(57)【要約】【課題】  医療モニタリングシステムの分野に関連する無線モニタリングシステムを提供する。【解決手段】  無線医療モニタリングシステム及び方法。遠隔にモニタされる少なくとも１人の個人に、少なくとも１つのＵＷＢバイオセンサ送信機が割り当てられる。バイオセンサ送信機は、使用者の健康状態を検出して対応するバイオセンサ読取値を生成するために配置されたバイオセンサを含む。読取値は、バイオセンサ送信機により、このバイオセンサ送信機によって送信される超広帯域（ＵＷＢ）バイオセンサ信号に変換される。送信機から遠隔にかつその範囲内に配置されたＵＷＢ受信機は、ＵＷＢバイオセンサ信号を受信し、それをバイオセンサ読取値からの情報を含む信号に変換する。ＵＷＢ受信機と通信するプロセッサは、変換された信号を処理し、それをバイオセンサによって検出された使用者の健康状態を示す可読出力として表示する。
2006507078.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
無線医療モニタリングシステムであって、
少なくとも１つのＵＷＢバイオセンサ送信機を含み、前記バイオセンサ送信機は、使用者の健康状態を検出して対応するバイオセンサ読取値を生成するように配置されたバイオセンサに関連付けられており、前記読取値は、前記バイオセンサ送信機により、該送信機によって送信されるＵＷＢバイオセンサ信号に変換されるようになっており、
前記送信機から遠隔にかつその送信可能範囲内にＵＷＢ受信機が配置され、前記受信機は、前記ＵＷＢバイオセンサ信号を受信してそれを前記バイオセンサ読取値からの情報を含む信号に変換し、
プロセッサが、前記ＵＷＢ受信機と通信し、前記変換された信号を処理して前記バイオセンサにより検出された使用者の健康状態を示す可読出力を提供するようになった、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
複数の使用者を同時にモニタするように構成され、各送信機がそれぞれのバイオセンサ信号を生成する複数の前記バイオセンサ送信機を更に含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記バイオセンサ送信機は、使用者の身体上に又は身体に当てて携行されるように構成され、該使用者の身体からの生体サンプルからバイオセンサ読取値を生成することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記バイオセンサ送信機は、使用者によって着用された物品に配置可能であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記バイオセンサ送信機は、使用者によって着用された吸収性物品に配置可能であり、該吸収性物品によって吸収された体外排泄物中の検体を検出することを特徴とする請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記吸収性物品は、おむつ、トレーニングパンツ、ベッドパッド、生理用ナプキン、パンティライナ、タンポン、陰唇間器具、結腸瘻バッグ、胸当て、失禁用パッド、ブリーフ、及び下着のうちの１つであることを特徴とする請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記バイオセンサ送信機は、使用者の皮膚に押し当てて配置可能であることを特徴とする請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記バイオセンサ送信機は、使用者の身体からの媒体中の該使用者の健康状態を示す検体を検出することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記バイオセンサ送信機は、体外排泄物又は体液の収集のための装置に配置可能であることを特徴とする請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記バイオセンサ送信機は、使用者から遠隔に配置可能であり、該使用者によって放出された生体サンプルから健康状態を検出することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記プロセッサは、視覚的表示手段を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記プロセッサは、異常なバイオセンサ読取値が検出された時の警報を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記バイオセンサ信号は、使用者を識別するためのコードを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記バイオセンサ信号は、前記バイオセンサを識別するためのコードを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記バイオセンサ信号は、使用者の位置を識別するためのコードを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記バイオセンサ信号は、複数のセンサからのデータを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
複数の使用者を複数の医療状態に関して同時にモニタするための無線医療モニタリングシステムであって、
複数のＵＷＢバイオセンサ送信機を含み、モニタされる使用者の各々に少なくとも１つの送信機がそれぞれ割り当てられており
前記バイオセンサ送信機の各々は、前記それぞれの使用者からの生体サンプル中の検体を検出して、該検体から対応するバイオセンサ読取値を生成するバイオセンサ要素を含み、
前記バイオセンサ送信機の各々はまた、電源、前記バイオセンサ読取値をＵＷＢバイオセンサ信号に変換する電源内蔵型ＵＷＢ信号発生装置と、アンテナが組み合わされた、前記ＵＷＢバイオセンサ信号を送信するための送信機とを含み、
前記バイオセンサ信号を同時に受信するために、前記バイオセンサ送信機と通信するＵＷＢ受信機が設けられ、
最初の前記バイオセンサ読取値に含まれた情報を処理して、モニタしている医療専門家にそれを表示するように構成されたプロセッサ及びディスプレイシステムを更に含む、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１８】
前記バイオセンサ送信機は、使用者からの生体サンプル中の特定的な健康状態を示す検体を検出するように構成されたことを特徴とする請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記バイオセンサ送信機は、使用者の身体に押し当てて携行されることを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２０】
前記バイオセンサ送信機は、使用者によって着用される吸収性物品に配置されたことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２１】
前記バイオセンサ送信機は、使用者からの体外排泄物の収集装置に配置されたことを特徴とする請求項１８に記載のシステム。
【請求項２２】
個人を健康状態に関して無線でモニタする方法であって、
個人の健康状態を検出するバイオセンサ要素と該バイオセンサ要素に対して作動関係に構成されたＵＷＢ送信機とを含むバイオセンサ送信機を、モニタされる各個人に割り当てる段階と、
前記モニタされる個人の健康状態を前記バイオセンサ送信機で検出し、ＵＷＢバイオセンサ信号を該バイオセンサ送信機からＵＷＢ受信機へ送信する段階と、
前記ＵＷＢバイオセンサ信号を受信し、それを前記バイオセンサ送信機によってモニタされる健康状態を示す可読出力に変換する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２３】
複数の個人がモニタされることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記複数の個人は、共通の建造物にいることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記複数の個人は、保育所の乳幼児であることを特徴とする請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記バイオセンサ信号が応急手当を必要とする健康状態を示す場合に、前記バイオセンサ信号を救急医療スタッフに直接送信する段階を更に含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記健康状態は、前記バイオセンサ送信機により、前記個人からの生体サンプル中の検体の検出によってモニタされることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
前記生体サンプルは、前記バイオセンサ要素による検体の検出の前に使用者の身体から抽出又は収集されたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記媒体は、使用者から侵襲的に抽出されたことを特徴とする請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記バイオセンサは、使用者の身体の検体を検出することを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記バイオセンサは、使用者の身体上又はそれに隣接して配置されたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記バイオセンサは、使用者の身体に埋込まれることを特徴とする請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記バイオセンサは、使用者によって着用される物品に配置されたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３４】
前記バイオセンサは、使用者によって着用される吸収性物品に配置されたことを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記バイオセンサは、体液又は体外排泄物のための収集装置に配置されたことを特徴とする請求項２７に記載の方法。
【請求項３６】
ほぼ連続的に前記バイオセンサ送信機を用いて健康状態をモニタする段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３７】
間欠的に前記バイオセンサ送信機を用いて健康状態をモニタする段階を含むことを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３８】
前記バイオセンサ送信機は、１回使用の使い捨て品目であることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項３９】
前記バイオセンサ信号は、定性的測定値を提供することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項４０】
前記バイオセンサ信号は、定量的測定値を提供することを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【請求項４１】
前記バイオセンサ信号は、ある一定期間に亘って取られた複数の測定値から導出された時間平均信号であることを特徴とする請求項２２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に医療モニタリングシステムの分野に関し、より詳細には、無線モニタリングシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野には、患者又は患者のグループがいくつかの特定的な健康状態のいずれか１つについての遠隔モニタリングを必要とする場合が数多くある。例えば、病院の新生児治療室内の早産児は、器官の数値及び身体機能などを実質的に常時モニタリングすることを必要とする。多くの場合において、低血糖や感染などのような特定的な状態又は疑わしい状態をモニタすることが必要な場合があり、乳児から血液又は他の生体サンプルを抽出することが必要であろう。そのようなモニタリング及び検査は労働集約的であり、高度に訓練された人材を必要とし、特にモニタリング対象グループに追加される患者の数が増すほど、医療スタッフに対する大きな負担になり得る。同様の状況は、高齢者及び虚弱者の介護のための医療施設に存在する。施設の多くの患者は、いくつかの数の医療的原因について同時モニタリングを必要とする場合がある。
【０００３】
ベッドサイドモニタリング装置が公知であり、個々の患者の検査数値及び機能、例えば、体温、血圧、及び血中酸素濃度などをモニタする状況において使用されている。これらの装置は、携帯用受信機／表示ユニットに配線で接続されたセンサを組み込んでいる。このユニットは、典型的には、測定されたパラメータの可視的読み出し又は表示、及び異常な読取値が得られた場合の警報をもたらす。ベッドサイドユニットは、遠隔モニタリングステーション、特に警報機能にも、典型的には実体配線により接続されている。しかし、この構成は、多くの欠点を有する。電子ハードウエアは高価であり、配線構成は致命的なほどスペースを取る。多くのワイヤ接続は、極めて複雑で、紛らわしくなる可能性がある。患者が不注意で（又は、意図的に）配線接続を断つことができないように予防策をとらなければならない。様々な配線接続により、医療スタッフがある一定の手順を管理するのが困難となる場合がある。高齢者又は虚弱者の場合には、配線接続により、人の動きやすさが著しく制限される。
【０００４】
診断用バイオセンサの使用に関連する医療産業において、特に、病院及び管理医療施設におけるこのような装置の使用に関して多くの研究が為されてきた。最近では、使い捨てすなわち１回使用の装置を含む家庭で使用することができるバイオセンサに関する多くの技術が提案されてきている。更に、使い捨ておむつ、失禁用器具、生理用ナプキン、及び衣類品などのような身体上又はその近くに着用される品目内に組み込むことができる技術が提案されている。最後に、被検者の健康に関連するデータを記憶又は送信することができる電子装置を備えた携帯用又は使い捨てバイオセンサを用いることも提案されている。
【０００５】
個人の診断及びモニタリング用途のための比較的小型で目立たないバイオセンサは、特に、健康状態のいずれか１つ又は組合せに関して比較的多くの患者を同時にモニタする必要がある場合に、改善された医療に対する多くの機会を提供する。本発明は、従来のシステムの少なくともいくつかの欠点に対処し、医療提供者に対して患者のモニタリングにおけるかなりの任意選択性、可動性、及び自由度を提供するこのようなバイオセンサ並びに独特な無線伝送構成を利用する改善された遠隔モニタリングシステムに関する。
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，０５９，７３６号
【特許文献２】米国特許第６，３００，９０３号Ｂ１
【特許文献３】米国特許第６，２１８，９７９号Ｂ１
【特許文献４】米国特許第６，１７７，９０３号Ｂ１
【特許文献５】米国特許第５，８３２，０３５号
【特許文献６】米国特許第５，６８７，１６９号
【特許文献７】米国特許第５，６７７，９２７号
【特許文献８】米国特許第５，３６１，０７０号
【特許文献９】米国特許第６，２８４，４０６号
【特許文献１０】ＷＯ９９／３４８６４
【特許文献１１】米国特許出願出願番号第０９／２９９，３９９号
【特許文献１２】米国特許出願出願番号第０９／５１７，４４１号
【特許文献１３】米国特許出願出願番号第０９／５１７，４８１号
【特許文献１４】ＷＯ００／６５３４７
【特許文献１５】ＷＯ００／６５３４８
【特許文献１６】ＷＯ００／６５０８３
【特許文献１７】ＷＯ００／６５０８４
【特許文献１８】ＷＯ００／６５０９６
【特許文献１９】米国特許第６，１８６，９９１号
【特許文献２０】ＷＯ０１／００１１７
【特許文献２１】米国特許出願出願番号第０９／３４２，７８４号
【特許文献２２】米国特許出願出願番号第０９／３４２，２８９号
【特許文献２３】米国特許第５，４６８，２３６号
【特許文献２４】米国特許第６，２００，７６５号
【特許文献２５】ＷＯ０１／２０３３３
【特許文献２６】ＷＯ０１／２００２７
【特許文献２７】ＷＯ０１／２７６２１
【特許文献２８】ＷＯ０１／２７６２６
【特許文献２９】ＷＯ０１／２７６２７
【特許文献３０】ＷＯ０１／２０３２９
【特許文献３１】ＷＯ００／０８４６６
【特許文献３２】ＷＯ９９／６４６２０
【特許文献３３】米国特許第６，２９４，３９２号
【特許文献３４】米国特許第５，８５２，２２９号
【特許文献３５】米国特許第５，９２２，５５０号
【特許文献３６】米国特許第５，０６３，０８１号
【特許文献３７】ＷＯ００／０４８２２
【特許文献３８】ＥＰ１，０９８，５９０
【特許文献３９】米国特許第６，１４９，５９０号
【特許文献４０】米国特許第６，２３４，９７４号
【特許文献４１】米国特許第５，６５６，５０３号
【特許文献４２】ＷＯ９９／１０７４２
【特許文献４３】米国特許第５，８２３，９５３号
【特許文献４４】米国特許第３，４６０，１２３号
【特許文献４５】米国特許第４，１０６，００１号
【特許文献４６】米国特許第４，７９６，０１４号
【特許文献４７】米国特許第５，９５９，５３５号
【特許文献４８】米国特許第５，５７０，０８２号
【特許文献４９】米国特許第５，８３８，２４０号
【特許文献５０】ＥＰ０９７０６５５Ａ１
【特許文献５１】米国特許出願（出願番号不明）：「バイオセンサを用いる医療ネットワーク」、本出願と同日出願
【非特許文献１】Ａ．Ｃ．Ｄｕｎｃａｎ他著「ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）の調製及び特徴付け」、ヨーロッパポリマー学会誌、３７巻、９号、２００１年９月（２００１年７月６日発行）
【非特許文献２】「短い又は中間範囲の無線通信のための超広帯域技術」、「Ｉｎｔｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ」、第２期、２００１年
【非特許文献３】Ｐ．Ｔｉｊｓｓｅｎ著「酵素免疫学的検定の実際と理論」、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、オックスフォード、１９８５年
【非特許文献４】Ｄ．Ｄｉａｍｏｎｄ著「化学及び生物センサの原理」、「Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ」、ニューヨーク、１９９８年
【非特許文献５】Ｓｉｎｇｈａｌ及びＫｕｈｒ著「解析化学」、６９巻、１９９７年、３５５２−３５５７ページ
【非特許文献６】Ｓｉｎｇｈａｌ他著「解析化学」、６９巻、１９９７年、１６６２−１６６８ページ
【非特許文献７】Ｙ．Ｄ．Ｋｉｍ他著「反応性コーティングとして使用するためのシロキサンベースの生体触媒フィルム及び塗料」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、７２巻、４号、２００１年、４７５−４８２ページ
【非特許文献８】Ｍ．Ｋｅｕｓｇｅｎ他著「ＰＴＦＥ表面の酵素の固定」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、７２巻、５号、２００１年、５３０−５４０ページ
