(57)【要約】装置は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置と、エネルギー貯蔵構成部品と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、機能回路とを備える。エネルギー貯蔵構成部品は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって、装置に隣接して配置された無線送信装置から収集されたエネルギーを貯蔵する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されて、エネルギー貯蔵構成部品から電圧出力を受け取り、かつこの受け取った電圧出力を第２の電圧レベルに変換して、装置の１つまたは複数の構成部品に電力を供給する。機能回路は、流体試料内の物質の濃度を測定するためのものである。機能回路はＤＣ−ＤＣコンバータに結合されており、したがって、この機能回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を得る。
2017504114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置と、
前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置されたＮＦＣ伝送装置から収集されるエネルギーを蓄積するためのエネルギー貯蔵構成部品と、
前記エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されたＤＣ−ＤＣコンバータと、
カウンタと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合された機能回路と
を備える測定装置であって、
前記エネルギー貯蔵構成部品は、前記カウンタによって設定される第１の時点Ｔ１まで、前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって収集される前記エネルギーの少なくとも一部分を収集および蓄積し、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータが、前記エネルギー貯蔵構成部品に蓄積された前記エネルギーの少なくとも一部分を使用して、前記カウンタによって設定される第２の時点Ｔ２で起動され、
前記機能回路が、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して、前記カウンタによって設定される第３の時点Ｔ３で起動される、測定装置。
【請求項２】
前記機能回路が、測定を実行するための１つまたは複数の構成部品を備える、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に結合されたＮＦＣアンテナをさらに備える、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置が、ＮＦＣ対応の消去可能なプログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を備える、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記エネルギー貯蔵構成部品が、蓄積コンデンサまたはスーパーキャパシタである、請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記機能回路に結合されたタイミング制御回路をさらに備え、前記タイミング制御回路は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される前記電力の少なくとも一部分を使用して、前記第３の時点Ｔ３で前記機能回路を起動させるように構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記機能回路が少なくとも１つのセンサを備え、前記タイミング制御回路が、前記第３の時点Ｔ３の後である第４の時点Ｔ４で測定を実行するために前記センサを起動させるように構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置と、
前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置されたＮＦＣ伝送装置から収集されるエネルギーを蓄積するためのエネルギー貯蔵構成部品と、
前記エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合された事前充電回路と、
前記事前充電回路に電気的に結合されたＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合された機能回路と
を備える測定装置であって、
前記事前充電回路は、前記エネルギー貯蔵構成部品が、閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーを蓄積するまで、前記エネルギー貯蔵構成部品と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を防止し、かつ、その後、前記エネルギー貯蔵構成部品と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間の前記電気的連結を維持するように構成され、
前記機能回路が、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して起動するように構成される、測定装置。
【請求項９】
前記機能回路が、測定を実行するための１つまたは複数の構成部品を備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に結合されたＮＦＣアンテナをさらに備える、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置が、ＮＦＣ対応の消去可能なプログラマブルメモリ（ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）を備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記エネルギー貯蔵構成部品が、蓄積コンデンサまたはスーパーキャパシタである、請求項８に記載の装置。
【請求項１３】
前記機能回路に結合された少なくとも１つの処理装置と、
プロセッサ実行可能命令を記憶するための少なくとも１つのメモリと
をさらに備え、
前記少なくとも１つのプロセッサが、前記少なくとも１つのメモリに通信可能に結合され、前記プロセッサ実行可能命令が実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサは、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される前記電力の少なくとも一部分を使用して、前記機能回路の前に起動し、および前記機能回路を起動させる、請求項８に記載の装置。
【請求項１４】
前記機能回路が、少なくとも１つのセンサを備え、前記プロセッサ実行可能命令が実行されると、前記少なくとも１つのプロセッサが、前記機能回路の起動後の時点で測定を実行するために前記センサを起動する、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
流体試料内の物質の濃度を測定するための測定装置であって、
無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置と、
前記無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、前記無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置された無線伝送装置から収集されたエネルギーを蓄積するエネルギー貯蔵構成部品と、
前記エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されて、前記エネルギー貯蔵構成部品からの電圧出力を受け取り、かつ前記受け取った電圧出力を第２の電圧レベルに変換して、前記測定装置の１つまたは複数の構成部品に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、
前記流体試料内の前記物質の濃度を測定するための機能回路であって、前記ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される前記電力の少なくとも一部分を得るように前記ＤＣ−ＤＣコンバータに結合される機能回路と
を備える、測定装置。
【請求項１６】
前記測定装置の前記１つまたは複数の構成部品が、所定の時点に所定のシーケンスで前記ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される前記電力の少なくとも一部分を受け取る、少なくとも２つの構成部品を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記測定装置および前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記１つまたは複数の構成部品がそれぞれ、所定の時点に所定のシーケンスで前記エネルギー貯蔵構成部品からの前記電圧出力の少なくとも一部分を受け取る、請求項１５に記載の装置。
【請求項１８】
前記所定の時点および前記所定のシーケンスに従って、前記測定装置および前記ＤＣ−ＤＣコンバータの前記１つまたは複数の構成部品の電源投入シーケンスを制御するためのマイクロコントローラをさらに備える、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記エネルギー貯蔵構成部品と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間に電気的に結合された事前充電回路をさらに備え、前記事前充電回路が、（ｉ）閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーを前記エネルギー貯蔵構成部品が貯蔵するまで、前記エネルギー貯蔵構成部品と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を防止し、かつ（ｉｉ）その後に前記エネルギー貯蔵構成部品と前記ＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を維持するように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２０】
前記測定装置に電池がなく、したがって前記エネルギー貯蔵構成部品、前記ＤＣ−ＤＣコンバータ、および前記機能回路がそれぞれ、前記無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２１】
前記無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置が、近距離無線通信（ＮＦＣ）アンテナ、ＲＦＩＤアンテナ、またはその両方を備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項２２】
前記無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置が、近距離無線通信ＮＦＣアンテナを備え、前記ＮＦＣアンテナがコイルである、請求項１５に記載の装置。
【請求項２３】
前記ＤＣ−ＤＣコンバータが、前記無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２４】
前記測定装置の前記１つまたは複数の構成部品が、前記測定装置から第２の装置までデータを伝送するための通信インターフェースを備える、請求項１５に記載の装置。
【請求項２５】
前記第２の装置が前記無線伝送装置である、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記無線伝送装置が、スマートフォンであって、前記測定装置に双方向で通信可能に接続するよう、前記スマートフォン上で実行されるソフトウェアアプリケーションを含むスマートフォンである、請求項１５に記載の装置。
【請求項２７】
前記測定装置が、可撓性および伸縮性を有し、かつユーザの皮膚に直接装着されるように構成される、請求項１５に記載の装置。
【請求項２８】
前記流体試料が、前記測定装置によって前記ユーザから直接受け取られる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記測定される物質が、検体、ウイルス、タンパク質、バクテリア、酵素、毒素、またはそれらの任意の組合せである、請求項１５に記載の装置。
【請求項３０】
前記流体試料が、血液、汗、尿、唾液、涙滴、空気、またはそれらの任意の組合せである、請求項１５に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、概して、センサシステムに関し、より詳細には、無線装置に近接して電力供給を受け、この無線装置からの保持電力に基づいて様々なセンサが電力供給を受けることを可能にするセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
測定装置の電力操作に必要な電源のサイズのため、定量的測定を実行するための既存の測定装置は嵩張ることがある。既存の測定装置のサイズが相対的に嵩張ることによって、こうした測定装置の適用範囲が限定されることがある。さらに、電源のサイズによって、既存の測定装置の嵩が増えるだけでなく、この既存の測定装置内の構成部品の実現可能な配置も制限される。したがって、従来の測定装置の寸法を修正することが妨げられる。本開示は、上記およびその他の問題への解決策を対象とする。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
超小型装置（たとえばウェアラブル装置）は、その装置の電池によってサイズが制約される。半導体プロセスの進歩によって、測定および行為（たとえば、治療の実施）が可能になるが、電力要求事項が、小さくまたは薄いフォームファクタでのこうした装置の用途を限定する。本開示には、超小型装置上の電池の問題を軽減し、小さいフォームファクタ（たとえば、薄く、可撓性があり、伸縮自在で、ウェアラブルである、ユーザの皮膚に適合する装置）での半導体技術の用途を可能にする技法の説明が含まれる。本開示では、慎重に選択され、特別に設計されたハードウェア、および経験的に試験されたソフトウェアを利用して、低消費電力型電子装置のタイミングを制御し、その結果、この低消費電力型電子装置は、（１）たとえばＮＦＣ装置（たとえばＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）、ソーラー装置、熱電装置などのエネルギーハーベスティング装置、および／または（２）要求されるフォームファクタに合致する小型電池のいずれかから許容可能な程度の低電流を引き出すことができる。
【０００４】
いくつかの実装形態によれば、装置（たとえば、装置７２０、８００、１０００）は、電子構成部品（たとえば、９０２、１０６０、２３０）を備えており、これらは、消費する電力を最小限に抑えながら用途の要求条件を満たすように選択される。この装置の電子構成部品（たとえば、９０２、２３０、および１０６０）は低電力装置であるが、オンになると、エネルギーハーベスティング装置（たとえば、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０、１０１０）または小型電池（たとえば、電池９１０）を崩壊させる過剰な電流を引き出すことがある。これは、典型的には始動時に生じるが、（たとえば、センサ（たとえばセンサ１０７０）が測定／試験中に消費する電力に起因して）測定のある段階で生じることがある。
【０００５】
いくつかの実装形態によれば、始動時に電力を消費する問題を解決するために、タイミング制御回路（たとえば、タイミング制御回路１０５４）を有する事前充電回路（たとえば、事前充電回路９０１、１０５２）が、本開示の装置に含まれる。
【０００６】
いくつかの実装形態によれば、安定した電力を動作中に維持するという問題を解決するために、具体的には、（たとえば、センサ１０７０を使用した）高感度測定中には、ある種のサブ回路（たとえば、メモリ１０６４、ＡＤＣ１０６６、ＤＡＣ１０６８、およびセンサ１０７０）をいつ起動し、どの程度の期間にわたってその状態を保つかを制御するためのＭＣＵ（たとえば、ＭＣＵ９０３、１０６２）が含まれる。これらのサブ回路は、オン／オフを繰り返し、装置（たとえば、装置７２０、８００、１０００）が必要とするときにのみ使用することができる。
