(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-04-02
(54)【発明の名称】ベッドサイド便座心電図
(51)【国際特許分類】
A61B 5/26 20210101AFI20240326BHJP
A61B 5/33 20210101ALI20240326BHJP
A61B 5/02 20060101ALI20240326BHJP
【ＦＩ】
A61B5/26 100
A61B5/33 200
A61B5/26 200
A61B5/02 310B
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023561367
(86)(22)【出願日】2022-04-06
(85)【翻訳文提出日】2023-12-04
(86)【国際出願番号】 US2022071582
(87)【国際公開番号】W WO2022217244
(87)【国際公開日】2022-10-13
(31)【優先権主張番号】63/171,433
(32)【優先日】2021-04-06
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
【公序良俗違反の表示】
（特許庁注：以下のものは登録商標）
１．ＷＩＮＤＯＷＳ ＰＨＯＮＥ
２．ＢＬＡＣＫＢＥＲＲＹ
３．ＦＩＲＥＷＩＲＥ
(71)【出願人】
【識別番号】512318556
【氏名又は名称】アライヴコア・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100108453
【弁理士】
【氏名又は名称】村山 靖彦
(74)【代理人】
【識別番号】100110364
【弁理士】
【氏名又は名称】実広 信哉
(74)【代理人】
【識別番号】100133400
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 達彦
(72)【発明者】
【氏名】デイヴィッド・イー・アルバート
【テーマコード（参考）】
4C017
4C127
【Ｆターム（参考）】
4C017AA02
4C017AA08
4C017AA11
4C017AA12
4C017AA14
4C017AA19
4C017AC16
4C017AC28
4C127AA02
4C127BB05
4C127GG02
4C127GG05
4C127LL15
(57)【要約】
ユーザの様々な生理学的パラメータを観察するための装置が本明細書で説明される。装置は、ユーザが便座を使用している間に、ユーザが、たとえばＥＣＧ測定結果を取得することを可能にするために、便座の形態であり得る。装置は、ユーザの皮膚と接触している間にユーザの心臓の活動に対応する電気信号を検知することによって心電図（ＥＣＧ）をとり、電気信号を出力するための、電極のセットを備える電極アセンブリを備え得る。装置はさらに、電気信号を変調された信号に変換するための変換器アセンブリと、変調された信号を送信するための送信機と、を備え得る。装置は、変調された信号を受信してユーザが心臓の異常を経験していることを電気信号が示すかどうかを決定し得るコンピューティングデバイスに、変調された信号を送信し得る。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
便座を備えるシステムであって、前記便座が、ユーザの皮膚と接触しているときに前記ユーザの心臓の活動に対応する電気信号を検知することによって心電図（ＥＣＧ）をとり、前記電気信号を出力するための、電極のセットを備える電極アセンブリと、
前記電極アセンブリに動作可能に結合される変換器アセンブリであって、前記変換器アセンブリが前記電気信号を変調された信号に変換するためのものであり、前記変調された信号が前記電気信号を搬送する、変換器アセンブリと、
前記変調された信号を送信するための送信機と、
前記変調された信号を受信し、前記ユーザが心臓の異常を経験していることを前記電気信号が示すかどうかを決定するための、コンピューティングデバイスと、を備える、システム。
【請求項2】
前記コンピューティングデバイスがさらに、ＥＣＧデータを生成するために前記変調された信号を処理し、
前記ＥＣＧデータを表示するためのものである、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記便座がさらに、電極の前記セットの第１の電極が配置される右肘掛けと、
電極の前記セットの第２の電極が配置される左肘掛けと、
電極の前記セットの第３の電極が配置される座部と、を備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記右肘掛けと前記左肘掛けとの各々が、前記ユーザによりつかまれ得る取っ手を備える、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記第３の電極が、前記ユーザの左脚と接触するように前記座部の左側に配置される、請求項３に記載のシステム。
【請求項6】
前記右肘掛けおよび前記左肘掛けが、前記便座に動作可能に結合される支持構造の一部である、請求項３に記載のシステム。
【請求項7】
前記電極アセンブリが、前記ユーザが前記便座に座ったことに応答して前記ＥＣＧをとり始める、請求項１に記載のシステム。
【請求項8】
前記電極アセンブリがさらに、前記ユーザの追加の健康関連パラメータに対応するフォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）信号を検出し、前記検出されたＰＰＧ信号を表す電気ＰＰＧ信号を生み出すための、１つまたは複数のＰＰＧセンサを備え、前記変換器アセンブリが、前記電気ＰＰＧ信号を変調して変調されたＰＰＧ信号を生成し、前記変調されたＰＰＧ信号を前記コンピューティングデバイスに送信する、請求項１に記載のシステム。
【請求項9】
前記追加の健康関連パラメータが、前記ユーザの血流、前記ユーザの心拍数、前記ユーザの血液酸素飽和度、および前記ユーザの前記皮膚中の血液量の変化を含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記コンピューティングデバイスがさらに、前記変調されたＰＰＧ信号を処理して前記ユーザの前記追加の健康関連パラメータを決定するためのものである、請求項８に記載のシステム。
【請求項11】
ハウジングを備える装置であって、前記ハウジングが、ユーザの皮膚と接触しているときに前記ユーザの心臓の活動に対応する電気信号を検知することによって心電図（ＥＣＧ）をとり、前記電気信号を出力するための、電極のセットを備える電極アセンブリと、
前記電極アセンブリに動作可能に結合される変換器アセンブリであって、前記変換器アセンブリが前記電気信号を変調された信号に変換するためのものであり、前記変調された信号が前記電気信号を搬送し、前記ハウジングが便座として成形される、変換器アセンブリと、を備える、装置。
【請求項12】
前記変調された信号をコンピューティングデバイスに送信するための送信機をさらに備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項13】
前記ハウジングがさらに、電極の前記セットの第１の電極が配置される右肘掛けと、
電極の前記セットの第２の電極が配置される左肘掛けと、
電極の前記セットの第３の電極が配置される座部と、を備える、請求項１１に記載の装置。
【請求項14】
前記右肘掛けと前記左肘掛けとの各々が、前記ユーザによりつかまれ得る取っ手を備える、請求項１３に記載の装置。
【請求項15】
前記第３の電極が、前記ユーザの左脚と接触するように前記座部の左側に配置される、請求項１３に記載の装置。
【請求項16】
前記右肘掛けおよび前記左肘掛けが、前記ハウジングに動作可能に結合される支持構造の一部である、請求項１３に記載の装置。
【請求項17】
前記電極アセンブリが、前記ユーザが前記ハウジングに座ったことに応答して前記ＥＣＧをとり始める、請求項１１に記載の装置。
【請求項18】
前記電極アセンブリがさらに、前記ユーザの追加の健康関連パラメータに対応するフォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）信号を検出し、前記検出されたＰＰＧ信号を表す電気ＰＰＧ信号を生み出すための、１つまたは複数のＰＰＧセンサを備え、前記変換器アセンブリが、前記電気ＰＰＧ信号を変調して変調されたＰＰＧ信号を生成し、前記変調されたＰＰＧ信号を前記コンピューティングデバイスに送信する、請求項１１に記載の装置。
【請求項19】
前記追加の健康関連パラメータが、前記ユーザの血流、前記ユーザの心拍数、前記ユーザの血液酸素飽和度、および前記ユーザの前記皮膚中の血液量の変化を含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項20】
電極の前記セットが３誘導ＥＣＧをとる、請求項１１に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
相互参照
本出願は、「BEDSIDE COMMODE ELECTROCARDIOGRAM」という表題の２０２１年４月６日に出願された米国仮出願第６３／１７１，４３３号の利益を主張し、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる。
本出願は、「BEDSIDE COMMODE ELECTROCARDIOGRAM」という表題の２０２１年４月６日に出願された米国仮出願第６３／１７１，４３３号の利益を主張し、その開示が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0002】
本開示は、消費者および医療用のデバイス、システム、ならびに方法に関する。具体的には、本開示は、人の生理状態を観察するデバイスおよび関連するシステムと方法とに関し、より具体的には、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、スマートフォン、ウェアラブルコンピューティングデバイスなどのコンピューティングデバイスを利用して、ＥＣＧ、心拍数、および不整脈の観察を行うための、そのようなデバイス、システム、および方法に関する。
【背景技術】
【0003】
心血管疾患は、世界において主要な死因である。２００８年の全世界の死因の３０％が、心血管疾患が原因である可能性がある。２０３０年までに、年間で２３００万人を超える人々が心血管疾患により死亡するとも推定されている。心血管疾患は、高所得国の人々および低所得国の人々において等しく認められる。
【0004】
不整脈は、心臓の電気的活動が不規則である、または正常よりも速い（頻脈）かもしくは遅い（徐脈）心臓の状態である。多くの不整脈は命を脅かすものではないが、一部は心停止を引き起こし、突然の心臓死すらも引き起こし得る。実際に、不整脈は病院への移動中の最も一般的な死因の１つである。
【0005】
心房細動（Ａ－ｆｉｂ）は、最もありふれた不整脈である。Ａ－ｆｉｂでは、心室を通る電気伝導が不規則であり乱れている。Ａ－ｆｉｂは症状を引き起こさないことがあるが、動悸、息切れ、失神、胸痛、またはうっ血性心不全にしばしば関連し、発作のリスクも高める。普通、Ａ－ｆｉｂは被験者の心電図（ＥＣＧ）をとることにより診断される。Ａ－ｆｉｂを治療するために、患者は、心拍を遅くするための、または心臓の律動を調整するための薬を飲むことがある。患者はまた、発作を防ぐために抗凝血剤を飲むことがあり、またはＡ－ｆｉｂを治療するために心臓切除を含む外科的処置を受けることもある。
【0006】
しばしば、不整脈またはＡ－ｆｉｂを患う患者は、疾患を管理するために長時間観察される。たとえば、患者は、少なくとも２４時間心血管系の電気的活動を継続的に観察するために、ホルターモニタまたは他の歩行可能な心電図記録デバイスを提供されることがある。
【0007】
心電図記録法は、心臓の電気的活動を調べるために使用され、診断および治療の両方に使用され得る。患者の皮膚上の複数の位置に配置される電極を使用して、心電図（ＥＣＧ）を記録し、またはとることができる。電極ペア間で記録される電気信号は、リードと呼ばれる。ＥＣＧをとるために可変の数のリードを使用することができ、様々なリードを形成するために電極の異なる組合せを使用することができる。ＥＣＧをとるために使用されるリードの例は、３本、５本、および１２本のリードである。１２誘導ＥＣＧでは、患者の胸に６個、腕および脚の各々に１個の、１０個の電極が使用される。
【0008】
患者に電極を取り付けるために使用され得る電極配置の、様々な「標準的な」構成がある。たとえば、腕および脚の電極は、胸のより近くに、または腕／脚の端のより近くに配置され得る。腕および脚への電極の様々な配置は、ＥＣＧに影響を及ぼし、標準的なＥＣＧを比較するのをより難しくし得る。
【0009】
標準的なまたは従来の１２誘導ＥＣＧ構成は、１０個の電極を使用する。図１は１０個の電極の絵による表現を示し、患者の胸に６個の電極があり、患者の腕および脚の各々に１個の電極がある。右腕に配置された電極はＲＡと呼ばれ得る。左腕に配置された電極はＬＡと呼ばれ得る。ＲＡ電極およびＬＡ電極は、好ましくは手首の近くに、左腕および右腕について同じ位置に配置される。脚の電極は、右脚についてはＲＬ、左脚についてはＬＬと呼ばれ得る。ＲＬ電極およびＬＬ電極は、好ましくは足首の近くに、左脚および右脚について同じ位置に配置される。
【0010】
図７および図８は、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、およびＶ６と標識される６つの電極の胸への配置を示す。Ｖ１は、たとえば胸骨のすぐ右の、肋骨４および５の間の第四肋間に配置される。Ｖ２は、たとえば胸骨のすぐ左の、肋骨４および５の間の第四肋間に配置される。Ｖ３は電極Ｖ２およびＶ４の間に配置される。Ｖ４は、鎖骨中線上の肋骨５および６の間の第五肋間に配置される。Ｖ５は、左腋窩線上でＶ４と同じ高さに配置される。Ｖ６は、鎖骨中線上でＶ４およびＶ５と同じ高さに配置される。
【0011】
リードＩは通常、左腕（ＬＡ）と右腕（ＲＡ）との間の電圧であり、たとえばＩ＝ＬＡ－ＲＡである。リードＩＩは通常、左脚（ＬＬ）と右腕（ＲＡ）との間の電圧であり、たとえばＩＩ＝ＬＬ－ＲＡである。リードＩＩＩは通常、左脚（ＬＬ）と左腕（ＬＡ）との間の電圧であり、たとえばＩＩＩ＝ＬＬ－ＬＡである。ウィルソンの中心電極（ＷＣＴまたはＶＷ）は、（ＲＡ＋ＬＡ＋ＬＬ）／３により計算され得る。
【0012】
増幅四肢リード(augmented limb leads)も、ＲＡ、ＲＬ、ＬＬ、およびＬＡから決定され得る。ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｖｅｃｔｏｒ ｒｉｇｈｔ（ａＶＲ）は、ＲＡ－（ＬＡ＋ＬＬ）／２または－（Ｉ＋ＩＩ）／２に等しい。ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｖｅｃｔｏｒ ｌｅｆｔ（ａＶＬ）は、ＬＡ－（ＲＡ＋ＬＬ）／２またはＩ－ＩＩ／２に等しい。ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｖｅｃｔｏｒ ｆｏｏｔ（ａＶＦ）は、ＬＬ－（ＲＡ＋ＬＡ）／２またはＩＩ－Ｉ／２に等しい。
【0013】
Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ、ａＶＲ、ａＶＬ、およびａＶＦはすべて、６軸系で表現され得る。電極の配置の誤りまたはずれは、６軸系でのＥＣＧの結果を変化させることがある。
【0014】
しかしながら、ホルターモニタなどの現在の歩行可能な心電図記録デバイスは、通常はかさばり、医療専門家の助けがなければ被験者が取り付けるのは難しい。たとえば、ホルターモニタの使用には、患者が胸に大きなデバイスを装着し、胸の正確な位置に複数の電極リードを正確に配置することが必要である。これらの要件は、自然な動き、入浴、およびシャワーを含む、被験者の活動を妨げ得る。フルディスクロージャＥＣＧが生成されると、ＥＣＧは患者の医師に送信され、医師は次いでＥＣＧを分析し、そして診断および他の勧告を行う。現在、このプロセスはしばしば、病院管理者および健康管理組織を通じて実行されなければならず、多くの患者は便利な方式でフィードバックを受け取らない。
【0015】
ＥＣＧを記録するために使用できるように既存のモバイル遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）を適合させることができるデバイスを含む、いくつかのハンドヘルドＥＣＧ測定デバイスが知られている。しかしながら、そのようなデバイスは、外部の（たとえば、プラグイン）電極の使用を必要とするか、または、適切に保持して体に取り付けるのが難しい電極をハウジングの中に含むかのいずれかである。
【0016】
１つまたは複数のバイオメトリックパラメータ（被験者の動き、心拍数、体温、ＥＣＧなどを含む）を検出するためのウェアラブルモニタは通常、観察、分析、または記録ステーション（「観察ステーション」）にワイヤレスに通信しなければならない。通常、情報の送信は、短波長の無線送信（たとえば、「Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）」）によって実行されている。残念ながら、この送信技法は、大量の電力を必要とし、電池持続時間を制限し、または容易に装着可能ではない大きくかさばるデバイスを必要とする。したがって、普通の日常的な活動または運動の間に快適に装着され得るように、デバイスが軽量であることが望まれる状況では、多くの製造業者が、データを送信するのではなくデータを記録し、観察ステーションへの直接接続によりデータを定期的にダウンロードすることを選んでいる。被験者により手首に装着され得る観察デバイス（たとえば、リストレット）、またはデータの確実な低エネルギーワイヤレス送信が可能である他の体の領域に装着され得る観察デバイスを提供することが有利であろう。
【0017】
たとえば、特許文献１～３において説明されるものなどの心臓観察デバイスは、デバイスを装着する患者からＥＣＧ信号を検出できる腕時計サイズのウェアラブルモニタを説明する。これらの信号はデバイスに表示され得る。これらの信号は送信されない。他の類似するデバイスが、特許文献４において説明されている。（すべてＭｉｌｓの）特許文献５～８は、このデバイスの改善を説明しており、これは、可聴音（たとえば、１ｋＨｚと３ｋＨｚとの間）を使用して、電話の音声チャネル上で音を使用し、電話線を介してＥＣＧ信号を送信するための一体型の補聴タイプスピーカーを含む。ＥＣＧ信号は通常、デジタル化され周波数変調される（たとえば、周波数偏移変調された信号として）。残念ながら、そのようなデバイスは文字通り騒音が大きく、可聴の信号を生み、生成して送信するために大量の電力を必要とし、特にモバイル遠隔通信デバイスとの双方向通信が可能ではない。
【0018】
特許文献９～１６も関係があり得る。
【0019】
超音波送信は、電気送信と多くの類似性を共有するが、以前は欠点であると考えられていた違いを含む、かなりの違いもある。さらに、情報をデジタル化するための周波数偏移変調などの技法が知られているが、そのような技法を医療（たとえば、ＥＣＧ）モニタリングにおいて使用するのに現実的なものにするタイムスケールでそのような技法を実装するのは、困難であり非現実的であった。特に、超音波データの送信は、今日まで、情報の内容がいくらか限られていた。たとえば、超音波による情報のデジタル符号化は、送信される情報の量および内容が限られていた。超音波送信の送信または符号化のための規格もまだない。さらに、そのような超音波信号は定型的に暗号化されない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0020】
【特許文献1】米国特許第４２２１２２３号明細書
【特許文献2】米国特許第４２９５４７２号明細書
【特許文献3】米国特許第４２３０１２７号明細書
【特許文献4】米国特許第４９３８２２８号明細書
【特許文献5】米国特許第５３５１６９５号明細書
【特許文献6】米国特許第５３３３６１６号明細書
【特許文献7】米国特許第５３１７２６９号明細書
【特許文献8】米国特許第５２８９８２４号明細書
【特許文献9】米国特許第５７３５２８５号明細書
【特許文献10】米国特許第６２６４６１４号明細書
【特許文献11】米国特許第６６８５６３３号明細書
【特許文献12】米国特許第６７９０１７８号明細書
【特許文献13】米国特許第８３０１２３２号明細書
【特許文献14】米国特許第８５０９８８２号明細書
【特許文献15】米国特許第８６１５２９０号明細書
【特許文献16】米国特許出願公開第２０１１／００１５４９６号明細書
【特許文献17】米国特許出願公開第２０１１／０３０１４３９号明細書
【特許文献18】米国仮特許出願第６１／８４５２５４号
【特許文献19】米国仮特許出願第６１／８７２５５５号
【特許文献20】米国特許第５４８１２５５号明細書
【特許文献21】米国特許第５４５２３５６号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【0021】
したがって、超音波送信により送信される情報を符号化または整理するためのシステム、デバイス、および方法を提供するのが有利である。特に、（電磁または可聴ではなく）超音波送信の限界を回避する方式で、情報を符号化するのが有利であろう。加えて、超音波送信をセキュアに送信（たとえば、暗号化および／または復号）するための方法、デバイス、およびシステムを提供するのが有用であろう。たとえば、ＥＣＧ情報を超音波で送信するデバイス（たとえば、リストレット）を１つまたは複数の受信デバイスと動的にペアリングするのが有用であろう。
【0022】
スマートフォン、タブレットコンピュータ、ポータブルコンピュータ、またはデスクトップコンピュータなどの、１つまたは複数の広く入手可能な遠隔通信デバイス（モバイル遠隔通信デバイスを含む）を使用して（または使用のために適応させて）、遠隔通信デバイスにより聴取され得る超音波信号へとアプリケーションデバイスによって符号化され、次いで、遠隔通信デバイスにより記憶され、送信され、かつ／または分析される情報（限定はされないが、デジタル健康情報を含む）を受信して送信するための、方法、デバイス、およびシステムが本明細書において説明される。特に、鍵を提供された遠隔通信デバイスだけがこの情報を解釈できるように情報を符号化するための、方法、デバイス、およびシステムが本明細書において説明される。システム、デバイス、および方法（実行可能論理を含む）は、超音波送信とは異なる様式（たとえば、光学式）を使用して鍵を容易に提供するための技法を含み得る。
【0023】
２０１０年６月８日に出願された「HEART MONITORING SYSTEM USABLE WITH A SMART PHONE OR COMPUTER」という表題の米国特許出願第１２／７９６，１８８号、現在は特許文献１４、２０１１年５月１６日に出願された「WIRELESS, ULTRASONIC PERSONAL HEALTH MONITORING SYSTEM」という表題の米国特許出願第１３／１０８，７３８号、現在は特許文献１７は、スマートフォンなどの遠隔通信デバイスによって受信され、次いで記憶され、分析され、かつ／または表示され得る超音波信号へとＥＣＧデータを変換するＥＣＧモニタを説明する。本出願はこの教示を拡張して適応させ、本明細書において説明されるシステム、方法、およびデバイスのいずれとも使用され得る。
【0024】
したがって、上記の課題の１つまたは複数に対処するための、改善された心疾患および／もしくは心律動の管理ならびに観察デバイス、システム、および方法が必要である。
【0025】
本開示の新規性のある特徴は、添付の特許請求の範囲において具体的に記載される。本開示の特徴および利点のさらなる理解は、本発明の原理が利用される説明のための実施形態を記載する以下の詳細な説明および実施形態の添付の図面を参照して得られる。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】多くの実施形態による、バイオメトリックパラメータまたは生理学的パラメータを測定して観察するためのシステムの概略図である。
【図2A】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2B】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2C】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2D】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2E】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2F】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2G】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2H】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2I】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2J】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図2K】多くの実施形態による、スマートフォンおよびスマートフォン保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図3A】多くの実施形態による、タブレットコンピュータおよびタブレットコンピュータ保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図3B】多くの実施形態による、タブレットコンピュータおよびタブレットコンピュータ保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図3C】多くの実施形態による、タブレットコンピュータおよびタブレットコンピュータ保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図3D】多くの実施形態による、タブレットコンピュータおよびタブレットコンピュータ保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図3E】多くの実施形態による、タブレットコンピュータおよびタブレットコンピュータ保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図3F】多くの実施形態による、タブレットコンピュータおよびタブレットコンピュータ保護ケースを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図4A】多くの実施形態による、コンピューティングデバイスのキーボードおよびキーボードアクセサリを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図4B】多くの実施形態による、コンピューティングデバイスのキーボードおよびキーボードアクセサリを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図4C】多くの実施形態による、コンピューティングデバイスのキーボードおよびキーボードアクセサリを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図5A】多くの実施形態による、ラップトップまたはパームトップコンピュータおよびセンサアクセサリを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図5B】多くの実施形態による、ラップトップまたはパームトップコンピュータおよびセンサアクセサリを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図5C】多くの実施形態による、ラップトップまたはパームトップコンピュータおよびセンサアクセサリを備える、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システムを示す図である。
【図6】多くの実施形態による、バイトメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察のための方法を示す図である。
【図7】標準的な１２誘導ＥＣＧをとるための電極配置の例を示す体の絵による表現の図である。
【図8】１２誘導ＥＣＧをとるための胸への電極配置の例を示す（Ｖ６～Ｖ１２に対する位置決めを示す）胸の絵による表現の図である。
【図9A】本明細書において説明されるような装置の１つの変形の正面図である（この例では、ワイヤレスモバイル遠隔通信デバイスは、ケースとして構成される装置へと挿入されるものとして示されている）。
【図10A】空であるものとして示されているが、モバイル遠隔通信デバイスを保持するように適合されるケースとして構成される、本明細書において説明されるような装置の別の変形の前面図である。
【図11A】左側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である（この例では、脚の（第１の）電極はケースの背面と左側面との間の縁上にある）。
【図11B】背面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図11C】右側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図12A】左側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である（この例では、脚の（第１の）電極は背面にあり左側面に隣接している）。
【図12B】背面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図12C】右側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図13A】左側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である（この例では、脚の（第１の）電極はケースの背面と左側面との間の縁上にある）。
【図13B】背面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図13C】右側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図14A】左側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である（この例では、脚の（第１の）電極はケースの左側面にあり、第２の電極および第３の電極は背面の上でケースにより保持される電極ユニットの一部である）。
【図14B】背面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図14C】右側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図15A】左側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である（この例では、脚の（第１の）電極は第２の電極と第３の電極との間の背面上にある）。
【図15B】背面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図15C】右側面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図16A】前面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である（この例では、脚の（第１の）電極は、脚に取り付けるためにデバイスの本体から延長可能なコード上にある）。
【図16B】背面図からの、本明細書において説明されるような装置の別の変形を示す図である。
【図17】患者の手が装置の裏で左側電極および右側電極とそれぞれ接触している間に脚の電極が脚に接触するように患者の脚に対して保持される、本明細書において説明されるＥＣＧを検出するための装置の１つの変形の応用を示す図である。
【図18】ｈｔｔｐ：／／ｅｎ．ｌａｂｓ．ｗｉｋｉｍｅｄｉａ．ｏｒｇ／ｗｉｋｉ／Ａｃｏｕｓｔｉｃｓからの人の聴覚範囲および閾値の絵による表現の図である。
【図19】ｗｗｗ．ｎｅｕｒｏｒｅｉｌｌｅ．ｃｏｍ／ｐｒｏｍｅｎａｄｅ／ｅｎｇｌｉｓｈ／ａｕｄｉｏｍｅｔｒｙ／ａｕｄｉｏｍｅｔｒｙ．ｈｔｍからの加齢による聴覚の喪失の絵による表現の図である。
【図20】ｗｗｗ．ｈｅａｒｉｎｇｌｏｓｓｋｙ．ｏｒｇ／ｈｌａｓｕｒｖｉｖａｌｌ．ｈｔｍｌからの一般的な音の強度と周波数を示すオージオグラムである。
【図21A】１つまたは複数の生物学的パラメータを符号化するデジタルデータをスマートフォンなどの遠隔通信デバイスへ超音波で送信するように構成されるシステムの概略表現の図である。
