(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
４点測定技術を使用して、被験対象の身体組織を流れる電流の結果から得られる前記身体組織内のインピーダンスを測定するように構成されている埋め込み可能なセンサーと、前記身体組織は、前記被験対象の皮下組織であり、前記センサーは、外部装置と通信を行ない、電磁界によって給電されるように構成されているコイルを有する給電および通信回路を備え、
前記給電および通信回路に給電し、前記給電力および通信回路と通信を行なうための電磁界を生成するように構成されているコイルを含むリーダモジュールと、
表示装置と処理装置と少なくとも１つの記憶装置とを備える計算装置と、前記計算装置は少なくとも１つの無線ネットワークを介して他の装置と通信を行なうように構成され、
測定されたインピーダンスに基づいて、少なくとも１つの生理学的なパラメータを決定しまたはモニタリングするモニタリングエンジンと、前記リーダモジュールと前記計算装置と前記モニタリングエンジンは、互いに通信するように構成され、前記モニタリングエンジンは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと血糖レベルとの間の予め定められた関係に関連付けることにより、前記被験対象における血糖レベルを決定するように構成され、
前記身体組織への電流の注入のために構成されている１組の注入電極と、前記電流は、前記注入電極のうちの１つの注入電極から前記注入電極のうちの他の注入電極へ前記身体組織を通して通過し、
前記１組の注入電極間で前記身体組織を流れる電流によって生ずる結果電圧を検出するように構成されている１組の検知電極と、
マイクロコントローラおよび前記注入電極に動作可能に接続され、所定の周波数で前記注入電極へ電流を供給するように構成されている電流信号出力回路と、
前記検知電極に動作可能に接続され、前記検知電極によって検出された電圧を受信するように構成されている検出器と、前記検出器は、前記１組の検知電極によって検出された電圧に基づいて、前記身体組織のインピーダンスを測定するように構成され、
前記検出器に動作可能に接続され、前記検出器からインピーダンス信号を受信し、制御信号を前記電流信号出力回路に供給するように構成されているマイクロコントローラとを具備し、
前記検出器は、Ｉ成分およびＱ成分のそれぞれの抽出のための１つの単一の信号路を含むＩ／Ｑ（同相／直交）復調器を備え、前記検知電極から受信した電圧に検知された電圧は、入力であり、前記Ｉ／Ｑ復調器の出力は、少なくとも１つのＤＣ信号である健康管理システム。
【請求項２】
ヘルスケアプロバイダサーバと通信装置を含むヘルスケアプロバイダユニットをさらに具備し、前記通信装置は、少なくとも１つの無線ネットワークを介して前記ヘルスケアプロバイダサーバと通信をするように構成されている医療システム通信エンジンを備える請求項１記載の健康管理システム。
【請求項３】
前記ヘルスケアプロバイダユニットは、患者ポータルを備え、ユーザが前記患者ポータルを介して患者情報にアクセスできる請求項２記載の健康管理システム。
【請求項４】
前記モニタリングエンジンは、前記計算装置の前記処理装置または少なくとも１つの記憶装置において実行される請求項１ないし請求項３いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項５】
前記リーダモジュールは、前記計算装置に接続可能、または、前記計算装置において実行される請求項１ないし請求項４いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項６】
前記計算装置は、前記少なくとも１つの生理学的なパラメータを前記表示装置に表示する請求項１ないし請求項５いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項７】
前記モニタリングエンジンは、少なくとも１つのモニタされた生理学的なパラメータが所定の条件を満たす場合に、少なくとも１つの警告信号を提供するように構成されている警告機能を有する請求項１ないし請求項６いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項８】
前記モニタリングエンジンは、前記少なくとも１つのネットワークを介して少なくとも１つの装置から前記被験対象に関する情報を取得し、前記被験対象に関する情報を前記表示装置に提示するように構成されている情報プロバイダモジュールを備える請求項１ないし請求項７いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項９】
前記給電および通信回路は、バックスキャッタリング技術を使用して、前記リーダモジュールと通信するように構成されている請求項１ないし請求項８いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項１０】
前記埋め込み可能なセンサーは、ＬＥＤおよび検出器を含む光学検出ユニットをさらに備え、前記光学検出ユニットは前記マイクロコントローラに接続されている請求項１ないし請求項９いずれか１項記載の健康管理システム。
【請求項１１】
前記光学検出ユニットは、特定波長の少なくとも２つのＬＥＤを有する請求項１０記載の健康管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本発明は、埋め込み可能なセンサーを有する健康管理システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］現在に至るまで、異なる生理学的なパラメータ、健康情報、ドラッグコンプライアンスのようなユーザに関する状態又はパラメータの効果的なモニタリングア及びフォローアップは、ユーザの身に着けている埋め込み可能なペースメーカ及び埋め込み可能な除細動機（ＩＣＤｓ）に限定されている。現在の装置は、装置を機能的に反映する複数の重要なデータポイント及びユーザの全体の臨床的な状態にアクセスすることを許可する。装置のフォローアップの最近の利点は、注意設定のポイントから引き出される情報の補足としてのデータへの無線接続及びインターネットベースのアクセスを使用して、装置に格納されたデータへのアクセスをより容易にする。
【０００３】
［０００３］これら技術の進展にもかかわらず、ドナーからレシピエントへの移植の間の臓器の生命力、拒絶、感染又は虚血の兆候をモニタする臓器移植、例えば、温度を使用する卵巣周期のモニタ、トラックドライバー、飛行士などの覚醒度を特定するグルコース及び水和などをモニタすることに関連して、健康状態、ドラッグコンプライアンス、水和、グルコースレベルなどを含む異なる生理学的なパラメータのようなパラメータ又はユーザ関連状態のフォローアップ及び効果的なモニタリングが改良システムに必要とされている。小さく、信頼できて、作成が容易で安く済み、再充電又はバッテリーを替える必要がなく長期間持ち越すことが出来る埋め込み可能なセンサーを持つこのようなシステムが明らかに必要とされている。明らかに、埋め込み可能なペースメーカーおよび埋め込み可能な除細動機（ＩＣＤｓ）は、このようなシステムにふさわしくない。
【０００４】
［０００４］さらに、このような改良されたシステムに埋め込み可能なセンサーを含むことは非常に有益だろう。埋め込み可能なセンサーは、例えば、生体患者内の生体組織に埋め込まれるように構成されたセンサーである。患者は、動物または人間を含んでもよい。このような埋め込み可能なセンサーは、一般的に、患者に関連した１つ以上の生理学的なパラメーターをモニターするために使用される。例えば、埋め込み可能なセンサーは、患者の血液又は他の身体の流体を特定の物質が存在するか否かのためにモニターできる。他の埋め込み可能なセンサーは、患者の体温をモニターできる。一般的に、埋め込み可能なセンサーは、病気の診断又は治療の支援、又は、生理学、化学、又は他のアクティビティ又はインアクティビティの与えられたレベルの維持又は保持を支援するための価値あるデータを提供するために使用されることが可能である。
【０００５】
［０００５］埋め込み可能なセンサーおよびモニタリングシステムが大きく役に立つ高い重要なエリアは、グルコースモニタリング又は糖尿病モニタリングである。現在、糖尿病患者は、毎日侵襲性の血糖測定器を数回使用した血糖のモニタリングに頼っている。しばしば、この方法は少量の血液サンプルを得ることを含み、次に、グルコースレベルに関して直接テストされる。この方法は多数の短所があり、例えば、患者は毎日血液のサンプルを１日に一定間隔で数回抜き取らなければならず、血液サンプルを繰り返して抜き取ることに関連していくらか不快感がある。さらに、誤差限界があり、例えば、患者は、血液サンプルを採ることを忘れる。
【０００６】
［０００６］現在のグルコースセンサー（それらは、典型的に糖尿病患者を治療するためにあるタイプのインシュリン放出システムと共に使用される）は、容認可能なレベルで患者内のグルコースの濃度を維持するために必要とされるデータを提供する。このようなグルコースセンサーは適切に行なわなければならず、そうでなければ、誤ったデータが提供されるかもしれない。このような誤ったデータ（もし作用されれば）は、不適当な量のインシュリンの管理に帰着し、死または大怪我に結びつく。したがって、信頼性があり、規則的に適切な機能でモニターすることができるセンサーの技術において重要な必要性がある。同様に、ある特定の正確さの限界内で適切に働かなければならないグルコースセンサーの必要性がある。
【０００７】
［０００７］多くの埋め込み可能なセンサーが、センサーとトランスミッタに給電するバッテリーのような電源を必要とし、したがって、埋め込まれた後の限られた期間だけ役に立つ。搭載された電源が消耗された後、最初の埋め込みに加えて、装置が取り除かれるか、交換されることになっていれば、侵襲性の手術が行なわなければならない。
【０００８】
［０００８］従って、１つ以上の生理学的なパラメータ値を検知するか検出することができ、そして、非侵襲性の方法で検知されたパラメーター値を取得するための、例えばハンドヘルド・リーダによって遠隔でアクセスされることができる埋め込み可能な装置の必要性がさらにある。装置が電気的な電源を交換するために埋め込みサイトから取り除かれる必要が決してなく、したがって、無期限に埋め込まれ続けることができるような搭載された電源が使用されるべきではない。
