는, 퍼스널 컴퓨터(예를 들면, 휴대용 PC), 슬레이트 또는 태블릿 PC(예를 들면, Apple® iPad(애플 아이패드), Samsung® Galaxy Tab(삼성 갤럭시 탭)), 전화기, 스마트폰(예를 들면, Apple® iPhone(애플 아이폰), 안드로이드(Android) 대응 디바이스, Blackberry®(블랙베리)), 또는 개인 휴대형 정보 단말을 포함한다.
본원에서 설명되는 방법은, 연결된 디바이스(1501)의 전자적 저장 위치 상에, 예컨대, 예를 들면, 메모리(1510) 또는 전자 스토리지 유닛(1515) 상에 저장되는 머신(예를 들면, 컴퓨터 프로세서) 실행 가능 코드를 통해 구현될 수 있다. 머신 실행 가능 코드 또는 머신 판독 가능 코드는 소프트웨어의 형태로 제공될 수 있다. 사용 동안, 코드는 프로세서(1505)에 의해 실행될 수 있다. 몇몇 경우에, 코드는 스토리지 유닛(1515)으로부터 검색될 수 있고 프로세서(1505)에 의한 즉시 액세스를 위해 메모리(1510) 상에 저장될 수 있다. 몇몇 상황에서, 전자 스토리지 유닛(1515)은 배제될 수 있고, 머신 실행 가능 명령어가 메모리(1510) 상에 저장된다.
비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체
몇몇 실시형태에서, 본원에서 개시되는 플랫폼, 시스템, 매체, 및 방법은, 옵션 사항으로 네트워크화되는 연결된 디바이스의 오퍼레이팅 시스템에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 프로그램으로 인코딩되는 하나 이상의 비일시적 컴퓨터 판독 가능 저장 매체를 포함한다. 또 다른 실시형태에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는 연결된 디바이스의 유형의 컴포넌트이다. 여전히 또 다른 실시형태에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 옵션 사항으로, 연결된 디바이스로부터 제거 가능하다. 몇몇 실시형태에서, 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 비제한적인 예로서, CD-ROM, DVD, 플래시 메모리 디바이스, 솔리드 스테이트 메모리, 자기 디스크 드라이브, 자기 테이프 드라이브, 광학 디스크 드라이브, 클라우드 컴퓨팅 시스템 및 서비스, 및 등등을 포함한다. 몇몇 경우에, 프로그램 및 명령어는 영구적으로, 실질적으로 영구적으로, 반영구적으로, 또는 비일시적으로 매체 상에 인코딩된다.
상기에서 설명되는 프로세스는 컴퓨터 소프트웨어 및 하드웨어의 관점에서 설명된다. 설명되는 기술은, 머신에 의해 실행될 때, 머신으로 하여금, 설명되는 동작을 수행하게 할, 유형의 또는 비일시적 머신(예를 들면, 컴퓨터) 판독 가능 저장 매체 내에서 구체화되는 머신 실행 가능 명령어를 구성할 수도 있다. 추가적으로, 프로세스는 주문형 집적 회로("ASIC") 또는 그 밖의 것과 같은 하드웨어 내에서 구체화될 수도 있다.
유형의 비일시적 머신 판독 가능 저장 매체는, 머신(예를 들면, 컴퓨터, 네트워크 디바이스, 개인 휴대형 정보 단말, 제조 도구, 하나 이상의 프로세서의 세트를 갖는 임의의 디바이스, 등등)에 의해 액세스 가능한 형태로 정보를 제공하는(즉, 저장하는) 임의의 메커니즘을 포함한다. 예를 들면, 머신 판독 가능 저장 매체는, 레코딩 가능한/레코딩 불가능한 매체(예를 들면, 리드 온리 메모리(ROM), 랜덤 액세스 메모리(RAM), 자기 디스크 저장 매체, 광학 저장 매체, 플래시 메모리 디바이스, 등등)를 포함한다.
도킹 스테이션
도 16a, 도 16b, 도 17a, 및 도 17b는, 몇몇 실시형태에 따른, 송신기 모듈(200)에 커플링될 수도 있는 도킹 스테이션(600)을 예시한다. 송신기 모듈은 본원의 다른 곳에서 설명되는 송신기 모듈(200)의 실시형태, 변형예, 또는 예를 포함할 수도 있다.