【非特許文献９】Ｍ．Ｓｃｈｕｌｅｉｔ及びＰ．Ｌｕｉｓｉ著「シリカ硬化オルガノゲルにおける酵素固定」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、７２巻、２号、２００１年、２４９−２５３ページ
【非特許文献１０】Ｄｉｅｔｅｒ  Ｋｌｅｍｍ及びＬａｒｓ  Ｅｉｎｆｅｌｄｔ著「多糖類の構造設計：新しい概念、選択的合成、高価値用途」、「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉａ」、１６３巻、３５−４７ページ、２００１年
【非特許文献１１】Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｒ．Ｎｅｕｍａｎ著「細菌性膣炎の廉価な検出のための生物医学的センサ」、「ｃｅｃｔ．ｅｇｒ．ｄｕｋｅ．ｅｄｕ／ｓｅｎｓｏｒｓ．ｈｔｍｌ」
【非特許文献１２】Ｎ．Ｔｒｕｍｍｅｒ、Ｎ．Ａｄａｎｙｉ、Ｍ．Ｖａｒａｄｉ、及びＩ．Ｓｚｅｎｄｒｏ著「免疫センサ用途のための統合型導光板センサの表面の変更」、「Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、３７１巻、１号、２００１年８月、２１−２４ページ
【非特許文献１３】Ａ．Ｊ．Ｋｉｌｌａｒｄ他著「ポリアニリンに基づくスクリーン印刷免疫センサ」、「ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃａ／ｉｎａｂｉｓ９８／ｎｅｗｔｅｃｈ／ｋｉｌｌａｒｄ０１１５／」及び「ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃａ／ｉｎａｂｉｓ９８／ｎｅｗｔｅｃｈ／ｋｉｌｌａｒｄ０１１５／ｔｗｏ．ｈｔｍｌ」、ダブリン市立大学
【非特許文献１４】Ｂｉｌｌ  Ｓｃａｎｌｏｎ著「モトローラが３０年に亘る光学シリコンシップの謎を解いた」、「Ｉｎｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｗｅｅｋ」、２００１年９月１０日、１８ページ
【非特許文献１５】Ｓ．Ｄｏｒａｔｏ及びＡ．Ｏｎｇｓｔａｄ著「中間赤外線半導体レーザ材料工学」、「ＡＦＲＬ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｈｏｒｉｚｏｎｓ」、２巻、３号、２００１年９月、１４−１５ページ
【非特許文献１６】論文「生体素子」、「Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１６巻、１９９８年、９８１−９８３ページ
【非特許文献１７】Ｖ．Ｒｅｇｎａｕｌｔ他、「Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈａｅｍａｔｏｌｏｇｙ」、１０９巻、２０００年、１８７−１９４ページ
【非特許文献１８】Ｃ．Ｈｅｎｒｙ著「バイオセンサが抗原やウイルスを検出する」、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｎｅｗｓ」、７９巻、３７号、２００１年９月１０日、１３ページ
【非特許文献１９】Ｇ．Ｗｕ他著「マイクロカンチレバーを用いる前立腺特異抗原（ＰＳＡ）の生物学的検定」、「Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９巻、９号、２００１年９月、８５６−６０ページ
【非特許文献２０】Ｍ．Ａ．Ｃｏｏｐｅｒ著「破断イベント走査によるヒトのウイルスの直接及び高感度検出」、「Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９巻．９号、２００１年９月、８３３−３７ページ
【非特許文献２１】「Ｎｅｗ  Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔ」、２００１年３月２日
【非特許文献２２】Ｇｅｏｒｇｅ  Ｃ．Ｌｕ他著「兆候のある女性における膣内胎児性フィブロネクチンレベル及び自然早産」、「Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、９７巻、２号、２００１年２月、２２５−２２８ページ
【非特許文献２３】Ｎ．Ｂ．Ｃｈａｎｄｒａｍｏｕｌｉ及びＧ．Ｍ．Ｒｏｄｇｅｒｓ著「抗リン脂質症候群を有する女性の血栓症の管理」、「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、４４巻、１号、２００１年、３６−４７ページ
【非特許文献２４】Ｗ．Ｇｅｉｓ及びＤ．Ｗ．Ｂｒａｎｃｈ著「抗リン脂質抗体の出産への関連性：流産及び他の合併症」、「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、４４巻、１号、２００１年、２−１０ページ
【非特許文献２５】Ｓ．Ｓ．Ｐｉｅｒａｎｇｅｌｉ、Ａ．Ｅ．Ｇｈａｒａｖｉ、及びＥ．Ｎ．Ｈａｒｒｉｓ著「抗リン脂質抗体の試験法：問題と解決法」、「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、４４巻、１号、２００１年、４８−５７ページ
【非特許文献２６】Ｎ．Ｄ．Ｒｏｗｅｌｌ著「光は医者が出血を抑えるのを助ける」、「Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ」、２００１年９月、６８−７２ページ
【非特許文献２７】Ａ．Ｚｏｕｒａｂｉａｎ他著「パルスオキシメトリを用いる胎児動脈血酸化の腹部貫通モニタリング」、「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ」、２０００年１０月、３９１−４０５ページ
【非特許文献２８】Ｔ．Ａ．Ｇｒａｃｅ他著「バイアコアｑ検定キットによる様々なマトリックスにおける水溶性ビタミンの測定」、「Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｆｏｏｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ  Ａｎｎｕａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ」、２００１年６月、ニューオーリンズ
【非特許文献２９】Ｍ．Ｂｏｓｔｒｏｅｍ−Ｃａｓｅｌｕｎｇｈｅ及びＪ．Ｌｉｎｄｅｂｅｒｇ著「栄養価の高い食品における葉酸のバイオセンサに基づく測定」、「Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、７０巻、２０００年、５２３−３２ページ
【非特許文献３０】Ｍｉｃｈａｅｌ  Ｒ．Ｎｅｕｍａｎ著「細菌性膣炎の廉価な検出のための生物医学的センサ」、「ｃｅｃｔ．ｅｇｒ．ｄｕｋｅ．ｅｄｕ／ｓｅｎｓｏｒｓ．ｈｔｍｌ」
【非特許文献３１】Ｔ．−Ｚ．Ｗｕ著「臭い検知のための嗅覚受容体としての圧電バイオセンサ：電子鼻」、「Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ」、１４巻、２０００年、９−１８ページ
【非特許文献３２】「ＮＡＳＡ  Ｔｅｃｈ  Ｂｒｉｅｆｓ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ」、２００１年９月１９日
【非特許文献３３】Ｃ．Ｈａｇｌｅｉｔｎｅｒ他著「スマートシングルチップガスセンサマイクロシステム」、Ｎａｔｕｒｅ、４１４巻、２００１年、２９３−９６ページ
【非特許文献３４】Ｄ．Ａ．Ｇｒａｎｇｅｒ他著「小児保健及び発達の研究における唾液テストステロン測定」、「Ｈｏｒｍｏｎｅｓ  ａｎｄ  Ｂｅｈａｖｉｏｒ」、３５巻、１９９９年、１８−２７ページ
【非特許文献３５】Ｇｒａｎｇｅｒ、「ｗｗｗ．ｈｈｄｅｖ．ｑｓｕ．ｅｄｕ／ｎｅｗｓ／ｈｈｄｍａｇ／ｆａｌｌ％２０１９９９／ｆｌｕｉｄ．ｈｔｍｌ」
【非特許文献３６】Ｌ．Ｔ．Ｃａｎｈａｍ著「被覆多孔シリコンミラー：再吸収の遅い埋込み型光学構成要素」、「Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｓｏｌｉｄｉ」、２０００年１１月、５２１−２５ページ
【非特許文献３７】Ｄ．Ｙｏｓｈｉｔｅｒｕ他著「排便のためのセンサシステムの開発」、石川県工業試験所研究報告（日本、石川県工業試験所の研究報告）、４９号、２０００年、５−１０ページ
【非特許文献３８】Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｂａｂｃｏｃｋ著「Ａｓｋ  Ｍａｓｔｅｒ：ＸＭＬ技術がウェブデータの検索を相当容易にする」、「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｗｅｅｋ」、２００１年９月２４日、４８ページ、「ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇ／ＴＲ／ｘｑｕｅｒｙ」にも掲載
【非特許文献３９】Ｆｒｅｄ  Ａｕｎ著「無線上の銀行」、「Ｓｍａｒｔ  Ｐａｒｔｎｅｒ」、２００１年９月１０日、１２−１６ページ
【非特許文献４０】「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｗｅｅｋ」、２００１年３月１９日、２６−２９ページ
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的又は利点は、以下の説明において部分的に示されるか、又はその説明から明らかであるか、又は本発明の実施を通じて知ることができる。
本発明は、個々の診断用バイオセンサ及びデジタルパルス無線送信構成の利点を組み込んだ改善された医療モニタリングシステム及び方法を提供する。バイオセンサは、内蔵型で個々に電力供給されるデジタルパルス無線送信機内に組み込まれる。この送信機は、無線通信分野でかなり最近に開発されたものである「超広帯域」（ＵＷＢ）技術を取り入れている。ＵＷＢ技術は、多くのバイオセンサ送信機を実質的に干渉なしに互いに、又は他の従来のＲＦ通信システムに対して比較的近い隣接位置で使用することを可能にする。バイオセンサ送信機に必要な電力は極めて低く、従って、必要に応じて、内臓型電池又は他の種類の電源を用いて持続的にモニタ及び送信することができる。
【０００８】
ＵＷＢ受信機は、送信されたパルス列を受信し、それを最初のバイオセンサ読取値からの情報を含む信号に復号化する。受信機は、バイオセンサ送信機に比較的近く、例えば、同じ部屋又は病棟内に配置することができ、又は遠隔位置に配置することができる。ＵＷＢ技術は、特に、無線「スルーウォール」通信に十分に適するものである。受信した信号は、受信機に付随する適切なプロセッサによって解釈され、視覚的及び／又は音声的読み出しが、遠隔位置の医療介護者に提供される。
【０００９】
以下でより詳細に説明するように、膨大な数及び種類のバイオセンサを本発明と共に用いて、広範な医療状態をモニタ及び診断することができる。例えば、生体サンプル又は媒体中の関連の検体を検出するバイオセンサは公知であり、検体の存在又は不在が特定の健康状態を示す。本発明と併せた使用に関しては、検出可能又は測定可能なバイオセンサパラメータ（例えば、抵抗、キャパシタンス、光など）は、タイミングパルスＵＷＢバイオセンサ信号に変換されるバイオセンサ読取値に対応し、この信号は、次に、広いＲＦ送信帯域幅上の正確なタイミングのパルス列で送信される。バイオセンサ送信機は、干渉を引き起こすことなく、既存の無線及び他のＲＦ通信装置によって占有されたＲＦスペクトル上で送信することができる。この特徴は、いくつかの理由のために様々なＲＦシステムが用いられている医療施設における正確性及び信頼性の観点から特に重要と考えられる。モニタリングシステムが他のＲＦ送信システムによって劣化しないこと、又はそのような他のＲＦシステムの劣化の原因とならないことが重要である。
【００１０】
本発明のモニタリングシステムは、１つ又はそれ以上の位置にある複数の被検者を同時にモニタするのに特に有利であるが、このシステムは、この環境に限定されない。例えば、システムは、病院又は診療施設にいる必要はないが特定の健康上の問題に関してある程度のモニタリングを必要とする個人に対して利益を与えるであろう。そのような個人は、ＵＷＢ受信機の受信可能範囲にいる限り、家又は他の場所でバイオセンサを携行又は着用することができる。例えば、受信機は、使用者の家のほぼ中央の位置に配置することができる。受信機は、次に、通常の手段によるバイオセンサ信号の送信に対して、医療施設や緊急対応施設などと通信することができる。この状況は、特に、特定の高齢者又は家に閉じ込められた個人に該当するであろう。
不必要に個人の可動性を制限することなく様々な医療上の問題に関して１人又は複数の個人を遠隔的にモニタすることが必要な場合がある、例えば、学校、デイケア施設、及び刑務所施設などにおけるモニタリング体制を確立することもまた、本発明の精神及び範囲内である。
【００１１】
ここでバイオセンサ信号の生成に移ると、１つ又はそれ以上のバイオセンサは、被検者（多くの場合、患者）の健康に関連する１つ又はそれ以上の被検対象を測定することができる。体液又は生体サンプル中の被検対象のようなターゲット被検対象を含んでいる生体サンプル又は媒体を、被検者の身体から抽出又は収集することができる。被検者の身体からの検体は、体液又は生体サンプルを侵襲的に抽出するか（例えば、血液又は脊髄液）又は被検者の身体を通過してその外側に出た後に収集することによって得ることができる。検体は、身体の皮膚又は他の組織の上で、又はそれを通して測定が行われるような場合、例えば、血液内の物質を光学的に測定する場合などのように、被検者の身体から取り出す必要はない場合がある。一実施形態では、引用により本明細書に組み込まれる２０００年５月９日にＲ．Ｔａｐｐｅｒに付与された「センサ制御解析及び医療用送出システム」という名称の米国特許第６，０５９，７３６号に開示するように、検体は、非侵襲性電気浸透抽出により、切断しない皮膚又は粘膜を通じて非侵襲的に抽出することができる。
【００１２】
バイオセンサは、身体と接触するか、又は身体と流体的に連通することができる。それは、身体の開口部、身体の内部（例えば、外科的に埋込まれる装置又は飲み込むかカテーテルによって導入される装置）、及び身体に直接着用される物品などに、皮膚又は他の身体の部分（一般的に、バイオセンサと流体連通する）上又はそれに隣接して配置することができる。バイオセンサ又はその構成要素は、ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）（ＰＨＥＭＡ）を含むヒドロゲルで皮膚に付着させることができ、その調製法は、例えば、Ａ．Ｃ．Ｄｕｎｃａｎ他著「ポリ（２−ヒドロキシエチルメタクリレート）の調製及び特徴付け」、ヨーロッパポリマー学会誌、３７巻、９号、２００１年９月（２００１年７月６日発行）、１８２１−１８２６ページに説明されている。
【００１３】
ヒトの息の化合物又は他の体臭を測定するバイオセンサ（例えば、電子鼻）のようなバイオセンサは、身体から間隔を置いて配置することができ、それらは、身体と蒸気により連通することができる。抽出したヒトの血液中の検体を測定する血液センサのように、身体から間隔を空けて配置されたバイオセンサには、別の分析のために身体から取り出された物質を測定するものも含まれる。そのようなバイオセンサは、身体から任意の距離に配置することができ、一方、臭気センサなどは、通常は被検者の身体から所定の距離以内、例えば、身体から１５インチ以内、又は身体から６インチ又は３インチ以内（すなわち、測定される被検対象の最も近い供給源の６インチ又は３インチ以内）に配置すべきである。一実施形態では、バイオセンサ（特に、その感知要素）は、身体から少なくとも１インチ離れており、より具体的には、身体から少なくとも３インチ離れている。
【００１４】
バイオセンサは、おむつのような使い捨て吸収性物品、「ＨＵＧＧＩＥＳ（登録商標）Ｐｕｌｌ−Ｕｐｓ（登録商標）」のような使い捨てトレーニングパンツ、ベッドパッド、生理用ナプキン、パンティライナ、タンポン、陰唇間装置、人工肛門バッグ、胸当て、失禁用パッドのような失禁用装置、ブリーフ、又は下着に配置することができる。それらはまた、体液及び他の生体排泄物の収集又は処分のための他の装置、例えば、ＷＯ００／６５３４８に説明されている可撓性排泄物バッグによって例示される、排泄された糞便又は尿の収容のための可撓性容器内に、及び、おむつ又は他の使い捨て材料、おまる、便器、及び嘔吐物バッグなどのための排泄容器内に配置することができる。バイオセンサは、シャツ、下着、ベスト、防護服、エプロン又は胸当て、帽子、ソックス、手袋又は使い捨てガウン（特に、医療用又は外科用又は患者が使用するための）などの衣料物品と関連させることができ、又は、枕、シーツ及び枕カバー、マットレス、呼吸チューブ、ヘルメット、フェイスマスク、ゴーグル、ブレスレット又はネックレスのような宝石、及び囚人又は保護観察下の者に対して使用される足錠などのような身体と接触するか又は身体の近くに存在することができる任意の他の物体と関連付けることができる。それらはまた、座薬、舌圧子、綿棒、布タオル又は紙タオル、流出物清掃用袋、乾燥剤袋、使い捨てモップ、帯具、雑巾、治療用ラップ、支持材、使い捨て加熱パッド、家具、及び食品容器などのような広範な他の物体と物理的に関連させることもできる。
【００１５】
バイオセンサを配置する場所を特定する場合に、バイオセンサ送信機の全ての構成要素を例えば共通の担体又は基板上に共に配置する必要があるというわけではないことが分かる。バイオセンサ要素は、送信機の残りの構成要素から離れて配置することができる。例えば、バイオセンサ要素を患者の体内に埋込み、患者の身体の外側に装着して携行される送信機構成要素に取付ける（配線する）ことができる。別の実施形態では、バイオセンサ要素は、おむつに配置することができ、一方、電源又は信号発生器のようなバイオセンサ送信機の他の構成要素は、バイオセンサ要素から遠くに位置することができる。
【００１６】
バイオセンサ信号は、連続的又は断続的とすることができ、１つの生体サンプルからの１回の測定のような短期間、数時間又は数日の期間に亘る複数の測定、平均的測定、及び長期間の連続測定などに亘って取り込むことができる。
本発明の態様を以下により詳細に説明する。
以下の本発明の詳細説明及び添付図面を参照すれば，本発明がより十分に理解され、更なる利点が明らかになるであろう。図面は代表的なものに過ぎず、特許請求の範囲を限定することを意図しない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
ここで本発明の具体的な実施形態を詳細に参照するが、それらのうちの１つ又はそれ以上の例は図に示されている。説明する実施形態及び例の各々は、本発明を説明するために提供されるものであり、本発明を限定するようには意図していない。例えば、一実施形態の一部として図示又は説明する特徴を別の実施形態と共に利用し、更に別の実施形態を生成することができる。本発明は、これら及び他の修正並びに変形を含むことを意図している。
【００１８】
