(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方法及び装置を提供する。【解決手段】  いくつかの例では、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、この感知手段がバイオメトリクス結果を作成する。いくつかの例では、バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、生物医学的デバイスと通信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備えてもよい。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トリガしてもよい。【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システムであって、
感知手段、エネルギー印加デバイス、及び通信手段を含み、前記感知手段が、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触している流体を直接感知するか又は間接的に感知する、生物医学的デバイスと、
前記生物医学的デバイスとペアリングされた通信プロトコルにある、ユーザ電子デバイスと、
前記生物医学的デバイスから少なくとも１つのデータ値を受信し、前記少なくとも１つのデータ値に基づく通信をコンテンツサーバに送信するように構成された、通信ハブと、
前記生物医学的デバイス及び前記ユーザ電子デバイスのうちの少なくとも一方と動作可能に関連付けられたフィードバック要素と、を備え、
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して、標的とされるメッセージを前記フィードバック要素に送信する、システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つのデータ値に基づく前記通信の前記送信がリアルタイムで行われる、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記生物医学的デバイスが眼用デバイスである、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記生物医学的デバイスが、眼用デバイス、血管ポート、歯科インプラント、皮下センサ、ステント、聴覚センサ、インプラント、又は嚥下可能な電子ピルのうちの１つ又は２つ以上を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
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６】
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５に記載のシステム。
【請求項７】
前記フィードバック要素がディスプレイを含む、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
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５に記載のシステム。
【請求項９】
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して、標的とされるメッセージをスマートフォンに送信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記感知手段が、ユーザの温度を監視する要素を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項１１】
前記感知手段が、ユーザの瞳孔サイズを監視する要素を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項１２】
前記感知手段が、ユーザの眼内圧を監視する要素を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項１３】
前記感知手段が、ユーザの眼球運動を監視する要素を含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項１４】
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４に記載のシステム。
【請求項１５】
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４に記載のシステム。
【請求項１６】
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４に記載のシステム。
【請求項１７】
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４に記載のシステム。
【請求項１８】
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４に記載のシステム。
【請求項１９】
メッセージを通信する方法であって、
ユーザに対してバイオメトリクス測定を行うことができ、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触している流体を直接感知するか又は間接的に感知する、生物医学的デバイスを提供することと、
前記生物医学的デバイスを利用して、前記ユーザの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、
前記メッセージを、フィードバックデバイスを用いて前記ユーザ及び第三者のうちの少なくとも一方に通信することと、
を含む、方法。
【請求項２０】
メッセージを通信する方法であって、
ユーザに対してバイオメトリクス測定を行うことができ、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触している流体を直接感知するか又は間接的に感知する、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少なくとも１つのデータ値を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２１】
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２０に記載の方法。
【請求項２２】
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２１に記載の方法。
【請求項２３】
標的とされるメッセージを通信する方法であって、
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す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２４】
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２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１のデバイスがスマートウォッチを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
標的とされる個別的なメッセージを通信する方法であって、
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のデバイスとの間で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す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２７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日出願の米国仮出願第６２／１９６５１３号の利益を主張する。
【０００２】
（発明の分野）
情報通信及びＧＰＳに基づく情報表示のための生物医学的デバイスについて記載する。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伴う。
【０００３】
（関連技術の考察）
近年、医療用デバイスの数及びその機能が急速に発達し始めている。これらの医療用デバイスとしては、例えば、埋込み型ペースメーカー、生物学的機能の監視及び／又は試験用の電子ピル、能動構成要素を備えた外科用デバイス、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ると共にそれらと相互作用するので、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】
一部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うと共に、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てもよい、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、かかる半導体構成要素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】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
したがって、バイオメトリクスに基づく情報表示の装置及び方法を、本明細書にて考察する。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度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する通信を行わせ、ユーザの嗜好情報に関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向上させてもよい。
【０００６】
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、ヘルスケア維持管理のための包括的手段をユーザに提供する。例えば、グルコースセンサを備えたコンタクトレンズを装着している個人は、低血糖値又は高血糖値に対して起こり得る警告として、通信ネットワークを介してその個人の携帯電話に送信される、センサによって生成されたデータを有してもよい。それと同時に、ユーザの近傍に位置する医療専門家に、起こり得る救急事態を警告するメッセージが自動的に生成されてもよい。収集されたデータは、その個人が到着したときに準備が整っているように、医療専門家に転送されてもよい。システムの一部としてのＧＰＳアプリケーションは、ユーザ位置を提供する役割を果たすであろう。より具体的には、本発明は、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た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してもよい。
【０００７】
いくつかの例では、バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、標的とされる情報通信を提供するために、ユーザの位置、バイオメトリクス、及び環境を検出する能力を有する、着用式デバイスを備える。
【０００８】
いくつかの例では、バイオメトリクスに基づく情報通信システムは、標的とされる情報通信を提供するために、ユーザの位置、バイオメトリクス、環境、及び天候を検出する能力を備える、着用式デバイスを備える。
【０００９】
１つの一般的態様は、生物医学的デバイスを含む、バイオメトリクスに基づく情報通信のためのシステムを含む。システムは感知手段も含む。システムはエネルギー印加デバイスも含む。システムは、通信手段、データ値を少なくとも含む通信を生物医学的デバイスから受信し、その通信をコンテンツサーバに送信する、通信ハブ、及びディスプレイも含む。
【００１０】
実装形態は、以下の特徴の１つ又は２つ以上を含んでもよい。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ている、ユーザ電子デバイスを追加的に含んでもよい。システムは、ディスプレイがユーザ電子デバイス上に位置する例を含んでもよい。システムは、ディスプレイが生物医学的デバイス内に位置する例を含んでもよい。システムは、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、標的とされるメッセージをディスプレイに送信する例を含んでもよい。
【００１１】
システムは、感知手段が、ユーザの温度を監視する要素、及び／又はユーザの瞳孔サイズを監視する要素、及び／又はユーザの眼内圧を監視する要素、及び／又はユーザの眼球運動を監視する要素、及び／又はユーザの瞬目率を監視する要素、及び／又はユーザの脈拍を監視する要素、及び／又はユーザの血圧を監視する要素を含む例を含んでもよい。システムは、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例を含んでもよい。システムは、感知手段がユーザの血糖値を監視する要素を含む例を含んでもよい。
