(57)【要約】  臨床グレードのモニタリング技術は、低コスト、ワイヤレス、マルチパラメータ、シングルユースおよびマルチユースの医療用ならびにフィットネスおよび／またはウェルネスデバイスが有用であり有益である多くのアプリケーションについて開示されている。測定部位に取り付けられるか、または測定部位に置かれるモニタリングデバイスは、光学センサー、温度センサー、または第１および第２の電気接触センサーのうちの少なくとも１つを備える。光学センサー、温度センサー、ならびに／または第１および第２の電気接触センサーから受信された信号は、ホストデバイスに伝送することができる。ホストデバイス上のアプリケーションプログラムは、信号を処理して、１つまたは複数の生理学的パラメータ、波形データ、傾向データ、および／または１つまたは複数のレポートの計算を行うことができる。
2021535818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モニタリングデバイスであって、
前記モニタリングデバイスの筐体内にあり、光源と、前記筐体の第１の表面に隣接して位置決めされている光検出器とを備える光学センサーであって、
前記光源は、測定部位の方へ光を放射するように動作可能であり、
前記光検出器は、
前記第１の表面が使用者の第１の身体部分の測定部位と接触しているときに前記測定部位から反射された光を受光するように動作可能である、光学センサーと、
前記モニタリングデバイスの前記筐体内にあり、前記筐体の前記第１の表面に隣接して位置決めされ、前記第１の表面が前記測定部位と接触しているときに前記測定部位の温度を測定するように動作可能な温度センサーと、
前記モニタリングデバイスの前記筐体内にあり、前記第１の表面が前記測定部位と接触しているときに前記測定部位と接触するように前記筐体の前記第１の表面に隣接して位置決めされる、第１の電気接触センサーと、
前記モニタリングデバイスの前記筐体内にあり、前記筐体の第２の表面に隣接して位置決めされる、第２の電気接触センサーであって、前記第１および第２の電気接触センサーは、使用者の異なる身体の第２部分が前記第２の電気接触センサーに接触したときに心臓信号を検出する、第２の電気接触センサーと、
前記光検出器から受信された信号、温度測定値、および前記心臓信号をホストデバイス上のアプリケーションプログラムに伝送するように動作可能なワイヤレス通信デバイスと、
を備えるモニタリングデバイス。
【請求項２】
前記光学センサー、前記温度センサー、ならびに前記第１および前記第２の電気接触センサーに動作可能に接続され、前記光検出器から受信された前記信号、温度測定値、または前記心臓信号を使用して、より高い頻度、より低いレイテンシ、またはより低い複雑度の計算を処理するように動作可能である処理デバイスをさらに備え、
前記ホストデバイス上の前記アプリケーションプログラムは、より低い頻度、より高いレイテンシ、またはより高い複雑度の計算を処理するように動作可能である請求項１に記載のモニタリングデバイス。
【請求項３】
前記測定部位は、使用者の耳である請求項１に記載のモニタリングデバイス。
【請求項４】
前記測定部位は、使用者の指である請求項１に記載のモニタリングデバイス。
【請求項５】
前記測定部位は、使用者の額である請求項１に記載のモニタリングデバイス。
【請求項６】
前記モニタリングデバイスは、使用者が着用する帽子内に組み込まれる請求項１に記載のモニタリングデバイス。
【請求項７】
前記帽子は、複数の脳波（ＥＥＧ）電極をさらに備え、
前記ワイヤレス通信デバイスは、前記複数のＥＥＧ電極からの信号を前記ホストデバイス上の前記アプリケーションプログラムに伝送するように動作可能である請求項６に記載のモニタリングデバイス。
【請求項８】
前記モニタリングデバイスは、前記測定部位に取り付けられるパッチ内に組み込まれる請求項１に記載のモニタリングデバイス。
【請求項９】
モニタリングデバイスであって、
前記モニタリングデバイスの筐体内にあり、光源と、前記筐体の第１の表面に隣接して位置決めされている光検出器と、を備える光学センサーであって、
前記光源は、測定部位の方へ光を放射するように構成され、
前記光検出器は、前記第１の表面が使用者の第１の身体部分の測定部位と接触しているときに前記測定部位から反射された光を受光するように構成される、光学センサーと、
前記モニタリングデバイスの前記筐体内にあり、前記筐体の前記第１の表面に隣接して位置決めされ、前記第１の表面が前記測定部位と接触しているときに前記測定部位のところで温度を測定するように構成される、温度センサーと、
前記モニタリングデバイスの前記筐体内にあり、前記第１の表面が前記測定部位と接触しているときに前記測定部位と接触するように前記筐体の前記第１の表面に隣接して位置決めされる、第１の電気接触センサーと、
前記モニタリングデバイスの前記筐体内にあり、前記筐体の第２の表面に隣接して位置決めされる、第２の電気接触センサーであって、前記第１および第２の電気接触センサーは、使用者の異なる第２の身体部分が前記第２の電気接触センサーに接触したときに心臓信号を検出する、第２の電気接触センサーと、
前記光検出器から受信された信号と、温度測定値と、前記心臓信号と、を伝送するように動作可能なワイヤレス通信デバイスとを備えるモニタリングデバイスと、
ホストデバイス上のアプリケーションプログラムであって、
前記モニタリングデバイスによって伝送された前記信号を処理して、生理学的パラメータと、前記生理学的パラメータに関連付けられている波形データと、前記生理学的パラメータに関連付けられている傾向データとを計算し、
前記生理学的パラメータと、前記生理学的パラメータに関連付けられている波形または前記生理学的パラメータに関連付けられている傾向のうちの少なくとも一方とを表示させるように動作可能なホストデバイス上のアプリケーションプログラムと、を備えるシステム。
【請求項１０】
前記アプリケーションプログラムは、前記生理学的パラメータが上限値を超えたときに第１のアラームを発生し、
前記アプリケーションプログラムは、前記生理学的パラメータが下限値より小さいときに第２のアラームを発生する請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記上限値および前記下限値は、前記アプリケーションプログラムの設定ユーザインターフェースにおいて設定される請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記生理学的パラメータは、脈拍数、灌流指数、または血中酸素飽和度のうちの１つである請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
第１の処理デバイスは、前記光検出器から受信された前記信号、温度測定値、または前記心臓信号を使用してより高い頻度、より低いレイテンシ、またはより低い複雑度の計算を処理するように動作可能であり、
前記ホストデバイス上の前記アプリケーションプログラムは、より低い頻度、より高いレイテンシ、またはより高い複雑度の計算を処理するように動作可能である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
前記測定部位は、使用者の耳である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１５】
前記測定部位は、使用者の指である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１６】
前記測定部位は、使用者の額である請求項１０に記載のシステム。
【請求項１７】
前記アプリケーションプログラムは、使用者が前記生理学的パラメータ、前記生理学的パラメータまたは傾向データを別のコンピューティングデバイスと共有することを可能にする画面を表示させる請求項１０に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アプリケーションプログラムは、
使用者が別のコンピューティングデバイスと共有されるべきレポートを選択することを可能にする画面を表示させることであって、前記レポートは前記波形データまたは前記生理学的パラメータに関連付けられている前記傾向データの分析データを含む、表示させることを行い、
選択されたレポートに基づき、前記レポートを作成し、前記レポートを前記他のコンピューティングデバイスに伝送することを行わせる請求項１０に記載のシステム。
【請求項１９】
前記レポートは、
時間の経過とともに変わる血中酸素飽和度測定値、
血中酸素飽和度分布、
時間の経過とともに変わる脈拍数測定値、
脈拍数分布、
脈拍数ボラティリティ分布、
時間の経過とともに変わる灌流指数測定値、
灌流指数分布、または
灌流指数対数ボラティリティ分布のうちの１つを含む請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記モニタリングデバイスは、使用者が着用する帽子内に組み込まれるか、または
前記モニタリングデバイスは、前記測定部位に取り付けるパッチに組み込まれる請求項１０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、ＰＣＴ国際特許出願として２０１９年８月２６日に出願されており、各々の開示全体が参照により全体が本明細書に組み込まれている、２０１８年８月２４日に出願した米国仮出願第６２／７２２，６７６号、名称「Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」、および米国仮出願第６２／７２３，２９０号、名称「Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｄｅｖｉｃｅｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ」の優先権を主張するものである。
【背景技術】
【０００２】
様々な健康パラメータを決定するデバイスは、消費者および医療従事者によって定期的に使用されている。たとえば、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）、脈拍数（ＰＲ）、および灌流指数（ＰＩ）の測定は、消費者および医療従事者が、使用者の健康および／またはフィットネスに関するフィードバックを受け取るために監視する健康パラメータである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国出願第１６／１９８，５５０号
【特許文献２】米国出願第１６／１９８，５０４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書において開示されている実施形態は、低コスト、ワイヤレス、マルチパラメータ、シングルユースおよびマルチユースの医療用ならびにフィットネスおよび／またはウェルネスデバイスが有用であり有益である多くの応用において臨床グレードのモニタリング技術を可能にする。ワイヤレスであるという特性は、使用者および／または患者に対して利便さ、快適さ、および／または動きやすさをもたらし得る。シングルユース設計とマルチユース設計との間の相互作用により、使用方式が柔軟になる。医療用途では、シングルユース設計は、二次汚染および医療関連感染のリスクを低減し、ワークフローを簡素化し、機器類の消耗による故障をなくす。フィットネスおよびウェルネス用途では、マルチユース設計は、個人使用のためのより手頃なソリューションを利用可能にする。モニタリング技術の実施形態は、他にもあるがとりわけ、ＣＯＰＤ、麻酔、航空およびスポーツ、酸素療法のためのパルスオキシメトリ、糖尿病疾患管理のための非侵襲的連続血糖モニタリング、連続体温モニタリング、ＥＣＧスポットチェックモニタリング、脳波（ＥＥＧ）連続モニタリング、体内水分補給管理のための血中水分量の非侵襲的モニタリング、貧血および／または輸血管理のための非侵襲的トータルヘモグロビンモニタリング、異常ヘモグロビン症連続モニタリング（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  ｄｙｓｈｅｍｏｇｌｏｂｉｎｅｍｉａ  ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）を含む、多数の臨床現場ならびにフィットネスおよびウェルネス用途に応用できる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様において、モニタリングデバイスは、光学センサー、温度センサー、第１の電気接触センサー、および第２の電気接触センサーをモニタリングデバイスの筐体内に収容する。光学センサーは、光源と、筐体の第１の表面に隣接して位置決めされている光検出器とを備える。光源は、測定部位の方へ光を放射するように動作可能であり、光検出器は、第１の表面が使用者の第１の身体部分の測定部位と接触しているときに測定部位から反射された光を受光するように動作可能である。温度センサーは、筐体の第１の表面に隣接して位置決めされ、第１の表面が測定部位と接触しているときに測定部位のところで温度を測定するように動作可能である。第１の電気接触センサーは、第１の表面が測定部位と接触しているときに測定部位と接触するように筐体の第１の表面に隣接して位置決めされる。第２の電気接触センサーは、筐体の第２の表面に隣接して位置決めされる。第１および第２の電気接触センサーは、使用者の異なる第２の身体部分が第２の電気接触センサーに接触したときに心臓信号を検出する。モニタリングデバイスは、光検出器から受信された信号、温度測定値、および心臓信号をホストデバイス上のアプリケーションプログラムに伝送するように動作可能なワイヤレス通信デバイスも含む。
【０００６】
別の態様において、システムは、モニタリングデバイスと、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムとを備える。モニタリングデバイスは、光学センサー、温度センサー、第１の電気接触センサー、および第２の電気接触センサーをモニタリングデバイスの筐体内に収容する。光学センサーは、光源と、筐体の第１の表面に隣接して位置決めされている光検出器とを備える。光源は、測定部位の方へ光を放射するように動作可能であり、光検出器は、第１の表面が使用者の第１の身体部分の測定部位と接触しているときに測定部位から反射された光を受光するように動作可能である。温度センサーは、筐体の第１の表面に隣接して位置決めされ、第１の表面が測定部位と接触しているときに測定部位のところで温度を測定するように動作可能である。第１の電気接触センサーは、第１の表面が測定部位と接触しているときに測定部位と接触するように筐体の第１の表面に隣接して位置決めされる。第２の電気接触センサーは、筐体の第２の表面に隣接して位置決めされる。第１および第２の電気接触センサーは、使用者の異なる第２の身体部分が第２の電気接触センサーに接触したときに心臓信号を検出する。モニタリングデバイスは、光検出器から受信された信号、温度測定値、および心臓信号を伝送するように動作可能なワイヤレス通信デバイスも含む。
ホストデバイス上のアプリケーションプログラムは、モニタリングデバイスによって伝送される信号を処理して、生理学的パラメータ、生理学的パラメータに関連付けられている波形データ、および生理学的パラメータに関連付けられている傾向データを計算し、生理学的パラメータおよび生理学的パラメータに関連付けられている波形または生理学的パラメータに関連付けられている傾向のうちの少なくとも１つを表示させるように動作可能である。
【０００７】
一実施形態において、モニタリングデバイスは、使用者の測定部位に取り付けられている個別のデバイスである。別の実施形態において、モニタリングデバイスは、使用者によって着用される、野球帽などの帽子に組み込まれる。帽子は、内蔵脳波（ＥＥＧ）電極を備えることができる。代替的に、モニタリングデバイスは、測定部位に取り付けるパッチに組み込まれる。帽子およびパッチは、信号を処理し、信号をワイヤレス方式でホストデバイスに伝送し、電力管理およびエナジーハーベスティングなどの動作を実行できる回路を備えることができる。
【０００８】
モニタリングデバイスは、様々な生理学的パラメータの測定値を連続的にまたは選択された時間に取得し、測定値をホストデバイスに伝送することができる。ホストデバイス上のアプリケーションプログラムは、アプリケーションプログラムのユーザインターフェースまたは画面内に１つまたは複数の生理学的パラメータの測定ゲージ、体温ゲージ、１つまたは複数の波形、および／または傾向波形またはチャートを表示することができる。
アプリケーションプログラムは、生理学的パラメータが上限値を超えおよび／または下限値を下回ったときにアラームを発生することができる。上限値および下限値は、アプリケーションプログラムの設定ユーザインターフェースで設定することができる。
【０００９】
いくつかの態様において、モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって、モニタリングデバイスによって、またはホストデバイスおよびモニタリングデバイスの両方を使用する分散プロセスにおいて、推定され得る。この計算は、閉ループと開ループの両方で、異なる機能を用いて実行される。閉ループでは、バッテリ電圧および／または注目している利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）が、バッテリ充電を直接推定するために使用される。開ループでは、バッテリ充電は、注目している１つまたは複数のカウンタおよび／または他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）を使用して間接的に推定される。
【００１０】
非限定的で非網羅的な例が、以下の図を参照しつつ説明される。図面の要素は、必ずしも互いに相対的に縮尺通りではない。これらの図に共通の同一の特徴を指定するために、できる場合には、同一の参照番号が使用される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】コンピューティングデバイスおよびネットワークに接続されているモニタリングデバイスの一例を示すブロック図である。
【図２Ａ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｂ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｃ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｄ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｅ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｆ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｇ】モニタリングデバイスとの使用に適している例示的な粘着テープのレイアウトを示す図である。
【図２Ｈ】モニタリングデバイスとの使用に適している例示的な粘着テープのレイアウトを示す図である。
【図２Ｉ】モニタリングデバイスとの使用に適している例示的な粘着テープのレイアウトを示す図である。
【図２Ｊ】モニタリングデバイスとの使用に適している例示的な粘着テープのレイアウトを示す図である。
【図２Ｋ】モニタリングデバイスとの使用に適している例示的な粘着テープのレイアウトを示す図である。
【図２Ｌ】モニタリングデバイスとの使用に適している例示的な粘着テープのレイアウトを示す図である。
【図２Ｍ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｎ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図２Ｏ】モニタリングデバイスが応用され得る、患者の身体上の測定部位の例を示す図である。
【図３】モニタリングデバイスとともに使用するのに適している変調方式の一例を示す図である。
【図４Ａ】モニタリングデバイスとともに使用するのに適している別の変調方式の一例を例示する図である。
【図４Ｂ】モニタリングデバイスとともに使用するのに適している別の変調方式の一例を例示する図である。
【図４Ｃ】モニタリングデバイスとともに使用するのに適している別の変調方式の一例を例示する図である。
【図５】モニタリングデバイスの一例の断面図である。
【図６Ａ】モニタリングデバイスの一例を示す概略図である。
【図６Ｂ−１】モニタリングデバイスの一例を示す概略図である。
【図６Ｂ−２】モニタリングデバイスの一例を示す概略図である。
【図６Ｃ】モニタリングデバイスの一例を示す概略図である。
【図７】モニタリングデバイスから受信された測定データを処理する方法の例を示すフローチャートである。
【図８Ａ】光学センサーを備えるモニタリングデバイスの実施形態の例を示す図である。
【図８Ｂ】温度センサーおよび光学センサーを備えるモニタリングデバイスの実施形態の例を示す図である。
【図８Ｃ】光学センサーおよび電気接触センサーを備えるモニタリングデバイスの実施形態の例を示す図である。
【図８Ｄ】光学センサー、電気接触センサー、および温度センサーを備えるモニタリングデバイスの実施形態の例を示す図である。
【図８Ｅ】図８Ａ〜図８Ｄに示されている温度センサーおよび／または電気接点から受信された信号を処理するように構成されている処理回路の実施形態の例を示す図である。
【図９Ａ】ホストデバイスに設置されているモニタリングデバイスと連携して動作するアプリケーションプログラムを示す図である。
【図９Ｂ】モニタリングデバイスおよびアクセサリを示す図である。
【図９Ｃ】モニタリングデバイスおよびアクセサリを示す図である。
【図９Ｄ】モニタリングデバイスをアクティブ化するためのステップの詳細を示す図である。
【図９Ｅ】様々な測定部位にモニタリングデバイスを取り付けるためのいくつかの例示的な実施形態を示すワークフローを示す図である。
【図９Ｆ】様々な測定部位にモニタリングデバイスを取り付けるためのいくつかの例示的な実施形態を示すワークフローを示す図である。
【図９Ｇ】様々な測定部位にモニタリングデバイスを取り付けるためのいくつかの例示的な実施形態を示すワークフローを示す図である。
【図９Ｈ】様々な測定部位にモニタリングデバイスを取り付けるためのいくつかの例示的な実施形態を示すワークフローを示す図である。
【図９Ｉ】様々な測定部位にモニタリングデバイスを取り付けるためのいくつかの例示的な実施形態を示すワークフローを示す図である。
【図９Ｊ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｋ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｌ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｍ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｎ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｏ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｐ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｑ】ホストデバイスにおいてアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストとの間の連続データ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを示す図である。
【図９Ｒ】ウェアラブルなフィットネス／医療用帽子の実施形態の例を示す図である。
【図９Ｓ】ウェアラブルなフィットネス／医療用帽子の実施形態の例を示す図である。
【図９Ｔ】ウェアラブルなフィットネス／医療用帽子の実施形態の例を示す図である。
【図９Ｕ】ウェアラブルなフィットネス／医療用パッチの実施形態の例を示す図である。
【図１０Ａ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術と組み合わせて動作するホストデバイスによって収集され、処理され、分析されたデータを共有するためのワークフローを示す図である。
