(57)【要約】  汗検知デバイスは、外側に面する第１の表面および皮膚に面する第２の表面を有する弾力性のある本体と、流体入口を画定する第１の端、および第２の端を有する、本体に形成された汗流路と、を含む。生化学的アッセイウェルが汗流路に形成され、アッセイ材料が生化学的アッセイウェルに配置され、アッセイ材料は、汗流路を通って移動する汗と反応するように位置付けられ、且つ、汗流路の汗の流れの視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側に面する第１の表面と、皮膚に面する第２の表面とを有する弾力性のある本体と、
前記本体に形成された汗流路であって、流体入口を画定する第１の端と、第２の端とを有する、汗流路と、
前記汗流路に形成された生化学的アッセイウェルと、
前記生化学的アッセイウェルに配置されたアッセイ材料であって、前記汗流路を通って移動する汗と反応するように位置付けられ、且つ、前記汗流路の前記汗の流れの視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられた、アッセイ材料と、を備える汗検知デバイス。
【請求項２】
前記弾力性のある本体が、接着された３層の材料で形成され、前記汗流路が、前記３層のうちの内層に形成される、請求項１に記載の汗検知デバイス。
【請求項３】
前記弾力性のある本体が、接着された５層の材料で形成され、前記汗流路が、前記５層のうちの３つの内層のうちの１つと、前記５層のうちの前記３つの内層のうちのいずれか複数と、のうちの一方に形成される、請求項１に記載の汗検知デバイス。
【請求項４】
前記汗流路の前記第２の端が流体出口を画定する、請求項１に記載の汗検知デバイス。
【請求項５】
前記汗流路が第１の汗流路を画定し、前記汗検知デバイスが第２の汗流路をさらに含む、請求項１に記載の汗検知デバイス。
【請求項６】
前記第２の汗流路が、
流体入口を画定する第１の端、および第２の端と、
前記第２の汗流路に形成された色検視窓と、
前記第２の汗流路の前記第１の端と前記色検視窓との間に形成された生化学的アッセイウェルと、を含む、請求項１に記載の汗検知デバイス。
【請求項７】
前記生化学的アッセイウェルが、クロラニル酸混合ウェルを画定し、前記汗検知デバイスが、前記生化学的アッセイウェルに配置されたクロラニル酸をさらに含み、前記色検視窓が、前記生化学的アッセイウェルを通過して、その中で前記クロラニル酸と反応している汗を収集するように位置付けられ、且つ、前記色検視窓の前記汗およびクロラニル酸の色の視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられている、請求項６に記載の汗検知デバイス。
【請求項８】
複数の前記第２の汗流路を含み、前記複数の第２の汗流路はそれぞれ、各自の生化学的アッセイウェルに配置された異なるアッセイ材料を有する、請求項７に記載の汗検知デバイス。
【請求項９】
前記アッセイ材料が、前記第２の汗流路の前記汗の生理的状態および生体状態のうちの一方を検出するように選択され、前記生理的状態および生体状態が、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度からなる群から選択される、請求項８に記載の汗検知デバイス。
【請求項１０】
ユーザの皮膚に接着されて汗を収集し、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度からなる群から選択される生理的状態および生体状態のうちの一方を検出するように構成された汗検知デバイスと、
コネクテッドカメラを有する対話型コンソールステーションと、を備え、
前記対話型コンソールステーションの前記カメラが、前記対話型コンソールステーションを介して、前記汗検知デバイスの画像を捕捉し、前記ユーザに出力を生成する、汗監視システム。
【請求項１１】
カメラを有するスマートフォンをさらに含み、前記スマートフォンのカメラが、前記対話型コンソールステーションおよび前記スマートフォンの表示スクリーンのうちの一方を介して前記汗検知デバイスの画像を捕捉し、前記ユーザに出力を生成する、請求項１０に記載の汗監視システム。
【請求項１２】
前記汗検知デバイスが装着され、前記ユーザの皮膚に接着されている間に、前記汗検知デバイスの前記画像が複数回捕捉される、請求項１１に記載の汗監視システム。
【請求項１３】
前記対話型コンソールステーションおよび前記スマートフォンのうちの一方のプロセッサが、１つまたは複数のアルゴリズムを使用して前記出力を生成する、請求項１２に記載の汗監視システム。
【請求項１４】
前記出力が、前記ユーザの電解質および代謝物バランスを達成するために消費すべき電解質、炭水化物、および流体の特定の製剤の推奨、特定の栄養物を消費する推奨、温度を変更する推奨、身体運動のレベルを変更する推奨、介護者への警報、救急隊員への警報、室温を変えて脱水および熱損傷のうちの一方の危険を緩和させる信号、計量ステーションを起動して心拍数および体温のうちの一方を測定する信号、ならびに、ユーザの環境の照明を暗くすることおよび電動式ファンを作動させることのうちの一方を行う信号、のうちの１つである、請求項１３に記載の汗監視システム。
【請求項１５】
前記出力および推奨が、前記スマートフォンおよび前記対話型コンソールステーションのうちの一方を介して前記ユーザに通信される、請求項１４に記載の汗監視システム。
【請求項１６】
前記汗監視システムが、ユーザの皮膚に接着されて汗を収集し、前記生理的状態および生体状態のうちの一方を検出するように構成された複数の前記汗検知デバイスを含む、請求項１５に記載の汗監視システム。
【請求項１７】
前記汗検知デバイスが、
接着された５層の材料で形成され、外側に面する第１の表面と、皮膚に面する第２の表面とを有する弾力性のある本体と、
前記本体に形成された汗流路であって、流体入口を画定する第１の端と、第２の端とを有し、前記５層のうちの３つの内層のうちの１つと、前記５層のうちの前記３つの内層のうちのいずれか複数と、のうちの一方に形成される、汗流路と、
前記汗流路に形成された生化学的アッセイウェルと、
前記生化学的アッセイウェルに配置されたアッセイ材料であって、前記汗流路を通って移動する汗と反応するように位置付けられ、且つ、前記汗流路の前記汗の流れの視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられた、アッセイ材料と、を含む、請求項１５に記載の汗監視システム。
【請求項１８】
前記汗流路が第１の汗流路を画定し、前記汗検知デバイスが、第２の汗流路をさらに含み、
前記第２の汗流路が、
流体入口を画定する第１の端、および第２の端と、
前記第２の汗流路に形成された色検視窓と、
前記第２の汗流路の前記第１の端と前記色検視窓との間に形成された生化学的アッセイウェルと、
前記生化学的アッセイウェルに配置されたクロラニル酸と、を含み、
前記色検視窓が、前記生化学的アッセイウェルを通過して、その中で前記クロラニル酸と反応している汗を収集するように位置付けられ、且つ、前記色検視窓の前記汗およびクロラニル酸の色の視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられている、請求項１７に記載の汗監視システム。
【請求項１９】
複数の前記第２の汗流路を含み、前記複数の第２の汗流路はそれぞれ、各自の生化学的アッセイウェルに配置された異なるアッセイ材料を有し、
前記アッセイ材料が、前記第２の汗流路の前記汗の生理的状態および生体状態のうちの一方を検出するように選択され、前記生理的状態および生体状態が、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度からなる群から選択される、請求項１８に記載の汗監視システム。
【請求項２０】
汗監視システムであって、
汗検知デバイスを備え、
前記汗検知デバイスは、
接着された５層の材料で形成され、外側に面する第１の表面と、皮膚に面する第２の表面とを有する弾力性のある本体と、
前記本体に形成された汗流路であって、流体入口を画定する第１の端と、第２の端とを有し、前記５層のうちの３つの内層のうちの１つと、前記５層のうちの前記３つの内層のうちのいずれか複数と、のうちの一方に形成される、汗流路と、
