(57)【要約】本発明の実施形態は、遠隔計測のための方法及び装置、より具体的には、医療機器に関連する遠隔計測を提供する方法及び装置を提供する。本発明の例となる実施形態は、例えば、医療監視環境において、送信器と監視ユニットとの間の連続的な遠隔計測を提供する。
2009516886.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の体における検体のレベルを示す送信信号を供給する方法であって、
無線周波数（ＲＦ）送信器を備えるセンサ制御ユニットへ結合されるセンサを、完全に又は部分的に前記動物の体内に挿入する段階と、
前記動物の体における前記検体のレベルを示す可変電圧を前記センサから取得する段階と、
前記可変電圧をデジタルデータに変換する段階と、
前記デジタルデータを用いて第１の音声サブキャリア信号をデジタル変調する段階と、
前記動物の体における前記検体のレベルを示す送信信号を前記送信器による送信のために生成するよう、前記デジタル変調された音声サブキャリア信号を用いてＲＦキャリア信号を変調する段階とを有する方法。
【請求項２】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、前記ＲＦキャリア信号を振幅変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、前記ＲＦキャリア信号を周波数変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記送信信号は、更に、送信する送信器を識別するデータを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記送信信号は、更に、エラー検出ビット及びエラー補正ビットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記第１の音声サブキャリア信号をデジタル変調する段階は、前記第１の音声サブキャリア信号へスペクトラム拡散技術を適用する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記スペクトラム拡散技術は、直接シーケンス・スペクトラム拡散を含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記スペクトラム拡散技術は、周波数ホッピング・スペクトラム拡散を含む、請求項６記載の方法。
【請求項９】
前記ＲＦキャリア信号は、トランジスタ発振器により作られる弾性表面波によって生成される、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
第２の音声サブキャリア信号は、前記第１の音声サブキャリア信号の周波数とは異なる周波数を有して供給され、
前記第２の音声サブキャリア信号の周波数は、送信する送信器の識別データを送信するために利用される、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記識別データは間欠的に送信される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記動物の体における前記検体のレベルを示す前記送信信号は連続的に送信される、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
第２の音声サブキャリア信号は、前記第１の音声サブキャリア信号の周波数とは異なる周波数を有して供給され、
前記第２の音声サブキャリア信号の周波数は、前記第１の音声サブキャリア信号が送信される周波数を示すために利用される、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、弾性表面波共振器にかかる負荷コンデンサを電子的に切り替えることによって前記ＲＦキャリア信号を周波数変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、トランジスタ発振器へ供給されているベースバイアス電圧を調整することによって前記ＲＦキャリア信号を振幅変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
エラー補正のために前記送信へ畳み込み符号を適用する段階を更に有する、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
動物の体における検体のレベルを示すデータの取得のための前記体内への完全な又は部分的な挿入のために適合された検体センサと、
ＲＦキャリア信号を送信し且つ音声サブキャリア信号を前記ＲＦキャリア信号の振幅変調として受信するよう構成された無線周波数（ＲＦ）送信器を備え、前記センサへ結合されるセンサ制御ユニットとを有し、
前記音声サブキャリア信号は、デジタル変調をされており、前記体における検体のレベルを示す前記取得されたデータから得られるデジタルデータを有する、装置。
【請求項１８】
前記体における検体のレベルを示す前記センサから取得された可変電圧をデジタルデータに変換する信号変換器を更に有する、請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
トランジスタ発振器により構成される弾性表面波共振器を更に有し、
前記弾性表面波共振器は、前記ＲＦキャリア信号を生成するよう構成される、請求項１７記載の装置。
【請求項２０】
前記送信器に給電するためにバッテリを更に有し、
前記バッテリは、再充電されるよう構成される、請求項１７記載の装置。
【請求項２１】
前記バッテリは、外部の充電ユニットとの誘導結合を介して再充電されるよう構成される、請求項２０記載の装置。
【請求項２２】
前記バッテリは、外部の充電ユニットとの直接の電気的接続を介して再充電されるよう構成される、請求項２０記載の装置。
【請求項２３】
前記センサ制御ユニットへ結合される複数の送信アンテナを更に有し、
前記複数の送信アンテナは、夫々独立して、送信の強度及び／又は精度を高めるよう様々な方向に位置付けられるよう構成される、請求項１７記載の装置。
【請求項２４】
体における検体のレベルを示すデータを取得する検体センサと、
前記検体センサへ結合され且つ前記体へ結合するためのセンサ制御ユニットと、
前記センサ制御ユニットへ結合され、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを搬送する信号を送信する送信器であって、無線周波数（ＲＦ）キャリア信号を送信し且つ音声サブキャリア信号を前記ＲＦキャリア信号の変調として受信するよう構成され、前記音声サブキャリア信号は、デジタル変調をされており、前記検体センサから取得されたデータを含む送信器と、
前記体における前記検体のレベルを示すデータを搬送する前記信号を受信する受信器であって、前記センサ制御ユニットと遠隔計測通信を行う外部監視ユニットにあり、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを取得して該データを前記外部監視ユニットで表示するために前記変調されたＲＦキャリア信号を復調するよう構成される受信器とを有するシステム。
【請求項２５】
前記センサ制御ユニットへ結合され、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを搬送する前記信号とともに前記送信器による送信のための疑似ランダムシーケンスを供給する疑似ランダムシーケンス発生器を更に有する、請求項２４記載のシステム。
【請求項２６】
前記受信器は、更に、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを搬送する前記信号及び前記疑似ランダムシーケンスの両方を含む前記受信された送信から、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを取り出すよう構成される、請求項２５記載のシステム。
【請求項２７】
前記センサ制御ユニットへ結合される複数の送信アンテナを更に有し、
前記複数の送信アンテナは、夫々独立して、送信の強度及び／又は精度を高めるよう様々な方向に位置付けられるよう構成される、請求項２４記載のシステム。
【請求項２８】
前記外部監視ユニットへ結合される複数の送信アンテナを更に有し、
前記複数の送信アンテナは、夫々独立して、送信の強度及び／又は精度を高めるよう様々な方向に位置付けられるよう構成される、請求項２４記載のシステム。
