JP2013526888A - 非干渉の常時健康監視及び警告システム - Google Patents
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Abstract
シームレスで、好ましくは実質的に常時健康監視システムであって、健常な生物のために設計されているが、健常ではない生物にも適している。上記システムは、制御モジュール、通信ユニット及び1又は複数センサーを備える。センサーは、インビボナノ-センサー、マイクロ-センサー、皮下センサー、着用可能なセンサー、又は埋込センサーとすることができる。制御ユニットは、処理ユニット及び警告ユニットを具備する分析サブシステムを備える。センサーの各々は、生物の所定の生理的又は化学的パラメーターを検出するように構成される。通信ユニットは、検出パラメーターを分析サブシステムに送信することを容易にする。処理装置は、検出パラメーターを分析することにより、監視生物の健康状態が異常である否かを決定する。少なくとも一つの検出パラメーター又は健康状態が異常であると決定されると、警告ユニットが有効に作動して、所定の警告受信実体物に警告を出す。
Description
＜関連出願についてのクロスリファレンス＞
この出願は、2009年9月30日に出願の米仮出願第61/246,990号に関する米国特許法第119条(e)の利益を要求し、開示されているものは参照によりここに含まれる。
この出願は、2009年9月30日に出願の米仮出願第61/246,990号に関する米国特許法第119条(e)の利益を要求し、開示されているものは参照によりここに含まれる。
発明の分野
本発明は、常時の健康監視システムに関する。より詳しくは、本発明は、生物の監視をインビボ又はエキソビボで実行される常時の健康監視システムに関する。これにより、システムが監視生物の日常生活を妨げることはない。さらに、本発明のシステムは、潜在的に健康に危険な状態を検出すると警告を出す。
本発明は、常時の健康監視システムに関する。より詳しくは、本発明は、生物の監視をインビボ又はエキソビボで実行される常時の健康監視システムに関する。これにより、システムが監視生物の日常生活を妨げることはない。さらに、本発明のシステムは、潜在的に健康に危険な状態を検出すると警告を出す。
発明の背景及び先行技術
従来の様々なシステムで人の健康パラメーターを監視することができるのは、入院した人か、或いはある健康に危険があると検出された後の人であるため、監視については特別な配慮が必要とされる。従来技術のシステム及び方法は、監視される人に彼/彼女の通常生活スタイルをある程度調節すること(研究所に行くこと、特別な監視装置を着用すること、又はルーチン若しくは非ルーチン検査を受けること)を要求する。しかしながら、人は、危険な状態を検出する前は健常であると考えている。このように、彼/彼女の通常生活のスタイルを妨げることは、通常、許容できない。人は、彼/彼女の体に装着させるか、日常生活を寸断させる何らかの物質又は装置を必要とせずに生活を送ることを期待する。問題は、健康であると考えられる人々(又は、何らかの他の生物)が監視されていないことである。それが結果として彼/彼女の通常生活に、時には余命に大きな変化をもたらす致命的か重大な医学的問題事象を突然患う状況を度々引き起こしている。かかる重大な医学的問題の早期発見は、かかる事象を防止(又は、最小化)することができる。
従来の様々なシステムで人の健康パラメーターを監視することができるのは、入院した人か、或いはある健康に危険があると検出された後の人であるため、監視については特別な配慮が必要とされる。従来技術のシステム及び方法は、監視される人に彼/彼女の通常生活スタイルをある程度調節すること(研究所に行くこと、特別な監視装置を着用すること、又はルーチン若しくは非ルーチン検査を受けること)を要求する。しかしながら、人は、危険な状態を検出する前は健常であると考えている。このように、彼/彼女の通常生活のスタイルを妨げることは、通常、許容できない。人は、彼/彼女の体に装着させるか、日常生活を寸断させる何らかの物質又は装置を必要とせずに生活を送ることを期待する。問題は、健康であると考えられる人々(又は、何らかの他の生物)が監視されていないことである。それが結果として彼/彼女の通常生活に、時には余命に大きな変化をもたらす致命的か重大な医学的問題事象を突然患う状況を度々引き起こしている。かかる重大な医学的問題の早期発見は、かかる事象を防止(又は、最小化)することができる。
従って、監視される生物に対する埋込可能及び/又は着用可能な健康管理システムは有利であり、ニーズがある。上記システムは、監視生物の日常生活を妨げず、潜在的に健康的に危険な状態か、かかる状況が進行する傾向を検出すると警告を出す。この「早期警報」システムは、この発明の主題である。
致命的/主要な健康リスクを低下させる一般的な方法において、年に一度の健康診断を受けて彼/彼女の健康状態が決定される。しかしながら、これらの検査は、検査後の僅かな時間で、検査された人の健康状態が悪化しない保証は何ら提供するものではなく、かかる検査は、生活スタイルに著しい変化を与える可能性がある健康上のリスクのかなりの割合をカバーしていない。ほとんどの集団において、人々は日常的な健康診断を実施していないため、これらの集団は、より健康上の危険な状態にさらされている点に留意すべきである。
従って、健康と考えられる人(又は、任意の他の生物)の良好な生活状態を継続的に検査することで、生活スタイルに著しい変化/制限を与える健康上のリスクのかなりの範囲をカバーし、可能な限り早い警告を提供する健康監視システム(上記システムを保有する人の通常生活スタイルへの著しい制限を与えないもの)にはニーズがある。システムの主要な目的は、潜在的に危険な健康状態が発生するか又は進行し始めるまで、彼/彼女の通常生活を続けさせることである。このため、監視生物は、警告を得るために特別な日常的動作を要求されることはなく、システムに関する外科的手術を必要せず、そして、着用するには制限がある装置を必要としないことが好ましいが、これらに限定はされない。当然、かかるシステムは、病人に使用することもでき、これによって潜在的な悪化状態又は新しい問題が検出される。
「常時監視」という用語は、健康監視システムに関連して本明細書で用いられ、実質的に常時、昼夜、監視生物の覚醒時又は就寝時、そして、かかる生物の実質的に全ての日常活動における動作時の生物の監視を容易にする、健康監視システムについて言及する。
「シームレス」という用語は、着用可能か埋込可能な装置に関連して本明細書で用いられ、着用時に装置がその人の通常の生活スタイルに著しい制限を課さない装置について言及する。好ましくは、限定するものではないが、インビボセンサーの挿入工程は、手術又は痛みを伴う注射を必要とせず、むしろレーザーに基づく挿入技術によって、マイクロニードル若しくはナノニードルによる注射によって、錠剤若しくはカプセルを飲み込むことによって、経皮的パッチによって、膜貫通受容体によって、RFに基づく技術の使用によって、又は従来技術として知られている他のナノセンサー挿入手段によって挿入できる。更に、必要なときに警告を出すための能動的な動作を監視される人に要求しない。
従来技術の監視システムは、シームレスでなくて、むしろシステム着用者の生活スタイルを妨げるか又は警告を得るために着用者にいくつかの特別な能動的な動作を必要とする。従来技術のシステムは、例えば、血液中又は体内の他の系(体液若しくは臓器を抽出するインビボセンサー又は方法を必要とするもの)の化学的パラメーターを検出することができない。更に、従来技術のシステムは、通常、特定の人の動的な健康状態には適用できない。加えて、化学的入力と物理的入力とをアルゴリズム的に統合していないため、個人の局所における信頼性の高い警告が生じない。例えば、ジェイソン・ゴールドバーグに与えられた米国特許6840904は、1又は複数の着用可能なセンサーにより提供されるデータを受信して、センサーデータに関連する統計データか、そうでない場合は人に関連した統計データを表示する携帯機器を提供する。上記システムは、遠隔コンピューターを更に備える。米国特許6840904の図2は、携帯用の医療用監視装置とその装置に接続するセンサーを図示し、携帯機器は人の手首に搭載され、人の指に搭載されたセンサーと導線で接続されている。
ここで使用する用語「ナノセンサー」とは、分子レベルの製造技術(また、ナノテクノロジーと呼ばれるもの)を使用して構成される装置を意味する。
「ナノ技術を基礎としたセンサー」及び「ナノセンサー」という用語は、本願明細書において互いに置換可能に使われる。
「異常」という用語は、健康に関するパラメーターに関連して本明細書で用いられ、健康にリスクがあると規定され且つ注意を必要とするパラメーターの値か、1又は複数の範囲の値について言及する。例えば、成人の正常血圧は、80-120mmHgの範囲内である。典型的には、130mmHgの血圧は、危険とは考えられていない。しかしながら、85±10あたりの安定な血圧の人が、急に125±10まで行く場合、これは異常なケースと考えられる。健康に危険と考えられる高血圧パラメーターの閾値は、変化する可能性があり、適合アルゴリズムによって手動又は自動的に、個別及び任意に動的に更新できる。ひとたび高血圧パラメーターが上記の例でセットされると、設定された閾値から外れる如何なる値もその人が異常であるとして考えられるだろう。
