(57)【要約】【課題】  バイオメトリクスに基づく情報通信システムを形成するための方法及び装置を提供する。【解決手段】  いくつかの例では、本バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、感知手段を有する生物医学的デバイスを備え、この感知手段は、バイオメトリクス結果を生み出す。いくつかの例では、バイオメトリクス結果は、ユーザの疲労又は眠気レベルに関連し得る。いくつかの例では、ユーザは、機械装置を操作し得る。いくつかの例では、本バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、生物医学的デバイスと連通してペアリングされたスマートウォッチなどのユーザデバイスを含んでもよい。バイオメトリクス測定結果は、バイオメトリクスに基づく情報通信メッセージの通信を誘発し得、これは、ユーザ及びユーザに関連する過去の記録に合わせて調整され得る。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バイオメトリクスに基づく情報通信のためのシステムであって、
生物医学的デバイスであって、
前記生物医学的デバイスのユーザの疲労レベルに関連するバイオメトリクスを測定する感知手段、
エネルギー印加デバイス、及び
通信手段を備える、生物医学的デバイスと、
通信プロトコルにおいて前記生物医学的デバイスとペアリングされるユーザ電子デバイスと、
前記生物医学的デバイスからデータ値を少なくとも含む通信を受信し、コンテンツサーバに前記通信を送信する通信ハブと、
フィードバック要素と、を備える、システム。
【請求項２】
前記ユーザ電子デバイスが、通信プロトコルにおいて前記通信ハブとペアリングされている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記フィードバック要素が、前記ユーザ電子デバイス上に位置する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記フィードバック要素が、ディスプレイを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記フィードバック要素が、前記生物医学的デバイス内に位置する、請求項２に記載のシステム。
【請求項６】
前記フィードバック要素が、振動変換器を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記コンテンツサーバが、バイオメトリクス情報通信システムを通じて前記フィードバック要素に標的とされるメッセージを送信する、請求項４に記載のシステム。
【請求項８】
前記感知手段が、ユーザの温度を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記感知手段が、ユーザの瞬目率を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記感知手段が、ユーザの頭の動きを監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記感知手段が、ユーザの血圧を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記感知手段が、セロトニンレベルを監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記感知手段が、ユーザの脈拍を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記感知手段が、ユーザのあくびの音を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記感知手段が、ユーザの血中酸素飽和度を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記感知手段が、ユーザの血糖値を監視する要素を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１７】
前記ユーザが機械装置を操作している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１８】
メッセージを通信するための方法であって、
バイオメトリクス測定を行うことができる生物医学的デバイスを得ることであって、前記バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、生物医学的デバイスを得ることと、
前記生物医学的デバイスを利用して、前記バイオメトリクス測定を行うことと、
前記バイオメトリクス測定によって得られたバイオメトリクスデータ結果を通信することと、
前記バイオメトリクスデータ結果をコンテンツサーバで受信することと、
前記バイオメトリクス測定によって得られたバイオメトリクスデータ結果の前記通信に基づくメッセージを受信することと、
フィードバックデバイスを用いて前記メッセージを前記ユーザに通信することと、を含む、方法。
【請求項１９】
メッセージを通信するための方法であって、
バイオメトリクス測定を行うことができる生物医学的デバイスを提供することであって、前記バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、生物医学的デバイスを提供することと、
バイオメトリクス測定システム通信システムから、前記生物医学的デバイスを用いて得られたバイオメトリクス結果に対応するデータ値を少なくとも含む通信を受信することと、
前記通信をコンテンツサーバで受信することと、
前記バイオメトリクス結果に対して、プロセッサを用いて、メッセージデータストリームを生成する処理を行うことと、
前記メッセージデータストリームを前記バイオメトリクス測定システム通信システムに送信することと、を含む、方法。
【請求項２０】
前記バイオメトリクス測定システム通信システムから、ユーザ位置に対応するデータ値を少なくとも含む第２の通信を受信することを更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記ユーザ位置に対応する前記データ値に基づいて、前記メッセージデータストリームを調整することを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定することができる第１のデバイスを得ることであって、前記第１のバイオメトリクスがユーザの疲労レベルに関連する、第１のデバイスを得ることと、
前記第１のデバイスを用いて前記第１のバイオメトリクスを測定して、バイオメトリクスデータを得ることと、
前記第１のデバイスを用いて前記第１のデバイスの位置を判定して、位置データを得ることと、
前記バイオメトリクスデータ及び前記位置データを、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、
前記第１のデバイスからの信号によって、前記位置データに関連する環境データを得るように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
標的とされる個別的なコンテンツを生成するために、前記バイオメトリクスデータ、前記環境データ、前記位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、前記標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行されるべきアルゴリズムを開始するように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
前記標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを前記第１のデバイスに受信することと、
前記メッセージを前記ユーザに対して表示することと、
を含む、方法。
【請求項２３】
前記第１のデバイスが、装着されたデバイスを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記第１のデバイスが、スマートウォッチを含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記ユーザが機械装置を操作している、請求項２２に記載の方法。
【請求項２６】
ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定することができる第１のデバイスを得ることであって、前記バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、第１のデバイスを得ることと、
前記第１のデバイスを用いて前記第１のバイオメトリクスを測定して、バイオメトリクスデータを得ることと、
ディスプレイ及びネットワーク通信デバイスを含む第２のデバイスを得ることと、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間のペアリングされた通信の権限を与えることと、
前記バイオメトリクスデータを前記第１のデバイスから前記第２のデバイスに通信することと、
前記第２のデバイスを用いて前記第１のデバイスの位置を判定して、位置データを得ることと、
前記バイオメトリクスデータ及び前記位置データを、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、
前記第１のデバイスからの信号によって、前記位置データに関連する環境データを得るように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
標的とされる個別的なコンテンツを生成するために、前記バイオメトリクスデータ、前記環境データ、前記位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、前記標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行されるべきアルゴリズムを開始するように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
前記標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを前記第２のデバイスに受信することと、
前記メッセージを前記ユーザに対して表示することと、
を含む、方法。
【請求項２７】
前記第１のデバイスが、装着された生物医学的デバイスを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記装着された生物医学的デバイスが、コンタクトレンズである、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記装着された生物医学的デバイスが、スマートリングである、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
前記第２のデバイスが、スマートフォンを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３１】
前記第２のデバイスが、スマートウォッチを含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３２】
前記第１のデバイスが、皮下の生物医学的デバイスを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３３】
前記ユーザが機械装置を操作している、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１５年７月２４日出願の米国特許仮出願第６２／１９６５１３号の利益を主張する、２０１６年１月２６日出願の米国特許出願第１５／００６，３７０号の一部継続出願である。
【０００２】
（発明の分野）
機械装置の周囲のユーザにおける疲労状態を感知するための生物医学的デバイスが記載される。いくつかの例では、情報通信及びＧＰＳに基づく情報表示が、疲労状態の検出に応答して使用される。いくつかの例示的な実施形態では、デバイスの機能性は、バイオメトリクス情報をＧＰＳ情報と共に収集して、デバイスのユーザに関する個人的情報通信を行うことを含む。
【背景技術】
【０００３】
近年、医療用装置の数及びそれらの機能が急速に発達し始めている。これらの医療用装置としては、例えば、埋め込み型ペースメーカー、生物学的機能のモニタリング及び／又は検査を行うための電子ピル、活性成分を有する外科用装置、コンタクトレンズ、輸液ポンプ、並びに神経刺激装置を挙げることができる。これらのデバイスは、多くの場合、生物及び化学システムに暴露され、かつそれらと相互作用するため、デバイスが、バイオメトリクスデータの収集、記憶、及び分配に最適なツールとなる。
【０００４】
いくつかの医療用デバイスは、ＧＰＳ測位及びバイオメトリクス収集を含む様々な機能を行い、かつ多くの生体適合性及び／又は埋込み型デバイスに組み込まれ得る、半導体デバイスなどの構成要素を含んでもよい。しかしながら、かかる半導体部品は、エネルギーを必要とし、したがって、かかる生体適合性デバイスにはエネルギー印加素子も含まれなければならない。バイオメトリクス収集及びＧＰＳ測位が可能な生物医学的デバイス内に自給エネルギーを追加することにより、デバイスが、デバイスのユーザに関する個人的情報通信を行うことが可能になるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
いくつかの例では、これらの医療装置は、化学的、物理的、又は生理学的インジケータを感知するように構成されてもよく、これらは、記載される形式で通信され得る。これは、生物医学的デバイス、通信システム、及び他の機能性のシステムを、ユーザの疲労状態を検出するように構成するのに有用であり得る。かかるユーザの近傍にある機械装置の提案又は直接的措置にも有用であり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、物理的、化学的、又は生理学的感知に基づいてユーザにおける疲労状態のバイオメトリクス感知のための装置及び方法が考察される。いくつかの例では、生物医学的デバイスによる感知の結果の通信は、情報表示又は通信のために通信され得る。バイオメトリクスデータを測定し、その結果をリアルタイムで高性能通信システムと通信する能力により、バイオメトリクスデータを使用するための新しい実施形態が開拓される。バイオメトリクス結果は、利用可能なサービスに関連する通信を行わせ、ユーザの嗜好情報に関連するデータベースと協働してもよい。通信プロトコルは、様々な種類の安全、健康、ロジスティックス、及び経済面での決定に対する応答を増強することができる。
【０００７】
非限定例では、本発明は、通信ネットワークを含む二次及び三次デバイスと連動して任意の数のデバイスによって集められたバイオメトリクスデータを利用して、ユーザにおける疲労を検出し、感知に基づいて提案するか、又は措置を講じるための包括的手段をユーザに提供する。いくつかの例では、バイオメトリクスに基づく情報通信のためのシステムが作製される。本システムは、生物医学的デバイスであって、生物医学的デバイスのユーザの疲労レベルに関連するバイオメトリクスを測定する感知手段と、エネルギー印加デバイスと、通信手段と、を備える、生物医学的デバイス自体を備え得る。本システムは、通信プロトコルにおいて生物医学的デバイスとペアリングされるユーザ電子デバイスを含んでもよい。本システムは、生物医学的デバイスからデータ値を少なくとも含む通信を受信し、コンテンツサーバに通信を送信する通信ハブを含んでもよい。本システムは、フィードバック要素も含んでもよい。いくつかの例では、ユーザは、１つの機械装置を操作し得る。
【０００８】
いくつかの例では、本システムは、ユーザ電子デバイスが通信プロトコルにおいて通信ハブとペアリングされている例を含み得る。本システムは、フィードバック要素がユーザ電子デバイス上に位置し、いくつかの事例では、ディスプレイを含む例も含み得る。いくつかの他の例では、フィードバック要素は、生物医学的デバイス内に位置し、振動変換器を含み得る。いくつかの例では、コンテンツサーバが、バイオメトリクス情報通信システムを通してフィードバック要素に標的とされるメッセージを送信する。ユーザの温度を監視する要素、ユーザの瞬目率を監視する要素、ユーザの頭を監視する要素、ユーザの血圧を監視する要素、セロトニンレベルを監視する要素、ユーザの脈拍を監視する要素、ユーザのあくびの音を監視する要素、ユーザの血中酸素飽和度を監視する要素、及びユーザの血糖値を監視する要素を含むシステム設計と一致する多数の感知手段が存在し得る。
【０００９】
一般的な一態様は、メッセージを通信する方法を含み、本方法は、バイオメトリクス測定を行うことができる生物医学的デバイスを得ることであって、バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、生物医学的デバイスを得ることと、生物医学的デバイスを利用してバイオメトリクス測定を行うことと、バイオメトリクス測定によって得られたバイオメトリクスデータ結果の通信に基づいてメッセージを受信し、ユーザにメッセージを通信することとを含む。
【００１０】
一般的な一態様は、メッセージを通信する方法を含み、本方法は、ユーザの疲労レベルに関連するバイオメトリクス測定を行うことができる生物医学的デバイスを提供することと、バイオメトリクス測定システム通信システムから、生物医学的デバイスを用いて得られたバイオメトリクスの結果に対応するデータ値を少なくとも含む通信を受信することと、プロセッサを用いて、メッセージデータストリームを生成するバイオメトリクス結果の処理を行うこととを含む。本方法は、メッセージデータストリームをバイオメトリクス測定システム通信システムに送信することも含んでもよい。いくつかの例では、バイオメトリクス測定システムからのユーザ位置に対応するデータ値を少なくとも含む第２の通信が受信され得る。メッセージデータストリームは、ユーザ位置に対応するデータ値に基づいて調整され得る。
【００１１】
方法に関連する一般的な一態様は、ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定することができる第１のデバイスを得ることであって、第１のバイオメトリクスがユーザの疲労レベルに関連する、第１のデバイスを得ることと、第１のデバイスを用いて第１のバイオメトリクスを測定してバイオメトリクスデータを得ることと、第１のデバイスを用いて第１のデバイスの位置を判定して位置データを得ることと、バイオメトリクスデータ及び位置データを、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、第１のデバイスからの信号によって、位置データに関連する環境データを得るように、コンピューティングデバイスに権限を与えることと、標的とされる個別的なコンテンツを生成するために、バイオメトリクスデータ、環境データ、位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行されるべきアルゴリズムを開始するように、コンピューティングデバイスに権限を与えることと、標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを第１のデバイスに受信することと、メッセージをユーザに対して表示することとを含む、方法に関する。