前記汗流路に形成された生化学的アッセイウェルと、
前記生化学的アッセイウェルに配置されたアッセイ材料であって、前記アッセイ材料が、前記汗流路を通って移動する汗と反応するように位置付けられ、且つ、前記汗流路の前記汗の流れの視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられる、アッセイ材料と、
を含み、
前記汗検知デバイスは、ユーザの皮膚に接着されて汗を収集し、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度からなる群から選択される生理的状態および生体状態のうちの一方を検出するように構成され、
前記汗監視システムは、
コネクテッドカメラを有する対話型コンソールステーションと、
カメラを有するスマートフォンであって、前記スマートフォンのカメラが、前記対話型コンソールステーションおよび前記スマートフォンの表示スクリーンのうちの一方を介して、前記汗検知デバイスの画像を捕捉し、前記ユーザに出力を生成する、スマートフォンと、を備え、
前記対話型コンソールステーションの前記カメラが、前記対話型コンソールステーションを介して、前記汗検知デバイスの画像を捕捉し、前記ユーザに出力を生成し、
前記汗検知デバイスが装着されて前記ユーザの皮膚に接着されている間に、前記汗検知デバイスの前記画像が複数回捕捉され、
前記対話型コンソールステーションおよび前記スマートフォンのうちの一方のプロセッサが、１つまたは複数のアルゴリズムを使用して前記出力を生成し、
前記出力が、前記ユーザの電解質および代謝物のバランスを達成するために消費すべき電解質、炭水化物、ならびに流体の特定の製剤の推奨、特定の栄養物を消費する推奨、温度を変更する推奨、身体運動のレベルを変更する推奨、介護者への警報、救急隊員への警報、室温を変えて脱水および熱損傷のうちの一方の危険を緩和させる信号、計量ステーションを起動して心拍数および体温のうちの一方を測定する信号、ならびに、ユーザの環境の照明を暗くすることおよび電動式ファンを作動させることのうちの一方を行う信号、のうちの１つである、汗監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[001]本発明は、一般に、１人または複数の人の発汗速度、汗の組成物、および／または生化学的情報を測定ならびに／あるいは監視するためのウェアラブル流体システムに関する。詳細には、本発明は、１人または複数の人の発汗速度、汗の組成物、および／または生化学的情報を測定ならびに／あるいは監視し、その情報を使用して、ウェアラブル流体システムのユーザ、指導員、および／またはケアワーカーにフィードバックを提供するための改良されたウェアラブル汗監視システムと共に使用する改良されたウェアラブル汗検知デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
[002]消費者、アスリート、軍人、消防士、心不全患者、腎不全患者、糖尿病患者、嚢胞性線維症患者、精神病患者、早産児などのための電解質、微量栄養素、化学毒素、重金属、および代謝物の量的監視の利用は、脱水、致命的な状況、ならびに敗血症、アシドーシス、貧血症、高ビリルビン血症、および脱水を含む病気の危険を緩和するために重要である。
【０００３】
[003]アスリート、集中治療患者、および新生児は、日常生活および睡眠中の持続的な監視から大きな恩恵を得ることが知られている。新生児の場合、病院からの退院は、栄養不足、体液平衡、および幼児の発育の追跡を託された両親および地域社会に困難な課題を提示する。食物プログラムを立ち上げるための多大な努力および幼児のための微量栄養素の強化された食物支援は、出産後の初期数週間のか弱い早産新生児が直面する、多くの生命を脅かす栄養不足に対処するのに役立ってきた。
【０００４】
[004]アスリート、軍人、および救急隊員にとって、運動中に２つの流体、すなわち電解質およびその他の身体の必須成分が失われ、消費される速度を監視することは、脱水、低ナトリウム血症、または高ナトリウム血症による怪我または死の危険を低減するために必須である。多くの場合、これらの体液成分喪失を測定するために利用可能なツールは、大きくて持ち運びできない（例えば、体重を測定する秤、およびイオン性組成物を測定する高速液体クロマトグラフィ（ＨＰＬＣ））。こうした制限は、最も適切なとき、すなわち、人がまだ活動しているときの流体の喪失の測定を妨げる。
【０００５】
[005]ポイントオブケア・ウェアラブルセンサは、生化学分析レベルを非侵襲的に測定する可能性を持ち、日常看護および代謝物管理を、研究所または病院の環境から遠隔の現場環境または家庭へ移すことができる。ウェアラブル電子間質液および汗分析システムのいくつかの形態は、バイオマーカー濃度を監視する電気化学手法を利用するが、明確に定義された時点における離散的な汗の試料の収集、捕捉、またはその後の分析は可能でない。既知の方法は、例えば、ＰｈａｒｍＣｈｅｋ（登録商標）汗パッチなどの吸収パッチ、または、例えば、Ｍａｃｒｏｄｕｃｔ（登録商標）汗収集システムなどのコイル管に依存しており、事後分析用に汗を収集する受動的な媒体として役立つだけである。これらの従来のデバイスは、高価で、大きく、重たくて、美的な魅力がなく、機械的に剛性である。このように、従来のデバイスは、身体運動時または激しい活動時の皮膚との密接な結合を妨げ、信号品質が悪く、物理的にユーザを邪魔する。
【０００６】
[006]したがって、従来のウェアラブルセンサの制限を克服し、高性能、低コストであり、診療所外のアスリート、患者、および新生児を監視するために必要な医療診断を提供するアクセス可能な健康監視システムの構成要素である改良されたウェアラブル汗検知デバイスを有する改良されたウェアラブル汗監視システムを提供することが望ましい。こうしたユーザおよびその他のユーザのための良質な医療診断へのアクセスは、集中ケアセンタへの依存を低減するのに役立ち、保健職員、親、介護者、スポーツチーム、および指導員に、治療方法および成果を理解するためのより良い個々の統計データを提供できるようにする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
[007]本発明は、アスリートまたは患者などの人間被験者の状態を検出し、その情報をスマートフォンを介して指導員、親、介護者、またはその他の提供者に取り次ぐウェアラブル汗監視システムおよびそれと共に使用する１つまたは複数の流体センサ、発汗量収集路を含み得る汗検知デバイス、ならびに比色分析法または電気化学的分析法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
[008]汗検知デバイスは、外側に面する第１の表面および皮膚に面する第２の表面を有する弾力性のある本体と、流体入口を画定する第１の端、および第２の端を有する、本体に形成された汗流路と、を含む。生化学的アッセイウェルは汗流路に形成され、アッセイ材料は生化学的アッセイウェルに配置され、汗流路を通って移動する汗と反応するように位置付けられ、且つ、汗流路の汗の流れの視覚的なインジケータならびにカメラおよびコネクテッドプロセッサによって検出可能なインジケータのうちの一方を提供するように位置付けられる。
【０００９】
[009]別の実施形態では、汗監視システムは、ユーザの皮膚に接着して汗を収集し、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、 汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度からなる群から選択される生理的状態および生体状態のうちの１つを検出するように構成された汗検知デバイスを含む。対話型コンソールステーションは、対話型コンソールステーションを介して、汗検知デバイスの画像を捕捉し、ユーザに出力を生成するコネクテッドカメラを有する。
【００１０】
[010]本発明の様々な態様は、添付の図面に照らして読むことで、以下の好ましい実施形態の詳細な説明から当業者には明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】[011]本発明による汗検知デバイスの第１の実施形態の斜視図である。