本明細書において使用する用語「検体」とは、検出及び測定される原子、イオン、分子、高分子、細胞小器官、又は細胞を意味する。用語「検体」はまた、以下に限定するものではないが、蛋白質、糖蛋白質、抗体、抗原、ヘモグロビン、酵素、特定の酵素又は他の蛋白質と結合又は反応するターゲット分子などの分子、金属塩、イオン（例えば、水素イオン、ヒドロキシイオン、硫酸塩、スルフォン酸塩、リン酸塩、硝酸塩、亜硝酸塩、又はカリウムナトリウム、リチウム、又はカルシウムイオンのような電解質）、脂肪酸、神経伝達物質、ホルモン、増殖因子、サイトカイン、モノカイン、リンフォカイン、リポカリン、栄養素、糖類、受容体、核酸、ＤＮＡ又はＲＮＡのフラグメント、及び薬剤又はそれらの誘導体又は代謝産物を含む媒体中の物質を意味する。用語「検体」はまた、以下に限定するものではないが、幹細胞、血液細胞、神経細胞、免疫細胞、及び胃腸細胞などのような外胚葉性、中胚葉性、並びに外胚葉起始の細胞を含む高分子構造、細胞小器官及び細胞などの構造化要素、及び菌類、ウイルス、バクテリア並びに原生動物などの微生物、又はそれらによって生成される固有の化合物を意味する。例えば、ｐＨ測定では、検体は、水素イオン及び／又はヒドロキシイオンとすることができる。いくつかの検体は、通常のレベルよりも高いか又は低いかにより、病気状態の可能性を示す。
【００１９】
本明細書において使用する「バイオセンサ」とは、「ｗｗｗ．ｇｒａｙｌａｂ．ａｃ．ｕｋ／ｃｇｉ−ｂｉｎ／ｏｍｄ？ｂｉｏｓｅｎｓｏｒ」の「ＣａｎｃｅｒＷｅｂ  Ｏｎｌｉｎｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ」で与えられる定義によると、生物学的過程又は生理学的過程に関してデータを収集する任意のセンサを指す。バイオセンサは、生体物質を含むものなどの任意のプローブを含むことができ、このプローブは、プローブとの生化学的相互作用を物理的信号に変換することにより、生体分子、生体組織、及び微生物などのような検体の存在又は濃度を測定する。より具体的には、この用語は、体液、水、及び空気中の様々な物質を迅速かつ低レベルで検出することを可能にするための、生体物質（例えば、酵素、受容体、抗体、細胞全体、細胞小器官）と超小型電子システム又は超小型電子装置との結合を指すことができる。
【００２０】
本明細書において使用する「バイオセンサ読取値」とは、バイオセンサによって提供される定量的又は定性的な測定値を指し、この測定値は、以下に限定されるものではないが、デジタル信号又はアナログ信号の電子信号（バイオセンサ読取値に応答してバイオセンサによって直接的に又は別の装置によって間接的に生成される電流又は電圧など）の形態をとることができ、次に、この信号が送信されて、その結果は、出力装置上への表示又はコンピュータに送信されるデータとなる。
【００２１】
本明細書において使用する「媒体」及び「生体サンプル」は、測定対象の検体を含む任意の物質を指す。媒体又は生体サンプルは、血液又はその任意の成分（血漿、血清など）、月経、粘液、汗、涙、尿、糞便、唾液、痰、精液、泌尿／生殖器分泌物、胃洗浄液、心膜液又は腹膜液又は心膜洗浄液又は腹膜洗浄液、咽頭スワブ、胸膜洗浄液、耳垢、毛、皮膚細胞、爪、粘膜、羊水、膣分泌液又は身体からの任意の他の分泌物、脊髄液を含む任意の体液、ヒトの息、体臭を含むガスサンプル、膨満ガス又は他のガス、任意の生体組織又は生体物質、又はこれらの任意の抽出物又は懸濁液とすることができる。
【００２２】
本明細書において使用する用語「超広帯域」（ＵＷＢ）及び「デジタルパルス無線」は、極めて幅の狭いパルス又は持続時間が極めて短いパルスを使用することによって作動し、非常に広い又は「広帯域」の送信帯域幅をもたらす「無線周波数（ＲＦ）」装置を指す。連邦通信委員会（ＦＣＣ）の定義するところによれば、ＵＷＢシステムの帯域幅は、中心周波数の２５％よりも大きいか又は１．５ＧＨｚよりも大きい。ＵＷＢは、典型的には、無搬送波方式で実施される。ＲＦ搬送波を使用して周波数領域内の信号をベースバンドからシステムが作動することができる実際の搬送周波数へ移動させる従来の「狭帯域」システム及び「広帯域」システムと比較して、ＵＷＢの実施では、急激で正確な上昇及び下降時間を有する「インパルス」を直接変調し、従って、数ＧＨｚの帯域幅を占める波形をもたらすようにすることができる。
【００２３】
本発明によるモニタリングシステムの特定的な機能を全体として理解するために、ＵＷＢ技術の態様を以下に説明する。ＵＷＢ技術の詳細な説明に関しては、「Ｉｎｔｅｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ」、第２期、２００１年に公開された「短又は中距離無線通信のための超広帯域技術」を参照する。ＵＷＢ技術及びその様々な実施形態の詳細な説明に関しては、米国特許第６，３００，９０３号Ｂ１、米国特許第６，２１８，９７９号Ｂ１、米国特許第６，１７７，９０３号Ｂ１、米国特許第５，８３２，０３５号、米国特許第５，６８７，１６９号、米国特許第５，６７７，９２７号、及び米国特許第５，３６１，０７０号も参照する。これらの特許は、あらゆる目的に対して、その全内容が引用により本明細書に組み込まれる。
【００２４】
ＵＷＢは、大量のデジタルデータを極めて低い電力で周波数帯域の広いスペクトルに亘って送信するための無線技術である。ＵＷＢ無線機は、限られた帯域幅及び高電力の信号を反射する傾向のあるドア、壁、及び他の障害物を通って信号を搬送する能力を有する。ＵＷＢは、持続時間が１ナノ秒よりも短く、広い周波数スペクトルに亘って極めて正確なタイミングでより多くのデジタルパルスを同時に一斉送信する。送信機と受信機は、１秒の１兆分の１の精度でパルスを送信及び受信するように調整すべきである。既に使用されている任意の所定の周波数帯域上では、ＵＷＢは、極めて低い電力であり、かつ非常に広い範囲に広がるので、単なる背景ノイズのように思われる。従って、理論上は、ＵＷＢ信号は干渉を受けず、かつ他の装置と干渉しない。ＵＷＢシステムの所要消費電力は、従来の携帯電話の約１万分の１である。
【００２５】
ＵＷＢシステムは、通常は以下の特徴、すなわち、短時間パルス、一般的に５０ＭＨｚと１０ＧＨｚの間にある中心周波数、中心周波数の１００＋％の超広帯域幅、ミリワット以下の平均パワーレベルを有するマルチマイル範囲（低利得アンテナを有する場合でさえも）、極めて低い電力スペクトル密度、他の技術的に高度な無線機設計と比較した低コスト、及び他のシステムに由来するフェージング及びジャミングに対する優れた耐性を有する。ＵＷＢシステムでは、極めて高い処理利得が可能である。例えば、１ｎｓパルスを有する１０メガパルス／秒（１００ｎｓフレーム）のシステムの受信機は、１ｎｓパルスの到達が予想される時に単に「傾聴する」のみでよく、２０ｄＢのノイズ低減をもたらす。データビット当たりに１００パルスが設定されれば、１００キロビット／秒のリンク全体に更に２０ｄＢの利得が達成される。４０ｄＢ又はそれ以上の処理利得を得ることができ、周囲ノイズに同等か又はそれよりも低いレベルでの堅固なデータ送信が可能となる。短時間パルスは、優れたマルチパス耐性を有し、従来の狭帯域システムの目立ったフェードを受けない。
【００２６】
ＦＣＣは、人間又は動物の体の内部を「見る」ための様々な健康用途に用いることのできる医用撮像システムを含む限定された商用実施に対してＵＷＢを認可している。家庭用ネットワーク装置及びビジネス用ネットワーク装置のような通信システム並びに測定システムに対しても実施が認可されている。医用装置及び通信システムは、３．１ＧＨｚ〜１０．６ＧＨｚの周波数帯域に限定されている。
ＵＷＢ技術はマイクロチップにも実現されており、従って、バイオセンサとの統合に特に好ましい。例えば、米国アラバマ州ハンツビル所在のタイム・ドメインは、「ＰｕｌｓＯｎ（登録商標）」の商品名で単一集積回路チップセットとしてＵＷＢ技術を提供している。「ＰｕｌｓＯｎ（登録商標）」チップセットを様々な従来のバイオセンサ技術と容易に統合してＵＷＢバイオセンサ送信機を提供することができると考えられる。米国カリフォルニア州サンディエゴ所在の「ＰｕｌｓｅＬＩＮＫ」も、ＵＷＢ技術の別の商業用供給元である。
【００２７】
本発明によるモニタリングシステム及び方法の例示的な実施形態が、図に概略的に示されている。図１を参照すると、本発明によるモニタリングシステムは、少なくとも１人の個人「Ａ」と関連付けられた少なくとも１つのＵＷＢバイオセンサ送信機１０を含む。複数の個人（Ａ〜Ｅ）は、各個人Ａ〜Ｅが少なくとも１つのバイオセンサ送信機１０に割り当てられたシステムによりモニタすることができる。バイオセンサ送信機１０を以下により詳細に説明する。各バイオセンサ送信機１０は、個人Ａに関連して配置されて個人の健康状態を検出する少なくとも１つのバイオセンサ要素１２（図３）を含む。例えば、バイオセンサ要素１２は、個人Ａからの生体サンプル又は生体媒体中の特定的な健康状態を示す関連の検体を検出することができる。個人Ａ〜Ｅを同一の健康状態又は異なる健康状態に関してモニタすることができることを理解すべきである。個人Ａ〜Ｅには、任意の数の関連付けられたバイオセンサ送信機１０を割り当てることができることも理解すべきである。そのようなバイオセンサ送信機１０の各々は、異なる健康状態に関してモニタすることができる。
【００２８】
バイオセンサ要素１２からの読取値は、バイオセンサ送信機１０により、アンテナ２６を通じて送信されるバイオセンサ信号３６に変換される。上述のように、バイオセンサ信号３６は、ＵＷＢ信号である。
ＵＷＢ受信機４０は、バイオセンサ送信機１０から離れて、かつ、その送信可能距離内に配置される。例えば、このモニタリングシステムは、病院、保育所、高齢者介護施設、学校などのようなあらゆる建造物１００（図１の破線）内において利用することができる。バイオセンサ送信機１０及びモニタされる個人Ａ〜Ｅは、建造物１００の特定の部屋１０２内に位置することができ、ＵＷＢ受信機４０は、別の部屋１０４又は同じ部屋１０２に配置することができる。例えば、建造物１００が病院の病棟又はフロアである実施形態では、部屋１０２は、乳児保育室、例えば、新生児ケア保育室に対応することができる。部屋１０４は、隣接するモニタリング室又はモニタリングスペース、例えば、ナースステーションなどに対応することができる。本発明によるシステム及び方法は、決して面積、場所、又はモニタされる個人のタイプによって制限を受けるものではない。
【００２９】
ＵＷＢ受信機４０は、アンテナ４２を通じて送信されたバイオセンサ信号３６を受信する。以下により詳細に説明するように、信号３６は、ＵＷＢ信号から、最初のバイオセンサ読取値からの情報を含むベース信号７６に変換される。次に、ベース信号７６は、適切なプロセッサ８０に送信され、プロセッサ８０は、信号を処理して可読出力として医療担当者に表示する。出力は、視覚的、聴覚的、又は両方の組合せで表示することができる。プロセッサ８０は、最初のバイオセンサ読取値に含まれる情報を表示するように構成された適切なハードウエアアーキテクチャ及びソフトウエアアーキテクチャの任意の組合せを含むことができる。従って、プロセッサ８０は、バイオセンサ送信機１０によって利用されるバイオセンサ要素１２の個々の種類に対応するように構成されることを認識すべきである。
ベース信号７６を受信すると、プロセッサは、データベース内への記憶に対して時刻印及び他の識別情報を追加することができる。代替的に、時刻及び他の情報は、ＵＷＢ受信機によって追加してもよく、バイオセンサ信号３６を有するバイオセンサ送信機１０によって送信してもよい。
【００３０】
プロセッサ８０が他の様々な機能を実行することは本発明の範囲及び精神の範囲内である。例えば、プロセッサ８０は、ある期間に亘ってバイオセンサ信号３６又はベース信号７６を受信及び記憶し、次に、蓄積された信号から任意的に計算を行って結果を表示するか、又は他者による調査のためのデータの任意的な計算及び解釈結果の表示用にデータを他の装置に転送するための様々な電子データログ装置のうちのいずれか１つを含むことができる。例示的なデータログ装置には、デンマーク所在の「Ｅｌｌａｂ−Ａ／Ｓ」（米国カリフォルニア州サンホセアに事務所を有する）のケーブルデータロガー及び無線データログ装置、並びに他の適切なデータログ装置が含まれる。
【００３１】
プロセッサ８０は、バイオセンサによる読取りの結果を任意の適切な形式で表示することができる。例えば、結果は、テキスト、棒グラフ、数値、図表、アイコン、色などの形式で画面又は他の表示装置上に表示される定性的又は定量的結果を含むことができ、又は、合成音声、可変周波数又は可変強度のビープ音、物理的装置の振動などのような音響とすることができる。付加的情報に対する生のハイパーテキストを有するコンピュータ画面などへの解釈ガイダンス付き情報の詳細な表示は、バイオセンサ読取値の表示及び出力に対する一実施形態を表す。
【００３２】
多くの「下流」側における任意選択肢も利用可能である。例えば、バイオセンサ信号３６、ベース信号７６、又は解釈結果は、他の医療専門家などによる調査のために、任意の通常の手段を通じてプロセッサ８０によって遠隔位置に送信することができる。例えば、プロセッサ８０は、電話線、ＲＦ回路、ケーブル、安全な「インターネット」接続などを通じて信号又は解釈結果を伝達することができる。情報は、次に、適切なデータベースに記憶するか、又は任意の数の理由に対して医療ネットワークに供給することができる。下流送信や記憶などは、任意の通常のハードウエアアーキテクチャ及びソフトウエアアーキテクチャによって達成することができる。医療施設又は医療ネットワーク内での電子バイオセンサ信号の使用には、事実上限りがないことを認識すべきである。
【００３３】
異常なバイオセンサ読取値が得られた場合に医療担当者に対して警戒信号又は警報を生成するための手段も設けることができる。例えば、プロセッサ８０は、バイオセンサ読取りの結果が異常であった場合には、聴覚的又は可視的な警報８４を作動させることができる。プロセッサ８０は、バイオセンサ読取値が即座の治療を必要とする健康状態を示す場合には、緊急対応ステーション８６、例えば、施設、介護者、及び専門家などへ自動的に信号を送信することができる。この点に関して、プロセッサ８０は、電極の断線又はバイオセンサ送信機１０の不適切な使用のようなハードウエアの問題と異常読取りとを区別するためのソフトウエア手段及びハードウエア手段を組み込むことができる。神経回路網及びファジー論理システムをプロセッサ８０と統合し、これらの区別を行うことができる。
【００３４】
図２に、多くの個人の健康状態を遠隔モニタリングするための本発明による方法及びシステムの代替的実施形態を図式的に示す。この図では、モニタされる個人Ａは、バイオセンサ送信機１０を割り当てられており、バイオセンサ送信機１０は、例えば、この個人の皮膚に当てて携行されるか、この個人が携行するオストミーバッグ内、失禁用物品内、及び同様なもの内に配置される。個人Ａは、遠隔の建造物１０６、例えば、この個人の家の中にいることができる。図２に示す個人Ｂは、この個人に関連付けられたバイオセンサ送信機１０を有する乳児である。例えば、送信機１０は、この乳児が着用するおむつその他の吸収性物品内に配置することができる。ＵＷＢ受信機４０は、家屋その他の建造物１０６内のバイオセンサ送信機１０が常に受信機４０の受信可能範囲内にあるような位置に配置することができる。受信機４０は、次に、病院、診療所、又は他の医療施設などの遠隔建造物１０８内にあるプロセッサ８０と通信することができる。本装置は、電話線、ＲＦ回路、及び「インターネット」接続などを含む任意の通常の手段によって通信することができる。
図１及び図２の概略図から、本発明の範囲及び精神の範囲内で無数のバイオセンサ送信機１０及び受信機４０の配置を構成することができることを認識すべきである。
【００３５】
バイオセンサ送信機１０の例示的な実施形態を図３に示し、ＵＷＢ受信機４０の例示的な実施形態を図４に示す。ＵＷＢシステムは、ＡＭ及びタイムシフト（パルス位置）変調を含む任意の種類の変調を使用することができる。タイムシフト変調法、すなわちパルス位置変調法は、その簡素性及び比較的低い出力特性により特に望ましいものである。タイムシフト法を説明のための一例として用いる。ＵＷＢバイオセンサ信号におけるパルス間間隔は、擬似ランダムコード構成要素の使用によりパルス毎に変えることができる。擬似ランダムコード（ＰＮコード）は、通常は狭帯域の情報信号を比較的広い周波数帯域に亘って拡散させるために用いられる。拡散されたスペクトルの受信機は、信号を対応付けて最初の情報信号を取り出す。ＰＮコードは、パルス列内の各パルスに対するランダムな位置決めを規定する一組の時間位置として考えることができる。ＰＮコードは、１つのコードを用いるパルス列が、いずれか１つのデータビット時間中に１つ又は２つよりも多いパルス位置上で別のコードを用いるパルス列と衝突することがほとんどないように、低い相互相関性を有するものとして設計することができる。デジタルタイムシフト変調は、符号化された時間位置を付加量（ＰＮコードに付加）によってシフトさせることにより実行することができる。この量は、一般的に、ＰＮコードのシフトに比べて極めて小さく、例えば、ＰＮコードのナノ秒（ｎｓ）範囲と比較してピコ秒（ｐｓ）範囲とすることができる。
【００３６】
タイムシフト変調法を用いる典型的なＵＷＢシステムでは、各データビットは、通常、周期的なタイミング信号の多くのパルスを時間位置変調する。これによって、各信号データビットに対して同じ形状を有するパルスの列を含む、変調されて符号化されたタイミング信号が生成される。受信機は、複数のパルスを統合して、送信された情報を回復する。
ＵＷＢ受信機４０は、典型的には、電磁パルス列を１段階でベースバンド信号に変換する前置相関器を有する直接変換受信機である。このベースバンド信号は、ＵＷＢシステムに対する基本的情報信号である。増幅器ドリフト及び低周波ノイズの影響を低減することを助けるために、ベースバンド信号を有する副搬送波を含むことが望ましいであろう。受信機４０は、ＵＷＢバイオセンサ信号を受信し、十分なＳＮ比を有する直接経路信号又は任意の多重経路信号ピークを用いて情報を復調する。従って、受信機は、多くの到達信号の中から最も強い応答を選択することができる。
【００３７】
バイオセンサ送信機１０は、小さい電池２４のような任意の適切な内蔵型電源を組み込んでおり、送信機のいくつかの構成要素に必要な電力を供給する。電池２４は、例えば、時計電池及び薄膜電池などとしてもよい。薄い断面の電池が「スマートカード」用途に用いられており、このようなシステムは、本発明のバイオセンサ送信機１０に対して特に好適である。例えば、薄型電池を有するカードの一例は、あらゆる目的に対してその全内容が引用により本明細書に組み込まれる「薄型電池を有するＩＣカード」という名称の米国特許第６，２８４，４０６号に開示されている。他の適切な電源は、高効率太陽電池、光起電力電池、及び化学反応電力電池を含むことができる。バイオセンサ送信機用に特に好適と思われる１つの種類の電源は、個人の体温を腕時計などの小さい電子装置を作動させるのに十分な電気に変換する「熱発電機」作動チップである。このような装置は、例えば、ドイツのミュンヘン所在のインフィネオン・テクノロジーズによって開発中である。
【００３８】