【００１２】
実現形態は、以下の特徴のうちの１つ又は２つ以上を含み得る。本方法は、第１のデバイスが装着されたデバイスを含む例を含んでもよい。本方法は、第１のデバイスがスマートウォッチを含む例を含んでもよい。本方法は、第１のデバイスが装着された生物医学的デバイスを含む例を含んでもよい。本方法は、装着された生物医学的デバイスがコンタクトレンズである例を含んでもよい。本方法は、装着された生物医学的デバイスがスマートリングである例を含んでもよい。本方法は、第２のデバイスがスマートフォンを含む例を含んでもよい。本方法は、第２のデバイスがスマートウォッチである例を含んでもよい。本方法は、第１のデバイスが皮下の生物医学的デバイスを含む例を含んでもよい。
【００１３】
方法に関連する一般的な一態様は、ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定することができる第１のデバイスを得ることであって、バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、第１のデバイスを得ることと、第１のデバイスを用いて第１のバイオメトリクスを測定してバイオメトリクスデータを得ることと、ディスプレイ及びネットワーク通信デバイスを含む第２のデバイスを得ることと、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のペアリングされた通信の権限を与えることと、バイオメトリクスデータを第１のデバイスから第２のデバイスに通信することと、第２のデバイスを用いて第１のデバイスの位置を判定して位置データを得ることと、バイオメトリクスデータ及び位置データを、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、第１のデバイスからの信号によって、位置データに関連する環境データを得るように、コンピューティングデバイスに権限を与えることと、標的とされる個別的なコンテンツを生成するために、バイオメトリクスデータ、環境データ、位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行されるべきアルゴリズムを開始するように、コンピューティングデバイスに権限を与えることと、標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを第２のデバイスに受信することと、メッセージをユーザに対して表示することとを含む、方法に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の前述並びに他の特徴及び利点は、添付図面に図示される本発明の好ましい実施形態の、以下のより詳細な説明から明らかとなるであろう。
【図１Ａ】バイオメトリクスに基づく情報通信の概念を例示的に説明するために、例示的な生物医学的デバイスを図示する。
【図１Ｂ】バイオメトリクスに基づく情報通信の概念を例示的に説明するために、例示的な生物医学的デバイスを図示する。
【図２】バイオメトリクスに基づく情報通信の概念と一致する、生物医学的デバイス、ユーザデバイス、及びデータ処理デバイスの例示的なネットワークを図示する。
【図３】本発明のいくつかの実施形態を実施するために使用され得るプロセッサを図示する。
【図４】バイオメトリクスに基づく監視用の生物医学的デバイスの例示的な機能的構造モデルを図示する。
【図５】例示的な蛍光に基づくバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図６Ａ】例示的な比色に基づくバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図６Ｂ】例示的な比色に基づくバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図７Ａ】代替のバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図７Ｂ】代替のバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図７Ｃ】スペクトルバンドが量子ドットに基づくフィルタを用いてどのように分析され得るかを図示する。
【図８Ａ】生物医学的デバイスの例示的な量子ドット分光計を図示する。
【図８Ｂ】生物医学的デバイスの例示的な量子ドット分光計を図示する。
【図８Ｃ】生物医学的デバイスの例示的な量子ドット分光計を図示する。
【図９Ａ】例示的なマイクロ流体に基づくバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図９Ｂ】例示的な網膜血管新生に基づくバイオメトリクス監視デバイスを図示する。
【図１０】生物医学的デバイス内の例示的なディスプレイシステムを図示する。
【図１１】生物医学的デバイスのいくつかの例示的な機能性に焦点を当てた、バイオメトリクスに基づく情報通信の概念と一致する生物医学的デバイス、ユーザデバイス、及びデータ処理デバイスの例示的なネットワークを図示する。
【図１２】眼に基づくバイオメトリクス監視デバイスによって行うことができる、例示的な感知メカニズムを図示する。
【図１３】バイオメトリクスに基づく情報通信に関する例示的なプロセスフロー図を図示する。
【図１４】バイオメトリクスに基づく情報通信に関する追加の例示的なプロセスフロー図を図示する。
【図１５】自動推進デバイス及び自動推進スマートデバイスを含む、バイオメトリクスに基づく情報通信に関する例示的なプロセスフロー図を図示する。
【図１６】バイオメトリクスに基づく情報通信に使用され得る疲労感知用のデバイスの例を図示する。
【図１７】疲労感知に基づくバイオメトリクスに基づく情報通信に関する例示的なプロセスフロー図を図示する。
【図１８】バイオメトリクスに基づく情報通信に使用され得るデバイス及び技術の例を図示する。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
用語集
バイオメトリック又はバイオメトリクスは、本明細書で使用するとき、生物学的な実体に対して行われた測定によるデータ及びデータ群を指す。一般的に、データ群は、サイジング、医学的状態、化学的状態、及び生化学的状態などに関連する人間のデータを指し得る。いくつかの例では、バイオメトリクスデータは、バイオセンサによって行われる測定に由来してもよい。他の例では、測定可能な生物学的成分又はパラメータは、温度、血圧などの生理学的特性を指し得る。
【００１６】
バイオセンサ又は生体センサは、本明細書で使用するとき、酵素、抗体、タンパク質、若しくは核酸などの生物学的成分又は生物元素を含むシステムを指す。生物元素は検体と相互作用し、その応答は、測定可能な生物学的応答を測定又は検出し、かつ得られた結果を送信する電子的構成要素によって処理される。生物元素が検体に結合すると、このセンサは、アフィニティセンサと呼ばれることがある。検体が生物元素によって化学的に変換されると、このセンサは、代謝センサと呼ばれることがある。触媒バイオセンサ（catalytic biosensors）とは、補助基質（auxiliary substrate）の検出され得るものへの変換をもたらす生物元素による分子検体の認識に基づくバイオセンサシステムを指し得る。
【００１７】
触覚、触覚のフィードバック、又は触覚のデバイスは、本明細書で使用するとき、特に、触れた感覚及び固有受容性感覚を使用した物体の知覚に関連する、ユーザの触れた感覚を通して通信する能力、方法、又はデバイスを指す。
【００１８】
固有受容性感覚は、本明細書で使用するとき、身体の隣り合った部位の相対的位置及び運動に用いられる労力の強さの感覚を指す。
【００１９】
バイオメトリクスに基づく情報通信
バイオメトリクスに基づく情報通信のための生物医学的デバイスが本明細書に開示される。以下の節において、様々な実施形態の詳細な説明が記載される。好ましい実施形態及び代替的実施形態の両方の説明は、例示的な実施形態にすぎず、様々な修正及び変更が当業者に明らかになるであろう。したがって、例示的な実施形態は、本出願の範囲を制限するものではない。バイオメトリクスに基づく情報通信のための生物医学的デバイスは、生物の身体内、身体上、又は身体の近傍で使用するように設計される。かかる生物医学的デバイスの一例は、コンタクトレンズなどの眼用デバイスである。バイオメトリクスに基づく情報通信を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１６年１月２６日出願の米国特許出願第１５／００６，３７０号に説明されているものとして見出される。
【００２０】
例えば眼用デバイスを含む生物医学的デバイスの最近の開発では、エネルギー印加され得る機能化された生物医学的デバイスの実用化が行われている。これらのエネルギー印加された生物医学的デバイスは、身体の恒常性パターンに関する最新のフィードバックを提供し、外界及びインターネットと相互作用するユーザの経験を向上させることによって、ユーザの健康を向上させるという能力を有する。これらの向上は、バイオメトリクスに基づく情報通信のために生物医学的デバイスを使用することによって可能であってもよい。
【００２１】
バイオメトリクスに基づく情報通信のための生物医学的デバイスは、非限定例として、オンラインサーフィン及び買い物の傾向、実店舗での買い物及び閲覧の傾向、食事習慣、バイオマーカー（代謝物、電解質、及び病原体など）、並びにバイオメトリクス情報（心拍、血圧、睡眠サイクル、及び血糖など）などの情報を含むユーザからのデータ群に基づいて、個人的コンテンツをユーザデバイスに投影するのに有用であってもよい。収集されたデータは、将来の行動を予測し、現在の習慣に対する変更を示唆し、新しいアイテム又は習慣をユーザに提案するために、ユーザ、又は医療従事者などの第三者によって分析され使用されてもよい。
【００２２】
バイオメトリクスデータを収集する生物医学的デバイス
広範なタイプのバイオメトリクスデータを収集することができる多数のタイプの生物医学的デバイスが存在し得る。いくつかのデバイスは、非限定例として、カメラ、電磁スペクトルセンサ、はかり、及びマイクロフォンなど、ヒト被験者を遠くから測定し観察する遠隔センサに対応し得る。他のデバイスは、様々な形式でユーザによって装着されてもよい。いくつかの例では、スマートデバイスは装着されてもよく、例えば、手首、腕、及び脚上のバンド；指、足指、及び耳上のリング；眼の上のコンタクトレンズ；外耳道に入れる補聴器；身体の様々な部位上の衣服上で、バイオメトリクスデータを収集する能力を有し得る。他の例は、ペースメーカー、ステント、眼用インプラント、耳用インプラント、及び一般化された皮下移植組織など、様々なタイプの埋め込まれる生物医学的デバイスを含んでもよい。
【００２３】
エネルギー印加された眼用デバイス
本発明と関連して利用されてもよいデバイスの１つのタイプは、エネルギー印加された眼用デバイスである。図１Ａを参照すると、エネルギー印加された眼用デバイスのためのメディアインサート１００、及びそれに対応するエネルギー印加された眼用デバイス１５０（図１Ｂ）の例示的な一実施形態が図示される。メディアインサート１００は、視力矯正を提供する機能性があってもなくてもよいオプティカルゾーン１２０を含み得る。眼用デバイスのエネルギー印加された機能が視力に関連しない場合は、メディアインサートのオプティカルゾーン１２０は、材料がなくてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、メディアインサートは、エネルギー印加素子１１０（電源）及び電子的構成要素１０５（負荷）が組み込まれた基板１１５からなる、オプティカルゾーン１２０内ではない部分を含み得る。
【００２４】
いくつかの例示的な実施形態では、例えば電池である電源、及び例えば半導体ダイである負荷が、基板１１５に取り付けられてもよい。導電性トレース１２５及び１３０は、電子的構成要素１０５とエネルギー印加素子１１０とを電気的に相互接続してもよく、エネルギー印加素子は、導電性トレース１１４などによって電気的に相互接続されてもよい。メディアインサート１００は、エネルギー印加素子１１０、トレース１２５、及び電子的構成要素１０５を保護し包含するために、完全に封入されてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、封入材料は、例えば、水などの特定の物質がメディアインサートに浸入することを防止し、周囲の気体又はエネルギー印加素子内部の反応副生成物などの特定の物質がメディアインサートに浸透するか又はメディアインサートから逃げることを可能とするように半透過性のものとすることができる。
【００２５】
いくつかの例示的な実施形態では、図１Ｂに示されるように、メディアインサート１００は、生体適合性高分子材料を含んでもよい、眼用デバイス１５０に含まれてもよい。眼用デバイス１５０は、中央が剛性で、スカートが軟質の設計を含んでもよく、中央の剛性光学素子はメディアインサート１００を含む。いくつかの具体的な実施形態では、媒体インサート１００は、大気及び角膜表面それぞれで前面及び後面と直接接触してもよく、あるいは、媒体インサート１００は眼用デバイス１５０内に封入されてもよい。眼用デバイス１５０又はレンズの周辺１５５は、例えばヒドロゲル材料を含む、軟質のスカート材料であってもよい。メディアインサート１００及び眼用デバイス１５０の基盤は、非限定例における蛍光に基づく分析要素などを用いた多数の分析技術による流体試料の処理を含む多数の実施形態のための環境を提供してもよい。
【００２６】
個人的情報の通信
本明細書に記載する技術の様々な態様は、概して、個人的コンテンツを提供するシステム、方法、及びコンピュータ可読記憶媒体を対象とする。個人的コンテンツとは、本明細書で使用するとき、広告、生体情報、宣伝コンテンツ、又はユーザを個別的に対象とすることが望ましい他の任意のタイプの情報を指してもよい。個人的コンテンツは、例えば、広告プロバイダ、情報プロバイダなど、対象コンテンツプロバイダによって提供されてもよい。本発明の実施形態を利用して、ユーザ又はコンテンツプロバイダは、標的としたい特定のコンテンツを選択してもよい。関連情報がデバイスによって検出されてもよく、デバイスの電力は自給されるので、関連する個人情報を作成するように計算又は分析されてもよい。分析されると、個人的コンテンツは、デバイスによってユーザに提示されてもよい。
【００２７】
予測分析
コンピューティングシステムは、個人の行動を追跡するように構成されてもよい。コンピューティングシステムは、次に、収集された情報に基づいて、１つ又は２つ以上のユーザ固有の報告をコンパイルしてもよい。これらの報告は、次に、ユーザに送られるか、又は別のデバイスに送られて、集められた情報を他の行動に基づく報告と併せて使用して、新しいより詳細な行動に基づく報告をコンパイルしてもよい。これらのより詳細な行動に基づく報告は、将来の好ましい行動又は傾向を推論するために使用され得る個人に関する特定の好ましい行動、動向、習慣などを捕捉してもよい。この実践は、予測分析と呼ばれることがある。
【００２８】
予測分析は、現在及び過去の事実を分析して、将来の、又はそれ以外の未知の事象に関する予測を行う、モデリング、機械学習、及びデータマイニングによる様々な統計技術を網羅する。予測分析の一例は、ある個人が人気のあるカリブ海の旅行先を最近インターネットで検索したことであってもよい。その個人は、安い航空運賃に関してもインターネットで検索している。この情報がコンパイルされ、先月１ヶ月以内の全てのインターネットユーザが購入したカリブ海の旅行先への最安値の包括パッケージを見つけるために使用されてもよい。
【００２９】
行動情報の記憶装置
将来使用するために、行動情報を記憶する必要があり得る。情報は、情報を収集するデバイスにローカルで記憶されるか、又はコンピュータ可読媒体として遠隔で記憶されてもよい。かかるコンピュータ可読媒体は、ユーザが他のコンピューティングデバイス上で行動情報にアクセス及び／又はそれを利用することができるように、ユーザプロファイル情報と関連付けられてもよい。いくつかの例では、デバイス及び記憶媒体は、１つ若しくは２つ以上の他のデバイス又は記憶媒体と通信する必要があり得る。
【００３０】
通信ネットワークにより、タスクを遠隔で行うことが可能になり得る。分散コンピューティング環境では、プログラムモジュールは、メモリ記憶デバイスを含むローカル及び遠隔両方のコンピュータ記憶媒体に位置してもよい。コンピュータ使用可能命令は、コンピュータが入力ソースに従って反応することを可能にするインターフェースを形成する。これらの命令は、他のコードセグメントで動作して、受信データのソースと併せて受信データに応答して様々なタスクを開始する。図２は、デバイスと記憶素子との間の通信ネットワークの一例を図示する。生物医学的デバイス２０１、例えばコンタクトレンズは、バイオメトリクス及び他のタイプのデータを通信ネットワークに提供してもよい。いくつかの例では、スマートフォンなどの第１のユーザデバイス２０２が、お気に入りのウェブサイト及び買い物の傾向などのユーザ情報を集めるために使用されてもよい。第１のユーザデバイス２０２はまた、生物医学的デバイス２０１からデータを受信してもよく、このデータは他のユーザ情報と相関されてもよい。同じことが、パーソナルコンピュータなどの二次ユーザデバイス２０４、又はタブレットなどの三次デバイス２０６によって達成されてもよい。この情報が収集されると、デバイス自体に記憶されるか、あるいは外部プロセッサ２１０に転送されてもよい。外部プロセッサ２１０は、例えば、クラウドベースの情報記憶システムであってもよい。記憶された情報は、次に、過去のユーザの傾向及び事象が将来のユーザの傾向及び事象をどのように予測できるかに関して分析する予測分析モジュール２２０に送られ、それによって処理されてもよい。かかるモジュール２２０は、例えば、予測分析を専門とする既存の第三者によって提供されてもよい。処理された情報は、次に、ユーザデバイスが容易に利用可能な予測情報として、外部プロセッサ２１０に返送されてもよい。あるいは、処理された情報は、１つ又はいくつかの第三者コンテンツプロバイダ２３２、２３４、２３６によって受信されてもよい。第三者コンテンツプロバイダによって受信されると、第三者は自身の広告をユーザの個性に合わせて調整してもよい。例えば、いくつかの異なるタイプの車両を販売する自動車販売店は、スポーツカーに関して最近インターネットを見て回っていたユーザには、自店のスポーツカーの選択のみを広告してもよい。その後、この個人的コンテンツは、ユーザに直接送られてもよく、又はユーザが後で検索するように外部プロセッサ２１０に記憶されてもよい。
【００３１】
記憶媒体とデバイスとの間の通信は、コンピュータ可読媒体を介して達成されてもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピューティングデバイスによって評価されてもよい任意の利用可能な媒体であってもよく、揮発性媒体及び不揮発性媒体の両方、取外し可能媒体及び取外し不能媒体の両方を含んでもよい。コンピュータ可読媒体は、コンピュータ記憶媒体及び通信媒体を含んでもよい。コンピュータ記憶媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ若しくは他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多目的ディスク（ＤＶＤ）若しくは他の光ディスク記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置若しくは他の磁気記憶デバイス、又は所望の情報を記憶するために使用されてもよく、かつコンピューティングデバイスによってアクセスされてもよい他の任意の媒体を含んでもよい。