【０００７】
本開示のいくつかの実装形態によれば、測定装置は、近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置と、エネルギー貯蔵構成部品と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、カウンタと、機能回路とを備える。エネルギー貯蔵構成部品は、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置されたＮＦＣ送信装置から収集されたエネルギーを貯蔵する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合される。機能回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合される。エネルギー貯蔵構成部品は、カウンタによって設定される第１の時点Ｔ１まで、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって収集されるエネルギーの少なくとも一部分を収集および貯蔵する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、エネルギー貯蔵構成部品に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を使用して、カウンタによって設定される第２の時点Ｔ２で起動される。機能回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して、カウンタによって設定される第３の時点Ｔ３で起動される。
【０００８】
本開示のいくつかの実装形態によれば、測定装置は、近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置と、エネルギー貯蔵構成部品と、事前充電回路と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、機能回路とを備える。エネルギー貯蔵構成部品は、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置されたＮＦＣ送信装置から収集されたエネルギーを貯蔵する。事前充電回路は、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合される。ＤＣ−ＤＣコンバータは、事前充電回路に電気的に結合される。機能回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合される。事前充電回路は、閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーをエネルギー貯蔵構成部品が貯蔵するまで、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気通信を防止し、かつ、その後、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を維持するように構成される。機能回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して起動するように構成される。
【０００９】
本開示のいくつかの実装形態によれば、流体試料中の検体を測定するための測定装置は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置と、エネルギー貯蔵構成部品と、ＤＣ−ＤＣコンバータと、機能回路とを備える。エネルギー貯蔵構成部品は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置された無線送信装置から収集されたエネルギーを貯蔵する。ＤＣ−ＤＣコンバータは、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されて、エネルギー貯蔵構成部品から電圧出力を受け取り、かつこの受け取った電圧出力を第２の電圧レベルに変換して、測定装置の１つまたは複数の構成部品に電力を供給する。機能回路は、流体試料中の検体の量を測定するためのものである。機能回路はＤＣ−ＤＣコンバータに結合されており、したがって、この機能回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を得る。
【００１０】
各図面を参照してなされる様々な実装形態の詳細な説明を考慮すると、本開示の別の態様が当業者には明らかになるであろう。各図面の簡単な説明を以下に示す。
以下の詳細な説明を読み、各図面を参照すれば、本開示の上記およびその他の利点が明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示のいくつかの実装形態による電池の斜視図である。
【図２】本開示のいくつかの実装形態による、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置、エネルギー貯蔵装置、ＤＣ−ＤＣコンバータを備える電力回路の回路図の概略図である。
【図３】本開示のいくつかの実装形態による、第１のＤＣ−ＤＣコンバータの特性を示す図である。
【図４】本開示のいくつかの実装形態による、第２のＤＣ−ＤＣコンバータの特性を示す図である。
【図５】本開示のいくつかの実装形態に従って様々なサブシステムがオンになるときの、測定装置の電流負荷を示す図である。
【図６】本開示のいくつかの実装形態による、システムの構成部品の始動シーケンスを示す流れ図である。
【図７】本開示のいくつかの実装形態による測定装置に対して無線送信装置を配置するための段階的な命令を示す流れ図である。
【図８】本開示のいくつかの実装形態による測定装置の概略図である。
【図９】本開示のいくつかの実装形態による測定装置の回路図の概略図である。
【図１０】本開示のいくつかの実装形態による装置の回路図の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本開示には、様々な修正形態および代替形態の余地があるが、具体的な実施形態を一例として各図面に示しており、本明細書において詳細に説明することになる。しかし、本開示は、開示された特定の形態に限定されるものではないことを理解されたい。むしろ、本開示は、添付の特許請求の範囲によって規定された本開示の趣旨および範囲内にある全ての修正形態、均等物および代替形態を含むものである。
【００１３】
本開示は、電源を備えないか、または、たとえば環境目的および／もしくは診断目的の用途向けの低出力電源を備える測定装置を使用する、定量分析用の方法、機器、およびシステムに関する。低出力電源は、約２５ｍＡＨ、約２０ｍＡＨ、約１５ｍＡＨ、約１０ｍＡＨ、約５ｍＡＨ、または約１ｍＡＨを下回る電力を供給する電源とすることができる。実装形態によっては、低出力電源は約５ｍＡのピーク電流を供給することもでき、これは、たとえばピーク電流が５ｍＡ未満の薄膜電池１００ａ（図１）であるが、それに限定されない。本開示の測定装置は、たとえば生物学的試料（たとえば、血液、尿など）または他の化学試料であるがそれに限定されない試料の、少なくとも１つの成分を検出および／または定量化するためのものである。
【００１４】
代替実装形態によっては、測定装置は高出力電源を備え、この高出力電源は、休止状態のまま維持されるか、または本明細書に記載の原理によって、これを最小限に抑えながら使用して測定装置の状態を再現する。
【００１５】
本明細書に記載の例示的なシステム、方法、および機器により、データ収集システムおよび／またはデータ解析システムに電力供給するための、たとえばスマートフォンであるがそれに限定されないコンピューティング装置からのエネルギーハーベスティングが容易になる。
【００１６】
本明細書に記載の例示的なシステム、方法、および機器はまた、オンボード電源の必要性を実質的に排除することによって電力回路の設計に革新をもたらす。これにより、システムの電力回路の革新的で様々な数多くの設計が容易になる。
【００１７】
本明細書に記載の例示的なシステム、方法、および機器はまた、エネルギーハーベスティングを容易にする便利な方法で、測定装置を配置するようユーザを案内するための革新的な方法をもたらす（たとえば、図７参照）。
【００１８】
エネルギーを少量ずつ慎重に分配してシステムの全電力を供給可能にする、始動シーケンス（たとえば、図６参照）が、本明細書に記載されている。本明細書でのシステムは、断続的な監視アプリケーションに使用してもよく、ここでは連続的な監視を必要としなくてよい。たとえば、本明細書でのシステムを使用して、測定装置がデータ収集および／またはデータ解析できるようにするのに十分な短期間用に、収集されたエネルギーを貯蔵してもよい。別の例では、貯蔵された収集エネルギーの一部分を使用して、データ記憶および／またはデータ伝送を実行してもよい。
【００１９】
実装形態によっては、データは、システムのメモリに伝送してもよく、かつ／または外部メモリもしくは他の記憶装置、ネットワーク、および／もしくはオフボードのコンピューティング装置に伝達（伝送）してもよい。外部記憶装置はサーバとすることができ、これにはデータセンタ内のサーバが含まれる。このようなコンピューティング装置の非限定的な例には、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、スレート、電子書籍リーダもしくは他の電子リーダ、またはハンドヘルド、ポータブル、もしくはウェアラブルのコンピューティング装置、Ｘｂｏｘ（登録商標）、Ｗｉｉ（登録商標）、もしくは他のゲームシステムが含まれる。
【００２０】
本明細書に記載のシステム、方法、および機器による測定装置のいずれも、断続的使用向けに構成してもよい。
本明細書に記載のシステム、方法、および機器による測定装置のいずれも、センサユニット、センサパッチ、監視装置、診断装置、治療装置、または、本明細書に記載の収集エネルギーを使用して動作することができる、他の任意の測定装置として構成してもよい。非限定的な例として、測定装置は、グルコース監視装置または他のグルコース測定装置とすることができる。
【００２１】
本開示の測定装置は、数多くの様々なタイプの検知様式向けに構成することができる。検知様式には、たとえば、圧力、インピーダンス、コンデンサ、血流、および／または、たとえば化学物質、タンパク質、もしくは抗体であるがそれに限定されない特定物質の存在を、検出および／または定量化することが含まれる。実装形態によっては、測定装置は、環境状態の電気測定を実行するように実装される。
【００２２】
健康管理の分野、具体的には人間の診断の分野では、ポイントオブケア（ＰＯＣ）検査は一般に、中央検査室の外部での臨床検査を指す。ＰＯＣによって、患者がどこにいようと、場合によっては患者自身によって診断試験を実行できるようになったため、患者ケアの効率が改善してきた。ＰＯＣは、自己健康監視の利便性を患者に提供するだけでなく、たとえば、インターネットを介してＰＯＣ試験結果を医療従事者のサイトにアップロードすることによって、遠隔診療記録の保管および診断を可能にする。
【００２３】
試料の分析から得られる定量的情報は、たとえば、グルコースレベルの決定または病気（たとえばＨＩＶ、マラリアなど）の診断のために使用することができる。試料、たとえば血液であるがそれに限定されない試料を試験プラットフォームに置くと、事前付着した分析物を使用して試料を分析することができる。非限定的な例として、本明細書に記載の例示的な測定装置に基づく測定プラットフォームは、試料の少なくとも１つの成分を示すデータまたは他の情報を提供するように構成することができる。一例では、データまたは他の情報は、試験プラットフォームのメモリに記憶するか、または無線で伝送することができる。別の例では、本明細書に記載の例示的な測定装置に基づく測定プラットフォームは、たとえば色彩表示、シンボル、および／またはデジタル読出しであるがそれに限定されない、定量的測定からのデータまたは他の情報を示すように構成することができる。定量的測定の結果を使用して、たとえば、グルコースレベルもしくはビタミンＤレベルの指示、または病気（たとえばＨＩＶもしくはマラリアであるがそれに限定されない）の陽性もしくは陰性の徴候、および／または病気の進行度合いであるがそれに限定されない、個々人の状態を示すことができる。例によっては、各装置は、電気的な定量的測定を実行するように構成することができ、この定量的測定は、タンパク質もしくは抗体の存在を決定すること、および／またはこれらを定量化することを含め、たとえばマラリア診断もしくはＨＩＶ診断であるがそれに限定されない医学診断用に使用することができる。
【００２４】
例によっては、測定装置は、電気的な定量的測定を実行して、たとえば血流量または心拍数であるがそれに限定されない力学量を決定するように構成することができる。
本開示は、試料もしくは（たとえば環境状態もしくは生理学的状態であるがそれに限定されない）状態に関連する定量的情報を提供する際に使用するための電源のない、またはそのための低出力電源を有する、様々な測定装置を含む。このような測定装置は、試料または状態の測定値を分析するための測定装置の動作を容易にする電子回路および（ファームウェアを含む）プロセッサ実行可能命令を含んでおり、この測定装置は、電源がないか、または低出力電源を備える。
【００２５】
いくつかの実装形態によれば、本開示の測定装置は、微少流体試験装置（たとえば、血液グルコースメータ）であり、これは埋込み式の電子装置を備えていて量子化された測定値を得る。微少流体試験装置は、測定される試料に関する定量的情報を、コンピューティング装置（たとえば、スマートフォン、ラップトップ、デスクトップコンピュータなど）に伝送するように構成することができる。
【００２６】
この測定装置は、可撓性のある形状適合した電子装置として構成することができ、その形状適合が調整される。この形状適合性を制御することによって、測定装置の機能特性または電子特性を崩すことなく、表面の輪郭に形状適合できる測定装置を生成することが可能になる。形状適合した装置全体の形状適合性は、構造体の柔軟性および／または伸縮性の度合いに基づいて制御および調整することができる。形状適合した電子装置の構成部品の非限定的な例には、処理装置、（たとえば、リードオンリメモリ、フラッシュメモリ、および／またはランダムアクセスメモリであるがそれに限定されない）メモリ、入力インターフェース、出力インターフェース、通信モジュール、受動回路構成部品、能動回路構成部品などが含まれる。この形状適合した電子装置は、少なくとも１つのマイクロコントローラおよび／または他の集積回路構成部品を備えることができる。この形状適合した電子装置は、たとえば近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のコイルであるがそれに限定されない、少なくとも１つのコイルを備えることができる。あるいは、形状適合した電子装置は、無線周波数識別（ＲＦＩＤ）の構成部品を備えることができる。実装形態によっては、形状適合した電子装置は、デュアルインターフェースの電気的に消去可能なプログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を有する、動的ＮＦＣ／ＲＦＩＤタグ集積回路を備える。
【００２７】
形状適合した電子装置は、１つまたは複数の装置島で構成することができる。装置島の構成は、たとえば、（センサシステムを含む）形状適合した装置全体に組み込まれた構成部品のタイプ、形状適合した装置全体の所期の寸法、および形状適合した装置全体の形状適合性の所期の度合いに基づいて決定することができる。
【００２８】
非限定的な例として、１つまたは複数の装置島の構成は、構成される形状適合した電子装置全体のタイプに基づいて決定することができる。たとえば、形状適合した装置全体は、可撓性および／または伸縮性のある対象物に配置されることになる、ウェアラブルな形状適合した電子構造体、または受動もしくは能動の電子構造体でもよい。
【００２９】
別の非限定的な例として、測定装置の１つまたは複数の装置島の構成は、測定装置全体の所期の用途で使用されることになる構成部品に基づいて決定することができる。例示的な用途には、温度センサ、神経センサ、ハイドレーションセンサ、心拍センサ、モーションセンサ、流量センサ、圧力センサ、装置モニタ（たとえば、スマート機器）、呼吸リズムモニタ、皮膚コンダクタンスモニタ、電気接点、またはそれらの任意の組合せが含まれる。実装形態によっては、１つまたは複数の装置島は、温度センサ、ひずみセンサ、および／または電気生理センサ、複合モーション／心拍／神経センサ、複合心拍／温度センサなどを含め、少なくとも１つの多機能センサを含むように構成することができる。
【００３０】