【０００９】
［０００９］”Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｇｌｕｃｏｓｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｗａｔｃｈ  ｅｎａｂｌｅｄ  ｂｙ  ａｎ  Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｓｅｌｆ−ｓｕｓｔａｉｎｉｎｇ  Ｇｌｕｃｏｓｅ  ｓｅｎｓｏｒ  ｓｙｓｔｅｍ”  ｂｙ  Ｒａｉ  Ｐ．  ａｎｄ  Ｖａｒａｄａｎ  Ｖ．，  Ｐｒｏｇｒｅｓｓ    ｉｎ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃａ  ａｎｄ  Ｉｍａｇｉｎｇ，  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ８５４８，  ２０１２においては、誘導結合で給電される埋め込み可能なグルコースセンサーを含むシステムが記述される。センサーは時計と通信することができ、グルコースデータは時計に表示されることができる。しかしながら、この記事に記述されたセンサーは、使用の間にセンサーがセンサー自体を消費するので、限定された実用寿命のみを有する。
【００１０】
［００１０］Ｇｕｐｔａら（ＵＳ２００７２７６２０１）では、脊椎固定術、グルコースレベル、脊椎の負荷及び心拍数のような生物学の条件のインジケータとしての歪みをモニタするためのシステムが開示される。このシステムは、互いに組み合わされた（ｉｎｔｅｒ−ｄｉｇｉｔａｔｅｄ）静電容量センサ、ＲＦ送信機及び関連付けられたアンテナを含み、これら全ては、超小型又は微小なサイズであり、人間か動物のような生物学のホストに埋め込むことができる。誘電結合電源も化学バッテリーの埋め込みの必要を回避するために採用される。電力はセンサー及び送信器に供給される。また、携帯型のＲＦ  ＩＤタイプ受信機のような外部受信装置が埋め込みこまれたセンサー、送信器及び誘電結合された電源の位置の近くに置かれる場合、データはセンサーから送信される。埋め込まれたセンサー、送信器及び誘電結合された電源は、永久に置かれるか、又は望まれた時に削除される。
【００１１】
［００１１］ヤンら（ＵＳ２００４１８０３９１）では、生体内（ｉｎ  ｖｉｖｏ）又は試験管内（ｉｎ  ｖｉｔｒｏ）において、患者の間質液、あるいは解析される液体のサンプルにおいて、化学及び生化学の種（例えば、ｐＨ、あるいはグルコースレベル）のモニタリングが、プローブ（１０、７０、２１０、２７０）によって提供される。生体内のモニタリングについては、プローブは、最小侵襲性の方法によって容易に挿入される。光学又は電気化学の検知方法は、ｐＨ、カラー、電位、電流などのような物理的又は化学変化を検出すために採用され、検出される種又は化学的特性の濃度を示す。患者による目視観測は、このアプローチで、あるバイオ化学（例えば、グルコース）をモニタするのに十分かもしれない。ＣＡＰ膜は、高い酵素負荷を許容し、十分な信号対雑音比および低バックグラウンド電流で、超小型プローブの使用及び／又は低レベルの検体の診断を可能にする。
【００１２】
［００１２］Ｌｅｉ  Ｍ．らの”Ａ  ｈｙｄｒｏｇｅｌ−ｂａｓｅｄ  ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  ｍｉｃｒｏｍａｃｈｉｎｅｄ  ｔｒａｎｓｐｏｎｄｅｒ  ｆｏｒ  ｗｉｒｅｌｅｓｓ  ｇｌｕｃｏｓｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ”  Ｄｉａｂｅｔｅｓ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ＆  Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃｓ，  Ｖｏｌ．  ８，  Ｎｏ．  １，  ２００６，では、ヒドロゲルベースの埋め込み可能な無線グルコースセンサーが述べられている。基本構造は、刺激感知可能なヒドロゲルに結合されたパッシブマイクロマシン共振器であり、堅いナノ多孔質（ｎａｎｏｐｏｒｏｕｓ）な膜と薄いグラス隔膜との間に制限される。
【００１３】
［００１３］”Ｄｉｅ  Ｉｍｐｅｄａｎｚｍｅｓｓｕｎｇ  ｚｕｒ  Ｂｅｕｒｔｅｉｌｕｎｇ  ｖｏｎ  Ｉｓｃｈａｍｉｅｓｃｈａｄｅｎ  ｄｅｒ  ｈｕｍａｎｅｎ  Ｌｅｂｅｒ  ｉｎ  ｄｅｒ  Ｖｏｒｂｅｒｅｉｔｕｎｇ  ｚｕｒ  Ｔｒａｎｓｐｌａｎｔａｔｉｏｎ”，  Ｇｅｒｓｉｎｇ  Ｅ．，  Ｌａｎｇｅｎｂｅｃｋｓ  Ａｒｃｈ  Ｃｈｉｒ  （１９９３）  ３７８：  ２３３−２３８，  ”Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ  ｏｎ  ｌｉｖｉｎｇ  ｔｉｓｓｕｅ  ｆｏｒ  ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｔａｔｅ  ｏｆ  ｏｒｇａｎｓ”，  Ｇｅｒｓｉｎｇ  Ｅ．，  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｅｒｇｅｔｉｃｓ  （１９９８）  ４５：  １４５−１４９，  ”Ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ａｎａｌｙｓｉｓ  ｏｆ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｓｐｅｃｔｒａ  ｏｆ  ｏｒｇａｎｓ  ｄｕｒｉｎｇ  ｉｓｃｈｅｍｉａ”，  Ｇｈｅｏｒｇｈｉｕ  Ｍ，  Ｇｅｒｓｉｎｇ  Ｅ，  Ｇｈｅｏｒｇｈｉｕ  Ｅ，  Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ  Ａｃａｄｅｍｙ  ｏｆ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ  （１９９９）  ８７３：  ６５−７１，  ａｎｄ  ”Ｍｅｓｓｕｎｇ  ｄｅｒ  ｅｌｅｋｔｒｉｓｃｈｅｎ  Ｉｍｐｅｄａｎｚ  ｖｏｎ  Ｏｒｇａｎｅｎ  −  Ａｐｐａｒａｔｉｖｅ  Ａｕｓｒｕｓｔｕｎｇ  ｆｕｒ  Ｆｏｒｓｃｈｕｎｇ  ｕｎｄ  ｋｌｉｎｉｓｃｈｅ  Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ”，  Ｇｅｒｓｉｎｇ  Ｅ．，  Ｂｉｏｍｅｄｉｚｉｎｉｓｃｈｅ  Ｔｅｃｈｎｉｋ  （１９９１）  ３６：  ６−１１において、臓器におけるインピーダンス測定が研究された。
【００１４】
［００１４］結論として、この技術における多くの試みにもかかわらず、ドナーからレシピエントへの移植の間の臓器の生命力、拒絶、感染又は虚血の兆候をモニタする臓器移植、例えば、温度を使用する卵巣周期のモニタ、トラックドライバー、飛行士などの覚醒度を特定するグルコース及び水和などをモニタすることに関連して、健康状態、ドラッグコンプライアンス、水和、グルコースレベルなどを含む異なる生理学的なパラメータのようなパラメータ又はユーザ関連状態のフォローアップ及び効果的なモニタリングが改良システムにいまだ必要とされている。小さく、信頼できて、作成が容易で安く済み、再充電又はバッテリーを替える必要がなく長期間持ち越すことが出来る埋め込み可能なセンサーを持つこのようなシステムがいまだ必要とされている。
【発明の概要】
【００１５】
［００１５］  本発明の広い観点によれば、１つ以上のユーザー関連パラメーター（例えば生理学的なパラメーター）を測定又は検出ための埋め込み可能なセンサーを有する健康管理システムが提供される。測定されたパラメータは、例えば、非侵襲性の方法で検知されたパラメーターを取得するハンドヘルド・リーダによって、遠隔でアクセスされることができる。センサーは搭載された電源を使用せず、したがって、センサーは電気的な電源を交換するために埋め込みサイトから取り除かれる必要が決してなく、したがって、無期限に埋め込まれ続けることができる。従って、本発明は、ドナーからレシピエントへの移植の間の臓器の生命力、拒絶、感染又は虚血の兆候をモニタする臓器移植、例えば、温度を使用する卵巣周期のモニタ、トラックドライバー、飛行士などの覚醒度を特定するグルコース及び水和などをモニタすることに関連して、健康状態、ドラッグコンプライアンス、水和、グルコースレベルなどを含む異なる生理学的なパラメータのようなパラメータ又はユーザ関連状態のフォローアップ及び効果的なモニタリングを提供する。ドナーからの臓器の取り出しからレシピエントへのその埋め込みまでの移植のコンテキストにおける臓器のモニタリングに加えて、現在の装置は、埋め込まれたセンサーが人工臓器が成長するマトリックスの一部となり、埋め込まれた後に成熟した臓器の統合部品としてとどまることができる場合、人工蔵器の成長過程をモニターするために使用されることができる。
【００１６】
［００１６］  本発明の観点によれば、４点測定技術を使用して、身体組織を流れる電流の結果から得られる被験対象の身体組織内のインピーダンスを測定するように構成された埋め込み可能なセンサ−を含み、前記身体組織は、前記被験対象の皮下組織であり、前記センサーは、外部装置と通信を行ない、電磁界によって給電されるように構成されたコイルを含む給電及び通信回路を含む、健康管理システムが提供される。さらに、システムは、前記給電及び通信回路に電力を供給し、前記給電及び通信回路と通信を行なうための電磁界を生成するように構成されたコイルを含むリーダモジュールと、表示装置、処理装置及び少なくとも１つの記憶装置を含む計算装置と、前記計算装置は少なくとも１つの無線ネットワークを介して他の装置と通信を行なうように構成され、測定されたインピーダンスに基づいて、少なくとも１つの生理学的なパラメータを決定し又はモニタリングするモニタリングエンジンとを含み、前記リーダモジュールは互いに通信するように構成される健康管理システムが提供される。
【００１７】
［００１７］  本発明の実施形態では、ヘルスケアプロバイダユニットが設けられ、前記通信装置は少なくとも１つの無線ネットワークを介してヘルスケアプロバイダサーバと通信を行なうように構成された医療システム通信エンジンを含む。
【００１８】
［００１８］  本発明の実施形態では、患者ポータルを含むヘルスケアプロバイダユニットが設けられ、認定されたユーザが前記患者ポータルを介して患者情報にアクセスできる。