【図１０Ｂ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術と組み合わせて動作するホストデバイスによって収集され、処理され、分析されたデータを共有するためのワークフローを示す図である。
【図１０Ｃ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｄ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｅ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｆ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｇ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｈ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｉ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｊ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｋ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｌ】医療、ならびにフィットネスおよびウェルネスデバイス技術を着用する使用者から収集されたデータからの分析結果を含む例示的なチャートを示す図である。
【図１０Ｍ】傾向および符号化されたデータ形式の波形を記憶するための例示的なファイル形式を示す図である。
【図１０Ｎ】傾向および符号化されたデータ形式の波形を記憶するための例示的なファイル形式を示す図である。
【図１０Ｏ】測定データの対数ボラティリティおよびボラティリティを計算するステップの詳細を示す図である。
【図１０Ｐ】測定データの対数ボラティリティおよびボラティリティを計算するステップの詳細を示す図である。
【図１０Ｑ】測定データのＬｎ対数ボラティリティおよびＬｎボラティリティを計算するステップの詳細を示す図である。
【図１０Ｒ】測定データのＬｎ対数ボラティリティおよびＬｎボラティリティを計算するステップの詳細を示す図である。
【図１１Ａ】識別およびハードウェア診断パラメータがホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって生成される一実施形態を示す図である。
【図１１Ｂ】識別およびハードウェア診断パラメータがホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって生成される一実施形態を示す図である。
【図１１Ｃ】測定データをモニタリングデバイスのテクニカルサポートチームと共有することに関する例示的な一実施形態を示す図である。
【図１２Ａ】アラーム／警告システムの一実施形態の例を示す図である。
【図１２Ｂ】アプリケーションプログラムの設定画面の例を示す図である。
【図１３Ａ】バッテリアイコンとバッテリ状態の例を示す図である。
【図１３Ｂ】バッテリ放電曲線の例を示す図である。
【図１３Ｃ】モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命を推定する方法の例を示す図である。
【図１３Ｄ】モニタリングデバイスの改竄防止方法のフローチャートである。
【図１４Ａ】モニタリングデバイスのアクティブノイズフロアを決定する第１の例示的な方法を示す図である。
【図１４Ｂ】モニタリングデバイスのアクティブノイズフロアを決定する第２の例示的な方法を示す図である。
【図１５Ａ】バッテリ放電曲線の例を示す図である。
【図１５Ｂ】モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命を推定する方法の例を示す図である。
【図１５Ｃ】モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命を推定する方法の例を示す図である。
【図１６】モニタリングデバイスを操作する方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書で使用されているように、「最適」という用語は、広い意味で解釈されることを意図されており、最良、実質的に最良、ならびに許容可能な値およびモデルを提供する値およびモデルを対象とすることを意図されている。本明細書で使用されているように、「データストリーム」という用語は、外因性量（たとえば、時間、空間など）によって順次インデックス付けされたデータを指す。たとえば、時間の関数であるデータストリームは、離散時間システムなどにおいて時間によってインデックス付けされることを仮定されている。空間の関数であるデータストリームは、空間によってインデックス付けされることを仮定される。アプリケーションに応じて、データストリームは、物理的な意味を有するか、または本質的に抽象的である量によってインデックス付けされ得る。本明細書において開示されている実施形態は、そのインデックス付けまたはサンプリング方法に関係なく、任意のデータストリームに適用することができる。
【００１３】
次に、添付図面において例示されている代表的な実施形態を詳しく参照する。次の説明は、これらの実施形態を説明されている例示的な実施形態に限定することを意図されていないことは理解されるべきである。本明細書で使用されているように、モニタリングデバイスは、限定されるものではないが、心拍数、血液灌流、酸素飽和度、体温、および同様のものを含む、１つまたは複数の生理学的パラメータの測定値に関するデータを測定し、追跡し、および／または報告する電子フィットネスまたはモニタリングデバイスである。測定値または測定値に関係するデータは、さらなる処理のためにコンピューティングデバイスに送信される。たとえば、酸素飽和度（ＳｐＯ２）、脈拍数（ＰＲ）、および灌流指数（ＰＩ）は、コンピューティングデバイス上で推定することができる。
【００１４】
図１は、コンピューティングデバイスおよびネットワークに接続されているモニタリングデバイスの一例を示すブロック図である。モニタリングデバイス１００は、センサーがそこから血液灌流情報に容易にアクセスできる１つまたは複数の測定部位に取り付けられる。図示されている実施形態において、測定部位１１１は、指または指趾である（図２Ａも参照）。他の測定部位の例としては、限定されるものではないが、患者のこめかみ（図２Ｂ）、額（図２Ｃ）、頸部（図２Ｄ）、腕（図２Ｅおよび図２Ｆ）、耳または耳たぶ（図２Ｍ）、鼻（図２Ｎ）、および／または耳介後部（図２Ｏ）を含む。
【００１５】
一実施形態では、モニタリングデバイス１００は、処理デバイス１０２、計装回路１０７、通信デバイス１０３、および記憶デバイス１１５を備える。計装回路１０７、通信デバイス１０３、および記憶デバイス１１５は、処理デバイス１０２に接続される。コンバータ１０８は、計装回路１０７およびスイッチング回路１１２に接続される。通信デバイス１０３、記憶デバイス１１５、処理デバイス１０２、および計装回路１０７は、電源１０９とともにスイッチング回路１１２に接続される。モニタリングデバイス１００は、モニタリングデバイス１００を測定部位に取り付けるための粘着テープも含み得る。
【００１６】
モニタリングデバイス１００は、スイッチング回路１１２を使用してオンにされ得る。一例において、スイッチング回路１１２は、シングルユースの導電性テープスイッチである。計装回路１０７は、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの１つまたは複数の光源、制御回路およびロジック、ならびにフォトダイオードなどの１つまたは複数の光検出器を備え得る。通信デバイス１０３は、限定されるものではないが、ワイヤレス低エネルギー無線技術（その例は、限定されるものではないが、ＢＬＥ、ＡＮＴ、Ｚｉｇｂｅｅなどを含む）を含む、任意の好適なタイプの通信デバイスであってよい。通信デバイス１１６と１０３との間のワイヤレス接続および認証（必要なときの）は、標準的なペアリング方法（すなわち、Ｊｕｓｔ  Ｗｏｒｋｓなど）および近距離通信（ＮＦＣ）、バーコード／画像スキャンなどの帯域外の方法を通じて、または光学センサー１１０とコンピューティングデバイス１０５内に収納されているカメラ（または光学センサー）との間の光リンクを介して、なされ得る。限定されるものではないが、モニタリングデバイス１００の構成に応じて、記憶デバイス１１５は、揮発性記憶装置（たとえば、ランダムアクセスメモリ）、不揮発性記憶装置（たとえば、リードオンリーメモリ）、フラッシュメモリ、またはそのようなメモリの任意の組合せを含み得る。
【００１７】
モニタリングデバイス１００は、スマートフォン、タブレットコンピューティングデバイス、デスクトップもしくはラップトップコンピュータ、ワイヤレスコンピューティングおよび／またはデータアグリゲータアプライアンスデバイス、ベッドサイドモニター、または有線もしくは無線接続を通じての類似のコンピューティングデバイスなどの、コンピューティングデバイス１０５に通信可能に結合され得る。コンピューティングデバイス１０５は、処理デバイス１１７に接続されている、通信デバイス１１６および記憶デバイス１１８を備えることができる。モニタリングデバイス１００は、通信デバイス１０３を介して、処理され、表示され、および／または記憶されるべき測定データをコンピューティングデバイス１０５に伝送する（通信デバイス１１６を介して）。測定データは、アラーム、電子カルテデータの転送、データ共有、および／またはデータの他の用途に使用することができる。
【００１８】
コンピューティングデバイス１０５は、１つもしくは複数の入力デバイス（入力デバイス１２１によって表される）および／または１つもしくは複数の出力デバイス（出力デバイス１２２によって表される）をさらに備え得る。入力デバイス１２１および出力デバイス１２２は、処理デバイス１１７に接続される。入力デバイス１２１は、キーボード（物理または仮想）、マウス、トラックボール、マイク（音声認識用）、画像キャプチャデバイス、および／またはタッチスクリーンもしくはタッチディスプレイなどの任意の好適な入力デバイス、または任意の他のコンピュータ生成知覚入力情報として実装され得る。出力デバイス１２２は、ディスプレイ、１つまたは複数のスピーカー、および／またはプリンタなどの任意の好適な出力デバイス、または任意の他のコンピュータ生成知覚出力情報として実装され得る。いくつかの実施形態において、測定データまたは測定データを代表するデータは、出力デバイス１２２に提供され得る。たとえば、測定データまたは測定データを代表するデータは、ディスプレイ上に表示されてもよい。
【００１９】
いくつかの実施形態において、コンピューティングデバイス１０５および／またはモニタリングデバイス１００は、測定データの記憶および／または取り出しをするために、１つまたは複数のネットワーク（ネットワーク１２０で表される）を通じて外部記憶デバイス１１９にアクセスすることができる。１つまたは複数の実施形態において、ネットワーク１２０は、任意の好適なタイプのネットワーク、たとえば、イントラネット、および／またはコンピューティングデバイスおよび／またはモニタリングデバイス１００が他のコンピューティングデバイスと通信する際に使用し得る分散コンピューティングネットワーク（たとえば、インターネット）を図示している。
【００２０】
後でより詳しく説明されるように、モニタリングデバイス１００によって生成された測定データは、１つまたは複数の生理学的パラメータ（たとえば、脈拍数、血中酸素飽和度）を決定または推定するように処理され得る。処理の一部として、１つまたは複数の信号は、数値ソルバーデバイスで処理される。数値ソルバーデバイスは、１つまたは複数の回路（ｃｉｒｃｕｉｔｓ）（回路（ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ））、１つまたは複数の処理デバイス（たとえば、処理デバイス１０２および／または処理デバイス１１７）によって実行されるソフトウェアアルゴリズムもしくはプログラム、または回路とソフトウェアアルゴリズムとの組合せで実装することができる。
【００２１】
たとえば、一実施形態において、モニタリングデバイス１００内の記憶デバイス１１５は、数値ソルバーデバイスを含む、多数のソフトウェアプログラムまたはアルゴリズムとデータファイルとを含むことができる。処理デバイス１０２上で実行している間、数値ソルバーデバイスは、限定されるものではないが、本明細書において説明されているような態様を含むプロセスを実行、および／または引き起こすものとしてよい。別の実施形態では、コンピューティングデバイス１０５内の記憶デバイス１１８は、数値ソルバーデバイスを含む、多数のソフトウェアプログラムまたはアルゴリズムおよびデータファイルを含むことができる。処理デバイス１１７上で実行している間、数値ソルバーデバイスは、限定されるものではないが、本明細書において説明されているような態様を含むプロセスを実行、および／または引き起こすものとしてよい。さらに他の実施形態において、数値ソルバーデバイスの動作は、動作のうちのいくつかが処理デバイス１０２によって実行され、動作のうちのいくつかが処理デバイス１１７によって実行されるように分散される。
【００２２】
図２Ｇ〜図２Ｌは、モニタリングデバイスとの使用に適している粘着テープのレイアウトの例を示している。図中、各モニタリングデバイスは、それぞれ、図２Ｇおよび図２Ｈに示されているものなどの、異なる粘着テープのレイアウトを使用する。具体的には、図示されている実施形態において、モニタリングデバイス２０３は、図２Ｇに示されているように、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ポケットまたは生体適合性テープ２０６から作られた折り紙の中にカプセル化された平坦な絆創膏２０５を使用して、患者の指先２０２に取り付けられる。モニタリングデバイス２０３の下側２０８に付いている光学センサー２０７は、下側２０８が患者の皮膚に接着されるときに患者の皮膚と接触し得る。図２Ｈ〜図２Ｌに示されているものなどの、多数の代替実施形態のうちのいくつかにおいて、絆創膏またはテープ２０４が、モニタリングデバイス２０３を測定部位に取り付けるために使用され得る。
【００２３】
スモールフットプリント
【００２４】
モニタリングデバイスの実施形態は、比較的小さなフットプリント（サイズ）を提供することができる。他の態様の中でも、サイズが小さければ小さいほど、製造に必要な材料が少なくて済み、使い勝手が改善され、保管に必要な空間が少なくて済み、輸送にかかるコストも少なく、モニタリングデバイスを使用するときに、デバイスおよび器具の侵襲性を低くし患者の快適性および機動性を高めることができる。一実施形態において、モニタリングデバイス１００は、一体化された通信デバイス１０３を含む処理デバイス１０２と、信号調整およびＬＥＤ電流駆動用の計装回路１０７を含む小型集積回路と、電源１０９と、コンバータ１０８とを含むプリント回路基板（ＰＣＢ）を備え得る。コンバータ１０８と組み合わされた電源１０９は、光源１１３および／または光学センサー１１０の光検出器１１４を駆動するために必要なより高い電圧を供給する。一実施形態において、コンバータ１０８は単一のＤＣ−ＤＣスイッチングコンバータであり、電源１０９は使い捨てバッテリであり、光源１１３はＬＥＤであり、光検出器１１４はシリコンフォトダイオードである。
【００２５】
処理デバイス１０２および計装回路１０７は、電源１０９によって直接給電され得る。光学センサー１１０は、様々なタイプの（任意選択でＰＴＦＥと組み合わされた）可撓性粘着テープをＰＣＢに貼り付ける方法（例として）を含む、広範な好適な装置および方法のうちの任意の１つによってＰＣＢとともにカプセル化され得る。当業者であれば、ＰＣＢは、剛性もしくは可撓性を有するものであってよく、またはいくつかのまたはすべてのコンポーネントがダイ取付され、基板にワイヤボンディングされ、エポキシもしくは他のカプセル化材料を使用して保護のためにカプセル化される、一基板の形態であってもよいことを理解するであろう。さらに、光学センサー１１０は、光学センサー１１０のカプセル化構造の一部である（本明細書において説明されているような）粘着テープを使用する方法を（例として）含む広範な好適な装置および方法のうちのどれかを使用して測定部位１１１に取り付けられ得る。
【００２６】
低消費電力
【００２７】
いくつかの態様において、処理デバイス１０２は、ワイヤレス低エネルギー無線技術（通信デバイス１０３）および計装回路１０７を制御するための二重機能を有する低電力ＡＲＭプロセッサである。光学センサー１１０は、高効率ＬＥＤおよび少なくとも１つのシリコンフォトダイオードを備えることができ、これらはＬＥＤおよび少なくとも１つのシリコンフォトダイオードが互いに物理的に分離され、計装電子機器における必要なＬＥＤ電流およびフロントエンド利得を最小化するように反射構成で配置構成される。計装回路１０７は、非常に低いバイアス電流を有し、低電圧で動作し得る。一実施形態において、周辺光干渉は、より高い周波数でＬＥＤの電流を変調および時分割多重化して発生および検出された光信号のスペクトル成分を周辺光干渉が起こりにくいスペクトルの範囲内にシフトさせることによって回避されるか、または少なくとも低減され得る。
【００２８】
図３は、モニタリングデバイスによって生成される信号を処理するのに適している分散システム、およびモニタリングデバイスとともに使用するのに適している変調方式の例を示している。変調方式３００は、アルゴリズムブロック図３０２に示されている復調、間引き、ＬＥＤ電流キャリブレーション、センサー外れ患者、エラー処理およびアラーム、診断、および／または通信アルゴリズムの複雑さを低減し得る。アルゴリズムブロック図３０２内のブロックのうちのいくつかまたはすべては、モニタリングデバイス３０３に含まれる。ＬＥＤドライバアルゴリズム、フロントエンドアルゴリズム、および監視アルゴリズムは、それぞれ、記憶デバイス１１５に記憶されているソフトウェアプログラムであり得る。
【００２９】
図３に示されている変調方式では、各ＬＥＤ（光源１１３）は、変調時間サイクル（ＬＥＤデューティサイクル）の約２５％の間、点灯したままである。総消費電力を低減するには使用するＬＥＤデューティサイクルを小さくすればよい。ＬＥＤは、変調時間サイクルの約５０％の間、消灯されたままにできる。また、ＬＥＤが消灯されている間隔は、ＬＥＤのデューティサイクルが低減されるべきである場合、および変調周波数が同じに保たれる場合に大きくすることができる。波形中の２つのスロット３０５、３０６は、ＬＥＤが消灯されるときの時間を表している。２つのスロット３０５、３０６は、周辺光の影響を探って相殺するために使用することができる。ＬＥＤ光信号と測定部位の血液灌流組織によって引き起こされる減衰との相互作用によって発生する光信号を復元する復調方式において高度なフィルタ処理および信号処理を実行する実施形態において信号対雑音比の数値が医療グレードのパルスオキシメータに類似している場合に１ＫＨｚと低い変調周波数が採用され得る。
【００３０】
いくつかの実施形態において、分散コンピューティングアーキテクチャは、血中酸素飽和度（ＳｐＯ２）、脈拍数（ＰＲ）、および灌流指数（ＰＩ）などの１つまたは複数の生理学的パラメータを計算するために使用され得る。たとえば、ＳｐＯ２、ＰＲおよびＰＩは、モニタリングデバイスのバッテリ寿命を延ばすため、ホストコンピューティングデバイス３０４（たとえば、携帯電話またはラップトップ）上で推定される。一実施形態において、１つまたは複数の数値ソルバーデバイスは、ホストコンピューティングデバイス３０４のバックエンドアルゴリズムに含めることができる。たとえば、数値ソルバーデバイスは、酸素飽和度および脈拍数アルゴリズムおよび灌流指数アルゴリズムに含めることができる。別の例では、１つまたは複数の数値ソルバーデバイスは、酸素飽和度および脈拍数アルゴリズムならびに灌流指数アルゴリズムによって呼び出される別個のアルゴリズムであってもよい。
【００３１】
他の実施形態では、１つまたは複数の数値ソルバーデバイスは、モニタリングデバイス３０３に含まれ得る。たとえば、１つまたは複数の数値ソルバーデバイスは、たとえば、復調アルゴリズムなどのフロントエンドアルゴリズムに実装されてよい。
【００３２】
モニタリングデバイス３０３内の処理デバイス（たとえば、図１の処理デバイス１０２）は、タイムクリティカル、高頻度、低レイテンシ、および低複雑度のタスクを実行し得る。モニタリングデバイス３０３内の処理デバイスによって処理されたデータは、間引きアルゴリズムによって帯域幅が低減され、ホストコンピューティングデバイス３０４（たとえば、処理デバイス）にワイヤレス方式で送信され得る。一実施形態において、ホストコンピューティングデバイス３０４は、ＳｐＯ２、ＰＲおよびＰＩの測定値を計算し、連続表示するために、より複雑で高レイテンシのタスクを実行し得る。
【００３３】
例示的な一実施形態において、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社からのモニタリングデバイスフロントエンド（ＡＦＥ４４０３）は、計装回路１０７（図１）として使用され得る。そのような実施形態において、モニタリングデバイスフロントエンドは、センサー処理デバイス１０２からの追加のリソースを必要とすることなく必要なＬＥＤ変調方式を直接発生させ制御するようにプログラムされ得る。
【００３４】
他の例変調方式の例が、図４Ａに示されている。ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＩＲ変調方式および／または多重波長逐次変調方式は、灌流が低いおよび／または過度の運動の作用を受ける測定部位で使用することができる。図４Ｂおよび図４Ｃは、どの変調方式を使用するかを決定する方法のフローチャートを示している。図４Ｂ〜図４Ｃは、特定のタイプの変調が有利であり得るシナリオの例を示している。図４Ｂに示されている方法では、採用される変調方式は、前述の要因（たとえば、灌流が低い、および／または過度の運動の作用を受ける）に依存する。最初に、ブロック４００に示されているように、測定部位の灌流が少なく、および／または測定部位が運動の作用を受けるかどうかに関して決定がなされる。そうでない場合、プロセスは、図３に示されている変調方式が使用され得るブロック４０２に進む。測定部位の灌流が低い、および／または測定部位が運動の作用を受ける場合、方法は、ＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＩＲ変調方式または多重波長逐次変調方式が使用され得るブロック４０４で続行する。
【００３５】
図４Ｃに示されている方法において、ブロック４０６において、他の血液パラメータの１つまたは複数の測定値が取得されるか、または決定されるかどうかの決定が行われる。血液パラメータは、限定されるものではないが、グルコース、水、およびヘモグロビンを含むことができる。他の血液パラメータの１つまたは複数の測定値が決定される場合、プロセスは、図３に示されている変調方式または図４Ａに示されているＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＩＲ変調方式が使用され得るブロック４０８に進む。他の血液パラメータの１つまたは複数の測定値が決定されない場合、この方法は、多重波長変調方式が使用され得るブロック４１０に続く。
【００３６】
図４Ａに示されているＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＩＲ変調方式では、緑色および赤色ＬＥＤは、説明されているオンオフパターンに従ってアクティブ化され、一定期間にわたって変調され、次いで、赤色ＬＥＤ（ＲＥＤ）は、近赤外線ＬＥＤ（ＩＲ）に置き換えられ、一定期間にわたって変調もされる。この一連の事象は、測定部位が運動の作用を受けている、および／または測定部位の灌流レベルが低い間、繰り返される。すみれ色と黄色との間の波長範囲の光（すなわち、おおよそ４００ｎｍから５９０ｎｍの間）が、血液灌流測定部位に適用されるときに、この領域で見られるより高い光散乱および吸収は、赤色波長領域および近赤外線波長領域のものと比較したときに振幅がかなり大きいフォトプレチスモグラフを作製する。典型的には、緑の波長が使用されているのは、この範囲内のＬＥＤは、すみれ色−黄色範囲内の他の波長と比較したときに効率が良く、信頼性が高く、さらには低コストであるからである。また、緑色領域内の血液の光学特性は、散乱レベルおよび吸収レベルの点において望ましい。緑色ＬＥＤに関連付けられているフォトプレチスモグラフは、低灌流および運動条件の下での血液の酸素飽和度の正確な測定に必要である、心拍数の検出および／または赤色および近赤外線の真のフォトプレチスモグラフの振幅および波形の検出を改善するために使用することができる。