【図２】[012]図１の２−２線に沿う断面図である。
【図３】[013]図２の円３内の汗検知デバイスの部分の拡大断面図である。
【図４】[014]図１から図３に示す汗検知デバイスの代替の斜視図である。
【図５】[015]図４の５−５線に沿う断面図である。
【図６】[016]図５の円６内の汗検知デバイスの部分の拡大断面図である。
【図７】[017]図１から図６に示す汗検知デバイスの分解斜視図である。
【図８】[018]本発明による汗検知デバイスの第２の実施形態の上層の材料のシートまたはブランクの平面図である。
【図９】[019]図８に示す汗検知デバイスの内層のうちの１つの材料のシートまたはブランクの平面図である。
【図１０】[020]図８および図９に示す汗検知デバイスの下層の材料のシートまたはブランクの平面図である。
【図１１】[021]図８から図１０に示す層から形成された汗検知デバイスの斜視図である。
【図１２】[022]本発明による汗検知デバイスの第３の実施形態の斜視図である。
【図１３】[023]熱変色性温度インジケータおよび積算時間計を示す本発明による汗検知デバイスの第４の実施形態の一部の拡大平面図である。
【図１４】[024]電子温度計測および着用時間を示す本発明による汗検知デバイスの第５の実施形態の一部の拡大平面図である。
【図１５】[025]本発明による汗検知デバイスを含み、ウェアラブル汗監視システムを通るデータの流れを示すウェアラブル汗監視システムの第１の実施形態の図である。
【図１６】[026]本発明による汗検知デバイスの第６の実施形態の断面立面図である。
【図１７】[027]本発明による汗検知デバイスの第７の実施形態の断面立面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
[028]本発明は、診療所または家庭環境で１つまたは複数の身体の位置から、アスリート、患者、および新生児などの人からの発汗量、汗の組成物、および生化学的情報を検知できるウェアラブル汗検知デバイスおよび汗監視システムに関する。以下に詳細に説明するように、汗監視システムは、スマートフォンのカメラまたは例えば、アスリートのための計量ステーションまたは心臓監視ステーションなどの対話型コンソールステーションに接続されたカメラなどのカメラで、汗検知デバイス内の流体路または汗流路の画像を分析することによって被験者またはその他の利害関係者に情報をリアルタイムで取り次ぐことができる。スマートフォンまたは対話型コンソールステーション内のプロセッサは、画像データを分析して、消費して、電解質バランスを達成するのに役立つ電解質および流体の特定の製剤の推奨など、取るべき行動を定義する出力を判定することができ、例えば、温度もしくは身体運動のレベルを変更する、または介護者および／または救急隊員に警告することなど、実環境または仮想環境を修正することができる。推奨された行動は、スマートフォンまたは対話型コンソールステーションを介してユーザに通信され得る。
【００１３】
[029]ここで、図を参照すると、本発明による汗検知デバイス１０の第１の実施形態が図１〜図７に示されている。汗検知デバイス１０は、第１の層または上層１２、第２の層１４、第３の層１６、第４の層１８、および第５の層または低層２０を有する実質的に弾力性のある本体１１を含む。上層１２は、第１の表面または外側に面する表面２２を有する。低層２０は、第２の表面または皮膚に面する表面２４を有する。接着剤が皮膚に面する表面２４に塗布され、皮膚に面する表面２４は、任意の所望の弾力性のある空気／酸素不透過性材料で形成された取り外し可能粘着性ライナ２５によって覆われる。
【００１４】
[030]図示の第１の層１２および図示の第５の層２０は、約０．１０２ミリメートル（０．００４インチ）の厚さを有する透明なポリウレタンで形成される。代替で、第１の層１２および第５の層２０は、シリコン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、またはポリウレタンなどの他の所望の柔らかい、弾力性のある、透明な材料で形成されてもよい。所望により、第５の層２０は、不透明な材料で形成されてもよい。第１の層１２および第５の層２０はまた、他の所望の厚さであってもよい。例えば、第１の層１２は、約０．０５１ミリメートル〜約０．１５２ミリメートル（約０．００２インチ〜約０．００６インチ）以内の厚さであってもよく、第５の層２０は、約０．０２５４ミリメートル〜約０．１０２ミリメートル（約０．００１インチ〜約０．００４インチ）以内の厚さであってもよい。
【００１５】
[031]図示の第３の層１６は、約０．１２７ミリメートル（約０．００５インチ）の厚さの透明なシリコンで形成される。代替で、第３の層１６は、ポリウレタン、ポリエステル、またはＰＥＴなどの他の所望の柔らかい、弾力性のある、透明な材料で形成されてもよく、約０．１０１６ミリメートル〜約０．１５２ミリメートル（約０．００４インチ〜約０．００６インチ）以内の他の所望の厚さであってもよい。
【００１６】
[032]図示の第２の層１４および図示の第４の層１８は、約０．０５１ミリメートル（０．００２インチ）の厚さを有する透明なアクリルＰＳＡで形成される。第２の層１４および第４の層１８は、第１の層１２、第３の層１６、および第５の層２０を一緒に接着する接着層である。接着性の第２の層１４および第４の層１８に選択される材料は、それらが付与される層の材料に基づいて変更されてもよい。例えば、シリコンの接着層は、ボンドシリコン層に共に選択され得る。代替で、第２の層１４および第４の層１８は、約０．０２５４ミリメートル〜約０．１０１６ミリメートル（約０．００１インチ〜約０．００４インチ）以内など、他の所望の厚さであってもよい。所望により、第１の層１２、第３の層１６、および第５の層２０は、超音波溶着などの任意の従来の手段によって、直接一緒に接着されてもよい。
【００１７】
[033]１つまたは複数の汗流路は、少なくとも第３の層１６に形成され得る。図１〜図７に示される汗検知デバイス１０の実施形態に示すように、第１の汗流路２６は第３の層１６に形成され、蛇行経路を画定する。代替で、汗検知デバイス１０の図示の実施形態に示すように、第１の汗流路２６は、第２の層１４および第４の層１８にもそれぞれ形成される。第１の汗流路２６は、汗入口端２８と汗検知デバイス１０の外周縁に、汗が第１の汗流路２６から出られるように位置付けられた汗出口端３０とを有する。第１の汗流路２６はまた、汗入口端２８の近くに生化学的アッセイウェル３２を含み得る。
【００１８】
[034]追加で、汗流路は、汗流路の一部が、第２の層１４と第３の層１６におよび第３の層１６と第４の層１８になど、第２の層１４内、第３の層１６内、および第４の層１８内に、または層の組み合わせで様々に形成されるように、形成することができる。汗流路の高さをこのようにその長さにわたって変更することにより、視覚的なインジケータとして弾力性のある本体１１内により高い高さの汗流路の区域を位置付けることができ、そこでは、中の染料の量が多いほど色がより濃く見えるので、高さが高い汗流路の部分内の色の変化を、より簡単に見ることができる。
【００１９】
[035]その長さにわたって異なる高さを有する汗流路が形成される場合、すなわち、汗流路の部分が、その層内で様々に形成される場合、汗流路は、自身を乗り越えることができ、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０のサイズを増やす必要なく、より長い汗流路が可能になる。
【００２０】
[036]図４に最もよく示されるように、第２の汗流路３４もまた、第２の層１４、第３の層１６、および第４の層１８にそれぞれ形成される。第２の汗流路３４は、汗入口端３６および第１の汗流路２６とは異なり、汗出口を画定しない第２の端３８を有する。第２の汗流路３４はまた、汗入口端３６の近くに生化学的アッセイウェル４０を含み得る。
【００２１】
