(57)【要約】【課題】尿のｐＨを検出するためのシステムを提供する。【解決手段】システムの非限定的な例は、患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブを含んでおり、導尿カテーテル・チューブは内部空洞を含んでいる。システムは、導尿カテーテル・チューブに接続された収集容器も含む。システムは、ｐＨ検出面および基準電極を含んでいるＦＥＴベースのｐＨ検出デバイスも含み、ｐＨ検出面および基準電極は、内部空洞に露出させた表面を有する。そのような実施形態は、対象者の生理的状態をタイムリーに検出および監視するために、有利なことに、小型化されたＦＥＴベースのｐＨセンサを使用して、リアルタイムの高感度の尿の測定を提供することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
尿のｐＨを検出するためのシステムであって、前記システムが、
患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブであって、前記導尿カテーテル・チューブが内部空洞を備えている、前記導尿カテーテル・チューブと、
前記導尿カテーテル・チューブに連通可能に結合された収集容器と、
ｐＨ検出面および基準電極を備えているトランジスタベースのｐＨ検出デバイスであって、前記ｐＨ検出面および前記基準電極が、前記内部空洞に露出させた表面を有する、前記トランジスタベースのｐＨ検出デバイスと
を備える、システム。
【請求項２】
前記トランジスタベースのｐＨ検出デバイスが信号プロセッサをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記トランジスタベースのｐＨセンサおよび前記信号プロセッサと通信する増幅器をさらに備える、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記トランジスタベースのｐＨ検出デバイスが無線送信器をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
ディスプレイをさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
第２のｐＨ検出面および第２の基準電極を備えている第２のトランジスタベースのｐＨ検出デバイスをさらに備え、前記第２のｐＨ検出面および前記第２の基準電極が、前記収集容器に露出させた表面を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記トランジスタベースのｐＨ検出デバイスがｐＨセンサ・アレイを備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記トランジスタベースのｐＨセンサが前記導尿カテーテル・チューブ内で統合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記トランジスタベースのｐＨセンサが、ソース、ドレイン、およびゲート誘電体の上に形成された酸化層をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記ｐＨ検出面が酸化ハフニウムを含む、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記トランジスタベースのｐＨセンサがＦＥＴベースのセンサである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
尿のｐＨを検出するためのシステムであって、前記システムが、
患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブであって、前記導尿カテーテル・チューブが内部空洞を備えている、前記導尿カテーテル・チューブと、
前記導尿カテーテル・チューブに連通可能に結合された収集容器と、
基準電極およびＢＪＴデバイスのベースに接続されたｐＨ検出面を備えているｐＨ検出デバイスであって、前記ＢＪＴデバイスがコレクタおよびエミッタをさらに備え、前記ｐＨ検出面および前記基準電極が、前記内部空洞に露出させた表面を有する、前記ｐＨ検出デバイスと
を備える、システム。
【請求項１３】
前記ｐＨ検出デバイスが信号プロセッサをさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記ｐＨ検出デバイスおよび前記信号プロセッサと通信する増幅器をさらに備える、請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記ｐＨ検出デバイスが無線送信器をさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
ディスプレイをさらに備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１７】
第２のｐＨ検出面および第２の基準電極を備えている第２のｐＨ検出デバイスをさらに備え、前記第２のｐＨ検出面および前記第２の基準電極が、前記収集容器に露出させた表面を有する、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１８】
前記ｐＨ検出デバイスがｐＨセンサ・アレイを備える、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１９】
前記ｐＨ検出デバイスが前記導尿カテーテル・チューブ内で統合される、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２０】
前記ｐＨ検出面がＴｉＮを含む、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２１】
前記ｐＨ検出デバイスが使い捨てである、請求項１２に記載のシステム。
【請求項２２】
尿のｐＨを検出するための方法であって、前記方法が、
カテーテル・チューブの流路内の新鮮尿に適用される前記流路内のｐＨセンサから信号を受信することであって、前記ｐＨセンサが検出面、コレクタ、および基準電極を備える、前記受信することと、
ゼロ電圧を前記コレクタに加えることと、
ゼロ電圧を前記基準電極に加えることと、
電圧を前記ｐＨセンサのエミッタに加えることと、
前記コレクタからのコレクタ電流を測定することと
を含む、方法。
【請求項２３】
尿のｐＨを検出するための方法であって、前記方法が、
ｐＨ検出装置を患者の尿と接触させて配置することであって、前記装置が、
患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブであって、前記導尿カテーテル・チューブが内部空洞を備えている、前記導尿カテーテル・チューブと、
前記導尿カテーテル・チューブに接続された収集容器と、
ｐＨ検出面および基準電極を備えているトランジスタベースのｐＨ検出デバイスであって、前記ｐＨ検出面および前記基準電極が、前記内部空洞に露出させた表面を有する、前記トランジスタベースのｐＨ検出デバイスと
を備える、前記配置することと、
前記患者のリアルタイムの尿のｐＨを決定することと
を含む、方法。
【請求項２４】
前記患者の前記リアルタイムの尿のｐＨを、患者の前の尿のｐＨと比較して、前記患者の潜在的な生理的変化を決定することと、
前記潜在的な生理的変化の前記決定をユーザ・インターフェイスに出力することと
をさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