도 16a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션으로부터 분리되는 송신기 모듈을 도시한다. 도 16b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션에 커플링되는 송신기 모듈을 도시한다. 도시되는 바와 같이, 송신기는 도킹 스테이션과 자유롭게 분리되고 커플링될 수도 있는데, 이것은 송신기를 충전하는 편리한 방식을 제공할 수도 있다. 옵션 사항으로, 송신기는 유선을 통해, 또는 무선으로 충전될 수도 있다. 옵션 사항으로, 도킹 스테이션은 또한, 송신기를 외부 컴퓨터에 커플링하기 위한 인터페이스를 제공하기 위해 또는 송신기의 데이터를 데이터베이스에 업로드하기 위해 활용될 수도 있다. 도킹 스테이션은 도킹 스테이션을 벽면 소켓에 연결하기 위한 하나 이상을 포함할 수도 있다. 도킹 스테이션은 도킹 스테이션을 컴퓨터에 연결하기 위한 하나 이상의 포트를 포함할 수도 있다. 도킹 스테이션은 USB에 의해 충전될 수도 있고 및/또는 외부 디바이스에 연결될 수도 있다.
도 17a는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션으로부터 분리되는 송신기 모듈을 도시한다. 도 17b는, 몇몇 실시형태에 따른, 도킹 스테이션에 커플링되는 송신기 모듈을 도시한다. 도시되는 바와 같이, 송신기는 도킹 스테이션과 자유롭게 분리되고 커플링될 수도 있는데, 이것은 송신기를 충전하는 편리한 방식을 제공할 수도 있다. 옵션 사항으로, 송신기는 유선을 통해, 또는 무선으로 충전될 수도 있다. 옵션 사항으로, 도킹 스테이션은 또한, 송신기를 외부 컴퓨터에 커플링하기 위한 인터페이스를 제공하기 위해 또는 송신기의 데이터를 데이터베이스에 업로드하기 위해 활용될 수도 있다. 도킹 스테이션은 도킹 스테이션을 벽면 소켓에 연결하기 위한 하나 이상을 포함할 수도 있다. 도킹 스테이션은 도킹 스테이션을 컴퓨터에 연결하기 위한 하나 이상의 포트를 포함할 수도 있다. 도킹 스테이션은 USB에 의해 충전될 수도 있고 및/또는 외부 디바이스에 연결될 수도 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태가 본원에서 도시되고 설명되지만, 그러한 실시형태는 단지 예로서 제공된다는 것이 기술 분야의 숙련된 자에게는 명백할 것이다. 이제, 본 발명으로부터 벗어나지 않으면서, 다양한 변형예, 변경예, 및 대체예를 기술 분야의 숙련된 자는 떠올릴 것이다. 본원에서 설명되는 본 발명의 실시형태에 대한 다양한 대안예가 본 발명을 실시함에 있어서 활용될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 다음의 청구범위는 본 발명의 범위를 정의한다는 것 및 이들 청구범위의 범위 내의 방법 및 구조체 및 그들의 균등물은 그에 의해 포괄되어야 한다는 것이 의도된다.