本開示の実装形態によっては、測定装置は、オンボード電源なしで構成される。このような実装形態では、オンボード電源を備える測定装置に対して、測定装置の形状適合性の度合いが増大する。さらに、本明細書において開示した測定装置は、非常に薄くて形状適合した装置を形成できるようにする新規のフォームファクタで構成することができる。非限定的な例として、測定装置の平均厚さは、約２．５ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１．５ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約５００ミクロン以下、約１００ミクロン以下、または約７５ミクロン以下である。例示的な一実装形態では、測定装置の少なくとも一部分を折り畳んでもよく、またはこの測定装置が、測定されることになる試料の一部分を囲繞し、それに適合するようにしてもよい。測定装置の少なくとも一部分が折り畳まれる例では、測定装置の平均厚さは、約５ｍｍ以下、約４ｍｍ以下、約３ｍｍ以下、約２ｍｍ以下、約１ｍｍ以下、約２００ミクロン以下、または約１５０ミクロン以下である。横方向の面内寸法は、所望の用途に基づいて変更することができる。たとえば、横寸法は、およそセンチメートル程度、またはセンチメートルの波数程度とすることができる。他の例では、例示的な測定装置は、他の寸法、フォームファクタ、および／またはアスペクト比（たとえば、さらに薄い、厚い、幅が広い、幅が狭い、もしくは数多くの他の変形形態）を有するように構成することができる。
【００３１】
本明細書において開示する原理によるシステム、装置、または方法のいずれにも適用可能なコンピューティング装置の非限定的な例には、スマートフォン、タブレット、ラップトップ、スレート、電子書籍リーダもしくは他の電子リーダ、Ｘｂｏｘ（登録商標）、Ｗｉｉ（登録商標）、もしくは他のゲームシステム、または他のハンドヘルドもしくはウェアラブルのコンピューティング装置が含まれる。
【００３２】
本明細書において述べるように、測定装置には電源がなくてもよく、または定量的測定を実行するためのわずかな電力を供給する電源を備えてもよい。このように、測定装置は、電源の構成部品にかかるコストを下げ、もしくはそのコストを省き、または、電源を手入れし、もしくは充電するのに伴うコストを回避もしくは低減することに基づいて、低コストで作製することができる。さらに、測定装置は、構造体内の構成部品の数を減らし、またはより簡略化することによってさらに単純にすることができ、その結果、相対的に低コストの製造プロセスで製造することもできる。電力構成部品なしで、または低電力構成部品で測定装置を製造してもよい場合、測定装置は、廃棄する際に出る化学物質が相対的に少ないため、環境に対してさらに好ましい場合がある。
【００３３】
本発明における本開示の測定装置の少なくともいくつかに適用可能な電源の非限定的な例には、電池、燃料電池、太陽電池、コンデンサ、および熱電装置が含まれる。図１には、バルク低漏洩電池１００ｂ、および薄膜電池１００ａを含む電池の例が示してある。
【００３４】
実装形態によっては、測定装置は、エネルギーハーベスティングを介して、定量的測定を実行するための電力を取り出す。測定装置のエネルギーハーベスティング用構成部品は、ある形態のエネルギーを別の形態のエネルギー（たとえば電気エネルギーであるがそれに限定されない）に変換するのに使用してもよい任意の構成部品とすることができる。実装形態によっては、測定装置は、温度勾配、機械的振動、横波、および／または縦波からのエネルギーハーベスティングによって定量的測定を実行するための電力を取り出す。横波または縦波は、外部のコンピューティング装置（たとえばスマートフォン）の少なくとも１つの構成部品によって生成してもよい。実装形態によっては、測定装置のエネルギーハーベスティング用構成部品は、メタ材料、光電子デバイス、熱電装置、共振器、コイル、または、ある形態のエネルギーに結合するよう構成することができる他の構成部品である。横波は、電磁波または音波でもよい。縦波は音波でもよい。
【００３５】
実装形態によっては、測定装置は、外部のコンピューティング装置（たとえばスマートフォン）からの電波に基づいて、エネルギーハーベスティングによって定量的測定を実行するための電力を取り出す。このような実装形態では、表面弾性波技術を測定装置に実装し、圧電効果を利用して、音波を電気信号に変換してもよい。たとえば、表面弾性波センサは、変換用のくし型トランスデューサを備えてもよい。
【００３６】
実装形態によっては、本開示の測定装置は、使い捨て装置（たとえば、使い捨ての血液グルコース試験センサ装置／システム）、または、２回以上の定量的測定を実行するのに使用できる装置（たとえば、ユーザの皮膚と接触した状態を維持される連続グルコース監視センサ装置／システムなど、複数回使用可能な装置）のようなものである。たとえば、測定装置は、定量的測定向けの再使用可能で低コストのシステムでもよい。その結果、測定装置は、たとえば、１回限りの使用の試験センサ／ストリップを用いて人の血液グルコースレベルを試験するのに伴う典型的な廃棄物を減らすことによって、環境保全上の利点をもたらすこともできる。
【００３７】
実装形態によっては、測定装置の構成部品は、測定装置の必要電力を最小限に抑えるよう、各構成部品を起動する具体的なシーケンスが発生するように構成される。このような実装形態によっては、測定装置は、エネルギーハーベスティング用構成部品を備え、以下のような定量的測定および診断を実行する。測定装置のエネルギーハーベスティング用構成部品は、測定および／または診断する際に、外部の近距離無線通信（ＮＦＣ）対応の装置（たとえば、ＮＦＣのコイルおよび／またはアンテナ）を介して電力を収集する。すなわち、測定装置は、エネルギーハーベスティングの開始と同時に、またはエネルギーハーベスティング中の任意の時点で、測定および／または診断を実行する。この例では、測定および／または診断は、エネルギーハーベスティングが実行されるのとほぼ同じ時点で実行することができる。
【００３８】
実装形態によっては、測定装置は、エネルギーハーベスティング用構成部品を備え、以下のような定量的測定および診断を実行する。測定装置のエネルギーハーベスティング用構成部品は、外部の近距離無線通信（ＮＦＣ）対応装置を介して電力を収集し、その収集した電力を測定装置のエネルギー貯蔵用構成部品に蓄積する。たとえば、測定装置は、容量性構成部品を備えることができ、収集された電力を使用して、この容量性構成部品を充電することができる。例によっては、容量性構成部品は、低漏洩コンデンサまたはスーパーキャパシタとすることができる。本明細書において開示する任意のシステムまたは機器に適用可能な低漏洩コンデンサの非限定的な例には、アルミニウム電解コンデンサ、アルミニウムポリマーコンデンサ、または超低漏洩タンタルコンデンサが含まれる。いくつかの実装形態については、アルミニウム電解コンデンサの方が、超低漏洩タンタルコンデンサよりもよい選択となり得る。スーパーキャパシタは、電解コンデンサまたはタンタルコンデンサよりも高い充電密度を実現することができ、瞬間に大電流を供給する必要がある実装形態では有用となり得る。一例では、スーパーキャパシタは、電気化学コンデンサとすることができる。例によっては、スーパーキャパシタを使用して、Ｌｉ電池、ＮｉＣｄ電池、ＮｉＭＨ電池を含む電池などの電源、または他の同様なタイプの電源を追加するか、または置き換えることができる。測定装置は、測定および／または診断を実行するためにエネルギー貯蔵用構成部品に蓄積された電力を使用して、測定および／または診断を開始するように構成することができる。
【００３９】
本明細書に記載の例示的なシステム、方法、および機器によれば、本明細書に記載の定量的測定を実行するための測定装置の使用を容易にする、手順および構成部品起動シーケンスが提供される。測定装置は、電源を備えなくてもよく、または低出力電源を備えてもよい。例示的な手順および構成部品起動シーケンスはまた、相対的に高出力の電源を備える測定装置またはシステムに実装することができる。このような実装形態では、本明細書に記載の手順および構成部品起動シーケンスは、たとえば節電技法として実装することができる。
【００４０】
非限定的な例では、本明細書に記載のエネルギーハーベスティングとともに、例示的な手順および構成部品起動シーケンスを実行して、測定および／または診断を実行する際に測定装置を実装することができる。例示的な構成部品起動シーケンスは、測定装置の具体的な構成部品の起動のシーケンスおよびタイミングを指定して、信頼性の高い測定の実行を容易にすることができる。測定は、起動が完了した後の任意の時点で実行してもよい。実行された測定を示すデータ、またはその測定データに基づいた診断を示す情報は、測定装置の通信構成部品および／または構成部品のプロトコルを使用して伝送してもよい。
【００４１】
測定装置は、データが収集されるのとほぼ同じ時点で充電できるように構成することができる。この充電は、たとえばシステムのコンデンサおよび／または電池に蓄積してもよい。測定装置は、充電時間およびデータ取得時間を含む一定期間において、コンピューティング装置に近接した状態に維持することができる。非限定的な例として、この一定期間は、約３秒、約７秒、約１０秒、または約１５秒とすることができる。ブーストコンバータは、充電されると、取り込む電力がかなり少なくなる。この指定期間の後、システムの他の構成部品をオンにすることができる。
【００４２】
実装形態によっては、測定装置の測定に基づいて収集されたデータは、通信プロトコルを使用して、外部装置のメモリを含め、外部記憶装置、ネットワーク、（たとえばデータセンタの）サーバ、またはクラウドのデータベースに伝送することができる。たとえば、通信プロトコルは、無線ネットワーク、無線周波数通信プロトコル、（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）ローエナジーを含む）Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信（ＮＦＣ）を用いて、かつ／または赤外線もしくは非赤外線の発光ダイオード（ＬＥＤ）を使用して光学的に、データを伝送するように構成することができる。別の実装形態では、測定装置の測定に基づいて収集されたデータは、一定期間だけ測定装置のメモリに記憶することができ、後の時点で、外部装置のメモリを含め、外部記憶装置、ネットワーク、（たとえばデータセンタの）サーバ、またはクラウドのデータベースに転送（伝送）することができる。このような実装形態では、測定装置は、データをローカルメモリに記憶し、測定時点での直接データ転送か、またはしばらく後においてかの選択肢を使用する権利を留保するように構成することができる。
【００４３】
非限定的な例として、測定データは、医師、医療従事者、スポーツ医学開業医、理学療法士などから（適切にセキュリティ保護された同意の下に）アクセス可能にすることができる。たとえば、このシステムは、患者、医師、医療従事者、スポーツ医学開業医、理学療法士などが、データ測定値、（いつ測定が実行されたか、および／またはいつデータ読取りが生じたかの表示を含む）このデータ測定値に関するメタデータなどを示す情報を得ることができるように構成することができる。実装形態によっては、患者、医師、医療従事者、スポーツ医学開業医、理学療法士などには、たとえば測定データのプロット／チャート／グラフであるがそれに限定されないデータ測定値の図示または他の分析へのアクセス権を付与することができる。
【００４４】
本開示の測定装置は、たとえば試料の少なくとも１つのパラメータを検知し、測定し、かつ／または他の方法で定量化するのに使用される形状適合したセンサとして形成することができる。本開示のシステム、方法、および機器は、医学診断、治療、身体活動、スポーツ、理学療法、および／または臨床目的などの用途向けの少なくとも１つのパラメータを示すデータの分析結果を使用することができる。
【００４５】
本明細書に記載の手順および構成部品起動シーケンスは、アプリケーションソフトウェアプログラムとして構成されたプロセッサ実行可能命令を使用して、コンピューティング装置上で動的に開始することができる。プロセッサ実行可能命令には、アプリケーションソフトウェアプログラムをナビゲートするための一連のステップをユーザに明示するユーザ命令が含まれ得る。
【００４６】
非限定的な例では、本明細書に記載の原理による装置は、所望の構成部品起動シーケンスについて従うべきステップのシーケンスをユーザに示すことができる構造およびフォームファクタで構成することができる。一例では、アプリケーションソフトウェアプログラムは、命令をユーザに表示して、コンピューティング装置に対する測定および／または診断の装置の適切な配置を決定し、この測定および／または診断の装置がその配置位置に保持されて、適切なエネルギーハーベスティングを容易にすることになる時間の長さを示すように構成される。
【００４７】
本開示の測定および／または診断の装置の実装形態によっては、ユーザは、この測定および／または診断の装置に書き込んでもよい。
本明細書に記載の例示的なシステム、方法、および機器によれば、測定装置は、安定な電源または継続的な電源がなくても測定の実行を容易にするプロセッサ実行可能命令を実行するように構成された、システムのプロセッサに結合することができる。プロセッサ実行可能命令は、システムのメモリに記憶してもよい。一例では、プロセッサは、不安定な電源を使用して有効な測定の可能性（確率）を確実に高めるためのアルゴリズムの手順を実行する、プロセッサ実行可能命令を実行するように構成してもよい。一例では、プロセッサ実行可能命令には、誤り検査および／または自己監視を実行して、有効な測定の可能性（確立）を確実に高めるための命令が含まれる。一例では、システムは、データキャッシングおよび電力キャッシングを実現するように構成された構成部品を備える。
【００４８】
測定装置は、少なくとも１つの電力サブ回路を備えることができる。この電力サブ回路は、少なくとも１つの動的なＮＦＣ対応の集積回路（ＮＦＣ  ＩＣ）を備えることができ、これはデュアルインターフェースの電気的に消去可能なプログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）に結合されている。他の例示的な実装形態では、たとえばフラッシュメモリであるがそれに限定されない、他のタイプのメモリを使用することができる。
【００４９】
本明細書でＩＣに使用されるＮＦＣは、たとえば、ＲＦＩＤタグおよび携帯電話向けに使用される規格に基づいて構成することができる。例示的な一実装形態では、近距離無線通信技法の他の形態を使用することができる。たとえば、測定装置は、１つまたは複数のカスタムチューニングされたアンテナおよび／または通信プロトコルを使用する特注の磁場Ｈの実装形態を含むように構成することもできる。
【００５０】
実装形態によっては、ＮＦＣのＥＥＰＲＯＭは、ＤＣ−ＤＣコンバータに結合される。図２を参照すると、電力回路２００は、蓄積コンデンサ２２０にエネルギーを蓄積するのに使用される、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０（たとえば、ＮＦＣのＥＥＰＲＯＭおよび／またはＲＦＩＤ構成部品など、近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置）を備える。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０に結合される。電力回路２００は、収集エネルギーを蓄積する際に使用するため、本開示の測定装置内に含むことができる。動作にあたっては、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の電圧が、低漏洩蓄積コンデンサ（たとえば蓄積コンデンサ２２０）に出力される。非限定的な例として、蓄積コンデンサ２２０は、アルミニウム電解コンデンサまたはアルミニウムハイブリッド電解コンデンサのうちの、１つまたは複数でもよい。例によっては、蓄積コンデンサ２２０の容量は、約４７０マイクロファラッド（μＦ）以上である。例によっては、多くの電流を消費せず、またタンタルコンデンサからのいくらかの量の漏れ電流をとっておくことのできる測定法向けに測定装置が実装される場合、蓄積コンデンサ２２０用に超低漏洩タンタルコンデンサを使用することもできる。一例では、蓄積コンデンサ２２０は、オンボード電源（たとえば、電池１００ａ、１００ｂ）の代わりに、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０用の貯蔵器の役割を果たす。例によっては、測定装置は、低入力電圧モデルであるＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を備える。
【００５１】
