特許 6021164 モジュラー装着型センサ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6021164

(24)【登録日】2016年10月14日

(45)【発行日】2016年11月9日

(54)【発明の名称】モジュラー装着型センサ装置

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/00 20060101AFI20161027BHJP

   A61B 5/08 20060101ALI20161027BHJP

【ＦＩ】

   A61B5/00 BZDM

   A61B5/08

   A61B5/00 102A

【請求項の数】17

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2015-514163(P2015-514163)

(86)(22)【出願日】2013年5月22日

(65)【公表番号】特表2015-520655(P2015-520655A)

(43)【公表日】2015年7月23日

(86)【国際出願番号】US2013042292

(87)【国際公開番号】WO2013177323

(87)【国際公開日】20131128

【審査請求日】2015年1月9日

(31)【優先権主張番号】13/480,212

(32)【優先日】2012年5月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】515058422

【氏名又は名称】ヴァイタル コネクト，インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】Ｖｉｔａｌ Ｃｏｎｎｅｃｔ，Ｉｎｃ．

(74)【代理人】

【識別番号】100105050

【弁理士】

【氏名又は名称】鷲田 公一

(72)【発明者】

【氏名】ヤン，ユン

(72)【発明者】

【氏名】サハビ，アジン

【審査官】 伊知地 和之

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０７６８８６（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２０１０−２３４０４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５１２８６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０７７８５１（ＷＯ，Ａ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ６１Ｂ ５／００ − ５／０１

Ａ６１Ｂ ５／０２ − ５／０３

Ａ６１Ｂ ９／００ − １０／０６

Ａ６１Ｂ ５／０６ − ５／２２

Ａ６１Ｂ ５／０４ − ５／０５３

Ｇ０１Ｎ ３３／４８ − ３３／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

装着型センサにおいて：
少なくとも１つの電源と；
前記少なくとも１つの電源に連結された第１モジュールであって、第１外殻と、当該第１外殻内の第１プリント回路基板（ＰＣＢ）とを具える第１モジュールと；
前記第１モジュールに連結された第２モジュールであって、第２外殻と、当該第２外殻内の第２ＰＣＢとを具える第２モジュールと；を具え、さらに前記第１モジュールと第２モジュールのうちの一方が使い捨て式であり、前記第１モジュールと第２モジュールのうちのもう一方が再使用可能であることを特徴とする装着型センサ。

【請求項2】

請求項１に記載の装着型センサにおいて、前記第１外殻が、上カバーと、当該上カバーに連結された上部発泡体層と、前記第１ＰＣＢに連結された下部発泡体層とを具え、さらに前記第１ＰＣＢが、前記上部発泡体層と前記下部発泡体層との間に連結されていることを特徴とする装着型センサ。

【請求項3】

請求項２に記載の装着型センサにおいて、前記第２外殻が、上カバーと、当該上カバーに連結された下カバーと、当該下カバーに連結されたコネクタ開口部とを具え、さらに前記第２ＰＣＢが、前記上カバーと前記下カバーとの間に連結されていることを特徴とする装着型センサ。

【請求項4】

請求項２に記載の装着型センサにおいて、前記少なくとも１つの電源が、充電可能電池、コイン形電池、ボタン形電池、フレキシブル電池、エネルギー取得ユニット、および太陽電池のうちのいずれかであり、さらに前記少なくとも１つの電源が、前記第１ＰＣＢを介して前記第１モジュールに連結されていることを特徴とする装着型センサ。

【請求項5】

請求項１に記載の装着型センサにおいて、前記第１ＰＣＢが、軟質ＰＣＢ、フレキシブルＰＣＢ、および伸縮性ＰＣＢのうちのいずれかであって、装着の快適性が提供されることを特徴とする装着型センサ。

【請求項6】

請求項３に記載の装着型センサにおいて、前記第１ＰＣＢが、小型センサとサーミスタのうちのいずれかを有する第１電気部品を具えることを特徴とする装着型センサ。

【請求項7】

請求項３に記載の装着型センサにおいて、前記第２ＰＣＢが、第２コネクタ、アンテナ、マイクロコントローラ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、および無線送受信機のうちのいずれかを有する第２電気部品を具えることを特徴とする装着型センサ。

【請求項8】

請求項２に記載の装着型センサにおいて、前記上カバーの中心部分が、前記上カバーの周辺部分よりも厚いことを特徴とする装着型センサ。

【請求項9】

請求項２に記載の装着型センサにおいて、前記下部発泡体層が、接着剤と、少なくとも２つの電極を収容する少なくとも２つの開口部とを有するヒドロゲル層を具えることを特徴とする装着型センサ。