Claims (77)

  1. 모듈식 센서에 있어서,
    기판;
    상기 기판의 표면 상에 제공되는 복수의 콘택 전극; 및
    복수의 센서 엘리먼트를 집합적으로 형성하기 위해 상기 복수의 콘택 전극 사이에서 배치되는 복수의 감지 라인 - 각각의 센서 엘리먼트는 콘택 전극의 쌍 사이에서 길이 방향으로 연장되는 적어도 하나의 감지 라인을 포함함 -
    을 포함하고,
    상기 모듈식 센서는 감지 장치로서의 사용을 위해 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는, 모듈식 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 모듈식 센서는 상기 디바이스에 전자적으로 커플링될 때 능동 감지 유닛으로서 기능하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 모듈식 센서는 상기 디바이스 상의 오목한 하우징(recessed housing) 내에 끼워지도록 구성되는, 모듈식 센서.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모듈식 센서는 상기 오목한 하우징에 의해 보호되는, 모듈식 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 철 금속(ferrous metal) 또는 합금을 포함하고, 상기 디바이스는 자기 재료(magnetic material)를 포함하는, 모듈식 센서.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 모듈식 센서는 상기 자기 재료와 상기 철 금속 또는 합금 사이의 인력을 통해 상기 디바이스 상의 제자리에서 커플링되어 유지되도록 구성되는, 모듈식 센서.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 감지 라인 중 적어도 하나는 나노스케일 재료를 포함하는, 모듈식 센서.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 감지 라인 중 적어도 하나는 그래핀(graphene)을 포함하는, 모듈식 센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 감지 라인 각각은 그래핀을 포함하는, 모듈식 센서.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는 유체에서 하나 이상의 마커를 검출하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는 피실험자(subject)의 생물학적 유체(biological fluid)에서 하나 이상의 바이오마커(biomarker)를 검출하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는 동일한 바이오마커를 검출하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 생물학적 유체는 피부의 표면을 통해 획득되는 땀 또는 간질액(interstitial fluid)을 포함하는, 모듈식 센서.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 생물학적 유체는 상기 디바이스에 대한 호기(exhaling)로부터 획득되는 호흡 유래 수증기(breath originated water vapor) 또는 폐 유래 수증기(lung originated water vapor)를 포함하는, 모듈식 센서.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트의 각각은 상이한 바이오마커를 검출하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는 다중 채널 다중화 구성(multichannel multiplexed configuration)에서 동작하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 바이오마커는, 전해질(electrolyte), 글루코오스(glucose), 젖산(lactic acid), IL6, 사이토카인(cytokine), HER2, 코르티솔(Cortisol), ZAG, 콜레스테롤(cholesterol), 비타민, 단백질, 약물 분자(drug molecule), 대사 산물(metabolite), 펩타이드(peptide), 아미노산(amino acid), DNA, RNA, 압타머(aptamer), 효소(enzyme), 생체 분자(biomolecule), 화학 분자(chemical molecule), 합성 분자(synthetic molecule), 또는 이들의 조합을 포함하는, 모듈식 센서.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하나 이상의 바이오마커는 전해질, 글루코오스, 및 젖산을 포함하는, 모듈식 센서.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 생물학적 유체 샘플은 땀, 호흡, 타액, 귀지, 소변, 정액, 혈장(blood plasma), 바이오 유체(bio-fluid), 화학적 유체, 공기 샘플, 가스 샘플, 또는 이들의 조합을 포함하는, 모듈식 센서.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 생물학적 유체 샘플은 땀 또는 호흡을 포함하는, 모듈식 센서.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는 상기 생물학적 유체 샘플과 접촉할 때 상기 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  22. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는, 상기 생물학적 유체 샘플을 추출하기 위해 상기 피실험자의 피부를 침투할 필요 없이, 비침습적 방식으로 상기 하나 이상의 바이오마커를 검출할 수 있는, 모듈식 센서.
  23. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 센서 엘리먼트는, 상기 디바이스가 상기 피실험자 상에 착용되고 있거나 또는 상기 피실험자에 근접할 때 실질적으로 실시간으로 상기 하나 이상의 바이오마커의 존재 및 농도를 검출하도록 구성되는, 모듈식 센서.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 하나 이상의 바이오마커의 상기 존재 및 농도를 나타내는 데이터가 상기 디바이스에 의해 수집되어 저장되는, 모듈식 센서.
  25. 제24항에 있어서,
    상기 데이터는, 상기 디바이스가 상기 피실험자 상에 착용되고 있거나 또는 상기 피실험자에게 근접한 시간 기간에 걸쳐 수집되어 상기 디바이스 상에 저장되는, 모듈식 센서.
  26. 제1항에 있어서,
    상기 모듈식 센서는, 도구의 사용 없이 상기 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는, 모듈식 센서.
  27. 제1항에 있어서,
    상기 모듈식 센서는 10 초 미만 내에 상기 디바이스에 동작 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는, 모듈식 센서.