[037]低層２０は、汗流路と流体連通する流体入口ポートまたは汗入口ポートを有し得る。図４に最もよく示されるように、低層２０は、第１の汗流路２６と流体連通する第１の汗入口ポート４２、および第２の汗流路３４と流体連通する第２の汗入口ポート４４を含む。汗検知デバイス１０の図示の実施形態では、生化学的アッセイウェル３２および４０は、低層２０を通って延びて、その中への化学的アッセイの挿入を可能にする。
【００２２】
[038]図５に示すように、低層２０内の第１の汗入口ポート４２の部分４２Ａは、第２の層１４、第３の層１６、および第４の層１８それぞれに形成される第１の汗入口ポート４２の部分より小さくてもよい。同様に、低層２０内の生化学的アッセイウェル４０の部分４０Ａおよび生化学的アッセイウェル３２の部分（図示せず）は、第２の層１４、第３の層１６、および第４の層１８それぞれに形成される生化学的アッセイウェル４０および３２の部分より小さくてもよい。
【００２３】
[039]アッセイウェル３２および４０が形成され、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０が組み立てられた後、以下に詳細に説明する、所望の生化学的アッセイ材料または化学的アッセイ材料がその中に配置され得る。次に、アッセイウェル３２および４０は、接着層４１が取り付けられる低層２０と同じ材料などの、任意の所望の弾力性のある材料で形成された接着層４１で閉鎖され得る。
【００２４】
[040]汗流路およびポートは、レーザ、または打ち抜きなどの任意の所望の手段によって、第２の層１４、第３の層１６、第４の層１８、および第５の層２０に形成され得る。例えば、汗検知デバイス５０の第２の実施形態の層を備える材料のシートまたはブランクは、図８〜図１０に示される。組み立てられた汗検知デバイス５０は、図１１にも示される。例えば、図８は、汗検知デバイス５０の第１の層または上層５２の材料のシートまたはブランクの平面図である。図９は、上述の汗検知デバイス１０の第２の層１４、第３の層１６、第４の層１８のうちの任意の１つなどの汗検知デバイス５０の内層５４の１つの材料のブランクの平面図である。図１０は、汗検知デバイス５０の低層５６の材料のブランクの平面図である。ブランク５２、５４、および５６はそれぞれ、取付具、治具、または同様のデバイス（図示せず）でブランク５２、５４、および５６を整列させるためにその中に形成された整列孔５８を含む。
【００２５】
[041]図９に示すように、内層５４は、その中に形成された第１の汗流路６０を有する。第１の汗流路６０は、汗入口端６２および第２の端６４を有する。第１の汗流路６０はまた、汗入口端６２の近くに１つまたは複数の生化学的アッセイウェル６６を含み得る。
【００２６】
[042]低層５６は、汗流路と流体連通する汗入口ポートを有し得る。図１０に最もよく示されるように、低層５６は、第１の汗流路５８と流体連通する第１の汗入口ポート６８を含む。１つまたは複数の生化学的アッセイウェル６６は、低層５６を通って延びる。
【００２７】
[043]本明細書に記載の改良された汗検知デバイスの実施形態の汗流路の幅Ｗ１およびアッセイウェルの直径は、汗検知デバイスの特定の用途によって異なり得ることが理解されよう。図示の汗流路２６、３４、および６０は、約１．０１６ミリメートル（約０．０４０インチ）の幅など任意の所望の幅Ｗ１を有し得る。代替で、汗流路２６、３４、および６０は、約０．１２７ミリメートル〜約３．０４８ミリメートル（約０．００５インチ〜約０．１２０インチ）以内の幅であってもよい。入口ポート４２、４２、および６８ならびに生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６は、それぞれ約１．０１６ミリメートル（約０．０４０インチ）および約４．０６４ミリメートル（約０．１６０インチ）の直径など任意の所望の直径を有し得る。代替で、入口ポート４２、４２、および６８は、約１．０１６ミリメートル〜約２．５４ミリメートル（約０．０４０インチ〜約０．１００インチ）の直径を有することができ、生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６は、約０．５０８ミリメートル〜約５．０８ミリメートル（約０．０２０インチ〜約０．２００インチ）の直径を有し得る。
【００２８】
[044]図示の入口ポートおよびアッセイウェルは、円形横断面を有するものと示されているが、入口ポートおよびアッセイウェルは、正方形横断面、または他の幾何学形状などその他の形状を有して形成することができる。
【００２９】
[045]生化学的アッセイウェル３２および４０は、マイクロリットル量などの非常に少ない量の汗と反応するように構成することができる比色反応サイトを画定する。アッセイウェル３２および４０は、例えば、従来の食用染料、化学的アッセイ、蛍光透視染料、酵素アッセイ、重金属アッセイ、およびタンパク質／ＤＮＡベースのアッセイなどの色付き染料を含み得る。汗検知デバイス１０では、一アッセイウェル３２が、汗流路２６内に形成され、一アッセイウェル４０が、汗流路３４内に形成される。汗検知デバイス５０では、２つのアッセイウェル６６が、汗入口ポート６８の近くの汗流路６０内に形成される。
【００３０】
[046]汗検知デバイス１０、５０、および７０（ならびに以下に説明する汗検知デバイス１００および１２０）などの本明細書に開示する汗検知デバイスは、汗流路および／またはアッセイウェルの深さが異なるように形成され得ることが理解されよう。化学反応によって引き起こされる色変化は、ランベルト・ベールの法則に従って、汗流路またはアッセイウェルの深さによって異なる。複数の深さで汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０における色変化を測定することは、光、露出、および焦点に関連するあらゆるマイナス効果を低減するのに役立ち得る。
【００３１】
[047]所望により、汗検知デバイス１０の外側に面する表面２２は、その上に印刷された印を有する２５マイクロメートルのＰＥＴの層など、ポリマの非常に薄い層（図示せず）で積層されてもよい。例えば、印は、汗流路２６および／または３４と共に揃えられて、光画像キャプチャ用に流路２６および／または３４の選択された区域をハイライトしてもよい。
【００３２】
[048]汗検知デバイス１０、５０、および７０（ならびに以下に説明する汗検知デバイス１００および１２０）などの本明細書に開示する汗検知デバイスは、汗を分析し、その分析を応用して、ユーザ、患者、および／または介護者にフィードバックを提供し、１つまたは複数の環境またはシステムの動作あるいは状態を修正する、以下に詳細に説明されるウェアラブル汗監視システム９０で使用することができる。有利なことに、１人または複数の人に取り付けられた１つまたは複数の生理的状態または生体状態を検出し、示すように構成された１つまたは複数の汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０によって１人または複数の人を、監視することができる。状態は、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度を含むが、それに限定されない。
【００３３】
[049]ここで図１５を参照すると、本発明による汗検知デバイス１０、５０を含むウェアラブル汗監視システムの第１の実施形態の図が９０に示され、それを通るデータの流れを示している。ウェアラブル汗監視システム９０は、以下に詳細に説明され、汗検知デバイス５０などの汗検知デバイスが貼り付けられたアスリート９２などの人を含む。ウェアラブル汗監視システム９０は、対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６、特定の電界質補充飲料、炭水化物、ならびに消費してユーザの電解質および代謝物バランスを達成する流体などの電解質の特定の製剤を消費する推奨、特定の栄養物を消費する推奨、あるいは１つまたは複数の環境もしくはシステムの動作もしくは状態を修正する信号などの出力メッセージ９８をさらに含む。
【００３４】