【請求項10】

請求項７に記載の装着型センサにおいて、前記第２コネクタが、前記上部発泡体層の開口部を介して、前記第１コネクタに連結されていることを特徴とする装着型センサ。

【請求項11】

請求項１０に記載の装着型センサにおいて、前記第１コネクタが、標準マイクロＳＤカードのフォームファクター、およびカスタム設計カードのフォームファクターのいずれかであり、前記第２コネクタが、標準マイクロＳＤカードのコネクタ、およびカスタム設計カードのコネクタのいずれかであることを特徴とする装着型センサ。

【請求項12】

装着型センサを提供する方法において：
少なくとも１つの電源を設けるステップと；
第１モジュールを前記少なくとも１つの電源に連結するステップであって、前記第１モジュールが、第１外殻と、当該第１外殻内の第１プリント回路基板（ＰＣＢ）とを具えるステップと；
第２モジュールを前記第１モジュールに連結するステップであって、前記第２モジュールが、第２外殻と、当該第２外殻内の第２ＰＣＢとを有するステップと；を具え、さらに前記第１モジュールと第２モジュールのうちの一方が使い捨て式であり、前記第１モジュールと第２モジュールのうちのもう一方が再使用可能であることを特徴とする方法。

【請求項13】

請求項１２に記載の方法において、さらに：
前記第１外殻内に上カバーと、上部発泡体層と、下部発泡体層とを設けるステップと；
前記上部発泡体層を前記上カバーに連結し、前記下部発泡体層を前記第１ＰＣＢに連結するステップと；
前記第１ＰＣＢを、前記上部発泡体層と前記下部発泡体層との間に連結するステップと；
を具えることを特徴とする方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の方法において、さらに：
前記第２外殻内に上カバーと、下カバーと、コネクタ開口部とを設けるステップと；
前記下カバーを前記上カバーに連結し、前記コネクタ開口部を前記下カバーに連結するステップと；
前記第２ＰＣＢを、前記上カバーと前記下カバーとの間に連結するステップと；
を具えることを特徴とする方法。

【請求項15】

請求項１４に記載の方法において、さらに：
前記第２ＰＣＢ内に電気部品を設けるステップであって、当該電気部品が、第２コネクタ、アンテナ、マイクロコントローラ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、および無線送受信機のうちのいずれかを含むステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項16】

請求項１５に記載の方法において、さらに：
前記上部発泡体層の開口部を介して、前記第２コネクタを前記第１コネクタに連結するステップを具えることを特徴とする方法。

【請求項17】

請求項１３に記載の方法において、さらに：
少なくとも２つの開口部を前記下部発泡体層内に設けるステップと；
少なくとも２つの電極を前記少なくとも２つの開口部に収容するステップと；
前記少なくとも２つの電極をユーザに接続するステップと；
前記ユーザの健康に関する測定値をモニタリングするステップと；
を具えることを特徴とする方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は無線センサ装置、より詳細にはモジュラー装着型センサに関する。

【背景技術】

【0002】

センサ装置はユーザの健康モニタリングを含む様々な用途に用いられる。これらの健康モニタリング用途の多くでは、無線センサ装置が特定のデータを測定するためにユーザの肌に直接装着される。この測定されたデータは様々な健康に関する用途に利用することができ、健康を損なっていないか、心臓発作にかかっていないか、呼吸困難ではないかどうかを検知する用途が含まれるがこれだけに限定されない。

【0003】

これらのセンサ装置を利用して、ユーザの健康を継続してモニタリングすることができる。しかしながら、モニタリングの継続性によって、これらのセンサ装置は反復して使用されることにより消耗される。この結果、終日ユーザの健康をモニタリングするという高い要求を満たすために、従来のセンサ装置は往々にして定期的に交換しなければならなかった。これらのセンサ装置の高い交換費用により、ユーザの健康モニタリングはとても費用のかかるものとなる。

【0004】

これらの問題点は、ユーザの健康を継続して測定するためのセンサ装置の使用の制限となる。したがって、再使用できる部分と使い捨てできる部分との両方を含む分離センサ装置を創作することによって、上記の問題点を克服する費用効果の良い解決法の強い必要性が存在する。本発明はこのような必要性に取り組む。

【発明の概要】

【0005】

装着型センサと、装着型センサを提供する方法とが開示される。第１態様では、装着型センサが、少なくとも１つの電源と、当該少なくとも１つの電源に連結された第１モジュールとを具える。この第１モジュールは、第１外殻と、当該第１外殻の中の第１プリント回路基板（ＰＣＢ）とを具える。装着型センサはさらに、前記第１モジュールに連結された第２モジュールを具える。この第２モジュールは、第２外殻と、当該第２外殻の中の第２ＰＣＢとを具える。第１および第２モジュールのうちの一方が使い捨て式であり、この第１および第２モジュールのうちのもう一方が再使用可能である。