【００１９】
［００１９］  本発明の実施形態では、前記モニタリングエンジンは、前記計算装置の前記処理装置又は少なくとも１つの記憶装置において実行される。
【００２０】
［００２０］  本発明の実施形態では、前記リーダモジュールは、前記計算装置に接続可能、又は前記計算装置において実行される。
【００２１】
［００２１］  本発明の実施形態では、前記少なくとも１つの生理学的なパラメータを前記表示装置に表示するように構成された計算装置が設けられる。
【００２２】
［００２２］  本発明の実施形態では、前記モニタリングエンジンは、少なくとも１つのモニタされた生理学的なパラメータが所定の条件を満たす場合に、少なくとも１つの警告信号を提供するように構成される警告機能を有する。
【００２３】
［００２３］  本発明の実施形態では、前記モニタリングエンジンは、前記少なくとも１つのネットワークを介して少なくとも１つの装置から被験対象に関する情報を取得し、前記被験対象に関する情報を前記表示装置に提示するように構成された情報プロバイダモジュールを有する。
【００２４】
［００２４］  本発明の実施形態では、前記モニタリングエンジンは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと少なくとも１つの生理学的なパラメータとの間の所定の関係に関連付けるように構成される。
【００２５】
［００２５］  本発明の実施形態では、前記モニタリングエンジンは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと血糖レベルとの間の所定の関係に関連付けることにより、前記被験対象におけるグルコースレベルを決定するように構成される。
【００２６】
［００２６］  本発明の実施形態では、健康管理システムは、前記身体組織への電流の注入のために構成された１組の注入電極と、前記電流は、前記注入電極のうちの１つの注入電極から前記注入電極のうちの他の注入電極へ前記身体組織を通して通過し、前記１組の注入電極間で前記身体組織を流れる電流によって生ずる結果電圧を検出するように構成された１組の検知電極とを含む埋め込み可能なセンサーを具備する。センサーは、さらに、マイクロコントローラ及び注入電極に動作可能に接続され、所定の周波数で前記注入電極へ電流を提供するように構成された電流信号出力回路と、前記検知電極に動作可能に接続され、前記検知電極によって検出された電圧を受信するように構成された検出器と、前記検出器は、前記検知電極の組によって検出された電圧に基づいて、前記身体組織のインピーダンスを測定するように構成されており、前記検出器に動作可能に接続され、前記検出器からインピーダンス信号を受信し、制御信号を前記電流信号出力回路に供給するように構成されたマイクロコントローラとを有する。
【００２７】
［００２７］  本発明の実施形態では、前記検出器は、Ｉ成分及びＱ成分のそれぞれの抽出のための１つの信号路を含むＩ／Ｑ（同相／直交）復調器を含み、検知された電圧は前記Ｉ／Ｑ復調器の入力及び出力として検知電極から受信され、少なくとも１つのＤＣ信号である。
【００２８】
［００２８］  本発明の実施形態では、前記給電及び通信回路は、バックスキャッタリング技術を使用して、前記リーディングモジュールと通信するように構成される。
【００２９】
［００２９］  装置の小型及び搭載された電源の必要性がなくなったことにより、本発明のセンサーは、特に、人間への埋め込みに適しており、無期限に埋め込まれることができる。
【００３０】
［００３０］  本発明に使用される好ましいセンサが埋め込み可能なインピーダンスセンサー、インピーダンスセンサーのグループを含むのに対し、本発明は、温度、ｐＨ、ｐＯ２、他の特定のイオン、分子、ローカル圧力（例えば、脳または頭蓋骨の内部）のような他のタイプの埋め込み可能なセンサーを含んでも良い。
【００３１】
［００３１］  埋め込み可能なセンサーにおける検出器は、信号のＩ成分及びＱ成分を抽出するための１つのパスを有する。Ｉ／Ｑ復調の結果はＤＣ信号であり、必要なときに信号のＩ成分及びＱ成分の抽出が行なわれることを意味する。これは、位相及び振幅変化が時間で変化し、その結果、処理が並列に行なわれなければならない通信システムにおける従来技術のＩ／Ｑ復調と対照的である。この解決は１つのパスだけが活発である必要があるので、電力消費の著しい減少に結びつく。誘導結合から制限された電力を抽出することができ、これは、本発明において非常に重要である。さらに、センサー自体をより小さくすることができることを意味する。
【００３２】
［００３２］  本発明の実施形態によれば、装置は被験対象の身体の少なくとも１つの生理学的なパラメーターを測定又はモニターするように構成され、モニタリングエンジンは前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと少なくとも１つの生理学的なパラメータとの間の予め定められた関係に関連付けるように構成される。
【００３３】
［００３３］  本発明の実施形態によれば、マイクロコントローラは、検出器に動作可能に接続され、前記測定されたインピーダンスを少なくとも１つの生理学的なパラメーターのレベルとインピーダンスとの間の予め定められた関係に関連付けることにより、前記被験対象における前記生理学的なパラメーターを決定するようにプログラムされている。
【００３４】
［００３４］  本発明の実施形態によれば、マイクロコントローラは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと血糖レベルとの間の予め定められた関係と関連付けることにより、前記被験対象におけるグルコースレベルを決定するようにプログラムされる。
【００３５】
［００３５］  本発明の実施形態によれば、マイクロコントローラは前記給電及び通信回路を介して前記測定されたインピーダンスを前記外部装置に通信し、前記モニタリングエンジンは前記外部装置に配置されている。
【００３６】
［００３６］  本発明の実施形態によれば、マイクロコントローラは前記給電及び通信回路を介して前記測定されたインピーダンスを前記外部装置に通信するように構成され、前記モニタリングエンジンは前記外部装置に配置され、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと血糖レベルとの間の予め定められた関係と関連付けることにより、前記被験対象におけるグルコースレベルを決定するように構成される。
【００３７】
［００３７］  本発明の実施形態によれば、前記少なくとも１つの生理学的なパラメーターは、体温、水和レベル、ホルモンレベル、乳酸塩レベルを含んでも良い。これらの例は、非徹底的であることに注意されるべきである。
【００３８】
［００３８］  本発明の実施形態によれば、注入された電流を電流信号出力回路は、１ｋＨｚと３ｋＨｚとの間の範囲、好ましくは、１．５ｋＨｚと２．５ＭＨｚとの間の範囲、より好ましくは１．９０ｋＨｚと２ＭＨｚとの間の範囲の複数の周波数で提供するように構成される。
【００３９】
［００３９］  本発明の実施形態によれば、周波数生成回路は検出器に動作可能に接続され、５ＫＨｚから５０ＭＨｚの間、好ましくは１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の範囲、より好ましくは１６ｋＨｚから１６ＭＨｚの間の範囲の周波数を有する参照信号を生成するように構成されている。
【００４０】
［００４０］  本発明の実施形態によれば、Ｉ／Ｑ復調器は、受信電圧に参照信号を掛けるように構成された乗算器を含む。
【００４１】
［００４１］  本発明の実施形態によれば、検出器は検知電極によって検知された電圧を増幅する電圧増幅器をさらに含む。
【００４２】
［００４２］  本発明の実施形態によれば、検出器は、増幅信号のフィルタリングするローパスフィルタをさらに含む。
【００４３】
［００４３］  本発明の実施形態によれば、装置は被験対象の身体の皮下内に埋め込まれるように構成される。
【００４４】
［００４４］  本発明に使用される好ましいセンサが埋め込み可能なインピーダンスセンサー、インピーダンスセンサーのグループを含むのに対し、本発明は、温度、ｐＨ、ｐＯ２、他の特定のイオン、分子、ローカル圧力（例えば、脳または頭蓋骨の内部）のような他のタイプの埋め込み可能なセンサーを含んでも良い。
【００４５】
［００４５］  本発明の他の実施形態では、対象におけるインピーダンスを測定する装置が提供され、前記装置は被験対象の身体内に埋め込まれるように構成され、２点技術を使用して身体組織を通して流れる電流の結果から前記被験対象の身体組織内のインピーダンスを測定するように構成され、前記身体組織は前記被験対象の皮下組織であり、身体組織への電流注入のために構成された１組の注入電極と、前記電流は前記身体を通り、前記注入電極の１つの注入電極から他の注入電極を通過し、前記１組の注入電極間で前記身体組織を流れる電流によって生ずる結果電圧を検出するように構成された１組の検知電極とを含む。更に、装置はマイクロコントローラに動作可能に接続された電流信号出力回路及び注入電極を含み、所定周波数の電流を注入電極へ提供するように構成され、検知電極に動作可能に接続され、前記検知電極によって検知された電圧を受信するように構成された検出器と、前記検出器は、前記検知電極の組によって検知された前記電圧に基づいて身体組織のインピーダンスを測定するように構成され、前記検出器に動作可能に接続され、前記検出器からインピーダンス信号を受信するように構成され、制御信号を電流信号出力回路に供給するように構成されたマイクロコントローラとを含む。外部コイルによって生成される電磁界によって給電されるように構成されたコイルを含む給電及び通信回路であって、給電回路はマイクロコントローラに動作可能に接続され、マイクロコントローラ、電流信号出力回路および検出器に電力を供給するように構成される。
【００４６】
［００４６］  本発明の他の観点によれば、前記被験対象の身体内に埋め込まれるように構成され、身体組織を通して流れる電流の結果から前記被験対象の身体組織内のインピーダンスを測定するように構成され、前記身体組織は前記対象の皮下組織である、装置を使用して、前記被験対象におけるインピーダンスを測定する方法が提供される。
方法は概括的なレベルで下記工程を含む：