【００３７】
図４Ａに示されている多重波長逐次変調方式は、注目しているパラメータが赤色および近赤外線ＬＥＤに加えて他の波長を必要とするときのいくつかの実施形態において使用することができる。この例は、糖尿病疾病管理の場合のグルコース、体内水分補給管理の場合の水、貧血および／または輸血管理の場合のトータルヘモグロビンなどの他の血液成分（パラメータ）の非侵襲的測定を含む。図４Ａに示されているように、様々な重心波長の多数の光源（すなわち、λ１、λ２、．．．、λｎ個のＬＥＤ）が、時間の経過とともに順次点灯および消灯される。グルコースを非侵襲的に測定する場合、９００ｎｍから１７００ｎｍの範囲内の複数のＬＥＤが採用され得る。トータルヘモグロビンおよび／または水の非侵襲的測定の場合、６００ｎｍから１３５０ｎｍの範囲内の波長が十分であるべきである。定義されているスペクトル範囲は、測定部位の血液および無血成分が、考察対象の波長部分範囲に応じて典型的にはきわめて独特であるスペクトル特徴を有するので、十分である。たとえば、水およびグルコースは、１５５０ｎｍから１７００ｎｍの範囲内で他の成分よりも高い吸収を有し、ヘモグロビン種は、６００ｎｍから１３５０ｎｍの範囲内で顕著な特徴を有し、脂肪は、他の血液成分と比較したときに全範囲全体を通して概して顕著な散乱特性を有する、といったことである。図３および図４Ａに示されている変調方式は、特定の用途および／または測定条件に応じて時間の経過とともに切り替えることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、図４Ｃに示されている方法は、図３に示されている変調および／または図４Ａに示されているＲＥＤ−ＧＲＥＥＮ−ＩＲ変調方式を使用して、ＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩを連続測定するマルチパラメータモニタリングデバイスにおいて使用することができる。モニタリングデバイスは、多重波長変調方式を使用して前に述べたものなど（すなわち、グルコース、水など）の他の血液パラメータのより低い頻度の周期的スポットチェック測定を実行することができる。このようなトポロジーは、典型的には、血液中の水、グルコース、ヘモグロビンなどの濃度が、ＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩと比較したときにより遅く変化するので可能である。前記パラメータの典型的な測定周期は、一般にかなり長い（すなわち、３０分に１回、１時間に１回など）ので、モニタリングデバイスの消費電力の増大は著しくない。必要とされる追加のＬＥＤおよび光検出器技術（すなわち、６００ｎｍから１７００ｎｍの波長測定範囲に対するシリコンおよびインジウムガリウムヒ素フォトダイオード）は、小さな増分費用およびセンサーフットプリントの無視できるくらいの増加を表している。
【００３９】
図４Ａに示されている多重波長変調方式は、ＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩを測定するためにも使用することできる。この構成では、赤色および近赤外線ＬＥＤは、他の波長と組み合わされ、ＳｐＯ２の精度または運動のパフォーマンスを改善するために使用され得る「ｎ個の」フォトプレチスモグラフを作製する。可視および近赤外線範囲全体にわたる追加のＬＥＤが、酸素飽和度、脈拍数、および／または灌流の測定において必要とされない他の血液および無血成分の光学的干渉効果に対抗する推定アルゴリズムを使用可能にするため、精度は、少なくとも多少改善される。静脈血および毛細血管血に対する運動加速度の効果が、波長範囲に応じて独特な形態学的特徴を有する測定部位内の光学的干渉を引き起こし、したがって、本明細書において説明されている数値ソルバーデバイスなどの高度な信号処理を通じてフォトプレチスモグラフから除去される可能性が高くなるため、運動下での動作は、改善される。
【００４０】
当業者であれば、本明細書において説明されている波長および他の測定値ならびに範囲は、一般的に、本発明のいくつかの実施形態を表すことを意図されており、本発明が実践され得る多くの方法に関して範囲を定めるものではないことを理解するであろう。
【００４１】
前述したように、分散コンピューティングアーキテクチャはＳｐＯ２、ＰＲおよびＰＩを計算するために使用されるものとしてよく、モニタリングデバイスのバッテリ寿命を延ばすために、ホストコンピューティングデバイス（たとえば、図３のホストコンピューティングデバイス３０４および図１のコンピューティングデバイス１０５）上でＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩが推定される。モニタリングデバイス内の処理デバイス（たとえば、図１の処理デバイス１０２）は、タイムクリティカル、高頻度、低レイテンシ、および低複雑度のタスクを実行し得る。モニタリングデバイス内の処理デバイスによって処理されたデータは、間引きアルゴリズムによって帯域幅が低減され、ホストコンピューティングデバイスにワイヤレス方式で送信され得る。一実施形態において、ホストコンピューティングデバイス内の１つまたは複数の処理デバイス（たとえば、コンピューティングデバイス１０５内の処理デバイス１１７）は、ＳｐＯ２、ＰＲおよびＰＩの測定値を計算し、連続表示するために、より複雑で高レイテンシのタスクを実行し得る。
【００４２】
図５は、モニタリングデバイスの一例の断面図である。図５は、ワイヤレス方式の使い捨て型連続モニタリングデバイス５００の様々なコンポーネントのスタックアップを加工する多くの方法の１つを示している。生体適合性テープ５１０から作られるＰＴＦＥカプセル化ポケットまたは折り紙は、モニタリングデバイス５００のコンポーネントを収納し得る。上から下に見て、モニタリングデバイス５００は、アンテナ５０９、バッテリ５０８、プリント回路基板（ＰＣＢ）５０１およびＰＣＢ回路５０２、ならびに光学センサー５０３を備え得る。指先などの患者の測定部位に取り付けるために、モニタリングデバイス５００は、ＰＣＢ−皮膚間接着剤層５０６を含み得る。接着剤層５０５は、導電性テープ（たとえば、等方導電性感圧テープ）から作られ、接着剤層５０４は、（閉じたときに）ＰＣＢ５０１に電力を供給する電気接点を含む。離型ライナー５０７は、接着剤層５０４と５０５との間に配設され、また接着剤層５０６上に、離型ライナーが引っ張られたときに光学センサー５０３および患者の測定部位に取り付けるための接着剤層５０６、さらにはモニタリングデバイスに給電するための接続層５０４および５０５を露出するように配設され得る。
【００４３】
図６Ａ〜図６Ｃは、モニタリングデバイスの一例を示す概略図である。モニタリングデバイスは、フォトダイオードフロントエンド、ＬＥＤドライバ、および制御ロジックを含む、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＡＦＥ４４０３またはＡＦＥ４４９０回路などの集積回路６０２（図６Ａ）を備え得る。ＯＳＲＡＭ社のＳＦＨ７０５０センサーなどの光学センサー６０３（図６Ａ）は、緑色、赤色、近赤外線ＬＥＤとシリコンフォトダイオードを備え得る。モニタリングデバイスは、Ｎｏｒｄｉｃ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ社から入手可能なＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ  Ｍ０プロセッサなどの主処理デバイス６０１（図６Ｂ）を備え得る。さらに、モニタリングデバイスは、１６ＭＨｚの水晶発振子６０５、３２．７６８ｋＨｚの水晶発振子６０４（ＡＮＴ低エネルギー無線技術が使用されるとき）、２．４５ＧＨｚのインピーダンスバルーンフィルタ（単一−差動）６０６、インピーダンス整合回路６０７、およびアンテナ６０８（図６Ｂ）を備え得る。図６Ｃに示されているモニタリングデバイスの電源管理回路は、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＴＰＳ６１２２０などの昇圧型コンバータ６２１、フェライトインダクタ６１１、昇圧型コンバータ電圧設定抵抗６０９、６１０、主処理デバイス６０１のデバッグパッド６１２、ノイズ除去プルダウン抵抗６１３、バッテリ電圧端子６１４、ＯＮスイッチパッド６１５、主処理デバイス６０１（図６Ｂ）の電圧６１６、６１７、６１８、６１９、６２０、および集積回路を備え得る。一実施形態において、ＯＮスイッチパッド６１５は、シングルユースパッドである。
【００４４】
ここで、図６Ａ〜図６Ｃに示されている構成、および図６Ａ〜図６Ｃの対応する記載は、説明のみを目的としたものであり、実施形態をステップの特定のシーケンスまたはハードウェアもしくはソフトウェアコンポーネントの特定の組合せに限定することを意図するものではない。
【００４５】
図７は、モニタリングデバイスから受信された測定データを処理する方法の例を説明するフローチャートである。図示されている方法は、測定データをモデルに当てはめ、そのモデルに基づき、１つまたは複数の生理学的パラメータ（たとえば、ＰＲ、ＳｐＯ２、ＰＩ）を決定する。用途に応じて、図７の方法は１回実行されるか、または方法は所与の回数だけ繰り返される。たとえば、モニタリングデバイスを使用して、測定データのストリームが受信される限り図７の方法を繰り返すことができる。モニタリングデバイスの非限定的な例において、図７の方法は実質的に０．７５秒毎に繰り返される。
【００４６】
最初に、ブロック７００に示されているように、測定データのストリームが受信される。一実施形態において、測定データのストリームは、測定データの時分割多重化および変調されたデジタルストリームである。モニタリングデバイスの実施形態において、測定データのストリームは、所与のサンプリング周波数（たとえば、４ｋＨｚ）でモニタリングデバイスによってキャプチャされる任意の好適な数の測定サンプルを表す。一実施形態において、測定データのストリームは、モニタリングデバイスによって連続的にキャプチャされるが、他の実施形態はこの実装形態に限定されない。
【００４７】
次いで、測定データのストリームは、ブロック７０２で復調され、フィルタ処理され、各波長チャネル（たとえば、赤色、赤外線など）に対する個々のデータストリームを生成する。任意の好適な復調技術が使用され得る。非限定的な実施形態の例において、復調システムは、２０１８年１１月２１日に出願した同時係属の米国出願第１６／１９８，５５０号において開示されているように、フィルタデバイスに動作可能に接続されている多重チャネル対称方形波復調装置デバイスを備えることができる。フィルタデバイスは、単段または多段フィルタデバイスとして実装され得る。いくつかの実施形態において、復調装置デバイスおよび／またはフィルタデバイスは間引きを実行し、これによりサンプリング周波数はより低い値（たとえば、４ｋＨｚから１ｋＨｚ、１ｋＨｚから５０Ｈｚ）に低減され、信号処理要件、ワイヤレス帯域幅、および／または消費電力が低減される。それに加えて、または代替的に、復調システムおよび技術は、予め定義されている連続周波数範囲（すなわち、０Ｈｚから８００Ｈｚ）内のほとんどの、または実質的にすべての干渉信号を除去することができる。
【００４８】
いくつかの態様において、各個別データストリームは、フォトプレチスモグラフデータストリームである。ブロック７０４において、各個別データストリームは正規化される。一実施形態において、各データストリームのログが取られ、バンドパスフィルタ処理されて、各波長チャネルに対するフォトプレチスモグラフデータストリームを生成する。
【００４９】
次に、ブロック７０６において、フォトプレチスモグラフデータストリームは、数値ソルバーデバイスによって処理され、１つまたは複数のフォトプレチスモグラフモデルを生成するように費用関数を最小化する最適化変数を計算するか、または推定する。一実施形態において、フォトプレチスモグラフデータストリームは、特定の用途に適している任意のサイズのデータバッチで処理される。たとえば、モニタリングデバイスを使用することで、データバッチサイズは、数秒分のデータ（たとえば、５秒間に収集された２５０個のサンプル）に相当し、一定の時間間隔（たとえば、０．７５秒）毎にリアルタイムで更新され得る。
【００５０】
一態様において、数値ソルバーは、データストリームを、最適化変数によってパラメータ化された一連のインデックス付けされたフォトプレチスモグラフモデルと比較することができる。たとえば、１ＢＰＭのステップ単位で２５から２５０ＢＰＭまでの各脈拍数（ＰＲ）値について、数値ソルバーデバイスは、所与のデータストリームに対して最良のフォトプレチスモグラフモデルを生成するための費用関数を最小化する最適化変数に対する値を計算する。２０１８年１１月２１日に出願した同時係属の米国出願第１６／１９８，５０４号において開示されているように、一実施形態において、費用関数は、次の式によって定義することができる。
【００５１】
【数１】
2021535818.tif 000003
【００５２】
Ａ∈Ｒｋ×ｍ、ｋ≧ｍは定数行列であり、ｂｉ∈Ｒｋ、ｉ＝１，２，．．．ｎは定数ベクトルであり、ｘ∈Ｒｍおよびｚ＝［ｚ１，  ｚ２  ．．．ｚｎ］Ｔ∈Ｒｎは最適化変数ベクトルであり、上付き文字Ｔは転置演算子である。
【００５３】
数値ソルバーデバイスに基づき生成された各フォトプレチスモグラフモデルおよびその対応するＰＲ値はデータ点（ペア）と考えられる。その結果、この例では、フォトプレチスモグラフモデルはＰＲ値によってインデックス付けされる。費用関数が式１で与えられる場合、各フォトプレチスモグラフモデルはベクトルＡｘおよびスケーリング係数ｚｉで表され、フォトプレチスモグラフデータストリームはベクトルｂｉで表される。最適化変数は、ベクトルｘおよびスケーリング係数ｚｉである。行列Ａ内の各列は、根底にある用途または現象に関する情報を提供する。一実施形態において、行列Ａは、ＰＲ値（の関数）でインデックス付けされる。その結果、行列Ａ内のエントリは各ＰＲ値について変化し、次いで、式１の中の費用関数を最小化するｘおよびスケーリング係数ｚｉに対する最適解を変化させる。
【００５４】
次に、ブロック７０８に示されているように、１つまたは複数のメトリックは、ＰＲ値によってインデックス付けされた各フォトプレチスモグラフモデルについて、フォトプレチスモグラフモデルを参照フォトプレチスモグラフモデルと比較することによって計算される。参照フォトプレチスモグラフモデルは、測定データに関連付けられている使用者に対して最良のまたは選択されたフォトプレチスモグラフモデルを表す。一実施形態において、１つまたは複数のメトリックは、フォトプレチスモグラフモデルに関連付けられている。メトリックの例は、限定されるものではないが、二乗平均平方根精度（Ａｒｍｓ）、相関、Ｌ２ノルム、Ｌ１ノルム、Ｌｉｎｆノルム、累乗、相関、ならびに調和および形態分析マッチングを含む。１つまたは複数のメトリックは、ＰＲ値によってインデックス付けされたフォトプレチスモグラフモデルから計算されるので、１つまたは複数のメトリックもまた、同じＰＲ値によってインデックス付けされる。
【００５５】
たとえば、いくつかの実施形態において、１つまたは複数の計算されたメトリックは、１つまたは複数の計算されたメトリックが対応する参照メトリックにどれだけ近いかまたは類似しているかを決定するために、参照フォトプレチスモグラフモデルに関連付けられている対応するメトリック（参照メトリック）と比較される。さらに、または代替的に、各フォトプレチスモグラフモデルの形状は、参照フォトプレチスモグラフモデルの形状と比較され、各フォトプレチスモグラフモデルが参照フォトプレチスモグラフモデルにどの程度類似しているか、または類似していないかを決定する。いくつかの実施形態において、二乗平均平方根精度（Ａｒｍｓ）、相関、Ｌ２ノルム、Ｌ１ノルム、Ｌｉｎｆノルム、相関、ならびに調和および形態分析マッチングなどのメトリックスが使用され、それにより、フォトプレチスモグラフモデルと参照フォトプレチスモグラフモデルとの間の適合度（形状類似度）にアクセスすることができる。
【００５６】
ブロック７１０において、最適なフォトプレチスモグラフモデルが、各波長チャネルについて選択されるか、または決定され、注目している１つまたは複数の値が推定されるか、または計算される。注目している値は、ＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩ、および／または注目している他の生理学的パラメータなどの生理学的パラメータの注目している値を含むことができる。注目している値は、計算されたメトリックス（すなわち、最大値、最小値、値の比率、線形および非線形分類アルゴリズムなど）に分類基準（アルゴリズム）を適用することによって計算される。たとえば、所与の赤色および赤外線データストリームについてのＰＲに対する最良の推定値は、対応するフォトプレチスモグラフモデルのＡｒｍｓ誤差値（最も新しい参照フォトプレチスモグラフモデルと比較されたとき）が指定された閾値より小さいという条件で、最大の正規化されたパワーを有するフォトプレチスモグラフモデルを生成するＰＲ値を選ぶことによって取得され得る。ＳｐＯ２およびＰＩに対する最良の推定値は、ＰＲに対する最良の推定値を生成したフォトプレチスモグラフモデルからのスケーリング係数（赤色および赤外線振幅）を介して計算され得る。
【００５７】
次いで、１つまたは複数の外れ値が、注目している値の部分集合を生成するために注目している推定値から除去される。いくつかの実施形態において、注目している値の平均推定値がブロック７１２で生成される。任意の好適な技術が、外れ値を除去するために使用され得る。
【００５８】
次いで、注目している値の部分集合は、記憶デバイス（たとえば、メモリ）および／または出力デバイス（ブロック７１４）に提供される。たとえば、注目している１つまたは複数の値は、ディスプレイ上に表示され得る。次に、ブロック７１６に示されているように、参照フォトプレチスモグラフモデルは、注目している値の部分集合および／または最適なフォトプレチスモグラフモデル（たとえば、関連付けられている最適化変数）に基づき更新される。一実施形態において、参照フォトプレチスモグラフモデルは、現在の参照フォトプレチスモグラフモデルおよび最適なフォトプレチスモグラフモデルの加重平均を生成する更新ルールを介して更新される。
【００５９】
図８Ａ〜図８Ｄは、低コストのシングルユースのモニタリングデバイスの実施形態の例を示している。図８Ａでは、モニタリングデバイス１００は、測定部位８０４に貼り付けられ、光学センサー１１０を備える。これより前に説明されているように、光学センサー１１０は、１つまたは複数の光源１１３および１つまたは複数の光検出器１１４を備える。１つまたは複数の光源１１３は、表皮８００および血液灌流真皮８１０を透過し、心臓の脈動信号と相互作用して光脈動信号を作製する光８０７を放射する。光脈動信号（フォトプレチスモグラフ）は、１つまたは複数の光検出器１１４に接続されているフロントエンド回路（たとえば、図１の計装回路１０７および処理デバイス１０２）によってキャプチャされる。フロントエンド回路は、光脈動信号をフィルタ処理し、調整し、および／またはデジタル信号に変換する。これらのデジタル信号は、さらなる処理および分析、リアルタイム測定表示、警告（アラーム）発生、および／または被験者のＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩなどの記憶のために、ホストデバイス（たとえば、通信デバイス１０３を使用するホストデバイス１０５）にワイヤレス方式で伝送され得る。
【００６０】
図８Ｂにおいて、モニタリングデバイス１００は、光学センサー１１０、および測定部位８０４と接触している１つまたは複数の温度センサー（温度センサー（Ｔ）８０１で表されている）とを備える。温度センサー８０１は、中核体温を測定するために使用される。たとえば、モニタリングデバイス１００は、被験者の額、耳（耳介後部）、または被験者の身体のどこか他の場所に取り付けられ、表面温度は身体の中核体温と相関し得る。温度センサー８０１は、温度信号を調整し、フィルタ処理し、および／またはデジタル温度信号に変換する温度フロントエンド回路８０８（図８Ｅに示されている）に接続することができる。次いで、デジタル温度信号は、さらなる処理および分析、リアルタイム測定表示、警告（アラーム）発生、および／または身体の中核体温の記憶のために、ホストデバイス（たとえば、図１のホストデバイス１０５）にワイヤレス方式で伝送され得る。一実施形態において、温度フロントエンド回路８０８は、図１に示されている計装回路１０７および処理デバイス１０２を含む。
【００６１】
図８Ｃのモニタリングデバイス１００は、第１の電気接触センサー（Ｅ１）８０２および第２の電気接触センサー（Ｅ２）８０３を備える。実施形態の例では、温度センサー（Ｔ）８０１が必要とされない、または測定部位の表面温度が身体の中核体温との相関を示さない、測定部位で使用され得る。図示されている実施形態において、モニタリングデバイス１００は、測定部位８０４（たとえば、被験者の指趾）に取り付けられている。第１の電気接触センサー（Ｅ１）８０２は、モニタリングデバイス１００の第１の表面の内側に位置決めされ、モニタリングデバイスが測定部位に取り付けられたときに第１の表面の外側が測定部位に接触する。したがって、第１の電気接触センサー（Ｅ１）８０２は、モニタリングデバイス１００が測定部位に位置決めされているときに測定部位と一定の接触状態（または一定に近い接触状態）にある。
【００６２】
第２の電気接触センサー（Ｅ２）８０３は、モニタリングデバイス１００の第２の表面の内側に位置決めされる。図８Ｃにおいて、第２の表面は第１の表面に対向しているが、他の実施形態はこの構成に限定されない。第２の電気接触センサー（Ｅ２）は、モニタリングデバイス１００が測定部位に取り付けられているときに第２の電気接触センサー（Ｅ２）８０３が測定部位に接触しないように任意の表面の一方の側に配置され得る。
【００６３】
モニタリングデバイス１００が測定部位８０４上に置かれるか、または取り付けられているときに、被験者は、反対側の手の指趾８０５で電気接触センサー８０３に接触し、被験者の心臓８０６への閉電気経路を形成し、被験者の心臓の電気的活動（たとえば、心電図（ＥＣＧ））の測定を可能にすることができる。第１および第２の電気接触センサー８０２、８０３は、ＥＣＧフロントエンド回路８０９（図８Ｅに示されている）に接続され得る。ＥＣＧフロントエンド回路８０９は、ＥＣＧ信号を調整し、フィルタ処理し、および／またはＥＣＧデジタル信号に変換する。ＥＣＧデジタル信号は、さらなる処理および分析、測定値のリアルタイム表示、警告（アラーム）発生、および／またはＥＣＧ信号の記憶のために、ホストデバイス（たとえば、図１のホストデバイス１０５）にワイヤレス方式で送信され得る。一実施形態において、ＥＣＧフロントエンド回路８０９は計装回路１０７の一部であり、図１に示されている処理デバイス１０２を含む。
【００６４】
図８Ｄを参照すると、実施形態の例は、温度センサー（Ｔ）８０１と、第１および第２の電気接触センサー８０２、８０３とを含んでいる。図示されている実施形態において、測定部位８０４は、身体の中核体温（すなわち、額、耳（耳介後部）、脇の下など）と相関している表面温度を有するか、または身体の中核体温（すなわち、指趾など）と相関するようにマッピングされ得る温度を有すると想定される。図８Ｃと同様に、被験者は、第１の電気接触センサー（Ｅ１）８０２が測定部位に接触し、被験者が第２の電気接触センサー（Ｅ２）８０３に指趾８０５または被験者の心臓８０６への閉電気経路を形成する任意の他の身体部分とで接触するようにモニタリングデバイス１００が測定部位８０４に置かれたときに、被験者の心臓８０６への閉路を形成する。図８Ｃおよび図８Ｄに示されている第１および第２の電気接触センサー８０２、８０３は、モニタリングデバイス１００と被験者の身体との間の電気的絶縁が好ましいものである実施形態において静電容量型接触センサーに置き換えられる。そのような実施形態において、ＥＣＧフロントエンド回路８０９は、静電容量型接触センサーによって形成され得る低周波数高調波歪み（減衰）なしに心臓のＥＣＧの取得を可能にする高い入力インピーダンスを有することができる。
