(57)【要約】【課題】所定の環境における所定の微生物を感知する感知手段とヒューマンインターフェース手段とを含む監視システム。【解決手段】所定の環境における所定の微生物を感知する感知手段とヒューマンインターフェース手段とを含み、感知手段は、紫外線放射手段、及び微生物の発光を測定する手段を含み、ヒューマンインターフェース手段は、感知手段に作動的に結合され、前記感知手段が所定の微生物を感知すると警報を発生することを特徴とする監視システム。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の環境における所定の微生物を感知する感知手段と、前記感知手段に作動的に結合され、前記感知手段が所定の微生物を感知すると警報を発生するヒューマンインターフェース手段とを含むことを特徴とする監視システム。
【請求項２】
システムは、感知手段及びヒューマンインターフェース手段のそれぞれに作動的に接続されるコンピュータを含む請求項１に記載の監視システム。
【請求項３】
コンピュータは、メモリに保存されたデータベース、前記メモリに保存されたプログラム、及び処理手段を含む請求項１に記載の監視システム。
【請求項４】
所定の環境は、食品貯蔵ユニットである前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項５】
食品貯蔵ユニットは、冷蔵庫、冷却室、貯蔵設備、食物運搬用車両、又はエスキー（Ｒ）である請求項４に記載の監視システム。
【請求項６】
所定の微生物は、複数の微生物である前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項７】
微生物は、食品由来細菌である請求項７に記載の監視システム。
【請求項８】
感知手段は、紫外線放射手段を含む前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項９】
紫外線は、約２６０ｎｍ〜約３６０ｎｍの波長を有する請求項８に記載の監視システム。
【請求項１０】
紫外線は、約２６０ｎｍ〜約２８０ｎｍの波長を有する請求項８に記載の監視システム。
【請求項１１】
感知手段は、微生物の発光を測定する手段を含む前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項１２】
発光は、蛍光、生体発光及び化学発光を含む発光、レーザ散乱、レーザ反射、並びに光反射から選択される請求項１１に記載の監視システム。
【請求項１３】
蛍光発光を測定する手段は、フォトダイオードの形式で提供される請求項１２に記載の監視システム。
【請求項１４】
データベースは、大きさ、形状、及び蛍光特性等の食物由来微生物の情報を含む請求項３から１３のいずれかに記載の監視システム。
【請求項１５】
複数の感知手段が提供される前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項１６】
感知手段は、食品貯蔵ユニット内に位置する前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項１７】
ヒューマンインターフェース手段は、視覚表示器である前記請求項のいずれかに記載の監視システム。
【請求項１８】
ヒューマンインターフェース手段は、聴覚表示器である請求項１から１６のいずれかに記載の監視システム。
【請求項１９】
ヒューマンインターフェース手段は、視覚表示器と聴覚表示器の両方である請求項１から１６のいずれかに記載の監視システム。
【請求項２０】
視覚表示器は、ＬＥＤユニット及び／又はＬＣＤディスプレイユニットである請求項１７又は１９に記載の監視システム。
【請求項２１】
前記請求項のいずれかに記載の監視システムを含むことを特徴とする冷蔵庫。
【請求項２２】
添付の図面のいずれかを参照して実質的に前記に示すことを特徴とする監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視システムに関する。特に、本発明は、食品貯蔵ユニット内の微生物検出用監視システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