【００１２】
システムが、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通信の第２の部分を受信する、方法があり得る。
【００１３】
方法は、ユーザ位置に対応するデータ値に基づいて、メッセージデータストリームを調整することを追加的に含んでもよい。いくつかの方法では、第１のデバイスは着用されたデバイスを含む。これらの方法のいくつかでは、第１のデバイスはスマートウォッチを含む。第１のデバイスが、着用された生物医学的デバイスを含む例があり得、いくつかの事例では、この着用された生物医学的デバイスはコンタクトレンズである。あるいは、着用された生物医学的デバイスはスマートリングであってもよい。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。あるいは、第２のデバイスはスマートウォッチを含む。更なる例では、第１のデバイスは皮下生物医学的デバイスを含んでもよい。
【００１４】
１つの一般的態様は、メッセージを通信する方法を含み、該方法は、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たメッセージを受信することと、を含む。
【００１５】
１つの一般的態様は、メッセージを通信する方法を含み、該方法は、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。方法はまた、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を含んでもよい。
【００１６】
実装形態は、以下の特徴の１つ又は２つ以上を含んでもよい。本方法は、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通信の第２の部分を受信することを、追加的に含んでもよい。本方法は、ユーザ位置に対応するデータ値に基づいてメッセージデータストリームを調整することを、追加的に含んでもよい。本方法は、第１のデバイスが、着用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。一例は、第１のデバイスが、着用された生物医学的デバイスを含む方法であってもよい。本方法は、着用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、着用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追加的に含んでもよい。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のデバイスが皮下生物医学的デバイスを含む例を含んでもよい。
【００１７】
方法に関連する１つの一般的態様は、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。
【００１８】
実装形態は、以下の特徴の１つ又は２つ以上を含んでもよい。第１のデバイスが、着用されたデバイスを含む方法。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、着用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、着用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、着用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のデバイスが皮下生物医学的デバイスを含む例を含んでもよい。
【００１９】
方法に関連する１つの一般的態様は、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のデバイスとの間で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。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
本発明の上述並びに他の特徴及び利点は、添付図面に例証されるような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白となるであろう。
【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、例示的な生物医学的デバイスを示す図である。
【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、例示的な生物医学的デバイスを示す図である。
【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示す図である。
【図３】本発明のいくつかの実施形態を実装するのに使用されてもよいプロセッサを示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【図７Ａ】代替のバイオメトリクス監視デバイスを示す図である。
【図７Ｂ】代替のバイオメトリクス監視デバイスを示す図である。
【図７Ｃ】スペクトルバンドを、量子ドットに基づくフィルタを用いていかにして分析することができるかを示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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示す図である。
【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、例示的な感知機構を示す図である。
【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である。
【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である。
【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である。
【図１６】バイオメトリクスに基づく情報通信に使用することができる、グルコース感知のデバイスの例を示す図である。
【図１７】グルコース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である。
【図１８】本発明による様々な例示的な感知デバイスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
用語集
本明細書で使用されるバイオメトリクス（単数又は複数）は、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する人間のデータを指してもよい。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てもよい。
【００２２】
本明細書で使用されるバイオセンサ又は生物学的センサは、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、得られた結果を送信する、電子部品によって処理される。生物元素が検体に結合すると、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、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）は、生物元素が分子検体を認識し、それによって補助基質（auxiliary substrate）が検出できるものへと変換されることに基づく、バイオセンサシステムを指してもよい。
【００２３】
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について、本明細書に開示する。以下の節で、様々な実施形態の詳細な説明について記載する。好ましい実施形態及び代替実施形態のいずれの記載も、単なる例示的実施形態に過ぎず、様々な修正及び変更が当業者には明白であり得る。したがって、例示的な実施形態は本出願の範囲を限定するものではない。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、生存生物の身体内、身体上で、又は身体に近接して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。
【００２４】
例えばコンタクトレンズを含む、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てもよい機能化された生物医学的デバイスの実用化が行われてきている。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の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。
【００２５】
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示するために、ユーザ、又は医療専門家などの第三者によって分析され使用されてもよい。
【００２６】
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してもよい、多数のタイプの生物医学的デバイスがあり得る。一部のデバイスは、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、人間の対象者を遠くから測定し観察する遠隔センサに対応してもよい。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、手首、腕、及び足に着けるバンド；指、足指、及び耳に着けるリング；眼に装着するコンタクトレンズ；外耳道に入れる補聴器；並びに身体の様々な部分に着ける衣服などの上でスマートデバイスが装着されてもよく、バイオメトリクスデータを収集する能力を有してもよい。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インプラントなど、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。
【００２７】
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る場合もない場合もある光学ゾーン１２０を備えてもよい。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、メディアインサートの光学ゾーン１２０には物質がなくてもよい。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）及び電子構成要素１０５（負荷）が組み込まれた基板１１５を備える、光学ゾーン１２０内にはない部分を含んでもよい。
【００２８】
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は、エネルギー印加素子１１０、トレース１２５、及び電子構成要素１０５を保護し包含するため、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のを防ぎ、周囲の気体若しく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ができるように、半透過性であってもよい。
【００２９】
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、メディアインサート１００は、前面及び後面それぞれで大気及び角膜表面と直接接触してもよく、あるいは、メディアインサート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伴う、多数の実施形態のための環境を提供してもよい。
【００３０】
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、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、標的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、関連性のあ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、次に個人的コンテンツはデバイスによってユーザに対して提示されてもよい。
【００３１】
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つ以上のユーザ特異的な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のに使用されてもよい、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。