【００６５】
図９Ａは、ホストデバイスに設置されているモニタリングデバイスと連携して動作するアプリケーションプログラム（これ以降「アプリケーションプログラム」と称する）を示している。一実施形態において、アプリケーションプログラムは、オンラインアプリケーションプログラムサイトまたはアプリケーションプログラム提供者のウェブサイトからダウンロードされ、ホストデバイスにインストールされる。アプリケーションプログラムを表すアイコン９０２は、ホストデバイス上の画面９００に表示され得る。たとえば、モニタリングデバイスは、ＯＸＸＩＯＭパルスオキシメータであり、アプリケーションプログラムは、Ｔｒｕｅ  Ｗｅａｒａｂｌｅｓ，  Ｉｎｃ．社のＯＸＸＩＯＭアプリケーションである。ホストデバイスの例は、限定されるものではないが、スマートウォッチ、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、および携帯電話または他のモバイルコンピューティングデバイスを含む。
【００６６】
図９Ｂ〜図９Ｃは、モニタリングデバイスおよびアクセサリを示している。保管および／または輸送時のモニタリングデバイス１００の改竄を防止するために、改竄防止タブ９０３は、使用者によって使用できる状態になるまでパッケージ９０４を封止する。使用者がモニタリングデバイス１００を使用する準備ができたときに、使用者は、改竄防止タブ９０３を引き剥がし、バーコード付きの製品ラベル９０６を取り外す。図９Ｃにおいて、モニタリングデバイス１００およびアクセサリは、パッケージ９０４から取り外されている。この例では、モニタリングデバイス１００および製品ラベル９０６に加えて、パッケージ９０４は、一巻きのテープ９０７およびヘッドバンド９０８を含む。一実施形態では、テープ９０７は、自己接着性で穏やかな通気性の良いテープである。ヘッドバンド９０８は、テープ９０７一巻きの内側に保管され、テープ９０７一巻きがパッケージ９０４から取り外されるときに一巻きテープ９０７から取り外され得る（ヘッドバンド９０８の取り外しは、矢印で表される）。
【００６７】
図９Ｄは、モニタリングデバイスをアクティブ化するためのステップの詳細を示している。ステップ１において、ラベル「１」を付けられているタブ９０９が取り外されて電気接点を閉じ、モニタリングデバイス１００をオンにする。一実施形態において、タブ９０９は導電性テープから作られている。ステップ２において、モニタリングデバイス１００の外面にあるインジケータ９１０（たとえば、ドット）は、電気接点が閉じられモニタリングデバイスがオンになったことを確認するために使用者によって押される。モニタリングデバイス１００がオンにされたときに、ライト９０５（たとえば、緑色ライト）が点灯し、モニタリングデバイス１００がホストデバイス上のアプリケーションプログラムに動作可能に接続できることを示す。一例において、ライト９０５は、コストおよびデバイスのフットプリントを低減するために、光学センサーの１つまたは複数の光源１１３の一部であってよい。
【００６８】
ステップ３において、ラベル「２」を付けられているタブ９１１は、モニタリングデバイス１００を測定部位に取り付けるために使用される粘着テープを露出させるように取り外される。たとえば、粘着テープは、生体適合性粘着テープであってよい。一実施形態において、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）は、図９Ｄのステップ１で示されているラベル９０６である。ラベル９０６は、モニタリングデバイス１００を識別し、第２の電気接触センサーとして機能するという二重の機能を有するように金属製粘着テープから作られ得る。それに加えて、または代替的に、第１の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２）および温度センサー（たとえば、図８Ｄの８０１）は、タブ９１１が取り外されたときに露出される粘着テープの一部とすることができる。粘着テープは、モニタリングデバイスの外側シェルまたは筐体の一部として、被験者の皮膚によくくっつくように、さらには身体の中核体温および心臓のＥＣＧの正確な測定を行えるようにする良好な電気的および熱的特性を有するように設計され得る。
【００６９】
図９Ｅ〜図９Ｉは、測定部位に様々な例のモニタリングデバイスを取り付けるためのプロセスを示すワークフローを示している。図９Ｅは、モニタリングデバイス１００を使用者身体上に（たとえば、使用者の指趾に）位置決めするプロセスを示している。図示されている実施形態において、図９Ｄのステップ１から３はすでに実行されている。モニタリングデバイス１００は、光源１１３および光学センサーの光検出器１１４（およびモニタリングデバイス１００に含まれている場合には温度センサー８０１および／または第１の電気接触センサー８０２）が測定部位８０４上に置かれ、接触している状態で測定部位８０４（たとえば、指先）に取り付けられる。いくつかの実施形態において、モニタリングデバイス１００は、モニタリングデバイス１００と測定部位８０４との間の光学的、電気的、および／または熱的な結合を改善するためにテープ９０７で包まれる。テープ９０７は、限定されるものではないが、機械的衝撃、外れ、および直射日光暴露を含む、様々な事象からモニタリングデバイス１００を保護することもできる。
【００７０】
しかしながら、モニタリングデバイス１００が第１および第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２、８０３）を備える実施形態では、テープ９０７は、テープ９０７が測定部位８０４およびモニタリングデバイス１００にどのように巻き付けられるかに応じて、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）を覆うものとしてよい。したがって、導電性繊維（図示せず）は、テープに導電特性を持たせられるようにテープ９０７に含められ得る。テープ９０７内の導電性繊維は、第２の電気接触センサーとテープ９０７との間に電気接触を形成する。被験者の心臓（たとえば、図８Ｄの８０６）への閉電気経路は、被験者が導電性自己接着テープ９０７を別の身体部分（たとえば、図８Ｄの反対側の手８０５）で触れると必ず形成される。いくつかの場合において、導電性繊維は、モニタリングデバイス１００がホストデバイスとワイヤレス方式で通信することを可能にするように適用可能なワイヤレス周波数範囲（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙでは、周波数範囲は２４００から２４８３．５ＭＨｚの間）の波の周波数をブロックしないように配置構成される。
【００７１】
別の実施形態において、導電性繊維を有するテープ９０７は、モニタリングデバイス１００内のワイヤレスアンテナの利得をブーストする機能を実行するようにモニタリングデバイス１００の一部にすることができる。ワイヤレス効率を高めるために、導電性繊維を有する導電性テープ９０７を使用するときに、測定部位８０４の周りにテープ９０７を巻き付けることは、指先の先端部に空洞（または開口部、間隙）９１２を残す仕方で行われ得る。空洞９１２は、テープ９０７がモニタリングデバイス１００および測定部位８０４（たとえば、指先）の周りに巻き付けられる方法、および／またはテープ９０７が設計および／またはモニタリングデバイス１００に取り付けられる方法に基づいて作製することができる。
【００７２】
テープ９０７内の導電性繊維は、測定部位８０４においてモニタリングデバイス１００に圧力が加えられたときに測定部位８０４との光学的、電気的、および／または熱的な結合（接触）を改善することができる。それに加えて、または代替的に、導電性繊維は、使用者（被験者）が、被験者が導電性繊維を有するテープ９０７に触れたときに心臓への閉電気経路を形成することを可能にする第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）として働き得る。
【００７３】
図９Ｆは、被験者の額に位置決めされているモニタリングデバイスを示している。図示されている実施形態において、図９Ｄのステップ１から３はすでに実行されている。モニタリングデバイス１００は、光源１１３および光学センサーの光検出器１１４（およびモニタリングデバイス１００に含まれている場合には温度センサー８０１および／または第１の電気接触センサー８０２）が測定部位８０４上に置かれ、接触している状態で測定部位８０４（たとえば、額）に取り付けられる。
【００７４】
いくつかの場合において、額を測定部位８０４として使用した結果、ＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩに対する測定は改善され得る。額領域の灌流された組織は、数ミリメートルの厚さがあり、１つまたは複数の光源と１つまたは複数の光検出器（たとえば、図８Ａの光源１１３および光検出器１１４）との間の比較的小さな分離距離（間隙）を有する反射型パルスオキシメータに適している。いくつかの実施形態において、モニタリングデバイス１００は、２．５ｍｍと７ｍｍとの間の分離間隙を有する。しかしながら、光学センサーの設計に応じて、２．５ｍｍよりも小さい分離間隙が達成され得る。モニタリングデバイス１００は、額から浅い灌流された血液組織を探ることができ、比較的高い信号対雑音比の波形をもたらし、また非常に低い灌流レベルでもＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩの正確な検出を可能にする。
【００７５】
測定部位８０４としての額は、身体活動中にも有利であり得る。測定部位８０４は、被験者の頭部に配置されていれば運動アーチファクトを生じにくい。脳損傷に対する自己防御のメカニズムとして、身体の運動効果は、骨格および筋肉によって可能にされる運動ダンピングを通じて被験者の頭部で常に最小化される。それに加えて、額は、生理学的変化（すなわち、ＳｐＯ２、ＰＲ、および／またはＰＩの変化など）に対するより短い輸送遅延を受け、脳に近い場合に寒さに対するより少ない血管収縮反応も示す。任意選択で、ヘッドバンド９０８（図９Ｃ参照）は、機械的衝撃、外れ、直射日光暴露などの様々な事象からモニタリングデバイス１００を保護するために使用され得る。ヘッドバンド９０８は、測定部位８０４（たとえば、額）との光学的、熱的、および／または電気的結合を改善することもできる。
【００７６】
しかしながら、モニタリングデバイス１００が第１および第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２、８０３）を備える実施形態では、ヘッドバンド９０８は、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）を覆うものとしてよい。したがって、導電性繊維（図示せず）は、布地またはヘッドバンドに導電特性を持たせられるようにヘッドバンド９０８に含められ得る。ヘッドバンド９０８内の導電性繊維は、第２の電気接触センサーとヘッドバンド９０８との間に電気接触を形成する。被験者の心臓（たとえば、図８Ｄの８０６）への閉電気経路は、被験者が導電性繊維を有するヘッドバンド９０８を身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）で触れると必ず形成される。
【００７７】
モニタリングデバイス１００がホストデバイス（たとえば、図１の１０５）とワイヤレス方式で通信することを可能にするために、ヘッドバンド９０８内の導電性繊維は、適用可能なワイヤレス周波数範囲の波の周波数を遮断しないように配置構成され得る。別の実施形態において、導電性繊維を有するヘッドバンド９０８は、導電性繊維を通してモニタリングデバイス１００のワイヤレスアンテナの利得をブーストする機能、および／または測定部位８０４においてモニタリングデバイス１００に圧力が加えられたときに測定部位８０４（たとえば、額）との光学的、電気的、および熱的結合（接触）を改善する機能を実行するようにモニタリングデバイス１００の一部にすることができる。それに加えて、または代替的に、導電性繊維は、使用者（被験者）が、被験者が身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）を使用して導電性繊維を有するヘッドバンド９０８に触れたときに必ず心臓への閉電気経路を形成することを可能にする第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）として働き得る。
【００７８】
図９Ｇは、光源１１３および光学センサーの光検出器１１４（およびモニタリングデバイス１００に含まれている場合には温度センサー８０１および／または第１の電気接触センサー８０２）が測定部位８０４上に置かれ、接触している状態で被験者の額に置かれているモニタリングデバイス１００を示している。この実施形態において、絆創膏９１３は、機械的衝撃、外れ、直射日光暴露を含む、様々な事象からモニタリングデバイス１００を保護するために使用される。絆創膏９１３は、測定部位８０４（たとえば、額）との光学的、熱的、および／または電気的結合を改善することもできる。
【００７９】
しかしながら、モニタリングデバイス１００が第１および第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２、８０３）を備える実施形態では、絆創膏９１３は、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）を覆うものとしてよい。したがって、導電性繊維（図示せず）は、絆創膏に導電特性を持たせられるように絆創膏９１３に含められ得る。絆創膏９１３内の導電性繊維は、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）と絆創膏９１３との間に電気接触を形成する。被験者の心臓（たとえば、図８Ｄの８０６）への閉電気経路は、被験者が導電性繊維を有する絆創膏９１３を身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）で触れると必ず形成される。
【００８０】
モニタリングデバイス１００がホストデバイス（たとえば、図１の１０５）とワイヤレス方式で通信することを可能にするために、絆創膏９１３内の導電性繊維は、適用可能なワイヤレス周波数範囲の波の周波数を遮断しないように配置構成され得る。別の実施形態において、導電性繊維を有する絆創膏９１３は、導電性繊維を通してモニタリングデバイス１００のワイヤレスアンテナの利得をブーストする機能、および／または測定部位８０４においてモニタリングデバイス１００に圧力が加えられたときに測定部位８０４（たとえば、額）との光学的、電気的、および熱的結合（接触）を改善する機能を実行するようにモニタリングデバイス１００の一部にすることができる。それに加えて、または代替的に、導電性繊維は、使用者（被験者）が、被験者が身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）を使用して導電性繊維を有するヘッドバンド９０８に触れたときに必ず心臓への閉電気経路を形成することを可能にする第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）として働き得る。
【００８１】
図９Ｈは、被験者の額に置かれているモニタリングデバイス１００を示している。モニタリングデバイス１００は、光源１１３および光学センサーの光検出器１１４（およびモニタリングデバイス１００に含まれている場合には温度センサー８０１および／または第１の電気接触センサー８０２）が測定部位８０４上に置かれ、接触している状態で測定部位８０４（たとえば、額）に取り付けられる。この実施形態において、帽子９１４は、機械的衝撃、外れ、直射日光暴露を含む、様々な事象からモニタリングデバイス１００を保護するために使用され得る。帽子９１４は、測定部位８０４（たとえば、額）との光学的、熱的、および／または電気的結合を改善することもできる。
【００８２】
しかしながら、モニタリングデバイス１００が第１および第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２、８０３）を備える実施形態では、帽子９１４は、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）を覆うものとしてよい。したがって、導電性繊維（図示せず）は、布地または帽子９１４に導電特性を持たせられるように帽子９１４に含められ得る。帽子９１４内の導電性繊維は、第２の電気接触センサーと帽子９１４との間に電気接触を形成する。被験者の心臓（たとえば、図８Ｄの８０６）への閉電気経路は、被験者が導電性繊維を有する帽子９１４を身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）で触れると必ず形成される。
【００８３】
モニタリングデバイス１００がホストデバイス（たとえば、図１の１０５）とワイヤレス方式で通信することを可能にするために、帽子９１４内の導電性繊維は、適用可能なワイヤレス周波数範囲の波の周波数を遮断しないように配置構成され得る。別の実施形態において、導電性繊維を有する帽子９１４は、導電性繊維を通してモニタリングデバイス１００のワイヤレスアンテナの利得をブーストする機能、および／または測定部位８０４においてモニタリングデバイス１００に圧力が加えられたときに測定部位８０４（たとえば、額）との光学的、電気的、および熱的結合（接触）を改善する機能を実行するようにモニタリングデバイス１００の一部にすることができる。それに加えて、または代替的に、導電性繊維は、使用者（被験者）が、被験者が身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）を使用して導電性繊維を有する帽子９１４に触れたときに必ず心臓への閉電気経路を形成することを可能にする第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）として働き得る。
【００８４】
図９Ｉは、被験者の耳介後部（耳）に置かれているモニタリングデバイス１００を示している。モニタリングデバイス１００は、光源１１３および光学センサーの光検出器１１４（およびモニタリングデバイス１００に含まれている場合には温度センサー８０１および／または第１の電気接触センサー８０２）が測定部位８０４上に置かれ、接触している状態で測定部位８０４（たとえば、耳）に取り付けられる。いくつかの場合において、光の強度および使用者の肌の色に応じて、１つまたは複数の光源１１３によって放射された光は、耳の軟骨（領域９５０を参照）を通して見える。
【００８５】
一態様において、耳介後部を測定部位８０４として使用した結果、ＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩに対する測定は改善され得る。耳のこの領域の耳軟骨の厚さは、典型的には、数ミリの厚さしかない。したがって、測定部位８０４は、１つまたは複数の光源と光学センサーの１つまたは複数の光検出器（たとえば、図８Ｄの１１３、１１４）との間に小さな分離距離（間隙）を有する反射型パルスオキシメータに適している。
【００８６】
この測定部位８０４は、モニタリングデバイス１００が耳介後部から浅い灌流された血液組織を探ることを可能にし、高い信号対雑音比の波形をもたらし、また非常に低い灌流レベルでもＳｐＯ２、ＰＲ、およびＰＩの正確な検出を可能にする。測定部位８０４としての耳介後部は、身体活動中にも有利である。測定部位８０４（たとえば、耳）は、被験者の頭部に配置されていれば運動アーチファクトを生じにくい。脳損傷に対する自己防御のメカニズムとして、身体の運動効果は、骨格および筋肉によって可能にされる運動ダンピングを通じて被験者の頭部で常に最小化される。それに加えて、耳介後部は、生理学的変化（すなわち、ＳｐＯ２、ＰＲ、および／またはＰＩの変化など）に対するより短い輸送遅延を受け、脳に近い場合に寒さに対するより少ない血管収縮反応も示す。
【００８７】
いくつかの実施形態において、粘着テープ９１５は、機械的衝撃、外れ、直射日光暴露を含む、様々な事象からモニタリングデバイス１００を保護するために使用され得る。粘着テープ９１５は、測定部位８０４（たとえば、耳介後部）との光学的、熱的、および／または電気的結合を改善することもできる。しかしながら、モニタリングデバイス１００が第１および第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２、８０３）を備える実施形態では、粘着テープ９１５は、第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）を覆うものとしてよい。したがって、導電性繊維（図示せず）は、粘着テープ９１５に導電特性を持たせられるように粘着テープ９１５に含められ得る。粘着テープ９１５内の導電性繊維は、第２の電気接触センサーと粘着テープ９１５との間に電気接触を形成する。被験者の心臓（たとえば、図８Ｄの８０６）への閉電気経路は、被験者が導電性繊維を有する粘着テープ９１５を身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）で触れると必ず形成される。
【００８８】
モニタリングデバイス１００がホストデバイス（たとえば、図１の１０５）とワイヤレス方式で通信することを可能にするために、粘着テープ９１５内の導電性繊維は、適用可能なワイヤレス周波数範囲の波の周波数を遮断しないように配置構成され得る。別の実施形態において、導電性繊維を有する粘着テープ９１５は、導電性繊維を通してモニタリングデバイス１００のワイヤレスアンテナの利得をブーストする機能、および／または測定部位８０４においてモニタリングデバイス１００に圧力が加えられたときに測定部位８０４（たとえば、耳）との光学的、電気的、および熱的結合（接触）を改善する機能を実行するようにモニタリングデバイス１００の一部にすることができる。それに加えて、または代替的に、導電性繊維は、使用者（被験者）が、被験者が身体部分（すなわち、図８Ｄの指先８０５）を使用して導電性繊維を有する粘着テープ９１５に触れたときに必ず心臓への閉電気経路を形成することを可能にする第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０３）として働き得る。
【００８９】
図９Ｊから図９Ｐは、ホストデバイスでアプリケーションプログラムを起動し、モニタリングデバイスをホストデバイスに接続し、モニタリングデバイスとホストデバイスとの間のデータ交換を開始して測定値および波形を生成するステップを図示している。図９Ｊおよび図９Ｋに示されているように、ホストデバイス（たとえば、図１の１１６）のワイヤレス通信デバイスは、ホストデバイス上の設定ユーザインターフェース９５２の設定９５４を介して有効化される。たとえば、一実施形態において、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨワイヤレス通信デバイスは、スイッチ９５５（図９Ｋを参照）を使用して有効化される。
【００９０】
次に、図９Ｌに示されているように、使用者は、モニタリングデバイスと相互にやり取りするアプリケーションプログラムを起動し、これにより、任意選択で、アプリケーションプログラムに関する情報（たとえば、アプリケーションプログラム名、製造者名、著作権などの情報）とともに起動画面９５６を表示させることができる。選択可能要素９６０を有する画面９５８が表示される（図９Ｍ）。図９Ｍにおいて、選択可能要素９６０は、ラベル「スキャン」を付けられているボタンであるが、他の実施形態はこの実装形態に限定されない。使用者がアプリケーションプログラムを初めて起動したとき（たとえば、アプリケーションプログラムが以前に使用されていないとき）、いくつかの実施形態において、アプリケーションプログラムは、使用者が製品ラベル（たとえば、図９Ｂの製品ラベル９０６）から有効なバーコードをスキャンするまで画面９５８にロックされる。
【００９１】