尿のｐＨを検出するための方法であって、前記方法が、
ｐＨ検出装置を患者の尿と接触させて配置することであって、前記装置が、
患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブであって、前記導尿カテーテル・チューブが内部空洞を備えている、前記導尿カテーテル・チューブと、
前記導尿カテーテル・チューブに接続された収集容器と、
基準電極およびＢＪＴデバイスのベースに接続されたｐＨ検出面を備えているｐＨ検出デバイスであって、前記ＢＪＴデバイスがコレクタおよびエミッタをさらに備え、前記ｐＨ検出面および前記基準電極が、前記内部空洞に露出させた表面を有する、前記ｐＨ検出デバイスと
を備える、前記配置することと、
前記ｐＨ検出デバイスからの信号に基づいて前記患者のリアルタイムの尿のｐＨを決定することと
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は医療機器および方法に一般に関し、さらに詳細には、導尿カテーテルｐＨセンサおよび関連するｐＨ検出手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
健常者の体内では、ｐＨは、一連の広範な生理機構によって厳密に調整され、狭い範囲内で維持され得る。体液のｐＨにおける変化は、対象者の生理的状態における変化を示すことができる。そのようなｐＨの変化は、診断的意味および治療的意味を含んでいる可能性がある。したがって、尿のｐＨを検出することは、患者の健康状態を診断および監視することに役立つ可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
尿のｐＨの点測定は単純である場合があるが、サンプルのリアルタイムの正確なｐＨを取得することには、いくつかの問題がある。例えば、ｐＨを迅速に決定する従来の方法は、変色指示薬を含むｐＨ感知スティック（pH sensitive stick）を使用して、患者のベッド脇で実行され得る。しかし、そのような指示薬は、生理的変化に関連付けられた尿のｐＨの変化に反応するだけの十分な感度がないことがある。尿サンプルのｐＨのより高い感度は、サンプルを研究所に提出することによって達成できるが、そのような方法は、適時性に欠けることがあり、リアルタイムの患者の監視に適していない。さらに、尿内の細菌の存在に起因して、尿のｐＨが時間の経過とともに変化する可能性があるため、尿のｐＨ測定における適時性は重要であることがある。したがって、遅延を伴う尿のｐＨ分析の方法は、不正確な情報につながる可能性があり、患者の生理的状態を一貫性を持って表現しない。患者の診断および治療のためのタイムリーで高感度の尿のｐＨ測定に対する必要性が残されている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の実施形態は、尿のｐＨを検出するためのシステムを対象にする。このシステムの非限定的な例は、患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブ（urinary catheter tube）を含んでおり、この導尿カテーテル・チューブ（urine catheter tube）は内部空洞を含んでいる。このシステムは、導尿カテーテル・チューブに連通可能に結合された収集容器も含む。このシステムは、ｐＨ検出面および基準電極を含んでいるトランジスタベースのｐＨ検出デバイスも含み、これらのｐＨ検出面および基準電極は、内部空洞に露出させた表面を有する。本発明のそのような実施形態は、対象者の生理的状態をタイムリーに検出および監視するために、有利なことに、小型化されたトランジスタベースのｐＨセンサを使用して、リアルタイムの高感度の尿の測定を提供することができる。
【０００５】
本発明の実施形態は、尿のｐＨを検出するためのシステムを対象にする。このシステムの非限定的な例は、患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブを含んでおり、この導尿カテーテル・チューブは内部空洞を含んでいる。このシステムは、導尿カテーテル・チューブに連通可能に結合された収集容器も含む。このシステムは、基準電極およびＢＪＴデバイスのベースに接続されたｐＨ検出面を含んでいるｐＨ検出デバイスも含む。このＢＪＴデバイスは、コレクタおよびエミッタをさらに含む。ｐＨ検出面および基準電極は、内部空洞に露出させた表面を有する。本発明のそのような実施形態は、対象者の生理的状態をタイムリーに検出および監視するために、有利なことに、小型化されたＢＪＴベースのｐＨセンサを使用して、リアルタイムの高感度の尿の測定を提供することができる。
【０００６】
本発明の実施形態は、尿のｐＨを検出するための方法を対象にする。この方法の非限定的な例は、管内の新鮮尿に適用される、カテーテル・チューブの流路内のｐＨセンサから信号を受信することを含む。ｐＨセンサは、検出面、コレクタ、および基準電極を含む。この方法は、コレクタにゼロ電圧を加えることも含む。この方法は、基準電極にゼロ電圧を加えることも含む。この方法は、エミッタに電圧を加えることも含む。この方法は、コレクタからのコレクタ電流を測定することも含む。本発明のそのような実施形態は、カテーテル・システムにおいて尿のｐＨを決定するために、非常に感度の高いｐＨ測定を提供することができる。
【０００７】
本発明の実施形態は、尿のｐＨを検出するための方法を対象にする。この方法の非限定的な例は、ｐＨ検出装置を患者の尿と接触させて配置することを含む。この装置は、患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブを含むことができる。導尿カテーテル・チューブは、内部空洞を含む。この装置は、導尿カテーテル・チューブに接続された収集容器を含むこともできる。この装置は、ｐＨ検出面および基準電極を含んでいるトランジスタベースのｐＨ検出デバイスを含むこともできる。ｐＨ検出面および基準電極は、内部空洞に露出させた表面を有する。本発明のそのような実施形態は、カテーテル・システムにおいて尿のｐＨを決定するために、非常に感度の高いｐＨ測定を提供することができる。
【０００８】
本発明の実施形態は、尿のｐＨを検出するための方法を対象にする。この方法の非限定的な例は、ｐＨ検出装置を患者の尿と接触させて配置することを含む。この装置は、患者の膀胱に挿入するための導尿カテーテル・チューブを含む。導尿カテーテル・チューブは、内部空洞を含む。この装置は、導尿カテーテル・チューブに接続された収集容器も含む。この装置は、基準電極およびＢＪＴデバイスのベースに接続されたｐＨ検出面を含んでいるｐＨ検出デバイスも含む。このＢＪＴデバイスは、コレクタおよびエミッタをさらに含む。ｐＨ検出面および基準電極は、内部空洞に露出させた表面を有する。この方法は、患者のリアルタイムの尿のｐＨを決定することも含む。本発明のそのような実施形態は、対象者の生理的状態をタイムリーに検出および監視するために、有利なことに、小型化されたＢＪＴベースのｐＨセンサを使用して、リアルタイムの高感度の尿の測定を提供することができる。
【０００９】
その他の技術的特徴および利点が、本発明の技術によって実現される。本発明の実施形態および態様は、本明細書において詳細に説明され、請求される主題の一部と見なされる。さらに良く理解するために、詳細な説明および図面を参照されたい。
【００１０】