【００３２】
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に関して最近インターネットを検索したことであってもよい。その個人はまた、安い航空運賃に関してインターネットを検索した。この情報がコンパイルされ、先月１か月以内に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のに使用されてもよい。
【００３３】
行動情報の記憶
将来的に使用するため、行動情報を記憶するのを要することがある。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つ又は２つ以上の他のデバイス又は記憶媒体と通信するのを要することがある。
【００３４】
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ってもよい。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の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イスを形成する。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示す。生物医学的デバイス２０１、例えば眼用デバイスは、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の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して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つ又は複数の第三者の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。第三者の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肢のみを広告してもよい。この個人的コンテンツは、次に、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。
【００３５】
記憶媒体からデバイスへの通信は、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、揮発性及び不揮発性両方の媒体、取外し可能及び取外し不能両方の媒体を含んでもよい。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のに使用できると共にコンピューティングデバイスがアクセスすることができる他の任意の媒体を含んでもよい。
【００３６】
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機構など、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、任意の情報配信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。上述のいずれの組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれるべきである。
【００３７】
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、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イ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。
【００３８】
開示される個人的コンテンツ表示システムの１つの例示的な実施形態は、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、第三者の広告主が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、将来的に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。
【００３９】
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、いくつかの形でユーザに配信されてもよい。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、ユーザが使用するように構成されたデバイスのアレイに配信されてもよい。
【００４０】
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、洗練された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算出する。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。
【００４１】
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装するのに使用されてもよいプロセッサの概略図が示される。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、デバイス内に位置するエネルギー源にエネルギーを伝送してもよい。
【００４２】
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に連結されてもよい。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のに使用されてもよい。通信デバイス３２０はまた、例えば、１つ又は２つ以上のコントローラ装置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のに使用されてもよい。
【００４３】
プロセッサ３１０は記憶デバイス３３０とも通信している。記憶デバイス３３０は、磁気記憶デバイス、光学記憶デバイス、並びに／又はランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）デバイス及び読出し専用メモリ（ＲＯＭ）デバイスなど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。
【００４４】
記憶デバイス３３０は、プロセッサ３１０を制御するプログラム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の命令を実行し、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、デバイス内に常駐してもよい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、並びにそれらのアクション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／外部受信無線デバイスから通信されてもよい。
【００４５】
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のデバイスは、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重ねることにより、小型の生物医学的デバイスのフォームファクタとして実装されてもよい。
【００４６】
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、バイオメトリクスに基づく監視システム４１０を実装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監視システムは、例えば、グルコースモニタ、網膜血管新生モニタ、ビジュアル走査モニタ、ＧＰＳ若しくは位置検出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。
【００４７】
図４に示されるように、エネルギー印加を提供するのに使用される薄膜電池４３０が存在してもよい。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、例示の目的で薄膜電池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あってもよい。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と同等又は同様に機能してもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態では、互いに積重ねられた２つの層の間に追加的な相互接続部が存在してもよい。最新技術では、これらの相互接続を形成する多数の方法があり得るが、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形成してもよい。いくつかの実施形態では、これらの接続のみが求められることがあるが、他の場合では、はんだボールが、例えば層貫通ビアを有する構成要素と同様に、他の相互接続要素に接触してもよい。
【００４９】
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２つ以上の相互接続専用であってよい。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渡すことができる、ビア及び経路を含んでもよい。例えば、相互接続層４２５は、技術層４１５に存在してもよい電力管理ユニット４２０に対して様々な電池要素接続を提供してもよい。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。それに加えて、例えば集積受動デバイス４５５内に存在することがあるように、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などの専用相互接続層の存在によって支持されてもよい、電気信号を経路指定するための方法が多数存在し得る。
【００５０】
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、これらの機能がメディアインサートに含まれてもよい技術的選択肢の多様性を表すように、複数の層として含まれてもよい。いくつかの実施形態では、これらの層の一方は、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、他方の層は異なる技術を含んでもよい。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技術を用いて製造された電子素子を含んでもよく、別の層は、２０ナノメートルのＣＭＯＳ技術を用いて製造された素子を含んでもよい。様々なタイプの電子技術の他の多くの組み合わせが、本明細書に記載される当該技術分野と一致することが明白であろう。
【００５１】
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に対する電気相互接続のための位置を含んでもよい。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のアンテナを使用することで、無線通信の例示的な方法を提供してもよい。多くの場合、かかるアンテナ層４３５は、例えば、メディアインサート内の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。
【００５２】
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と呼ばれてきたエネルギー印加素子は、積重ねられた層自体の少なくとも１つに素子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、他の実施形態が同様に可能であり得ることに注目することができる。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内部に存在してもよいという事実、あるいはこれら別個のエネルギー印加構成要素もまた、メディアインサートの外部に位置してもよいという事実に由来してもよい。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、積重ねられた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、機能的素子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。
【００５３】
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。
【００５４】