【請求項２９】
複数の送信器によって検体依存のデータを送信するシステムであって、
体へ結合するための少なくとも１つのセンサ制御ユニットを有する検体検知システムと、
前記センサ制御ユニットへ結合され、前記体における検体のレベルを示すデータを第１の送信パターンで送信する第１の送信器と、
第２の送信パターンでデータを送信する第２の送信器とを有するシステム。
【請求項３０】
前記第２の送信器は、前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットへ結合され、
前記第１の送信パターンは、前記第２の送信パターンとは異なる、請求項２９記載のシステム。
【請求項３１】
前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットは、異なる体に夫々結合される複数のセンサ制御ユニットを有し、
第１のセンサ制御ユニットは前記第１の送信器を有し、第２のセンサ制御ユニットは前記第２の送信器を有し、
前記第１の送信パターンは、前記第２の送信パターンとは異なる、請求項２９記載のシステム。
【請求項３２】
前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットは、異なる体に夫々結合される複数のセンサ制御ユニットを有し、
第１のセンサ制御ユニットは前記第１の送信器を有し、第２のセンサ制御ユニットは前記第２の送信器を有し、
周波数ホッピング・スペクトラム拡散技術が前記第１の送信及び前記第２の送信へ適用され、
前記第１の送信への前記周波数ホッピング・スペクトラム拡散技術の適用は、前記第２の送信への前記周波数ホッピング・スペクトラム拡散技術の適用のために用いられる第２のタイミングとは異なる第１のタイミングを利用する、請求項２９記載のシステム。
【請求項３３】
前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットは、異なる体に夫々結合される複数のセンサ制御ユニットを有し、
第１のセンサ制御ユニットは前記第１の送信器を有し、第２のセンサ制御ユニットは前記第２の送信器を有し、
共通の疑似ランダム符号による直接シーケンス・スペクトラム拡散技術が前記第１の送信及び前記第２の送信へ適用され、
前記第１の送信への前記直接シーケンス・スペクトラム拡散技術の適用は、前記第２の送信への前記直接シーケンス・スペクトラム拡散技術の適用のために用いられる第２のタイミングとは異なる第１のタイミングを利用する、請求項２９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、遠隔計測の分野、より具体的には、医療機器に関連する遠隔計測を提供する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療遠隔計測システムは、医学的関心が持たれている１又はそれ以上の患者パラメータの測定を行う。この測定のデータは、その監視及び記録を行う遠く離れた場所へ送信され得る。一般に、データ送信は、測定場所と監視／記録場所との間で有線を使わずに実現される。
【０００３】
多くの場合において、遠隔計測システムの測定及びデータ送信部は患者へ取り付けられて、患者が歩行中に動作する。従って、遠隔計測及び送信システムの大きさ及び重さを減らすことが重要である。また、多くの場合において、測定は、ある期間にわたって行われ得る。このような特徴から、データ測定及び送信装置が、例えば、大きさ及び重さの制約を妥協することなく、バッテリで駆動され得るように、装置での電力消費は低くなければならない。
【発明の開示】
【０００４】
［発明を実施するための最良の形態］
本発明の実施形態は、添付の図面に関連する以下の詳細な記載によって容易に理解され得る。本発明の実施形態は、添付の図面において一例として表されているのであって、本発明を限定しているわけではない。
【０００５】
以下の詳細な記載では、本願の一部である添付の図面を参照する。図面には、本発明が実施され得る例となる実施形態が一例として図示されている。当然、他の実施形態が利用され得、構造上又は論理上の変更が本発明の技術的範囲を逸脱することなく行われ得る。従って、以下の詳細な記載は限定の意味に取られるべきではなく、本発明に従う実施例の適用範囲は添付の特許請求の範囲及びその均等によって定義される。
【０００６】
様々な動作が、本発明の実施例の理解を助けるよう、多数の別個の動作として記載され得る。しかし、記載の順序は、かかる動作がその順序によると暗示していると解釈されるべきではない。
【０００７】
記載は、例えば、上（up）／下（down）、前（front）／後ろ（back）及び先頭（top）／最後尾（bottom）のような、遠近感に基づく記載を使用することがある。このような記載は、単に説明を容易にするために用いられ、本発明の実施例の応用を制限することを意図するものではない。
【０００８】
本発明の目的のために、“Ａ／Ｂ”という形の表現は“Ａ又はＢ”を意味する。本発明の目的のために、“Ａ及び／又はＢ”という形の表現は“（Ａ），（Ｂ）又は（Ａ及びＢ）”を意味する。本発明の目的のために、“Ａ、Ｂ及びＣのうちの少なくとも１つ”という表現は“（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）、（Ａ及びＢ），（Ａ及びＣ），（Ｂ及びＣ）又は（Ａ、Ｂ及びＣ）”を意味する。本発明の目的のために、“（Ａ）Ｂ”という形の表現は“（Ｂ）又は（ＡＢ）”、即ち、Ａは任意の要素であることを意味する。
【０００９】
記載は、“実施例において”や、“実施例で（は）”という表現を使用することがある。この表現は、夫々、同じ又は異なる実施例の１又はそれ以上を参照する。更に、本発明の実施例に関連して使用される語“有する”、“含む”、“持つ”等は同義語である。
【００１０】
本発明の実施例は、遠隔計測のための方法及び装置、より具体的には、医療機器に関する遠隔計測を提供する方法及び装置を提供する。本発明の実施例は、例えば、医療監視環境において、送信器と監視ユニットとの間での連続的な遠隔計測を提供する。
【００１１】
本発明の実施例で、経皮バイオセンサは、糖尿病の監視のために患者の血糖値を測定するのに使用され得る。実施例で、センサ制御ユニットは体に取り付けられ、部分的に又は完全に埋め込まれたセンサへ接続され得る。実施例で、センサ制御ユニットは、数日間、数週間、又はそれ以上の間、連続的な動作状態にあることがある。患者は、通常の日常活動の間、センサ制御ユニットを身に着けることがあるので、サイズが小さく、且つ、例えばバッテリ交換のような保守活動がないことが、高く評価される特徴である。
【００１２】
本発明の実施例で、センサ制御ユニットは、センサからのデータをデジタル化し、そのデータを別の監視ユニットへ遠隔計測（テレメトリ）を用いて送信する。監視ユニットは、糖値を表示し、これまでの糖データを記録及び保存し、且つ／あるいは、医学的意義がある１又はそれ以上の状態に関する警告又は他の指示を与えることができる。
【００１３】
本発明の実施例で、遠隔計測は、２又はそれ以上の磁界生成機構の誘導結合を介して提供され得る。本発明の実施例で、遠隔計測は、２又はそれ以上の機構の間の赤外線通信を介して提供され得る。
【００１４】
実施例で、遠隔計測は、例えば、無線周波数（ＲＦ）であっても良く、ＲＦスペクトルの極超短波（ＵＨＦ）領域における、例えば、９１５メガヘルツ（ＭＨｚ）ＩＳＭ（Industrial，Scientific，Medical）帯で、送信され得る。ＲＦ送信は、例えば、８６８ＭＨｚ又は２．４ギガヘルツ（ＧＨｚ）等のいずれかの他の適切な周波数でも提供され得る。
【００１５】
本発明の実施例で、データがＲＦ伝号伝達によって遠く離れた場所へ送信される場合に、ＲＦ送信器は、送信器と受信（監視／記録）装置との間の距離にわたる容易な受信のための適切なＲＦ送信を提供することができる。幾つかの実施例で、ＲＦ送信器によって消費される電力の量は、データ送信装置での総体的な電力消費の大部分を占め、従って、バッテリ寿命並びに／又はサイズ及び重さに制限を設けうる。
【００１６】