  28. 감지 장치에 있어서,
    디바이스가 피실험자에 의해 착용되고 있거나 또는 상기 피실험자 근처에 있을 때 상기 피실험자의 생물학적 유체 샘플에서 하나 이상의 바이오마커를 검출하도록 구성되는 복수의 모듈식 센서; 및
    상기 복수의 모듈식 센서로부터 선택되는 모듈식 센서에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 커플링되도록 구성되는 디바이스 - 상기 디바이스는 상기 모듈식 센서로부터의 감지 신호를 수신, 저장, 및 전송하도록 구성됨 - 를 포함하는, 감지 장치.
  29. 제28항에 있어서,
    상기 디바이스는 네트워크를 통해 상기 감지 신호를 송신하도록 구성되는 송신기를 포함하는, 감지 장치.
  30. 제28항에 있어서,
    상기 송신기는 상기 감지 신호를 상기 피실험자와 관련되며 상기 피실험자에 근접하는 모바일 디바이스로 송신하도록 구성되는, 감지 장치.
  31. 제28항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 모듈식 센서를 수용하여 지지하도록 구성되는 오목한 하우징을 포함하는, 감지 장치.
  32. 제28항에 있어서,
    상기 디바이스는 자기 부착 메커니즘을 통해 상기 모듈식 센서에 분리 가능하게 커플링되는, 감지 장치.
  33. 제32항에 있어서,
    상기 자기 부착 메커니즘은 상기 모듈식 센서 및 상기 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 자기 재료, 및 상기 모듈식 센서 및 상기 디바이스 중 적어도 하나 상에 제공되는 철 금속 또는 합금을 포함하는, 감지 장치.
  34. 제32항에 있어서,
    상기 디바이스는 스트랩 또는 패치(patch)에 분리 가능하게 커플링되도록 구성되고, 상기 스트랩 또는 패치는 상기 피실험자의 신체의 일부 상에 착용되도록 구성되는, 감지 장치.
  35. 제32항에 있어서,
    상기 복수의 모듈식 센서는 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서(graphene-based sensor)를 포함하는, 감지 장치.
  36. 디바이스에 있어서,
    복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 센서에 동작 가능하게 커플링되도록 구성되는 프로세싱 모듈을 포함하고,
    두 개 이상의 상이한 타겟 분석물을 검출하기 위한 두 개 이상의 상이한 센서가, 피실험자가 상기 디바이스를 착용하고 있을 때 또는 상기 디바이스 근처에 있을 때 상기 디바이스 상에서 수집되는 상기 피실험자의 샘플로부터 검출될 타겟 분석물의 타입(들)에 따라, 상기 디바이스에 상호 교환 가능하게 그리고 분리 가능하게 부착 가능한, 디바이스.
  37. 제36항에 있어서,
    상기 샘플은 상기 피실험자의 땀, 타액, 호흡, 혈액, 또는 다른 생물학적 유체를 포함하는, 디바이스.
  38. 제36항에 있어서,
    상기 상이한 타겟 분석물은 상이한 바이오마커 및/또는 화학 작용제(chemical agent)를 포함하는, 디바이스.
  39. 제38항에 있어서,
    상기 바이오마커는 전해질, 글루코오스, 및 젖산으로 구성되는 그룹으로부터 선택되는, 디바이스.
  40. 제36항에 있어서,
    상기 센서 중 적어도 하나는 상기 샘플의 pH 또는 이온 농도를 측정하도록 구성되는, 디바이스.
  41. 제36항에 있어서,
    상기 센서 중 적어도 하나는 그래핀 기반의 센서를 포함하는, 디바이스.
  42. 제36항에 있어서,
    상기 복수의 별개의 센서는, (i) 적어도 하나의 그래핀 기반의 센서 및 (ii) 적어도 하나의 비 그래핀 기반의 센서(non graphene-based sensor)를 포함하는 이종 센서(heterogeneous sensor)인, 디바이스.
  43. 제36항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 제1 타겟 분석물에 고유한 제1 센서가 상기 디바이스에 부착될 때 상기 제1 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하도록 구성되는, 디바이스.
  44. 제43항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 상기 제1 센서가 상기 디바이스로부터 분리되고 제2 타겟 분석물에 고유한 제2 센서에 의해 교체될 때 상기 제2 타겟 분석물의 검출 및 모니터링으로 전환하도록 구성되는, 디바이스.