食物が原因となる病気の頻発は、世界的な広範囲にわたる問題であり、食品由来細菌の早期検出及び制御に対して様々な開発が考案されている。汚染製品が市場に届くのを防ぐために、基準及びプロトコルは常に更新される。そのようなプロトコルは、製品回収、又は医療関連要因に関する費用削減のために設計されている。しかしながら、これらの検出及び制御方法は、食品チェーン店の製造及び商業領域に直接関連する。事前注意、安全な手順、プロトコル、監視及び検出は、食糧供給業界で確立されており、温度一定性及び二次汚染等の細菌関連因子を制御するために常に改良されている。
【０００３】
現在のところ、食品安全戦略は、市場で発売される前の製品の品質を確保するために最終製品試験に大きく頼っている。しかしながら、これは、取扱、貯蔵、及び市場の状態、細菌転移、制御、並びに監視が難しい様々な他の要素が原因で、消費者に届く時に消耗品が汚染されないことを保証するものではない。
【０００４】
消耗品が商業ラインを離れて消費者に所有されると、食品由来細菌を検出するシステムが必要とされる。細菌汚染は日常的であり、消耗品及びその潜在的危険要素（すなわち、製品と関連する食物が原因となる細菌性の病気）の教育及び知識がないと管理が難しい。
【０００５】
明細書中を通して、文脈上他の意味に解すべき場合を除き、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」及びその派生語は、記載される実体又は実体の群を含むことを意味するが、しかし、他の実体又は他の実体の群を除外するものではない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、所定の環境における所定の微生物を感知する感知手段と、感知手段に作動的に結合され、前記感知手段が所定の微生物を感知すると警報を発生するヒューマンインターフェース手段とを含む監視システムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
監視システムは、好ましくは、感知手段、及びヒューマンインターフェース手段のそれぞれに作動的に接続されるコンピュータを更に含み、コンピュータは、メモリに保存されたデータベース、該メモリに保存されたプログラム及び処理手段を含む。コンピュータは、コンピュータが様々な機能を行うためにプログラムを実行することができる。
【０００８】
好ましくは、所定の環境は食品貯蔵ユニットである。好ましくは、食品貯蔵ユニットは、食物を低温に保つように構成され、冷蔵庫、冷却室、貯蔵設備、食物運搬用車両、及びエスキー（Ｒ）からなる群より選択されるのがよい。
【０００９】
有利なことに、本発明は、食品由来細菌の危機管理をユーザの冷蔵ユニットに拡大適用することができ、食物が原因となる病気の制御手段をユーザに導入する。本発明は、家庭内だけでなく様々な事業及び組織で用いることができ、従って、レストラン、航空路、高級な輸送サービス、客船、及び汚染された食品の摂取で病気が発生することで一般に影響を受ける他の事業に食品由来細菌の管理が導入される。
【００１０】
所定の微生物は、好ましくは、複数の微生物である。より好ましくは、微生物は、食品由来細菌である。膨大な数の食品由来細菌が当然知られている。特に、それらの食品由来細菌は、人間及び動物に有害な影響を与える可能性がある。それらの細菌は、例えば、カンピロバクテリア（Ｃａｍｐｙｌｏｂａｃｔｅｒｉａ）、サルモネラ菌、大腸菌、リステリア菌、赤痢菌等が挙げられる。
【００１１】
カンピロバクターは、細菌属であり、その１種であるＣ．ｊｅｊｕｎｉは、湾曲した螺旋状の細菌である。サルモネラ菌は、直径約２〜３ｍｍの螺旋状の腸内細菌属であり、属はＳ．ｂｏｎｇｏｒｉとＳ．ｅｎｔｅｒｉｃａの２種に分類され、更に６亜種に分類される。大腸菌は、螺旋状の細菌種である。リステリア菌は、Ｌｉｓｔｅｒｉａ  ｍｏｎｏｃｙｔｏｇｅｎｅｓに代表される６亜種を含む細菌属である。赤痢菌は螺旋状の細菌である。
【００１２】
感知手段は、好ましくは、紫外線放射手段を含む。紫外線は、好ましくは、約２６０ｎｍ〜３６０ｎｍの波長を有し、より好ましくは、紫外線は、約２６０ｎｍ〜２８０ｎｍの波長を有する。感知手段は、好ましくは、微生物の発光を測定する手段を更に含む。発光は、蛍光、生体発光及び化学発光を含む発光、レーザ散乱、レーザ反射及び光反射から選択される。その中でも、蛍光発光の測定が好ましい。蛍光発光を測定する手段は、好ましくは、フォトダイオードの形式で提供される。