異常な状況が発生するかどうかを決定するいくつかのパラメーターを組み合わせるアルゴリズムを備える健康監視システムは、更に有利である。ここでの上記血圧例に関して言えば、血圧が閾値付近であり且つ他のパラメーター(例えば不整脈)がその異常な状態に近い場合、両方の組合せが充足することで警告を出してもよい。
本発明の主要な目的には、生物の健康に関する多様な態様を監視して、潜在的に健康に危険な状態を検出すると警告を出すシステムを提供することが含まれる。システムは、健常な生物のために設計されているため、システムが監視生物の日常生活を妨げることはない。システムは、必要なときに警告を出す目的で生物(又は、他の誰でも)による何らかの操作行動を必要としない点に留意すべきである。システムは、健常な生物用として限定されるものではなく、健常でない生物に対しても用いることができる点に留意すべきである。さらに、健常な生物が外科的処置又は痛みを伴う注射を嫌がる可能性があるため、任意の輸送(デリバリー)方法(好ましくは非外科的で注射を使用しない取込及び輸送)及びシステムのインビボ部品に対する維持管理対策がある。
本発明の教示によって、シームレスであり、好ましくは実質的に常時の健康監視システムであって、健常な生物のために設計されてはいるが健常でない生物にも適しているものが提供される。システムは、制御モジュール、通信ユニット及び1又は複数のセンサーを備え、そして好ましくは運動-姿勢検出器も備える。制御ユニットは、処理装置、好ましくは記憶装置及び警告ユニットを備える分析サブシステムを備える。
1又は複数センサーの各々は、監視生物(好ましくは人)の所定の生理的又は化学的パラメーター(例えば、血管、腎臓、肺等の体内系に関するパラメーターを含むもの)を検出するように構成されている。通信ユニットは、1又は複数のセンサーの各々からの検出パラメーターを受信して、検出パラメーターを分析サブシステムに送信することを容易にする。制御モジュールにおける分析サブシステムの処理装置は、検出パラメーターを分析する。これにより、検出パラメーターの1若しくは複数又はそれらの組合せが異常であるかどうかを、好ましくは監視生物の測定された運動-姿勢状態と関連付けて決定する。検出パラメーターの少なくとも1つが異常であると決定されるか様々なパラメーター(個々は異常ではなくてもよい)の組合せが異常な状況を構成している場合、警告ユニットが有効に作動して、1又は複数の所定の警告受信実体物に警告を出す。
好ましくは、処理装置は、個々の生物の「正常状態」を決める任意の適合アルゴリズムを有し、閾値及び他のパラメーター特性は個別にセットされる。更に、適合メカニズムは、動的な特性を有するヒトの状態が適用プロセスで考慮されるように実質的に常時活動している。さらにまた、処理装置は、システム制御ユニットによって制御される運動-姿勢検出器を使用して、監視生物のエルゴメトリックパラメーター及び身体状態(立っている、横になっている、非常に激しい活動等)を決定することができる。
好ましくは、分析サブシステムは、検出パラメーターの少なくとも一部を格納するための記憶装置を備える。格納された検出パラメーターは、傾向分析、適用分析及び更なる外部分析のためのデータ抽出を可能にするために用いられる。分析サブシステムは、傾向を分析して検出パラメーター又はそれらの組み合わせにおける異常な傾向を検出する、少なくとも1つ異常な傾向があると決定されると、警告ユニットが有効に作動して、1又は複数の所定の警告受信実体物に警告を出す。
本発明のバリエーションにおいて、異常な生理的又は化学的パラメーターの定義を個別に適用させてもよい。本発明のバリエーションにおいて、異常の定義は、生物の状況(及び、任意に運動-姿勢状況)の経時的な状況変化に沿って動的に適用できる。
任意に、分析サブシステムの処理装置は、検出された2又は3以上の検出パラメーター間の相関を分析して決定することで、相関パラメーターを作成する。検出された相関パラメーターが異常であると決定されると、警告ユニットが有効に作動して、1又は複数の所定の警告受信実体物に警告を出す。好ましくは、システムは、健康の監視中に生物により実行される操作行動なしに警告を出すことを容易にする。
制御モジュールは、着用可能なモジュール又はインビボモジュールとすることができる。
センサーは、着用可能なセンサー又は埋込/インビボセンサーとすることができる。
センサーは、血管、消化器系、又は呼吸器系を介してインビボ標的位置に輸送できる。本発明のバリエーションにおいて、センサーは、皮下の位置に輸送される。任意に、センサーは、外科的手術に関係なく埋め込まれる。
通信ユニットは、1又は複数の通信サブユニットを備え、各センサーは、1又は複数の通信サブユニットに接続する。
本発明のバリエーションにおいて、センサーは、ナノセンサー又はマイクロセンサーである。好ましくは、センサーは、痛みを伴わない手法、例えば、レーザーに基づく挿入によって、RFに基づく技術によって、錠剤若しくはカプセルを飲み込むことによって、経皮的輸送パッチによって、又はマイクロニードル又はナノニードルを使用する注射によって、インビボ標的位置に輸送される。
本発明のバリエーションにおいて、センサーは、標的にされるリポソーム輸送技術を用いてインビボ標的位置に輸送される。本発明の他のバリエーションにおいて、センサーは、ナノチューブ輸送技術を用いてインビボ標的位置に輸送される。
任意に、センサーは、内部動力源を必要としない。任意に、通信ユニット又は通信サブユニットは、ナノセンサーにシグナルを送信して、ナノセンサーから戻ってきた、送信シグナルの変調エコーを受信するように構成され、変調エコーからナノセンサーによって検知された情報がもたらされる。
着用可能な制御ユニットは、任意に、腕時計、パッチ、イヤリング、ネックレス、ブレスレット及び腕輪を含むグループから選択される着用可能な装置である。本発明のバリエーションにおいて、着用可能な制御ユニットは、携帯式電子装置、又は車椅子又は生物が通常持ち運ぶ個人装置に付属又は統合される着用可能な装置である。携帯式電子装置は、携帯電話、PDA、着用可能な表示装置又はモバイルPCとすることができる。
本発明のバリエーションにおいて、制御モジュールは、生物の口腔に配置される口腔制御ユニットを備える。口腔制御ユニットは、生物における1又は複数の本物の歯又は義歯内部に配置できる。
口腔制御ユニットは、内部動力源及び維持管理ユニットを更に含むことができ、維持管理ユニットは、口腔制御ユニットの外部維持管理活動を容易にする。外部維持管理活動は、処理装置の更新、パラメーターのセットアップ及び更新、データのダウンロード、新規若しくは交替ナノセンサーの挿入、内部動力源の再充電、及び健康監視システムの選択メンバーの診断処理の実行を含む維持管理活動の一群から選択される。
好ましくは、維持管理ユニットは、ナノセンサーの貯蔵庫を備え、維持管理ユニットは、要求に応じてか所定の間隔でのナノセンサーの輸送を容易にする。
任意に、口腔制御ユニットは、少なくとも一つの口腔センサー及び少なくとも一つの口腔サンプラーを具備する口腔試験ユニットを更に備える。維持管理ユニットは、好ましくは、試験分析要素に関する貯蔵庫と試験分析から生じる廃棄物に関する貯蔵庫を備える。少なくとも一つの口腔サンプラーは、口腔液、呼気及び血液を含む、口腔に存在する物質のグループから選択される口腔物質を収集する。口腔試験ユニットが有効に作動して、1又は複数の分析要素と1又は複数の口腔物質とが合わさる。これによって試験可能な物質が生じる。少なくとも一つの口腔センサーは、試験可能な物質を検知して、試験データを作成するように構成されている。維持管理ユニットは、試験データを制御モジュールの分析サブシステムに転送する。好ましくは、1又は複数の試験分析要素は、反応物質であり、反応物質は、口腔センサーの一部である。
本発明のバリエーションにおいて、維持管理ユニットは、外部源から試験分析要素用貯蔵庫への取り込みを行うための取込サービスチャネルを備える。取込サービスチャネルは、通常の操作中は密封・閉鎖されている。好ましくは、取込装置は、取込サービスチャネルを通って試験分析要素用貯蔵庫へ試験分析要素を有効に取り込む。好ましくは、維持管理ユニットは、廃棄物用貯蔵庫から外の場所まで蓄積廃棄物を処分するための処分サービスチャネルを備える。処分サービスチャネルは、通常の操作中は密封・閉鎖される。好ましくは、収集処分装置は、廃棄物用貯蔵庫から処分サービスチャネルを通って廃棄物を有効に除去する。上述の取込及び処分は、任意に歯の専門家によってなされる。
本発明のバリエーションにおいて、センサーは、身体の音響データの検知を容易にするデジタル音響センサーであり、身体の音響データには、心拍、肺及び呼吸音が含まれる。
本発明のバリエーションにおいて、センサーは、電気センサー、光学センサー、加速度センサー(通常、三次元の各々についての加速度計)、圧力に基づくセンサー、伝導度センサー及び湿度センサーを含む物理的センサーのグループから選択される。
任意に、物理的センサーは、身体の動作関連データを検知し、異常の定義も身体の動作関連データに依存する。
任意に、物理的センサーは、身体の姿勢関連データを検知し、異常の定義も身体の姿勢関連データに依存する。
