(57)【要約】  マルチプロトコルＲＦＩＤリーダー能力（新たなＧｅｎ−２標準など）またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈを組み込んだ改良された携帯電話などの無線装置（２）で遠隔的に検索可能である、一体化された受動無線チップ診断センサーシステム（４）が記載され、使用が普遍的に容易で、低コストでかつ即座の量的分析、地理的位置およびセンサーネットワーク能力を、本技術のユーザーに提供する。本発明は、種々の診断プラットフォームに一体化可能であり、薄膜、ＭＥＭＳ，電子化学、熱、抵抗、ナノまたはマイクロ流体センサー技術などの低電力センサーの使用に適用可能である。本発明の適用は、改良された携帯電話などの低コスト無線装置を使用した、スマート皮膚パッチ上のオンスポット医療および自己診断、ポイントオブケア（ＰＯＣ）分析、食品診断、病原体検出、病気特有無線バイオマーカー検出、遠隔構造応力検出および産業用または国家保安用のセンサーネットワークを含む。
2007519484.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
診断システムであって、
接着部分を有し、表面上に位置付けられるように適合された柔軟パッチと、
前記パッチと一体化され、アンテナとＲＦＩＤ電子チップと少なくとも１つのセンサーとを有する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールであって、前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、前記刺激に対応する信号を、前記アンテナを用いて無線で送受信することにより、刺激に応答する、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールと、
マルチプロトコルを用いて前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールと通信するように適合された無線ＲＦＩＤリーダーであって、前記ＲＦＩＤリーダーは、マルチ通信プロトコルを用いてネットワーク上で通信するように適合された、無線ＲＦＩＤリーダーとを含む、診断システム。
【請求項２】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールの要部は基板ディスク上に一体化される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記基板ディクスはそれに装着された保護層を含み、前記保護層は前記パッチが表面に位置付けられると表面に直接接触する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記保護層は、前記表面からの前記刺激に反応するように適合された半透水性材料で形成される、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、
前記少なくとも１つのセンサーに連結されたアナログ・デジタル変換器を有するセンサーインターフェースと、
前記センサーインターフェースと通信するコントローラであって、前記コントローラは前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール内の前記少なくとも１つのセンサーを分析するように適合されているセンサーデータテーブルを備えるメモリを有する、コントローラとを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記コントローラは前記センサーデータテーブルにセンサー識別番号を保存する、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記コントローラと通信する温度センサーをさらに含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項８】
前記刺激に応答することは、前記表面の電気的、化学的、生物学的および物理的要素を検出することを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ＲＦＩＤリーダーは、携帯電話、パーソナルデジタルアシスタント、ポケベルおよびコンピュータからなる群から選択される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記表面は人の皮膚表面である、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール内の電圧を安定させるように適合された電力ユニットをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記パッチが前記表面上に押圧されると、前記パッチは前記表面から血液を採取するように適合された少なくとも１つのマイクロナイフを含み、前記表面は人の皮膚表面である
、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは集積回路として形成される、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記パッチは、
毛管力により検体の移動を可能とするサンプル入力ポートを有する基板と、
前記基板領域と一体化され、テスト領域を流れる抗原を捕捉するように適合された、少なくとも１つの前記テスト領域とを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記少なくとも１つのセンサーは血糖センサーである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのセンサーは心臓センサーである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記少なくとも１つのセンサーは放射線センサーである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールの構造応力への装着を可能とし、それによりＲＦＩＤ応力センサーを形成する少なくとも１つの装着点を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記パッチは使い捨てである、請求項１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ＲＦＩＤセンサーは、前記ＲＦＩＤセンサーに電力を供給する電力生成モジュールをさらに含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ネットワークは、前記ＲＦＩＤリーダーにより読み取られたデータを遠隔的に保存および分析するように適合された遠隔保存およびデータ処理ユニットを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２２】
前記ＲＦＩＤリーダーは、前記パッチを分析および地理的に配置するように適合されたマイクロプロセッサを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記地理的位置は全地球測位システムを用いて発生する、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは免疫学分析テストストリップに一体化される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
ヒト診断システムであって、
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールを有し、皮膚の表面に装着可能であり、皮膚を通じて所定成分を検出し、前記所定成分に対応した信号を送信するように適合されたパッチと、
ネットワークを用いて前記パッチと通信し、マルチプロトコルを用いて前記パッチからの信号を分析、受信および送信するように適合されたＲＦＩＤリーダーと、
前記ＲＦＩＤリーダーと通信可能な遠隔保存およびデータユニットであって、前記遠隔保存およびデータユニットは前記パッチおよび前記ＲＦＩＤからのデータを分析して保存し、前記遠隔保存およびデータユニットは、前記分析され、保存されたデータを、前記ネットワークを用いて前記ＲＦＩＤリーダーに送信する、遠隔保存およびデータユニットとを含む、ヒト診断システム。
【請求項２６】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールによって検出された前記所定成分に遠隔的にアクセスするように適合された遠隔無線装置をさらに含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記所定成分は、人の電気的、化学的、生物学的、および物理的成分を含む、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２８】
前記ネットワークは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｒｏａｄｂａｎｄ、ＷＬＡＮおよび３Ｇを含む通信プロトコルを用いて通信を可能とする無線ネットワークである、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２９】
前記ＲＦＩＤリーダーは携帯電話である、請求項２５に記載のシステム。
【請求項３０】
無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールと通信するための個人用無線通信装置であって、
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールと互換性があり、これを作動するように適合されたマルチプロトコルＲＦＩＤリーダーと、
前記ＲＦＩＤリーダーと通信し、前記ＲＦＩＤリーダーにより読み取られたデータを分析して保存するように適合されたマイクロプロセッサと、
前記ＲＦＩＤリーダーと前記マイクロプロセッサと前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールとからのデータを送受信するために前記マイクロプロセッサと連結された少なくとも１つのアンテナであって、前記アンテナはネットワークを用いて外部装置からのデータを送受信するように適合された、少なくとも１つのアンテナとを含む、個人用無線通信装置。
【請求項３１】
前記マルチプロトコルＲＦＩＤリーダーと前記マイクロプロセッサと前記アンテナとは携帯電話に一体化される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３２】
前記マイクロプロセッサは前記ＲＦＩＤタグの位置を決定するように適合された、請求項３０に記載の装置。
【請求項３３】
前記マルチプロトコルＲＦＩＤリーダーと前記マイクロプロセッサと前記アンテナとはパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）に一体化される、請求項３０に記載の装置。
【請求項３４】
前記外部装置は、前記アンテナから受信されたデータを分析、保存および送信するように適合された遠隔保存／データ処理ユニットである、請求項３０に記載の装置。
【請求項３５】
診断システムであって、
接着部分を有し、構造内に埋め込まれるように適合されたパッチと、
一体化された温度モジュールを有する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールであって、前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは前記パッチと一体化され、アンテナおよび少なくとも１つのセンサーを有し、前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、前記アンテナを用いて前記刺激に対応する信号を無線で送受信することにより刺激に応答する、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールと、
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールと通信する無線ＲＦＩＤリーダーであって、前記リーダーは、マルチ通信プロトコルを用いてネットワーク上で通信するように適合された無線ＲＦＩＤリーダーとを含む、診断システム。
【請求項３６】
前記刺激は前記構造における不具合である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３７】