【００３２】
通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール、又は搬送波若しくは他の搬送メカニズムなど、変調されたデータ信号の形の他のデータを含んでもよく、任意の情報伝達媒体を含んでもよい。変調されたデータ信号は、信号中にある情報を符号化するような形で設定又は変更された、その特性のうちの１つ又は２つ以上を有する信号を含んでもよい。例えば、通信媒体は、有線ネットワーク又は直接有線接続などの有線媒体、並びに音響、ＲＦ、赤外線、及び他の無線媒体などの無線媒体を含んでもよい。上述のうちのいずれの組み合わせも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００３３】
行動情報の第三者使用
行動情報をコンパイルし記憶することの１つの利点は、個別的なコンテンツに関して第三者がそれを使用することであり得る。第三者は、救急医療的応答、個人的な医薬、情報通信、活動追跡、ナビゲーションなどを含む様々な方法で使用するために、記憶された行動情報にアクセスすることの同意を得てもよい。１つ又は２つ以上の第三者が、ユーザインターフェースを介してデバイス又はデバイスのネットワークに登録してもよい。登録されると、第三者は、ネットワークを介してユーザと通信してもよく、ユーザの自由裁量で、行動情報記憶システムに記憶された行動データの全て又は一部にアクセスしてもよい。
【００３４】
開示される個人的コンテンツ表示システムの例示的な一実施形態は、デバイスが、ユーザのお気に入りのウェブサイト、支出習慣、日々の予定、個人目標などを追跡し、この情報をクラウドに記憶することを可能にしてもよい。クラウドは、第三者広告主によってアクセス可能であってもよく、かかる第三者によって予測分析に使用されてもよい。第三者は、将来興味が持たれるウェブサイト、習慣、提案される予定、個人目標などを予測し、これらの提案を、ユーザが見るようにデバイスに送ってもよい。
【００３５】
１つを超える個人的コンテンツプロバイダが同じユーザを標的にしてもよい。一例では、ユーザは、特定のタイプのコンテンツのみを許可する選択的設定を有し、それによって最適化されたユーザ経験をもたらしてもよい。個人的コンテンツは、視覚、聴覚、触覚、味覚、及び嗅覚を含む１つ又は２つ以上の感覚を利用して、いくつかの方法でユーザに伝達されてもよい。更に、個人的コンテンツは、生物医学的デバイス、携帯電話、コンピュータ、タブレット、ウェアラブル技術などを含む、ユーザによって使用されるように構成されたデバイスのアレイに伝達されてもよい。
【００３６】
環境データソース
地理的領域によって組織される環境データは、ネットワークアクセス方式で容易に利用可能である。かかるデータの様々なプロバイダによって組織される天候システムは、温度、湿度、気圧、雨量、日射入射率、及び他のかかるデータなど、様々な環境データをリンクさせてもよい。ネットワーク化された個人及び企業の気象観測定点は、局地毎に正確な地理データを提供する。また、高度衛星システムは、地球規模から地域規模までの環境データを提供する。最後に、高性能モデリングシステムは、地域毎に記録されたデータを使用し、将来に向けた環境データを予測する。環境データは、いくつかの例では、本明細書の他のタイプのデータに結び付けられて、標的とされる通信を確立する。
【００３７】
電気及びコンピューティングシステムに関する図
次に図３を参照すると、本開示のいくつかの態様を実現するために使用され得るプロセッサの概略図が図示される。コントローラ３００は、通信デバイス３２０に連結された１つ又は２つ以上のプロセッサ構成要素を含んでもよい、１つ又は２つ以上のプロセッサ３１０を含んでもよい。いくつかの実施形態では、コントローラ３００を使用して、デバイス内に設置されるエネルギー源にエネルギーを伝送してもよい。
【００３８】
プロセッサ３１０は、通信チャネルを介してエネルギーを通信するように構成された通信デバイス３２０に連結され得る。通信デバイス３２０は、例えば、メディアインサート内部の構成要素と電子的に通信するために使用されてもよい。例えば、通信デバイス３２０を使用して、１つ又は２つ以上のコントローラデバイス又はプログラミング／インターフェイスデバイス構成要素と通信することができる。
【００３９】
プロセッサ３１０は、記憶デバイス３３０とも通信する。記憶デバイス３３０は、磁気記憶デバイス、光学式記憶デバイス、並びに／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス及びリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）デバイス等の半導体記憶デバイスを含む、任意の適切な情報記憶デバイスを含んでもよい。
【００４０】
記憶デバイス３３０は、プロセッサ３１０を制御するためのプログラム３４０を記憶してもよい。プロセッサ３１０は、ソフトウェアプログラム３４０の指示を実行し、それによって本発明に従って動作する。例えば、プロセッサ３１０は、メディアインサートの配置、及びデバイスのアクティブ標的区域を記述する情報を受信してもよい。記憶デバイス３３０はまた、１つ又は２つ以上のデータベース３５０及び３６０に、他の所定のバイオメトリクスに関連するデータを記憶してもよい。バイオメトリクスデータは、例えば、網膜血管新生と相関された心リズム又は異常状態に従って変化を呈する所定の網膜領域、測定閾値、測定データ、及びシステムの特定の制御シーケンス、メディアインサートとの間でのエネルギーの流れ、通信プロトコルなどを含んでもよい。データベースはまた、デバイス内に存在し得るバイオメトリクスに基づく監視システムを制御するパラメータ及び制御アルゴリズム、並びにそれらの活動から生じ得るデータ及び／又はフィードバックを含んでもよい。いくつかの実施形態では、そのデータは最終的に外部受信無線デバイスに／から通信され得る。
【００４１】
バイオメトリクスセンサ及び通信のためのシステム及びデバイス構造
本発明を行うための例示的なデバイスは、著しい複雑さを有することがある。いくつかの実施形態では、様々な機能を実施するための解決策は、デバイスを構成要素に共統合することにより、また様々な構成要素を積み重ねることにより、小型の生物医学的デバイスの形状因子の形で実現されてもよい。
【００４２】
本開示の態様によるいくつかの実施形態では、単一及び／又は複数の別個の電子デバイスが別個のチップとして含まれてもよい。他の実施形態では、エネルギー印加された電子素子が、積重ね型集積構成要素の形態でメディアインサート（図１Ａ及び１Ｂを参照）に含まれてもよい。したがって、ここで図４を参照すると、バイオメトリクス感知層４１を有するバイオメトリクスに基づく監視システム４１０を実現する積重ね型ダイ集積構成要素の例示的な断面の概略図が示される。バイオメトリクスに基づく追跡システムは、例えば、グルコースモニタ、網膜血管新生モニタ、視覚的走査モニタ、ＧＰＳ若しくは位置に基づく追跡モニタ、又はユーザに関する情報を提供するのに有用な他の任意のタイプのシステムであってもよい。特に、メディアインサートは、これらが占有する環境と一致する外形に封入される、様々なタイプの多数の層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、積重ね型集積構成要素の層を有するこれらのメディアインサートは、メディアインサートの全体形状をとってもよい。あるいは、場合によっては、メディアインサートは、全体形状内の容積の一部分のみを占有してもよい。
【００４３】
図４に示すように、エネルギー印加を提供するために薄膜電池４３０が使用され得る。いくつかの実施形態では、これらの薄膜電池４３０は、層内の複数の構成要素及びそれらの間の相互接続部を有する、互いに積み重ねることができる１つ又は２つ以上の層を備えてもよい。電池は、例示目的で薄膜電池４３０として図示されているが、積重ね型及び非積重ね型両方の実施形態における動作を含めて、本明細書の実施形態と一致する多数の他のエネルギー印加素子が存在し得る。非限定的な代替例として、複数のキャビティを有するキャビティに基づく積層型電池が、図示される薄膜電池４３０と同等又は同様に機能してもよい。
【００４４】
いくつかの実施形態では、互いに積み重ねられた２つの層の間に、追加的な相互接続が存在し得る。最新技術では、これらの相互接続を行う多数の方法が存在し得るが、実証されているように、相互接続は、層間のはんだボール相互接続によって行われてもよい。いくつかの実施形態では、これらの接続のみが要求され得るが、他の場合では、はんだボール４３１が、例えば層貫通ビアを有する構成要素と同様に、他の相互接続要素と接触してもよい。
【００４５】
積重ね型集積構成要素メディアインサートの他の層では、層４２５は、相互接続層中の様々な構成要素のうちの２つ又は３つ以上の相互接続専用であってもよい。相互接続層４２５は、信号を様々な構成要素から他の構成要素へと通すことができるビア及び経路を含み得る。例えば、相互接続層４２５は、技術層４１５に存在し得る電力管理ユニット４２０への様々な電池素子接続を提供し得る。電力管理ユニット４２０は、生の電池供給条件を受信し、供給部４４０の出力からデバイス標準電力供給条件の残りを出力する回路構成を含んでもよい。技術層４１５の他の構成要素は、例えば、送受信器４４５、制御構成要素４５０などを含んでもよい。加えて、例えば集積受動デバイス４５５内に存在し得るように、相互接続層４２５は、技術層４１５の構成要素間、並びに技術層４１５外の構成要素間に接続を形成するように機能してもよい。相互接続層４２５のような、専用相互接続層の存在により支持され得る、電気信号の経路を定めるための方法が多数存在し得る。
【００４６】
いくつかの実施形態では、技術層４１５は、他の層の構成要素と同様に、これらの機能がメディアインサートに含まれ得る技術オプションの多様性を表すように複数の層として含まれ得る。いくつかの実施形態では、これらの層の一方が、ＣＭＯＳ、ＢｉＣＭＯＳ、バイポーラ、又はメモリベースの技術を含んでもよく、他方の層が、異なる技術を含んでいてもよい。あるいは、２つの層は、同一の全体系統中の異なる技術系統を表してもよく、例えば一方の層は、０．５マイクロメートルのＣＭＯＳ技術を用いて作成された電子要素を含んでもよく、もう一方の層は、２０ナノメートルのＣＭＯＳ技術を用いて作成された要素を含んでもよい。様々な種類の電子技術の他の多くの組み合わせは、本明細書に記載されている当該技術内に適合することは明らかであろう。
【００４７】
いくつかの実施形態では、メディアインサートは、インサートの外部の構成要素への電気相互接続のための場所を含むことができる。しかしながら、他の例では、メディアインサートはまた、無線方式での外部構成要素に対する相互接続部を含んでもよい。そのような場合、アンテナ層４３５のアンテナの使用は、無線通信の例示的な方法を提供し得る。多くの場合では、このようなアンテナ層４３５は、例えば、メディアインサート内で、積重ね型集積構成要素デバイスの頂部又は底部に位置してもよい。
【００４８】
本明細書で考察する実施形態のうちいくつかでは、これまで薄膜電池４３０と呼ばれているエネルギー印加要素は、積み重ねられた層自体のうちの少なくとも１つに要素として含まれてもよい。電池素子が積重ね型集積構成要素層の外部に位置する他の実施形態が可能であり得ることも留意され得る。実施形態のまた更なる多様性は、別個の電池又は他のエネルギー印加構成要素もメディアインサートの内部に存在し得るという事実からもたらされる場合があり、あるいは、これらの別個のエネルギー印加構成要素もメディアインサートの外部に位置してもよい。これらの例では、積重ね型集積構成要素を含める機能性が示されてもよく、積重ね型構成要素を必要とすることなく本明細書の実施形態に関連する機能を行うことが依然として可能であるような形で、機能的要素も生物医学的デバイスに組み込まれてもよいことが明らかであろう。エネルギーがアンテナ構造又は類似のエネルギーハーベスティング構造を通して無線で移動し得る代替実施形態では、電池は必要でなくてもよい。
【００４９】
バイオメトリクスに基づく監視システム４１０の構成要素はまた、積重ね型集積構成要素アーキテクチャに含まれてもよい。いくつかの実施形態では、バイオメトリクスに基づく監視システム４１０の構成要素は、層の一部分として取り付けられてもよい。他の実施形態では、バイオメトリクスに基づく監視システム４１０全体はまた、他の積重ね型集積構成要素に類似した形状の構成要素を備えてもよい。いくつかの代替例では、構成要素は積み重ねられず、眼用デバイス又は他の生物医学的デバイスの周辺領域にレイアウトされてもよく、その場合、構成要素の全体的な機能的関係は同等に機能してもよいが、回路全体を通る信号及び電力の経路指定は異なってもよい。
【００５０】
バイオマーカー／分析化学
バイオマーカー、又は生物学的マーカーは、一般に、いくつかの生物学的状態又は症状の測定可能なインジケータを指す。この用語はまた、場合によっては、生物の存在を示す物質の存在を指すために使用される。更に、ＤＮＡを含む固有の化学物質を、特定の場所にそれらが存在する証拠として環境中に発する生活型が知られている。バイオマーカーは、多くの場合、通常の生物プロセス、病原体プロセス、又は治療的介入に対する薬理学的応答を検査するために測定され評価される。全体として、これらのバイオマーカーは、疾患の予防及び治療、並びに衛生及び健康の維持にとって重要な、膨大な量の情報を明らかにしてもよい。
【００５１】
バイオマーカーを分析するように構成された生物医学的デバイスは、ある人の正常な身体機能を迅速かつ正確に明らかにし、その人が健康なライフスタイルを維持しているか、又は病気若しくは疾患を回避するために変化が必要とされ得るかを評価するのに利用されてもよい。生物医学的デバイスは、タンパク質、細菌、ウィルス、温度変化、ｐＨの変化、代謝産物、並びに診断医学及び分析化学で使用される他のかかる検体を読み取り、分析するように構成されてもよい。
【００５２】
検体分析用の蛍光に基づくプローブ素子
蛍光に基づく分析法を用いて、様々なタイプの検体を検出し、分析することができる。これらの手法のサブセットは、検体自体からの直接の蛍光発光を含み得る。より包括的な技術の集合は、検体分子に結合し、その際に蛍光符号を変更する構成成分を有する蛍光プローブに関係する。例えば、フォルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）において、プローブは、相互作用するタンパク質に化学的に付着し得る２つのフルオロフォアの組み合わせを用いて構成される。フルオロフォアの互いの距離は、それらから発する蛍光信号の効率に影響を及ぼす可能性がある。
【００５３】
フルオロフォアの一方は、励起照射信号を吸収してもよく、励起を他方のフルオロフォアにおける電子状態へと共振伝送することができる。付着した相互作用するタンパク質への検体の結合は幾何学を乱し、フルオロフォアの対からの蛍光発光の変化を引き起こし得る。結合部位は、相互作用するタンパク質に遺伝学的にプログラムすることができ、例えば、グルコースに反応する結合部位をプログラムすることができる。場合によっては、得られる部位は、所望の試料の間質液中の他の構成成分に対する反応が低いか又は反応しないことがある。
【００５４】
ＦＲＥＴプローブへの検体の結合は、グルコース濃度に反応する蛍光信号をもたらし得る。いくつかの例示的な実施形態では、ＦＲＥＴに基づくプローブは、わずか１０μＭのグルコース濃度に反応してもよく、最大数百ミクロモルまでの濃度に反応してもよい。様々なＦＲＥＴプローブが遺伝学的に設計及び形成され得る。得られるプローブは、被験者の間質液の分析を助け得る構造に構成され得る。いくつかの例示的な実施形態では、プローブは、間質液及びそれらの構成要素に対して透過性の材料のマトリックスの内部に設置されてもよく、例えば、ＦＲＥＴプローブは、ヒドロゲル構造体に組み立てられ得る。いくつかの例示的な実施形態では、これらのヒドロゲルプローブは、それらが眼の上に装着されたときに涙液中に浸漬されるヒドロゲル封入内で存在し得るようなやり方で、眼用コンタクトレンズのヒドロゲルに基づく処理に含めることができる。他の例示的な実施形態では、プローブは、鞏膜のすぐ上の眼組織に挿入され得る。蛍光発光検体反応性のプローブを含むヒドロゲルマトリックスは、検体を含有する体液と接触している様々な場所に設置されてもよい。
【００５５】
提供した例では、蛍光プローブは、鞏膜の近くの眼領域の間質液と接触し得る。これらの場合、プローブが侵襲的に埋め込まれているところで、感知デバイスは、眼用レンズから、又は眼の近くに保持されている携帯デバイスなどの眼の外部の場所から、蛍光プローブ上に放射信号の入射を提供し得る。
【００５６】
他の例示的な実施形態では、プローブは、眼用レンズの内部に埋め込むことも可能な蛍光感知デバイスに近接した眼用レンズの内部に埋め込まれてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、ヒドロゲルスカートは、蛍光検出器を有する眼用インサート並びにＦＲＥＴに基づく検体プローブの両方を封入し得る。
【００５７】
蛍光検出器を有する眼用インサートデバイス及び眼用デバイス
図５を参照すると、例示的な蛍光に基づく分析システムを形成することができる構成要素を含む眼用インサートが示される。図示される眼用インサート５００は、内部の境界５３５及び外部の境界５２０を有する例示的な環状形態で示されている。エネルギー印加素子５３０、電力供給された電子的構成要素５１０、及び相互接続機構５６０に加えて、蛍光分析システム５５０が存在してもよく、それは、特定の例示的な実施形態では、フラップ５４０上に位置付けられてもよい。フラップ５４０は、インサート５００に接続されてもよく、又は一体式のそのモノリシックな延長部分であってもよい。フラップ５４０は、蛍光検出器を含む眼用デバイスが装着されたとき、蛍光分析システム５５０を適切に位置付けてもよい。フラップ５４０は、分析システム５５０がオプティカルゾーンから離れているユーザの眼の部分と重なることを可能にし得る。蛍光に基づく分析システム５５０は、流体試料中の検体の存在又はその濃度によって検体を決定することができる。非限定的な例として、フルオロフォアは、フルオレセイン、テトラメチルローダミン、又はローダミン及びフルオレセインの他の誘導体を含み得る。当業者には明らかであり得るように、ＦＲＥＴ又は他の蛍光に基づく分析のためのフルオロフォアの組み合わせを含み得る、任意の蛍光発光検体プローブが、本明細書の技術と一致し得る。
【００５８】
蛍光分析のために、プローブが励起光源で照射され得る。この光源は、分析システム５５０の本体内に位置してもよい。いくつかの例示的な実施形態では、光源は、発光ダイオードのようなソリッドステートデバイス（単数又は複数）を含み得る。例示的な代替実施形態では、ＩｎＧａＮ系の青色レーザーダイオードは、例えば、波長４４２ｎｍに相当する周波数で照射し得る。個々の源又はアレイ源としてのナノスケールの光源が、蝶ネクタイ又は十字のような形状の発光機構を有する金属製の空洞から形成され得る。他の例示的な実施形態では、発光ダイオードは、例えば、約４４０ｎｍに相当する波長の周波数の範囲で発光し得る。また、いくつかの実施形態では、発光源には帯域通過フィルタリングデバイスが補足されてもよい。