任意に、動作関連データ及び身体の姿勢関連データは、運動-姿勢検出ユニットによって処理される。
典型的には、制御モジュールは、内部動力源を更に含む。好ましくは、インビボ制御ユニットにおいて、内部動力源は、マイクロバッテリー又はナノバッテリーである。
本発明の態様は、生物の健康状態を監視する方法を提供することである。方法は、シームレスな健康監視システムを提供するステップを備え、上記システムは、処理ユニットを含む分析サブシステムと警告ユニットとを具備する制御モジュール有する制御モジュールを備える。制御モジュールは、通信ユニット及び1又は複数のセンサーを更に備える。
方法は、以下のステップ：指定の健康関連パラメーターを1又は複数センサーによって検知することで検知データを作成すること、検知データを通信センターに送信すること、検知データを分析センターに送信すること、検知データを分析すること、及び検知データが異常であるか否かを決定すること、を含む。検知データが異常であると決定すると、上記方法は、適切な警告タイプを選択すること、選択された1又は複数の警告タイプを警告ユニットに送信すること、警告ユニットを作動させることを、進める。
本発明のバリエーションにおいて、方法は、以下のステップ：処理ユニットによって検知されたデータを分析することによって、分析された検知データを作成することと、分析された検知データが異常か否かを決定すること、を含む。分析された検知データが異常であると決定すると、上記方法は、適切な警告タイプを選択すること、選択された1又は複数の警告タイプを警告ユニットに送信すること、警告ユニットを作動させること、を進める。
本発明のバリエーションにおいて、制御モジュールは、生物の口腔に配置される口腔制御ユニットを備える。また、口腔制御ユニットは、維持管理ユニットを更に備える。また、シームレスな健康監視システムは、少なくとも一つの口腔センサーを具備する口腔試験ユニットと、少なくとも一つの口腔サンプラーと、を備える。そして、方法は、以下のステップ：生物の口腔から選択された口腔物質を収集すること、口腔物質を試験ユニットに転送すること、試験分析要素を試験分析要素用の任意の貯蔵庫又は外部源から試験ユニットに転送すること、分析要素と口腔物質とを合わせることによって試験可能な物質が生じること、少なくとも一つの口腔センサーにより試験可能な物質を検知することによって検知データを作成すること、及び検知データを分析センターに送信するステップに移ること、を含む。
本発明のバリエーションにおいて、シームレスな健康監視システムは、廃棄物処分貯蔵庫を更に備える。そして、方法は、分析要素と口腔物質とを合わせたことにより生じると廃棄物を処分するステップを更に含む。
本発明は、以下で本願明細書が与える詳細な説明及び添付の図面から完全に理解される。単に図と例とを挙げて与えているだけであるため、本発明を制限するものではない。
本発明の主要な目的には、生物の健康に関する多様な態様を監視して、潜在的に健康に危険な状態を検出すると警告を出すシステムを提供することが含まれる。システムは、健常な生物のために設計されているため、システムが監視生物の日常生活を妨げることはない。システムは、必要なときに警告を出す目的で監視生物による何らかの操作行動を必要としない。システムは、健常な生物用に限定されるものではなく、健常でない生物に対しても用いることができる点に留意すべきである。さらに、健常な生物が外科的処置又は痛みを伴う注射を嫌がる可能性があるため、任意の輸送方法(好ましくは非外科的で注射を使用しない取込及び輸送)及びシステムのインビボ部品に対する維持管理対策がある。
本発明は、以下で添付の図面を参照しながらより完全に記載され、本発明の好ましい実施形態が示される。しかしながら、本発明は、多くの種々の形態が具体的に表現でき、そして本願明細書に記載されている実施形態に限定されるように解釈すべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が詳細且つ完全であり、当業者に本発明の範囲を充分に伝えられるように設けられている。別に規定されていない限り、本願明細書において用いられる全ての技術的及び科学的な用語は、一般に本発明に属する当業者によって理解されるのと同じ意味である。本願明細書おいて提供される方法及び例は、単なる実例であり、制限する意図はない。
ここでは、図面を参照する。図1は、本発明の実施形態に従う健康監視及び警告システム100であって、これはシームレスであり、好ましくは常時のシステムで且つ着用可能な制御ユニット110を備えるものの模式的なブロックダイヤグラムである。システム100は、ナノ又はマイクロセンサー180、埋込可能なセンサー190及び着用可能なセンサー170からなるグループから選択される1又は複数のセンサーを更に備える。着用可能な制御ユニット110は、分析センター120、通信センター130、警告ユニット150及び、任意に維持管理ユニット160を備える。システム100は、インビボ又はエキソビボ通信センター140を更に備えてもよい。
分析センター120は、通信センター130、そして任意にインビボ通信センター140を通じて、全てのセンサー(170、180、190)から健康状態データを受信する。任意に、分析センター120は、運動及び姿勢センサー175(例えば加速度計に基づくセンサー及び配向センサー)から姿勢方向及び身体の運動データを受信する。例えば、運動及び姿勢センサー175は、システムが瞬間的な身体状態(例えば、ランニング、躍動、身体に力を加えること等)を決定可能な動作関連データを検知することができる。運動及び姿勢センサー175は、例えば、姿勢方向(例えば、立つこと、横になること、座ること等)を更に検知することができる。本発明のバリエーションにおいて、検知された身体の動作関連データ及び検知された身体の姿勢関連データは、独立した運動-姿勢検出ユニット(図示せず)によって処理される。
分析センター120は、センサー(170、180、190)から受信した健康状態データを分析して健康に危険な状態が発生するか否かを決定する処理ユニットを備える。更に、処理ユニットは、数値を算出し、閾値、傾向、平均等を比較することができ、算出データを外部の受取部に提供することができる。好ましくは、分析センター120は、算出、過去の測定値との比較、傾向の決定、校正、センサーの信頼性の決定、外部での更なる遠隔分析と、将来使用(例えば、身体コンサルティングでの使用)するためのデータを保存するための記憶装置を更に備える。
本発明のバリエーションにおいて、異常な生理的又は化学的パラメーターの定義は、個別に適用可能である。特定の監視生物の「通常」の健康状態は、個別にセットされる。本発明のバリエーションにおいて、異常の定義は、生物の経時的な状態変化に沿って動的に適用できる。
異常な健康関連パラメーター、又は種々のセンサーから取得した組合せ入力情報の分析若しくは傾向分析の結果として診断される異常な状態を検出すると、分析センター120は、警告情報を警告ユニット150に送信する。任意に又は付加的に、分析センター120は、警告情報を所定の外部の受取部に送る通信センター130へ警告情報を送る。任意に、分析センター120の処理ユニットは、検出された2又は3以上の検出パラメーター間の相関を分析して決定する。これによって、相関パラメーターが作成される。検出された相関パラメーターが異常であると決定されると、警告ユニットが有効に作動して、1又は複数の所定の警告受信実体物に警告を出す。
警告ユニット150は、分析センター120によって作動する。警告ユニット150は、様々な警告タイプ(限定するものではないが、例えば、以下の例：音声、視覚及びデジタルシグナルであって、様々な標的受取部に(典型的には、通信センター130を経て)指示するもの)を備えてもよい。本発明のバリエーションにおいて、警告ユニット150は、独立したユニットであるが着用可能な制御ユニット110には組み込まれない。
通信センター130は、センサー(170、180、190)から(任意に運動及び姿勢センサー175からも)入力データを受信して、データを分析センター120へ転送する。通信センター130は、警告ユニット150からの警告リクエストを受信して、様々な所定の外部デバイス(限定するものではないが、例えば、携帯電話、PDA、コンピューター、着用可能な指標等)に警告を伝達させる。通信センター130は、維持管理ユニット160からの維持管理リクエストを受信して様々な所定の外部遠隔装置に維持管理リクエストを送信することもできる。通信センター130は、外部源から追加のデータ情報(例えば検知データ)のリクエストを受信して、分析センター120へリクエストを転送することもできる。そして、次々と適切なセンサー(170、180、190)を作動させること及び/又はそのセンサーに問合せることができる。通信センター130は、外部源から維持管理/セットアップデータ情報を受信して維持管理ユニット160へ維持管理/セットアップデータ情報を転送することもできる。本発明のバリエーションにおいて、通信センター130は、独立したユニットであるが着用可能な制御ユニット110には組み込まれない。
システム100は、1又は複数のセンサーを使用して、潜在的に健康に危険な状態の発生を検出する。センサータイプは、ナノセンサー及び/又はマイクロセンサー180、埋込可能なセンサー190及び着用可能なセンサー170からなるグループから選択される。