本発明の実施例は、送信器によって消費される平均電力が低く保たれ得るように、短期間に断続的にＲＦ送信器を動作させることによって、低バッテリ寿命の問題に対処する。それにも関わらず、断続的な医療データ送信は唯一の解決法ではなく、幾つかの状況で最良ではないことがある。データが測定装置で記憶及びバッファリングをされる場合に、所与の測定が患者に対して行われる時間と、この測定のデータが監視及び記録のために遠く離れた場所で利用され得る時間との間で経過する時間的間隔は変化しうる。警告状態では、例えば、データは遅延を伴わずに送信される必要があり、連続的なデータが、患者の状態を的確に監視するために送信される必要がある。
【００１７】
このように、本発明の実施例は、連続的なデータ送信を提供する。
【００１８】
連続送信の種類は、Shichiri等著、「Telemetry  Glucose  Monitoring  Device  with  Needle-type  Glucose  Sensor（針型糖センサを備えた遠隔計測糖監視装置）」、Diabetes  Care（糖尿病治療）Ｖｏｌ．９、Ｎｏ．３、１９８６年５月〜６月に記載されている。この文献は、連続的なＲＦ遠隔計測を用いる無線糖監視システムを開示する。Shichiriは、糖センサからの可変アナログ電流を、対応する可変高周波音声信号へ変換する。これは、可変電流を電流−電圧変換増幅器へ加えることによって実現される。結果として得られる可変電圧は、入力として電圧−周波数変換器へ加えられる。結果として得られる高周波音声信号は、連続的に動作するＶＨＦ周波数変調ＲＦ送信器へ変調して入力される。適切なＶＨＦ周波数変調受信器は、可変高周波音声信号の複製を得るよう信号を変調する。複製である可変高周波音声信号は、糖センサにおける電流に対応する可変電圧を得るために周波数−電圧変換器へ入力される。受信器で、可変アナログ電圧は、記録され、表示され、且つ／あるいは、更なる処理及び記憶のためにデジタル形式へと変化され得る。
【００１９】
本発明の実施例は、また、ＲＦ送信器を変調して、遠隔計測で糖（又は他の検体）センサからの測定データを搬送するために音声信号を使用する。しかし、本発明のこのような実施例は、センサによって測定された糖レベルに対応する可変電圧が、周波数変調ＲＦ送信器へ変調として入力される前に、定量化されて、可変電圧を表す２進デジタル値へと変換される点で、Shichiriによって開示されるアプローチと相違する。データはデジタルで送信されるので、本発明の実施例は、センサによって測定される糖レベルを表すデジタル値に加えて、例えば、特定のＲＦ送信器を識別するデータ、エラー検出及び／又はエラー補正データのような他のデジタル情報を送信することができる。本発明の実施例は、また、デジタル送信されるデータの処理が、送信される糖センサデータの精度及び確度に改善をもたらし、且つ、雑音又は干渉ＲＦ信号の存在下でデータを正確に受信する受信器の能力に改善をもたらすことを可能にする。
【００２０】
このように、本発明の実施例は、医療遠隔計測データが、例えばＲＦ送信を用いて、連続的に送信されることを可能にする方式（スキーム）を提供する。本発明の実施例は、断続送信アプローチと比較してＲＦ送信器の平均電力消費を実質的に増大させることなく、連続的な送信を提供する。本発明の実施例は、複数のＲＦ送信器が、互いに近接して、且つ、複数のデータ送信の間又は中で干渉を引き起こすことなく、連続的にデータを送信することを可能にする。
【００２１】
本発明の実施例で、連続遠隔計測送信器によって消費される電力の量は著しく低減され得る。従って、送信器は、連続的にデータを送信するという利点を提供しながら、断続的に動作する送信器と同程度の電力量しか消費しない。本発明の実施例で、低電力消費は、歩行可能な患者に伴う連続的な遠隔計測送信を可能にする。
【００２２】
本発明の実施例で、データ送信方式は、複数の送信器が同じＲＦ周波数で及び／又は受信器の範囲内で動作している状況を含む通常の動作状況の範囲下で、信頼できるデータ転送を提供することができる。
【００２３】
複数の送信器がある環境は、別の送信システムとともに、あるいは、複数の送信器を利用する特殊なシステムにおいて、起こりうる。本発明の実施例で、複数の送信器は、単一ユニットにおいて、又は、複数の電気的に又は遠隔計測で接続されたユニットを有するシステムで使用され得る。例えば、第１の送信器は識別データを送信するために使用され得、一方、第２の送信器は検体依存のデータを送信するために使用され得る。
【００２４】
実施例では、連続的な、例えば５０から１００マイクロワットといった低電力の信号を出力する間に極めて低い電力しか消費しないＲＦ送信器が提供され得る。実施例で、ＵＨＦ  ＲＦ送信器は、周波数シンセサイザ又は位相ロックループ（ＰＬＬ）周波数逓倍器を有し、高周波ＲＦキャリアが周波数基準として低コスト且つ低周波の水晶振動子を用いて生成されることを可能にする。本発明の実施例で、シンセサイザ段の後にはＲＦ電力増幅器が続く。
【００２５】
本発明の実施例で、ＳＡＷ（弾性表面波）共振器は、通常の周波数合成段を用いることなく直接にＵＨＦ  ＲＦキャリア周波数を生成するようトランジスタ発振器により構成され得る。送信されるＲＦ信号は、更なるＲＦ電力増幅器（図１）を用いることなくトランジスタ発振器から直接に得られる。
【００２６】
図１は、本発明の実施例に従う低電力ＳＡＷ安定化ＲＦ送信器を表す。図１に示されるように、送信器は、発振を保つ利得を提供するようトランジスタ１０１を用いるコルピッツ（Colpitts）発振器を有する。インダクタ１０２並びにコンデンサ１０３及び１０４は、所望の送信周波数で共振回路を形成する。コンデンサ１１１は、ＲＦバイパスコンデンサであって、インダクタ１０２のバッテリ側端部に接地に対するＲＦ経路を与え、共振回路を完成する。１０２、１０３及び１０４によって形成される回路は、また、トランジスタ１０１のコレクタ及びトランジスタ１０１のエミッタに現れる信号の間に位相シフトを与える。この位相シフト及びトランジスタ１０１によって提供される増幅は、トランジスタ１０１のベースから接地にかけて低インピーダンスが存在するという条件で、１０２、１０３及び１０４によって形成される回路の共振周波数で発振を保つ正帰還及び利得を提供する。ＳＡＷ共振器１０５は、その共振周波数で接地に対して所要の低インピーダンス経路を提供する。ＳＡＷ共振器１０５は、明確な且つ安定した周波数でその低インピーダンス経路を提供し、発振が温度及び電源電圧の変化に対して安定性を有して且つ所望の周波数で起こることを確かにする。実施例で、発振器の出力の一部は、インダクタ１０７を介してアンテナ１０６へ結合されている。インダクタ１０７は、信頼できる動作を確かにするよう、アンテナによって発振器から離れて結合されるＲＦエネルギの量を制限する。トランジスタ１０１は、抵抗１０８及び１０９によって、所要の利得及びＲＦ電力出力を供給するようバイアスをかけられる。抵抗１０９は、正の電圧が変調入力１１２で印加される場合に、トランジスタ１０１へベース電流を供給する。この点での電圧の増大は、ベース電流、ひいては、トランジスタのコレクタ電流及びＲＦ出力を増大させて、ＲＦ信号の強さが変調のために変更されることを可能にする。抵抗１０８、即ち、エミッタ抵抗は、トランジスタのコレクタ−エミッタ電流を安定させる。エミッタ抵抗１０８は、また、発振器に最大電力レベルを設定する。抵抗値がより低いならば、バッテリ１１０からの電力消費はより高まるとともに、送信器からのＲＦ電力レベルもより高くなる。抵抗１０８の抵抗値がより高いならば、ＲＦ電力レベルは下がり、また、バッテリ１１０からの送信器電力消費も減り、バッテリ寿命はより長くなる。実施例で、抵抗１０８の選択された値により、送信器は、バッテリ１１０からの０．２５ミリアンペアよりも低い電流消費で動作しうる。
【００２７】
低電力ＲＦ送信器の出力は、データが送信され得るように、何通りかの方法で本発明の実施例に従って変調され得る。第１に、ある程度の周波数変調は、ＳＡＷ共振器にかかる更なる負荷コンデンサを電気的に切り替えることによって可能である。本発明の様々な実施例で使用されるＳＡＷ共振器により周波数変調を実行する適切な方法に関して詳しくは、例えば、米国特許番号５，７９３，２６１を参照されたし。この特許文献は、その全体を参照することによって本願に援用される。第２に、送信器出力の振幅は、トランジスタ発振器へのベースバイアスを調整することによって変調され得る。２進のオン／オフ変調が得られ、あるいは、振幅が、ベースバイアス電圧を変更することによって、連続的に変更され得る。
【００２８】