【図21B】１つまたは複数の生物学的パラメータを符号化するデータをスマートフォンなどの遠隔通信デバイスへ超音波で送信するように構成される医療用センシングデバイスを含むシステムの概略表現の図である。
【図21C】１つまたは複数の生物学的パラメータを符号化するデータ（たとえば、ＥＣＧデータ）をスマートフォンなどの遠隔通信デバイスへ超音波で送信して受信するように構成される医療用センシングデバイスを含むシステムの概略表現の図である。
【図22】説明されるような、超音波範囲において周波数偏移変調を使用して符号化されたデジタル信号の１つの変形を示す図である。
【図23】符号化されたデータを超音波信号として送信する１つの方法を示す例示的なフローチャートである。
【図24A】超音波信号として信号を送信する（たとえば、パケット送信）ための方法の例示的なフローチャートである。
【図24B】超音波信号として信号を送信する（たとえば、パケット送信）ための方法の例示的なフローチャートである。
【図24C】超音波信号として信号を送信する（たとえば、パケット送信）ための方法の例示的なフローチャートである。
【図24D】超音波信号として信号を送信する（たとえば、パケット送信）ための方法の例示的なフローチャートである。
【図24E】超音波信号として信号を送信する（たとえば、パケット送信）ための方法の例示的なフローチャートである。
【図25】本明細書において論じられるような、超音波で送信されるデータを受信して復号するように構成される受信機のための復調器およびパケットデコーダのフローチャートの一例を示す図である。
【図26A】ハイブリッドデジタルおよびアナログ超音波データフォーマットの１つの例示的なフォーマットを示す図である。
【図26B】ハイブリッドデジタルおよびアナログ超音波データフォーマットの別の例示的なフォーマットを示す図である。
【図27】超音波トランスデューサを伴う超音波通信デバイス、超音波通信デバイス上に配置される暗号鍵、および遠隔通信デバイス上で実行可能な復号論理を含む、データのセキュアな超音波送信のためのシステムの概略図であり、遠隔通信デバイスは超音波通信デバイスから超音波信号を受信するための受信機を備える。
【図28A】１つまたは複数の生物学的パラメータを検知し、それをモバイル通信／コンピューティングデバイスに極低電力でワイヤレスに送信するための、リストレットデバイスの１つの変形を示す図である（リストレットの外側の図を示す）。
【図28B】１つまたは複数の生物学的パラメータを検知し、それをモバイル通信／コンピューティングデバイスに極低電力でワイヤレスに送信するための、リストレットデバイスの１つの変形を示す図である（超音波信号の電力および送信を検知するための様々なモジュールを含む内側領域の概略図を示し、これらの要素の多くは任意選択である）。
【図29】ＥＣＧ信号を検出するためのウォッチとして構成されるリストレットの１つの変形を示す図である。
【図31】便座の形態のＥＣＧ信号を検出するための装置の１つの変形の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0027】
ユーザフレンドリーに、かつ便利にバイオメトリックパラメータまたは生理学的パラメータを測定して観察するための、デバイス、システム、および方法が開示される。特に、コンピューティングデバイスまたは他の手動デバイスもしくはハンドヘルドデバイスをユーザが普通に操作しながら、ユーザの関連する生理学的パラメータが測定され得る。たとえば、本開示のシステムは、ラップトップ、タブレットコンピュータ、またはスマートフォンなどのコンピューティングデバイスをユーザが普通に操作しながら、ユーザの１つまたは複数の生理学的パラメータが測定されるのを可能にし得る。１つまたは複数の生理学的パラメータは、ラップトップケース、タブレットコンピュータケース、スマートフォンケースなどのコンピューティングデバイスのアクセサリを使用して測定され得る。コンピューティングデバイスの普通の使用は、ウェブブラウジング、電子メールもしくはテキストメッセージの読み書き、ゲームのプレイ、またはそれ以外の、書籍もしくはテキストリーダーなどの他の一般的なアプリケーションの使用を含み得る。本開示の生理学的パラメータ観察および測定アプリケーションは、コンピューティングデバイスが普通に使用されている間にバックグラウンドで動作し得る。
【0028】
ユーザの心臓に普通よりも多くの負担がかかり得るような、多くの状況がある。１つのそのようなシナリオは、ユーザが便所を使用しているときである。心臓への負担の増大に関連する活動にユーザが関わっている間に、ユーザの心臓パラメータおよび他の生理学的パラメータを観察できることが重要である。加えて、ユーザが、自身のＥＣＧを特化した活動の一部として別個に測定しなければならないのではなく、日常的な活動に関わっている間にＥＣＧをとるための手段を提供することが、有益である。
【0029】
本開示の態様は、たとえば、便座を使用している間にユーザの心臓パラメータを測定するためのシステムを提供する。システムは、コンピューティングデバイスに結合するように構成される装置と、コンピューティングデバイスにロードされる第１のアプリケーションと、を備え得る。装置は、心臓パラメータを測定するためのセンサを備え得る。第１のアプリケーションは、センサから測定された心臓パラメータを受信するように構成され得る。センサは心臓パラメータを測定してもよく、第１のアプリケーションは、第２のアプリケーションがコンピューティングデバイスにロードされユーザにより操作されるのと同時に、測定された心臓パラメータを受信してもよい。
【0030】
心臓パラメータは、心拍数、心拍数の変動、血圧、血圧の変動、不整脈、振動性心臓図（ＳＣＧ）、ＳＣＧパラメータ、心電図（ＥＣＧ）、またはＥＣＧパラメータのうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、心臓パラメータは、心電図（ＥＣＧ）またはＥＣＧパラメータを備える。
【0031】
コンピューティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、またはウェアラブルコンピューティングデバイスのうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、コンピューティングデバイスはタブレットコンピュータまたはスマートフォンを備える。装置は、コンピューティングデバイスに取り外し可能に結合するように構成されてもよく、タブレットコンピュータケースまたはスマートフォンケースもしくはカバーなどの、コンピューティングデバイスを覆うためのカバーを備え得る。
【0032】
心臓パラメータを測定するためのセンサは、ユーザと接触すると心臓パラメータを備える信号を生成するように構成される、第１の電極リードおよび第２の電極リードを備え得る。たとえば、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左腕に接触してリードＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの左腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。センサはさらに、ユーザと接触すると心臓パラメータを備える信号を生成するように構成される接触のための第３の電極リードを備え得る。第１の電極リード、第２の電極リード、および第３の電極リードは、たとえばリードＩ、リードＩＩ、またはリードＩＩＩ ＥＣＧのうちの１つまたは複数を生成するために同時に使用され得る。第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左腕に接触するように構成されてもよく、第３の電極リードはユーザの左脚に接触するように構成されてもよい。
【0033】
第１のアプリケーションはさらに、たとえばコンピューティングデバイスのディスプレイに、測定された心臓パラメータを表示するように構成され得る。心臓パラメータはリアルタイムで表示され得る。第１のアプリケーションはさらに、コンピューティングデバイスのメモリに測定された心臓パラメータを記憶するために構成され得る。第１のアプリケーションはさらに、リモートサーバなどのリモートコンピューティングデバイスに測定された心臓パラメータを送信するために構成され得る。リモートコンピューティングデバイスは、心臓のまたは他の生理学的なパラメータデータを記憶し、データの分析、解釈、および／または診断のために、医療専門家および他の熟達者によるそのようなデータへのアクセスを可能にし得る。分析および診断は、リモートコンピューティングデバイスおよびユーザのコンピューティングデバイスを通じて、または電子メール、テキストメッセージング、もしくは他の電子アラートなどの他のチャネルを通じて、ユーザに返され得る。代替として、または組み合わせて、コンピューティングデバイスにロードされる第１のアプリケーション、リモートサーバにロードされる別のアプリケーション、または医療専門家もしくは熟達者により使用される別のアプリケーションのうちの１つまたは複数は、そのようなデータの分析、解釈、および／または診断を自動的に生成し得る。
【0034】
第２のアプリケーションの操作は、第２のアプリケーションのキーボード上でのタイピング、第２のアプリケーション上でのスクロール、第２のアプリケーションにおける拡大または縮小、データを別様に第２のアプリケーションに入力することなどのうちの１つまたは複数を含み得る。第１のアプリケーションがユーザの心臓パラメータおよび他の健康パラメータを測定して観察する間に、コンピューティングデバイスにロードされる第２のアプリケーションをユーザが操作するのを可能にすることによって、本開示の実施形態は、ユーザフレンドリーで、便利な、より非侵襲的で煩わしくない測定と、心臓パラメータおよび他の健康パラメータの観察と、を可能にする。たとえば、第１のアプリケーションおよびコンピューティングデバイスのカバーがユーザＥＣＧもしくは他の心臓パラメータおよび生理学的パラメータをバックグラウンドで測定ならびに／または観察しながら、ユーザは、コンピューティングデバイスを持ち普通に操作して、電子メールを確認し、ウェブブラウジングを行い、またはモバイルアプリケーションを操作することができる。
【0035】
本開示の態様はまた、ユーザの心臓パラメータを測定する方法を提供する。心臓パラメータのためのセンサを備える装置は、コンピューティングデバイスに結合され得る。ユーザの心臓パラメータはセンサを用いて測定され得る。測定された心臓パラメータは、コンピューティングデバイスにロードされる第１のアプリケーションに装置を用いて送信され得る。ユーザがコンピューティングデバイスにロードされる第２のアプリケーションを操作するのと同時に、心臓パラメータが測定されてもよく、第１のアプリケーションが送信された測定された心臓パラメータを受信してもよい。
【0036】
心臓パラメータは、心拍数、心拍数の変動、血圧、血圧の変動、不整脈、振動性心臓図（ＳＣＧ）、ＳＣＧパラメータ、心電図（ＥＣＧ）、またはＥＣＧパラメータのうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、心臓パラメータは心電図（ＥＣＧ）またはＥＣＧパラメータを備える。
【0037】
コンピューティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン、またはウェアラブルコンピューティングデバイスのうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、コンピューティングデバイスはタブレットコンピュータまたはスマートフォンを備える。装置は、コンピューティングデバイスに装置を取り外し可能に取り付けることによって、コンピューティングデバイスに結合され得る。たとえば、装置は、タブレットコンピュータケースまたはスマートフォンカバーなどの、コンピューティングデバイスを覆うためのカバーを備え得る。また、方法は、タブレットコンピュータまたはスマートフォンなどのコンピューティングデバイスを、ケースまたはカバーで少なくとも部分的に囲むことを備え得る。
【0038】
心臓パラメータは、センサの第１の電極リードおよび第２の電極リードで心臓パラメータを測定することによってセンサを用いて測定され得る。第１の電極リードおよび第２の電極リードは、ユーザに接触すると心臓パラメータを備える信号を生成するように構成され得る。たとえば、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左腕に接触してリードＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの左腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。心臓パラメータはセンサの第３の電極リードを用いても測定されてもよく、第３の電極リードはユーザに接触すると心臓パラメータを備える信号を生成するように構成される。第１の電極リード、第２の電極リード、および第３の電極リードは、たとえばリードＩ、リードＩＩ、またはリードＩＩＩ ＥＣＧのうちの１つまたは複数を生成するために同時に使用され得る。第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左腕に接触するように構成されてもよく、第３の電極リードはユーザの左脚に接触するように構成されてもよい。
【0039】
さらに、受信された測定された心臓パラメータは、コンピューティングデバイスのディスプレイに表示され得る。心臓パラメータは、リアルタイムで表示され得る。また、測定された心臓パラメータは、コンピューティングデバイスのメモリに記憶され得る。測定された心臓パラメータは、リモートサーバなどのリモートコンピューティングデバイスにも送信され得る。リモートコンピューティングデバイスは、心臓パラメータデータまたは他の生理学的パラメータデータを記憶し、データの分析、解釈、および／または診断のために、医療専門家および他の熟達者によるそのようなデータへのアクセスを可能にし得る。分析および診断は、リモートコンピューティングデバイスおよびユーザのコンピューティングデバイスを通じて、または電子メール、テキストメッセージング、もしくは他の電子アラートなどの他のチャネルを通じて、ユーザに返され得る。代替として、または組み合わせて、コンピューティングデバイスにロードされる第１のアプリケーション、リモートサーバにロードされる別のアプリケーション、または医療専門家もしくは熟達者により使用される別のアプリケーションのうちの１つまたは複数は、そのようなデータの分析、解釈、および／または診断を自動的に生成し得る。
【0040】
第２のアプリケーションの操作は、第２のアプリケーションのキーボード上でのタイピング、第２のアプリケーション上でのスクロール、第２のアプリケーションにおける拡大または縮小、データを別様に第２のアプリケーションに入力することなどのうちの１つまたは複数を含み得る。第１のアプリケーションがユーザの心臓パラメータおよび他の健康パラメータを測定して観察しながら、コンピューティングデバイスにロードされる第２のアプリケーションをユーザが操作するのを可能にすることによって、本開示の実施形態は、ユーザフレンドリーで、便利な、より非侵襲的で煩わしくない測定と、心臓パラメータおよび他の健康パラメータの観察と、を可能にする。たとえば、第１のアプリケーションおよびコンピューティングデバイスのカバーがユーザＥＣＧまたは他の心臓パラメータおよび生理学的パラメータをバックグラウンドで測定および／または観察しながら、ユーザは、コンピューティングデバイスを持ち普通に操作して、電子メールを確認し、ウェブブラウジングを行い、またはモバイルアプリケーションを操作することができる。いくつかの実施形態では、第１のアプリケーションは、健康パラメータセンサが誤って配置されているので適切な測定を行うことができない、または行えないはずである場合、コンピューティングデバイスにユーザへの警告を行わせ得る（すなわち、ポップアップが第２のアプリケーションに現れ得る）。
【0041】
本開示の態様は、ユーザの心臓パラメータを測定するためのシステムも提供する。システムは、ポータブルコンピューティングデバイスに取り外し可能に取り付けられるように構成されるカバーを備え得る。ポータブルコンピューティングデバイスは、前面、背面、および前面と背面との間の縁を備え得る。カバーは、心臓パラメータを測定するために構成され、カバーがポータブルコンピューティングデバイスに取り付けられるとポータブルコンピューティングデバイスの縁上に配設される、複数のセンサ電極リードを備え得る。多くの実施形態において、複数のセンサ電極リードは、ポータブルコンピューティングデバイスの縁上にのみ配設される。ポータブルコンピューティングデバイスは、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、またはスマートフォンを備え得る。
【0042】
心臓パラメータは、心拍数、心拍数の変動、血圧、血圧の変動、不整脈、振動性心臓図（ＳＣＧ）、ＳＣＧパラメータ、心電図（ＥＣＧ）、またはＥＣＧパラメータのうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、心臓パラメータは心電図（ＥＣＧ）またはＥＣＧパラメータを備える。
【0043】
複数のセンサ電極リードは、第１のセンサ電極リードおよび第２のセンサ電極リードを備え得る。第１のセンサ電極リードおよび第２のセンサ電極リードは、それぞれ、ユーザの第１の四肢および第２の四肢に接触すると、心臓パラメータを備える信号を生成するように構成され得る。たとえば、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左腕に接触してリードＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの左腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。複数のセンサ電極リードはさらに、ユーザの第３の四肢に接触すると、心臓パラメータを備える信号を生成するように構成される第３のセンサ電極リードを備え得る。心臓パラメータはまた、センサの第３の電極リードを用いて測定されてもよく、第３の電極リードは、ユーザと接触すると心臓パラメータを備える信号を生成するように構成される。第１の電極リード、第２の電極リード、および第３の電極リードは、たとえばリードＩ、リードＩＩ、またはリードＩＩＩ ＥＣＧのうちの１つまたは複数を生成するために同時に使用され得る。
【0044】
システムはさらに、ポータブルコンピューティングデバイスへロードされる第１のアプリケーションを備え得る。第１のアプリケーションは、複数のセンサ電極リードから測定された心臓パラメータを受信するために構成され得る。第１のアプリケーションは、第２のアプリケーションがポータブルコンピューティングデバイスにロードされてユーザにより操作されるのと同時に、測定された心臓パラメータを受信し得る。第２のアプリケーションの操作は、第２のアプリケーションのキーボード上でのタイピング、第２のアプリケーション上でのスクロール、第２のアプリケーションにおける拡大または縮小、データを別様に第２のアプリケーションに入力することなどのうちの１つまたは複数を含み得る。第１のアプリケーションがユーザの心臓パラメータおよび他の健康パラメータを測定して観察しながら、コンピューティングデバイスにロードされる第２のアプリケーションをユーザが操作するのを可能にすることによって、本開示の実施形態は、ユーザフレンドリーで、便利な、より非侵襲的で煩わしくない測定と、心臓パラメータおよび他の健康パラメータの観察と、を可能にする。たとえば、第１のアプリケーションおよびコンピューティングデバイスのカバーがユーザＥＣＧまたは他の心臓パラメータおよび生理学的パラメータをバックグラウンドで測定および／または観察しながら、ユーザは、コンピューティングデバイスを持ち普通に操作して、電子メールを確認し、ウェブブラウジングを行い、またはモバイルアプリケーションを操作することができる。
【0045】
第１のアプリケーションは、ポータブルコンピューティングデバイスのディスプレイに受信された心臓パラメータを表示するように構成され得る。受信された心臓パラメータは、リアルタイムで表示され得る。第１のアプリケーションはさらに、ポータブルコンピューティングデバイスのメモリに測定された心臓パラメータを記憶するために構成され得る。第１のアプリケーションはさらに、リモートサーバなどのリモートコンピューティングデバイスに測定された心臓パラメータを送信するために構成され得る。リモートコンピューティングデバイスは、心臓パラメータデータまたは他の生理学的パラメータデータを記憶し、データの分析、解釈、および／または診断のために、医療専門家および他の熟達者によるそのようなデータへのアクセスを可能にし得る。分析および診断は、リモートコンピューティングデバイスおよびユーザのコンピューティングデバイスを通じて、または電子メール、テキストメッセージング、もしくは他の電子アラートなどの他のチャネルを通じて、ユーザに返され得る。代替として、または組み合わせて、コンピューティングデバイスにロードされる第１のアプリケーション、リモートサーバにロードされる別のアプリケーション、または医療専門家もしくは熟達者により使用される別のアプリケーションのうちの１つまたは複数は、そのようなデータの分析、解釈、および／または診断を自動的に生成し得る。
【0046】
本開示の態様は、ユーザの心臓パラメータを測定するための方法も提供する。カバーがポータブルコンピューティングデバイスに取り外し可能に取り付けられ得る。ポータブルコンピューティングデバイスは、前面、背面、および前面と背面との間の縁を備え得る。カバーの第１の電極リードおよび第２の電極リードは、それぞれ、心臓パラメータを備える信号を生成するために、ユーザの第１の四肢および第２の四肢に接触し得る。カバーの第１の電極リードおよび第２の電極リードは、ポータブルコンピューティングデバイスの縁上に配設され得る。多くの実施形態において、複数のセンサ電極リードは、ポータブルコンピューティングデバイスの縁上にのみ配設され得る。ポータブルコンピューティングデバイスは、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ、携帯情報端末（ＰＤＡ）、またはスマートフォンを備え得る。
【0047】
心臓パラメータは、心拍数、心拍数の変動、血圧、血圧の変動、不整脈、振動性心臓図（ＳＣＧ）、ＳＣＧパラメータ、心電図（ＥＣＧ）、またはＥＣＧパラメータのうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、心臓パラメータは心電図（ＥＣＧ）またはＥＣＧパラメータを備える。
【0048】
心臓パラメータを備える信号を生成するために、第３の電極リードがユーザの第３の四肢に接触し得る。第１の四肢は右腕を備えてもよく、第２の四肢は左腕を備えてもよく、第３の四肢は左脚を備えてもよい。これらの３つの四肢は、リードＩ ＥＣＧ、リードＩＩ ＥＣＧ、およびリードＩＩＩ ＥＣＧを同時に生成するために、それぞれ、第１の電極リード、第２の電極リード、および第３の電極リードと同時に接触し得る。代替として、第１の電極リードおよび第２の電極リードは、リードＩ ＥＣＧ、リードＩＩ ＥＣＧ、またはリードＩＩＩ ＥＣＧを生成するために使用され得る。たとえば、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左腕に接触してリードＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの右腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。代替として、または組み合わせて、第１の電極リードはユーザの左腕に接触するように構成されてもよく、第２の電極リードはユーザの左脚に接触してリードＩＩＩ ＥＣＧを生成するように構成されてもよい。
【0049】
第１のアプリケーションは、タブレットコンピュータまたはスマートフォンへロードされ得る。第１のアプリケーションは、複数のセンサ電極リードから測定された心臓パラメータを受信するために構成され得る。第１のアプリケーションは、第２のアプリケーションがコンピューティングデバイスにロードされてユーザにより操作されるのと同時に、測定された心臓パラメータを受信し得る。第２のアプリケーションの操作は、第２のアプリケーションのキーボード上でのタイピング、第２のアプリケーション上でのスクロール、第２のアプリケーションにおける拡大または縮小、データを別様に第２のアプリケーションに入力することなどのうちの１つまたは複数を含み得る。第１のアプリケーションがユーザの心臓パラメータおよび他の健康パラメータを測定して観察しながら、コンピューティングデバイスにロードされる第２のアプリケーションをユーザが操作するのを可能にすることによって、本開示の実施形態は、ユーザフレンドリーで、便利な、より非侵襲的で煩わしくない測定と、心臓パラメータおよび他の健康パラメータの観察と、を可能にする。たとえば、第１のアプリケーションおよびコンピューティングデバイスのカバーがユーザＥＣＧまたは他の心臓パラメータおよび生理学的パラメータをバックグラウンドで測定および／または観察しながら、ユーザは、コンピューティングデバイスを持ち普通に操作して、電子メールを確認し、ウェブブラウジングを行い、またはモバイルアプリケーションを操作することができる。
【0050】
受信された心臓パラメータは、タブレットコンピュータまたはスマートフォンのディスプレイに第１のアプリケーションを用いて表示され得る。受信された心臓パラメータは、リアルタイムで表示され得る。測定された心臓パラメータは、コンピューティングデバイスのメモリに記憶され得る。測定された心臓パラメータは、リモートサーバなどのリモートコンピューティングデバイスに送信され得る。リモートコンピューティングデバイスは、心臓のまたは他の生理学的なパラメータデータを記憶し、データの分析、解釈、および／または診断のために、医療専門家および他の熟達者によるそのようなデータへのアクセスを可能にし得る。分析および診断は、リモートコンピューティングデバイスおよびユーザのコンピューティングデバイスを通じて、または電子メール、テキストメッセージング、もしくは他の電子アラートなどの他のチャネルを通じて、ユーザに返され得る。代替として、または組み合わせて、コンピューティングデバイスにロードされる第１のアプリケーション、リモートサーバにロードされる別のアプリケーション、または医療専門家もしくは熟達者により使用される別のアプリケーションのうちの１つまたは複数は、そのようなデータの分析、解釈、および／または診断を自動的に生成し得る。
【0051】
本開示の態様は、ユーザの心臓パラメータを測定するためのシステムも提供する。システムは、センサ装置およびアプリケーションを備え得る。装置は、コンピューティングデバイスのキーボード、原動機付き車両のステアリングホイール、または、自転車、バイク、トレッドミルもしくはエリプティカルマシンもしくはウェイトリフティングマシンなどのエクササイズマシンのハンドルバー、座席、椅子、眼鏡、衣服などに結合するように構成され得る。装置は、心臓パラメータを測定するためのセンサを備え得る。装置は、コンピューティングデバイスのキーボード、原動機付き車両のステアリングホイール、自転車、バイク、またはエクササイズマシンのハンドルバーが触れられ、持たれ、または操作される際に、センサから測定された心臓パラメータを受信するように構成され得る。ユーザの体と接触しているコンピューティングデバイスまたは他のデバイスを普通にユーザが操作しながら、心臓パラメータおよび他の生理学的パラメータを便利に、非侵襲的に、かつ煩わしくない方法で測定して観察するための、さらなる方法およびシステムも企図される。
【0052】
本開示はまた、３つの電極を有するモバイル遠隔通信デバイスと互換性のあるインターフェースを使用して被験者から心電図（ＥＣＧ）情報をとるためのシステム、ソフトウェア、およびデバイスを含む装置、ならびに方法（これらの装置を使用するための方法を含む）を説明する。現在利用可能なＥＣＧ検知システムを用いて、上で特定されたものに限定はされないがそれらを含む問題に対処できるＥＣＧを検出するための装置が、本明細書において説明される。
【0053】
一般に、本明細書において説明される装置（デバイスおよびシステムを含む）および方法は、心電図（ＥＣＧ）などの生物学的信号を検出する際に使用するためのものである。特に、モバイル遠隔通信デバイスが患者から直接測定される生物学的信号を受信し得るように、モバイル遠隔通信デバイスとともに使用するための装置が本明細書において説明される。装置は通常、患者の体から、電圧または電流などの信号を受け取るための３つ以上の電極（またはちょうど３つの電極）を含む。装置はハウジングも含み得る。「ケース」などのハウジングは、モバイル遠隔通信デバイスを保持し、またはモバイル遠隔通信デバイスに直接接続するように構成され得る。１つまたは複数の電極は、ハウジングの外側表面に直接配置され得る。装置はまた、電極からモバイル遠隔通信デバイスに、検知された信号の修正／処理されたバージョンを含む検知された通信信号のための、１つまたは複数の送信機を含み得る。モバイル遠隔通信デバイスは、ハウジングに接続され、たとえばハウジングによって形成されるケース内にあり、または近くにあり得る。いくつかの変形では、装置は、電極で検出された信号を処理するための１つまたは複数のプロセッサを含み得る。
【0054】
ワイヤレス送信機を含む、任意の適切な送信機が使用され得る。いくつかの変形では、ワイヤレス送信機は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）またはＷｉＦｉ（登録商標）送信機である。他の変形では、送信機は、モバイル遠隔通信デバイスのマイクロフォンにより受信され、モバイル遠隔通信デバイスにより送信され、かつ／またはさらに処理され得る、非可聴の超音波（たとえば、＞１０ｋＨｚ、＞１２ｋＨｚ、１５＞ｋＨｚ、＞１８ｋＨｚ、＞１９ｋＨｚ）を使用し得る超音波送信機である。特に、本明細書では単に便宜的に超音波に関して多くの実施形態が説明されるが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）およびＷｉＦｉ（登録商標）プロトコルが等しく考慮される。
【0055】
ベッドサイド便座または他のタイプの便座を含む、本明細書において説明される装置は、患者からの６つの「リード」（リードＩ～ＩＩＩ、および増幅リードａＶＲ、ａＶＬ、ａＶＦ）を測定するために、両手または両腕を使用して患者の脚（たとえば、左脚または右脚）に対して患者により保持され得るように構成され得る。いくつかの変形では、装置は、患者が両手で脚（右または左）に対して装置（モバイル遠隔通信デバイスを取り囲む）を持ち、右腕、左腕および右脚または左脚の各々から独立した信号を記録しながら、モバイル遠隔通信デバイスの画面を簡単に見ることができるように構成され得る。これにより、患者は、測定が行われるにつれて、電極の接触もしくは配置を調整もしくは訂正するための、かつ／または１つまたは複数のＥＣＧ信号を表示するための案内を（モバイル遠隔通信デバイスの画面または音声出力を使用して）提供することを含む、装置からの即刻の視覚的なフィードバックを受け取ることが可能になる。したがって、装置は、各々の腕（右、左）および脚（左または右）からの電気的に別々の計測を可能にするように装置を簡単に持つことができ、それでもデバイスを持つ被験者がデバイスに結合されたモバイル遠隔通信デバイスの画面を観察できるように、本明細書において説明されるように構成され得る。
【0056】
一般に、（本明細書で使用される）患者は、人の患者、または限定はされないが、動物（犬、猫、馬など）を含む人ではない患者であってもよい。したがって、本明細書において説明される装置または方法のいずれもが、獣医学への応用のために使用されてもよく、または獣医学の製品として構成されてもよい。
【0057】
一般に、モバイル遠隔通信デバイスは、限定はされないが、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｄｒｏｉｄ（登録商標）などを含む、携帯（たとえば、セルラー）電話または均等物などの、任意のモバイル遠隔通信デバイスを含み得る。モバイル遠隔通信デバイスは、通常、本明細書において説明される装置から情報を受信および／または送信するようにデバイスを動作させるように構成される機械可読コードを含む、ソフトウェア、ハードウェアなどを取り囲み得る、プロセッサまたは他のコンピューティングモジュール／デバイスを含み得る。そのようなコードは、説明される装置とともに、またはそれとは別に提供され得る。モバイル遠隔通信デバイスは、セルフォン(cell phone)またはセルラーフォン(cellular phone)またはセル電話(cell telephone)またはセルラー電話(cellular telephone)、モバイルフォン(mobile phone)または携帯電話(mobile telephone)、スマートフォン、ハンドヘルドコンピュータ、タブレット、ウェアラブルコンピュータなどと呼ばれ得る（かつそれらを含む）。コードは、ソフトウェア、またはアプリケーションソフトウェア（「アプリ」または「アプリケーション」）と呼ばれることがあり、モバイル遠隔通信デバイスへと遠隔の位置からダウンロードされることがある。