【００５９】
他の光学素子を使用して、固体デバイスがインサートデバイスを出るときに固体デバイスから光源を拡散してもよい。これらの素子は、眼用インサート本体自体に一体成形されてもよい。他の例示的な実施形態では、光ファイバーのフィラメントのような素子を、拡散エミッタとして機能させるためにインサートデバイスに取り付けてもよい。
【００６０】
図５に示したタイプの眼用インサートデバイス５００から蛍光プローブに放射を提供する多くの手段が存在し得る。
【００６１】
蛍光信号は、蛍光に基づく分析システム５５０の内部でも検出され得る。一例として、ソリッドステート検出器要素は、約５２５ｎｍの帯域の光を検出するように構成されてもよい。ソリッドステート素子は、記載した光源に存在しない周波数の帯域のみを通過するようなやり方で被覆し得る。他の例示的な実施形態では、光源はデューティサイクルを有することができ、検出器要素の信号は、光源がオフ状態である期間中にのみ記録され得る。デューティサイクルが使用されるとき、広域の帯域検出能力を有する検出器が有利であり得る。
【００６２】
概略的に示される相互接続機構５６０の電子制御バスは、光源（複数可）に信号を提供し、検出器から信号を返してもよい。電力供給された電子的構成要素５１０は、信号及び電力の態様を提供してもよい。図５の例示的な実施形態は、制御回路構成とも呼ばれることがある電子回路構成に対する、エネルギー印加素子５３０の電池電源を図示する。他の例示的な実施形態では、高周波転送又は光電転送のようなワイヤレス方式を介して、エネルギーの連結により電子回路にエネルギー印加を提供し得る。
【００６３】
生物医学的デバイスにおいて蛍光検出器の使用を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年８月２８日出願の米国特許出願第１４／０１１９０２号に説明されているものとして見出される。
【００６４】
事象着色メカニズムを有する眼用レンズ
検体を検出する別の方法は、検体が反応性化合物に固く結合し、その結果として特定の検体の存在を示し得る色の変化をもたらすことができる受動着色スキームであってもよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では、事象着色メカニズムは、反応性混合物を含んでもよく、それは例えば、熱成形技術などにより眼用デバイスの剛性インサートに追加されるか、印刷されるか、又は埋め込まれてもよい。あるいは、事象着色メカニズムは、剛性インサートを必要としなくてもよく、その代わりに、例えば、印刷又は注入技術を使用することによって、ヒドロゲル部分の上又は内部に位置してもよい。
【００６６】
事象着色メカニズムは、過渡涙液の何らかの成分、又は眼用レンズ内の何らかの成分に対して反応性である、剛性インサートの一部分を含んでもよい。例えば、事象は、眼用レンズの組成に応じて、剛性インサート及びヒドロゲル部分のどちらか又は両方の上に、脂質若しくはタンパク質などの何らかの沈殿剤が特異的に蓄積することであってもよい。蓄積レベルにより、電源を必要とすることなく事象着色メカニズムが「活性化」されてもよい。活性化は漸進的であってもよく、その際、蓄積レベルが増加するにつれて色がより可視的になり、これは、眼用レンズを洗浄又は交換する必要があるときを示してもよい。
【００６７】
あるいは、色は、特定のレベルで明らかになるのみであってもよい。いくつかの実施形態では、活性化は、例えば、装着者がヒドロゲル部分又は剛性インサートから沈殿剤を効果的に除去するなど、可逆的であってもよい。事象着色メカニズムは、光学部の外側に位置してもよく、それによって剛性インサートの環状の実施形態が可能になり得る。他の実施形態では、特に事象が装着者に対して即時に処置を講じるように促し得る場合、事象着色メカニズムは光学部内に位置してもよく、それによって装着者が事象着色メカニズムの活性化を見ることが可能になる。
【００６８】
他のいくつかの実施形態では、事象着色メカニズムは、着色された物質、例えば染料を含有するリザーバを含んでもよい。事象の発生前は、リザーバは可視的でなくてもよい。リザーバは、例えば、タンパク質又は脂質を含む、涙液のいくつかの構成要素によって不可逆的に分解され得る、分解性材料で封入され得る。分解されると、着色された物質は、眼用レンズの中に、又は第２のリザーバの中に放出され得る。かかる実施形態は、例えば製造元の推奨パラメータに基づいて、使い捨て眼用レンズを廃棄すべきであるときを示してもよい。
【００６９】
図６Ａ及び６Ｂに進むと、複数の事象着色メカニズム６０１〜６０８を備えた眼用レンズ６００の例示的な一実施形態が図示される。いくつかの実施形態では、事象着色メカニズム６０１〜６０８は、眼用レンズ６００の軟質のヒドロゲル部分６１０内、及び光学部６０９の外側に位置してもよい。
【００７０】
かかる実施形態は、事象着色メカニズム６０１〜６０８を機能させるための剛性インサート又はメディアインサートを必要としないことがあるが、インサートはそれでも眼用レンズ６００に組み込まれて、追加の機能性を可能にしてもよい。いくつかの実施形態では、各事象着色メカニズム６０１〜６０８は、眼用レンズ６００の軟質のヒドロゲル部分６１０内に別個に封入されてもよい。事象着色メカニズム６０１〜６０８の内容物は、温度などの何らかの条件、又はバイオマーカーなど、涙液の成分に対して反応性の化合物を含んでもよい。
【００７１】
いくつかの実施形態では、各事象着色メカニズム６０１〜６０８は、異なる事象に基づいて「活性化」してもよい。例えば、１つの事象着色機構６０８は、眼球環境の温度の変化に反応し得る液晶を含み得、ここでは、事象は、熱である。同じ眼用レンズ６００内の他の事象着色メカニズム６０２〜６０６は、特定の病原体に反応してもよく、それらの病原体は、例えば、眼感染を引き起こすことがあるものであってもよく、又は角膜炎、結膜炎、角膜潰瘍、及び蜂巣炎など、眼以外の感染若しくは疾患を示してもよい。かかる病原体は、例えば、アカントアメーバ角膜炎（Acanthamoeba keratitis）、緑膿菌（Pseudomona aeruginosa）、淋菌（Neisseria gonorrhoeae）、並びに黄色ブドウ球菌（S. aureus）などのスタフィロコッカス（Staphylococcus）及びストレプトコッカス（Streptococcus）株を含んでもよい。事象着色メカニズム６０１〜６０７は、涙液の成分に対して選択的に透過性であってもよい化合物に封入されてもよい。いくつかの実施形態では、事象着色メカニズム６０２〜６０６は、コアグラーゼ試験などを通して凝集によって機能してもよく、その場合、より高濃度の病原体が、事象着色メカニズム６０２〜６０６内の化合物に付着することがあり、沈殿物の集塊又は形成を引き起こすことがある。沈殿物は、着色をもたらすことがあり、又は別個の反応を通して事象着色メカニズム６０２〜６０６の別の化合物と反応することがある。あるいは、事象着色メカニズム６０２〜６０６は、何らかのオキシダーゼ試験などを用いて、反応すると着色する試薬を含んでもよい。
【００７２】
更に他の実施形態では、事象着色メカニズム６０２〜６０６は、リトマス試験と同様に機能してもよく、その場合、事象着色メカニズムは、眼球環境内のｐＨ又はｐＯＨに基づいて活性化する。例えば、バルプロ酸の濃度を監視するために、事象着色機構は、最大で特定の濃度までバルプロ酸に結合することができるであろう特定のタンパク質を含有し得る。非結合バルプロ酸は、涙液内の有効量を示し得る。事象着色機構内のｐＨ又はｐＯＨは、酸の濃度の増加と共に増加し得る。
【００７３】
他の例示的な着色機構６０１は、紫外線に対して反応性であり得、ここでは、事象は、雪盲のようにＵＶ光への眼の過剰曝露であり得る。別の着色メカニズム６０７は、図６で説明されるものなど、タンパク質蓄積に反応してもよい。いくつかの事象着色機構６０８は、装着者が事象に効果的に反応したとき等、可逆的であり得る。例えば、装着者が眼用レンズ６００をすすいだ後、病原体又はタンパク質のレベルは、眼用レンズ６００の安全な使用を可能にするように十分に低減されてもよい。あるいは、着色は、事象が熱であり、装着者の温度が効果的に低下した場合等、眼上で可逆的であり得る。
【００７４】
図６Ｂに断面で示されるように、事象着色メカニズム６２２、６２６は、ヒドロゲル部分６３０の光学表面を改変することなく、眼用レンズ６２０の周辺に位置してもよい。いくつかの実施形態では、図示されないが、事象着色メカニズムは、少なくとも部分的に光学部６２９内にあり、装着者に事象を警告してもよい。事象着色メカニズム６２２、６２６の位置は、いくつかは周辺にあり、いくつかは光学部６２９内にあり、単一の眼用レンズ６２０内で様々であってもよい。
【００７５】
再び図６Ａを参照すると、事象着色メカニズム６０１〜６０８は独立して活性化されてもよい。例えば、装着者は、熱を有し得、事象着色機構６０８に含有される液晶の着色の変化を誘発する。他の２つの事象着色メカニズム６０５、６０６は、高レベルの黄色ブドウ球菌（S. aureus）及びアカントアメーバ角膜炎（A. karatitis）を示してもよく、これは、特に他の症状が診断を裏付けている場合に、何が熱を引き起こしているかについてのガイダンスを提供してもよい。事象着色メカニズム６０１〜６０８が診断ツールとしての役割を果たす場合、着色が可逆的でなく、装着者が、事象の指標を失うことなく眼用レンズ６００を取り外すことを可能にしてもよい。
【００７６】
いくつかの実施形態では、事象着色機構６０８は、例えば、パリレン等の低透過性を有する物質でコーティングされ得る。この実施形態は、事象着色メカニズム６０８が、眼と接触した場合に潜在的に危険であり得る化合物を含有する場合、又は事象が涙液との相互作用を必要としない場合に、特に重要であり得る。例えば、事象が温度変化である場合、液晶液滴は、パレリンコーティングされ得、これは、二酸化ケイ素、金、又はアルミニウム等の強化化合物でパリレンを改変することによって、更に強化して密封し得る。
【００７７】
例示目的のために、眼用レンズ６００は、８つの事象着色メカニズムを含むように示される。しかしながら、当業者には、他の数量の事象着色機構が実践的であり得ることが明らかであり得る。いくつかの例では、光活性検出器は、眼用レンズインサートデバイス内の事象着色メカニズムの領域の内部に位置してもよい。光活性検出器は、着色メカニズムのスペクトル内の光の存在に反応するように形成されてもよい。光活性検出器は、ユーザの周囲光を監視し、動作中の光の基底レベルを判定してもよい。例えば、ユーザが瞬きをすると周囲光は変動するので、光活性検出器は、瞬き事象の間の多数回の、例えば１０回の信号期間内における応答を記録してもよい。着色メカニズムの色が変化すると、光活性検出器の平均信号がそれに付随して変化し、信号が生物医学的デバイス内のコントローラに送られてもよい。いくつかの例では、光源が光検出器に含まれてもよいので、校正された光信号が着色デバイスを通過し、適切なスペクトル領域における吸光度の変化を感知してもよい。いくつかの例では、定量的又は半定量的検出結果は、着色デバイスを照射し、光活性検出器で光検出レベルを測定し、そのレベルを活性着色成分の濃度と相関させることによって得られてもよい。
【００７８】
図７Ａ及び７Ｂに進むと、事象着色メカニズム７１１〜７１４、７２１〜７２４、及び７３１〜７３４を備えた眼用レンズ７００の代替実施形態が図示される。いくつかのかかる実施形態では、事象メカニズム７１１〜７１４、７２１〜７２４、及び７３１〜７３４は、眼用レンズ７００内で固定される反応性分子７１２〜７１４、７２２〜７２４、及び７３２〜７３４をそれぞれ含んでもよい。反応性分子７１２〜７１４、７３２〜７３４は、消光剤７１２、７３２と、着色部分７１４、７３４、例えば発色団又はフルオロフォアとが両側に配置された、中央結合部分７１３、７３３を含んでもよい。分子構造に依存して、指定された化合物が、結合部分７１３、７３３に結合するとき、着色部分７１４、７３４は、消光剤７１２の近くにシフトし、着色を低減し得るか、又は消光剤７３２から離れてシフトし得、これは、着色を増加させるであろう。他の実施形態では、反応性分子７２２〜７２４は、フェルスター共鳴エネルギー転移（ＦＲＥＴ）対７２２、７２４が両側に配置された結合部分７２３を含んでもよい。ＦＲＥＴ対７２２、７２４は、消光剤７１２、７３２及び発色団（着色部分）７１４、７３４と同様に機能してもよいが、ＦＲＥＴ対７２２、７２４は両方とも着色を呈してもよく、また互いに近接しているとき、それらのスペクトルの重なりによって着色の変化を引き起こしてもよい。
【００７９】
反応性分子７１２〜７１４、７２２〜７２４、及び７３２〜７３４は、涙液中の特定の化合物を標的とするように選択されてもよい。いくつかの実施形態では、特定の化合物は、事象を直接示し得る。例えば、涙液中のグルコースレベルが事象である場合、反応性分子７１２〜７１４、７２２〜７２４、及び７３２〜７３４は、グルコースと直接結合し得る。事象が病原体の存在又は濃度である場合、例えば、その病原体の特定の態様が、反応性分子７１２〜７１４、７２２〜７２４、及び７３２〜７３４と結合し得る。これは、その病原体の固有の脂質又はタンパク質成分を含み得る。あるいは、特定の化合物は、事象の間接的なインジケータであり得る。特定の化合物は、その病原体に応答する特定の抗体等の病原体の副生成物であり得る。
【００８０】
いくつかの例示的な標的化合物は、ヘモグロビン、心筋梗塞事象を検出するためのトロポニ（Troponi）、急性膵炎を検出するためのアミラーゼ、腎不全を検出するためのクレアチニン、胆管閉塞又は胆汁うっ滞を検出するためのガンマグルタミル、胃炎を検出するためのペプシノゲン、がんを検出するためのがん抗原、及び、疾患、怪我などを検出する当該技術分野で知られている他の検体を含んでもよい。
【００８１】
いくつかの実施形態では、反応性分子７１２〜７１４は、例えばタンパク質、ペプチド、又はアプタマーなどの二次化合物７１１によって、眼用レンズ７００内で固定され得る。あるいは、ヒドロゲル７０２は、反応性分子７２２〜７２４を眼用レンズ７００内で固着するのに十分なアンカーを提供してもよい。反応性分子７２２〜７２４は、重合の前に反応性モノマー混合物と接触してもよく、それによって、反応性分子７２２〜７２４がヒドロゲル７０２と化学的に結合することが可能になり得る。反応性分子は、重合の後であるが水和の前に、ヒドロゲル中へ注入され得、これは、反応性分子の正確な定置を可能にし得る。
【００８２】
いくつかの実施形態では、固定機構の色付けは、より広い美容選択肢を提供し得る。眼用レンズ７００は、辺縁リング又は虹彩パターンを更に備えてもよく、それによって、静的で自然な背景又は前景が事象着色メカニズムに対して提供されてもよい。デザインパターンは、ヒドロゲル上若しくはその内部に含まれてもよく、又は、例えば剛性インサートの表面上に印刷するなど、様々なプロセスを通して剛性インサートに含まれてもよい。いくつかのそのような実施形態では、周辺事象着色メカニズムは、例えば、眼用レンズ７００全体にわたるランダムなドットよりも自然に、装着者の虹彩パターン、又は眼用レンズ７００に含まれる虹彩パターンに一体化され得る、サンバーストパターンを通じて、あまり人工的に見えないように配設され得る。
【００８３】
他の実施形態では、反応性分子７３２〜７３４は、剛性インサートに固定され得る。剛性インサートは、図示されないが、環状であってもよく、光学部７０１の外側で複数の反応性分子を固定してもよい。あるいは、剛性インサートは、小さい周辺インサートであってもよく、これは、単一の反応性分子７３２〜７３４、又は同じ反応性分子の多くを固定し得、より鮮やかな着色を可能にし得る。
【００８４】
図７Ｂの断面で図示されるように、眼用レンズ７５０内における反応性分子７６０、７８０の配置は、ヒドロゲル７５２内で様々であってもよい。例えば、いくつかの反応性分子７８０は、光学部７５１と重ならずに完全に周辺にあってもよい。他の反応性分子７６０は、光学部７５１内へと少なくとも部分的に延在してもよい。いくつかのかかる実施形態では、反応性分子７６０は、事象が発生したときなど、その反応性分子７６０のいくつかの構成では光学部７５１内へと延在してもよく、それによって装着者に事象を警告してもよい。
【００８５】
生物医学的デバイスにおいて蛍光検出器の使用を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年５月２１日出願の米国特許出願第１３／８９９５２８号に説明されているものとして見出される。
【００８６】
量子ドット分光法
小型の分光デバイスは、ユーザに関する様々な検体の濃度を測定し制御する能力を有する、生物医学的デバイスを作成するのを大幅に援助するものであってもよい。例えば、グルコースの計量は、患者の体内における物質の変動の制御、及び様々な種類の薬を用いた後療法に使用されてもよい。現在のマイクロ分光計設計は、主に干渉フィルタ及び干渉光学系を使用して、光を吸収する物質を含有する混合物のスペクトル応答を測定している。いくつかの例では、分光計は、量子ドットで構成されたアレイを作成することによって形成されてもよい。量子ドットアレイに基づく分光計は、波長多重化原理に基づいて光スペクトルを測定してもよい。波長多重化原理は、複数のスペクトルバンドに対して、１つのフィルタ要素及び１つの検出器要素を用いて、符号化及び検出が同時に行われたとき、達成されてもよい。アレイ形式により、異なる符号化の異なるフィルタを使用して、プロセスを多数回効率的に繰り返すことが可能になり得、それによって、標的スペクトルの計算再構成を可能にするのに十分な情報が得られる。ＣＣＤカメラに見られるような光検出器のアレイを考慮することによって、一例が図示されてもよい。感光性デバイスのアレイは、ＣＣＤアレイの特定の検出器要素それぞれに達する光の量を定量化するのに有用であってもよい。広帯域分光計では、複数の、場合によっては数百の量子ドットに基づくフィルタ要素が配備されるので、各フィルタが、特定のスペクトル領域から１つ又はいくつかのＣＣＤ素子に光を通すことができる。数百のかかるフィルタのアレイは、試料を通過した照明光が、量子ドット（ＱＤと称される）フィルタのアレイを通り、ＱＤフィルタに対する一連のＣＣＤ素子それぞれの上へと進むことができるようにしてレイアウトされる。スペクトルを符号化したデータを同時に収集することによって、試料の迅速な分析が可能になり得る。
【００８７】
狭帯域スペクトル分析の例は、狭帯域を取り囲むより少数のＱＤフィルタを使用することによって形成されてもよい。図７Ｃでは、２つのフィルタの組み合わせによってスペクトルバンドをどのように観察できるかが図示される。数百のフィルタのアレイは、図７Ｃに類似した概念が多数回繰り返されるものとして想到されてもよいことも明白であろう。
【００８８】