前記刺激は前記構造内における虫の存在である、請求項３５に記載のシステム。
【請求項３８】
診断測定を行うのに使用する免疫学分析テストストリップシステムであって、
テストストリップを形成する基板と、
抗原を捕捉するために前記基板上に配置された少なくとも１つのテスト領域と、
前記基板と一体化された無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールであって、前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、前記少なくとも１つのテスト領域により捕捉された抗原に対応する信号を検出および送信するように適合された、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールとを含む、免疫学分析テストストリップシステム。
【請求項３９】
マルチプロトコルを用いて、前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールからの信号を受信および処理するように適合された無線リーダーをさらに含む、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４０】
前記無線リーダーは携帯電話である、請求項３９に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４１】
前記ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは温度センサーを含む、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４２】
前記テストストリップは使い捨てである、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４３】
前記テストストリップは量的タンパク質測定を行うように適合された、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４４】
前記テストストリップは量的バイオマーカー測定を行うように適合された、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４５】
前記テストストリップは病気特有センサー装置を形成する、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４６】
前記テストストリップは病気前特有テストを行うように適合された、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４７】
薬剤毒性テストを行うように適合された、請求項３８に記載の免疫学分析テストストリップ。
【請求項４８】
病原体特有無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグおよびセンサーモジュールを製造する方法であって、
基板を設ける工程と、
導電性リードを前記基板上にプリントする工程であって、前記導電性リードはセンサー領域を画成する、工程と、
前記センサー領域内の病原体特有酵素作用に対して感受性を有する材料をドープされた保護キャップをプリントする工程と、
前記基板上にアンテナをプリントする工程と、
ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを前記基板と一体化する工程とを含む、方法。
【請求項４９】
無線周波数識別タグおよびセンサーユニットを有する少なくとも１つの無線周波数（Ｒ
Ｆ）アドレス可能センサーとの通信を通じて、無線診断を可能とするマルチ機能個人用無線通信装置であって、
ユーザーからの入力を受信し、前記入力に対応する信号を送信するためのユーザーインターフェースと、
前記入力信号を受信するように適合されたマルチプロトコルＲＦリーダーであって、前記ＲＦリーダーはＲＦアドレス可能センサーの一意的識別を検索するように適合され、ＲＦアドレス可能センサーの読み取りおよび分析を可能とするソフトウェアをダウンロードする、マルチプロトコルＲＦリーダーと、
メモリ保存を有し、前記ＲＦリーダーにより受信された信号を処理し送信するように適合されたコントローラと、
ＲＦアドレス可能センサーからの信号を受信し、前記コントローラおよび前記ＲＦリーダーからの信号を送信するように構成された少なくとも１つのアンテナとを含む、マルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５０】
前記通信装置は少なくとも１つのＲＦアドレス可能センサーを地理的に配置するように適合された、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５１】
無線通信装置は携帯電話である、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５２】
前記マルチプロトコルＲＦリーダーは、前記ＲＦアドレス可能センサーの読み取りおよび分析を可能とするソフトウェアを遠隔データベースからダウンロードする、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５３】
装置はＰＤＡである、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５４】
前記ユーザーインターフェースは、ＲＦアドレス可能センサーの読み取りを開始するための、予め構成されたボタンを含む、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５５】
通信ネットワーク上でセンサー処理情報を受信するための手段をさらに含む、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５６】
取り外し可能センサーモジュールを接続するための手段をさらに含み、前記取り外し可能センサーモジュールは、所定の健康機能を監視するための、または大気中の有害物の存在を検出するための手段を備えた少なくとも１つのセンサーを設ける、請求項４９に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５７】
コントローラとネットワーク通信手段とＲＦアドレス可能センサー通信手段と取り外し可能センサー手段とユーザーインターフェースとは、単一の電子チップ上に一体化される、請求項５６に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５８】
前記単一電子チップは３Ｇチップセットである、請求項５７に記載のマルチ機能個人用無線通信装置。
【請求項５９】
遠隔無線ＲＦリーダーで直接読み取り可能である、速やかな診断測定を行うためのラボオンチップマイクロ流体センサーであって、
信号の送信を可能とする導電性リードと、
一体化された少なくとも１つのテスト領域と、前記導電性リードを前記テスト領域と連結するセンサーインターフェースとを有するラボオンチップ基板と、
前記基板と一体化され、温度に対応する信号を生成するように適合された温度モジュー
ルと、
コントローラと電圧安定化回路を備えたＲＦ電源と通信インターフェースとを有するアドレス可能無線周波数（ＲＦ）チップであって、前記ＲＦチップは前記導電性リードと前記温度モジュールから信号を受信し、前記ＲＦチップは前記導電性リード信号と前記温度モジュール信号と無線ＲＦリーダーからの信号とを処理するように適合された、アドレス可能無線周波数（ＲＦ）チップと、
無線ＲＦリーダーと前記ＲＦチップからの信号を受信し、前記ラボオンチップマイクロ流体センサーからの信号を送信するように適合された、少なくとも１つのアンテナとを含む、ラボオンチップマイクロ流体センサー。
【請求項６０】
マイクロ流体センサーは、無線ＲＦリーダーで直接読み取り可能である量的タンパク質測定が可能である、請求項５９に記載のラボオンチップ装置。
【請求項６１】
マイクロ流体センサーは、無線ＲＦリーダーで直接読み取り可能な量的バイオマーカー測定が可能である、請求項５９に記載のラボオンチップ装置。
【請求項６２】
マイクロ流体センサーは、無線ＲＦリーダーで直接読み取り可能なＤＮＡテストを行うように適合された、請求項５９に記載のラボオンチップ装置。
【請求項６３】
無線リーダー装置を使用して瞬時の診断テストを行うための免疫学分析テストストリップであって、無線リーダー装置は無線ネットワーク上で通信するように適合され、免疫学分析テストストリップは、
無線装置と通信し電力を前記テスト領域に供給する一体化された無線周波数チップを備えた少なくとも１つのテスト領域を含み、
前記テスト領域は、生物分子の存在および量を測定するための電子免疫学分析である、免疫学分析テストストリップ。
【請求項６４】
前記無線周波数チップは、ＲＦＩＤチップ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップ、ＺｉｇｂｅｅチップまたはＩＥＥＥ１０７３チップからなる群から選択される、請求項６３に記載の免疫学分析テストストリップ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００４年１月２７日に出願された米国仮出願第６０／５３９，４１９号に対する優先権を主張する。
【０００２】
技術分野
本発明は、概ね無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグに関し、より詳細には診断センサーを含むＲＦＩＤタグを有するシステムであって、ＲＦＩＤタグおよびセンサーは、マルチプロトコルリーダー能力を備えた、改良された携帯電話などの無線装置によりアクセス可能である、システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
背景
従来の無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグシステムは、ＲＦＩＤリーダー（インテロゲーターとも称される）による受信用のデータを送信するＲＦＩＤタグを含む。典型的なＲＦＩＤシステムでは、個々の物体（例えば、商店在庫品）はトランスポンダーを含む比較的小さいタグを備える。トランスポンダーは一意的電子製品コードが与えられたメモリチップを有する。ＲＦＩＤリーダーは、通信プロトコルを用いてタグ内のトランスポンダーを作動させる信号を発する。従って、ＲＦＩＤリーダーは、データを読み取ったり、タグに書き込んだりすることが可能である。加えて、ＲＦＩＤタグリーダーは、ＲＦＩＤタグシステムアプリケーションによりデータを処理する。現在、受動および能動型ＲＦＩＤタグがある。受動型ＲＦＩＤは内部電源を含まず、ＲＦＩＤリーダーから受信された無線周波数信号により電力を供給される。または、能動型ＲＦＩＤタグは、能動型ＲＦＩＤタグがより大きい送信範囲およびメモリ容量を持つことを可能とする内部電源を含む。受動対能動タグの使用は、特定用途に依存する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、ＲＦＩＤタグシステムは種々の用途における使用を見出してきた。ＲＦＩＤタグシステムの用途は、動物識別、ビール樽トラッキングおよび自動車キーアンドロック盗難防止システムを含む。従来のＲＦＩＤタグシステムは、種々の用途において使用されているが、従来のシステムにはいくつかの欠点がある。
【０００５】
第１の欠点は、ＲＦＩＤリーダーがマルチプロトコルを用いて通信できないということを含む。詳細には、従来のＲＦＩＤリーダーは、ＲＦＩＤリーダーが読み取るようにプログラムされたそれらのＲＦＩＤタグしか読み取ることができない。すなわち、ＲＦＩＤリーダーは予めプログラムされたプロトコルを用いてのみ通信するようになっている。その結果、従来のＲＦＩＤリーダーは、プロトコルを自動的に更新または変更することはできない。このように、現在のＲＦＩＤリーダーは、ＲＦＩＤリーダーの予めプログラムされたプロトコルとは異なる通信プロトコルを有するＲＦＩＤタグと通信することはできない。第２の欠点は、実質的に任意の位置からＲＦＩＤタグを含む物体を便利に監視することができないということを含む。従来のＲＦＩＤタグシステムの第３の欠点は、携帯電話およびパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）などの無線装置をＲＦＩＤリーダー／インテロゲーターとして使用することができないことである。従来の無線装置でＲＦＩＤタグの検索を行う能力は、ＲＦＩＤタグを用いて得られたデータにアクセスおよび／または分析するという便利な方法を提供することになるであろう。さらに別の欠点は、従来のＲＦＩＤタグシステムは、人の身体的、生物学的、化学的特徴の費用効率の高い、効率的か