【0058】
たとえば、ワイヤレス遠隔通信デバイスとともに使用するための心電図（ＥＣＧ）検出装置が、本明細書において説明される。いくつかの変形では、装置は、遠隔通信デバイスを覆って適合するように構成されるケースであって、外側背面と、背面に垂直な少なくとも２つの外側側面と、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面をそれを通じて見ることができる前部領域と、を有する、ケースと、少なくとも２つの外側側面のうちの１つの上にある、またはそれに隣接する第１の電極と、外側背面の上にある第２の電極であって、外側接触面を有する、第２の電極と、外側背面の上にある第３の電極であって、外側接触面を有する、第３の電極と、を含み、第２の電極および第３の電極の外側接触面は、外側背面がテーブル表面に面した状態でケースがテーブル表面に置かれるときに、第２の電極および第３の電極の外側接触面がテーブル表面に接触しないように、外側背面の少なくとも一部分に対してくぼんでおり、さらに、第２の電極および第３の電極は、患者が左手だけで第２の電極の外側接触面に触れ、右手だけで第３の電極の外側接触面に触れることができ、また、脚に対して第１の電極を保持しながら、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面を見ることができるように、並べられる。
【0059】
装置がケースとして構成されるとき、ケースは、空洞内にモバイル遠隔通信デバイスを保持するように、または、別様にモバイル遠隔通信デバイスを覆って当てられるように構成され得る。したがって、ケースは、内側表面またはモバイル遠隔通信デバイスを保持するための表面を含んでもよく、モバイル遠隔通信デバイスの画面および／または任意のコントロールをそれを通じて見るかつ／または操作することができる前部領域を有してもよい。たとえば、ケースは、それを通じてモバイル遠隔通信デバイスを見ることができる、切り抜き領域または透明な覆いを含み得る。電極はケースに搭載され得る。ケースはまた、モバイル遠隔通信デバイスのコントロール、入力、出力、または接続領域（たとえば、ジャック、プラグインレセプタクルなど）に接近するための１つまたは複数の他の開口を含み得る。一般に、電極は、（１）デバイスが使用されていないときに、表面、特に金属表面に接触することから電極が保護されるように、かつ（２）両腕（手を介して）および脚から同時に記録するために脚に対して装置を保持する患者が、画面を簡単に見ながら電極に接触できるように、ケース上に並べられる。ケースはまた、上で言及されたような送信機、電源（たとえば、電池、太陽電池など）、および／または、電極により受信される信号を調整し、増幅し、フィルタリングし、もしくは別様に修正するためのプロセッサもしくは他の回路などの、追加のコンポーネントを収容し得る。いくつかの変形では、装置は、電極（たとえば、第２の電極または第３の電極）のうちの１つが、他の２つ（または場合によってはより多く）の電極に対する基準電極として働き得るように構成され得る。
【0060】
変形において、ケースが電極の１つまたは複数のための１つまたは複数の取り付け領域を含み得る。たとえば、（たとえば、様々なサイズのモバイル遠隔通信デバイスに適合するための）様々な構成を有するケースとともに使用され得る電極ユニットとインターフェースするための開口を裏に含み得る。すべての３つの電極が同じ電極ユニットの一部であってもよく、または複数の電極ユニットが使用されてもよい。電極ユニットは、言及されたプロセッサなどの追加のハードウェアを含んでもよく、電源または他の電子コンポーネントも含んでもよい。
【0061】
第２の電極および第３の電極は通常、各々患者の手により簡単に接触され得るように構成される。たとえば、第２の電極は、患者が適切な形状および大きさの第３の電極にも右手で触れているときに、左手で第２の電極に触れることができるように、位置および大きさが決定され得る。たとえば、いくつかの変形では、第２の電極および第３の電極は、全体が外側背面の上にある。第２の電極は（モバイル遠隔通信デバイスに対して相対的に）ケースの裏の上／左半分にあり得るが、第３の電極はケースの裏の下／右半分に配置される。第２の電極および第３の電極は、左手との接触および右手との接触の重複を防ぐような大きさおよび／または形状の間隙により離隔され得る。一般に、患者は各電極に片手でしか触れてはならない。
【0062】
第２の電極および第３の電極は、任意の適切な導電性材料（金属、合金などを含む）で形成されてもよく、デバイスを保持する患者の１本または複数の指（または掌）により簡単に接触され得るような大きさにされ得る。いくつかの変形では、第２の電極および第３の電極は、外側背面の中心から互いに対して対称的に配置される。
【0063】
ケースを持ち、それぞれ左手および右手で第２の電極および第３の電極に触れながら、患者の脚に対して第１の電極を簡単に保持できるように、第１の電極は構成され得る。したがって、いくつかの変形では、第１の電極は、ケースの横に（たとえば、少なくとも２つの外側側面のうちの１つに）全体が配置される。代替として、第１の電極は、ケースの縁が脚に対して保持されるときに第１の電極が脚に対して保持され得るように、ケースの背面にあり、しかし縁に沿って延びていてもよい。したがって、第１の電極は、背面にあり、しかし、側面（少なくとも２つの外側側面のうちの１つ）に当接し、またはそのすぐ隣にあってもよい。いくつかの変形では、第１の電極は、ケースの背面から横へとケースの縁を覆って、たとえばケースの縁に沿って曲がっている。したがって、第１の電極は、外側背面と外側側面のうちの１つとの間の縁を覆って延びていてもよい。これらの構成のいずれもが、患者が両手でケースを持ち、第２の電極および第３の電極に触れ、モバイル遠隔通信デバイスの画面を見ながら、脚との良好な接触を行うことができるように、モバイル遠隔通信デバイスのケースが患者の脚に対してある角度で保持されることを可能にし得る。
【0064】
したがって、一般に、第１の電極は、ケースの片側の長さの全体または一部（たとえば、半分超）にわたり延びていてもよい。第１の電極がケースの縁上または縁の近くにあり、ケースの縁のすべてまたはかなりの部分（たとえば、約１００％と約５０％の間、約９０％と約６０％の間、約７５％）にわたって延びている場合、本明細書において説明され示されるように、ケースを脚に対して保持して接触させるのはより簡単であり得る。たとえば、ケースの外側側面は一般に長方形であり得る。第１の電極は、外側側面のうちの１つの２つの短辺の間に中心があり、外側側面のうちの１つの長辺の方向へと長軸が延びていてもよい。言及されたように、第１の電極は、外側側面の長さの半分超にわたり、外側側面の上またはその近くを延びていてもよい。
【0065】
いくつかの変形では、装置は、ケースの外側表面に３つだけの電極（たとえば、第１の電極、第２の電極、および第３の電極）を有する。
【0066】
一般に、装置は、電極（第１および／または第２ならびに第３）がテーブルに面した状態で装置がテーブルに置かれるときに電極がテーブル表面に接触しないように、構成され得る。これは、電極間に導電性の経路を生み出すことなく、したがって放電（および／または装置からの電力の流出）の可能性がない状態で、病院または他の医療環境においてよく見られるように、デバイスが金属表面に置かれることを可能にする。いくつかの変形では、電極は外側背面に対してくぼんでいる。たとえば、電極はケースを形成する材料内に埋め込まれていてもよい。代替として、または追加で、ケースは、背面を下にして置かれるときにケースを支え得る１つまたは複数の突出部を含んでもよく、１つまたは複数の電極が表面に接触するのを防ぐ。たとえば、ケースの外側背面は、外側接触面が１つまたは複数の「スペーサ」の外側表面に対してくぼんでいるように、第１の表面および第２の表面の外側接触面に対して相対的に外側背面の一部分を延ばすように構成される１つまたは複数のスペーサを含み得る。一般に、スペーサは、デバイスの背面に対して相対的に、電極の高さより大きい高さを有する背面からの突出部を指し得る。たとえば、スペーサは、背面から延びている、いくつかの変形では電極の周りにある（たとえば、すべてまたは一部が電極を囲む）、バンプ、アイランド、バー、ピース、タブなどであり得る。
【0067】
一般に、電極は、患者の手および／または脚と簡単かつ確実に接触するための十分な表面積があり得る。第１の（脚の）電極は、第２の電極および第３の電極とは異なる形状または大きさであり得る。いくつかの変形では、３つの電極の表面積はほぼ同じである。いくつかの変形では、第２の（基準）電極または第３の（基準）電極の表面積は、他の電極より広い。
【0068】
言及されるように、本明細書において説明される装置のいずれもが、ワイヤレス遠隔通信デバイスと通信するための送信機を含み得る。送信機は一般にワイヤレスであってもよく、または送信機はワイヤレス遠隔通信デバイスに直接接続されてもよい（差し込まれてもよい）。電磁送信機（近距離送信機、無線（ＲＦ）送信などを含む）、光学送信機、または任意の他の送信タイプが使用され得る。特に、装置へと統合され得るＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＷｉＦｉ（登録商標）および超音波送信機が本明細書において説明される。
【0069】
たとえば、ワイヤレス遠隔通信デバイスとともに使用するための電磁（ＥＣＧ）検出装置が本明細書において説明され、装置は、遠隔通信デバイスを覆って適合するように構成されるケースであって、外側背面と、背面に垂直な少なくとも２つの外側側面と、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面をそれを通じて見ることができる前部領域と、を有する、ケースと、少なくとも２つの外側側面のうちの１つの上にある、またはそれに隣接する第１の電極と、外側背面の上にある第２の電極であって、外側接触面を有する、第２の電極と、外側背面の上にある第３の電極であって、外側接触面を有する、第３の電極と、第１の電極、第２の電極、および第３の電極から検知された信号をワイヤレス遠隔通信デバイスに送信するように構成される送信機と、を備え、第２の電極および第３の電極の外側接触面は、外側背面がテーブル表面に面した状態でケースがテーブル表面に置かれるときに第２の電極および第３の電極の外側接触面がテーブル表面に接触しないように、外側背面の少なくとも一部分に対してくぼんでいる。
【0070】
説明される装置のいずれかを使用する方法も、本明細書において説明される。たとえば、ケースの外側表面に３つの電極を有するハンドヘルドワイヤレス遠隔通信デバイスケースを使用して、患者から心電図（ＥＣＧ）を生成する方法が本明細書において説明され、方法は、患者がケース上の３つより多くの電極に接触しないように、ケースの後ろの第２の電極に右手で、かつケースの後ろの第３の電極に左手で同時に触れながら、ケースの側部に沿って延びている第１の電極を脚に対して保持するように患者に指示するステップと、第３の電極と第２の電極との間のＥＣＧの第１のリード信号（リードＩ）を検出するステップと、第２の電極と第１の電極との間のＥＣＧの第２のリード信号（リードＩＩ）を検出するステップと、第１の電極と第３の電極との間のＥＣＧの第３のリード信号（リードＩＩＩ）を検出するステップと、を備える。
【0071】
ケースの外側表面に３つの電極を有するハンドヘルドワイヤレス遠隔通信デバイスケースを使用して、患者から心電図（ＥＣＧ）を生成する方法も本明細書において説明され、方法は、患者がケース上の３つより多くの電極に接触しないように、第２の電極に右手で、第３の電極に左手で同時に触れながら、ケースの第１の電極を脚に対して保持するように患者に指示するステップと、第３の電極と第２の電極との間のＥＣＧの第１のリード信号（リードＩ）を検出するステップと、第２の電極と第１の電極との間のＥＣＧの第２のリード信号（リードＩＩ）を検出するステップと、第１の電極と第３の電極との間のＥＣＧの第３のリード信号（リードＩＩＩ）を検出するステップと、ケースから遠隔通信デバイスにリード信号を送信するステップと、を備える。
【0072】
本開示の態様はまた、ワイヤレス遠隔通信デバイスとともに使用するための心電図（ＥＣＧ）検出装置を提供する。装置は、遠隔通信デバイスを覆って適合するように構成されるケースを備え得る。ケースは、外側背面と、背面に垂直な少なくとも２つの外側側面と、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面をそれを通じて見ることができる前部領域と、を有し得る。装置はさらに、少なくとも２つの外側側面のうちの１つの上にあり、またはそれに隣接する第１の電極と、外側背面の上にあり、外側接触面を有する第２の電極と、外側背面の上にあり、外側接触面を有する第３の電極と、を備え得る。第２の電極および第３の電極の外側接触面は、外側背面がテーブル表面に面した状態でケースがテーブル表面に置かれるときに、第２の電極および第３の電極の外側接触面がテーブル表面に接触しないように、外側背面の少なくとも一部分に対してくぼんでいてもよい。さらに、第２の電極および第３の電極は、患者が左手だけで第２の電極の外側接触面に触れ、右手だけで第３の電極の外側接触面に触れることができ、また、脚に対して第１の電極を保持しながら、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面を見ることができるように、並べられ得る。
【0073】
第２の電極および第３の電極は、全体が外側背面にあり得る。第１の電極は、少なくとも２つの外側側面のうちの１つに全体が配置され得る。第１の電極は、少なくとも２つの外側側面のうちの１つのすぐ隣の外側背面にあり得る。第１の電極は、外側背面と外側側面のうちの１つとの間の縁を覆って延びていてもよい。外側側面は各々長方形であってもよく、第１の電極は、外側側面のうちの１つの２つの短辺の間に中心があってもよく、外側側面のうちの１つの長辺の方向へと長軸が延びていてもよい。第１の電極は、外側側面の長さの半分以上にわたり、外側側面の上またはその近くを延びていてもよい。第２の電極および第３の電極は、外側背面の中心から互いに対して対称的に配置され得る。第２の電極および第３の電極は、ケースの外側背面の開口に収まる電極ユニットの一部であり得る。第１の電極は、第２の電極または第３の電極の表面積とほぼ同じ表面積を有し得る。
【0074】
装置は、ケースの外側表面に３つだけの電極を備え得る。ケースの外側背面は、外側接触面が１つまたは複数のスペーサの外側表面に対してくぼんでいるように、第１の表面および第２の表面の外側接触面に対して外側背面の一部分を延ばすように構成される、１つまたは複数のスペーサを備え得る。
【0075】
装置はさらに、第１の電極、第２の電極、および第３の電極から検知された信号をワイヤレス遠隔通信デバイスに送信するように構成される、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または超音波送信機を備え得る。
【0076】
本開示の態様はまた、ワイヤレス遠隔通信デバイスとともに使用するための心電図（ＥＣＧ）検出装置を提供する。装置は、遠隔通信デバイスを覆って適合するように構成されるケースを備え得る。ケースは、外側背面と、背面に垂直な少なくとも２つの外側側面と、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面をそれを通じて見ることができる前部領域と、を有し得る。装置はさらに、少なくとも２つの外側側面のうちの１つの上にあり、またはそれに隣接する第１の電極と、外側背面の上にあり、外側接触面を有する第２の電極と、外側背面の上にあり、外側接触面を有する第３の電極と、第１の電極、第２の電極、および第３の電極から検知された信号をワイヤレス遠隔通信デバイスに（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または超音波を介して）ワイヤレスに送信するように構成される送信機と、を備え得る。第２の電極および第３の電極の外側接触面は、外側背面がテーブル表面に面した状態でケースがテーブル表面に置かれるときに、第２の電極および第３の電極の外側接触面がテーブル表面に接触しないように、外側背面の少なくとも一部分に対してくぼんでいてもよい。
【0077】
本開示の態様はまた、ケースの外側表面に３つの電極を有するハンドヘルドワイヤレス遠隔通信デバイスケースを使用して、患者から心電図（ＥＣＧ）を生成する方法を提供する。患者は、ケース上の３つより多くの電極に接触しないように、ケースの裏の第２の電極を右手で、ケースの裏の第３の電極を左手で同時に触れながら、ケースの横に沿って延びている第１の電極を脚に対して保持するように指示され得る。第３の電極と第２の電極との間で、ＥＣＧの第１のリード信号（リードＩ）が検出され得る。第２の電極と第１の電極との間で、ＥＣＧの第２のリード信号（リードＩＩ）が検出され得る。第１の電極と第３の電極との間で、ＥＣＧの第３のリード信号（リードＩＩＩ）が検出され得る。
【0078】
本開示の態様はまた、ケースの外側表面に３つの電極を有するハンドヘルドワイヤレス遠隔通信デバイスケースを使用して、患者から心電図（ＥＣＧ）を生成する方法を提供する。患者は、ケース上の３つより多くの電極に接触しないように、第２の電極を右手で、第３の電極を左手で同時に触れながら、ケースの第１の電極を脚に対して保持するように指示され得る。第３の電極と第２の電極との間で、ＥＣＧの第１のリード信号（リードＩ）が検出され得る。第２の電極と第１の電極との間で、ＥＣＧの第２のリード信号（リードＩＩ）が検出され得る。第１の電極と第３の電極との間で、ＥＣＧの第３のリード信号（リードＩＩＩ）が検出され得る。リード信号は、ケースから遠隔通信デバイスにワイヤレスに（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を介して）送信され得る。
【0079】
Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）または超音波を使用してユーザから記録された情報（たとえば、ＥＣＧ情報）を確実にかつ便利に伝送できる、ウェアラブルリストレットデバイスも本明細書において説明される。このデータをセキュアにかつ確実に受信する能力がある観察ステーションとしてモバイルコンピューティング／遠隔通信デバイスを構成して動作させるための制御論理を含む、観察ステーションも説明される。
【0080】
一般に、１つまたは複数のセンサ、マイクロプロセッサ、超音波周波数を届けることが可能なトランスデューサ（すなわち、圧電スピーカー）を有する、ウェアラブル（たとえば、リストレット）デバイスから（および場合によってはそれに）デジタルおよび／またはアナログデータを送信するための、デバイス、システム、および方法が本明細書において説明される。デジタル的に送信されたデータは、遠隔通信デバイス（たとえば、個人用遠隔通信デバイス、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、ＤＲＯＩＤ（登録商標）、または他のスマートフォンなどの電話、ｉＰａｄ（登録商標）または他のパーソナルコンピュータ、ＰＤＡなど）などの、マイクロフォンを有する受信デバイスによって受信されてもよく、マイクロフォンは、超音波周波数範囲（たとえば、１７ｋＨｚより高い、１８ｋＨｚより高い、約１６ｋＨｚと約２２ｋＨｚとの間、約１７ｋＨｚと約３０ｋＨｚとの間、約１８ｋＨｚと３２ｋＨｚとの間、約１７ｋＨｚと４２ｋＨｚとの間など）においてオーディオを受信する能力がある。送信されるデジタル情報は、以下でより詳しく説明されるように符号化および／または暗号化され得る。加えて、情報は暗号化の前に圧縮（データ圧縮）され得る。
【0081】
ウェアラブルデバイスと観察ステーション（たとえば、スマートフォン）との間の単純な双方向通信を実行するための様々な方法を含む、片方向通信（たとえば、リストレットからデバイス）と双方向通信との両方が企図される。
【0082】
便座などのデバイスから、受信機として構成される遠隔通信デバイスに、デジタル情報をセキュアに送信するための、デジタルモデムおよびデジタルモデムのプロトコルと論理とも本明細書において説明される。
【0083】
超音波モデムとして構成されるマイクロコントローラを含む、装着者についての活動情報および／または健康情報を検知するための、１つまたは複数のセンサを含む便座および他のデバイスが本明細書において説明される。いくつかの変形では、マイクロコントローラは、スピーカー（たとえば、圧電スピーカー素子）からのデータの超音波送信をデバイスが駆動することを可能にする論理（たとえば、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの何らかの組合せ）を含む。超音波モデムとして動作するようにマイクロコントローラを構成し、または適合させる方法も説明される。たとえば、いくつかの変形では、マイクロコントローラは、超音波モデムとして動作するようにプログラムされ得る。超音波モデムは、ハイブリッドデジタルおよびアナログフォーマットとして、伝送されるべき情報をフォーマットするように構成され得る。いくつかの変形では、超音波モデムは、暗号鍵を使用して情報を暗号化する超音波モデムコンポーネントであり得る。
【0084】
超音波デジタルモデムによって音響的に送信される超音波デジタルデータを受信するように構成される受信機も、本明細書において説明される。一般に、遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）は、超音波デジタルデータを受信するための受信機として動作するように構成され得る。したがって、遠隔通信デバイスは、デジタル超音波モデムから超音波送信によって送信されるデータを受信し、復号し、解釈し、表示し、分析し、記憶し、かつ／または送信するように構成される、ハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェアを含み得る。いくつかの変形では、論理（たとえば、クライアントソフトウェアおよび／またはファームウェア、アプリケーションなど）は、遠隔通信デバイスがデジタル超音波データのための受信機として動作し得るように、遠隔通信デバイス上で実行され得る。したがって、デジタル超音波モデムによって送信されるデータを受信して解釈する（たとえば、復号する）ための実行可能論理、およびデジタル超音波モデム実行可能論理によって送信されるデータを受信して解釈する（たとえば、復号する）ための実行可能論理を含むデバイスが、本明細書において説明される。
【0085】
デジタル超音波モデムを含むように構成される、具体的なデバイスおよびシステムが本明細書においてさらに説明される。これらのデバイスのいずれもが、デジタル情報のソース（たとえば、医療用センサまたはデバイス（たとえば、体温計、パルスオキシメータなど）、音声トランスデューサ（たとえば、超音波信号を放出することが可能なスピーカー）、および音声トランスデューサにより送信されるべき超音波信号としてデジタル情報のソースからのデジタル情報を符号化するように構成されるコントローラ（たとえば、マイクロコントローラ）などのデバイス）を含み得る。いくつかの変形では、音声トランスデューサは、可聴の（たとえば、超音波より低い）音（たとえば、正常な人の聴覚範囲内でブザー音またはビープ音などを鳴らすための）ならびに超音波周波数（たとえば、１７ｋＨｚより高い）の両方を放出するように構成される。
【0086】
ある例では、Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔのＡＦＥ４１１０デジタル体温計が、体温データを符号化し、体温計からある距離に位置する遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）に超音波で送信するために、説明されるように改造されていることが本明細書において説明される。デバイスのマイクロコントローラ（Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭＳＰ４３０タイプコントローラ）は、接続された圧電スピーカーでの送信のためにデータ信号を（マイクロプロセッサを介して）符号化することによって超音波デジタルデータを送信するための、超音波モデムを含むように構成されている。スピーカーは、体温計に内蔵されているものと同じスピーカーであってもよく、体温が安定していることをユーザに（たとえば、人の正常な聴覚範囲にある）音で知らせるために使用されてもよい。したがって、体温計からのデータを処理し、超音波周波数範囲（たとえば、＞１７ｋＨｚ）において圧電スピーカーで符号化された信号を送信するように、マイクロコントローラの中の制御論理を実行することによって、非常に低コストでデジタル超音波モデムを含むように体温計を改造することができる。体温計は、受信側遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）により読み取られ得るデバイスの外側に印刷されたセキュリティキー（たとえば、バーコード、ＱＲコード（登録商標）など）を含み得る。
【0087】
たとえば、いくつかの変形では、医療用センシングデバイスと、医療用センシングデバイスにより受信された生物学的パラメータを情報のさらなる処理および／または送信が行われ得る１つまたは複数の遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）へデジタル的に送信するために超音波を使用するようなデバイスを含むシステムと、が、本明細書において説明される。実行可能論理は、医療用センシングデバイスが生物学的パラメータ情報をさらなる処理のために遠隔通信デバイスに超音波で送信できるように医療用センシングデバイスを適合させるための、アダプタとも呼ばれ得る。遠隔通信デバイスが超音波で符号化される健康メトリクス情報信号を受信して変換できるように、遠隔通信デバイスとともに使用するためのシステムおよび／またはサブシステムも説明される。これらのサブシステムは、遠隔通信デバイスによってアップロードされ、記憶され、かつ／または分析され得るデジタル信号へと超音波健康情報（または生物学的パラメータ）信号を変換するために遠隔通信デバイス（たとえば、電話）上で実行されることになる、クライアントソフトウェア（たとえば、アプリケーション）を含み得る。
【0088】
医療用センシングデバイスは、患者のバイタルなどの生物学的パラメータを受信するための任意のデバイスであり得る。生物学的パラメータは、バイオメトリックデータとも呼ばれ得る。たとえば、医療用センシングデバイスは、体温計、血圧トランスデューサ、グルコースモニタ、パルスオキシメータ、心拍数計、歩数計、活動モニタ、ハイドレーションモニタなどであり得る。本明細書において言及される医療用センシングデバイスまたはシステムは、生物学的パラメータの数値的（たとえば、デジタル）表現を表示できるので、通常はデジタルシステムである。たとえば、デバイスは、ユーザに表示され、または別様に提示され得るデジタル信号へとアナログの生物学的パラメータ（たとえば、体温、血糖、血圧、または任意の他の健康メトリクス情報）を変換し得る。たとえば、医療用センシングシステムは、被験者の体温を測るためのデジタル体温計、患者の血圧を提示するためのカフ、血糖（グルコース）モニタ、パルスオキシメータなどを、これらのデバイスの組合せを含めて含み得る。家庭用の医療用センシングシステムまたはデバイス、とりわけ、患者からの生物学的パラメータを観察または収集するセンサを有し、情報をディスプレイに提示するものが、特に関心の対象である。
【0089】
以下でより詳しく説明されるように、いくつかの変形では、デバイスおよびシステムは、デジタル（たとえば、抽出されたおよび／または英数字の）情報とアナログ（たとえば、グラフィカル）情報との両方のハイブリッドを情報が含むように、情報をフォーマットおよび／または符号化する。本明細書において使用される場合、「アナログ」という語は、順番に並べられて変化または傾向を示すためにグラフィカルに表示され得る情報を指す。アナログ情報は、定量化される可変の物理レベル（たとえば、経時的に変化する変数）を指し得る。実際の情報はデジタルであり得るが（たとえば、連続値から離散値に変換することによって）、それでも本明細書では「アナログ」と呼ばれることがあり、それは、経時的な１つまたは複数のパラメータの変化、距離、または何らかの他の変動を表すからである。
【0090】
超音波信号（たとえば、アナログ、デジタル、ハイブリッドデジタル／アナログなど）として送信される情報のいずれもが暗号化され得る。たとえば、情報は暗号鍵を使用して暗号化され得る。暗号鍵は、超音波信号を送信するデバイスに表示され、または別様に、デバイス上で利用可能にされ、もしくはデバイスによって利用可能にされ得る。一般に、暗号鍵は、ある遠隔通信デバイスへと入力されてもよく、それにより、その特定のデバイスが次いで、超音波モデムを含むデバイスとペアリングされ、情報を受信して復号してもよい。データの暗号化は、患者の取り扱いに注意を要する情報の保護を可能にし得る。暗号化は、適切に符号化されるものに受信された信号を制限できるので、システムのノイズを減らすこともできる。
【0091】
本明細書において使用される場合、生物学的パラメータまたは情報は、医療用センシングシステムによって処理され、検知され、かつ／または計算される任意の患者情報、特にデジタル的に符号化された生物学的パラメータを含み得る。たとえば、生物学的パラメータは、体温、血圧、血糖レベル、ｐＨ、酸素飽和度、心拍数、呼吸数、または任意の他の生物学的な測定結果、特に、診断および健康観察を含む症例に関連するものを含み得る。
【0092】
本明細書において使用される場合、遠隔通信デバイスは、スマートフォン（たとえば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、ｄｒｏｉｄ（登録商標）、または他の個人用通信デバイス）、タブレットコンピュータ（たとえば、ｉＰａｄ（登録商標）、タブレットＰＣなど）、および／または超音波音声を受信することが可能なマイクロフォンを含む（または含むように適合され得る）デスクトップコンピュータを含む。遠隔通信デバイスは、表示され、アップロード／送信され、記憶され、かつ／または分析され得るデジタル信号へと超音波音声によって符号化されるデジタル信号を変換するための論理を含み得る。
【0093】
したがって、いくつかの変形では、デジタル生物学的パラメータを超音波で送信するための医療用センシングデバイスが本明細書において説明される。いくつかの変形では、デバイスは、患者から生物学的パラメータを検出するためのセンサと、超音波音声信号として生物学的パラメータのデジタル表現を符号化するためのプロセッサと、プロセッサから超音波音声信号を送信するための超音波トランスデューサと、を含み得る。
【0094】
たとえば、センサは、生物学的パラメータを変換するためのトランスデューサ（体温センサ、圧力センサなど）であり得る。デバイスはまた、センサから信号を処理するためのコントローラ（たとえば、マイクロコントローラ）を含み得る。プロセッサは、検知および／または処理された患者の生物学的パラメータ情報から信号を生成する信号生成器を含んでもよく、信号は送信のために符号化されてもよい。信号はデジタルパケット（たとえば、ワード、バイトなど）として符号化されてもよい。たとえば、信号は、スタートビット、ストップビット、生物学的パラメータのタイプまたはソースを識別する情報ビット（たとえば、パケット識別子）、生物学的パラメータのデジタル表現、およびいくつかの変形では巡回冗長検査（ＣＲＣ）部分を含み得る。いくつかの変形では、信号（バイオメトリック測定またはデータ部分を含む）は、タイムスタンプおよび／またはデートスタンプを有し得る。
【0095】
言及されたように、いくつかの変形では、システムは、情報を暗号化し、暗号化された情報のみを送信するように構成され得る。遠隔通信デバイスは、（たとえば、暗号鍵を記述する数字を取り込み、かつ／または分析することによって）暗号鍵を直接受信するように構成され得る。
【0096】
いくつかの変形では、システムまたはデバイスは、測定が時間ｘに行われ、デバイス（たとえば、体温計、血糖値計など）に記憶され、後で超音波で遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォンまたはタブレット）に送信され、最終的に（たとえば、クラウドに）アップロードされるように、構成され得る。いくつかの変形では、いくつかのタイムスタンプ／デートスタンプされた測定結果が、デバイスに記録されてもよく、遠隔通信デバイスへとバーストで一緒に送信され得る。以下でより詳しく説明されるように、デバイスはいくつかの変形では主に片方向（たとえば、バイオメトリックデバイスから遠隔通信デバイスにデータを送信する）であってもよく、デバイスは、少なくとも、遠隔通信デバイスの近くにあることの確認信号および／またはインジケータを受信するように構成され得る。いくつかの変形では、超音波トランスデューサはまた、遠隔通信デバイスから確認信号を受信するように構成され得る。確認は、送信されたメッセージ（データ）を遠隔通信デバイスが受信したこと、または遠隔通信デバイスが送信されたデータを受信する準備ができていること、または両方を示し得る。
