(57)【要約】ヒトの胃腸管内で使用される流体センサが開示される。センサは、胃腸管のサンプル流体に浸漬可能な検知コイルと、検知コイルと電気的に通信し、電流パルスを検知コイルに印加する信号発生器と、検知コイルと電気的に通信し、電流パルスに対する電気応答を測定する信号受信器と、電気応答を受け取って、これに基づいて、例えばｐＨ等の少なくとも１つの特性を表すデータを計算するデータプロセッサとを有する。流体センサは、また、検知コイルを較正する基準コイルを有することができる。検知コイル及び基準コイルは、嚥下可能な錠剤シェルに封入され得る。検知コイルは、また、離れた場所へ信号を送り且つ離れた場所から信号を受信するアンテナとして機能することができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁被覆を有し、サンプル流体に浸漬可能である検知コイル；
前記検知コイルと通信し、該検知コイルへ電流パルスを印加する信号発生器；
前記検知コイルと通信し、前記電流パルスに対する電気応答を測定する信号受信器；及び
前記電気応答を受け取り、該電気応答に基づいて前記サンプル流体の少なくとも１つの特性を表すデータを計算するデータプロセッサ；
を有する流体センサシステム。
【請求項２】
前記検知コイルは、ヒトの胃腸管を通って移動することができる錠剤シェルに収まるような大きさ及び形状にされる、請求項１記載の流体センサシステム。
【請求項３】
前記検知コイルをカプセル化する錠剤シェルを更に有する、請求項２記載の流体センサシステム。
【請求項４】
前記絶縁被覆は、前記サンプル流体に存在する任意抽出のイオンの衝突に実質的に影響されないイオン選択ポリマー被覆である、請求項２記載の流体センサシステム。
【請求項５】
前記イオン選択ポリマー被覆は、少なくとも部分的に、ＶＢＣ−ＴＣＰＡから作られる、請求項４記載の流体センサシステム。
【請求項６】
前記イオン選択ポリマー被覆はＨイオン透過性ポリマーである、請求項４記載の流体センサシステム。
【請求項７】
前記イオン選択ポリマー被覆は、少なくとも部分的に、ペルフルオロスルホン／ＰＴＦＥコポリマーから作られる、請求項４記載の流体センサシステム。
【請求項８】
前記データプロセッサは更にマイクロプロセッサを有する、請求項１記載の流体センサシステム。
【請求項９】
前記データプロセッサは、特性値を計算するよう、記憶されている反射率値を、測定された反射率値と比較する、請求項１記載の流体センサシステム。
【請求項１０】
前記検知コイルを較正するために、該検知コイルと共有される、背景となる電気的環境から信号を受信する空芯を有する基準コイルを更に有する、請求項１記載の流体センサシステム。
【請求項１１】
前記データプロセッサは更にマイクロプロセッサを有する、請求項１０記載の流体センサシステム。
【請求項１２】
前記データプロセッサは、サンプル流体の特性値を計算するよう、記憶されている反射率値を、測定された反射率値と比較する、請求項１１記載の流体センサシステム。
【請求項１３】
前記錠剤シェルは、前記サンプル流体が前記検知コイルと接触することを可能にし、更に、固体粒子が前記検知コイルと接触することを阻止する膜を更に有する、請求項３記載の流体センサシステム。
【請求項１４】
前記基準コイルは前記サンプル流体と接触していない、請求項１０記載の流体センサシステム。
【請求項１５】
前記サンプル流体の前記少なくとも１つの特性はｐＨである、請求項１乃至１４のうちいずれか一項記載の流体センサシステム。
【請求項１６】
イオン選択ポリマー被覆を有し、サンプル流体に浸漬可能である検知コイル；
前記検知コイルと電気的に通信する送受信機；及び
前記送受信機と電気的に通信するマイクロプロセッサ；
を有し、
前記検知コイル、前記送受信機、及び前記マイクロプロセッサは、周波数応答分析器として共に機能する、ｐＨセンサ。
【請求項１７】
基準コイルを更に有する請求項１６記載のｐＨセンサ。