  45. 제44항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 상기 디바이스에 온보드로 위치되며, 하나 이상의 타겟 분석물의 레벨을 검출하고 모니터링하기 위해, 데이터가 상기 적어도 하나의 센서에 의해 수집되고 있을 때 실질적으로 실시간으로 센서 데이터를 프로세싱하도록 구성되는, 디바이스.
  46. 제45항에 있어서,
    상기 디바이스는 상기 하나 이상의 타겟 분석물의 상기 검출된 레벨을 디스플레이하기 위한 그래픽 디스플레이를 포함하는, 디바이스.
  47. 제45항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 상기 프로세싱된 센서 데이터를 원격 디바이스, 서버, 또는 써드파티 엔티티로 송신하도록 구성되는, 디바이스.
  48. 제45항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은, 상기 하나 이상의 타겟 분석물의 상기 검출된 레벨에 기초하여, 상기 피실험자에게 소정의 교정 또는 완화 조치를 처방하도록 구성되는 추천 엔진을 포함하는, 디바이스.
  49. 모듈식 감지 키트에 있어서,
    제36항의 (1) 상기 디바이스 및 (2) 상기 복수의 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 포함하는, 모듈식 감지 키트.
  50. 제49항에 있어서,
    상기 디바이스 상에서 제공되는 퀵 릴리스 메커니즘(quick release mechanism)은, 도구의 사용 없이, 상이한 별개의 센서가 상기 디바이스에서 수동으로 부착 및 분리되는 것을 허용하는, 모듈식 감지 키트.
  51. 제49항에 있어서,
    상기 복수의 별개의 센서는 상기 디바이스와는 별개로 제공되는, 모듈식 감지 키트.
  52. 제49항에 있어서,
    상기 별개의 센서 중 하나 이상은 상기 디바이스와의 단일의 사용을 위해 구성되고, 상기 피실험자에 의한 각각의 사용 조우(use encounter) 이후 폐기되는, 모듈식 감지 키트.
  53. 제49항에 있어서,
    상기 별개의 센서 중 하나 이상은 상기 디바이스와의 다수의 사용을 위해 구성되고, 상기 피실험자에 의한 다수의 사용 조우에서 재활용 및 재사용될 수 있는, 모듈식 감지 키트.
  54. 제49항에 있어서,
    상기 복수의 별개의 센서는 동일한 타겟 분석물 또는 상이한 타겟 분석물에 대해 상이한 감도를 갖는, 모듈식 감지 키트.
  55. 제49항에 있어서,
    상기 복수의 별개의 센서는, 둘 모두가 타겟 분석물을 검출하도록 구성되는 제1 센서 및 제2 센서를 포함하고, 상기 제1 센서는 상기 제2 센서보다 더 높은 감도를 갖는, 모듈식 감지 키트.
  56. 제55항에 있어서,
    상기 제1 센서는 상기 제2 센서와 비교하여 실질적으로 더 낮은 레벨 또는 농도의 상기 타겟 분석물을 검출할 수 있는, 모듈식 감지 키트.
  57. 디바이스에 있어서,
    세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서에 동작 가능하게 커플링되는 프로세싱 모듈을 포함하고,
    상기 프로세싱 모듈은, 피실험자의 소망되는 타입(들)의 감지 애플리케이션에 따라 상이한 다중화 구성에서 상기 세 개 이상의 상이한 별개의 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성되는, 디바이스.
  58. 제57항에 있어서,
    상기 상이한 다중화 구성은, 상기 피실험자가 상기 디바이스를 착용하고 있을 때 또는 상기 디바이스에 근접할 때, 상기 디바이스 상에서 수집되는 상기 피실험자의 샘플로부터 복수의 상이한 타겟 분석물이 검출되는 것을 허용하는, 디바이스.
  59. 제57항에 있어서,
    상기 상이한 다중화 구성은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 증가된 감도를 가능하게 하는, 디바이스.
  60. 제57항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 상기 디바이스의 전력 소비를 감소시키기 위해 더 적은 수의 상기 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성되는, 디바이스.