【0097】
超音波トランスデューサは、圧電水晶トランスデューサを含む任意の適切なトランスデューサであり得る。
【0098】
いくつかの変形では、デジタル生物学的パラメータを超音波で送信するためのシステムは、生物学的パラメータを検出するためのセンサ、超音波音声信号として生物学的パラメータのデジタル表現を符号化するためのプロセッサ、および超音波音声信号を送信するための超音波トランスデューサを有する、医療用センシングデバイスと、遠隔通信デバイスによって実行され、超音波音声信号を受信し、それを生物学的パラメータのデジタル表現に戻すように構成されるクライアント制御論理と、を含む。
【0099】
プロセッサは、限定はされないが周波数偏移変調を含む、任意の適切な信号処理技法の使用により、デジタル生物学的パラメータ信号（典型的には数値である）の一部または全体を超音波信号へと変換し得る。
【0100】
クライアント制御論理は、（ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェアなどであり得るが）ソフトウェア、またはクライアントアプリケーションとも呼ばれ得る。クライアント制御論理は、遠隔通信デバイス上で実行され得る。クライアント制御論理はまた、生物学的パラメータのデジタル表現を他のデバイスに渡すための、たとえばそれを、たとえばウェブサイトまたはサーバにアップロードするための、コンポーネントを含み得る。いくつかの変形では、クライアント制御論理は、遠隔通信デバイス上でローカルに情報を表示し、または別様に提示するように構成され得る。
【0101】
デジタル健康パラメータを送信するためのシステムも本明細書において説明され、システムは、超音波トランスデューサであって、約１７ｋＨｚより高い周波数（たとえば、１９ｋＨｚ、または２０ｋＨｚを中心とする）において屋外の環境で信号を送信することが可能である、超音波トランスデューサと、生物学的パラメータのデジタル表現に対応する超音波信号を生成するように構成される信号生成器と、を備え、識別子は約１７ｋＨｚより高い少なくとも１つの周波数（たとえば、１９ｋＨｚ、または２０ｋＨｚを中心とする）と関連付けられる。
【0102】
ある例として、さらなる処理および送信のために、デジタル温度情報を遠隔通信デバイスに超音波で送信するためのデジタル体温計が、本明細書において説明される。デジタル体温計は、患者の体温を検知するための体温センサと、患者の体温のデジタル表現に対応する信号を生成するための信号生成器と、１９ｋＨｚより高い１つまたは複数の周波数を備える超音波信号として患者の体温のデジタル表現を送信するための超音波トランスデューサと、を含み得る。体温計は、ユーザおよび／もしくは超音波信号を受信するように構成される遠隔通信デバイスが撮影することができる、かつ／または見ることができる、体温計の外側にある暗号鍵を含み得る。
【0103】
一般に、デジタルデータを超音波でセキュアに送信するためのデジタル超音波モデムデバイスが、本明細書において説明される。そのようなデバイスは、マイクロプロセッサ、超音波トランスデューサ、デバイス上に位置する暗号鍵、および１７ｋＨｚ以上の周波数での超音波トランスデューサによる音響送信のためにデジタルデータを構成する超音波送信論理を含んでもよく、超音波送信論理はさらに、暗号鍵に従ってデジタルデータを暗号化するように構成される。
【0104】
あらゆる適切な超音波トランスデューサが使用され得る。たとえば、超音波トランスデューサは圧電スピーカーであり得る。
【0105】
言及されたように、暗号鍵は、デバイス上に見えるように記されていてもよく、英数字コード、記号などとして構成されてもよい。たとえば、暗号鍵は、バーコード、ＱＲコード（登録商標）などとして構成されてもよい。
【0106】
本明細書において説明されるシステムのいずれもが、データのセキュアな超音波送信のためのシステムとして構成されてもよく、超音波トランスデューサを備える超音波通信デバイス、超音波通信デバイス上に位置する暗号鍵、および１７ｋＨｚ以上の周波数での超音波トランスデューサによる音響送信のためにデジタルデータを構成する超音波送信論理を備える超音波通信デバイスであって、超音波送信論理がさらに、暗号鍵に従ってデジタルデータを暗号化するように構成される、超音波通信デバイスと、遠隔通信デバイス上で実行可能な復号論理と、を含んでもよく、遠隔通信デバイスは、超音波通信デバイスから超音波信号を受信するための受信機を備え、復号論理は、暗号鍵を受信し、暗号鍵を適用して超音波信号を復号するように構成される。
【0107】
一般に、暗号鍵は、超音波通信デバイス、デバイスの包装などの上で目に見えていてもよい。
【0108】
本明細書において説明されるこれらの変形のいずれにおいても、遠隔通信デバイスは、暗号鍵を入力するための入力を含んでもよく、これが情報を復号論理に提供してもよい。たとえば、入力は、暗号鍵（たとえば、バーコード、ＱＲコード（登録商標）など）の画像を撮影するためのカメラであってもよく、画像から暗号鍵を決定してもよい。いくつかの変形では、入力は、暗号鍵を手動で入力するための手動入力（たとえば、キーパッド、タッチスクリーンなど）を備える。
【0109】
超音波を使用して情報をセキュアに伝送する方法も、本明細書において説明される。たとえば、いくつかの変形では、方法は、超音波通信デバイスの外側表面に存在する暗号鍵を受信するステップと、超音波通信デバイスから暗号化された超音波信号を受信するステップと、暗号鍵で超音波信号を復号するステップと、を含む。
【0110】
いくつかの変形では、暗号鍵を受信するステップは、超音波通信デバイスの外側表面から暗号鍵を取得するステップを備える。超音波信号を復号するステップは、遠隔通信デバイスにおいて超音波信号を復号するステップを含み得る。言及されたように、暗号鍵を受信するステップは、遠隔通信デバイスのカメラを使用して暗号鍵を撮影するステップを備え得る。
【0111】
一般に、本明細書において説明されるシステムのいずれもが、ハイブリッドデジタルおよびアナログ符号化を使用し得る。たとえば、デジタルとアナログとの両方の超音波データ（ハイブリッドデジタルおよびアナログデータ）の送信のためのデバイスは、マイクロプロセッサと、超音波トランスデューサと、１７ｋＨｚ以上の周波数での超音波トランスデューサによる音響送信のために、アナログデータに付加されるデジタルデータを備える信号を生成するように構成される、ハイブリッド送信論理と、を含み得る。
【0112】
上で言及されたように、情報は周波数偏移変調（ＦＳＫ）を用いて符号化され得る。ＦＳＫデジタルデータは、ＦＳＫによって符号化されていないが、ハイブリッドデジタル／アナログ信号を形成するように周波数変調されている、アナログデータに付加され得る。
【0113】
これらの変形のいずれにおいても、デバイスは、患者から生物学的パラメータを検出するためのセンサ、および／または、アナログデータからデジタルデータを抽出するように構成されるマイクロプロセッサを含み得る。いくつかの変形では、デジタルデータは、アナログデータのための較正データ（たとえば、最小値、最大値、可変の間隔（たとえば、時間間隔）、目盛りなど）を備える。アナログデータは、ＥＥＧ、経時的な被験者の体温、経時的な被験者のグルコースレベル、経時的な被験者の血圧、経時的な被験者の酸素レベル、または経時的な被験者の身体的活動などの、デバイスセンサから典型的に測定される任意の適切な信号を備え得る。
【0114】
超音波を使用して、ハイブリッドデジタルおよびアナログ信号を送信する方法も、本明細書において説明される。たとえば、方法は、１７ｋＨｚより高い周波数で変調される周波数変調された信号を備えるアナログ信号に付加される、周波数偏移変調（ＦＳＫ）を用いて符号化されるデジタルデータを備える超音波信号を生成するステップと、超音波トランスデューサを使用して信号を音響的に送信するステップと、を含み得る。
【0115】
方法はまた、患者から生物学的パラメータを検出するステップを含んでもよく、アナログ信号は生物学的パラメータを備える。方法はまた、アナログ信号からデジタルデータを抽出するステップを含み得る。アナログ信号は、ＥＥＧ、経時的な被験者の体温、経時的な被験者のグルコースレベル、経時的な被験者の血圧、経時的な被験者の酸素レベル、または経時的な被験者の身体的活動を備え得る。
【0116】
いくつかの変形では、方法はまた、超音波オーディオピックアップを有する遠隔通信デバイス上で超音波信号を受信するステップを含む。
【0117】
本明細書において説明される変形のいずれにおいても、超音波信号は送信の前に記憶され得る。本明細書において説明される変形のいずれもが、誤り訂正符号を用いて符号化され得る。方法はまた、超音波信号を再送信するステップを含んでもよく、信号は固定された回数再送信されてもよく、または信号は継続的に再送信されてもよい。いくつかの変形では、超音波通信デバイスと、超音波信号を受信および／または復号するための実行可能論理を含む遠隔通信デバイスと、の間で、双方向通信が使用され得る。したがって、いくつかの変形では、遠隔通信デバイスは、信号を超音波通信デバイスに返すように構成され得る。超音波通信デバイスは受信機を含んでもよく、または、送信機（たとえば、圧電素子）で信号を受信するように適合されてもよい。
【0118】
モバイル遠隔通信デバイスまたは複数のデバイスにＥＣＧ情報を送信するように構成されるＥＣＧ検知リストレットも、本明細書において説明される。
【0119】
たとえば、そのようなデバイスを装着する被験者から心電図（ＥＣＧ）信号を取得し、この情報をモバイル遠隔通信デバイスに超音波で送信するための、ワイヤレスのウェアラブルリストレットデバイスが、本明細書において説明される。リストレットデバイスは、手首に合うように構成されるリストレット本体と、被験者からＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサに結合され、２つ以上の電極からＥＣＧ信号を受信し、約１７ｋＨｚより高い周波数での超音波トランスデューサによる送信のために超音波信号として送信されるように信号を符号化するように構成される、プロセッサと、を含み得る。
【0120】
リストレット本体は、ストラップ（たとえば、任意のタイプのウォッチのストラップ）、バンド、ブレスレットなどとして構成され得る。いくつかの変形では、リストレットは、上を向いた状態で被験者の手首の上に装着され得る「表」領域を含む。リストレットは、電極のペア（または２つより多くの電極）を含み得る。たとえば、いくつかの変形では、リストレットは、リストレットが装着されているときに装着者の手首の方を向いている内側電極を含むので、内側電極は、装着されると装着者の皮膚に確実に接触し得る。第２の電極は、リストレットの表または横に配置され得る。この第２の電極は、装着者がリストレットに反対の手／腕で触れることを可能にするように構成され得る。いくつかの変形では、第３の電極はリストレットに配置され得る。たとえば、第３の電極は、リストレットの横にあってもよく、被験者が第３の電極を体の別の部分（たとえば、胸、脚など）に触れさせることができるように構成されてもよい。
【0121】
プロセッサは、約１７ｋＨｚと約３０ｋＨｚとの間の周波数（または、１６ｋＨｚより高い、１７ｋＨｚより高い、１８ｋＨｚより高いなどを含む、本明細書において規定される他の範囲のいずれか）での超音波トランスデューサによる送信のために、超音波信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。一般に、プロセッサは、アナログ信号に付加されるデジタル情報を備えるハイブリッド信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。
【0122】
デバイスはまた、モバイル遠隔通信デバイスからの超音波信号を含む信号（たとえば、超音波信号）を受信するように構成され得る。いくつかの変形では、デバイスはさらに、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成される超音波受信機を備える。これはまた、デバイス間の情報のペアリング（たとえば、同期、情報の伝送の確認などのための）を作り出し得る。別々の受信超音波トランスデューサが使用されてもよく、または、同じ超音波トランスデューサが送信と受信との両方を行うように構成されてもよい。たとえば、超音波トランスデューサは、超音波信号としてプロセッサから信号を送信し、超音波信号を（たとえば、モバイル遠隔通信デバイスから）受信するように構成されてもよい。
【0123】
いくつかの変形では、本明細書において説明されるデバイス（リストレット）は、極めて低い電力で動作するように構成され得る。上で言及されたように、デバイスは、１．８Ｖ未満の電圧を有する電池を含み得る。
【0124】
一般に、本明細書において説明されるデバイスは一般に、リアルタイムで動作するように構成され得る。具体的には、ＥＣＧ情報はリアルタイムで受信され送信され得る。モバイル遠隔通信デバイスは、リアルタイムで表示（および／または再送信）し得る。たとえば、プロセッサは、符号化されたＥＣＧ信号をリアルタイムで送信するように構成され得る。
【0125】
一般に、リストレットデバイスのいずれもが、ディスプレイもしくは出力なしで、または可聴の出力（たとえば、ビープ、トーン）のみを伴って、またはＬＥＤ（たとえば、単純なインジケータ光）のみを伴って構成され得る。代わりに、デバイスは、信号を表示するために、かつ場合によっては分析するために、モバイル遠隔通信デバイスなどの基地局との通信に依存し得る。たとえば、デバイスは、モバイル遠隔通信デバイスといつ通信しているかを示すインジケータを含み得る。したがって、ＥＣＧ情報を表示するためのディスプレイを含まないリストレットデバイスは、デバイスをより小さくし、軽くし、デバイスの製造および動作をより安価にし得る。
【0126】
さらに、いくつかの変形では、デバイスは、データ、たとえばＥＣＧデータの大半を記憶し、携帯電話などの受信機がそれを受信する準備ができるとそれを送信するように構成され得る。したがって、これらの変形のいずれもが、タイムスタンプ／デートスタンプ、ユーザ入力データなどの、追加の情報を付加し得る。したがって、いくつかの変形では、デバイスはさらに、プロセッサに結合され、後で送信するために符号化された信号を記憶するように構成される、メモリを備える。
【0127】
いくつかの変形では、上で論じられたように、プロセッサは、デジタル信号として送信されるべき信号を符号化するように構成される。
【0128】
一般に、デバイス（たとえば、プロセッサ）はまた、モバイル遠隔通信デバイスがデバイスから符号化された信号をいつ受信したかを決定するように構成され得る。
【0129】
本明細書において説明されるリストレットデバイスはまた、時計として構成されてもよく、ウォッチの文字盤などを含んでもよい。
【0130】
デバイスを装着する被験者から心電図（ＥＣＧ）信号を検出し、この情報をモバイル遠隔通信デバイスに超音波で送信するための、ワイヤレスのウェアラブルリストレットデバイスも本明細書において説明され、リストレットデバイスは、手首に合うように構成されるリストレット本体と、被験者からのＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサに結合され、２つ以上の電極からＥＣＧ信号を受信し、約１７ｋＨｚを超える周波数での超音波トランスデューサによる送信のためにＥＣＧ信号のアナログ表現に付加されるデジタル情報を備えるハイブリッド超音波信号として送信されるべき信号を符号化するように構成される、プロセッサと、を備える。
【0131】
本明細書において説明されるように、ハイブリッド超音波信号は、周波数偏移変調（ＦＳＫ）を用いてデジタル情報を符号化し、ＦＳＫデジタル信号を、ＦＳＫにより符号化されていないが周波数変調されているアナログ信号に付加するように構成され得る。たとえば、プロセッサは、ＥＣＧ信号からデジタル情報を抽出するように構成され得る。いくつかの変形では、デジタル情報は、アナログ信号のための較正データを備える。プロセッサは、本明細書において説明されるもの、たとえば約１７ｋＨｚと約３０ｋＨｚとの間の周波数などの、任意の適切な超音波周波数（たとえば、正常な可聴範囲を超える周波数）での超音波トランスデューサによる送信のために、超音波信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。
【0132】
これらのデバイスの変形のいずれにおいても、デバイスは、超音波信号の送信と受信との両方を行うように構成され得る。たとえば、デバイスは、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成される超音波受信機を含み得る。いくつかの変形では、超音波信号（たとえば、ＥＣＧ信号）を送信するために使用されるのと同じトランスデューサが、超音波信号を受信する（たとえば、送信に対する要求、送信の確認、再送信に対する要求などを受信する準備ができている）ようにも構成され得る。超音波トランスデューサは、超音波信号としてプロセッサからの信号を送信し、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成され得る。
【0133】
デバイスを装着する被験者から心電図（ＥＣＧ）信号を検出し、この情報をモバイル遠隔通信デバイスに超音波で送信するための、ワイヤレスのウェアラブルリストレットデバイスも本明細書において説明され、リストレットデバイスは、手首に適合するように構成されるリストレット本体と、被験者からＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、超音波信号を送信して受信するように構成される超音波トランスデューサと、超音波トランスデューサに結合され、２つ以上の電極からＥＣＧ信号を受信し、約１７ｋＨｚを超える周波数での超音波トランスデューサによる送信のために超音波信号として送信されるべき信号を符号化するように構成される、プロセッサと、を備える。さらにプロセッサはモバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成される。
【0134】
本開示の態様はまた、デバイスを装着する被験者から心電図（ＥＣＧ）信号を検出し、この情報をモバイル遠隔通信デバイスにワイヤレスに（たとえば、超音波で）送信するための、ワイヤレスのウェアラブルリストレットデバイスを提供する。リストレットデバイスは、手首に適合するように構成されるリストレット本体と、被験者からＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、ワイヤレス（たとえば、超音波）トランスデューサと、プロセッサと、を備え得る。プロセッサは、ワイヤレストランスデューサに結合されてもよく、２つ以上の電極からＥＣＧ信号を受信し、ワイヤレス信号として送信されるべき信号（たとえば、約１７ｋＨｚを超える周波数での超音波トランスデューサによる送信のための超音波信号）を符号化するように構成されてもよい。
【0135】
プロセッサは、約１７ｋＨｚと約３０ｋＨｚとの間の周波数での超音波トランスデューサによる送信のために超音波信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。プロセッサは、アナログ信号に付加されるデジタル情報を備えるハイブリッド信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。デバイスはさらに、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成される超音波受信機を備え得る。超音波トランスデューサは、超音波信号としてプロセッサから信号を送信し、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成され得る。
【0136】
デバイスはさらに、１．８未満の電圧を有する電池を備え得る。プロセッサは、符号化されたＥＣＧ信号をリアルタイムで送信するように構成され得る。デバイスはさらに、プロセッサに結合され、後で送信するために符号化された信号を記憶するように構成される、メモリを備え得る。プロセッサは、デジタル信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。デバイスはさらに、デバイスがモバイル遠隔通信デバイスといつ通信しているかを示すインジケータを備え得る。プロセッサはさらに、モバイル遠隔通信デバイスがデバイスから符号化された信号をいつ受信したかを決定するように構成され得る。デバイスは時計として構成され得る。
【0137】
本開示の態様はまた、デバイスを装着する被験者から心電図（ＥＣＧ）信号を検出し、この情報をモバイル遠隔通信デバイスにワイヤレスに（たとえば、超音波で）送信するための、ワイヤレスのウェアラブルリストレットデバイスを提供する。リストレットデバイスは、手首に合うように構成されるリストレット本体と、被験者からＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、ワイヤレス（超音波）トランスデューサと、プロセッサと、を備える。プロセッサは、ワイヤレス（たとえば、超音波）トランスデューサに結合され、２つ以上の電極からＥＣＧ信号を受信し、送信のためにＥＣＧ信号のアナログ表現に付加されるデジタル情報を備えるハイブリッドワイヤレス（たとえば、超音波）信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。超音波トランスデューサは、約１７ｋＨｚを超える周波数で信号を送信し得る。
【0138】
ハイブリッド超音波信号は、周波数偏移変調（ＦＳＫ）を用いてデジタル情報を符号化し、ＦＳＫデジタル信号を、ＦＳＫにより符号化されていないが周波数変調されているアナログ信号に付加するように構成され得る。プロセッサは、ＥＣＧ信号からデジタル情報を抽出するように構成され得る。デジタル情報は、アナログ信号のための較正データを備え得る。プロセッサは、約１７ｋＨｚと約３０ｋＨｚとの間の周波数での超音波トランスデューサによる送信のために超音波信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。超音波受信機は、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成され得る。超音波トランスデューサは、超音波信号としてプロセッサから信号を送信し、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成され得る。
【0139】
デバイスはさらに、１．８Ｖ未満の電圧を有する電池を備え得る。プロセッサは、符号化された信号をリアルタイムで送信するように構成され得る。デバイスはさらに、プロセッサに結合され、後で送信するために符号化された信号を記憶するように構成される、メモリを備え得る。プロセッサは、デジタル信号として送信されるべき信号を符号化するように構成され得る。デバイスはさらに、デバイスがモバイル遠隔通信デバイスといつ通信しているかを示すインジケータを備え得る。プロセッサはさらに、モバイル遠隔通信デバイスがデバイスから符号化された信号をいつ受信したかを決定するように構成され得る。デバイスは、時計として構成され得る。
【0140】
本開示の態様はまた、デバイスを装着する被験者から心電図（ＥＣＧ）信号を検出し、この情報をモバイル遠隔通信デバイスにワイヤレスに（たとえば、超音波で）送信するための、ワイヤレスのウェアラブルリストレットデバイスを提供する。リストレットデバイスは、手首に合うように構成されるリストレット本体と、被験者からＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、超音波信号を送信して受信するように構成されるワイヤレス（たとえば、超音波）トランスデューサと、ワイヤレス（たとえば、超音波）トランスデューサに結合され、２つ以上の電極からＥＣＧ信号を受信するように構成され、ワイヤレス（たとえば、超音波）による送信のためにワイヤレス（たとえば、超音波）信号として送信されるべき信号を符号化するように構成される、プロセッサと、を備え得る。超音波トランスデューサは、約１７ｋＨｚを超える周波数で信号を送信し得る。プロセッサは、モバイル遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するように構成され得る。
【0141】
ウェアラブルコンピューティングデバイスはまた、リストレットまたはアームバンドの形態であってもよい。本開示の態様はまた、手首または腕に装着されるコンピューティングデバイスのための外部ハウジングまたはカバーを提供する。外部ハウジングまたはカバーは、被験者からＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極と、手首または腕に装着されるコンピューティングデバイスにＥＣＧ信号を送信するためのワイヤレス送信機と、を備え得る。
【0142】
本明細書において言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願が、各々の個々の刊行物、特許、または特許出願が参照によって組み込まれるものとして明確にかつ個別に示されるかのように、同じ程度参照によって本明細書に組み込まれる。
【0143】
ユーザフレンドリーに、かつ便利に、バイオメトリックパラメータまたは生理学的パラメータを測定して観察するためのデバイス、システム、および方法が開示される。
【0144】
本開示は、以下の説明において記載される構成、実験、例示的なデータ、および／またはコンポーネントの配置の詳細に、適用例が限定されないことを理解されたい。本開示の発明は、他の実施形態が可能であり、または様々な方法で実践もしくは実行されることが可能である。また、本明細書において採用される用語は、説明が目的であり、限定するものとして見なされるべきではないことを理解されたい。
【0145】
本開示の実施形態の以下の詳細な説明において、本開示のより完全な理解をもたらすために、多数の具体的な詳細が記載される。しかしながら、本開示内の概念は、これらの具体的な詳細なしで実践され得ることが当業者には明らかであろう。他の事例では、説明を不必要に複雑にするのを避けるために、よく知られている特徴は詳しく説明されていない。
【0146】
ＥＣＧモニタのフォームファクタおよび使用方法
図１は、ユーザＵＳの１つまたは複数のバイオメトリックパラメータまたは生理学的パラメータを測定して観察するためのシステム１０００の概略図を示す。システム１０００は、コンピューティングデバイス１１００と、コンピューティングデバイス１１００に結合するための、またはそれに取り外し可能に取り付けられる、外部センサデバイス１２００と、を備え得る。コンピューティングデバイス１１００は、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ（Ａｐｐｌｅ ｉＰａｄ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ ｉＰｏｄ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｅｘｕｓタブレット、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙタブレット、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｓｕｒｆａｃｅなど）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン（Ａｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｅｘｕｓ ｐｈｏｎｅ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙスマートフォンなど）、またはウェアラブルコンピューティングデバイス（Ｇｏｏｇｌｅ Ｇｌａｓｓ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙ Ｇｅａｒ Ｓｍａｒｔ Ｗａｔｃｈなど）のうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、コンピューティングデバイスは、タブレットコンピュータまたはスマートフォンを備える。外部センサデバイス１２００は、コンピューティングデバイス１１００に取り外し可能に結合するように構成されてもよく、タブレットコンピュータケースまたはスマートフォンのケースもしくはカバーなどの、コンピューティングデバイスを覆うためのカバーを備えてもよい。この方式では、ユーザＵＳが自分のコンピューティングデバイス１１００を交換し、または買い替える際に、外部センサデバイス１２００を交換する必要がないことがある。すなわち、ユーザが有し得る様々なコンピューティングデバイス１１００に対して、ユーザは同じ外部センサデバイス１２００を使用することができる。
図１は、ユーザＵＳの１つまたは複数のバイオメトリックパラメータまたは生理学的パラメータを測定して観察するためのシステム１０００の概略図を示す。システム１０００は、コンピューティングデバイス１１００と、コンピューティングデバイス１１００に結合するための、またはそれに取り外し可能に取り付けられる、外部センサデバイス１２００と、を備え得る。コンピューティングデバイス１１００は、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、タブレットコンピュータ（Ａｐｐｌｅ ｉＰａｄ（登録商標）、Ａｐｐｌｅ ｉＰｏｄ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｅｘｕｓタブレット、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙタブレット、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｓｕｒｆａｃｅなど）、携帯情報端末（ＰＤＡ）、スマートフォン（Ａｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｅｘｕｓ ｐｈｏｎｅ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙスマートフォンなど）、またはウェアラブルコンピューティングデバイス（Ｇｏｏｇｌｅ Ｇｌａｓｓ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙ Ｇｅａｒ Ｓｍａｒｔ Ｗａｔｃｈなど）のうちの１つまたは複数を備え得る。多くの実施形態において、コンピューティングデバイスは、タブレットコンピュータまたはスマートフォンを備える。外部センサデバイス１２００は、コンピューティングデバイス１１００に取り外し可能に結合するように構成されてもよく、タブレットコンピュータケースまたはスマートフォンのケースもしくはカバーなどの、コンピューティングデバイスを覆うためのカバーを備えてもよい。この方式では、ユーザＵＳが自分のコンピューティングデバイス１１００を交換し、または買い替える際に、外部センサデバイス１２００を交換する必要がないことがある。すなわち、ユーザが有し得る様々なコンピューティングデバイス１１００に対して、ユーザは同じ外部センサデバイス１２００を使用することができる。
【0147】
コンピューティングデバイス１１００は、プロセッサ１１１０、ＲＡＭモジュールなどのメモリユニット１１２０、データストレージユニット１１３０（たとえば、フラッシュメモリモジュール、ハードドライブ、ＲＯＭなど）、（たとえば、ＧＳＭ、ＧＳＭ ｐｌｕｓ ＥＤＧＥ、ＣＤＭＡ、ｑｕａｄｂａｎｄ、または他のセルラープロトコルを使用して）セルラーデータネットワークと接続するように構成されるネットワークインターフェース１１４０、またはＷｉＦｉ（登録商標）（たとえば、８０２．１１プロトコル）ネットワーク、たとえばローカルインターフェース１１５０、データストレージユニット１１３０に記憶され、メモリユニット１１２０にロードされ、プロセッサ１１１０によって実装され得るオペレーティングシステム１１６０、オンラインアプリケーション配信プラットフォームからダウンロードされる第１のモバイルソフトウェアアプリケーション（「モバイルアプリ」）などの第１のアプリケーション１１７０、オンラインアプリケーション配信プラットフォームからダウンロードされる第２のモバイルソフトウェアアプリケーション（「モバイルアプリ」）などの第２のアプリケーション１１８０、およびユーザインターフェース１１９０を備え得る。たとえば、オンラインアプリケーション配信プラットフォームは、Ａｐｐｌｅ Ａｐｐ Ｓｔｏｒｅ、Ｇｏｏｇｌｅ Ｐｌａｙ、Ｗｉｎｄｏｗｓ Ｐｈｏｎｅ Ｓｔｏｒｅ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ Ａｐｐ Ｗｏｒｌｄなどであり得る。オペレーティングシステム１１６０は、コンピューティングデバイス１１００を動作させるための命令を備え得る。ユーザインターフェース１１９０は、オペレーティングシステム１１６０、第１のアプリケーション１１７０、または第２のアプリケーション１１８０の１つまたは複数のコンポーネントを表示するためのディスプレイ１１９５を備え得る。たとえば、ディスプレイ１１９５は、オペレーティングシステム１１６０、第１のアプリケーション１１７０、または第２のアプリケーション１１８０を操作して制御するためのタッチスクリーンディスプレイであり得る。これらの要素のうちの１つまたは複数は、組み合わせられてもよく、または省略されてもよい。コンピューティングデバイス１１００はさらに、動き検出コンポーネント、１つまたは複数のカメラ、追加のディスプレイ、電源、ファン、様々なＩ／Ｏポートなどの、他のコンポーネントを備え得る。