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ｊ状態又は症状の測定可能な指標を指す。この用語はまた、場合によっては、生存生物の存在を示す物質の存在を指すのに使用される。更に、生命体は、特定の場所にそれらが存在する証拠として、ＤＮＡを含む固有の化学物質を環境中に残すことが知られている。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及び評価される。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得る。
【００５５】
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を要することがあ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、ウイルス、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。
【００５６】
検体分析のための蛍光に基づくプローブ素子
蛍光に基づく分析技術を使用して、様々なタイプの検体が検出及び分析されてもよい。これらの技術の部分集合は、検体自体からの直接の蛍光発光を伴ってもよい。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、フェルスター共鳴エネルギー移動（ＦＲＥＴ）では、プローブは、相互作用するタンパク質に化学的に付着してもよい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からの距離は、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。
【００５７】
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。付着された相互作用するタンパク質に検体が結合していることにより、幾何学形状を乱し、フルオロフォアの対からの蛍光発光における変化を引き起こすことがある。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されてもよく、例えば、グルコースに感受性のある結合部位がプログラムされてもよい。場合によっては、結果として得られる部位は、所望の試料の間質液中の他の構成成分に対する感受性が低いか又は感受性がないことがある。
【００５８】
検体をＦＲＥＴプローブに結合することで、グルコース濃度に感受性のある蛍光信号をもたらしてもよい。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感受性があり得、最高数百マイクロモルの濃度に感受性があり得る。様々なＦＲＥＴプローブが遺伝学的に設計及び形成されてもよい。結果として得られるプローブは、被験者の間質液の分析を支援することができる構造に構成されてもよい。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成分に対して透過性である材料のマトリックス内部に配置されてもよく、例えば、ＦＲＥＴプローブはヒドロゲル構造体に組み入れられてもよい。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、眼用コンタクトレンズ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物内に常駐してもよいような形で、眼用コンタクトレンズのヒドロゲルに基づく処理中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、強膜の直上で眼組織に挿入されてもよい。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位置に配置されてもよい。
【００５９】
提供した例では、蛍光プローブは、強膜付近の眼領域の間質液と接触していてもよい。これらの例では、プローブが侵襲的に埋め込まれている場合、感知デバイスは、眼用レンズ、又は眼に近接して保持されている手持ち型デバイスからなど、眼の外部の位置から蛍光プローブに入射する放射信号を提供してもよい。
【００６０】
他の例示的な実施形態では、プローブは、やはり眼用レンズの内部に埋め込まれる蛍光感知デバイスに近接して、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、ヒドロゲルのスカートは、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てもよい。
【００６１】
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してもよい構成要素を含む、眼用インサート５００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、又はそれと一体的なモノリシックの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によって、分析システム５５０が、光学ゾーンから離れているユーザの眼の部分と重なることが可能になってもよい。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関して検体を判定することが可能であってもよい。非限定例として、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んでもよい。当業者には明白であり得るように、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んでもよい、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。
【００６２】
蛍光分析の場合、プローブを励起光源で照射してもよい。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、発光ダイオードなどの固体デバイス（単数又は複数）を含んでもよい。代替の例示的な実施形態では、ＩｎＧａＮ系の青色レーザーダイオードが、例えば、波長４４２ｎｍに相当する周波数で照射してもよい。個々の又はアレイ状の光源としてのナノスケールの光源は、蝶ネクタイ又は十字などの形状の発光機構を有する金属製のキャビティから形成されてもよい。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の波長に相当する周波数の範囲で発光してもよい。同様に、いくつかの実施形態では、帯域通過フィルタリングデバイスを発光源に補ってもよい。
【００６３】
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際に、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、眼用インサートの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、光ファイバーフィラメントなどの素子がインサートデバイスに取り付けられて、拡散エミッタとして機能してもよい。
【００６４】
図５に示される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対して照射を提供する多数の手段があってもよい。
【００６５】
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ることがある。固体検出器素子は、一例として、約５２５ｎｍの帯域の光を検出するように構成されてもよい。固体素子は、記載してきた光源には存在しない周波数の帯域のみを通過させるような形でコーティングされてもよい。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してもよく、検出器素子の信号は、光源がオフ状態にある期間中のみ記録されてもよい。デューティサイクルが使用される場合、広帯域検出能力を有する検出器が有利なことがある。
【００６６】
概略的に示される相互接続部５６０の電子制御バスは、光源（単数又は複数）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の電池電源を示している。他の例示的な実施形態では、エネルギー印加はまた、高周波転送又は光電転送のような無線方式を通して、エネルギーの連結によって電子回路構成に提供されてもよい。
【００６７】
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。
【００６８】
事象着色機構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てもよい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。
【００６９】
いくつかの実施形態では、事象着色機構は反応性混合物を含んでもよく、それは例えば、熱成形技術などを通して、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、事象着色機構は、剛性インサートを要しないことがあるが、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。
【００７０】
事象着色機構は、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物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、電源を要することなく事象着色機構が「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。
【００７１】
あるいは、色は特定のレベルでのみ明らかになってもよい。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物を効果的に除去するなど、可逆的であってもよい。事象着色機構は、光学ゾーン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ってもよい。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てもよい場合、事象着色機構は光学ゾーン内に位置してもよく、それによって装着者が事象着色機構の活性化を見ることが可能になる。
【００７２】
他のいくつかの実施形態では、事象着色機構は、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、リザーバは眼に見えなくてもよい。リザーバは、例えばタンパク質又は脂質を含む、涙液の何らかの構成成分によって不可逆的に分解されることがある、分解性材料に封入されてもよい。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ることがある。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。
【００７３】
図６Ａ及び６Ｂに進むと、複数の事象着色機構６０１〜６０８を備えた眼用レンズ６００の例示的な一実施形態が示される。いくつかの実施形態では、事象着色機構６０１〜６０８は、眼用レンズ６００の軟質のヒドロゲル部分６１０内、及び光学ゾーン６０９の外側に位置してもよい。
【００７４】
かかる実施形態は、事象着色機構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要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、各事象着色機構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。事象着色機構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。
【００７５】
いくつかの実施形態では、各事象着色機構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てもよい液晶を含んでもよく、その場合、事象は熱である。同じ眼用レンズ６００内の他の事象着色機構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。事象着色機構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、事象着色機構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、事象着色機構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機構６０２〜６０６の別の化合物と反応することがある。あるいは、事象着色機構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。
【００７６】