【００１３】
理論に制限されることなく細菌に紫外線を照射すると、特定の微生物の属又は種に特有の発光スペクトルが得られると考えられる。更に、発光スペクトルから微生物の形状及び大きさの情報を収集する。
【００１４】
データベースは、好ましくは、大きさ、形状、及び蛍光特性等の食物由来微生物の情報を含む。
好ましくは、複数の感知手段が提供される。
複数の感知手段は、好ましくは、食品貯蔵ユニット内に位置する。
複数の感知手段、ヒューマンインターフェース手段、及びコンピュータは、当該技術分野で公知の電源を利用し、例えば、電源、電池等を含むが、これらに限定されない。各センサは、好ましくは、バッテリー等の独立した電源を有する。
【００１５】
ヒューマンインターフェース手段は、食品貯蔵ユニットのユーザに微生物の有無を示す手段を提供する。ヒューマンインターフェース手段は、視覚表示器及び／又は聴覚表示器の形式で提供される。好ましくは、視覚表示器及び聴覚表示器の両方が提供される。視覚表示器は、ＬＥＤユニット及びＬＣＤディスプレイユニットを含む当該技術分野で公知の形式で提供される。
【００１６】
視覚表示器がＬＥＤユニットの形式で提供される場合、食品貯蔵ユニット内の微生物の存在は、固定光又は点滅光で表示される。視覚表示器がＬＣＤディスプレイユニットの形式で提供される場合、食品貯蔵ユニット内の微生物の存在は、固定光、若しくは点滅光で、又はＬＣＤディスプレイユニットに一連の単語、若しくは信号で表示される。
ＬＣＤディスプレイユニットが提供される場合、微生物の位置に関する情報が更に提供される。
ヒューマンインターフェース手段が聴覚表示器の形式で提供される場合、食品貯蔵ユニット内の微生物の存在は警報で表される。
食品貯蔵ユニットが冷蔵庫である場合、冷蔵庫の各棚及び各区画に４つのセンサが提供されるのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
当業者には、本明細書に記載した発明が、ここに具体的に記載したもの以外の改良及び改変を受ける可能性があることが理解されよう。本発明は、全てのそのような改良及び改変を含むものである。本発明はまた、明細書中で参照または示した全ての工程、特徴、組成、及び化合物を、個別又は集合的に含み、且つ任意の二つ以上の該工程又は該特徴、あるいはその全て又は任意の組み合わせを含む。
【００１８】
本発明は、明細書に記載する例示のみを目的に示す詳細な実施形態の範囲に制限されない。機能的に等しい製品、組成、及び方法は、明細書に記載される本発明の範囲内であることは明白である。
【００１９】
一例として、本発明のシステムを、家庭用冷蔵庫を参照して記載するが、前記の普遍性を制限するとみなすべきではない。
【００２０】
本発明は、図１に最良に示すように、監視システム１０が、複数の感知手段１２、複数の感知手段１２に作動的に結合されるコンピュータ１４、及びコンピュータ１４に作動的に結合されるヒューマンインターフェース手段１６を含む。複数の感知手段１２は、冷蔵庫１８の内部に位置し、コンピュータ１４とヒューマンインターフェース手段１６は、冷蔵庫１８の外側に位置する（図２）。
【００２１】
システムの複数の感知手段１２は、冷蔵庫１８の内部に位置し、最大限の検出値及び結果を得るために意図的に設置される。感知手段１２の数は、冷蔵庫１８の大きさ、及び感知手段１２の強度及び感度により決まることは明らかである。標準的な家庭用冷蔵庫には、各棚と野菜室等の各区画に約４つの感知手段が必要であると予期される。図２では、サイドパネルを取り除いた冷蔵庫１８の内部２１を露呈する冷蔵庫１８の断面部の各棚に、２つの感知手段２０を見ることができる。各棚の残り２つの感知手段は見えない。
各感知手段１２は、有線、及び無線技術等の公知の手段で、コンピュータ１４に作動的に結合される。
コンピュータ１４は、メモリに保存されたデータベース、プログラム、及び処理手段を含む。コンピュータ１４は、コンピュータ１４が様々な機能を行うためにメモリに保存されたプログラムを実行することができる。
ヒューマンインターフェース手段１６は、ＬＣＤスクリーン２２、警報２４及びリセットボタン２６を含む。