図３に示すバイオセンサ送信機１０の例示的な実施形態を参照すると、バイオセンサ要素１２が設けられている。バイオセンサ要素１２は、個人の健康状態を検出する任意のバイオセンサとすることができる。適切なバイオセンサ要素１２を以下に詳細に説明する。要約すると、バイオセンサ要素１２は、検出可能又は測定可能なバイオセンサ読取値２８を生成する。この読取値２８は、デジタルビット、アナログ信号、及び電圧信号などを含む、異なる種類の情報信号のうちの任意の１つ又はその組合せとすることができる。バイオセンサ要素１２は、電気技術、光学技術、音響技術、化学技術、電気化学技術、又は免疫学的技術を利用することができる。多くのバイオセンサは、変換器に付随する感知層を含む。感知層は、１つ又はそれ以上のターゲット検体を含む媒体と相互作用する。感知層は、検体に結合する物質を含み、例えば、酵素、抗体、受容体、微生物、及び核酸などとすることができる。検体が感知層と結合すると、生理化学的信号が変換器内に変化を生じさせる。変換器内のチェンジャーにより、光学式（例えば、可視回折像）、電位差式、重量測定式、電流滴定式、伝導滴定式、誘電滴定式、熱量測定式、及び音響式などによる測定又は読取りが可能になる。信号変換器１４は、バイオセンサ読取値２８を受信し、この読取値を、タイミング発生器１６によって受信される信号３０に変換することができる。本実施形態では、信号３０は、バイオセンサ読取値２８内の情報を表すデジタルビット信号である。一例では、信号変換器１４は、アナログ／デジタル変換器又は同様なものとすることができる。バイオセンサ１２がある量の検出可能な光を放出するか又は蛍光を発する実施形態では、信号変換器１４は、例えば、光を電気インパルスに変換するフォトダイオードのアレイを含むことができる。従って、「信号変換器」１４は、バイオセンサ読取値２８をその後の処理のために適切な信号３０に変換するハードウエア及び／又はソフトウエアの任意の構成を包含することを認識すべきである。図に示す実施形態では、ＵＷＢシステムはデジタルシステムであり、従って、信号３０は、デジタルビット信号である。しかし、特定的なＵＷＢ構成に応じて、信号は、アナログ信号又は複合信号とすることができる。送信機１０は、精密タイミング発生器１６に対して周期的なタイミング信号２１を生成する時間基準要素２０を含むことができる。時間基準要素２０は、通常、ピコ秒（ｐｓ）台の高いタイミング精度を有する電圧制御発振器（ＶＣＯ）である。ＶＣＯの中心周波数は、較正において、送信機の定格パルス繰返し率を形成するために用いられる望ましい中心周波数に設定される。
【００３９】
精密タイミング発生器１６は、コードソース１８に同期信号１７を供給する。コードソース１８は、タイミング発生器１６にコードソース信号１９を出力する。タイミング発生器１６は、情報信号３０及びコード信号１９を用いて、変調した符号化タイミング信号３２を生成する。信号３２は、副搬送波信号上に光学的に生成することができる。コードソース１８は、適切なＰＮコードを記憶し、このＰＮコードをコード信号１９として出力するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）のような記憶装置を含む。
パルス発生器２２は、変調された符号化信号３２を受信し、この信号をトリガとして用いて出力パルス３４を発生する。出力パルス３４は、送信機アンテナ２６に送信される。出力パルスは、アンテナ２６により、伝播する電磁パルス信号３６に変換される。従って、初期バイオセンサ読取値２８は、最終的には、無線周波環境において電磁パルス３６の列として送信される。
【００４０】
図４に示す例示的な受信機構成４０を参照すると、出力パルス信号３６が、アンテナ４２によって受信される。受信信号６２は、アンテナ４２に連結された前置相関器又は「サンプラー」４４に入力される。相関器４４は、べースバンド出力信号６４を生成する。受信機４０はまた、時間基準要素５２からタイミング信号７０を受信する精密タイミング発生器４８を含む。時間基準要素は調整可能であり、受信信号６４に固定するためのロックループフィルタ５４の要求に応じて、時間、周波数、又は位相が制御される。タイミング発生器４８は、コードソース５０に同期化信号４９を供給し、コードソース５０からコード制御信号５１を受信する。タイミング発生器４８は、タイミング信号７０及びコード制御信号５１を用いて符号化タイミング信号６８を生成する。テンプレート発生器４６は、符号化タイミング信号６８によって起動され、受信信号６２の各パルスに実質的に等しい波形を有するテンプレート信号パルスの列６６を生成する。従って、所定の信号を受信するためのコードは、伝播された信号を生成するために送信元の送信機によって使用されたものと同一のコードである。テンプレートパルス列のタイミングは、受信信号パルス列のタイミングと一致し、受信信号６２が相関器４４によって同期されてサンプリングされるのを可能にする。
【００４１】
信号が副搬送波上で搬送される場合には、相関器４４の出力は、副搬送波信号から副搬送波情報信号を復調する復調器５６に供給される。復調器５６の出力は、フィルタ処理されるか、又はパルス加算器５８内に取り込まれる。加算段階５８の出力７４をサンプリング及び保持装置によってサンプリングし、次に、検出器６０内の基準信号出力と比較し、サンプリング及び保持装置の出力電圧のデジタル状態を表す出力信号７６を判断することができる。
【００４２】
フィルタ５４、時間基準５２、タイミング発生器４８、テンプレート発生器４６、及び相関器４４を備えた制御ループは、エラー信号７２を生成するために用いられる。エラー信号７２は、時間基準５２を調整し、周期的タイミング信号６６が受信信号６２の位置に対して調整されることを保証する。
ＵＷＢの送信機及び受信機のより詳細な説明は、あらゆる目的に対してその全内容が引用により本明細書に組み込まれる米国特許第６，３００，９０３号Ｂ１に見出すことができる。
【００４３】
図５に示すように、プロセッサ８０は、バイオセンサ読取値２８の有意性を評価するためのエキスパートシステム又は他のプログラムを含むことのできる管理プログラム１２０を含むか又はそれと関連付けることができる。共にＵＷＢ手段によってプロセッサ８０に送信されるベース信号７６内に提供することができる（しかし、そうすることが必要ではない）個人のＩＤコード１１２（例えば、その個人と関連付けられたスマートタグからＲＦＩＤスキャナによって読み取られるコード）及びバイオセンサＩＤコード１１４（例えば、バイオセンサ又は複数のバイオセンサの各々を識別するＲＦＩＤ読取装置によって読み取られるスマートタグコードを含む固有の電子識別子）を含む他のデータソースを、管理プログラム１２０による検査のためにプロセッサ８０に提供することができる。有線又は通常の無線信号によって提供することができる他のセンサ９８からのデータ、及び医療データベースからの医療記録、病気及び診断に関する情報のオンラインデータベース、「インターネット」情報源、個人又は他の介護者又は家族からの入力、個人の写真又はビデオ（安全な「ウェブカメラ」システムを通じて提供されるライブ画像を含む）、介在情報、及び保険情報などを含むことができる他のデータ９６などのデータソースは、他の手段によってプロセッサに送信することができる。
【００４４】
プロセッサ８０に提供された情報の評価は、ベース信号７６及び他の情報に照らして行うことができ、この評価は、傾向を推論するために個人からの時系列バイオセンサ読取値２８の検査、その他のものを含む。管理プログラムは、ベース信号７６及び他のセンサ１１８又は他のソース１１６からのデータに応答して措置案１２２を提供することができ、措置案１２２は、適切である場合には直ちに実行するか、又は人間のスタッフ１２４による検討の結果が出るまで保留することができ、その後、措置案１２２又は修正された形の措置案１２２（又は、バイオセンサ信号２８及び他のデータソース１１６及び１１８によって提供された情報に対応する他の措置）が実行される（１２６）。
【００４５】
措置案１２２は、患者に投与中の薬物の変更（例えば、現在この個人に投与中されている静脈内ユニットによる薬物の流速を低下させる）こと、救急処置を要請すること、患者を助けるための介護者を要請すること、運動検出器、ビデオカメラ、及び酸素モニタリングなどのような付加的センサを起動すること、及びこれら又は任意の他のデータソース（バイオセンサ信号を含む）からの過去のデータ又は生のデータを医師又は診断研究室のような第三者に転送するように命令すること、又は個人に対して警告信号又は潜在的な問題（例えば、低過ぎる血糖値）を送信して適切な措置（例えば、果汁を飲む）を要請することを含むことができる。介護者又は他の者に対する支援の要請もＵＷＢシステムを通じて行うことができ、プロセッサ及び管理プログラムから他の情報源へのどのようなデータ送信もＵＷＢシステム又は任意の他の手段によって行うことができる。
【００４６】
本発明のシステム及び方法は、任意の数及び組合せの健康状態をモニタするために用いることができる。例えば、バイオセンサ要素は、以下のモニタリングの場合に用いることができる。
・回復期にある患者に対する感染の兆候又は感染の状態を検出する。
・妊娠期間中の胎児又は母親の健康をモニタする（妊娠管理）。子宮収縮、抗リン脂質抗体、胎児のフィブロネクチン蛋白質などをモニタすることによって未熟産のような事態を検出する。
・生殖に関する状態（例えば、受胎能に関連する排卵又は他の要因の兆候）をモニタする。
・他のホルモンの検出（例えば、成長因子、甲状腺、更年期関連のものなど）。
・月経の兆候を検出する。
・透析前、透析中、又は透析後に測定される血液中又は尿中の検体、及び、家庭で又は透析を受けていない患者に対して、何らかの体液中で測定される検体を含む腎臓病に関連する検体をモニタする。
・骨特定のアルカリホスファターゼ又はカルシトニンをモニタする手段などにより、骨粗鬆症の危険因子、又はこの病気の兆候又は状態、又は骨粗鬆症及び他の骨病理の発症又は治療と相関するホルモンレベル又は他の作用因子をモニタする。
・ミオグロビン、トロポニン、ホモシステイン、クレアチンキナーゼ、血栓前駆体蛋白質、脂肪酸結合蛋白質、及びＣＲＰなどのような検体を含む心臓病に関連する因子をモニタする。
・ＭＭＰ−３、フィブリン分解生成物、抗ＩＩ型コラーゲン抗体、及びコラーゲン架橋Ｎ−テロペプチドを含むリウマチ様関節炎に関連する因子をモニタする。
・血液又は他の体液中のＤダイマーを含む脳卒中に関連する因子を検出する。
・抗生物質などの薬剤の効用又は存在をモニタする。
・潜在的心血菅障害について患者及び／又は介護者に注意を喚起するために、心臓病に関連する酵素又は他の因子を検出する。
・尿中のＩ型コラーゲン架橋Ｎ−テロペプチドを検出することにより、リウマチ様関節炎を識別する。
・新生児や糖尿病患者などにおけるチアノーゼ又は循環障害をモニタする。
・必要な場合に睡眠を改善するための治療と相まって、睡眠時無呼吸の兆候をモニタする。このような概念は、Ｎ．Ｈａｄａｓによって１９９９年７月１５日に公開されたＷＯ９９／３４８６４に開示されたシステムを含むことができ、この特許の米国特許は、本明細書において引用により組み込まれている。
・血液の状態を評価するための手段として、爪床を光学的にモニタする（いくつかの検査に対しては、爪は、ブルーイングのような変化に対して皮膚よりも更に透明になることができる）。
・床擦れ（褥瘡性潰瘍）及び他の潰瘍又は創傷を防止又は手当てするために、ベッドにおける体位及び患者の皮膚に対して印加される圧力を追跡する（印加圧力を追跡するための１つの手段は、米国マサチューセッツ州サウスボストン所在のテクスキャン・インコーポレーテッドによって販売されている圧力検出フィルムのプリントアレイを含み、このプリントアレイは、身体によって身体の下の様々な点に印加される圧力を示すセンサとしての機能を果たすことができ、ビデオカメラ、ロードセル、及び他の手段も位置及び荷重を追跡するために利用することができ、位置検出器は、ある期間に亘ってベッドの高さ及び位置をモニタし、患者の位置が定期的に調整されることを保証する）。創傷の健康状態を示すバイオセンサ及び蛋白質分解酵素もこの目的に対して圧力／位置センサと協働及び関連して用いることができる。
・電子鼻技術又は他のセンサを用いて体臭又は身体近くの気相における検体をモニタすることにより、健康状態のインジケータを追跡する。
・急性ストレスと慢性的ストレスを区別するための移動ベースラインを確立する処理、及び測定されたストレスに関連する検体の時刻歴を、ストレスを誘発した可能性のある因子と光学的に関連付ける処理を含む、唾液中のコルチゾール測定又はセラトニン測定によるストレスの追跡。
・職員や投薬法などの変化を追跡することができる被検者の治療における突然の変化の識別記録として、１つ又はそれ以上の検体のアーカイブされた時刻歴を用いる。この時刻歴は、医療過誤又は他の問題を検出するか又は被検者の健康状態に関して使用者によって為された主張を検証する（又はそれが間違いであることを証明する）手段としての機能を果たすことができる。
・ｌｇＥ（免疫グロブリンＥ）、好酸性カチオン性蛋白質、粘膜内又は血液又は他の体液中のＩＬ−４又はＩＬ−５などのサイトカインのうちのいずれかを検体として用いてアレルギーを検出する。これには、このような検体に対するバイオセンサ又は細菌感染又はウイルス感染に対するバイオセンサを備え付けたティッシュペーパーの使用が含まれる。
・サイトカイン（例えば、ＩＬ−６）、Ｃ反応性蛋白、カルシトニン又はプロカルシトニン、ＣＤ１１ｂ、ＥＳＢＬ酵素（特に薬剤耐性バクテリアに対する）、及びリポカリンなどの検体を用いて細菌感染を検出する。
・核基質蛋白質（ＮＭＰ）１７９又はパパニコラウスミアからのヒト乳頭腫ウイルスをモニタすることにより、子宮頸癌に対する危険因子を検出する。
・家ネコなどの人類以外の哺乳動物におけるタウリンレベルのモニタリングを含む、身体又は局所領域におけるタウリンのレベルのモニタリング。
・尿路感染検査。
・ｐＨ不均衡を含む、酵母感染、細菌感染、又は他の形態の膣炎。
・ＵＶ露出検出。
・水分補給モニタリング、コレステロール検査、エネルギ評価、及び貧血評価をも含む、栄養モニタリング又は栄養レベルの検出。
・ストレスインジケータの測定又はモニタリング。
・アレルギー検査又はアレルゲンの検出。
・耳感染に対する検出又はスクリーニング。
・心血菅／呼吸器の健康状態（心臓発作前の症状の検出、心臓発作後の症状の検出／心臓の全体的健康状態のモニタリング、酸素投与のモニタリング、脈拍、心臓律動不整警報、呼吸、拍動検出、肺炎検出器、呼吸識別、睡眠時無呼吸検出）。
・「Ｔｈｅｒｍｏ  ＢｉｏＳｔａｒ」（米国コロラド州ボールダー所在）の「ＦＬＵ  ＯＩＡ（登録商標）」バイオセンサのような装置によるインフルエンザの検出、又は「Ｔｈｅｒｍｏ  ＢｉｏＳｔａｒ」バイオセンサ物質による他の病気の検出。
・筋骨格検査（筋肉の働き、骨粗鬆症、体脂肪）。
・黄疸検出に対するビリルビンのような新生児における健康因子をモニタする。
・糖尿病患者に対する血糖値レベルのモニタリング、及び、以下でより詳細に説明するその他のもの。
【００４７】
バイオセンサ送信機１０は、リアルタイムの測定値、定期的間隔での測定値（例えば、適時のスナップショット）、時間平均した結果などを提供することができる。バイオセンサ送信機は、身体の上又は身体に当てて装着することができる。一例を挙げれば、バイオセンサ送信機は、ベッドパッド、おむつ、生理用ナプキン、ティッシュペーパー、タンポン、使い捨て衣料品、及び失禁用製品などのような吸収性物品の内部又はその上に配置することができる。バイオセンサ送信機は、オストミーバッグ及びおまるなどのような体外排泄物の入れ物又は容器に配置することができる。被検者の身体からの健康状態インジケータに応答することができるものは、好ましくは小型化した電極、光学装置、又は他の計器とすることもできる。
【００４８】
バイオセンサ読取値２８に加えて、任意の数の追加信号（図示せず）を信号変換器１４によって受信し、バイオセンサ読取値２８と組み合わせて追加情報を出力パルス信号３６内に伝達してもよく、又は、バイオセンサ読取値２８に関する出力パルス信号３６の前又は後に、バイオセンサ送信機１０によって追加信号を送信することができる。付加的又は代替的に、任意の数の追加信号（図示せず）は、ＡＭ又はＦＭ無線周波信号、直接配線、「インターネット」、及びモデムなどを通じた手段のような他の手段によってプロセッサ８０に送信することができる。それらを送信する方法に関係なく、追加信号は、グローバルポジショニングシステム（ＧＰＳ）装置又は他の測位手段を通じて室温、光源レベル、個人の位置のような要因の測定値を提供する他のセンサからの読取値、受けている投薬、治療装置の作動状態、室内における他者の存在、個人が床についているか否か（例えば、ベッド内の負荷センサを用いて）に関する情報などを含むことができる。一実施形態では、個人の近くにおける特定の物体又は人間の存在を検出手段によって検出し、バイオセンサ読取値２８と共に又はそれに付加してプロセッサ８０に送信することができる。
【００４９】
例えば、マサチューセッツ工科大学の自動ＩＤセンター（米国マサチューセッツ州ケンブリッジ所在）で開発中のスマートタグのような、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）のための「スマートタグ」を備えた物体は、物体のコードを読み取ることのできるＲＦＩＤ読取装置からの無線信号に応答し、小型アンテナを通じて固有の電子製品コードを搬送することができる。オブジェクトコードは、物体の性質を判断するために使用することができる。一実施形態では、個人と関連付けられたＲＦＩＤスキャナが室内の複数の物体を読取り、適切な物体が存在するか又は不適切な物体が存在するかを判断することができるプロセッサ８０又は他のコンピュータ装置へオブジェクトコードを送信する。製品コードは、イントラネット又は他の手段を通じて、製品コード及びオブジェクト説明に関する情報を含むサーバに送信することができ、このサーバは、関連情報の評価又は記録のために、情報をプロセッサ８０又は他の装置又は他者に戻すことができる。検出される可能性のある不適切な物体には、タバコ、個人がアレルギーを有する食品、兵器類又は他の禁制品、個人と接触することを禁止された人間、又はペースメーカを所持する患者に対する不適切な電子装置を含むことができる。適切な物体には、加湿器、車椅子、介護者、酸素ボンベ、及び歩行を助けるための装置などが含まれるであろう。ＲＦＩＤ読取装置は、個人又はバイオセンサ又はその両方と関連付けられたスマートタグ又は他の装置から固有のＩＤコードを読み取ることができ、また、１つ又は複数のコードをプロセッサ８０へ送信することができる。
【００５０】
ａ．バイオセンサの詳細
バイオセンサは、反復使用のための専用ハードウエアの形態であっても、１回使用又は回数の少ない反復使用のための廉価な使い捨てプローブとしてもよい。バイオセンサは、１点の衣料品又は使い捨て物品内に組み込むことができ、各々が引用により本明細書に組み込まれる、１９９９年４月２６日出願の米国特許出願出願番号第０９／２９９，３９９号、２０００年３月２日出願の出願番号第０９／５１７，４４１号、及び２０００年３月２日出願の出願番号第０９／５１７，４８１号の米国特許出願に開示されているバイオセンサの技術及び構成のいずれかを含むことができ、これらの内容は、少なくとも部分的に、Ｈａｍｍｏｎｓ他により２０００年１１月２日に公開されたＷＯ００／６５３４７、Ｒｏｅ他により２０００年１１月２日に公開されたＷＯ００／６５３４８、及びＣａｐｒｉ他により各々２０００年１１月２日に公開されたＷＯ００／６５０８３、ＷＯ００／６５０８４、並びにＷＯ００／６５０９６に公開されていると考えられる。バイオセンサは、引用により本明細書に組み込まれる２００１年２月１３日にＲｏｅ他に付与された米国特許第６，１８６，９９１号、及び、共に引用により本明細書に組み込まれ、かつ共に２００１年１月４日にＷＯ０１／００１１７として公開された開示内容に関連する、共にＲｏｅ他の名前で１９９９年６月２９日に出願の米国特許出願出願番号第０９／３４２，７８４号及び第０９／３４２，２８９号に開示された技術のうちのいずれかを含むことができる。バイオセンサは、引用により本明細書に組み込まれるＤ．Ｅｖｅｒｈａｒｔ、Ｅ．Ｄｅｉｂｌｅｒ、及びＪ．Ｔａｙｌｏｒに付与された米国特許第５，４６８，２３６号に開示されたもののいずれかを含むこともできる。付加的なバイオセンサ技術及びシステムを本明細書において以下に説明する。