【請求項１８】
前記基準コイルは、前記検知コイルと共有される、背景となる電気的環境から信号を受信する空芯を有する、請求項１７記載のｐＨセンサ。
【請求項１９】
前記基準コイルは、前記検知コイルを較正するよう機能する、請求項１７記載のｐＨセンサ。
【請求項２０】
イオン選択ポリマー被覆を有し、サンプル流体に浸漬可能であり、ｐＨ測定を離れた場所へ送信するアンテナとして機能する検知コイル；
前記検知コイルと電気的に通信する送受信機；及び
前記送受信機と電気的に通信するマイクロプロセッサ；
を有し、
前記検知コイル、前記送受信機、及び前記マイクロプロセッサは、周波数応答分析器として共に機能する、ｐＨセンサ。
【請求項２１】
イオン選択ポリマー被覆を有する検知コイルを有する電子錠剤によりｐＨを測定する方法であって：
前記検知コイルをサンプル流体に浸す段階；
電流パルスを前記検知コイルへ印加する段階；
前記電流パルスに対する電気応答を測定する段階；及び
前記電気応答に基づいて前記サンプル流体のｐＨを表すデータを計算する段階；
を有する方法。
【請求項２２】
前記計算する段階は、ｐＨ値を計算するよう、記憶されている反射率値を、測定された反射率値と比較する段階を更に有する、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記サンプル流体は、ヒトの胃腸管に関連する流体である、請求項２１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、誘導的に流体特性を測定すること、より具体的に、ヒトの胃腸管内のｐＨを測定する方法及び装置、又は他の流体システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コイルは、例えば、図２に示されるように、容量性及び誘導性の構成要素を有する周波数依存のインピーダンスに基づいてモデル化され得る。コイル１２のインダクタンスＬは：
Ｌ＝μ０μｒ（Ｎ２Ａ／ｌ）
から計算され得る。ここで、μ０は自由空間の透磁率（４π×１０−７ヘンリーパーメートル（Ｈ／ｍ））であり、μｒはコア１４の相対透磁率（無限）であり、Ｎはコイル１２の巻数であり、Ａは単位平方メートル（ｍ２）で表されるコイル１２の断面積であり、Ｉは単位メートル（ｍ）で表されるコイル１２の長さである。注目すべきは、コイル１２のインダクタンスＬは、コア１４の相対透磁率に比例する。
【０００３】
実際には、全てのコイルは、ＤＣ抵抗Ｒと、結合分布キャパシタンスＣとを更に有する。電気部品のキャパシタンスＣは、その物理的構造に依存し、概して、コイル１２の隣接する巻きを分けるコイル１２のコア１４の誘電定数に比例する。コイル１２の複素インピーダンスＺＬＲＣは周波数の関数であり、一次近似として：
１／ＺＬＲＣ＝１／（Ｒ＋ｊωＬ）＋ｊωＣ
によって与えられ得る。ここで、ω＝２πｆであり、ｆは、適用される信号の周波数である。
【０００４】
コイル１２のインピーダンスは、或る周波数（共振周波数）で最大値に達することができる。かかるコイルが、周波数依存の誘電定数及び／又は透磁率を有するサンプル流体２２に浸される場合に、複数の共振周波数が得られることがある。このような場合に、Ｌ及びＣは、
１／ＺＬＲＣ（ω）
＝１／（Ｒ＋ｊωμ０μｒ（ω）（Ｎ２Ａ／ｌ））＋ｊωε０εｒ（ω）Ｇ
によって与えられる、周波数の関数となる。ここで、ε０は自由空間の誘電率（８．８４５×１０−１２［Ｆ／ｍ］）であり、εｒ（ω）は、サンプル流体の周波数依存の相対透磁率（無限）であり、Ｇは、インダクタの等価キャパシタンスを表す、周波数依存の幾何学表現［ｍ］であり、μｒ（ω）は、サンプル流体の周波数依存の相対透磁率（無限）である。
【０００５】
従って、コイルの周波数依存インピーダンスＺＬＲＣ（ω）は、更に、サンプル流体中のイオンのタイプ及び濃度に依存する誘電定数及び透磁率の両方の周波数依存変動を示すことができる。