本明細書に記載された専有権の詳細は、本明細書の最後にある特許請求の範囲において詳細に指摘され、明確に請求される。本発明の各実施形態の前述およびその他の特徴と長所は、添付の図面と併せて行われる以下の詳細な説明から明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の１つまたは複数の実施形態によって処理システムの一例を示すブロック図である。
【図２】本発明の１つまたは複数の実施形態によるシステムの例を示す図である。
【図３】本発明の１つまたは複数の実施形態によるシステムの例を示す図である。
【図４】本発明の１つまたは複数の実施形態によるシステムの例を示す図である。
【図５】本発明の１つまたは複数の実施形態によるシステムの例の、溶液の電圧とドレイン電流を示すグラフである。
【図６】本発明の１つまたは複数の実施形態によるシステムの例を示す図である。
【図７】本発明の１つまたは複数の実施形態によるシステムの例を示す図である。
【図８】本発明の１つまたは複数の実施形態による方法の例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書に示された図は実例である。本発明の思想から逸脱することなく、本明細書に記載された図または処理の多くの変形が存在することが可能である。例えば、動作は異なる順序で実行されることが可能であり、あるいは動作は追加、削除、または変更されることが可能である。また、「結合される」という用語およびその変形は、２つの要素間に通信経路が存在することを表しており、それらの要素間に要素／接続が介在しない要素間の直接的接続を意味していない。これらのすべての変形は、本明細書の一部であると見なされる。
【００１３】
添付の図および記載された実施形態に関する以下の詳細な説明では、図に示されたさまざまな要素が、２桁または３桁の参照番号付きで提供されている。わずかな例外を除いて、各参照番号の左端の数字は、その要素が最初に示された図に対応している。
【００１４】
本明細書では、関連する図面を参照して、本発明のさまざまな実施形態が説明される。本発明の範囲を逸脱することなく、本発明の代替の実施形態を考案することができる。以下の説明および図面において、要素間のさまざまな接続および位置関係（例えば、上、下、隣接など）が示される。それらの接続または位置関係あるいはその両方は、特に規定されない限り、直接的または間接的であることができ、本発明はこの点において限定するよう意図されていない。したがって、各実体の結合は、直接的結合または間接的結合を指すことができ、各実体間の位置関係は、直接的位置関係または間接的位置関係であることができる。さらに、本明細書に記載されたさまざまな作業および工程段階は、本明細書に詳細に記載されない追加の段階または機能を含んでいるさらに包括的な手順または工程に組み込まれ得る。
【００１５】
以下の定義および略称が、特許請求の範囲および本明細書の解釈に使用される。本明細書において使用されているように、「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」、「含有する」、「含有している」という用語、またはこれらの任意のその他の変形は、非排他的包含をカバーするよう意図されている。例えば、要素のリストを含んでいる組成、混合、工程、方法、製品、または装置は、それらの要素のみに必ずしも限定されず、明示されていないか、またはそのような組成、混合、工程、方法、製品、または装置に固有の、その他の要素を含むことができる。
【００１６】
さらに、「例」という用語は、本明細書では「例、事例、または実例としての役割を果たす」ことを意味するために使用される。「例」として本明細書に記載された実施形態または設計は、必ずしも他の実施形態または設計よりも好ましいか、または有利であるとは解釈されない。「少なくとも１つ」または「１つまたは複数」という用語は、１以上の任意の整数（すなわち、１、２、３、４など）を含むことができる。「複数」という用語は、２以上の任意の整数（すなわち、２、３、４、５など）を含むことができる。「接続」という用語は、間接的「接続」および直接的「接続」の両方を含むことができる。
【００１７】
「約」、「実質的に」、「近似的に」、およびこれらの変形の用語は、本願書の出願時に使用できる機器に基づいて、特定の量の測定に関連付けられた誤差の程度を含むよう意図されている。例えば、「約」は、特定の値の±８％または５％、あるいは２％の範囲を含むことができる。
【００１８】
簡潔さの目的で、本発明の態様の作成および使用に関連する従来手法は、本明細書に詳細に記載されることもあれば、記載されないこともある。特に、本明細書に記載されたさまざまな技術的特徴を実装するためのコンピューティング・システムおよび特定のコンピュータ・プログラムのさまざまな態様は、よく知られている。したがって、簡潔さのために、多くの従来の実装に関する詳細は、本明細書では、既知のシステムまたは工程あるいはその両方の詳細を提供することなく、簡潔にのみ述べられるか、または全体的に省略される。
【００１９】
さらに、半導体デバイスおよび集積回路（ＩＣ：integrated circuit）の製造に関連する従来手法は、本明細書において詳細に記載されることもあれば、記載されないこともある。さらに、本明細書に記載されたさまざまな作業および工程段階は、本明細書に詳細に記載されない追加の段階または機能を含んでいるさらに包括的な手順または工程に組み込まれ得る。特に、半導体デバイスおよび半導体ベースのＩＣの製造におけるさまざまな段階はよく知られているため、簡潔さのために、多くの従来の段階は、本明細書では、既知の工程の詳細を提供することなく、簡潔にのみ述べられるか、または全体的に省略される。
【００２０】
「下」、「下方」、「上」、「上方」などの空間的に相対的な用語は、各図で示されているように、ある要素または特徴の別の要素または特徴に対する関係の説明を容易にするために本明細書において使用され得る。空間的に相対的な用語は、各図に示された方向に加えて、使用中または操作中のデバイスの異なる方向を包含することが意図されていると理解されるであろう。例えば、図内のデバイスが反転した場合、他の要素または特徴の「下」にあると説明された要素は、他の要素または特徴の「上」に向いている。したがって、「下」という用語は、上および下の両方の方向を包含することができる。デバイスを、上下以外の方向（９０度の回転またはその他の方向）に向けることができ、それに応じて、本明細書で使用された空間的に相対的な記述を解釈することができる。
【００２１】
ここで、さらに具体的に本発明の態様に関連する技術の概要について説明すると、尿のｐＨは、重要な臨床測定であることがある。例えば、異常な尿のｐＨは、さまざまな原因から生じる腎機能不全または全身の酸塩基異常から発生する可能性がある。例えば、中毒、呼吸の問題、尿路感染、組織への灌流障害、および糖尿病などの代謝異常は、すべて異常な尿のｐＨにつながる可能性がある。場合によっては、投薬管理によって尿のｐＨを増加させることは、治療法の一環であることがある。したがって、対象者の尿の正確でタイムリーなｐＨ測定は、医療診断および治療の過程において有力な情報を提供することができる。
【００２２】
ｐＨ測定は、場合によっては、簡単に実行可能であるが、個人の尿のタイムリーで正確なｐＨの監視には、いくつかの問題が生じる可能性がある。例えば、ベッド脇でのｐＨ監視であっても、例えばリトマス試験によるｐＨ監視は、尿のｐＨにおける分刻みのｐＨの変化を考慮することができず、感度が不足していることがある。高精度かつ高感度のｐＨ測定は、尿サンプルをｐＨ測定の研究所に送付することによって得ることができるが、それにもかかわらず、そのような方法は、生理的状態を正確に表すことに失敗することがある。例えば、時間の経過に伴う尿内の微生物の増殖に起因する尿の組成における変化は、ｐＨにおける変化を引き起こす可能性があり、そのようなｐＨは、体内の尿のｐＨを反映しなくなる。加えて、尿収集室内で時間をかけて尿を収集したときに生じるｐＨを監視する方法は、尿が尿容器に到達する前に尿を監視しない程度に、尿における分刻みの変化を考慮することができず、さらに、尿のｐＨがすでに収集された尿によって変化する可能性があるため、分刻みの変化を考慮することができない。