更に他の実施形態では、事象着色機構６０２〜６０６は、リトマス試験と同様に機能してもよく、その場合、事象着色機構は、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、事象着色機構は、特定の濃度以下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てもよい。非結合バルプロ酸は涙液内の有効量を示してもよい。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てもよい。
【００７７】
他の例示的な着色機構６０１は、紫外線に対して反応性であってもよく、その場合、事象は、雪盲のようにＵＶ光に対する眼の過剰曝露であってもよい。別の着色機構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、装着者が事象に有効に反応したときなどに、可逆的であってもよい。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、装着者の温度が有効に低下した場合など、眼上で可逆的であってもよい。
【００７８】
図６Ｂに断面で示されるように、事象着色機構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、事象着色機構は、少なくとも部分的に光学ゾーン６２９内にあって、装着者に事象を警告してもよい。事象着色機構６２２、６２６の位置は、いくつかは周辺にあり、いくつかは光学ゾーン６２９内にあって、単一の眼用レンズ６２０内で様々であってもよい。
【００７９】
再び図６Ａを参照すると、事象着色機構６０１〜６０８は独立して活性化されてもよい。例えば、装着者に熱があって、事象着色機構６０８に含有される液晶の着色の変化を誘発してもよい。他の２つの事象着色機構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。事象着色機構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。
【００８０】
いくつかの実施形態では、事象着色機構６０８は、例えばパリレンなど、低透過性を有する物質でコーティングされてもよい。この実施形態は、事象着色機構６０８が、眼と接触した場合に危険なことがあ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要しない場合に、特に重要なことがある。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てもよく、これは、二酸化シリコン、金、又はアルミニウムなどの強化化合物でパリレンを改変することによって、更に強化されてハーメチックシールされてもよい。
【００８１】
例示のため、眼用レンズ６００は、８つの事象着色機構を含むように示される。しかしながら、他の数量の事象着色機構が実用的であってもよいことが、当業者には明白であろう。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機構の領域の内部に位置してもよい。光活性検出器は、着色機構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反応を記録してもよい。着色機構の色が変化すると、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。
【００８２】
図７Ａ及び７Ｂに進むと、事象着色機構７１１〜７１４、７２１〜７２４、７３１〜７３４を備えた眼用レンズ７００の代替実施形態が示される。いくつかのかかる実施形態では、事象機構７１１〜７１４、７２１〜７２４、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、７３２〜７３４を含んでもよい。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。分子構造に応じて、指定された化合物が結合部分７１３、７３３に結合すると、着色部分７１４、７３４は、消光剤７１２に近付くようにシフトして着色を低減してもよく、又は消光剤７３２から離れるようにシフトし、それによって着色を増加させてもよい。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。
【００８３】
反応性分子７１２〜７１４、７２２〜７２４、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てもよい。例えば、涙液中のグルコースのレベルが事象である場合、反応性分子７１２〜７１４、７２２〜７２４、７３２〜７３４は、グルコースと直接結合してもよい。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、７３２〜７３４と結合してもよい。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んでもよい。あるいは、特定の化合物は事象の間接的な指標であってもよい。特定の化合物は、その病原体に反応する特定の抗体など、病原体の副生成物であってもよい。
【００８４】
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、当該技術分野で既知の他の検体を含んでもよい。
【００８５】
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内で固定されてもよい。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ってもよい。反応性分子は、重合の後であるが水和の前に、ヒドロゲルに注入されてもよく、それによって反応性分子の正確な定置が可能になってもよい。
【００８６】
いくつかの実施形態では、固定機構の色付けによって、より広い美容上の選択肢が提供されてもよい。眼用レンズは、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機構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。いくつかのかかる実施形態では、周辺事象着色機構は、例えば、眼用レンズ全体にわたってランダムにドットを配するよりも自然に、装着者の虹彩パターン又は眼用レンズに含まれる虹彩パターンに溶け込んでもよいサンバーストパターンを通して、あまり人工的に見えないように配置されてもよい。
【００８７】
他の実施形態では、反応性分子７３２〜７３４は剛性インサート７３１に固定されてもよい。剛性インサートは、図示されないが、環状であってもよく、光学ゾーン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７３１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、又は多くの同じ反応性分子を固定してもよく、それによってより鮮やかな着色を可能にしてもよい。
【００８８】
図７Ｂに断面で示されるように、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、光学ゾーン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、光学ゾーン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ゾーン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。
【００８９】
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。
【００９０】
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り出すのを大幅に援助するものであってもよい。例えば、グルコースの計量を使用して、患者の体内における、様々な種類の薬を用いた治療後の物質の変動を制御してもよい。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反応を測定している。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り出す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つのフィルタ素子及び１つの検出器素子を用いて、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ってもよく、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素子それぞれに達する光の量を定量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素子が配備されるので、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ってもよい。
【００９１】
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の図が示される。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。
【００９２】
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反応を有してもよい。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、図示される透過帯７７２のスペクトル反応を示すことであり、ここでｙ軸は、反応曲線が透過特性に関することを示すために、Ｔｒａｎｓと標示される。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透過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、狭いスペクトル域の反応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。
【００９３】
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、数多くの量子ドット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。
【００９４】
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分光計システムを示す。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、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。
【００９５】
次に図８Ｂを参照すると、検体が、チャネル８０２と称されよう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。
【００９６】
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。類似した一連の例では、ＱＤは、電子及び正孔をＱＤに提供してもよい電気的に活性の層の間で、上述した層状のサンドイッチ状に形成されてもよい。これらの励起は、同様に、選択された周波数の特徴的な光子を放射してもよい。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のに使用される、それらの成長及び材料が制御されてもよい。
【００９７】
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反応を判定するのに使用されてもよい。この機構は、図７Ｃを参照した先の節に記載されている。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。
【００９８】
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、検出器素子へと続いてもよく、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。
【００９９】
図８Ｃでは、ＱＤシステムは、空間的に位置決めされたスペクトル分析素子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、分析領域に沿って新しい位置８３１まで移動した試料８３０の位置の違いとして、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素子へと合併される。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評価が可能になる。
【０１００】
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が可能になってもよい。
【０１０１】
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担保する期間の間、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。