感知手段は、バイオセンサの形式で提供され、冷蔵ユニット内の状態からセンサの内部部品を保護するために設計された強固なケーシングに囲まれる。
【００２２】
各センサは、パルス、又は近紫外線レーザの形式の紫外線２重発光体を含むが、紫外線レーザダイオード等の他の光源が用いられることが想定される。
発光体は、十分な感度で可変波長により最小粒子を検出しなければならない。細菌蛍光に対する最も効果的な波長は２６０ｎｍ〜３６０ｎｍであることが研究で示されている。波長が短ければ、より高エネルギーであるため、蛍光強度は増加する。
【００２３】
各センサは特定の波長の紫外線を放射して環境を走査し、そして、センサは様々な測定を記録する。特性解析のために測定されるパラメータは、粒径、形状、濃度、及び蛍光灯散乱の多点角度測定等が挙げられる。蛍光は、センサに内蔵されるフォトダイオードで読み取られる。多点角度読取により多様な測定が可能となり、この特徴により各粒子に対して多重測定が行われ、粒子の形状及び大きさをより正確に計算するためにソフトウエアに使用されることで粒子決定の特異性が増加し、そして、細菌種に関してより正確な結論を得る。測定が記録され、データがコンピュータに転送される。
【００２４】
各センサは、アルゴリズムでプログラミングされた内蔵チップを備え、波長と放射される紫外線の強度を調整する。例えば、波長は２６０ｎｍから２８０ｎｍにわたると想定され、各センサは、２６０ｎｍの光の帯域を放射して測定が記録される。そして、各センサは、僅かに高い波長で他の光の帯域を放射して測定が記録される。スペクトルが２６０ｎｍから２８０ｎｍにわたるまでプロセスは継続する。波長変化により各粒子の蛍光散乱と強度が測定でき、干渉と生物発光をより正確に識別する。
【００２５】
各センサ内のチップは、コンピュータへのデータ送信を制御し、予定された同期読取、待機送信時間、及び読み取られる状態、すなわち、波長、強度、パワー等を調整する命令に関してコンピュータから送られたコマンドを実行する。コンピュータは、また、干渉、すなわち、冷蔵庫ドアが開くことに起因する周期的な読取を遅らせるために情報を中継する。干渉、不正確な読取、又は部品破損を生じる他の要素としては、圧縮及び／又は内部センサ部品上、又は付近に生育する細菌、若しくはカビ等が挙げられるが、これらに制限されない。
【００２６】
冷蔵庫内の微生物の存在の判定に関して、コンピュータは、測定とデータベース内の情報とを比較し、微生物の性質を決める。
【００２７】
測定する粒子の性質によって、赤外光又は電磁スペクトルの他の領域の光が使用されるのは明らかである。
【００２８】
周期的な読取が処理されて、バックグラウンドを排除するための比較がなされる。コンピュータは、冷蔵庫ドアのセンサが断定する冷蔵庫ドアが開く等の干渉に起因する周期的な読取を遅らせるために、センサに情報を中継することができる。これは、ドアが閉じている場合とは対照的に、開く場合に状態が激変するため有効である。ドアが開くことで気圧が大きくかわる；読取に対する干渉は、外側からの追加的な光及び細菌の形態で存在する。更に、ドアが開く場合に冷蔵庫に入る光は、蛍光発光の強度を低下させる。一旦ドアが閉まると、メインコンピュータは、センサが読み取るスケジュールを一度にリセットし、大気を適切に再度安定させる。
【００２９】
コンピュータは細菌の存在の判定、及び細菌を他の一般的なエアロゾルと区別するために使用するデータ及び情報を保存するための内蔵メモリを含む。検出する細菌に関する情報ライブラリがデータベース内に存在することで、フィルタリング、データマッチング、及び同定が可能になる。冷蔵ユニットにシステムをインストールする前に、ライブラリがソフトウエアに含まれ、波長、大きさ、範囲、蛍光、強度、形状、及び他の同定要素等の細菌に関する重要な情報を保持する。センサから読取データを受信すると、読取データは共通する特徴のライブラリとマッチングされて細菌を確定する。
【００３０】
ライブラリは、ＵＳＢ接続を使用してホーム、又はオフィスコンピュータに直接接続し、インターネットから最新情報をダウンロードして更新できる。通信手段は、ＵＳＢの使用だけに限定される必要はない。無線ネットワークカードがコンピュータに組み込まれ、コンピュータがインターネットに接続し、定期的に更新するようにプログラミング可能である。最新情報は、主に、細菌のライブラリ更新からなる。新しい細菌が定期的に発見され、センサが算定したパラメータがこれらの新しい細菌とマッチング可能であるように、各新種に対する新しいパラメータ設定がデータベースに含まれなければならない。