【００５１】
本発明に用いられるバイオセンサは、家庭での使用又は管理医療施設での使用のような病院以外での使用に適することができる。癌を含む任意の病気又は疾患に対するバイオセンサを考えることができる。例えば、尿中のマーカ（例えば、「Ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ  Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅ」、１０巻、５号、１２ページに掲載されたＢＬＣＡ−４、すなわち、膀胱癌細胞の原子核内に見出される核マトリックス蛋白質）を、膀胱癌に対して検出することができる。血菅内皮増殖因子及びＮＭＰ２２も有用な検体とすることができる。黒色腫に対しては、循環Ｓ−１００Ｂを有用な検体とすることができる。前立腺癌に対しては、ヒトの腺カリクレイン、前立腺独特の抗原、及びＥカドヘリンは、全て有用な検体として機能することができる（Ｅカドヘリンの場合、より低いレベルを癌と関連付けることができる）。本明細書において引用により組み込まれている２００１年３月１３日に付与された米国特許第６，２００，７６５号は、尿とすることができる体液サンプルを用いて前立腺癌を検出する非侵襲的方法を開示している。従って、前立腺癌、膀胱癌、又は他の癌に対して、失禁用製品又は他の吸収性物品にバイオセンサを備え付けることができるであろう。子宮頸癌を検出するために、女性用ケア製品にもバイオセンサを備え付けることができると考えられる。子宮頸癌に対する１つの有用なマーカは、マトリテック社によって子宮頸癌に関連付けられているＮＭＰ−１７９（ＮＭＰ＝核マトリックス蛋白質）として公知のマーカである。乳房の上皮抗原も乳癌に対するマーカとすることができ、撓み板−波（ＦＰＷ）センサによる検出に対する検体として提案されている。ＷＯ０１／２０３３３は、尿又は血液中のミッドカインを検出することによる癌検出のシステムを開示している。癌のような病気の体外検出法は、ＷＯ０１／２００２７に開示されている。
【００５２】
特定的な検体に対する多くのバイオセンサは、特定的な酵素ラベル抗体を用いて検体を検出するＥＬＩＳＡ（酵素結合イムノソルベント検定法）を用いる。任意の適切なＥＬＩＳＡ法を本発明に用いることができる。固体基板検定法は、通常、比色信号又は蛍光信号と組み合わせられて検体の存在を示すが、重量測定法を用いることもできる。このような例の１つは、バークレー大学のバークレーセンサ及びアクチュエータセンターの「Ａｍｙ  Ｗａｎｇ」及び「Ｒｉｃｈａｒｄ  Ｗｈｉｔｅ」により、「ｂｕｆｆｙ．ｅｅｃｓ．ｂｅｒｋｅｌｅｙ．ｅｄｕ／ＩＲＯ／Ｓｕｍｍａｒｙ／９７ａｂｓｔｒａｃｔｓ／ｗａｎｇａ．１．ｈｔｍｌ」に掲載して示されており、これは、固体基板（ＦＰＷ装置の撓み板、超音波撓み波が沿って伝播するミクロ機械加工した音響センサ）に結合された蛋白質の量を結合された蛋白質の追加質量によって生じる音響波速度の変化によって測定する撓み板−波（ＦＰＷ）センサの使用を開示している。任意の他の測定法を用いることもできる。免疫センサの基本原理は、Ｐ．Ｔｉｊｓｓｅｎ著「酵素免疫学的検定の実際と理論」、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、オックスフォード、１９８５年、及び、Ｄ．Ｄｉａｍｏｎｄ著「化学及び生物センサの原理」、「Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ」、ニューヨーク、１９９８年に示されている。抗体を用いる他のバイオセンサの原理は、ＷＯ０１／２７６２１、ＷＯ０１／２７６２６、ＷＯ０１／２７６２７、ＷＯ０１／２０３２９、ＷＯ００／０８４６６、及びＷＯ９９／６４６２０に開示されている。
【００５３】
バイオセンサは、複数の検体を検出するための複数の感知素子又は他の技術を含むことができる。例えば、同族「結合パートナー」（例えば、核酸、抗体、レクチンなど）に結合した後のサンプル中の異なるターゲット検体（例えば、核酸）を検出するための貫流ミクロ流体（例えば、毛菅）バイオセンサを提供している、２００１年９月２５日にＫｕｈｒ他に付与された「空間的に符号化された検体検出」という名称の米国特許第６，２９４，３９２号の多検体技術を用いることができる。一般的に、様々な検体に独特の結合パートナー「プローブ」は、例えば、光不安定性のビオチン／アビジン技術を用いて、毛菅経路の異なる区域において固定化される。次に、サンプルは、ターゲット検体が毛菅壁上に固定された結合パートナー（捕捉物質）に結合するように毛菅を通して一気に流され、サンプルの残りは、毛菅から抜き取られる。最後に、複合（結合）検体が経路の全長に沿って放出され、検出器を通過して一気に流される。一実施形態では、溶離されたターゲット検体は、洞様ボルタンメトリを用いて、下流に保たれた銅の電極で検出される（Ｓｉｎｇｈａｌ及びＫｕｈｒ著「解析化学」、６９巻、１９９７年、３５５２−３５５７ページ、Ｓｉｎｇｈａｌ他著「解析化学」、６９巻、１９９７年、１６６２−１６６８ページ）。ターゲット検体の溶離から検出までの時間は、各検体の同一性を判断するために使用される。同一種の分子（例えば、全ての核酸）又は異なる種の分子（例えば、蛋白質と核酸）の多検体は、本方法で１つのバイオセンサを用いることによって診断することができる。センサは、特定の結合パートナーを使用するために高度に特異的であり、電気化学的に検出するために極めて敏感であるといわれている。
【００５４】
基板上に酵素又は他の生物活性物質を固定するための多くの技術が存在する。最近の開発には、Ｙ．Ｄ．Ｋｉｍ他著「反応性コーティングとして使用するためのシロキサンベースの生体触媒フィルム及び塗料」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、７２巻、４号、２００１年、４７５−４８２ページに説明された、共有付着のゾル−ゲル捕捉によって酵素がポリジメチルシロキサンマトリックス内に固定されるシロキサンベースの生体触媒フィルム及び塗料が含まれる。Ｍ．Ｋｅｕｓｇｅｎ他著「ＰＴＦＥ表面の酵素の固定」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、７２巻、５号、２００１年、５３０−５４０ページに説明されているように、多官能性の支持体としてのＰＴＦＥの使用を可能にするために、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）基板を用いる方法も開発されている。元素ナトリウム及び次にオゾン又は過酸化物を用いて、酵素結合のために共有付着点が開けられる。Ｍ．Ｓｃｈｕｌｅｉｔ及びＰ．Ｌｕｉｓｉ著「シリカ硬化オルガノゲルにおける酵素固定」、「Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」、７２巻、２号、２００１年、２４９−２５３ページに説明されているように、酵素もシリカゲル内に固定することができる。
【００５５】
別の有用な基板及びバイオセンサは、Ｄｉｅｔｅｒ  Ｋｌｅｍｍ及びＬａｒｓ  Ｅｉｎｆｅｌｄｔ著「多糖類の構造設計：新しい概念、選択的合成、高価値用途」、「Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｓｙｍｐｏｓｉａ」、１６３巻、３５−４７ページ、２００１年のそれである。これは、グルコース酸化酵素のような酵素及び６−デオキシ−６−（４−アミノフェニル）−アミノセルロースにおける芳香族の酸化還元色素形成構造の固定化によって開発することができるバイオセンサに有用なポリマーマトリックスを開示している。１，４，フェニレンジアミン（ＰＤＡ）と反応して「ＰＤＡセルロース」を形成する、中間体としてのセルロースのｐ−トルエンスルホン酸エステル（トシルセルロース）も開示されている。Ｋｌｅｍｍ及びＥｉｎｆｅｌｄｔによって言及されているように、次にＰＤＡセルロースエステルをフィルムに形成することができ、グルタルアルデヒド反応、ジアゾカプリング、アスコルビン酸反応、又は他の適切な手段により、このフィルム上に酵素を固定することができる。これらの著者によれば、数日のうちに酵素活動が失われることはない。これらの著者は、光ファイバを用いて光信号を搬送するバイオセンサを提案している。酸化還元色素形成特性は、Ｈ２０２及びペルオキシダーゼの存在下でのＰＤＡ基上へのフェノールの酸化カプリング反応によって明らかにされた。
【００５６】
酵素を用いてその基板を検出する代わりに酵素を直接感知する別の部類の生体分析センサが開発されている。この仕事は、「ｃｅｃｔ．ｅｇｒ．ｄｕｋｅ．ｅｄｕ／ｓｅｎｓｏｒｓ．ｈｔｍｌ」でＭｉｃｈａｅｌ  Ｒ．Ｎｅｕｍａｎによる論文「細菌性膣炎の廉価な検出のための生物医学的センサ」に説明されており、報告された研究は、ＮＳＦ補助金＃９５２０５２６及びＷｈｉｔａｋｅｒ基金により支援された。免疫センサに対してアミノ基及びエポキシ基を統合型導光板センサの表面に付着させる方法を開示しているＮ．Ｔｒｕｍｍｅｒ、Ｎ．Ａｄａｎｙｉ、Ｍ．Ｖａｒａｄｉ、及びＩ．Ｓｚｅｎｄｒｏ著「免疫センサ用途のための統合型導光板センサの表面の変更」、「Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｎａｌｙｔｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、３７１巻、１号、２００１年８月、２１−２４ページにおけるものを含む任意の適切な免疫センサ及びそれを製作する方法を用いることができる。ＳｉＯ2−ＴｉＯ2の表面は、三官能性シラン試薬の使用によって修飾された。
【００５７】
任意の適切な形態の側方流動又は免疫クロマトグラフィ技術もバイオセンサに使用することができる。例えば、「Ｑｕｉｄｅｌ」（米国カリフォルニア州サンディエゴ所在）は、ヒトの血清、血漿又は全血中のピロリ菌に独特のｌｇＧ抗体の迅速検出を対象とした側方流動免疫クロマトグラフィ検定法である「ＱｕｉｃｋＶｕｅ  Ｈ．Ｐｙｌｏｒｉ  ｇｌｌ」検査を含む、本発明に用いることができる様々な側方流動装置を提供している。
【００５８】
バイオセンサは、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）、位相蛍光、化学発光、蛋白質核酸（ＰＮＡ）解析、バキュロウイルス発現ベクターシステム（ＢＥＶＳ）、ファージディスプレイなどを含む、検体の検出に適する他の科学原理に基づいて機能することができる。そのような原理を組み込んだセンサの例は、プロテオミクスに対する「Ｐｒｏｔｅｏｍａｔｒｉｘ（登録商標）ソリューション」などのＨＴＳ・バイオシステムズの製品を含む多くの情報源に見出すことができる。基本情報は、「ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｈｔｓｂｉｏｓｙｓｔｅｍｓ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ／ｓｐｒ．ｈｔｍｌ」に提供されている。例えば、ＨＴＳ・バイオシステムズの「ＦＬＥＸ  ＣＨＩＰ（登録商標）運動解析システム」は、測定が貴金属（例えば、金又は銀）表面に近接する薄膜の光学特性に関して行われるグレーティング結合ＳＰＲ技術に基づいている。分子組成の変化（例えば、ターゲットが表面結合捕捉プローブに結合する際）は、発生する結合の量に比例する、表面の光学特性に変化を生じさせる。この製造業者は、この技術がある程度リポータ標識を使用せずにリアルタイムで表面結合イベントをモニタすることを可能にすると考えることができると説明している。グレーティング結合ＳＰＲに基づく使い捨てバイオセンサチップは、現在デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）媒体を製造するのに用いられている技術を取り入れて作製することができる。プラスチックの基部上への光学的グレーティングが生成されている。「Ｉｍｎ．ｗｅｂ．ｐｓｉ．ｃｈ／ｍｏｌｎａｎｏ／ｉｍｍｕｎｏ．ｈｔｍ．」に掲載されているスイスのビリゲン所在のポール・シェラー研究所で開発されているもののような電流滴定免疫センサも用いることができる。バイオ認識や抗体の抗原への結合により、例えば、電極において電気信号が生じる。抗体は、過酸化水素の電極触媒還元を通じた電気化学信号の生成に対して、ミクロペルオキシダーゼを示すラベルが付けられる。
【００５９】
多くの形態の電極を、本発明において価値を有するバイオセンサに組み込むことができる。電極は、フォトリソグラフィ、インクジェット印刷、又はスクリーン印刷のような印刷技術、機械的組み立て、半導体チップの製造に適する任意の技術などで製造することができる。スクリーン印刷センサの一例は、「ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃａ／ｉｎａｂｉｓ９８／ｎｅｗｔｅｃｈ／ｋｉｌｌａｒｄ０１１５／」及び「ｗｗｗ．ｍｃｍａｓｔｅｒ．ｃａ／ｉｎａｂｉｓ９８／ｎｅｗｔｅｃｈ／ｋｉｌｌａｒｄ０１１５／ｔｗｏ．ｈｔｍｌ」に掲載されているダブリン市立大学のＡ．Ｊ．Ｋｉｌｌａｒｄ他著「ポリアニリンに基づくスクリーン印刷免疫センサ」の研究に見出される。バイオセンサ内のチップは、光学装置も含むことができる。例えば、モトローラは、発光ヒ化ガリウムがチタン酸ストロンチウムと共にシリコンに結合された、フォトンチップと一体化したシリコンチップを開発している（Ｂｉｌｌ  Ｓｃａｎｌｏｎ著「モトローラが３０年に亘る光学シリコンシップの謎を解いた」、「Ｉｎｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｗｅｅｋ」、２００１年９月１０日、１８ページ参照）。同様の技術は、発光リン化インジウムをシリコンに結合するのに応用されている。両方の手法は、媒体と反応して検体を検出する光信号をチップが生成して測定するバイオセンサ用に適応させることができる。例えば、Ｓ．Ｄｏｒａｔｏ及びＡ．Ｏｎｇｓｔａｄ著「中間赤外線半導体レーザ材料工学」、「ＡＦＲＬ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｈｏｒｉｚｏｎｓ」、２巻、３号、２００１年９月、１４−１５ページに説明されているように、チップは、生物学的感知のための発光ダイオード、ダイオードレーザ、又は他の発光装置も含むことができる。半導体レーザは、ＩＲスペクトル領域（７００ナノメートル〜１０００ナノメートル）近くのビームを生成することができる。４９０ナノメートル〜５５ナノメートルの範囲の放射線を放出するＩＩＩ−Ｖ族ガリウム窒素及びＩＩ−ＶＩ族亜鉛−硫黄化合物ベースのものなどの青緑色の光も半導体レーザによって生成することができる。２０００ナノメートル〜１２，０００ナノメートルの範囲の赤外線を有する長波長ダイオードも用いることもできる。量子井戸レーザ（例えば、「Ｗ−レーザ」）及びアンチモン化物レーザのみならず、同調可能中間赤外線半導体レーザを含む中間赤外線装置を用いることもできる。
【００６０】
小型化されたミクロ流体検定化学を提供するものを含む多くのバイオセンサチップを本発明に用いることができる。例示的な装置は、「Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１６巻、１９９８年、９８１−９８３ページにおける論文「生体素子」に説明されており、この論文には、いくつかの蛋白質生体素子の例、特にアフィメトリクスの「ＧｅｎｅＣｈｉｐ」も説明されている。「ｐ５３  ＧｅｎｅＣｈｉｐ」は、ｐ５３腫瘍抑制遺伝子の一塩基多型を検出するように設計され、「ＨＩＶ  ＧｅｎｅＣｈｉｐ」は、「ＨＩＶ−１」蛋白質分解酵素の突然変異及びこのウイルスの逆トランスクリプターゼ遺伝子をも検出するように設計されており、「Ｐ４５０  ＧｅｎｅＣｈｉｐ」は、薬物を代謝する鍵となる肝酵素の突然変異に焦点を当てている。アフィメトリクスは、細菌性病原体を同定するのみならず、乳がん遺伝子やＢＲＣＡ１を検出する生体素子を含む追加の「ＧｅｎｅＣｈｉｐ」を開発している。遺伝子の突然変異を検出するために用いられる他の生体素子の例には、「Ｈｙｓｅｑ」によって作製された「ＨｙＧｎｏｓｔｉｃｓ」モジュールが含まれる。遺伝子発現プロフィール解析用に設計された生体素子の例には、特定の戦略的協力者に対するいくつかの顧客用設計のみならず、様々なヒト遺伝子、ネズミ遺伝子、及び酵母遺伝子に対するアフィメトリクスの標準化「ＧｅｎｅＣｈｉｐ」、及び、心血菅神経システム及び中枢神経システムの組織からの遺伝子、又は伝染病に曝された組織からの遺伝子に対する「Ｈｙｓｅｑ」の「ＨｙＸ遺伝子発見モジュール」が含まれる。
【００６１】
広範なバイオセンサチップが、バイアコア・インターナショナル・ＡＢ（スウェーデンのウプサラ所在）によって提供されている。製品は、「ｗｗｗ．ｂｉａｃｏｒｅ．ｃｏｍ／ｐｒｏｄｕｃｔｓ／ｃｈｉｐｓ＿ａｌｌ．ｓｈｔｍｌ」に掲載されている。「ｗｗｗ．ｂｉａｃｏｒｅ．ｃｏｍ／ｃｏｍｐａｎｙ／ｐｄｆ／ｐｏｓｔｅｒ＿ａｈｍ＿ｕｓｅ．ｐｄｆ」の文書に開示された例では、「バイアコア３０００」センサは、１つの薬物についての２つの鏡像異性体とヒトアルブミンとの相互作用を追跡するために用いられていた。これから、薬物の有効性を評価するために薬剤と血液の相互作用のリアルタイムモニタリングを行うことができることを推察することができる。例えば、患者に薬物を投与することができ、次に、バイオセンサが血液中の薬物の状態を追跡し、患者に対するこの薬物の使用をより良く導くことができる。
別の例は、カリパー製の「ＬａｂＣｈｉｐ」であり、これは、ミクロ流体工学技術を用いてチップ上の液体の分時拍出量を操作する。この用途には、チップベースのＰＣＲ、及び薬物誘導と適切な薬物ターゲットとの結合に基づく高処理機能を有するスクリーニング検定法が含まれる。
【００６２】
適切なＤＮＡ及びＲＮＡベースのチップに加え、蛋白質チップは、益々高い頻度で開発されている。例えば、最近の報告には、蛋白質チップ及び表面増強レーザ脱離／イオン化質量分光分析技術に基づく前立腺特異的膜抗原（ＰＳＭＡ）に対する定量的免疫測定法の開発が説明されている。いくつかの蛋白質生体素子は、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を用いている。Ｖ．Ｒｅｇｎａｕｌｔ他は、「Ｂｒｉｔｉｓｈ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｈａｅｍａｔｏｌｏｇｙ」、１０９巻、２０００年、１８７−１９４ページにおいて、自己抗体と蛋白質センサチップ上に固定した２−糖蛋白質Ｉ（ａ２ＧＰＩ）との相互作用、及び狼瘡と相関する相互作用を検出するためのＳＰＲの使用を開示している。ＳＰＲは、チップ上への極めて低密度の蛋白質固定化によって相互作用を検出することを可能にした。
【００６３】