【０１０２】
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格納されてもよく、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のに使用されてもよい。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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、例示の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上に直接乗ることが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できるため、より詳細な結像を可能にすることができる。代替実施形態では、１つのみ、又は２つを超える焦点／圧電変換器が実装されてもよい。この例示の実施形態に示されるように、圧電変換器（複数可）は、視覚干渉を防ぐため、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の前方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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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なことがある。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、多くの方式があってもよい。ネットワークに対する接続は、位置を判定するの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ってもよい。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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ってもよい。
【０１１１】
バイオメトリクス
バイオメトリクスは、具体的には、生物学的に関連性のあ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、識別又はセキュリティ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することができる、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であるが、非限定例として、温度のバイオメトリクスパラメータを考慮してもよい。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あってもよい。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、好みの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、好みの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。
【０１１２】
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、一部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し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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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ってもよい。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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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、感圧性素子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の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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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の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。
【０１２０】
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、又は電気的特性評価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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
更に別の例では、眼用デバイスは、生物が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、通常の読み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。
【０１２３】
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み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。
【０１２４】
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、図面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又は位置検出能力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。
【０１２５】
生物医学的デバイス１１１０に対して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、提案される任意の又は包含される観点におい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又は位置検出感度能力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。
【０１２６】
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。それに加えて、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、救急及びヘルスケア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。
【０１２７】
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。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、したがって、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。
【０１２８】
次に図１２を参照すると、例示的な生物医学的デバイス１２００内のディスプレイが示される。アイテム１２１０は、ユーザの眼の表面上に装着することができる眼用デバイスであってもよい。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取り囲み、又は他の実施形態ではインサートデバイスを部分的に取り囲むか若しくは支持する、ヒドロゲル系のスカート１２１１で形成されてもよい。図面では、スカート１２１１は基本的に環状のインサートデバイス１２３６を取り囲んでいる。インサートデバイス１２３６内に封止されているのは、エネルギー印加素子、制御、起動、通信、処理などのための電子回路構成であってもよい。エネルギー印加素子は、使い捨ての電池素子、又はデバイスの再充電を可能にする電力制御システムと共にした、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、又は上述したような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。
【０１２９】
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。基本的に環状のデバイスは、虹彩パターンアイテム１２２１として、またアイテム１２３１としてライン１２１５に沿って断面１２３０で示される、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。
【０１３０】
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、光学ゾーン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ピクセルの結像系が約０．５ｍｍ×０．５ｍｍのサイズで形成されてもよい。断面では、アイテム１２４０が、フォトニックエミッタ素子を含んでもよいフォトニック投射構成要素、ＥＷＯＤベースのピクセル伝送制御デバイス、光源又は複数の光源、及びこれらの構成要素を制御する電子部品であってもよいことを観察することができる。フォトニックベースの結像系は、レンズシステム１２５０に取り付けられてもよく、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。
【０１３１】
いくつかの実施形態では、レンズ系は、眼用デバイスの本体に関連する空間内の固定位置に結像系の近視野像を焦点合わせする、電界レンズ構成要素で形成されてもよい。他の実施形態では、レンズ径は活性構成要素も含んでもよい。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は、投影された画像の中心を並進移動させることと、投影された画像の焦点を調節し、またそのサイズを効果的に調節するため、デバイスの焦点屈折力を調節することの両方に使用されてもよい。レンズデバイスは、それ自体の制御電子部品を有してもよく、あるいは、フォトニックベースの結像構成要素若しくは環状インサートデバイスのどちらか、又は両方によって、制御され電力供給されてもよい。
【０１３２】
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。このディスプレイは、ドットマトリックスのテキストデータ、画像データ、又はビデオデータの表示に有用であってもよい。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のに使用されてもよい。ディスプレイは本来的に単色であってもよく、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、あるいはデータは、眼用デバイス自体から、センサから、又は例えばメモリ構成要素から生じてもよい。いくつかの事例では、データは、通信部を備える外部源、及び眼用デバイス自体の内部の両方から生じてもよい。
【０１３３】
生物医学的デバイスにおいて表示デバイス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３月１５日出願の米国特許出願第１３／８４２００９号に説明されているものとして見出される。
【０１３４】
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、標的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。関連性のある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。
【０１３５】
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、又は標的コンテンツは、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。
【０１３６】
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のことがある、一連のバイオメトリクスデータ条件があってもよい。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。
【０１３７】