使用者が選択可能要素９６０（たとえば、スキャンボタン）を選択すると、アプリケーションプログラムがホストデバイス（図９Ｍ）上の撮像デバイス（たとえば、カメラ）へのアクセスを要求していることを示す任意選択の通知９６２が提示され得る。撮像デバイスは、製品ラベル上のバーコードをスキャンするために使用される。図９Ｎは、スキャンされた製品ラベルの画像９６６を表示する例示的な画面９６４を示している。いくつかの実施形態において、スキャンされたバーコードの画像９６６の周りでホストデバイスの画面上にインジケータ（たとえば、色付きの正方形、図示せず）が生成される。それに加えて、または代替的に、バーコードがスキャンされ、有効であることを示すために、ビープ音などのオーディオ音が生成される。スキャンされたバーコードが有効でない場合、異なるインジケータまたは異なる色（たとえば、赤い正方形）を有するインジケータが、無効なバーコードに隣接してまたはその周りに表示される。いくつかの場合において、インジケータに加えて、またはインジケータの代替として、異なるオーディオ音（たとえば、ベル音）が生成される。ホストデバイスは、他の実施形態ではバーコードが無効であることを示すために、触覚フィードバック（たとえば、触覚トランスデューサによって生成される振動）を生成する。
【００９２】
アプリケーションプログラムは、モニタリングデバイスがアプリケーションプログラムに接続されていないという通知９７０を含む測定画面９６８を表示することができる（または表示させることができる）（図９Ｐ）。測定画面９６８は、縦向きモード（図９Ｐ参照）または横向きモードで提示され得る。図９Ｐに示されているように、測定画面９６８内に波形チャート９２０（フォトプレチスモグラフ）が表示される。
【００９３】
図９Ｑにおいて、ＳｐＯ２測定ゲージ９１６、ＰＲ測定ゲージ９１７、ＰＩ測定ゲージ９１８、中核体温ゲージ９１９、および波形チャート９２０（フォトプレチスモグラフ）が測定画面９６８に表示される。モニタリングデバイスが第１および第２の電気接触センサー（たとえば、図８Ｄの８０２、８０３）を備え、使用者が第２の電気接触センサーに身体部分（たとえば、指）を接触させたときに、スポットチェックＥＣＧ波形９２１が測定画面９６８に表示される。スポットチェックＥＣＧ波形９２１は、身体部分（たとえば、指）が第２の電気接触センサーに接触しなくなるまで測定画面９６８上でリアルタイムに更新され得る。使用者が身体部分を第２の電気接触センサーから離したときに、ＥＣＧ波形９２１は測定画面９６８上で固定され、および／または測定画面９６８から消えてもよい。いくつかの実施形態において、使用者は、ＥＣＧ波形９２１が固定されたままであるか、または取り除かれる設定を行うことができる。
【００９４】
図９Ｒは、ＳｐＯ２測定ゲージ９１６、ＰＲ測定ゲージ９１７、およびＰＩ測定ゲージ９１８、中核体温ゲージ９１９、波形チャート９２０、およびＥＣＧ波形９２１に加えて、ＳｐＯ２傾向９２２、ＰＲ傾向９２３、およびＰＩ傾向９２４を表示している測定画面９６８を示している。他の実施形態では、より少ないゲージおよび／または波形が測定画面９６８に提示され得る。いくつかの実施形態において、使用者は、ＳｐＯ２測定ゲージ９２２、ＰＲ測定ゲージ９２３、およびＰＩ測定ゲージ９２４の傾向のうちのどれを測定画面９６８に表示するかを選択することができる。たとえば、使用者は、測定画面９６８上の特定のゲージをタッチすることで対応する傾向を表示することができる。
【００９５】
図９Ｓは、モニタリングデバイスを含むウェアラブル帽子の実施形態の例を示している。ウェアラブル帽子９７２は、帽子９７２を医療用、フィットネス、および／またはウェルネスアプリケーションのためのウェアラブルデバイスにする内蔵帽子回路９２７を備える。帽子９７２は、内蔵脳波（ＥＥＧ）電極９２８をさらに備えることができる。ＥＥＧ電極９２８は、用途に応じて、帽子９７２の布地の一部であるか、または帽子９７２に取り付けられていてもよい。他の光学センサー、温度センサー、電気接触センサー、静電容量型接触センサー、超音波センサーなどのセンサーは、用途に応じて、帽子回路９２７の一部であり得るか、または（ＥＥＧ電極として）帽子レイアウトの周りに分配され、および／または帽子の布地の一部であってよい。
【００９６】
帽子回路９２７は、モニタリングデバイス（たとえば、図１のモニタリングデバイス１００）の回路の一部または全部を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。帽子回路９２７は、１つまたは複数の生理学的測定値および／または環境データを感知し、生理学的および／または環境データを処理し、調整し、データをホストデバイス（たとえば、図１の１０５）にワイヤレス方式で送信する。一実施形態では、データは、ホストデバイスにリアルタイムで伝送される。たとえば、光検出器、ＥＥＧ電極、および／または温度センサーからの信号は、ホストデバイスに伝送される。
【００９７】
ホストデバイスは、データを処理して分析し、１つまたは複数の測定値および傾向を表示し、アラームまたは警告を発生し、データを記憶し、データを共有する、などをする。一実施形態において、帽子回路９２７は、次の機能を有する。
１．感知回路−帽子回路９２７は、体温、環境温度、環境圧力、環境紫外線（Ａ、Ｂ、および／またはＣバンド）、身体水分補給、非侵襲的血液総ヘモグロビン、カルボキシヘモグロビンおよびメトヘモグロビン、ＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩ、プレチスモグラフ、非侵襲的血糖値、呼吸速度、使用者の活動およびカロリー消費量、ＥＥＧなど、ならびにＥＣＧ波形のスポットチェック測定を連続的に、または選択されたタイミングで感知する、ディスクリートおよび／または分散コンポーネントとしての電子機器およびセンサー、標準集積回路、および／または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）などの感知回路９７３を備える。
２．処理デバイス−低電力処理デバイス（たとえば、ＡＲＭベース、ＡＳＩＣなど）などの処理デバイス９７４は、感知回路９７３からデータを受信し、データを処理し、通信デバイス９７７を使用してホストデバイス（たとえば、図１の１０５）にワイヤレス方式で伝送する。いくつかの実施形態において、ＡＳＩＣ回路などの処理デバイスは、総消費電力および帽子回路９２７のフットプリントを低減するために専用信号処理機能を実行する。非限定的な例では、処理デバイス９７４は、低複雑度および低レイテンシを有する機能（すなわち、ハードリアルタイム処理）を実行し、ホストデバイスは、より高い複雑度およびレイテンシを有するデータ（すなわち、ソフトリアルタイム処理）を処理する。処理デバイス９７４は、用途に応じて、帽子回路９２７の一部であり得るか、または帽子のレイアウトおよび／または帽子の布地の一部の周りに分散され得る。
３．パワーマネジメント回路−パワーマネジメント回路９７５は、バッテリを含み、バッテリの電圧および負荷、バッテリ寿命、およびバッテリの充電を管理する。一実施形態において、帽子９７２内のバッテリは、ワイヤレス充電器９２６を通じて充電される。ワイヤレス充電器９２６は、回路の分離要件を最小にし、ケーブルおよび／またはコネクタを不要にする。また、帽子９７２内のバッテリを充電するために、使用者が帽子をワイヤレス充電器９２６の上または近くに置くことができるならば、使用者にとってより便利であり得る。電圧は、バッテリの要件に整合する最大ノイズレベルを有する電圧レベルをもたらすように設計され得る昇圧および降圧コンバータを通じて調節され得る。パワーマネジメントユニットは、用途に応じて、帽子回路９２７の一部であり得るか、または帽子のレイアウトおよび／または帽子の布地の一部の周りに分散され得る。
４．エナジーハーベスティング回路−エナジーハーベスティング回路９７６は、環境内のいくつかのまたはすべての形態のエネルギーを電力に変換する焦電型、圧電型、熱電型、光起電型、周囲照射型、トランスデューサ、および電子機器から構成されてよく、電力は帽子回路９２７に直接給電するか、または充電するかもしくはバッテリ寿命を延ばすためにパワーマネジメント回路９７５においてバッテリを充電するために使用され得る。トランスデューサおよび電子機器は、用途に応じて、帽子回路９２７の一部であり得るか、または帽子のレイアウトおよび／または帽子の布地の一部の周りに分散され得る。
５．通信デバイス−任意の適切なワイヤレス通信デバイス９７７が使用され得る。一実施形態において、通信デバイス９７７は、ホストデバイス（たとえば、図１の１０５）またはネットワーク（たとえば、図１の１２０）との間でデータの送受信を行うためのワイヤレス無線ユニットである。非限定的な例では、帽子は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨスマートプロトコルを介してＩＰＶ６（インターネットプロトコルバージョン６）を使用してルーターとワイヤレス方式で通信することができる。一実施形態において、通信デバイス９７７は、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ、ＺＩＧＢＥＥ、ＡＮＴ、またはいくつかのカスタム／独自仕様の低エネルギープロトコルなどの複数の低エネルギープロトコルをサポートする。１つまたは複数のアンテナを備える、通信デバイス９７７は、用途に応じて、帽子回路９２７の一部であり得るか、または帽子のレイアウトおよび／または帽子の布地の一部の周りに分散され得る。特に、低エネルギー無線機のアンテナ設計は、注目している周波数帯域において非常に高い固有利得を有する分散アンテナレイアウトを使用可能にするように、帽子のレイアウト、材料、および面積から大きな恩恵を得ることができ、それによって無線機の消費電力を大幅に削減することができる。
【００９８】
図９Ｔは、図９Ｓに示されているウェアラブル帽子のためのいくつかの可能な構成を示している。構成９３０は、帽子９７２とモニタリングデバイス１００を含む。構成９３０は、シングルユースの使い捨て型用途で使用することができ、帽子９７２および帽子回路９２７は、バッテリの充電が空になった後に廃棄される。この構成９３０では、バッテリは非充電式であり、その結果、バッテリはパワーマネジメント回路９７５またはエナジーハーベスティング回路９７６を必要としない。一実施形態において、非充電式バッテリは、モニタリングデバイス１００の一部であってよい。
【００９９】
構成９３１は、帽子９７２と、モニタリングデバイス１００と、取り外し可能バッテリ９７８とを備える。構成９３１は、マルチユースの使い捨て型用途で使用されてよく、その場合、帽子９７２および帽子回路９２７は複数回使用される。この実施形態では、バッテリ９７８の充電量が少ないか、または空であるときには必ず、バッテリ９７８は新しいバッテリと交換される。バッテリ９７８は、標準的な非充電式バッテリから構成され得るか、または帽子９７２の製造業者によって提供されていないバッテリを使用者が使用することを防止するための改竄防止メモリを有するカスタムモジュールであり得る。
【０１００】
構成９３２は、エナジーハーベスティング回路９７６を追加した構成９３１に類似している。エナジーハーベスティング回路９７６は、取り外し可能バッテリ９７８の充電量を増加させ、交換または再充電が行われるまでに取り外し可能バッテリ９７８が使用される時間を延長するために使用され得る。
【０１０１】
構成９３３は、帽子９２６と、モニタリングデバイス１００と、充電器（たとえば、ワイヤレス充電器９２６）とを備える。構成９３３は、バッテリが充電式であり、充電器（たとえば、ワイヤレス充電器９２６）がバッテリを充電するために使用される再利用可能な用途で使用される。一実施形態において、充電式バッテリ、燃料計、保護、およびワイヤレス充電受信回路は、モニタリングデバイス１００の一部とすることができる。
【０１０２】
図９Ｕは、ウェアラブルパッチ９４０の一実施形態の例を示している。パッチ９４０は、モニタリングデバイス１００と、１つまたは複数の生理学的および／または環境データを感知し、生理学的および／または環境データを処理し、調整し、データをホストデバイス（たとえば、図１の１０５）にワイヤレス方式で送信するパッチ回路９４１を備える。一実施形態において、データは、ホストデバイスにリアルタイムで伝送される。
【０１０３】
ホストデバイスは、データを処理して分析し、１つまたは複数の測定値および／または傾向を表示し、１つまたは複数のアラームもしくは警告を発生し、データを記憶し、および／またはデータを別のコンピューティングデバイスと共有する。一実施形態において、パッチ回路９４１は、図９Ｓに示されている帽子回路９２７と類似する機能を有する。しかしながら、パッチのサイズが比較的小さければ（帽子と比較したときに）、パッチ回路９４１は一体化され、軽量である。
【０１０４】
パッチ９４０は、使い捨て型、シングルユースパッチ、マルチユースパッチ、または再利用可能パッチであってよい。パッチを測定部位（たとえば、額）に取り付けるために、ヘッドバンドまたは粘着テープの代わりにモノフィラメント９４２が使用されてもよい。一実施形態において、モノフィラメント９４２は、透明または半透明のモノフィラメントである。モノフィラメント９４２は、パッチ９４０に合う空洞を有するケース９４３に取り付けることができる。ケース９４３は、測定部位（たとえば、被験者の額）上で働く控えめなモニタリングソリューションを形成するために被験者の肌の色に合わせて作ることができる。モノフィラメント９４２を有するケース９４３は、モニタリングソリューションをより控えめにすることができ、パッチ９４０と測定部位との間の光学的、電気的、および／または熱的結合を改善することができる。モノフィラメント９４２は、機械的衝撃、外れ、および直射日光暴露などの様々な事象からパッチ９４０を保護し得る。
【０１０５】
再利用可能な実施形態において、パッチ９４０内のバッテリは、充電器（たとえば、ワイヤレス充電器９２６）を通じて充電される充電式バッテリであり得る。ワイヤレス充電器９２６は、回路の分離要件を低減するか、もしくは最小にし、ケーブルおよび／またはコネクタの必要性を減らすか、もしくは不要にする。ワイヤレス充電は、パッチのバッテリを充電するために、使用者がパッチ９４０をワイヤレス充電器９２６の上または近くに置くことができるならば、使用者にとってより便利であり得る。パッチ９４０、ケース９４３、およびモノフィラメント９４２を備えるモニタリングソリューションは、額以外の測定部位に適用することができる。たとえば、腕、脚、手首、足、胸、および首などの測定部位が使用され得る。それに加えて、いくつかの用途において、パッチ９４０、ケース９４３、およびモノフィラメント９４２を備える再利用可能なモニタリングソリューションは、単一のデバイスに一体化され、それによりコストを削減し、使用ワークフローを簡素化して日常的な使用により都合の良いものにすることができる。
【０１０６】
図１０Ａ〜図１０Ｂは、モニタリングデバイスから受信されたデータを共有するホストデバイスのワークフローを示している。図１０は、ホストデバイス（たとえば、図１のホストデバイス１０５）上のアプリケーションプログラムによって表示される画面１０００を示している。一実施形態において、アプリケーションプログラムは、選択可能要素１０２３の選択に基づきレポート１００１、傾向１００２、および波形１００３を別のコンピューティングデバイスと共有することができる。図１０Ａにおいて、選択可能要素１０２３は、ラベル「共有」を付けられているボタンであるが、他の実施形態はこの実装形態に限定されない。
【０１０７】
レポート１００１は、ファイル（すなわち、ＰＤＦ、ＰＳ、ＨＴＭＬなど）として共有される分析およびチャートの組合せであるか、または使用者とインタラクティブにやり取りできるように設計され得る。傾向１００２は、時間の経過とともに変わるデータ傾向測定値を有するスプレッドシートまたはデータベース（インタラクティブであるかまたはファイルとして共有される）であり得る。波形１００３は、収集された波形を記録するデータベースまたはスプレッドシートファイルであり得るか、または波形および注目している他の変数が抽出され得るところからの生データであってもよい。
【０１０８】
図１０Ｂにおいて、画面１０２４は、転送、Ｗｉ−Ｆｉ、メッセージ、メール、クラウド、印刷などのデータ共有方法の例を示している。転送データ共有方法の一例は、ＡｐｐｌｅによるＡＩＲＤＲＯＰである。利用可能なデータ共有方法は、ホストデバイス１０５の構成および／または共有されるデータのタイプによって異なることがある。
【０１０９】
一実施形態において、モニタリングデバイスがホストデバイスに接続され、ホストデバイスが、所与の期間にわたって受信された１つまたは複数の測定ゲージ、１つまたは複数の波形、および／または１つまたは複数の傾向（たとえば、ＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩ、および温度測定、フォトプレチスモグラフおよび／またはＥＣＧ波形）を表示していた後、使用者は、レポートを共有することができる。図１０Ｃ〜図１０Ｌは、モニタリングデバイス１００を装着している使用者によって所与の期間（たとえば、一晩または５６９分）にわたって収集されたデータからの分析結果を含むレポートの例を示している。特定の値を含むレポートの例、および他の実施形態は、異なる値を提示し得る。これらのレポートの例は次のとおりである。
１．経時的なＳｐＯ２測定−図１０Ｃのレポート１００４は、ＳｐＯ２傾向の一例を示している。レポート１００４は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。正常なＳｐＯ２レベルは、典型的には、９４％から１００％の間である。しかしながら、睡眠中、運動中、または高ストレスがかかっている状況の下、または高所では、ＳｐＯ２読み取り値は、より低い値（すなわち、９４％より低い値）に達することがある。例示的なチャート１００４は、収集されたデータに関する情報（すなわち、データ収集に使用されたモニタリングデバイスの識別１０２６、データ収集の期間１０２７、レポートが作成された日付および時刻１０２７）を有する任意選択のフッター１０２５を含む。図１０Ｄ〜図１０Ｌには示されていないが、図１０Ｄ〜図１０Ｌに示されている実施形態は、フッターを含むこともできる。
２．経時的なＰＲ測定−図１０Ｄのレポート１００５は、ＰＲ傾向の一例を示している。レポート１００５は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。成人の正常な安静時ＰＲは、典型的には、６０から１００ｂｐｍの範囲内である。しかしながら、睡眠中、運動中、または高ストレスがかかっている状況の下、または高所では、ＰＲ読み取り値は、より高い値に達することがある。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
３．経時的なＰＩ測定−図１０Ｅのレポート１００６は、ＰＩ傾向の一例を示している。例示的なレポート１００６は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。ＰＩ値は、典型的には、０．０２％（非常に弱い脈動信号）から２０％（非常に強い脈動信号）までの範囲内である。極端なＰＩ値は、不快な状況（たとえば、冷たい、熱い、ストレスなど）を示し得る。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
４．ＳｐＯ２分布−図１０Ｆのレポート１００７は、ＳｐＯ２分布の一例を示している。例示的なレポート１００７は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。例示的なレポート１００７に示されているように、この時間の８７．４％（すなわち４９７分）において、ＳｐＯ２値は９４％から１００％の間にあり、この時間の１２％（すなわち６８分）において、ＳｐＯ２値は８８％から９３％の間にあった。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
５．ＰＲ分布−図１０Ｇのレポート１００８は、ＰＲ分布の一例を示している。例示的なレポート１００８は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。例示的なレポート１００８に示されているように、この時間の５８．１％（すなわち３３１分）において、ＰＲ値は６０ｂｐｍから８０ｂｐｍの間にあり、この時間の３９．１％（すなわち２２２分）において、ＰＲ値は５０ｂｐｍから５９ｂｐｍの間にあった。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
６．ＰＩ分布−図１０Ｈのレポート１００９は、ＰＩ分布の一例を示している。例示的なレポート１００９は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。チャートに例示されているように、この時間の６４．２％（すなわち３６５分）において、ＰＩ値は０．１％から０．５％の間にあり、この時間の３５％（すなわち１９９分）において、ＰＩ値は０．０１％から０．１％の間にあった。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
７．１時間当たりのＳｐＯ２脱飽和度−図１０Ｉのレポート１０１０は、ベースラインからの１時間当たりの脱飽和の数を示している。例示的なレポート１０１０は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。例示的なチャート１０１０によると、使用者は、振幅が４％より大きい１時間当たり１．９の飽和度を有していた。健康な人は、典型的には、振幅が４％より大きい１時間当たり５未満かその程度の脱飽和度を有する。これらの値は、運動中、または高ストレスがかかっている状況下、または高所では増大する可能性がある。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
８．閾値未満のＳｐＯ２における累積時間パーセンテージ−図１０Ｊのレポート１０１１は、ＳｐＯ２が閾値未満である累積時間パーセンテージを示している。レポート１０１１は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。例示的なチャート１０１１によると、この時間の１．５％（すなわち、８．５分）において、使用者のＳｐＯ２値は９０％未満であった。健康な人は、典型的には、ＳｐＯ２値が９０％未満である非常に小さな時間パーセンテージで留まる。これらの時間パーセンテージは、運動中、または高ストレスがかかっている状況下、または高所では増大する可能性がある。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
９．ＰＲボラティリティ分布−ＰＲボラティリティは、心拍数の短期変動を表す。一実施形態において、ＰＲボラティリティは、図１０Ｐに示されている実施形態において説明されているステップに従って計算され、ブロック１０１７の測定データはＰＲの一連の瞬間的かつ逐次的な測定であり、対応する分布はブロック１０２０において計算されている統計量の１つである。典型的には、健康な成人の場合、より高いＰＲボラティリティ値が良い。増大するＰＲボラティリティ傾向はポジティブであり、ポジティブな適応および／またはフィットネスの増大を示す。図１０Ｋのレポート１０１２は、ＰＲボラティリティ分布の一例を示す。レポート１０１２は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。チャートに例示されているように、この時間の５０％超（すなわち２８６分）において、ＰＲボラティリティ値は０．４６ｂｐｍから１ｂｐｍの間であった。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
１０．ＰＩ対数ボラティリティ分布−ＰＩ対数ボラティリティは、灌流の短期変動を表す。一実施形態において、ＰＩ対数ボラティリティは、図１０Ｏに示されている実施形態において説明されているステップに従って計算され、ブロック１０１６の測定データはＰＩの一連の瞬間的かつ逐次的な測定であり、対応する分布はブロック１０２０において計算されている統計量の１つである。典型的には、健康な成人の場合、より低いＰＩ対数ボラティリティ値が良い。減少するＰＩ対数ボラティリティ傾向はポジティブであり、ポジティブな適応および／または全体的ストレスレベルの減少を示す。図１０Ｌのレポート１０１３は、ＰＩ対数ボラティリティ分布の一例を示す。レポート１０１３は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって作成され得る。チャートに例示されているように、この時間の５２％超（すなわち２８６分）において、ＰＩ対数ボラティリティ値は９．４％から１５％の間であった。他の実施形態では、異なる値を持つレポートが作成され得る。