埋込可能なセンサー190は、インビボ事象を検知し、データを収集し、そして指標を送ることを容易にする任意の埋込可能な検知装置とすることができる。本発明の文脈において、外科的手術を行わないことが好適であるが、それでも監視生物が外科的手術を受ける場合は、埋込可能な1又は複数のセンサーを上記好適に背くことなく加えることが可能である点に留意すべきである。例えば、フジイ タダシ達に与えられた米国特許541 1535は、重量及びサイズを小さくしてペースメーカー使用者の負担を減らしつつ、安全なシグナル無線通信を確実にするように改良された心臓ペースメーカーを提供する。心臓ペースメーカーは、心臓情報を検出する少なくとも2つの電極を備える本体と、心臓情報に基づくパルスを出力することによって制御を実行する制御セクションと、パルスを変調して、変調されたパルスを送信する送信セクションと、を備える。ペースメーカーは、ペーシング電極部も備える。ペーシング電極部は、送信されたパルスを受信する受信セクションと、受信セクションから出力されたパルスによって作動する刺激電極とを具備する。
着用可能なセンサー170は、エキソビボ及びインビボ事象を検知して、データを収集し、そしてデータを分析センター120に転送する手段を備える任意の着用可能な装置とすることができる。着用可能なセンサー170は、任意である。これは、着用可能なセンサー170がそれを着用しているヒト又は動物の生活スタイルを干渉してはならないためである。例えば、Boo-ho Yang達に与えられた米国特許6413223は、高度な心臓血管診断のための、動脈圧に関する非侵襲性の常時監視装置を提供する。
ナノセンサー180は、分子レベルの製造技術(ナノ技術とも呼ばれるもの)を使用して構築される。ナノ(又は、マイクロ)センサー180は、血液系、消化器系、腎臓の下位系又は任意の他の体内系において作動する化学的センサーとすることができる。ナノ(又は、マイクロ)センサー180は、病原体検出子、組織化学アンバランス検出子、癌細胞検出子等とすることができる。本発明のバリエーションにおいて、センサー180は、主に輸送、標的化及び生存性の増加の目的で、ナノカプセル及びナノ球体にカプセル化される。ナノセンサー180は、常時使用され、必要パラメーター(例えばHDL/LDLコレステロール、ヘモグロビン、ヘマトクリット、トリグリセリド、グルコース、HbAlc、ビリルビン、クレアチニン、PSA、CEA、血清カルシウム(Calcium Cerum)、CPK、リンパ球、単核細胞、好塩基球、好中球、好酸球、骨髄球、血圧、心拍(パルス)、血球数、体温、酸素飽和度、汗、伝導度等)を検出して測定する。ナノセンサー180は、検知データを(通常、問合せパルスに反応することによって)通信センター130へ直接送信するか、インビボ通信センター140を経て間接的に送信するのに常時利用可能である。
ナノセンサー180は、レーザーに基づく挿入技術によって、マイクロニードル又はナノニードルによる注射(それは、通常の注射サイズのような痛みの感覚を人に生じさせない。従って、痛みを伴う注射という内容の文脈においては、「注射不要の目標」という好適な目的を維持する)によって、錠剤若しくはカプセルを飲み込むことによって、経皮的パッチ、膜貫通受容体、RFに基づく技術の使用、又は従来技術として知られている他のナノセンサー挿入手段によって挿入できる。上記の技術のいくつか(例えば、TransPharmaのドラッグデリバリー用RF-MicroChannels(登録商標)は、ミリ秒以内で起こり、皮膚外傷又は痛みが生じない。Pixel(登録商標)C02を用いるAlma Lasersの美容処理：レーザー光線は、特許を取得したPixel(登録商標)マイクロ光学レンズアレイを通過して、小さい熱チャネルで皮膚を透過する)は、通常、種々の目的のために用いられるが、本発明では、センサーの取込に関する類似の技術として使用している。
図2a及び2bを参照する。そこには、本発明の実施形態による、ナノセンサー180c及び180cを輸送するのに適用したナノチューブ192が一例として示されている。図2aは細長いナノチューブ192aの一部を図示し、図2bは球面ナノチューブ192bの一部を図示する。ナノチューブ192は、皮膚を通って標的器官に活性物質(例えばナノ又はマイクロセンサー180c及び180d)を輸送するために用いられる。任意に、ナノ-ニードルは、カーボンナノチューブ192によるセンサー輸送のための細胞透過に用いられる(例えば、ロンドン大学薬学部出身の英国に拠点を置く研究者達は、それらがヒト癌細胞を含む様々な細胞タイプに入ることできることを発見した)。任意に、健康監視及び警告システム100は、このセンサー輸送技術を使用する。機能的カーボンナノチューブは、形質膜を貫通して細胞質に対して真っ直ぐに向かうことによって、より生物学的バリアが薄い箇所と接触してより直接的にセンサーを輸送する。ナノチューブは、極めて薄いが非常に長い構造的な利点も提供ため、必要なセンサーを移植させる表面積を広く提供している。この技術は、ナノチューブに載せられるセンサーの量の調節を容易にする。
しばしば、ナノセンサー182は、指定のパラメーターを検知すると化学反応が起きる点に留意すべきである。かかるナノセンサー182は、活性領域(しばしば「反応物質」と称される)を備えている。反応物質は指定の物質を検知すると化学反応が起きる。従って、反応後のナノセンサー182は、交換を必要とする。カーボンナノチューブ192は、ナノセンサー182の貯留体を形成するため多数のナノセンサー182の輸送を容易にしている。
図3は、本発明の実施形態による、ナノセンサー180a及び180bを輸送するのに適しているリポソーム182を一例として図示している。リポソーム182は、ホーミングペプチド188を使用して血液系を経て標的器官に活性物質(例えば、ナノ又はマイクロセンサー180a及び180b)を輸送するために用いられる。
リポソーム182は、疎水性膜186によって囲まれた水溶性の領域183の中に1又は複数のナノ/マイクロセンサー180をカプセル化/取り込んで、細胞膜に溶け込むことができる。センサー180a及び180bは、それぞれ外面層181a及び181bを備える。外面層は、脂溶性であり、リポソーム182の脂質二重層184と他の二重層(例えば細胞膜)とが融合するように構成されている。そして、脂質を通過することでナノセンサー180が輸送される。例えば、脂質二重層184を通過しているアイテム189が示されている。
ナノセンサー180は、標的器官又は任意の他のインビボ生物学的標的を監視するために用いられる。例えば、インビボ輸送は、カーボンナノチューブ(CNT)によって実行することできる。CNTは、炭素原子(骨結合(Osseointegration)を強化するための二酸化チタン又は他の手段を含ませることが可能)でできている極めて細い、空洞の円筒である。任意に、健康監視及び警告システム100は、時間分解ラマン分光法を使用して血液循環系を移動しているナノセンサー180を監視・検出する。
ナノセンサー180は、ナノセンサー180における標的輸送部位上の特異的標識を介しての結合を可能にする目的で様々な輸送及び標的方法(例えば、血液、ホーミングペプチド188(図3を参照)又は任意の他の生物学的物質であってリポソームに対するリガンドとして付加されたもの)によって指定の標的箇所に配設される。標的リガンドは、モノクロナール抗体(免疫リポソーム、又は膜認識及び細胞接着因子を形成)、ビタミン又は特異的抗原とすることができる。これにより、「標的にされるリポソーム」が作成され、媒体又は担体として作用する。従って、目標にされるリポソームは、生体における任意の細胞タイプをほぼ目標とすることができる。リポソーム182は、保護膜189によって宿主体の免疫系から典型的に保護されている点に留意すべきである。リポソーム182よりもナノチューブ192を使用するほうが耐久性が高まり、センサーを交換するまでの間隔を延長することが可能となる点にも留意すべきである。
ナノセンサー180は、標的の指定位置/部位に(例えば、粘着又は吸着によって)保たれる。ナノセンサー180が標的の指定位置/部位から送り出されると、警告が発生して分析センター120に送信される。バイオマーカーは、リポソーム(媒体として使われるとき)の表面に付着することで標的に引き渡される。それらは、拡散(移動度)メカニズム(以下で説明)によって制御され、分析センター120によって監視される。
ナノセンサー180は、例えば、付随のバイオマーカーを用いて、現在位置と本来の安定な位置との比較によって位置シフトを検知することができる。位置シフト(典型的には移動度の変化指標)は、分析センター120に送信される。例えば、送信は、パルス勾配スピンエコーNMR技術を用いて実施される。かかる警告に関するパルス勾配スピンエコーNMR技術は、ナノセンサー180ごとに2つの部品(1つは、位置指標として作用し、もう1つは、ナノセンサー自体)か、自己拡散係数からのナノセンサー180自体の移動度の評価のいずれかを必要とする。移動度は、分子の拡散係数を決める緩和効果に対応する。いくつかのナノセンサー180は、「移動度標準」として同じバイオマーカーを使用することができる。