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担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。
【０１３８】
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が表示される。１３１０で、本方法は、第１のデバイスを得ることによって始まってもよく、デバイスは少なくともユーザの第１のバイオメトリクスを測定する。次に、１３２０で、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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。
【０１３９】
図１４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が表示される。１４１０で、本方法は、第１のデバイスを得ることによって始まってもよく、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、本方法は継続し、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のに使用される。１４２５で、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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、本方法は、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。
【０１４０】
次に図１５を参照すると、自動車内で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１５１０及びそれに関連するスマートデバイス１５００を有し、ユーザ及び両方のデバイスは、やはりスマートデバイスの能力１５７０を有する、自動車１５９０内部に位置する。これら２つのデバイス１５１０及び１５００並びに自動車１５９０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又は自動車のスマートデバイス１５７０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、実用的であってもよい。
【０１４１】
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、提案される任意の又は包含される観点において機能の補足を有してもよい。実際に、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。スマートデバイス１５００は、Ｗｉ−Ｆｉ／セルラー通信能力１５０４と、ＧＰＳ又は位置検出感度能力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。
【０１４２】
同様に、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１５７０も、提案される任意の又は包含される観点において機能の補足を有してもよい。いくつかの例では、自動車のスマートデバイス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。自動車のスマートデバイス１５７０は、ＧＰＳ又は位置検出感度能力１５７１と、ディスプレイ能力１５７２と、音声フィードバックデバイス１５７３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、自動車のスマートデバイス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。
【０１４３】
自動車内でユーザ１５９０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１５１０、スマートデバイス１５００、及び自動車のスマートデバイス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。
【０１４４】
このデバイスは、他の例の中でも特に、車、トラック、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。生物医学的デバイスは、バイオメトリクスデータをユーザから収集するのに使用されてもよく、非限定例として、デバイスは、ユーザの血糖値に関するデータを収集するグルコースモニタとして使用されてもよい。生物医学的デバイスは、自動車内にいるときのユーザが低血糖であることを検出してもよく、この情報を、自動車を介する通信能力によってユーザに通信してもよい。その際、位置に基づく追跡システムを使用して、そのエリアにおける食品の選択肢がユーザに対して推奨されてもよく、ユーザの低い血糖値を上昇させるのに使用されてもよい。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の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、グルコースレベル、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する情報を、ユーザに対して提供してもよい。
【０１４５】
いくつかの例では、また、別の非限定例として、摂取すると低血糖を上昇させる、その地域における飲料の選択肢がユーザに対して推奨されてもよい。ユーザの血糖値が著しく低いか又は高いことが見出された場合、ユーザは忠告を受け、近くの医療施設に関する情報が与えられてもよい。この場合、生物医学的デバイスは、ユーザのコンテンツリストにアクセスしてもよく、ユーザが判定することが可能であってもよい特定の受信者に対して警告を送って、ユーザが問題を抱えており、助けを必要とするかも知れないことを、ユーザのコンテンツリストに忠告してもよい。これらの事例では、他の可能な情報の中でも特に、ユーザの位置などの具体的な情報も、ユーザのコンテンツリストに送られてもよい。自動車事故などの不運な状況の事象では、いくつかの例では、センサ情報が伝達されて、最適化された医療的介入を可能にしてもよい。いくつかの例では、グルコースのバイオメトリクス感知は、上昇したレベルを検出し、ユーザに状態を警告する上述してきたような様々な手段で、ユーザに情報を提供してもよい。
【０１４６】
図１６を参照すると、グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイスの複数の例は、コンタクトレンズ検体センサ１６１０、コンタクトレンズの眼インサートリーダ１６２０、血管ポートに基づくセンサ１６３０、動脈ステントセンサ１６４０、又は皮下センサ１６５０を含んでもよい。これらの例の１つ又は２つ以上は、図１５に示されるような、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。
【０１４７】
グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイス１６００は、コンタクトレンズ検体センサ１６１０を含んでもよい。このデバイスは、例えば、ユーザの眼の上に置か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包含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包含されたエネルギー印加素子及び電子部品を有してもよい。いくつかの例では、電子部品はインサートデバイス内に包含されてもよい。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。これらの放射における変化は、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。
【０１４８】
グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイスの別の例は、コンタクトレンズに基づく眼インサートリーダ１６２０を含んでもよい。眼インサートは、ＦＲＥＴに基づくグルコース感受性分子を封入するヒドロゲルを含んでもよい。インサートは、ユーザの眼の中に外科的に入れられてもよい、小さいヒドロゲルインサートであってもよい。インサートは、眼の内部で約一年持続してもよく、ＦＲＥＴに使用されるプローブを有してもよく、その際、ＦＲＥＴに基づく分子はヒドロゲルマトリックスに捕捉されてもよく、水性間質液中のグルコース検体はヒドロゲルマトリックスの周りで自由に拡散してもよい。読み取りデバイスは、例えば、位置合わせ機構と、眼インサートの位置と重なり合うように設計されたフラップとを有する、成形ヒドロゲルコンタクトレンズを含んでもよい。コンタクトレンズに基づくリーダデバイスは、感知電子部品と、ＦＲＥＴ分子を光活性的に励起する構成要素とを有してもよい。コンタクトレンズに基づくリーダの別の部分は、ＦＲＥＴ分子から放射することがある蛍光信号に感受性があり得る検出器素子を備えてもよい。このデバイスは、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く、これらの例では、焦点はグルコースであってもよい。
【０１４９】
グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイス１６００の別の例は、血管ポートに基づくセンサ１６３０を含んでもよい。一般的な用途では、ユーザは、定期的に静脈内注射を受けるのを助けるため、身体に外科的に埋め込まれる血管ポートデバイスを有してもよい。同様のデバイスが、グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイス１６００として機能するように構成されてもよい。ユーザの体内に設置された血管ポートデバイスには、血管ポートに基づくセンサ１６３０が設置されてもよいが、それは、このデバイスがユーザの血液と定期的に接触して、ユーザの血液の定期的なバイオメトリクス感知が可能になるためである。このデバイスは、感知電子部品及びその中に収容された構成要素を有してもよい。このデバイスはまた、エネルギー印加素子、並びにその中に収容された他の電子部品を有してもよい。このデバイスは、ＦＲＥＴ又は量子ドットに基づく分光法によって、様々なタイプの検体を検出するように機能してもよいが、それは、このデバイスがユーザの血液と定期的に接触してもよく、ユーザの血液の化学物質における変化が起こるとそれを感知できるためである。
【０１５０】
グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイス１６００の別の例は、動脈ステントセンサ１６４０を含んでもよい。一般的な用途では、ユーザは、医学的な動脈の問題を解決するのを助けるため、体内に外科的に埋め込まれたステントを有してもよい。他の様とでは、同様のデバイスが、グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイスと１６００として機能してもよい。ユーザの体内に設置されたステントには、動脈ステントセンサ１６３０が接地されてもよいが、それは、このデバイスがユーザの血液と定期的に接触して、ユーザの血液の定期的なバイオメトリクス感知が可能になるためである。このデバイスは、感知電子部品及びその中に収容された構成要素を有してもよい。このデバイスはまた、エネルギー印加素子、並びにやはりその中に収容された他の電子部品を有してもよい。このデバイスは、ＦＲＥＴ、量子ドット分光法、及び他の分析デバイスを介して、様々なタイプの検体を検出するように機能してもよい。このステントは、ユーザの血液と直接接触していてもよいので、ユーザの血液の化学物質における変化が起こるとそれを感知できる。
【０１５１】
いくつかの例では、グルコース感知のための電力供給された生物医学的デバイス１６００は、皮下センサ１６４０を含んでもよい。このデバイスは、バイオフィルムの集積に耐性があるケーシングから成ってもよく、感知電子部品及びその中に収容された構成要素を有してもよい。デバイスは、ユーザの皮膚表面の下に挿入されてもよい。このデバイスはまた、エネルギー印加素子、並びに他の電子部品及びその中に収容された検体感知部品を有してもよい。このデバイスは、ＦＲＥＴ、量子ドット分光法、及び他の分析技術を介して、様々なタイプの検体を検出するように機能してもよいが、それは、このデバイスがユーザの間質液と直接接触していてもよく、生物医学的デバイスによって感知される変化が、それらの検体が皮下センサ１６４０の近傍へと拡散する速度でユーザの血液系及び間質液から交換されてもよい、かかる検体に起因するものであるためである。
【０１５２】