【０００６】
胃腸液は多数の物質を含む。これらの物質の濃度は、消化活動及び解剖学的部位の診断のための重要な生体インジケータである。かかる物質には、イオン濃度、酵素、ブドウ糖などが含まれる。化学的且つ生物学的なシステムでの測定の重要な量は、ｐＨである。ｐＨは、“水素指数（pondus  hydrogenii）”の略語であり、水素イオン（Ｈ＋）のごく小さい濃度を表すために、１９０９年にデンマーク人科学者のＳ．Ｐ．Ｌセーレンセンによって提案された。ｐＨを計算する正確な式は：
ｐＨ＝−ｌｏｇ１０ａＨ
である。ここで、ａＨはＨ＋の活量を表し、単位はない。ｐＨを測定する１つの技術は、２つのガラス電極、すなわち、インジケータ電極及び基準電極を用いることである。典型的な最新のｐＨプローブでは、これらの電極は１つの本体にまとめられている。ｐＨ計測器は、最も良く、管内管として考えられる。内部管の内側には、基準プローブの陰極終端がある。陽極インジケータ電極は、内部管の外側周囲に巻かれ、内部管の内側にあった基準プローブと同じように終わる。内部管及び外部管は両方とも標準液を含むが、外部管のみが、塩橋として働く多孔プラグによりｐＨプラグの外側にある溶液と接触している。
【０００７】
組み立てられるように、装置は、本質的に、ガルバニックセルである。基準エンドは、本質的に、ｐＨ計測器の内部管であり、イオンを周囲環境に取られることはない。外部管は媒介物を有し、外部環境と溶け込むことを可能にされる。反応は、ガラスのイオンと溶液のＨ＋との間の膨潤膜の両表面での交換、すなわち、両溶液でのＨ＋の濃度によって制御されるイオン交換、によって引き起こされる。
【０００８】
診療の有意性に係る多数のパラメータの中で、胃腸（ＧＩ）管のｐＨ値は、ＧＩ管内部で病気を診断し且つ／あるいは位置を突き止めるために使用されることから、重要である。ガラス電極に基づくｐＨ検知技術の小型化努力は、或る程度の成功を収めている。今日まで、当該技術で知られる最小のｐＨ検知装置はハイデルバーガーｐＨカプセルであり、これは７．１ｍｍ×１５．４ｍｍの寸法をとる。かかる装置は、生体でｐＨ値を測定し、遠隔測定でデータを報告する。
【０００９】
注目すべき更なるｐＨ検知技術は、イオン感応性電界効果トランジスタ（ＩＳＦＥＴ）に基づく。ＩＳＦＥＴでは、Ｈ＋感応性緩衝被覆がゲート電極に適用される。ドレイン−ソース電極間の電圧降下は、ゲートが触れさせられるＨ＋濃度の関数となる。ＩＳＦＥＴに基づくｐＨセンサは、（ｍｍ２程度の）比較的小さい体積に組み込まれ得る。ＩＳＦＥＴｐＨセンサは非常に小さく作られ得るが、その生体適合性は懸案事項を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ガラスｐＨセンサ及びＩＳＦＥＴに基づくｐＨセンサの両方に伴う問題は、メモリ効果の現象である。一過性の環境、すなわち、第１の場所から第２の場所（具体的に、流動流体が存在しない第２の場所）への運動において、先行技術のいずれか一方に基づくｐＨセンサは、依然として、第１の場所のｐＨ値を読むことがある。いずれのｐＨセンサもイオン拡散に依存するので、それらは、トラップされたイオンが拡散する機会を有さない場合はメモリ効果を示す。結果として、ガラス電極ｐＨ計測器は、頻繁な“調整（conditioning）”を必要とする。
【００１１】
望まれるものは、電子錠剤又は他の同等のユニットの容積に収まることができ、生体適合性を有し、メモリ効果のないｐＨセンサである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記及び他の利点は、ここに記載される方法及び装置によって達成される。実際に、ここに開示される有利な設計及び有利な原理に基づいて、物質交換なしに流体の他の特性を検知することができるセンサも設計、構成及び実施され得る。
【００１３】