送信器が、延長される時間期間に連続的に動作すべき場合は、実施例では、１又はそれ以上の再充電可能な若しくは使い捨てのバッテリが設けられ得る。実施例で、バッテリは、バッテリが再充電されることを可能にするよう、誘導結合によって供給される電力により再充電され、一方、ユニットは、バッテリから充電電源への電気的接続を伴うことなく動作し、患者へ取り付けられる。本発明の実施例で、バッテリは、別の充電ユニット又は接続架台とバッテリを結合することによって充電され得る。本発明の実施例に従うシステムでは、複数のバッテリが設けられる。その複数のバッテリのうち、少なくとも１つは使い捨てであっても良く、少なくとも１つは再充電可能であっても良い。
【００２９】
本発明の実施例は、適切に構成される受信器が、１又はそれ以上の送信器が同じ周波数で及び／又は受信範囲内で動作している場合に、望まない送信器からの干渉を伴うことなく信号を受信することができるようにデータを送信する方法を提供する。本発明の実施例は、また、従来のアプローチに比べて、権限のないものによる個人医療データの検出又は回収を阻止する際に、更なる防衛手段（セキュリティ）を患者に提供することができる。
【００３０】
実施例で、異なる送信器からのデータは、一の送信器を次の送信器から区別するよう、異なる電力レベル又は信号振幅で送信され得る。例えば、第１の送信器は、ｎＡ（ナノアンペア）、ｐＡ（ピコアンペア）、ｆＡ（フェムトアンペア）、ｎＡ、ｐＡ、ｆＡレベルでのデータ点の連続を送信することができる。第２の送信器は、例えば、ｎＡ、ｎＡ、ｐＡ、ｎＡ、ｎＡ、ｐＡレベルでのデータ点の連続を送信することができる。このように、パターンは、パターンの一意性又は差別化を基に特定の送信器を識別するために使用され得る。従って、本発明の目的のために、語「送信パターン」は、同じ信号強さ／振幅にある連続的なデータ以外に、送信されるデータの規則的な順序及び信号強さ／振幅を言う。
【００３１】
実施例で、データは、音声サブキャリアへ適用されるスペクトラム拡散技術を用いて送信され得る。この技術は、ＲＦ送信器を振幅変調するために使用されても良い。この実施例は、受信器の範囲内の同じ周波数で動作する１又はそれ以上の送信器からのデータの回復を可能にする。この実施例は、また、低電力遠隔計測送信システムでの適用に適する。本発明のこのような実施例は、遠隔計測システムのデータ符号化部及び変調ＲＦ送信器の両方で、極めて低電力の回路により実施され得る。
【００３２】
その全体を参照することによって本願に援用される米国特許番号６，５７７，８９３は、スペクトラム拡散技術の形式でのＣＤＭＡの使用を開示する。しかし、この特許文献は、本発明の様々な実施例で利用されるＲＦキャリアを変調する音声サブキャリアにではなく、ＲＦキャリアへのスペクトラム拡散技術の直接的な適用を開示する。ここで用いられる音声信号は、より高い周波数の信号に変調として適用される、より低い周波数の信号である。望ましくは、音声サブキャリアは、より高い周波数の信号に変調として適用される固定周波数音声信号である。実施例では、他の信号が、結果として得られる変調サブキャリアがＲＦキャリアへ変調として適用される前に、サブキャリアへ変調として適用されても良い。しかし、実施例で、サブキャリアは変化する周波数を有することがあり、周波数の変化は、例えば、情報を送信するために使用される。そもそも、音声信号は２０Ｈｚから２０ｋＨｚの周波数範囲を有する。しかし、音声使用のために設計される回路は、２０ｋＨｚよりも一層高い周波数及び／又は２０Ｈｚよりも一層低い周波数の信号を有して動作するよう、多くの場合において拡張され得る。
【００３３】
医療遠隔計測データは、ＲＦ送信器を変調するよう１又はそれ以上の音声サブキャリアを用いて送信されてきた。このマルチチャネルデータ送信方式のアナログ形式は、Klein等著、「A  Low-Powered  4-Channel  Physiological  Radio  Telemetry  System  for  Use  in  Surgical  Patient  Monitoring（外科患者の監視に使用される低出力４チャネルの生理学的無線遠隔計測システム）」、IEEE  Trans．Biomed．Eng  BME-23，＃６、１９７６年１１月によって開示されている。しかし、本発明の実施例は、デジタル２進データをサブキャリア上にエンコードする。
【００３４】
また、スペクトラム拡散技術は、水中音響通信システムの一部として音声周波数キャリアへ適用されてきた。例えば、Lee  Freitag等著、「Analysis  of  Channel  Effects  on  Direct-Sequence  and  Frequency-Hopped  Spread-Spectrum  Acoustic  Communication（直接シーケンス及び周波数ホッピングのスペクトラム拡散音響通信におけるチャネル効果の解析）」、IEEE  Journal  of  Oceanic  Engineering、Ｖｏｌ．２６、Ｎｏ．４、２００１年１０月を参照されたし。この文献は、ソナー技術を用いた音響信号の無線送信を開示する。しかし、本発明の実施例で提供されるようにＲＦ無線送信のためにＲＦキャリア上へこのような音響信号を変調することについては示唆されない。
【００３５】
本発明の実施例は、スペクトラム拡散技術を音声キャリアへ適用し、次いで、ＲＦキャリア上への変調として音声スペクトラム拡散信号を利用する。従来のＲＦスペクトラム拡散データ送信と比較して、本発明の実施例は、例えば、従来のシステムで標準的な１ＭＨｚと比較して、１００から１０００Ｈｚといったより低い周波数でスペクトラム拡散データ符号化を実行して、そのデータ符号化を実行する回路の電力消費を大幅に削減する。また、音声サブキャリアスペクトラム拡散とともに、本発明の実施例では、ＲＦキャリアの振幅変調が使用され得、一方、従来のＲＦスペクトラム拡散データ送信は、一般的に、ＲＦキャリアの周波数偏移キーイング（ＦＳＫ）又は位相偏移キーイング（ＰＳＫ）を採用する。このような技術は、ＲＦ発振器とアンテナとの間に更なる回路を必要とし、送信器の複雑さ及び電力消費を増大させる。
【００３６】
図１に示される低電力ＳＡＷ共振器安定化ＲＦ発振器の実施例に関し、振幅変調は、回路の複雑さ及び電力消費の制限を鑑みて、優れた変調を提供する。更に、受信器におけるスペクトラム拡散復号化は、正確な且つ安定した受信キャリア周波数に依存する。ＲＦサブキャリアとして本発明の実施例で用いられる音声キャリアは、送信器によって周波数に関して正確に制御され得る。
【００３７】
対照的に、ＲＦキャリア周波数を決定するＳＡＷ共振器は、従来のスペクトラム拡散符号化受信を容易に実現するよう幾つかの状況で十分な正確さを有して周波数に関して制御されることはできず、結果として、受信器において信号をデコードするために更なる複雑さをもたらす。しかし、本発明の実施例では、ＳＡＷ共振器は、所望の帯域内にある所望の周波数を供給するよう整えられ、あるいは、別の方法で形成され得る。
【００３８】
複数の送信器が利用される実施例では、複数のＳＡＷ共振器が、その一群にわたって分配される２又はそれ以上の周波数を有して設けられ得る。このように、異なる周波数を有するＳＡＷ共振器の間の受信器による差別化が与えられ得る。更に、実施例で、システムは、１又はそれ以上のＳＡＷ共振器の周波数を区別することができる受信器を設けられ得る。
【００３９】
本発明の実施例で、音声サブキャリアは、異なる種類のデータ及び／又は異なる種類の送信方式に関し異なる周波数を利用することができる。例えば、一のサブキャリア周波数は、識別データを送信するために利用され得、更なるサブキャリア周波数は、測定される検体のレベルを示すデータを送信するために利用され得る。実施例では、異なる種類のデータは、断続的に又は連続的に送信されても良く、あるいは、一の種類のデータは断続的に送信され、他の種類のデータは連続的に送信されても良い。例えば、実施例で、識別データ（即ち、特定の送信器からの送信を識別するデータ。）は断続的に送信され得、一方、検体依存のデータ（即ち、測定されている検体の量を示すデータ。）は連続的に送信され得る。
【００４０】
複数の音声サブキャリア周波数が利用される本発明の実施例で、一の周波数は、検体依存のデータが送信されているところの異なる周波数を識別するために使用され得る。このような実施例で、複数の受信器は、識別周波数で送信を受信することが認められており、識別データは、所望の送信器からの検体依存のデータが送信されているところの所望の周波数を受信するよう所望の受信器に指示するために利用され得る。
【００４１】