外部コイルによって生成された電磁界を介してコイルで電力を受信することによりインピーダンス測定のための電力を提供し；
所定周波数で電流を注入電極に供給し；
１組の注入電極を介して、電流を身体組織に注入し、前記電流は、前記身体を通して、前記注入電極の１つの電極から前記注入電極の他の電極を通り；
１組の検知電極で、前記１組の注入電極間で前記身体組織を流れる電流によって生ずる結果電圧を検知又は検出し；及び
検知電極の組によって検出された電圧に基づいて身体組織のインピーダンスを測定又は決定する。
【００４７】
［００４７］  本発明による方法の実施形態によれば、Ｉ／Ｑ（同相／直交）復調は、Ｉ及びＱ成分の抽出のための１つの信号路上でそれぞれ測定するステップにおいて行なわれ、検知された電圧はＩ／Ｑ復調の入力及び出力として検知電極から受信され、少なくとも１つのＤＣ信号である。
【００４８】
［００４８］  本発明による方法の実施形態によれば、方法は前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと少なくとも１つの生理学的なパラメーターとの予め定められた関係と関連させることにより、前記被験対象の身体の少なくとも１つの生理学的なパラメーターを測定又はモニターする。
【００４９】
［００４９］  本発明の方法の実施形態によれば、前記少なくとも１つの生理学的なパラメータをモニターするステップは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと少なくとも１つの生理学的なパラメーターとの予め定められた関係と関連させることにより、前記被験対象のグルコースレベルを決定することをさらに含む。
【００５０】
［００５０］  本発明による方法の実施形態によれば、電磁界を使用して、コイルを介して外部装置と前記測定されたインピーダンス及び／又は生理学的なパラメータ（グルコースレベルのような）の決定された値を通信することをさらに含む。測定されたインピーダンスが外部装置と通信をする場合、生理学的なパラメーターの決定は外部装置において行なうことができ、通信ステップは少なくとも１つの生理学的なパラメーターを決定するステップの前に実行される。
【００５１】
［００５１］  本発明の方法の実施形態によれば、、少なくとも１つの生理学的なパラメーターは、体温、水和レベル、ホルモンレベル、乳酸塩レベル、ｐＨ、ｐＯ２、他の特定のイオンあるいは分子、脳または頭蓋骨の内部のローカル圧力を含む。
【００５２】
［００５２］  本発明の方法の実施形態によれば、電流を所定周波数で注入電極に供給するステップは、１ｋＨｚと３ｋＨｚとの間の範囲、好ましくは、１．５ｋＨｚと２．５ＭＨｚとの間の範囲、より好ましくは１．９０ｋＨｚと２ＭＨｚとの間の範囲で複数の周波数で電流を注入電極に供給することを含む。
【００５３】
［００５３］  本発明による方法の実施形態によれば、５ＫＨｚから５０ＭＨｚの間、好ましくは１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の範囲、より好ましくは１６ｋＨｚから１６ＭＨｚの間の範囲の周波数を有する参照信号を生成することをさらに含む。
【００５４】
［００５４］  本発明に従った埋め込み可能なセンサーの動作下の原則は、長期間、劣悪な環境（例えば、海水のような塩水）において、放置されて浸されており、又は液体に浸されたままであるどんなセンサーに負けず劣らず適応できる。したがって、ここに記述されたセンサーは、組織の内に埋め込まれるように構成されたセンサーへの特別の適用可能性を見出すことができるが、この記述はこのような埋め込み可能なインピーダンスセンサーに導かれ、この発明は、長期間、劣悪な環境において放置されて浸されているどんな種類の遠隔センサーにも適用可能である。
【００５５】
［００５５］  埋め込み可能な医療機器の前述の特徴および実施形態は、様々の可能な方法で組み合わせることができ、さらに有利な実施形態を提供する。
【００５６】
［００５６］  さらに、本発明による装置のさらに有利な実施形態及びさらなる本発明の利点が、従属請求項および実施形態の詳細な説明から明らかになる。
【００５７】
［００５７］  理解されるように、本発明が使用されることができる多くの更なる応用がある。
【００５８】
［００５８］  例えば、女性の膣のインピーダンスの測定によって、受胎サイクルをモニターすることができ、受胎状態が決定される。Ｂａｒｔｏｓ  Ｌ．，  ”Ｖａｇｉｎａｌ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｕｓｅｄ  ｆｏｒ  ｍａｔｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｒａｔ”，  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｎｉｍａｌｓ  １９７７；  １１：  ５３−５６  ａｎｄ  ｉｎ  Ｂａｒｔｏｓ  Ｌ，  Ｓｅｄｌａｃｅｋ  Ｊ．，  ”Ｖａｇｉｎａｌ  ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｕｓｅｄ  ｆｏｒ  ｍａｔｉｎｇ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｇｕｉｎｅａ−ｐｉｇ”，  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ  Ａｎｉｍａｌｓ  １９７７；  １１：  ５７−５８では、ネズミの膣のインピーダンスが、排卵の時に鋭いピーク（あるいはドロップ）を示すことが示されている。
【００５９】
［００５９］  本発明の実施形態では、モニタリングエンジンは、受胎サイクルをモニターし、受胎状態を決定するように構成される。例えば、膣のインピーダンス中の鋭いピーク（あるいはドロップ）は、排卵の時間を示すことができる。
【００６０】
［００６０］  さらに、グルコース管理あるいはモニタリングは、スポーツ選手にも重要性が高い。本発明は、スポーツ選手が例えば練習と競争の間にグルコースレベルをモニターするのに非常に有用である。
【００６１】
［００６１］  他の応用は、水和及びグルコースレベルをモニターするためにあり、例えば、血糖が非常に高いレベルに達する場合、重大な状態に発展する糖尿病の高浸透圧症候群を検出し、又はモニターする。このレベルでは、血液は、濃く、シロップになり、その結果糖尿病の高浸透圧症候群を引き起こす。過剰な砂糖は、貴方の血液から貴方の尿を通過し、貴方の身体から莫大な量の液体を取り出すフィルタリングプロセスのトリガとなる。糖尿病の高浸透圧症候群は、通常タイプ２の糖尿病の人々に影響し、まだ糖尿病と診察されていない人々にも発症する。治療されないでいる糖尿病の高浸透圧症候群は、生命に危険のある脱水を導く。迅速な医療が不可欠である。
【００６２】
［００６２］  ドナーからの臓器の取り出しからレシピエントへのその移植までの移植のコンテキストにおける臓器のモニタリングに加えて、現在の装置は、埋め込まれたセンサーが人工臓器が成長するマトリックスの一部となり、埋め込まれた後に成熟した臓器の統合部品としてとどまることがでる場合、人工蔵器の成長過程をモニターするために使用されることができる。
【００６３】
［００６３］  本発明の更なる観点によれば、オブジェクトにおけるインピーダンスを測定する装置を備え、前記装置はオブジェクト内又はオブジェクトに取り付けられるように構成され、身体組織を通り流れる電流の結果から得られる前記オブジェクトのインピーダンスを測定するように構成され、オブジェクトへの電流注入のために構成された１組の注入電極と、前記電流は前記オブジェクトを通り、前記注入電極の１つの注入電極から他の注入電極を通過し、及び前記組の注入電極間で前記オブジェクトを流れる電流によって生ずる結果電圧を検出するように構成された１組の検知電極とを含む。電流信号出力回路は、マイクロコントローラと注入電極とに動作可能に接続され、所定の周波数で前記注入電極へ電流を提供するように構成され、前記検知電極に動作可能に接続され、前記検知電極によって検出された電圧を受信するように構成された検出器とを具備し、前記検出器は、前記検知電極の組によって検出された電圧に基づいて、前記オブジェクトのインピーダンスを測定するように構成されている。マイクロコントローラは、検出器に動作可能に接続され、前記検出器からインピーダンス信号を受信し、制御信号を電流信号出力回路に供給するように構成されており、コイルを含む給電及び通信回路は外部コイルによって生成された電磁界によって給電されるように構成され、前記給電回路は動作可能に前記マイクロコントローラに接続され、前記電流信号出力回路及び検出器に給電するように構成されている。本発明の実施形態では、対象は、移植を意図した臓器、あるいは女性の生殖管（ｒｅｐｒｏｄｕｃｔｏｒｙ  ｔｒａｃｔ）である。
【００６４】
［００６４］  本発明のさらなる実施形態によれば、ＬＥＤ及び検出器を含む光学検出ユニットと、検出器が埋め込み可能なセンサーに配置される。ＬＥＤは、異なる光学スペクトルを有する酸素化血液及び脱酸素化血液をモニターする異なる波長を持つ２つのＬＥＤであり、検出器は酸素飽和レベルをモニターするために次に使用されてもよい。多くの他の組織状態及び検体は、特定の波長の少なくとも２つのＬＥＤを選ぶことにより検体を同時に検出することができ、例えば、腎機能低下を反映する物質であるクレアチンである。他の検体は肝機能低下を反映し、温度（サーミスター）、カリウムレベル、ナトリウムレベルおよびｐＨのような一般的なインジゲータは、「ボタンサイズ」のセンサエレメントに含まれることができ、生涯埋め込まれることができる。臓器移植の輸送の間、虚血は主な関心事であり、ＥＩＳ及び光学スペクトル分析の両方によって検出することができる。しかしながら、移植拒絶及び感染が関心事になった後、対抗策が異なるので将来的に何が問題であるかを決定することは重要である。したがって、インピーダンスセンサーにＬＥＤと光検知器を加えることによって、それは、診断の相違においてより正確になるだろう。
【００６５】
［００６５］  更に、高山病をモニターするために高い所での遠征の間の登山家の心臓病、肺水腫、脳水腫に苦しむ患者の肺水腫のような浮腫又はダイバー病をモニターする。
【００６６】
［００６６］  本発明が、添付された図面を参照して実施形態により、より具体的な方法で例示的な目的について詳細に述べられる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