ナノセンサー180は、1/0の状態か計測値としての検知データを送信することができるか、他の従来型の送信方法によって検知データを送信することができる。典型的に、送信工程は、2つある：始めに、通信センター130は、問合せ/照会パルスを特定のナノセンサー180に送る。そして、特定のナノセンサー180は、電気キャパシターとして作用し、特定のナノセンサー180が有する「検知データ」によって変調されるパルスと同じものに応答する；通信センター130が応答を受信して解読のために分析センター120へ送る。典型的には、上述した、ナノセンサー180の位置シフトに関する警告は、同じ送信方法によって提供される。
分析センター120は、ナノセンサー180の位置に関する指標を受信して、警告を出すか位置補正が必要であるか、又は特定のナノセンサー180の機能が停止したかを決定する。典型的には、両方とも、センサー交換の処置が必要である。典型的には、ナノセンサーの交換とは、新しいナノセンサーの単純な輸送であり、ナノチューブ192を使用すると、古いナノチューブ192は引き抜かれる点に留意すべきである。従って、分析センター120は、警告ユニット150に必要な警告タイプを示す。
本発明のバリエーションにおいて、センサー(170、175、180、190)は、身体の音響データの検知を容易にするデジタル音響センサーであり、身体の音響データには、心拍、肺及び呼吸音が含まれる。
本発明のバリエーションにおいて、センサー(170、175、180、190)は、電気センサー、光学センサー、加速度センサー(通常、三次元の各々についての加速度計)、圧力に基づくセンサー、伝導度センサー及び湿度センサーを含む物理的センサーのグループから選択される。
生物の不便及び制限を最小にするために、着用可能な制御ユニット110を腕時計、パッチ、イヤリング、ネックレス、ブレスレット、腕輪等として着用できる点に留意すべきである。任意に、彼/彼女の日常生活に干渉しないように、着用可能な制御ユニット110は、着用者の好みごとにカスタマイズできる。維持管理ユニット160は、健康監視及び警告システム100に関する様々なパラメーターのセットアップ及び更新すること、記憶装置からのデータ抽出を容易にすること、そして、健康監視及び警告システム100の様々なサブシステムに関するセルフテストを実行することに、主に使用される。着用可能な制御ユニット110は、生物の近くに常にある携帯式電子装置又は車椅子又は他の装置に付属又は統合させてもよい。
通信センター130と任意のインビボ通信センター140とは、共に使用することができ、あらゆる構成において通信タスクを共有する点に更に留意すべきである。典型的には、着用可能なセンサー170は、着用可能な制御ユニット110に存在する通信センター130と通信する。
処理タスクの一部は、遠隔監視センターで実行できる点に更に留意すべきである。通信センター130は、任意に、データを任意の遠隔処理装置に送信することができる。そして、情報を更に処理すること、得られたデータと他の監視された人々から得られた対応するデータとを比較すること、統計学に基づく決定を行うこと、そして他の意思決定の結果を得ることで警告を改善させることを(例えば、自動警告は起動しなかったが医師なら更に人を検査したくなる疑わしい傾向を検出することによって)可能にする。そして、ひとたび処置施設に到着すると、生物の処置を援助するための情報を提供する。
本発明のバリエーションにおいて、健康監視及び警告システムの一部は、1又は複数の歯へ口腔的に配置される。ここでは、図4を参照する。図4は、口腔制御ユニット210を備える健康監視及び警告システム200の模式的なブロックダイヤグラムである。一般に、健康監視及び警告システム200は、2、3の適用を除けば健康監視及び警告システム100と同様に作動する。健康監視及び警告システム200は、監視生物が着用する必要がないため、監視生物の日常生活を妨げることはない。更に、健康監視及び警告システム200は、監視生物のいくつかのインビボ存在物(例えば唾液及び呼気)と直接接触する。
分析センター220は、センサー(170、175、180、190)から受信した健康状態データを分析する処理ユニットを備え、これにより健康に危険な状態が発生するかどうか決定する。処理ユニットは、更に数値を算出すること、閾値を比較すること、過去の測定値との比較を実行すること、傾向を決定すること、センサー信頼性を決定すること、校正を実行すること、平均を計算すること、そして、適用できる正常状態の基準を作成すること等が可能である。また、算出データを外部の受取部へ提供してもよい。好ましくは、分析センター220は、算出のためデータ及び将来の使用(例えば、傾向を算出するとき)のためのデータを格納するための記憶装置を更に含む。
図5も参照する。図5は、健康監視及び警告システム200の模式的な図である。口腔制御ユニット210は、1又は複数の天然の歯又は義歯20の内部に配置されている。システム200は、ナノ及び/又はマイクロセンサー180、埋込可能なセンサー190及び着用可能なセンサー170からなるグループから選択される1又は複数のセンサーを更に備える。口腔制御ユニット210は、分析センター220、通信センター230、警告ユニット250、好ましくは維持管理ユニット260及び、任意に、試験ユニット240を備える。分析センター220及び通信センター230は、一般的には、健康監視及び警告システム100のユニット120及び130のそれぞれと類似している。
試験ユニット240は、口腔制御ユニット210にあり、化学試験を行う小さな研究室としての機能を果たす。試験ユニット240は、1又は複数の口腔サンプラー242と有効に接続し、口腔液(例えば唾液、血液及び他の利用可能な口腔物質(例：呼気))を含む口腔に存在する物質のグループから選択される口腔物質を収集するように構成される。試験ユニット240は、サンプラー242から上記物質のサンプルと、(サービスチャネル266を介して)取込装置262から直接(図4及び3を参照)か、維持管理ユニット260の試験分析要素の貯蔵庫263から間接的に特定の試験に必要な分析要素(実験用物質)とを受け取る。試験ユニット240が有効に作動して、1又は複数の反応物質と1又は複数のサンプル口腔物質とを合わせる。これによって、試験可能な物質が生じる。反応物質は、典型的には口腔センサー244の一部であり、試験可能な物質を検知して、試験結果が生じるように構成されている。時には、口腔センサー244は、標的検知物質の検出に応じて交換する必要がある。これは、口腔センサー244は、反応物質と化学的に反応するためであるが、通常、反応物質だけは貯蔵部から出る次の反応物質と交換される。
試験ユニット240は、試験結果を更なる分析のために分析センター220に報告する。試験由来の処分物は、試験ユニット240によって、(サービスチャネル268を介して)収集処分装置264に直接(図3を参照)か、維持管理ユニット260の廃棄物貯蔵庫265に間接的に戻される。
維持管理ユニット260及び、任意に健康監視及び警告システム100の維持管理ユニット160は、健康監視及び警告システム200の秩序正しい動作を維持する様々な機能を有する。維持管理ユニット260は、
a)試験ユニット240のための必要な化学反応物質を加える；
b)新しい(又は、交換用)ナノ/マイクロセンサー180を挿入する；
c)口腔制御ユニット210の動力源270を再充電する；
d)収集処分装置264を通じて廃棄物を処分する；
e)健康監視及び警告システム200の様々なパラメーターをセットアップ及び更新する；
f)健康監視及び警告システム200の選択メンバーの診断処理を実行する；
及び、
g)保存データをダウンロードする、ように構成される。
a)試験ユニット240のための必要な化学反応物質を加える；
b)新しい(又は、交換用)ナノ/マイクロセンサー180を挿入する；
c)口腔制御ユニット210の動力源270を再充電する；
d)収集処分装置264を通じて廃棄物を処分する；
e)健康監視及び警告システム200の様々なパラメーターをセットアップ及び更新する；
f)健康監視及び警告システム200の選択メンバーの診断処理を実行する；
及び、
g)保存データをダウンロードする、ように構成される。
典型的には、口腔制御ユニット210は、歯科医によって義歯20の内部に取り付けられる点に留意すべきである。交換又は維持管理が必要な場合は、歯科治療によって行われる。好ましくは、口腔制御ユニット210は、チャネル268の特別ゲートを通って(trough)化学廃棄物を処分する処分ユニット262を備える。ゲートは、維持管理の間だけ開く。
ナノセンサー180の送信が「受動的」(即ち、単に通信センター130から照会パルスを戻している)という事実から、システム100が口腔制御ユニット210又は着用可能な制御ユニット110のみから必要な動力を得ることができる点にも留意すべきである。
口腔制御ユニット210は、典型的には、マイクロ-バッテリー又はナノ-バッテリーによって駆動する点に更に留意すべきである。任意に、バッテリーの有効期間は、電極の表面に被覆されるナノ粒子によって延ばすことができる。充電方法の一部は、口腔制御ユニット210における通常の操作動作によって実行される。例えば、通常の日常食品を噛むこと及び/又は日々の歯磨きは、バッテリーを再充電させることができる。典型的に、着用可能な制御ユニット110は、マイクロ-バッテリーによっても駆動する。しかしながら、バッテリーの充電は通常の動作によって行われる。口腔制御ユニットのバッテリー交換だけは歯科医訪問を必要とする。バッテリーの交換を必要とする時に特別な警告が維持管理ユニットによって送られる。