図２は、本発明の実施例を表す。直接シーケンス・スペクトラム拡散（ＤＳＳＳ；Direct-Sequence-Spread-Spectrum）の基本原理に従い、キャリア周波数は、２０２で、この場合には音声領域において、生成され得る。実施例で、このキャリア周波数を変更せずに、あるいは、サブキャリアの極性を制御信号２０４に応答して反転させて送る手段が設けられ得る。これは、２０６で示されるような排他的ＯＲ関数により実行され得る。排他的ＯＲ関数２０６の出力は、ＲＦ発振器及び送信器２０８へ振幅変調として適用され得る。制御信号２０４は、２１０で送信されるべきビットシリアル２進データを、２１６で生成される疑似ランダム２進シーケンス２１２と結合することによって生成され得る。これは、２１４で排他的ＯＲ関数を用いて実行され得る。ＤＳＳＳ理論でよく知られている疑似ランダム２進シーケンスは、幾つかの要件を満足するよう選択され得る。本発明の実施例で、疑似ランダムシーケンスの自己相関関数は、ゼロに等しい時間を別にすれば、低（Ｌｏｗ）値に等しい。有用なシーケンスの幾つかのクラスは、例えば、Ｍコード、ゴールドコード又はカサミ（Kasami）コード等が知られている。これらの夫々は、本発明の実施例の適用範囲内で考えられる。
【００４２】
ＤＳＳＳの基本原理に従い、疑似ランダムシーケンスのビットレートは、音声サブキャリアの周波数に中心があるよう、送信される信号の音声帯域幅を決定する。本発明の実施例で、疑似ランダムシーケンスのビットレートは、サブキャリア周波数よりも低く、望ましくは、例えば１／４といったように、サブキャリア周波数の分数である。また、本発明の実施例で、データビットレートは、例えば１／１２７といった、疑似ランダムシーケンスのビットレートの分数である。例えば、サブキャリア周波数は、典型的な低電力送信器設計に関して約４ｋＨｚでありうる。本発明の実施例で、疑似ランダムシーケンスのビットレートは、例えば、１ｋＨｚであり、データビットレートは、例えば、８Ｈｚでありうる。実施例で、データビットごとの疑似ランダムシーケンスビットの数は、ビットの数に等しくなるよう選択され、その後、疑似ランダムシーケンスは繰り返す。
【００４３】
いわゆる当業者には明らかであるように、アナログセンサデータのデジタル化から始まって、ＲＦキャリアの振幅変調に備えた変調サブキャリアの生成を経るデータ処理シーケンス全体は、例えば、マイクロチップＰＩＣ１２Ｆ６７５のような、適切にプログラムされ且つ設定されたマイクロプロセッサによって効果的に実行され得る。代替的に、個別論理（ロジック）は、本発明の実施例に従う多数の他の実施とともに設計され得る。
【００４４】
実施例で、ここに記載されるような、音声サブキャリアへ適用されるＤＳＳＳ信号の受信のための受信器は、振幅変調をされた信号の受信のために構成され得る。受信器は、複数の送信器からの信号を受信するのに十分なＲＦ帯域幅を有することができる。かかる送信器は、名目上は同じ周波数にあるが、実際には、ＳＡＷ共振器の製造公差又はＳＡＷ共振器の特別に設計された変形物のために、わずかに異なる周波数にありうる。本発明の実施例で、９１５ＭＨｚのＳＡＷ共振器は±７５ｋＨｚの公差を有し、従って、例えば１５０ｋＨｚの受信器ＲＦ帯域幅が利用され得る。本発明の実施例に従って、受信器音声帯域幅は、ＤＳＳＳ処理によって生成されるサブキャリア及びサイドバンドを通すに十分である。例えば、４ｋＨｚのサブキャリア及び１ｋＨｚの疑似ランダムシーケンスレートの場合は、３ｋＨｚから５ｋＨｚの帯域通過で十分である。
【００４５】
本発明の実施例で、受信される音声信号のスペクトルは、送信されるサブキャリアの周波数に中心がある。符号化データは、受信された音声信号を変更せずに又は制御信号に応答して反転させて送る手段を設けることによって、回復され得る。実施例で、制御信号は、送信器で使用されるものと同じ疑似ランダム２進ビットシーケンスであっても良い。受信器疑似ランダムシーケンスのタイミングが所望の送信器の疑似ランダムシーケンスと一致する場合は、送信される２進データは回復され得る。
【００４６】
更に、本発明の実施例で、受信器は、所望の周波数範囲を走査する走査機能を設けられ得る。本発明の実施例で、受信器は、受信周波数が予め定められようと、あるいは、初期化処理の間に送信されて識別されようとも、受信周波数を固定して追尾することができる。
【００４７】
図３に示される実施例では、ＲＦキャリア周波数に合わせられた振幅変調受信器が３０２で示される。実施例で、受信器のアナログ音声出力は、所望の信号に関して期待される周波数範囲の外にあるノイズを除去する帯域通過フィルタ処理をされ得る。次いで、アナログ信号は、例えば、適切にプログラムされ且つ設定されたマイクロプロセッサでのデジタル処理を可能にするよう、３０４でデジタル化される。
【００４８】
送信器で使用されるものと一致する疑似ランダムシーケンス３０８は、３０６で生成され得る。３０４からのデジタル化及びフィルタリングをされた受信信号は、逓倍器３１０で疑似ランダム信号３０８と結合され得る。送信器で使用されるものと周波数が一致するデジタル音声サブキャリアは、３１２で生成される。このサブキャリアは、逓倍器３１４で逓倍器３１０の出力と結合され得る。結果として得られる信号は、一データビット間隔にわたって積分され得、その結果は、受信データで２進数１又は０を検出するよう、閾値に対して比較され得る。これは、３１６にある積分及びダンプ回路によって行われ得る。次いで、結果として得られるシリアルデータストリームは、従来のデシリアライゼーション及び更なるデータ処理に備える。
【００４９】
実施例で、複数の送信器が存在する場合は、送信器は独立に動作することができ、各送信器によって生成される疑似ランダムシーケンスのタイミングは無相関でありうる。複数の送信器の疑似ランダムシーケンス間の低い相関性は、全ての送信器が異なるタイミングを有して同じ疑似ランダムシーケンスを用いる場合に、又は各送信器が一意の疑似ランダムコードを使用する場合に生ずる。疑似ランダムコードの自己相関特性を鑑みて、受信器は、その疑似ランダムコードのタイミングを所望の送信器のものと一致させるよう調整することができる。他の送信器からの送信は、デコーダ出力へのそれらの寄与が平均で零になるように退けられ得る。同様に、干渉信号は、わずかに異なる周波数における幾つかの送信器のキャリア周波数間の“ビートノード（beat  notes）”を含め、それらが、ゼロに近い疑似ランダムシーケンスに対する相互相関を有する傾向があるので、退けられ得る。
【００５０】
本発明の実施例で、受信器は検索処理を実行することができる。その間、受信器は、その疑似ランダムシーケンスを、利用可能な送信器に合わせることができる。次いで、受信器は、各送信器の識別を行い、受信のために所望の送信器と協調する疑似ランダムシーケンスのタイミングを選択することができる。
【００５１】
実施例で、このようなアルゴリズムは、相関が受信信号により検出されるまで、１ビットの増分で受信器疑似ランダムシーケンスのタイミングを調整（増分又は減少）することができる。実施例で、受信器疑似ランダムシーケンスの位相は、相関を最大にするようビット間隔範囲内で調整され得る。実施例で、次いで、データは、受信器によって受信され、所望の送信器と同期しているかどうかを判別するために試験され得る。
【００５２】
本発明の実施例で、幾つかの送信器が受信器の範囲内で動作している場合は、それらの各自の送信は、例えば、送信器と受信器との間の距離に基づいて、幅広く異なった信号レベルを有して受信され得る。ＤＳＳＳ疑似ランダムシーケンスの自己相関特性は完璧ではないので、強い信号が、弱い所望の信号の受信とある程度干渉しうる。従前の試みでは、この問題は、受信器が送信器の電力を制御することを可能にする手段を設けることによって対処されてきた。しかし、これは、受信器が各送信器に設けられることを必要とし、送信システムの複雑性及び電力消費を増大させる。また、歩行可能な医療遠隔計測の場合には、実際には、幾つかの送信器とともに幾つかの受信器が設けられる。各受信器は、他の受信器の必要条件に従う様々な送信器とは信号強さに関して異なる必要条件を有しうる。実施例で、個々の送信器は、異なるＲＦ電力レベルを用いてデータを送信するよう構成され得る。夫々の送信のために選択されるＲＦ電力レベルは、受信範囲内にある他の送信器を知らずとも、夫々の個々の送信器に関して独立に且つランダムに決定され得る。従って、より強い信号が存在し、この信号が弱い信号からの送信と干渉する場合には、その後の送信において、強い干渉送信はより弱く、且つ／あるいは、より弱い所望の信号はより強くなりうる。所望の信号と干渉信号との間の相対電力レベルのランダム性のために、所望の信号の信号強さは、データの送信を容易にするよう、ランダムに、時々、干渉信号に対して有利でありうる。更に、各送信器の平均電力レベルは、その最大電力レベルよりも低く、低減された平均電力消費及びより長いバッテリ寿命に寄与する。