実装形態によっては、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０は、１つまたは複数の任意選択のアンテナ２１２に結合される。電力ハーベスティング動作中、アンテナ２１２を使用して、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０と、１つまたは複数の無線送信装置（たとえば、ＮＦＣ送信機、ＲＦＩＤ送信機、スマートフォン、および／または図７に示すコンピューティング装置７１０）との無線結合に役立つことができる。
【００５２】
例示的な実装形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を含む測定装置の動作パラメータを決定するために、このＤＣ−ＤＣコンバータの特性が決定される。たとえば、エネルギーハーベスティング用の測定装置の電力回路２００の能力は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０の特性に基づいて決定することができる。たとえば、オンボード電源を有さないか、または低出力電源を有する測定装置の動作を容易にするために、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の出力電圧範囲にわたって低電流を消費するＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を選択することができる。他の例示的な実装形態では、ターンオン電圧が低く、起動時に過剰な電流を消費しない、任意のタイプのＤＣ−ＤＣコンバータを使用することができる。たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、ＬＴ３１０５コンバータ（約２２５ｍＶといった低い入力電圧を使用して動作できるコンバータ）とすることができる。エネルギーを収集するように外部装置に対して測定装置が配置されるとき（保持されることを含む）、初期の出力電流を制限することができる。たとえば、外部無線送信装置（たとえばコンピューティング装置）が、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置（たとえば、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）を備える測定装置に近接して配置されるとき、初期の出力電流を制限することができる。この時点で測定装置の回路全体が電力を消費する場合、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置は、回路を始動または他の方法で起動するのに必要となる充電電力を供給することができない。たとえば、医学診断を実行するように構成された回路の各部分も電力を消費する場合、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置は、回路を始動するのに必要な充電電力を供給することができない。
【００５３】
図３および図４を参照すると、無負荷および約６．６ｋオームの負荷の下で測定された、例示的なＤＣ−ＤＣコンバータ（たとえばＤＣ−ＤＣコンバータ２３０）の特性の測定値の例示的なプロット３００、４００が示してある。この特性は、ＤＣ−ＤＣコンバータでの入力電流対入力電圧の測定値に基づいて決定される。図３には、約２２５ｍＶの入力電圧から動作させることができる、例示的な高効率ステップアップＤＣ−ＤＣコンバータが示してあり、入力電圧の範囲は、約２２５ｍＶ〜約５Ｖである。図４には、入力電圧が約０．７Ｖ〜約５．５Ｖである、例示的な絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータが示してある。
【００５４】
図３と図４を比較すると明らかなように、図３に示したデータに関連して測定されたＤＣ−ＤＣコンバータは、図４に示したデータに関連して測定されたＤＣ−ＤＣコンバータよりも、低入力電圧において消費する電流が相対的に少ない。したがって、図３および図４に示したデータは、低電圧でのＤＣ−ＤＣコンバータの電流消費の差を示す。ＤＣ−ＤＣコンバータは、低電圧時または始動時において、その全てが同じような挙動を示すわけではないことが、このデータから明らかである。したがって、ＤＣ−ＤＣコンバータの動作特性の特徴付けに基づいて（たとえば、プロット３００、４００を使用して）、本開示による測定装置の設計者は、始動時に最適な特性を示すＤＣ−ＤＣコンバータを選択することができる。たとえば、図３に関連するＤＣ−ＤＣコンバータは、始動時に消費する電流が相対的に少ないため、本開示の測定装置での実装において（図４に関連するＤＣ−ＤＣコンバータを上回る）好ましい選択となるはずである。
【００５５】
例示的な実装形態では、測定装置のマイクロコントローラおよび／またはタイミング制御回路（たとえば、図９に示す事前充電回路９０１）は、プロセッサ読取り可能な命令を実行して、システムの構成部品の電力シーケンスのタイミングを制御するように構成することができる。他の例示的な実装形態では、測定装置のマイクロコントローラは、プロセッサ読取り可能な命令を実行して、いずれのサブシステムが電力を得るのか決定するように構成することができる。実装形態によっては、測定装置は、マイクロコントローラ、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、少なくとも１つの増幅器、および少なくとも１つの無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置（たとえば、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）を備え、ＤＡＣ、増幅器、および無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置のそれぞれは、マイクロコントローラから、それ自体の電源制御および／またはタイミング制御を受ける。他の例示的な実装形態では、たとえばフラッシュメモリであるがそれに限定されない、他のタイプのデータ記憶装置を使用することができる。例示的な実装形態では、構成部品（たとえば、ＤＡＣ、増幅器、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）のそれぞれに電力を分けることによって、マイクロコントローラは、プロセッサ読取り可能な命令を実行して、システム全体の電流消費をきめ細かく制御するよう構成することができる。例示的な実装形態では、マイクロコントローラは、プロセッサ読取り可能な命令を実行して、電力使用量を動的に変更するよう構成することができる。これらの例はマイクロコントローラに関連して説明しているが、マイクロコントローラを含まない構成を有する他の例示的なシステムでは、これら例示的なシステムのプロセッサは、これらプロセッサ読取り可能な命令を実行するよう構成することができる。
【００５６】
測定装置の少なくとも１つのプロセッサユニットおよび／またはタイミング制御回路（たとえば事前充電回路）は、プロセッサ実行可能命令を実行して、少なくとも１つの無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置（たとえば、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）および／または測定装置の少なくとも１つの蓄積コンデンサからの電流を消費する各サブシステムの開始シーケンスを制御するよう構成することができる。例示的な実装形態では、システムのこの少なくとも１つの無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０を実装して、例示的なコンピューティング装置を測定装置（たとえば診断装置であるがそれに限定されない）に近接させると、設定された量の電流および電圧を供給することができる。
【００５７】
例示的な実装形態によっては、測定装置を操作して、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の供給可能電流内の平均電流を取り出すことができるが、常に、連続して、または一貫して電流を取り出すことはできない。たとえば、必ずしもそれには限定されないが、測定装置始動時において、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０が供給できる電流の瞬時量を超える可能性のある電流消費のサージが存在し得る。
【００５８】
図５を参照すると、チャート５００には、様々なサブシステムがオンになるときの、本開示の測定装置の電流負荷が示してある。全ての電子構成部品が、同時にまたはほぼ同時にオンになる場合、電流が大きすぎるために、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０のチップでは供給できなくなる可能性もある。図５には、様々なサブシステムがオンになるとき、始動してからの時間の関数として電流がどのように急増する可能性があるのかを示してある。システムの全ての構成部品が同時にオンになる場合、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０は、必要な電流を供給できなくなることもある。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０自体は、連続動作できるようになるまでに、複数の電流サージを必要とすることがある。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０の電子特性の特徴付けから導出されたデータに基づいて、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０が、調整された出力電圧まで入力信号を上昇されることに成功すると、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０からさらに多くの電力を徐々に取り出せると判断される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０および蓄積コンデンサ２２０から電流を取り出し、その入力電圧および電流負荷に基づいて電流量を動的に取り出す。オンになるサブシステム（たとえば、測定装置の集積回路）の数によって電流負荷が決定される。本明細書に記載の原理によれば、初めに負荷を低減させることによって、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０が、始動時に比較的小さい電流を取り出すようにし、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の出力電圧が低下しないようにすることができる。
【００５９】
一例では、サブシステムの１つまたは複数の構成部品の特徴付けに基づいて、電源を有さない（または、低出力電源のみを有する）測定装置を構成することができ、この測定装置は、局所的に蓄積されたエネルギーの結合された無線伝送を使用して給電される。測定装置は、サブシステムの構成部品を起動するための指定されたシーケンスを使用して動作して、電流スパイクおよび／または電力スパイクを回避するか、または実質的に防止する。図５に示すように、サブシステムの構成部品の始動動作の特徴付けからのデータを使用して、構成部品を始動するための指定されたシーケンスを決定することができる。本明細書に記載の通り、測定装置は始動すると、たとえばデータ収集、データ記憶、および／またはデータ伝送であるがそれに限定されない機能を実行することができる。
【００６０】
一例では、プロセッサおよび／またはタイミング制御回路（たとえば事前充電回路）は、各構成部品がオンになるのとともに発生することのある、オーバラップする電流スパイクを最小限に抑えるのに基づいて、サブシステムの構成部品の電源オンまたは起動のタイミングを計るプロセッサ実行可能命令を実行する。たとえば、（図５の例に示すような）サブシステムの様々な構成部品の始動時における動的な電流負荷を示すデータに基づいて、サブシステムの構成部品の電源オンまたは起動のタイミングを決定することができる。図５の非限定的な例に示すように、サブシステムのＤＣ−ＤＣコンバータ２３０、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）、アナログ構成部品、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ２１０などの構成部品の電源オンまたは起動のタイミングは、これらの構成部品の始動時の動的な電流負荷を示すデータに基づいて決定することができる。アナログ構成部品の非限定的な例には、増幅器、センサ、およびマルチプレクサが含まれ、これらはアナログ回路に含まれる。
【００６１】
例示的な実装形態では、測定装置の少なくとも１つメモリを使用して、本明細書に記載のプロセッサ実行可能命令のうちの任意の命令を記憶することができる。
例示的な実装形態では、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０が常に動作していると、他のサブシステム（たとえば、流体試料内の検体濃度を測定する際に使用するためのセンサを含む集積回路などの機能回路）を順次、電源オンにし、または他の方法で起動することができる。たとえば、図６には、測定装置（たとえば、測定装置７２０、８００）の構成部品の始動の例示的なシーケンス６００が示してある。６０２において、測定装置は、無線送信装置（たとえば、ＮＦＣおよび／またはＲＦＩＤの機能を有するスマートフォンなどのコンピューティング装置である、コンピューティング装置７１０）から、時間とともに（たとえば、カウンタを使用して監視および／表示されている時間間隔Ｔｐｏｗｅｒ遅延にわたって）電力を収集する。（カウンタを使用して監視および／または表示される）電源投入シーケンスよりも長い、またはそれとほぼ等しい時間間隔（Ｔｐｏｗｅｒシーケンス遅延）で、測定装置（たとえば測定装置８００）のアナログサブシステム（たとえば、流体試料の検体濃度を測定する際に使用するためのセンサなど、１つまたは複数のアナログおよび／またはデジタルの構成部品を含む機能回路）が、６０４で蓄積された電力を使用して電源投入される。実装形態によっては、アナログサブシステムおよび／またはその構成部品（たとえば、センサ、分離された別個の集積回路など）が、所定のシーケンスで順次電源投入されて、始動時およびＤＣ−ＤＣコンバータ２３０が安定した後の消費電力を最小限に抑える。６０６において、測定装置の少なくとも１つのセンサが励起され（たとえば、電源オン／起動される）、測定装置のセンサまたは他の部分が実行する分析からのデータが読み取られる（たとえば収集される）。たとえば、測定装置の１つまたは複数の流路（たとえば、図８の流路８１６）を介して繰返し処理を行うことでデータ収集を実行してもよい。６０８において、収集データが、マイクロプロセッサユニットのメモリに記憶されるが、この収集データは、測定装置のフラッシュメモリに二者択一的かつ／または追加して記憶することができる。実装形態によっては、収集データは、たとえば、測定装置の通信インターフェースおよび／または伝送プロトコルを使用して伝送することによって、外部のコンピューティング装置に記憶してもよい。６１０において、ＮＦＣ  ＩＣへのプログラム読込みの手順が実行される。たとえば、これには、ＭＣＵメモリに対して有効データがないかどうか、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０（たとえば、ＮＦＣ集積回路、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭなど）を検査するステップが含まれ得る。６１２において、この検査が完了すると、測定装置は、実質的に休止状態（たとえばスリープモードであるがそれに限定されない）に戻ることができ、その後に、たとえば、収集エネルギーを使用して、かつ／または付加電源を使用して再び電源投入される。
【００６２】