図6も参照する。図6は、本発明の実施形態に従う、人間30に配置される健康監視及び警告システム(100、200)の主要部品を一例として図示する。限定するものではないが、着用可能な制御ユニット110は、腕時計として実装されていることが示され、あるいは、口腔制御ユニット210は、歯に実施されている。着用可能なセンサー170も腕時計として実装されていることが示されている。ナノセンサー180は、個々の健康監視及び警告システムに関する特定の構成ごとに、血液系、リンパ系、消化器系、泌尿器系等の様々な位置に配置される。心臓(hearty)及び肺を観察している埋込可能なセンサー190を示している。潜在的に健康に危険な状態が発生すると、警告が作動して、警告メッセージが外部受信装置600(例えば携帯電話又は通信手段を有する任意の装置)に送られる。任意に、警告メッセージの受取部は、例えばSMSメッセージの形で、確認メッセージを返す。確認メッセージを受信すると、制御ユニット(110、210)は、警告を停止させた(警告は、システムの構成ごとの間隔を過ぎると再送信される)。他の構成としては、その他の生物、及び/又は複数の生物、及び/又は多様な生物に関する遠隔監視センターを備えることができる。
本発明のバリエーションにおいて、制御ユニット(110、210)は、生物に埋込む可能性がある他の埋込可能なデバイス(例えば、ペースメーカー)との通信を容易にする。
任意に、健康監視及び警告システム(100、200)は、生物の身体活動の特性を検出するためのセンサー(例えば、加速度センサー、圧力センサー、配向センサー等)を備えている。
本発明の態様には、生物の健康状態を監視して潜在的に健康に危険な状態を検出すると警告を出す方法を提供することが含まれる。
図7を参照する。図7は、生物の健康状態を(例えば、システム100又は200を実行して)監視するステップと、潜在的に健康に危険な状態を検出すると、警告ユニット(それぞれ150又は250)を作動させるステップと、を概説する模式的な流れ図300である。方法300は、以下のステップを含む：
ステップ310：指定の健康関連パラメーターを検知することによって検知データを発生。
各センサーi(170、180又は190)は、測定用に設計されたセンサーiがパラメーターを検知することによって、検知データを発生させる。例えば、センサーiは、血中トリグリセリドレベルを測定するように設計されたナノセンサー180である。それ故、この例では、検知データは、測定された血中トリグリセリドレベルである。
各センサーi(170、180又は190)は、測定用に設計されたセンサーiがパラメーターを検知することによって、検知データを発生させる。例えば、センサーiは、血中トリグリセリドレベルを測定するように設計されたナノセンサー180である。それ故、この例では、検知データは、測定された血中トリグリセリドレベルである。
ステップ320：検知データを通信センター(130、140又は230)に送信。
検知データは、通信センター(130、140又は230)に送信される。事例が継続する限り、測定された血中トリグリセリドレベルは、通信センター(130、140又は230)に送信される。
検知データは、通信センター(130、140又は230)に送信される。事例が継続する限り、測定された血中トリグリセリドレベルは、通信センター(130、140又は230)に送信される。
ステップ330：検知データを分析センター(120又は220)に送信。
検知データは、分析センター(120又は220)に送信される。事例が継続する限り、測定された血中トリグリセリドレベルは、分析センター(120又は220)に送信される。
検知データは、分析センター(120又は220)に送信される。事例が継続する限り、測定された血中トリグリセリドレベルは、分析センター(120又は220)に送信される。
ステップ335：保有者の運動及び姿勢データを分析センター(120又は220)に送信。
任意に、検知された運動及び姿勢データは、分析センター(120又は220)に送信される。例えば、動作関連データは、ランニング、躍動、身体に力を加えること等とすることができ、姿勢方向は、立つこと、横になること、座ること等とすることができる。運動及び姿勢データは、適切な閾値を決定するための解析アルゴリズムへの入力情報として使用され、異常な状態を決定する点に留意すべきである。
任意に、検知された運動及び姿勢データは、分析センター(120又は220)に送信される。例えば、動作関連データは、ランニング、躍動、身体に力を加えること等とすることができ、姿勢方向は、立つこと、横になること、座ること等とすることができる。運動及び姿勢データは、適切な閾値を決定するための解析アルゴリズムへの入力情報として使用され、異常な状態を決定する点に留意すべきである。
ステップ340：検知データを分析。
検知データは、分析センターの処理ユニット(120又は220)によって分析される。事例が継続する限り、血中トリグリセリドレベルは分析される。例えば、処理ユニットは、以下のように計算する：
IF {トリグリセリドレベル} < 10mg/dl；
AND 最後に確認された同一の状態から充分な時間が経過；
THEN 警告タイプｊを警告ユニット(150又は250)に送信；
ELSE
IF {トリグリセリドレベル} > 250mg/dl；
AND 最後に確認された同一の状態から充分な時間が経過；
THEN 警告タイプkを警告ユニット(150又は250)に送信。
検知データは、分析センターの処理ユニット(120又は220)によって分析される。事例が継続する限り、血中トリグリセリドレベルは分析される。例えば、処理ユニットは、以下のように計算する：
IF {トリグリセリドレベル} < 10mg/dl；
AND 最後に確認された同一の状態から充分な時間が経過；
THEN 警告タイプｊを警告ユニット(150又は250)に送信；
ELSE
IF {トリグリセリドレベル} > 250mg/dl；
AND 最後に確認された同一の状態から充分な時間が経過；
THEN 警告タイプkを警告ユニット(150又は250)に送信。
ステップ350：検知データが異常であるか否かを決定。
検知データが正常範囲内である場合、ステップ310へ進む。特定の個体状態(年齢、家族歴、生活スタイル等のようなパラメーターの関数)と、特定のエルゴメトリック状態(例えば、立つこと、横になること、非常に激しい労力等)の「正常範囲」(「正常範囲」とは、異常ではない範囲)を決定する前ステップが任意に実行される点に留意すべきである。任意に、パラメーター及び係数は、遠隔でセットアップ及び/又は制御される。
検知データが正常範囲内である場合、ステップ310へ進む。特定の個体状態(年齢、家族歴、生活スタイル等のようなパラメーターの関数)と、特定のエルゴメトリック状態(例えば、立つこと、横になること、非常に激しい労力等)の「正常範囲」(「正常範囲」とは、異常ではない範囲)を決定する前ステップが任意に実行される点に留意すべきである。任意に、パラメーター及び係数は、遠隔でセットアップ及び/又は制御される。
ステップ360：適切な警告タイプを選択。
検知データが異常であること決定された。事例が継続する限り、警告タイプj又はkがセットされる。
検知データが異常であること決定された。事例が継続する限り、警告タイプj又はkがセットされる。
ステップ370：選択された1又は複数の警告タイプを警告ユニット(150又は250)に送信。
選択された警告タイプは、警告ユニット(150又は250)に送信される。
選択された警告タイプは、警告ユニット(150又は250)に送信される。
ステップ380：警告ユニット(150又は250)の作動。
警告ユニット(150又は250)は、選択された警告タイプで作動する。事例が継続する限り、警告タイプは、音声「ビープ音」を作動させて、所定の電話番号にSMSメッセージを送る。
ステップ310へ進む。
(工程300におけるステップの詳細の終了)
警告ユニット(150又は250)は、選択された警告タイプで作動する。事例が継続する限り、警告タイプは、音声「ビープ音」を作動させて、所定の電話番号にSMSメッセージを送る。
ステップ310へ進む。
(工程300におけるステップの詳細の終了)
任意に、方法300は、次のステップを更に含む：警告メッセージの受取部によって確認メッセージを(例えば、SMSメッセージの形で)送り、確認メッセージを受信すると、制御ユニット(110、210)は警告を停止させる。
ここでは、図8を参照する。図8は、本発明のバリエーションによる、生物の健康状態を監視する回路400を概説する模式的な流れ図である。回路400は、仮想ステップ402から始まり、以下のステップを続行する：
ステップ410：指定の健康関連パラメーターを検知することよって検知データを発生。
各センサーiは、測定用に設計されたセンサーiがパラメーターを検知することよって、検知データXiを発生させる。
各センサーiは、測定用に設計されたセンサーiがパラメーターを検知することよって、検知データXiを発生させる。