Ｃ．Ｈｅｎｒｙ著「バイオセンサが抗原やウイルスを検出する」、「Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ａｎｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｎｅｗｓ」、７９巻、３７号、２００１年９月１０日、１３ページに説明されているように、マイクロカンチレバー及び水晶振動子が、特定の検体の検出に対して感知要素としての機能を果たすことができる。例えば、Ｇ．Ｗｕ他著「マイクロカンチレバーを用いる前立腺特異抗原（ＰＳＡ）の生物学的検定」、「Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９巻、９号、２００１年９月、８５６−６０ページにおいては、前立腺特異抗原、すなわち、前立腺癌の早期検出及びその進行をモニタリングするためのマーカの存在を検出する、マイクロカンチレバーを用いた感度のよいマイクロデバイスについて説明している。ＰＳＡ抗体は、金をコーティングした窒化珪素のマイクロカンチレバーに付着される。デバイスの上を通過する流体がＰＳＡを運び、ＰＳＡが抗体に結合し、マイクロカンチレバーの偏向に変化を生じさせ、この変化をレーザによって測定することができる。無関係のヒト血清蛋白質の背景においてさえ、０．２ｎｇ／ｍｌのレベルが検出可能であった。癌検出に対する閾値は、４ｎｇ／ｍｌである。マイクロカンチレバーのアレイが可能であり、複数の検体を検出するのに用いることができると考えられる。
【００６４】
Ｍ．Ａ．Ｃｏｏｐｅｒ著「破断イベント走査によるヒトのウイルスの直接及び高感度検出」、「Ｎａｔｕｒｅ  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、１９巻．９号、２００１年９月、８３３−３７ページに説明されているように、水晶振動子微量天秤（ＱＣＭ）が、石英の表面上の抗体に結合するウイルスを検出するために用いられている。交流電界の存在する中で水晶振動子が次第に高まる周波数を発振する時、ウイルス抗体結合が破断される臨界周波数に到達する。音響装置のように働く水晶振動子は、結合破断による音響放出を電気信号に変換する。水晶への付着強度が小さい蛋白質は、振動中に早期に振り落とされ、デバイスが特異的吸着と非特異的吸着とを区別することが可能となる。
【００６５】
特に感度のよい部類のマイクロセンサには、表面音響波（ＳＡＷ）、バルク音響波（ＢＡＷ）、及び音響板様式（ＡＰＭ）を用いるもののような音響センサが含まれる。選択感度は、一般的に、圧電性結晶の感知面上に薄いポリマーフィルム又は金属フィルムを付加することによって達成される。ポリマーは、有機ポリマー、無機ポリマー、又は有機金属ポリマーとすることができる。従って、音響波化学センサ及びバイオセンサは、圧電性結晶装置と結晶表面に付着された化学システムとから成る。化学システムは、ポリマー被膜及び／又はこの被膜に付着された化学受容体から成る。化学システムは、分子認識要素として用いられ、分子とガス粒子を選択的に結合する機能を有する。検出処理の物理は極めて複雑であるが、音響波装置センサの作動原理は非常に簡単で結果に信頼性がある。圧電性基板材料の表面（ＳＡＷ）又はバルク（ＢＡＷ）に閉じ込められた音響波が生成されて、伝播することを許される。結晶表面に偶然存在するどのような物質も、波の特性（例えば、速度又は周波数、振幅又は減衰）を変えるようにこの表面に摂動を起こすことになる。波の特性の変化についての測定は、装置の表面上に存在する物質の特性の感度のよいインジケータである。一般的に、表面の機械的摂動及び電気的摂動の両方が伝播する音響波に影響を及ぼし、それが感知される結果となることが公知である。このような摂動は、フィルム内へのガスの吸収又は拡散、分子の選択感度、移動又は結合、及びフィルム内での複合体の形成に起因する。
【００６６】
圧電性センサの有用な例は、本明細書において引用により組み込まれている、１９９８年１２月２２日にＪｏｓｓｅ及びＥｖｅｒｈａｒｔに付与された「圧電性共鳴器の化学的感知装置」という名称の米国特許第５，８５２，２２９号に示されている。Ｊｏｓｓｅ及びＥｖｅｒｈａｒｔは、電極化領域を有する第１の側と、第１の電極と大きさ及び／又は形状の異なる電極化領域を有する第２の対向する側とを有する圧電性共鳴器を含むセンサを開示している。本発明の圧電性共鳴器は、１つより多いパラメータを測定することができ、それによって多情報感知装置となる。本発明はまた、本発明の圧電性共鳴器を用いる媒体中の検体を検出して測定する装置及び方法を含む。
【００６７】
（１）回折に基づく技術
様々な回折に基づく技術を廉価なバイオセンサを作製するのに用いることができる。例えば、本明細書において引用により組み込まれている、１９９９年７月１３日にＥｖｅｒｈａｒｔ他に付与された「回折画像を生成するバイオセンサ装置」という名称の米国特許第５，９２２，５５０号は、多くの検体を検出するために用いることのできる使い捨てバイオセンサを開示している。この装置は、検体特異受容体の固有の所定パターンを印刷した金属化フィルムを含む。受容体がその上に印刷されたプラスチックフィルムの選択領域に、光を散乱することができるターゲット検体が付着すると、検体の物理的寸法及び所定の正確な配置により、伝達及び／又は反射された光の回折が生じる。目又は感知装置で光学的に容易に見ることのできる回折像が生成される。「回折」は、波が障害物によって遮られる時に観察される、物体の幾何学的陰の境界を超えて拡大する乱れの現象を意味する。この影響は、物体の大きさが波の波長と同じ程度のものである場合に顕著である。５，９２２，５５０号特許では、障害物は検体であり、波は光波である。
【００６８】
米国特許第５，９２２，５５０号において、Ｅｖｅｒｈａｒｔ他は、金属化熱可塑性フィルム上へのアルカンチオレート、カルボン酸、ヒドロキサム酸、及びホスホン酸のパターン化自己集合単分子層の密着焼付け法、それによって生成される組成物、及びこれらの組成物の使用を用いている。自己集合単分子層は、それらに結合された受容物質を有する。受容物質は、使用される受容体に応じて、特定の検体又は検体の部類に対して特異的である。
【００６９】
パターン状の自己集合単分子層により、検体特異的受容体のパターンを通じた層上への検体の制御された配置が可能となる。それによって製造された本発明のバイオセンサ装置は、最初に最適な検体を含む媒体にバイオセンサ装置を露出し、次に、適切な潜伏期間の後にフィルムを通してレーザのような光を伝達することにより使用される。検体が媒体内に存在し、パターン化自己集合単分子層上の受容体に結合している場合、可視像を生成するように光が回折する。換言すれば、検体が結合されたパターン化自己集合単分子層は、関連の検体を有する自己集合単分子層上の受容体の反応に応じて異なる光回折パターンを生成することができる。光は、可視スペクトル内にあることができ、フィルムから反射されるか又はそれを通して伝達することができ、検体は、自己集合単分子層と反応する任意の化合物又は粒子とすることができる。光は、白色光又は可視領域内の単色電磁放射線とすることができる。本発明はまた、金又は他の適切な金属又は合金上の自己集合単分子層に対する可撓性の支持体を提供する。
【００７０】
Ｅｖｅｒｈａｒｔ他は、米国特許第５，９２２，５５０号において、秩序立った自己集合単分子層の形成に対する接着力促進手段を必要としない、金又は他の適切な材料上の自己集合単分子層に対する支持体を更に開示している。この特許はまた、装置を大量生産することを可能にする、バッチ製造ではなく連続焼付けに適する金又は他の材料上の自己集合単分子層に対する支持体を開示している。この特許のバイオセンサは、１つの検体を検出するための単一検査装置として製造するか又は多検査装置として形成することができ、おむつのような衣類内の汚染を検出するために、また、微生物による汚染を検出するために用いることができる。
【００７１】
（２）「Ｉ−Ｓｔａｔ」バイオセンサ
本発明に有益なバイオセンサは、ｉ−ＳＴＡＴ・コーポレーション（米国ニュージャージー州イーストウインザー所在）の製品の幾つかによって例示されている。「ｉ−ＳＴＡＴシステム」は、微細加工した薄膜電極を電気化学センサとして用いており、その信号を「ｉ−ＳＴＡＴ携帯用臨床アナライザ」の電流滴定回路、電位差滴定回路、又は伝導度滴定回路で測定及び定量化することができる。電極を較正するための溶液は、測定カートリッジ内のホイルの袋に入れて提供される。較正用溶液又は血液サンプルの測定中に、測定中の流体は、測定用センサアレイの上を流れる。測定は、ナトリウム、カリウム、塩素化合物、イオン化カルシウム、ｐＨ、及びｐＣＯ2に対して、イオン選択電極電位差測定法によって行われる。また、尿素（ウレアーゼによるアンモニウムイオンへの加水分解後）、グルコース（酵素グルコースオキシダーゼによってグルコースから生成される過酸化水素の電流滴定法による測定）、ｐＯ2（通常のクラーク電極に類似した電極を用い、酸素が血液からガス透過性膜を通じて内部電解質溶液中に拡散し、そこで陰極で還元されて電流を発生する）、及びヘマトクリット値（伝導度滴定法により測定される）が測定される。付加的な結果は、ＨＣＯ3（重炭酸塩）、ＴＣＯ2（全炭酸ガス、すなわち、炭酸レベル及び重炭酸塩レベルの合計）、ＢＥ（塩基過剰）、ｓＯ2（飽和酸素）、アニオンギャップ、及びヘモグロビンに対して計算することができる。
【００７２】
幾つかのバイオセンサ技術は、本明細書において引用により組み込まれている、１９９１年１１月５日にＣｏｚｚｅｔｔｅ他に付与されてｉ−ＳＴＡＴ・コーポレーションに譲渡された「固定したリガンド受容体を有する複数の均一な微細加工センサ装置を製造する方法」という名称の米国特許第５，０６３，０８１号に開示されている。この特許には、平坦なウェーハの上に複数の薄膜及び関連構造を有する全体的に微細加工されたバイオセンサが開示されている。このセンサは、生物活性を有する高分子、及び、関連の生物学的種（検体）の存在及び／又は濃度を判定するための電気化学的検定手順を一般的に用いて選択された検体分子をより容易に検出可能な種に変換するのに必要な他の試薬を用いる。基質には、検出可能な電気化学的な酸化又は還元は受けないが、電気活性種の濃度に変化を生じさせる基質コンバータによる反応を受けるものが用いられる。これらの変化が測定されて、関連の検体の濃度に比例して関連付けられる。基質コンバータは、基質を加水分解する酵素とすることができる。次に、この加水分解された基質は、バイオセンサ、例えば、この場合にはリガンド／リガンド受容体をベースとする（ＬＬＲベースの）バイオセンサで電気化学的に検出される電気活性種（例えばジオキシゲン及び過酸化水素）の濃度に変化を生じさせる反応を受けることができる。
【００７３】
Ｃｏｚｅｔｔｅ他によって開示された１つの免疫学的検定システムにおいては、バイオセンサは、触媒電極及び任意選択的な基準電極（ベースセンサ）、バイオセンサの上に重ねられた接着促進層、並びに接着促進層上に固定された生物活性層を含んでおり、この生物活性層は、関連の免疫学的検体の受容体（第１のメンバー）である。全体的に微細加工されたバイオセンサは、適切なベースセンサを含む第１の構造がその上に構築されたウェーハを含んでいる。次に、得られたベースセンサの上に、干渉する化学種に対する障壁として機能することのできる半透過性固形膜又は選択透過性層を含む追加構造が構築され、同時に、関連のより小さな検出可能化学成分の輸送を可能にする。これらの検出可能化学成分は、典型的には電気活性分子であり、低分子量イオン種を含むことができる。半透過性固形膜は、ベースセンサを予め選択されたイオン種（例えば、アンモニウムイオン）に対して敏感にする働きをすることのできる化合物又は分子を更に含むことができる。更に、このような選択透過性層は、接着促進層として機能することもでき、この接着促進層により、予め選択されたリガンド受容体を本発明の全体的に微細加工されたＬＬＲベースのバイオセンサ実施形態に固定することができる。Ｃｏｚｅｔｔｅ他により説明されている支持マトリックスは、所定の分析サンプル内における特定の検体を検出可能及び／又は定量化可能な種に変換するのに必要な物理的及び化学的特徴を有するか又はそれらを支持することができる。上述のマトリックスを全体的に微細加工されたバイオセンサの特定の望ましい領域上に局在化又はパターン化する技術が開示されおり、この技術により、広範な生物活性分子を収容するための汎用性のみならず、バイオ層の寸法的特徴に亘る最適制御が可能になる。更に、サンプル中に高濃度で存在する選択された検体種の輸送の減衰のために、上に重ねる構造を設けることができる。そのような検体減衰（ＡＡ）層は、ＡＡ層不在で観察されるであろうよりもより広い範囲に亘る検体濃度の線形センサ応答を可能にする。更に、シロキサン／非シロキサンコポリマーから導くことができる上に重ねたＡＡ層は、下に重なる構造との直接接触が妨害又は汚れを生じさせ、最終的にバイオセンサの信頼性を低下させる結果となるサンプルの非常に大きい分子又は他の汚染成分を除外することができる。ＡＡ層が適切な構造及び組成を有していれば、それは、ガス透過膜としても機能することができる。特定的な実施形態では、そのようなガス透過膜は、非常に小さい分子のみを透過させることを可能にすることができる。ガス透過膜はまた、バイオセンサの電極部分の隣接環境を外部の流体乱流から隔離する。従って、好ましいＬＬＲベースのセンサによって行われる測定は、実質的に流れ依存性がないようにすることができる。
【００７４】
上述のＡＡ層の他に、分子量に敏感な透過性フィルムとして機能することができる半透過性の固体フィルムが層間に存在する。選択透過性層とも呼ばれるこの半透過性の固体フィルムの組成及び最終的な厚さに応じて、所定の閾値を超える分子量を有する分子がこのようなフィルムを通って侵入して拡散するのを実質的に排除することができる。この選択透過性層の機能及び有用性を全体として説明すると、約１２０又はそれ以上の分子量を有する分子は、約５ｎｍ〜約１０ｎｍの厚みを有する固体フィルムによって阻止される。除外される分子の大きさ及び固体フィルムを通って拡散することができる更に小さい分子の輸送速度に関する様々な程度の制御は、約２ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の厚みを有する固体フィルムによって達成することができる。特定的な種類の材料に関しては、これらの選択透過性層は、１ｎｍの薄さ又は１００ｎｍの厚さを有することができる。このフィルムは、いくつかの方法で基板ウェーハ又は任意の平坦な検体を感知する装置上に設けることができるが、ウェーハ全体に亘ってスピンコーティングされた適切な溶媒と混合したシラン化合物を含む最初は液体のフィルムとして設けられるのが最も好都合である。必要に応じて、選択透過性層は、フォトリソグラフィ加工技術により、装置の特定の予め選択された領域に形成することができる。従って、「リフト・オフ」のような技術、及びプラズマエッチング段階又は代替的に湿式エッチング段階と組み合わせたフォトレジストキャップの使用を用いて、半透過性固体フィルムの位置及び構成を定めることができる。本発明において使用する多くの他の液体混合物と同様に、最初は液体のシラン混合物も、感知装置の複数の予め選択された領域に微量分配することができる。流体媒体のこのような微量分配は、基板ウェーハを保持する真空チャックの制御された動きと連動するコンピュータ制御シリンジにより、自動的に均一な所定の量で行うことができる。このような微量分配技術は、微細加工法と整合性を有しており、Ｃｏｚｅｔｔｅ他においてより詳細に説明されている。従って、望ましい閾値よりも大きい（例えば、１２０よりも大きい）分子量を有する電気活性種を妨害する電流滴定式電気化学感知装置は、選択透過性層を使用することにより、触媒電極表面と相互作用することを実質的に免れることができ、選択透過性層は、更に、ジオキシゲン及び過酸化水素のようなより低い分子量の電気活性種が、下に重なる電極表面と酸化還元反応することを可能にする。
【００７５】
（３）ホルモン及び妊娠関連センサ
バイオセンサは、例えば、骨粗鬆症又は他の問題を防止するために用いられるホルモン療法を助けるのに用いることができる。投与されるホルモンの均衡を経時変化させる必要がある場合があり、従って、血液又は骨塩濃度又は他の化学検体のような他のインジケータ中のホルモンレベルに反応するバイオセンサから正しい均衡を推測することができる。例えば、バイオセンサ信号に応答して、医師は、患者に提供されるホルモンの均衡を修正することができる。調製された薬剤は、薬局に電子的手段で注文することができ、この薬剤は、被検者に供給するか又は看護婦又は他の介護者によって供給することができる。
【００７６】
バイオセンサにおける酵素の直接検出は、医療の多くの局面において、特に女性の介護及び妊娠のモニタリングに対して役立たせることができる。上述のＮｅｕｍａｎの研究において参照した酵素検出センサは、特に価値のあるものとすることができる。Ｎｅｕｍａｎは、ジアミンオキシダーゼが羊水中に見出されるので、従来から用いられている技術が曖昧な結果を示す場合に、この種のセンサが、流体の漏出によって早期破水を検出するのにも役立つことができると説明している。膣内プローブに対する予備設計は、実施のために変形され、研究者は、膣内ｐＨをマップするために４つのｐＨセンサを含むことになるプローブを設計している。このようなプローブは、本発明の範囲内で使用することができる。
このような装置は、電位差ｐＨセンサ及び電流滴定ジアミンセンサの両方を用いて細菌性膣炎（ＢＶ）の生体内診断を助けることができる。可撓性のポリイミド層上にバッチ製造された平坦な形状の内蔵型センサ基板上に単一サイトジアミンセンサを製作する技術は公知である。
【００７７】
起こり得る未熟産を予測するための妊娠モニタリングに対しては、いくつかの任意選択肢が利用可能である。最近の研究は、電極が出産の数日又は数週間前に子宮の早期収縮を検出し、陣痛の始まりの信号を送ることができることを示している（「Ｎｅｗ  Ｓｃｉｅｎｔｉｓｔ」、２００１年３月２日参照）。従って、妊娠中の母親に装着された電極は、陣痛の始まりよりもかなり前の収縮をモニタするために用いることができると考えられる。
未熟産を検出するために女性が装着することができるパッドは、ＷＯ００／０４８２２又はＥＰ１，０９８，５９０に開示されている。
【００７８】
生化学的手段も出産の兆候を事前に検出することができる。本明細書において引用により組み込まれている、Ｇｅｏｒｇｅ  Ｃ．Ｌｕ他著「兆候のある女性における膣内胎児性フィブロネクチンレベル及び自然早産」、「Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、９７巻、２号、２００１年２月、２２５−２２８ページにおいて、膣内のフィブロネクチンの検出が早期産のインジケータであることが立証されている。フィブロネクチンは絨毛膜によって生成される蛋白質であり、明らかに母胎内の構造の健全性を維持する生化学的接着剤としての機能を果たしている。Ｌｕ他は、これらの構造（絨毛膜／脱落膜界面）の崩壊が早期陣痛に先行して頸膣液内への胎児性フィブロネクチンの放出を生じさせる証拠を調査している。使い捨ての家庭用バイオセンサ用に適合することができると考えられるフィブロネクチン検出のための技術がいくつか存在する。例えば、「Ａｄｅｚａ  Ｃｏｒｐ．」のものを使用することができる。
【００７９】
羊膜の早期破裂に関連する他の検体には、ｈＣＧ、ｌＧＦＢＰ−１、アルファＦＰ、及びジアミンオキシダーゼが含まれる。更に、体内の硝酸塩及び亜硝酸塩のレベルのモニタリングは、未熟産と相関させることができる。これらの検体に対して有用なセンサについて以下に説明する。プロラクチンも未熟産のインジケータとしてモニタすることができる。予定日超過妊娠に対しては、ここでもまた、胎児性フィブロネクチンセンサを役立たせることができる。