[050]所望により、汗流路２６、３４、および／または６０などの汗流路は、その中に配置された赤い食用染料などの色付き染料を有してもよい。これらの実施形態では、汗検知デバイス１０、５０、および７０は、汗流路２６、３４、および／または６０内の発汗量を測定するように構成され、生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６内の塩化物濃度を測定するようにさらに構成されてもよい。汗流路２６、３４、および／または６０内の発汗量は、比色測定で表示され得る。生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６内の塩化物濃度は、熱変色性で表示され得る。例えば、外側に面する表面２２に付与された上述のポリマ積層体（図示せず）上の印は、塩化物濃度のレベルのインジケータを含み得る。
【００３５】
[051]クロラニル酸は汗中の塩化物と反応することが示されてきた。生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６にある汗中の塩化物濃度は、その中に表示された紫の諧調によって示すことができることがさらに示されてきた。延長された保存期間中、生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６内のクロラニル酸を固定することを支援するためおよびクロラニル酸が汗流路２６、３４、および／または６０を通って流れるのを防ぐため、ｐ−ＨＥＭＡまたはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）の懸濁液を、生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６内でクロラニル酸に加えることができる。代替で、生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６は、色付き染料の乾燥部を含んでもよい。そして、乾燥させた色付き染料は、汗と混合すると、色が変わる。所望により、他の化学アッセイを使用して、血糖、乳酸、および発汗量などの他の所望の汗の状態または汗のパラメータ用に汗を検査することができる。
【００３６】
[052]次に、汗流路２６、３４、および／または６０内ならびに生化学的アッセイウェル３２、４０、および６６内のこの色および／または色の変化が、ユーザによって観察され、評価されることができるか、あるいは、スマートフォン９６のカメラ、カメラ、または対話型コンソールステーション９４、もしくは色および／または色変化から数量化測定を導出する他の手段に取り付けられた他の撮像デバイスなどの外部デバイスによって測定および適宜数量化することができる。有利なことに、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０がユーザの身体上にありながら、ユーザによって観察され、数量化することができるか、あるいはリアルタイムで外部デバイスによって、測定および適宜数量化することができる。これにより、以下に詳細に説明するように、ユーザが身体運動にさらに従事しながら、または身体運動をちょうど完了したとき、電解質の補充などの栄養物の推奨および環境の変化の推奨をユーザに提供することが可能になる。
【００３７】
[053]汗検知デバイスの第３の実施形態が、図１２の７０に示される。汗検知デバイス７０は、汗検知デバイス５０に類似するが、追加で、温度を測定するように構成された第２の汗流路７２を含む。第２の汗流路７２は、低層５６を通って延び、第２の汗流路７２と流体連通する第２の汗入口ポート７４を含む。色検視窓７８が、第２の汗流路７２の遠位端に形成され、クロラニル酸混合ウェル７６が、第２の汗入口ポート７４と色検視窓７８の中間に形成される。上述したように、汗は、第２の汗流路７２に汗入口ポート７４を通って入ることができ、汗がクロラニル酸と混合するクロラニル酸混合ウェル７６に進むことができる。混合された汗とクロラニル酸は、その後、汗流路７２内を色検視窓７８に進むことができ、そこで、汗−クロラニル酸混合は、裸眼および／またはスマートフォン９６のカメラ、カメラまたは対話型コンソールステーション９４または色および／または色変化から数量化測定を導出する他の手段に取り付けられた他の撮像デバイスなどの外部デバイスで検出可能な方法で、色を変える。
【００３８】
[054]ここで図１３を参照すると、本明細書に開示された汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０のいずれかは、温度を測定するように構成された汗流路７２を含み得る（これも図１２に示す）。汗流路７２は、低層５６を通って延び（図１２を参照）、第２の汗流路７２と流体連通する汗入口ポート７４を含む。色検視窓７８が、第２の汗流路７２の遠位端に形成され、クロラニル酸混合ウェル７６が、第２の汗入口ポート７４と色検視窓７８の中間に形成される。
【００３９】
[055]図示の実施形態では、クロラニル酸混合ウェル７６は、温度を測定するように調整された封入された熱変色性インクを含む。適切な熱変色性インクの例は、コレステリックでキラルネマチックな構造体を有するインクを含むがこれに制限されない。インクは、図６に示すように第２の層１４と第４の層１８との間、または第２の層１４および第４の層１８のない実施形態での第１の層１２と第５の層２０との間など、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の積層層間に直接配置されてもよい。代替で、汗流路７２は、予め組み立てられた、モジュラーストリップ（図示せず）で形成されて、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０に取り付けられてもよい。
【００４０】
[056]熱変色性インクは、汗の温度が上昇すると、例えば、無色から赤、橙、黄色、緑、青、および紫に色を変える。代替で、温度の影響を受けにくく、したがって、予め設定された特定の転移温度でのみ色を変える熱変色性インクが選択されてもよい。こうした温度の影響を受けにくいインクで、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０が転移温度に到達した場合、変色性インクは色を変える。
【００４１】
[057]汗流路７２はまた、色検視窓７８に見ることができるように温度値を色に割り当てる隣接する温度インジケータ８０を含んでもよい。所望により、汗流路７２は、隣接する積算時間計８２も含んでよい。汗入口ポート７４およびクロラニル酸混合ウェル７６は、汗入口ポート７４およびクロラニル酸混合ウェル７６を覆うため、かつその中に含まれる汗、汗−クロラニル酸混合、および／または汗−変色性インク混合を隠すため、取り外し可能粘着性ライナ（図１３に示さないが、ライナ２５と同様である）によって覆われてもよい。
【００４２】
[058]図１３に示すように、酸化性インクが、複数のウェル８４に配置され得る。使用の際には、積算時間計８２を覆うライナは取り除かれ、ウェル８４は空気に露出され、インクは色を変え始める。インクの色の変化は、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０が身体上に置かれて、時間のインジケータとして役立ち得る。図示の通り、積算時間計８２は、図１３の８２に示すように経過時間をグラフィック表示する、すなわち、円は、異なる時間間隔で異なる色を持ち、それぞれ徐々に反応時間が遅くなるインク製剤を有する複数のウェル８４を含む。酸化性インクは、ハイドロゲルまたはセルロース中で懸濁するポリフェノールオキシダーゼで構成され得る。テントキシンまたはトロポロンなどの抑制物質を使用して、インクが色を変えるまでの時間を長くすることができる。
【００４３】
[059]取り外し可能粘着性ライナ（図示せず）は、積算時間計８２を覆うことができ、その内側表面に取り付けられた以下に記載の脱酸素剤１１２などの脱酸素剤を持つことができる。取り外し可能粘着性ライナ（図示せず）が汗検知デバイスに付与される場合、ライナは積算時間計８２を覆い、それに係合するように位置付けられ、その活性化を防ぐ。取り外し可能粘着性ライナ（図示せず）が積算時間計８２から取り除かれると、その中のインクが酸素にさらされて、比色タイマ、すなわち、積算時間計８２が開始する。
【００４４】