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方法が得られてもよい。１７１０で、本方法は、第１のデバイスを得ることによって始まってもよく、デバイスは少なくともユーザの第１のバイオメトリクスを測定する。次に、１７２０で、本方法は、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、本方法は、ユーザが第３のデバイスを有する自動車両内に位置する間に、第１のデバイスを用いてグルコースレベルを測定することによって継続してもよく、第３のデバイスは、フィードバックデバイス及び通信手段を含む。次に、１７３０で、本方法は、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、本方法は、グルコース分析データを第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、本方法は、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、本方法は、グルコース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、本方法は、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、本方法は、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、自動車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の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のに使用される第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の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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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するのに使用されてもよい。
【０１５５】
器官へのインプラント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インプラントを含んでもよい。これらのインプラントは、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触する流体を直接感知するか又は間接的に感知することができてもよい。
【０１５６】
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することができてもよい。
【０１５７】
歯センサ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の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又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。
【０１５８】
血管ポートセンサ１８４０は、血流内の様々な態様を感知するの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。
【０１５９】
いくつかのバイオメトリクスセンサは着用式センサ１８５０であってもよい。着用式センサ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。他の着用式センサは、ユーザの細胞組織層を直接又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ってもよい。着用式センサ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、着用式センサ１８５０は衣服若しくは装身具に付着してもよい。
【０１６０】
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性のあ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。
【０１６１】
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を形成してもよい。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評価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性のある判定のため、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。
【０１６２】
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の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。
【０１６３】
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の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、着用式センサ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、有用なフォームファクタ、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。
【０１６４】
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配置されてもよく、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。
【０１６５】
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図しない。
【０１６６】
最も実用的かつ好ましい実施形態であると考えられるものを図示し記載しているが、記載し図示している具体的な設計及び方法からの逸脱が当業者に対して提案され、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る。本発明は、記載され図示される特定の構造に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内にあってもよい全ての修正と一貫するように構築されるべきである。
【０１６７】
〔実施の態様〕
（１）  バイオメトリクスに基づく情報通信のシステムであって、
感知手段、エネルギー印加デバイス、及び通信手段を含み、前記感知手段が、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触している流体を直接感知するか又は間接的に感知する、生物医学的デバイスと、
前記生物医学的デバイスとペアリングされた通信プロトコルにある、ユーザ電子デバイスと、
前記生物医学的デバイスから少なくとも１つのデータ値を受信し、前記少なくとも１つのデータ値に基づく通信をコンテンツサーバに送信するように構成された、通信ハブと、
前記生物医学的デバイス及び前記ユーザ電子デバイスのうちの少なくとも一方と動作可能に関連付けられたフィードバック要素と、を備え、
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して、標的とされるメッセージを前記フィードバック要素に送信する、システム。
（２）  前記少なくとも１つのデータ値に基づく前記通信の前記送信がリアルタイムで行われる、実施態様１に記載のシステム。
（３）  前記生物医学的デバイスが眼用デバイスである、実施態様１に記載のシステム。
（４）  前記生物医学的デバイスが、眼用デバイス、血管ポート、歯科インプラント、皮下センサ、ステント、聴覚センサ、インプラント、又は嚥下可能な電子ピルのうちの１つ又は２つ以上を含む、実施態様１に記載のシステム。
（５）  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。
【０１６８】
（６）  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５に記載のシステム。
（７）  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６に記載のシステム。
（８）  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５に記載のシステム。
（９）  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して、標的とされるメッセージをスマートフォンに送信する、実施態様１に記載のシステム。
（１０）  前記感知手段が、ユーザの温度を監視する要素を含む、実施態様４に記載のシステム。
【０１６９】
（１１）  前記感知手段が、ユーザの瞳孔サイズを監視する要素を含む、実施態様４に記載のシステム。
（１２）  前記感知手段が、ユーザの眼内圧を監視する要素を含む、実施態様４に記載のシステム。
（１３）  前記感知手段が、ユーザの眼球運動を監視する要素を含む、実施態様４に記載のシステム。
（１４）  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４に記載のシステム。
（１５）  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４に記載のシステム。
【０１７０】
（１６）  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４に記載のシステム。
（１７）  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４に記載のシステム。
（１８）  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４に記載のシステム。
（１９）  メッセージを通信する方法であって、
ユーザに対してバイオメトリクス測定を行うことができ、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触している流体を直接感知するか又は間接的に感知する、生物医学的デバイスを提供することと、
前記生物医学的デバイスを利用して、前記ユーザの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、
前記メッセージを、フィードバックデバイスを用いて前記ユーザ及び第三者のうちの少なくとも一方に通信することと、
を含む、方法。
（２０）  メッセージを通信する方法であって、
ユーザに対してバイオメトリクス測定を行うことができ、ユーザの細胞組織層、又はユーザの細胞組織層に接触している流体を直接感知するか又は間接的に感知する、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少なくとも１つのデータ値を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。
【０１７１】
（２１）  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２０に記載の方法。
（２２）  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２１に記載の方法。
（２３）  標的とされるメッセージを通信する方法であって、
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す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。
（２４）  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２３に記載の方法。
（２５）  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２４に記載の方法。
【０１７２】
（２６）  標的とされる個別的なメッセージを通信する方法であって、
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のデバイスとの間で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す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。
【０１７３】
（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２７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】
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