【0148】
外部デバイス１２００は、センサ１２１０、プロセッサ１２２０、およびローカルインターフェース１２３０を備え得る。センサ１２１０は、たとえば、ユーザＵＳの１つまたは複数の生理学的パラメータを検知または検出するために、接続１２１５、物理的コンタクトを通じてユーザＵＳと結合するように構成される。一般に、１つまたは複数の生理学的パラメータは、ユーザの心拍数、心拍数の変動性、血圧、血圧の変動性、不整脈、振動性心臓図（ＳＣＧ）、ＳＣＧパラメータ、心電図（ＥＣＧ）、またはＥＣＧパラメータなどの、心臓パラメータを備える。他の生理学的パラメータも企図される。たとえば、センサ１２１０は、活動センサ、血糖センサ、血中酸素濃度センサ、体温計、呼吸センサ、代謝センサ、臭気検出器などを備え得る。プロセッサ１２２０は、検出された生理学的パラメータを受信し、それを、接続１２３５を通じてコンピューティングデバイス１１００のローカルインターフェース１１５０に送信すべきローカルインターフェース１２３０のための信号へと処理し得る。接続１２３５は、ＵＳＢ接続、Ｆｉｒｅｗｉｒｅ接続、Ｌｉｇｈｔｎｉｎｇ接続などの有線接続を備え得る。代替として、または組み合わせて、接続１２３５は、特許文献１３および１４などにおいて説明されるような、ＷｉＦｉ（登録商標）接続、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、低電力／エネルギーＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）接続、ＮＦＣ（近距離通信）接続、近距離超音波通信接続などの、ワイヤレス接続を備え得る。
【0149】
第１のアプリケーション１１７０は、コンピューティングデバイス１１００のストレージ１１３０に記憶され、コンピューティングデバイス１１００のメモリ１１２０にロードされてもよく、プロセッサ１１１０およびオペレーティングシステム１１６０を使用して実行されてもよい。プロセッサ１１１０は、第１のアプリケーション１１７０からの命令のもとで、検出された生理学的パラメータを受信するためにコンピューティングデバイス１１００のローカルインターフェース１１５０に結合され得る。さらに、プロセッサ１１１０は、第１のアプリケーション１１７０からの命令のもとで、コンピューティングデバイスのメモリ１１２０またはストレージ１１３０のうちの１つまたは複数に受信された生理学的パラメータを記憶し得る。記憶される生理学的パラメータは、後のアクセスおよび分析のために、タイムスタンプが押され、ユーザ識別情報でタグ付けされ得る。プロセッサ１１００はまた、第１のアプリケーション１１７０からの命令のもとで、生理学的パラメータがユーザインターフェースのディスプレイ１１９５に表示されるようにし得る。たとえば、生理学的パラメータは、測定されるにつれてリアルタイムで表示され得る。第１のアプリケーション１１７０はまた、生理学的データを分析するためにプロセッサ１１００によって実行されるアルゴリズムを備えてもよく、ユーザＵＳに解釈および分析を提示してもよい。たとえば、不整脈が検出される場合、プロセッサ１１００は、第１のアプリケーション１１７０からの命令のもとで、ユーザＵＳに、または、ネットワークインターフェース１１４０を通じて医師、看護師、もしくは病院などの遠隔の健康管理提供者にも警告を出し得る。さらに、プロセッサは、第１のアプリケーション１１７０からの命令のもとで、自動的にネットワークインターフェース１１４０を通じて、遠隔のコンピューティングデバイス、リモートサーバ、または、医師、看護師、もしくは病院などの遠隔の健康管理提供者へ、生理学的データを送信するように構成され得る。
【0150】
いくつかの実施形態では、プロセッサ１１１０は、第１のアプリケーション１１７０または他のアプリケーションからの命令のもとで、測定された生理学的パラメータを使用して、ユーザを識別または認証し、ユーザの識別情報に基づいて動作を実行し得る。たとえば、ユーザは、ユーザの心拍の特性に基づいて認証され得る。ユーザの心臓の律動の特定の部分の時間長、ユーザの心電図（ＥＣＧ）のピークの相対的なサイズ、または他の関連する振幅もしくは振幅の比が処理され、ユーザを認証するために記憶されているプロファイルと比較され得る。プロセッサ１１００は、第１のアプリケーション１１７０または他のアプリケーションからの命令のもとで、基準プロファイルを生成するために使用され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１００は、第１のアプリケーション１１７０または他のアプリケーションからの命令のもとで、測定された生理学的パラメータを使用して、ユーザの気分を決定して関連するデータを提供し得る。
【0151】
たとえば、ユーザＵＳの心臓の電気的活動が検出され分析され得る。典型的な心拍は、当技術分野において知られているようなＰ波、ＱＲＳ複合波、Ｔ波、および場合によってはＵ波を含む、波および複合波へと分類され得るいくつかの電位の変動を含み得る。Ｐ波の形状および時間長は、ユーザの心房の大きさに関係することがあり（たとえば、心房拡大を示す）、ユーザに固有の心拍特性の第１の情報源であることがある。
【0152】
ＱＲＳ複合波は、心室の脱分極に対応することがあり、Ｑ波、Ｒ波、およびＳ波という３つの別個の波へと分けることができる。心室は心房よりも多くの筋肉を含むので、ＱＲＳ複合波はＰ波より大きい。また、伝導速度を高めて心室の脱分極を協調させることができる心臓のＨｉｓ／Ｐｕｒｋｉｎｊｅ系により、ＱＲＳ複合波は丸まっているのではなく「スパイク状」に見えることがある。健康な心臓のＱＲＳ複合波の時間長は、６０ｍｓから１００ｍｓの範囲にあり得るが、伝導の異常により変動し得る。ＱＲＳ複合波の時間長は、ユーザに固有の心拍特性の別の情報源として役立ち得る。
【0153】
Ｑ波、Ｒ波、およびＳ波の各々の時間長、振幅、ならびに形態は、個人により異なることがあり、具体的には、心疾患または心臓の異常を有するユーザでは大きく異なることがある。たとえば、Ｒ波の高さの１／３より大きいＱ波、または時間長が４０ｍｓより長いＱ波は、心筋梗塞を示すものであることがあり、ユーザの心臓の固有の特性を提供することがある。同様に、Ｑ波とＲ波との他の健全な比が、異なるユーザの心拍を区別するために使用され得る。
【0154】
ユーザＵＳの心臓の電気的活動はまた、異なるユーザを区別するために使用され得る１つまたは複数の特徴的な時間長または間隔を含み得る。たとえば、心臓の電気的活動は、当技術分野において知られているようなＰＲ間隔およびＳＴ部分を含むことがある。Ｐ波の最初からＱＲＳ複合波の最初までのＰＲ間隔が測定され得る。ＰＲ間隔は通常、１２０ｍｓから２００ｍｓ継続し得る。異なる時間長を有するＰＲ間隔は、第１度房心ブロック（たとえば、ＰＲ間隔が２００ｍｓより長く続く）、心室の早期の活動につながる副伝導路を介した早期興奮症候群（たとえば、ＰＲ間隔が１２０ｍｓ未満続く）、または別のタイプの房心ブロック（たとえば、可変のＰＲ間隔）などの、心臓の１つまたは複数の心臓の不良を示し得る。たとえばＱＲＳ複合波とＳＴ部分との交点において開始し、Ｔ波の最初で終わる、ＱＲＳ複合波からＴ波までのＳＴ部分が測定され得る。ＳＴ部分は通常、８０ｍｓから１２０ｍｓ継続することがあり、普通はわずかに下に凸である。ＳＴ部分の長さ、およびＳＴ部分のくぼみまたは高まりの組合せも、各ユーザの心拍に固有の特性情報を生成するために使用され得る。
【0155】
Ｔ波は、心室の再分極または回復を表し得る。ＱＲＳ複合波の最初からＴ波の頂点までの間隔は、絶対不応期と呼ばれ得る。Ｔ波の最後の半分は、相対不応期または受攻期と呼ばれ得る。Ｔ波の振幅、絶対不応期および相対不応期の時間長も、ユーザの心拍数の特性を定義するために使用され得る。
【0156】
ＱＲＳ複合波の最初からＴ波の最後までの、心室が脱分極して再分極するために必要な全体の時間を表し得るＱＴ間隔が測定され得る。ＱＴ間隔は通常、３００ｍｓから４５０ｍｓ継続することがあり、ユーザの心拍数の条件に基づいて変化することがある。いくつかの補正係数が、心拍のＱＴ間隔２２２を補正するために開発されている。測定されたＱＴ間隔値と補正されたＱＴ間隔値との両方が、ユーザの心拍の固有の特性を定義するために使用され得る。
【0157】
ユーザＵＳの心拍または心拍数は、ユーザＵＳの活動または気分に基づいてわずかに変化し得るので、各々の承認されたユーザＵＳは最初に、初めて使用する前に基本のもしくは標準的な心拍数、心拍、または電気的活動をデバイスに提供することができる。第１のアプリケーション１１７０は、この基準の測定値を記録するために、プロセッサ１１１０によって実行され得る。たとえば、外部デバイスまたはセンサ１２００は、ユーザＵＳの心臓の電気的活動の変動を検出するために、いくつかの異なる時間においていくつかの心拍または電気的活動をサンプリングすることができる。このデータはコンピューティングデバイス１１００に送信され得る。プロセッサ１１１０は次いで、第１のアプリケーション１１７０からの命令のもとで、検出された信号を処理して、ユーザＵＳの心臓の活動のいくつかの固有の特性を決定し、処理された特性の各々に対する適切な特性値の範囲を特定し得る。特性値および関連する範囲に基づいて、プロセッサ１１１０は、承認されたユーザＵＳの固有の心臓の活動プロファイルを定義するために、特性のうちの１つ、すべて、またはサブセットを選択することができる。特性および関連する範囲の特定の組合せは、他の承認されたユーザとの重複を最小限にするように選択されてもよく、または、ある平均的な値および平均的な範囲（たとえば、デバイスの平均的なユーザが有するであろう特性値および範囲を使用しない）の範囲内にない、特性値および範囲に基づいてもよい。
【0158】
システム１０００は、生成されたプロファイルと比較されると、ユーザＵＳの心臓の測定された電気的活動に基づいてユーザＵＳを認証するために使用され得る。測定された電気的活動が生成されるプロファイルと一致する場合、プロセッサ１１１０は、オペレーティングシステム１１６０、第１のアプリケーション１１７０、または他のアプリケーションからの命令のもとで、ユーザＵＳを認証し得る。プロセッサ１１１０はまた、ユーザＵＳを識別して認証したことに応答して、任意の適切な動作を実行するように指示され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１１０は、制限付きのアプリケーション、たとえば特定のユーザだけがライセンスを有するアプリケーション、または特定のユーザだけが購入したアプリケーションへのアクセスを提供するように指示され得る。いくつかの実施形態では、プロセッサ１１１０は、承認されたユーザＵＳと関連付けられる特定のデータまたはアプリケーション設定へのアクセスを提供するように指示され得る。たとえば、プロセッサ１１１０は、識別されたユーザＵＳの連絡先リスト、または識別されたユーザＵＳの電子メールアカウント、または通話履歴へのアクセスを提供するように指示され得る。別の例として、プロセッサ１１１０は、ユーザＵＳがプライベートバンキングアプリケーションにアクセスすること、または電子デバイスを使用して金融取引（たとえば、資金を異なる口座に移すこと、または商品を購入すること）を行うことを可能にするように指示され得る。いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１１００は、カスタマイズされた標示をユーザに提供するためのユーザＵＳの設定およびプロファイルをロードすることができる。たとえば、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザによって設定される方式でアイコンまたはオプションを表示し、または、識別されたユーザと関連付けられるカラースキーム、フォント、または他のカスタマイズ可能な表示属性を使用して表示を行うことができる。
【0159】
いくつかの実施形態では、システム１０００は、検出された心拍数または心拍特性を使用して、ユーザＵＳの気分を決定することができる。具体的には、各ユーザＵＳと関連付けられる許容可能な決定された特性はある値の範囲を含み得るので、プロセッサ１１１０は、許容可能な特性範囲における検出された特性の分布を決定するように指示され得る。決定された分布を使用して、プロセッサ１１１０は、ユーザの気分を確立し、推定された気分と関連付けられる動作またはデータ（たとえば、メディア）を電子デバイスに提供することができる。
【0160】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザＵＳの検出された気分または心臓の信号に基づいて、メディア再生を行うことができる。たとえば、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザＵＳの心臓の信号もしくは心拍数と関連付けられる、またはそれに関係する、毎分の拍動数または他の特性を有するメディアを特定し、特定されたメディアを再生することができる。別の例として、提供されるメディアは、ユーザにより激しく動くように（たとえば、運動中に）、またはユーザにクールダウンするように、もしくは落ち着くように（たとえば、運動の終わりに）指示するために、ユーザの現在の心拍数より速いまたは遅い毎分の拍動数を有し得る。
【0161】
本開示の態様はまた、ユーザＵＳの心臓の信号に基づいて、コンピューティングデバイスの動作を実行するためのプロセスを含み得る。第１のステップにおいて、システム１０００は、ユーザＵＳの心臓の信号を検出し得る。たとえば、ユーザＵＳの心拍数または心拍は、外部デバイス１２００のセンサ１２１０を使用して検出され得る。外部デバイス１２００は、接続１２３５を通じてコンピューティングデバイス１１００に検出された信号を送信し得る。コンピューティングデバイス１１００は、信号の固有の特性を決定することを含む任意の適切な手法を使用して、受信された信号を処理することができる。そのような特性は、たとえば、ＥＫＧ信号のピーク間の時間長、ＥＫＧ信号のピーク値もしくはピーク間の比、または本明細書において説明されるような任意の他の適切な特性を含み得る。さらなるステップにおいて、コンピューティングデバイス１１００は、前に検出されたユーザＵＳが承認されたユーザであるかどうかを決定することができる。たとえば、コンピューティングデバイス１１００は、既知の承認されているユーザと関連付けられる信号のライブラリと、検出された心臓の信号の決定された特性と、を比較することができる。ユーザＵＳが承認されていない（たとえば、検出された心臓の信号の特性がメモリに記憶されている心臓の信号の特性と一致しない）とコンピューティングデバイス１１００が決定する場合、コンピューティングデバイス１１００は、さらなるステップにおいて制限付きの電子デバイスの動作へのアクセスを防ぐことができる。たとえば、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザが他のユーザと関連付けられる個人情報または私的情報にアクセスするのを防ぐことができる。別の例として、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザＵＳが特定のユーザと関連付けられるアプリケーションまたは動作（たとえば、特定のユーザにより購入されるアプリケーション）にアクセスするのを防ぐことができる。さらに別の例として、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザＵＳがあらゆる電子デバイスの動作（たとえば、緊急通報を除く動作）にアクセスするのを防ぐことができる。
【0162】
代わりに、ユーザＵＳが承認されているとコンピューティングデバイスが決定する場合、プロセスは第４のステップに進むことができ、そこで、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザＵＳと関連付けられる制限付き動作を決定する。たとえば、コンピューティングデバイス１１００は、承認されるユーザと関連付けられる特定の私的データ（たとえば、電子メールアカウント、連絡先リスト、およびバンキング情報）を決定することができる。別の例として、コンピューティングデバイス１１００は、承認されたユーザＵＳと関連付けられる特定の動作またはアプリケーション（たとえば、アプリケーションストアを使用してユーザＵＳにより購入されるアプリケーション、または管理者アカウントと関連付けられるシステム制御動作）を決定することができる。第５のステップにおいて、コンピューティングデバイス１１００は、ユーザＵＳの決定された制限付き動作へのアクセスを提供することができる。たとえば、コンピューティングデバイス１１００は、決定されたデータをロードすることができる。別の例として、コンピューティングデバイス１１００は、決定された個人用のまたは私的なアプリケーションを起動するためのリンクを提供することができる。
【0163】
第２のアプリケーション１１８０がディスプレイ１１９５の前面にあり、ユーザＵＳによりアクティブに操作されている間、第１のアプリケーション１１７０は、オペレーティングシステム１１６０のバックグラウンドにおいても実行され、生理学的データの受信、記憶、および分析のうちの１つまたは複数を行ってもよい。たとえば、第２のアプリケーション１１８０は、第１のアプリケーション１１７０および外部センサデバイス１２００がバックグラウンドでユーザの生理学的パラメータを測定している間にユーザＵＳが操作する、電子メールアプリケーション、ウェブブラウザ、音楽プレーヤー、またはゲームを備え得る。
【0164】
外部センサデバイス１２００は、たとえばコンピューティングデバイス１１００の形態およびユーザＵＳの利便性に応じて、多くのフォームファクタを備え得る。
【0165】
図２Ａ～図２Ｋは、スマートフォン２１００およびスマートフォン保護ケース２２００を備える、バイオメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システム２０００を示す。図２Ａは、スマートフォン２１００およびスマートフォン保護ケース２２００が分離されているようなシステム２２００の斜視図を示す。保護ケース２２００は、スマートフォン２１００を収容するためのくぼみ２２００Ｃを有する。図２Ｂおよび図２Ｃは、システム２０００の背面図を示す。図２Ｄは、スマートフォン２１００およびスマートフォン保護ケース２２００が互いに結合され、または取り外し可能に取り付けられるような、システム２０００の斜視図を示す。スマートフォン２１００は、たとえば、Ａｐｐｌｅ ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ａｎｄｒｏｉｄスマートフォン、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｅｘｕｓ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙ ｐｈｏｎｅ、ＨＴＣスマートフォン、Ｎｏｋｉａ Ｗｉｎｄｏｗｓスマートフォン、Ｂｌａｃｋｂｅｒｒｙスマートフォンなどを備え得る。
【0166】
スマートフォン２１００は、前面２１１０、縁２１２０、背面２１３０、および前面２１１０上のディスプレイ２１４０を備え得る。スマートフォン保護ケース２２００は、心電図（ＥＣＧ）などの生理学的パラメータを検出するための複数の電極リードを備え得る。複数の電極リードは、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０を備え得る。スマートフォン２１００および保護ケース２２００は一緒に結合され、複数の電極リードの少なくともいくつかは、スマートフォン２１００の縁２１２０を覆って配設される。このようにして、たとえばユーザの利便性のために、スマートフォン２１００の薄く幅の狭い輪郭を維持することができる。図２Ｂに示されるように、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０は、それぞれ保護ケース２２００の上および下の縁（すなわち、短辺）に、互いに向かい合って配設され得る。図２Ｃに示されるように、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２００は、それぞれ、保護ケース２２００の左および右の縁（すなわち、長辺）に、互いに向かい合って配設され得る。図２Ｂおよび図２Ｃは、保護ケース２２００の裏側２２００Ｂを示す。各電極リードは一般に、短絡または干渉を防ぐために互いに電気的に絶縁される。各電極リードはまた、一般に保護ケース２２００の本体からわずかに突出する。たとえば、各電極リードは、保護ケース２２００の外部表面と一致するように研磨され、粗面化され、または別様に仕上げられ得る。
【0167】
本明細書において説明されるセンサ電極リードは、任意の適切な材料から構築され得る。電極リードは、たとえば、ユーザの心臓の活動を反映する電気信号のより効果的な送信を可能にする特定の導電特性のために選択された、特定の材料から構築され得る。電極リードは銀ベースの化合物から構築されてもよく、これは他の金属化合物（たとえば、鋼またはアルミニウム）と比べて優れた導電性をもたらすことができる。電極リードの大きさと位置はまた、ユーザ（たとえば、ユーザの手または指）と電極リードとの間に十分な接触が生じることを確実にするように選択され得る。たとえば、各電極リードは、外部センサデバイス１２００の本体の外側表面に配置されるパッドまたは延長されたエリアを含み得る。
【0168】
使用時に、ユーザは、手でシステム２００を持ち、ユーザの右腕ＲＡで第１の電極リード２２１０に触れ、ユーザの左腕ＬＡで第２の電極リード２２２０に触れて、図２Ｅおよび図２Ｆに示されるような心拍数またはＥＣＧなどの１つまたは複数の生理学的パラメータを測定し得る。図２Ｅに示されるように、第１のアプリケーション１１７０は、システム２０００上でアクティブであり、測定されたパラメータをリアルタイムで表示していてもよい。図２Ｆに示されるように、第２のアプリケーション１１８０、たとえば電子メールアプリケーションは、システム２０００上でアクティブであってもよく、第１のアプリケーション１１７０がバックグラウンドで生理学的パラメータデータを受信する間にユーザＵＳにより操作されてもよい。右腕ＲＡおよび左腕ＬＡで複数の電極リードに触れることによって、リードＩ ＥＣＧが測定され得る。ユーザＵＳはまた、右腕ＲＡおよび左脚ＬＬで第１の電極リード２２１０に触れて、リードＩＩ ＥＣＧを測定し得る。ユーザＵＳはまた、右腕ＲＡおよび左脚ＬＬで第１の電極リード２２１０に触れて、リードＩＩＩ ＥＣＧを測定し得る。
【0169】
複数の電極リードの他の配置も企図される。図２Ｇに示されるように、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０は、保護ケース２２００の角に配設され得る。さらに、複数の電極リードは第３の電極リード２２３０を含み得る。図２Ｈに示されるように、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０は、保護ケース２２００の上および下の縁（すなわち、短辺）に配設され得るが、第３の電極リード２２３０は、保護ケース２２２０の横の縁または長辺にあり得る。図２Ｉに示されるように、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０は、保護ケース２２２０の向かい合った角に配設され得るが、第３の電極リード２２３０は保護ケース２２００の横の縁または長辺にあり得る。図２Ｊに示されるように、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０は、左および右の縁（すなわち、長辺）に配設され得るが、第３の電極リード２２３０は、保護ケース２２００の横の縁または長辺にあり得る。いくつかの実施形態では、第１の電極リード２２１０および第２の電極リード２２２０は、保護ケース２２００の縁に配設されることがあり、第３の電極リード２２３０は、保護ケース２２００の背面２２００Ｂに配設されることがある。
【0170】
使用時に、ユーザは、システム２０００を手で持ち、ユーザの右腕ＲＡで第１の電極リード２２１０に触れ、ユーザの左腕で第２の電極リード２２２０に触れ、ユーザの左脚ＬＬで第３の電極リード２２３０に触れて、図２Ｋに示されるように心拍数またはＥＣＧなどの１つまたは複数の生理学的パラメータを測定し得る。図２Ｋに示されるように、第２のアプリケーション１１８０、たとえば電子メールアプリケーションは、システム２０００上でアクティブであってもよく、第１のアプリケーション１１７０がバックグラウンドで生理学的パラメータデータを受信しながらユーザＵＳによって操作されてもよい。右腕ＲＡ、左腕ＬＡ、および左脚ＬＬで複数の電極リードに接触することによって、リードＩ ＥＣＧ、リードＩＩ ＥＣＧ、およびリードＩＩＩ ＥＣＧが測定され得る。リードＩ ＥＣＧ、リードＩＩ ＥＣＧ、およびリードＩＩＩ ＥＣＧも同時に測定され得る。３つの電極を有するワイヤレスＥＣＧ装置はさらに、「Ｔｈｒｅｅ－Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ｗｉｒｅｌｅｓｓ ＥＣＧ Ａｐｐａｒａｔｕｓ」という表題の２０１３年７月１１日に出願された共同所有される特許文献１８において説明され、その内容は参照によって本明細書に組み込まれる。
【0171】
図３Ａ～図３Ｆは、タブレットコンピュータ３１００およびタブレットコンピュータ保護ケース３２００を備える、バイオメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システム３３００を示す。システム３０００は、多くの点でシステム２０００と似ていることがある。システム２０００はスマートフォン２１００とともに使用することに適合しているが、システム３０００はタブレットコンピュータ３１００とともに使用することに適合している。タブレットコンピュータ３１００は、Ａｐｐｌｅ ｉＰａｄ（登録商標）、Ｇｏｏｇｌｅ Ｎｅｘｕｓタブレットコンピュータ、Ｓａｍｓｕｎｇ Ｇａｌａｘｙタブレットコンピュータ、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｓｕｒｆａｃｅタブレットコンピュータなどを備え得る。
【0172】
図３Ａは、タブレットコンピュータ３１００を収容するためのくぼみ３２００Ｃを保護ケース３２００が有するようなシステム３０００の斜視図を示す。タブレットコンピュータ３１００は、前面３１１０、縁３１２０、背面３１３０、およびディスプレイ３１４０を有する。図３Ｂは、保護ケース３２００に結合された、または取り外し可能に取り付けられたタブレットコンピュータ３１００を示す。
【0173】
図３Ｂはまた、第１の電極リード３２１０および第２の電極リード３２２０を含む複数のセンサ電極リードをタブレットコンピュータ保護ケース３２００が備え得ることを示す。図３Ｂおよび図３Ｃに示されるように、第１の電極リード３２１０および第２の電極リード３２２０は、タブレットコンピュータ３１００の縁３１２０を覆って互いに向かい合って配設され得る。他の代替的な配置も企図される。たとえば、図３Ｄは、保護ケース３２００の背面３１３０に配設された第１の電極リード３２１０および第２の電極リード３２２０を示す。また、複数の電極リードはさらに、図３Ｅにより示されるような保護ケース３２００の背面３１３０に配設された第３の電極リード３２３０を備え得る。
【0174】
システム３０００は、生理学的信号を測定するために、上で説明されたシステム２０００と同様の方式で使用され得る。たとえば、リードＩ ＥＣＧ、リードＩＩ ＥＣＧ、またはリードＩＩＩ ＥＣＧのうちの１つまたは複数を測定するために、システム３０００の複数の電極リードがユーザＵＳと接触し得る。図３Ｆに示されるように、第１の電極リード３２１０がユーザの右腕ＲＡに接触し、第２の電極リード３２２０がユーザの左腕ＬＡに接触し、第３の電極リード３２３０（図示せず）がユーザの左脚に接触している間に、ユーザＵＳはシステム３０００およびタブレットコンピュータ３１００を普通に操作することができる。図３Ｆは、検出された生理学的パラメータを管理するための第１のアプリケーション１１７０がタブレットコンピュータ３１００上でアクティブであることを示すが、代わりに、第１のアプリケーション１１７０および保護ケース３２００が生理学的パラメータを検知して検出しながら、第２のアプリケーション１１８０がアクティブでありユーザＵＳにより操作されることも企図される。
【0175】
コンピューティングデバイスが普通に使用されながら、ユーザＵＳの様々な生理学的パラメータを同時に測定するための、他のコンピューティングデバイスアクセサリも企図される。
【0176】
図４Ａ～図４Ｃは、コンピューティングデバイス１１００のキーボード４１００と、キーボードリストレストを備え得るキーボードアクセサリ４２００と、を備える、バイオメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システム４０００を示す。キーボード４１００は、キーボードアクセサリ４１００に取り外し可能に結合され得る（図４Ａと図４Ｂとを比較されたい）。キーボードアクセサリ４２００は、第１の電極リード４２１０および第２の電極リード４２２０などの複数の電極リードなどの、生理学的パラメータセンサを備える。図４Ｃに示されるように、ユーザＵＳがキーボード４１００を通じてコンピューティングデバイス１１００を普通に操作している間にリードＩ ＥＣＧを検出するために、第１の電極リード４２１０はユーザの右腕ＲＡに接触していてもよく、第２の電極リード４２２０はユーザの左腕ＬＡに接触していてもよい。
【0177】
図５Ａ～図５Ｃは、ラップトップまたはパームトップコンピュータ５１００およびセンサアクセサリ５２００を備える、バイオメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察システム５０００を示す。コンピュータ５１００は、センサアクセサリ５１００に取り外し可能に結合され得る（図５Ａを図５Ｂと比較されたい）。センサアクセサリ５２００は、第１の電極リード５２１０および第２の電極リード５２２０などの複数の電極リードなどの生理学的パラメータセンサを備える。図５Ｃに示されるように、ユーザＵＳがコンピュータ５１００を普通に操作している間にリードＩ ＥＣＧを検出するために、第１の電極リード５２１０はユーザの右腕ＲＡに接触していてもよく、第２の電極リード５２２０はユーザの左腕ＬＡに接触していてもよい。
【0178】
日常的に使用するデバイスと結合するためのさらなるセンサアクセサリも企図される。たとえば、本開示の実施形態は、自転車、バイク、トレッドミルまたはエリプティカルマシンまたはウェイトリフティングマシンなどのエクササイズマシンのハンドルバー、座席、椅子、眼鏡、衣服などに対するセンサアクセサリを提供し得る。別の例として、本明細書において説明されるセンサシステムは、ウォッチ、リストレット、リストバンド、またはそのようなデバイスに対するアクセサリの形態であり得る。ＥＣＧ検知ウォッチおよびリストレットは、２０１３年８月３０日に出願された、「Ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｓｉｇｎａｌｓ ｆｒｏｍ ａｎ ＥＣＧ Ｓｅｎｓｉｎｇ Ｗｒｉｓｔｌｅｔ」という表題の共同所有された特許文献１９において説明されている。センサアクセサリは、１つまたは複数の生理学的パラメータを検出し測定して、日常的に使用するデバイスと関連付けられるコンピューティングデバイスまたは別のコンピューティングデバイスに測定結果を通信し得る。
【0179】