【００５３】
実施例では、アンテナ冗長（redundancy）が、送信器と受信器との間のデータ送信の成功回数を増すために使用され得る。
【００５４】
本発明の実施例で、ＲＦ送信器は、ＲＦ信号の送信を容易にするよう１又はそれ以上のアンテナを利用することができる。送信器及び受信器の相対的な位置付け及び場所に依存して、送信器は、受信器での信号強さを増すよう、好ましい方向で送信することができる。送信器及び受信器の近くにある対象は、ＲＦ信号の一部を反射して、干渉及び受信信号強さの低下を引き起こすことがある。従って、実施例で、異なる位置付け及び／又は極性（polarization）を有する送信のために最適化された複数の送信アンテナは、受信器でＲＦ信号強さの増大をもたらしうる。受信器での増大したＲＦ信号強さは、回復されるデータの質を高め、データ送信エラーを減少させる。
【００５５】
本発明の実施例で、ＲＦ受信器は、ＲＦ信号の受信を容易にするよう１又はそれ以上のアンテナを利用することができる。送信器から受信されるＲＦ信号は、送信器及び受信器の相対的な位置付け及び場所に依存して、複数の方向のうちの１つから受信され得る。ＲＦ信号は、例えば、送信される信号が送信器又は受信器の近くにある対象から反射される場合は、１度に何通りかの方向から、送信器から受信され得る。ＲＦ信号の複数のインスタンス（instance）間の相殺的干渉は、受信される信号強さの低下と、受信データの損失とを引き起こしうる。実施例で、受信器は、異なる位置付け及び／又は極性を有する複数の受信アンテナから入力を受信することができる。実施例で、受信器は、最も強い信号及び最も信頼できるデータ源を与える複数のアンテナのうちの１又はそれ以上からのＲＦ信号を選択することができる。
【００５６】
実施例で、データは、スペクトラム拡散音声信号を生成する前に、例えばリード・ソロモン（Reed-Soloman）符号化のようなエラー訂正コードを用いてエンコードされ得る。実施例で、例えばビタビ（Viterbi）符号化又はターボ（Turbo）符号化のような畳み込み符号化は、送信データにおいて冗長性を与えるために用いられ得る。次いで、受信器は、有限な数の受信エラーに関わらず、エラーのないデータを回復することができる。このようなエラーは、例えば、送信される信号が受信器では弱く且つ／あるいはランダムノイズにより破壊されている場合に起こりうる。
【００５７】
一般的なエラー訂正デジタル情報符号化技術は、送信処理の間の一定数のデータビットの損失に関わらず元の送信データの回復を容易にするよう、送信データメッセージに冗長性を加える。例えば、データメッセージはＮビットを含みうる。更なるＭビットは、送信の前にメッセージに加えられる。ビットのコンテンツは、当業者によって理解される幾つかのアルゴリズムのうちの１つによって決定され得る。実施例で、受信装置は、Ｎ＋Ｍビットのメッセージを受信し、Ｎビットのメッセージを取り出すべくアルゴリズムを用いる。そのアルゴリズムは、Ｎ＋Ｍビットのうちの１又はそれ以上が誤って受信されたかどうかを受信器が判断することを可能にする。また、エラーのあるビットの数が過度である場合は、実施例で、アルゴリズムは、エラーに関わらず元のメッセージを回復する手段を提供することができる。
【００５８】
畳み込み符号化において、例えば、ＭはＮに等しくても良く、Ｎビットのメッセージは、全部でＭ＋Ｎビット、即ち、２Ｎビットのメッセージとして送信され得る。送信される２Ｎビットの夫々は、その値が元のＮメッセージビットの幾つかの値に依存するところのアルゴリズムによって定義され得る。結果として、元のＮメッセージビットの夫々は、２Ｎの送信ビットの幾つかの値に影響を与える。例えば、元のメッセージビットの夫々は、送信ビットの３、５又は７の値に影響を与えうる。送信ビットのうちの１又はそれ以上が誤って受信される場合は、受信器での畳み込み復号化アルゴリズムは、依然として、元のＮメッセージビットを再構成することができうる。これは、かかるＮビットの夫々が、送信ビットのうちの１よりも多くで表され得るためである。トレリス（Trellis）復号化は、受信器で畳み込み符号化メッセージをデコードするための一般的なアルゴリズムであり、本発明の実施例において利用され得る。
【００５９】
リード・ソロモン符号化は、また、Ｎメッセージビットとともに送信される更なるＭデータビットを用いる。ガロアフィールド（Glois  Fields）の数学的特性を用いると、Ｎビットメッセージは、Ｎ次元ベクトル空間として表され得る。そのアルゴリズムは、このＮ次元ベクトルをＮ＋Ｍ次元のベクトル空間にマッピングし、且つ、Ｎ＋Ｍ次元のベクトルを、元のメッセージを表すＮ次元の元のベクトル空間に逆マッピングする方法を提供する。このアルゴリズムは、所与のＮビットメッセージに関して、全てのＮ＋Ｍビットの受信メッセージが、指定限界までの全てのとり得るエラーとともに、元の送信されるＮビットメッセージベクトルに逆マッピングすると定める独自の特性を有する。所与のメッセージにおいて訂正され得るエラーの許容数はＭの関数であり、Ｍは、このアルゴリズムが元のＮメッセージデータビットに付加することができる更なるエラー訂正ビットの数である。
【００６０】
他のエラー訂正メッセージ符号化技術は当業者によって十分理解されている。例えば、W．Wesley  Peterson及びE．J．Weldon，Jr．著、「Error  Correcting  Codes（エラー訂正符号）」、Second  Edition、Cambridge  Mass、１９７２年、ＭＩＴプレスと、M．C．Valenti及びJ．Sun著、「The  UMTS  Turbo  Code  and  an  Efficient  Decoder  Implementation  Suitable  for  Software-Defined  Radios（ＵＭＴＳターボ符号及び、ソフトウェア定義の無線に適した効率的なデコーダ実施）」、International  Journal  of  Wireless  Information  Networks、Ｖｏｌ．８、Ｎｏ．４、２００１年１０月を参照されたし。これらの文献は、その全体を参照することによって本願に援用される。
【００６１】
実施例で、データは（連続的であろうと断続的であろうと）複数回送信され得、受信器が随時の送信エラーに関わらず正確にデータをデコードすることを可能にする。送信の繰り返し又は重複は、例えば、データ点が連続して２若しくは３回送信され得るたびに、又は、１０のデータ点／語の連続が繰り返され得るたびに、又は、その他の場合に、いずれかの所望の数のデータ点又はデータ語に関して実行され得る。実施例で、データは、受信器が、特定の検体状態に関する実時間指示を台無しにすることなく、データ点又はデータ語の誤った送信を無視することを可能にするよう、連続的なストリームで送信され得る。
【００６２】
実施例で、送信器は、エラー検出ビットを夫々の送信に付加することができる。エラー検出ビットは、幾つかのよく知られているアルゴリズムのいずれを用いて送信器によって生成され得る。その後、受信器は、全てのデータビットが正しく受信されたかどうかを判別するよう、対応するアルゴリズムを受信データ及びエラー検出ビットに適用することができる。一般的なエラー検出アルゴリズムは、エラー訂正アルゴリムよりも複雑ではなく、それにも関わらず、受信器が、切り捨てられ得る破損データを識別することを可能にする。例えば、ＣＲＣ８アルゴリズムは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｉ．４３２．１（International  Telecommunication  Union）、Ｂ−ＩＳＤＮユーザネットワークインターフェース−物理層仕様：一般的特徴、０２／１９９９に記載されている。このアルゴリズムは、本発明の実施例で使用され得る。
【００６３】
実施例で、送信データは、エラーを伴わずに受信され且つ依然として満足なデータ送信であるべきビットの数を低減するよう圧縮され得る。一例として、実施例では、データ値の変化しか送信され得ない。実施例では、データのランレングス符号化が組み込まれ得る。