つ便利な監視が不可能である。例えば、従来のシステムは、人の近くにある、または人によって経験される所定のバイオマーカー、病原体、化学物質または他の危険性の検出を可能としない。
【０００６】
本明細書に記載される実施形態は、既知のＲＦＩＤタグシステムのこれらおよび他の欠点を鑑みて開発された。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
簡単な概要
本発明は、新型の診断センサーと組み合わされた、改良された無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグを使用した低コストの無線診断のためのシステムおよび方法を対象とする。本発明のさらなる態様は、マルチプロトコルＲＦＩＤリーダーおよびＧｅｎ−２のような通信標準を組み込んだ、改良された携帯電話などの低コストの無線装置により、診断センサーは即座に読み取られ、分析可能であることである。本技術により、改良された携帯電話を使用して、外部の危険物を直接識別する、または低コスト使い捨て受動ＲＦＩＤセンサーを使用して単一プラットフォーム上でほとんど任意のタイプの診断テストを行うことができる。改良されたパーソナル無線装置のリーダー能力はまた、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇｂｅｅまたはＩＥＥＥ１０７３などの他のリーダープロトコルを含み、実質的に任意のタイプの能動または受動センサーを読み取り、その結果、実質的に任意の適用を制御する、または診断センサーを含む任意のタイプのセンサーを分析するための手段を提供するのに真に普遍的および柔軟性のある、新しいクラスの無線リーダーとなり得る。
【０００８】
従って、表面上に位置付けられるように適合された接着部分を有する柔軟パッチを含む診断システムが開示される。無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タブおよびセンサーモジュールはパッチに一体化される。ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、少なくとも１つのアンテナ、ＲＦＩＤ電子チップおよび少なくとも１つのセンサーを含む。ＲＦＩＤタグは受動または能動のいずれかであり得る。さらには、ここで説明される技術は、ＲＦＩＤに限定される必要はなく、他の無線検索プロトコルおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅなどのチップ技術または他の新たな技術にも適用され得る。明確にするために、この特許出願においては、ＲＦＩＤが使用されるが、ＲＦＩＤ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅまたは他の同様の技術を同義的に使用し得ることは理解される。
【０００９】
ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、刺激に対応する信号をアンテナを用いて無線で送受信することにより刺激に応答する。マルチプロトコルを用いて、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールと通信するように適合された無線ＲＦＩＤリーダーが含まれる。加えて、ＲＦＩＤリーダーは、実質的に任意のＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを読み取り、分析するように適合される。このように、ＲＦＩＤリーダーは、タグおよびセンサーモジュールの電子識別を検索して、タグおよびセンサーの読み取りおよび分析を可能とするソフトウェアをデータベースからダウンロードするように適合される。ＲＦＩＤリーダーはまた、マルチ通信プロトコルを用いてネットワーク上で通信することができる。１つの実施形態では、ＲＦＩＤリーダーは携帯電話である。診断システムはまた、遠隔的にＲＦＩＤタグ、センサーモジュールおよびＲＦＩＤリーダーによって送信および／または受信されるデータを遠隔的に保存する遠隔保存／データアクセスユニットを含み得る。実質的に任意の位置からのＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール、ＲＦＩＤリーダーおよび遠隔保存／データアクセスユニットへのアクセスを可能とする遠隔無線装置も開示される。
【００１０】
加えて、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールからのデータを送信し、遠隔的に分析する方法が開示される。方法はＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを無線ＲＦＩＤリーダーを用いて作動する工程を含む。第２の工程は、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュ
ールからデータを受信する工程を含み、そのデータはＲＦＩＤタグ識別情報を含む。さらなる工程は、受信されたデータをネットワークを用いて外部の遠隔保存／データ処理ユニットに送信する工程を含む。さらに別の工程は、遠隔保存／データ処理ユニットを用いてデータを処理する工程を含む。上記で示すように、ＲＦＩＤ技術のほかに、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈまたは同様の技術も代替として使用し得、それにより携帯電話はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ搭載であり、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ互換の遠隔ＲＦ診断センサーに電力を供給し得る。
【００１１】
診断測定を行うのに使用する免疫学分析テストストリップも開示される。免疫学分析テストストリップは、基板と、抗原を捕捉するために基板上に配置された少なくとも１つのテスト領域とを含む。加えて、免疫学分析テストストリップは、基板に一体化されたＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを含む。ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールは、少なくとも１つのテスト領域によって捕捉された抗原に対応する信号を検出および送信するように適合される。
【００１２】
病原体特有ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを製造するための別の方法が開示される。方法は、基板を設ける工程と基板上に導電性リードをプリントする工程とを含み、導電性リードはセンサー領域を画成する。方法はまた、センサー領域内の酵素作用に感受性を有する材料がドープされた保護キャップをプリントする工程を含む。さらには、基板上にアンテナをプリントする工程が含まれる。従って、方法は、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを基板と一体化する工程を含む。
【００１３】
本発明のさらなる特徴は、無線装置またはセンサーはまた、全地球測位システム（ＧＰＳ）および／または非ＧＰＳ三角測量手段により任意の場所で地理的に配置可能であり、インターネットを用いて、または携帯電話リーダーにアクセス可能な任意の他の無線装置により遠隔的に検索可能であり、それにより電子製品コード（ＥＰＣ）および携帯電話技術を単一のプラットフォーム内に組み合わせるということである。
【００１４】
これらおよび他の目的、利点および特徴は、以下の本発明の詳細な説明の観点から容易に明らかになるであろう。
【００１５】
本明細書に組み込まれ、明細書の一部を形成する添付の図面は、本発明を図示して、説明とともに、本発明の原則を説明して、当業者が本発明を作成し、使用するのを可能とするのにさらに役立つ。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
詳細な説明
本明細書に記載される技術により、非常に低コストでセンサー技術が、センサーに電力と無線インターフェースの両方を提供する無線周波数識別（ＲＦＩＤ）タグと結合可能となる。本発明の別の態様は、携帯電話などの一般的な無線装置が改良され、ＲＦＩＤリーダーとなるのに必要な論理および構成要素を含むことができることである。リーダー装置は、さらに、マルチプロトコルＲＦＩＤリーダー能力を含み、それを、製造業者に関わらず、ＲＦＩＤ、ＥＰＣタグまたはＲＦＩＤセンサータグ用の普遍的リーダーにすることができる。この技術の組み合わせにより、比較的低コストで複雑なセンサーデータの即座の精巧な処理を可能とする。また、その技術によりＲＦＩＤタグまたはセンサータグは、センサー通信ツールとして無線リーダー装置を使用して、インターネットによりアクセス可能となる。そのために、リーダーへの識別検索およびオンザスポットソフトウェアダウンロードが可能となる。この二重の技術アプローチを使用して、本出願で記載されるように、ほとんど任意のタイプのセンサーがＲＦＩＤタグと組み合わせ可能である。本明細書で論じられるように、センサーは実質的に任意の刺激に応答し、刺激にともなう情報を無線で通信するように適合される。技術の基本的な原則は、その全体において参照により本明
細書において組み込まれる、「無線周波数識別に基づく（ＲＦＩＤ）センサーネットワーク」（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  （ＲＦＩＤ）  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）と題された、２００４年1月２２日に出願された米国特許出願第１０／７６１，３６２号においてさらに詳細に記載される。
【００１７】
図１は、改良された無線装置、典型的には、マイクロプロセッサと必要な論理を含み、使い捨てパッチ４内に直接搭載される受動ＲＦＩＤタグ用の「起動」および読取装置として機能する、携帯電話２のブロック図である。「無線周波数識別に基づく（ＲＦＩＤ）センサーネットワーク」（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  （ＲＦＩＤ）  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）と題された、２００４年1月２２日に出願された米国特許出願第１０／７６１，３６２号において明らかにされるように、任意の改良された無線装置が使用可能である。例えば、改良された携帯電話の代わりに、ＲＦＩＤリーダーを使用することができ、携帯電話などの装置に存在する必要なデータ処理、遠隔アクセスおよび無線リンク能力を含み得る。さらに、改良された無線ＰＤＡ、改良された無線コンピュータ、改良されたコードレス電話、改良されたポケベルまたは改良された無線時計に至る装置もＲＦＩＤ技術と組み合わされて、リーダーとして使用され得る。加えて、上記で示すように、本出願に記載される原則はＲＦＩＤ以外の技術に拡張され得る。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ搭載の携帯電話を使用して、ここで説明される診断センサー技術と組み合わせられた、遠隔の改良された無線Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈチップと通信して電力を供給し得る。
【００１８】
理想的には、ＲＦＩＤ電子チップ技術は完全に国際ＲＦＩＤリーダーおよびタグ標準と互換性があり、技術を任意の国においてまたは任意のクラスのＲＦＩＤチップに対して完全に普遍的およびトランスペアレントにする。現在のところ、これらは、Ｃｌａｓｓ  ０、Ｃｌａｓｓ  ０＋、Ｃｌａｓｓ  １およびＧｅｎ−２標準を含む。新たなＲＦＩＤ標準は、Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ２またはＧｅｎ−２と称されるが、今後他の標準が登場し、適応され得る。改良された携帯電話またはＰＤＡが世界のいかなる場所の任意の所定ＲＦＩＤタグまたはＲＦＩＤセンサータグを読み取ることができるように、可能な限り多くの標準と互換性を有することが、本技術の目的の１つである。マルチプロトコルＲＦＩＤリーダーが使用され単一の電子チップ上に圧縮されるか、または携帯電話もしくは無線装置のコアチップセット内に直接組み込まれることが可能である。例えば、任意の３Ｇ装置が任意のＲＦＩＤ電子製品コード（ＥＰＣ）タグ、ＲＦＩＤセンサータグまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈセンサーチップをトランスペアレントに読み取ることができるように、マルチプロトコルリーダー技術がＢｌｕｅｔｏｏｔｈプロトコルを備える３Ｇ電子チップ内に含まれることができる。携帯電話またはパーソナル無線装置は、一体化された遠隔アクセス能力を有する。このように、携帯電話ユーザーは任意の遠隔データベースまたはインターネットにダイアルアップして、ＲＦＩＤタグからのデータにアクセスすることができる。これらの能力を有することとＲＦＩＤ読み取り能力を有することに加えて、装置はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｗｉ−Ｆｉ、Ｂｒｏａｄｂａｎｄ、ＷＬＡＮ、３Ｇまたは無料もしくは低コストインターネットアクセスを可能とし得る他の新たな技術などの他のインターネットアクセスプロトコルを有し得る。これらの技術を使用することは、本発明の全可能性を十分に活用するのに特に有益となるであろう。