[060]図１３の８２に示すように経過時間を表すため、円が異なる時間間隔で異なる色を持つことに加えて、積算時間計８２は、１つまたは複数の単語、点、または時間の経過とともに目に見えるその他の形状として構成することができる。例えば、積算時間計８２は、予め設定された時間後、「期限が切れた」という言葉を綴り出すことができる。
【００４５】
[061]代替で、積算時間計８２は、食品包装用などに使用される、１つまたは複数の従来の酸化還元色素ベースのインジケータを含んでもよい。こうしたインジケータの一つの非限定的な例は、Ｍｉｔｓｕｂｉｓｈｉ  Ｇａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙが製造する、Ａｇｅｌｅｓｓ  Ｅｙｅ（登録商標）である。
【００４６】
[062]図１４に示すように、流路７２は、代替で、隣接する電子デバイスまたはセンサ８６を含んでもよい。こうしたセンサ８６は、電子デバイスまたは本明細書に記載の化学センサのいずれかなどの、温度測定センサおよびウェアタイマ（身に着けられるタイマ）であってもよい。追加で、センサ８６は、タイマまたはＥＣＧ、ＰＰＧ、心拍、および呼吸速度などの所望の生理学的パラメータを検出するように構成されたセンサなどの任意の他の種類のセンサであってもよい。デバイスまたはセンサ８６はまた、ウェアラブル汗監視システム９０内の対話型コンソールステーション９４またはスマートフォン９６と無線通信するように構成されてもよい。
【００４７】
[063]本明細書に記載の汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０のいずれかが、その中に形成された１つまたは複数の流路７２を持つことができ、それぞれが、温度インジケータ８０、隣接する積算時間計８２、および／またはセンサ８６を含んでもよいことが理解されよう。
【００４８】
[064]図１６は、汗検知デバイス１００の第６の実施形態の断面立面図である。汗検知デバイス１００は、汗検知デバイス１０に類似し、上層１２、第２の層１４、第３の層１６、第４の層１８、低層２０、外側に面する表面２２、および皮膚に面する表面２４を含む。汗検知デバイス１００はまた、汗流路２６と流体連通する汗入口ポート４２を含む。接着剤が皮膚に面する表面２４に塗布され、皮膚に面する表面２４は、取り外し可能粘着性ライナ２５によって覆われる。
【００４９】
[065]汗検知デバイス１００は、外側に面する表面２２に取り付けられた従来の弾力性のあるプリント基板（ＰＣＢ）１０２を含み得る。亜鉛空気電池１０４などの電池、近距離無線通信（ＮＦＣ）アンテナ１０６などのアンテナ、およびマイクロプロセッサ１０８が、ＰＣＢ１０２に動作可能に接続され、取り付けられる。
【００５０】
[066]取り外し可能粘着性ライナ１１０は、ＰＣＢ１０２を覆うように外側に面する表面２２に取り付けることができる。図示の取り外し可能粘着性ライナ１１０は、その内側表面に取り付けられた脱酸素剤１１２を有する。取り外し可能粘着性ライナ１１０は、任意の所望の材料で形成することができる。取り外し可能粘着性ライナ１１０が、外側に面する表面２２に付与された場合、脱酸素剤１１２は亜鉛空気電池１０４と係合し、その活性化を防ぐ。
【００５１】
[067]マイクロプロセッサ１０８は、埋め込み温度センサを備えるＮＸＰ  ＮＨＳ３１００スマートセンサまたは一体型マイクロコントローラとアナログ・デジタル変換器と温度センサとを含むＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ  ＲＦ４３０ＦＲＬ１５２センサトランスポンダなどの任意の所望のマイクロプロセッサであってもよい。追加で、マイクロプロセッサ１０８は、それに取り付けられた追加のセンサを有するように構成された任意のマイクロプロセッサであってもよい。例えば、こうした追加のセンサは、インピーダンスセンサ、塩度センサ、および圧力センサ（図示せず）を含んでもよい。有利なことに、ＮＦＣ対応集積回路デバイスは、汗検知デバイス１００の近くのＮＦＣ対応型スマートフォン９６またはタブレット（図示せず）から誘導された変調された１３．５６ＭＨｚの電流から採取された電力から自己給電が可能である。スマートフォン９６またはタブレット（図示せず）が、汗検知デバイス１００の近くにもたらされた場合、ＰＣＢ１０２上のセンサは、例えば、温度など汗の所望の状態を測定することができる。
【００５２】
[068]所望により、マイクロプロセッサ１０８は、内蔵時計／タイマを含むことができ、したがって、汗検知デバイス１００がユーザの皮膚に付与されたときに、時計／タイマが起動された場合、経過した時間を記録することができる。例えば、ＮＸＰ  ＮＨＳ３１００は、汗検知デバイス１００が付与されて起動されたときに始まる経過時間を測定することができる内蔵オシレータおよびメモリレジスタを有する。
【００５３】
[069]汗検知デバイス１００をユーザに付与すると簡単に時計／タイマを起動する別の方法は、亜鉛空気電池１０４を伴うものである。取り外し可能粘着性ライナ１１０が、外側に面する表面２２に付与された場合、脱酸素剤１１２は、亜鉛空気電池１０４と係合し、その活性化を防ぐように位置付けられる。
【００５４】
[070]取り外し可能粘着性ライナ２５は、汗検知デバイス１００がユーザの皮膚に付与され得る前に、取り外さなくてはならない。ユーザが、追加で取り外し可能粘着性ライナ１１０を外側に面する表面２２から取り外すと、亜鉛空気電池１０４は空気にさらされ活性化し、したがって、表面上に取り付けられたマイクロプロセッサ１０８、および任意のタイマまたはセンサに給電する。
【００５５】
[071]図１７は、汗検知デバイス１２０の第７の実施形態の断面立面図である。汗検知デバイス１２０は、汗検知デバイス１００に類似し、上層１２、第２の層１４、第３の層１６、第４の層１８、低層２０、外側に面する表面２２、および皮膚に面する表面２４を含む。汗検知デバイス１１０はまた、汗流路２６と流体連通する汗入口ポート４２を含む。接着剤が皮膚に面する表面２４に塗布され、皮膚に面する表面２４は、取り外し可能粘着性ライナ２５によって覆われる。図１７では、汗検知デバイス１２０は、上述したように、温度を測定するように調整された封入された熱変色性インクをその中に有するクロラニル酸混合ウェル１２２を含む。汗検知デバイス１２０はまた、その内側表面に取り付けられた脱酸素剤１２８を有する取り外し可能粘着性ライナ１２６によって覆われたウェル１２４を含む。
【００５６】
[072]酸化性インク１３０が、タイマを画定するウェル１２４内に配置され得る。使用の際には、ライナ１２６が取り除かれ、ウェル１２４が空気にさらされて、それによりその中のインク１２６が色を変え始められるようになり、したがってタイマが開始する。インクの色の変化は、汗検知デバイス１２０が身体上に置かれている時間のインジケータとして役立つ。酸化性インク１３０は、上記本明細書に記載のインクのうちの一つであってもよい。
【００５７】
[073]有利なことに、本明細書に記載のウェアラブル汗監視システム９０および汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、汗に基づいた分析および当分析を応用してユーザにフィードバックを提供するための改良されたシステムおよび方法を提供する。この分析およびフィードバックは、その後使用されて、１つまたは複数の監視された、汗喪失量、発汗速度喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、および／または汗中の異質の化学濃度／毒素濃度など（ただし、それらに制限されない）に基づいた１つまたは複数の環境あるいはシステムの動作または状態を修正することができる。
【００５８】
[074]図１５に示すように、検知され、収集された状態情報は、ウェアラブル汗監視システム９０の動作およびユーザが位置する環境を修正するために使用される対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６に取り次ぐことができる。追加で、ユーザはスマートフォン９６を使用して状態情報を収集し、その後、その情報を対話型コンソールステーション９４に取り次ぐことができる。対話型コンソールステーション９４およびスマートフォン９６は、互いに独立して使用されて、状態情報を収集できる。例えば、検知され、収集された状態情報により、アルゴリズムまたはコンピュータのプログラムに、例えば、開始もしく停止を実行させ、あるいは、実行するプログラム、機能、または工程の流れを変更させることができる。