［００６７］    
【図１】図１は、本発明によるシステムの実施形態の概略図。
【００６８】
［００６８］    
【図２】図２は、本発明によるシステムで使用するのに適した計算装置の実施形態の概略図。
【００６９】
［００６９］    
【図３】図３は、本発明によるシステムで使用するのに適した計算装置の他の実施形態の概略図。
【００７０】
［００７０］    
【図４】図４は、計算装置の実施形態の概略図。
【００７１】
［００７１］    
【図５】図５は、本発明によるリーダモジュールの概略図。
【００７２】
［００７２］    
【図６】図６は、本発明による埋め込み可能なインピーダンスセンサーの実施形態の概略図。
【００７３】
［００７３］    
【図７】図７は、本発明による方法の実施形態の概要の流れ図。
【００７４】
［００７４］    
【図８】図８は、本発明による埋め込み可能なインピーダンスセンサーの更なる実施形態の概略図。
【００７５】
［００７５］    
【図９】図９は、本発明による例示的なシステム、方法及びセンサーを使用する羊の肝臓および腎臓の測定されたインピーダンスを示す図。
【００７６】
［００７６］    
【図１０】図１０は、本発明による例示的なセンサー、方法及びシステムを使用する羊の肝臓および腎臓の測定された位相を示す図。
【００７７】
［００７７］    
【図１１】図１１は、本発明による埋め込み可能なセンサーの他の実施形態の概略図。
【発明を実施するための形態】
【００７８】
［００７８］まず図１を参照して、ドナーからレシピエントへの輸送の間の臓器の生命力をモニタし、また拒絶の兆候、感染、または虚血をモニタする臓器移植、例えば温度を使用して卵巣周期をモニタし、および飛行士、トラックドライバなどの覚醒度を特定するためにグルコースと水和とをモニタすることに関連した、水和、グルコースレベルなどを含む異なる生理学的なパラメータ、健康状態、ドラッグコンプライアンスのような、ユーザに関する状態またはパラメータを、測定またはモニタするためのシステムの一実施形態について述べる。小さく、信頼できて、作製が容易で安く済み、とともに使用され得、長期間持ち越され得るようなシステムが明らかに必要とされている。本発明の好ましい実施形態では、システムは、身体組織のインピーダンスを測定するセンサを使用し、インピーダンス測定が、グルコースレベルを検出またはモニタするために使用される。
【００７９】
［００７９］被験対象１２の電気バイオインピーダンスを測定するためのセンサ１０が、被験対象の、例えば皮下に埋め込まれる。本発明による埋め込み可能なセンサ１０については、以下に図６を参照して詳細に述べられる。センサ１０は、外部リーダモジュール１４によって、誘導結合を使用することによって、例えば約１０〜１５ＭＨｚの周波数で給電される。リーダモジュール１４は、センサ１０のマイクロコントローラ６１（図６を参照されたい）と通信することが可能である。例えば、リーダモジュール１４は、センサ１０との、インピーダンス変調または負荷変調としても知られる半二重バックスキャッタリングシリアル通信を行うように構成され得る。この技法は、電磁波を供給源に反射し戻すことによって機能する。距離が波長に比べて短いことは、反射波がほとんど瞬時に受信されることを意味する。したがって、パルスを再び受信する代わりに、相互インダクタンスが、フィードバックループとして振る舞い、インダクタの皮相インピーダンスを変化させる。次いで、インダクタンスの変化が、コイルを通過する電流を変化させる。次いで、変化した電流が、コイルにわたる電圧の振幅を変化させ、データが振幅変調信号として扱われ得る。原理上、二次共振器におけるインピーダンスを変化させるどんな方法も、データを送信するために使用され得る。例えば、（リーダ１４から埋め込み可能な装置またはセンサ１０への）ダウンリンクの、センサ１０において利用可能な電圧を変化させることによる振幅変調。（埋め込み可能な装置１０からリーダ１４への）アップリンクは、負荷シフトキーイングを使用し、この場合、送られるデータに従って負荷のＱファクタが変更される。負荷は、変圧器（図示せず）使用することによって検知され、変圧器は、電力を送信するために使用されるコイルを通過する電流を検知する。包絡線検出器（図示せず）と、それに続くバンドパスフィルタ（図示せず）および比較器（図示せず）が、データを復元するために使用される。
【００８０】
［００８０］本発明の実施形態では、リーダモジュール１４およびセンサ１０は、（リーダ１４における）電力送信および信号受信用の１０〜１５ＭＨｚの間の範囲内の周波数に合わせて構成されたＬＲＣ共振回路を含む。リーダモジュール１４は計算装置１５と、例えば、赤外線、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ワイヤレス技術、８０２．１１ａ７ｂ／ｇ／ｎ、セルラー、または他の無線周波数通信システムを含むワイヤレス通信を使用して、通信するように構成される。
【００８１】
［００８１］本発明の実施形態では、リーダモジュールは、図２に示されるように、計算装置に含められる。例えば、リーダモジュール３８は計算装置に、計算装置１５のＵＳＢポートにおいて接続または結合され得る。
【００８２】
［００８２］図３を参照すると、計算装置１５が、いくつかの実施形態では、中央処理デバイス（ＣＰＵ）のような少なくとも１つの処理デバイス１６を含む。多様な製造業者、例えばＩｎｔｅｌまたはＡｄｖａｎｃｅｄ  Ｍｉｃｒｏ  Ｄｅｖｉｃｅｓから、多様な処理デバイスが入手可能である。本実施形態では、計算装置はシステムメモリ１７も備える。
【００８３】
［００８３］本システムで使用するのに適した計算装置の例としては、挙げられた例に限定しないが、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン（例えばｉＰｈｏｎｅ（登録商標）もしくはＡｎｄｒｏｉｄ  ＯＳを使用する電話、ｉＰｏｄ（登録商標）、ｉＰａｄ（登録商標）、モバイルデジタルデバイス、または他のモバイルデバイスのようなモバイル計算装置、あるいはデジタル命令を処理するように構成された他のデバイスがある。
【００８４】
［００８４］システムメモリ１７は、読出し専用メモリと、ランダムアクセスメモリとを含む。計算装置１５内で情報を移動させるように働く、スタートアップのような基本ルーチンを収容した基本入出力システムは、典型的には、読出し専用メモリ内に記憶される。
【００８５】
［００８５］さらに、計算装置１５は、いくつかの実施形態では、デジタルデータを記憶するための、ハードディスクドライブのような補助記憶装置１９も含む。補助記憶装置１９および関連するコンピュータ可読媒体は、（プログラムとプログラムモジュールとを含む）コンピュータ可読命令、データ構造、および計算装置１５の他のデータの、不揮発性記憶領域を提供する。
【００８６】
［００８６］本明細書において述べられる例示的な環境では、ハードディスクドライブと補助記憶装置とを採用しているが、他の実施形態では、他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体が使用される。これらの他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体の例としては、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、コンパクトディスク読出し専用メモリ、デジタル多用途ディスク読出しメモリ、ランダムアクセスメモリ、または読出し専用メモリがある。いくつかの実施形態は、非一時的な媒体を含む。さらに、そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、ローカル記憶装置またはクラウドベースの記憶装置を含み得る。
【００８７】
［００８７］図４に示されるように、オペレーティングシステム２１と、１つまたは複数のアプリケーションプログラム２２と、ユーザインターフェイスエンジン２３と、医療システム通信エンジン２４と、モニタリングエンジン２５とを含むいくつかのプログラムモジュールが、補助記憶装置１９および／またはシステムメモリ１７内に記憶され得る。計算装置１５は、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ  Ｃｈｒｏｍｅ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ  ＯＳ、Ａｎｄｒｏｉｄ  ＯＳ、および計算装置に適した他の任意のオペレーティングシステムのような、任意の適切なオペレーティングシステムを利用し得る。モニタリングエンジンは、いくつかの実施形態では、グルコースレベルのような生理学的なパラメータを、測定されたインピーダンスに基づいて決定またはモニタするように構成され得る。図２に示される実施形態では、計算装置は、グルコースのような生理学的なパラメータを、インピーダンス測定に基づいて決定またはモニタすることが可能である。インピーダンス測定は、センサ１０によって行われ、インピーダンスデータが次いで、センサの給電および通信モジュール６２（図４を参照されたい）を介して、リーダモジュール１４に送信される。
【００８８】
［００８８］いくつかの実施形態では、ユーザが１つまたは複数の入力デバイス３０を通じて計算装置１５に入力を供給する。入力デバイス３０の例としては、キーボード、マウス、マイクロホン、（タッチパッドやタッチセンシティブディスプレイのような）タッチセンサ、ＩＲセンサ、またはウェブカメラがある。入力デバイス３０は、システムバス（図示せず）に結合された入出力インターフェイスを通じて処理デバイス１６に接続される。
【００８９】
［００８９］本発明の好ましい実施形態では、計算装置１５が、モニタ、液晶ディスプレイデバイス、プロジェクタ、またはタッチセンシティブディスプレイデバイスのようなディスプレイデバイス３２を含む。
【００９０】
［００９０］計算装置１５は、ローカルエリアネットワーク環境または（インターネットのような）ワイドエリアネットワーク環境内で使用されるとき、典型的には、イーサネット（登録商標）インターフェイスのようなネットワークインターフェイス（図示せず）を通じて、ネットワーク４０（図１及び図２）に接続される。他の実施形態は、他の通信デバイスを使用する。例えば、計算装置１５のいくつかの実施形態は、ネットワークにわたって通信するためにモデムを含む。