【００１９】
パッチ４は典型的には対象物（例えば人）に装着されるが、本発明の実施形態による任意の位置、装置または物体にも装着され得る。１つの実施形態では、刺激は温度であり得、ＲＦＩＤタグおよびパッチの組み合わせはスマート無線温度センサーを形成する。従って、温度は、ＲＦＩＤデータを処理し、対象物における温度について無線装置のユーザーに遠隔的に警告するのに使用可能である改良された携帯電話上で、遠隔的に直接測定可能である。それゆえに、パッチは「スマート」パッチであり、無線装置は、ＲＦＩＤセンサーと組み合わされた「スマート」装置となる。適用の実施例としては、ＲＦＩＤ読み取り
能力を備えた携帯電話を使用して熱応力および／または毒ガスに対して自己監視することができる作業者または消防士である。携帯電話がＢｌｕｅｔｏｏｔｈ装備の場合、センサー分析を行うことに加えて、消防士への信号を彼または彼女の耳に直接送信するだけでなく、監視ステーションへも遠隔的に送信し得る。加えて、その全体が本明細書に組み込まれる米国特許第６，０３１，４５４号で説明されるように、消防士のリアルタイムの正確な地理的位置が可能である。
【００２０】
本技術の適用の別の例は、別の携帯電話を呼び出して所定患者における熱の上昇を親または看護士に警告するのに使用できる専用携帯電話、または同様の無線装置を使用した、子供または患者の熱の遠隔監視である。例えば、親は、病気の子供の額にスマート皮膚パッチ４を設置し、子供および親が睡眠中に装置２に子供を遠隔的に監視させておく。夜間に子供が予め設定した閾値に達する熱を出した場合、装置４は自動的に親に警告し、その警告は任意の遠隔位置で行われ得る。１つの実施形態では、スマートパッチは病院で使用され、多数の患者を同時に遠隔的に監視することができる。薬剤はＲＦＩＤタグを備えたラベルを貼るという最近のＦＤＡの指令に伴って、「スマート」病院においては、患者と薬剤の両方および実際にいかなるものもリアルタイムで監視可能である。病院におけるリーダーにより、病院での全出来事の地理的位置および、従ってリアルタイム監視を可能とする。リーダーはまた、ネットワークに直接接続され、それにより使用されるインフラにおいて大きな柔軟性を提供し得る。１つの実施形態では、温度皮膚パッチはスマートＢａｎｄ−Ａｉｄである。
【００２１】
本発明の別の実施形態では、ＲＦＩＤタグと皮膚パッチの組み合わせは、皮膚の表面上で直接、経皮的に、皮膚汗において、使い捨て皮膚パッチ上で直接採取された血液において測定可能である異なる診断適用のために組み合わせることができる複数のセンサーを含む。別の実施形態では、皮膚パッチを使用して、患者に関する物理的、化学的または電気的パラメータなどの外部のパラメータまたはその組み合わせを測定し得る。例えば、ＲＦＩＤ皮膚パッチを使用して心臓を監視、または放射線などの皮膚に影響を与える外部要因を監視し得る。
【００２２】
図２は、スマート皮膚パッチのブロック図である。図示されるように、パッチ４はＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール１１を有する。ＲＦＩＤタグおよびセンサーユニット１１は、ＲＦＩＤタグを少なくとも１つのセンサーと組み合わせる。詳細には、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール１１は、ＲＦＩＤ電子チップ１０、センサー１２および少なくとも１つのアンテナ８を含む。典型的にはパッチ４は接着表面７を有する薄い柔軟性のある支持５から構成される。支持５上には、典型的には、アルミニウムなどの薄い柔軟性のある金属フィルム、またはドープインクを使用してプリントされた材料、または導電性高分子などの他の柔軟性のある高導電性材料のいずれかにより構成されるアンテナ８が搭載される。アンテナは、起こり得るいかなる皮膚接触または汚染も避けるために皮膚パッチの外側表面上にプリントされ得る。
【００２３】
アンテナ８はＲＦＩＤ電子チップ１０に電力を供給する。１つの実施形態では、ＲＦＩＤ電子チップ１０は受動である。または、当業者により認識されるように、ＲＦＩＤ電子チップ１０は能動であり得る。いずれの場合も、ＲＦＩＤ電子チップ１０は典型的には、1つ以上のセンサー１２を含むディスク６上に位置付けられる。ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール１１は、基板ディスク６上に集積ユニットを形成する。ディスク６は、異なるタイプの半導体センサーを含む、プラスチックなどの柔軟性のある基板か剛性ディスクのいずれかであり得る。例えば、ディスク６はシリコン基板上にＲＦＩＤタグおよび別の低電力センサーの組み合わせを含み得、これによりＲＦＩＤタグは電力および無線ユニットとして機能し、センサーは検出素子として機能する。ＲＦＩＤタグという用語は、アンテナ８とＲＦＩＤ電子チップ１０の組み合わせを指す。電力は、マルチサイクルの外部
無線周波数（ＲＦ）エネルギーにより、受動電子チップに蓄積され得る。ＲＦＩＤ受動タグとエネルギー蓄積能力との組み合わせを使用して、複雑なセンサーが直接使い捨て皮膚パッチ上にあるＲＦＩＤタグと組み合わせ得る。これらのセンサーは任意の内部電力を必要とせず、使い捨てであり、地理的に配置可能である。典型的には、製造コストは＄１を下回り、大幅な節約、利便性および安全性の向上をもたらす。
【００２４】
典型的には、ディスク６および検出素子１２は少なくとも１つの保護層２０により保護される。従って、パッチ４が皮膚上に位置付けられると、層２０は皮膚の表面と直接接触する。層２０は半透水性であり得、各所定センサー１２上の化学的性質と組み合わさると、特定の化学的または生物学的成分の検出を助長する特定の化学的性質を含み得る。例えば、保護層２０は一定のタンパク質または細胞をフィルターに掛けると同時に、１つの実施形態によるセンサー（単数または複数）上での特定の反応の化学的性質に備え得る。
【００２５】
加えて、ディスク６はまた、血液化学的性質における変化を光学的に検出する、より複雑なセンサーを含み得、センサー（図示せず）と組み合わされた1つ以上のダイオードを含み得る。例えば、小型のＳｃｈｏｔｔｋｙまたはバックバイアスダイオードを使用し得る。さらに、高分子および他の薄膜技術における進歩を使用して、複雑で、低電力のセンサーリーダーの組み合わせが極めて低コストでプリントまたは生産され得る。電子チップ上に直接またはアドオン電子チップ上に構築されるより複雑なセンサーもスマート皮膚パッチに使用し得る。
【００２６】
従って、ここで説明されるスマートパッチ技術は、対象物上で任意の数の異なるテストを行い、携帯電話などの無線装置により遠隔的に処理可能である。無線装置は、電力だけでなく、即座にセンサーデータを分析して処理する手段も提供する。それ故に、ＲＦＩＤタグおよび検出素子の処理必要条件が低減され、それによりコストおよび電力必要条件が低減され、技術を使い捨てにする。無線装置はまた、各所定タイプのセンサーに対してユーザーに段階的指示を提供することも可能である。ＲＦＩＤタグは、一意的ＩＤを無線装置に提供するので、このＩＤは使用したセンサーのタイプを一意的に識別する。ＲＦＩＤセンサーの新しいクラスはまた、新たな国際ＲＦＩＤ標準の一部となり、一意的センサー識別子を有し得る。データテーブル６８はまた、各センサーの識別番号を保存可能である。さらに、任意の所定センサーを分析するデータテーブル６８は、携帯電話内の、または遠隔的にチップ上に保存され得る。それ故に、任意の携帯電話は、製造業者に関わらず、また本発明でさらに十分に説明されるように、任意のタイプのＲＦＩＤ  ＥＰＣタグまたはＲＦＩＤセンサータグを即座に分析可能である。
【００２７】
図３Ａおよび３Ｂは皮膚パッチ４上に含むことが可能な異なるタイプの素子を図示する。図３Ａは１つのタイプのセンサー１２を説明する。この場合、センサー表面３４は導電性電極２８に囲まれている。典型的には共に非導電性表面３０上に直接プリントまたは蒸着される。センサーをプリントする方法は当業者には周知である。上述のように、センサー表面３４は、一定の成分をフィルターにかける、または除去する、またはセンサー領域３４上で発生する化学反応を精緻化することを助長できる、別の化学層または物理化学バリア３２により保護可能である。多層のバリアまたは反応表面３２（図示せず）が使用可能であり、１つずつ積層して、種々のタイプの分子を分離する方法として機能したり、目標分子または試薬を吸収、除去または修正する反応表面として機能することが可能である。さらに、ディスク６は剛性を有し得るので、センサーおよび分離層は、金属、ナノ細孔を有する表面、または単純もしくは複雑な多層センサーを含む任意の素子を含み得る。
【００２８】
加えて、基準または較正センサーとして機能するセンサーを含む異なるタイプのセンサーが使用可能である。電力は受動ＲＦＩＤタグにより供給されるので、任意のタイプのセンサーまたはセンサー組み合わせが皮膚パッチ上で使用されて、皮膚の表面上で発生し得
る任意のタイプの外部の化学的、電気的または物理的変化などの刺激に反応することができる。刺激に対する応答はセンサーによる任意の測定、検出および／または反応を含むことが認識される。
【００２９】
それにもなお、センサーを含むディスク６の方向は、所定のセンサー適用に依存して、皮膚に面するか皮膚から離れた方向に面するかのいずれかであり得る。１つの実施形態において、センサーは、例えば、少なくとも１つのダイオードまたは、複雑なセンサー分析をする他の光学手段を含むことができるマイクロ電子回路を含み得る。かかるセンサーは、より単純な検出化学的性質が適さないような技術の一部の用途に必要であり得る。これらのセンサーの一部は、ＲＦＩＤ電子チップそのものに直接内蔵され得ることは理解されるであろう。これは、例えば、プログラム可能温度センサーを含むが、皮膚上の動きまたは小さな電気パルスを測定するセンサーをも含み得る。１つの実施形態では、皮膚パッチは心臓センサーである。別の実施形態では、皮膚パッチは放射線などの皮膚または対象物に対する外部の危険性を測定する。さらに別の実施形態では、ＲＦＩＤ皮膚パッチは複数の診断センサーを含む。
【００３０】
図３Ｂは、コイルアンテナ８、ＲＦＩＤ電子チップ１０およびマルチセンサー素子１２を含む、集積ユニット全体としてディスク６を示す。アンテナは、ディスク６の一方の側に搭載可能であり、センサーは他方の側に搭載可能である。このアプローチおよび１つの実施形態により、集積ユニットは１段階処理で支持５上に直接搭載可能である。
【００３１】
図３Ｃは本発明の別の実施形態を示す。この場合、皮膚パッチ４はまた、センサー領域（図示されず）内に一滴の血液を採取するのを助けるように意図される１つまたはいくつかのマイクロナイフ４４を含む硬い表面４０を含む。この技術の適用は、血液を採取する必要のある任意の診断テストを含み得る。マイクロナイフを含むＲＦＩＤセンサーを備えた使い捨て皮膚パッチは、単に皮膚上で軽く押圧され、分析するのに十分な血液を採取するので、患者に対しては最小限の痛みで済む。皮膚パッチは、血液が採取される直接の領域において痛みを緩和する化学物質でさえも含み得る。パッチが皮膚に適用されると、センサーの読み取りが無線装置２から取り込まれる。１つの実施形態では、ＲＦＩＤセンサーを使用したこの無線テストは、使い捨てＲＦＩＤ皮膚パッチと無線装置の組み合わせを使用した血糖監視に適用される。血液が採取される場合、センサー素子は、フィルターリングおよび分離機構（マイクロまたはナノ細孔を備えた表面など）を含み得る。さらに、別の実施形態において、ＲＦＩＤ検出素子は血液採取素子から切り離され得、再利用可能である。センサー素子はより複雑であり得、例えば直接時計内に含まれ得る。