本開示は、ヒトの胃腸（ＧＩ）管又は他の流体システム、例えば、水道水システムの内部で流体特性、具体的にはｐＨを測定するシステム及び方法に関する。例示の実施形態で、ｐＨ検知方法は、イオン選択ポリマー被覆を有し、胃腸管（又は他の流体システム）の流体に浸漬可能である検知コイルを設ける段階と、前記検知コイルと通信し、該検知コイルに電流パルスを印加する信号発生器を設ける段階と、前記検知コイルと通信し、前記電流パルスに対する電気応答を測定する信号受信器を設ける段階と、前記電気応答を受け取って、該電気応答に基づいてサンプル流体のｐＨを表すデータを計算するデータプロセッサを設ける段階とを有する。注目すべきは、本開示の例示の実施形態に従うｐＨセンサ及び関連する検知コイルは、サンプル流体との物質交換を必要とせず、メモリ効果を示さない。
【００１４】
本開示の他の例示の実施形態で、開示されるｐＨセンサは、また、前記検知コイルを較正するために、前記検知コイルと共有される、背景となる電気的環境から信号を受信する空芯を有する基準コイルを有する。前記データプロセッサに記憶されている又はこれによってアクセス可能な反射率の所定値は、ｐＨ値を計算するよう、測定された反射率値と比較されてよい。ここに記載されるｐＨ検知技術の好ましい解剖学的実施で、前記センサコイル及び前記基準コイルは、嚥下可能な錠剤シェルに封入されている。
【００１５】
他の実施形態で、ｐＨセンサは、マイクロプロセッサ、送受信機、及びコイル形状のアンテナを備えた錠剤シェルを有してよい。前記コイル形状のアンテナは、ｐＨ検知コイル及び送受信機から遠くの場所へ信号を送信し且つ遠くの場所から送受信機への信号を受信する手段の両方として機能する。前記コイル形状のアンテナは、ｐＨ感応性ポリマーにより表面を覆われている。検知コイル、送受信機、及びマイクロプロセッサは、周波数応答分析器として共に機能する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本開示の実施例に従う検知コイルを有する流体センサのブロック図である。
【図２】図１の検知コイルの電気的挙動をモデル化する回路図である。
【図３】本開示の他の実施例に従う検知コイル及び基準コイルを有するｐＨセンサのブロック図である。
【図４】本開示の第３の実施例に従って構成される、図３のｐＨセンサを組み込む電子錠剤の例の概略図である。
【図５】本発明に従うｐＨ検知コイルの周波数応答を測定する試験設備のブロック図である。
【図６】コイルのコアが異なるｐＨ値の水道水で満たされている場合について、本開示に従う例示の検知コイルからの信号反射の周波数に対する相対反射のプロットである。
【図７】１００ＭＨｚから１８０ＭＨｚの周波数帯域における図６の拡大図である。
【図８】４２０ＭＨｚから５２０ＭＨｚの周波数帯域における図６の拡大図である。
【図９】コイルのコアが異なるｐＨ値の塩水で満たされている場合について、本開示の例示の検知コイルからの信号反射に係る２５０ＭＨｚから３００ＭＨｚの周波数範囲にわたる周波数に対する相対反射のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
開示されるｐＨ検知技術の更なる特徴、機能及び利点は、以下の記載から、特に、かかる記載が添付の図面に関連して読まれる場合に、明らかである。
【００１８】
本開示のより完全な理解のために、添付の図面と関連して考えられる例示の実施形態に関する以下の詳細な記載を参照する。
【００１９】