【0006】

第２の態様は、少なくとも１つの電源を提供するステップと、第１モジュールを前記少なくとも１つの電源に連結するステップとを具える方法である。前記第１モジュールは、第１外殻と、当該第１外殻の中の第１プリント回路基板（ＰＣＢ）とを具える。この方法はさらに、第２モジュールを第１モジュールに連結するステップを具える。この第２モジュールは、第２外殻と、当該第２外殻の中の第２ＰＣＢとを具える。第１および第２モジュールのうちの一方が使い捨て式であり、この第１および第２モジュールのうちのもう一方が再使用可能である。

【図面の簡単な説明】

【0007】

添付図面は本発明のいくつかの実施例を示し、詳細な説明とともに、本発明の原理を説明するのに資する。当業者は、図示された特定の実施例は単なる例示であり、本発明の範囲を限定する意図ではないことが理解できるであろう。

【0008】

【図1】図１は、一実施例にかかるモジュラー装着型センサを示す。

【図2】図２は、一実施例にかかる使い捨て式モジュールの外観図である。

【図3】図３は、一実施例にかかる使い捨て式モジュールの分解図である。

【図4】図４は、一実施例にかかる再使用可能モジュールの外観図である。

【図5】図５は、一実施例にかかる再使用可能モジュールの分解図である。

【図6】図６は、一実施例にかかる透明ＰＣＢを有する再使用可能モジュールの分解図である。

【図7】図７は、一実施例にかかる使い捨て式モジュールと再使用可能モジュールとの間の接続図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

本発明は無線センサ装置、より詳細にはモジュラー装着型センサに関する。以下の説明は、当業者が本発明を生産および使用できるようにすべく供され、特許出願およびその要件に関連して提供される。本書に記載された好ましい実施例および包括的な原理と特徴の様々な変更例が、当業者に容易に明らかとなるであろう。したがって、本発明は、示す実施例に限定すべきではなく、本書に記載された原理および特徴と一致する最も広い範囲に合致すべきである。

【0010】

モジュラー装着型センサ装置は費用効果の良い健康モニタリングセンサ装置を提供する。互いに分離できてそれぞれが多様な構成要素を具える再使用可能モジュールと使い捨て式モジュールとを実装することにより、モジュラー装着型センサは、より効率的かつ継続的にユーザの健康のモニターに利用することができる。当業者は、再使用可能モジュールと使い捨て式モジュールの両方の構成要素の形状と配置とを変更することが可能であり、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0011】

本発明の特徴をより詳細に説明するために、添付図面とともに以下に詳細な説明がなされる。

【0012】

一実施例では、モジュラー装着型センサ装置は、健康モニタリング用にユーザに装着される「パッチ」形の要素の中にある無線センサ装置である。当業者は、様々な無線センサ装置および様々な形の要素が利用でき、限定しないが、絆創膏のような形のユーザの体に付着する無線センサ装置が含まれ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0013】

図１は、一実施例にかかるモジュラー装着型センサ１００を示す。モジュラー装着型センサ１００は、使い捨て式モジュール１０２と、この使い捨て式モジュール１０２に連結されたカバー１０４と、使い捨て式モジュール１０２に連結された再使用可能モジュール１０６とを具える。一実施例では、再使用可能モジュール１０６が使い捨て式モジュール１０２に連結された後に、カバー１０４が使い捨て式モジュール１０２に連結されて、使い捨て式モジュール１０２の中に再使用可能モジュール１０６を内包する。

【0014】

当業者は、カバー１０４は様々なタイプのカバーであり、限定しないが、可撓性のあるカバー、曲げられるカバー、硬いカバー、および弾性カバーが含まれ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。さらに、当業者は、カバー１０４が使い捨て式モジュール１０２に様々な連結機構を用いて連結することができ、これには接着剤やクリップが含まれるが限定されず、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0015】

一実施例では、カバー１０４は使い捨て式モジュール１０２の上面に連結される。当業者は、カバー１０４が使い捨て式モジュール１０２の様々な面に連結することができ、底面や側面が含まれるが限定されず、これにより再使用可能モジュール１０６と使い捨て式モジュール１０２との連結方向を変えることが可能となり、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0016】