【００２３】
尿のｐＨのタイムリーで正確な監視を提供する必要性が残されている。さらに、尿が患者の体から排出される前、または排出された直後の、尿がすでに収集された尿と混合する前に、尿のｐＨの継続的または断続的なリアルタイムの監視を提供する必要性も残されている。
【００２４】
ここで本発明の態様の概要について説明すると、本発明の１つまたは複数の実施形態は、ベッド脇でのｐＨ監視のための高感度のｐＨセンサを含んでいるカテーテル・システムを提供することによって、従来方法の前述の欠点に対処する。本発明の実施形態は、リアルタイムでｐＨ測定を提供するために、カテーテル・システム内（カテーテル・チューブ内など）にｐＨセンサを含む。例えば、カテーテル・チューブ内でｐＨセンサを提供することによって、ｐＨの読み取りを瞬間的かつ高感度にすることができ、研究所での試験の必要性をなくし、例えば収集容器内の、前の尿サンプルとの混合を防ぐ。
【００２５】
タイムリーなｐＨ測定は、試験前の長期間にわたって存在することが許されていた尿サンプル内の細菌の増殖から生じるアーチファクトを含まない、患者の健康状態に関する堅牢な情報を医療専門家に提供することができる。
【００２６】
本発明の前述の態様は、導尿カテーテル、または患者の体から尿を排出するために使用されるその他の排液管に埋め込まれたか、または接続された小型ｐＨセンサを含むことによって、従来方法の欠点に対処する。本明細書で使用されているように、「導尿カテーテル」は、体に挿入することによって体から尿を排出するために使用され、体外への排水口を有する排液管を含むと理解される。本発明の一部の実施形態では、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ：field effect transistor）ベースのｐＨセンサが導尿カテーテル・システム内に含められる。本発明の一部の実施形態では、バイポーラ接合トランジスタ（ＢＪＴ：bipolar junction transistor）ベースのｐＨセンサが導尿カテーテル・システム内に含められる。
【００２７】
図１を参照すると、本明細書における内容を実装するための処理システム１００の実施形態が示されている。この実施形態では、システム１００は、１つまたは複数の中央処理装置（プロセッサ）１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃなど（総称して、または一般的に、プロセッサ１０１として参照される）を含む。一実施形態では、各プロセッサ１０１は、縮小命令セット・コンピュータ（ＲＩＳＣ：reduced instruction set computer）マイクロプロセッサを含むことができる。プロセッサ１０１は、システム・バス１１３を介して、システム・メモリ１１４およびさまざまなその他のコンポーネントに結合される。読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：Read only memory）１０２は、システム・バス１１３に結合され、システム１００の特定の基本機能を制御する基本入出力システム（ＢＩＯＳ：basic input/output system）を含むことができる。
【００２８】
図１は、システム・バス１１３に結合された入出力（Ｉ／Ｏ：input/output）アダプタ１０７およびネットワーク・アダプタ１０６をさらに示している。Ｉ／Ｏアダプタ１０７は、ハード・ディスク１０３またはテープ・ストレージ・デバイス１０５あるいはその両方、あるいは任意のその他の類似するコンポーネントと通信する小型コンピュータ・システム・インターフェイス（ＳＣＳＩ：small computer system interface）アダプタであることができる。Ｉ／Ｏアダプタ１０７、ハード・ディスク１０３、およびテープ・ストレージ・デバイス１０５は、本明細書では、総称してマス・ストレージ１０４として参照される。処理システム１００上で実行するためのオペレーティング・システム１２０は、マス・ストレージ１０４に記憶され得る。ネットワーク・アダプタ１０６は、バス１１３を外部ネットワーク１１６と相互接続し、データ処理システム１００が他のそのようなシステムと通信できるようにする。画面（例えば、表示モニタ）１１５は、ディスプレイ・アダプタ１１２によってシステム・バス１１３に接続され、ディスプレイ・アダプタ１１２は、グラフィックス重視のアプリケーションおよびビデオ・コントローラの性能を向上させるために、グラフィックス・アダプタを含むことができる。一実施形態では、アダプタ１０７、１０６、および１１２は、１つまたは複数のＩ／Ｏバスに接続されることが可能であり、Ｉ／Ｏバスは、中間バス・ブリッジ（図示せず）を介してシステム・バス１１３に接続される。ハード・ディスク・コントローラ、ネットワーク・アダプタ、およびグラフィックス・アダプタなどの周辺機器を接続するのに適したＩ／Ｏバスは、通常、ＰＣＩ（Peripheral Component Interconnect）などの一般的なプロトコルを含む。ユーザ・インターフェイス・アダプタ１０８およびディスプレイ・アダプタ１１２を介してシステム・バス１１３に接続されているように、その他の入出力デバイスが示されている。キーボード１０９、マウス１１０、およびスピーカ１１１は、すべてユーザ・インターフェイス・アダプタ１０８を介してバス１１３に相互接続されており、例えばユーザ・インターフェイス・アダプタ１０８は、複数のデバイス・アダプタを１つの集積回路に統合するスーパーＩ／Ｏチップを含むことができる。
【００２９】
本発明の実施形態例では、処理システム１００は、グラフィックス・プロセッシング・ユニット１３０を含む。グラフィックス・プロセッシング・ユニット１３０は、ディスプレイへの出力を対象にしたフレーム・バッファ内の画像の作成を高速化するためにメモリを操作して変更するように設計された特殊な電子回路である。一般に、グラフィックス・プロセッシング・ユニット１３０は、コンピュータ・グラフィックスおよび画像処理の操作では非常に効率的であり、データの大きいブロックの処理が並列に実行されるアルゴリズムに関して汎用ＣＰＵよりも効果的にする高度な並列構造を有する。
【００３０】
したがって、図１で構成されているように、システム１００は、プロセッサ１０１の形態での処理能力と、システム・メモリ１１４およびマス・ストレージ１０４を含んでいるストレージ能力と、キーボード１０９およびマウス１１０などの入力手段と、スピーカ１１１およびディスプレイ１１５を含んでいる出力能力とを含む。一実施形態では、システム・メモリ１１４およびマス・ストレージ１０４の一部は共に、図１に示されたさまざまなコンポーネントの機能を調整するために、ＩＢＭ社のＡＩＸ（登録商標）オペレーティング・システムなどのオペレーティング・システムを記憶する。
【００３１】