【００３２】
加えて、血糖レベルまたは他の身体化学的性質を測定するための非侵襲的方法を使用して、ＲＦＩＤ技術と組み合わせ得る。これらは、ダイオードまたは、発生する光学化学変化を検出できる他の光学手段の使用を含む。
【００３３】
図４は、改良された携帯電話２などの改良された無線装置を使用した糖尿病自己監視およびインスリン自己規制の場合に、図３Ｃで説明されるＲＦＩＤタグ技術、適切なセンサー化学的性質および機械的装置を含む皮膚パッチ４がどのように使用できるかを示す。データは使い捨て皮膚パッチから得られ、携帯電話のマイクロプロセッサにより処理される。1つの実施形態では、携帯電話はその後ＲＦを介して、体内にインプラント可能な遠隔インスリンポンプ５０を制御可能である。別個の血糖監視装置を使用する代わりに、使い捨てＲＦＩＤセンサー皮膚パッチを使用して、改良された携帯電話上で直接定期的血糖テストが行われる。このように、患者は、２つの装置を使用する必要がなく、必要な場合は彼／彼女の医師と共に異常結果を直接チェックすることができる。場合によっては、皮膚パッチは、センサー表面上での可逆反応を使用して再利用し得る。１つの実施形態においては、反転は、無線装置により遠隔的に供給される電力を使用してセンサー領域をマイク
ロ加熱することにより発生する。図４に示す本発明の含意は、任意のＲＦＩＤまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈセンサーは、センサー値に依存する他の無線技術用の制御システムとしても機能可能である、改良された携帯電話のような装置により読み取り可能であることである。装置２はまた、他の機能に対する所定患者の直接遠隔監視、遠隔警報および診療所または医療センターへのアクセスを可能とし得る。例えば、装置は、スマート皮膚パッチ上で心臓機能、患者の体温、姿勢などを監視し得る。
【００３４】
図５はＲＦＩＤ電子チップ１０の基本素子を示す。ＲＦＩＤ電子チップ１０は、別々の送信および受信素子（図示せず）を含み得るアンテナ８に連結される。上記で論じるように、ＲＦＩＤ電子チップ１０とアンテナ８の組み合わせはＲＦＩＤタグと称される。アンテナ８は高分子またはプラスチック基板上に直接プリントされ得る。センサー入力を有するＲＦＩＤタグの原則および操作は、その全体において参照により本明細書に組み込まれる、「無線周波数識別に基づく（ＲＦＩＤ）センサーネットワーク」（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  （ＲＦＩＤ）  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）と題された、２００４年1月２２日に出願された米国特許出願第１０／７６１，３６２号において詳細に記載される。また、さらなる参照が特許第６，７２０，８６６Ｂ１号に対して行われる。
【００３５】
アンテナ８は、電圧安定回路を備えた電力ユニット６０、コントローラ６２、識別ユニット６４（これは永久的またはプログラム可能であり得る）、メモリユニット６６、センサーテーブル６８、サーミスターまたは温度モジュール／センサー７０、およびアナログ・デジタル変換器７２および光学フィルター７４に接続される。好適には、ＲＦＩＤ電子チップ１０の温度センサー７０は、ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール１１の任意の適用に対して正確な基準および較正点を可能とする非常に低電力で、精度の高いプログラム可能ユニットである。加えて、電子チップ１０は、電力ユニット６０用のエネルギーを蓄積するエネルギー蓄積ユニット（図示せず）を含み得る。これは、受動チップへの利用可能電力を超えるセンサーにとって重要である。装置は、特許第６，００２，３４４号に記載されるＣｌａｓｓ  ０電子チップ、Ｃｌａｓｓ  ０＋チップ、Ｃｌａｓｓ  １チップ、Ｇｅｎ−２電子チップ、または基本プラットフォームとして機能する任意の他のＲＦＩＤまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ電子チップであり得、内蔵精密温度ユニット、電圧安定化ユニット、Ａ／Ｄ変換器、およびその後本発明において記載される装置に組み込まれる少なくとも１つまたは複数のセンサーを組み込み、改良された携帯電話などの一般的な低コスト無線装置により直接読み取られることが可能な受動ＲＦＩＤ診断センサーの基盤を形成する能力を含むように改良される。受動アプローチを使用して、約１０マイクロワットの電力がＲＦＩＤチップ１０からセンサーに利用可能である。さらに、電力は、１〜５ボルトの範囲で正確に規制され、適切な電力をほとんどの診断センサーに供給することができる。
【００３６】
ＲＦＩＤ電子チップ１０は、電力を受信し、ユニット６０、６２、７２および７４により制御される、１つまたは多数の外部センサー１２に装着される。その全体において参照により本明細書に組み込まれる「テロリストまたは私的脅威の広域監視のための方法および装置」（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ  ｏｆ  ａ  Ｔｅｒｒｏｒｉｓｔ  ｏｒ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｔｈｒｅａｔ）と題された、米国特許出願第１０／３８２，６０６号に記載されるように、センサー１２および電子回路の一部は、低コストドープインクまたは導電性高分子で構成され得る。
【００３７】
図６は、ＲＦＩＤ電子チップ１０、アンテナ８、基板５５、導電性リード２８およびセンサー素子１２を含むＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール１１の別の実施形態を図示する。多数の適用、特に診断適用に対しては、少なくとも１つの基準素子１４が使用され
る。適用によっては、基準素子またはセンサーは少なくとも１つの光学シールド１６を含み得る。１つの実施形態では、シールド１６は、患者用の皮膚パッチに含まれ得る、または国家保安もしくは防衛用途に使用され得る、低コスト放射線ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュール１１に使用される放射線感受性フィルムを覆う光シールドである。１つの実施形態では、ＲＦＩＤタグと素子１４および１６の両者が放射線検出器として機能する。いくつかのタイプの放射線感受性高分子または他の薄膜材料を使用し、アンテナ基板上に直接プリントされ、非常に低コストのＲＦＩＤ受動放射線センサーを作成し得る。異なるタイプの放射線感受性材料を使用し得るので、質的および量的両方の放射線センサーが極めて低コストで生産可能である。加えて、放射線検出ダイオードは、チップ１０に直接含まれ、放射線の危険性を検出するためのさらに低コストの手段を提供し得る。
【００３８】
１つの実施形態では、センサー１２は化学センサーである。それ故、低コスト化学検出器と放射線検出器の両者が、無線ＲＦＩＤタグおよび電力ユニットを含む低コスト使い捨て基板上に含まれることが可能である。
【００３９】
図７は、使い捨て無線受動ＲＦＩＤ免疫学的分析を形成するように使い捨て流動分析と組み合わされた別のタイプの新しいＲＦＩＤセンサー技術の適用を示す。かかる分析は、電力が低コスト無線装置２により遠隔的に供給され、分析も前記装置上で、または無線リンクを介して遠隔的に行われる、使い捨てキット９０に含まれることが可能である。
【００４０】
図８は、より詳細に図７の技術を説明する。流動免疫学分析テストストリップ９０は、サンプル入力ポート９２および毛管力により分析の検体の移動を可能とする基板９４を含む。分析は、典型的にはテスト表面を流れる特定抗原用の捕捉表面として機能する固定化された抗体である、1つまたは多数のテスト領域９６を含む。かかるテストは現在では一般的に使用され、妊娠用、特定タンパク質または毒素の存在用、および連鎖球菌などの特定病原体の検出用のテストを行う。最近では、病気特有バイオマーカーの発見に伴って、より複雑なテストが利用可能になり始めている。しかしながら、かかるテストは、可視方法を使用して正確な量的結果を提供せず、それ故に、いまだに概ね、単に所定タンパク質またはバイオ検体の有無を示す「イエス」か「ノー」分析に限定されている。テストは、今や一般の人の管理下に置かれるようになるまで大幅に改良されてはいるが、所定タンパク質の有無の定量化は、極めて望ましい目標のままである。かかる定量化は今や、本発明で示されるようにＲＦＩＤまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ技術を付加することにより達成可能である。ＲＦＩＤ電子チップ１０は使い捨て装置９０上に付加され、アンテナ８またはセンサー領域３４のいずれかに向かう導電性リード２８を含む。短絡を避けるために、電極２８は、センサー領域３４を横切って流れる検体用の経路としても機能可能なプラスチックリード９８内に埋め込まれ得る。リードおよび経路のプリントは、インクジェット技術または他の同様の手段を用いて行うことができ、当業者には周知の低コスト技術である。リードはまた、プラスチック基板内に直接積層または成形され得る。他の低コストアセンブリまたは生産方法も使用され得る。
【００４１】
テスト領域９６の１つは、表面上に存在する水分の量または所定タンパク質または他の検体の有無を測定する基準テスト領域であり得る。適用によっては、結果が無線装置上で読み取られる前に表面が乾燥しなければならず、これは、基準ストリップ（単数または複数）を使用することにより自動的に行うことができる。加えて、テストがいつ分析できる状態になるか関する視覚的手がかりを備えたウィンドウ（図示せず）を使用し得る。例えば、テスト表面が乾燥しなければならないとしたら、ＲＦＩＤ免疫学分析ストリップ上に存在する水分のレベルに依存して赤から青に変化する吸湿材料を用いた単純な色変化が使用され得る。
【００４２】
この方法を使用して、多くの異なる経路およびテストが単一の使い捨てテストストリッ
プ上で同時に行われることができる。さらに、この技術は側方流動、流動もしくは固相分析、または検体が表面を横切って運ばれる任意の分析などの異なるタイプの分析に適用可能である。基盤となる個々の表面を製造する方法は当業者に周知であり、ニトロセルロースまたは他の同様の材料を含み得る。
【００４３】
図９は、センサー領域３４の詳細を示す。抗体１００は、プリントまたは側方流動分析の製造に使用される他の標準蒸着方法を使用して、基盤９４上に固定化される。検体が毛管作用によりテストストリップを横切って運ばれるので、対応する抗原１０４は抗体に付着する。かかる抗原は血液または尿中に見られるタンパク質、病原体の表面上に見られるタンパク質であり得るか、または他の生物学的分子であり得る。技術は、特定の表面対表面（ｓｕｒｆａｃｅ−ｔｏ−ｓｕｒｆａｃｅ）の相互作用を用いて任意のセンサー状況に適用可能である。１つの実施形態では、これはタンパク質に適用される。別の実施形態では、ＤＮＡまたはＲＮＡに適用される。従って、携帯電話上で直接読み取られる、使い捨て無線ＲＦＩＤセンサーＤＮＡ分析は、本出願に記載される技術で可能となる。
【００４４】
センサー領域に存在する２つの電極間の導電性を可能とするために、適用によっては、抗原１０４に特有である抗体１０６の別の層を付加することも可能である。この手法は一般的に「サンドウィッチ分析」と称され、かかる分析を行うのに異なる方法が存在する。この場合、色素を抗体へ付着させる代わりに、導電性分子１０８が付着され、センサー領域３４内に導電層を形成する。導電性分子は、導電性ナノ粒子、導電性タンパク質、タンパク質に付着する金属粒子または、導電性であるラテックスもしくは他のビーズが可能である。上記で示すように、ＤＮＡまたはＲＮＡが使用される場合は、導電性分子が直接付着され、その後対応するＤＮＡまたはＲＮＡストランドが付着されることができる。導電性分子１０８のリリースは、分析が単純で１段階処理となるように時間が決められ得る。
【００４５】
適用によっては、ストリップは測定が行われる前に洗浄され、乾燥される必要があり得る。センサーの状態は、センサーが単に水を吸収する材料からなり、それ故に測定するテスト表面全体の飽和レベルおよび状態を提供する１つ以上の基準テスト領域を使用することにより電子的に査定可能である。かかる測定は、ＲＦＩＤチップ上か携帯電話のメモリのいずれかに保存されるセンサーデータテーブルを使用した携帯電話によるか、またはインターネット上の遠隔位置または無線ネットワークを通じて利用可能な遠隔位置から正しいセンサーデータテーブルをダウンロードすることによるかで、遠隔的に行うことができる。この方法により、即座の複雑な分析が行われることができる。