図７Ｃでは、第１のＱＤフィルタ７７０は、図示され、ｙ軸上にＡＢＳとして示されるような、関連するスペクトル吸収応答を有してもよい。第２のＱＤフィルタ７７１は、フィルタに含まれる量子ドットの異なる性質と関連付けられる、シフトされた関連するスペクトル吸収を有してもよく、例えば、ＱＤはＱＤフィルタ７７１においてより大きい直径を有してもよい。全波長の光（白色光）における均一な照射量の差分曲線は、フィルタ７７１を横断し、フィルタ７７０を横断する光による吸収の差に起因するものであってもよい。したがって、これら２つのフィルタを通して照射する効果は、差分曲線が図示される伝送帯７７２のスペクトル応答を示すことであり、その際、応答曲線が伝送特性に関連することを示すため、ｙ軸はＴｒａｎｓと呼ばれる。検体が分光計の光路に導入されると、検体がＵＶ／可視スペクトルの、また場合によっては赤外の吸収帯を有する場合、結果は、スペクトル７７３によって示されるような、そのスペクトルバンドにある光の伝送を修正するであろう。７７２から７７３への差によって、２つの量子ドットフィルタによって定義される領域内における、検体に対する吸収スペクトル７７４がもたらされる。したがって、狭スペクトル応答は、少数のフィルタによって得られてもよい。いくつかの例では、同じスペクトル領域の異なるフィルタタイプによる冗長な有効範囲が、スペクトル結果の信号対雑音特性を改善するために用いられてもよい。
【００８９】
ＱＤに基づく吸収フィルタは、表面に消光分子を有するＱＤを含んでもよい。これらの分子は、ＱＤが適切な周波数範囲のエネルギーを吸収した後に光を発しないようにしてもよい。より一般的には、ＱＤフィルタは、バルク励起子のボーア半径よりも小さい半径を有するナノ結晶から形成されてもよく、そのことが電子電荷の量子閉じ込めに結び付く。結晶のサイズはナノ結晶の拘束されたエネルギー状態に関連し、一般に、結晶サイズを減少させると閉じ込めがより強固になるという効果がある。この強固な閉じ込めは、量子ドットの電子状態に影響を及ぼし、有効バンドギャップの増加をもたらし、それによって光吸収及び蛍光発光の両方が青色波長へとシフトする。購入又は製作に利用可能であってもよく、また生物医学的デバイスに組み込まれてフィルタとして作用してもよい、量子ドットの幅広いアレイに対する多くのスペクトル限定光源が規定されてきた。ＱＤのサイズ、形状、及び組成を変更することなどによって、わずかに修正されたＱＤを配備することによって、遠紫外から中赤外まで及ぶ波長にわたって連続的かつ微細に吸収スペクトルを調整することが可能であってもよい。ＱＤは、非常に微細なパターンに印刷することもできる。
【００９０】
量子ドット分光計を備えた生物医学的デバイス
図８Ａは、生物医学的デバイス８００内の例示的なＱＤ分光計システムを図示する。図８Ａの図は、試料流体がチャネル８０２に受動的に入る、受動的な試料収集の方策を利用してもよい。チャネル８０２は、いくつかの例では生物医学的デバイス８００の内部にあってもよく、他の例では、図示されるように、生物医学的デバイス８００が再入可能なキャビティを有する外部領域を取り囲んでもよい。生物医学的デバイス８００がそれ自体の外部に流体のチャネルを作り出すいくつかの例では、デバイス８００は、試薬又は染料を放出してチャネル領域内の外部流体と相互作用させる、ポア８６０も含んでもよい。非限定的な意味では、受動的なサンプリングは、生物医学的デバイス８００が嚥下可能なピルであってもよい例を参照して理解されてもよい。ピルは、薬剤８５０を放出する領域、並びに検体の存在に関して胃液などの周囲の流体を分析する領域を含んでもよく、検体は、例えば薬剤であってもよい。ピルは、薬剤に近接してコントローラ８７０の領域を含んでもよく、その場合、薬剤の放出の制御は生物医学的ピルデバイスの部分によって行われてもよい。分析領域は８０３、外部流体がチャネルに受動的に流入及び流出できるようにする、生物医学的ピルデバイス内の再入可能なチャネルを含んでもよい。例えば胃液中の検体がチャネル８０２内へと拡散又は流入すると、図８Ａに示されるように、分析領域の間に位置するようになる。
【００９１】
次に図８Ｂを参照すると、検体が、チャネル８０２と称されるべき量子ドット分光計チャネルに拡散するか又は別の形で入ると、試料８３０は、量子ドット（ＱＤ）エミッタ８１０の放射部分に入る。ＱＤエミッタ８１０は、ＱＤエミッタ８１０にチャネル８０２を横切る光の出力スペクトルを放射するように命令する、ＱＤエミッタコントローラ８１２から情報を受信してもよい。
【００９２】
いくつかの例では、ＱＤエミッタは、量子ドットの放射性質に基づいて作用してもよい。他の例では、ＱＤエミッタは、量子ドットの吸収性質に基づいて作用してもよい。量子ドットの放射性質を利用する例では、これらの放射は、光刺激されるか又は電気的に刺激されてもよい。光刺激のいくつかの例では、紫から紫外のエネルギー光が光源によって放射され、量子ドットに吸収されてもよい。ＱＤにおける励起は、狭帯域の特性エネルギーの光子を放射することによって緩和してもよい。上述したように、ＱＤは、選択された対象の周波数で放射が起こるように操作されてもよい。
【００９３】
同様の一連の例では、ＱＤは、一組の層に形成されてもよい。層は、電子を供与し得る電気活性層とＱＤへの穴との間にＱＤを設置し得る。電子の供与及び穴に起因するこれらの励起は、同様に、ＱＤを刺激して、選択した周波数の特性光子を放射し得る。ＱＤエミッタ８１０は、量子ドットとして機能するナノスケールの結晶を含めることによって形成されてもよく、結晶は、エミッタ素子上に含まれる前にそれらを形成するために使用される、それらの成長及び材料が制御されてもよい。
【００９４】
ＱＤが吸収モードで作用する代替の一連の例では、一連のフィルタの組み合わせが、領域内のスペクトル応答を判定するために使用されてもよい。このメカニズムは、図７Ｃを参照した上記セクションに記載されている。ＱＤ吸収要素の組み合わせは、分析のためのスペクトル領域を選択するため、分析で使用されてもよい。
【００９５】
これらのタイプの放射例のいずれかにおいて、光周波数のスペクトルは、ＱＤエミッタ８１０によって放射されてもよく、試料８３０を通過してもよい。試料８３０は、試料内の化学的構成成分が放射された周波数を吸収することができる場合、これらの周波数の一部からの光を吸収してもよい。吸収されない残りの周波数は、検出器要素へと続いてもよく、ＱＤ受信器８２０は光子を吸収し、それらを電気信号に変換してもよい。これらの電気信号は、ＱＤ検出器センサ８２２によってデジタル情報に変換されてもよい。いくつかの例では、センサ８２２は、ＱＤ受信器８２０それぞれに接続されてもよく、又は他の例では、電気信号は、感知のために集中電気回路へと経路指定されてもよい。デジタルデータは、ＱＤ波長吸収度値に対する所定の値に基づいて、試料８３０の分析に使用されてもよい。
【００９６】
図８Ｃでは、ＱＤシステムは、空間的に位置するスペクトル分析要素の前方に試料が通される形で示されている。これは、例えば、マイクロ流体の進行に関して記載した形で達成されてもよい。他の例では、試料８３０は、外部流体を囲む生物医学的デバイスの領域の内部で拡散する検体を含んでもよく、生物医学的デバイスの材料はポア又はキャビティを形成し、その中へと試料が受動的に分析領域まで流入又は拡散し、その分析領域がエミッタからの光を生物医学的デバイス内で、生物医学的デバイスの外部で、また再び生物医学的デバイス内の検出器へと通す。図８Ｂ及び８Ｃは、第１の位置８３１から分析領域に沿って新しい位置８３２まで移動した試料８３０の位置の差異として、かかる移動を示す。他の例では、ＱＤは合併されて単一のマルチドット位置で作用してもよく、その位置で励起手段及び感知手段が各機能に対する単一の要素へと合併される。眼用デバイスなどのいくつかの生物医学的デバイスは、百を超える量子ドットデバイスを備える分光計に対して空間の制限を有することがあるが、他の生物医学的デバイスは、数百の量子ドットデバイスを有してもよく、それによって混合物を含有する検体の完全な分光写真による特性決定が可能になる。
【００９７】
ＱＤ分析システムはまた、マイクロ流体デバイスが、検体を含有する試料と染料を含有する試薬とを反応させるように機能してもよい。染料分子は特定の検体と反応してもよい。上述したように、かかる結合の一例はＦＲＥＴインジケータであってもよい。染料分子は、高い吸光係数を有するものとしても称されてもよい、著しく強力な吸収帯を紫外及び可視スペクトルに有してもよい。したがって、少量の特定の検体が、ＱＤ分析システムによってそこに集中されてもよいスペクトル周波数で著しく吸収する分子に選択的に結合されてもよい。染料錯体の拡張された信号により、検体濃度のより正確な定量化が可能になり得る。
【００９８】
いくつかの例では、マイクロ流体処理システムは、検体試料を、標的検体に結合する染料を含む試薬と混合してもよい。マイクロ流体処理システムは、染料と検体との間の十分な錯化を確実にする期間中、２つの試料を互いに混合してもよい。その後、いくつかの例では、マイクロ流体処理システムは、混合された液体試料を、錯化されていない染料分子に結合してもよい表面を含む位置まで移動させてもよい。マイクロ流体システムが次に、試料混合物を分析領域へと更に移動させると、残りの染料分子が試料中の検体の濃度に対して相関可能になる。混合物は、記載した方式で、量子ドット放射光源又は量子ドット吸収フィルタのどちらかの前方で移動されてもよい。
【００９９】
１つのタイプの蛍光染料は、消光分子を用いて量子ドットを錯化することによって形成されてもよい。錯化された消光分子を含む量子ドットの試薬混合物は、生物医学的デバイス内の検体を含有する試料に、例えばマイクロ流体セルに導入されてもよい。消光分子は、検体に選択的に結合してもよい領域を含んでもよく、その際に、消光分子を量子ドットから分離してもよい。錯化されていない量子ドットは、ここで、励起放射の存在下で蛍光を発してもよい。いくつかの例では、量子ドットフィルタの組み合わせを使用して、錯化されていない量子ドットに特徴的な波長における拡張された放射の存在を検出する能力が作り出されてもよい。他の例では、錯化されていない量子ドットの拡張された放射を検出する他の方式が利用されてもよい。錯化された量子ドットの溶液は、生物医学的デバイスのマイクロ流体処理セル内に貯蔵されてもよく、生物医学的デバイスに導入される試料中に、ユーザによる検体が存在するのを検出するために使用されてもよい。
【０１００】
マイクロ流体検出器を備えた眼用インサートデバイス及び眼用デバイス
次に図９Ａを参照すると、眼用デバイスの例示的なマイクロ流体分析システム９５０の上面図が、眼用メディアインサート上に示される。エネルギー印加素子９５１、制御回路構成９５２、及び相互接続機構９５３に加えて、いくつかの実施形態では、メディアインサートは、廃棄流体保持構成要素９５５を含むマイクロ流体分析構成要素９５４を含んでもよい。マイクロ流体分析システム９５０は、流体試料中の検体／バイオマーカーを、その存在又は濃度に関して判定することが可能であってもよい。マイクロ流体分析システムは、ユーザの涙液中に見出されることがある多数の検体を化学的に検出してもよい。非限定例は、涙液の試料中に存在するグルコースの量を検出することを含んでもよい。
【０１０１】
生物医学的デバイスにおいて蛍光検出器の使用を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年５月１７日出願の米国特許出願第１３／８９６７０８号に説明されているものとして見出される。
【０１０２】
網膜血管新生検出器を備えた眼用インサートデバイス及び眼用デバイス
次に図９Ｂを参照すると、例示的なエネルギー印加された眼用デバイスを含む患者の眼の横断面図が図示される。特に、角膜９０６の上に乗っているエネルギー印加されたコンタクトレンズの形態をとる眼用デバイス９００が図示され、眼用デバイス９００と角膜９０６との間の少なくともいくつかの部分に眼液を含んでいる。いくつかの実施形態では、眼用デバイス９００の凹状輪郭は、１つ又は２つ以上の圧電変換器が角膜９０６上に直接静止できるように設計されてもよい。角膜９０６上に圧電変換器を直接乗せることで、超音波パルスが焦点９０２、９１０から角膜９０６に向かって直接移動し得るため、より詳細な結像を可能にすることができる。この例示的な実施形態に示されるように、圧電変換器（複数可）は、視覚との干渉を防ぐため、エネルギー印加されたコンタクトレンズの周辺区域及び視線の外側に位置する。しかしながら、代替のエネルギー印加されたコンタクトレンズデバイスでは、圧電変換器は瞳孔９０４の前側に位置する中央領域に位置してもよく、またユーザの視覚を著しく干渉することもない。
【０１０３】
したがって、眼用デバイス９００の設計に応じて、超音波パルスが眼の水晶体９０８を通過し、その後、硝子体液９２０を通過して、脈動血管、例えば９１２及び９１６を含む、１つ又は２つ以上の網膜区域に達してもよい。いくつかの実施形態では、網膜区域は、特定の機能を果たす眼用部品の近く若しくはこれを含む所定の区域、又は例えば、周辺視野の損失、例えば加齢性黄斑変性症を早期検出するためにスクリーニングされることがある斑９１４を含む、特定の症状の予測子として使用することができる、所定の区域であってもよい。検出された電気信号はまた、非限定例としてユーザの脈拍及び血圧に関連するデータストリームを提供してもよい。
【０１０４】
生物医学的デバイスにおいて超音波パルスに基づく検出器の使用を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年１１月２２日出願の米国特許出願第１４／０８７３１５号に説明されているものとして見出される。
【０１０５】
位置認識
位置認識は、バイオメトリクスに基づく情報通信の実施形態に関して非常に重要であり得る。位置認識を確立する多数の方式が存在してもよい。いくつかの例では、生物医学的デバイスは、スマートフォンなどの別のデバイスと協働して機能してもよい。生物医学的デバイスと他のデバイスとの間に通信リンクが確立されてもよい。かかる実施形態では、スマートフォンなどのデバイスは、ユーザの位置を判定する機能を行ってもよい。他の例では、生物医学的デバイスはスタンドアロン方式で使用されてもよく、位置を判定する能力を有してもよい。スタンドアロン方式では、生物医学的デバイスは、コンピュータネットワークと相互作用する通信手段を有してもよい。非限定的な意味で、Ｗｉ−Ｆｉ通信、セルラー通信、ブルートゥース通信、ジグビー通信などを含む、ネットワーク及び他のネットワークアクセス可能なデバイスに接続する、多くの方法が存在し得る。ネットワークに対する接続は、位置を判定するために使用されてもよい。位置は、生物医学的デバイス、又はスマートフォンなどそれに関連するデバイスによってアクセスされてもよい、ネットワークアクセスデバイスの既知の位置に基づいて推定されてもよい。ネットワークアクセスデバイス又はセルラーアクセスデバイスの組み合わせによって、三角測量及び改善された位置判定が可能になり得る。
【０１０６】
他の例では、生物医学的デバイス又はそれに関連するデバイスは、それ自体の位置を直接判定してもよい。これらのデバイスは、衛星航法システムネットワーク（ＧＰＳ）と相互作用してもよい、無線システムを有してもよい。衛星からの多数の信号の受信が処理され、アルゴリズムが標準化された方式で使用されて、精密な精度でＧＰＳ無線の位置を判定してもよい。
【０１０７】
ある程度の地理的精度でユーザの位置を判定することによって、様々な位置に基づく情報通信の実施形態が可能になり得る。
【０１０８】
バイオメトリクス
バイオメトリクスは、具体的には、生物学的に関連する態様の測定を意味する。一般的用法では、この用語は、例として、指紋、顔の特徴、身体のタイプ、及び歩行など、識別又は安全性の態様で利用されてもよい、個人の生物学的態様の測定を意味するようになっている。本明細書で使用するとき、バイオメトリクスは、より広くは、生物医学的デバイスで測定又は分析され得る、生物学的特性を指す。本明細書の後の項では、バイオメトリクスに基づく情報通信の目的に有用なバイオメトリクスデータの多数の例が開示されており、温度のバイオメトリクスパラメータが非限定例であり得る。ユーザの体表又はユーザの中核の温度を測定する多数の手段が存在し得る。温度の測定は正常からの偏差を示してもよい。測定は、ユーザの位置に関する他の情報と連結されてもよく、現在の周囲温度が得られてもよい。バイオメトリクスの中核温度が低く、周囲温度も低い場合、ユーザは、好ましい温かい飲料又は衣服に関する選択肢を指示されてもよい。他方で、高い温度は、好ましい冷たい飲料の供給者又は衣服を指示してもよい。周囲温度の上昇に関連しない高温に向かう一般化された動向により、バイオメトリクスに基づく情報通信システムが、地元の医師又は薬局をユーザが望んでいるか否かを照会してもよい。かかるバイオメトリクスデータの測定に対して多数の情報通信が使用されてもよい。
【０１０９】
図１０を参照すると、例示的な眼用の生物医学的デバイスのタイプ１００５、例えば電子眼用レンズによって得られてもよい、いくつかのバイオメトリクスデータの例が見出される。いくつかの例では、眼用デバイスは、以下のタイプのバイオメトリクスデータのうちの１つ又は２つ以上を測定及び／又は分析することが可能であってもよい。いくつかの例では、眼用デバイスは、周囲光レベル１０１０と協調する瞳孔の特性を検出及び測定することが可能であってもよい。瞳孔の特性の測定を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年２月２８日出願の米国特許出願第１３／７８０，１３５号に説明されているものとして見出される。
【０１１０】
別の例では、眼用デバイスは、眼内圧１０１５を測定又は推定することが可能であってもよい。生物医学的デバイスにおいて眼内圧の測定を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年１１月２２日出願の米国特許出願第１４／０８７２１７号に説明されているものとして見出される。
【０１１１】
別の例では、眼用デバイスは、例えば、眼用レンズに組み込まれたメムスに基づく加速度計によって、ユーザの眼球運動１０２０を測定又は推定することが可能であってもよい。ユーザの睡眠状態を評価するなど、眼球運動を測定する多数の目的があってもよい。いくつかの例では、ユーザが眠っていることが安全でないことがあり、かかる測定及び判定に対してアプリケーションが措置を講じてもよい。他の例では、ユーザの睡眠状態は、急速眼球運動（ＲＥＭ）睡眠状態の間に評価されてもよい。ユーザのレム睡眠の時間及び持続時間によって、情報通信システムが、医師、睡眠補助薬、栄養などを提案することが可能になり得る。レム睡眠の測定を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年２月２８日出願の米国特許出願第１３／７８０，０７４号及び第１３／７８０，４７９号に見出される。
【０１１２】
別の例では、眼用デバイスは、ユーザの瞬き機能１０２５の特性を測定又は推定することが可能であってもよい。瞬き機能に相関されてもよい多数の環境上又は健康上の条件があってもよく、バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、その条件に関連する製品又はサービスを提案してもよい。簡略化された例では、ユーザの瞬き機能１０２５と、周囲光レベルと協調する瞳孔の特性との組み合わせにより、様々なタイプのサングラスに関する情報通信の選択肢が喚起されてもよい。瞬きの測定を更に可能にすることが、参照により本明細書に組み込まれる、２０１３年２月２８日出願の米国特許出願第１３／７８０，６０７号及び第１３／７８０，０１４号に見出される。
【０１１３】
別の例では、眼用デバイスは、生体電気信号及び筋肉／神経信号伝達の特性１０３０を測定又は推定することが可能であってもよい。いくつかの例では、眼用デバイスは、眼用デバイスの環境で電気信号を感知する、アンテナ又は他の無線手段を含んでもよい。他の例では、生物学的に一貫した材料が眼用デバイスから突出してもよく、その場合の材料は導電性であってもよい。突出部は、電気信号を直接測定することが可能であってもよい。感知された電気信号は、増幅され、眼用デバイスの処理要素に与えられて、機能上の意味を信号に関連付けてもよい。