ここで本発明の態様をより詳細に説明すると、図２は、本発明の実施形態に従って尿のｐＨ検出システムを示している。図２に示されるように、システム２００は導尿カテーテル・チューブ２０６およびｐＨ検出デバイス２０４を含んでいる。本発明の一部の実施形態では、導尿カテーテル・チューブ２０６は、システムの末端で収集容器２１０を含んでいる。導尿カテーテル２０６は、示されているように、尿道２０２を通って膀胱２０８に挿入され得る。ｐＨ検出デバイス２０４は、導尿カテーテル・チューブ２０６によって排出された尿が収集容器２１０に向かう途中でｐＨ検出デバイス２０４に接触できるように、導尿カテーテル・チューブ２０６に取り付けられるか、または統合される。したがって、そのようなシステムは、有利なことに、尿が体から排出される前、および尿が前の尿サンプルと混合する可能性が生じる前に、尿のタイムリーなｐＨ測定を提供することができる。
【００３２】
本発明の一部の実施形態（図２には示されていない）では、オプションの追加ｐＨセンサが、収集容器２１０内で尿と接触して配置され得るように、収集容器２１０内に含まれ得る。収集容器２１０内でｐＨを測定し、その測定結果をカテーテル内にあるセンサによって測定されたｐＨと比較することによって、尿のｐＨ以外の生理的情報がさらに決定され得る。例えば、収集容器２１０内の時間の経過に伴うｐＨの変化を測定し、その測定結果を導尿カテーテル２０６の上または内部に含まれるｐＨセンサ２０４によって測定されたｐＨと比較することによって、尿の体積内に存在する細菌の数が推測され得る。
【００３３】
本発明の一部の実施形態では、ｐＨ検出デバイス２０４が導尿カテーテル・チューブ２０６内で統合される。本発明の一部の実施形態では、ｐＨ検出デバイス２０４が取り外し可能であるか、または取り外し可能なコンポーネントを含む。例えば、ｐＨ検出デバイス２０４は、取り外し可能なｐＨセンサまたは取り外し可能なワイヤを含むことができるか、または外部デバイス（コンピュータまたはスマート・デバイスなど）と無線で通信することができるか、あるいはその両方を行うことができる。
【００３４】
図３は、本発明の一部の実施形態に従って尿のｐＨを測定するためのシステム３００の例を示している。システム３００は、ｐＨセンサ３０６を含むことができる。ｐＨセンサ３０６は、例えば、ＦＥＴベースのｐＨセンサまたはＢＪＴベースのｐＨセンサを含むことができる。システム３００は、ｐＨセンサ３０６と通信する信号プロセッサ３０４を含むこともできる。信号プロセッサ３０４は、必要に応じて、増幅器（図３に示されていない）を介してｐＨセンサ３０６に接続され得る。本発明の一部の実施形態では、検出信号は、ｐＨセンサ３０６によって生成され、信号プロセッサ３０４によって処理され、外部デバイス３１０に送信され得る。外部デバイス３１０は、必要に応じて、例えばさらに分析および記録するためのｐＨ分析モジュール３１４と、ディスプレイ３１２などのユーザ・インターフェイスとを含むことができる。
【００３５】
本発明の一部の実施形態では、ｐＨセンサ３０６は、センサの少なくとも一部が流れている尿と接触できるように、カテーテルの内腔またはカテーテルの壁の内部に埋め込まれた、使い捨てセンサである。本発明の一部の実施形態では、電源、マイクロプロセッサ、および無線送信器／受信器を含んでいる制御ユニットが、無線で、または取り外し可能なワイヤなどのワイヤで、ｐＨセンサ３０６に接続され得る。本発明の一部の実施形態では、再利用可能な制御ユニットが含まれる。再利用可能な制御ユニットは、ｐＨセンサとの通信を維持するように、ｐＨセンサ３０６に近接して置かれ得る。本発明の一部の実施形態では、制御ユニットは、カテーテルの外面（使用時には体の外側）に固定される。
【００３６】
本発明の一部の実施形態では、システムは１つまたは複数のＦＥＴベースのｐＨセンサを含む。ＦＥＴベースのｐＨセンサは、個別に、またはアレイ内で提供され得る。
【００３７】
図４は、本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、ＦＥＴベースのｐＨセンサのアレイ４００の例を示している。アレイ４００は、複数のＦＥＴベースのｐＨセンサ４１６を含んでおり、ＦＥＴベースのｐＨセンサ４１６はそれぞれ、ＦＥＴシリコン基板４０６ならびにソース４０２およびドレイン４０４を含むことができる。ＦＥＴシリコン基板４０６は、シリコンまたはドープ・シリコンを含むことができ、例えば、基板４０６は、低濃度ドープのｐ型シリコンを含んでいるシリコン・オン・インシュレータ（ＳＯＩ：silicon-on-insulator）ウエハを含むことができる。ＦＥＴ−ｐＨセンサ４１６は、酸化層４１０を含むことができる。ＦＥＴ−ｐＨセンサ４１６は、ＦＥＴシリコン基板４０６の上にゲート誘電体４２０を含んでいる。ＦＥＴベースのｐＨセンサのアレイ４００は、基準電極４１８を含んでいる。基準電極４１８は、例えば、塩化銀を含むことができる。ｐＨ検出面４１２を含んでいるゲート４０８は、酸化層４１０の内部または上部に埋め込まれ得る。
【００３８】
ｐＨ検出面４１２および基準電極４１８はそれぞれ、例えば導尿カテーテル・チューブの流路内または収集容器内で尿４１４と接触させて配置できるように、外部からＦＥＴベースのｐＨセンサ４１６を利用可能にする表面を有することができる。図４は、尿４１４がｐＨ検出面４１２および基準電極４１８と接触して配置される実施形態を示している。
【００３９】
ソース４０２およびドレイン４０４は、ＦＥＴデバイス内のそのようなコンポーネントに従来から使用されている材料で構成されることが可能であり、従来方法によって形成されることが可能である。ソース４０２およびドレイン４０４は、ゲート４０８の両側に形成される。例えば、ソース４０２およびドレイン４０４は、結晶層をＦＥＴ基板４０６上に堆積させるためのエピタキシャル成長工程を使用して形成され得る。エピタキシャル・シリコン、シリコン・ゲルマニウム、または炭素ドープ・シリコン（Ｓｉ：Ｃ：carbon doped silicon）、あるいはこれらの組み合わせは、ドーパントまたは不純物を追加することによって堆積中にドープされ、シリサイドを形成することができる。エピタキシャル・ソース／ドレインは、トランジスタの種類に応じて、ｎ型ドーパントまたはｐ型ドーパントを使用してドープされ得る。本発明の一部の実施形態では、ソース４０２およびドレイン４０４は、ホウ素が高濃度にドープされたソースおよびドレインの領域を含む。あるいは、ソース／ドレイン４０２／４０４は、ドーパントを基板４０６に取り込むことによって形成され得る。
【００４０】
酸化層４１０は、ソース４０２、ドレイン４０４、およびゲート誘電体４２０の上、ならびにゲート４０８の周囲に形成され得る。酸化層４１０は、例えば、低誘電率の誘電酸化物（low-k dielectric oxide）を含むことができる。本発明の一部の実施形態では、酸化層４１０は、オルト珪酸テトラエチル（ＴＥＯＳ：tetra-ethyl orthosilicate）酸化物を含む。
【００４１】
ゲート４０８およびｐＨ検出面４１２は、同じ材料または異なる材料であることができ、ｐＨに敏感な任意の絶縁材料を含むことができる。本発明の一部の実施形態では、ゲート４０８およびｐＨ検出面４１２は、同じ材料である。ｐＨ検出面４１２は、ｐＨに敏感な材料を含む。本発明の一部の実施形態では、ゲートまたはｐＨ検出面あるいはその両方は、二酸化ハフニウム（ＨｆＯ２）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化タングステン、窒化チタン（ＴｉＮ）、またはこれらの組み合わせを含む。本発明の一部の実施形態では、ｐＨ検出面４１２（ゲートの外面）は、尿の局所的ｐＨを決定する。本発明の一部の実施形態では、ｐＨ検出面４１２は、ＨｆＯ２またはＴｉＮで構成される。
【００４２】