図１を参照すると、本発明に従う、例となる流体センサ１０のブロック図が表されている。流体センサ１０は、空芯（コア）１４を有する検知コイル１２を有する。流体センサ１０は、信号発生器１６、信号受信器１８及びデータプロセッサ２０と通信する。媒介物の特性が測定されるべき場合に、空芯１４はサンプル流体２２により満たされている。検知コイル１２のワイヤーは、検知コイル１２がサンプル流体２２に対して反応しないようにするため非導電物質により表面を覆われ、それによって、センサ応答の信頼性及び再現性は高まる。コイル１２の被覆材は、望ましくは、しかし限定されることなく、サンプル流体２２に存在しうる塩イオンの衝突に影響されない物質である。かかる被覆材は、例えば、ポリ（ビニルベンジル塩化物−ｃｏ−２，４，５−トリクロロフェニル・アクリル酸塩）（“ＶＢＣ−ＴＣＰＡ”）のようなイオン選択ポリマー、デュポン社から入手できるＮＡＦＩＯＮペルフルオロスルホン／ＰＴＦＥコポリマーのようなＨイオン透過性ポリマーを有する。検知コイル１２は、（図１に概略的に表されるように）円形である必要はなく、他の好ましい形状を取ることができる。更に、検知コイル１２は、例えば、流体で満たされた管がコイルコアの内側に保持されている場合のように、コイル１２のコア１４がサンプル流体２２により実質的に満たされている限りは、サンプル流体２２に漬けられる必要はない。
【００２０】
動作において、信号発生器１６は、或る帯域幅のＡＣパルスを検知コイル１２へ送信する。信号受信器１８は、ＡＣパルスに対する検知コイル１２の応答を受け取って記録する。サンプル流体２２で満たされたコア１４を有する検知コイル１２の印加されたＡＣ信号に対する特徴的な応答は、サンプル流体２２のｐＨ値を導出するために使用される。コイル媒体組合せの応答は、データプロセッサ２０によって分析される。信号発生器１６、信号受信器１８、及びデータプロセッサ２０は、周波数応答分析器として機能することができる。望ましくは、周波数応答は、おおよそ４３３ＭＨｚを中心として３５０〜４５０ＭＨｚの範囲で測定される。検知コイル１２の応答は、その構成及び構造に依存し、通常は変化しないので、その場合に、コイル１２の特性依存の応答は、データ処理を簡単にするよう、データプロセッサ２０に付随するメモリ（図示せず。）に記憶されてよい。測定の間、コイル１２の測定された応答は、サンプル流体２２の特性値を決定するよう、有利に、例えばルックアップテーブルの形で記憶されている特性依存の応答データと比較されてよい。上述されるように、コイルは、図２で概略的に表されるように、容量性及び誘導性の構成要素に基づいてモデル化され得る。
【００２１】
図３を参照すると、本開示の第２の実施例に従って検知コイル及び基準コイルを有するｐＨセンサの例のブロック図が表されている。図３に表されている要素は、図１の流体センサ１０に関連して上述された要素に対応しており、１００だけ大きくなった対応する参照番号によって識別されている。
【００２２】
図３の例示の実施形態で、ｐＨセンサ１１０は、信号発生器１１６、信号受信器１１８及びデータプロセッサ１２０と通信する、空芯１１４を有する検知コイル１１２と、空芯１２６を有する基準コイル１２４とを有する。図３の実施例で、一対の同一コイル１１２及び１２４は、センサ１１０を構成するよう使用される。検知コイル１１２は、サンプル流体１２２を検知するために使用される。基準コイル１２４は、周囲の電磁干渉を取り除く基準として使用され、サンプル流体１２２には触れない。基準コイル１２４は、空気、液体、又は他の物質のいずれか１つから作られた固定コアを有する。
【００２３】
動作において、信号発生器１１６は、所定の帯域幅のＡＣパルスを検知コイル１１２及び基準コイル１２４へ送信する。信号受信器１１８は、ＡＣパルスに対する検知コイル１１２及び基準コイル１２４の両方の応答を受け取って記録する。基準コイル１２４の電気応答は、検知コイル１１２の背景となる電気環境を較正するためにデータプロセッサ１２０によって使用される。基準コイル１２４の電気応答は、検知コイル１１２の応答から周囲の電磁干渉を取り除くために使用される。検知コイル１１２の較正された応答は、介在するサンプル流体１２２のｐＨ値を導出するようデータプロセッサ１２０によって分析される。
【００２４】