電力シーケンスを制御するための他の例示的な実装形態は、以下の通りである。この例によって、測定装置（たとえば測定装置８００）の無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０を使用して、無線伝送装置（たとえば、スマートフォンなどのコンピューティング装置）から得られる収集エネルギーのみからのエネルギーを使用する正常動作が容易になる。すなわち、この実装形態では測定装置に電源がない。しかし、測定装置が低出力または高出力の電源など電源を備える実装形態では、本明細書に記載のシーケンスに従って収集エネルギーが使用されている間、これらの電源を休止状態またはオフライン状態に維持してもよい。初めに、無線伝送装置（たとえばスマートフォン）を測定装置に近接（たとえば２インチ以内）させると、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０（たとえば、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）が、その出力ピン（たとえばＶｏｕｔ）から電流および電圧を出力し始める。したがって、測定装置の蓄積コンデンサ２２０が充電を開始する。蓄積コンデンサ２２０が充電を開始すると、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０が電圧を昇圧し始める。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０の負荷は、たとえば機能回路のマイクロコントローラが、ＤＣ−ＤＣコンバータから電力／電流を取り出すことから生じる。プロセッサは、プロセッサ実行可能命令を実行して、様々なアナログサブシステム（たとえば、１つまたは複数の機能回路）が、一定期間の時間遅延の後に電源オンを開始するようにできる。この一定期間の時間遅延は、本明細書に記載の通り、サブシステムの各構成部品または部分の起動特性の特徴付けに基づいて決定することができる。これらのサブシステムは、動的な電流引込みについて特徴付けることもできる。プロセッサは、プロセッサ実行可能命令を実行して、所与の任意の時点で取り出される最大動的電流が、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０が扱うことのできるレベル（すなわち、所与の時点における無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の出力での最大利用可能電流未満）にまで達するように、サブシステム構成部品の電源投入のシーケンスを発生させることができる。閾値を超えて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の出力電圧が落ちる場合、マイクロコントローラは、プロセッサ実行可能命令を実行して、サブシステムの様々な部分を電源投入する間にシステムが待つ時間間隔の量を変化させて、始動シーケンスを繰り返すようにしてもよい。これにより、蓄積コンデンサ２２０および／または他の蓄積コンデンサに電流を供給するため、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０にさらに時間を与えることが確実に可能となる。実装形態によっては、システムは、エネルギーハーベスティングで使用されるコンピューティング装置の異なるエネルギー供給プロファイルに基づいて、サブシステム構成部品の電源投入の始まりを変更するように構成される。様々なコンピューティング装置が、エネルギーハーベスティングの速度を変更できる様々な電力供給プロファイルを有してもよい。例示的なシステムは、様々な測定装置（たとえば診断装置であるがそれに限定されない）が動作し、収集エ���ルギーを使用してデータ収集および／またはデータ分析を確実に実行することができるように構成される。
【００６３】
他の実装形態では、コンピューティング装置に対する測定装置の配置および／または位置を制御して、測定装置によるコンピューティング装置からの最適なエネルギーハーベスティングを容易にするステップが実現する。たとえば、本開示の方法、システム、および機器を実装して、測定装置とコンピューティング装置との間の最適な距離および／または向きの最適な角度を決定して、十分な電力、たとえば測定データを得るのに、かつ／またはデータを分析するのに（たとえば診断のための）十分な電力を測定装置が引き出すことができる。別の例では、本開示の方法、システム、および機器を実装して、たとえば最短の期間を指定することによって、コンピューティング装置に対して／隣接して測定装置をどの程度の距離で位置決めするかの最適なタイミングを決定することができる。最短の期間は、測定装置を充電するのに使用されるコンピューティング装置（たとえばスマートフォン）の表示装置に表示することができる。収集電力を測定装置が使用して、データの配信を受け取ることができる。
【００６４】
一例では、コンピューティング装置の処理装置は、プロセッサ実行可能命令（たとえばソフトウェアであるがそれに限定されない）を実行して、指定された時間において、測定／診断装置に対するコンピューティング装置の最適な配置／配向に際してユーザを支援するよう構成することができる。一例では、コンピューティング装置は、例示的な測定装置に対してコンピューティング装置を適切に配置するための命令を、ユーザに表示するよう構成することができる。別の例では、コンピューティング装置は、例示的な測定装置に対するコンピューティング装置の適切な配置および／または持続時間を再確認するための指示をユーザに表示して、例示的な測定装置に、連続して常に確実に電力供給するよう構成することができる。
【００６５】
非限定的な例として、十分なエネルギーハーベスティングのために、測定装置に対してコンピューティング装置を配置する持続時間は、約５秒間、約７秒間、約１０秒間、または約１５秒間継続することもできる。一例では、配置持続時間は、約１０秒〜約１５秒である。
【００６６】
図７を参照すると、測定／診断装置７２０に対して無線伝送装置７１０（たとえば、スマートフォンなどのコンピューティング装置）を配置するための、段階的な命令を示す流れ図７００が示してある。無線伝送装置７１０の処理装置（図示せず）は、プロセッサ実行可能命令を実行して、測定装置７２０に対して無線伝送装置７１０を配置するための段階的な命令を示すグラフィックスを、無線伝送装置７１０の表示装置７１２上でユーザに表示するよう構成することができる。段階的な命令は、動画として表示することができる。図７に示すように、たとえば無線伝送装置７１０のグラフィカルユーザインターフェースであるがそれに限定されない表示装置７１２は、ユーザに命令を表示して、測定装置７２０に対する無線伝送装置７１０の適切な配置、および電力ハーベスティングを最大にするためのタイミングを確実にする。実装形態によっては、無線伝送装置７１０と測定装置７２０の間で良好にエネルギーを収集し、かつ／または良好にデータ伝送するのに十分な結合が存在するとき、無線伝送装置７１０または測定装置７２０は、聴覚指示および／または視覚指示を提示する。たとえば、無線伝送装置７１０または測定装置７２０は、良好な伝送が存在するときには可聴ビープ音を鳴らすよう構成してもよい。別の例では、無線伝送装置７１０または測定装置７２０は、無線伝送装置７１０と測定装置７２０の間で確立されたエネルギーの収集および／またはデータ伝送のための良好な接続が存在するとき、光を放出するか、または無線伝送装置７１０が振動するようにする、少なくとも１つの構成部品を備えてもよい。非限定的な例として、測定装置７２０は、このような指示および／または他の指示のために光を放出するための、少なくとも１つのＬＥＤを備えることができる。別の例では、測定装置７２０の表示装置の一部分が、たとえば電子インクに基づく表示であるがそれに限定されない指示を実現するために照明するようにしてもよい。
【００６７】
実装形態によっては、無線伝送装置７１０の処理装置は、プロセッサ実行可能命令を実行して、測定装置７２０に対して無線伝送装置７１０を配置する前にどの程度の時間だけ待つか、かつ／または測定装置７２０に対して無線伝送装置７１０をどの程度の時間だけ保持するのかについて、ユーザに指示するタイマ７１４を表示する。たとえば、測定装置７２０が試料分析に使用される場合、測定装置７２０に対して無線伝送装置７１０を配置する前にどの程度の時間だけ待つかのタイミングは、試料と化学成分（たとえば、測定装置７２０上の試薬）との間での反応の予想される持続時間に基づいて指定することができる。これは、体液（たとえば血液）中の検体（たとえばグルコース）と、化学成分（たとえば試薬）との間で化学反応が生じるのに要する時間に基づくことができる。化学反応が生じている時間中、無線伝送装置７１０は、必ずしも測定装置７２０に対して最適の位置に配置される必要はない。このような例では、いつ反応が完了し、分析を開始できるのか、適切に配置するためのユーザへの各命令が指示できるよう、システムを構成することができる。別の例として、測定装置７２０が試料分析に使用される場合、測定装置７２０に対して無線伝送装置７１０を適位置にどの程度の時間だけ保持するのかのタイミングは、回路の様々なサブシステムが電源オンになる時間の予想される持続時間、および／または測定装置７２０が測定を行う時間の予想される持続時間に基づいて指定することができる。
【００６８】
実装形態によっては、無線伝送装置７１０のプロセッサ実行可能命令（ソフトウェアアプリケーションを含む）は、測定装置７２０のプロセッサ実行可能命令（ソフトウェアアプリケーションを含む）と協働して、無線伝送装置７１０を測定装置７２０に対して適位置に維持しながら、伝送中のデータの完全性を維持するよう構成することができる。たとえば、測定装置７２０のマイクロコントローラにデータキャッシュを含むことができ、測定装置７１０の無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置（たとえば、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０と同じか、またはそれと類似している）にデータを送達することができる。一例では、無線伝送装置７１０が受信するデータと、マイクロコントローラのデータキャッシュ上に記憶されているものとの間で誤り検査を実行して、たとえば測定データおよび／または測定データの任意の分析であるがそれに限定されないファイルの転送が成功したことを妥当性検査することができる。利用可能な任意の時点にパリティチェックを実行して、データの妥当性を確実にすることができる。
【００６９】
実装形態によっては、伝送が失敗したか、または電力シーケンスが劣っている場合、コンピューティング装置のプロセッサ実行可能命令（ソフトウェアアプリケーションを含む）、および測定装置７２０のプロセッサ実行可能命令（ソフトウェアアプリケーションを含む）は、互いに異なる時間遅延を使用して、順次電力供給し、ならびにデータを再伝送するよう構成することができる。これらによって、測定データの取得が成功する確率を上げることができる。
【００７０】
本明細書に開示された実装形態では、開示されたシステムは、たとえばいくつかの電源レールおよび／または制御ラインを延ばして、測定装置（たとえば、７２０、８００）のサブシステムの様々な部分（たとえば、機能回路の各部分）を別々に電源投入および／または電源遮断するように構成することができる。
【００７１】
本明細書に開示された任意の実装形態では、開示されたシステムは、測定装置（たとえば、７２０、８００）の様々な構成部品の負荷を独立して制御するように構成することができ、これら構成部品は、たとえば、測定装置の機能回路、および／またはその中にある分離された別個の集積回路、マイクロコントローラ、増幅器、デジタルアナログ変換器、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０、近距離無線通信（ＮＦＣ）構成部品などであるが、それに限定されない。
【００７２】
本明細書に開示された任意の実装形態では、開示されたシステムのプロセッサは、プロセッサ実行可能命令を実行して、指定時刻に作動する電源オンのシーケンスを実施して、測定装置（たとえば、７２０、８００）の２つ以上の構成部品において電流スパイクが同時発生するのを防止するように構成することができる。このように同時発生する電流スパイクは、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０の出力電圧（たとえばＶｏｕｔ）を低下させることもある負荷電流サージを引き起こす可能性もある。本明細書に開示された任意の実装形態では、開示されたシステムのプロセッサは、プロセッサ実行可能命令を実行して、負荷電流が多すぎる場合に、開示されたシステムが回収し得るよう構成することができる。たとえば、プロセッサは、始動の失敗が生じた場合に、プロセッサ実行可能命令を実行して、測定装置（たとえば、７２０、８００）の構成部品の電源オンシーケンスのタイミングを修正するよう構成することができ、この修正は、たとえば各構成部品のいくつかでの電源オンの間の遅延の時間間隔を修正することであるが、それに限定されない。
【００７３】
測定装置（たとえば、測定装置７２０、８００）を使用して、たとえば血液であるがそれに限定されない生物組織の試料を分析することができる。測定装置から収集されるデータを分析して、血液中のある種の栄養素の存在、またはその欠如を検出することができる。たとえば、血液の試料は、被験者または別の貯蔵源から採取し、測定装置の測定部分または試料受容部分（たとえば、受容器８１２）に存在するか、またはそれに投入される、分析物または他の化学物質を使用して分析してもよい。別の例では、測定装置の測定部分に投入する前に、試料を処理してもよい。血液試料を濾過して血漿を取り出してもよく、次いで、この血漿を測定装置の測定部分に投入することができる。測定装置から収集されたデータを分析して、ＨＩＶ、マラリアを検出することができ、またはこのデータを使用して、たとえば鉄、ヨウ素、ビタミンＡのレベルなどであるがそれに限定されない、コレステロールまたは微量栄養素のレベルを評価することができる。
【００７４】
本開示による測定装置は、オンボード電源を必要としない、低コストのグルコース読取り装置として構成してもよい。血液サンプルまたは血液から取り出された試料は、グルコースレベル分析用の検体を含むグルコース読取り装置の指定部分に投入してもよい。グルコース読取り装置の電子構成部品（たとえば、電子回路および／または機能回路８０８）は、グルコース読取り装置に対して配置された（保持されることを含む）無線伝送装置（たとえば、無線伝送装置７１０）からのエネルギーハーベスティングを使用して、本明細書に記載の例示的な方法のいずれかに従って電源投入されて動作することができる。プロセッサ実行可能命令（アプリケーションソフトウェアを含む）は、反応解析を完了するのに十分な時間がいつ経過したのか、および／またはエネルギーハーベスティングを完了するのに十分な時間がいつ経過したのかを、ユーザに示すよう構成してもよい。さらに、データ読取り機能を、グルコース読取り機装置と一体化する必要はない。むしろ、実装形態によっては、グルコース読取り装置は、たとえば通信プロトコルを使用して、または検索システムのための十分な時間が経過したとき、無線伝送装置または他のデータ記憶装置にデータを伝送する。グルコース読取り装置は、使い捨てでもよく、または限られた数の使用もしくは限られた期間（たとえば、約２週間もしくは約１ヶ月など）においては再使用可能でもよい。低コストで使い捨てのグルコース読取り装置は、複数の流路（たとえば流路８１６）を備えてもよく、この流路のそれぞれを使用して血液サンプルを分析して、グルコースレベル測定を行うことができる。
【００７５】
実装形態によっては、本開示による測定装置は、試料内の様々なタイプのバイオマーカを検出するためのバイオマーカ測定装置である。試料は血液サンプルとすることができ、これは血液サンプル（血漿を含む）、他の体液、分泌物、もしくは排泄物（糞便もしくは尿を含む）、または他の組織試料もしくは組織生検から得られる。このようなバイオマーカ測定装置を使用して、たとえば心臓の状態であるがそれに限定されない状態を示すバイオマーカを検出することができる。測定値の分析を使用して、心臓病の始まり、心臓病の進行度合い、または心臓病からくる死亡率のリスクの定量化を示すこともできる。バイオマーカ測定装置を使用して、たとえばＳＴ２タンパク質のレベルであるがそれに限定されないバイオマーカを検出することができる。ＳＴ２バイオマーカのレベルの測定値を使用して、心不全の始まりを監視し、または心不全の進行度合いを定量化することができ、心不全の死亡率の高さを提示することも含む。実装形態によっては、バイオマーカ測定装置を使用して、炎症、アテローム発生、内皮機能、血栓症、虚血、壊死、血行力学的負荷、腎機能障害、代謝調節異常、脂質調節異常、または脳損傷のバイオマーカのレベルを監視または定量化する（たとえば、バイオマーカ装置を使用して検出できるバイオマーカのリスト、および検知／検出されたバイオマーカが示す対応状態についての表１を参照）。
【００７６】
【表１】
2017504114.tif 000003
【００７７】
バイオマーカ測定装置を使用して、神経障害を示す試料中の様々なタイプのバイオマーカを測定することができる。たとえば、バイオマーカ測定装置を使用して、パーキンソン病、統合失調症、ハンチントン病、前頭側頭葉型痴呆、多発性硬化症、または発作についてのバイオマーカを測定することができる。
【００７８】