ｐＨ検出面４１２は、例えば針の形状を含む、任意の形状を有することができる。検出面は、約５〜約１５ミクロン（μｍ）（例えば、約５〜約１０μｍまたは約５〜約８μｍ）の長さまたは直径を有することができる。
【００４３】
ＦＥＴベースのｐＨセンサによるｐＨの検出は、既知の方法に従って実行され得る。動作中において、本発明の一部の実施形態によれば、検出信号はドレイン電流ＩＤである。測定は、例えば、ゲート電圧に等しい基準電極電圧を設定し、ドレイン電圧を小さい電圧（例えば、｜３０ｍＶ｜）に設定し、ソース電圧を０Ｖに設定することによって、行われ得る。シリコン基板は、裏面で０Ｖに設定され得る。ＦＥＴベースのｐＨセンサを含んでいるデバイスは、例えば検出面および基準電極が液体にさらされるように、尿、あるいは基準液または標準液を含む溶液に適用され得る。ドレイン電流の測定が実行され、局所的ｐＨの決定に使用され得る。
【００４４】
本発明の一部の実施形態では、ＦＥＴベースのｐＨセンサを含んでいる装置は、電圧およびｐＨに対する検出信号の依存関係を決定するように較正され得る。較正後に、ドレイン電流が固定電圧で測定され、測定結果からｐＨが計算され得る。
【００４５】
図５は、本発明の実施形態で使用するためのＦＥＴベースのｐＨセンサの例の、ドレイン電流（ＩＤ）とゲート電圧ＶＳＯＬを示すグラフである。図５は、ゲート電圧およびｐＨに対する検出信号（ＩＤ）の依存関係を示している。５、６、および８の既知のｐＨ値を有する１００ｍＭの濃度のリン酸緩衝液などの緩衝液を、本発明の実施形態で使用するためのＦＥＴベースのｐＨセンサなどの、ＦＥＴベースのｐＨセンサに適用することができる。ゲート電圧ＶＳＯＬに対してＩＤを測定し、プロットすることができる。図５は、ｐＨごとの４２ｍＶ単位の電圧（voltage per pH unit of 42 mV）で、ＦＥＴベースのｐＨセンサを示している。
【００４６】
本発明の一部の実施形態では、較正結果が、尿のｐＨを決定するために使用される。例えば、適用される固定電圧は、１つまたは複数のＦＥＴベースのｐＨセンサまたはＦＥＴベースのｐＨセンサのアレイを含んでいるシステムに適用されることが可能であり、検出信号（ＩＤ）は、リアルタイムで測定されることが可能である。較正結果を使用して、検出信号からｐＨを迅速に計算できる。
【００４７】
本発明の一部の実施形態では、システムは１つまたは複数のＢＪＴベースのｐＨセンサを含む。ＢＪＴベースのｐＨセンサは、個別に、またはアレイ内で提供され得る。
【００４８】
図６は、本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、導尿カテーテル・システムで使用するためのＢＪＴベースのｐＨセンサ６００の例を示している。ＢＪＴ−ｐＨセンサ６００は、シリコン基板６０４およびシリコン基板６０４の上に置かれたコレクタ６０６を含んでいる。ＢＪＴ−ｐＨセンサ６００は、コレクタ６０６の上に形成されたベース６１６も含んでいる。エミッタ６１２は、ベース６１６の上に形成され得る。
【００４９】
ＢＪＴ−ｐＨセンサ６００は、ＮＰＮ型ＢＪＴデバイスまたはＰＮＰ型ＢＪＴデバイスであることができる。材料およびドーパントの極性の選択は、ＢＪＴ−ｐＨセンサがＮＰＮ型またはＰＮＰ型のいずれであるかに応じて、変えることができる。例えば、ＮＰＮ  ＢＪＴは、高濃度ドープのｎ型エミッタ６１２、ｐ型ドープのベース６１６、およびｐ型ドープのコレクタ６０６を含むことができる。本発明の一部の実施形態では、ＢＪＴ−ｐＨセンサ６００は、例えば高濃度ドープのｐ型エミッタ６１２、ｎ型ドープのベース６１６、およびｎ型ドープのコレクタ６０６を含んでいる、ＰＮＰ型である。
【００５０】
シリコン基板６０４は、シリコンまたはドープ・シリコンを含むことができる。例えば、基板６０４は、ドープされていないシリコン、ｐ型ドープ・シリコン、またはｎ型ドープ・シリコンを含むことができる。
【００５１】
コレクタ６０６は、例えばドープ・シリコンまたは高濃度ドープ・シリコン（すなわち、ドープされるか、またはドープされないことがある基板６０４よりも高濃度にドープされる）を含んでいる、シリコンを含むことができる。ドーパントの極性は、基板６０４の極性の反対の極性であることができる。例えば、基板６０４がｐ型ドープ・シリコンを含んでいる場合、コレクタは、ｎ型高濃度ドープ・シリコンを含むことができる。本発明の一部の実施形態では、コレクタ６０６は、ｎ型高濃度ドープのガリウムヒ素（ＧａＡｓ）を含む。
【００５２】
ベース６１６は、コレクタ６０６の上に形成され得る。ベース６１６は、例えば、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）などのドープ・シリコンを含むことができる。本発明の一部の実施形態では、シリコン・ゲルマニウムは、ドープされるか、または高濃度にドープされる（すなわち、基板６０４よりも高濃度にドープされる）。ドーパントの極性は、コレクタ６０６の極性の反対の極性であることができる。例えば、コレクタ６０６がｎ型ドープ・シリコンまたはｎ型高濃度ドープ・シリコンを含んでいる場合、ベース６１６は、ｐ型ドープ・シリコン・ゲルマニウムまたはｐ型高濃度ドープ・シリコン・ゲルマニウムを含むことができる。
【００５３】
エミッタ６１２は、ベース６１６の上に形成されることが可能であり、例えば、シリコン、ポリシリコン、またはガリウムヒ素を含むことができる。エミッタ６１２は、非常に高濃度にドープされた（すなわち、コレクタ６０６またはベース６１６よりも高濃度にドープされた）ポリシリコンを含むことができる。
【００５４】
図６にさらに示されているように、本発明の１つまたは複数の実施形態において、ＢＪＴ−ｐＨセンサ６００は、基準電極６０８および検出面６０２を含んでいる。基準電極６０８は、例えば、塩化銀の基準電極を含むことができる。検出面６０２および基準電極６０８は、尿６１４、生理食塩水、または緩衝液などの液体に接触させて配置できるように、外部からＢＪＴ−ｐＨセンサを利用可能にする表面を有することができる。本発明の一部の実施形態では、本発明の１つまたは複数の実施形態に従ってＢＪＴ−ｐＨセンサがカテーテル・システムに含まれている場合、検出面６０２は、尿に反応しやすくなる。ベース６１６は、金属線６１８を介して検出面６０２に電気的に接続され得る。金属線６１８は、タングステン・ワイヤなどの導電性金属ワイヤであることができる。
【００５５】
検出面６０２は、酸化層６１０の上に置かれるか、または酸化層６１０内に埋め込まれる。検出面６０２および基準電極６０８はそれぞれ、例えばカテーテルの流路内または収集容器内に、尿のｐＨ測定用の利用可能な表面を有する。酸化層６１０は、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ハフニウム、およびこれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない、半導体デバイス内の絶縁に使用できる任意の酸化物系誘電体または絶縁材料で構成され得る。
【００５６】
検出面６０２は、例えば針の形状を含む、任意の形状を有することができる。検出面は、約５〜約１５μｍ（例えば、約５〜約１０μｍまたは約５〜約８μｍ）の長さまたは直径を有することができる。検出面６０２は、平面的であるか、または３次元形状を有することができる。
【００５７】