【０１１０】
それに加えて、または代替的に、使用者は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムを通じてファイル内のＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩ、および温度測定における傾向をいつでも共有し得る（たとえば、図１０Ａの傾向１００２）。ファイルの一例は、カンマ区切り値（ＣＳＶ）ファイルである。このファイルは、ホストデバイスによって直接的に、またはＥＸＣＥＬおよびＮＵＭＢＥＲＳなどの、ほとんどのプレゼンテーションもしくはスプレッドシートソフトウェアによって開かれ、表示され得る。図１０Ｍにおいて、例示的なＣＳＶファイル１０１４は６個の列を含む。他の実施形態は、異なる値、異なる行数、および／または異なる列数を表示することができる。例示的なファイル１０１４の列は次のとおりである。
１．日付／時刻−行われた各測定の日付および時刻を記憶する。測定値は、１秒に１回（１２時間の傾向の記憶に対して）、２秒に１回（２４時間の傾向の記憶に対して）、３秒に１回（３６時間の傾向の記憶に対して）、および４秒に１回（４８時間の傾向の記憶に対して）記憶され得る。他の実施形態は、測定値を異なる時間で記憶することができる。
２．製品ラベルバーコード。対応する日時に使用されるモニタリングデバイスを識別する８桁の１６進数。
３．ＳｐＯ２（％）−ＳｐＯ２測定値。
４．ＰＲ（ｂｐｍ）  −ＰＲ測定値。
５．ＰＩ（％）−ＰＩ測定値。
６．温度（℃）  −中核体温測定値。
【０１１１】
いくつかの場合において、使用者は、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムを通じて波形（たとえば、図１０Ａの波形１００３）を共有し得る。一実施形態において、波形は、モニタリングデバイスによって収集され（特定の時間数まで）、ホストデバイス内に記憶される生データ、補助変数、およびパラメータの形で共有される。他の実施形態は、波形を異なる形態で共有することができる。データは、符号化されたデータ形式を使用してデータベースファイル（たとえば、ＷａｖｅｆｏｒｍｓＤＢ．ｄｂ）に記憶することができる。データは、使用者によって検出された潜在的な問題の掘り下げた技術的分析のために、または心拍変動、呼吸数などの注目している他のパラメータのオフライン計算のために、または特定のオフラインアプリケーションにより適している可能性のあるカスタムアルゴリズムを使用してＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩ、温度、フォトプレチスモグラフ、およびＥＣＧ波形の値をオフラインで再計算するために使用され得る。
【０１１２】
図１０Ｎは、ファイル１０１５の形式の例を示している。ファイル１０１５は、インデックス、タイムスタンプ、およびデータの３つの列を含む。インデックス列は、ファイル１０１５の行をインデックス付けする。タイムスタンプ列は、例示的な形式であるＹＹＹＹ−ＭＭ−ＤＤ  ｈｈ：ｍｍ：ｓｓ．ｕｕｕを有し、ＹＹＹＹ−ＭＭ−ＤＤは年、月、および日であり、ｈｈ：ｍｍ：ｓｓ．ｕｕｕは、時、分、秒、およびミリ秒の時間であり、測定データがファイル１０１５に保存された日時である。各タイムスタンプ値は、測定データが実際に収集された時刻の近似値であるが、それは測定データがホストデバイスによってリアルタイムでファイル１０１５に保存されるからである。タイムスタンプ値は、ファイル１０１５に記憶されている測定データを他の測定システムと時間的に同期させ、そのような時間同期が使用される分析を実行するために使用され得る。データ列は、ファイル１０１５に保存される実際のデータである。
【０１１３】
図１０Ｎにおいて、データ列は、角括弧で区切られた例示的なデータの３つの配列（［第１のデータ配列］［第２のデータ配列］［第３のデータ配列］）を有する。３つの配列の各々は、１行当たり４０個のサンプルを有する。各データ配列のサンプルは、２０ミリ秒（サンプリング周波数５０Ｈｚ）毎にモニタリングデバイスによって同期的に収集され、データを記憶しているホストデバイスにワイヤレス方式で伝送される。一実施形態において、ホストデバイスは、リアルタイムでデータを一時バッファに記憶し（レイテンシ要件を低減するために）、次いでバッファ内のデータをＮ秒毎にファイル１０１５に保存するが、ただし、Ｎはゼロより大きい整数または分数である。たとえば、データは、３／４秒毎にファイル１０１５に記憶され得る。データ配列は、光学センサーの１つまたは複数の光源（たとえば、赤色光源、赤外線光源、および緑色光源）からの生の波形データと、たとえば、バッテリ電圧、ＳｏＣ温度、光学センサーの１つまたは複数の光源の電流設定、光、温度、およびＥＣＧフロントエンドに対する利得、ＳｏＣ使用時間カウンタ、ＳｏＣスタンバイタイマーカウンタ、光フロントエンドによって検出される周辺光強度、デバイス識別番号、および同様のものなどのモニタリングデバイスハードウェア診断変数およびパラメータとを含む。
【０１１４】
いくつかの実施形態において、ホストデバイス（たとえば、スマートウォッチまたはスマートフォン）のバッテリ寿命を延ばすために、波形（たとえば、図１０Ａの波形１００３）はホストデバイス上に記憶されなくてよい。このような状況では、使用者は、記憶を無効化し得る。図１２Ｂは、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムの設定画面の実施形態の例を示しており、使用者は、最後の１２時間分の波形データの記憶を有効化または無効化する１２０６ものとしてよい。
【０１１５】
使用者の記録のために、または第三者との共有のために、測定ゲージおよび傾向データのスクリーンショットを撮ることが望ましい状況がある。典型的には、ホストデバイスは標準的な特徴としてこの機能を提供する。たとえば、Ａｐｐｌｅ，  Ｉｎｃ．のｉＯＳデバイスの場合、使用者は、トップ（またはサイド）ボタンとボリュームボタンのうちの１つを同時に長押しして、ディスプレイのスクリーンショットをキャプチャする。測定スクリーンショットは、ｉＯＳデバイスのディスプレイ上に表示され、および／またはｉＯＳデバイスによって共有され得る。
【０１１６】
図１０Ｏは、測定データの対数ボラティリティを計算する方法の例のフローチャートを示している。たとえば、図１０Ｏに示されているプロセスは、図１０Ｌに示されているＰＩ対数ボラティリティ分布を生成することができる。たとえば、図１０Ｐに示されている方法は、図１０Ｋに示されているＰＲボラティリティ分布を生成することができる。図１０Ｏでは、測定データストリーム中の測定データは正規化される。非限定的な例では、測定データは、測定データの自然対数を決定することによって正規化される（ブロック１０１６）。たとえば、測定データストリームは、ＰＩ、ＰＲ、またはＳｐＯ２測定データストリームであってもよい。
【０１１７】
ブロック１０１７において、正規化された測定データは、元の測定データストリームの正規化された変動を表す対称または非対称データストリーム（原点を中心とする）を生成するようにフィルタ処理される。一実施形態において、正規化された測定データをフィルタ処理するためにバンドパスフィルタが使用される。ブロック１０１８において、測定データの絶対値は、変動値のすべてを正の値にするように決定される。ブロック１０１９において測定データがフィルタ処理され、対数ボラティリティデータストリームを取得する。一実施形態において、測定データは、平均化を行うことを目的としてローパスフィルタによってフィルタ処理される。結果として得られる測定データは、元の測定データストリームの時間の経過ともに変わる対数ボラティリティを表す。統計分析（ブロック１０２０）は、たとえば、ボラティリティメトリックスおよび／または確率分布を決定するために、結果として得られる測定データに適用され得る。
【０１１８】
図１０Ｐは、測定データのボラティリティを計算する方法の例のフローチャートを示している。図１０Ｏの方法によって生成される結果として得られるデータとは異なり、図１０Ｐの実施形態によって生成されたボラティリティ測定値は、元の測定データストリームと同じ単位を有する。図１０Ｐの方法は、図１０Ｐでは省略されている、ブロック１０１６を除き、図１０Ｏの方法と同じプロセスである。したがって、非正規化測定データは、ブロック１０２１においてフィルタ処理される。いくつかの実施形態において、ブロック１０１８および１０１９は、図１０Ｐの方法から省くことができ、統計分析（ブロック１０２０）は、ブロック１０２１の後に実行される。
【０１１９】
ブロック１０１８および１０１９が省かれている実施形態において、データは正の値および負の値を有し得る。次いで、結果として得られる統計量は、行間注記の確率分布が原点を中心として対称または非対称であることを考慮してブロック１０２０において計算される。たとえば、いくつかの実施形態において、平均値はゼロであってよいが、ブロック１０１８が使用されないので、２次（たとえば、分散、標準偏差）、またはそれより高次のモーメントはゼロではあり得ない。したがって、ブロック１０１８および１０１９が省かれている実施形態では、２次またはそれより高次のモーメントは、データの基礎となるボラティリティまたは変動を表すためにより適切なものにされ得る。また、いくつかの場合において、図１０Ｋおよび図１０Ｌにそれぞれ示されているＰＲボラティリティ分布およびＰＩ対数ボラティリティ分布は、時間の経過とともにＰＲボラティリティおよびＰＩ対数ボラティリティを示すレポートで置き換えることができる。
【０１２０】
図１０Ｑは、測定データのＬｎ対数ボラティリティを計算する方法の例のフローチャートを示している。図示されている方法は、図１０Ｏに示されている方法の一般化である。そのようなものとして、図１０Ｏのブロックのいくつかは、図１０Ｑに示されているプロセス内にあり、簡潔にするため詳しく説明されていない。
【０１２１】
最初に、ブロック１０１６に示されているように、測定データストリーム内の測定データが正規化される。非限定的な例では、測定データは、測定データの自然対数を決定することによって正規化される（ブロック１０１６）。正規化された測定データは、元の測定データストリームの正規化された変動を表す対称データストリーム（原点を中心とする）を生成するようにフィルタ処理される（ブロック１０１７）。ブロック１０１８において、測定データの絶対値は、変動値のすべてを正の値に変えるように決定される。
【０１２２】
次に、ブロック１０３０に示されているように、測定データは、ｎ乗される。数ｎは、任意の正の数にすることができる。ｎ＝１の場合、図１０Ｑにおいて説明されているアルゴリズムは、図１０Ｏにおいて説明されているアルゴリズムと同一になる。次いで、測定データは、ブロック１０１９でフィルタ処理される。次に、測定データの振幅に基づき各測定データサンプルに対してより高い重みまたはより低い重みを与えるようにデータのｎ乗根が決定される（ブロック１０３１）。ブロック１０２２では、測定データを、測定データストリーム内の元の測定データと同じスケールに変換して戻す。一実施形態において、ブロック１０１９および１０３０は同時に実行される。統計分析（ブロック１０２０）は、たとえば、ボラティリティメトリックスおよび／または確率分布を決定するために、結果として得られる測定データに適用され得る。
【０１２３】
図１０Ｒは、測定データのＬｎボラティリティを計算する方法の例のフローチャートを示している。図１０Ｒの方法は、図１０Ｒでは省略されているブロック１０１６を除き、図１０Ｑの方法と同じプロセスである。したがって、非正規化測定データは、ブロック１０３２においてフィルタ処理される。いくつかの実施形態において、図１０Ｒの方法は、計算されたボラティリティ値の単位が測定データ（正規化なし）と同じであるとき、およびブロック１０３１を介したより高い重み付けまたはより低い重み付けが、測定の振幅に基づき、各測定データサンプルに対して必要とされるときに、データストリームのボラティリティを計算するために使用することができる。
【０１２４】
図１１Ａは、ホストデバイス上のアプリケーションプログラムによって生成される識別パラメータの画面の例を示している。例示的な画面１０２８は、次の識別パラメータのうちの１つまたは複数を含むことができる。
１．シリアル番号−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、画面１０２８内にＭ桁の１６進数を表示することができ、Ｍはゼロよりも大きい数である。たとえば、Ｍ桁の１６進数は、１６桁の１６進数である。一実施形態において、Ｍ桁の１６進数は、モニタリングデバイスのシリアル番号である。
２．バーコード−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、画面１０２８内にモニタリングデバイスを識別するＰ桁の１６進数を表示するものとしてよく、Ｐはゼロより大きい数である。たとえば、Ｐ桁の１６進数は、製品ラベル（たとえば、図９Ｂの製品ラベル９０６）からのバーコードである。それに加えて、ホストデバイスは、アプリケーションプログラムのスタート画面および／またはホストデバイスによって共有される傾向ファイル（たとえば、図１０Ｎのデータファイル１０１５）にバーコードを表示することができる。非限定的な例では、Ｐ桁の１６進数は、８桁の１６進数である。
３．ロット番号−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、画面１０２８内にモニタリングデバイスの製造ロット番号を表示することができる。
４．有効期限−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、画面１０２８内に、それを過ぎたら販売または使用されるべきでない日付を表示し得る。
５．モデル−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、画面１０２８内にモニタリングデバイスのモデル番号のＱ桁の１６進数を表示することができる。Ｑはゼロより大きい数である。たとえば、Ｑ桁の１６進数は、４桁の１６進数である。
６．バージョン−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、モニタリングデバイスのバージョン番号のＲ桁の１６進数を表示するものとしてよい。たとえば、Ｒ桁の１６進数は、４桁の１６進数である。
７．アプリバージョン−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているときに、ホストデバイスは、ソフトウェアバージョンのＳ桁の数を表示することができる。非限定的な例では、Ｓ桁の数は、３桁の数である。
【０１２５】
図１１Ｂは、アプリケーションプログラムによって生成されるハードウェア診断パラメータの画面の例を示している。例示的な画面１０２９は、次のパラメータのうちの１つまたは複数を含むことができる。
１．ＬＥＤパワー−画面１０２９内のＬＥＤパワーパラメータは、モニタリングデバイス内の光学センサーの各光源のパワーレベル（タイムスタンプで報告される）を表示する。たとえば、光源１（ＬＥＤ１）および光源２（ＬＥＤ２）のパワーレベルが提示される。各光源のパワーレベルは０から１００％の間で変化する。
２．電子利得−画面１０２９内の電子利得パラメータは、モニタリングデバイスのアナログフロントエンドの電子利得（タイムスタンプで報告される）を表す。電子利得は０から４０ｄＢの間で変化する。
３．周辺光−画面１０２９内の周辺光パラメータは、モニタリングデバイスの光学センサーの１つまたは複数の光検出器によって検出される周辺光強度を表す（タイムスタンプで報告）。これは０から１００％の間で変化する。
４．ＳｏＣ温度−画面１０２９内のＳｏＣパラメータは、モニタリングデバイスのシステムオンチップ（ＳｏＣ）温度を表す。ＳｏＣ温度は摂氏（タイムスタンプで報告）または華氏で表示され得る。
５．バッテリ電圧−画面１０２９内のバッテリ電圧パラメータは、モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ電圧をボルト単位（タイムスタンプで報告される）で表す。
６．スタンバイ時間−画面１０２９内のスタンバイ時間パラメータは、モニタリングデバイスがアクティブ化され、ホストデバイスから切断されている時間の長さを表す（タイムスタンプで報告される）。
７．使用時間−画面１０２９内の使用時間パラメータは、デバイス１００がアクティブ化され、ホストデバイス１０５に接続されている時間の長さを表す（タイムスタンプで報告される）。
８．タイムスタンプ−画面１０２９内のタイムスタンプパラメータは、１つまたは複数のハードウェア診断パラメータが報告されたときの日時である。
【０１２６】
図１１Ｃは、測定データをモニタリングデバイスのテクニカルサポートチームと共有することに関する実施形態の例を示している。使用者が測定データを共有したいときに、ホストデバイスは画面１１００を表示する。この実施形態の例において、使用者は、電子メールメッセージを介して識別およびハードウェア診断パラメータおよび変数を共有するが、他の実施形態は電子メールに限定されない。使用者は、セクション１１０１で見られる特定の問題または課題に関するコメントを追加することもできる。そのような情報を製造業者と共有するためにいくつかの他の方法が使用され得る。それに加えて、課題に応じて、使用者は、使用者によって検出された潜在的な問題の掘り下げた技術的分析のために波形データのファイル（たとえば、図１０Ｎのファイル１０１５）を技術サポートチームと共有することを選択し得る。
【０１２７】
いくつかの用途において、モニタリングデバイス、ホストデバイス、およびアプリケーションプログラムを含むシステムは、使用者（たとえば、患者）に情報を提供し、および／または使用者の安全を維持するための内蔵アラーム／警告システムを備えることができる。図１２Ａは、アラーム／警告システムの実施形態の例を示している。図１２Ａは、例示的な画面１２００を示しており、測定値がプリセットされた上限値または下限値を超えるとき、またはモニタリングデバイスが測定データの提供を停止するときはいつでもゲージ１２０１は色（たとえば、赤色）で点滅させることができる。それに加えて、または代替的に、測定値がプリセットされている上限値または下限値を超えるとき、またはモニタリングデバイスが測定データの提供を停止したときはいつでも、可聴アラーム／警告１２０３（たとえば、音声、音）が生成され、および／または書かれたメッセージ１２０２が表示される。
【０１２８】
次に、アラーム／警告の例が説明される。アラームの例は優先順位の降順に列挙されているが、他の実施形態は図示されている優先順位に限定されない。
１．モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されていない−このアラームは、モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されていないときに必ず発行される。視覚的警告は、１つまたは複数のゲージを点滅させ、および／または破線で表示させることを含むことができる。可聴警告は、ビープ音および／または「デバイスが接続されていない」などの可聴メッセージを含み得る。このアラーム／警告は、モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されていない、範囲外であり得る、欠陥がある、または電源がオフになっていることを示す場合に、一実施形態において、最高の優先度を有する。
２．バッテリが空である−モニタリングデバイス内のバッテリの容量が少ないか、または空であるときに必ず警告が発行される。視覚的警告は、バッテリアイコン（たとえば、バッテリアイコン１２０４）を点滅させ、および／または破線で表示させることを含むことができる。可聴警告は、ビープ音および／または「バッテリが空であるかまたは容量が少ない」などの可聴メッセージを含み得る。一実施形態では、このアラーム／警告は、２番目に高い優先順位を有する。いくつかの実施形態において、モニタリングデバイス内のバッテリの容量が少ないときに、測定ゲージはホストデバイス上に表示されなくなる。モニタリングデバイス上のバッテリが空になったときには、測定値はホストデバイスに表示されない。
３．モニタリングデバイスが有効な信号を探している−モニタリングデバイスがホストデバイスに接続されているが、モニタリングデバイスが被験者に正しく置かれていないか、または収集されたデータが、測定値の信頼できるセットを生成するために収集されたデータが十分にない遷移期間内にあるので、ホストデバイス上に測定値がまだ表示されていないときに必ずこの警告が発行される。一実施形態では、このアラーム／警告は、３番目に高い優先順位を有する。視覚的警告は、１つまたは複数の測定ゲージを点滅させ、および／または破線で表示させることを含むことができる。可聴警告は、ビープ音および／または「信号を探索中」などの可聴メッセージを含み得る。
４．ホストデバイスとのワイヤレス接続が信頼できない−この警告は、モニタリングデバイスがホストデバイスとの信頼できないワイヤレス接続を有しているときに必ず発行される。一実施形態において、視覚的警告が、測定ゲージのすべてを赤などの色で点滅させる。可聴警告は、ビープ音および／または「接続不良」などの可聴メッセージを含み得る。
５．ＳｐＯ２測定値が上限値または下限値のいずれかを超えた−このアラームは、ＳｐＯ２値がプリセットされている通常限界値を外れているときに必ず発行される。一実施形態において、視覚的警告が、ＳｐＯ２測定ゲージを赤などの色で点滅させ、および／または異なる色で表示させる。可聴警告は、ビープ音および／または「飽和警告」などの可聴メッセージを含み得る。いくつかの場合において、図１２Ｂに関連してより詳細に説明されているように、ＳｐＯ２測定値の上限値および／または下限値は、設定画面内で使用者によって定義することができる。
６．ＰＲ測定値が上限値または下限値のいずれかを超えた−このアラームは、ＰＲ値がプリセットされている通常限界値を外れているときに必ず発行される。一実施形態において、視覚的警告が、ＰＲ測定ゲージを赤などの色で点滅させ、および／または異なる色で表示させる。可聴警告は、ビープ音および／または「脈拍数警告」などの可聴メッセージを含み得る。いくつかの場合において、図１２Ｂに関連してより詳細に説明されているように、ＰＲ測定値の上限値および／または下限値は、設定画面内で使用者が画定することができる。
７．ＳｐＯ２およびＰＲ測定値が上限値または下限値のいずれかを超えた−このアラームは、ＳｐＯ２およびＰＲの両方の値がプリセットされている通常限界値を外れているときに必ず発行される。一実施形態において、視覚的警告が、ＳｐＯ２およびＰＲ測定ゲージを赤などの色で点滅させる、および／または異なる色で表示させる。可聴警告は、ビープ音および／または「飽和および脈拍数警告」などの可聴メッセージを含み得る。
８．ホストデバイス内のバッテリの容量が低い−この警告は、ホストデバイス内のバッテリの容量が低いか、または空であるとき必ず発行される。一実施形態において、視覚的警告が、「ホストデバイスを充電してください」などのメッセージを表示させる。可聴警告は、ビープ音および／または「ホストデバイスを充電してください」などの可聴メッセージを含み得る。非限定的な例では、警告は、ホストデバイス内のバッテリの充電が２３％未満であるときに発行されるが、他の実施形態ではこのパーセンテージ値に限定されない。
【０１２９】
図１２Ｂは、アプリケーションプログラムの設定画面の例を示している。画面１２０５は、使用者がアラーム／警告限界およびオーディオの設定をすることを可能にする。選択可能なコントロール１２０６（たとえば、スイッチ）は、可聴警告を有効化／無効化する。選択可能なオプション１２０７は、使用者が無音時間間隔（たとえば、３０秒、６０秒、９０秒、または１２０秒）を設定することを可能にする。無音時間間隔は、所与の期間に警告を無音にするために使用され、アラーム／警告がアクティブで、使用者が測定ゲージのうちの１つ（すなわち、ＳｐＯ２、ＰＲ、ＰＩ、または温度）に触れたときにアクティブ化される。警告／アラームは、無音時間間隔において一時停止され、無音時間間隔が経過した後に自動的に再開される。選択可能要素１２０８および１２０９（たとえば、スライドコントロール要素）は、使用者が特定の測定ゲージの警報限界を設定することを可能にする。たとえば、図示されている実施形態において、ＳｐＯ２、およびＰＲ測定ゲージに対してアラーム限界が設定されてよく、選択された値は、上限値および下限値ごとに表示される。一実施形態において、ＳｐＯ２およびＰＲ警報／警告限界値は、既定値に初期設定される。