実装形態によっては、バイオマーカ測定装置を使用してバイオマーカのレベルを定量化し、その分析に基づいて心臓病の徴候が得られる。この分析は、バイオマーカ測定装置（たとえば測定装置７２０）のプロセッサを使用して、または外部のコンピューティング装置（たとえば無線伝送装置７１０）のプロセッサを使用して実行することができる。試料は、測定装置の指定部分に投入してもよい。測定装置の電子構成部品は、測定装置に対して配置された（保持されることを含む）コンピューティング装置からのエネルギーハーベスティングを使用して、本明細書に記載の例示的な方法のいずれかに従って電源投入されて動作することができる。プロセッサ実行可能命令（アプリケーションソフトウェアを含む）は、反応解析を完了するのに十分な時間がいつ経過したのか、および／またはエネルギーハーベスティングを完了するのに十分な時間がいつ経過したのかを、ユーザに示すよう構成してもよい。バイオマーカ測定装置は、たとえば通信プロトコルを使用して、または検索システムのための十分な時間が経過したとき、コンピューティング装置または他のデータ記憶装置にデータ（測定値の分析を含む）を伝送するよう構成してもよい。
【００７９】
本開示のバイオマーカ測定装置を使用して、試料内のトロポニンレベルを検出することができる。このような実装形態では、試料は、血液サンプルとすることができ、または血液サンプルから取り出すことができる。わずかに検出可能な量であっても試料内のトロポニンレベルが増加すると、たとえば心筋梗塞であるがそれに限定されない心筋の損傷または心疾患のバイオマーカの役割を果たすことができる。たとえば、トロポニンレベルがわずかに増加しても、心筋細胞死の指標の役割を果たすことができる。非限定的な例として、この実装形態を使用して、狭心痛が心臓発作に起因しているのかどうか判定することができる。バイオマーカ測定装置を使用してトロポニンレベルを定量化することができ、この測定値の分析に基づいて、トロポニンレベルが心筋梗塞による心筋壊死を示しているのかどうか判定することができる。この分析は、測定装置のプロセッサを使用して、または外部のコンピューティング装置のプロセッサを使用して実行することができる。血液サンプルまたは血液から取り出された試料は、測定装置の指定部分に投入してもよい。測定装置の電子構成部品は、測定装置に対して配置された（保持されることを含む）コンピューティング装置からのエネルギーハーベスティングを使用して、本明細書に記載の例示的な方法のいずれかに従って電源投入されて動作することができる。プロセッサ実行可能命令（アプリケーションソフトウェアを含む）は、反応解析を完了するのに十分な時間がいつ経過したのか、および／またはエネルギーハーベスティングを完了するのに十分な時間がいつ経過したのかを、ユーザに示すよう構成してもよい。測定装置は、たとえば通信プロトコルを使用して、または検索システムのための十分な時間が経過したとき、コンピューティング装置または他のデータ記憶装置にデータを伝送するよう構成してもよい。
【００８０】
ソフトウェアアプリケーション（Ａｐｐ）を無線伝送装置（たとえば、無線伝送装置７１０）に設けることができ、これにより、無線伝送装置および／または測定装置が、視覚および／または聴覚の命令もしくは要求（振動による要求を含む）をユーザに提示できるようになる。ユーザへの視覚および／または聴覚の命令もしくは要求（振動による要求を含む）を使用して、たとえばグルコース読取り装置、トロポニンレベル読取り装置、または他のバイオマーカ測定装置からの読取り値であるがそれに限定されないデータ測定値を取得する前に、無線伝送装置および測定装置を互いに対して配置（保持されることを含む）しなければならない時間の持続時間を示すことができる。視覚および／または聴覚の命令もしくは要求（振動による要求を含む）を使用して、コンピューティング装置および測定装置が互いに対して配置される（保持されることを含む）前に、分析の化学反応が完了するための遅延時間をユーザに知らせることができる。
【００８１】
ソフトウェアアプリケーション（Ａｐｐ）を無線伝送装置（たとえば、無線伝送装置７１０）に設けることができ、これにより、無線伝送装置および／または測定装置が、視覚および／または聴覚の命令もしくは要求（振動による要求を含む）をユーザに提示して、測定装置に対して無線伝送装置を適位置に配置することの成功の度合いを示し得る。たとえば、視覚および／または聴覚の命令もしくは要求を使用して、無線伝送装置と測定装置の近接度を示してもよい。数センチメートル程度の位置ずれでも、エネルギーハーベスティング手順中に、効率が著しく低下することもある。
【００８２】
測定装置は、視覚および／または聴覚の指標もしくは信号（振動による要求を含む）をユーザに提示して、無線伝送装置に対する測定装置の配置を支援するように構成することができる。たとえば、視覚および／または聴覚の指標もしくは信号は、レベルを変更して、無線伝送装置と測定装置の近接度合いを示してもよい。一例では、視覚および／または聴覚の指標もしくは信号は、測定装置が無線伝送装置に近接すると、（規定通りに）相対的に明るくなり、音が大きく、または強くなることもある。
【００８３】
測定装置は、サブシステム（たとえば、１つまたは複数のセンサを含む、１つまたは複数の機能回路）に電力供給するようにエネルギーを供給するための、少なくとも１つのエネルギー生成構成部品を備えてもよい。たとえば、測定装置は、測定装置を電磁エネルギー（太陽エネルギーを含む）に曝すと電力を生成するための、少なくとも１つの光起電性構成部品を備えてもよい。エネルギー生成構成部品は、少なくとも１つの超小型太陽電池とすることができる。
【００８４】
測定装置は、無線伝送装置（たとえば、無線伝送装置７１０）のオーディオポートを測定装置に結合することによって、測定装置にエネルギーを供給できるように構成することができる。この例では、無線伝送装置のボリュームコントロールを使用して、測定装置への電力を変調し、調節し、かつ／または他の方法で最適化することができる。たとえば、ソフトウェアアプリケーション（Ａｐｐ）がコンピューティング装置に設けられ、これにより、無線伝送装置および／または測定装置が、コンピューティング装置のボリュームコントロールを変更して、測定装置への電力転送を変調し、調節し、かつ／または他の方法で最適化できるようになる。
【００８５】
測定装置は、無線伝送装置に結合された圧電性構成部品または熱電生構成部品を介して、エネルギーを供給できるように構成することができる。たとえば、測定装置は、圧電性構成部品または熱電性構成部品に結合して、エネルギーハーベスティングを容易にするポートを備えてもよい。
【００８６】
測定装置は、ＲＦＩＤ読取り装置として構成することができる。問合せの時点で、ＲＦＩＤ読取り機測定装置は、コンピューティング装置に対して位置決めすることができる。ＲＦＩＤ読取り装置にエネルギーが転送されると、識別（ＩＤ）情報に関連するシステムの各部分（ＩＤバッジを含む）、および／または他のセンサもしくは測定部分（温度センサを含む）を電源投入して、これに問い合わせることができる。本明細書に記載の構成部品を順次電源オンするのに基づいて、システムのこれらの部分を数秒間実行することができるが、これは、もっぱらＲＦＩＤの用途で必要となり得るミリ秒の時間尺度よりもはるかに長い。たとえば、ＲＦＩＤ読取り装置も試料分析向けに構成される用途では、これが有益になり得る。たとえば、分析測定部分が、試料のいくつかの流路をほぼ同時に試験するための複数流路システムである場合、システムの分析測定部分において読取り値を得るには、およそ数秒以上程度の時間がかかることもある。
【００８７】
本開示の測定装置のいずれも、コンデンサまたは他の低エネルギー供給構成部品を測定装置の検体読取り装置と一体化するように構成することができる。検体読取り装置は、ＧｌｕｃｏＰｈｏｎｅのグルコース読取り装置、トロポニンレベル読取り装置、または他のバイオマーカ測定装置とすることができる。
【００８８】
本開示のいくつかの実装形態によれば、測定装置は、試料に関連する定量的情報を提供するように構成することができ、この測定装置は、少なくとも１つの紙ベースの部分を有する基板、この基板の紙ベースの部分に少なくとも部分的に形成されるか、またはその上に配置される試料受容器、電子回路（たとえば、１つまたは複数の機能回路）、およびこの電子回路に電気的に結合された少なくとも１つの指示器を備える。電子回路および少なくとも１つの指示器は、基板内に少なくとも部分的に形成されるか、またはその上に配置される。この電子回路は、試料または試料の派生物からの出力信号に基づいて分析結果を生成する。少なくとも１つの指示器は、分析結果に少なくとも部分的に基づいた、試料に関連する定量的情報を表示する。
【００８９】
図８を参照すると、試料８０２に関連する定量的情報を提示するための測定装置８００が示してある。測定装置８００は、基板８０４と、この基板８０４内に少なくとも部分的に形成されるか、またはその上に配置される、試料８０２を保管するための容器８０６とを備える。容器８０６は、たとえば、基板８０４に形成された凹部または刻み目とすることができる。容器８０６は、試料８０２を含む空間を実質的に囲繞し、開口上部を有することができる。基板８０４と一体化されるか、またはそれに結合される電子回路８０８を使用して、試料８０２からの、または試料８０２の派生物８０９からの出力信号を分析して、分析結果を提示する。派生物は、試料と試薬の間での反応からの出力とすることができ、（たとえば、サンプル８０２が電気刺激または光刺激などの刺激を受けている）試料８０２自体の内部での反応の結果として生じる。測定装置８００は、少なくとも１つの指示器８１０も備え、この指示器は、基板８０４と一体化されるか、またはそれと結合され、また電子回路８０８（たとえば、１つまたは複数の機能回路）に電気的に結合されて、分析結果に少なくとも部分的に基づいて、試料８０２に関連する定量的情報を提示する。指示器８１０は、ユーザが読取り可能であり、したがってヒューマンインターフェースの役割を果たす。
【００９０】
測定装置８００は、基板８０４内に、またはその上に少なくとも部分的に形成される受容器８１２をさらに備えて、試料８０２を受ける。受容器８１２は、たとえば、基板８０４内の刻み目または開口部とすることができる。流路８１６は、基板８０４内に、またはその上に少なくとも部分的に形成されて、受容器８１２から容器８０６まで試料８０２を移動させる。血液の滴など試料８０２の液滴は、受容器によって受けられると、たとえば毛管作用によって流路８１６を介して容器８０６まで引き込まれることができる。
【００９１】
測定装置８００は、単一流路８１６を有するものとして示してあるが、２つ以上の流路および／または毛管で構成することができる。単一の測定または複数の測定について、任意の数の流路および／または毛管を使用することができる。
【００９２】
実装形態によっては、基板８０４は、紙の毛管作用によって受容器８１２から容器８０６まで試料を吸い取るための紙を備える。したがって、流路８１６は必ずしも紙基板から切り出す必要はなく、むしろ、この紙は、たとえば流路の所望の位置にワックスを印刷することによって作製することができ、または転写もしくは押圧して、好ましい方向に毛管作用が生じるようにすることができる。
【００９３】
基板８０４はさらに、紙ベースの部分一面に配置されたＰＤＭＳを含むことができる。一例では、ＰＤＭＳは処理されていない。別の例では、基板８０４はさらに、紙一面に配置されたウレタンを含む。ウレタンは、ＵＶ硬化性とすることができる。
【００９４】
実装形態によっては、基板８０４は、たとえば厚さがおよそ２００ミクロン以下くらいの極薄である。基板８０４のこのような極薄構造によって、測定装置８００全体を折り畳み可能にすることができる。
【００９５】
実装形態によっては、測定装置８００は、容器８０６内に貯蔵された、試料８０２と反応させるための試薬を含む。電子回路８０８によって分析される出力信号は、試薬と試料の反応出力を示す。流体流路８１６は、試料８０２を容器８０６まで移動させて、試薬と反応させ、分析される派生物８０９を形成する。
【００９６】
実装形態によっては、流体流路８１６は、基板８０４の紙と、基板８０４の耐水性材料との間に形成される。このようないくつかの実装形態では、基板８０４は、紙と耐水性材料をともに接着することによって形成される。一例では、耐水性材料にはＰＤＭＳが含まれる。
【００９７】
実装形態によっては、基板８０４は紙を含まない。たとえば、このようないくつかの実施形態では、基板８０４は、たとえばガラス、エラストマー、パリレン、プラスチック、ポリイミド、ＰＤＭＳ、または他のポリマーであるがそれに限定されない様々な他の材料に基づいて作製される。一例では、基板８０４は、たとえばＦＲ４であるがそれに限定されない、エポキシ樹脂バインダを有するファイバガラス織布からなる複合材料を含め、任意の薄い複合材料に基づいてもよい。
【００９８】
測定装置８００を使用して、試料８０２の様々な特性を測定することができる。たとえば、指示器８１０が提示する定量的情報は、グルコースレベル、Ｔ細胞濃度、微生物濃度、ウシ血清アルブミン（ＢＶＡ）濃度、細菌濃度、水性病原体濃度、ウイルス量、抗体レベル、抗原レベル、マラリアの診断、結核もしくはデング熱、または心筋酵素濃度のうちの１つとすることができる。
【００９９】
実装形態によっては、測定装置７２０（図７）は、電力サブ回路（たとえば、図２に示す電力サブ回路）、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０、蓄積コンデンサ２２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０、マイクロコントローラ、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、少なくとも１つの増幅器、１つもしくは複数のアナログ装置（たとえば、機能回路、センサなど）、またはそれらの任意の組合せを含む。
【０１００】
実装形態によっては、測定装置８００（図８）の電子回路８０８は、１つもしくは複数の機能回路、電力サブ回路（たとえば、図２に示す電力回路２００）、事前充電回路９０１（図９）、タイミング制御回路、カウンタ、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０、蓄積コンデンサ２２０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０、マイクロコントローラ、デジタルアナログ変換器（ＤＡＣ）、アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）、少なくとも１つの増幅器、１つもしくは複数のアナログ装置（たとえばセンサ）、またはそれらの任意の組合せを含む。
【０１０１】
図９を参照すると、本開示の各態様による測定装置（たとえば、測定装置７２０、８００）の回路図９００では、図２の電力回路２００の蓄積コンデンサ２２０（たとえば、エネルギー貯蔵構成部品）と、図２の電力回路２００の（構成部品の中でもとりわけ）ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０との間で電気的に結合された任意選択の事前充電回路９０１を含む。本開示の測定装置の実装形態によっては、事前充電回路９０１は、図２の電力回路２００内に含まれていて、（ｉ）蓄積コンデンサ２２０が、閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーを蓄積するまで、蓄積コンデンサ２２０とＤＣ−ＤＣコンバータ２３０との間の電気的連結を防止し、（ｉｉ）その後、蓄積コンデンサ２２０とＤＣ−ＤＣコンバータ２３０との間の電気的連結を維持する。したがって、事前充電回路９０１は、システムの電池９１０（たとえば、電池１００ａ、１００ｂ）、および／または無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０（たとえば、電池９１０の代わりに、またはそれに加えて無線伝送装置からエネルギーを収集する）から、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０まで安定な電力接続を実現するのに役立つ。実装形態によっては、事前充電回路９０１のＲ１の抵抗値は１Ｍオームであり、Ｒ２の抵抗値は１０Ｍオームであり、Ｒ３の抵抗値は１Ｍオームである。事前充電回路９０１はまた、３つのトランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３を備える。事前充電回路９０１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０が確実に開始するよう、十分な始動充電を実現するのに役立つ。事前充電回路９０１はコンデンサＣ１を備え、これは、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータ２３０にいつ電流を送るのかという、ハードウェアベースのタイミング操作（たとえば、事前充電回路９０１はタイミング制御機能またはタイミング制御回路を内部に含む）を事前充電回路９０１が実行するのに役立つ。