  61. 제57항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 상이한 타겟 분석물의 검출 및 모니터링에서 감도를 향상시키기 위해 더 많은 수의 상기 생물학적 또는 화학적 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성되는, 디바이스.
  62. 제57항에 있어서,
    상기 세 개 이상의 별개의 센서는 제1 타겟 분석물을 검출하기 위한 제1 센서, 제2 타겟 분석물을 검출하기 위한 제2 센서, 및 제3 타겟 분석물을 검출하기 위한 제3 센서를 포함하는, 디바이스.
  63. 제62항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 상기 제1, 제2 및 제3 센서 중 적어도 두 개를 선택적으로 활성화하도록 구성되는, 디바이스.
  64. 제63항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은 (1) 제1 다중화 구성의 상기 제1 및 제2 센서, (2) 제2 다중화 구성의 상기 제2 및 제3 센서, 또는 (3) 제3 다중화 구성의 상기 제1 및 제3 센서를 선택적으로 활성화하도록 구성되는, 디바이스.
  65. 제57항에 있어서,
    상기 프로세싱 모듈은, 상기 피실험자가 상기 디바이스를 착용하고 있을 때 또는 상기 디바이스에 근접할 때, 상기 디바이스 상의 상기 피실험자로부터 수집되는 1 μL 미만의 볼륨을 갖는 샘플의 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 (1) 존재 및 (2) 1 fg/L에서부터 그 이상의 범위에 이르는 농도를 검출할 수 있는, 디바이스.
  66. 제65항에 있어서,
    상기 디바이스는 1 초 미만 내에 상기 두 개 이상의 상이한 타겟 분석물의 상기 존재 및 농도를 검출할 수 있는, 디바이스.
  67. 모듈식 센서를 제조하는 방법에 있어서,
    (a) 기판의 표면 상에 배치되는 적어도 두 개의 전극을 포함하는 센서 기판을 제공하는 단계;
    (b) 상기 적어도 두 개의 전극 사이의 상기 센서 기판의 상기 표면 상에 그래핀의 층을 퇴적하는 단계;
    (c) 상기 적어도 두 개의 전극에서 또는 그 근처에서 그래핀의 상기 층의 적어도 일부를 금속화하는(metallizing) 단계;
    (d) 패시베이션 폴리머(passivation polymer)로 그래핀의 상기 층의 적어도 일부를 패시베이팅하는(passivating) 단계; 및
    (e) 옵션 사항으로(optionally), 그래핀의 상기 층의 적어도 일부를 기능화하는(functionalizing) 단계 - 그래핀의 상기 층은 수용체 층(receptor layer)으로 기능화되고, 상기 수용체 층은 타겟 분석물에 민감함 - 를 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  68. 제67항에 있어서,
    상기 수용체 층은 피렌 보론산(pyrene boronic acid; PBA), 피렌 N-하이드록시숙신이미드 에스테르(Pyrene-NHS), 유기 화학물질, 방향족 분자, 고리형 분자, 효소, 단백질, 항체, 바이러스, 단일 가닥의 DNA(single stranded DNA; ssDNA), 압타머, 무기 재료, 합성 분자, 및 생물학적 분자로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 수용체를 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  69. 제67항에 있어서,
    상기 타겟 분석물은 전해질, 글루코오스, 젖산, IL6, 사이토카인, HER2, 코르티솔, ZAG, 콜레스테롤, 비타민, 단백질, 약물 분자, 대사 산물, 펩타이드, 아미노산, DNA, RNA, 압타머, 효소, 생체 분자, 화학 분자, 합성 분자, 또는 이들의 조합을 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  70. 제67항에 있어서,
    상기 기판은 폴리아미드, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET), 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane; PDMS), 폴리(메틸 메타크릴레이트)(Poly(methyl methacrylate); PMMA), 다른 플라스틱, 실리콘 이산화물(silicon dioxide), 실리콘, 유리, 알루미늄 산화물(aluminum oxide), 사파이어, 게르마늄, 갈륨 비화물(gallium arsenide), 인듐 인화물(indium phosphide), 실리콘 및 게르마늄의 합금, 패브릭(fabric), 직물(textile), 실크, 종이, 셀룰로오스 기반의 재료, 절연체, 금속, 반도체, 또는 이들의 조합을 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  71. 제70항에 있어서,
    상기 기판은 가요성인, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  72. 제67항에 있어서,
    상기 패시베이션 폴리머는 아크릴, PMMA, 실리콘, 폴리실리콘, PDMS, 고무, 핫멜트 코폴리머(hotmelt co-polymer), EVA 코폴리머, 에틸렌 아크릴레이트, PET, 폴리아미드, PTFE, 플루오로폴리머, 열가소성 수지(thermoplastics), 겔, 하이드로겔, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리올레핀, 폴리염화비닐, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 스티렌 블록 코폴리머, 폴리카프로락톤, 폴리카보네이트, 플루오로폴리머, 실리콘 고무, 열가소성 엘라스토머, 폴리피롤, 또는 이들의 조합을 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  73. 제72항에 있어서,
    상기 패시베이션 폴리머는 폴리우레탄인, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  74. 제70항에 있어서,