【００４６】
表面領域の導電率が正確に測定できるので、使い捨て無線ＲＦＩＤ電子免疫学的分析上で量的結果が可能となる。さらに、テスト領域は非常に小さくなり、所定領域で行われるより多くのテストが提供され、それ故にコスト節約となる。１つの実施形態においては、技術は使い捨て可能な高密度ＤＮＡまたはＲＮＡチップに適用される。
【００４７】
上述の導電方法に加えて、使い捨てＲＦＩＤ免疫学分析用の基本低コスト通信および電力プラットフォームとしてＲＦＩＤまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈに依存する他の方法を使用し得る。例えば、光学手段を使用して、所定タンパク質の存在およびレベルを査定し得る。これは、所定抗体の沈着の正確な位置がわかり、光学リーダーに適合できるので、可能である。タンパク質またはＤＮＡテストを備えた使い捨て基板が、携帯電話、ＰＤＡまたは診察室のコンピュータのような装置で直接読み取り可能なＲＦＩＤ電力および通信モジュールを含むリーダー（図示せず）内に挿入される二重システムを使用し得る。
【００４８】
これは低コストで量的なので、図７〜図９で説明する技術は幅広い市場適用を有する。１つの実施形態では、国家保安に適用し、例えば所定病原体の有無を即座に確認するために防衛軍により瞬時のチェックが可能である。１つの実施形態では、技術は公衆の食品安
全に適用される。例えば、この技術を使用して、ピーナツアレルギーなどの一定のアレルギーを有する人々に対して食品において微量成分を検出することができる。１つの実施形態では、技術は、所定の病状（例えば、心臓発作）に対する医療自己テストに適用する。１つの実施形態では、技術は、前癌状態などの所定の病状に対するスクリーニングに適用する。
【００４９】
技術はまた小型化され、電力は改良されたＲＦＩＤまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ電子チップにより携帯電話などの遠隔無線処理装置へと供給され、中継される、非常に小さいセンサー領域を有するマイクロまたはナノセンサーにも適用され得る。
【００５０】
図１０は病気特有ＲＦＩＤ無線検出ストリップの製造に関する工程を示す。典型的には、ゲノミクスまたはプロテオミクスリサーチ１１１の結果、所定状態に関連する病気前または初期の病気特有バイオマーカー１１２が生成される。これらの特定マーカーが識別されると、病気特有抗体または表面レセプター１１３を隔離することができる。これらはその後、病気特有ＲＦＩＤセンサー１１４に一体化され、最終の病気特有自己内蔵テストキット１１５となる。
【００５１】
図７〜図１０で説明されるアプローチを使用して、任意の特定使い捨て無線ＲＦＩＤテストストリップが生産可能である。各ＲＦＩＤタグ１０はそれ自身の電子識別番号６４を含むので、無線装置２は関連センサーのタイプをすぐに認識して正しい分析を行うことができる。これは、所定の改良された携帯電話が必要なソフトウェア、データテーブルなどを無線リンクを介して遠隔位置からダウンロードでき、瞬時に任意の所定タイプのＲＦＩＤセンサー用の「スマート」装置となりことができるからである。さらには、多数の異なるタイプのテストが同じ使い捨て無線プラットフォーム上で即刻行われることができるので、相互検証および較正が可能である。無線リーダーの遠隔データアクセスおよび遠隔処理能力ゆえに、ここで説明される技術は、改良された携帯電話などの単一の一般的無線プラットフォームを使用した任意のタイプのＲＦＩＤセンサーに対して遍在的検出および分析を提供する。ＲＦＩＤセンサーはバッテリを使用する必要がなく、それ故に低コストである。さらに、遠隔温度監視などの適用によっては、センサーは完全に再利用可能である。
【００５２】
図１１は、単一の使い捨てＲＦＩＤセンサーチップを使用して、多数の異なる気体を同時に測定するための技術の適用を示す。アンテナ基板５５の一部として、領域１１０は、導電性リード２８を備えた複数の異なるセンサー１２で構成される。典型的には、各センサー１２は空気中に存在する化学物質に対して異なる反応が可能な異なる高分子または化学物質である。センサー１２、領域１１０およびＲＦＩＤ電子チップは同じ基板上にあるので、製造コストは非常に低く、センサー１２を含む領域１１０を含む全体部分は単一工程で組み立て可能である。
【００５３】
領域１１０は、典型的には空気に晒されて化学反応が起こることを可能とする。１つの実施形態では、センサーは所定環境をテストするためにセンサーのユーザーにより所定時間に開放可能である密封された袋（図示せず）に入れられる。
【００５４】
この「ノーズ」技術およびその適用は、全体において参照として本明細書に組み込まれる、「テロリストまたは私的脅威の広域監視のための方法および装置」（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｗｉｄｅ  Ａｒｅａ  Ｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅ
ｏｆ  ａ  Ｔｅｒｒｏｒｉｓｔ  ｏｒ  Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｔｈｒｅａｔ）と題された、係属中の特許出願米国特許出願第１０／３８２，６０６号にさらに詳細に記載される。
【００５５】
図１２は、ポイントオブケアまたは診断技術に関する本発明の別の実施形態を示す。詳
細には、これはラボオンチップ（またはＬＯＣ）技術を、図１１８に示すようにＲＦＩＤセンサー技術と組み合わせる。ラボオンチップ技術は科学的文献で十分に記載され、テスト、入力または化学的ウェル１２０のいずれかを備えた多数のマイクロ流体チャネル１２４からなる。ＲＦＩＤ電子チップ１０からの導電性リード２８が各テストウェル１２０に直接リンク可能なので、ウェル１２０における反応はＲＦＩＤ技術を使用して測定可能である。アンテナは、電子チップの別の層または装置の裏側に直接プリントまたは搭載可能である。さらには、リード２８、アンテナおよび電子チップ１０をＬＯＣチップ内に埋め込み、それにより電極または電子機器の短絡を防止することができる。ＬＯＣは複雑なサンプル分離および分析を可能とするので、この技術は、ＬＯＣテストが複雑または高価なリーダーとは独立して行われることを可能とする。携帯電話またはＰＤＡなどのかなり単純な無線装置が使用可能である。１つの実施形態では、携帯電話はまた、より複雑なＬＯＣ分析用のマイクロ流体経路１２４の分離および制御を制御する。１つの実施形態では、ＬＥＤおよび他の電子測定または検出装置がＬＯＣ−ＲＦＩＤチップに含まれる。それ故に、この技術は使い捨て可能であり、この技術により分離および混合を必要とする複雑なテストが直接公衆の管理下に置かれるのが可能となる。
【００５６】
図１３は、どのようにＬＯＣ−ＲＦＩＤセンサーユニット１１８が携帯電話などの無線装置から直接読み取られ、それによりＬＯＣリーダーの必要性を回避することができるかを示す。ＬＯＣタイプの分析の場合、データは複雑で、低コスト無線リーダーの処理能力を超え得る。この場合、分析は例えば直接無線リンクを介してアクセスすることができる遠隔コンピュータ上で遠隔的に行われることができる。例えば、携帯電話のユーザーが利用可能なアクセスにおいて集中位置に直接ダイアルが備えられる。他の通信システムも使用し得る。例えば、上記に示すように、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ装備携帯電話、ＰＤＡまたはＲＦＩＤにも互換性のある他の装置は、直接インターネットにアクセスするための内蔵手段を有し得る。
【００５７】
図１４は、ＲＦＩＤ技術とマイクロ電子機械システム（ＭＥＭＳ）センサー１４０の一体化を示す。１つの実施形態では、電電性リード２８を備えたＲＦＩＤ電子チップ１０はＭＥＭＳセンサーと直接組み合わされ、センサーに電力を供給する。１つの適用では、ＭＥＭＳセンサー１４０は共振表面１４８を含む。アンテナリード８は単に部分的に示され、典型的にはセンサー領域の部分を形成しない。この特定ケースでは、リード２８は空気に晒され、それ故に技術の適用は気体の検出により適している。但し、多数の異なるＭＥＭＳセンサー構成が可能であり、ここでは１つだけ示されている。いくつかのＭＥＭＳセンサーは典型的にはＲＦＩＤ受動チップ上で利用可能な電力より多くの電力を必要とし得るので、電子チップは電圧を上昇させる、および／またはＭＥＭＳ型センサーを読み取るのに必要な電流を蓄積するように改良され得る。または、センサーはバッテリを含み得る。
【００５８】
図１５は、食品に適用されるＲＦＩＤセンサー受動診断技術の一体化を示す。この場合、「スマートワイン」適用に、センサーユニット１０がワインコルク１５０に含まれ得る。１つの実施形態では、導電性リード２８を備えたＲＦＩＤ電子チップがコルク１５０内に直接搭載され、アンテナ（図示されず）は典型的にはボトルの外にあり、ワインボトルの上部の包装の一部を形成し得る。ユニット全体はワインボトル１５５内に挿入される。別の実施形態では、アンテナを備えたユニット全体がコルクの一部を形成する。ワインの化学的性質が変化した場合、ワインの酸性が変化するのでコルクは劣化し、これは改良された携帯電話２などの無線装置で電子的に外部から測定可能である。それ故に、購入に先立って改良された携帯電話２を使用することにより、消費者は良いワインと悪いワインをすぐに見分けることができる。このような適用は、特にかなり長い期間熟成しなければならず、温度などの多くの変化を受ける高価なワインに適切である。別の実施形態では、本明細書において記載されるＲＦＩＤタグ技術は温度モジュールとメモリを含むことができ
、ワインの全温度保存プロファイルがＲＦＩＤ受動タグ上に記録されることができ、購入に先立って携帯電話上で消費者により検索されることができる。例えば、ワインが適切に保存されなかった場合、これは消費者にわかる。ワインの温度プロファイルは、定期的な「起動」サイクルにより電子チップ上に保存することができるか、または無線リンクを介して無線装置を使用して遠隔的に保存して、遠隔データベースから直接検索することができる。他の電力および保存手段も使用し得る。このような適用は特に「高級」ワインに適している。
【００５９】
図１６は他の食品に適用される、本発明のさらに別の実施形態を示し、この場合は「スマート」チーズである。ワインのようにチーズは、消費者が知らないうちに、パッケージを開ける前に悪くなる可能性がある。この場合、チーズ１７０は少なくとも２つのセンサー１７８および１８０を備えたセンサーパッド１７６も含む電子ＲＦＩＤラベルを含む。図１６では、簡潔にするためにアンテナもＲＦＩＤ電子チップも示されていない。一方のセンサーは、チーズ１７０の水分レベルを決定するように吸湿材料で構成され得る。もう一方は、微生物作用の結果としてのチーズ１７０の熟成または劣化に関わる一定の臭いに感受性を有する、または反応する高分子であり得る。チーズ１７０が悪くなっている場合、それは典型的には水分レベルが正しくなかったか、微生物作用により品質が落ちたからである。いくつかのセンサーを使用することにより、チーズの品質の正確な査定が、ＲＦＩＤリーダー能力を備えた携帯電話２を使用して購入前に消費者により遠隔的に確かめられることができる。センサーＩＤのタイプはデータテーブルおよび携帯電話内に直接ダウンロード可能な処理指示と一致される。全体において参照により本明細書に組み込まれる、「無線周波数識別に基づく（ＲＦＩＤ）センサーネットワーク」（Ｒａｄｉｏ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｂａｓｅｄ  （ＲＦＩＤ）  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ）と題された、２００４年1月２２日に出願された米国特許出願第１０／７６１，３６２号を参照。
【００６０】
図１７は、所定食品が悪くなっているかどうかを決定するセンサー２０４を含む、一般的なプリント可能受動ＲＦＩＤ診断食品タグ技術２０２を示す。タグ２０２は典型的にはプラスチックに搭載され、基板５５上に搭載されるＲＦＩＤ電子チップ１０およびアンテナ８を含む。また、導電性リード２８も含む。１つの実施形態では、領域２０６に限定されるセンサー２０４以外の領域はすべて、プラスチックまたは保存ユニット（例えばミルクカートン）の本体に積層され、電極または導電性リード２８の短絡を避ける。それ故に、このセンサーは液体内または高レベルの水分を有する食品表面に直接含まれ得る。
【００６１】