【０１０２】
図９に示すように、いくつかの実装形態によれば、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０は、１つまたは複数のアンテナ２１１ａ、マイクロコントローラ２１１ｂ、および１つまたは複数のメモリ２１１ｃを備えてもよい。さらに、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を含む回路９００の回路部分９０２はまた、１つまたは複数の機能回路を含んでおり、この機能回路は、たとえば、１つもしくは複数のマイクロコントローラ９０３、１つもしくは複数のアナログサブシステム９０４（たとえば、流体試料内の１つもしくは複数の検体濃度を検知するための検体センサなど、たとえば１つもしくは複数のセンサ９０５）、１つもしくは複数のメモリ９０６、アナログデジタル変換器９０７、デジタルアナログ変換器９０８、またはそれらの任意の組合せを含んでもよい。実装形態によっては、マイクロコントローラ９０３は、たとえばアナログサブシステム９０４、センサ９０５、メモリ９０６、ＡＤＣ９０７、ＤＡＣ９０８、もしくはそれらの任意の組合せをいつ起動するのか、および／またはそれらにいつ電力供給するのかというタイミング操作を（ハードウェアおよび／もしくはソフトウェアを使用して）実行するように構成される。このような実施形態では、マイクロコントローラ９０３は、回路部分（たとえば機能回路）での他の構成要素を電源オン（すなわち起動）するための順序および／または時点を制御することができ、これにより、各構成部品（たとえばセンサ９０５）は、回路９００を含む装置が故障し、破壊し、または他に所期のように実行（たとえば、１つまたは複数の測定試験を実行）できなくなるような方法でＤＣ−ＤＣコンバータ２３０および／または蓄積コンデンサ２２０から供給された電力の消費を最小限に抑え、かつ／またはその電力を使い切らないようにするのに役立つ。
【０１０３】
図１０を参照すると、本明細書に記載の同じ構成部品には同じ参照番号が使用されており、装置１０００（たとえば測定装置）は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置１０１０、エネルギー貯蔵装置１０２０、制御回路１０５０、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０、および機能回路１０６０を含む。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置１０１０は、本明細書に記載の無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置２１０と同じか、またはそれと類似している。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置１０１０は、無線伝送装置（たとえば、ＮＦＣ動作可能なスマートフォン）から無線信号を受信し、それらの信号をエネルギーに変換および／または収集するように構成される。収集エネルギーは、エネルギー貯蔵装置１０２０に蓄積され、この貯蔵装置は、蓄積コンデンサ（たとえば、蓄積コンデンサ２２０と同じか、またはそれと類似している）とすることができる。エネルギー貯蔵装置１０２０は、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置１０１０と制御回路１０５０の間で電気的に結合され、この制御回路は、たとえばＤＣ−ＤＣコンバータ２３０など、装置１０００の他の構成部品の起動を制御するように構成される。代替実装形態によっては、制御回路１０５０は、カウンタ（図示せず）に結合されて、装置１０００の１つまたは複数の構成部品の起動を制御する際に使用するための入力を制御回路１０５０に供給する。制御回路１０５０は、必要十分な量の充電がエネルギー貯蔵装置１０２０に集まるのを監視し、それを待つことによって、装置１０００（たとえばＤＣ−ＤＣコンバータ２３０）の１つまたは複数の構成部品の起動を決定するためのものである。ハードウェア構成部品の値および回路が規定する特定の時間の後、またエネルギー貯蔵装置１０２０がある電圧レベルに到達した後、エネルギー貯蔵装置１０２０とＤＣ−ＤＣコンバータ２３０との間の経路が閉回路になり、それによって、エネルギー貯蔵装置１０２０からＤＣ−ＤＣコンバータ２３０に電流が流れることになる。制御回路１０５０は、事前充電回路１０５２および／またはタイミング制御回路１０５４を備えることができる。実装形態によっては、事前充電回路１０５２は、タイミング制御回路１０５４を備える。事前充電回路１０５２は、本明細書に記載の事前充電回路９０１と同じか、またはそれと類似しており、これが装置１０００に含まれるとき、本明細書に記載のように蓄積エネルギーが所定の閾値に達すると、エネルギー貯蔵装置１０２０と装置構成部品の残り（たとえば、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０および機能回路１０６０）との間の電気接続が確実に確立されるようにする。タイミング制御回路１０５４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０の起動（たとえば電源オン）を制御する。具体的には、タイミング制御回路１０５４は、エネルギー貯蔵装置１０２０の充電を満たすために十分な時間が経過するよう、エネルギー貯蔵装置１０２０での閾値検出と関連して動作する。エネルギー貯蔵装置１０２０の電圧が所定の閾値に達すると、Ｔ３がオンになり、事前充電回路９０１、１０５２のＴ２がオンになり、回路が閉じられ、制御回路１０５０を介してエネルギー貯蔵装置１０２０からＤＣ−ＤＣコンバータ２３０まで電流が流れるようになる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、制御回路１０５０および機能回路１０６０に電気的に結合される。ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、エネルギー貯蔵装置１０２０から電圧出力を受け取り、この受け取った電圧出力を第２の電圧レベルに変換して、装置１０００の１つまたは複数の構成部品に電力を供給する。本質的に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０は、エネルギー貯蔵装置１０２０の電圧出力を、相対的に高い第２の電圧まで上昇させる。機能回路１０６０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２３０に電気的に結合されて、それから電力を受ける。機能回路１０６０は、１つもしくは複数のマイクロコントロールユニット（ＭＣＵ）１０６２、１つもしくは複数の記憶装置１０６４、１つもしくは複数のアナログデジタル変換器１０６６、１つもしくは複数のデジタルアナログ変換器１０６８、１つもしくは複数のセンサ１０７０、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。実装形態によっては、機能回路１０６０は、流体試料内の検体濃度を決定するための、十分なデジタルおよび／またはアナログの構成部品（たとえば集積回路）を備える。実装形態によっては、ＭＣＵ１０６２は、タイミング制御装置またはタイミング制御状態機械１０６３を含み、これが、機能回路１０６０の他の様々な構成部品の起動（たとえば電源オン）を制御するように構成される。たとえば、ＭＣＵ１０６２および／またはタイミング制御装置１０６３は、たとえばメモリ１０６４、ＡＤＣ１０６６、ＤＡＣ１０６８、センサ１０７０、もしくはそれらの任意の組合せをいつ起動するのか、および／またはそれらにいつ電力供給するのかというタイミング操作を（ハードウェアおよび／またはソフトウェアを使用して）実行する。このような実施形態では、ＭＣＵ１０６２および／またはタイミング制御装置１０６３は、機能回路１０６０での他の構成要素を電源オン（すなわち起動）するための順序および／または時点を制御することができ、これにより、各構成部品（たとえばセンサ１０７０）は、装置１０００が故障し、破壊し、または他に所期のように実行（たとえば、１つまたは複数の測定試験を実行）できなくなるような方法でＤＣ−ＤＣコンバータ２３０および／または蓄積コンデンサ１０２０から供給された電力の消費を最小限に抑え、かつ／またはその電力を使い切らないようにするのに役立つ。実装形態によっては、ＭＣＵ１０６２および／またはタイミング制御装置１０６３は、このタイミング制御装置１０６３に入力を供給するためのカウンタ１０８０を備える。
【０１０４】
代替実装形態によっては、ＭＣＵ１０６２、および／または機能回路１０６０を制御するためのタイミング制御装置１０６３の代わりに、制御回路１０５０が、機能回路１０６０内の１つまたは複数の構成部品と電気的に接続されて、たとえば、機能回路１０６０内の１つまたは複数のスイッチ（たとえばトランジスタ）を起動することによって構成部品を制御（たとえば起動）する。
【０１０５】
実装形態によっては、機能回路は、ＭＣＵ１０６２、記憶装置１０６４、ＡＤＣ１０６６、および／またはセンサ１０７０を備える。このような実装形態によっては、制御回路１０５０は、ＭＣＵ１０６２に電力供給するＤＣ−ＤＣコンバータ２３０を起動（すなわち電源オン）するように構成される。次いで、ＭＣＵ１０６２および／またはタイミング制御装置１０６３は、記憶装置１０６４、ＡＤＣ１０６６、および／またはセンサ１０７０を、所定に時点および所定のシーケンスで起動（すなわち電源オン）して、たとえば、内部の全ての構成部品に十分な電力を供給した状態で、装置１０００が確実適切に開始するように構成される。
【０１０６】
本開示全体を通して様々な実装形態を説明してきたが、ある実装形態および／または図を参照しながら説明した任意の要素、構成部品、回路、装置などは、他の任意の実装形態にも含まれ得ることが企図されている。たとえば、事前充電回路９０１は、本開示の任意の装置内に含むことができる。別の例では、機能回路１０６０は、本開示の任意の実装形態に含むことができる。さらに別の例では、カウンタ１０８０は、本開示の任意の実装形態に含むことができる。
代替実装形態
実装形態１。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品と、この無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品に電気的に結合されて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集されるエネルギーを蓄積するエネルギー貯蔵構成部品と、測定を実行するための機能回路であって、エネルギー貯蔵構成部品に結合され、その結果、無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集され、エネルギー貯蔵構成部品に蓄積されたエネルギーによってのみ電力供給される機能回路とを備える装置。
【０１０７】
実装形態２。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集されたエネルギーが、装置に隣接して配置された無線伝送装置からのものである、実装形態１の装置。
【０１０８】
実装形態３。無線伝送装置がスマートフォンである、実装形態２の装置。
実装形態４。エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されて、エネルギー貯蔵構成部品から電圧出力を受け取り、かつこの受け取った電圧出力を第２の電圧レベルに変換して、装置の機能回路および／または１つもしくは複数の他の構成部品に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備える、実装形態１の装置。
【０１０９】
実装形態５。１つまたは複数の他の構成部品がプロセッサを備える、実装形態４の装置。
実装形態６。１つまたは複数の他の構成部品が制御装置を備える、実装形態４の装置。
【０１１０】
実装形態７。１つまたは複数の他の構成部品がメモリを備える、実装形態４の装置。
実装形態８。１つまたは複数の他の構成部品がアナログデジタル変換器を備える、実装形態４の装置。
【０１１１】
実装形態９。１つまたは複数の他の構成部品がデジタルアナログ変換器を備える、実装形態４の装置。
実装形態１０。１つまたは複数の他の構成部品がセンサを備える、実装形態４の装置。
【０１１２】
実装形態１１。１つまたは複数の他の構成部品が、流体試料内の検体濃度を測定するための検体センサを備える、実装形態４の装置。
実装形態１２。検体がグルコースであり、流体試料が血液である、実装形態１１の装置。
【０１１３】
実装形態１３。メモリが、近距離無線通信用の電気的に消去可能なプログラマブルメモリ（ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）メモリである、実装形態７の装置。
実装形態１４。測定装置の１つまたは複数の構成部品が、所定の時点に所定のシーケンスでＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を受け取る、少なくとも２つの構成部品を備える、実装形態４の装置。
【０１１４】
実装形態１５。測定装置およびＤＣ−ＤＣコンバータの１つまたは複数の構成部品がそれぞれ、所定の時点に所定のシーケンスでエネルギー貯蔵構成部品からの電圧出力の少なくとも一部分を受け取る、実装形態４の装置。
【０１１５】
実装形態１６。所定の時点および所定のシーケンスに従って、測定装置およびＤＣ−ＤＣコンバータの１つまたは複数の構成部品の電源投入シーケンスを制御するためのマイクロコントローラをさらに備える、実装形態１５の装置。
【０１１６】
実装形態１７。エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合された事前充電回路をさらに備え、この事前充電回路が、（ｉ）閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーをエネルギー貯蔵構成部品が貯蔵するまで、エネルギー貯蔵構成部品と機能回路との間の電気的連結を防止し、かつ（ｉｉ）その後にエネルギー貯蔵構成部品と機能回路との間の電気的連結を維持するように構成される、実装形態１の装置。
【０１１７】
実装形態１８。エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に電気的に結合された事前充電回路をさらに備え、この事前充電回路が、（ｉ）閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーをエネルギー貯蔵構成部品が貯蔵するまで、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を防止し、かつ（ｉｉ）その後にエネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を維持するように構成される、実装形態４の装置。
【０１１８】
実装形態１９。装置に電池がなく、したがってエネルギー貯蔵構成部品および機能回路がそれぞれ、無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、実装形態１の装置。
【０１１９】
実装形態２０。装置に電池がなく、したがってエネルギー貯蔵構成部品、ＤＣ−ＤＣコンバータ、および機能回路がそれぞれ、無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、実装形態４の装置。
【０１２０】
実装形態２１。装置に電池がない、実装形態１の装置。
実装形態２２。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品が、近距離無線通信（ＮＦＣ）アンテナを備える、実装形態１の装置。
【０１２１】
実装形態２３。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品が、ＲＦＩＤアンテナを備える、実装形態１の装置。
実装形態２４。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品が、近距離無線通信ＮＦＣアンテナを備える、実装形態１の装置。
【０１２２】
実装形態２５。ＮＦＣアンテナがコイルである、実装形態２４の装置。
実装形態２６。ＤＣ−ＤＣコンバータが、無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、実装形態４の装置。
【０１２３】
実装形態２７。この装置から第２の装置にデータを伝送するための通信インターフェースをさらに備える、実装形態１の装置。