図６は、バイオメトリックまたは生理学的パラメータの測定および観察のための方法６０００を示す。ステップ６０５０において、本明細書において説明されるコンピューティングデバイス１１００などのコンピューティングデバイスが提供され得る。ステップ６１００において、本明細書において説明される外部デバイス１２００などの、外部デバイスまたはコンピューティングデバイスのシェルが提供され得る。ステップ６１５０において、外部デバイスまたはシェルがコンピューティングデバイスに結合され得る。たとえば、本明細書において説明されるシステム２０００（図２Ａ～図２Ｄ）、本明細書において説明されるシステム３０００（図３Ａ～図３Ｂ）、本明細書において説明されるシステム４０００（図４Ａ～図４Ｃ）、および本明細書において説明されるシステム５０００（図５Ａ～図５Ｃ）を参照されたい。ステップ６２００において、生理学的信号またはパラメータ測定および観察アプリケーションが、コンピューティングデバイスにダウンロードされ得る。アプリケーションは、上で説明された第１のアプリケーション１１７０を備えてもよく、本明細書において説明されるようにインターネットを通じてアプリケーション配信プラットフォームからダウンロードされてもよい。ステップ６２５０において、アプリケーションはコンピューティングデバイス上で実行され得る。ステップ６３００において、コンピューティングデバイスに結合される外部デバイスまたはシェルが、生理学的パラメータを測定するためにユーザと接触し得る。ステップ６３５０において、生理学的信号またはパラメータが測定され得る。ステップ６４００において、生理学的信号またはパラメータが、記憶され、表示され、または別様に処理され得る。ステップ６４５０において、生理学的信号またはパラメータ測定および観察アプリケーションが、コンピューティングデバイスのバックグラウンドに配置され得る。ステップ６５００において、生理学的信号またはパラメータ測定および観察アプリケーションがバックグラウンドで動作を実行している間に、第２のアプリケーションがコンピューティングデバイス上で実行され得る。
【0180】
上のステップは、バイオメトリックまたは生理学的パラメータ測定および観察の方法６０００を示すが、当業者は本明細書において説明される教示に基づいて多くの変形を認識するだろう。ステップは異なる順序で完了されてもよい。ステップは追加または省略されてもよい。ステップの一部は部分ステップを備えてもよい。ステップの多くは、有益である程度に頻繁に繰り返されてもよい。
【0181】
方法６０００のステップのうちの１つまたは複数は、本明細書において説明されるような回路、たとえば、コンピューティングデバイスのプロセッサもしくは論理回路、またはそれらのアクセサリのうちの１つまたは複数とともに実行され得る。プロセッサまたは論理回路は、方法６０００のステップのうちの１つまたは複数を提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、論理回路のコンピュータ可読メモリまたはプログラムされたステップに記憶されているプログラム命令を備えてもよい。
【0182】
３電極ＥＣＧデバイスカバー
一般に、ケースの外側表面に３つの電極を有するハンドヘルドワイヤレス遠隔通信デバイスケース、およびそれらを使用する方法を含む、患者から心電図（ＥＣＧ）を生成するための装置および方法が、本明細書において説明される。これらの装置および方法は、ユーザが単一のハンドヘルドデバイスを使用して最大で６つのリード（たとえば、リードＩ、リードＩＩ、リード、ａＶＲ、ａＶＬ、およびａＶＦ）を手に取るのを可能にすることがあり、これらのリードは、デバイスのディスプレイを同時に観察しながら、患者の脚に対して患者により簡単に保持される。具体的には、デバイスは、モバイル遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）と連携して使用され得る。
一般に、ケースの外側表面に３つの電極を有するハンドヘルドワイヤレス遠隔通信デバイスケース、およびそれらを使用する方法を含む、患者から心電図（ＥＣＧ）を生成するための装置および方法が、本明細書において説明される。これらの装置および方法は、ユーザが単一のハンドヘルドデバイスを使用して最大で６つのリード（たとえば、リードＩ、リードＩＩ、リード、ａＶＲ、ａＶＬ、およびａＶＦ）を手に取るのを可能にすることがあり、これらのリードは、デバイスのディスプレイを同時に観察しながら、患者の脚に対して患者により簡単に保持される。具体的には、デバイスは、モバイル遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）と連携して使用され得る。
【0183】
一般に、本明細書において説明される装置（デバイスおよびシステムを含む）は、３つの電極を含んでもよく、ワイヤレス遠隔通信デバイスとともに使用するために構成される。ワイヤレス遠隔通信デバイスは、スマートフォン（たとえば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標）、Ａｎｄｒｏｉｄ（商標）など）、タブレット（ｉＰａｄ（登録商標）など）、ラップトップ、ＰＤＡなどを含む、任意の適切な遠隔通信デバイスであり得る。装置は、モバイル遠隔通信デバイスに対するケースおよび／またはアタッチメントとして構成され得る。装置は、モバイル遠隔通信デバイスに情報をワイヤレスに通信し得る。いくつかの変形では、本明細書において説明されるシステムは、装置から情報を受信して分析するように（たとえば、プログラム、アプリケーション（「アプリ」）などを動作させることによって）構成されているモバイル遠隔通信デバイスに情報を送信する。
【0184】
したがって、一般に、本明細書において説明される装置は、ケースとして、または別様に構成されるハウジングを含み得る。ハウジングは一般に、３つ（または場合によってはより多く）の電極が並べられる外側表面を含む。ハウジングがモバイル遠隔通信デバイスを保持するためのケースとして構成される変形では、ケースは、外側背面と、背面に垂直な少なくとも２つの外側側面と、ケースの中に保持される遠隔通信デバイスの画面をそれを通じて見ることができる前部領域と、を有し得る。
【0185】
たとえば、図９Ａから図９Ｄは、スマートフォンのためのケースとして構成されるハウジングの１つの変形を示す。この例では、ケース３００は、ケース内に収容されたモバイル遠隔通信デバイス（スマートフォン）３０１とともに示されている。ケース３００は、裏（図９Ｃに示される）および横（図９Ｂおよび図９Ｄに示される）を含む。この例におけるケース３００の表には、スマートフォンの前（画面を含む）をそれを通じて見るかつ／またはそれに触れることができる、開口３０１がある。ケースはまた、電話の操作手段のために横（たとえば、９Ｂ）に開口を含み得る。
【0186】
一般に、ハウジングは少なくとも（およびいくつかの変形では厳密に）３つの電極も含み、それらの各々１つが、被験者の右手、左手、および脚に接触するためのものである。たとえば、第１の電極は、患者の脚に対して保持されるように構成され得る。第２の電極および第３の電極も、患者が自分の脚に対して第１の電極を保持しながら右手で第２の電極に触れ左手で第３の電極に触れることができるように、ハウジング上で構成され並べられ得る。電極の配置、形状、および／または大きさは、ＥＣＧを測定するときに、患者の手が１つより多くの電極と接触しないように、かつ患者の脚もハウジングの１つより多くの電極と接触しないように構成され得る。たとえば、第１の電極はハウジングの横または横の縁（裏の横の縁）または両方に配置されてもよいが、第２の電極および第３の電極は裏に配置され、脚または手が１つより多くの電極と接触するのを避けるために、すべての電極が互いに十分遠く離されている。したがって、左手は単一の電極に接触することができ、右手は別の電極に接触することができ、脚は第１の（脚の）電極に接触することができ、これらの電極はすべて同じハウジング上にある。
【0187】
図９Ａにおいて、第１の電極３０９がケースの外側側面のうちの１つにあるように、電極が並べられる。ケースの横に第１の電極を配置することで、患者の第１の手（たとえば、左手）が第２の電極に接触し、他の手（たとえば、右手）が第２の電極に接触するように、患者がケースを持っている間に被験者の脚に対して第１の電極が簡単に保持されることが可能になり得る。
【0188】
一般に、本明細書において説明される装置のいずれにおいても、電極はハウジングの外側表面にあり得る。いくつかの変形では、ハウジングは、装置がテーブルなどの表面に置かれるときに、その表面に触れることから１つまたは複数の電極を保護するように構成され得る（または追加の要素を含み得る）。装置が導電性の表面（たとえば、金属テーブル）に置かれる場合、ハウジングまたは追加の特徴は、電極の外側表面が表面に触れるのを防ぎ得る。たとえば、ハウジングの外側表面の電極は、外側背面がテーブル表面に面した状態でケースがテーブル表面に置かれるときに、第１の電極、第２の電極、および／または第３の電極の外側接触面がテーブル表面に接触しないように、外側背面の少なくとも一部分に対してくぼんでいてもよい。
【0189】
前に言及されたように、側面に第１の電極を置くことで、ケース内の遠隔通信デバイスの表面（たとえば、画面）を見ながら、脚からの測定を行うために装置を使用することが可能になり得る。
【0190】
図９Ａ～図９Ｄにおいて、ケースは、３つだけの電極３０９、３１１、および３１３を含み、第１の（脚の）電極は、ハウジングの外側側面に配置される。横の（第１の）電極は、ハウジングの横の長さ方向の大半に沿って延びるように構成される。第２の電極３１１および第３の電極３１３は、ハウジングの外側背面の中心のより近くに配置される。図９Ｂおよび図９Ｄの側面図において明らかであるように、電極の高さがケースの残りの外側表面より低いので、ハウジングは第２の電極および第３の電極を保護する。
【0191】
図１０Ａ～図１０Ｄは、３つの電極を有するケースの別の変形を示す。しかしながら、この例では、第１の（脚の）電極４１３は、ケースの外側表面より低い外側表面を有しず、代わりに図１０Ｄに示されるように、第３の電極が外側表面から突出する。示されるケースは、他の点では図９Ａ～図９Ｄに示されている変形に類似しているが、これらの図は、ケース内のモバイル遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）なしで示されている。
【0192】
【0193】
代替として、いくつかの変形では、図１２Ｃに示されるように、脚の電極はケースの縁の近く（たとえば、横の縁の近く）に配置される。一般に、脚の電極は側面のうちの１つに隣接していてもよい。電極は、側面のすぐ隣にあってもよく、縁に接触していてもよい。図１２Ａ～図１２Ｃは、第１の電極６１３がケースの側面に隣接するように、かつ、第２の電極６０９および第３の電極６１１が、被験者の手による不用意な接触を防ぐために第１の電極から、および脚の電極（または他の電極）からずらされ得るように構成される、ケースを示す。
【0194】
図７Ａ～図７Ｃは、示されるように、背面から横の縁を通って側面に延びている第１の電極７０９を有するケースの別の変形を示す。この例では、第２の電極および第３の電極はケースの裏の外側表面に対してくぼんでいるが、第１の電極は外側表面から延びている。これにより、脚に接触してケースをある角度で保持するのがより簡単になり得る。
【0195】
いくつかの変形では、ハウジングは、ケースの外側背面の開口にはまる電極ユニットを保持するように構成されてもよく、電極ユニットは、第２の電極および第３の電極（および場合によっては第１の電極）を含み、ＥＣＧ記録を制御／受信するための回路も含み得る。たとえば、図１４Ａ～図１４Ｃは、患者の右手および左手で触れられるべき第２の電極８１１および第３の電極８１３と、ケースの横にある別個の第１の電極８０９と、を含む、電極ユニット８０５を保持するケースとして構成される装置を示す。電極ユニットは、ケースから突き出ていてもよく、第２の電極および第３の電極よりもケースの外側表面から長く延びている外側（非電極）表面を含んでもよく、デバイスがテーブルに置かれるときに第２の電極および第３の電極がテーブル表面に触れるのを防ぐ。
【0196】
【0197】
本明細書において説明される変形の多くは、ケースの外側表面に３つすべての電極が統合されているが、いくつかの変形では、電極のうちの１つまたは複数は、ケースの表面から延びるように構成され得る。たとえば、図１６Ａおよび図１６Ｂでは、ワイヤ上をハウジングから延ばされ得る第１の電極１００９を有するデバイスの例が示されている。使用されていないとき、ワイヤはケースに収納されてもよく、電極１００９はケースに結合されてもよく、使用されるとき、電極はケースから引き出されてもよく、ケースとスマートフォンとを患者が保持して見ることができるように、患者の脚に接触してもよい。これらの変形のいずれにおいても、スマートフォンは、記録の前または間に患者に視覚的フィードバックを提供し得る。たとえば、良好な電気的接触が行われていることを示し、かつ／または、システムにより取られるＥＣＧの軌跡を示す。
【0198】
たとえば、図１７は、両手（右手、左手）の電極および脚の電極を有するデバイス４００を操作する方法を示す。この例では、被験者ＳＵは、椅子ＣＨに座っており、スマートフォンを保持するスマートフォンケースとして構成される装置４００を両手で持ち、各々の手がケースの裏の１つだけの電極に触れるようにする。ケースは、脚の電極が脚に対して押し付けられるように、被験者の脚に対して保持される。次いで、ケースおよびスマートフォンが、リードＩ、リードＩＩ、およびリードＩＩＩを記録するために使用されてもよく、上で論じられたように、それらから少なくとも３つの追加のリードが決定されてもよい。具体的には、増強リードａＶＲ、ａＶＬ、およびａＶＦが決定されてもよい。
【0199】
ＥＣＧ検知リストレット
一般に、ウェアラブル（たとえば、リストレット）検知デバイスからの情報（たとえば、生物学的パラメータ情報）を、超音波送信デバイスによって、生物学的パラメータ情報を次いで処理および／または送信できる遠隔通信デバイスに超音波で送信するための、デバイスおよびシステムも本明細書において説明される。具体的には、生物学的パラメータはＥＣＧ信号を含み得る。ウェアラブルデバイスは通常は超音波トランスデューサを含み、これは、音響的な超音波信号として情報を符号化して送信するための超音波モデムモジュール／サブシステムの一部であり得る。本明細書において説明される変形の多くにおいて、これらのデバイスは、被験者により装着されるリストレットとして構成される。
一般に、ウェアラブル（たとえば、リストレット）検知デバイスからの情報（たとえば、生物学的パラメータ情報）を、超音波送信デバイスによって、生物学的パラメータ情報を次いで処理および／または送信できる遠隔通信デバイスに超音波で送信するための、デバイスおよびシステムも本明細書において説明される。具体的には、生物学的パラメータはＥＣＧ信号を含み得る。ウェアラブルデバイスは通常は超音波トランスデューサを含み、これは、音響的な超音波信号として情報を符号化して送信するための超音波モデムモジュール／サブシステムの一部であり得る。本明細書において説明される変形の多くにおいて、これらのデバイスは、被験者により装着されるリストレットとして構成される。
【0200】
以下で詳しく説明されるように、いくつかの変形では、超音波信号（たとえば、ＥＣＧを符号化する）は、暗号鍵を使用してセキュアに送信され得る。暗号鍵を使用して超音波送信デバイスを遠隔通信デバイスに簡単にペアリングするための、システム、方法、およびデバイスも本明細書において説明される。たとえば、いくつかの変形では、遠隔通信デバイスは、超音波送信デバイスに表示される暗号鍵を読み取る（たとえば、その画像を撮影する）ことができる。この技法は、暗号鍵を含むマーク（たとえば、バーコード、ＱＲコード（登録商標）など）の画像を遠隔通信デバイスで撮影し、その画像に基づいて暗号鍵を決定することによって、容易に実行され得る。遠隔通信デバイス上で実行される実行可能論理（たとえば、復号論理）は、この暗号鍵を解釈して適用するように構成され得る。
【0201】
たとえば、デジタル生物学的パラメータ情報を超音波で送信することが可能なシステムは、生物学的パラメータ（たとえば、バイタルサイン）を検知するためのセンサと、「デジタル」超音波信号、アナログ信号、またはハイブリッドデジタル／アナログ信号として生物学的パラメータの表現を構成するためのプロセッサと、超音波信号が遠隔通信対応デバイスへ開放空間で送信され得るように超音波信号を変換するためのトランスデューサと、を含み得る。プロセッサは、コントローラ（たとえば、マイクロコントローラ）の一部であってもよく、それによって制御されてもよく、またはそれと通信していてもよい。遠隔通信対応デバイス（遠隔通信デバイス）は、超音波範囲においてオーディオ信号を受信することが可能な受信機（オーディオ受信機）と、さらなる処理または送信のために電子信号へと超音波信号を戻すためのプロセッサと、を含み得る。
【0202】
人の可聴範囲は２０Ｈｚから２０ｋＨｚであると言われることが多いが、理想的な研究室の条件では、子供の最大の聴覚範囲は実際には１２Ｈｚ程度まであり、２０ｋＨｚ程度にとどまることは稀である。さらに、図１８に示されるように、閾値の周波数、すなわち検出可能な最低の強度は、１０ｋＨｚと２０ｋＨｚとの間の痛覚閾値へと急速に上昇する。したがって、約１６ｋＨｚを超える音は、聞こえるにはかなりの強度がなければならない。生誕のほぼ直後から、これらの高い周波数に対する閾値の音レベルは上昇する。図１９に示されるように、平均的な２０歳は８ｋＨｚの範囲において約１０ｄＢを失っており、９０歳では、平均的な人はこの周波数において１００ｄＢ以上を失っている。
【0203】
非常に高周波の音を使用する例示的な製品はモスキートアラームであり、不快な１７．４ｋＨｚのアラームを意図的に放出して若い人がうろつかないようにするために使用される、論争を巻き起こすデバイスである。成人がこの周波数において聴覚を失うことにより、この音は通常、２５歳未満の人だけに聞こえる。同様に、生徒は、学校で１５ｋＨｚ～１７ｋＨｚの「モスキート」携帯電話着信音を使用することで、成人の聴覚喪失を利用する。生徒には「モスキート」着信音が聞こえるが、成人の教師には聞こえない。「超音波」という用語は通常、人により知覚される範囲を超えることを意味する。しかしながら、示されたように、一般に可聴周波数の上限は、個人および年齢によりばらつきがある。この上限の差により、本明細書および添付の特許請求の範囲において定義される「超音波」という用語は、１６ｋＨｚ以上（たとえば、約１７ｋＨｚより高い、１８ｋＨｚより高い、など）の音の周波数を指し得る。
【0204】
しかしながら、興味深いことに、約１０ｋＨｚを超える環境音またはノイズは非常に少ない。図２０を参照すると、大半の日常的な音は、約４ｋＨｚ未満の周波数で発生する。したがって、超音波範囲の信号の使用は、周囲にいる人に対して静かであるだけではなく、とても望ましい信号対雑音比（ＳＮＲ）ももたらす。
【0205】
音響技術者は、約２０ｋＨｚを超える周波数は知覚される音に影響を与えないと安心して想定し、この範囲より上のすべての音をフィルタリングし得る。２０ｋＨｚ未満であるが超音波範囲にある音はほとんど問題ではなく、それに従って標準的なサンプリング手順が確立されている。アナログ信号をサンプリングすることは、それが無線信号であっても可聴の音声信号であっても、ｆｓ／２＞ｆとなるようなサンプリング周波数ｆｓを必要とすることが一般に理解され、ｆは正弦波の周波数である。この理由で、音響システムは、２０ｋＨｚの音の上限に対して４０ｋＨｚの計算されたナイキスト－シャノンサンプリングレートよりいくらか高く設定された、現在では標準的なサンプルレートである４４．１ｋＨｚで音をサンプリングするように設計される。既存の復調手順、コンピュータ、電話、携帯電話、ステレオ音響システムなどを使用した、超音波範囲におけるＦＭ狭帯域信号の実際の復調は、元の信号を非常に劣悪に再現する。これは残念なことであり、それは、上で論じられたように、超音波範囲における搬送波信号は、これらの高い周波数において自然の「ノイズ」がほとんどないという事実により非常に信号対雑音比が低いからである。
【0206】
生理学的信号（たとえば、生物学的パラメータ）を測定し、それらの測定結果についてのデジタル情報をワイヤレスに無音で送信するためのデバイス、方法、およびシステムは、従来の電話送信による方法と比較して、はるかに改善された信号対雑音比を有する超音波信号を使用する。既存のコンピュータおよびスマートフォン技術を使用して、素晴らしい正確さで超音波信号を受信して復調するための方法およびアルゴリズムも提供される。
【0207】
図２１Ａは、データ入力０４３３（たとえば、デジタル情報および／またはアナログ情報を含む、任意の種類の情報を提供する）およびマイクロコントローラ０４０５を含む、システムの概略図を示す。いくつかの変形では、マイクロコントローラは、生物学的パラメータのデジタル表現を符号化するためのプロセッサを含み、またはそれと結合され、この符号化された信号は、以下でより詳しく説明されるように超音波信号へと変換され得る。たとえば、符号化された信号は、超音波トランスデューサ０４０７によって超音波で送信され得る。いくつかの変形では、マイクロプロセッサおよびトランスデューサは、一緒に結合され、または同じコンポーネント０４０５’の一部として形成されてもよく、代替として、マイクロプロセッサは圧電／スピーカー素子を含んでもよい。この超音波信号０４２０は次いで、オーディオピックアップ（受信機）０４２９を含む、遠隔通信デバイス０４２５によって受信され得る。遠隔通信デバイス０４２５は、超音波信号を受信してそれを処理できるように変換する、たとえばそれを電子信号に戻すように遠隔通信デバイスを準備して、それがどのようなタイプの信号であるか（たとえば、心拍数、体温など）を解釈する、クライアント制御論理０４２７を実行し得る。
【0208】
図２１Ｂは、患者からの生物学的パラメータ（たとえば、体温、心拍数、血糖など）を検出するためのセンサ０４０３と、マイクロコントローラ０４０５と、を有する、医療用センシングデバイス０４０１（たとえば、体温計、血糖モニタなど）を含むシステムの概略図を示す。マイクロコントローラは、生物学的パラメータのデジタル表現を符号化するためのプロセッサを含み、またはそれと結合されてもよく、この符号化された信号は、以下でより詳しく説明されるように超音波信号に変換されてもよい。たとえば、符号化された信号は、超音波トランスデューサ０４０７によって超音波で送信され得る。この超音波信号０４２０は次いで、オーディオピックアップ（受信機）０４２９を含む、遠隔通信デバイス０４２５によって受信され得る。遠隔通信デバイス０４２５は、超音波信号を受信してそれを処理できるように変換する、たとえばそれを電子信号に戻すように遠隔通信デバイスを準備して、それがどのようなタイプの信号であるか（たとえば、心拍数、体温など）を解釈する、クライアント制御論理０４２７を実行し得る。
【0209】
したがって、この例の医療用センシングデバイス０４０１は、体温、心拍、圧力（たとえば、血圧）などの、１つまたは複数の生理学的信号を検知するように構成されるセンサ（またはセンサアセンブリ）を含む。センサは、検知された生理学的信号を表す電気信号を生み出すことができ、これらの信号は、マイクロコントローラまたは他の関連するコンポーネントに入力する１つまたは複数のデジタル信号に変換され得る。このデジタル信号は通常、デバイスに表示されてもよく（図示せず）、また、次いで超音波音へと（たとえば、周波数偏移変調などの技法によって）超音波で符号化されてデバイスから放出され得るデジタル信号の一部として電気的に符号化されてもよい。信号の符号化は、たとえばＭＳＰ４３０などのマイクロコントローラ（たとえば、Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＡＦＥ４１１０）を含む、任意の適切な回路によって実行され得る。
【0210】
（限定はされないが）２０ｋＨｚを含む任意の適切な超音波周波数から、中心周波数が選択され得る。いくつかの変形では、本明細書において説明される医療用センシングデバイスは送信のみを行うように構成されるので、データは遠隔通信デバイスに送信される（しかしそれから受信されない）。いくつかの変形では、医療用センシングデバイスは、超音波（音）の周波数情報の送信と受信との両方を行うように構成される（たとえば、図２１Ｃおよび図２７を参照されたい）。さらに、いくつかの変形では、複数のチャネル（周波数チャネル）が使用され得る。
【0211】
図２１Ｃでは、医療用センシングデバイス（たとえば、ＥＣＧ信号を検出し、それを遠隔通信デバイスに送信するように「ＥＣＧウォッチ」として構成されるリストレット）の概略図が示されている。この例では、デバイス（たとえば、リストレット）はセンサ０４０３を含む。いくつかの変形では、センサは、ＥＣＧ信号を検出するための２つ以上の電極を含み得る。超音波トランスデューサは、超音波送信機と超音波受信機との両方として構成され得る。いくつかの変形では、同じトランスデューサ素子（たとえば、圧電素子）が両方のために使用され得る。遠隔通信デバイス０４２５は、医療用センシングデバイス０４０１によって送信される超音波などの超音波を（オーディオピックアップ０４２９を介して）受信することと（超音波受信機０４３３を介して）送信することとの両方を行うように構成され得る。
【0212】
一実施形態では、超音波信号は、約１７ｋＨｚから約３２ｋＨｚの範囲の中心周波数を有する。別の実施形態では、周波数変調された超音波信号は、約１８ｋＨｚから約２４ｋＨｚの範囲、または約２０ｋＨｚから約２４ｋＨｚの範囲に中心周波数を有する。
【0213】
図２２は、偏移変調を使用して符号化されたデジタル信号の１つの変形を示す。この変形では、超音波信号は２つの異なる周波数で変調され、１つはｈｉｇｈ（「１」）を示し、１つはｌｏｗ（「０」）を示す。たとえば、０および１に対する周波数は、約２０ｋＨｚを中心として選択され得る（たとえば、１９．５ｋＨｚおよび２０．５ｋＨｚ）。
【0214】
いくつかの変形では、上で言及されたように、センサはＥＣＧ信号を符号化するが、一般に、センサは、ユーザが観察することを望む生理学的信号を検出するように動作可能である任意の適切なセンサを含み得る。複数のセンサが含まれてもよい。そのような生理学的信号の非限定的な例は、限定はされないが、呼吸、心拍、心拍数、パルスオキシメトリ、フォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）、体温などを含む。呼吸検出器が使用され得る。心拍および心拍数も検出され得る。たとえば、人のヘモグロビンの酸素化は、血液サンプルから直接測定するのではなく、パルスオキシメトリセンサを使用して非侵襲的に間接的に観察され得る。センサは、指先または耳たぶなどの人の体の薄い部分に配置され、赤色の波長と赤外線の波長との両方を含む光が一方の側から他方の側に通される。２つの波長の各々の吸収率の変化が測定され、その差が、人の血液の酸素飽和度および皮膚における血液量の変化を推定するために使用される。次いで、パルスオキシメータセンサを使用して、または単一の光源を使用した光学センサを用いて、フォトプレチスモグラム（ＰＰＧ）が取得され得る。ＰＰＧは、血流および心拍数を測定するために使用され得る。次いで、本明細書において説明されるように、このデータのデジタル表現が使用されて渡され得る。いくつかの変形（図２６Ａおよび図２６Ｂを参照して以下で説明される）では、アナログ情報はまた、超音波送信デバイスによって送信されるアナログ情報とデジタル情報とのハイブリッドを形成するために符号化され、かつ／またはデジタル情報に付加され得る。
【0215】
いくつかの変形では、変換器アセンブリが、生物学的パラメータを電気的に（たとえば、デジタル、アナログなど）符号化したものを、送信できる超音波信号に変換する。図２１Ａに示される実施形態では、変換器アセンブリ０４０５’は、超音波信号を出力するための超音波トランスデューサ０４０７を含む。適切な超音波送信機（トランスデューサを含む）の非限定的な例は、限定はされないが、ミニチュアスピーカー、圧電ブザーなどを含む。
【0216】
遠隔通信デバイス０４２５内で、超音波信号は、たとえば、スマートフォン、携帯情報端末（ＰＤＡ）、タブレットパーソナルコンピュータ、ポケットパーソナルコンピュータ、ノートブックコンピュータ、デスクトップコンピュータ、サーバコンピュータなどのデバイスのマイクロフォン０４２９によって受信され得る。
【0217】
電力を節約するために信号の音量は小さいままであってもよいが、音は聞こえないのでより大きい音量も可能である。たとえば、超音波周波数では、聞こえないので「聴取者」の存在を気にすることなく、信号の音量をさらに上げることができる。さらに、他のデバイス（超音波送信デバイスとペアリングされていない）が信号を受信して理解するのを妨げるために、信号は符号化され得る。
【0218】
上で言及されたように、遠隔通信デバイスは、超音波信号を受信して処理するためのクライアント論理（たとえば、ソフトウェア）によって構成されるプロセッサを含み得る。たとえば、スマートフォン上のソフトウェアが超音波信号を復号することができる。データの処理は、情報のタイプ（たとえば、生物学的パラメータの性質）を含むユーザに関連する追加の情報を提供し得る。たとえば、信号は、ＥＣＧデータを示す８個のパルス、体温計の測定値（たとえば、最後の桁が小数点の後にある４桁）であることを示す１０個のパルス、血圧の測定値（たとえば、３桁の収縮期血圧、３桁の拡張期血圧、および３桁の心拍数）であることを示す１２個のパルス、パルスオキシメータのデータ（たとえば、３桁の酸素飽和度および３桁の心拍数）であることを示す１４個のパルス、血糖値計のデータ（たとえば、３桁の血糖レベル）であることを示す１６個のパルスなどを、（開始識別子の後に）含むように符号化され得る。桁とＥＯＭ（メッセージ終了）インジケータとの間には「区切り」があり得る。実際には、受信されたデータ間の比較を検証のために実行できるように、信号は数回送信され得る。
【0219】
ある変形では、信号は、（８ビットバイトおよびスタートビットとストップビットを仮定して）同期を可能にするためのある数のＡＡまたは５５、バージョン番号を示すバイト、１バイト長のパケットの残り、１バイトのパケット識別子（血圧に対して０ｘ０１、パルスオキシメトリに対して０ｘ０２、グルコースに対して０ｘ０３など）、データ、および８ビットのＣＲＣのように符号化され得る。
【0220】
いくつかの変形では、信号はまた、アナログデータをフォーマットする、またはアナログデータから抽出される（たとえば、アナログデータをスケーリングする）情報を含む、デジタル情報とともに送信するために、ある広がりをもつアナログデータ（たとえば、時間にわたる信号、距離にわたる信号）を含み得る。たとえば、超音波送信デバイスからの超音波による送信のための信号は、１つまたは複数のデジタル部分および１つまたは複数のアナログ部分を含み得る。デジタル部分は、スケーリング（たとえば、最大値および／または最小値）、時間長、平均などの、アナログ信号から抽出された情報を含み得る。アナログ信号、デジタル信号、およびアナログとデジタルの（ハイブリッド）信号は、暗号符号化されることを含めて符号化されてもよく、かつ／または誤り訂正符号を含んでもよい。
【0221】
言及されたように、信号はタイムスタンプおよび／またはデートスタンプを有し得る。いくつかの変形では、デバイスまたはシステムは、複数の測定を行い、それらをバッチまたはバーストとして遠隔通信デバイスに送信するように構成され得る。たとえば、測定は、時間ｔｉ、ｔ２などにおいて行われ、デバイス（たとえば、体温計、血糖値計など）に記憶され、後で（ｔｎ）超音波で遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン、タブレットなど）に送信されてもよい。データは、遠隔通信デバイスによって処理され、かつ／または、外部サーバなど（たとえば、クラウド）にアップロードされ得る。
【0222】
送信される超音波データのボーレートは、高速な送信を可能にするように選択され得る。たとえば、約３００ボーのボーレートが使用される場合、バッチ処理された信号に対しても、送信は１秒未満しかかからないことがある。いくつかの変形では、ボーレートは４００前後である。
【0223】
言及されたように、センサからの生の信号および導出された情報は、スマートフォンに表示されてローカルに記憶されるとともに、インターネット接続を介してウェブサーバに送信され得る。ウェブサーバ上のソフトウェアは、スマートフォンから受信された信号および情報のリアルタイムの表示または過去の信号および情報の表示のためのウェブブラウザインターフェースを提供してもよく、さらなる分析および報告も含む。
【0224】