一実施例では、使い捨て式モジュール１０２は、様々な構成要素を収容する外殻ユニットを具える。この外殻は、柔軟性があり、可撓性があり、伸縮性があり、ユーザの体に装着されたときに最適な装着感を提供する。さらに、この外殻は耐水性があり密封されているため、ユーザはモジュラー装着型センサ１００を取り外すことなく水と接触することができる。使い捨て式モジュール１０２の中に収納される様々な構成要素は、限定しないが、カバーと、発泡体層と、少なくとも１つの電源と、コネクタや小型センサやサーミスタのような電気部品を具えるフレキシブルプリント回路基板（ＰＣＢ）と、電極と連結するための電極接点と、接着層とを含む。

【0017】

一実施例では、再使用可能モジュール１０６は、重要な電子部品を含む様々な構成要素を収容する外殻ユニットを具える。この外殻は重要な電子部品を保護するために固くて硬い。再使用可能モジュール１０６の中に収納される、重要な電子部品を含む様々な構成要素は、限定しないが、コネクタ、アンテナ、マイクロコントローラ、センサ、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、および無線送受信機を含む。再使用可能モジュール１０６は、関連するコネクタを具える他の使い捨て式モジュールおよび／または無線センサ装置との再使用のために、コネクタを介して使い捨て式モジュール１０２から取り外すことができる。

【0018】

当業者は、この少なくとも１つの電源は様々な種類のデバイスであり、限定しないが、コイン形電池、ボタン形電池、フレキシブル電池、およびエネルギー取得ユニットを含み、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろ。さらに、当業者は、使い捨て式モジュール１０２と再使用可能モジュール１０６との中に収容される様々な他の構成要素は、両方とも装置の種類および材料を変えることができ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0019】

図２は、一実施例にかかる使い捨て式モジュール２００の外観を示す。使い捨て式モジュール２００は外殻２０２を具える。外殻２０２は、上面２０４、中間層２０６、および底面２０８を具える。一実施例では、外殻２０２は、上面２０４にわたって異なる厚みを有する。当業者は、この上面２０４にわたる異なる厚みは、限定しないが、上面２０４の中心部分が上面２０４の両端部分よりも厚いパターンなど、様々な厚みのパターンを含み、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0020】

図３は、一実施例にかかる使い捨て式モジュール３００の分解図を示す。使い捨て式モジュール３００は、上カバー層３０２と、この上カバー層３０２に連結された上部発泡体層３０４と、この上部発泡体層３０４に連結されたフレキシブルＰＣＢ３０６と、このフレキシブルＰＣＢ３０６に連結された下部発泡体層３０８と、フレキシブルＰＣＢ３０６に連結された少なくとも２つの電極３１０とを具える。フレキシブルＰＣＢ３０６によって、使い捨て式モジュール３００はユーザの動きに合わせて接着することが可能となる。使い捨て式モジュール３００内で、フレキシブルＰＣＢ３０６は電気部品ユニット３１２を具え、これは、限定しないが、サーミスタと、使い捨て式モジュール３００の再使用可能モジュール１０６への連結を可能とする第１コネクタユニット３１４とを含む。

【0021】

一実施例では、下部発泡体層３１０は、フレキシブルＰＣＢ３０６とユーザに同時に接着できるように両面の接着層である。当業者は、この少なくとも２つの電極３１０が様々な健康に関する値を測定することができ、それには限定しないが、心電図や呼吸レートが含まれ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0022】

一実施例では、上カバー層３０２と上部発泡体層３０４のそれぞれが開口部を有し、これにより再使用可能モジュール１０６の挿入と連結が可能となる。上カバー層３０２の開口部は調整可能なカバー３１６によりカバーされ、第１コネクタユニット３１４に挿入され連結された後の再使用可能モジュール１０６を保護する。当業者は、上カバー層３０２と上部発泡体層３０４の開口部のそれぞれが、再使用可能モジュール１０６の形に即した範囲内で同じような形をとることもできるし違った形にすることもでき、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0023】

一実施例では、上部発泡体層３０４は、電池３１８の挿入と連結用の別の開口部を有する。電池３１８はフレキシブルＰＣＢ３０６に接続され、フレキシブルＰＣＢ３０６の電気部品ユニット３１２と再使用可能モジュール１０６との双方に、コネクタユニット３１４を通じて電力を与える。他の実施例では、耐水性と通気性がある電池カバーを用いて電池３１８を保護する。当業者は、使い捨て式モジュール３００が様々な電源を具えることができ、これには限定しないが、１つの電池および複数の電池が含まれ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0024】