【０１１４】
別の例では、眼用デバイスは、ユーザの脈拍の特性１０３５を測定又は推定することが可能であってもよい。いくつかの例では、感圧性要素は圧力波を電気信号として登録してもよい。圧電性及び電気活性のポリマーセンサは、圧力波を、デバイス内の処理要素を用いて処理されてもよい電気信号として登録してもよい、感知の非限定例を提供してもよい。他の例では、光信号は、表面領域上に血管を含む眼球環境の領域上に集中されてもよい。いくつかの例では、反射の際の光の散乱特性により、血液パルス信号を抽出する必須の手段が提供される。
【０１１５】
別の例では、眼用デバイスは、ユーザの血圧１０４０又は相対血圧の特性を測定又は推定することが可能であってもよい。いくつかの例では、血圧を測定する感知能力は、血管内又は眼球環境自体で生じている相対圧力の判定に合わせて校正されてもよい。他の例では、結像素子は、ユーザの相対圧力の変化に相関されてもよい、心拍の間の形状及びサイズの相対変化を判定するため、血管を撮像することが可能であってもよい。
【０１１６】
別の例では、眼用デバイスは、ユーザの温度の特性１０４５を測定又は推定することが可能であってもよい。いくつかの例では、赤外検出器は、環境に焦点を当てることによって、ユーザの眼球内の赤外光のレベルを感知してもよい。瞬き検出器は、赤外光のレベルが眼球環境内部のソースに更に限定され、したがって体温とより緊密に相関されてもよい場合に、ユーザの瞼が閉じられている期間を感知するために使用されてもよい。他の例では、眼用デバイス内の直接プローブが、それが直接接触する眼組織の温度を感知してもよい。いくつかの例では、接触測定は、抵抗値又は熱電対圧力値を感知された温度に相関させてもよい。
【０１１７】
別の例では、眼用デバイスは、ユーザの眼の化学的特性１０５０を測定又は推定することが可能であってもよい。化学的特性は、ユーザの血液又は組織中のＣＯ２のレベル、涙液のｐＨなどに関連してもよい。いくつかの例では、ｐＨレベルは、デバイスに入る眼用デバイスの環境中にある流体のサンプリング、及びインジケータの比色技術を介した、又はｐＨ測定に相関されてもよいミクロサイズの電極対の電気的測定による、ｐＨの測定に基づいて推定されてもよい。他の化学的特性は、本明細書に上述してきたような方式で、比色、分光法、又は電気的特性決定に関する眼用デバイスの処理領域に、試料を導入することによって判定されてもよい。別の例に対して同様の方式で、眼用デバイスは、感染の存在１０５５に関して眼の特性及びバイオマーカーを測定又は推定することが可能であってもよい。
【０１１８】
別の例では、眼用デバイスは、ユーザのヘモグロビンの特性及びユーザの血液の酸素飽和度１０６０を測定又は推定することが可能であってもよい。いくつかの例では、光の波長の組み合わせは、内側を見たときはユーザの眼の内表面から、又は外側を見たときは瞼からの反射に対して反射されてもよい。これらの波長における相対吸収特性は、光によって探査される血流中の酸素飽和度と相関されてもよい。いくつかの例では、検出された信号は、検出を改善するため、脈動に相関されてもよい。
【０１１９】
更に別の例では、眼用デバイスは、生物学的に利用可能な化学物質及びタンパク質の存在及び濃度１０７０を測定又は推定することが可能であってもよい。非限定例として、涙液中のグルコースレベルが評価されてもよく、又は強膜内など、細胞間領域におけるグルコースレベルが評価されてもよい。いくつかの例では、著しい逸脱の推定によって、バイオメトリクスシステムが治療の選択肢を提案してもよいが、通常の読取り値からの逸脱がより小さい場合、ユーザに対して、食品又はユーザの近傍にあるサービスが提案されてもよい。
【０１２０】
バイオメトリクス情報通信システムで取得され使用されてもよい、バイオメトリクス読取り値の他の多数の例があってもよい。情報通信からの応答及び健康上の展望が進化し、時間及び経験に伴ってより多数の洗練されたものになると予期することができるが、本明細書で考察する方法及びデバイスは、バイオメトリクスデータの取得並びにかかるデータの通信及び処理によって、かかるデータを情報通信の観点で使用可能にするための、基幹及び基本的解決策を提供する。
【０１２１】
バイオメトリクスに基づく情報通信における生物医学的デバイスの機能及び動作の概要
次に図１１を参照すると、バイオメトリクスに基づく情報通信システムにおける、バイオメトリクスに基づく生物医学的デバイスの例示的な動作の概要が図示される。図示される例では、ユーザは、自身の所有物に、電力供給された生物医学的デバイス１１１０及びそれに関連するスマートデバイス１１００を有する。これら２つのデバイスは、情報及びデータを交換し、また別の形で互いに通信してもよい。これらの例では、電力供給された生物医学的デバイス１１１０は、１つ又は２つ以上のバイオメトリクスデバイス及びセンサ１１１３を動作させてもよい。いくつかの例では、生物医学的デバイス１１１０はまた、音声、振動、及び他のフィードバック手段を含んでもよい、（いくつかの例がその機能を有さなくてもよいことを伝達するため、図では点線で描かれている）表示／フィードバック要素１１１２を有してもよい。生物医学的デバイス１１１０はまた、ＧＰＳ又は位置決め能力１１１１と、Ｗｉ−Ｆｉ又はセルラー通信能力１１１４とを有してもよい。いくつかの事例では、通信能力は、ブルートゥース若しくはジグビーなどの別の規格に基づいてもよく、又はカスタマイズされた通信プロトコル及びシステムで動作してもよい。電力供給された生物医学的デバイスが別のスマートデバイスとペアリングする事例では、電力供給された生物医学的デバイス１１１０が、スマートデバイスと基本的な通信を行う機能性を提供し、並びに１つ又は２つ以上のタイプのバイオメトリクスデータを獲得するように機能することが、実用的であってもよい。
【０１２２】
生物医学的デバイス１１１０とペアリングされたデバイス、つまりスマートデバイス１１００は、したがって、機能の補足を有してもよい。実際に、スマートデバイス１１００は、生物医学的デバイス１１１０に対する拡張された電力貯蔵能力を有してもよく、したがって、これにより、計算、通信、表示、及び他の機能に関するデバイスの能力が改善されてもよい。スマートデバイスは、Ｗｉ−Ｆｉ／セルラー通信能力１１０４と、ＧＰＳ又は位置決め感度能力１１０１と、音声、振動、及び他のフィードバック手段を含んでもよい、表示／フィードバック能力１１０２とを有してもよい。生物医学的デバイスはバイオメトリクスデータを獲得する重要な機能を有してもよいが、スマートデバイス１１００は、それにもかかわらず、生物医学的デバイスではそれらに対して冗長なことがあるか、生物医学的デバイスではそれらに対して補完的なことがあるか、又はバイオメトリクスデータの観点ではない感知に関連することがある、様々な種類の機能的センサ１１０３を有してもよい。
【０１２３】
ユーザにそれぞれ接続された、電力供給された生物医学的デバイス１１１０及びスマートデバイス１１００の組み合わせは、システムとして動作してもよく、システム通信１１３０に関する統一された通信プロトコルを有してもよい。多くの例では、スマートデバイス１１００は、システム通信１１３０に対して主要な機能性を提供してもよく、ネットワークアクセスデバイス１１５０に対する無線通信能力１１４０を動作させてもよい。ネットワークアクセスデバイス１１５０は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークハブ又はセルラー通信ハブなどのデバイスであってもよい。いずれの事象においても、ネットワークアクセスデバイス１１５０は、バイオメトリクス情報通信システムから、非限定例では、コンテンツサーバ、記憶装置、及び処理システム１１６０など、様々な情報に対する接続を仲介し操作してもよい、様々な外部システムへとデータを経路指定する、通信経路を提供してもよい。加えて、ネットワークアクセスデバイスは、情報通信又は救急に関連する行動のための、救急及び健康管理に関連するシステム１１７０に対する外部システムへの通信経路を提供してもよい。
【０１２４】
生物医学的デバイスのディスプレイ
いくつかの例では、生物医学的デバイスは表示機能を有してもよい。いくつかの例では、眼用デバイス内の表示機能は、ある目的のために別のペアリングされたデバイスを見るようにユーザに警告する表示機能を提供してもよい、ＬＥＤ又は異なる色の少数のＬＥＤに限定されてもよい。その目的は、活性化されたＬＥＤの色に基づいて何らかの符号化を有してもよい。より洗練された例では、ディスプレイは、ユーザの網膜に画像を投射することが可能であってもよい。バイオメトリクスに基づく情報通信システムでは、イメージの表示は、イメージに基づく標準的な情報通信の方策に基づいて、明白な効用を有してもよい。したがって、提供してきたような例では、バイオメトリクスデータセットの測定が、様々な通信手段を介したデータの交換をトリガしてもよく、標的とされる視覚的通信が生物医学的デバイスに通信され、次に生物医学的デバイスのディスプレイを介して表示されてもよい。
【０１２５】
次に図１２を参照すると、例示的な生物医学的デバイス１２００内のディスプレイ１２００が図示される。アイテム１２１０は、ユーザの眼の表面上に装着され得る眼用デバイスであってもよい。これはヒドロゲル系スカート１２１１から形成されてもよく、これは、いくつかの実施形態ではインサートデバイスを完全に包囲し、又は他の実施形態ではインサートデバイスを部分的に包囲し、若しくは支持する。図解において、スカート１２１１は基本的な環状インサートデバイス１２３６を包囲する。インサートデバイス１２３６内の密閉物は、エネルギー印加素子、制御、起動、通信、処理等のための電子回路であってもよい。エネルギー印加素子は、使いきりの電池素子、又はデバイスの再充電を可能にする電力制御システムに加えて、再充電可能な素子であってもよい。構成要素は、別個の構成要素として、又は複数の活性層を備える積重ね型集積デバイスとしてインサートデバイス内に位置してもよい。これらの構成要素は、上に詳細に考察されている。
【０１２６】
眼用デバイスは、安定化素子１２６０及び１２６１を含む、デバイスに対する構造的又は美容的態様を有してもよく、この安定化素子は、ユーザの眼の上でデバイスの配向を規定するのに、またデバイスを適切に中心合わせするのに有用であってもよい。基本的な環状デバイスは、虹彩パターンアイテム１２２１として図解されるように、並びにアイテム１２３１としてライン１２１５にそって、断面１２３０に示されるように、その表面の１つ又は２つ以上の上に印刷されたパターンを有してもよい。
【０１２７】
インサートデバイス１２３６は、アイテム１２４０として示されるような、光学部の小さい領域にあるフォトニックベースの結像系を有してもよい。いくつかの例では、６４×６４ピクセル結像系は、約０．５ｍｍ×０．５ｍｍのサイズで形成され得る。断面で、アイテム１２４０は、フォトニックエミッタ要素を備え得るフォトニック投射構成要素；ＥＷＯＤに基づく画素透過率制御デバイス、光源、又は複数の光源、及びこれらの構成要素を制御するための電子部品であってもよいことが観察することができる。フォトニックベースの画像処理システムは、レンズシステム１２５０に取り付けられてもよく、並びにデータ及び電力相互接続バス１２４１によって環状インサート構成要素に接続されてもよい。
【０１２８】
いくつかの実施形態では、レンズシステムは、眼用デバイスの本体に関連する空間における固定位置に、画像処理システムの近視野像を焦点合わせする、静的レンズ構成要素から形成されてもよい。他の実施形態では、レンズシステムはまた、活性成分を含んでもよい。例えば、複数の電極領域を備えるメニスカスベースのレンズデバイスを使用して、投影された画像の中心部を平行移動させることができ、投影された画像の焦点及び寸法を効果的に調整するためにデバイスの焦点屈折力を調整することもできる。レンズデバイスは、それ自体の制御電子機器を有してもよく、あるいは、レンズデバイスは、フォトニックベースの画像処理構成要素又は環状インサートデバイスのいずれか、又はこの両方により制御され、電力供給されてもよい。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、ディスプレイは６４×６４ピクセルベースの投射システムであってもよいが、それ以上又はそれ以下のピクセルも本発明の技術の範囲内であり、それは、ピクセル素子及び眼用デバイス自体のサイズによって制限されることがある。この表示装置は、ドットマトリックステキストデータ、画像データ、又はビデオデータの表示に有用であり得る。レンズシステムは、いくつかの実施形態では、データを表示している状態でユーザの眼にわたる投射システムをラスタ化することによって、ディスプレイの有効ピクセルサイズを拡張するために使用されてもよい。この表示装置は本来的に単色性であってもよく、あるいは、複数の光源に基づく色範囲を有してもよい。表示されるべきデータは、外部源から眼用レンズに通信されてもよく、あるいは、眼用デバイス自体から、又は例えばセンサ若しくはメモリ構成要素から生じてもよい。いくつかの場合によっては、データは通信部を備える外部源から、及び眼用デバイス自体の両方から生じてもよい。
【０１３０】
バイオメトリクスに基づく個人的情報通信
本明細書に記載する技術の様々な態様は、全体として、個人的コンテンツを提供するシステム、方法、及びコンピュータ可読記憶媒体を対象とする。個人的コンテンツとは、本明細書で使用するとき、広告、生体情報、宣伝コンテンツ、又はユーザを対象とすることが望ましい他の任意のタイプの情報を指してもよい。個人的コンテンツは、例えば、広告プロバイダ、情報プロバイダなど、対象コンテンツプロバイダによって提供されてもよい。本発明の実施形態を利用して、ユーザ又はコンテンツプロバイダは、標的としたい特定のコンテンツを選択してもよい。関連情報がデバイスによって検出されてもよく、様々な通信システムを通して、情報を分析し適切なコンテンツを提供することができるシステムに通信されてもよい。分析されると、次に個人的コンテンツはシステムによってユーザに対して提示されてもよい。いくつかの例では、生物医学的デバイスは、ユーザに対してコンテンツを提示してもよく、又は他の例では、ペアリングされたデバイスがコンテンツを提示してもよい。
【０１３１】
一例では、個人的コンテンツは、例えば、眼用レンズ上のリアルタイムの視覚コンテンツ、生物医学的デバイスを通してユーザに送信される音声コンテンツとして提示されてもよく、又は対象コンテンツは、携帯電話、タブレット、若しくはコンピュータなどの二次的な随伴デバイス上における経験であってもよい。
【０１３２】
治療の要求
バイオメトリクスに基づく情報通信システムの一般的動作では、情報は、バイオメトリクス情報通信システムによって生成されるデータに基づいて、ユーザに対して提示されてもよい。バイオメトリクスデータは、ユーザの位置及び／又は環境に関連するデータによって補足されてもよい。しかしながら、いくつかの例では、データの論理的分析が深刻な健康状態であり得る、一連のバイオメトリクスデータ条件が存在し得る。かかる状況下では、バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、ユーザを支援する救急サービス又は他の治療を呼び出してもよい。システムは、バイオメトリクスデータの制御を有し、位置に関連するデータを有してもよい。この情報はまた、通信を用いて、救急サービス又は他の治療に転送されてもよい。
【０１３３】
安全対策
バイオメトリクスデータは、記載してきたようなバイオメトリクス情報通信システムの様々な機能を支援してもよい。しかしながら、バイオメトリクスデータは機密上及び法律上の重要性を有することがある。したがって、生物医学的デバイス及び他のデバイスは、通信シーケンスに従って、第三者による傍受があっても意味のある結果がもたらされないように、バイオメトリクスデータを送信前に符号化してもよい。本明細書に提示されるようなバイオメトリクスに基づく情報通信システムの装置及び方法と一致する、バイオメトリクスデータの安全性を確保する多数の手段があってもよい。データの符号化方法は関連技術において周知である。
【０１３４】
方法
図１３を参照すると、バイオメトリクスに基づく情報通信プロセスの例示的な方法のフローチャートが表示される。１３１０で、方法は、第１のデバイスを得ることによって始まってもよく、このデバイスは、ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定する。次に、１３２０で、方法は、第１のデバイスを用いて第１のバイオメトリクスを測定することによって継続する。次に、１３３０で、方法は、ユーザの地理的位置を判定することによって継続する。次に、１３４０で、方法は、バイオメトリクスデータ及び位置データをネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することによって継続する。次に、１３５０で、方法は、第１のデバイスからの信号を介して、位置データに関連する環境データを得るように、コンピューティングデバイスに権限を与えることによって継続する。次に、１３６０で、方法は、標的とされる個別的なコンテンツを生成するため、バイオメトリクスデータ、環境データ、位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行すべきアルゴリズムを開始するように、コンピューティングデバイスに権限を与えることによって継続する。次に、１３７０で、方法は、標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを第１のデバイスに受信することによって継続する。また、１３８０で、方法は、メッセージをユーザに対して表示することによって継続する。追加のステップが行われ、特定のステップの順序が変更されてもよい、多くのかかる方法があってもよい。
【０１３５】
図１４ａを参照すると、バイオメトリクスに基づく情報通信プロセスの例示的な方法のフローチャートが表示される。１４１０で、方法は、第１のデバイスを得ることによって始まってもよく、このデバイスは、ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定する。次に、１４２０で、方法は継続し、第１のデバイスは上述の第１のバイオメトリクスを測定するために使用される。１４２５で、方法は、第２のデバイスを得ることによって進行し、第２のデバイスは、ディスプレイ及びネットワーク通信手段を含む。次に、１４３０で、方法は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のペアリングされた通信の権限を与えることによって継続する。１４４０で、バイオメトリクスデータを第１のデバイスから第２のデバイスに通信する方法ステップが行われてもよい。次に、１４５０で、方法は、第２のデバイスを用いて第１のデバイスの位置を判定することによって継続する。次に、１４６０で、方法は、バイオメトリクスデータ及び位置データをネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、第１のデバイスからの信号によって、位置データに関連する環境データを得るように、コンピューティングデバイスに権限を与えることとによって進行する。１４７０で、方法は、標的とされる個別的なコンテンツを生成するため、バイオメトリクスデータ、環境データ、位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行すべきアルゴリズムを開始するように、コンピューティングデバイスに権限を与えることによって継続する。続いて、１４８０で、方法は、標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを第２のデバイスに受信することと、１４９０で、メッセージをユーザに対して表示することとを含んでもよい。追加のステップが行われ、特定のステップの順序が変更されてもよい、多くのかかる方法があってもよい。