コイル１１２及び１２４の応答は、その較正及び構造に依存し、通常は変化しないので、その場合に、コイル１１２及び１２４のｐＨ依存の応答は、データ処理を簡単にするよう、予めそれらをデータプロセッサ１２０に付随するメモリ（図示せず。）に記憶することによって特徴付けられ得る。ｐＨ測定の間、コイル１１２の測定された応答は、サンプル流体１２２のｐＨ値を決定するよう、例えばルックアップテーブルの形で記憶されているｐＨ依存の応答データと比較される。
【００２５】
図４を参照すると、本開示の第３の実施例に従って電気錠剤シェルに組み入れられている検知コイル２１２及び基準コイル２２４を有する更なるｐＨセンサ２１０の例のブロック図が表されている。図４に表されている要素は、図３のｐＨセンサに関連して上述された要素に対応しており、１００だけ大きくなった対応する参照番号によって識別されている。別なふうに示されない限り、ｐＨセンサ１１０及びｐＨセンサ２１０は両方とも、同じ構成及び動作を有する。錠剤シェル２３０は、長方形のくぼみ２３４を有する錠剤シェル本体２３２を有する。くぼみ２３４は、錠剤シェル本体２３２の一方の端部２３８で錠剤シェル２３２内に空洞２３６を形成するように、膜２３５によって片側を囲まれている。検知コイル２１２及び基準コイル２２４は、示されるように、電気錠剤シェル内に組み込まれており、検知コイル２１２は、そのコアとして空洞２３６を用い、基準コイル２２４は、如何なる液体にもさらされない錠剤シェル本体２３２内に収容される。膜２３５は半透性であるから、固体粒子は空洞２３６に入らないが、サンプル流体は空洞２３６に入ることができる。ｐＨセンサ２１０に係る開示される実施例は、有利に、嚥下可能であるほど十分に小さく、それによって、患者のＧＩ管に入ることができる。ｐＨセンサ２１０の設計／動作に従ってＧＩ環境への電極の露出はなく、それによって、如何なる生体適合性又は毒性の問題も排除される。また、内部に配置されるコイル２１２及び２２４への配線又はリード線による錠剤シェル２３０の物理的貫通もない。
【００２６】
本開示の更なる実施例で、錠剤シェル２３０に類似する錠剤シェルは、マイクロプロセッサ、送受信機、及びコイル形状のアンテナを備えられてよい。コイル形状のアンテナは、ｐＨ検知コイル及び送受信機から遠くの場所へ信号を送信し且つ遠くの場所から送受信機への信号を受信する手段の両方として機能する。本開示の例示の実施形態に従って、コイル形状のアンテナは、有利に、ｐＨ感応性ポリマー、例えば、図１、３及び４の実施例を参照して開示されるポリマーの１つ、により表面を覆われている。マイクロプロセッサは、送受信機及びアンテナ／コイルと共に、周波数応答分析器として機能する。
【００２７】
図５を参照すると、本開示に従ってｐＨ検知コイルの周波数応答を測定する試験設備２４０の例が表されている。試験設備２４０は、試験下のサンプル流体２４６を含む丸いプラスチック製のキュベット２４４を囲む空芯を有する銅コイル２４２を有する。銅コイル２４２は、一般に、例えば３０ゲージワイヤ等の適切なワイヤゲージから作られ、例えば３０巻きといった所望のコイリングに従って、低い周波数で空芯により約０．０１ｍＨのインダクタンスを有するインダクタを形成する。例示の実施形態で、丸いプラスチック製のキュベット２４４は、約８ｍｍの外径及び約６ｍｍの内径を有する。信号発生器及び信号送受信機は、ヒューレットパッカード社によって製造されているモデルＨＰ８７５３Ｃネットワーク試験器２４６を用いてシミュレートされる。銅コイル２４２は、ＢＮＣコネクタ２４８を介してネットワーク試験器２４６へ電気的に結合されている。データプロセッサは、データを表示するためのラブビュー（Labview）データ取得インターフェース２５０を装備されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）によってシミュレートされる。
【００２８】