センサーキャップ２０８はセンサー領域２０４上に蒸着される。センサーキャップ２０８は食品に特有で、食品が悪くなった場合のみ反応する化学物質を含む。例えば、センサータグは、肉そのものの表面上の肉パッケージ内に直接含まれることができる。ＲＦＩＤタグは肉そのものの上のすべての情報（値段、パッケージの日付など）を含むことができるが、この場合、消費者は微生物汚染の発生を決定することもできる。これは、センサーキャップ２０８に特定微生物による酵素作用に対して高い感受性を持たせるができるからである。所定タイプの微生物が肉の表面に存在する場合、それらは特異的にセンサーキャップ２０８を劣化させ始める。センサーキャップ２０８は典型的には耐水性であり、各タイプの微生物に対して酵素劣化を促進することになるドーピング物質を含む。これにより、電極の露出が可能となり、センサー領域２０４の表面上の導電率が変化することになる。
【００６２】
同じ原則を特定の化学的相互作用を用いて任意の状況に適用することができる。例えば、本技術はミルクカートン内に直接搭載可能である。ミルクが悪くなると、その化学的性質は変化して、化学的性質の変化は、センサーキャップ２０８に特有に反応するように調整可能である。単一のＲＦＩＤチップで多くの異なるセンサーが使用可能であり、それ故
に特定タイプの微生物の識別が可能となる。さらには、別の実施形態において、センサーキャップ２０８の厚さは異なるセンサーにおいて多様化され、それにより存在する微生物の量の査定が可能となる。より多くの微生物が存在する場合、センサーキャップ２０８はより速く劣化し、より厚いセンサーキャップ２０８が最後に劣化することになる。それ故に、この技術は、食品業界に一般的な低コスト解決策を提供し、電子ＲＦＩＤタグラベリングを非常に低コスト検出技術と組み合わせる。
【００６３】
図１８は応力に適用されるＲＦＩＤ受動センサーの診断適用を示す。本実施形態では、2つの別個の部分から構成されるＲＦＩＤ応力センサー２９５が提供される。第１の部分はＲＦＩＤタグおよびアンテナ８を含む電力および通信ユニット２９０を形成する。ユニット２９０はセンサー２６０に接続され、センサー２６０は装着点２７０を含み、典型的には剛性の取り付け台、伸縮性リード２７５および接続領域２８０を可能とする。典型的には、接続領域２８０は簡単な「プラグイン」タイプであり、ユーザーは簡単に任意のタイプの表面上にセンサーを搭載することができる。両構成要素が応力センサーユニット２９５を形成する。
【００６４】
本技術は以下のように機能する。応力センサー２９５は装着点２７０を用いてユーザによりしっかりと装着される。応力センサー２９５は、スキューまたは特別な接着剤で、可能性のある構造応力が発生し、遠隔的に測定される必要であり得る領域に装着される。典型的にはセンサー２６０は、プラスチックの薄膜（図示せず）に囲まれ得る柔軟性のある金属ストリップなどの材料の薄膜で構成される。アルミニウム、金または銅などの導電性が高く、伸長可能な任意の金属を使用することができる。領域２９０は装着されないので、応力を受けない。導電率測定は、携帯電話などの遠隔無線リーダーを介して定期的に行われ、メモリまたは遠隔データベースに保存される。改良された携帯電話またはＲＦＩＤタグリーダーなどの低コスト無線装置はセンサー近くに搭載され、定期的に応力を監視するのに使用され得る。応力が発生すると、センサー２６０は膨張する。温度基準は既知なので、ストリップの導電率または抵抗における変化が正確に測定可能である。本技術は無線であり、バッテリを有さないので、視覚的アクセスが困難または不可能である領域における長期間監視に向いている。これは、建物、橋などにおける隠れた構造上のはりだけでなく高応力の任意の領域（飛行機、家庭など）を含む。応力はまた、図１４に示すように、共振ＭＥＭＳ構造または加速度計を用いてより動的に監視され得る。圧電性材料を使用する圧縮測定、応力の結果として断線、切断するリードにおける導電率の損失など、他の多数の方法も使用し得る。例えば、「スマート」な家庭での適用には、窓への無線ＲＦＩＤセンサーの挿入など、本技術に対して幅広い市場の適用が存在する。
【００６５】
図１９Ａおよび１９Ｂは、シロアリセンサーなどＲＦＩＤ虫センサーに適用される本技術の別の適用を示す。図１９Ａでは、センサーユニット全体は、木の角材などのシロアリを高度に誘引するユニット３１０に囲まれている。ユニット３１０は構造的木製支持材に挿入される標準サイズの「プラグ」を形成することができる。ユニットは、アンテナ８、ＲＦＩＤ電子チップ１０および図１９Ｂにより詳細に示されるリードを含む。
【００６６】
図１９Ｂは、１つの実施形態における本技術の詳細を示す。導電性リード２８は、木材などのシロアリを高度に誘引する非導電性材料から作られるスペーサー３２０により分離される。シロアリが存在すると、スペーサー３２０が食べられ、電極またはリード２８を分離させているスペーサーが消失する。電極２８は、ばね（図示せず）により共に押されて得る。スペーサーが消失すると、電極はショートするので、シロアリが存在することがわかる。図１９Ｂに示すような電極が使用される場合、２９０（図１８）と同様の搭載電力ユニットが使用され得る。このタイプのセンサーには他の単純な導電性の方法が使用され得る。
【００６７】
これはバッテリを有しない低コスト無線技術なので、家などの構造的支持材などの隠れた領域に本技術を使用することができる。本技術を使用して、任意のタイプの虫の損害を遠隔的に監視することができるか、または一定酵素の存在下でのみ劣化する表面特有材料を使用して微生物などの病原体にも適用し得る。
【００６８】
図２０は、薬剤相互作用試験または任意の所定状態に対する一般的な医療自己検査用の技術の使用を示す。１つの実施形態では、薬剤３６０が飲まれた後、使い捨て無線ＲＦＩＤセンサーストリップ９０が尿サンプル３６４に入れられる。このようなストリップは、他の薬剤と組み合わせた結果一定の毒性を生じる所定薬剤に無料で提供される。ＲＦＩＤマルチプロトコルリーダー能力を備えた携帯電話２などの低コスト無線装置を使用して、複雑な薬剤相互作用試験が非常に低コストで即座に行われることができる。これは、携帯電話塔３８０への無線アクセス、インターネット３９０へのアクセスおよび遠隔保存／データ処理ユニット４００へのアクセスによって可能である。１つの実施形態では、遠隔保存／データ処理ユニット４００はコンピュータまたは電子データベースとして具現化される。従って、コンピュータ４００（以下、遠隔保存／データ処理ユニット４００はコンピュータ４００と称される）を用いて、患者は、データをコンピュータ４００にダウンロードするか、またはリンク３９２を介してコンピュータ４００上に遠隔的に保存された所定ソフトウェアおよびデータテーブルをＲＦＩＤセンサーのＩＤと一致させることにより、任意の所定のテストを行うのに必要な情報を携帯電話内にアップロードするかのいずれかが可能である。１つの実施形態では、コンピュータ４００は診察室におけるコンピュータである。別の実施形態では、コンピュータ４００は製薬会社の薬剤相互作用データベースである。さらに別の実施形態では、コンピュータ４００はあらゆるタイプのＲＦＩＤセンサー用の参照テーブルを含むコンピュータである。ＲＦＩＤは各テストを一意的に識別するので、データ、分析プロトコルおよび／またはソフトウェアの一致が保証される。本実施形態で記載される原則は薬剤試験域を十分超える。特定バイオマーカーに対する特定レセプターを備えた使い捨てＲＦＩＤテストストリップ９０を使用することにより、テストは改良された携帯電話などの無線装置を使用した患者により直接任意の病状に対して行うことができる。バイオマーカー発見がより精緻になればなるほど、一般的な無線技術は携帯電話などの低コスト無線技術を使用して、ほとんどいかなるものに対する自己診断に使用することができるようになる。かかる低コスト診断テストは、高機能実験室設備は利用不可能であるが携帯電話技術が利用可能な設定において重要となるであろう。本実施形態において記載される技術の使用は特に、高機能実験室設備が地域的に常に利用可能であるとは限らない発展途上国に適している。
【００６９】
図２１は、受動診断ＲＦＩＤセンサーの無線センサーネットワーク、無線装置、無線地理的位置、インターネット、遠隔データベースアクセス、遠隔データ保存および遠隔データ分析への一般的適用を示す。詳細には、本出願に記載されるように、受動ＲＦＩＤ診断タグ１０を使用して、任意の所定位置の任意の所定危険性４６０を識別することができる。無線タグ１０は、無線リンク４８０を介して無線装置２によって作動可能である。無線装置２内のマイクロプロセッサおよびＲＦＩＤリーダーは、全地球測位システム（ＧＰＳ）または非ＧＰＳ手段による読み取り、分析および地理的位置を含む処理機能５００を可能にする。ＧＰＳまたは非ＧＰＳ手段による読み取り、分析および地理的位置は、全体において参照により本明細書に含まれる米国特許第６，０３１０，４５４号に記載される。無線装置２は、無線リンク５１０を介して、またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどの他の既存または新たな無線通信手段により間接的に、近接した携帯電話塔または受信器３８０と通信することができる。携帯電話塔３８０は、ソフトまたはハードリンク５２０を介してインターネット３９０または無線ネットワークに、およびソフトまたはハードリンク５４０を介して少なくとも１つの遠隔コンピュータ４００にリンクされる。遠隔コンピュータ４００は、ＲＦＩＤテーブルおよび関連ソフトウェアの保存を含む機能５５０が任意の所定診断ＲＦＩＤセンサータグ１０を即座に分析することを可能とする。加えて、ソフトまたは
ハードリンク６３０を用いて、任意の遠隔無線装置６００が使用され、無線装置２を介して任意の所定ＲＦＩＤセンサータグの遠隔アクセスを可能とする機能６２０を提供し得る。
【００７０】
図２１の含意は以下の通りである。任意の所定の地理的な位置にある任意の無線装置６００は別に位置にある任意の所定ＲＦＩＤセンサー１０を検索することができる。センサー１０は複数の診断センサーであり得る。例えば、単純な適用は以下の通りである。センサー１０は第２の家に位置する温度センサーであり、パイプ上に設置されたスマートな粘着性パッチを含み得る。家の持ち主は、任意の所定位置から家の温度を遠隔的にチェックして、例えばパイプが凍結する危険性があるかどうかを決定することができる。双方向の機能性が装置２に内蔵される。すなわち、装置２は遠隔的にデータをダイアルまたは送信するようにプログラムされる、または任意の位置から任意の時間に作動されクエリーされることができる。
【００７１】
図２２は、より詳細に、図２１の機能および本発明に記載される機能を説明する。任意のＲＦＩＤ無線リーダーを使用して、互換性のあるＲＦＩＤ受動センサーを読み取ることができるが、明確な改良はマルチプロトコルリーダー（Ｇｅｎ−２有効リーダーなど）を使用することである。さらなる改良は、マルチプロトコルリーダー能力を単一のチップセット上に直接搭載することであり、最も優先的には、このチップセットは携帯電話などの一般的な無線装置のコア電子チップである。リーダー能力はまた、プラグインスマートカードの一部として、またはユニバーサルシリアルバス（またはＵＳＢ）ポートもしくは同様の便利な接続手段に接続された、またはこれらを内蔵したＲＦＩＤリーダー装置としてコンピュータ内に含まれることができる別個の電子チップ上に一体化され得る。かかる装置は、例えば、ここで説明される受動ＲＦＩＤ診断センサーの診断機能が十分に利用可能な内科医の診察室に最も有用である。加えて、ここで説明される装置は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｚｉｇｂｅｅまたは他の新たな技術と互換性を持ち得、さらなる柔軟性を可能とする。
【００７２】
消費者適用に関しては、任意の所定ＲＦＩＤタグの検索が、特別なＲＦＩＤ読み取りボタンを含む改良された携帯電話上で、またはキーパッド上の一連の既存キーを押すことにより簡単に行うことができる。所定タグが作動すると、機能７００により示されるように、リーダー装置はタグのＩＤ番号を検索することができる。リーダーは、図７０８に示すようにタグを認識し得るか、または最初は認識し得ない。新規の国際標準がＲＦＩＤセンサータグに採用されると、このような認識は標準となり、タグそのものおよび／またはリーダー２のデータテーブルのどちらかと一体化されることができる。センサータグのＩＤが認識されると、リーダー装置は、７１６に示すように前記センサーを分析するのに必要なソフトウェアおよび処理能力を有し得るか、有し得ない。ソフトウェアが利用可能であれば、分析は７４６に示すように即刻完了されることができる。しかしながら、ソフトウェアが利用可能でない場合、装置はまずそれを機能７２０を介して所定遠隔データベース４００から得なければならない。これはＲＦＩＤタグの集中データベースまたはアクセス料を払うことによってのみアクセスされる診断データベースであり得る。続いて、ＲＦＩＤセンサーのＩＤが所定クラスのセンサー（例えば、血糖センサー）と一致され、機能７３８に示すように分析のためのソフトウェアおよび／または指示がリーダー２内にダウンロードされる。装置はその後分析７４６を行うように準備される。分析が複雑で（例えば、神経網または多変量）、リーダーの処理能力を超える場合、コンピュータ４００とのさらなる通信が発生し得る。７５８に示すように、結果はその後携帯電話またはリーダー上に表示される。または、結果は遠隔的に（例えば、診察室など）表示または保存され得る。上述の経路は受動ＲＦＩＤ診断センサーに限定されない。また、それはＥＰＣタグ、他のＲＦタグまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどのセンサーおよびスマートショッピングまたは「スマート財布」などの他の無線機能も含むことができる。