【００９１】
［００９１］計算装置１５は、医療システム通信エンジン２４を使用して、例えばヘルヘルスケアプロバイダユニット３６と、ネットワーク４０を介して通信することが可能である。ヘルスケアプロバイダユニット３６は、患者ポータル３７を備え、医師のような許可されたユーザが、患者ポータル３７を介して患者情報にアクセスし得る。本発明の実施形態では、計算装置１５が、例えば、被験対象または患者の測定生理学的なパラメータに関係する情報を、ヘルスケアプロバイドユニット３６にアップロードする。許可されたユーザ、例えば医師が、アップロードされた情報に患者ポータル３７を介してアクセスし得る。他の情報、そのような健康状態、ドラッグコンプライアンスなども、計算装置１５からヘルスケアプロバイダユニットにアップロードされ得る。許可されたユーザは、患者ポータル３７を介して患者とも通信し、例えば、薬の処方箋を送り、または患者の健康状態に関係する更新情報を送り得る。ドナーからレシピエントへの輸送の間の臓器の生命力をモニタし、また拒絶、感染、または虚血の兆候をモニタする臓器移植、例えば温度を使用して卵巣周期をモニタする、および飛行士、トラックドライバなどの覚醒度を特定するためにグルコースと水和とをモニタすることに関連した、水和、グルコースレベルなどを含む異なる生理学的なパラメータ、健康状態、ドラッグコンプライアンスのような、ユーザに関する他の状態またはパラメータも、本システム８においてモニタまたはフォローアップされ得る。
【００９２】
［００９２］本発明の実施形態では、モニタリングエンジン２５は、図５に示されるリーダモジュール１４のストレージユニット５１、例えば、読出し専用メモリおよびランダムアクセスメモリ、ならびにデジタルデータを記憶するための、ハードディスクドライブのような補助記憶装置内に含まれ得る。補助記憶装置および関連するコンピュータ可読媒体は、（プログラムとプログラムモジュールとを含む）コンピュータ可読命令、データ構造、およびリーダデバイスの他のデータの、不揮発性記憶領域を提供する。本明細書において述べられる例示的な環境では、ハードディスクドライブと補助記憶装置とを採用しているが、他の実施形態では、他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体が使用される。これらの他のタイプのコンピュータ可読記憶媒体の例としては、磁気カセット、フラッシュメモリカード、デジタルビデオディスク、コンパクトディスク読出し専用メモリ、デジタル多用途ディスク読出しメモリ、ランダムアクセスメモリ、または読出し専用メモリがある。いくつかの実施形態は、非一時的な媒体を含む。さらに、そのようなコンピュータ可読記憶媒体は、ローカル記憶装置またはクラウドベースの記憶装置を含み得る。
【００９３】
［００９３］リーダモジュール１４は、モニタ、液晶ディスプレイデバイス、プロジェクタ、またはタッチセンシティブディスプレイデバイスのようなディスプレイデバイス５２、およびキーボード、マウス、マイクロホン、（タッチパッドやタッチセンシティブディスプレイのような）タッチセンサ、ＩＲセンサ、またはウェブカメラのような入力デバイス５３のような、デバイスも含み得る。
【００９４】
［００９４］リーダモジュール１４はさらに、センサ１０に給電するための電磁界を生成するためのコイル５４を備える。コイル５４は、電磁界を得るための電流と電圧とを生成するように構成された電力生成器５５、およびセンサ１０から送信されたデータを受信するための通信モジュール５６に接続される。
【００９５】
［００９５］リーダモジュール１４は、例えば、（図５に示す）ＵＳＢポートを介した直接接続を介して、または例えばＩＲ通信を介してもしくはＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）を介してワイヤレスで、計算装置１５に接続するための通信バス５７も備え得る。
【００９６】
［００９６］次に図６に移ると、埋め込み可能なインピーダンスデバイスまたはインピーダンスセンサについて、より詳細に論じられる。図６は、本発明によるセンサの一実施形態のブロック図を示す。
【００９７】
［００９７］アナログ回路を備える給電および通信回路６２が、センサ１０に電力を供給する。給電および通信回路は、リーダモジュール１４による誘導結合を使用した外部給電用のコイル６３を備え、給電および通信回路６２はまた、例えば半二重バックスキャッタリングシリアル技法を使用した、リーダモジュール１４との通信メカニズムを確立するように構成される。給電および通信回路６２は、全波整流回路６４を含み、これがコイル６３と、例えば１０〜１５ＭＨｚの間の範囲内の周波数で共振する。給電および通信回路６２への入力は、リーディングモジュール１４のコイル１３によって生成される電磁界である。給電および通信回路６２の出力は、ＤＣ電圧である。給電および通信回路６２は、マイクロコントローラ６１に動作可能に接続される。
【００９８】
［００９８］周波数生成回路６５が、５ｋＨｚから５０ＭＨｚの間、好ましくは１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１６ｋＨｚから１６ＭＨｚの間の範囲内の周波数を有する信号から、周波数参照クロックを生成するように構成される。これらの周波数は、Ｉ／Ｑ検出器６６において行われるＩ／Ｑインピーダンス検出メカニズム用の、正弦波電流およびＩ／Ｑ波形を生成するために使用される。
【００９９】
［００９９］電流信号出力回路６７が、１組の注入電極６８に動作可能に接続され、所定の周波数の電流を注入電極６８に供給するように構成される。注入電極６８は、電流を身体組織に注入するように構成され、この場合、電流は、注入電極のうちの一方から注入電極のうちの他方まで、身体の中を通過する。電流信号出力回路６７は、１ｋＨｚから３ＭＨｚの間の範囲内、好ましくは１．５ｋＨｚから２．５ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１．９０ｋＨｚから２ＭＨｚの間の範囲内の、複数の周波数の注入電流を供給するように構成される。本発明の実施形態では、この周波数は、１．９５ｋＨｚ、３．９ｋＨｚ、７．８１２５ｋＨｚ、１５．６２５ｋＨｚ、３１．２５ｋＨｚ、６２．５ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、２５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨＺ、および２ＭＨｚである。
【０１００】
［００１００］  １組の検知電極６９が、１組の注入電極６８間を身体組織を通って流れる電流によって生ずる、結果として得られる電圧を検出するように構成される。検知電極６９は、検出器６６に動作可能に接続され、検出器６６は、検知された電圧を受信する。検出器６６は、正弦波電流波形生成用回路７０と、検知された電圧を増幅するための増幅回路７１と、電圧にＩ／Ｑ参照信号を掛けるための乗算器７２と、信号をローパスフィルタリングするためのローパスフィルタ回路７３とを備える。検出器６６は、信号のＩ成分およびＱ成分を抽出するための１つの経路を有する。Ｉ／Ｑ復調の結果はＤＣ信号であり、このことは、必要なときにＩ成分およびＱ成分の抽出が行われ得ることを意味する。これは、位相および振幅が経時変化し、したがって処理が平行して行われなければならない、通信システムにおける従来技術のＩ／Ｑ復調とは対照的である。
【０１０１】
［００１０１］制御およびキャリブレーション回路７５が、マイクロコントローラ６１、電流周波数生成回路６５、電流信号出力回路６７、および検出器６６に、動作可能に接続される。制御およびキャリブレーション回路７５は、様々な回路を制御および／またはキャリブレーションするように、またマイクロコントローラ６１と通信するように構成される。
【０１０２】
［００１０２］本発明の実施形態によれば、被験対象の身体内に埋め込まれるように構成され、被験対象の身体組織内の、電流が身体組織を通って流れる結果として得られるインピーダンスを測定するように構成され、身体組織が被験対象の皮下組織である、デバイスを使用して、被験対象におけるインピーダンスを測定するための方法が提供される。方法は概括的なレベルで下記ステップ：
外部コイルによって生成された電磁界を介して、コイルにおいて電力を受信することによって、インピーダンス測定のための電力を提供すること１００と、
１組の注入電極を介して、電流を身体組織に注入すること１１０と、ここにおいて、電流が、注入電極のうちの一方から注入電極のうちの他方まで、身体の中を通過する、
１組の注入電極間を身体組織を通って流れる電流によって生ずる、結果として得られる電圧を、１組の検知電極において検知すること１２０と、
１組の検知電極によって検出された電圧に基づいて、身体組織のインピーダンスを測定または決定すること１３０と
を備える。
【０１０３】
［００１０３］本発明による方法の実施形態によれば、Ｉ／Ｑ（同相／直交）復調は、測定するステップ１３０において、Ｉ成分およびＱ成分をそれぞれ抽出するための１つの信号経路上で行われ、検知された電圧が、検知電極から入力として受信され、Ｉ／Ｑ復調の出力が、少なくとも１つのＤＣ信号である。
【０１０４】
［００１０４］本発明による方法の実施形態によれば、方法はさらに、測定されたインピーダンスを、インピーダンスと少なくとも１つの生理学的なパラメータとの所定の関係と関連付けることによって、被験対象の身体の少なくとも１つの生理学的なパラメータを決定またはモニタすること１４０を備える。
【０１０５】
［００１０５］本発明による方法の実施形態によれば、少なくとも１つの生理学的なパラメータをモニタするステップ１４０は、測定されたインピーダンスを、インピーダンスと血糖レベルとの所定の関係と関連付けることによって、被験対象におけるグルコースレベルを決定することを備える。
【０１０６】
［００１０６］本発明による方法の実施形態によれば、方法はさらに、測定されたインピーダンスおよび／または（グルコースレベルのような）生理学的なパラメータの決定された値を、電磁界を使用してコイルを介して外部装置に通信すること１５０を備える。測定されたインピーダンスが外部装置に通信される場合、生理学的なパラメータの決定は外部装置において行われ得、通信するステップ１５０は少なくとも１つの生理学的なパラメータを決定するステップ１４０の前に実行される。