【００８０】
本明細書において引用により組み込まれている米国特許第６，１４９，５９０号は、妊娠における早期破水の識別のための、ニトラジン紙を含む液体透過性ｐＨ感知紙の使用を開示している。羊水は、この紙の色を変化させる。これを生理用ナプキン内に組み込むことができる。
エストリオール、アルファフェトプロテイン、ヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）、及びインヒビン−Ａは、妊娠モニタリングに価値を有する他の検体である。
【００８１】
抗リン脂質症候群（ＡＰＳ）は、多くの女性に影響を及ぼす健康上の問題である。Ｎ．Ｂ．Ｃｈａｎｄｒａｍｏｕｌｉ及びＧ．Ｍ．Ｒｏｄｇｅｒｓ著「抗リン脂質症候群を有する女性の血栓症の管理」、「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、４４巻、１号、２００１年、３６−４７ページにおいて説明されているように、身体内における抗リン脂質抗体の存在は、流産と関連していることが多く、ＡＰＳは、女性の静脈又は動脈の血栓症をも引き起こす可能性がある。Ｗ．Ｇｅｉｓ及びＤ．Ｗ．Ｂｒａｎｃｈ著「抗リン脂質抗体の出産への関連性：流産及び他の合併症」、「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、４４巻、１号、２００１年、２−１０ページは、抗リン脂質抗体及びそれらの流産との関連について説明している。
【００８２】
Ｓ．Ｓ．Ｐｉｅｒａｎｇｅｌｉ、Ａ．Ｅ．Ｇｈａｒａｖｉ、及びＥ．Ｎ．Ｈａｒｒｉｓ著「抗リン脂質抗体の試験法：問題と解決法」、「Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｏｂｓｔｅｔｒｉｃｓ  ａｎｄ  Ｇｙｎｅｃｏｌｏｇｙ」、４４巻、１号、２００１年、４８−５７ページに説明されているように、ＡＰＳは、免疫測定検査又は他の検査によって検出することができる。２つの異なる検査を用いてこの症候群の存在を検証するのが望ましいことが多い。抗リン脂質抗体を直接検出するか又はＬＡ又は関連する蛋白質を検出するための免疫学的検定法を用いることができる。酵素結合イムノソルベント検定法（ＥＬＩＳＡ）システムを用いることもできる。
別の有用なマーカは、女性が妊娠しているか否かを判断するのに通常用いられるヒト絨毛性ゴナドトロピン（ｈＣＧ）であろう。しかし、それに加えて、このマーカは、胎児の健康状態のインジケータとしてモニタリングを継続することができる。ＴＰＳもモニタすることができる。
【００８３】
Ｎ．Ｄ．Ｒｏｗｅｌｌ著「光は医者が出血を抑えるのを助ける」、「Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ」、２００１年９月、６８−７２ページに説明されているように、光に母親の腹部を透過させて胎児に到達させ、パルスオキシメトリによる血中酸素濃度の測定を可能にする非侵襲性の光学式センサも用いることができる。Ａ．Ｚｏｕｒａｂｉａｎ他著「パルスオキシメトリを用いる胎児動脈血酸化の腹部貫通モニタリング」、「Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｏｐｔｉｃｓ」、２０００年１０月、３９１−４０５ページも参照することができる。
【００８４】
本発明によるバイオセンサは、妊娠中の女性又は妊娠することを計画中の女性における葉酸のモニタリングのために用いることができる。経口避妊薬を使用した経験のある女性の多くに葉酸レベルが低いことが多く、体内余量が枯渇しているという特定的な難問が存在する。これらの女性は、健全な妊娠のために必要な葉酸レベルを回復するために数ヶ月間待つことが推奨されている。体内の葉酸レベルのモニタリングは、健全な妊娠のための準備をするのに、また、妊娠中の母親と胎児の健康を維持するのに役立たせることができる。
【００８５】
体内の葉酸をモニタすることに加えて、いくつかの症例では、適切なセンサで葉酸の取り込みをモニタするのが望ましい場合がある。とりわけバイアコアのセンサは、この用途に対して使用することができる。バイアコアのＴ．Ａ．Ｇｒａｃｅ他著の研究論文「バイアコアｑ検定キットによる様々なマトリックスにおける水溶性ビタミンの測定」、「Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  ｏｆ  Ｆｏｏｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｓｔｓ  Ａｎｎｕａｌ  Ｍｅｅｔｉｎｇ」、２００１年６月、ニューオーリンズ（「ｉｆｔ．ｃｏｎｆｅｘ．ｃｏｍ／ｉｆｔ／２００１／ｔｅｃｈｐｒｏｇｒａｍ／ｐａｐｅｒ＿９５９４．ｈｔｍ」で要約が入手可能、「ｗｗｗ．ｂｉａｃｏｒｅ．ｃｏｍ／ｃｕｓｔｏｍｅｒ／ｐｄｆ／ｖｏｌ１２ｎｏ２／２２ｐ２２．ｐｄｆ」も参照することができる）において、葉酸測定のための表面プラズモン共鳴センサ（バイアコアＱセンサシステム）の使用について説明されている。センサによる葉酸レベルの直接測定に適する抽出物の調製段階において、食品のサンプルを混合、粉砕、及び光学的に遠心分離することができる。葉酸測定のためのバイアコアのバイオセンサシステムの別の例は、Ｍ．Ｂｏｓｔｒｏｅｍ−Ｃａｓｅｌｕｎｇｈｅ及びＪ．Ｌｉｎｄｅｂｅｒｇ著「栄養価の高い食品における葉酸のバイオセンサに基づく測定」、「Ｆｏｏｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、７０巻、２０００年、５２３−３２ページに説明されている。
【００８６】
子宮外妊娠を予測するのに有用なマーカは、「ｓｍｈｃ  Ｍｙｏｓｉｎ」及び血清プロゲステロンである。
子癇前症（以前は「妊娠中毒症」として知られていた）、すなわち、蛋白尿及び病的浮腫に関連する高血圧性妊娠障害は、尿中の蛋白質又は他の因子をモニタすることによって追跡することができる。
妊娠又は排卵の兆候を検出するための多くの家庭用検査装置があり、それらのいずれも本発明に対して適応させることができる。基礎体温測定及び尿ＬＨ（黄体形成ホルモン）キットは、２つの一般的な技術を代表している。排卵の兆候を追跡するために吸収性物品内のバイオセンサで卵胞刺激ホルモンをモニタする方法は、各々が先に引用により組み込まれている、１９９９年４月２６日出願の米国特許出願出願番号第０９／２９９，３９９号、２０００年３月２日出願の出願番号第０９／５１７，４４１号、及び２０００年３月２日出願の出願番号第０９／５１７，４８１号の米国特許出願において提案されている。
【００８７】
受胎能モニタリング及び排卵検出のためのバイオセンサには、サーモ・バイオスター・インコーポレーテッド（米国コロラド州、ボールダー所在）製のもの、スリーフォールド・システムズ・インコーポレーテッド（米国ミシガン州、アンアーバー所在）の「ＴＦＳエストラジオール代謝産物ＢｉｏＳｅｎｓｏｒ」、コンセプション・テクノロジー・インコーポレーテッド（米国コロラド州、ロングモント所在）の「ＯｖｕＳｅｎｓｅバイオセンサ」、及びＰＳＣ受胎能モニターが時計のように装着されて皮膚上のイオンの非侵襲的測定を用いるフェロモン・サイアンシズ・コーポレーション（カナダ、トロント所在）製のものが含まれる。ＰＳＣ受胎能モニタリング装置は、バイオセンサと組み合わされた対話式マイクロプロセッサを組み込んでおり、皮膚表面から最高１２個までの日々の測定値を取得してデータを評価し、妊娠出産不可能、妊娠出産可能、又は排卵しているという使用者の状態を予測することを可能にしている。結果は、いつでも装置のＬＣＤ画面上又は医療専門家のためのコンピュータ生成グラフィック印刷出力として閲覧することができる。更に別の例には、ユニレバー社に譲渡された米国特許第６，２３４，９７４号及び第５，６５６，５０３号、並びにファーティリティ・アコースティクス社に譲渡されたＷＯ９９／１０７４２が含まれる。
【００８８】
（４）膣炎に対するセンサ
バイオセンサは、酵母菌による膣炎又は細菌性膣炎の検出に対して用いることができる。センサは、このような状況に関連するｐＨの変化に反応することができ、ジアミンの存在など、別の物理的又は化学的状況をより高い精度で検出することもできる。例示的なバイオセンサには、「インターネット」上の「ｃｅｃｔ．ｅｇｒ．ｄｕｋｅ．ｅｄｕ／ｓｅｎｓｏｒｓ．ｈｔｍｌ」で入手可能なＭｉｃｈａｅｌ  Ｒ．Ｎｅｕｍａｎ著の論文「細菌性膣炎の廉価な検出のための生物医学的センサ」に説明されているように開発されたものが含まれ、この報告された研究は、ＮＳＦ補助金＃９５２０５２６及びＷｈｉｔａｋｅｒ基金によって支援されたものである。このようなセンサは、ポリイミド微細構造上の薄膜に基づくものである。これらのセンサは、羊膜の早期破裂及び羊水の放出と関連するｐＨの変化を検出するためにも用いることができる。本明細書に説明する一実施形態は、グルタルアルデヒドを用いてプトレッシンオキシダーゼ（ＰＵＯ）をウシ血清アルブミンと架橋することにより、酵素層が作用電極の表面上に固定されたものである。準備された３電極センサは、プトレッシンに対して敏感であった。
【００８９】
吸収性物品内に変色センサを用いて酵母菌感染と分泌を生じさせる他の状況とを区別するｐＨベースの方法は、本明細書において引用により組み込まれている、１９９８年１０月２０日にＲｏｓｋｉｎ他に付与された米国特許第５，８２３，９５３号に開示されている。Ｒｏｓｋｉｎのセンサ及び／又は物品は、本発明の範囲内で用いることができる。
病原菌は、膣のｐＨ、ＥＣＡ、又はアルファ抗原をモニタすることにより（例えば、米国カリフォルニア州サンタクララ所在のリトマス・コンセプツ・インコーポレーテッドによって提供されているバイオセンサを用いて）、又は他の適切な技術により追跡することができる。ラクトフェリンは、バイオセンサでモニタすることができる膣炎に関連する別の生物学的検体である。プロリンアミノペプチダーゼ又は他のアミンの検出は、リトマス・コンセプツ・インコーポレーテッドによって提供されているバイオセンサを用いて達成することができ、膣炎の追跡に適用することができる。
【００９０】
膣炎に関連する細菌及び酵母菌によって生成される揮発性有機化合物（ＶＯＣ）もバイオセンサで検出し、膣炎を検出して治癒をモニタすることができる。膣炎は、通常、膣内の異なる種類の細菌間の均衡の変化によるものである。通常の乳酸杆菌属の卓越ではなく、数の増大した膣ガルドネラ菌、バクテロイド、カンジダ、モビルンカス、マイコプラズマホミニスのような生物が、膣炎に罹患した女性の膣内に見出される。
【００９１】
女性における最も一般的な膣炎は、カンジダアルビカンスによって引き起こされる。ほとんど全ての女性が人生のある時点で酵母菌感染を経験し、多くの女性が膣における酵母菌感染の再発性発作に苦しんでいる。いくつかの異なるカンジダの株が膣炎と関係している。この種類の膣炎の最も一般的な症状は、膣の内部及び外部の両方における濃い白色の分泌物及び激しい痒み、並びに時として生じる焼灼感である。時々臭気を伴う場合があるが、これは、通常は主要な症状とは見なされない。一実施形態では、バイオセンサは、Ｃ白体によって特異的に生成される臭気を膣炎のマーカとしてモニタする。
【００９２】
細菌性のガルドネレラ膣炎は、酵母菌感染とほとんど同程度に一般的である。この場合もまた、膣炎と関連させるための卓越マーカとして、ガルドネラによって特異的に生成される臭気をモニタすることが可能である。さほど一般的ではない別の膣感染症はトリコモナスである。この原虫感染症は、通常、性交によって感染する。この場合もまた、膣炎に対するマーカとしてトリコモナスによって特異的に生成される臭気をモニタすることが可能である。
【００９３】
習慣的に、膣炎に対する診断は、顕微鏡によって行われる。膣感染症は、膣分泌物の１つのサンプルに対する３分間３段階検査手順によって正確に識別することができる。検査には、ｐＨ試験紙、水酸化カリウム、食塩水、及び顕微鏡が必要である。この手順の欠点は、診断を完了するのに訓練を受けた医療専門家を必要とする点である。消費者が利用することができる迅速で簡単な測定法は、膣炎のより適時の治療及び公衆衛生に対する利益を可能にするであろう。
【００９４】
皮膚上及び皮膚内、並びに粘膜上及び粘膜内に通常生活する嫌気性細菌並びに通性嫌気性細菌は、臭気を生じさせることが多い。これらの生物の無酸素性増殖には、終末電子（又は水素）受容体としての有機化合物が必要である。単純な有機最終生成物は、炭水化物及び／又は特定の他の化合物の無酸素性代謝により形成される。この不完全な生物学的酸化処理により形成される単純な有機最終生成物も、最終的な電子及び水素の受容体としての働きをする。還元の結果、これらの有機最終生成物は、細菌によって廃棄代謝産物として分泌される。これらの化合物の多くがＶＯＣである。従って、バイオセンサは、これらのＶＯＣをモニタすることができ、膣に感染する細菌の種類及び関連する膣炎の識別を可能にする。細菌によって生成されるＶＯＣの種類及びパターンを特定の分類と関連付けることができることは立証されている。
【００９５】
揮発性物質を検出するには、マイクロアレイを用いることができる。食品及び関連する物質の芳香を区別するには、揮発性化合物の複雑な混合物を検出して区別することができる電子センサのアレイ（例えば、電子鼻技術）が用いられている。電子鼻技術は、様々な異なるセンサ技術を用いたセンサのアレイを含むことができる。ワーウィック大学（英国、コベントリ所在）、ネオトロニクス・サイアンティフィック・リミテッド（英国、ビショップス・ストートフォード所在）、アロマスキャン・インコーポレーテッド（米国ニューハンプシャー州、ホリス所在）、及びサイラノ・サイアンシズ・インコーポレーテッド（米国カリフォルニア州、パサデナ所在）の装置によって例示されている導電性ポリマーセンサは、最も一般的なセンサである。アントワープ大学で研究された装置のようなオリゴマーセンサは、伝えられるところでは、安定しており、耐久性があり、かつ使用するのが簡単である。テキサス農工大学の「ｄｉＡＧｎｏｓｅ農業用センサ」及び香港科学技術大学によって提供されているガスセンサチップによって例示されている酸化金属センサは、製造費用がかさまず、操作が簡単であるといわれている。グリフィス大学（オーストラリアクイーンズランド州、ブリズベン所在）及びＲＳＴ・ロストック（ドイツ、ワルネミュンデ所在）により例示されている水晶微量天秤技術も、広範囲の化合物に反応するインジケータシステムを開発するのに用いられている。電子鼻技術はまた、Ｔ．−Ｚ．Ｗｕ著「臭い検知のための嗅覚受容体としての圧電バイオセンサ：電子鼻」、「Ｂｉｏｓｅｎｓｏｒｓ  ａｎｄ  Ｂｉｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ」、１４巻、２０００年、９−１８ページにも説明されている。気相中の化学物質を検出するための別のセンサは、２００１年９月１９日付け「ＮＡＳＡ  Ｔｅｃｈ  Ｂｒｉｅｆｓ  Ｓｅｎｓｏｒｓ  Ｎｅｗｓｌｅｔｔｅｒ」に報告されたウィスコンシン大学の化学工学の教授であるＮｉｃｈｏｌａｓ  Ｌ．Ａｂｂｏｔｔ及び３Ｍ・コーポレーションのＲａｈｕｌ  Ｒ．Ｓｈａｈによって開発された化学センサバッジである。これらのセンサは電力を必要とせず、化学物質の存在を直接視覚的に示すものである。これらは、ナノテクノロジーを用いて設計され、化学的に受容力を有する物質の少数の分子によって金の薄膜に付着された微細な液晶を用いる。この物質が化学物質に曝されると、それは、ターゲットの化学物質に結合し、液晶上におけるその把持力を緩める。結晶は、金表面の構造によって制御された新しい配向をとり、その結果は、センサの輝度又は色の変化として目で見ることができる。基板は、衣類物品の外側に固定された可撓性ポリマー材料とすることができる。複数の検体に対して複数のセンサを用いることができると考えられる。
【００９６】
１つの有用な多検体センサは、Ｃ．Ｈａｇｌｅｉｔｎｅｒ他著「スマートシングルチップガスセンサマイクロシステム」、Ｎａｔｕｒｅ、４１４巻、２００１年、２９３−９６ページに開示されている。著者らは、全てが高感度ポリマー層に依存して空中の揮発性有機化合物を検出する、３つの異なる変換器（質量感受性、容量性、及び熱量測定）を組み込んだ情報処理機能のあるシングルチップ化学マイクロセンサシステムを開示している。１つのチップ上へのマイクロエレクトロニクス構成要素及びマイクロメカニクス構成要素の完全統合により、センサ機能の制御並びにモニタリングを行うことができ、センサの性能全体を著しく向上させるオンチップ信号増幅及び信号処理が可能となる。回路はまた、アナログ／デジタル変換器、及びデータを外部記録装置へ送信するためのオンチップインタフェースを含む。この技術は、液相センサ又は他のセンサと協働して用いて広範な検体を同時に検査することができる改善された鼻及び他の気相センサを製造するのに応用することができる。
【００９７】
これらのアレイを問題の細菌によって生成されたＶＯＣを検出するために適用するには、それらの生物に特異の化合物を検出するようにアレイを修正する必要がある。モニタすることができる化合物には、以下に限定されるものではないが、オキサル酢酸、ピルビン酸、マロン酸、乳酸、蟻酸、酢酸、フマル酸、カプロン酸、二硫化ジメチル、アンモニア、アセトン、イソ吉草酸、及びトリエチルアミンが含まれる。バイオセンサ信号は、信号が色の変化又は電子電圧として生成されるように、不織、コフォーム、又はセルロース系の材料に配置された単独型チップを含むことができる。
【００９８】
（５）女性の他の健康問題
バイオセンサは、閉経の兆候を検出し、閉経後の女性の健康状態を追跡するために用いることができる。これらの目的に対する有用な生物学的マーカには、トランスフェリン、血清フェリチン、インヒビンＡ及びＢ（例えば、ＤＳＬ・インコーポレーテッドの技術を用いて）、ＦＳＨ、エストラジオール、炎症細胞、ＭＭＰ、及び生殖ホルモンが含まれる。フェリチン及びヘモグロビンを追跡して、月経期間中の鉄分の状態を評価することができる。月経の恒常性を評価するために、酸化窒素を追跡することもできる。骨再吸収又は骨粗鬆症は、ＣＡ−１２５、オステオカルシン、コラーゲンからのＣ−テロペプチド、ピリジノール、及びデオキシピリジノールなどのモニタリングレベルに関連付けることができる。子宮内膜の健康状態は、デスミン、ＣＥＡ、ＰＰ１０、Ｐ１２、ＰＰ１４、及びＰＰ１５に関連付けることができ、一方、子宮内膜症は、ＣＤ２３、パーフォリン、グランザイムＢ、ＣＡ−１２５、ＣＡ７２−４、ＣＡ１９−９、ＭＭＰ−７、ＭＭＰ−９、及びＴＩＭＰを通じてモニタすることができる。
【００９９】
卵巣機能不全は、抗黄体抗体、ＣＡ−１２５、エストラジオール、及びテストステロンの測定値に関連付けることができる。子宮頸部の健康状態は、粘液の複合糖質、及びアルファサブユニットｈＣＧに関連付けることができる。膣の健康状態は、上述の他の手段に加えて、血清アミロイド−Ｐ成分、ナファレリン、及びｐＨモニタリングによって追跡することができる。毒素性ショックは、血清ＴＳ抗体により（例えば、タンポンと関連付けたバイオセンサを用いて）検出することができる。ＰＩＤ及び慢性的な骨盤痛は、ＣＡ−１２５のレベルに関連付けることができる。卵子着床の可能性は、胎盤蛋白質ＰＰ１４、ＭＭＰ、及びｌＧＦＢＰ−３の測定を通じてモニタすることができ、一方、受胎能及び周期のモニタリングは、ある程度までは、概日体温、ＰＰ５、ＰＰ１０、ＰＰ１５、及びｈＤＰ２００の測定によって追跡することができる。