本明細書において使用されるような超音波シグナリングは一般に、超音波信号を使用して、生物学的パラメータ測定結果の起源とともに生物学的パラメータの大きさなどの情報を送信することを指す。言及されたように、これらの超音波信号は、送信および処理を可能にするために符号化され得る。符号化された信号は次いで、任意の適切な方法によって超音波範囲へと変換され得る。たとえば、様々な信号値に対応する１つまたは複数の周波数、たとえばＤＴＭＦまたは超音波周波数へと周波数シフトされたＤＴＭＦが使用されてもよい。信号を変換する別の例は、振幅偏移変調を使用することである。別の例は、周波数偏移変調を使用することである。別の例は、位相偏移変調を使用することである。いくつかの実施形態では、スペクトル拡散通信、または多周波搬送波シグナリングなどの、多周波シグナリングが使用され得る。多周波搬送波シグナリングの例は、約６５Ｈｚなどの、４０Ｈｚと１００Ｈｚとの間の間隔などの間隔だけ離隔された、周波数の所定のセット（たとえば、２０ｋＨｚと２２ｋＨｚとの間、または２０ｋＨｚと２４ｋＨｚとの間、または一般に、１９ｋＨｚと２０ｋＨｚとの間の下限と、意図される受信機のサンプリングレートのナイキスト周波数に等しいかそれよりわずかに低い上限と、の間）を指定し、各々のそのような周波数に対して、その周波数における正弦波などの搬送波信号の存在を示すものとしてビット「１」を符号化し、そのような信号の不在を示すものとしてビット「０」を符号化することである。そのような多周波信号の受信機は次いで、高速フーリエ変換または当技術分野において知られている関連する技法を実行して、各々の関連する周波数において搬送波が利用可能であるかどうかを特定し、それにより、ある数を符号化するビットのセットを推測し得る。多周波搬送波シグナリングのいくつかの実施形態では、たとえば、信号の明確さが不十分であるとき、経時的に複数のサンプルを取って平均することができ、上で説明されたように平均信号を処理することができる。多周波搬送波シグナリングのいくつかの実施形態では、たとえば周波数が干渉を引き起こすのに十分近い場合、ビットパターンを復号するためにビタビデコーダを使用することができる。一般に、特に変調および復調に関して通信分野の当業者に知られている技法（たとえば、モデム）が利用され得る。そのような技法の例は、国際電気通信連合Ｔ部門により公布されるＶ．ｘ（ｘは整数である）として指定される様々なモデム規格を含み、これはすべての目的のために全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【0225】
いくつかの実施形態では、遠隔通信デバイス上でではなく（またはそれに加えて）、サーバが信号分析を実行して符号化されたデータを決定してもよい。いくつかの実施形態では、信号は、サーバに記憶され、送信および／または受信技法の改善のために職員に提供されてもよい。
【0226】
上で言及されたように、シグナリングは送信機によって実行され得る。送信機は、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはプロセッサによって実行可能なプログラム命令および／もしくはプログラムによって使用されるデータを含むメモリ（たとえば、ＤＲＡＭまたはＳＲＡＭ、これはいくつかの実施形態ではプロセッサと統合され得る）に接続されるデジタルシグナルプロセッサなどの、信号生成器を組み込むハードウェアシステムを含み得る。送信機はまた、プロセッサに結合される、かつ／またはプロセッサに組み込まれる、フラッシュメモリなどの永続的メモリを組み込み得る。信号生成器は、上で説明されたように送信される超音波信号を生成し得る。いくつかの実施形態では、送信のための波形は永続的メモリに記憶され得る。いくつかの実施形態では、送信機は、電源および／もしくは電池を含み、または医療用センシングデバイスの他のコンポーネントに電力供給するために使用される電源を使用する。言及されたように、送信機は、トランスデューサ、たとえば、電気インパルスを超音波振動に変換する圧電トランスデューサを含み得る。送信機は、プロセッサに結合された増幅器（たとえば、直接、またはたとえばオーディオデジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）を介して間接的に結合された増幅器、ＤＡＣはいくつかの実施形態ではプロセッサと統合されてもよい）を含んでもよく、プロセッサはその出力を通じてトランスデューサに電気インパルスを提供する。いくつかの実施形態では、送信機は、リアルタイムクロックおよび／またはブロードキャスト時間信号を受信するための受信機を含み得る。いくつかの実施形態では、送信機は暗号化器を含んでもよく、これは、たとえば、プロセッサ上で実行されるプログラム命令であってもよく、または別個の集積回路であってもよい。いくつかの実施形態では、送信機は、誤り訂正符号生成器および／または誤り検出符号生成器を含んでもよく、これらは、たとえばプロセッサ上で実行されるソフトウェア命令であってもよく、または別個の集積回路であってもよい。音波シグナリングの送信および受信に関して本明細書において説明される技法は、当業者により容易に理解されるであろう方式で、本明細書において説明される送信機において実行され得る。
【0227】
いくつかの変形では、医療用センシングデバイスから遠隔通信デバイスへの送信は片方向であり、典型的には、設計の簡潔さ、より低い費用、より少ない電力消費などをもたらす。これらの利点は、医療用センシングデバイスが追加の受信機（音波信号を受信するためのマイクロフォン、またはアンテナを含む）を含むシステムと比較すると、特に有用である。しかしながら、いくつかの構成では、医療用センシングデバイスは、アンテナまたはマイクロフォンなどの受信機を追加することなく、遠隔通信デバイスから単純なインジケータ信号を受信するように適合され得る。たとえば、いくつかの変形では、２０ｋＨｚのセンサとして超音波トランスデューサ（たとえば、圧電スピーカー）を使用して、返信の肯定応答（ＡＣＫ）が実装され得る。たとえば、遠隔通信デバイス（たとえば、電話）は、ＣＲＣを正しく受信したことをセンサにシグナリングして再送信が必要ではないことを示すために、ＣＲＣを受信し、復号し、検証した後で、短い２０ｋＨｚのバーストを生み出し得る。他の変形では、遠隔通信デバイスからの信号は、バイオメトリックデバイスから送信を受信する準備ができていることを示し得る。時間で区切られた信号／肯定応答のペアまたは複数も使用され得る。
【0228】
一例では、デバイスまたはシステムは、超音波で送信されるデータが前方誤り訂正（ＦＥＣ）を含むように構成され、受信機がＮ個のビット誤りを訂正することを可能にする。これは、バイオメトリックデバイス（医療用センシングデバイス）が送信専用（たとえば、片方向）であるようにシステムが構成される場合には、特に有用であり得る。ＦＥＣは、データが正しく受信されることを確実にするのを助け得る。
【0229】
いくつかの実施形態では、超音波シグナリングによって送信されるデータは、ＢＣＨ符号、定重み符号、畳み込み符号、グループ符号、Ｂｉｎａｒｙ Ｇｏｌａｙ符号などのＧｏｌａｙ符号、Ｇｏｐｐａ符号、Ｈａｄａｍａｒｄ符号、Ｈａｇｅｌｂａｒｇｅｒ符号、Ｈａｍｍｉｎｇ符号、Ｌａｔｉｎ Ｓｑｕａｒｅベース符号、Ｌｅｘｉｃｏｇｒａｐｈｉｃ符号、低密度パリティ検査符号などのスパースグラフ符号、ＬＴまたは「Ｆｏｕｎｔａｉｎ」符号、Ｏｎｌｉｎｅ符号、Ｒａｐｔｏｒ符号、Ｒｅｅｄ－Ｓｏｌｏｍｏｎ符号、Ｒｅｅｄ－Ｍｕｌｌｅｒ符号、Ｒｅｐｅａｔ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｅ符号、三重冗長符号などの反復符号、Ｔｏｒｎａｄｏ符号、Ｔｕｒｂｏ符号、または当業者に知られている他の誤り訂正符号などの誤り訂正符号を含むように処理され得る。様々な実施形態において、そのような符号は、単一の次元または複数の次元において適用されてもよく、組み合わせられてもよく、パリティおよび巡回冗長検査などの誤り検出符号と組み合わせられてもよい。誤り訂正符号は、それぞれの技法に従って、受信機における、または受信機から通信を受信するサーバにおける送信および／もしくは受信の誤りを訂正するために、復号され適用され得る。
【0230】
例１： デジタル体温計
一例では、デジタル体温計は、デジタル超音波モデムを含むように構成され得る。この例では、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＭＳＰ４３０デジタル体温計に基づくデジタル体温計は、体温の測定値（デジタルデータ）をモバイル遠隔通信デバイス（たとえば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標））に超音波で送信できるようにファームウェアを含むように適合されている。この例はＡＰＥ ４１１０マイクロプロセッサ（Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭＳＰ ４３０マイクロプロセッサの１つの変形）に特有であるが、他のマイクロプロセッサが使用されて、機能するようにファームウェア、ソフトウェア、および／またはハードウェアと同様に適合されてもよい。
一例では、デジタル体温計は、デジタル超音波モデムを含むように構成され得る。この例では、Ｔｅｘａｓ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ ＭＳＰ４３０デジタル体温計に基づくデジタル体温計は、体温の測定値（デジタルデータ）をモバイル遠隔通信デバイス（たとえば、ｉＰｈｏｎｅ（登録商標））に超音波で送信できるようにファームウェアを含むように適合されている。この例はＡＰＥ ４１１０マイクロプロセッサ（Ｔｅｘａｓ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＭＳＰ ４３０マイクロプロセッサの１つの変形）に特有であるが、他のマイクロプロセッサが使用されて、機能するようにファームウェア、ソフトウェア、および／またはハードウェアと同様に適合されてもよい。
【0231】
一般に、デバイスは、データ（たとえば、体温計の体温測定値）をとり、超音波送信のためにそれらを符号化し得る。符号化された信号は、誤り検査（たとえば、ＣＲＣ符号化、Ｈａｍｍｉｎｇ符号など）を含んでもよく、暗号化されてもよい。たとえば、データは、たとえばＡｄｖａｎｃｅｄ Ｅｎｃｒｙｐｔｉｏｎ Ｓｔａｎｄａｒｄ （ＡＥＳ）を使用して暗号化されるデータであり得る。特許文献２０および２１はともに、本明細書において説明されるデータとともに使用され得るデータ暗号化方法および技法を説明する。
【0232】
たとえば、体温計から受信されたデータは、送信のために１つまたは複数のデータパケットへと符号化および／または暗号化され得る。マイクロプロセッサは、データを符号化してもよく、次いで、圧電スピーカーを駆動することによってパケットを送信してもよい。上で言及されたように、周波数偏移変調（ＦＳＫ）が使用されてもよく、ＦＳＫでは、２つの別個の超音波周波数（たとえば、１８８１７Ｈｚおよび１９６７２Ｈｚ）が、それぞれブーリアン０および１を送信するために使用される。制御論理（データ超音波モデム論理）は、データを構成し、符号化し、暗号化することと、スピーカー（たとえば、圧電トランスデューサ）による符号化／暗号化されたデータの準備されたパケットの送信の駆動を制御することの、両方を行ってもよい。制御論理はまた、各データビット間に適切な間隔があるように、配信のタイミングを制御してもよい。加えて、制御論理はまた、送信を繰り返し、送信の開始の時間を決めてもよい。
【0233】
たとえば、ある変形では、体温計は通常は体温を測定し、体温がある値に落ち着くと、体温計は可聴のビープ音を出して、値を読み取ることができることをユーザに知らせる。この体温計（最初の改造されていない構成の）は、マイクロコントローラ（たとえば、ＡＦＥ４１１０）および圧電スピーカーを含み、マイクロコントローラはスピーカーを駆動してビープ音を放出させる。デジタル超音波モデムのための制御論理を含むように本明細書において説明されるマイクロコントローラを改造／構成することによって、体温計は、体温計データを、デジタル超音波モデム受信機論理を実行するスマートフォンなどの信号を受信および復号（ｄｅｃｏｄｅ）／復号（ｄｅｃｒｙｐｔ）するように構成されるデバイスに、（超音波を介して）「ワイヤレスに」送信するように適合され得る。
【0234】
この例では、マイクロプロセッサは、上で説明された機能を有効にするために以下の（例示的な）符号を含み得る。図２３および図２４Ａ～図２４Ｅは、データを送信するための方法を説明するフローチャートを示す。これらの例はデジタル体温計に限定されず、ＥＣＧ送信を含めて、本明細書で説明されるデバイスのいずれとともに使用されてもよい。
【0235】
上のステップは、データを送信する図２３および図２４Ａ～図２４Ｅの方法を示すが、当業者は、本明細書において説明される教示に基づいて多くの変形を認識するだろう。ステップは異なる順序で完了されてもよい。ステップは追加または省略されてもよい。ステップの一部は部分ステップを備えてもよい。ステップの多くは、有益である程度に頻繁に繰り返されてもよい。
【0236】
図２３および図２４Ａ～図２４Ｅの方法のステップのうちの１つまたは複数は、本明細書において説明されるような回路、たとえば、コンピューティングデバイスのプロセッサもしくは論理回路、またはそれらのアクセサリのうちの１つまたは複数とともに実行され得る。プロセッサまたは論理回路は、方法のステップのうちの１つまたは複数を提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、コンピュータ可読メモリに記憶されているプログラム命令、または論理回路のプログラムされたステップを備えてもよい。
【0237】
本明細書において説明されるシステム、デバイス、または方法のいずれにおいても、データ（デジタルデータ、アナログデータ、および／またはハイブリッドデジタル／アナログデータを含む）は、暗号化される前に圧縮され得る。あらゆる適切なデータ圧縮技法が使用され得る。たとえば、データ圧縮は、有損失および／または無損失技法を使用して実行され得る。既知のタイプの有損失データ圧縮および無損失データ圧縮が使用され得る。たとえば、Ｌｅｍｐｅｌ－Ｚｉｖ（ＬＺ）圧縮および他の統計冗長性技法が、無損失圧縮のために使用され得る。同様に、有損失データ圧縮技法も適用され得る。制御論理を実行する受信機は、データの圧縮を解除し得る。
【0238】
超音波デジタルモデム受信機
上で言及されたように、受信機（デジタル超音波モデム受信機）は、送信された超音波信号を受信するために使用され得る。受信機は、超音波信号を受信する能力のあるマイクロフォンと、信号を分析することが可能なプロセッサ（たとえば、マイクロプロセッサ）と、を含む専用のデバイスであってもよく、または、マイクロプロセッサと、制御論理（たとえば、デジタル超音波モデム受信機論理）を実行するときに超音波信号を受信するように適合されるマイクロフォンと、を有するデバイスであってもよい。
上で言及されたように、受信機（デジタル超音波モデム受信機）は、送信された超音波信号を受信するために使用され得る。受信機は、超音波信号を受信する能力のあるマイクロフォンと、信号を分析することが可能なプロセッサ（たとえば、マイクロプロセッサ）と、を含む専用のデバイスであってもよく、または、マイクロプロセッサと、制御論理（たとえば、デジタル超音波モデム受信機論理）を実行するときに超音波信号を受信するように適合されるマイクロフォンと、を有するデバイスであってもよい。
【0239】
たとえば、図２５は、デジタル超音波信号を受信し、復調し、検出するための方法を示す流れ図の１つの変形を示す。この例では、アプリケーション（受信制御論理）は、マイクロフォン入力を介してバイナリＦＳＫ符号化されたデータを受信する。たとえば、入力はスマートフォンのマイクロフォンからのものであり得る。上で論じられたように、バイナリＦＳＫ符号化は、バイナリ値１を表すための「マーク」周波数Ｆｒ、およびバイナリ値０を表すための「スペース」周波数Ｆｓという２つの周波数を使用する。この実装形態では、搬送波は使用されない。
【0240】
アプリケーションは、生のオーディオデータからマーク周波数成分およびスペース周波数成分を抽出する復調器、およびパケット送信のための復調された信号を観察してそれらを復号するパケットデコーダという、２つの概ね独立なコンポーネントからなる。これらは図２５に示される。復調器は、Ｓ＞２＊ｍａｘ（Ｆｍ９Ｆ８）となるように、サンプルレートＳでマイクロフォンハードウェアからオーディオサンプルを受信する。オーディオサンプルは、受信された信号のマーク周波数成分およびスペース周波数成分の強度を（それぞれ）計算する２つの周波数検出器によって処理される。Ｇｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムは、この実装形態において周波数検出のために使用される。マーク周波数とスペース周波数との間で十分な周波数分解能を達成するために、ＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムをＧ個のサンプルのスライディングウィンドウに適用し、Ｇ＝Ｓ／ａｂｓ（Ｆｍ－Ｆ）である。
【0241】
マーク周波数およびスペース周波数に対するＧｏｅｒｔｚｅｌアルゴリズムの出力は、通過帯域がボーレートに等しい、独立のローパスフィルタに通される。次いで、スペース周波数信号のフィルタリングされた出力が、マーク周波数信号のフィルタリングされた出力から差し引かれる。これは、送信が行われていないときにはほぼ０であり、「マーク」周波数が有効であるときには正の値に上がり、「スペース」周波数が有効であるときには負の値に下がるような波形を生み出す。
【0242】
この復調された波形は次いで、パケットデコーダに渡される。マイクロフォンハードウェアから受信された各々の生のオーディオサンプルに対して、復調器は、復調された波形の単一の復調されたサンプルを生み出す。パケットデコーダは、復調器から復調されたサンプルを受信する。デコーダは、受信された最後のＮサンプルのバッファを維持し、Ｎは同期シーケンスの長さに等しい。各々の新しいサンプルについて、デコーダは、バッファの中の過去のＮサンプルを評価して、それらが同期シーケンスを含むかどうかを決定する。まず、ランダムノイズによる大半のフォールスポジティブを取り除く計算的に単純な評価、次いで、残りを除去するより計算的に高価な評価という、２段階の試験が使用される。
【0243】
有効な同期シーケンスが受信されると、デコーダは受信された信号の特性（たとえば、最大のマーク／スペース振幅など）を記憶する。これらの等化パラメータは、パケットの残りを読み取るために使用されるデコーダ閾値を較正するために使用される。そして、今度はこの例のデコーダが、各々の符号化されたバイトを読み取る。デコーダは、記憶されている等化パラメータを使用して、各バイトのスタートビットの最小の振幅閾値を決定する。有効なスタートビットが所与のバイトに対して受信されると、復号のための最小の閾値なしで、復調された波形の符号に基づいて後続のビットが評価される。
【0244】
有効なスタートビットが受信されない場合、デコーダは、パケットの読み取りを中止し、無音状態を待ってから、またはある固定された長さの時間が経過してから、新しいパケットの聴取を再開する。パケットの中の各論理バイトは実際には、論理バイトのＨａｍｍｉｎｇ符号化された下位ニブルを含む第１の符号化されたバイト、およびＨａｍｍｉｎｇ符号化された上位ニブルを含む第２の符号化されたバイトという、２つの符号化されたバイトとして送信される。
【0245】
読み取られる最初の論理バイトはパケットバージョンであり、これはサポートされるバージョン番号に対して確認される。次にパケットの長さが読み取られ、これは後に続くデータバイトの数を指定する。パケットの長さが指定されたパケットバージョンの最大の長さを超える場合、パケットは拒絶される。続いて、各論理データバイトが読み取られる。
【0246】
データバイトが読み取られた後、２つの論理チェックサムバイトが読み取られ、受信されたチェックサム値が、受信されたデータバイトについて計算された値と比較される。これらの２つのチェックサム値が一致する場合、パケットは有効であると見なされ、アプリケーションの残りに対して利用可能にされる。それらが一致しない場合、パケットは拒絶される。２つの論理チェックサムバイトは、パケットの終わりを表す。パケットを受信した後、デコーダは新しいパケットの聴取を再開する。
【0247】
データが受信されると（かついくつかの変形では復号されると）、それは処理され、さらに、かつ／または記憶され、かつ／または表示され、かつ／または遠隔通信デバイスの通信能力のいずれかを使用して送信され得る。たとえば、データは、スマートフォンに表示されてもよく、かつ／または、記憶するために、かつ／もしくは後で見直すために医療データベースにアップロードされてもよい。
【0248】
上のステップは、データを送信する図２５の方法を示すが、当業者は、本明細書において説明される教示に基づいて多くの変形を認識するだろう。ステップは異なる順序で完了されてもよい。ステップは追加または省略されてもよい。ステップの一部は部分ステップを備えてもよい。ステップの多くは、有益である程度に頻繁に繰り返されてもよい。
【0249】
図２５の方法のステップのうちの１つまたは複数は、本明細書において説明されるような回路、たとえば、コンピューティングデバイスのプロセッサもしくは論理回路、またはそれらのアクセサリのうちの１つまたは複数とともに実行され得る。プロセッサまたは論理回路は、方法のステップのうちの１つまたは複数を提供するようにプログラムされてもよく、プログラムは、論理回路のコンピュータ可読メモリまたはプログラムされたステップに記憶されているプログラム命令を備えてもよい。
【0250】
上の例は、デジタル情報を送信するように構成されるシステムを説明するが、本明細書において説明される技法、デバイス、およびシステムは、アナログ信号も、ならびに／またはアナログおよびデジタルハイブリッド信号を送信するように構成されてもよい。一般に、説明される技法は、超音波信号を生成するために圧電素子に送信する（たとえば、マイクロコントローラの中の）タイマーの使用を含む。代替として、いくつかの変形では、システムは、Ｄ／Ａコンバータを使用して、非デジタル出力のためにスピーカーを駆動する。さらに、システムのいくつかの変形では、出力は圧電素子ではなく、（超音波範囲のではあるが）より従来型のスピーカーである。追加のデジタルアナログ（Ｄ／Ａ）変換が、送信の間に行われ得る。
【0251】
たとえば、図２６Ａおよび図２６Ｂは、超音波送信機とともに使用され得るハイブリッドデジタル／アナログフォーマットの１つの変形を示す。一般に、信号は、超音波モデム送信のために変調または構成される、デジタルコンポーネントを含み得る。たとえば、デジタル信号はＦＳＫ信号として符号化されてもよく、データ（たとえば、ＥＣＧ、血中酸素／パルスオキシメトリなどのようなバイオメトリックデータなどのアナログデータ）は、デジタル情報に付加される周波数変調された波形として符号化されてもよい。
【0252】
たとえば、いくつかの変形では、超音波送信デバイスは、パルスオキシメトリ測定／観察デバイスとして構成される。この例では、パルスオキシメトリから得られる情報は、最小値、最大値、アナログ信号の時間長などの情報を抽出するために精査されてもよく、バッファにおいて（１つまたは複数の暗号化および／または誤り訂正符号を使用して）デジタル的に符号化されて記憶され、かつ／または超音波によって送信されてもよい。アナログ信号は、送信要素に送信され、遠隔通信デバイスによって受信され得る、デジタル信号（または抽出された信号）と組み合わせられ得る。パルスオキシメトリデバイス（たとえば、プレチスモグラフ）として構成されるデバイスの例では、パルスオキシメトリデバイスは、アナログ信号（たとえば、時間的に変化するパルスオキシメトリ信号）から、アナログ信号のピーク、最小値、時間長、時間間隔などを決定することによって、ハイブリッドデータ／アナログ信号を準備する。したがって、ハイブリッド信号は、抽出されたデジタル情報またはタグ付けデジタル情報、ならびにデバイスから得られた波形（または複数の波形）を含み得る。
【0253】
いくつかの変形では、信号はＥＣＧデータであり得る。ＥＣＧヘッダ情報は、時間長、心拍数などのデジタル情報に付加されるアナログ波形についてのデジタル情報、間隔データなどのＥＣＧ波形についての情報（事前に分析されている場合）を含み得る。
【0254】
信号は、デバイスまたはユーザ固有の識別コードによって暗号化され送信され得る。一般に、本明細書において説明されるデバイスのいずれもがデータを符号化することができ、受信側の遠隔通信（たとえば、電話、タブレット、パッドなど）がデータを読み取って理解できるように、暗号鍵が提供され得る。
【0255】
遠隔通信デバイスが読み取って理解することができるハイブリッドアナログ／デジタル信号を送信することには、多くの潜在的な利点がある。たとえば、ハイブリッド信号が一連の値（たとえば、最小値／最大値）および波形（たとえば、ＥＣＧ、心拍数など）を含む場合。この種類のハイブリッドデジタル／アナログシステムは、ＦＳＫ値データだけよりも効率的な通信を可能にし得る。
【0256】
たとえば、超音波送信デバイスの変形は、歩数計、活動モニタ、心拍数モニタなどを含み得る。いくつかの変形では、信号は、アナログ部分に有限の数の点があるようにフォーマットされる。超音波送信デバイスは次いで、一連のデータ点（較正点を含む任意のデータ点を含む）を送信し得る。一例では、心拍数のグラフは、経時的なバイオメトリックデータのグラフを表す、２秒（送信時間）に１０００個の点を含み得る。信号は、デジタル値（たとえば、ＦＳＫとして符号化される）およびアナログ（たとえば、グラフィック）データを含み得る。そのようなハイブリッド信号は、デジタルのみの信号とアナログのみの信号との両方の最良の特性を含み得る。
【0257】
一例では、前に上で言及されたように、超音波送信デバイスは、上で説明された超音波モデム要素を含む体温計である。超音波体温計デバイスは、実際の使用範囲について約９５°Ｆから１０６．７°Ｆの温度範囲を含むように構成される。したがって、体温は、普通は０．１の分解能を有する（たとえば、１２０個の値があるので、８ビットが必要とされるもののすべてであり得る）ように送信され得る。ハイブリッド信号でバイトメトリックデータを符号化するように構成されるデバイスでは、信号のデジタル成分が最初に付加されてもよく、デジタルのみの信号の後にアナログ信号についての情報を含んでもよいが、アナログ信号は、信号の残りに付加され、または埋め込まれてもよく、デジタル情報は、それとともに含まれるべきデジタル信号から抽出されてもよい。ハイブリッド信号の例は、上で言及されたような体温計デバイスを含んでもよく、これは、時間、測定値、および／または記録値の関数として体温を表示し、最高／最低の体温、測定された時間などを送信し、最終的に、信号は経時変化を示す体温波形も含み得る。他のデバイスおよび／または信号（ハイブリッド信号）は、グルコースモニタ信号を含んでもよく（たとえば、グルコース計などとして超音波送信デバイスを構成する）、これは、血糖信号（最大値、最小値などを含むデジタル信号）および経時的な血糖値の波形を示す１つまたは複数のグラフなどを送信してもよい。
【0258】
アナログ情報とデジタル情報との両方を含むように信号を準備して送信することはまた、システムが波形として圧縮された形式でより多くのデータを送信することを可能にすることがあり、これは非常に効率的であり得る。たとえば、プロトタイプ超音波送信デバイスは、特定のサンプリングレート（たとえば、３００サンプル／秒または５００サンプル／秒、各値は１６ビットのバイナリ値である）を適用する。より多くのデータが、波形として圧縮された形式で効率的に送信され得る。信号のデジタル部分に抽出された情報（アナログ信号の最小値および最大値など）を含めることで、たとえば表示のために、信号のアナログ部分に対する軸の較正を行うことができる。
【0259】
言及されたように、図２６Ａは、本明細書において説明されたように使用され得るハイブリッドデジタル／アナログフォーマットの１つの変形を示す。この例では、信号は、ＦＳＫ（または当技術分野において知られている他の技法のいずれか）などの技法を使用して超音波送信のために符号化される、初期デジタル成分０９０１を含む。デジタル情報は、ビット、バイト、ワードなどへと適宜分解され得る。デジタル情報のサイズおよび配置は、あらかじめ決定されていてもよい。誤り訂正符号（たとえば、ハミングコードなど）が含まれてもよい。図２６Ａにおいて、信号は、スタートビットまたはバイト０９０５、アナログ信号から抽出された較正データ０９０７のシーケンス（たとえば、最大値／最小値）、アナログ信号についての追加のデータ０９０９（たとえば、タイプ、タイミング、デートスタンプ／タイムスタンプなど）を含む。あらゆる他のデジタル情報が含まれてもよい。その後、信号はアナログ成分０９０３を含んでもよい。図２６Ａにおいて、アナログ信号はある程度自由であり、固定されたまたは固定されていない時間長の間続いてもよい。いくつかの変形では、信号全体が遠隔通信デバイスによる受信について繰り返され得る。図２６Ｂはハイブリッド信号フォーマットの同様の変形を示し、デジタル成分０９０１がアナログ成分０９０３に付加され、追加のデジタル成分０９１１（「終了」信号）が最後に付加されてもよい。いくつかの変形では、複数のアナログ成分が複数のアナログ成分と組み合わせられてもよい。以下で説明されるように、信号全体が送信の前に暗号化されてもよい。
【0260】
いくつかの変形では、ある長さの時間の間、デバイス（超音波送信デバイス）によって保持されている記憶されたデータを符号化するために、ハイブリッドデジタル／アナログフォーマットが使用され得る。たとえば、数時間分のデータ、数日分のデータ、または数週間分のデータ（たとえば、歩数計データなどのバイオメトリックデータ）などの記憶されているデータは、デジタルデータコンポーネントによって記述／較正されるアナログ信号（経時的なグラフ）として準備され、遠隔通信デバイスに送信され得る。
【0261】
本明細書において説明されるデバイス、システム、および方法のいずれにおいても、デバイスによって送信される超音波信号が暗号化され得る。データ暗号化標準（ＤＥＳ）、高度暗号化標準（ＡＥＳ）などの、鍵を使用する暗号化方法を含む、あらゆる適切な暗号化方法が使用され得る。
【0262】
一般に、特定のデバイス（たとえば、超音波送信デバイス）のための暗号鍵は、受信側遠隔通信デバイスのユーザが容易に入手できるように、デバイス上に（または、デバイスの関連するパッケージ、ハウジングなどの上に）提示されていてもよい。暗号鍵は、バーコードまたは他の機械可読フォーマット（たとえば、ＱＲコード（登録商標））として、特に、超音波送信とは異なるモダリティの受信側遠隔通信デバイスを使用して読み取ることができる読み取り可能なフォーマットとして準備されてもよい。本明細書において使用される場合、超音波送信デバイス上に暗号鍵を提示または表示することへの言及は、超音波送信デバイス、その包装または関連する構造物（たとえば、ハウジングなど）に準備された表現（および特に機械可読表現）を表示することを包含することが意図される。いくつかの変形では、暗号鍵は、遠隔通信デバイスにより撮影またはスキャンできるように、バーコードまたはＱＲコード（登録商標）として準備され、超音波送信デバイスの外側に印刷される。遠隔通信デバイス上の機械実行可能論理（たとえば、クライアント論理、ソフトウェア、ファームウェアなど）は次いで、暗号鍵を決定し、それを適用して、超音波通信デバイスから受信された超音波信号を復号し得る。
【0263】
このようにして、超音波送信デバイスは、暗号鍵を所有して適用する遠隔通信デバイスだけが読み取ることのできる秘密の暗号鍵と一意にペアリングされ得る。暗号鍵は、遠隔通信デバイスによって容易に表示され、簡単に決定される。したがって、いくつかの変形では、各超音波送信デバイスは、デバイスに印刷されている固有のＩＤを有してもよく、遠隔通信デバイスと一致しなければならないコードを提供する。印刷された暗号鍵をスキャンすることで、遠隔通信デバイスはデータを復号することが可能になる。
【0264】
図２７は、送信された超音波送信を復号するために遠隔通信デバイス０１０２５によって読み取られ適用され得る、デバイスの本体の上の目に見える暗号鍵０１０５１を伴う超音波送信デバイス（「ソースデバイス」０１０３１）を含むシステムの１つの変形を概略的に示す。図２７はまた、超音波送信デバイス（「ソースデバイス」０１０３１）が遠隔通信デバイスと双方向に（または限定的に双方向に）通信しているような、デバイスおよびシステムの１つの変形を示す。
【0265】
上で言及されたように、遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォンまたはコンピュータ）と、健康管理／フィットネスセンシングデバイス、ホームオートメーションおよびセキュリティデバイス（玄関および窓のセンサ、遠隔照明スイッチなど）、鉢植え水位検出器などの、超音波送信デバイスと、の間で通信があることは有用であり得る。たとえば、（正しいＣＲＣを用いて）データの受信に成功したという肯定応答（ＡＣＫ）をセンシングデバイス（ソースデバイスまたは超音波送信デバイス）に遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン／コンピュータ）が提供できるように半二重プロトコルを実装し、そのデータの再送信を止めることが有用であろう。この半二重プロトコルの別の使用法は、較正データ、個人情報などのパラメータまたは情報を遠隔通信デバイスから送信することによって、遠隔デバイスを構成することである。
【0266】
簡単な肯定応答のために、データを送信するためにデバイス（超音波送信デバイス）によって使用される圧電素子／スピーカーが、周波数チューニングされたセンサとして使用され得る。一般に、音声の送信のための圧電素子は、受信機としても構成され得る。圧電素子を受信センサとして使用することは、比較的「うるさい」信号（それが聞こえないものであっても）を必要とするので、信号は、圧電素子の感受性が最も高くなる圧電素子の共振周波数になければならない。そのような「周波数バースト」の時間長および符号化は、健康管理／フィットネスセンシングデバイスの低電力電子装置により簡単に認識されるように構成され得る。たとえば、肯定応答パルスは、フィルタリングされ、所定の時間長の間ある超音波周波数がただ存在することとして検出され得る。