様々な流体が、開示される試験設備を用いてサンプリングされてよい。例えば、試験は、幾つかのｐＨ値を有するよう変性した水道水、幾つかのｐＨ値を有するよう変性した塩水、疑似胃液（ＳＧＦ）、及び疑似腸液（ＳＩＦ）について実行されてきた。水道水のｐＨは、ＨＣＩと混合することによって７．３、６．１、５．１、４．１、３．２、２．１及び１．０の値に調整され、コーニングによって製造されたＣＨＥＫＭＩＴＥｐＨ−１５ガラス電極ｐＨ計測器により較正された。塩水溶液は、７．０、５．１、４．０、３．１、２．０及び１．１のｐＨに調整された０．２％の塩を含有した。タンパク質を含まない疑似胃液（ＳＧＦ）は、０．７％ｖ／ｖＨＣＩ（ｐＨ１．１）に０．２％ｗ／ｖＮａＣｌを有してＲｉｃｃａＣｈｅｍｉｃａｌＰａｒｔ＃７１０８−３２から得られた。疑似腸液（ＳＩＦ）は、０．６８％のリン酸２水素カリウムと混合されたＲｉｃｃａＣｈｅｍｉｃａｌＰａｒｔ＃７１０９．７５−１６と、約７．４に設定された最終溶液のｐＨを有する水酸化ナトリウムとから得られたＵＳＰＸＸＩＩであった。
【００２９】
図６乃至９は、上記の様々なサンプル流体のｐＨ値を測定するために開示の試験設備を用いる試験データからの相対反射率対周波数のプロットを示す。図６は、様々なｐＨ値の水道水溶液、ｐＨ１．１にあるＳＧＦ、並びにｐＨ７．４及び４．９にあるＳＩＦについての全体的な相対反射率対周波数を示す。図７は、１００ＭＨｚから１８０ＭＨｚの周波数帯域における図６の拡大図である。図８は、４２０ＭＨｚから５２０ＭＨｚの周波数帯域における図６の拡大図である。図９は、様々なｐＨ値の塩水溶液、ｐＨ１．１にあるＳＧＦ、及びｐＨ７．４にあるＳＩＦについて２５０ＭＨｚから３００ＭＨｚの周波数範囲にわたって相対反射率対周波数を示す。
【００３０】
図９に反映されている結果では、塩水中のＮａ＋イオンの存在はコイルの応答を変化させるが、１．１、２．０、３．１及び４．０〜７．０のｐＨの塩水は、依然として、開示される装置／方法を用いて互いに区別可能である。サンプル流体の導電率は、ｐＨの減少に伴って増大する。また、図６乃至９のプロットからは、コイルの反射応答が、透磁率の変化よりむしろ、大いに誘電定数（又は誘電率）の変化に起因すると考えられる。
【００３１】
本開示の方法及び装置は、先行技術のｐＨ検知デバイスに対して幾つかの利点を提供する。例えば、開示される方法及び装置は、極めて小さい形状因子で作られ得る高速な応答性ｐＨ検知メカニズムを提供する。実際には、開示されるｐＨ検知デバイスの幾何学的な及び他の物理的特性は、ヒトが摂取するために構成されて、必要な大きさにされてよく、それによって、様々なＧＩ管の場所にｐＨ検知を提供する。本開示のｐＨセンサは、また、物質（イオン）交換がなく、概してメモリ効果がなく、費用効率のよい方法で製造及び利用をされ得る。
【００３２】
本開示の方法及び装置は、多数の用途の対象となる。開示されるｐＨ検知の方法及び装置は、例えば、胃腸管の生体内ｐＨ値を測定する際に、既知の基本的な組成を有するサンプル流体のおおよそのｐＨ値を決定する用途を見出しうる。更に、本発明は、パイプにおける流体のｐＨ値又は住居における水道水のｐＨ値をモニタするためのインラインｐＨセンサとして使用されてよい。また更に、本発明の方法及び装置は、ボトル詰めされた飲料又は他の生産物／システムのｐＨ値をモニタするよう無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）と一体化されてよい。
【００３３】
明らかなように、ここで開示される実施形態は単なる例示に過ぎず、当業者は、本発明の製品及び適用範囲を逸脱することなく、多数の変形及び改良を行うことができる。かかる変形及び改良は全て、本発明の適用範囲内に含まれるよう意図される。
【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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【国際調査報告】
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