    상기 그래핀 층을 퇴적하는 단계는, 상기 그래핀 층과 상기 기판 사이에서 배치되는 기능성 백 폴리머(functional back polymer)의 융합 온도(fusing temperature)를 넘어서게 상기 기판을 가열하는 단계를 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  75. 제70항에 있어서,
    상기 그래핀 층 근처의 상기 기판의 제1 부분을 친수성 재료(hydrophilic material)로 기능화하는 단계를 더 포함하는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  76. 제75항에 있어서,
    상기 그래핀 층 근처의 상기 기판의 제2 부분은 상기 친수성 재료로 기능화되지 않는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
  77. 제76항에 있어서,
    상기 기판의 상기 제2 부분은 소수성 재료(hydrophobic material)로 기능화되는, 모듈식 센서를 제조하는 방법.
KR1020207030141A 2018-03-20 2019-03-20 교체가능 센서 시스템들 및 방법들 KR20200144550A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201862645565P 2018-03-20 2018-03-20
US62/645,565 2018-03-20
PCT/US2019/023255 WO2019183279A1 (en) 2018-03-20 2019-03-20 Replaceable sensor systems and methods

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200144550A true KR20200144550A (ko) 2020-12-29

Family

ID=67986632

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020207030141A KR20200144550A (ko) 2018-03-20 2019-03-20 교체가능 센서 시스템들 및 방법들

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210212603A1 (ko)
EP (1) EP3768159A4 (ko)
JP (2) JP7402391B2 (ko)
KR (1) KR20200144550A (ko)
CN (1) CN112566548A (ko)
WO (1) WO2019183279A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220168801A (ko) 2021-06-17 2022-12-26 젠트리 주식회사 포고 핀을 이용한 호흡 진단 장치, 시스템 및 방법과 이를 위한 호흡 측정 장치

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2591453A (en) * 2020-01-21 2021-08-04 Prevayl Ltd Electronic device, a wearable article incorporating an electronic device and a system comprising an electronic device and a wearable article
US20210259564A1 (en) * 2020-02-20 2021-08-26 Stacey Watt Health Monitoring Device
GB2596051A (en) * 2020-05-07 2021-12-22 Prevayl Innovations Ltd Wearable article and method
CN111812083B (zh) * 2020-07-15 2022-11-01 京东方科技集团股份有限公司 一种用于体液的检测装置、检测系统以及检测方法
CN114690914A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 致伸科技股份有限公司 鼠标装置
TW202245680A (zh) * 2021-02-05 2022-12-01 美商派樂騰健康科技有限公司 心率監測系統及方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080275327A1 (en) * 2005-03-09 2008-11-06 Susanne Holm Faarbaek Three-Dimensional Adhesive Device Having a Microelectronic System Embedded Therein
EP1903000B1 (fr) * 2006-09-25 2019-09-18 Sorin CRM SAS Composant biocompatible implantable incorporant un élément actif intégré tel qu'un capteur de mesure d'un paramètre physiologique, microsystème électromécanique ou circuit électronique
US8652040B2 (en) * 2006-12-19 2014-02-18 Valencell, Inc. Telemetric apparatus for health and environmental monitoring
US9703751B2 (en) * 2012-11-07 2017-07-11 Nokia Technologies Oy Apparatus and sensors for attachment to the apparatus
US10595754B2 (en) 2014-03-13 2020-03-24 Sano Intelligence, Inc. System for monitoring body chemistry
US9662498B1 (en) * 2014-03-27 2017-05-30 Hrl Laboratories, Llc Scalable high-density wireless neuroelectric sensor and stimulator array
CN106102565A (zh) * 2014-05-23 2016-11-09 三星电子株式会社 具有模块化传感器平台的可调节可穿戴系统
WO2016161246A1 (en) * 2015-04-03 2016-10-06 President And Fellows Of Harvard College Nanoscale wires with external layers for sensors and other applications