【０１３０】
図１２Ｂにおいて、選択可能なオプション１２１０（音声ギャップというラベルが付けられている）は、使用者が音声ベースの測定の周期性を定義することを可能にする。図１２Ｂに示されている実施形態の例において、周期性オプションは、３０秒毎、６０秒毎、１２０秒毎、または「なし」である。たとえば、使用者が３０秒オプションを選択した場合、３０秒毎に、ホストデバイスはその音声合成器を通じて使用者に話しかけ、現在の測定値を知らせる。ホストデバイスは、そのオーディオシステムを通じて、またはホストデバイスにワイヤレス方式でまたは有線で接続されているオーディオシステム（たとえば、ヘッドフォン、スピーカー、カーサウンドシステムなど）を通じて使用者に話しかけ、たとえば、「ＳｐＯ２は１００パーセント、ＰＲは６５拍／分、ＰＩは１パーセント、および温度は３６℃です」と知らせるものとしてよい。この機能により、使用者はホストデバイスの画面をシャットオフするか、またはモニタリングデバイスを装着したまま運転、運動などをしていても、ホストデバイスの表示画面に直接アクセスせず、現在の測定値を定期的に聞くことができる。
【０１３１】
使用者が測定値を聞きたくない場合、選択可能なオプション１２０５中の「なし」オプションは、音声ベースの測定値を無効にする。いくつかの実施形態において、測定値のうちの１つまたはいくつかが特定の閾値（絶対値または相対値）より大きく変化するときには常に音声ベースの測定値のみを提供するようにホストデバイスを設定することが可能である。たとえば、ホストデバイスは、最後に発せられた測定値から、ＳｐＯ２の値が±２ポイントを超えて変化するか、またはＰＲの値が±５ｂｐｍを超えて変化するか、またはＰＩの値が±１０％を超えて変化するか、または温度の値が±０．３℃を超えて変化するときには必ず現在の測定値を音声で出力することができる。発せられた測定値は、また、特定の測定変数の変化率（１次導関数）、または変化率の変化率（２次導関数）などが時間の経過とともにどのように変化するかに応じて引き起こされ得る。
【０１３２】
それに加えて、またはその代わりに、使用者は、最後に発せられた測定値の以降の時間の経過とともに変わる測定傾向（または変化率）について知らされる。たとえば、ホストデバイスは、「ＳｐＯ２は９４パーセントであり減少している」、「ＰＲは１００拍／分であり安定している」、「ＰＩは０．２％であり増加している」、「温度は３６℃であり安定している」などのメッセージを使用者に発することも可能である。また、変化率は、「ゆっくりと増加している」、「速く増加している」、「ゆっくりと減少している」、「速く減少している」など、数値的または定性的に指定され得る。測定メッセージ、トリガルール、およびそこに含まれる情報のタイプおよび内容は、モニタリングアプリケーションおよびその特定の要件に依存する。
【０１３３】
一態様において、ホストデバイス１０５は、ハードウェアボタンによるアプリケーション（単一アプリケーション）に制限されており、アプリケーションプログラムメニューへのアクセスはパスワード（または他の何らかの形態の認証）で無効化され、保護され、無許可使用者が設定を変更すること、またはアプリケーションプログラムを無効化することを防ぐ。一例において、アプリケーションプログラムは、ホストデバイスがｉＯＳデバイスであるときに、ｉＯＳアクセスガイドモードに準拠している。アクセスガイドモードは、ｉＯＳデバイスを一時的に単一のアプリケーションに制限し、アプリケーションのどの機能を利用できるかの制御を使用者に任す。アクセスガイドセクションにおけるアプリケーションプログラムの既定の動作は次のとおりとすることができる。
１．アプリケーションの終了が無効化される。
２．アプリケーションメニューが無効化される。
３．縦向き表示および横向き表示が有効化される。
４．ハードウェアボタンが無効化される（すなわち、ボリューム、スリープ／ウェイクなど）。
５．使用者は、任意の測定ゲージをタップすることで可聴警告を（有効化されアクティブである場合に）一定時間無音にすることができる。しかしながら、可聴警告は、無音期間（すなわち、３０、６０、９０、または１２０秒）が経過した後自動的に再開する。必要ならば、アクセスガイドセクションを開始する前に可聴警告が永久的に無効化できる。
【０１３４】
図１２Ａ〜図１２Ｂにおいて説明されているアラーム／警告システムは、ホストデバイスを介して、アクティブなアラーム／警告に関する情報を第三者に中継することもできる。ホストデバイスは、通知を（ワイヤレス方式でまたは有線で）第三者に直接的に送信することができる。第三者の例は、限定されるものではないが、看護師、医師、および介護者を含む。それに加えて、または代替的に、通知は中央アラーム／警告システムに送信され、次いで、そのアラーム／警告システムは、適切な受信者に通知を中継する。
【０１３５】
いくつかの実施形態において、バッテリは非充電式である。バッテリの充電に関する情報は、選択された時間に、または継続的に、および／またはデバイスの使用時に使用者に提供され、モニタリングデバイスがいつ交換されるべきかを使用者が予測することを可能にする。図１２Ａに示されているバッテリアイコン１２０４は、図１３Ａに詳しく示されている。図１３Ａは、バッテリアイコンおよびバッテリ状態の例（たとえば、バッテリ満充電、満充電でない、容量低下、および空）を示している。
【０１３６】
図１３Ｂ〜図１３Ｃは、モニタリングデバイス内のバッテリの寿命を計算する方法を例示している。この方法は、モニタリングデバイスの製造コストを増加させ得る専用回路を使用しない。バッテリ電圧からバッテリ寿命を直接正確に推定するうえでの難題は、バッテリ電圧が放電曲線の大部分全体を通してほとんど変化せず、バッテリ電圧からバッテリ寿命（または残り時間）へのマッピングを信頼度の低いものにしてしまうことである。
【０１３７】
図１３Ｂは、バッテリ放電曲線の例を示している。バッテリ電圧（ｘ軸）は、Ｖａ（完全充電）から始まり、Ｖｃ（完全放電）で終了する。ＶａからＶｂまで、バッテリ放電曲線１３００は、バッテリ電圧からバッテリ寿命（ｙ軸）の正確な推定値を生成するには垂直すぎる。ｙ軸は、時間、パーセンテージ、ジュール、または別の適切な値を表すことができる。バッテリ寿命を推定するという難題は、バッテリ寿命を推定するハイブリッド方法によって解決される。このハイブリッド方法は、バッテリ電圧の測定値と組み合わせてスマートカウンタを使用して、バッテリ寿命をより正確に推定する。
【０１３８】
モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命を推定する方法の例が図１３Ｃに示されている。モニタリングデバイスがアクティブ化され、モニタリングデバイス内の処理デバイス（たとえば、図１の１０２）は、使用量カウンタＴを起動する（ブロック１３１０および１３１１）。Ｔａは、モニタリングデバイスが動作状態にあるときにバッテリが完全に放電されるのに要する時間を表す。たとえば、バッテリ寿命が２４時間の標準値、最小値、最大値、または平均値を有する場合、Ｔａは、２４時間分のバッテリ寿命に対応する値に設定される。
【０１３９】
一実施形態において、使用量カウンタは、電源過渡の場合においてカウンタ値を失わないように不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）に実装される。使用量カウンタは、ブロック１３１２において処理デバイスによって、モニタリングデバイスの回路内の電気負荷に基づき周期的にデクリメントされる。特定の負荷の消費電力が大きければ大きいほど、対応するデクリメント（ΔＴｉ）が大きくなる。負荷の中には、時間が経過しても一定であるものもあれば、知られている要因に応じて変化する傾向のあるものもある。たとえば、光源（ＬＥＤ）の必要電流は、測定部位の光学的不透明度に応じて変化し得る。その結果、特定のＬＥＤの対応するΔＴｉは、その設定電流によって調整されるべきである。電流が大きければ大きいほど、ΔＴｉ値は高くなる。
【０１４０】
バッテリ電圧がＶｂ（図１３Ａ）未満に低下すると、ブロック１３１３において関数ｆ（Ｖｂａｔ，Ｔｂ）を通じて残存するバッテリ寿命の量（たとえば、バッテリ上の充電量）が推定される。関数ｆ（Ｖｂａｔ，Ｔｂ）は、いくつかの方法で実装することができる。ｆ（Ｖｂａｔ，Ｔｂ）に対する一実装形態は、（図１３Ｂに示されているように）バッテリ電圧曲線からのバッテリ寿命推定値と、使用量カウンタからの最後の（Ｔｂ）バッテリ寿命推定値との間の最小値であるべきであり、Ｖｂａｔ＝Ｖｂに対してｆ（Ｖｂａｔ，Ｔｂ）＝Ｔｂである。これにより、周囲温度、回路負荷などの変化があるので、バッテリ電圧が一時的に上昇したとしてもバッテリ寿命の測定に対する機能的な連続性は確保される。ブロック１３１４において、バッテリ電圧がＶｃ（図１３Ａ）未満に低下したときにバッテリは完全に放電した（空）とみなされる。図１３Ａに示されているバッテリ寿命推定の異なる段階は、バッテリアイコン１２０４を介して使用者に通知するために使用することができる。これらの段階は、バッテリが完全放電したときにバッテリ空アラーム／警告を動作するためにも使用され得る。
【０１４１】
図１３Ｃのブロック１３１１において実装されている使用量カウンタは、モニタリングデバイスの使用時間を監視するために使用することもできる。いくつかの実施形態において、追加のカウンタ（スタンバイカウンタ）は、モニタリングデバイスがスタンバイモード（すなわち、アクティブ化されているがホストデバイスに接続されていない）にある時間の長さを考慮するように使用され得る。スタンバイカウンタは、使用量カウンタと同じ不揮発性メモリ（たとえば、フラッシュメモリ）に実装され得る。図１１Ｂは、画面１０２９内の使用時間およびスタンバイ時間を示している。使用時間およびスタンバイ時間は、不揮発性メモリ内に実装されている、前述のバッテリカウンタおよびスタンバイカウンタに基づき計算され、使用量およびスタンバイカウンタの値は、ホストデバイスにワイヤレス方式で定期的に送信される。一実施形態において、使用量カウンタおよびスタンバイカウンタは、ファームウェア全体を削除し、それによってモニタリングデバイスを非動作状態にすることなく、外部から、または無許可使用者によって削除され得ないので、使用量カウンタおよびスタンバイカウンタは、使用量および／またはスタンバイカウンタがある値に達した後モニタリングデバイスを無効化するために使用され得る。これは、無許可使用者が非充電式電池を交換（改竄）してモニタリングデバイスを長時間使用できるようにすることを防ぐ。使用量およびスタンバイカウンタは、モニタリングデバイスはモニタリングデバイス内の回路を損なわずに修理もしくは分解することはできないので、モニタリングデバイスの安全性を高めることができる。
【０１４２】
別の安全機能は、バッテリの電圧が特定の閾値未満に低下すると必ず電圧タイマーまたはカウンタ（「電圧タイマー」）を起動することによって実装され得る。電圧タイマーが事前定義された値に達するまでバッテリ電圧が閾値未満のままである場合、バッテリ電圧は、バッテリが充電不可能であれば閾値を超えて高くなり得ず、バッテリが完全放電したことを示すフラグが不揮発性メモリ内にセットされる。後で、バッテリ電圧が閾値よりも大きくなった場合に、カウンタ（たとえば、使用量および／またはスタンバイ）が失効した状態で、無許可使用者（または第三者）がモニタリングデバイスを改竄したという推論がなされ得る。この場合、モニタリングデバイスのファームウェアは、モニタリングデバイスの不正使用または別目的を持たせることを防止するために、処理デバイス（たとえば、図１の処理デバイス１０２）をリセットしてアイドル状態に移行してもよい。
【０１４３】
図１３Ｄは、モニタリングデバイスの改竄防止方法のフローチャートを示している。最初に、ブロック１３２０に示されているように、モニタリングデバイスがアクティブであり、使用中であるかどうかの決定が行われる。モニタリングデバイスが使用中である場合、プロセスは、使用量カウンタがインクリメントされるブロック１３２１に進む。ブロック１３２２において、使用量カウンタが最大値に達したかどうかの決定が行われる。もしそうであれば、この方法はブロック１３２３に進み、モニタリングデバイスは動作を停止し、使用できなくなる。代替的一実施形態において、使用量カウンタが最大値に達した場合、ブロック１３２３は、モニタリングデバイスとホストデバイスとの間の接続（たとえば、ワイヤレス接続）が失われて動作を停止した後にのみ実行され得る。これは、使用量カウンタがその限界（最大値）に達してしまいモニタリングデバイスの操作ができなくなったことにより患者または使用者が危険に曝されないようにする。
【０１４４】
ブロック１３２０に戻り、モニタリングデバイスが使用中でない場合、モニタリングデバイスがスタンバイモードにあると仮定し、ブロック１３２４においてスタンバイカウンタがインクリメントされる。ブロック１３２５において、スタンバイカウンタが最大値に達したかどうかの決定が行われる。もし達していれば、このプロセスはブロック１３２３に進み、モニタリングデバイスは動作を停止し、使用できなくなる。ここでもまた、代替的一実施形態において、スタンバイカウンタが最大値に達した場合、ブロック１３２３は、モニタリングデバイスとホストデバイスとの間の接続（たとえば、ワイヤレス接続）が失われて動作を停止した後にのみ実行され得る。これは、スタンバイカウンタがその限界（最大値）に達してしまいモニタリングデバイスの操作ができなくなったことにより患者または使用者が危険な状況に置かれないようにする。
【０１４５】
スタンバイカウンタおよび使用量カウンタが最大値に達していない場合、この方法はブロック１３２６に続き、バッテリ電圧が事前定義された電圧閾値より低いかどうかの決定が行われる。低ければ、ブロック１３２７において閾値カウンタがインクリメントされる。そうでなければ、閾値カウンタはブロック１３２８においてリセットされる。
【０１４６】
ブロック１３２９において、閾値カウンタが最大値に達したかどうかの決定が行われる。達していれば、この方法はブロック１３３０に進み、モニタリングデバイスは、（たとえば、即座に）動作を停止するか、スタンバイカウンタまたは使用量カウンタが失効するまで通常動作を継続するか、またはバッテリ電圧が事前定義された電圧閾値よりも高く増大した後に動作を停止するかのいずれかを行う。この方法は閾値カウンタが最大値に達していないときに、ブロック１３２０に戻る。
【０１４７】
いくつかの実施形態において、スタンバイカウンタ、使用量カウンタ、および閾値カウンタは、モニタリングデバイス内の不揮発性メモリ内に実装される。代替的に、閾値カウンタは、閾値カウンタが典型的には標準使用量またはスタンバイ時間間隔よりもかなり小さい時間間隔を測定するために使用されるならば、モニタリングデバイス内の揮発性メモリ、またはホストデバイスの揮発性メモリ内に実装できる。カウンタを不揮発性メモリ内に実装することで、カウンタが現在の値を失う原因となり得る停電、故障、またはリセットの発生の確率が低くなる。
【０１４８】
図１４Ａは、モニタリングデバイスのアクティブノイズフロアを決定する第１の方法の例を示している。最初に、モニタリングデバイスは、ブロック１４００においてオンにされる。たとえば、一実施形態において、モニタリングデバイスは、第１のタブを取り外してインジケータ（たとえば、図９Ｄのタブ９０９およびインジケータ９１０）を押すことによってオンにされる。ブロック１４０２において、モニタリングデバイスは、ホストデバイスに接続される（たとえば、ワイヤレス方式で接続される）。一実施形態において、モニタリングデバイスは、ＢＬＵＥＴＯＯＴＨを使用してホストデバイスとペアリングされる。
【０１４９】
モニタリングデバイスとホストデバイスとの間の接続が確立された後、アクティブノイズフロア測定がモニタリングデバイス上で実行される（ブロック１４０４）。非限定的な例において、モニタリングデバイスは、アクティブノイズフロア測定のために、暗い環境（たとえば、制限されているか、または周辺光がない）内に置かれる。別の非限定的な例では、モニタリングデバイスは、周辺光および／または電磁干渉下でのアクティブノイズフロア測定を可能にするために光源信号を変調、および／または受信した光信号を復調する。変調および復調アルゴリズムは、周辺光信号および／または電磁干渉がアクティブノイズフロア測定に干渉することを防止する。ノイズフロア測定は、測定部位にモニタリングデバイスを留置する前にモニタリングデバイスの性能を定量化する信号対雑音比およびメトリックを定量化するために使用される。ノイズフロア測定は、製造、保管、出荷、および／またはハンドリングプロセスが、モニタリングデバイスが予測不可能な事象により仕様を満たさなくなることを引き起こし得る用途において役立つ。実施形態の例において、ノイズフロア測定は、モニタリングデバイスが通常動作中であるかのようにモニタリングデバイス内の１つまたは複数の光源（たとえば、図１の１１３）をアクティブ化することによって発生される。光は、第２のタブ（タブ９１１）内の材料を通して拡散し、拡散および／または正反射を経て１つまたは複数の光検出器に到達する。光検出器（たとえば、図１の１１４）によって生成される信号は、モニタリングデバイスによって収集されて、復調され、フィルタ処理され、処理され、信号対雑音比およびメトリックの計算のためにホストデバイスに送信される。
【０１５０】
ブロック１４０６において、計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能であるかどうか（たとえば、事前定義された閾値より大きいかどうか）についての決定が行われる。許容可能でない場合、ホストデバイスは、モニタリングが非動作状態であるか、または欠陥状態であることを使用者に示し、動作を停止する（ブロック１４０８）。他の実施形態では、ブロック１４０６が実行される前に複数のノイズフロアランが取得され、処理され得る。
【０１５１】
計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能である場合、プロセスはブロック１４１０に進み、モニタリングデバイスが測定部位に取り付けられる。たとえば、第２のタブ（たとえば、タブ９１１）が取り外されて、接着材料を露出し、モニタリングデバイスを測定部位に取り付けることになる。次いで、モニタリングデバイスおよびホストデバイスは、通常のモニタリング動作に入る（ブロック１４１２）。
【０１５２】
図１４Ｂは、モニタリングデバイスのアクティブノイズフロアを決定する第２の方法の例を示している。図示されている実施形態において、ノイズフロア計算は、ホストデバイスとの接続に先立ってモニタリングデバイスによって実行される。最初に、モニタリングデバイスは、ブロック１４００においてオンにされる。たとえば、一実施形態において、モニタリングデバイスは、第１のタブを取り外してインジケータ（たとえば、図９Ｄのタブ９０９およびインジケータ９１０）を押すことによってオンにされる。
【０１５３】
アクティブノイズフロア測定が、ブロック１４０４においてモニタリングデバイスによって実行される。ノイズフロア測定は、モニタリングデバイスが通常動作中であるかのようにモニタリングデバイス内の１つまたは複数の光源（たとえば、図１の光源１１３）をアクティブ化することによって決定される。光は、第２のタブ（たとえば、図９Ｄのタブ９１１）内の材料を通して拡散し、拡散および／または正反射を経て１つまたは複数の光検出器（たとえば、図１の光検出器１１４）によって検出される。光検出器によって生成された信号は、復調され、フィルタ処理され、信号対雑音比およびメトリックを計算するためにモニタリングデバイスによって処理される。
【０１５４】
次いで、ブロック１４０６において、計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能であるかどうか（たとえば、事前定義された閾値より大きいかどうか）決定される。計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能でない場合、動作はブロック１４０８で終了する。一実施形態において、モニタリングデバイスは、モニタリングデバイスが非動作状態にあるか、または欠陥状態であることを使用者に示す（たとえば、モニタリングデバイス内の少なくとも１つの光源を使用して特定のパターンまたはモードで点滅する光を生成することによって）。代替的一実施形態において、ブロック１４０６が実行される前に複数のノイズフロアランが取得され、処理され得る。
【０１５５】
計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能である場合、プロセスはブロック１４１０に進み、そこでモニタリングデバイスが測定部位に取り付けられる。一実施形態において、第２のタブ（たとえば、図９Ｄのタブ９１１）が取り外されて、接着材を露出し、モニタリングデバイスが測定部位に取り付けられる。次いで、ブロック１４０２において、モニタリングデバイスは、ホストデバイスに接続される（たとえば、ワイヤレス方式で接続される）。ブロック１４１２において、モニタリングデバイスおよびホストデバイスは、通常のモニタリング動作に入る。
【０１５６】
図１５Ａは、バッテリ放電曲線の例を示している。ｘ軸はバッテリ電圧を表し、ｙ軸は時間、パーセンテージ、ジュール、電圧、または他の値を表すことができる。例示的なバッテリ放電曲線は、３つの充電電圧領域１５０２、１５０４、１５０６に分割されている。第１の充電電圧領域１５０２においては、バッテリは完全に充電されているか、またはほぼ完全に充電されている。領域１５０２において、バッテリ充電の小さな変化（低下）が、バッテリ電圧に比較的大きな変化（低下）を引き起こし、これが観察可能である。その結果、バッテリ電圧および／または注目している他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）からバッテリ充電（たとえば、バッテリ寿命）を決定することが可能である。
【０１５７】
第２の充電電圧領域１５０４において、バッテリ充電の変化は、バッテリ電圧に影響を及ぼさない（または実質的に影響を及ぼさない）。その結果、第２の充電電圧領域１５０４においては、バッテリ充電は、１つまたは複数のカウンタ（またはタイマー）を介して考慮される。言い換えれば、領域１５０４は、バッテリ充電を直接推定するために使用することができる観察可能または測定可能なパラメータを含まない。したがって、１つまたは複数のカウンタおよび／または注目している他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）に関する情報が、バッテリ充電を推定するために使用される。
【０１５８】
バッテリが放電すると、バッテリは第３の充電電圧領域１５０６に入り、バッテリ充電は、そこで観察可能なバッテリ電圧および／または注目している他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）から再び推定され得る。別の実施形態では、第１および第２の領域１５０２、１５０４は、単一の第１／第２の非観察可能な充電電圧領域１５０８に組み合わされてよく、計算は、領域１５０４について説明されているように実行される。
【０１５９】
図１５Ｂ〜図１５Ｃは、モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命を推定する方法の例を示している。各方法における計算は、閉ループと開ループの両方で、異なる機能を介して実行される。閉ループにおいては、バッテリ電圧および／または注目している他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）が、バッテリ充電を直接推定するために使用される。開ループでは、バッテリ充電は、注目している１つまたは複数のカウンタおよび／または他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）を使用して間接的に推定される。