【００５９】
[075]例えば、計量ステーションは、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、または１２０の画像を捕捉し、発汗量、発汗速度、および電解質／代謝物喪失情報を分析し、ユーザの失われた湿重量を補充するため流体電解質および補充量についてこの情報をユーザ、患者および／または介護者に取り次ぐことができる。追加で、例えば、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、または１２０の塩化物センサ／ナトリウム電解質センサなどの汗の組成物センサは、塩化物濃度レベルを対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６に送信することができ、その後、対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６は、例えば、仮想環境でアバターが、同一かまたは誇張された、アスリートなどのユーザの脱水の特徴を示す、仮想表示をすることができる。
【００６０】
[076]追加で、ウェアラブル汗監視システム９０によって収集される検知された状態情報を使用して、例えば、温度を変更する推奨をする、身体運動のレベルを変更する推奨をする、介護者または救急隊員に警報を送る、室温を変えて脱水または熱損傷の危険を緩和させる信号を送る、計量ステーションを起動して心拍数または体温を測定する信号を送る、ユーザの環境で照明を暗くするまたは電動式ファンをつけて、室温を変えて脱水または熱疲労などの熱損傷の危険をさらに緩和させる信号を送るなどによって、システムの出力９８を修正することができる。
【００６１】
[077]再度図１５を参照すると、対話型コンソール９４は、クラウドサーバ、スポーツ計量ステーションコンソール、仮想現実または拡張現実コントローラ、スマートボトルセンサ、およびユーザ、指導員、医療専門家などにフィードバックを提供するように構成された任意のデバイスを含むがそれらに限定されない、任意の従来の対話型デバイスまたは対話型環境であってもよい。
【００６２】
[078]特定の電解質補充飲料またはその他の栄養物を推奨することに加えて、ウェアラブル汗監視システム９０は、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０から収集されたデータを使用して、無線で変更可能なトレーニングルームの照明を変更し、無線で変更可能なトレーニングルームの温度を変更し、新しいトレーニング食事療法をユーザに推奨し、かつ測定値に基づいて他の推奨を提供してユーザの発汗速度、水分摂取、または環境を修正することができる。汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０から収集された情報を使用して、電解質異常、怪我または考えられる怪我、心臓の状態、およびその他のユーザにとって潜在的に危険な状態について指導員、トレーニングスタッフ、または医療専門家に警告することによって安全な動作環境も確保できる。
【００６３】
[079]有利なことに、ウェアラブル汗監視システム９０を使用することによって、１人または複数の人を、１つまたは複数の汗検知デバイスが取り付けられた人の１つまたは複数の状態を示す１つまたは複数の汗検知デバイスによって監視できる。監視され、示される状態は、人または人の身体の一部の位置および動きなどの身体状況を含み得る。状態はまた、人の機能および／または工程の機械的、物理的、熱的および／または生化学的態様などの生理的または生物学的状態を含み得る。状態は、例えば、鉛、水銀、および発がん物質などの化学毒素ならびに例えば、気分、焦点、集中、意気消沈、および覚醒など精神的、感情的、および精神医学的状態に対するコルチゾールなどのストレスバイオマーカの検出をさらに含み得る。
【００６４】
[080]１人または複数の人から監視され、示された情報は、収集および処理または分析され、人が体験する対話型環境を制御する対話型コンソールステーション９４へのあるいはスマートフォン９６への直接の入力として使用されるか、または入力を選択または修正するため使用され得る。対話型コンソールステーション９４およびスマートフォン９６は、一体型カメラまたはコネクテッドカメラを使用して、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の写真および色彩強度を入力するように撮ることができ、その後、この情報を使用して、流体および栄養物の補充などを介して喪失した栄養物を埋め合わせる方法を推奨し、かつ／または温度、湿度、バックグラウンドミュージック、ビデオ、および照明の状態など、環境状態を修正する。
【００６５】
[081]対話型コンソールステーション９４およびスマートフォン９６は、１つまたは複数のアルゴリズムを使用して、環境またはシステムもしくは機械の動作を修正するかどうか判定できる。例えば、アルゴリズムは、発汗量、汗喪失量、発汗速度、汗中塩化物喪失、汗中ナトリウム喪失、汗中乳酸塩喪失、汗中電解質喪失、汗中代謝物喪失、汗のｐＨ、汗中ブドウ糖、ならびに汗中の異質の化学濃度および毒素濃度、あるいはこれらの検出した生理的または生体状態の変化の速度などの１つまたは複数の検出した生理的または生体状態を使用して、対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６の動作に影響を及ぼすかまたはそれを修正することができる。
【００６６】
[082]アルゴリズムは、例えば、失われた栄養物を補充するためユーザに対して個別化された電解質のレシピを提供することを含む、ダイエット、トレーニングの強度の修正、呼吸を制御する瞑想ルーチン、またはスポーツ中の水分補給飲料摂取の修正についての情報を提供する。追加で、アルゴリズムは、１つまたは複数の検知した状態を表す１つまたは複数のパラメータを過去の成績または母集団のデータセットを比較するアスリートおよび／またはチームの事前定義された閾値、値の範囲、または以前記録された値と比較してもよい。
【００６７】
[083]対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６は、画像補正アルゴリズムを有して、外側に面する表面２２など、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の外側に面する表面のシャドウイング、グレア、輝度変化、および鏡面反射の効果を補正することができる。汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、外側に面する表面に積層され得るポリマ層（図示せず）上に刷り込まれた印を含み得る。印は、性質が異なる照明状態の効果および影の効果を取り去るために使用される色調整の目印を含み得る。汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の外側に面する表面の画像処理および分析は、ユーザに送り返すことができるか、または入力として付与されて周囲環境への変化を推奨するように変えることができる発汗量および塩化物濃度の測定につながる。印は、ブランド名または商標などの任意の著作物または記号を含み得る。
【００６８】
[084]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０はまた、電源管理および例えば、ＮＦＣアンテナ１０６またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）デバイスなどの無線通信を検知する埋め込み薄膜電子モジュールまたはデバイスを含み得る。これらの電子デバイスは、パッケージ化された電子部品またはベアダイ電子部品であってよく、それぞれ第２の層１４、第３の層１６、および第４の層１８などの内層に埋め込まれてもよく、それにより防湿層を提供して、電子デバイスを保護することができる。