実装形態２８。第２の装置が無線伝送装置である、実装形態２７の装置。
【０１２４】
実装形態２９。無線伝送装置がスマートフォンである、実装形態２８の装置。
実装形態３０。スマートフォンが、装置に双方向で通信可能に接続するよう、スマートフォン上で実行されるソフトウェアアプリケーションを含む、実装形態２９の装置。
【０１２５】
実装形態３１。装置が測定装置である、実装形態１の装置。
実装形態３２。装置が血液グルコース測定装置である、実装形態１の装置。
実装形態３３。装置が検体測定装置である、実装形態１の装置。
【０１２６】
実装形態３４。カウンタをさらに備える、実装形態１の装置。
実装形態３５。タイミング制御回路をさらに備える、実装形態１の装置。
実装形態３６。エネルギー貯蔵構成部品がコンデンサである、実装形態１の装置。
【０１２７】
実装形態３７。制御回路をさらに備える、実装形態１の装置。
実装形態３８。制御回路が事前充電回路である、実装形態３７の装置。
実装形態３９。制御回路がタイミング制御回路である、実装形態３７の装置。
【０１２８】
実装形態４０。制御回路が、装置の他の構成部品の起動を制御するように構成される、実装形態３７の装置。
実装形態４１。装置のその他の構成部品が機能回路を備える、実装形態３７の装置。
【０１２９】
実装形態４２。装置のその他の構成部品がＤＣ−ＤＣコンバータを備える、実装形態３７の装置。
実装形態４３。装置のその他の構成部品がセンサを備える、実装形態３７の装置。
【０１３０】
実装形態４４。装置のその他の構成部品が、プロセッサおよび／または制御装置を備える、実装形態３７の装置。
実装形態４５。装置のその他の構成部品がアナログデジタル変換器を備える、実装形態３７の装置。
【０１３１】
実装形態４６。装置のその他の構成部品がデジタルアナログ変換器を備える、実装形態３７の装置。
実装形態４７。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品が、ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭである、実装形態１の装置。
【０１３２】
実装形態４８。無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品が、ＲＦＩＤ構成部品である、実装形態１の装置。
実装形態４９。近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置と、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置されたＮＦＣ伝送装置から収集されるエネルギーを蓄積するためのエネルギー貯蔵構成部品と、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されたＤＣ−ＤＣコンバータと、カウンタと、ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合された機能回路とを備える測定装置であって、エネルギー貯蔵構成部品は、カウンタによって設定される第１の時点Ｔ１まで、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって収集されるエネルギーの少なくとも一部分を収集および蓄積し、ＤＣ−ＤＣコンバータが、エネルギー貯蔵構成部品に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を使用して、カウンタによって設定される第２の時点Ｔ２で起動され、機能回路が、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して、カウンタによって設定される第３の時点Ｔ３で起動される、測定装置。
【０１３３】
実装形態５０。機能回路が、測定を実行するための１つまたは複数の構成部品を備える、実装形態４９の装置。
実装形態５１。ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に結合されたＮＦＣアンテナをさらに備える、実装形態４９の装置。
【０１３４】
実装形態５２。ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置が、ＮＦＣ対応の消去可能なプログラマブルメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）を備える、実装形態５１の装置。
実装形態５３。エネルギー貯蔵構成部品が、蓄積コンデンサまたはスーパーキャパシタである、実装形態４９の装置。
【０１３５】
実装形態５４。機能回路に結合されたタイミング制御回路をさらに備え、このタイミング制御回路は、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して、第３の時点Ｔ３で機能回路を起動させるように構成される、実装形態４９の装置。
【０１３６】
実装形態５５。機能回路が少なくとも１つのセンサを備え、タイミング制御回路が、第３の時点Ｔ３の後である第４の時点Ｔ４で測定を実行するためにセンサを起動させるように構成される、実装形態５４の装置。
【０１３７】
実装形態５６。近距離無線通信（ＮＦＣ）対応のエネルギーハーベスティング装置と、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置されたＮＦＣ伝送装置から収集されるエネルギーを蓄積するためのエネルギー貯蔵構成部品と、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合された事前充電回路と、事前充電回路に電気的に結合されたＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合された機能回路とを備える測定装置であって、事前充電回路は、エネルギー貯蔵構成部品が、閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーを蓄積するまで、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を防止し、かつ、その後、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を維持するように構成され、機能回路が、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して起動するように構成される、測定装置。
【０１３８】
実装形態５７。機能回路が、測定を実行するための１つまたは複数の構成部品を備える、実装形態５６の装置。
実装形態５８。ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置に結合されたＮＦＣアンテナをさらに備える、実装形態５６の装置。
【０１３９】
実装形態５９。ＮＦＣ対応のエネルギーハーベスティング装置が、ＮＦＣ対応の消去可能なプログラマブルメモリ（ＮＦＣ  ＥＥＰＲＯＭ）を備える、実装形態５８の装置。
実装形態６０。エネルギー貯蔵構成部品が、蓄積コンデンサまたはスーパーキャパシタである、実装形態５６の装置。
【０１４０】
実装形態６１。機能回路に結合された少なくとも１つの処理装置と、プロセッサ実行可能命令を記憶するための少なくとも１つのメモリとをさらに備える装置であって、少なくとも１つのプロセッサが、少なくとも１つのメモリに通信可能に結合され、プロセッサ実行可能命令が実行されると、少なくとも１つのプロセッサは、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して、機能回路の前に起動し、および機能回路を起動させる、実装形態５６の装置。
【０１４１】
実装形態６２。機能回路が、少なくとも１つのセンサを備え、プロセッサ実行可能命令が実行されると、少なくとも１つのプロセッサが、機能回路の起動後の時点で測定を実行するためにこのセンサを起動する、実装形態６１の装置。
【０１４２】
実装形態６３。流体試料内の検体を測定するための測定装置であって、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置と、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置された無線伝送装置から収集されたエネルギーを蓄積するエネルギー貯蔵構成部品と、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合されて、エネルギー貯蔵構成部品からの電圧出力を受け取り、かつ受け取った電圧出力を第２の電圧レベルに変換して、測定装置の１つまたは複数の構成部品に電力を供給するＤＣ−ＤＣコンバータと、流体試料内の検体の量を測定するための機能回路であって、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を得るようにＤＣ−ＤＣコンバータに結合される機能回路とを備える測定装置。
【０１４３】
実装形態６４。測定装置の１つまたは複数の構成部品が、所定の時点に所定のシーケンスでＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を受け取る、少なくとも２つの構成部品を備える、実装形態６３の装置。
【０１４４】
実装形態６５。測定装置およびＤＣ−ＤＣコンバータの１つまたは複数の構成部品がそれぞれ、所定の時点に所定のシーケンスでエネルギー貯蔵構成部品からの電圧出力の少なくとも一部分を受け取る、実装形態６３の装置。
【０１４５】
実装形態６６。所定の時点および所定のシーケンスに従って、測定装置およびＤＣ−ＤＣコンバータの１つまたは複数の構成部品の電源投入シーケンスを制御するためのマイクロコントローラをさらに備える、実装形態６５の装置。
【０１４６】
実装形態６７。エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間に電気的に結合された事前充電回路をさらに備え、この事前充電回路が、（ｉ）閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーをエネルギー貯蔵構成部品が貯蔵するまで、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を防止し、かつ（ｉｉ）その後にエネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を維持するように構成される、実装形態６３の装置。
【０１４７】
実装形態６８。測定装置に電池がなく、したがってエネルギー貯蔵構成部品、ＤＣ−ＤＣコンバータ、および機能回路がそれぞれ、無線動作可能なエネルギーハーベスティング構成部品によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、実装形態６３の装置。
【０１４８】
実装形態６９。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置が、近距離無線通信（ＮＦＣ）アンテナ、ＲＦＩＤアンテナ、またはその両方を備える、実装形態６３の装置。
実装形態７０。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置が、近距離無線通信ＮＦＣアンテナを備え、このＮＦＣアンテナがコイルである、実装形態６３の装置。
【０１４９】
実装形態７１。ＤＣ−ＤＣコンバータが、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって収集されるエネルギーによってのみ電力供給される、実装形態６３の装置。
実装形態７２。測定装置の１つまたは複数の構成部品が、測定装置から第２の装置までデータを伝送するための通信インターフェースを備える、実装形態６３の装置。
【０１５０】
実装形態７３。第２の装置が無線伝送装置である、実装形態７２の装置。
実装形態７４。無線伝送装置が、スマートフォンであって、測定装置に双方向で通信可能に接続するよう、スマートフォン上で実行されるソフトウェアアプリケーションを含むスマートフォンである、実装形態６３の装置。
【０１５１】
実装形態７５。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置と、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置された無線伝送装置から収集されるエネルギーを蓄積するためのエネルギー貯蔵構成部品と、カウンタと、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合された機能回路とを備える測定装置であって、エネルギー貯蔵構成部品は、カウンタによって設定される第１の時点Ｔ１まで、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって収集されるエネルギーの少なくとも一部分を収集および蓄積し、機能回路が、エネルギー貯蔵構成部品に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を使用して、カウンタによって設定される第２の時点Ｔ２で起動される、測定装置。
【０１５２】
実装形態７６。エネルギー貯蔵構成部品および機能回路に電気的に結合されたＤＣ−ＤＣコンバータをさらに備える、実装形態７５の装置。
実装形態７７。ＤＣ−ＤＣコンバータは、エネルギー貯蔵構成部品に蓄積されたエネルギーの少なくとも一部分を使用して、カウンタによって設定される第３の時点Ｔ３で起動される、実装形態７６の装置。
【０１５３】
実装形態７８。第２の時点Ｔ２が第３の時点Ｔ３よりも長く、第３の時点Ｔ３が第１の時点Ｔ１よりも長い、実装形態７７の装置。
実装形態７９。無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置と、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置に電気的に結合されて、無線動作可能なエネルギーハーベスティング装置によって、測定装置に隣接して配置された無線伝送装置から収集されるエネルギーを蓄積するためのエネルギー貯蔵構成部品と、エネルギー貯蔵構成部品に電気的に結合された事前充電回路と、事前充電回路に電気的に結合されたＤＣ−ＤＣコンバータと、ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に結合された機能回路とを備える測定装置であって、事前充電回路は、エネルギー貯蔵構成部品が、閾値エネルギーレベルよりも多い量のエネルギーを蓄積するまで、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を防止し、かつ、その後、エネルギー貯蔵構成部品とＤＣ−ＤＣコンバータとの間の電気的連結を維持するように構成され、機能回路が、ＤＣ−ＤＣコンバータによって供給される電力の少なくとも一部分を使用して起動するように構成される、測定装置。
【０１５４】
実装形態８０。機能回路が実行する測定が、流体試料内の物質の濃度の測定である、実装形態１の装置。
実装形態８１。装置が可撓性および伸縮性を有する、実装形態８０の装置。
【０１５５】
実装形態８２。装置が、装置のユーザの皮膚に直接装着するように構成される、実装形態８０の装置。
実装形態８３。流体試料が、装置によってユーザから直接受け取られる、実装形態８２の装置。
【０１５６】
実装形態８４。測定される物質が、検体、ウイルス、タンパク質、バクテリア、酵素、毒素、またはそれらの任意の組合せである、実装形態８０の装置。
実装形態８５。流体試料が、血液、汗、尿、唾液、涙滴、空気、またはそれらの任意の組合せである、実装形態８０の装置。
【０１５７】
実装形態８６。毒素が、水銀、鉛、金属、プラスチック、一酸化炭素、またはそれらの任意の組合せである、実装形態８４の装置。
上記実装形態１〜８６のいずれかからの任意の要素またはその任意の部分は、実装形態１〜８６のいずれかからの１つまたは複数の他の任意の要素またはその部分と組み合わせて、本開示の一実装形態を形成できることが企図されている。
【図８】
2017504114.tif 000004
【図１】
2017504114.tif 000005
【図２】
2017504114.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017504114.tif 000010
【図７】
2017504114.tif 000011
【図９】
2017504114.tif 000012
【図１０】
2017504114.tif 000013
【国際調査報告】
2017504114.tif 000014
2017504114.tif 000015