【０１０７】
［００１０７］本発明による方法の実施形態によれば、少なくとも１つの生理学的なパラメータは、体温、水和レベル、ホルモンレベル、乳酸塩レベル、ｐＨ、ｐＯ２、他の特定のイオンまたは分子、脳または頭蓋骨の内部のローカル圧力を含む。
【０１０８】
［００１０８］本発明による方法の実施形態によれば、所定の周波数の電流を注入電極に供給するステップ１３０は、１ｋＨｚから３ＭＨｚの間の範囲内、好ましくは１．５ｋＨｚから２．５ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１．９０ｋＨｚから２ＭＨｚの間の範囲内の、複数の周波数の注入電極用電流を供給することを備える。
【０１０９】
［００１０９］本発明による方法の実施形態によれば、５ｋＨｚから５０ＭＨｚの間、好ましくは１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１６ｋＨｚから１６ＭＨｚの間の範囲内の周波数を有する参照信号を、Ｉ／Ｑ復調用に生成することをさらに備える。
【０１１０】
［００１１０］次に図８を参照して、本発明による埋め込み可能なインピーダンス装置またはインピーダンスセンサの別の実施形態について、より詳細に論じられる。図８は、本発明によるセンサの本実施形態のブロック図を示す。
【０１１１】
［００１１１］アナログ回路を備える給電および通信回路６２が、センサ２１０に電力を供給する。給電および通信回路は、リーダモジュール１４による誘導結合を使用した外部給電用のコイル６３を備え、給電および通信回路６２はまた、例えば半二重バックスキャッタリングシリアル技法を使用した、リーダモジュール１４との通信メカニズムを確立するように構成される。給電および通信回路６２は、全波整流回路６４を含み、これがコイル６３と、例えば１０〜１５ＭＨｚの間の範囲内の周波数で共振する。給電および通信回路６２への入力は、リーディングモジュール１４のコイル１３によって生成される電磁界である。給電および通信回路６２の出力は、ＤＣ電圧である。給電および通信回路６２は、マイクロコントローラ６１に動作可能に接続される。
【０１１２】
［００１１２］周波数生成回路６５が、５ｋＨｚから５０ＭＨｚの間、好ましくは１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１６ｋＨｚから１６ＭＨｚの間の範囲内の周波数を有する信号から、周波数参照クロックを生成するように構成される。これらの周波数は、Ｉ／Ｑ検出器６６において行われるＩ／Ｑインピーダンス検出メカニズム用の、正弦波電流およびＩ／Ｑ波形を生成するために使用される。
【０１１３】
［００１１３］電流信号出力回路６７が、１組の電極２６８に動作可能に接続され、所定の周波数の電流を電極２６８に供給するように構成される。電極２６８は、電流を身体組織に注入するように構成され、この場合、電流は、電極２６８のうちの一方から電極２６８のうちの他方まで、身体の中を通過する。電流信号出力回路６７は、１ｋＨｚから３ＭＨｚの間の範囲内、好ましくは１．５ｋＨｚから２．５ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１．９０ｋＨｚから２ＭＨｚの間の範囲内の、複数の周波数の注入電流を供給するように構成される。本発明の実施形態では、この周波数は、１．９５ｋＨｚ、３．９ｋＨｚ、７．８１２５ｋＨｚ、１５．６２５ｋＨｚ、３１．２５ｋＨｚ、６２．５ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、２５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨＺ、および２ＭＨｚである。
【０１１４】
［００１１４］１組の電極２６８間を身体組織を通って流れる電流によって生ずる、結果として得られる電圧が、電極２６８において検出される。電極６９はまた、検出器６６に動作可能に接続され、検出器６６は、検知された電圧を受信する。検出器６６は、正弦波電流波形生成用回路７０と、検知された電圧を増幅するための増幅回路７１と、電圧にＩ／Ｑ参照信号を掛けるための乗算器７２と、信号をローパスフィルタリングするためのローパスフィルタ回路７３とを備える。
【０１１５】
［００１１５］検出器６６は、信号のＩ成分およびＱ成分を抽出するための１つの経路を有する。Ｉ／Ｑ復調の結果はＤＣ信号であり、このことは、必要なときにＩ成分およびＱ成分の抽出が行われ得ることを意味する。これは、位相および振幅が経時変化し、したがって処理が平行して行われなければならない、通信システムにおける従来技術のＩ／Ｑ復調とは対照的である。
【０１１６】
［００１１６］制御およびキャリブレーション回路７５が、マイクロコントローラ６１、電流周波数生成回路６５、電流信号出力回路６７、および検出器６６に、動作可能に接続される。制御およびキャリブレーション回路７５は、様々な回路を制御および／またはキャリブレーションするように、またマイクロコントローラ６１と通信するように構成される。
【０１１７】
［００１１７］図１１を参照して、本発明による埋め込み可能なインピーダンス装置またはインピーダンスセンサの別の実施形態について、より詳細に論じられる。図１１は、本発明によるセンサの本実施形態のブロック図を示す。図８に示されるのと同様または類似の部分または回路が、図１１に同じ参照番号を用いて表されている。
【０１１８】
［００１１８］アナログ回路を備える給電および通信回路６２が、センサ３１０に電力を供給する。給電および通信回路は、リーダモジュール１４による誘導結合を使用した外部給電用のコイル６３を備え、給電および通信回路６２はまた、例えば半二重バックスキャッタリングシリアル技法を使用した、リーダモジュール１４との通信メカニズムを確立するように構成される。給電および通信回路６２は、全波整流回路６４を含み、これがコイル６３と、例えば１０〜１５ＭＨｚの間の範囲内の周波数で共振する。給電および通信回路６２への入力は、リーディングモジュール１４のコイル１３によって生成される電磁界である。給電および通信回路６２の出力は、ＤＣ電圧である。給電および通信回路６２は、マイクロコントローラ６１に動作可能に接続される。
【０１１９】
［００１１９］周波数生成回路６５が、５ｋＨｚから５０ＭＨｚの間、好ましくは１０ｋＨｚから２０ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１６ｋＨｚから１６ＭＨｚの間の範囲内の周波数を有する信号から、周波数参照クロックを生成するように構成される。これらの周波数は、Ｉ／Ｑ検出器６６において行われるＩ／Ｑインピーダンス検出メカニズム用の、正弦波電流およびＩ／Ｑ波形を生成するために使用される。
【０１２０】
［００１２０］電流信号出力回路６７が、１組の電極２６８に動作可能に接続され、所定の周波数の電流を電極２６８に供給するように構成される。電極２６８は、電流を身体組織に注入するように構成され、この場合、電流は、電極２６８のうちの一方から電極２６８のうちの他方まで、身体の中を通過する。電流信号出力回路６７は、１ｋＨｚから３ＭＨｚの間の範囲内、好ましくは１．５ｋＨｚから２．５ＭＨｚの間の範囲内、より好ましくは１．９０ｋＨｚから２ＭＨｚの間の範囲内の、複数の周波数の注入電流を供給するように構成される。本発明の実施形態では、この周波数は、１．９５ｋＨｚ、３．９ｋＨｚ、７．８１２５ｋＨｚ、１５．６２５ｋＨｚ、３１．２５ｋＨｚ、６２．５ｋＨｚ、１２５ｋＨｚ、２５０ｋＨｚ、５００ｋＨｚ、１ＭＨＺ、および２ＭＨｚである。
【０１２１】
［００１２１］１組の電極２６８間を身体組織を通って流れる電流によって生ずる、結果として得られる電圧が、電極２６８において検出される。電極６９はまた、検出器６６に動作可能に接続され、検出器６６は、検知された電圧を受信する。検出器６６は、正弦波電流波形生成用回路７０と、検知された電圧を増幅するための増幅回路７１と、電圧にＩ／Ｑ参照信号を掛けるための乗算器７２と、信号をローパスフィルタリングするためのローパスフィルタ回路７３とを備える。
【０１２２】
［００１２２］検出器６６は、信号のＩ成分およびＱ成分を抽出するための１つの経路を有する。Ｉ／Ｑ復調の結果はＤＣ信号であり、このことは、必要なときにＩ成分およびＱ成分の抽出が行われ得ることを意味する。これは、位相および振幅が経時変化し、したがって処理が平行して行われなければならない、通信システムにおける従来技術のＩ／Ｑ復調とは対照的である。
【０１２３】
［００１２３］制御およびキャリブレーション回路７５が、マイクロコントローラ６１、電流周波数生成回路６５、電流信号出力回路６７、および検出器６６に、動作可能に接続される。制御およびキャリブレーション回路７５は、様々な回路を制御および／またはキャリブレーションするように、またマイクロコントローラ６１と通信するように構成される。
【０１２４】
［００１２４］ＬＥＤ３２２と検出器３２４とを含む光学検出ユニット３２０が、マイクロコントローラ６１に接続される。ＬＥＤ３２２は、異なる光学スペクトルを有する酸素化血液と脱酸素化血液とをモニタするための、異なる波長を有する２つのＬＥＤとすることができ、検出器が次いで、酸素飽和レベルをモニタするために使用され得る。本実施形態は例示にすぎず、例えば２つ以上のＬＥＤが使用されてもよいことに留意されたい。
【０１２５】
［００１２５］移植用臓器の輸送の間は、虚血が主要な懸念事項であり、これは、ＥＩＳと光学スペクトル分析の両方によって検出され得るが、移植後は、拒絶および感染が関心事となり、対応策が異なるので、どんな問題が目前にあるのかを決定することが重要である。したがって、インピーダンスセンサにＬＥＤと光検出器とを加えることによって、鑑別診断においてその決定がより正確になる。
【０１２６】
［００１２６］特定の波長の少なくとも２つのＬＥＤを選ぶことによって、いくつかの他の組織状態および検体、例えば腎機能低下を反映する物質であるクレアチニン（ｋｒｅａｔｉｎｉｎｅ）が、同時に検出され得る。他の検体は肝機能低下を反映し、また温度（サーミスタ）、カリウムレベル、ナトリウムレベル、およびｐＨのような一般的なインジケータが、「ボタンサイズの」センサエレメント内に含められ、生涯埋め込まれ得る。
【０１２７】