一実施例では、フレキシブルＰＣＢ３０６と下部発泡体層３０８のそれぞれが２つの開口部を有し、これにより少なくとも２つの電極３１０をフレキシブルＰＣＢ３０６の電極接点に連結できる。一実施例では、少なくとも２つの電極３１０は、電解質媒体またはゲル（ヒドロゲル）を含むがこれだけに限定されない電解質と、金属電極を含むがこれだけに限定されない電気化学用電極とから作製される。当業者は、フレキシブルＰＣＢ３０６と下部発泡体層３０８のそれぞれの２つの開口部が、少なくとも２つの電極３１０の形に即した範囲内で同じような形にすることもできるし違った形にすることもでき、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0025】

図４は、一実施例にかかる再使用可能モジュール４００の外観を示す。再使用可能モジュール４００は、外殻４０２と、この外殻４０２に連結されたコネクタ開口部４０４とを具える。外殻４０２は、上面４０６と、電気部品を収容する中間層４０８と、底面とを具える。一実施例では、外殻４０２は固い材料で構成され中にある電気部品を保護する。

【0026】

図５は、一実施例にかかる再使用可能モジュール５００の分解図を示す。再使用可能モジュール５００は、上カバー層５０２と、この上カバー層５０２に連結された下カバー層５０６と、上カバー層５０２と下カバー層５０６との間に連結されたプリント回路基板５０４と、上カバー層５０２と下カバー層５０６の両方に連結されたコネクタ開口部５０８とを具える。プリント回路基板５０４は、電気部品ユニット５１０と、この電気部品ユニット５１０に連結された第２コネクタユニット５１２とを具え、これらは、少なくとも２つの電極３１０により収集された情報のさらなるモニタリングと処理を行う。図６は、再使用可能モジュール５００のプリント回路基板の透視図６００を示す。透視図６００では、プリント回路基板５０４’は透明であり、プリント回路基板５０４’の両面に連結された構成要素が見える。

【0027】

フレキシブルＰＣＢ３０６の第１コネクタユニット３１４は、再使用可能モジュール５００の第２コネクタユニット５１２に連結し、少なくとも２つの電極３１０と再使用可能モジュール５００との間の接続性を提供する。第１コネクタユニット３１６と第２コネクタユニット５１２との間の連結によって、モジュラー装着型センサ１００が、継続した期間または予め設定した期間のいずれかのユーザの健康に関する値をモニタリングすることができる。図７は、一実施例にかかる使い捨て式モジュールと再使用可能モジュールとの間の連結図７００を示す。再使用可能モジュール５００’の第２コネクタユニットが、フレキシブルプリント回路基板３０６’の第１コネクタユニット３１４’に連結して、少なくとも２つの電極３１０’を再使用可能モジュール５００’に連結することができる。

【0028】

当業者は、使い捨て式モジュール３００内のフレキシブルＰＣＢ３０６の第１コネクタユニット３１４と、再使用可能モジュール５００内のＰＣＢ５０４の第２コネクタユニット５１２とが様々なタイプのコネクタを用いることができ、これには限定しないが、セキュアデジタル（ＳＤ）カードコネクタ、ミニＳＤカードコネクタ、マイクロＳＤカードコネクタ、フラッシュメモリカードコネクタ、およびカスタム設計のコネクタが含まれ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。

【0029】

当業者は、使い捨て式モジュール３００のフレキシブルＰＣＢ３０６が、再使用可能モジュール５００のＰＣＢ５０４と同様の電気部品を具えることができ、これは本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。この実施例において、モジュラー装着型センサ１００は、ユーザの健康に関する値をモニタリングすることができる使い捨て式モジュール３００のみを具え、モジュラー装着型センサ全体が使い捨て式となる。

【0030】

上述のように、モジュラー装着型のセンサと方法が費用効果の良い健康モニタリング装置を提供し、これは少なくとも１つの再使用可能モジュールと少なくとも１つの使い捨て式モジュールとを具え、これらは互いに分離することができ、これにより継続的なユーザのモニタリングが可能となる。モジュラー装着型センサの使い捨て式モジュールと再使用可能モジュールの両方の中に同様のコネクタユニットを実装することによって、再使用可能モジュールを使い捨て式モジュールから分離することができる。ユーザデータの健康モニタリングと処理を行う複雑で高価な電気部品は再使用可能モジュールの中に収容することができ、使い捨て式モジュールを捨てる場合であってもモニタリング費用は高額とならない。

【0031】

図示された実施例に従って本発明を説明したが、当業者は、実施の形態は変更することができ、このような変更は本発明の意図と範囲の中にあることを直ちに理解するであろう。さらに、添付した特許請求の範囲の意図と範囲から逸脱することなく、当業者は多くの変更を施すことができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】