ＭＷ抗原のモニタリングも、子宮頸部の形成異常又は出血のインジケータとして役立たせることができる。
尿中のプロゲステロン又はｈＬＨベータコアフラグメントも、閉経の予測に対してモニタすることができる。
【０１００】
（６）性感染症（ＳＴＤ）
クラミジア感染症又は淋病などのＳＴＤは、Ｃｅｐｈｅｉｄ社のベンチトップシステムを用いたＤＮＡベースの検査による尿中の成分の分析によって検出することができる。ＳＴＤは、統合型の医療システムに結合された使い捨て吸収性物品内のバイオセンサで容易にモニタすることができる別の大きな部類の病気である。
【０１０１】
（７）唾液に基づく検査
唾液中の検体を検出するためにバイオセンサを用いることができる。この例には、コルチゾール（ストレスのインジケータ）、ＤＨＥＡ（デヒドロエピアンドロステロン）、テストステロン、エストラジオール、プロゲステロン、メラトニン、コチニン、ネオプトリン、及びｓｌｇＡ（分泌性免疫グロブリンＡ）などの検体に対する一式の唾液酵素免疫検定（ＥＩＡ）キットを提供しているサリメトリクス（米国ペンシルベニア州、ステートカレッジ所在）の製品が含まれる。「男性／女性テストステロンプロフィール」検査キット及び「閉経後パネル（ホルモン検出用）」も唾液に基づくシステムである。Ｍｅｄ−Ｄｉｒｅｃｔ．ｃｏｍ社によって販売されている「Ｌａｄｙ  Ｆｅｒｔｉｌｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ」を含む排卵の時期を予測するための唾液に基づく受胎能検査装置も市販されている。
【０１０２】
子供の唾液中のホルモンを測定する技術を開示している、Ｄ．Ａ．Ｇｒａｎｇｅｒ他著「小児保健及び発達の研究における唾液テストステロン測定」、「Ｈｏｒｍｏｎｅｓ  ａｎｄ  Ｂｅｈａｖｉｏｒ」、３５巻、１９９９年、１８−２７ページに説明されているような関連の革新的技術は、ペンシルベニア州立大学のＤｏｕｇｌａｓ  Ｇｒａｎｇｅｒ博士によって開発されている。癌スクリーニング、ＨＩＶ検出、ホルモン追跡（ＤＨＥＡ、プロゲステロンなど）、コルチゾール、及び通常は血液中で測定される様々な他の検体などの用途を説明しているＧｒａｎｇｅｒの研究の概要を提供している「ｗｗｗ．ｈｈｄｅｖ．ｑｓｕ．ｅｄｕ／ｎｅｗｓ／ｈｈｄｍａｇ／ｆａｌｌ％２０１９９９／ｆｌｕｉｄ．ｈｔｍｌ」を参照することもできる。
【０１０３】
（８）試験ストリップ
ケムバイオ・ダイアグノスティック・システムズ・インコーポレーテッド（「ｃｈｅｍｂｉｏ．ｃｏｍ／ｔｅｃｈ．ｈｔｍｌ」参照）によって考案された側方流動免疫クロマトグラフィ検査は、本発明の範囲内にあるバイオセンサシステムの一例である。これらの検査の材料は、様々な検体の定性的検出用に設計されている。それらの実行手順の相違に基づき、これらの免疫学的検査装置は、（１）ｈＣＧ、ｈＬＨ、ＰＳＡ、Ｂ型肝炎表面抗原、トロポニン−１などを検出する１段階側方流動装置、（２）全血、血清、又は血漿中のＨ−ピロリ、ヒト結核菌、クルーズトリパノソーマ（Ｃｈａｇａｓ）、ヒトのライム病（Ｌｙｍｅ）などに対する抗体を検出する２段階側方流動装置、及び（３）クラミジア、ストレップＡ、ロタウイルスなどに対する検定法を含む、検出前の抗原のオフライン抽出を必要とする検定法の３つの一般的部類に該当する。抽出手順は簡単で迅速であり、付加的な機器を必要としないとされている。
【０１０４】
ケムバイオ試験ストリップは、コロイド状の金接合体を用いている。これらのコロイド状金接合体は、乾燥した可動状態で装置内に格納されている。生体サンプルと接触すると、コロイド状金接合体は、瞬時に再懸濁された状態になり、サンプル中の抗原又は抗体に結合し、膜を横断して毛菅移動する。コロイド状の金が特定の抗原又は抗体に捕捉されると、次に、検査区域に固定された第２の抗体又は抗原は、コロイド状金結合免疫複合物を捕捉する。桃色／紫色の線が検査区域に出現する。線の色の強度は、抗原又は抗体の濃度によって変化することができる。
【０１０５】
（９）埋込み型バイオセンサ
体内への構成要素の外科的埋込みを必要とするバイオセンサを用いることもできる。この例には、蛋白質又は血液成分のような検体を持続的にモニタする化学センサが含まれる。埋込み可能なバイオセンサ構成要素には、信号を生成するための内部電源を有するバイオセンサチップを含めることもできる。埋込まれた構成要素には電子装置も電源も不要とすることができるが、光学的放射線又はマイクロ波放射線のような放射線の印加に応答して信号を生成することができるものである。一例には、Ｎ．Ｄ．Ｒｏｗｅｌｌ著「光は医者が出血を抑えるのを助ける」、「Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ  Ｓｐｅｃｔｒａ」、２００１年９月、６８−７２ページに説明されている埋込み可能なシリコンベースのミラーが含まれる。このような埋込み可能なミラーは、グルコースレベル、酸素レベルの検出、及び癌の検出のための組織又は血液の非侵襲的光学式測定を意図しており、ｐＳｉＭｅｄｉｃａ社（英国、マルバーン所在）によって開発されている。ミラーは、例えば、５ｍｍ×０．５ｍｍとすることができ、高多孔質シリコンと低多孔質シリコンの交互層を含む。異なる屈折率の各層は、境界面で光線を反射し、反射光線の波長に影響を及ぼす干渉が起こる。反射される波長は、交互層の厚みによって制御することができる。ミラーは、組織によって散乱されることのない近赤外線光を反射することができる。シリコン内の孔には、特定的なマーカに結合する化学物質を充填することができる。癌マーカ又は他の成分は、孔に結合してその中に堆積することができ、ミラーの反射率を変化させる。体外からミラー上に照射された赤外線は、次に、ミラーから反射させることができ、測定された反射率は、孔内におけるマーカの存在を示すことができる。
ミラーは、体内で分解して無害のケイ酸となることができ、理論的には、数時間から数年の期間に亘って分解するように調整することができる。更に別の情報は、Ｌ．Ｔ．Ｃａｎｈａｍ著「被覆多孔シリコンミラー：再吸収の遅い埋込み型光学構成要素」、「Ｐｈｙｓｉｃａ  Ｓｔａｔｕｓ  Ｓｏｌｉｄｉ」、２０００年１１月、５２１−２５ページに提供されている。
【０１０６】
ｂ．吸収性物品内のバイオセンサ
おむつ又は生理用ナプキンなどの吸収性物品内にバイオセンサを組み込む方法は、全てが先に引用により組み込まれている、米国特許出願出願番号第０９／２９９，３９９号、第０９／５１７，４４１号、第０９／５１７，４８１号、第０９／３４２，７８４号、第０９／３４２，２８９号、及び米国特許第６，１８６，９９１号並びに第５，４６８，２３６号に開示されている。これらのいずれも本発明と共に用いるように適応させることができる。
【０１０７】
おむつなどの製品内に湿潤度表示器又は他のセンサを備える方法が開示されている。例えば、Ｂａｓｓに付与された米国特許第３，４６０，１２３号は、おむつが湿潤すると無線信号を発する湿り検出器を開示している。関連する開示には、Ｍａｈｏｎｅｙに付与された米国特許第４，１０６，００１号、Ｃｈｉａに付与された米国特許第４，７９６，０１４号、おむつが湿潤するとＦＭラジオ受信機へ信号を送信する処理を含むＲｅｍｓｂｕｒｇに付与された米国特許第５，９５９，５３５号、Ｍａｈｇｅｒｅｆｔｅｈ他に付与された米国特許第５，５７０，０８２号、及びＪｏｈｎｓｏｎに付与された米国特許第５，８３８，２４０号が含まれ、これらの各々は、引用により本明細書に組み込まれる。排便によるおむつ内の臭気を検出するセンサは、Ｄ．Ｙｏｓｈｉｔｅｒｕ他著「排便のためのセンサシステムの開発」、石川県工業試験所研究報告（日本、石川県工業試験所の研究報告）、４９号、２０００年、５−１０ページに開示されている（要約に基づく）。
【０１０８】
更に別の例には、感染を検出することができる視覚的ｐＨ指示ストリップを含む生理用ナプキン又はパンティライナが含まれる。着用者又は介護者は、手動式に色信号を個人データ制御手段へのエントリに変換してバイオセンサ信号を電子的に伝達するか、又は電子ｐＨ指示器のような検出手段から信号を生成する電子手段及び測定値の無線送信手段を物品に含めることができる。
ターゲット検体との反応を引き起こし、次に測定可能な信号をもたらすための酵素のような生体触媒手段を吸収性物品内に含めることができる。例えば、ヒドロゲル、超吸収性物品内の酵素、又はおむつ内の軟化剤は、グルコース又は尿素などの検体と反応し、測定することができる変色又は電気信号を生じさせることができる。一実施形態では、体液中の検体と反応すると過酸化水素を生成する酸化還元酵素を含むインジケータゲルが用いられる。過酸化水素は、次に、無色の化合物を酸化させて着色された作用物質を生成するか、又は色素を漂白して検体の存在を視覚的に示すことができる。
【０１０９】
ｃ．電子システム
センサ信号をモニタし、データを記憶し、専門家に信号を送信又は同様なことをするために、特に、信号を医師又は他の介護者へ送信し、又はデータ倉庫又は他のデータソースにデータをアーカイブし、薬局に発注するなどのようなＵＷＢ受信機から受信した情報を他の情報システムへ送信するための多くの電子システムが開発されており、それらのいずれも、本発明に用いることができる。
いずれかの適切なハードウエア及びソフトウエアを用いることができる。例えば、「インターネット」ハブ、スイッチ及びルータ、又は「Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ」に基づくシステム並びにＵＮＩＸに基づくシステムを用いることができる。「Ａｐａｃｈｅ  Ｗｅｂ」サーバソフトウエアを用いてもよい。サーバのセキュリティは、適切なハードウエア及びソフトウエアシステムで提供することができる。例えば、「Ｃｅｌｅｓｔｉｘ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」による「インターネット」ファイアウォールを用いることができる。サーバ間の通信は、例えば、ＬＡＮ（例えば、「イーサネット」又は「トークンリング」ネットワークを通じて）、赤外線（ＩＲ）を使用した無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、超音波、無線周波（ＲＦ）、音響、又は他の無線送信手段（グルコース情報を中枢位置へ送信するための携帯電話の使用を開示している２０００年１月１２日に公開されたＥＰ０９７０６５５Ａ１で提案されたテレマティックスシステムを含む）、及び保護「イントラネット」上で、又は保護ウェブベースシステムを通じて行うことができる。ネットワークは、交換型、光学式、又は他の技術を用いることができる。コンピュータネットワーキング技術を用いて複数のシステム及び個人が通信することを可能にするグループウェアシステムを用いることができる。例えば、「Ｌｏｔｕｓ  Ｎｏｔｅｓ／Ｄｏｍｉｎｏ」システムを用いて、サーバと「イントラネット」及び他のシステムのためのウェブベースのアプリケーションとの間の通信をサポートすることができる。「Ｎｏｖｅｌｌ  Ｇｒｏｕｐｗｉｓｅ」は、別の例である。グルーブ・ネットワークス・インコーポレーテッドのＧｒｏｏｖｅシステム用いることもできる。このシステムは、オフラインの意図した受信者に対するデータを記憶し、後で最終的に受信者が再接続した時にこのデータを転送する同期化技術を含む。Ｇｒｏｏｖｅは、拡張可能なプラットフォームであり、「Ｇｒｏｏｖｅ  Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ  Ｋｉｔ」を用いて拡張するか又はカスタマイズすることができる。
【０１１０】
本発明のためにカスタマイズされるアプリケーションは、Ｃ＋＋、ＦＯＲＴＲＡＮ、Ｐｅｒｌ、及びＰｙｔｈｏｎのような、いずれかの適切なプログラミング言語からのコードによるか、又はＨＴＭＬウェブページを用いて書き込むことができる。データ要素は、電子データ交換又は拡張可能マークアップ言語（ＸＭＬ）を用いて交換することができる。一実施形態では、ウェブベースシステムは、本明細書において引用により組み込まれている、本出願と同日出願の「バイオセンサを用いる医療ネットワーク」という名称の本出願人が所有する出願番号不明の米国特許出願に開示するように、使用者の任意選択肢を構築する段階と、個人の健康データを他者と共有することができる方法を特定するための個人情報入力段階とを含む本発明の１つ又はそれ以上の態様に用いることができる。ウェブベースシステムは、データの割り当て及び処理の管理、医療記録の検索などのために使用者又は外部の関係者に対してバイオセンサ情報を表示するために用いることもできる。ウェブベースシステムは、１つ又はそれ以上のデータベースを組み込むことができ、ＳＱＬ又はＯｒａｃｌｅデータベースサーバなどの任意のサーバを使用することができる。ウェブベースシステムはまた、Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｂａｂｃｏｃｋ著「Ａｓｋ  Ｍａｓｔｅｒ：ＸＭＬ技術がウェブデータの検索を相当容易にする」、「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｗｅｅｋ」、２００１年９月２４日、４８ページに説明され、更に「ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｗ３．ｏｒｇ／ＴＲ／ｘｑｕｅｒｙ」に掲載されているようなＸＱｕｅｒｙ、すなわちＸＭＬ照会言語を用いることができる。例えば、ＸＱｕｅｒｙシステムは、医療記録データベース及び利用者認証データベース、並びにいくつかのデータソースからのデータを１つのＸＭＬ文書又はウェブページ内に組み込んだウェブページ又は電子メールを通じて提供される電子データなどのリレーショナルデータベースに照会することができると考えられる。ウェブベースの環境は、任意の適切な手段で保護することができる。
【０１１１】
データを安全に送信するための暗号化のような多くのツールが公知である。データの無線送信を使用する場合には、特別な予防措置が望ましい場合がある。「ＩＥＥＥ  Ｗｉｒｅｄ  Ｅｑｕｉｖａｌｅｎｃｙ  Ｐｒｏｔｏｃｏｌ（ＷＥＰ）」を使用することができる。セキュリティを高めるために、ＷＬＡＮアクセスポイントをネットワーク又は中心サーバのファイアウォールの外側に配置することができ、ＷＬＡＮボックスは、ネットワークにアクセスするのに「仮想専用ネットワーク（ＶＰＮ）」を使用するように要求することができる。ＷＬＡＮは、「Ｃａｔａｌｙｓｔ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ、Ｓｅｌｅｃｔ，Ｉｎｃ．」、「Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ（ＡＴＳ）」、及び「Ｌｕｎａ  Ｃｏｍｍｕｎｉｔａｔｉｏｎｓ」のような様々な納入業者を通じて備えることができる。ハードウエア構成要素は、例えば、「Ｐｒｏｘｉｍ  Ｈａｒｍｏｎｙ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ」ユニットを含むことができる。バイオセンサを装着した複数の被検者を収容する施設に対しては、例示的な一実施形態は、ＡＴＳを通じて備えることのできる、施設用の「Ｐｒｏｘｉｍ  Ｈａｒｍｏｎｙ  ８０１．１１ｂ」無線ネットワークインフラストラクチャの使用を必要とする。「Ｃｉｓｃｏ  Ａｉｒｏｎｅｔ」ブリッジはまた、それらの１２８−ビット暗号化及び「直接シーケンス拡散スペクトル（ＤＳＳＳ）」技術（Ｆｒｅｄ  Ａｕｎ著「無線上の銀行」、「Ｓｍａｒｔ  Ｐａｒｔｎｅｒ」、２００１年９月１０日、１２−１６ページ参照）により、より高度なレベルのセキュリティのために利用することができる。無線アクセスポイントに対するハードウエアの例には、例えば、「ＯＲｉＮＯＣＯ  ＰＣ  Ｃａｒｄ」でコンピュータに接続することができるモジュール式「Ｌｕｃｅｎｔ  ＯｒｉＮｏｃｏ  ＡＳ−２０００  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ」（将来の「ＩＥＥＥ  ８０２．１１」高速技術への移行が可能）又は「ＡＰ−５００  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｐｏｉｎｔ」が含まれる。
【０１１２】
医療データ及び医療に特異のハードウエア及びソフトウエアシステムは、本発明の範囲内で１つの役割を果たすことができる。例えば、Ａｇｉｌｅｎｔ社は、家庭での介護又は他の環境での介護に対して適合することができる、患者をモニタして結果を医師に送信するハードウエア及びソフトウエアを開発している。ＬｉｆｅＣｈａｒｔ．ｃｏｍ社も「インターネット」上の安全なソフトウエアを用いた医師への結果の送信機能を含むいくつかの疾病（例えば、喘息）に対するモニタリング装置を提供している。Ｍｅｄｓｃａｐｅ社は、医師が容易に更新することができる電子図表を備えた製品を提供している。
【０１１３】
パークストーン・メディカル・インフォメーション・システムズは、医師がメモを記入し、薬物に関する情報を調べ、患者の薬局に注文することを可能にする手持ち式装置を提供している。製薬会社の関連会社には、特定の薬物に対する優先権を与え、又は、ＨＭＯに属するものには、商標未登録の薬を優先的に提供する。医師又は患者によって使用される手持ち式装置は、次に、ネットワークに接続され、本発明の機能（例えば、バイオセンサから生データ又は解読データを受信する）に加わることができる。例えば、「ｉ−ＳＴＡＴ（登録商標）携帯用臨床アナライザ」は、全血液中の特定の検体の同時定量的測定のための「ｉ−ＳＴＡＴ」カートリッジと併せて用いることができる。「Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ  Ｗｅｅｋ」、２００１年３月１９日、２６−２９ページ（特に２８ページ）に掲載されているようないくつかの手持ち式装置は、医学辞典及び製薬ツールを含み、医療記録及び治療の最良処置例を保持することができる。
本発明をいくつかの特定的な実施形態に関連して説明したが、上述の説明に照らして、当業者には、多くの変更、修正、及び変形が明らかになることは理解されるものとする。従って、本発明は、特許請求の範囲の精神及び範囲に該当する全てのそのような変更、修正、及び変形を包含するように意図されている。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明によるモニタリングシステム及び関連する方法を図式的に示す図である。
【図２】本発明による代替的モニタリングシステム及び方法を図式的に示す図である。
【図３】本発明と共に用いることができる１つの種類のＵＷＢバイオセンサ送信機のブロック図である。
【図４】本発明と共に用いることができる１つの種類のＵＷＢ受信機のブロック図である。
【図５】本発明による代替実施形態のブロック図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１０  ＵＷＢバイオセンサ送信機
１２  バイオセンサ要素
３６  バイオセンサ信号
４０  ＵＷＢ受信機
１００  建造物
１０４  部屋
【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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【国際調査報告】
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