【００６４】
本発明の実施例で、送信器は、２又はそれ以上の異なる電力レベルでデータを連続的に送信するよう構成され得る。送信器は、一部の時間にしか、より高い電力レベルで動作しないことで、他の送信器により起こり得る干渉を回避し且つ送信器の電力消費を低く保つことができる。しかし、随時の高電力送信ブーストは、受信器が送信器からの受信にとって好ましくない場所にある場合でさえ、データが幾らかの規則性を有して受信され得ることを確かにする。好ましい受信状況下では、受信器は、連続的にデータを受信することができる。実施例で、様々な送信電力モードのタイミングは、個々の送信器ごとに独立且つ／あるいはランダムであり、２つの干渉する可能性がある送信器がいずれも同時に高電力モードで送信している確率を大いに下げる。
【００６５】
図１に示されるようなＲＦ送信器の実施例では、送信されるＲＦ電力は、トランジスタにおいてエミッタ抵抗を変化させる手段又は別の方法でトランジスタのコレクタ電流を変化させる手段を設けることによって容易に調整され得る。
【００６６】
実施例では、スペクトラム拡散データ送信の他の形式が用いられ得る。例えば、周波数ホッピング・スペクトラム拡散は、音声サブキャリアに適用されても、あるいは、ＲＦキャリアへ直接的に適用されても良い。周波数ホッピング・スペクトラム拡散のよく知られている原理に従い、ＲＦ送信周波数は周期的に変更され得る。受信周波数は、同様に、送信周波数に対応するよう変更されなければならない。実施例で、周波数ホッピング・スペクトラム拡散は、ノイズ又は干渉が、ある送信周波数でのＲＦ通信を阻むことがあるとしても、信頼できる送信を提供する。また、周波数ホッピング・スペクトラム拡散は、信号損失の周波数依存の増大が存在する場合に、送信信頼性の改善をもたらしうる。このような周波数依存の信号損失の例はマルチパスフェージングである。周波数ホッピング・スペクトラム拡散の例は、送信器が送信周波数を変更するとともにＲＦ受信器がその受信周波数を調整するための手段を提供する。送信周波数のシーケンスは、受信器及び送信器の両方によって予め決定され且つ知られ得る。あるいは、送信器は、使用されうる次の周波数を受信器へ送信することができる。実施例で、送信器は、適応周波数ホッピング・スペクトラム拡散を利用することができる。この場合に、送信器は、送信器の周波数を使用する前に干渉の存在を評価するよう、提案される送信周波数での受信を試みることができる。周波数ホッピング・スペクトラム拡散の実施例は、また、送信器及び受信器が、同じ周波数で、周波数の繰り返される及び所定のシーケンスの開始時に動作を開始するための手段を提供する。例えば、Haykin、Simon著、「Communication  Systems（通信システム）」、Wiley、２００１年を参照されたし。この文献は、その全体を参照することによって本願に援用される。
【００６７】
本発明の実施例は、送信されるＲＦキャリアの周波数を変更するとともに又は変更せずに、音声サブキャリアの送信周波数を変更するよう周波数ホッピング原理を適用することができる。送信器ＲＦキャリアよりむしろ音声サブキャリアへの周波数ホッピング原理の適用は、低電力の連続したＲＦデータ送信の実施例において有効であると立証することができる。
【００６８】
実施例で、１又はそれ以上の医学的意義がある状態を示す警告は、患者に取り付けられたセンサ制御ユニットの一部として提供され得る。この実施例で、患者は、遠くにあるデータ表示部及び記録ユニットへのデータ送信に依存することなく警告状態を通知され得る。このように、実施例では、データは、連続的に取得されて送信され得、送信器と受信器との間の適切な受信範囲内にあってもなくても、センサ制御ユニット又は他の同様の装置は、現在の検体状態の指示を提供するよう構成され得る。このような指示は、例えば、危険な状態を示す音声警告又は振動を含みうる。
【００６９】
図４は、本発明の実施例に従う遠隔計測を利用する例となる検知システムを表す。センサ４０２は、例えば、皮下組織内又は血液中のような体内の検体（糖、乳酸塩等。）を測定するために、体内に挿入され又は埋め込まれ得る。センサ４０２は、様々な方法で皮膚上の又は外部のユニット４０６へ接続されている（４０４）。例えば、センサ４０２は、直接ハードワイヤードの電気接続、２部分結合（two-part  mateable）電気接続、又は、例えばＲＦ送信、誘導結合、赤外線等を用いるような遠隔計測で、ユニット４０６へ接続され得る。次いで、ユニット４０６は、監視ユニット４１０へ遠隔計測（４０８）でデータをやり取りすることができる。監視ユニット４１０は、テーブルトップユニット、携帯型ユニット、装着型ユニット、ＰＤＡ、リストウォッチ、携帯電話等であっても良い。データは、前出の様々な実施例で記載されるように、ユニット４０６から監視ユニット４１０へ送信され得る。
【００７０】
特定の実施例は、好ましい実施例の記載のためにここで図示及び記載をされてきたが、当業者には明らかなように、同じ目的を達成するために考えられる多種多様な代替案及び／又は等価な形態若しくは実施は、本発明の適用範囲から逸脱することなく、図示及び記載をされる実施例に代わって用いられ得る。当業者ならば、本発明に従う実施例が極めて幅広い様々な方法で実施され得ることは容易に理解される。本願は、ここで論じられている実施例の如何なる翻案又は変形も網羅するよう意図される。従って、本発明に従う実施例が特許請求の範囲及びその均等によってのみ限定されることは明白である。
【００７１】
本願は、「Method  and  Apparatus  for  Analyte  Data  Telemetry（検体データの遠隔計測のための方法及び装置）」と題された、２００６年１０月２４日に出願された米国特許出願番号１１／５５２，２２２と、「Continuous  Telemetry  Transmission（連続的な遠隔計測送信）」と題された、２００５年１１月２２日に出願された暫定特許出願番号６０／７３９，１４８とに関する優先権を主張するものである。これらの特許出願は、その全体を参照することによって本願に援用される。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例に従う低電力ＳＡＷ安定化ＲＦ送信器を表す。
【図２】本発明の実施例に従う、音声サブキャリアで直接シーケンス・スペクトラム拡散を用いるＲＦ送信器を表す。
【図３】本発明の実施例に従う、音声サブキャリアで直接シーケンス・スペクトラム拡散を用いるＲＦ受信器を表す。
【図４】本発明の実施例に従う、バイオセンサとともに使用される例となる遠隔計測配置を表す。
【図１】
2009516886.tif 000003
【図２】
2009516886.tif 000004
【図３】
2009516886.tif 000005
【図４】
2009516886.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成20年5月23日(2008.5.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動物の体における検体のレベルを示す送信信号を供給する方法であって、
無線周波数（ＲＦ）送信器を備えるセンサ制御ユニットへ結合されるセンサを、完全に又は部分的に前記動物の体内に挿入する段階と、
前記動物の体における前記検体のレベルを示す可変電圧を前記センサから取得する段階と、
前記可変電圧をデジタルデータに変換する段階と、
前記デジタルデータを用いて第１の音声サブキャリア信号をデジタル変調する段階と、
前記動物の体における前記検体のレベルを示す送信信号を前記送信器による送信のために生成するよう、前記デジタル変調された音声サブキャリア信号を用いてＲＦキャリア信号を変調する段階とを有する方法。