ステップ420：エルゴメトリック状態の決定。
監視生物のエルゴメトリック状態(即ち、監視生物の運動状態及び身体の方向)が決定される。
監視生物のエルゴメトリック状態(即ち、監視生物の運動状態及び身体の方向)が決定される。
ステップ430：適合アルゴリズムを用いてデータ分析の実行。
分析センター120は、適合アルゴリズムを作動させ、以下を計算する：
分析センター120は、適合アルゴリズムを作動させ、以下を計算する：
ステップ432：現在適用される正常状態の決定。
監視生物の現在の正常状態を決定し、監視生物の様々な個体パラメーターを調節する。監視生物の測定値の履歴は、データベース482から得られる。
監視生物の現在の正常状態を決定し、監視生物の様々な個体パラメーターを調節する。監視生物の測定値の履歴は、データベース482から得られる。
ステップ434：現在の動的な間隔の決定。
監視生物の現在の動的な間隔を決定し、監視生物の健康状態が正常と考えられ且つ監視生物の健康状態が異常とは考えられないエンベロープを形成する。監視生物の測定値の履歴は、データベース482から得られる。
監視生物の現在の動的な間隔を決定し、監視生物の健康状態が正常と考えられ且つ監視生物の健康状態が異常とは考えられないエンベロープを形成する。監視生物の測定値の履歴は、データベース482から得られる。
ステップ440：正常状態からの測定値Xiの偏差の決定。
正常状態からの測定値Xiの偏差Δiが決定される。
正常状態からの測定値Xiの偏差Δiが決定される。
ステップ450：正常状態からの測定値の一群の偏差の決定。
正常状態からの測定値の一群の偏差F{Δi}が決定される。
正常状態からの測定値の一群の偏差F{Δi}が決定される。
ステップ460：傾向分析の実行。
傾向分析を実行し、正常状態から傾向の偏差を計算した。
傾向分析を実行し、正常状態から傾向の偏差を計算した。
ステップ470：検知データ又は傾向が異常であるか否かの決定。
検知データ又は傾向が異常であると決定された場合、ステップ490へ進む。
検知データ又は傾向が異常であると決定された場合、ステップ490へ進む。
ステップ480：データの格納。
データベース482に全ての検知データ及び計算されたデータを格納する。
ステップ402へ進む。
データベース482に全ての検知データ及び計算されたデータを格納する。
ステップ402へ進む。
ステップ490：警告の作動。
検知データ又は傾向が異常であると決定されることで、警告ユニット(150又は250)が作動する。
ステップ402へ進む。
(回路400におけるステップの詳細の終了)
検知データ又は傾向が異常であると決定されることで、警告ユニット(150又は250)が作動する。
ステップ402へ進む。
(回路400におけるステップの詳細の終了)
健康監視及び警告システム(100、200)は、1又は複数の潜在的に健康に危険な状態を検出するように設計されている点に留意すべきである。
好ましくは、健康監視及び警告システム(100、200)は、IEEE 802.15標準(現在策定中)及びFCC メディカルボディエリアネットワーク(Medical Body Area Network)(MBAN)システム(現在策定中)に対応する。
健康状態の監視が常時行われる点に更に留意すべきである。危険な状況が検出されると即座に警告が出る。ユーザは、警告を得るためにあらゆる能動的な動作を実行する必要はない。明確化のために、能動的な働きが導入時には要求されるかもしれないが、監視中は必要としない。
警告を監視対象及び/又は外部に存在しているもの(例えば救急センター、親近者等)に出すことができる点に更に留意すべきである。警告は、コンピューター、電話及び/又は任意の他の通信装置に送信することができる。
健康監視及び警告システムは、データを任意の遠隔処理装置へ任意に送信することができる。そして、情報を更に処理すること、それと他の多くの監視した人々とを比較すること、統計学に基づく決定を行うこと、そして他の意思決定の方法を得ることで警告を改善することを可能にする。そして、ひとたび処置施設に到着すると、生物の処置のための情報を提供する点に更に留意すべきである。
このように、本発明は実施形態及び実施例に関して記載され、同じものを様々な方法で変更させることができることは明らかである。かかるバリエーションは、本発明の精神や範囲からの逸脱であるとみなされるべきではなく、当業者にとっては明白であるかかる修正の全ては、添付の請求項の範囲内に含まれるものである。
Claims (53)
- a) i)処理ユニットを具備する分析サブシステムと、ii)警告ユニットと、を備える制御モジュールと、
b)通信ユニットと、
c)1又は複数のセンサーと、を備える、健常な生物のために構成される、シームレスな健康監視及び警告システムであって、
1又は複数の前記センサーの各々は、前記生物における所定の生理的又は化学的パラメーターを検出するように構成され、
前記通信ユニットは、1又は複数の前記センサーの各々から検出された前記パラメーターを受信して、検出された前記パラメーターを前記分析サブシステムに送信することを容易にし、
前記制御モジュールにおける前記分析サブシステムの前記処理装置は、検出された前記パラメーターを分析することで、検出された前記パラメーターの1又は複数又はそれらの組合せが異常であるか否かを決定し、
検出された前記パラメーターの少なくとも1つが異常であると決定されると、前記警告ユニットが前記処理ユニットによって有効に作動して、前記健康監視システムを保有する前記生物、及び任意に1又は複数の所定の警告受信実体物に警告を出し、
前記警告ユニットが作動して、前記健康監視システムを保持する前記生物に警告を出す際は、前記健康監視及び警告システムは、任意の遠隔実体物から充分に独立している、健康監視システム。 - 前記生物は、人間であり、
前記人間は、健常であるか又は健常ではない、請求項１に記載の健康監視システム。 - 前記分析サブシステムは、検出された前記パラメーターの少なくとも一部を格納するための記憶装置を備え、
検出され且つ格納された前記パラメーターは、傾向分析のために、適用分析のために、異常予測分析のために、そして、更なる外部分析用のデータ抽出を可能とするために使用され、
前記分析サブシステムは、前記傾向を分析して、検出された前記パラメーター又はそれらの組合せにおける異常な傾向を検出し、
前記傾向の少なくとも1つが異常であると決定されると、前記警告ユニットが有効に作動して、1又は複数の所定の警告受信実体物に警告を出す、請求項１に記載の健康監視システム。 - 前記健康監視システムは、実質的に常時の動作を容易にする、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記生理的又は化学的パラメーターに関して異常とされた前記パラメーターの境界線の定義は、個別に適用可能である、請求項１に記載の健康監視システム。
- 異常とされた前記パラメーターの境界線の定義は、前記生物の経時的な正常状態に対して動的に変化する、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記分析サブシステムの前記処理ユニットは、2又は3以上の検出された前記パラメーター間の相関を分析して決定することによって、相関パラメーターを作成する、請求項１に記載の健康監視システム。
- 検出された前記相関パラメーターが異常であると決定されると、前記警告ユニットが前記処理ユニットによって有効に作動して、前記生物、及び任意に1又は複数の警告受信実体物に警告を出す、請求項８に記載の健康監視システム。
- 前記システムは、健康監視中の前記生物による操作行動なしに前記警告を出すことを容易にする、請求項８に記載の健康監視システム。
- 前記制御モジュールは、着用可能なモジュール、インビボモジュール及び携帯式装置からなるグループから選択される、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記センサーは、着用可能なセンサーである、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記センサーは、インビボセンサーである、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記インビボセンサーは、ナノセンサーであり、
前記ナノセンサーは、血管を経てインビボ標的位置に輸送される、請求項14に記載の健康監視システム。 - 前記インビボセンサーは、皮下の位置に輸送される、請求項14に記載の健康監視システム。
- 前記センサーは、外科的手術に関係なく埋め込まれる、請求項56に記載の健康監視システム。
- 前記通信ユニットは、1又は複数の通信サブユニットを備え、
前記センサーの各々は、前記通信サブユニットの1又は複数と接続する、請求項13又は14に記載の健康監視システム。 - 前記インビボセンサーは、ナノセンサー又はマイクロセンサーである、請求項14に記載の健康監視システム。
- 前記インビボセンサーは、痛みを伴わないレーザーに基づく挿入によって、RFに基づく技術によって、錠剤若しくはカプセルを飲み込むことによって、経皮的輸送パッチによって、又はマイクロニードル若しくはナノニードルを使用する注射によって、インビボ標的位置に輸送される、請求項19に記載の健康監視システム。