本発明の一部の実施形態では、検出面６０２は、導電性窒化チタン（ＴｉＮ）を含む。検出面６０２は、ｐＨに敏感な任意の導電材料で構成され得る。本発明の一部の実施形態では、例えば、検出面６０２は、金属線６１８の上にスパッタリング蒸着されたＴｉＮ膜を含む。検出面６０２は、本発明の一部の実施形態では、プラチナ、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、導電性カーボン、またはこれらの組み合わせを含むことができる。
【００５８】
本発明の一部の実施形態では、尿のｐＨ検出システムは、複数のＢＪＴ−ｐＨセンサを含み、各ＢＪＴ−ｐＨセンサは、１つの検出面を含む。本発明の一部の実施形態では、外科手術装置が、ＢＪＴ−ｐＨセンサ・アレイを含む。
【００５９】
図７は、本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、尿のｐＨの検出に使用するためのｐＨセンサ・アレイ７００の一部の側面断面図を示している。アレイ７００は、複数の検出面６０２を含んでいる。複数の検出面はそれぞれ、金属線６１８に接続され得る。複数の検出面６０２および金属線６１８は、検出面６０２がカテーテル・システム内の尿などの液体に反応しやすくすることができる表面を有するように、酸化層６１０内に埋め込まれ得る。アレイ７００は、基準電極６０８を含んでいる。本発明の一部の実施形態では、アレイ７００は、１つの基準電極６０８を含む。本発明の一部の実施形態では、図７には示されていないが、アレイ７００は複数の基準電極６０８を含む。
【００６０】
ｐＨセンサ・アレイ７００は、本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、ＢＪＴ−ｐＨセンサ６００に含まれている各コンポーネントなどの、その他のコンポーネントを含むことができる。例えば、複数の検出面６０２はそれぞれ、複数の金属線６１８を介して、１つまたは複数のベース６１６に電気的に接続され得る。本発明の一部の実施形態では、各ベース６１６はコレクタ６０６の上に置かれ、コレクタ６０６は基板６０４の上に置かれる。本発明の一部の実施形態では、ｐＨ検出アレイ７００は、複数のエミッタ６１２を含む。
【００６１】
動作中に、本発明の一部の実施形態では、ＢＪＴベースのｐＨセンサまたはＦＥＴベースのｐＨセンサの検出面などの、ｐＨ検出面および基準電極は、導尿カテーテル・システムの導尿カテーテル・チューブ内、または収集容器内の尿に接触させることができる。ｐＨは、リアルタイムに決定され、ｐＨを報告するか、または記録するか、あるいはその両方を実行するために、有線接続を介して、または無線で、外部デバイスに送信され得る。
【００６２】
図８は、本発明の１つまたは複数の実施形態に従って、尿のｐＨを決定する方法８００の例のフロー図を示している。方法８００は、ブロック８０２に示されているように、新鮮尿に適用されたＢＪＴ−ｐＨセンサから信号を受信することを含む。方法８００は、ブロック８０４に示されているように、コレクタおよび基準電極の電圧をゼロに設定することも含む。方法８００は、ブロック８０６に示されているように、エミッタを定電圧に維持することも含む。方法８００は、ブロック８０８に示されているように、コレクタ電流を測定することも含む。方法８００は、ブロック８１０に示されているように、コレクタ電流に基づいて尿のｐＨを計算することも含む。方法８００は、ブロック８１２に示されているように、尿のｐＨを外部デバイスに送信することも含む。
【００６３】
本発明の実施形態は、複数の技術的特徴および利点を提供することができる。例えば、本発明の実施形態は、対象者の状態における変化を検出するために、感度の高いリアルタイムのｐＨ測定を提供することができる。そのような測定は、腎機能不全、呼吸の問題、組織への灌流障害、または感染などの、医療介入から恩恵を受けることができる複数の状態の早期識別を提供することによって、対象者の標準治療を改善することができる。本発明の実施形態は、尿のｐＨの変化をもたらす１つまたは複数の状態が発生している個人の治療を改善することができる。例えば、医療専門家は、治療中の糖尿病患者に関するｐＨの変化の正確でタイムリーな通知を取得することができる。
【００６４】
本発明は、任意の可能な統合の技術的詳細レベルで、システム、方法、またはコンピュータ・プログラム製品、あるいはその組み合わせであってよい。コンピュータ・プログラム製品は、プロセッサに本発明の態様を実行させるためのコンピュータ可読プログラム命令を含んでいる１つまたは複数のコンピュータ可読記憶媒体を含んでよい。
【００６５】
コンピュータ可読記憶媒体は、命令実行デバイスによって使用するための命令を保持および記憶できる有形のデバイスであることができる。コンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子ストレージ・デバイス、磁気ストレージ・デバイス、光ストレージ・デバイス、電磁ストレージ・デバイス、半導体ストレージ・デバイス、またはこれらの任意の適切な組み合わせであってよいが、これらに限定されない。コンピュータ可読記憶媒体のさらに具体的な例の非網羅的リストは、ポータブル・コンピュータ・ディスケット、ハード・ディスク、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ：random access memory）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ：read-only memory）、消去可能プログラマブル読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ：erasable programmable read-only memoryまたはフラッシュ・メモリ）、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ（ＳＲＡＭ：static random access memory）、ポータブル・コンパクト・ディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ：compact disc read-only memory）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ：digital versatile disk）、メモリ・スティック、フロッピー（Ｒ）・ディスク、パンチカードまたは命令が記録されている溝の中の隆起構造などの機械的にエンコードされるデバイス、およびこれらの任意の適切な組み合わせを含む。本明細書において使用されているコンピュータ可読記憶媒体は、それ自体が、電波またはその他の自由に伝搬する電磁波、導波管またはその他の送信媒体を伝搬する電磁波（例えば、光ファイバ・ケーブルを通過する光パルス）、あるいはワイヤを介して送信される電気信号などの一時的信号であると解釈されるべきではない。
【００６６】
本明細書に記載されたコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体から各コンピューティング・デバイス／処理デバイスへ、またはネットワーク（例えば、インターネット、ローカル・エリア・ネットワーク、広域ネットワーク、または無線ネットワーク、あるいはその組み合わせ）を介して外部コンピュータまたは外部ストレージ・デバイスへダウンロードされ得る。このネットワークは、銅伝送ケーブル、光伝送ファイバ、無線送信、ルータ、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、またはエッジ・サーバ、あるいはその組み合わせを備えてよい。各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のネットワーク・アダプタ・カードまたはネットワーク・インターフェイスは、コンピュータ可読プログラム命令をネットワークから受信し、それらのコンピュータ可読プログラム命令を各コンピューティング・デバイス／処理デバイス内のコンピュータ可読記憶媒体に記憶するために転送する。