［００１２６］参照によりここに組み込まれる、Ｓ．Ｒｏｄｒｉｑｕｅｚらによる「Ａ  ｂａｔｔｅｒｙｌｅｓｓ  ＳＥＮＳＯＲ  ＡＳＩＣ  ｆｏｒ  ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ  Ｂｉｏ−ｉｍｐｅｄａｎｃｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、ＩＥＥＥ  ＴＢＩＯＣＡＳにおいて、本発明による例示的なセンサ、方法、およびシステムが開示されている。２−ｋＨｚ〜２−ＭＨｚバイオインピーダンスセンサＡＳＩＣが設計され、埋め込み可能な生物医学的応用についてテストされた。このＡＳＩＣは、１５０ｎｍ  ＣＭＯＳ技術において設計され、外部リーダによって給電されると、１．８Ｖにおいて１６５μＡを消費する。提案されたＡＳＩＣは、電気測定、電気化学測定、および生体外測定を行うことによって検証された。測定結果はすべて、提案された解決策が、１００Ωのインピーダンスを検知するときに約１Ωｒｍｓの誤差（１％の誤差）を達成することを示している。実際の医療応用では、組織は、より大きなインピーダンス値を示し、したがってより良好な感度レベルを可能にする。測定結果は、このＡＳＩＣが、バイオインピーダンス検知要件を問題なく満たすことができると同時に、小型サイズの、バッテリレス埋め込み可能な解決策を可能にすることを示している。バイオインピーダンスＡＳＩＣは、１５０ｎｍ  １．８Ｖ  ＣＭＯＳプロセスにおいて製作され、テストを目的としてＰＬＣＣ４４パッケージ内にボンドワイヤ接続された。回路ブロックは、約１．２２ｍｍ×１．２２ｍｍの有効エリアを占有し、１６５μＡを消費する。
【０１２８】
［００１２８］生体外インピーダンス測定は、羊の肝臓および腎臓に対して、８ｋＨｚおよび１ＭＨｚ（β分散の下半分における１点、およびβ分散周波数範囲の上端における１点、において行われた。測定手順は次のようであった。循環が停止した２５分後（図９および図１０における時刻ゼロ）に測定が開始し、数時間にわたって継続した。金電極プローブが、各臓器内に形成された切開部に導入された。さらに、別のプローブが、臓器の表面上に固定された。臓器は、プラスチック袋内に保管され、プラスチック袋は、水で満たされたボウルに入れられた。水の温度は常時モニタされ、約３７℃に維持された。図９および図１０はそれぞれ、切開部に導入されたプローブ（Ｉｎｔ．）と外部に取り付けられたプローブ（Ｅｘｔ．）について測定されたインピーダンスの大きさおよび位相を示す。低周波数における大きさが数百Ω増加し、しばらくの間比較的一定に留まり、次いで、場合によってはその初期値より下に減少することが観察される。一方、１ＭＨｚにおける大きさは、数百Ωの値を伴って比較的一定に留まる。８ｋＨｚにおいて測定された位相は、同じ周波数において測定されたインピーダンスのパターンに従っており、すなわち、最初に増加し、しばらくの間ピークに達し、次いで減少する。このパターンは、ごく単純な並列ＲＣモデルの場合、Ｒの増加が、カットオフ周波数をより低い周波数にシフトさせるとともに、より高い周波数において位相シフトを増加させるということに注目することによって、部分的に説明され得る。測定されたバイオインピーダンスの振舞いは、臓器内での虚血に関する従前の観察と一致しており、この場合、Ｒには２つの要因があり、それらは、循環停止後数時間以内のギャップ結合の閉鎖と、その後に続く細胞膜の破裂／溶解によるものと考えられる。細胞膜の完全な崩壊は、温度に応じてさらに１０時間ほど要し、当初から観測されたものよりも低いインピーダンスを、低いほうの周波数においてもたらす。これらの生体外測定は、提案されたＡＳＩＣが、その目標仕様を達成し、したがって医療応用において多様な組織のバイオインピーダンスを決定するために問題なく使用され得ることを裏付けている。測定されたバイオインピーダンスの大きさは、最小インピーダンスおよび最大インピーダンスについて設定された初期仕様が、正しいレベルであることも裏付けている。さらに、これらの測定は、生体外条件下でさえも、誤差が１Ωｒｍｓ程度の非常に正確で安定した測定が可能であることを示している。
【０１２９】
［００１２９］上で開示されたセンサ、方法、およびシステムの様々な実施形態は、可能な様々な形で組み合わされて、さらに有利な実施形態を提供し得る。
【０１３０】
［００１３０］本発明は、図示された実施形態に限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲に記載の範囲から逸脱することなく、当業者によって多くの面で修正および変更され得る。
なお、以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
４点測定技術を使用して、身体組織を流れる電流の結果から得られる被験対象の身体組織内のインピーダンスを測定するように構成された埋め込み可能なセンサ−と、前記身体組織は、前記被験対象の皮下組織であり、前記センサーは、外部装置と通信を行ない、電磁界によって電力が投入されるように構成されたコイルを含む電力及び通信回路を含み、
前記電力及び通信回路に電力を供給し、前記電力及び通信回路と通信を行なうための電磁界を生成するように構成されたコイルを含むリーダモジュールと、
表示装置、処理装置及び少なくとも１つの記憶装置を含む計算装置と、前記計算装置は少なくとも１つの無線ネットワークを介して他の装置と通信を行なうように構成され、
測定されたインピーダンスに基づいて、少なくとも１つの生理学的なパラメータを決定し又はモニタリングするモニタリングエンジンと、前記リーダモジュールは互いに通信するように構成される、
健康管理システム。
［Ｃ２］
ヘルスケアプロバイダユニットをさらに含み、前記通信装置は少なくとも１つの無線ネットワークを介してヘルスケアプロバイダサーバと通信を行なうように構成された医療システム通信エンジンを含む、［Ｃ１］記載の健康管理システム。
［Ｃ３］
前記ヘルスケアプロバイダユニットは、患者ポータルを含み、ユーザが前記患者ポータルを介して患者情報にアクセスできる、［Ｃ２］又は［Ｃ３］記載の健康管理システム。
［Ｃ４］
前記モニタリングエンジンは、前記計算装置の前記処理装置又は少なくとも１つの記憶装置において実行される、［Ｃ１乃至［Ｃ３］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ４］
前記リーダモジュールは、前記計算装置に接続可能、又は前記計算装置において実行される、［Ｃ１乃至［Ｃ３］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ５］
前記計算装置は、前記少なくとも１つの生理学的なパラメータを前記表示装置に表示する、［Ｃ１乃至［Ｃ４］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ６］
前記モニタリングエンジンは、少なくとも１つのモニタされた生理学的なパラメータが所定の条件を満たす場合に、少なくとも１つの警告信号を提供するように構成される警告機能を有する、［Ｃ１乃至［Ｃ５］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ７］
前記モニタリングエンジンは、前記少なくとも１つのネットワークを介して少なくとも１つの装置から被験対象に関する情報を取得し、前記被験対象に関する情報を前記表示装置に提示するように構成された情報プロバイダモジュールを有する、［Ｃ１］乃至［Ｃ６］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ８］
前記モニタリングエンジンは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと少なくとも１つの生理学的なパラメータとの間の所定の関係に関連付けるように構成される、［Ｃ１乃至［Ｃ７］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ９］
前記モニタリングエンジンは、前記測定されたインピーダンスをインピーダンスと血糖レベルとの間の所定の関係に関連付けることにより、前記被験対象におけるグルコースレベルを決定するように構成される、［Ｃ８］記載の健康管理システム。
［Ｃ１０］
前記埋め込み可能なセンサーは、
前記身体組織への電流の注入のために構成された１組の注入電極と、前記電流は、前記注入電極のうちの１つの注入電極から前記注入電極のうちの他の注入電極へ前記身体組織を通して通過し、
前記１組の注入電極間で前記身体組織を流れる電流によって生ずる結果電圧を検出するように構成された１組の検知電極と、
マイクロコントローラ及び注入電極に動作可能に接続され、所定の周波数で前記注入電極へ電流を提供するように構成された電流信号出力回路と、
前記検知電極に動作可能に接続され、前記検知電極によって検出された電圧を受信するように構成された検出器と、前記検出器は、前記検知電極の組によって検出された電圧に基づいて、前記身体組織のインピーダンスを測定するように構成されており、
前記検出器に動作可能に接続され、前記検出器からインピーダンス信号を受信し、制御信号を前記電流信号出力回路に供給するように構成されたマイクロコントローラと
を具備する［Ｃ１乃至［Ｃ９］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ１１］
前記検出器は、Ｉ成分及びＱ成分のそれぞれの抽出のための１つの信号路を含むＩ／Ｑ（同相／直交）復調器を含み、検知された電圧は前記Ｉ／Ｑ復調器の入力及び出力として検知電極から受信され、少なくとも１つのＤＣ信号である、［Ｃ８］記載の健康管理システム。
［Ｃ１２］
前記電力及び通信回路は、バックスキャッタリング技術を使用して、前記リーディングモジュールと通信するように構成される、［Ｃ１］乃至［Ｃ１１］いずれか１つに記載の健康管理システム。
［Ｃ１３］
前記埋め込み可能なセンサーは、ＬＥＤ及び検出器を含む光学検出ユニットをさらに含み、前記光学検出ユニットは前記マイクロコントローラに接続される、［Ｃ１］乃至［Ｃ１２］いずれか１つに記載の健康管理システム。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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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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