- 前記インビボセンサーは、目標とされるリポソーム輸送技術を用いてインビボ標的位置に輸送される、請求項19に記載の健康監視システム。
- 前記インビボセンサーは、ナノチューブ輸送技術を用いてインビボ標的位置に輸送される、請求項19に記載の健康監視システム。
- 前記インビボセンサーは、内部動力源を必要としない、請求項19に記載の健康監視システム。
- 前記通信ユニット又は前記通信サブユニットは、前記インビボセンサーにシグナルを送信して、前記インビボセンサーから戻ってきた、前記送信シグナルの変調エコーを受信するように構成され、
前記変調エコーは、前記インビボセンサーによって検知された情報をもたらす、請求項18又は19に記載の健康監視システム。 - 前記着用可能な制御ユニットは、腕時計、パッチ、イヤリング、ネックレス、ブレスレット及び腕輪を含むグループから選択される着用可能な装置である、請求項11に記載の健康監視システム。
- 前記着用可能な制御ユニットは、携帯式電子装置、車椅子又は前記生物が通常持ち運ぶ個人装置に付属又は統合される着用可能な装置である、請求項11に記載の健康監視システム。
- 前記携帯式電子装置は、携帯電話、PDA、着用可能な表示装置又はモバイルPCである、請求項26に記載の健康監視システム。
- 前記制御モジュールは、前記生物の口腔に配置され、そして口腔制御ユニットを有する、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記口腔制御ユニットは、前記生物の1又は複数の天然の歯又は義歯内部に配置される、請求項28に記載の健康監視システム。
- 前記口腔制御ユニットは、
iii)内部動力源と、
iv)維持管理ユニットと、を更に備え、
前記維持管理ユニットは、前記口腔制御ユニットの外部維持管理活動を容易にする、請求項28に記載の健康監視システム。 - 前記外部維持管理活動は、前記処理ユニットを更新すること、データをダウンロードすること、パラメーターをセットアップ及び更新すること、新しい又は交換用ナノセンサーを挿入すること、試験分析要素を取り込むこと、処分廃棄物を取り出すこと、内部動力源を再充電すること、健康監視システムの選択メンバーの診断処理を実行することを含む一群の維持管理活動から選択される、請求項30に記載の健康監視システム。
- 前記口腔制御ユニットは、
v)少なくとも一つの口腔センサーを有する口腔試験ユニットと、
vi)少なくとも一つの口腔サンプラーと、を備え、
前記維持管理ユニットは、好ましくは試験分析要素用貯蔵庫と、試験分析から生じる廃棄物用貯蔵庫と、を備え、
少なくとも一つの前記口腔サンプラーは、口腔液、呼気及び血液を含む、口腔に存在する物質のグループから選択される口腔物質を収集し、
前記口腔試験ユニットが有効に作動して、1又は複数の前記分析要素と、1又は複数の前記口腔物質とを合わせることで、試験可能な物質が生じ、
少なくとも一つの前記口腔センサーは、前記試験可能な物質を検知して、試験データが生じるように構成され、
前記維持管理ユニットは、前記試験データを前記制御モジュールの前記分析サブシステムへ転送する、請求項28に記載の健康監視システム。 - 1又は複数の前記試験分析要素は、反応物質であり、
前記反応物質は、少なくとも一つの前記口腔センサーの一部である、請求項32に記載の健康監視システム。 - 前記維持管理ユニットは、ナノセンサー及び/又は反応物質用貯蔵庫を備え、
前記維持管理ユニットは、要求に応じてか所定の間隔で前記ナノセンサー又は反応物質の輸送を容易にする、請求項31又は33に記載の健康監視システム。 - 前記維持管理ユニットは、外部源から試験分析要素用の前記貯蔵庫へ取り込むための取込サービスチャネルを備え、
前記取込サービスチャネルは、通常操作の間は、密封・閉鎖する、請求項30に記載の健康監視システム。 - 前記維持管理ユニットは、廃棄物用の前記貯蔵庫から外の場所まで蓄積廃棄物を処分するための処分サービスチャネルを備え、
前記処分サービスチャネルは、通常の操作中は、密封・閉鎖される、請求項30に記載の健康監視システム。 - 前記センサーは、身体の音響データの検知を容易にする、デジタル音響センサーである、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記身体の音響データは、心拍、肺及び呼吸音を含む、請求項39に記載の健康監視システム。
- 前記センサーは、電気センサー、光学センサー、加速度センサー、圧力に基づくセンサー、伝導度センサー及び湿度センサーを含む物理的センサーのグループから選択される、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記物理的センサーは、身体の動作関連データを検知する、請求項41に記載の健康監視システム。
- 前記異常パラメーターの定義は、前記身体の動作関連データにも依存する、請求項42に記載の健康監視システム。
- 前記物理的センサーは、身体の姿勢関連データを検知する、請求項41に記載の健康監視システム。
- 前記異常パラメーターの定義は、前記身体の姿勢関連データにも依存する、請求項44に記載の健康監視システム。
- 前記身体の動作関連データ及び前記身体の姿勢関連データは、運動-姿勢検出ユニットによって処理される、請求項42又は44に記載の健康監視システム。
- 前記制御モジュールは、内部動力源を更に備える、請求項１に記載の健康監視システム。
- 前記内部動力源は、マイクロバッテリー又はナノバッテリーである、請求項47に記載の健康監視システム。
- a) i) (A)処理ユニットを具備する分析サブシステムと、(B)警告ユニットと、を備える制御モジュールと、
ii)通信ユニットと、
iii)1又は複数のセンサーと、を備える、健常な生物のために構成される、シームレスな健康監視及び警告システムを提供する工程と、
b)1又は複数の前記センサーにより少なくとも一つの指定の健康関連パラメーターを検知することによって検知データが生じる工程と、
c)前記検知データを前記通信センターに送信する工程と、
d)前記検知データを前記分析センターに送信する工程と、
e)前記検知データを分析する工程と、
f)前記検知データが異常であるか否かを決定する工程と、
並びに、
g)前記検知データが異常であると決定すると、
i)適切な警告タイプを選択する工程と、
ii)前記選択された1又は複数の警告タイプを前記警告ユニットに送信する工程と、
及び、
iii)前記処理ユニットによって前記警告ユニットを作動させて、前記健康監視システムを保有している生物、及び任意に1又は複数の警告受信実体物に警告を出す工程に進む、工程と、を備える、生物の健康状態を監視する方法。 - h)前記処理ユニットにより前記検知データを分析することによって、分析された検知データが生じる工程と、
i)前記検知された分析データが異常であるか否かを決定する工程と、
j)前記分析された検知データが異常であると決定すると、
i)適切な警告タイプを選択する工程と、
ii)前記選択された1又は複数の警告タイプを前記警告ユニットに送信する工程と、
及び、
iii)前記警告ユニットを作動させる工程に進む、工程と、を更に備える、請求項49に記載の方法。 - 前記制御モジュールは、前記生物の口腔に配置される口腔制御ユニットを備える、請求項49に記載の方法 。
- 前記口腔制御ユニットは、維持管理ユニットを更に備え、
前記シームレスな健康監視システムは、
少なくとも一つの口腔センサー具備する口腔試験ユニットと、
少なくとも一つの口腔サンプラーと、を更に備え、
h)前記生物の口腔からの選択口腔物質を収集する工程と、
i)前記口腔物質を前記試験ユニットへ転送する工程と、
j)試験分析要素用の任意の貯蔵庫又は外部源から試験分析要素を前記試験ユニットに転送する工程と、
k)前記分析要素と前記口腔物質とを合わせることによって試験可能な物質が生じる工程と、
1)少なくとも一つの前記口腔センサーによる前記試験可能な物質を検知することにより検知データが作成される工程と、
m)工程(d)の方法を続行する工程と、を更に備える、請求項51に記載の方法。 - 前記健康監視システムは、廃棄物処分貯蔵庫を更に備え、
n)前記分析要素と前記口腔物質とを合わせることで生じた廃棄物を処分する工程と、を更に備える、請求項52に記載の方法。 - 前記健康監視システムは、実質的に常時の動作を容易にする、請求項49又は53に記載の方法。
- 前記インビボセンサーは、埋込センサーである、請求項14に記載の健康監視システム。
- 前記内部動力源は、前記口腔内の前記口腔制御ユニットに関する通常の操作動作によって再充電可能である、請求項30に記載の健康監視システム。
- h)前記処理ユニットによる前記検知データを分析することによって傾向分析データが生じる工程と、
i)前記傾向分析データを分析して将来の異常な健康状態が予測されるか否かを決定する工程と、
j)将来の異常な健康状態を予測すると、
i)適切な警告タイプを選択する工程と、
ii)前記警告ユニットに前記選択された1又は複数の警告タイプを送信する工程と、
及び、
前記警告ユニットを作動させる工程に進む工程と、を更に備える、請求項49に記載の方法。
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