GB2539224A (en) * 2015-06-09 2016-12-14 Giuseppe Occhipinti Luigi Method of forming a chemical sensor device and device
US11330984B2 (en) * 2015-06-19 2022-05-17 The Trustees Of The Stevens Institute Of Technology Wearable graphene sensors
BR112017028236B1 (pt) * 2015-06-30 2022-11-16 Sunstar Suisse Sa Substrato adesivo descartável adaptado para ser arranjado em um dispositivo médico
WO2017184187A1 (en) * 2016-04-21 2017-10-26 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Multimode microfluidic data routing
JP6857347B2 (ja) 2016-06-24 2021-04-14 アルバック成膜株式会社 溶液成分分析キット、溶液成分分析方法、及び溶液成分分析装置
US9954309B2 (en) 2016-07-20 2018-04-24 Intel Corporation Magnetic detachable electrical connections between circuits

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220168801A (ko) 2021-06-17 2022-12-26 젠트리 주식회사 포고 핀을 이용한 호흡 진단 장치, 시스템 및 방법과 이를 위한 호흡 측정 장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023153974A (ja) 2023-10-18
CN112566548A (zh) 2021-03-26
US20210212603A1 (en) 2021-07-15
JP2021518547A (ja) 2021-08-02
EP3768159A4 (en) 2021-12-01
EP3768159A1 (en) 2021-01-27
WO2019183279A1 (en) 2019-09-26
JP7402391B2 (ja) 2023-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7402391B2 (ja) 交換可能センサシステムおよび方法
Sharma et al. Wearable biosensors: an alternative and practical approach in healthcare and disease monitoring
Luo et al. Technology roadmap for flexible sensors
Wang et al. Nanowire‐based soft wearable human–machine interfaces for future virtual and augmented reality applications
Liang et al. Wearable medical monitoring systems based on wireless networks: A review
Zhu et al. Self-powered and self-functional cotton sock using piezoelectric and triboelectric hybrid mechanism for healthcare and sports monitoring
Guk et al. Evolution of wearable devices with real-time disease monitoring for personalized healthcare
Lin et al. Wearable biosensors for body computing
Sempionatto et al. Wearable chemical sensors: emerging systems for on-body analytical chemistry
Bandodkar et al. Wearable sensors for biochemical sweat analysis
US9445768B2 (en) Personal biosensor accessory attachment
Kim et al. Hygroscopic auxetic on-skin sensors for easy-to-handle repeated daily use
US10105098B2 (en) Garment integrated sensing system and method
TWI708590B (zh) 可再穿戴式無線裝置
Baldo et al. Wearable and biodegradable sensors for clinical and environmental applications
JP2021526939A (ja) 再装着可能な生理学的モニタリング装置
US9833376B2 (en) Walking assistance methods and apparatuses performing the same
US9954309B2 (en) Magnetic detachable electrical connections between circuits
CN105004453B (zh) 一种智能压力垫的压力监测方法及监测系统
Luo et al. Flexible sweat sensors: From films to textiles
CN204500641U (zh) 一种基于物联网的个人健康管理装置
US11705748B2 (en) Wearable gesture recognition device for medical screening and associated operation method and system
WO2020160510A1 (en) Compositions, systems, and methods for sensing
US20210077011A1 (en) Electrode System for Wearable Devices
WO2018052559A1 (en) Apparatus and method for detecting body composition and correlating it with cognitive efficiency

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination