(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸収層であって、ここで、前記吸収層は膣液の流れと近接するように構成されるものである、吸収層と、
膣液の少なくとも一つの検体に関するデータを取得するように構成される電気化学的検出システムであって、前記電気化学的検出システムは前記吸収層と流体連結する、電気化学的検出システムと、
前記吸収層と前記電気化学的検出システムとの間に配置される液体不浸透層と、並びに、
前記液体不浸透層と前記電気化学的検出システムとの間に配置され、前記膣液を前記電気化学的検出システムに供給するように構成される液体チャネリングシステムと、
を含む、膣液監視デバイスにおいて、
前記液体不浸透層は、前記吸収層及び前記液体チャネリングシステムと、流体連結する少なくとも一つの流入口を含み、
前記膣液監視デバイスは、女性用衛生用品と結合するように構成される、
膣液監視デバイス。
【請求項２】
前記電気化学的検出システムは、
検体の特性を指し示す信号を生成することができるバイオセンサと、
膣液を前記バイオセンサに向かわせるためのマイクロ流体システムと、
前記バイオセンサによって生成された信号を検出し、処理するための超小型電子回路と、を含むものである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記電気化学的検出システムからの処理された信号を無線伝送するためのトランシーバをさらに含む、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記電気化学的検出システムは、
前記吸収層と流体連結する、検体の特性を指し示す信号を生成することができるバイオセンサと、
前記バイオセンサによって生成される信号を検出し、処理するための超小型電子回路と、を含むものである、請求項１に記載のデバイス。
【請求項５】
マイクロ流体システム、バイオセンサ及び超小型電子回路のうちの一つ又はそれ以上は、紙の又はプラスチックの基板上で支持されるものである、請求項４に記載のデバイス。
【請求項６】
前記マイクロ流体システムは、複数のマイクロ流体経路を含むものである、請求項２又は３に記載のデバイス。
【請求項７】
複数のマイクロ流体経路は、膣液を単独のバイオセンサに向かわせるように構成されるものである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記バイオセンサは複数のバイオセンサを含み、各マイクロ流体経路は膣液を異なるバイオセンサに向かわせるように構成されるものである、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記電気化学的検出システムは、複数のサンプルを受け取り、解析するように構成されるものである、請求項１、２又は３に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記電気化学的検出システムは、複数のサンプルを連続して処理するように構成されるものである、請求項１、２又は３に記載のデバイス。
【請求項１１】
バイオセンサは、関心の検体と結合すること、又は化学的に相互作用することができる配位子を含むものである、請求項２又は３に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記検体は、核酸、抗体、小分子、抗原、細菌、ウィルス、寄生生物、菌、ミネラル、ビタミン、若しくは脂質である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記電気化学的検出システムは、バイオセンサと電気通信する電極を含み、前記電極は、電流、インピーダンス又は電圧の変化を検出するように構成されるものである、請求項２又は３に記載のデバイス。
【請求項１４】
デバイスは、前記電気化学的検出システムからストアされ又は伝送されるデータを暗号化するためのコンピュータ可読命令を含むものである、請求項１、２又は３に記載のデバイス。
【請求項１５】
超小型電子回路は開回路で構成され、前記回路は膣液と接触することで閉じるものである、請求項２又は３に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記女性用衛生用品は、パッド又はパンティライナである、請求項１、２又は３に記載のデバイス。
【請求項１７】
パッド又はパンティライナは、さらに、前記吸収層を膣液の流れに近接して維持するように構成される配置要素を含むものである、請求項１６に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記超小型電子回路は、読み取り／書き込み能力を有するマイクロプロセッサを含む、請求項２又は３に記載のデバイス。
【請求項１９】
前記マイクロプロセッサは、暗号化、日付を付すこと、バイオセンサの校正、及び／又は、新規検査のプロトコルのためのソフトウェアの更新をすることができるものである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２０】
請求項１〜１９のいずれか一つに係る膣液監視デバイスを提供することと、
前記吸収層の膣液を収集することと、
前記膣液を前記電気化学的検出システム内に向かわせることと、
前記電気化学的検出システムの前記膣液を電気化学的に分析することと、
情報を遠隔デバイスに無線伝送することと、を含む、膣液中の検体検出のための方法。
【請求項２１】
バイオセンサは、インピーダンス又は電流又は電圧の変化を引き起こすために、関心の検体と結合し、又は化学的に相互作用する配位子を含むものである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２２】
情報は、無線周波数（ｒｆ）、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ブルートゥース（登録商標）ローエナジー（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ）、ＮＦＣ、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ｈｔｔｐ、ｈｔｔｐｓ、イーシム（ｅ−ＳＩＭ）又はワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって伝達されるものである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２３】
前記膣液監視デバイスと遠隔デバイスとの間には、安全なペアリングが存在するものである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２４】
遠隔デバイスは、クラウド、パーソナルコンピュータ又はスマートフォンである、請求項１８に記載のデバイス。
【請求項２５】
吸収層であって、ここで、前記吸収層は体液の流れと近接するように構成されるものである、吸収層と、
膣液の少なくとも一つの検体に関するデータを取得するように構成される電気化学的検出システムであって、前記電気化学的検出システムは前記吸収層と流体連結する、電気化学的検出システムと、
前記吸収層と前記電気化学的検出システムとの間に配置される液体不浸透層と、並びに、
前記液体不浸透層と前記電気化学的検出システムとの間に配置され、前記膣液を前記電気化学的検出システムに供給するように構成される液体チャネリングシステムと、
を含む、液体監視デバイスにおいて、
前記液体不浸透層は、前記吸収層及び前記液体チャネリングシステムと、流体連結する少なくとも一つの流入口を含み、
前記液体監視デバイスは、おむつ又は成人向き失禁製品と結合するように構成される、
液体監視デバイス。
【請求項２６】
前記電気化学的検出システムは、
検体の特性を指し示す信号を生成することができるバイオセンサと、
体液を前記バイオセンサに向かわせるためのマイクロ流体システムと、
前記バイオセンサによって生成される信号を検出して処理するための超小型電子回路と、を含むものである、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記電気化学的検出システムからの処理された信号を無線伝送するためのトランシーバをさらに含む、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記電気化学的検出システムは、前記吸収層と流体連結する、検体の特性を指し示す信号を生成することができるバイオセンサと、前記バイオセンサによって生成される信号を検出して処理するための超小型電子回路と、を含むものである、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項２９】
マイクロ流体システム、バイオセンサ及び超小型電子回路のうちの一つ又はそれ以上は、紙の又はプラスチックの基板上に支持されるものである、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項３０】
マイクロ流体システムは、複数のマイクロ流体経路を含むものである、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項３１】
前記複数のマイクロ流体経路は、体液を単独のバイオセンサに向かわせるように構成されるものである、請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３２】
バイオセンサは、複数のバイオセンサを含み、各マイクロ流体経路は、体液を異なるバイオセンサに向かわせるように構成されるものである、請求項３０に記載のデバイス。
【請求項３３】
前記電気化学的検出システムは、複数のサンプルを受け取り、分析するように構成されるものである、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３４】
前記電気化学的検出システムは、複数のサンプルを連続して処理するように構成されるものである、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３５】
バイオセンサは、関心の検体と結合し、又は化学的に相互作用することができる配位子を含むものである、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項３６】
前記検体は、核酸、抗体又は小分子である、請求項３５に記載のデバイス。
【請求項３７】
前記電気化学的検出システムは、バイオセンサと電気通信する電極を含み、前記電極は、電流、インピーダンス又は電圧の変化を検出するように構成されるものである、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項３８】
デバイスは、更に、前記電気化学的検出システムからストアされ又は伝送されるデータを暗号化するためのコンピュータ可読命令を含むものである、請求項２５に記載のデバイス。
【請求項３９】
超小型電子回路は開回路で構成され、前記回路は体液と接触することで閉じるものである、請求項２６に記載のデバイス。
【請求項４０】
おむつ又は成人向き失禁製品は、さらに、前記吸収層を体液の流れに近接して維持するように構成される配置要素を含むものである、請求項３８に記載のデバイス。
【請求項４１】
請求項１〜１７のいずれか一つに記載の膣液監視デバイスを含み、前記デバイスは、
不活性状態のバッテリと、
前記デバイスを包み込む梱包材料と、
前記梱包材料を開封するとすぐに、又は前記梱包材料からのデバイスの除去によって、バッテリを作動するようにバッテリに連結されたスイッチと、を含む、キット。
【請求項４２】
請求項２５〜４０のいずれか一つに記載の液体監視デバイスを含み、前記デバイスは、
不活性状態のバッテリと、
前記デバイスを包み込む梱包材料と、
前記梱包材料を開封するとすぐに、又は前記梱包材料からのデバイスの除去によって、バッテリを作動するようにバッテリに連結されたスイッチと、を含む、キット。
【請求項４３】
マイクロプロセッサは、遠隔デバイスへの検査結果の伝送が完了するときに、液体監視デバイスを無効にするための機械可読命令を含むものである、請求項２又は３に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１４年８月２１日に出願された同時係属中の米国特許出願第６２／０４０，３４１号への、米国特許法第１１９条（ｅ）のもとでの優先権の利益を主張するものであり、その内容は参照することにより全体に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、女性用衛生用品に関するものであり、健康の追跡及び様々な疾病の早期診断を可能にする。本発明は、さらに、経膣的に放出された液体の収集及び感知に用いられるシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
血液で運ばれる生体指標又は化学物質は、あらゆる身体的兆候に先立って、病気、健康状態、毒素、能力及び他の身体的な特質を診断することを可能にする、健康に関係する重要な情報を提供し得る。他の多くの生体指標と同様に、インターロイキン−ｌａ、インターロイキン−ｉβ、インターロイキン−６、腫瘍壊死因子−ａ、インターロイキン−８、血管作動性腸管ペプチド、神経ペプチドＹ、Ｐ物質、カルシトニン遺伝子関連ペプチド、オレキシンＡである電解質等の生体指標の濃度を判断することは、検査患者の健康への有益な見識を提供する。例えば、炎症性の及び抗炎症性のサイトカインは、神経ペプチドＹ等の神経伝達物質と同様に、心臓負荷検査、発作診断、疲労及び心的外傷後ストレス障害を含む多くの適用例と関連する。血液検査は、これらの異なる生体指標のすべて向けに開発されてきたが、しかしながら、血液検査は、血液を抜き取り、その後に分析することを要求する。別の例として、ナトリウム及びカリウム等の電解質の直接測定は、水和反応の評価を提供する。これは、一般的に、血液の抜き取りにより臨床的に診断されている。血液は、多くの医療的状態を監視し診断するために最も一般的に用いられる体液である。しかしながら、血液の収集は、医療支援を要求する侵襲的方法である。さらに、（ストレス等の）多くの生体指標は、血液の抜き取り自体に影響され得る。高価かつ不便であることに加えて、通常、患者は、針で刺されることを恐れる。結果として、多くの状態が診断されず、治療を、高価に、困難に、時には致命的にする。他の体液も血液中の生体指標を判断するために検討され、例えば、唾液、尿、便、呼気及び汗がすべて検討されてきたが、他の体液は、扱いにくくかつ非常に汚染されやすい。さらに、埋め込み可能なセンサを利用して血液を分析することは、高価かつ侵襲的であり、重大な危険性を示す。
【０００４】
医療産業には、高価でなく、非侵襲で、及び便利であるけれども信頼性のある、早期診断をする新規の革新的な方法が不足している。新規の革新的な方法は、先を見越した健康管理を可能にし、潜在的な医療的状態が進行することを妨げるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、月経血はこれらの生体指標を運ぶことが知られている。月経血は身体から自然に流れるので、月経血を収集することは、ユーザ又は患者に対して侵襲的手続、医療支援又は不都合を必要とせずに、簡単かつ非侵襲な血液へのアクセスを提供する。
【０００６】
月経血は、生理の間に流出する、全身性の血液、膣液、並びに子宮内膜の後期分泌期の細胞及び液体である、三つの異なる体液で構成される複合生体液である。月経血の構成についての大規模分子のプロテオミクス研究は、多くの、全身性の血液との相関関係を明らかにしてきた。しかしながら、月経血は、さらなる液体も含む。従って、全身性の血液と比べて、月経血中には、少なくとも３８５個のさらなるタンパク質が検出され得る。２０１２年に、月経血についてのプロテオミクスが発表され、広範囲の疾患に対するいくつかの生体指標を記載した。これらの疾患は、子宮内膜症、乳癌、子宮頸癌、卵巣癌、及び子宮内膜癌を含む。さらに、研究は、ＨＰＶゲノム、及び経膣的に排出された液体中のクラミジア等の他のＳＴＤを特定した。
【０００７】
このことに関わらず、月経血には、診断に対してほとんど未調査の領域が残っている。生体指標に対して月経血を分析することは、どのように月経血を収集し検査し得るか、及び月経血から得られる生体指標上の情報がどのように、血液系に見出される生体指標と関連づいてこの情報がどのように役に立つ方法で個人に伝達されるか等の様々な疑問を引き起こす。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一態様において、健康の監視及び診断に関する、膣液の血液の有益な特性を利用することができるようになる、バイオセンサを統合する、新規の女性用衛生用品が提供される。情報は、暗号化され、スマートフォンに、又はさらなるデータ解釈のための他のデバイスに無線伝送される。
【０００９】
提示する本発明は、パッド、タンポン、パンティライナ及び生理用カップを含むあらゆる女性用衛生用品の底層にバイオセンサを含む。本技術は、経膣的な排出物の分析を実行し、女性に、彼女の健康について役立つ情報を伝える。本発明は、月経血又は他の経膣的な排出物を、非侵襲の健康の監視及び診断に使用し得る自己収集した材料の便利なソースとして使用する機会を提供する。
【００１０】
そのような統合された診断は、様々な技術分野に、例えば、医療デバイス、薬物伝達に、適用例を有し得、技術は、他の体液を用いて健康分析を行うために、ストーマ、血液バッグ／容器、カテーテル、ＩＶキット、注射器、幼児向けおむつ及びコンドームにも適用することができる。
【００１１】
一態様において、膣液監視デバイスは、
吸収層であって、ここで、前記吸収層は膣液の流れと近接するように構成されるものである、吸収層と、
膣液の少なくとも一つの検体に関するデータを取得するように構成される電気化学的検出システムであって、前記電気化学的検出システムは前記吸収層と流体結合する、電気化学的検出システムと、を含み、
前記膣液監視デバイスは、女性用衛生用品と結合するように構成される。
【００１２】
別の態様において、液体監視デバイスは、
吸収層であって、ここで、前記吸収層は、体液の流れと近接するように構成されるものである、吸収層と、
膣液の少なくとも一つの検体に関するデータを取得するように構成される電気化学的検出システムであって、前記電気化学的検出システムは前記吸収層と流体結合する、電気化学的検出システムと、を含み、
前記体液監視デバイスは、おむつ又は成人向き失禁製品と結合するように構成される。
【００１３】
一つ又はそれ以上の実施形態において、電気化学的検出システムは、
検体の特性を指し示す信号を生成することができるバイオセンサと、
膣液を前記バイオセンサに向かわせるためのマイクロ流体システムと、
前記バイオセンサによって生成される信号を検出し、処理するための超小型電子回路と、
を含む。
【００１４】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記液体監視デバイスは、さらに、前記電気化学的検出システムからの処理された信号を無線伝送するためのトランシーバを含む。
【００１５】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記電気化学的検出システムは、
前記吸収層と流体連結する、検体の特性を指し示す信号を生成することができるバイオセンサと、
前記バイオセンサによって生成される信号を検出し、処理するための超小型電子回路と、
を含む。
【００１６】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記液体監視デバイスは、さらに、前記吸収層と前記電気化学的検出システムとの間に配置される収集層を含み、
前記収集層は、膣液を前記電気化学的検出システムに向かわせるための、一つ又はそれ以上の流体通路を含む。
【００１７】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記液体監視デバイスは、さらに、前記吸収層と前記電気化学的検出システムとの間に配置される液体不浸透層を含み、
前記流体不浸透層は、前記吸収層と流体連結する少なくとも一つの流入口を含む。
【００１８】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記マイクロ流体システム、バイオセンサ及び超小型電子回路のうちの一つ又はそれ以上は、紙の又はプラスチックの基板上で支持される。
【００１９】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記マイクロ流体システムは、複数のマイクロ流体経路を含む。
【００２０】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記複数のマイクロ流体経路は、膣液を単独のバイオセンサに向かわせるように構成される。
【００２１】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記バイオセンサは複数のバイオセンサを含み、各マイクロ流体経路は膣液を異なるバイオセンサに向かわせるように構成される。
【００２２】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記電気化学的検出システムは、複数のサンプルを受け取り、解析するように構成されるものである。
【００２３】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記電気化学的検出システムは、複数のサンプルを連続して処理するように構成される。
【００２４】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記バイオセンサは、関心の検体と結合すること、又は化学的に相互作用することができる配位子を含む。
【００２５】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記検体は、核酸、抗体若しくは小分子である。
【００２６】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記電気化学的検出システムは、前記バイオセンサと電気通信する電極を含み、前記電極は、電流、インピーダンス又は電圧の変化を検出するように構成される。
【００２７】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記デバイスは、前記電気化学的検出システムからストアされ又は伝送されるデータを暗号化するためのコンピュータ可読命令を含む。
【００２８】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記超小型電子回路は開回路で構成され、前記回路は膣液と接触することで閉じるものである。
【００２９】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記女性用衛生用品は、パッド又はパンティライナである。
【００３０】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記パッド又はパンティライナは、さらに、前記吸収層を膣液の流れに近接して維持するように構成される配置要素を含む。
【００３１】
別の態様において、膣液中の検体検出のための方法は、
先の実施形態のいずれか一つに係る膣液監視デバイスを提供することと、
前記吸収層の膣液を収集することと、
前記膣液を前記電気化学的検出システム内に向かわせることと、
前記電気化学的検出システムの前記膣液を電気化学的に分析することと、
情報を遠隔デバイスに無線伝送することと、
を含む。
【００３２】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記バイオセンサは、インピーダンス又は電流又は電圧の変化を引き起こすために、関心の検体と結合し、又は化学的に相互作用する配位子を含む。
【００３３】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記情報は、無線周波数（ｒｆ）、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、ブルートゥース（登録商標）ローエナジー（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ＬＥ）、ＮＦＣ、ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ、ｈｔｔｐ、ｈｔｔｐｓ又はワイファイ（Ｗｉ−Ｆｉ）によって伝達される。
【００３４】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記膣液監視デバイスと前記遠隔デバイスとの間には、安全なペアリングが存在する。
【００３５】
先の実施形態のいずれか一つにおいて、前記遠隔デバイスは、クラウド、パーソナルコンピュータ又はスマートフォンである。
【００３６】
本発明は、以下の図面を参照して記載するものであり、当該図面は、説明の目的だけのために提示されるものであって、本発明を限定するように意図するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、本発明の様々なコンポーネントのチャートである。
【図２】図２は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、膣液の収集、検出及び分析システムの概念プラットフォームの概観を示す。
【図３】図３は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、生理用パッドの異なる層を（液体収集体の一例として）示す分解概略図である。
【図４】図４は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、非侵襲の医療診断の電気化学的検出システムの分解概略図である。
【図５】図５は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、パッドの裏側に比色分析検出及び目視検出を用いる本発明の別の態様の概略図である。
【図６】図６は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、複数の垂直に配置された経路を通過する液体の流入口及びチャネリングの概略図である。
【図７】図７のＡ，Ｂは、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、ＶＦを収集し、（Ａ）放射状配置の、及び（Ｂ）横方向配置の、電気化学的検出システムを用いるバイオセンサプラットフォームに向かってＶＦを導くためのチャネリングシステムの二つの考えられる実施形態の概略平面図である。
【図８】図８は、図７のＡの実施形態の断面図を示す。
【図９】図９のＡ〜Ｅは、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、ある期間に亘ってアームを通過して前進する液体のチャネリングを示す、図７のＡ及びＢの実施形態のアームの一部の断面図を示す。
【図１０】図１０は、経膣的に放出された液体を収集し、電気化学的に分析し、情報を無線で伝送するための、システムの一実施形態の概略平面図である。
【図１１】図１１は、図１０の実施形態の断面図である。
【図１２】図１２は、一つの又はそれ以上の実施形態に係る、超小型電子機器と接続されたバイオセンサを示す。
【図１３】図１３のＡ〜Ｄは、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、電気化学的検出システムに用いられ得る電気化学的バイオセンサを示す。
【図１４】図１４は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、電気化学的ＤＮＡバイオセンサによるＤＮＡの検出の概略図である。
【図１５】図１５は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、スキャフォールドバイオセンサによる、抗体の検出の概略図である。
【図１６】図１６は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、電気化学的アプタマバイオセンサによる、コカイン又はプロカインの検出の概略図である。
【図１７】図１７は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、生理用パッドの比色分析検出の裏面の概略図である。
【図１８】図１８は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、電気化学的検出システム内の流体の流れを分散するための二分岐体の概略図である。
【図１９】図１９は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、電気化学的検出システムから外部デバイスへの、データの伝送及び処理を示す概略図である。
【図２０】図２０は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、一つのＳＭＰ又は複数のＳＭＰのパッケージの、携帯電子デバイスへのペアリングを示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、例示の携帯デバイスのアプリケーションからの一連の画面である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
本開示は、新規の、使い捨ての（例えば、パッド、タンポン、生理用カップ又は類似構造の形式の）女性用衛生用品を記載し、当該女性用衛生用品は、マイクロプロセッサ、バッテリ及びトランシーバとともに電気化学的な紙流体のプラットフォームを埋め込むが、以下では、「統合診断デバイス」、「膣液監視デバイス」、又は「高性能生理用パッド」若しくは「ＳＭＰ」等とも称する。例えば、バイオセンサの液体を分析し、その結果を、電気化学的検出を通してディジタル信号へ変換することによって、体液（例えば、月経血）を分析する専用センサは、ヒトの健康及び一般的な健康状態を監視することができる。一つ又はそれ以上の実施形態に係る、統合診断デバイスの利点は、これらに限定するものではないが、監視、分析及び報告が、単純に、並びに患者による最小限のステップ及び介入とともに、遂行され得ることである。女性用衛生用品が配置され、全体の診断が活性化されると、プロセスは、患者による処理をさらに要求しない。多くの人々は血液又は他の体液を扱うときに心地良く思わないので、清潔かつ非侵襲な方法で健康情報を取得できることは、魅力的である。
【００３９】
統合女性用衛生デバイスは、例えば、適切に修正された女性用衛生用品、並びに統合された電気化学の紙ベースのマイクロ流体工学及びマイクロエレクトロニクスを用いて、膣液収集を提供し、廉価な、非侵襲の、便利な、及び信頼できる健康の監視及び診断の利益を提供する。本明細書に用いる膣液は、膣内に含まれ、又は膣から排出される生体液を意味する。議論は、月経液の、例えば、月経時に流出する血液、細胞及び他の体液の、収集及び分析に向けられるが、膣液は、女性の月経周期の他の期間に放出される経膣的な放出物も含む。
【００４０】
本発明の別の態様は、例えば、おむつ又は成人向け失禁パッドに統合される診断又は健康監視デバイスを用いる体液の収集である。デバイスの構造及び動作は、女性用衛生用品及び血液を参照して記載するが、おむつ又は成人向け失禁パッド及び他の体液に適用例を見出し得る。
【００４１】
液体監視デバイスを例示するために、以下の記載は、選択的に高性能生理用パッド（ＳＭＰ）等と称されることもある、生理用パッドを用いて提供される。しかしながら、その特徴及び動作は、物品の範囲で検討される。ＳＭＰにより、女性の健康に関係する、月経血の生体指標の分析、及び暗号化された健康情報のスマートフォンへの無線伝送が許容される。電気化学的な紙の流体プラットフォーム及び支持デバイスは、他の女性用衛生用品にも統合され得、又は健康状態に対するスクリーニング及び検査にも用いられ得る、尿若しくは便の収集のための他のデバイスと統合され得ることは理解されるであろう。
【００４２】
一例において、ＳＭＰを用いる女性は、液体監視デバイス上に又はそのパッケージ上に設置された、例えば、ＱＲコード（登録商標）、ＲＦＩＤセンサ又は他のセンサを介して、膣液監視デバイスと電子デバイス（電話、タブレット又は他の電子デバイス）との間に通信リンクを確立することができる。ＱＲ／ＲＦＩＤは、電子デバイスにより可読である固有のＩＤ（ＵＩＤ）を含む。
【００４３】
一方で、ユーザは、液体監視デバイスと相互作用するように設計された、アプリケーションに、例えば、携帯デバイスのアプリケーションに、ＵＩＤを手動で入力することができる。このステップは、ＳＭＰを電子デバイスにペアリングする、潜在的に２ステップの照合のうちの第１のステップである。１ステップの照合において、ＵＩＤは、携帯デバイスのアプリケーションに登録され、例えば、ブルートゥース（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）ローエナジー、ＮＦＣの送信機を用いて又は他のラジオ伝送周波数を介して、即座にＳＭＢと電気的にペアとなる。ＳＭＰから情報を伝送する別の方法は、指定されたデバイスとの一対一接続をバイパスすることである。イーシム（ｅ−ＳＩＭ）技術をＳＭＰに組み込んで、それによって、トランシーバを置き換えて、ＳＭＰは、組み込みシム（ＳＩＭ）カードのソリューションをそのハードウェア内に組み込む。ＧＳＭ（登録商標）、ＣＤＭＡ又は同様のものを通して、ＳＭＰは、スマートフォンが今日できるのと同じように、クラウドサービスと直接通信することができ、携帯通信網に亘ってデータを直接伝達することができる。
【００４４】
さらに、ＳＭＰがそのデータを伝達するのに利用可能なデバイスがないならば、ＳＭＰは、そのＵＩＤを通してペアリングしなくとも、他の周辺デバイス５０４に安全に接続することができる（図２を参照）。ＳＭＰ上のトランシーバが、別の、ペアになっていないデバイスからレシーバを検出し、かつデバイス５０４が、指定されたアプリケーションも実行しているデバイスとして、ＳＭＰによって認識され得るＩＤを共有しているならば、ＳＭＰは、暗号化４９０を用いて、そのデータをオフロードでき、ＳＭＰからの情報を、クラウドサービス６００に、直接（又は、例えば電話である他の電子デバイスを通して）送付できる。デバイスは、複数のＳＭＰともペアになり得る。
【００４５】
２ステップの照合システムにおいて、電子デバイスは、ＵＩＤを読み取るとともに特定し（又は、ＵＩＤを、電子デバイスのアプリケーションに手動で入力し）、電子デバイスのアプリケーションは携帯デバイスをクラウドサーバに接続する。クラウドサーバは、全てのＵＩＤを記録しており、各ＵＩＤに関連する、対応する固有のパスコードも有し、パスコードは、暗号化キーとして用いられる。このパスコードは、ＨＴＴＰ、ＨＴＴＰＳ、ＧＳＭ（登録商標）又は類似の方法を用いて、携帯デバイスに、安全に伝送される。パスコードが携帯デバイスにより受信されると、ＳＭＰを携帯デバイスと有効にペアにするためにＳＭＰに送信され得るパスコードは、情報を表示する機会を提供する錠前として機能する。２ステップの照合サービスは、一つのデバイス及び一つのＳＭＰのみが、互いに接続されることを保証する一方で、クラウドサーバが、どのＳＭＰ及びデバイスが接続されているかを中枢として識別することも保証する。
【００４６】
デバイスは、１ステップの照合を通してＳＭＰと接続されただけであれば、デバイスは、ＳＭＰからの暗号化された情報を読み取ることはできず、デバイスは、ＳＭＰからのデータを、クラウドサービス６１０に、安全にアンロードするルーティングシステムとして機能することができるだけである。このシステムにより、デバイスを持たない人々は、ＳＭＰを利用し、情報をＳＭＰからクラウドサービスにアップロードし、インターネットに接続された任意のデバイスからこの情報にアクセスすることが許容される。ＳＭＰからの情報にアクセスするために、このデータにアクセスするための情報は、一つのＳＭＰ又は複数のＳＭＰ７１０のパッケージのいずれかのパッケージ上に直接記載されてもよい。
【００４７】
ユーザは、携帯デバイスのアプリケーションを通して通知を受け取り、アプリケーションは、ブルートゥース（登録商標）、又は類似の送信機／受信器をオンすることを要求する。この通知は、ユーザがＱＲコード（登録商標）／ＲＦＩＤをスキャンしているときに、彼／彼女に送信されてもよく、又は通知が送信される前に、最初に、ユーザがアプリケーション内でＳＭＰを有効にしなければならない、というのであってもよい。ユーザのデバイスが自動でそのトランシーバをオンするか、ユーザが、指定されたアプリケーションからのプッシュ通知を介して、ＳＭＰとのペアリングを開始するユーザのデバイス上のトランシーバをオンするように要求されるか、のいずれかである。
【００４８】
ブルートゥース（登録商標）をオンすると、デバイスは、範囲内のＳＭＰを探索する。ユーザがＳＭＰを使用することを開始し、それによって、小型のマイクロバッテリをオンして初めて、ユーザのデバイスのブルートゥース（登録商標）は、ＳＭＰからのデータを受信することができる。
【００４９】
一実施形態において、マイクロバッテリは、常時オンしているが、電流を、電極、バイオセンサ及びＭＣＵを通して送り出すためには、湿潤している必要がある。他の実施形態において、バッテリは、オフしているが、いくつかの方法でオンすることができる。一実施形態において、バッテリは、パッケージが開封されると、バッテリから抜け出し、バッテリをオンするスイッチとして機能する小さい配線を、パッケージの開口からバッテリに接続することによってオンする。このことは、たとえバッテリが数ヶ月間又は数年間棚の上に置かれていたとしても、バッテリが使用されないままでの、長い保存可能期間を可能にする。あるいは、マイクロバッテリは、パッド上の小さいボタンを押下することでオンしてもよい。
【００５０】
バッテリ寿命をさらに確保するために、パッドは、最初にＶＦでパッドが湿潤するまで、未接続のままであるように構成され得る。パッドが湿潤することにより、電気回路がクローズし、電気回路は、システムをオンし、電流が、電極を通してバッテリからバイオセンサ及びＭＣＵに流れることを許容する。
【００５１】
バッテリがオンするとすぐに、バッテリは、マイクロプロセシングセントラルユニット（ＭＣＵ）に少量の電流を送り出し、ＭＣＵを活性化する。ＭＣＵは、三つの電極すべて（対電極（ＣＥ）、参照電極（ＲＥ）、作用電極（ＷＥ））と通信し、また、ペアとなるブルートゥース（登録商標）デバイスを探索するトランシーバを通して、バッテリのＵＩＤを送信する。
【００５２】
図２０に見られるように、フローチャートは、一つのＳＭＰ又は複数のＳＭＰ７１０のパッケージのいずれかが、どのように、デバイス５０１、５０２又は５０３とペアになるかを示す。パッケージからＵＩＤを収集するために、まず、ユーザは、例えば、電話の、デバイスを用いて、ＱＲコード（登録商標）の画像を取得するか、ＲＦＩＤをスキャンするか、手動でアプリケーションにＵＩＤを入力するかのいずれかをする。その後、アプリケーションは、ＨＴＴＰ、ＨＴＴＰＳ、又は類似のプロトコル５９５を用いて、クラウドサービス６１０に安全に接続し、クラウドサービス６１０から、中央データベース６２０において、ＵＩＤは配置され、対応するパスコードはデバイスに送り返される。よって、情報を復号化しアプリケーション内で情報を視覚化するパスコードを用いて、デバイスは、ＳＭＰから暗号化されたデータを読み取ることができる。
【００５３】
パッケージ７１０には、一つのデバイスも使用せずに、どのようにＳＭＰからのデータにアクセスできるかについての詳細情報が書き込まれてもよい。これは、ユーザが、インターネットに接続された任意のデバイスから、ＳＭＰからの情報にアクセスできる、クラウドサービス６１０へのログイン情報であってもよい。
【００５４】
ペアになると、ＳＭＰからの分析の結果は、電子デバイスに伝送することができ、クラウドサーバにも伝送することができる。ＭＣＵは、インピーダンスの変化を登録し得、このとき、インピーダンスの変化が対象の分子が存在することを示していると解釈し得る。準備ができると、ＭＣＵは、例えば、ブルートゥース（登録商標）、ブルートゥース（登録商標）ローエナジー、ＮＦＣ、ＧＳＭ（登録商標）、ワイファイ又は類似のものを用いて、処理されたデータ又は生データのいずれかをデバイス又はクラウドサーバに伝達し、デバイス又はクラウドサーバは、生データを読み取り解釈する。このデータは、バイオセンサからの予備検査結果、完了した検査結果、検査と関連するタイムスタンプ、及びＭＣＵ上で動作するソフトウェアのバージョンであってもよい。処理能力及びバッテリ性能に応じて、データの処理のすべてはＭＣＵ内でも生じ得るが、しかしながら、すべての生データ（例えば、電流、電圧、タイムスタンプ等）は、常時、クラウドサービスに伝達され、保存される。
【００５５】
電子デバイス及びＳＭＰの両方が相互に探索しているときに、特定されると、それらは、それらの固有の情報を共有し成功裏にペアリングを終える。パッケージによって特定のＵＩＤが既に読み取られたデバイスのみが、ＳＭＰからのデータを成功裏に表示することができる。トランシーバが、ペアとなるデバイスを見つけることができなければ、ＳＭＰはスリープモードに遷移する。ユーザのデバイス及びＳＭＰがペアになると、デバイスはトランシーバからデータを受信し得る。
【００５６】
この時点で何も（例えば、対象の生体指標から生成される信号も）検出されなければ、ＭＣＵはスリープモードに遷移し得る。一定の間隔で、ＭＣＵは、起動し、ＣＥ、ＲＥ及びＷＥと通信することによって電気インピーダンスを確認する。
【００５７】
ＳＭＰシステム内のバッテリが電源オンすると、バッテリは、電流を、ＭＣＵを介して送り出し、ＭＣＵをスリープモードからアウェイクモードに起動する。ＭＣＵは、電流を、作用電極を通して、バイオセンサに送り出すことができる。バイオセンサから、電流は、電流／インピーダンスを登録してこの情報をＭＣＵに送り出すポテンショスタット／チープスタットを通って伝わる。ＭＣＵは、ベースラインからの変化があれば登録し、それによって、対象の生体指標があるかどうかを解釈する。ＭＣＵがバイオセンサからデータを受信すると、ＭＣＵは、常時、情報を、タイムスタンプし、暗号化し、ＳＭＰ上のＮＶＲＡＭに保存する。
【００５８】
その後、ＭＣＵは、レシーバの探索を開始するトランシーバをオンし、同時に、そのＵＩＤをブロードキャストする。レシーバ（ＭＣＵがペアとなっているデバイス、又はアプリケーションを伴う任意のデバイス）が見つからなければ、情報は、ＭＣＵにストアされ、ＭＣＵ及びトランシーバは、スタンバイモードに遷移する。例えば、１、５、１０又は３０分毎に、ＭＣＵは、ペアとなっているデバイス又はアプリケーションを伴う任意の他のデバイスを探索するトランシーバを起動する。
【００５９】
適切なレシーバ（ペアとなっているデバイス、又は適切なアプリケーションを伴うデバイス）が配置されると、ＳＭＰにストアされている任意のデータをデバイスにオフロードする。これは、例えば、センサからの予備検査結果、完了した検査結果、又は検査と関連するタイムスタンプ、及びＭＣＵ上で動作するソフトウェアのバージョンであってもよい。伝送されるすべてのデータは暗号化され、デバイス５０１又は５０２が、データを復号化するために用いられる対応するパスコードを有するならば、伝送されるすべてのデータは、デバイスによってのみ読み取ることができる。前述したように、このパスコードは、最初にクラウドサービス６１０によって受信される。
【００６０】
その第１のデータパッケージをオフロードした後で、ＭＣＵは、デバイス５０１若しくはデバイス５０２により要求されて、又はクラウドサービス６１０から要求されて、いずれかにより、デバイスから伝達される必要がある任意の新規のソフトウェアアップデート又は処理が、あるかどうかも確認する。ソフトウェアアップデートは、暗号化アルゴリズムをアップデートすること、又はデバイス上の時間、バイオセンサを較正するのに用いられる新規の情報、ＳＭＰ上で動作する新規の若しくはさらなる検査、若しくは別のコマンドを更新すること、であってもよい。この手続が完了すると、ＭＣＵには二つのオプションがある。二つのオプションは、再びスリープするために、コマンドによりウォッチドッグサービスを起動することと、再びいつオンするか、新たな動作をいつ実行するか、又は、いつ、すべてのデータを削除してバッテリが空になるまでバッテリを駆動させるか、に対する計画を始動すること、である。
【００６１】
ＳＭＰがさらなるアクションを実行する必要があれば、ＭＣＵは、スタンバイモードに遷移し、ウォッチドッグサービスをオンする。例えば、１、５、１０又は３０分の間隔で、ＭＣＵは、再びオンし、バイオセンサで実行され得る任意のさらなる検査があるかどうかを確かめる。バイオセンサが分析を終えると、ＭＣＵは、新たなコマンドを受信する可能性に、再び、よって、すでにペアになっているデバイス又は任意の他の適切なデバイスのいずれかに、データをオフロードする。
【００６２】
すべての処理が実行されると、ＭＣＵは、すべてのデータを削除し、それ自身を永久に無効にするように、システムに命令する。
【００６３】
女性に生理があると、血液はパッドの層を通って広がり、紙ベース、シリコンベース、又は他のものであってもよい、マイクロ流体チップに到達する。紙ベースのマイクロ流体チップの場合に、毛管力は、経膣的な放出物を、電気化学的検出又は測定が行われ得る特定の位置に向かわせる。これにより、電流又はインピーダンスに変化が生じる。ＭＣＵが「ウェイクアップ」し、電流又はインピーダンスのこの変化を検出すると、ＭＣＵは、トランシーバを通して電話又は他の受信デバイスに信号を送信する。電話が近くになければ、ＭＣＵは情報を保持し、スリープモードに遷移する。ペアとなるデバイスが検出されるとすぐに、情報は、暗号化され、暗号化された情報を解読し表示することができるデバイスに送信される。データは、クラウドにも送信されて、ストアされ得る。
【００６４】
電気化学的な紙流体デバイスにおいて、特定の生体指標（例えば、分子、タンパク質、抗体、抗原、ＤＮＡ及びｍＲＮＡ、ホルモン、ビタミン）又は慢性疾患に対する投薬レベルが、分析され、検出される。特定の生体指標は、以下も含むが、これらに限定するものではない。
【００６５】
ビタミン（例えば、ビタミンＤ及びＢ１２）、ミネラル（例えば、カルシウム、フェリチン、鉄分、マグネシウム、リン、カリウム、ナトリウム）、例えば、ＳＴＤｓ（例えば、クラミジア、淋病、ヘルペス２型、ＨＩＶ、梅毒、ｈｒ−ＨＰＶ、トリコモナス症）である感染性疾患、菌類（例えば、カンジダアルビカンス）、感染症／炎症（例えば、ＣＲＰ、Ｔ細胞数、Ｂ細胞数）、心臓血管の生体指標（例えば、コレステロール、トリグリセリド、ＨＤＬ、ＬＤＬ）、癌（例えば、癌１２５、癌１５−３、１９、９、２７−２９、ｐ１６、ファロピウス管癌）、受胎能力の生体指標（例えば、エストロゲン、ＦＳＨ、ＬＨ、プロゲステロン、ＧｎＨＲ）、甲状腺状態（例えば、Ｔ３、Ｔ４）、腎臓の生体指標（例えば、クレアチニン、尿素窒素）、肝臓の生体指標（例えば、ＡＬＡＴ、ＡＳＡＴ）、血液の状態（例えば、ヘマトクリット、ヘモグロビン、ＥＰＯ、ヘモグロビンＡ１Ｃ）、薬物管理（例えば、ワルファリン、リチウム、メトトレキサート、化学療法薬、ジゴキシン、デシプラミン）。
【００６６】
（紙ベースの又はそうでない）マイクロ流体デバイスを、このソリューションに含まずに、血液が電極に直接到達するようにしてもよい。この場合において、電極は、生体指標が存在するときに電流又はインピーダンスに変化を生じる、対象の特定の生体指標を検出するように被覆される。
【００６７】
図１は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、月経液又は膣液の監視デバイスの概略図を提供する。デバイスは、経膣的な放出液（ＶＦ）を収集し、含有し、チャネリングするためのサブシステム１００−１９９を含む。これらは、流入口１６０と直接接触するパッドの底に向かって液体１５０を導き得る、タンポン１０１、生理用パッド１０２、パンティライナ１０３、及び生理用カップ１０４等の、ＶＦを吸収する製品を含む。複数の流入口１６０は、紙流体のシステム１７０等のチャネリングデバイス１５０にＶＦを導く。月経液又は膣液の監視デバイスは、ＶＦ中の生体指標（例えば、抗体、抗原（細菌、ウィルス、寄生生物、菌類等）、ミネラル、ビタミン、脂質）を検出するための、バイオセンサ２００−２９９も含む。複数のバイオセンサが組み込まれ得る。バイオセンサは、月経液又は膣液中の検体の識別及び／又は特性評価のために電気化学的検出を用いる。月経液又は膣液の監視デバイスは、システムを制御しバイオセンサから取得されたデータを伝送する、超小型電子ユニット（ＭＣＵ）３００−３９９も含む。ソフトウェア４００−４９９及びハードウェア５００−５９９は、データを処理し、データの視覚化及びデータのハンドリングを提供する。中央サービス６００−６９９は、情報及びデータをハンドリングするために含まれてもよい。
【００６８】
液体、及び検出され得る設定のタイプの生体指標を収集し分析する方法も記載する。一つ又はそれ以上の実施形態に係る、プラットフォーム内のコンポーネントの説明を、図２に示す。バイオセンサ及び超小型電子機器１００が組み込まれる女性用衛生用品は、タンポン１０１、パッド１０２、パンティライナ１０３又は生理用カップ１０４等の異なるフォーマットで示される。バイオセンサが、ある生体指標を検出すると、データは暗号化され（４９０）、スマートフォン５０１、コンピュータ５０２、タブレット５０３、又はスマートウォッチ等の他のデバイスであり得るユーザのデバイス５００に安全に伝送される（３８０）。解釈、記憶及び経時的追跡を含む、統合診断デバイスから受信されるデータの分析は、携帯電子デバイスにストアされたアプリケーション上で、又は遠隔の位置で実行され得る。
【００６９】
アプリケーションは、ＭＣＵからデータを受け取り、デバイス上に又はコンピュータからのブラウザウィンドウ内に、ユーザが使いやすい方法でデータを表示する。データは、例えば、図２１の第１のディスプレイに示すように、一般人口のレベルとも対比される、生体指標の月々のレベル変動のグラフィカルな提示であってもよい。同じ図の第２のディスプレイに示すように、これは、オン／オフの提示の疾患（又は女性に対する標準値を越える他の状態）を有してもよく、患者が医療支援を求めるべきであることを指し示してもよい。アプリケーションは、図２１の第３のディスプレイに示す、女性のプロファイル（年齢、性別、身長、体重、性的活動レベル等）を含み得る、設定画面も備える。また、アプリケーションは、ユーザに行動変化を提案してもよく、このとき、このアドバイスは、バイオセンサから捕獲されたデータの混合からだけでなく、ユーザによって生成される、他のセンサ又はソースからの他の入力からももたらされる。ユーザの健康に極めて重要である生体指標が検出されると、アプリケーションは、ユーザに医師から医療支援を求めることを提案してもよい。
【００７０】
携帯デバイスのアプリケーションは、ユーザに、ある生体指標又は複数の生体指標のレベルが月々どのように変化しているかについて、グラフィカルな提示とともに数値及びテキストで提示する。ＳＭＰからのデータは、ＭＣＵによって捕獲され、ＭＣＵは、ポテンショスタット／チープスタットを通して、バイオセンサ１（又は２又は３又はｎ）からのインピーダンスの変化を登録する。ＭＣＵの製造から、液体分析からの正常値が何に見えるかというリファレンスの基礎値のデータセットが、ストアされる。というのは、電極又は紙流体のデバイスを被覆する、検体に基づいている、特別な検出パターンのためにプログラムされた各バイオセンサは、バイオセンサにおいて電気化学的読み出しが何に見えるはずであるかという電気化学的レシピを備えるからである。ポテンショスタット／チープスタットから送信される電気信号は、サイクリックボルタンメトリ、矩形波ボルタンメトリ、線形スイープボルタンメトリ及び陽極ストリッピングボルタンメトリを実行するために必要な、複数の可能性のある波形を通して、読み取られる。バイオセンサからもたらされる生データを理解するために、ＭＣＵは、ベースライン／バックグラウンドのリファレンスとして使用されるものである、そのソフトウェアにストアされるリファレンスデータを、製造時から備える。バイオセンサからの読み出し値が、電流が増加するか又は減少するかのいずれかであるベースライン／バックグラウンドのリファレンスデータと異なるならば、このことは、定性的に、対象の生体指標が検出されたかどうかだけでなく、対象の生体指標の存在する量も規定する。それは、定性的及び定量的の両方であってもよく、対象の生体指標に依って、それらの一つであってもよい。
【００７１】
バイオセンサの読み出し値を理解し、処理するのに要求される情報は、ＭＣＵ３４０上にストアされるか、デバイス５０１、５０２若しくは５０３によって読み取られ理解されるか、又はクラウドサービス６１０からの直接の計算として実行されるか、のいずれかであればよい。
【００７２】
このデータを受信した後、ＭＣＵは、異なるバイオセンサから受信する情報を暗号化し、暗号化した情報をユーザのデバイスに送信する。デバイスは、各バイオセンサが何を検出したかを認識するようにプログラムされ、デバイスは暗号化パターンを認識しているので、情報を復号化して、各バイオセンサからのインピーダンスの相対変化を、生体指標の濃度に変換することができ、又は単に、生体指標が存在していることを検出することができる。例えば、アプリケーションは、例えば、ＳＴＤが「存在する」又は「存在しない」という性感染症に対する生体指標の存在を認識するようにプログラムされ得る一方で、アプリケーションは、ビタミンＤの濃度のレベルを計算するようにプログラムされ得る。他の実施形態において、データは、ストアされ得るが、ユーザに直接に提示されなくてもよい。特定のバイオセンサによって、アプリケーションは、単に、ユーザに「医者に見てもらいに行ってください」といったタイプのメッセージを通知してもよいが、他の生体指標は、「普通以上」又は「普通以下」であってもよい。アプリケーションは、ＭＣＵから受信するデータを、アプリケーションのソフトウェアに設定されている、若しくはクラウドからプルダウンされるベースライン／バックグラウンドのリファレンスデータ、又はＭＣＵ３４０から直接受信する情報と対比するので、アプリケーションは、このことを認識する。アプリケーションは、経時的にデータをストアし、集約し、対比し、表示することもできる。例えば、アプリケーションは、月々の生体指標の変化を示すことができる。生体指標がコレステロールのレベルを測定でき、生活様式及び食習慣によって、そのレベルは減少又は増加する、というものでもよい。アプリケーションは、結果及びユーザの望みに基づいてアドバイスを与えることができる。アルゴリズムはアプリケーションにプログラムされ、アルゴリズムにより、生体指標値と、ユーザのプロファイル又はアプリケーション内でユーザに直接尋ねられユーザが回答する質問からの潜在的な情報とに基づいて、アプリケーションが、ユーザの健康を改善するためにユーザがどのように行動を変え得るかについての理にかなった提案を見つけ出すことができる。この情報は、ステップ追跡アプリケーション等の他のアプリケーションから収集されてもよく、アプリケーションは、例えば、先月に取得されたステップと、並びに、このことが、このタイプの運動及び健康に関係するある生体指標にどのように作用するかと、に基づいて、ユーザが運動を増やすように働きかけてもよい。
【００７３】
これは、活動のレベルを追跡し、活動のレベルが、例えば、ユーザのコレステロールにどのように作用するかを理解する運動アプリケーションと直接統合されてもよい。コレステロールは、毎月追跡され得、生活様式に基づいて変化し得る、生体指標の一例に過ぎない。
【００７４】
他の実施形態において、例えば、デバイスが女性用衛生用品１００と結合されていないとき、他のデバイス５０４は、暗号化されたデータを、読み取りはしないが収集し、個人又は他のユーザ（例えば、医療健康の専門家）がログインし情報を表示し得る中央データプラットフォーム６００に、データを直接送信することができる。ある実施形態において、個人は、異なる目的、例えば、科学及び研究のために、ユーザのデータ６４０を中央データプラットフォーム６００と共有する許可を求められてもよい。例えば、病院内の、又は一般開業医６３０における、クラウドサーバ６１０、データベース６２０、物理記憶サーバであり得る中央データプラットフォームにデータが送信される（５９５）前に、当該データは、暗号化され得る（５９０）。
【００７５】
ＭＣＵに組み込まれる暗号化ソフトウェアを用いて、ＳＭＰと電子デバイスとの間で送受信されるデータは、トランシーバを介して共有される前に暗号化され復号化され得る。ＳＭＰのＵＩＤに関係する、２ステップの照合処理にて記載される固有のパスコードは、デバイスにより用いられるキーとして機能し、ＳＭＰから送信されるデータを復号化する。主にＨＴＴＰＳにより用いられるＲＳＡ及びエルガマル（ＥｌＧａｍａｌ）のような公開キーアルゴリズム等の、様々なタイプの暗号化アルゴリズムは、ウェブ通信を暗号化するために用いられ得る。個別のファイルを暗号化することで人気がある、ＣＢＣモードで動作するＡＥＳのような対称キーアルゴリズムも用いられ得る。ソリューションの将来の実施形態において、我々は、ビットコインから知られるブロックチェーン技術を用いることは、データをハンドリングするための安全なネットワークとしても役立つことを予測している。
【００７６】
月経液又は膣液の監視デバイスは、女性用衛生用品に統合される電気化学検出システムを含む。バイオセンサは、デバイスの電気状態の、例えば、伝導性、電圧、電流、インピーダンス等の、変化を利用するように設計されるので、例えば、使用済みの女性用衛生用品を処理する必要も無しに、遠隔で検出及び分析を行うことができる。一つ又はそれ以上の実施形態に係る、バイオセンサが組み込まれた女性用衛生用品の一例を図３に示す。一例として生理用パッドを示すが、タンポン、パンティライナ及び生理用カップにより例示されてもよい。図は、（ＶＦ収集体１００の一例として）生理用パッドの異なるレイヤを示す。ＶＦは、パッド１１０の表層の中央１２０に収集され、ここで、パッドはＶＦのための高い吸収性を有する。ＶＦは、パッド１３０の第２層に収集される。収集パッド１３０は、フィルタも含み得、又は膣液の特定の成分をバイオセンサから排除する細孔径を有し得る。例えば、パッド１３０は、粒状物質又は細胞を排除するように構成され得る。パッド１３０は、表面の保護層１５１上に、ここでは４つの流入口が示されているが、複数の流入口と直接接触し、ソリューションに組み込まれる任意の超小型電子機器３００とともに、バイオセンサプラットフォーム２００を、ＶＦから遮断する。液体の流れを流入口及びマイクロＶＦ収集体１６１に向かって導くための、パッド１３０に組み込まれるチャネリングシステム（図示せず）があってもよい。一つ又はそれ以上の実施形態において、マイクロ流体経路は紙ベースの流体システムである。１６１によって吸収されるＶＦのみが、例えば、紙ベースのバイオセンサの場合の毛管力によって、バイオセンサプラットフォーム２００に向けられる。底層１４０は、パッドの内部にＶＦを確実に保持するプラスチック層である。
【００７７】
図４は、一つ又はそれ以上の実施形態に係る、電気化学検出システムの分解図である。吸収層１２０、及び収集パッド１３０の第２層の直下は、流入口の開口１６０を伴う保護層１５１である。保護層１５１は、液体に対して不浸透性を有し（プラスチック又は疎水性の材料であってもよく）、組み込まれた任意の超小型電子機器３００とともにバイオセンサプラットフォーム２００を保護する働きをする。流入口の開口は、マイクロ膣液収集体１６１にＶＦを導き、毛細管液体チャネリングシステム１７０を通して、分析のために、バイオセンサプラットフォーム２００にＶＦを供給する。流入口は、ここに示すように互いに隣接して、若しくは図６に示すように互いに重なり合って、又は別の構成で、整列され得る。例えば、図７のＡ及び図７のＢを参照。流入口は、様々なサイズ及び形状、例えば、円形、正方形又は長方形であってもよい。
【００７８】
保護層の直下には、バイオセンサ及び超小型電子機器に向かって液体がチャネリングするためのマイクロ流体システムがある。バイオセンサ２００及び超小型電子機器３００は、システムがパッド１４０の底層にあるＶＦと接触することを防ぐ、パッドの底部の保護層１５２に備え付けられる。このように、バイオセンサプラットフォーム及び超小型電子機器は、これらが組み込まれると、完全に密封され、流入口を通って吸収されたＶＦを除いて、どのＶＦとも意図せずに接触する、ということはない。
【００７９】
一つ又はそれ以上の実施形態において、マイクロ流体システムは、可撓性プラットフォームに基づいている。女性用衛生統合デバイスが身につけられているとき、可撓性は、ユーザの通常の動作に順応する。一つ又はそれ以上の実施形態において、マイクロ流体デバイスは紙ベースのシステムである。紙ベースのマイクロ流体デバイスは、ポイントオブケア診断のための分析デバイスを発展させる有望かつ廉価な技術である。紙ベースのマイクロ流体技術は、他の領域と同様に、健康の診断及び監視を含む様々な適用例に対して、液体のハンドリング及び液体分析のための高性能なシステムを提供する。紙がマイクロ流体システムを構築するための魅力的な基板であるいくつかの理由は、至る所に存在しかつ安価であること、多くの化学的な／生化学的な／医学的な適用例と適合性があること、及び液体の流れに対する毛管力を活用し、ポンプ等の外部の力を適用する必要がないことを含む。紙ベースのマイクロ流体システムは、低コストであり、扱いやすく、使い捨てにできる。
【００８０】
超小型電子機器は、紙のプラットフォーム（又は他の可撓性プラットフォーム）にも備え付けられ、バイオセンサとの相互作用及び通信のために配置され得る。電気部品は、より安価に、より低電力に、特徴サイズがより小さく、及び特徴サイズにおいてナノスケール分解能までに至ることもある電子装置の縮小により性能がより向上し、結果として、これらの、一つ又はそれ以上の実施形態に係る健康監視診断への統合が可能に、なりつつある。
【００８１】
コンポーネントの物理的サイズが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）又はマイクロコントローラユニット（ＭＣＵ）のミリメートルサイズにまで縮小しているにも関わらず、なお、計算能力は、複雑なアルゴリズムの計算を実行する、組み込まれたソフトウェアに電力供給するのに十分強力である。電子装置の小型化は、例えば、スマートフォン、接続された腕時計、及び、数億個のユニットのスケールで製造される他のデバイスの、台頭を可能にした。
【００８２】
この発展は、ポテンショスタットの大きさ及び価格の両方を急激に縮小する原因にもなった。ポテンショスタットは現代の電気化学の研究の礎であるが、それらは、資源が乏しい状況において相対的にあまり実用性がなかった。限られた市場の成功の主な理由は、最も安価な数十万ドルでの商用販売としての、それらのコストである。安価で小さい電子装置によって電力供給される、チープスタット等の安価な電気化学ワークステーションは、薬物及び健康に関係する監視のための電気化学ベースの分析技術へのアクセスを拡大し得る。チープスタットは、ポテンショスタットの廉価な、オープンソース（ソフトウェア及びハードウェア）の、ハンドヘルドの小型なバージョンである。このデバイスは、サイクリックボルタンメトリ、矩形波ボルタンメトリ、線形スイープボルタンメトリ及び陽極ストリッピングボルタンメトリを実行するために必要な複数の電位の波形をサポートする。食物及び薬物の品質検査から高速ＤＮＡ検出までに及ぶ広い範囲の適用例に適している。
【００８３】
図６は、液体チャネリングシステム１７０とともにここに示す流入口１６０（相互の上部）を配置する別の実施形態を示す。保護層１５１の流入口１６０により、ＶＦとマイクロＶＦ収集体１６１との間の直接接触が可能になる。マイクロＶＦ収集体１６１は、容易に膣液を搬送する任意の適切な材料から形成され得る。一般的に、セルロースウェブ及び紙等の繊維ウェブは、この適用例に用いるのに特に適している。繊維ウェブは、膣液の液体の流れを促進する親水性物質で処理され、望まない領域及び方向への漏出及び流れを防ぐために（例えば、ワックス印刷を用いた）疎水性バリアで被覆され得る。液体がマイクロＶＦ収集体１６１を湿潤し、マイクロＶＦ収集体１６１に収集されるときに、液体は、バイオセンサ２００（ここに示さず）に向かって、一つ又はそれ以上の経路１７０を通って流れる。各経路は、液体が水平方向にのみ流れることを保証する不浸透性の層１５２によって分離される。
【００８４】
液体を方向付ける経路１７０は、１６１として同じ材料で作られ得るだけでなく、液体がバイオセンサに到達すると、ある生体指標の検出を可能にするのに要求される任意の方法でＶＦをフィルタし又はＶＦを取り扱うある化学物質で被覆され得る。経路は、また、図８に示すように複数の部分を備えてさらに進化して構成される。
【００８５】
経時的なＶＦの吸収及び複数のサンプルの貯蔵を許容するシステムを図７及び図８に示す。図７はバイオセンサ２００への液体分散システムの概略平面図であり、一方で図８は、同じシステムの断面図を示す。図７のＡ及び図７のＢは、二つの別途の配置のコンポーネントマイクロ流体要素を示す。
【００８６】
システムは、マイクロ流体経路１７０にＶＦを供給するＶＦメンブレンフィルタ１６２を有し得るマイクロＶＦ収集体１６１を含む。ＶＦメンブレンフィルタは、血漿又はある細胞のタイプ若しくはタンパク質をろ過することができる。それは、バイオセンサ内にあまりに大きいノイズを生み出す、ある指標と結合するサンプルの浄化ともなり得る。別の実施形態において、フィルタは１７１の各々のちょうど手前に組み込まれ得、これにより各「アーム」は、異なる生体指標をフィルタする可能性を有することになる。流入口１６０はマイクロＶＦ収集体１６１につながり、マイクロＶＦ収集体１６１はフィルタされた／フィルタされていない液体を収集する、ＶＦ収集中央ベース１６３につながり、ＶＦ収集中央ベース１６３は中央液体搬送コア１６４につながり、中央液体搬送コア１６４は複数の受け器要素１７１につながる。さらに、中央液体搬送コア１６４は下側の液体搬送ＶＦ発送体１６５につながり、下側の液体搬送ＶＦ発送体１６５はＶＦの貯蔵及び発送を許容し、その結果、連続的な液体の流れを供給する。
【００８７】
マイクロＶＦ収集体の部材１６１は、容易にＶＦを搬送する任意の適切な材料から形成され得る。一般的に、セルロースウェブ又は紙等の繊維ウェブは、この適用例に用いるのに特に適している。繊維ウェブは、ＶＦの流れを促進し得る親水性物質で処理され得る。ＶＦの漏出を防ぐために、１７０及び１８０とともに１６１の上に追加され／刷り込まれる疎水性バリアも存在し得る。しかしながら、容易に、ＶＦの流れを可能にする任意の材料は、ＶＦ収集体の部材１６１として用いられる。
【００８８】
中央液体搬送コア１６４と連絡する中央の開口を有する液体不浸透性の可撓性フィルム１５２は、ＶＦ収集中央ベース１６３を受け器要素１７１から分離する。図７のＡを参照して、放射状に延在する受け器要素１７１は、このプラスチックフィルム１５２の下面の直下に配置される。各アームは、今度はバイオセンサ２００まで外側に放射状に延在する体積ディレイヤ１７２及び体積レギュレータ１７３から成る、ＶＦ搬送要素１８０につながる。図７のＢは、マイクロ流体経路１７０及びＶＦ搬送要素１８０が、Ｆ収集体部材１６１の一側面に配置される、類似の要素を示す。ＶＦ受け器１７１、ＶＦ伝達要素１８０、ＶＦバイオセンサ２００は、別の液体不浸透性の可撓性フィルム１５２の上層にすべて配置される。他の実施形態において、１７１、１８０及び２００から成る複数のアームは、相互の上部に配置され得、それぞれのアームは、より多くの生体指標を分析することを可能にするように、１５２等のプラスチックフィルムで分離される。
【００８９】
ＶＦディレイヤ１７２は、バイオセンサ２００への液体の流れを遅延するように作用する。各ディレイヤ１７２は、すべての他のディレイヤとわずかに異なる。異なるディレイヤの各々は、異なる期間で液体の流れを遅延し、これによりＶＦは異なる時間に収集パッドの各々に到達し、異なる時間で個別の経時的なＶＦサンプルを提供し、例示的に８つの時間でここに示すがそれに限定するものではない。ディレイヤ１７２は、様々な異なる材料から形成され得る。この適用例に適合する一つの特定の材料は、液体の流れを抑制するがＶＦのような液体の存在で次第に溶解する、水溶性の高分子フィルム部材である。溶解すると、水溶性の高分子フィルム部材は、ＶＦが、ディレイヤを越えて流れることを許容し、体積レギュレータ１７３及びバイオセンサ２００を満たす。異なるディレイヤ１７２は、異なる厚さの水溶性フィルムから形成され得、又はフィルムの高分子組成物は、異なる溶解速度を確立するようにゲートの各々に適応され得る。このことは、例えば、異なる分子量を有するフィルムを選択することで実施され得る。一つの好ましい材質は、酸化ポリエチレンである。これらのフィルムの溶解性は、酸化ポリエチレンの分子量を、より溶けやすいものであるより小さい分子量のフィルムに変更することによって、調整することができる。一方で、フィルムの厚さは、より厚いフィルムよりも、より速く溶けるより薄いフィルムを用いて調整することができる。ディレイヤ１７２が溶解すると、ＶＦは通過する。ディレイヤ１７２は完全に溶解してもよく、又はＶＦを透過させるようになるだけでもよく、例えば、酸化ポリエチレン高分子化合物で埋め込まれた、布の繊維フィルム又はセルロースの繊維フィルムにより達成される。ディレイヤ１７２は、体積レギュレータ１７３と称されるものと今度は流体連結する。体積レギュレータ１７３は、それらが液体の流れ又は溶質の拡散に対して適切に不透過になる前の限られた期間に、液体の流れを許容する、液体の導管に過ぎない。これらの液体の導管は、ディレイヤからのＶＦがバイオセンサ２００に流れることを許容する。しかしながら、ある体積のＶＦが体積レギュレータ１７３を通過した後で、体積レギュレータ１７３は、溶解し、又はさらなる液体の流れ若しくは溶質の搬送に対して不透過になり、液体の経路を遮断し、さらなるＶＦの溶質（イオン、分子、生体指標）が、分析器内に又は分析器から搬送されることを防ぐ。よって、各分析器は、ディレイヤ１７２によって許容される時間にＶＦサンプルを受け取る。体積レギュレータ１７３が溶解するとき、体積レギュレータ１７３は、バイオセンサ上のサンプルを隔離し、これにより生体指標の情報は、後の収集期間からのＶＦによって、混合されず、希釈されず、又は歪まされない。本発明は、ＶＦサンプルをサンプリングして隔離すること、ＶＦサンプルを適切に保存するべくそれらをストアすること、並びにＶＦサンプルがサンプリング時間に又はサンプリング時間の近傍に排出されるＶＦを表すようにそれらをサンプリングしてストアすること、についての同様のこの基本機能を達成するすべての方法を含む。それ故、図７及び図８におけるＶＦ収集及び分析のシステムは、類似の結果を提供するあらゆるやり方で、物理的に又は化学的に変化する代わりの材料を使用し得、代わりの材料は、それらに限定するものではないが、液体の流れを妨げるために、いくらかの時間のＶＦの露出の後で架橋する、高分子化合物から成るブリッジ、及び／又はゆっくりと膨張し、ＶＦ収集体の次の流体コンポーネントとの流体連結に移動する材料に基づくゲートを含む。
【００９０】
体積レギュレータ１７３は、条件に合った溶解速度を有する任意のＶＦの溶解性部材であってもよい。特に、ブリッジは、ポリエチレンのスレッドに亘って、ＶＦの毛細管移動を許容する繊維質の表面を有する酸化ポリエチレンのスレッドであってもよい。スレッドが溶解すると、プラスチックフィルム１５２の上面にボイドが存在するようになり、それによって、さらなる液体の流れを妨げるので、液体はもはやバイオセンサ２００まで通過しなくなる。
【００９１】
コア中央液体搬送コア１６４は、流体の流れが収集部材１６１を通って連続するＦＶの移動を促進することを許容するに過ぎない、下側の液体搬送ＶＦディスパッチャ１６５につながるシステムを介して延在する。下側の液体搬送ＶＦディスパッチャ１６５は、液体の流れをさらに促進するために、超吸収性ヒドロゲル（図示せず）でさらに被覆され得る。
【００９２】
図９のＡ〜Ｅは、図７の実施形態のアームの一部の断面図を示し、一定期間に亘ってアームを通過して前進する液体を示す。点描として示すＶＦは、受け入れ要素１７１（図９のＡを参照）まで、及びディレイヤ１７２まで延在する中央液体搬送コア１６４を伝って上り、ディレイヤ１７２は、異なる時間にＶＦがバイオセンサ２００に到達することを許容する（図９のＢを参照）。ディレイヤ１７２は、異なる長さ又はサイズを有し得、これにより、受け入れ要素１７１から体積制御要素１７３までのＶＦの流れの時間は、異なる時間で遅延する。体積制御要素１７３は、バイオセンサ２００まで通過する液体の体積を制御する。第１の体積制御要素１７３はＴ１で溶解し、第２の体積制御要素１７３はＴ２で溶解し、第３の体積制御要素１７３はＴ３で溶解し、以下同様であり、液体の流れは、異なる時間で継続し得、結果として、バイオセンサ２００（図９のＣを参照）まで流れる液体の体積が異なることを許容する。繊維の体積レギュレータ１７３は、ＶＦがそれぞれのバイオセンサ２００（図９のＣを参照）まで、即座に移動することを許容する。一定期間後には、体積レギュレータ１７３は溶解し（図９のＥを参照）、体積レギュレータは狭く、毛細管崩壊によって崩壊するので、ＶＦがバイオセンサ２００まで進むことを許容する高分子材料は、存在しない又は十分に存在しない。従って、第１のバイオセンサは時間Ｔ１＋ＸにＶＦを収集することを停止し、第２のバイオセンサは時間Ｔ２＋ＸにＶＦを収集することを停止し、第３のバイオセンサは時間Ｔ３＋ＸにＶＦを収集することを停止し、以下同様であり、ここで、Ｘは、体積レギュレータが溶解するために要求される時間である。時間Ｘは、制御変数であってもよく、特に、時間平均サンプリングが所望されるならばそうである。
【００９３】
図７及び図８に示す月経血収集及び分析のシステムの様々なコンポーネントは、多数のやり方で配置され得、本発明の動作原理を満足させる限り、いくつかの要素は排除されることさえあり得る。使用時に、図７及び図８に示す時期の特定の月経血収集時間及び分析のシステムは、女性用衛生用品に当該システムを配置することによって適用される。複数のコンポーネント２００のシステムは、追加のブリッジ又はゲートがスタックされて、接続され、使用の継続時間及び全体のサンプル収集物を増やす。さらに、このタイプのシステムは、唾液から、尿若しくは他の生物学的液体若しくは非生物学的液体までにおよぶ、他の液体の単なる経時的な収集及び貯蔵に役立つことも証明し得る。バイオセンサ２００は、様々な異なる生体指標を検査することができる。とりわけ、リファレンス生体指標の総量を判断し、リファレンス生体指標を、参照されない検査された生体指標と対比するために、一つ又はそれ以上のリファレンス生体指標を分析することが望ましく、ここで、参照される生体指標の濃度は一般的に知られているものである。このことにより、検査される生体指標に対する参照される生体指標の比率を利用して、検査される生体指標の濃度を、検査されるＶＦの体積を知ることなく判断することができる。典型的なリファレンス生体指標は、電解質のバランスを判断するために用いられるリファレンス生体指標等の既知の手法を含む。ＶＦ中に見られるいくつかの生体指標は、酵素又は他の種類の分解又は化学変化が原因で急速に分解され得、貯蔵、保存、化学反応又は他の化学物質、材料若しくはコンポーネントは、生体指標によって提供される所望の情報を保存するために、バイオセンサ２００に含まれ得る。異なるバイオセンサに対して、以下、図１３〜１８についての考察を参照されたい。
【００９４】
電気化学的分析は、分析研究室の至る所に存在するが、通常、特別に訓練された専門家を要求する複雑かつ高価な機器を用いる。しかしながら、発展途上国で、現場で、又は在宅治療で使用するために、廉価であり、使い捨てでき、持ち運びでき、及び取り扱いが簡単である分析デバイスが必要である。近年、スクリーン印刷電極とともに、電気化学の紙ベースの分析デバイスは、低コストで持ち運びできるデバイスのための、特にポイントオブケアに用いるための、基礎として研究されてきた。一般的に、それらは、印刷されたＡｇ／ＡｇＣｌの擬似参照電極を採用するが、しばしば、特定の反応のために電極を被覆する他のタイプの材料が、電極を製造するために用いられてきた。Ｅ−ＤＮＡセンサ等と称される別のタイプのバイオセンサは、血液に直接さらされているときでさえも十分に機能する。Ｅ−ＤＮＡにより、未処理の臨床サンプル中の直接の、核酸（ＤＮＡ、ＲＮＡ）、（抗体を含む）タンパク質及び小さい分子の検体の、定量的で試薬不要な電気化学的検出を可能にする。そのような紙ベースの、又は可撓性のプラットフォームは、多くの疾患の状態及び状況を探るために用いられ得る。
【００９５】
月経血（ＭＢ）等の経膣的に排出された液体（ＶＦ）を収集し、電気化学的に分析し、スマートフォン５０１等のデバイス５００に情報を無線伝送するためのシステムの概観を、図１０に概略的に示す。生理用パッドに組み込まれる実際のシステムを、図１１の断面図に示す。さらに、電気化学的検出システムの概略図を、図１２に示す。
【００９６】
図１０及び図１１を参照して、高吸収層１２０及び潜在的粘着質のウィング１１１を含むパッド１１０の表層は、ＶＦを吸収するところである。収集パッド１３０の直下には、ＶＦを保護層１５１に向かって導く液体チャネリングシステム１５０がある。この層１５１は、ＶＦと直接接触することから、バイオセンサ２００及び超小型電子機器３００のプラットフォームを保護する。保護層には、ＶＦが入ることを許容する複数の流入口１６０がある。ＶＦは、チャネリングシステム１７０を通って、異なるバイオセンサ２００が配置されている複数の場所に向けられる。バイオセンサは、ＶＦから特定の生体指標を検出することを可能にする特定の分子で被覆されている。それは、被覆される紙自体、又はシステムから紙流体を排除する可能性を与える電極のいずれかであり得る。バイオセンサ２００は、電気化学的な紙ベースのマイクロ流体センサ、又は電気化学的なＤＮＡバイオセンサ、又は別の種類のバイオセンサであってもよい。
【００９７】
各バイオセンサは、対電極３１０、参照電極３２０及び作用電極３３０である三つのセンシング電極と結合される。電気化学的検出を有するバイオセンサの複数の構成を、図１００１３に示す。各バイオセンサからのすべての対電極は、デマルチプレクサ（Ａ−Ｎ  ｄｅｍｕｘ）３１１を通って流れる一方で、すべての参照電極は、別のＡ−Ｎ  ｄｅｍｕｘ３２１を通って流れる。最後に、バイオセンサからのすべての作用電極は、マルチプレクサ（Ｎ−Ａ  ｍｕｘ）３３１を通って流れる。電気化学的検出バイオセンサ及び関連する電極を、図１３に示す。バッテリ３７０は、Ｄ／Ａコンバータ３５０を介して電流を送り出す。その後、電流は、オペアンプ３１２を通って、対電極３１０を通って流れ、対電極３１０は、ＶＦ及び作用電極３３０を介して、ＩＶコンバータへ、並びに、Ａ／Ｄコンバータ３６０及び最後にＭＣＵ３４０へのローパスフィルタ３３２へと電流を送り出す。参照電極３２０は、既知の還元電位を有し、その役割は、作用電極の電位を測定し制御する際の参照として作動するものであり、なんらかの電流を通すポイントではない。これらの三つの電極は、最新の三つの電極のシステムを作り上げる。一つ又はそれ以上のバイオセンサ２００におけるＶＦから、一つ又はそれ以上の生体指標を結合することは、作用電極２３０におけるインピーダンス又は電流の変化をもたらす。このことは、ＭＣＵ３４０によって検出される電流を増やすか減らすかのいずれかである。電流の相対的な変化は、特定のバイオセンサ２００において検出される生体指標の総量と関係する。この情報／データは、ＭＣＵ３４０にストアされ、暗号化され（４９０）、最後に、無線の送信機／受信器３８０を介して、デバイス５００に、例えば、スマートフォン５０１に、送信される。
【００９８】
ＭＣＵはポテンショスタットから、データ（例えば、処理された信号データ）を受信し、例えば、電気インピーダンスの変化を参照状態と対比する組み込みソフトウェアを使用する。ＭＣＵ等の一例は、ＡＲＭ又はインテル又はテキサスインスツルメント等の企業から購入することができる。
【００９９】
ＭＣＵは、特定の時間間隔でスリープし、検査を実行するために起動するようにプログラムされる。システム内で検出されるインピーダンスが変化していなければ、ＭＣＵは、再びスリープし、別の時間間隔後に起動する。ＭＣＵが変化ひいては対象の生体指標を検出すると、ＭＣＵは、生データ及び処理されたデータの両方を暗号化し、デバイスが近くにあるとデバイスに情報を送信する。ＭＣＵが送信するデバイスが近くになければ、ＭＣＵは情報を保持する。デバイスが接近すると、情報はデバイスに送信される。
【０１００】
携帯デバイスのアプリケーションにおいて、電話がデータを受信すると、電話は、女性が結果を読むことができるように情報を表示する。いくつかの情報は「あなたは医者にかかるべきだ」等と表示されるだけであってもよい。また、電話は、記録のためのクラウドに情報を送信する。情報は、例えば（女性からの承認の後に、）研究等ために、サードパーティと潜在的に共有してもよい。彼女のデータを共有することは、匿名で実施され得る。電話は、ｈｔｔｐ又はｈｔｔｐｓを用いてクラウドに情報を送信する。
【０１０１】
図１０に概略示す、電気化学的検出バイオセンサ及びマイクロエレクトロニクプラットフォームを、図１３においても正確な配置で示す。電気化学的原理を用いて検体又は生体指標の存在又は総量を検出する任意のバイオセンサは、１つ又はそれ以上の実施形態に従って用いられ得る。電気化学的ＤＮＡバイオセンサ（Ｅ−ＤＮＡバイオセンサ）の図を図１４に示す。この場合において、作用電極３３０は、金で形成され、一個人がＶＦに検出することを望む対象のＤＮＡと相補する特定のＤＮＡ配列３３１を用いて被覆される。Ｅ−ＤＮＡバイオセンサへの対象物の結合は、電極への電子伝達の効率を変化させ、それによって、例えば、電気回路のインピーダンスを変化させる。
【０１０２】
まず、ヌクレオチドプローブストランド３３１は、金電極３３０に添付される。プローブは、合成中に、その３’末端にＣ６チオール、及びその５’末端にレドックス活性メチレンブルー（ＭＢ）を追加することによって、化学的修飾された。その３’末端にＣ６チオールを追加することは、金電極３３０上に、プローブストランド３３１のモノ自己集合層を確保する。電極は、修飾プローブＤＮＡ３３１を作用電極３３０に取り付けることで、ＶＦ中に見られる特定のＤＮＡ配列と反応するように用意されている。Ｅ−ＤＮＡバイオセンサへの対象物の結合は、電極への電子伝達の効率を変化させ、それによって、例えば、電気回路のインピーダンスを変化させる。作用電極３３０は、白金の対電極３１０及び銀／塩化銀の参照電極３２０とともにポテンショスタット３３５（例えば、チープスタット）に接続される。ポテンショスタットは、予備電極の電流を調整することによって、作用電極の電位を、参照電極に対して一定のレベルに維持する。バックグラウンドピーク性能のインピーダンスは、典型的に、２５ｍＶの振幅及び１ｍＶのステップサイズで、０〜０．６Ｖの矩形波の測定を用いて、製造時に識別される。最適な矩形波の周波数は、プローブ構造の詳細に依存する。電極は、電極に向かってＶＦを導く液体経路１７０の終端に配置される。ＶＦが関心の対象ＤＮＡ分子を含んでいれば、サイズ、構造及び濃度に依存して５〜１２０分の典型的なタイムフレームで、Ｅ−ＤＮＡは、ポテンショスタット３３５によって測定される第２の矩形波ボルタングラムにおいて、インピーダンスの変化をもたらす対象ＤＮＡを登録する。典型的な−０．３５Ｖにおけるピークの高さは、センサ準備において測定される、最初のバックグラウンド測定値から変化する。この変化の大きさは、検体の濃度と関係する。それは、このセンサの主な出力データである。
【０１０３】
図１５に示すように、Ｅ−ＤＮＡは、抗原／抗体の検出としても用いられ得る。この場合において、作用金電極３３０上に組み込まれたメチレンブルー及びチオール修飾ＤＮＡプローブは、主に、「アンカ」ストランドとして機能する。それは、金電極３３０に直接取り付けられ、関係する抗原と共有結合された第２の認識ＤＮＡストランド３３３と混成される。Ｅ−ＤＮＡバイオセンサへの対象物の結合は、電極への電子伝達の効率を変化させ、それによって、例えば、電気回路のインピーダンスを変化させる。再び、修飾作用電極３３０は、白金の対電極３１０及び銀／塩化銀の参照電極３２０とともにポテンショスタットに接続される。これらのＥ−ＤＮＡバイオセンサを製造するときに、バックグラウンド矩形波ボルタンメトリは、図１４に対して記載したのと同じ原理を用いて実行される。このバックグラウンド測定は、ポテンショスタット３３５によって変換され読み取られ、ＭＣＵ３４０に登録され保存される。このことにより、対象の分子がＥ−ＤＮＡと結合するとき、ＭＣＵは、このバックグラウンド測定に相対する電流の変化を登録することができる。ＶＦがＥ−ＤＮＡバイオセンサに到達し、かつ対象の抗体が存在するならば、ポテンショスタットによって測定され、ＭＣＵによって登録される同じ電圧のピークは減少する。この変化の大きさは、抗体の濃度と関係する。
【０１０４】
さらに、Ｅ−ＤＮＡは小さい分子３３４を検出するために用いられ得る。この場合において、図１６に示すように、作用電極３３０表面上のプローブ分子は、特定の分子の検体を結合するためにインビトロで選択され、その対象の検体と結合すると、その構造（折り畳み構造）を変化させる、アプタマ、ＤＮＡ又はＲＮＡの分子である。再び、修飾作用電極３３０は、白金の対３１０及び銀／塩化銀の参照電極３２０により、ポテンショスタット３３５に取り付けられる。矩形波ボルタンメトリは、図１００１４に記載するように実行される。バックグラウンド測定として保存され、ＭＣＵによって登録される（製造の間に実行される）ピークは、約−０．３５Ｖで見られるはずである。ＶＦがＥ−ＤＮＡに到達すると、−０．３５Ｖにおけるピークの高さは変化する。この変化の大きさは、対象の検体の濃度と関係する。
【０１０５】
経路１７０を介する等しい流量を保証するために、及び（電気化学／比色分析／Ｅ−ＤＮＡ等の）バイオセンサ２００に供給される等しい総量のＶＦを保証するために、図１００１８に説明する液体チャネリングの分岐が理想である。図１８に記載するように、経路の各々は、ＶＦ中のある分子を取り扱い、又はフィルタし、又は検出するために特定の分子で被覆され得る。経路１７０の終端において、電極を伴うバイオセンサ２００、又は様々な反応区域２６５、２６６、２６７に亘って引き出される液体に対するプレースホルダとして機能する単なる膣液ホルダ２７０の、いずれかが存在する。
【０１０６】
ＳＭＰとデバイスとの間に確立された安全な接続が存在すると、プラットフォームは、携帯デバイスのアプリケーションを用いてバイオセンサ分析からの結果を視覚化する。データがデバイスに伝送されているとき、データは、一度、アプリケ−ションによって受信され、ＳＭＰのＵＩＤと関連する特別なパスコードキー４９０を用いて復号化される。バイオセンサ分析からのすべてのデータがユーザに表示されるわけではない。このことは、データの感度に依存する。例えば（ＳＴＤ、ＨＩＶ、癌等の）疾患を表すデータは、ユーザに表示されないかもしれず、あるいは、その代わりに医療の専門家６１０に送信されるか、彼女がさらなる分析のための医療の専門家からの支援を求めるべきであることを彼女に知らせる、ユーザの画面５３０への通知によって表示されるか、のいずれかである。
【０１０７】
データがデバイスに伝送されるとき、様々な情報がアプリケーションにストアされている。デバイスの特定の位置５２１は、分析のタイムスタンプ５２２及びデバイス及びＳＭＰの両方が用いているソフトウェアは、どのバージョンかを表すメタデータ５２３とともに（例えば、ＧＰＳ、ＩＰ又はワイファイを介して）収集される。アプリケーションにおいて、ちょうど新規のバイオセンサ情報がユーザ履歴にストアされるのと同様に、ユーザの前歴５２４にもアクセスされている。アプリケーションにおいて、ユーザ履歴は、例えば、年齢、民族性、身長、体重、及びユーザを表す他の情報を記載するプロファイル５２５も有する。例えば、彼女の性的活動、彼女の運動パターン、食事パターン、又は彼女の行動若しくは健康と関係する他の質問について質問させ得る一連のアンケートも、５２５に接続される。デバイス上のすべてのデータは慎重に扱うべきであるので、デバイス上にあるときに、暗号化ソフトウェア５２６を用いて暗号化もされる。
【０１０８】
ユーザに提示されるデータは、例えばデバイス表示５３０におけるデータの視覚による解釈であってもよい。このことは、例えば、鉄の値が経時的にどのように変化したかを指し示す、例えば、グラフであってもよいが、何かをオフであってもよいかどうかを指し示す、生体指標、又は生体指標のグループに準ずるオン／オフインジケータであってもよく、ユーザに医療支援を求めるように知らせることであってもよい。
【０１０９】
デバイスからのデータは、デバイスからクラウドサービス６００へ、又は直接的に医療の専門家６１０へのいずれかに送信されてもよい。情報が医療の専門家に送信されると、情報は、医療の専門家が特別なログイン情報を用いてログインすることができる専用プラットフォームへ、又は直接的に、医療の専門家によって利用されるサードパーティサービス６１１へ、のいずれかに送信され得る。医療の専門家は、例えばすべてのセンサデータ５２４、ユーザのプロファイル情報５２５、及びＳＭＰプラットフォーム及びユーザアプリケーションからの他のデータへの、アクセスを有するアクセスレベルに依存し得る。この情報に基づいて、医療の専門家は、例えば、新規の医療の予約、薬物の処方箋等をユーザに知らせる、ユーザに返すフィードバック６１２を提供することもできる。
【０１１０】
アプリケーションからのデータは、また、暗号化され、クラウドサービス６００に送信される。データは、クラウドデータベース６２０にストアされ、ユーザは、いつでもクラウドデータベース６２０からデバイスにデータをダウンロードし戻すこともできる。データベースからは、さらに、プラットフォームのすべてのユーザに亘って、健康の特定のパターンを探す、データの集約６２１をすることが可能である。データはデータベースにストアされるので、サードパーティベンダ６４０も、ほとんど完全に匿名化されたデータストリームへの様々なアクセスを許容され得る。
【０１１１】
パッドの底層の別のバージョンを図５に示す。このソリューションは、生体指標検出の場合に、パッドの裏側の窓に示される色変化を引き起こす比色分析検出を用いることにより、超小型電子機器の必要性を排除するものである。存在のみでは十分な情報ではない、ある生体指標のレベルの量を検出するためには、カメラを伴うスマートフォンが必要とされ、又はｐＨ測定をする際にＨ＋の総量を読み取るために用いられるものと類似のパッケージに、比色分析のリファレンスが示される。結果は、デバイス４００又は５００上の携帯デバイスのアプリケーションに示される。比色分析検出のためのバイオセンサプラットフォームを図１７に示す。チャネリングシステム１７０において、特定の位置は、特定の分子（例えば、ＶＦ中の対象の抗原に対する抗体）で被覆され得る。ＶＦが、経路１７０を通過し（紙流体であれば、これは毛管力による）、第１の反応区域２６５に到達し浸透すると、ＶＦ中の抗原はこの位置に置かれた抗体と結合する。これらは固定されないので、抗原に反応していない抗体とともに、抗体−抗原の分子は、毛管力によって、抗−抗体が存在する反応区域２まで流れる。これらは、移動することができず、抗原に反応していないすべての抗体と結合する。抗体−抗原分子のみが、比色分析検出又は電気化学的検出のいずれかが実施され得る第３の反応区域までその流れを続ける。比色分析検出の場合において、色変化は、図５に示すようにパッドの裏側に示される。
【０１１２】
これらの女性用衛生用品が、一つの新製品で製造され得るだけでなく、マイクロ流体の電気化学的デバイスプラットフォームは、市場における既存の製品内にも組み込まれ得る。
【０１１３】
複数の利点のうちで特に、我々の女性用高性能パッドは、従来の研究室と対比して、要求されるサンプルの体積及び試薬の総量を削減し、反応時間を短縮し、廃棄に対するバイオハザード廃棄物の総量を減少する。
【０１１４】
本明細書に別途にて、定義され、用いられ、若しくは特徴付けられない限り、本明細書に用いられる（技術及び科学の用語を含む）用語は、従来技術の文脈においてそれらの受け入れられた意図と一致する意図を有していると解釈されるべきであり、本明細書に明確にそのように規定されない限り、理想的な意味又は過度に形式的な意味に解釈されるべきでない。例えば、特定の構成が参照されると、構成は、実質的に、完全に純粋ではないが実際的かつ不完全な実態を適用し得ることになる。例えば、ごく微量の（例えば、１又は２％より少ない）不純物の潜在的な存在は、記載の範囲内であると理解され得る。さらに、特定の形状が参照されると、形状には、例えば、製造ばらつきによる、理想形状からの不完全な変動が含まれることを意図している。本明細書に表現される割合又は濃度は、重さ、又は体積のいずれかによって表され得る。
【０１１５】
第１の、第２の、第３の等の用語は、様々な要素を表すために本明細書に用いられ得るが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきものではない。これらの用語は、単に、ある要素を別の要素から区別するために用いられる。従って、以下に記載される第１の要素は、例示の実施形態の教示から乖離せずに第２の要素と称され得る。「上に」「下に」「左に」「右に」「正面に」「背後に」及び同類のもの等の空間的に相対的な用語は、図に示すような、別の要素に対する、ある要素の関係性を記載する記載の簡便のために本明細書に用いられ得る。示す構成と同様に、空間的に相対的な用語は、本明細書に記載し、図に表す姿勢に加えて、使用中又は動作中の装置の異なる姿勢を包含することを意図していると理解すべきである。例えば、図中の装置が回転すると、他の要素又は特徴の「下に」又は「直下に」のように記載されていた要素は、他の要素又は特徴の「上に」置かれる。従って、例示の用語「上に」は、上及び下の両方の向きを包含し得る。装置は、異なって方向付けられ（例えば、９０度又は他の方向に回転され）、適切に解釈されて本明細書に用いられる空間的に相対的なディスクリプタであり得る。さらに本開示において、要素が、他の要素「の上に」、他の要素「に接続され」、他の要素「に結合され」、他の要素「と接触して」等であるように参照されるときに、直接、他の要素の上に、他の要素に接続され、他の要素に結合され、他の要素と接触し得る別の要素が存在し得、又は別の方法で特定されない限り、介在する要素が存在し得る。
【０１１６】
本明細書に用いられる専門用語は、特定の実施形態を記載することが目的であり、例示の実施形態に限定することを意図するものではない。本明細書に用いられるように、「ａ」「ａｎ」等の単数形は、文脈が別の方法で示さない限りは、同様に複数形を含むことを意図している。
【０１１７】
ステップの特定のシーケンスを、説明の目的で示し記載したが、当該シーケンスが望ましい構成をさらに確立しながら、当該シーケンスはある事項に従って変化し、又は当該ステップは連合され得る。さらに、開示される実施形態及び請求されるような発明の改良が考えられ得、当該発明の改良は本開示の発明の範囲内にある。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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