【０１３６】
次に図１５を参照すると、機械装置内でか、又はそれに近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムにおける、バイオメトリクスに基づく生物医学的デバイスの例示的な動作の概要が図示される。この機械装置は、ユーザが外部で操作する機械に限定され得ず、自動車、トラック、又は顕著な例として重機械等のユーザがその内部に乗る乗り物を含み得る。図示される例では、ユーザは、自身の所有物に少なくとも第１の電力供給された生物医学的デバイス１５１０、及び多くの例では、ユーザ及びデバイスが、機械スマートデバイス１５７０と呼ばれるスマートデバイス能力も有する機械１５９０に近接している場合、複数の電力供給された生物医学的デバイス、関連スマートデバイス１５００、及び個人用デバイス１５８０を有する。例が、複数のスマートデバイスがシステムの機能を実施するのに用いられる、バイオメトリクスに基づく情報通信システムのタイプの例を図示するために提供される。これらの例のうちのいくつかでは、一般的なスマートデバイス、例えばスマートデバイス１５００は、比較的永久的な接続で電力供給された生物医学的デバイス１５１０に関連付けられ得る。あるいは、これらの例では、ユーザは、バイオメトリクスに基づく情報通信システムを用いて通信に入り、様々なタイプのプロセッサによってバイオメトリクス分析から合成された通信を提供するための手段をユーザに提供する個人用デバイス１５８０を有し得る。単一のスマートデバイスが、図示されるスマートデバイス１５００及び個人用デバイス１５８０の機能を提供し得る同様の例が存在することは、明白である。一般に、多数の異なるデバイスが、バイオメトリクスデータ及びバイオメトリクスデータの合成に関連する情報のための通信及び処理経路を提供する例が存在し得る。
【０１３７】
図示される例では、これらの２つのデバイス及び機械スマートデバイス１５７０は、情報及びデータを交換してもよく、別の方法として、コンテンツ及び記憶及び処理のプロバイダ１５６０並びに個人用アカウントサーバ１５８５に対する通信リンクを介して互いに通信してもよい。これらの例では、電力供給された生物医学的デバイスは、１つ又は２つ以上のバイオメトリクスデバイス及びセンサ１５１３を動作させてもよい。いくつかの事例では、通信能力は、ブルートゥース若しくはジグビーなどの別の規格に基づいてもよく、又はカスタマイズされた通信プロトコル及びシステムで動作してもよい。電力供給された生物医学的デバイス１５１０が別のスマートデバイス１５００、個人用デバイス１５８０とペアリングする事例では、電力供給された生物医学的デバイスが、スマートデバイスと基本的な通信を行う機能性を提供し、並びに１つ又は２つ以上のタイプのバイオメトリクスデータを獲得するように機能することが、実用的であり得る。
【０１３８】
生物医学的デバイス１５１０に対してペアリングされたスマートデバイス１５００は、したがって、機能の補足を有してもよい。いくつかの例では、スマートデバイス１５００は、生物医学的デバイス１５１０に対する拡張された電力貯蔵能力を有してもよく、したがって、これにより、計算、通信、表示、及び他の機能に関するデバイスの能力が改善されてもよい。いくつかの他の例では、機械スマートデバイス１５７０は、これらの機能を行い得る。スマートデバイス１５００は、Ｗｉ−Ｆｉ／セルラー通信能力１５０４と、ＧＰＳ又は位置決め感度能力１５０１と、ディスプレイ能力１５０２とを有してもよい。生物医学的デバイス１５１０はバイオメトリクスデータを獲得する重要な機能を有してもよいが、スマートデバイス１５００は、それにもかかわらず、生物医学的デバイスではそれらに対して冗長なことがあるか、生物医学的デバイスではそれらに対して補完的なことがあるか、又はバイオメトリクスデータの観点ではない感知に関連することがある、様々な種類の機能的センサを有してもよい。
【０１３９】
同様に、個人用デバイス１５８０は、生物医学的デバイス１５１０が同様に機能の補足を提供する場合、生物医学的デバイス１５１０と重複してペアリングされていてもよい。いくつかの例では、機械スマートデバイス１５７０は、生物医学的デバイス１５１０に対する拡張された電力貯蔵能力を有してもよく、したがって、これにより、計算、通信、表示、及び他の機能に関するデバイスの能力が改善されてもよい。個人用デバイス１５８０は、表示能力１５８２、音声フィードバックデバイス１５８３、及び振動又は触覚フィードバックデバイス１５８４を有してもよい。
【０１４０】
生物医学的デバイス１５１０はバイオメトリクスデータを獲得する重要な機能を有してもよいが、機械スマートデバイス１５７０は、それにもかかわらず、生物医学的デバイスではそれらに対して冗長なことがあるか、生物医学的デバイスではそれらに対して補完的なことがあるか、又はバイオメトリクスデータの観点ではない感知に関連することがある、様々な種類の機能的センサを有してもよい。
【０１４１】
ユーザ１５９０にそれぞれ接続された機械内の、電力供給された生物医学的デバイス１５１０、スマートデバイス１５００、及び機械スマートデバイス１５７０の組み合わせは、システムとして動作してもよく、システム通信１５４０に関する統一された通信プロトコルを有してもよい。この例では、スマートデバイス１５００は、システム通信１５４０に対して主要な機能性を提供してもよく、ネットワークアクセスデバイス１５５０に対する無線通信能力１５４０を動作させてもよい。ネットワークアクセスデバイス１５５０は、Ｗｉ−Ｆｉネットワークハブ又はセルラー通信ハブなどのデバイスであってもよい。いずれの事象においても、ネットワークアクセスデバイス１５５０は、バイオメトリクス情報通信システムから、非限定例では、コンテンツ及び記憶装置及び処理システム１５６０など、情報通信情報に対する接続を仲介し操作してもよい、様々な外部システムへとデータを経路指定する、通信経路を提供してもよい。
【０１４２】
このデバイスは、他の例の中でも特に、車、トラック、列車、又はオートバイなどの自動車両を運転するユーザによって装着されてもよい。この生物医学的デバイスは、ＧＰＳ能力を有するユーザのスマートフォンとペアリングされていてもよく、両方とも、自動車に接続されてもよく、またスクリーンを用いて視覚的に、又は自動車のスピーカーシステムを用いて言葉によって情報をユーザに伝達してもよい。ユーザとの通信は、電話のスクリーン並びにそのスピーカーを用いて可能であってもよいが、自動車を操作しながらスマートフォンを使用することに伴う危険があるため、安全上の理由から、自動車のシステムとのこの通信を容易にするのが望ましいことがある。
【０１４３】
図１６を参照すると、機械装置１６００内でか、又はそれに近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの複数の例には、コンタクトレンズ検体センサ１６１０、瞬きセンサ又は加速度計を有するコンタクトレンズ１６２０、ウェアラブルセンサ１６３０、又は包帯センサ１６４０が含まれ得る。これらの例のうちの１つ又は２つ以上は、図１５に示される１つの機械装置の例として、自動車内で構成されたバイオメトリクスに基づく情報通信システムで利用されてもよい。他のタイプの機械は、類似のか又は同一の形式で相互作用し得る。
【０１４４】
機械装置１６００内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの例には、コンタクトレンズ検体センサ１６１０が含まれ得る。このデバイスは、例えば、ユーザの眼の上に設置されるヒドロゲルコンタクトレンズを含んでもよい。このデバイスは、ヒドロゲルレンズ内に収容された感知電子部品及び構成要素を有してもよい。このデバイスはまた、ヒドロゲルレンズ内に収容されたエネルギー印加素子及び電子的構成要素を有してもよい。いくつかの例では、電子部品はインサートデバイス内に収容されてもよい。このデバイスの感知電子部品は、ユーザの涙液をサンプリングし分析して、検体の存在及びその量を検出してもよい。デバイスは、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）を介して様々なタイプの検体を検出するように機能してもよい。いくつかの例では、検体はセンサ上のＦＲＥＴプローブに結合してもよく、それによって、プローブ内のフルオロフォアの蛍光放射における測定可能な変化が引き起こされてもよい。これらの放射の変化は、グルコース濃度に反応してもよく、それによってグルコース濃度の基準をもたらすことが可能になる。
【０１４５】
機械装置内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの別の例には、瞬きセンサ１６２０を有するコンタクトレンズが含まれ得る。このデバイスは、例えば、ユーザの眼の上に設置されるヒドロゲルコンタクトレンズを含んでもよい。このデバイスは、ヒドロゲルレンズ内に収容された感知電子部品及び構成要素を有してもよい。このデバイスはまた、ヒドロゲルレンズ内に収容されたエネルギー印加素子及び電子的構成要素を有してもよい。このデバイスの感知電子部品は、ユーザの瞬きの頻度及び持続時間をサンプリングするために、光に基づく方法を使用し得る。休んでいる状態の間のユーザの典型的な瞬き頻度及び持続時間のプロファイルを得ることにより、このプロファイルは、機械装置を使用中のユーザの瞬き頻度及び持続時間の比較点として使用され得る。典型的な瞬き頻度及び持続時間の値と比較して、これらの値における著しい変動は、ユーザの疲労の変動するレベルを示し得る。
【０１４６】
いくつかの例では、生物医学的デバイスは、ユーザの頭の頷きを監視することができてもよい。生物医学的デバイスは、運動及び運動の方向を感知することができる加速度計を備え得る。これらの加速度計の生の測定値は、本明細書で考察される通信態様によって処理システムに通信され得、処理システムは、加速度計測定値から、点頭運動を推論することができてもよい。点頭は、特に疲労が進行するにつれ、疲労と相関し得るため、かかる測定は、疲労監視機能への重要な入力を提供し得る。
【０１４７】
機械装置内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの別の例には、ウェアラブルセンサ１６３０が含まれ得る。このウェアラブルセンサ１６３０は、ユーザの身体の外側で行われ得る１つ又は２つ以上のバイオメトリクス感知機能性を行うことを可能にする、内部電子部品及びエネルギー印加素子が供給されてもよい。
【０１４８】
これには、汗サンプリング、心拍モニタリング、皮膚伝導度、又は他のタスクが含まれ得る。ユーザの手首、又は主幹動脈にごく接近した身体の他の部位に固定されたウェアラブルセンサ１６３０は、心拍モニタリングのために使用され得、このタイプのセンサは、限定されないが、ユーザの血液によって吸収される光周波数を発光することと、反射光の振幅を検出することと、ユーザの心拍のようにこの測定された振れ幅における反復的な変動の頻度を測定することとを含む光に基づく技術を用いてもよい。
【０１４９】
機械装置内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの別の例には、包帯センサ１６４０が含まれ得る。この包帯センサ１６４０は、ユーザの身体の外側で行われ得る１つ又は２つ以上のバイオメトリクス感知機能性を行うことを可能にする、内部電子部品及びエネルギー印加素子が供給されてもよい。これには、汗サンプリング、心拍モニタリング、又は他のタスクが含まれ得る。ユーザの手首、又は主幹動脈にごく接近した身体の他の部位に固定されたウェアラブルセンサ１６４０は、心拍モニタリングのために使用され得、このタイプのセンサは、限定されないが、ユーザの血液によって吸収される光周波数を発光することと、反射光の振幅を検出することと、ユーザの心拍のようにこの測定された振れ幅における反復的な変動の頻度を測定することとを含む光に基づく技術を用いてもよい。
【０１５０】
機械装置内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの別の例には、音センサ１６５０が含まれ得る。音感知のための生物医学的デバイスは、歯の中か、又はユーザによって装着され得る口の器具中に位置してもよい。本デバイスは、ユーザに関する多数の態様を感知することを可能にする内部電子部品及びエネルギー印加素子を有してもよい。いくつかの例では、センサは、口を通る風路、ユーザの呼吸レベルに基づいて検出又は推論してもよい。
【０１５１】
呼吸の変化は、疲労を示し得る。他の例では、音センサは、ユーザの音声パターンに反応してもよい。かかる機能は、機械の近傍にあるスマートデバイスによって行われてもよい。音声パターンは、固有のユーザの常態の音声パターンに対して比較したとき、疲労レベルを示し得る。バイオメトリクスに基づく通信システムは、定期的にユーザに質問を尋ね得るか、又はユーザに文を繰り返して言うように依頼し得、本システムは、音声中に検出された音を分析して、疲労を評価することができる。音センサは、ユーザのあくびに関連する音を検出し得、分析システムは、あくびをすると音を検出することができる。口腔センサもまた、ユーザの唾液中の検体を感知するために装備されてもよい。例えばメラトニンを含む、疲労を示し得る多数の検体が唾液中に存在し得る。
【０１５２】
機械装置内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの別の例には、温度センサ１６６０が含まれ得る。いくつかの例では、示される通り、生物医学的デバイスは、ユーザの温度を監視するように、ユーザの耳の中に適合してもよい。温度の変化は、疲労状態、又は緊急状態下では睡眠の発生を示し得る他の測定を支援し得る。
【０１５３】
機械装置内でか、又は近接して利用されるバイオメトリクスに基づく情報通信システムの生物医学的デバイスの別の例には、ポート又は皮下センサ１６７０が含まれ得る。様々な血液検体が、眠気の発生について監視され得る。いくつかの例では、センサは、ユーザが疲労しているとき、ユーザの特定の常態のよく休んだレベルとは異なり得る血液成分の非限定例として、コルチゾル、メラトニン、セロトニン、及びビリルビンの漿液レベルのうちの１つ又は２つ以上を監視してもよい。
【０１５４】
いくつかの例では、血圧は、疲労と非常に相関し得る。血圧を監視することができる多数のセンサが存在し得、ポートタイプセンサは、ユーザの血圧を正確に監視する能力を有し得る。
【０１５５】
特定のユーザの基準は、ユーザがよく休んでいるときの期間に判定されてもよい。基準は、サーバ又はバイオメトリクスの変化又は傾向を確立するために使用され得る他のデバイス上に、データセットとして存在し得る。検出の通信、又は機器の動作状態への変化は、測定又は疲労レベルを示し得る測定の組み合わせに基づいて規定されてもよい。
【０１５６】
システムによって通信され得る様々なバイオメトリクス情報の分析からもたらされる多数の措置が存在し得る。眠気又は疲労レベルが検出された場合、上述の通り、動作中の機械装置の動作状態をもたらし得る通信の作成をもたらし得る。他の緊急ではない状態では、疲労レベルが発生したときに、通信システムは、ユーザにメッセージを多数の形式で伝達してもよい。ユーザが行う変更を提案するために使用され得る、ユーザへの視覚、音声、又は振動／感知信号を提供するために使用されるフィードバック要素が存在し得る。いくつかの事例では、例えば、休息のためのホテルの位置又は疲労を緩和し得る一組の製品等の製品又はサービスが、ユーザに伝達されてもよい。検出された状態もまた、機械装置の操作を指示し得るか、又は別のユーザに機械装置の操作を引き継がせる時間若しくはもうすぐその時間であり得る機械装置の他の操作者であり得る他のユーザに通信を送信してもよい。
【０１５７】
図１７を参照すると、バイオメトリクス分析結果の取得に基づいて情報を通信するための方法のフローチャートが得られてもよい。１７１０で、方法は、第１のデバイスを得ることによって始まってもよく、このデバイスはユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定する。次に、１７２０で、方法は、第２のデバイスを得ることによって継続し、第２のデバイスは、ディスプレイ及びネットワーク通信手段などのフィードバックデバイスを含む。次に、１７２５で、方法は、ユーザがフィードバックデバイス及び通信手段を含む第３のデバイスを有する自動車両内にいる状態で、第１のデバイスを用いて疲労レベルを測定することによって継続してもよい。次に、１７３０で、方法は、第１のデバイスと第２のデバイスとの間のペアリングされた通信、及び第２のデバイスと第３のデバイスとの間のペアリングされた通信の権限を与えることによって継続する。次に、１７４０で、方法は、疲労分析データを第２のデバイスに通信することによって継続してもよい。次に、１７５０で、方法は、第２のデバイスを用いて第１のデバイスの位置を判定することによって継続してもよい。次に、１７６０で、方法は、疲労分析データ及び位置データをネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することによって継続してもよい。次に、１７７０で、方法は、標的とされる個別的なコンテンツを生成するため、バイオメトリクスデータ、環境データ、位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、標的とされる個別的な情報を検索するために実行すべきアルゴリズムを開始するように、コンピューティングデバイスに権限を与えることによって継続する。次に、１７８０で、方法は、標的とされる個別的な情報を含むメッセージを第２のデバイスに受信することによって継続する。次に、１７９０で、メッセージはユーザに通信されてもよい。いくつかの例では、ユーザに対する通信は、自動車内のデバイスを通して行われてもよい。一例では、機械中のメディアセンターのディスプレイスクリーンは、メッセージを視覚的に表示してもよい。視覚的表示は、文字、画像、及び文字とイメージの組み合わせを含んでもよい。表示される情報は、文字又は画像に関連する位置が表示されてもよい、地図などのナビゲーションディスプレイに組み込まれてもよい。いくつかの例では、メッセージはまた、言葉による通信の形態の、又は音響としての音声メッセージに変換されてもよい。いくつかの例では、メッセージは、自動車の運転席内に位置してもよい振動生成デバイスを係合してもよい。いくつかの例では、メッセージは、ダッシュボードのディスプレイを介して伝達されてもよい。いくつかの例では、メッセージは、デバイスの風防上のヘッドアップディスプレイを介して伝達されてもよい。メッセージがユーザに対して伝達されてもよい、多数の手段が存在してもよい。いくつかの例では、第２のデバイスが、バイオメトリクスデータ結果に関連するメッセージを伝達するために使用されてもよい。また更なる例では、バイオメトリクスを測定するために使用される第１のデバイスも同様に、メッセージを伝達する手段を含んでもよく、本明細書のメッセージを伝達するために使用されてもよい。これらの通信手段の一部又は全ての組み合わせが、いくつかの例で用いられてもよい。追加のステップが行われ、特定のステップの順序が変更されてもよい、多くのかかる方法があってもよい。