【０１６０】
図１５Ｂでは、モニタリングデバイス内のバッテリは、ブロック１５１０において第１の充電電圧領域（たとえば、図１５Ａの１５０２）において動作している。実施形態の例において、バッテリ充電は、バッテリ電圧および注目している他のパラメータ（すなわち、電圧、温度、回路負荷など）を正規化されたバッテリ充電値にマッピングする関数によって計算される。一実施形態において、モニタリングデバイスは、バッテリ電圧および注目している他のパラメータを測定し、測定値をホストデバイスに伝送する。ホストデバイスは、正規化されたバッテリ充電値を決定する。
【０１６１】
ブロック１５１２において、バッテリ充電は第２の充電電圧領域（たとえば、図１５Ａの１５０４）に達し、バッテリ充電は、モニタリングデバイス内に実装されている（たとえば、不揮発性メモリ内の）１つまたは複数のカウンタを使用して推定される。カウンタ値は、処理のためにホストデバイスに伝送され、ホストデバイスは、カウンタ値の関数として時間の経過とともにバッテリ充電量を減少させる。一実施形態において、１つまたは複数のカウンタは、モニタリングデバイス内の異なる動作モードを表している。ある実施形態では、第１のカウンタおよび第２のカウンタが、モニタリングデバイス内に実装され得る。第１のカウンタ（「スタンバイカウンタ」）は、モニタリングデバイスがスタンバイモード（たとえば、ホストデバイスに接続されていない状態）にあるときに必ずインクリメントされる。第２のカウンタ（「使用量カウンタ」）は、モニタリングデバイスがホストデバイスに接続され、動作中であればいつでもインクリメントされる。スタンバイモードおよび使用モードは各々異なる消費電力レベルを有することができ、その結果、異なるスタンバイカウンタおよび使用量カウンタは、モニタリングデバイスのエネルギー消費量に比例する値を記録するために使用される。スタンバイカウンタおよび使用量カウンタは、経過時間および／または注目している他の利用可能なパラメータ（たとえば、周囲温度、回路負荷など）に基づき時間の経過とともに変わるバッテリの放電を考慮してインクリメント（またはデクリメント）され得る。スタンバイカウンタおよび使用量カウンタの値は、バッテリが第２の充電電圧領域１５０４において動作しているときに必ずホストデバイスによって正規化されたバッテリエネルギー値にマッピングされる。
【０１６２】
次に、ブロック１５１４に示されているように、バッテリは第３の充電電圧領域（たとえば、図１５Ａの領域１５０６）で動作しており、第１の充電電圧領域と同様に、バッテリ充電は、バッテリ電圧および注目している他のパラメータ（すなわち、電圧、温度、回路負荷など）をマッピングする関数によって計算される。バッテリが完全に放電するまで、バッテリは第３の充電電圧領域に留まる。バッテリが完全に放電されたときに、ホストデバイスは、モニタリングデバイス内のバッテリの充電が低いか、または空であることを示す警告および通知を生成することができる。
【０１６３】
図１５Ｃは、モニタリングデバイス内のバッテリのバッテリ寿命を推定する、別の方法のフローチャートを示している。図１５Ｃにおいて、第１および第２の充電電圧領域（たとえば、図１５Ａの領域１５０２および１５０４）は、組み合わされた充電電圧領域（図１５Ａの１５０８）に組み合わされる。組み合わされた領域は、充電電圧領域の数を減らし、バッテリ寿命を推定する動作を簡素化する。典型的には、バッテリは第１の充電電圧領域にある期間は領域１５０４内にある期間より短い。したがって、第１の充電電圧領域と第２の充電電圧領域とを１つの組み合わされた領域に組み合わせても、推定の精度に大きな影響を及ぼさない。
【０１６４】
最初に、ブロック１５１６に示されているように、モニタリングデバイス内のバッテリは第１／第２の充電電圧領域内にあり、バッテリの充電は、モニタリングデバイス内に実装されている１つまたは複数のカウンタを使用して推定される。カウンタ値は、処理のためにホストデバイスに伝送される。ホストデバイスは、カウンタ値の関数として、時間の経過とともにバッテリ充電量を減少させる。非限定的な実施形態において、カウンタは、使用量カウンタおよびスタンバイカウンタとして実装される。スタンバイカウンタおよび使用量カウンタの値は、バッテリが組み合わされた領域内で動作しているときに必ずホストデバイスによって正規化されたバッテリエネルギー値にマッピングされる。
【０１６５】
次に、ブロック１５１４に示されているように、バッテリは第３の充電電圧領域で動作しており、バッテリ充電は、バッテリ電圧および注目している他のパラメータ（すなわち、電圧、温度、回路負荷など）を正規化されたバッテリエネルギー値にマッピングする関数によって計算される。バッテリが完全に放電するまで、バッテリは第３の充電電圧領域に留まる。バッテリが完全に放電されたときに、ホストデバイスは、モニタリングデバイス内のバッテリの充電が低いか、または空であることを示す警告および通知を生成することができる。
【０１６６】
モニタリングデバイスおよびホストデバイスのシステムは、ハイブリッドシステムまたは分散システムである。機能の一部は、モニタリングデバイス内に実装され、機能の一部は、ホストデバイス内に実装される。たとえば、一実施形態において、モニタリングデバイスは、カウンタを実装し、注目している１つまたは複数のパラメータ（すなわち、電圧、温度、回路負荷など）を測定／計算する。モニタリングデバイスは値をホストデバイスに伝送し、ホストデバイスは開ループおよび閉ループ燃料計計算を実行し、バッテリ燃料計アイコンを表示し（たとえば、図１３Ａを参照）、バッテリの充電が低いか、または空になったときに必ず警告および／または通知を発行する。
【０１６７】
図１６は、モニタリングデバイスを操作する方法のフローチャートを例示している。最初に、ブロック１６００に示されているように、モニタリングデバイスはオンにされ、インジケータライトはモニタリングデバイスがスタンバイモードにあることを示す。スタンバイモードは、モニタリングデバイスがホストデバイスに動作可能に接続される（たとえば、ホストデバイスにワイヤレス方式で接続される）のを待つモードを表す。一実施形態において、接続タイマーが開始し、接続タイマーは、モニタリングデバイスがホストデバイスへの接続を試みる所与の期間を監視（たとえば、カウントダウン）する。
【０１６８】
次いで、ブロック１６０２において、モニタリングデバイスはホストデバイスに接続することを試みる。一実施形態において、モニタリングデバイスは、モニタリングデバイスがホストデバイスへの接続に成功するか、または接続タイマーがタイムアウトする（たとえば、失効する）まで、ホストデバイスへの接続を繰り返し試みる。モニタリングデバイスがホストデバイスへの接続に成功すると、プロセスはブロック１６０６に進み、モニタリングデバイスは動作を開始する。いくつかの実施形態において、接続タイマーは、モニタリングデバイスが通常動作をしているときにいつでもモニタリングデバイスのファームウェアによって選択された時刻にまたは定期的に再初期化されるウォッチドッグタイマーである。これは、モニタリングデバイスのプロセッサおよび回路が、ソフトウェアおよび／またはハードウェア障害が発生し、接続タイマー（すなわち、ウォッチドッグタイマー）がタイムアウトした場合にのみリセットされる。モニタリングデバイスがスタンバイモードに入っている場合、接続タイマー（すなわち、ウォッチドッグタイマー）は、選択した時刻に、または定期的にタイムアウトし、モニタリングデバイスを強制的にリセットさせる。これは、モニタリングデバイスは常に動作可能（スタンバイまたは接続状態）であることを確実にし、ソフトウェアまたはハードウェアの障害が発生した場合に使用者が不必要な手動リセットまたは電源投入を行うためのモニタリングデバイスの回路内のリセットおよび／または電源スイッチを完全に不要にする。モニタリングデバイスが所与の時間内にブロック１６０２においてホストデバイスに接続できないか、またはモニタリングデバイスがハードウェアもしくはソフトウェアの障害によりブロック１６０６においてホストデバイスとの接続を失ったときに、接続タイマー（すなわちウォッチドッグタイマー）がタイムアウトし、この方法はブロック１６０４に続き、モニタリングデバイスのリセット動作が実行される。モニタリングデバイスのプロセッサおよび回路がリセットされ、インジケータライトが消灯する。少し時間が経つと、モニタリングデバイスのプロセッサおよび回路は再初期化され、ブロック１６００においてインジケータライトが点灯し、図１６のプロセスが繰り返される。
【０１６９】
本出願において提供される１つまたは複数の態様の説明および図解は、いかなる形で請求されていようと本開示の範囲を制限または制約することを意図されていない。本出願において提供される態様、例、および詳細は、所有権を伝え、他の人が請求されている開示の最良の態様を作り、使用することを可能にするのに十分であると考えられる。請求されている開示は、本出願において提供される任意の態様、例、または詳細に限定されると解釈されるべきではない。組み合わせて、または別々に、示され説明されていようと関係なく、様々な特徴（構造的特徴および方法論的特徴の両方）は、特徴の特定のセットを有する実施形態を生成するために選択的に含まれるか、または省略されることを意図されている。本出願の説明および図解が提供されているので、当業者であれば、請求されている開示のより広い範囲から逸脱しない本出願内に具現化されている一般的な発明的概念のより広い態様の精神の範囲内に収まる変更形態、修正形態、および代替的態様を企図し得る。
【符号の説明】
【０１７０】
１００  モニタリングデバイス
１０２  処理デバイス
１０３  通信デバイス
１０５  コンピューティングデバイス、ホストデバイス
１０７  計装回路
１０８  コンバータ
１０９  電源
１１０  光学センサー
１１１  測定部位
１１２  スイッチング回路
１１３  光源
１１４  光検出器
１１５  記憶デバイス
１１６  通信デバイス
１１７  処理デバイス
１１８  記憶デバイス
１１９  外部記憶デバイス
１２０  ネットワーク
１２１  入力デバイス
１２２  出力デバイス
２０２  指先
２０３  モニタリングデバイス
２０４  テープ
２０５  絆創膏
２０６  生体適合性テープ
２０７  光学センサー
２０８  下側
３００  変調方式
３０３  モニタリングデバイス
３０４  ホストコンピューティングデバイス
３０５  スロット
３０６  スロット
５００  モニタリングデバイス
５０１  プリント回路基板（ＰＣＢ）
５０２  ＰＣＢ回路
５０３  光学センサー
５０４  接着剤層
５０５  接着剤層
５０６  接着剤層
５０７  離型ライナー
５０８  バッテリ
５０９  アンテナ
５１０  生体適合性テープ
６０１  主処理デバイス
６０２  集積回路
６０３  光学センサー
６０４  水晶発振子
６０５  水晶発振子
６０６  インピーダンスバルーンフィルタ（単一−差動）
６０７  インピーダンス整合回路
６０８  アンテナ
６０９  昇圧型コンバータ電圧設定抵抗
６１０  昇圧型コンバータ電圧設定抵抗
６１１  フェライトインダクタ
６１２  デバッグパッド
６１３  ノイズ除去プルダウン抵抗
６１４  バッテリ電圧端子
６１５  ＯＮスイッチパッド
６１６  電圧
６１７  電圧
６１８  電圧
６１９  電圧
６２０  電圧
６２１  昇圧型コンバータ
８００  表皮
８０１  温度センサー（Ｔ）
８０２  第１の電気接触センサー（Ｅ１）
８０３  第２の電気接触センサー（Ｅ２）
８０４  測定部位
８０５  指趾
８０５  手
８０６  心臓
８０７  光
８０８  温度フロントエンド回路
８０９  ＥＣＧフロントエンド回路
８１０  血液灌流真皮
９００  画面
９０２  アイコン
９０３  改竄防止タブ
９０４  パッケージ
９０５  ライト
９０６  製品ラベル
９０７  テープ
９０８  ヘッドバンド
９０９  タブ
９１０  インジケータ
９１１  タブ
９１２  空洞
９１３  絆創膏
９１４  帽子
９１５  粘着テープ
９１６  ＳｐＯ２測定ゲージ
９１７  ＰＲ測定ゲージ
９１８  ＰＩ測定ゲージ
９１９  中核体温ゲージ
９２０  波形チャート
９２１  スポットチェックＥＣＧ波形
９２２  ＳｐＯ２測定ゲージ
９２３  ＰＲ測定ゲージ
９２４  ＰＩ測定ゲージ
９２６  ワイヤレス充電器
９２７  内蔵帽子回路
９２８  内蔵脳波（ＥＥＧ）電極、ＥＥＧ電極
９３０  構成
９３１  構成
９３２  構成
９３３  構成
９４０  ウェアラブルパッチ、パッチ
９４１  パッチ回路
９４２  モノフィラメント
９４３  ケース
９５０  領域
９５２  設定ユーザインターフェース
９５４  設定
９５５  スイッチ
９５６  起動画面
９５８  画面
９６０  選択可能要素
９６２  任意選択の通知
９６４  画面
９６６  画像
９６８  画面
９７０  通知
９７２  ウェアラブル帽子、帽子
９７３  感知回路
９７４  処理デバイス
９７５  パワーマネジメント回路
９７６  エナジーハーベスティング回路
９７７  通信デバイス
９７８  取り外し可能バッテリ、バッテリ
１０００  画面
１００１  レポート
１００２  傾向
１００３  波形
１００４  レポート、チャート
１００５  レポート
１００７  レポート
１００８  レポート
１００９  レポート
１０１０  レポート、チャート
１０１１  レポート、チャート
１０１２  レポート
１０１３  レポート
１０１４  ＣＳＶファイル、ファイル
１０１５  ファイル
１０２３  選択可能要素
１０２４  画面
１０２５  フッター
１０２６  識別
１０２７  データ収集の期間、レポートが作成されたデータおよび時刻
１０２８  画面
１０２９  画面
１１００  画面
１１０１  セクション
１２００  画面
１２０１  ゲージ
１２０２  メッセージ
１２０３  可聴アラーム／警告
１２０４  バッテリアイコン
１２０５  画面
１２０６  選択可能なコントロール
１２０７  選択可能なオプション
１２０８  選択可能要素
１２０９  選択可能要素
１２１０  選択可能なオプション
１３００  バッテリ放電曲線
１５０２  第１の充電電圧領域、領域
１５０４  第２の充電電圧領域、領域
１５０６  第３の充電電圧領域、領域
１５０８  非観察可能な充電電圧領域、領域
【図１】
2021535818.tif 000004
【図２Ａ】
2021535818.tif 000005
【図２Ｂ】
2021535818.tif 000006
【図２Ｃ】
2021535818.tif 000007
【図２Ｄ】
2021535818.tif 000008
【図２Ｅ】
2021535818.tif 000009
【図２Ｆ】
2021535818.tif 000010
【図２Ｇ】
2021535818.tif 000011
【図２Ｈ】
2021535818.tif 000012
【図２Ｉ】
2021535818.tif 000013
【図２Ｊ】
2021535818.tif 000014
【図２Ｋ】
2021535818.tif 000015
【図２Ｌ】
2021535818.tif 000016
【図２Ｍ】
2021535818.tif 000017
【図２Ｎ】
2021535818.tif 000018
【図２Ｏ】
2021535818.tif 000019
【図３】
2021535818.tif 000020
【図４Ａ】
2021535818.tif 000021
【図４Ｂ】
2021535818.tif 000022
【図４Ｃ】
2021535818.tif 000023
【図５】
2021535818.tif 000024
【図６Ａ】
2021535818.tif 000025
【図６Ｂ−１】
2021535818.tif 000026
【図６Ｂ−２】
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【図６Ｃ】
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【図７】
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【図８Ａ】
2021535818.tif 000030
【図８Ｂ】
2021535818.tif 000031
【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
2021535818.tif 000033
【図８Ｅ】
2021535818.tif 000034
【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
2021535818.tif 000036
【図９Ｃ】
2021535818.tif 000037
【図９Ｄ】
2021535818.tif 000038
【図９Ｅ】
2021535818.tif 000039
【図９Ｆ】
2021535818.tif 000040
【図９Ｇ】
2021535818.tif 000041
【図９Ｈ】
2021535818.tif 000042
【図９Ｉ】
2021535818.tif 000043
【図９Ｊ】
2021535818.tif 000044
【図９Ｋ】
2021535818.tif 000045
【図９Ｌ】
2021535818.tif 000046
【図９Ｍ】
2021535818.tif 000047
【図９Ｎ】
2021535818.tif 000048
【図９Ｏ】
2021535818.tif 000049
【図９Ｐ】
2021535818.tif 000050
【図９Ｑ】
2021535818.tif 000051
【図９Ｒ】
2021535818.tif 000052
【図９Ｓ】
2021535818.tif 000053
【図９Ｔ】
2021535818.tif 000054
【図９Ｕ】
2021535818.tif 000055
【図１０Ａ】
2021535818.tif 000056
【図１０Ｂ】
2021535818.tif 000057
【図１０Ｃ】
2021535818.tif 000058
【図１０Ｄ】
2021535818.tif 000059
【図１０Ｅ】
2021535818.tif 000060
【図１０Ｆ】
2021535818.tif 000061
【図１０Ｇ】
2021535818.tif 000062
【図１０Ｈ】
2021535818.tif 000063
【図１０Ｉ】
2021535818.tif 000064
【図１０Ｊ】
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【図１０Ｋ】
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【図１０Ｌ】
2021535818.tif 000067
【図１０Ｍ】
2021535818.tif 000068
【図１０Ｎ】
2021535818.tif 000069
【図１０Ｏ】
2021535818.tif 000070
【図１０Ｐ】
2021535818.tif 000071
【図１０Ｑ】
2021535818.tif 000072
【図１０Ｒ】
2021535818.tif 000073
【図１１Ａ】
2021535818.tif 000074
【図１１Ｂ】
2021535818.tif 000075
【図１１Ｃ】
2021535818.tif 000076
【図１２Ａ】
2021535818.tif 000077
【図１２Ｂ】
2021535818.tif 000078
【図１３Ａ】
2021535818.tif 000079
【図１３Ｂ】
2021535818.tif 000080
【図１３Ｃ】
2021535818.tif 000081
【図１３Ｄ】
2021535818.tif 000082
【図１４Ａ】
2021535818.tif 000083
【図１４Ｂ】
2021535818.tif 000084
【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１５Ｃ】
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【図１６】
2021535818.tif 000088
【手続補正書】
【提出日】令和3年4月23日(2021.4.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４９】
モニタリングデバイスとホストデバイスとの間の接続が確立された後、アクティブノイズフロア測定がホストデバイス上で実行される（ブロック１４０４）。非限定的な例において、モニタリングデバイスは、アクティブノイズフロア測定のために、暗い環境（たとえば、制限されているか、または周辺光がない）内に置かれる。別の非限定的な例では、モニタリングデバイスは、周辺光および／または電磁干渉下でのアクティブノイズフロア測定を可能にするために光源信号を変調、および／または受信した光信号を復調する。変調および復調アルゴリズムは、周辺光信号および／または電磁干渉がアクティブノイズフロア測定に干渉することを防止する。ノイズフロア測定は、測定部位にモニタリングデバイスを留置する前にモニタリングデバイスの性能を定量化する信号対雑音比およびメトリックを定量化するために使用される。ノイズフロア測定は、製造、保管、出荷、および／またはハンドリングプロセスが、モニタリングデバイスが予測不可能な事象により仕様を満たさなくなることを引き起こし得る用途において役立つ。実施形態の例において、ノイズフロア測定は、モニタリングデバイスが通常動作中であるかのようにモニタリングデバイス内の１つまたは複数の光源（たとえば、図１の１１３）をアクティブ化することによって発生される。光は、第２のタブ（タブ９１１）内の材料を通して拡散し、拡散および／または正反射を経て１つまたは複数の光検出器に到達する。光検出器（たとえば、図１の１１４）によって生成される信号は、モニタリングデバイスによって収集されて、復調され、フィルタ処理され、処理され、信号対雑音比およびメトリックの計算のためにホストデバイスに送信される。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５３】
アクティブノイズフロア測定が、ブロック１４１４においてモニタリングデバイスによって実行される。ノイズフロア測定は、モニタリングデバイスが通常動作中であるかのようにモニタリングデバイス内の１つまたは複数の光源（たとえば、図１の光源１１３）をアクティブ化することによって決定される。光は、第２のタブ（たとえば、図９Ｄのタブ９１１）内の材料を通して拡散し、拡散および／または正反射を経て１つまたは複数の光検出器（たとえば、図１の光検出器１１４）によって検出される。光検出器によって生成された信号は、復調され、フィルタ処理され、信号対雑音比およびメトリックを計算するためにモニタリングデバイスによって処理される。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１５４】
次いで、ブロック１４１６において、計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能であるかどうか（たとえば、事前定義された閾値より大きいかどうか）決定される。計算された信号対雑音比および／またはメトリックが許容可能でない場合、動作はブロック１４０８で終了する。一実施形態において、モニタリングデバイスは、モニタリングデバイスが非動作状態にあるか、または欠陥状態であることを使用者に示す（たとえば、モニタリングデバイス内の少なくとも１つの光源を使用して特定のパターンまたはモードで点滅する光を生成することによって）。代替的一実施形態において、ブロック１４１６が実行される前に複数のノイズフロアランが取得され、処理され得る。
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ａ】
2021535818.tif 000089
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ｂ】
2021535818.tif 000090
【国際調査報告】
2021535818.tif 000091
2021535818.tif 000092
2021535818.tif 000093
2021535818.tif 000094