【請求項２】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、前記ＲＦキャリア信号を振幅変調又は周波数変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記送信信号は、更に、送信する送信器を識別するデータを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記送信信号は、更に、エラー検出ビット及びエラー補正ビットのうちの少なくとも１つを含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記第１の音声サブキャリア信号をデジタル変調する段階は、前記第１の音声サブキャリア信号へスペクトラム拡散技術を適用する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記スペクトラム拡散技術は、直接シーケンス・スペクトラム拡散又は周波数ホッピング・スペクトラム拡散を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記ＲＦキャリア信号は、トランジスタ発振器により作られる弾性表面波によって生成される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
第２の音声サブキャリア信号は、前記第１の音声サブキャリア信号の周波数とは異なる周波数を有して供給され、
前記第２の音声サブキャリア信号の周波数は、送信する送信器の識別データを送信するために利用される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記識別データは間欠的に送信される、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記動物の体における前記検体のレベルを示す前記送信信号は連続的に送信される、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
第２の音声サブキャリア信号は、前記第１の音声サブキャリア信号の周波数とは異なる周波数を有して供給され、
前記第２の音声サブキャリア信号の周波数は、前記第１の音声サブキャリア信号が送信される周波数を示すために利用される、請求項１記載の方法。
【請求項１２】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、弾性表面波共振器にかかる負荷コンデンサを電子的に切り替えることによって前記ＲＦキャリア信号を周波数変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項１３】
前記ＲＦキャリア信号を変調する段階は、トランジスタ発振器へ供給されているベースバイアス電圧を調整することによって前記ＲＦキャリア信号を振幅変調する段階を有する、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
エラー補正のために前記送信へ畳み込み符号を適用する段階を更に有する、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
動物の体における検体のレベルを示すデータの取得のための前記体内への完全な又は部分的な挿入のために適合された検体センサと、
ＲＦキャリア信号を送信し且つ音声サブキャリア信号を前記ＲＦキャリア信号の振幅変調として受信するよう構成された無線周波数（ＲＦ）送信器を備え、前記センサへ結合されるセンサ制御ユニットとを有し、
前記音声サブキャリア信号は、デジタル変調をされており、前記体における検体のレベルを示す前記取得されたデータから得られるデジタルデータを有する、装置。
【請求項１６】
前記体における検体のレベルを示す前記センサから取得された可変電圧をデジタルデータに変換する信号変換器を更に有する、請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
トランジスタ発振器により構成される弾性表面波共振器を更に有し、
前記弾性表面波共振器は、前記ＲＦキャリア信号を生成するよう構成される、請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記送信器に給電するためにバッテリを更に有し、
前記バッテリは、再充電されるよう構成される、請求項１５記載の装置。
【請求項１９】
前記センサ制御ユニットへ結合される複数の送信アンテナを更に有し、
前記複数の送信アンテナは、夫々独立して、送信の強度及び／又は精度を高めるよう様々な方向に位置付けられるよう構成される、請求項１５記載の装置。
【請求項２０】
体における検体のレベルを示すデータを取得する検体センサと、
前記検体センサへ結合され且つ前記体へ結合するためのセンサ制御ユニットと、
前記センサ制御ユニットへ結合され、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを搬送する信号を送信する送信器であって、無線周波数（ＲＦ）キャリア信号を送信し且つ音声サブキャリア信号を前記ＲＦキャリア信号の変調として受信するよう構成され、前記音声サブキャリア信号は、デジタル変調をされており、前記検体センサから取得されたデータを含む送信器と、
前記体における前記検体のレベルを示すデータを搬送する前記信号を受信する受信器であって、前記センサ制御ユニットと遠隔計測通信を行う外部監視ユニットにあり、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを取得して該データを前記外部監視ユニットで表示するために前記変調されたＲＦキャリア信号を復調するよう構成される受信器とを有するシステム。
【請求項２１】
前記センサ制御ユニットへ結合され、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを搬送する前記信号とともに前記送信器による送信のための疑似ランダムシーケンスを供給する疑似ランダムシーケンス発生器を更に有する、請求項２０記載のシステム。
【請求項２２】
前記受信器は、更に、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを搬送する前記信号及び前記疑似ランダムシーケンスの両方を含む前記受信された送信から、前記体における前記検体のレベルを示す前記データを取り出すよう構成される、請求項２１記載のシステム。
【請求項２３】
複数の送信器によって検体依存のデータを送信するシステムであって、
体へ結合するための少なくとも１つのセンサ制御ユニットを有する検体検知システムと、
前記センサ制御ユニットへ結合され、前記体における検体のレベルを示すデータを第１の送信パターンで送信する第１の送信器と、
第２の送信パターンでデータを送信する第２の送信器とを有するシステム。
【請求項２４】
前記第２の送信器は、前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットへ結合され、
前記第１の送信パターンは、前記第２の送信パターンとは異なる、請求項２３記載のシステム。
【請求項２５】
前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットは、異なる体に夫々結合される複数のセンサ制御ユニットを有し、
第１のセンサ制御ユニットは前記第１の送信器を有し、第２のセンサ制御ユニットは前記第２の送信器を有し、
前記第１の送信パターンは、前記第２の送信パターンとは異なる、請求項２３記載のシステム。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットは、異なる体に夫々結合される複数のセンサ制御ユニットを有し、
第１のセンサ制御ユニットは前記第１の送信器を有し、第２のセンサ制御ユニットは前記第２の送信器を有し、
周波数ホッピング・スペクトラム拡散技術が前記第１の送信及び前記第２の送信へ適用され、
前記第１の送信への前記周波数ホッピング・スペクトラム拡散技術の適用は、前記第２の送信への前記周波数ホッピング・スペクトラム拡散技術の適用のために用いられる第２のタイミングとは異なる第１のタイミングを利用する、請求項２３記載のシステム。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのセンサ制御ユニットは、異なる体に夫々結合される複数のセンサ制御ユニットを有し、
第１のセンサ制御ユニットは前記第１の送信器を有し、第２のセンサ制御ユニットは前記第２の送信器を有し、
共通の疑似ランダム符号による直接シーケンス・スペクトラム拡散技術が前記第１の送信及び前記第２の送信へ適用され、
前記第１の送信への前記直接シーケンス・スペクトラム拡散技術の適用は、前記第２の送信への前記直接シーケンス・スペクトラム拡散技術の適用のために用いられる第２のタイミングとは異なる第１のタイミングを利用する、請求項２３記載のシステム。
【国際調査報告】
2009516886.tif 000007