【００６９】
[085]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の外側に面する表面の一部またはすべての画像を使用して、収集された汗の量および汗生成速度を数量化できる。発汗量は、汗流路２６などの汗流路に沿った汗の伝播距離を測定すること、および所与の汗検知デバイスの既知の流路形状を使用して、距離を量に変換することによって判定することができる。例えば、時間当たりリットルなどの時間の関数としての容積測定発汗速度は、汗検知デバイスが皮膚に付与される時間が既知である場合、本明細書に記載の汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の実施形態のいずれかから適宜判定することができる。
【００７０】
[086]本発明のいくつかの実施形態によれば、身体全体の発汗量および／または身体全体の発汗速度は、汗検知デバイスによって数量化できる。汗検知デバイスが、ユーザの皮膚に取り付けられ、汗の収集区域が既知の場合、上述のように測定された発汗量は、身体全体の発汗量に外挿することができる。所望により、着用した身体上の汗検知デバイスの位置についての情報および／または着用者の汗の特徴を使用して、身体全体の発汗量に外挿できる。
【００７１】
[087]上述のように、汗の様々な生化学的成分の存在および濃度は、改良された汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０上の比色測定で測定され得る。測定された色および／または色の変化は、対象の生化学的成分を示すことで知られる化学反応によって導入され得るか、または生成され得る。
【００７２】
[088]汗流路および様々なアッセイウェルの汗の色は、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０上の１つまたは複数の基準色に対して測定され得る。これらの基準色は、製造以前、最中、または後で、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０上に印刷された色、流体流れの結果として汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０によって生成された色、および汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の周りの周囲環境に存在する色を含み得るが、それに限定されない。比色測定は、センサの種類、色感度、露出時間、焦点距離、および焦点深度を含むが、それに限定されない、測定システムについての任意の関連情報も使用することができる。
【００７３】
[089]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０ならびにその中の流体流れ流路のサイズが比較的小さいことにより、汗の測定は、隔離された領域、すなわち、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０の汗流路で制限された汗の量を収集することによって、時間が制限された汗の試料で実施される。測定領域は、捕捉量の汗の電気的インピーダンスの測定を可能にし得る。
【００７４】
[090]上述のように、本明細書に記載の汗流路は、第２の層１４と第３の層１６におよび第３の層１６と第４の層１８になど、第２の層１４内、第３の層１６内、および第４の層１８内に、または層の組み合わせで様々に形成することができる。汗流路に高さを増した領域を所定の間隔で配置することによって、流路内の流体が、流路の高さが増した各領域の間を、したがってその中の染料の量が多いほど濃く見えるために汗流路内の色の変化をより簡単に見ることができる領域の間を進むときに、流体の流れ速度を判定することができる。
【００７５】
[091]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０上の任意の所定の識別された対象地域などの測定領域を過ぎた汗の流れの速度を制御して、汗がまだ測定領域にある間に、比色、電気または他の測定の手段が平衡状態に到達するのを確実にする、すなわち、その地域内の汗とアッセイとの間の反応が完全に完了し、かつ／またはその中で使用される染料が均一に拡散するのを確実にする。
【００７６】
[092]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、時間の関数として、発汗速度および生化学的組成物を測定する。発汗速度は、所定の時間間隔で発汗量を測定することによって時間の関数として測定され得る。生化学的組成物は、既知の時間にわたって収集された制限された量の汗の試料を測定することによって、時間の関数として測定され得る。
【００７７】
[093]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、ユーザの前腕、頭部、肩、腕、手、胴、胸、脚および足に接着され得る。
【００７８】
[094]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、汗の喪失速度、汗の組成物、および汗中の化学毒素および／または代謝物質レベルを検出し、測定できる。検出および測定が完了すると、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０は、皮膚から剥がして捨てることができる。
【００７９】
[095]好ましくは、化学製品は生化学的アッセイウェル内に配置され、その中に化学アッセイが位置付けられて、汗が汗流路を通って流れるとき、汗に対する最良の反応状態を保証する。直径約０．５０８ミリメートル〜約５．０８ミリメートル（約０．０２０インチ〜約０．２００インチ）以内など、比較的大きい表面積の生化学的アッセイウェル内に化学製品を配置することは、汗の最適な露出を保証し、汗中の電解質との反応の可能性を増やす。生化学的アッセイウェル内の化学製品間の接触表面積を増やすことは、汗との化学反応を増やし、それにより、拡散時間の一定の制限を克服するのに役立つ。
【００８０】
[096]汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０上の比色情報は、対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６内のアルゴリズムによって分析することができ、最も適切な消費される電解質注入飲料などの推奨が、スマートフォン９６または対話型コンソールステーション９４の表示スクリーンを介してユーザに戻されて表示することができる。
【００８１】
[097]追加で、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０内で使用される色付き染料は、汗流路に特定の色付き染料を配置することによってカスタマイズおよび個別化されて、特定のスポーツ飲料の流体色と一致できる。例えば、青色のスポーツ飲料は、汗流路に配置された青色の色付き染料を有する検知デバイスと一致し得る。
【００８２】
[098]対話型コンソールステーション９４および／またはスマートフォン９６はまた、照明制御、サーモスタット制御、音楽制御、およびビデオ制御システムに接続され得る。したがって、汗検知デバイス１０、５０、７０、１００、および１２０からのフィードバックは、これらの環境制御システムを制御するための入力を提供することができる。
【００８３】
[099]本発明の動作の原理および方法が好ましい実施形態において説明され、図示されてきた。しかしながら、本発明を、その精神または範囲から逸脱することなく、具体的に説明され、図示される以外のその他の方法で実行できることが、理解されなければならない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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【国際調査報告】
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