【００７３】
図２３は、２つのタイプのセンサーリーダー機能の単一の無線リーダーへの一体化および、その結果得られる、任意の無線リーダーに含むことができる新しいタイプの無線チップセットを示す。装置８００を始めとして、全体において参照により組み込まれる本発明者による特許第６，０３１，４５４号および特許出願ＵＳ２００４／０１１９５９１Ａ１で説明されるように、携帯電話などの無線装置を改良して、診断センサーを含む任意の数のセンサー８１６を収容するように適合し得る。これらは典型的には、無線装置そのものに直接接続されるので「能動」センサーである。この例としては、特許出願ＵＳ２００４／０１１９５９１Ａ１に記載される人特有喘息検出器でもある携帯電話である。この能力に加えて、携帯電話などの任意の無線装置２も、本出願で説明される任意の能動または受動無線センサー４を遠隔的に検索するように改良され得る。この能力は最も優先的にはマルチプロトコル能力であり、Ｇｅｎ−２などの新たな標準、ＲＦＩＤおよびＢｌｕｅｔｏｏｔｈのための他の将来の国際標準を含む。
【００７４】
携帯電話はすでに他のマルチ機能（インターネットアクセスなど）を一体化し得る。広く採用される新たな標準は、チップセット内に直接含まれる第３世代または３Ｇ機能と称される。
【００７５】
本発明では、任意の「プラグイン」センサーおよび任意の遠隔無線センサーを読み取る能力は８５０で組み合わされ、任意の無線装置が、「プラグイン」センサーであろうが遠隔無線センサーであろうが、任意のセンサーを読み取るのを可能とする新しいマルチ機能チップセットをもたらす。最も優先的には、これらの能力はコア無線電子チップ（３Ｇチップなどの）内に含まれ、それにより無線装置の能力を拡大して、センサーの製造業者、位置または性質に関わらず任意のタイプのセンサー、ＲＦＩＤタグ、ＲＦＩＤセンサータグまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈセンサーを即座に読み取り分析する。
【００７６】
上記の実施形態において説明されるように、無線受動ＲＦＩＤセンサーは、消費者市場、防衛および国家保安、建物安全業界、医療診断業界、食品安全業界における多くの異なるタイプの診断用途に、ならびに家庭の安全用、および改良された携帯電話などの一般的な無線装置を使用した他の用途に使用可能である。本技術は消費者に、作業者に、または外部の脅威の検出に携わる、もしくは特別な医療の必要性または心配を有する任意の人に大きな利便性を提供する。
【００７７】
ここで説明される診断センサー技術はまた、ネットワークおよび国家の有事に採用されることができ、タグを付けられたアイテムは、特別な高電力リーダーを利用することにより遠隔的に（数千フィート）読み取られることができる。
【００７８】
本発明の種々の実施形態を上記で説明したが、単に例として提示され、限定ではないことを理解すべきである。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、形態および詳細において種々の変更がなされることができるのは、当業者には明らかであろう。従って、本発明の広さと範囲は上述の実施形態のいずれにも限定されるべきではなく、以下の請求項およびその同等物に従ってのみ定義されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の実施形態による使い捨て皮膚パッチに埋め込まれたＲＦＩＤタグを備えた無線周波数識別（ＲＦＩＤ）リーダーとして機能する改良された携帯電話のブロック図を描く。
【図２】本発明の実施形態による、電子チップ、センサーおよびアンテナを含むＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを有する、使い捨てで、完全に一体化された皮膚パッチのブロック図を描く。
【図３Ａ】化学的／物理的バリアを含む、図２に示すセンサーの詳細図である。
【図３Ｂ】図２に示すＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールの代替実施形態である。
【図３Ｃ】対象物から血液を採取するように適合された使い捨て皮膚パッチを図示する。
【図４】図１のパッチを読み取るように適合された改良された携帯電話で糖を監視するためのＲＦＩＤ診断システムのシステム図である。
【図５】図２の電子チップ、アンテナおよびセンサーを含むＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールの詳細なブロック図である。
【図６】ＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールのさらに別のブロック図である。
【図７】使い捨て診断流動ＲＦＩＤ免疫学分析ストリップ用ＲＦＩＤリーダーとして機能する改良された携帯電話のシステム図を描く。
【図８】図７に示す免疫学分析ストリップの詳細図である。
【図９】図８のセンサー領域の詳細図である。
【図１０】病気特有使い捨てＲＦＩＤ無線センサーを生産する方法を描く。
【図１１】本発明の実施形態によるＲＦＩＤ基板上に直接プリントされた薄膜化学センサーのアレイのブロック図を描く。
【図１２】本発明の実施形態による、ＲＦＩＤ技術のラボオンチップ（ＬＯＣ）技術との一体化を描く。
【図１３】携帯電話などの無線装置で直接読み取られる、ＲＦＩＤ技術と組み合わされた改良されたＬＯＣセンサーを描く。
【図１４】本発明の実施形態による、受動ＲＦＩＤ技術のＭＥＭＳセンサーとの一体化を描く。
【図１５】その中にＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールを備えるコルクを含むワインボトルを描く。
【図１６】本発明の実施形態によるスマートチーズセンサーを描く。
【図１７】本発明の実施形態による一般的低コストプリント可能食品特有ＲＦＩＤセンサー技術を描く。
【図１８】本発明の実施形態によるＲＦＩＤ応力センサーを描く。
【図１９Ａ】構造内の虫の侵入の検出に対するＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールの使用を図示する。
【図１９Ｂ】構造内の虫の侵入の検出に対するＲＦＩＤタグおよびセンサーモジュールの使用を図示する。
【図２０】本発明の実施形態による使い捨てＲＦＩＤ免疫学分析ストリップを用いて、尿サンプルにおいて行われる薬剤相互作用テストを示す。
【図２１】本発明の実施形態による診断受動ＲＦＩＤセンサーネットワークを示す。
【図２２】任意のＲＦＩＤリーダーが任意のＲＦＩＤタグを読み取り／検索することを可能とする識別（ＩＤ）およびソフトウェア検索方法を示す。
【図２３】単一の無線チップセット上への、受動および能動センサーリーダー能力両者の一体化を示す。
【図１】
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【図２】
2007519484.tif 000004
【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
2007519484.tif 000021
【図１８】
2007519484.tif 000022
【図１９Ａ】
2007519484.tif 000023
【図１９Ｂ】
2007519484.tif 000024
【図２０】
2007519484.tif 000025
【図２１】
2007519484.tif 000026
【図２２】
2007519484.tif 000027
【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成18年11月28日(2006.11.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
本技術は以下のように機能する。応力センサー２９５は装着点２７０を用いてユーザによりしっかりと装着される。応力センサー２９５は、スクリューまたは特別な接着剤で、可能性のある構造応力が発生し、遠隔的に測定される必要であり得る領域に装着される。典型的にはセンサー２６０は、プラスチックの薄膜（図示せず）に囲まれ得る柔軟性のある金属ストリップなどの材料の薄膜で構成される。アルミニウム、金または銅などの導電性が高く、伸長可能な任意の金属を使用することができる。領域２９０は装着されないので、応力を受けない。導電率測定は、携帯電話などの遠隔無線リーダーを介して定期的に行われ、メモリまたは遠隔データベースに保存される。改良された携帯電話またはＲＦＩＤタグリーダーなどの低コスト無線装置はセンサー近くに搭載され、定期的に応力を監視するのに使用され得る。応力が発生すると、センサー２６０は膨張する。温度基準は既知なので、ストリップの導電率または抵抗における変化が正確に測定可能である。本技術は無線であり、バッテリを有さないので、視覚的アクセスが困難または不可能である領域における長期間監視に向いている。これは、建物、橋などにおける隠れた構造上のはりだけでなく高応力の任意の領域（飛行機、家庭など）を含む。応力はまた、図１４に示すように、共振ＭＥＭＳ構造または加速度計を用いてより動的に監視され得る。圧電性材料を使用する圧縮測定、応力の結果として断線、切断するリードにおける導電率の損失など、他の多数の方法も使用し得る。例えば、「スマート」な家庭での適用には、窓への無線ＲＦＩＤセンサーの挿入など、本技術に対して幅広い市場の適用が存在する。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
消費者適用に関しては、任意の所定ＲＦＩＤタグの検索が、特別なＲＦＩＤ読み取りボタンを含む改良された携帯電話上で、またはキーパッド上の一連の既存キーを押すことにより簡単に行うことができる。所定タグが作動すると、機能７００により示されるように、リーダー装置はタグのＩＤ番号を検索することができる。リーダーは、７０８に示すようにタグを認識し得るか、または最初は認識し得ない。新規の国際標準がＲＦＩＤセンサ
ータグに採用されると、このような認識は標準となり、タグそのものおよび／またはリーダー２のデータテーブルのどちらかと一体化されることができる。センサータグのＩＤが認識されると、リーダー装置は、７１６に示すように前記センサーを分析するのに必要なソフトウェアおよび処理能力を有し得るか、有し得ない。ソフトウェアが利用可能であれば、分析は７４６に示すように即刻完了されることができる。しかしながら、ソフトウェアが利用可能でない場合、装置はまずそれを機能７２０を介して所定遠隔データベース４００から得なければならない。これはＲＦＩＤタグの集中データベースまたはアクセス料を払うことによってのみアクセスされる診断データベースであり得る。続いて、ＲＦＩＤセンサーのＩＤが所定クラスのセンサー（例えば、血糖センサー）と一致され、機能７３８に示すように分析のためのソフトウェアおよび／または指示がリーダー２内にダウンロードされる。装置はその後分析７４６を行うように準備される。分析が複雑で（例えば、神経網または多変量）、リーダーの処理能力を超える場合、コンピュータ４００とのさらなる通信が発生し得る。７５８に示すように、結果はその後携帯電話またはリーダー上に表示される。または、結果は遠隔的に（例えば、診察室など）表示または保存され得る。上述の経路は受動ＲＦＩＤ診断センサーに限定されない。また、それはＥＰＣタグ、他のＲＦタグまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈなどのセンサーおよびスマートショッピングまたは「スマート財布」などの他の無線機能も含むことができる。
【国際調査報告】
2007519484.tif 000029
2007519484.tif 000030