【００６７】
本発明の処理を実行するためのコンピュータ可読プログラム命令は、アセンブラ命令、命令セット・アーキテクチャ（ＩＳＡ：instruction-set-architecture）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、集積回路のための構成データ、あるいは、Ｓｍａｌｌｔａｌｋ（Ｒ）、Ｃ＋＋などのオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語などの手続き型プログラミング言語を含む１つまたは複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソース・コードまたはオブジェクト・コードであってよい。コンピュータ可読プログラム命令は、ユーザのコンピュータ上で全体的に実行すること、ユーザのコンピュータ上でスタンドアロン・ソフトウェア・パッケージとして部分的に実行すること、ユーザのコンピュータ上およびリモート・コンピュータ上でそれぞれ部分的に実行すること、あるいはリモート・コンピュータ上またはサーバ上で全体的に実行することができる。後者のシナリオでは、リモート・コンピュータは、ローカル・エリア・ネットワーク（ＬＡＮ：local area network）または広域ネットワーク（ＷＡＮ：wide area network）を含む任意の種類のネットワークを介してユーザのコンピュータに接続されてよく、または接続は、（例えば、インターネット・サービス・プロバイダを使用してインターネットを介して）外部コンピュータに対して行われてよい。本発明の一部の実施形態では、本発明の態様を実行するために、例えばプログラマブル論理回路、フィールドプログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：field-programmable gate arrays）、またはプログラマブル・ロジック・アレイ（ＰＬＡ：programmable logic arrays）を含む電子回路は、コンピュータ可読プログラム命令の状態情報を利用することによって、電子回路をカスタマイズするためのコンピュータ可読プログラム命令を実行してよい。
【００６８】
本発明の態様は、本明細書において、本発明の実施形態に従って、方法、装置（システム）、およびコンピュータ・プログラム製品のフローチャート図またはブロック図あるいはその両方を参照して説明される。フローチャート図またはブロック図あるいはその両方の各ブロック、ならびにフローチャート図またはブロック図あるいはその両方に含まれるブロックの組み合わせが、コンピュータ可読プログラム命令によって実装され得るということが理解されるであろう。
【００６９】
これらのコンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータまたはその他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサを介して実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施する手段を作り出すべく、汎用コンピュータ、専用コンピュータ、または他のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサに提供されてマシンを作り出すものであってよい。これらのコンピュータ可読プログラム命令は、命令が記憶されたコンピュータ可読記憶媒体がフローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作の態様を実施する命令を含んでいる製品を備えるように、コンピュータ可読記憶媒体に記憶され、コンピュータ、プログラム可能なデータ処理装置、または他のデバイス、あるいはその組み合わせに特定の方式で機能するように指示できるものであってもよい。
【００７０】
コンピュータ可読プログラム命令は、コンピュータ上、その他のプログラム可能な装置上、またはその他のデバイス上で実行される命令が、フローチャートまたはブロック図あるいはその両方の１つまたは複数のブロックに指定される機能／動作を実施するように、コンピュータ実装プロセスを生成するべく、コンピュータ、その他のプログラム可能なデータ処理装置、またはその他のデバイスに読み込まれ、それによって、コンピュータ上、その他のプログラム可能な装置上、またはその他のデバイス上で一連の動作可能なステップを実行させるものであってもよい。
【００７１】
図内のフローチャートおよびブロック図は、本発明のさまざまな実施形態に従って、システム、方法、およびコンピュータ・プログラム製品の可能な実装のアーキテクチャ、機能、および処理を示す。これに関連して、フローチャートまたはブロック図内の各ブロックは、指定された論理機能を実装するための１つまたは複数の実行可能な命令を備える、命令のモジュール、セグメント、または部分を表してよい。一部の代替の実装では、ブロックに示された機能は、図に示された順序とは異なる順序で発生してよい。例えば、連続して示された２つのブロックは、実際には、含まれている機能に応じて、実質的に同時に実行されるか、または場合によっては逆の順序で実行されてよい。ブロック図またはフローチャート図あるいはその両方の各ブロック、ならびにブロック図またはフローチャート図あるいはその両方に含まれるブロックの組み合わせは、指定された機能または動作を実行するか、または専用ハードウェアとコンピュータ命令を組み合わせて実行する専用ハードウェアベースのシステムによって実装され得るということにも注意する。
【００７２】
本発明のさまざまな実施形態の説明は、例示の目的で提示されているが、網羅的であることは意図されておらず、記載された実施形態に限定されない。記載された実施形態の範囲および思想を逸脱することなく多くの変更および変形が、当業者にとって明らかとなる。本明細書で使用された用語は、実施形態の原理、実際の適用、または市場で見られる技術を超える技術的改良を最も適切に説明するため、または他の当業者が本明細書に記載された実施形態を理解できるようにするために選択されている。
【符号の説明】
【００７３】
１００  処理システム
１０３  ハード・ディスク
１０５  テープ・ユニット
１０６  通信アダプタ
１０７  Ｉ／Ｏアダプタ
１０８  ユーザ・インターフェイス・アダプタ
１０９  キーボード
１１０  マウス
１１１  スピーカ
１１２  ディスプレイ・アダプタ
１１３  システム・バス
１１５  ディスプレイ
１１６  ネットワーク
１２０  オペレーティング・システム
１３０  グラフィックス・プロセッシング・ユニット
３０４  信号プロセッサ
３０６  ｐＨセンサ
３０８  送信器／受信器
３１２  ディスプレイ
３１４  ｐＨ分析
【図１】
2019005571.tif 000003
【図２】
2019005571.tif 000004
【図３】
2019005571.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019005571.tif 000009
【図８】
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