【００３１】
コンピュータは、アルゴリズム、分析、フィルタリングプロセス、データマッチング、サンプルマッチング、情報更新、及びライブラリ更新を実行するソフトウエアで具体的にプログラミングされる。細菌粒子は、異なる大きさ、形状、及び蛍光特性を有する。これらのパラメータは、分析に必要な情報を定義する計算及びアルゴリズムに統合される。最終的な数字が生成されると、見つけた細菌の正確なアセスメントを作成するために、これらはデータベースを介して実行され、比較され、マッチングされ、フィルタリングされる。最終結果は、細菌の存在に対して陽性か陰性で判定される。陽性判定は、ＬＣＤスクリーンに表示され、ユーザがメッセージを確認するまで警報が定期的に鳴る。確認すると、ＬＣＤパネルの傍のコンピュータ表面のリセットボタンにより登録され警報が止まる。
【００３２】
危険が判定及び同定される場合、情報が表示されて警報が鳴るが、他の場合は、ディスプレイは、スタンバイモードで待機する、又はスクリーンセーバーを表示することで電力をセーブ可能である。また、ディスプレイは、全ての結果を処理したとおりに表示でき、結果的に細菌が陰性であると「警報解除」を表示する。結果的に細菌が陽性であると、消費者が理解して行動をとることができるようにディスプレイが簡単な情報を示す。情報は、検出された細菌、濃度水準と関連する危険度、細菌が位置する区画、細菌の存在に関連し、且つ危険にさらされている食物を含む。例えば、「サルモネラ菌、危険度高、濃度低、鶏肉」と表示される。
陽性判定の情報は、消費者が理解できる言語で明確に表示されるため、適切な行動をとることができる。
【００３３】
間欠的な一定の読取が処理され、そして、特定の時間フレームの全読取に対する比較として使用され（すなわち、１〜２時間の時間フレームにわたって１０分毎に読取）、大気中のエアロゾルのバックグラウンドが決定される。ニューラルネットワークを用いて規則的な変化を求め、アルゴリズムと適用させて、エアロゾルの特徴の最も僅かな差異でさえ同定する。これは、以前の読取の共通要素を除去して、大気中のバックグラウンドの複雑性に起因する誤認警報を減らす。
【００３４】
コンピュータの他の機能は、ネットワークシステムそのものの制御を含む。これは、待ち行列情報、カウントダウンシーケンス、開始シーケンス、遅延、及び応答時間をセンサーチップに送信することによる読取の同期化が挙げられる。これにより、同期走査が可能になり、所定の時間にセンサから受信するデータの流入を制御する。同時に読取られても、データはセンサ毎にメインコンピュータに中継され、分析され、保存される。各センサのデータ処理の終了を受けて比較を行い、細菌が陽性と確認されれば、判定プロセスを開始し、処理して表示することができる。
【００３５】
警備及び脅威検出領域で使用する場合は、閉鎖的な環境空気内での生物学的脅威を検出するためにシステムの利用が可能である。例えば、感染の拡大を防ぐ手段として生物学的エアロゾルを検出するリソースを利用可能な場所、税関、検疫所、空港警備等での装置の利用が挙げられる。
【００３６】
システムは、更に、消耗品又は手術室内及び付近での感染が大規模になる前に、生物学的脅威を検出するために医療産業で利用される。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明による監視システムの概略図である。
【図２】図２は、本発明による監視システムを含む一側面が断面図である冷蔵庫を示す。
【符号の説明】
【００３８】
１０                      監視システム
１２                      感知手段
１４                      コンピュータ
１６                      ヒューマンインターフェース手段
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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