【０１５８】
バイオメトリクス分析結果を得ることに基づいて情報を通信するためのこの方法は、非限定例として、ユーザの疲労レベルにおけるデータを収集するために、瞬き頻度及び持続時間モニタとして使用される生物医学的デバイスを用いて、利用されてもよい。生物医学的デバイスは、ユーザが次第に疲労し、機械内にいるか、又は機械を操作しているときに眠りに落ちる危険があることを検出してもよい。この情報を、機械を介する通信能力によってユーザに通信してもよい。そのようにすることで、位置に基づく追跡システムを使用して、ユーザは、非限定例として、機械の操作をやめるように薦め得るか、又は機械装置をより安全に操作するためにユーザが休憩して、彼らの疲労レベルを低減させる、ユーザの区域のホテルの選択肢若しくは休憩所を薦めてもよい。いくつかの例では、バイオメトリクスデータ値は、コンテンツ、記憶装置及び処理システムに対する通信を開始するために使用されてもよく、ユーザに伝達されてもよい情報は、ユーザの嗜好のアルゴリズム分析に基づいて調整されてもよい。いくつかの例では、かかる嗜好は、ユーザがその地域におけるいくつかの選択肢の中で有していたことがある、これまでの経験に基づいていてもよい。また更なる例では、コンテンツシステムは、ユーザの様々な態様とバイオメトリクスデータとを相関させ、疲労レベル、運動プログラム、専門の医療提供者、及びかかる他の例の改善された制御に関連する情報を、ユーザに対して提供してもよい。
【０１５９】
感知の例
本発明と一致した感知を行うのに個別に又は組み合わせて使用されてもよい、生物医学に関連する多数のタイプの感知技術が存在し得る。図１８を参照すると、多数の例示的なタイプの生物医学的デバイスの概要が見出される。一部を本明細書に詳細に記載してきた、コンタクトレンズ、眼内デバイス、涙点プラグなどの様々な眼用デバイス１８００は、眼球環境にあるバイオ流体中の検体の分析を含む様々な感知機能を行ってもよい。
【０１６０】
コンタクトレンズ１８１０はまた、本明細書で上述してきたように、眼組織に埋め込まれてもよい感知デバイスからの結果を読み取り定量化するために使用されてもよい。
【０１６１】
器官への移植組織１８０５は、脳インプラント、心臓インプラント、ペースメーカー、及びユーザの器官に埋め込まれる他の移植組織を含んでもよい。これらの移植組織は、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層と接触する流体を、直接感知するか若しくは間接的に感知することができてもよい。
【０１６２】
他の例では、生物医学的感知デバイスは聴覚センサ１８２０であってもよい。聴覚センサは、温度などのバイオメトリクスを、例えば赤外信号として、間接的に感知してもよい。聴覚センサはまた、血中酸素濃度、検体、及び生命体感知、及び他のかかる感知など、他のバイオメトリクスを定量化することができてもよい。
【０１６３】
歯科センサ１８３０は、様々な異なるタイプのバイオメトリクスデータを感知するために使用されてもよい。センサは、食品からの生体分子及び化学種に関して口腔内の流体を、また環境中の生物学的流体を探査してもよい。センサはまた、非限定的な観点で、体温、呼吸数、持続時間、強度などのバイオメトリクスに直接若しくは間接的に関連してもよい、環境中の圧力、温度、フロー、及び音を含む、様々なタイプの間接的な測定値を探査してもよい。
【０１６４】
血管ポートセンサ１８４０は、血流内の様々な態様を感知するために使用されてもよい。いくつかの例は、グルコースモニタリング、酸素モニタリング、又は他の化学モニタリングを含んでもよい。非限定例として、血圧又は脈拍など、他のバイオメトリクスが血管ポートで監視されてもよい。
【０１６５】
いくつかのバイオメトリクスセンサは、ウェアラブルセンサ１８５０であってもよい。ウェアラブルセンサ１８５０は、様々なバイオメトリクスを間接的に測定してもよい。いくつかの例では、感知素子は、ユーザのいずれの体組織又は体液からも独立していてもよい。かかる感知素子は、ユーザの運動量など、ユーザの身体全体に関連するバイオメトリクスを監視してもよい。他のウェアラブルセンサは、ユーザの細胞組織層を直接若しくは間接的に感知又は探査してもよく、それによって、非限定例として、温度、酸素濃度、及び汗の化学分析の測定が可能になり得る。ウェアラブルセンサ１８５０は、いくつかの例では、衣服若しくは装身具の形態をとるか、又はそれに組み込まれてもよい。他の例では、ウェアラブルセンサ１８５０は、衣服若しくは装身具に付着してもよい。
【０１６６】
バイオメトリクスセンサの様々な例は、皮下センサ１８６０に組み込まれてもよく、その場合、外科的処置によって、センサを有する生物医学的デバイスがユーザの皮膚層の下に置かれてもよい。皮下センサ１８６０は、組織層又は間質液との直接接触に反応してもよい。皮下センサ１８６０は、例えば本明細書で上述した技術などを用いて、様々な検体を分析することができてもよい。温度、圧力、及び他のかかる物理的に関連するバイオメトリクスパラメータなど、物理的パラメータも測定されてもよい。
【０１６７】
センサは、様々な種類の血管又は胃腸管ステントに組み込まれて、ステントセンサ１８７０を形成することができる。したがって、ステントセンサ１８７０は、様々な化学種の感知を行うことができてもよい。血管内に組み込まれたステントセンサ１８７０は、また、様々な種類の物理的パラメータを特性決定し測定することができてもよい。例えば、ステントセンサ１８７０の血管形態は、血管圧力の生理学的に関連する判定のため、心臓の拍動サイクル中における血管内の圧力を測定することができてもよい。かかる圧力センサが、小さい圧電センサ、エラストマーセンサ、及び他のかかるセンサと共に機能することができる、多数の方式が存在してもよい。血流内で直接監視されてもよい圧力に加えて、多数の物理的パラメータが存在してもよい。
【０１６８】
嚥下可能なピル１８８０などのピル形態のバイオメトリクスセンサは、バイオメトリクスのフィードバックを提供するために使用されてもよい。いくつかの例では、嚥下可能なピルは薬剤成分を組み込んでもよい。他の例では、嚥下可能なピル１８８０は、単純に様々な種類のバイオメトリクスセンサを含有してもよい。嚥下可能なピル１８８０は、それが組み込む胃腸液の検体測定を行ってもよい。更に、ピルは、非限定例として、行ってもよい物理的測定の中核温度測定を提供してもよい。また、ピルがユーザの消化路を通って移動する速度によって、バイオメトリクス関連の追加情報が提供されてもよい。いくつかの例では、検体センサは、食品摂取及び栄養の態様に関連する測定を提供することができてもよい。
【０１６９】
包帯形態のバイオメトリクスセンサ１８９０は、バイオメトリクス感知を行うために使用されてもよい。いくつかの例では、包帯形態のバイオメトリクスセンサ１８９０は、ウェアラブルセンサ１８５０に類似していてもよく、発汗の態様を含む皮膚環境における化学物質の測定を行ってもよい。包帯形態のバイオメトリクスセンサ１８９０はまた、物理的測定を行ってもよい。いくつかの特別な例では、包帯は、ユーザの様々な種類の創傷に近接していてもよく、その領域における化学的及び物理的測定は、治癒に関連する専門化された目的を有してもよい。他の例では、包帯センサは、有用な形状因子、又はバイオメトリクスセンサを含めるための環境的に制御された領域であってもよい。
【０１７０】
バイオメトリクスセンサは、神経インプラント１８９５内に組み込まれてもよい。神経インプラントは、それが能動的又は受動的な役割を有してもよいいくつかの例では、ユーザの脳に入れられてもよい。神経インプラントに組み込まれたバイオメトリクスセンサは、神経に関連するインプラントに固有であってもよい電気的及び電気化学的なタイプの測定に加えて、化学的及び物理的監視を可能にしてもよい。神経インプラントは、実際には、神経系と連動するユーザの身体内の多数の位置に設置されてもよく、バイオメトリクスを感知する役割によって能力が拡張されてもよい。いくつかの例では、神経インプラントは、神経における電気インパルスを感知し、その際に、本明細書に記載するバイオメトリクス情報通信システムの態様に対する制御態様をユーザに提供してもよい。代替的な意味では、神経に関連するインプラントはまた、バイオメトリクス情報通信システムがフィードバック要素としてユーザに情報を提供する、追加の手段を提供してもよい。
【０１７１】
図１８に示されるバイオメトリクスセンサのタイプは、本発明と一致してもよい例示的なタイプのセンサを表してもよい。しかしながら、本発明と一致してもよい多数の他のタイプのセンサが存在してもよい。更に、関連してもよい、図１８に関連して考察した機能的態様の一部又は全てを組み合わせる、センサの例があってもよい。本発明は、図１８に提供されるそれらの例に限定されることを意味しない。
【０１７２】
ここで図示及び説明した実施形態は、最も実用的で好適な実施形態と考えられるが、当業者であれば、ここに図示及び開示した特定の設計及び方法からの変更はそれ自体当業者にとって自明であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく使用できることは明らかであろう。本発明は、説明及び図示される特定の構造に限定されるものではないが、添付の特許請求の範囲に含まれ得る全ての改変例と一貫性を有するものとして解釈されるべきである。
【０１７３】
〔実施の態様〕
（１）  バイオメトリクスに基づく情報通信のためのシステムであって、
生物医学的デバイスであって、
前記生物医学的デバイスのユーザの疲労レベルに関連するバイオメトリクスを測定する感知手段、
エネルギー印加デバイス、及び
通信手段を備える、生物医学的デバイスと、
通信プロトコルにおいて前記生物医学的デバイスとペアリングされるユーザ電子デバイスと、
前記生物医学的デバイスからデータ値を少なくとも含む通信を受信し、コンテンツサーバに前記通信を送信する通信ハブと、
フィードバック要素と、を備える、システム。
（２）  前記ユーザ電子デバイスが、通信プロトコルにおいて前記通信ハブとペアリングされている、実施態様１に記載のシステム。
（３）  前記フィードバック要素が、前記ユーザ電子デバイス上に位置する、実施態様２に記載のシステム。
（４）  前記フィードバック要素が、ディスプレイを含む、実施態様３に記載のシステム。
（５）  前記フィードバック要素が、前記生物医学的デバイス内に位置する、実施態様２に記載のシステム。
【０１７４】
（６）  前記フィードバック要素が、振動変換器を含む、実施態様５に記載のシステム。
（７）  前記コンテンツサーバが、バイオメトリクス情報通信システムを通じて前記フィードバック要素に標的とされるメッセージを送信する、実施態様４に記載のシステム。
（８）  前記感知手段が、ユーザの温度を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（９）  前記感知手段が、ユーザの瞬目率を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１０）  前記感知手段が、ユーザの頭の動きを監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
【０１７５】
（１１）  前記感知手段が、ユーザの血圧を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１２）  前記感知手段が、セロトニンレベルを監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１３）  前記感知手段が、ユーザの脈拍を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１４）  前記感知手段が、ユーザのあくびの音を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１５）  前記感知手段が、ユーザの血中酸素飽和度（user’s blood oximetry level）を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
【０１７６】
（１６）  前記感知手段が、ユーザの血糖値を監視する要素を含む、実施態様１に記載のシステム。
（１７）  前記ユーザが機械装置を操作している、実施態様１に記載のシステム。
（１８）  メッセージを通信するための方法であって、
バイオメトリクス測定を行うことができる生物医学的デバイスを得ることであって、前記バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、生物医学的デバイスを得ることと、
前記生物医学的デバイスを利用して、前記バイオメトリクス測定を行うことと、
前記バイオメトリクス測定によって得られたバイオメトリクスデータ結果を通信することと、
前記バイオメトリクスデータ結果をコンテンツサーバで受信することと、
前記バイオメトリクス測定によって得られたバイオメトリクスデータ結果の前記通信に基づくメッセージを受信することと、
フィードバックデバイスを用いて前記メッセージを前記ユーザに通信することと、を含む、方法。
（１９）  メッセージを通信するための方法であって、
バイオメトリクス測定を行うことができる生物医学的デバイスを提供することであって、前記バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、生物医学的デバイスを提供することと、
バイオメトリクス測定システム通信システムから、前記生物医学的デバイスを用いて得られたバイオメトリクス結果に対応するデータ値を少なくとも含む通信を受信することと、
前記通信をコンテンツサーバで受信することと、
前記バイオメトリクス結果に対して、プロセッサを用いて、メッセージデータストリームを生成する処理を行うことと、
前記メッセージデータストリームを前記バイオメトリクス測定システム通信システムに送信することと、を含む、方法。
（２０）  前記バイオメトリクス測定システム通信システムから、ユーザ位置に対応するデータ値を少なくとも含む第２の通信を受信することを更に含む、実施態様１９に記載の方法。
【０１７７】
（２１）  前記ユーザ位置に対応する前記データ値に基づいて、前記メッセージデータストリームを調整することを更に含む、実施態様２０に記載の方法。
（２２）  ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定することができる第１のデバイスを得ることであって、前記第１のバイオメトリクスがユーザの疲労レベルに関連する、第１のデバイスを得ることと、
前記第１のデバイスを用いて前記第１のバイオメトリクスを測定して、バイオメトリクスデータを得ることと、
前記第１のデバイスを用いて前記第１のデバイスの位置を判定して、位置データを得ることと、
前記バイオメトリクスデータ及び前記位置データを、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、
前記第１のデバイスからの信号によって、前記位置データに関連する環境データを得るように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
標的とされる個別的なコンテンツを生成するために、前記バイオメトリクスデータ、前記環境データ、前記位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、前記標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行されるべきアルゴリズムを開始するように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
前記標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを前記第１のデバイスに受信することと、
前記メッセージを前記ユーザに対して表示することと、
を含む、方法。
（２３）  前記第１のデバイスが、装着されたデバイスを含む、実施態様２２に記載の方法。
（２４）  前記第１のデバイスが、スマートウォッチを含む、実施態様２３に記載の方法。
（２５）  前記ユーザが機械装置を操作している、実施態様２２に記載の方法。
【０１７８】
（２６）  ユーザの少なくとも第１のバイオメトリクスを測定することができる第１のデバイスを得ることであって、前記バイオメトリクス測定がユーザの疲労レベルに関連する、第１のデバイスを得ることと、
前記第１のデバイスを用いて前記第１のバイオメトリクスを測定して、バイオメトリクスデータを得ることと、
ディスプレイ及びネットワーク通信デバイスを含む第２のデバイスを得ることと、
前記第１のデバイスと前記第２のデバイスとの間のペアリングされた通信の権限を与えることと、
前記バイオメトリクスデータを前記第１のデバイスから前記第２のデバイスに通信することと、
前記第２のデバイスを用いて前記第１のデバイスの位置を判定して、位置データを得ることと、
前記バイオメトリクスデータ及び前記位置データを、ネットワークに接続されたコンピューティングデバイスに通信することと、
前記第１のデバイスからの信号によって、前記位置データに関連する環境データを得るように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
標的とされる個別的なコンテンツを生成するために、前記バイオメトリクスデータ、前記環境データ、前記位置データ、及び予測分析によって計算される個人的嗜好の判定に基づいて、前記標的とされる個別的なコンテンツを検索するために実行されるべきアルゴリズムを開始するように、前記コンピューティングデバイスに権限を与えることと、
前記標的とされる個別的なコンテンツを含むメッセージを前記第２のデバイスに受信することと、
前記メッセージを前記ユーザに対して表示することと、
を含む、方法。
（２７）  前記第１のデバイスが、装着された生物医学的デバイスを含む、実施態様２６に記載の方法。
（２８）  前記装着された生物医学的デバイスが、コンタクトレンズである、実施態様２７に記載の方法。
（２９）  前記装着された生物医学的デバイスが、スマートリングである、実施態様２７に記載の方法。
（３０）  前記第２のデバイスが、スマートフォンを含む、実施態様２７に記載の方法。
【０１７９】
（３１）  前記第２のデバイスが、スマートウォッチを含む、実施態様２７に記載の方法。
（３２）  前記第１のデバイスが、皮下の生物医学的デバイスを含む、実施態様２６に記載の方法。
（３３）  前記ユーザが機械装置を操作している、実施態様２６に記載の方法。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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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【外国語明細書】
2017023748000001.pdf