【0267】
いくつかの変形では、搬送波周波数を超音波範囲に変えるだけで、よく確立されている電話モデム技法を使用して、対称的な双方向通信を達成することができる。たとえば、ＦＳＫ（周波数偏移変調）、ＱＡＭ（直交振幅変調）、およびＰＳＫ（周波数偏移変調）に基づく、電話モデム変調技法。これらの電話モデム技法は、２つのデバイスしか通信を試みていないことを前提とする。複数のデバイスがエラーなしで同時に通信することを可能にするようにモデムプロトコルを強化するために、無線周波数プロトコルを使用することができる。
【0268】
そのような双方向通信技法の実装形態は、受信されたオーディオを復調して復号するのに必要な信号処理を実行するのに十分な追加の処理電力をデバイスにおいて含み得る。この処理電力は、デバイスにおいて追加の電池の電力ならびに物理的空間を必要とし得る。超音波通信に適合され得る既存のモデム通信規格の部分的なリストには、ＩＴＵ Ｖ．２１（３００ｂｐｓ、ＦＳＫ）およびＩＴＵ Ｖ．２２（１２００ｂｐｓ、ＰＳＫ（位相偏移変調））があり得る。たとえば、以下などのウェブページを参照されたい。
【0269】
ftp://kermit.columbia.edu/kermit/cu/protocol.html、http://www.LSU.edu/OCS/its/unix/tutorial/Modem Tutorial/ModemTutorial.html、http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD-ADA499556、http://alumni.media.mit.edu/~wiz/ultracom.html、http://nesl.ee.ucla.edu/fw/torres/home/Dropbx/good_paper_mico_controller.pdf、http://edocs.nps.edu/npspubs/scholarly/theses/2010/Sep/10Sep _Jenkinds.pdf
【0270】
図２７に関して、ソースデバイスは、遠隔通信デバイスから超音波信号を受信するための、かつ、それを制御し、通信（符号化および／または暗号化されていることがある）を解釈し、あらゆる命令機能を実行するための処理（たとえば、マイクロプロセッサ／マイクロコントローラ論理）をサポートするための、追加のトランスデューサ／マイクロフォンを含み得る。同様に、遠隔通信デバイスは、超音波信号を放出するように構成されるスピーカー（圧電素子）を含み得る。
【0271】
上記の説明から、ここで開示され特許請求される発明概念が、本明細書において言及される、かつ本明細書で開示され特許請求される発明概念に内在するような、目的を実行して利益を得るためによく適合されていることは明らかである。提示される実施形態は、本開示の目的のために説明されているが、当業者には容易に明らかになる、かつ本明細書で開示され特許請求される発明概念の趣旨の範囲内で達成される、数々の変更を行うことができることが理解されるだろう。
【0272】
例２： 心拍数の送信のためのオーディオトーンを使用した心拍数モニタ
本明細書において説明されるデバイス、システム、および方法のいずれもが、スマートフォンなどのモバイル遠隔通信（コンピューティング）デバイスとともに使用することに適応したワイヤレス（超音波）心拍数モニタとして構成され得る。（たとえば、検出されたＥＣＧ信号から心拍数を抽出することによって）心拍数情報も提供し得るウェアラブルＥＣＧモニタを説明する、以下の例３も参照されたい。心拍数を検知するためのウェアラブルコンポーネント（たとえば、ウェアラブルモニタ）は、リストレット、アンクレット、アームバンド、チェストストラップ、ベルト（総称して「ストラップ」）などとして構成されてもよく、検知された（バイオメトリック）情報を受信し、記憶し、かつ／または分析するための受信側制御論理（たとえば、ソフトウェア、ハードウェアなど）の使用を含む、上で説明された超音波方法のいずれかを介して情報をワイヤレスに送信してもよい。
本明細書において説明されるデバイス、システム、および方法のいずれもが、スマートフォンなどのモバイル遠隔通信（コンピューティング）デバイスとともに使用することに適応したワイヤレス（超音波）心拍数モニタとして構成され得る。（たとえば、検出されたＥＣＧ信号から心拍数を抽出することによって）心拍数情報も提供し得るウェアラブルＥＣＧモニタを説明する、以下の例３も参照されたい。心拍数を検知するためのウェアラブルコンポーネント（たとえば、ウェアラブルモニタ）は、リストレット、アンクレット、アームバンド、チェストストラップ、ベルト（総称して「ストラップ」）などとして構成されてもよく、検知された（バイオメトリック）情報を受信し、記憶し、かつ／または分析するための受信側制御論理（たとえば、ソフトウェア、ハードウェアなど）の使用を含む、上で説明された超音波方法のいずれかを介して情報をワイヤレスに送信してもよい。
【0273】
大半の心拍数モニタは、ＥＣＧ増幅器、Ｒ波検出器、およびＲ波が検出されると典型的には５０ｍｓの幅の５ｋＨｚ電磁パルスを出力するための回路を組み込む、チェストストラップからなる。この電磁パルスはウォッチまたは他の受信機によって検出され、これは次いで、パルス間の間隔を測定し、心拍数を計算して表示する。この構成は、携帯電話またはコンピュータに存在しないことがある特別な受信機を必要とするので、追加の機器がなければ、それらは心拍数情報を受信することができない。その構成は通常、近距離電磁送信を使用するので、範囲も約１メートルに限られている。
【0274】
本明細書において説明されるデバイスおよびシステムの１つの変形では、心拍数モニタは、ＥＣＧ増幅器、Ｒ波検出器、およびＲ波が検出されると典型的には５ｍｓの幅のオーディオ時間（信号）を（たとえば、約１７ｋＨｚから３０ｋＨｚの超音波周波数領域内で）出力するための回路を組み込むストラップ（たとえば、チェストストラップ、リストレットなど）を含み得る。このオーディオトーンは、スマートフォン、または、スマートフォンデバイスの内蔵マイクロフォンを使用する他のモバイルコンピューティングデバイスなどのデバイスによって検出されてもよく、それらは次いで、トーン間の間隔を測定し、心拍数を計算して表示することができる。モバイルコンピューティングデバイス（たとえば、電話）は、モバイルデバイスを制御してオーディオ（たとえば、超音波）トーンを受信して分析し、心拍数を計算し、心拍数を記憶し、アップロードし、かつ／または表示するための、ソフトウェア、ファームウェア、またはハードウェア（しかし、典型的には、リモートサーバからダウンロードされ得るアプリケーションまたは「アプリ」を含めたソフトウェアである）を含み得る。
【0275】
このシステムの１つの利点は、マイクロフォン回路がスマートフォンまたは他のモバイルコンピューティングデバイスにすでに存在するので、追加の機器が心拍数情報を受信するために必要とされないこと、および、範囲をより長くできることであり、オーディオトーンの大きさに応じて望まれる場合には５ｍ以上の範囲である。
【0276】
範囲１６ｋＨｚ～３２ｋＨｚのオーディオトーンが使用されるとき（たとえば、超音波、１７ｋＨｚ～３０ｋＨｚ、１７ｋＨｚ～２２ｋＨｚなど）、それらは大半の人には聞こえず、音楽または会話と干渉せず、またオーディオ干渉をより受けにくい。
【0277】
いくつかの変形では、複数の心拍数モニタをすぐ近くで使用できるように、または、１つの受信デバイスが複数のユーザから心拍数情報を同時に受信するように、デバイス、方法およびシステムは構成され得る。各心拍数モニタからの心拍数情報は、互いに干渉しないように一意に識別可能であることが望ましいことがある。
【0278】
たとえば、各心臓モニタからのオーディオトーンは、ある範囲のトーン時間長、特定の時間離隔を伴う同じ周波数の複数のトーン、異なるオーディオ周波数、またはこれらの組合せを使用することによって、各モニタに対して一意にコーディングされ得る。
【0279】
第１の実施形態は、心拍数モニタが受信機に対して高速に動いているときにドップラーシフトを可能にするのに、かつ高い信号対雑音比で周波数の区別を可能にするのに十分離隔されている、異なるオーディオ周波数を各心臓モニタが使用するような実施形態である。
【0280】
よって、各心臓モニタは特定のトーン周波数に設定されなくてもよく、周波数は、心臓モニタが最初に取り付けられた後に初めてＲ波心拍信号を検出するときに、疑似ランダムシーケンスによって決定されてもよい。そして、心臓モニタが取り外されるまで、オーディオトーンは固定される。したがって、そうすると各モニタを独自にコーディングしなくてもよい。
【0281】
心拍数モニタが１８ｋＨｚ～２２ｋＨｚの範囲のオーディオトーンを放出する場合、５００Ｈｚの離隔が使用され得る。これにより、各モニタに対して９個のオーディオ動作周波数が利用可能になる。
【0282】
使用されるべき周波数の疑似ランダムな割振りは、心臓モニタが最初に体に取り付けられたときから時間とともにインクリメントするカウンタを設けることによって達成され得るので、最初のＲ波が検出されるときのカウンタ値が、使用されるべきオーディオ周波数を決定する。オーディオ周波数は、モニタを体から取り外して、再び取り付けることによって変更され得る。
【0283】
上の例では、２つの心臓モニタが同じ周波数を使用しており、近くにあるので、ある程度の干渉の可能性があり得るような稀な状況では、１つのモニタを取り外して再び取り付けることによって、そのモニタの周波数を変更することができる。受信デバイスも、そのような干渉を検出し、必要であればモニタを取り外して再び取り付けるようにユーザに助言することができる。
【0284】
受信デバイスは、受信されたオーディオのスペクトル分析を実行することによって、特定の超音波送信デバイス（この例では、心臓モニタ）のオーディオトーン周波数を決定することができる。オーディオトーン周波数が知られると、各心臓モニタからのトーンを分離するために、狭いオーディオフィルタが使用される。次いで、オーディオトーンを検出することができ、オーディオトーン間の間隔を測定することによって心拍数が計算される。各オーディオトーンの時間長は固定されているので、この情報を使用して、周波数帯域の中の他のオーディオソースからの干渉を除くことができる。
【0285】
第２の実施形態は、複数のデバイス（たとえば、心拍数モニタ）が、周波数は同じであるが時間長の異なるオーディオトーンを使用するような実施形態である。各トーンの時間長は、受信デバイスによって測定され得る。特定の心拍数モニタに対する心拍数を計算するために、特定の時間長のトーンのみが使用される。２つの心拍数モニタが近くにあり、それにより、受信デバイスが両方のモニタからのオーディオトーンを同時に拾う場合、受信デバイスはトーン時間長に基づいてそれらを区別することができる。トーン時間長はトーン間の間隔（心拍の間隔）と比較して短いので、オーディオトーンが同時に到達する可能性は低いが、それらが同時に到達する場合、受信デバイスがこれを認識することができ、補償するために心拍数の計算を調整することができる。
【0286】
いくつかの変形では、心拍が検出されるときに放出されるオーディオ信号は、デジタル的に符号化されてもよく（たとえば、高周波における複数のパルスのバーストを含む）、符号化（バーストパターン）は、上で言及されたように固有であり、またはあらかじめ選択されてもよく（ランダムであってもよく）、ユーザによって（たとえば、デバイスを取り外して再び取り付けることによって）リセットされてもよい。
【0287】
上で論じられた例のいずれもが、方法、デバイス、またはシステム（ソフトウェアを含む）の一部として含まれ得る。したがって、心拍数を測定するためのシステムは、患者の心拍数に合わせてタイミングが決められるオーディオ信号（たとえば、１つまたは複数のパルス）を作成するためのトランスデューサを含むモニタ（たとえば、心拍数センサなど）を含み得る。したがって、モニタはオーディオリピータとして動作する。オーディオ信号は超音波範囲にあり得る。システムはまた、ユーザの心拍数に合わせてタイミングが決められるオーディオ信号を受信して分析するように、スマートフォンまたはタブレットなどのモバイルデバイスを制御するための、制御論理を含み得る。いくつかの場合、制御論理を実行するスマートフォンの代わりに、またはそれに加えて、専用の受信機が使用されてもよい。
【0288】
ある特定の例では、システムは、内部のオーディオピックアップ（マイクロフォン）を使用して、センサによって放出されたオーディオ信号を受信し、このオーディオ（たとえば、超音波）パルス信号から心拍数を計算するようにスマートフォンを制御する、スマートフォンなどのモバイルデバイス上で使用するためのアプリケーションを含み得る。
【0289】
例３： 運動および／またはＥＣＧ信号を検出するためのリストレット
図２８Ａおよび図２８Ｂは、健康パラメータを検出し、ウェアラブルデバイスから超音波で情報を受信するように、かつ／または受信を引き起こすように制御論理によって制御される観察ステーション（たとえば、スマートフォン）に健康パラメータを超音波で送信し得る、ウェアラブルデバイスの別の変形を示す。
図２８Ａおよび図２８Ｂは、健康パラメータを検出し、ウェアラブルデバイスから超音波で情報を受信するように、かつ／または受信を引き起こすように制御論理によって制御される観察ステーション（たとえば、スマートフォン）に健康パラメータを超音波で送信し得る、ウェアラブルデバイスの別の変形を示す。
【0290】
図２８Ａは、リストレットとして構成される、デバイスの１つの変形の外部の図を示す。デバイスは、モーション／振動センサなどの生物学的パラメータを検出するための１つまたは複数のセンサと、１つまたは複数の電極と、を含み得る。図２８Ａでは、デバイスの外側表面が概略的に示されている。第１の導電性（たとえば、金属）の窓０１１５１がリストレットの外側表面において見えており、第２の導電性（たとえば、金属）の窓０１１５３がリストレットの内側表面において見えている。これらの電極は、ユーザが電極およびリストレットを下に押して皮膚と電気的に接触させることを可能にし得る。内側電極は、通常の使用の間に常にまたは定期的に接触し得る。導電性の窓はまた、熱伝導性があってもよく、体温検知モジュールにも接続されてもよい。
【0291】
リストレットはフレキシブルであり得るので、装着者の手首に巻いて固定することができる。リストレットは屈曲可能であり得るので、装着者の手首の周りで曲げられると、その配置にとどまる。いくつかの変形では、リストレットは開いている。いくつかの変形では、リストレットは閉じていてもよい（被験者の手首の周りで閉じたループを形成する）。リストレットの外側表面は、損傷を防ぐために、かつ装着中にリストレットを防汗および防水にするために、内側表面から封止されていてもよい。
【0292】
導電性の窓の領域について上で示されたように、リストレットの外側部分は、外側の保護ハウジングを通じてリストレット内のモジュールからエネルギーを送るように適合され得る。たとえば、上で示された導電性の窓の領域。超音波トランスデューサ０１１８４を覆うリストレットの領域も、超音波信号の通過を許容するように適合され得る。いくつかの変形では、リストレットの端部は、超音波エネルギーを容易に変換できる比較的硬いエンドキャップを含むことによって、超音波信号の通過を許容するように適合される。いくつかの変形では、外側の（たとえば、ポリマーの）覆いは、超音波を比較的通すことが当技術分野において知られている材料からなる。いくつかの変形では、端部領域（または反対側の端部領域）はまた、デバイスの電池の再充電を可能にするように適合され得る。
【0293】
図２８Ｂは、内部モジュール（構造）を示す、リストレットの例示的な内部の概略図を示す。言及されたように、上で言及されたもののいずれかを含む、あらゆる適切なセンサが含まれ得る。この例では、リストレットはモーションセンサ０１１８６を含み、これは、体の動きを追跡するための高精度のモーションセンサであり得る。この例における他のセンサには、外側表面の導電性の窓０１１５１、０１１５３に電気的に接続され得る第１の電極０１１９１および第２の電極０１１９２がある。いくつかの変形では、外側表面は電極である。他の変形では、導電性の表面が、リストレットの内側表面の長さ方向の周りに（たとえば、下側の電極に向かって）延びているので、デバイスが装着されるときにはいつでも、手首の素肌の少なくとも一部と接触する可能性が高い。同様に、上側の電極の外側の導電性の表面は、リストレットの外側の（外を向いた）表面の周りに全体が延びていてもよい。追加のセンサが含まれてもよく、または省略されてもよい、たとえば、ある変形では、リストレットはモーションセンサのみを含み、電極を含まない。
【0294】
いくつかの変形では、リストレットはまた、触覚フィードバック素子、振動モータ０１１９４を含む。この振動モータは、デバイスからユーザにフィードバックを提供するための発振周波数を生み出し得る。いくつかの変形では、リストレットはまた、超音波によるデータの送信などのリストレットおよび／または観察ステーションの１つまたは複数の機能をユーザが手動で惹起することを可能にする、ボタンまたは接触領域を含み得る。ボタンは、リストレットを保護する外側の覆いを通じて押され、またはアクティブ化されてもよく、外側の覆いは、模様、色などによって、ボタンをどこで押すことができるかを示してもよい。
【0295】
リストレットはまた、１つまたは複数のセンサ、ならびに超音波トランスデューダ０１１８４から情報を受信および／または符号化するためのプロセッサ０１１８３を含み得る。上で論じられたように、トランスデューサは、超音波を介して送信するための符号化／暗号化された情報をプロセッサから受信し得る。複数のセンサが含まれるとき、どのデータが含まれるかを示すために情報が符号化され得る。
【0296】
記録された情報を記憶するための、１つまたは複数のメモリモジュール（図示せず）も含まれ得る。メモリは、プロセッサと統合され得る。いくつかの変形では、別個の超音波検出器０１１９４も使用されてもよく、または、超音波トランスデューサ０１１８４は超音波信号の送信と受信との両方を行う能力があってもよい。したがって、デバイスと観察ステーション（たとえば、制御論理を実行するスマートフォン）との間で、超音波による双方向通信が可能であり得る。
【0297】
リストレットはまた、典型的には再充電可能である電池０１１８２を含む、電力管理システムを含み得る。電池は比較的低電力（たとえば、１．５Ｖなどの低電圧）であってもよく、電子装置および超音波トランスデューサに電力供給するのに十分である。プロセッサは、電池の充電を含めて、電力を管理し得る。システムは、電池の残量が少なく充電が必要であることを（たとえば、警告振動パターンの振動によって）示し得る。
【0298】
動作中、リストレットは、被験者（たとえば、身体的活動）を観察するために装着されて使用されてもよく、被験者の検知された値を記録および／またはワイヤレスに送信してもよい。たとえば、モーションセンサデータが検出されて、超音波によってモバイルコンピューティングデバイス（たとえば、スマートフォン０１１３０）に送信されてもよい。上で論じられたように、検知されたデータは、（たとえば、アナログ情報とデジタル情報との両方として）符号化され暗号化されてもよく、これは、他のデバイス間の干渉を防ぎ（たとえば、デバイス間での特定の変調を可能にし）、誤り訂正も可能にし得る。
【0299】
たとえば、リストレットデバイス（たとえば、活動モニタ）が被験者により装着され得る。装着されると、デバイスは装着者の動き（活動）を記録し得る。デバイスはまた、電極のペアなどの追加のセンサも含み得る。これらの電極は、被験者が電極１の外側表面を押すと、患者にわたって（たとえば、患者の腕と腕との間で）ＥＣＧを測定するために使用され得る。いくつかの変形では、押すことは、この期間の間デバイスによる電位の記録を引き起こし得る。記録された電気信号は、心拍およびＥＣＧについての情報を含むことがあり、これは、直接渡されてもよく、または、最初にプロセッサによって分析されてから渡されてもよい（あらゆる分析された情報を渡すことを含む）。
【0300】
デバイスは、継続的に（たとえば、超音波を介したブロードキャスト）かつ／または繰り返しデータを送信するように構成されてもよく、または、スマートフォン（または他の受信ステーション）とハンドシェイクするように構成されてもよい。たとえば、リストレットデバイスは、超音波トリガ（「ｒｅａｄｙ」）が超音波トランスデューサ／検出器（０１１８４／０１１９４）によって受信されるまで、スタンバイするように構成されてもよい。リストレットは次いで、上で説明されたような符号化／暗号化された超音波によって、収集されたデータを送信するために、受信ステーションと通信してもよい。システムは、定期的に送信するように、または十分なデータが収集されると送信を試みるように構成されてもよい。
【0301】
一般に、上で説明された技法、コンポーネント、および／またはサブシステムのいずれもが、他の例のいずれとともに使用されてもよく、または組み合わせられてもよい。たとえば、本明細書において説明されるＥＣＧリストレットデバイスのいずれもが、上で言及された特徴のいずれを含んでもよい。
【0302】
例４： ＥＣＧ検出腕時計
ＥＣＧ信号を検出して、ＥＣＧデータを送信するように構成される、ＥＣＧ測定デバイスの別の変形が、図２９および図３０に示されている。この例では、２つの電極を含むようにウォッチが改造されている。第１の電極（図２９および図３０では見えない）は、ウォッチ（「リストレット」）の裏に配置され、デバイスを装着する人の手首に接触する。第２の電極０１２０３は、図２９に示されるように、ウォッチ０１２０１の「表」に配置される。したがって、ウォッチは１誘導ＥＣＧセンサとして動作することができ、リードＩ（左腕／右腕）を記録する。いくつかの変形では、ウォッチは、たとえばウォッチまたはストラップ領域の横に追加の電極０１２０７を含んでもよく、これは、追加／代替のリード（たとえば、リードＩＩ、リードＩＩＩなど）を生み出すために被験者の脚（右脚または左脚）に対して保持され得る。
ＥＣＧ信号を検出して、ＥＣＧデータを送信するように構成される、ＥＣＧ測定デバイスの別の変形が、図２９および図３０に示されている。この例では、２つの電極を含むようにウォッチが改造されている。第１の電極（図２９および図３０では見えない）は、ウォッチ（「リストレット」）の裏に配置され、デバイスを装着する人の手首に接触する。第２の電極０１２０３は、図２９に示されるように、ウォッチ０１２０１の「表」に配置される。したがって、ウォッチは１誘導ＥＣＧセンサとして動作することができ、リードＩ（左腕／右腕）を記録する。いくつかの変形では、ウォッチは、たとえばウォッチまたはストラップ領域の横に追加の電極０１２０７を含んでもよく、これは、追加／代替のリード（たとえば、リードＩＩ、リードＩＩＩなど）を生み出すために被験者の脚（右脚または左脚）に対して保持され得る。
【0303】
ウォッチはまた、１つまたは複数のコントロールおよび／またはインジケータを含み得る。たとえば、ウォッチは時計（時間を示す、など）としても構成され得る。ウォッチは、機能（たとえば、ＥＣＧ測定のオン／オフ、ＥＣＧ情報の送信の開始など）を選択するための、ボタン、ダイヤルなどを含み得る。
【0304】
図３０は、モバイル遠隔通信デバイス０１２０５に送信する、図２９に示されるＥＣＧデバイス０１２０３の変形を示す。この例では、モバイル遠隔通信デバイスは、ＥＣＧウォッチのための受信ステーションとして動作し、ＥＣＧ情報の超音波送信を受信するように構成されるスマートフォン（ｉＰｈｏｎｅ（登録商標））である。したがって、スマートフォンは、スマートフォンのプロセッサが、超音波を感知するオーディオ受信機（マイクロフォン）に超音波信号を「聞かせる」ように、アプリケーションソフトウェアを実行している。受信デバイス（スマートフォン）は次いで、信号を処理し、図３０に示されるように、ＥＣＧ信号が記録されるにつれてそれをリアルタイムで表示し得る。この例では、スマートフォンは、信号を継続的に受信し、表示し、記録している。
【0305】
言及されたように、信号は、表示および／または記憶および／または送信される前に処理され得る。たとえば、信号は、アーティファクトを取り除くために、かつ／または滑らかにするためにフィルタリングされ得る。信号はまた、心イベント（たとえば、不整脈）を自動的に検出するために分析され得る。処理は、超音波送信の前にウォッチによって実行されてもよく、受信デバイスへの送信の後に受信デバイス（たとえば、スマートフォン）によって実行されてもよく、またはそれらの間で分割されてもよい。
【0306】
いくつかの変形では、上で論じられたように、ウォッチは、受信デバイス（たとえば、スマートフォン）が情報を受信する準備ができていることを決定／確認してもよい。いくつかの変形では、半二重または全二重が使用され得る。ウォッチは、ＥＣＧデータを継続的にブロードキャストしてもよく、または、受信機が受信する準備ができていることが示される場合にのみ送信してもよい。そのような変形では、デバイスはより後の送信のために検出されたＥＣＧデータを記憶してもよい。
【0307】
図２９および図３０に示される例では、システムはまた、ＥＣＧ情報から心拍数を決定する。追加の情報も信号から抽出され得る。上で言及されたように、信号は、デジタル超音波信号、アナログ超音波信号、またはハイブリッドデジタル／アナログ超音波信号としてデバイス（たとえば、リストレット）によって送信され得る。さらに、信号は符号化されてもよい。いくつかの変形では、上で論じられたように、デバイスは、スマートフォン（受信機）とデバイスとの間で復号／ペアリングを提供するためにスマートフォンによってスキャンされ得る鍵を含む。
【0308】
本明細書において説明される例示的なデバイスの多くはウェアラブルデバイス（たとえば、リストレット、チェストバンド、ペンダント、宝飾品など）であるが、本明細書において説明される原理、モジュール、サブシステム、および要素は、他のデバイス、特に生物学的センサデバイスのために使用され得る。たとえば、モバイル遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）のためのケースまたはホルダは、超音波信号の符号化、ハイブリッドデジタル／アナログ超音波信号としての符号化などの、これらの態様のいずれかを組み込み得る。したがって、ウェアラブル医療センサに加えて、任意のスタンドアロン医療センサもこれらの特徴のいずれかを含み得る。
【0309】
例５： ベッドサイド便座ＥＣＧ
図３１は、ＥＣＧ測定デバイスが便座７０００として実装される、本開示のある実施形態を示す。便座７０００は、ユーザの心臓の電気的活動に対応する電気信号を経時的に検知し、電気信号を出力する（たとえば、ＥＣＧをとる）、電極７００５Ａ～７００５Ｃのセットを備える電極アセンブリ７００５を備え得る。便座７０００は、右肘掛け７００１、左肘掛け７００２、および座部７００３を含み得る。図３１Ａに示されるように、電極７００５Ａ～７００５Ｃのセットは各々、便座７０００の特定のコンポーネントに配置され得る。より具体的には、第１の電極７００５Ａは、右肘掛け７００１に配置されてもよく、ユーザの右腕と接触してもよい。第２の電極７００５Ｂは、左肘掛け７００２に配置されてもよく、ユーザの左腕と接触してもよい。第３の電極７００５Ｃは、座部７００３に（たとえば、便座７０００に座るユーザから見て座部７００３の左側に）配置されてもよく、ユーザの左脚および／または尻と接触してもよい。したがって、便座７０００は、リードＩ（左腕／右腕）を記録する単誘導ＥＣＧデバイス、または、リードＩ、ＩＩ、およびＩＩＩ（左腕／右腕、左脚／右腕、および左脚／左腕）を記録する６誘導ＥＣＧデバイスとして働き得る。いくつかの変形では、便座は、あらゆる適切な組合せで２つだけの電極も含んでもよい。
図３１は、ＥＣＧ測定デバイスが便座７０００として実装される、本開示のある実施形態を示す。便座７０００は、ユーザの心臓の電気的活動に対応する電気信号を経時的に検知し、電気信号を出力する（たとえば、ＥＣＧをとる）、電極７００５Ａ～７００５Ｃのセットを備える電極アセンブリ７００５を備え得る。便座７０００は、右肘掛け７００１、左肘掛け７００２、および座部７００３を含み得る。図３１Ａに示されるように、電極７００５Ａ～７００５Ｃのセットは各々、便座７０００の特定のコンポーネントに配置され得る。より具体的には、第１の電極７００５Ａは、右肘掛け７００１に配置されてもよく、ユーザの右腕と接触してもよい。第２の電極７００５Ｂは、左肘掛け７００２に配置されてもよく、ユーザの左腕と接触してもよい。第３の電極７００５Ｃは、座部７００３に（たとえば、便座７０００に座るユーザから見て座部７００３の左側に）配置されてもよく、ユーザの左脚および／または尻と接触してもよい。したがって、便座７０００は、リードＩ（左腕／右腕）を記録する単誘導ＥＣＧデバイス、または、リードＩ、ＩＩ、およびＩＩＩ（左腕／右腕、左脚／右腕、および左脚／左腕）を記録する６誘導ＥＣＧデバイスとして働き得る。いくつかの変形では、便座は、あらゆる適切な組合せで２つだけの電極も含んでもよい。
【0310】
したがって、ユーザが便座７０００に座り、腕をそれぞれの肘掛け７００１および７００２に置いたことに応答して、電極アセンブリ７００５は、ユーザのＥＣＧをとり始め得る。便座７０００はさらに、（本明細書でさらに詳しく論じられるように）電極アセンブリ７００５によって出力される電気信号を周波数変調された信号に変換するための、変換器アセンブリ７００７を含み得る。電極アセンブリ７００５は電極アセンブリ１８と似ていてもよく、変換器アセンブリ７００７は変換器アセンブリ１４または１０８と似ていてもよい。
【0311】
図３２は、本開示のいくつかの実施形態による便座７０００の上面図を示す。右肘掛け７００１、左肘掛け７００２、および座部７００３の位置は、図３２においてそれぞれ番号１、２、および３によって示され得る。図３２に表される実施形態では、右肘掛けおよび左肘掛けは、図３２に示されるように便座７０００に動作可能に結合される外部支持システムの一部であり得る。いくつかの実施形態では、右肘掛け７００１および左肘掛け７００２は（それぞれ）、ユーザが腕を置くのではなく手でつかむことができる、取っ手またはグリップとして実装されてもよい。
【0312】
図３１に戻って参照すると、変換器アセンブリ７００７は、電極アセンブリ７００５によって測定される電気信号を周波数変調された信号に変換するための変換器７００８と、変調された信号をコンピューティングデバイス８０００に送信するための送信機７００９とを備え得る。いくつかの実施形態では、送信機７００９は、本明細書でさらに詳しく論じられるように、変調された信号をオーディオ信号としてコンピューティングデバイス８０００に送信し得る、超音波送信機であり得る。他の実施形態では、送信機７００９は、変調された信号をＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）信号としてコンピューティングデバイス８０００に送信するためのＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信機であり得る。いくつかの実施形態では、送信機７００９は、変換器アセンブリ７００７に結合されるワイヤレス送信機を備え得る。便座７０００は、ネットワーク１７６を介してコンピューティングデバイス８０００に通信可能に結合されてもよく、ワイヤレス送信機７００９を使用してネットワーク８００１を介して変調された信号をコンピューティングデバイス８０００に送信してもよい。図３１の例では、コンピューティングデバイス８０００は、本明細書で説明されるように、便座７０００のための受信ステーションとして働きＥＣＧデータの送信を受信するスマートフォンを備え得る。
【0313】
ここで図３３を参照すると、ネットワーク８００１は、パブリックネットワーク（たとえば、インターネット）、プライベートネットワーク（たとえば、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）またはワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ））、またはこれらの組合せであり得る。一実施形態では、ネットワーク８００１は有線またはワイヤレスインフラストラクチャを含んでもよく、これらは、ネットワーク８００１と接続されるＷｉ－Ｆｉ（登録商標）ホットスポットおよび／または様々なデータ処理機器を使用して実装され得るワイヤレスキャリアシステム、通信タワー（たとえば、セルタワー）などの、１つまたは複数のワイヤレス通信システムによって提供されてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーク８００１はＬ３ネットワークであり得る。ネットワーク８００１は、便座７０００とコンピューティングデバイス８０００との間で通信（たとえば、データ、メッセージ、パケット、フレームなど）を搬送し得る。
【0314】
他の実施形態では、便座７０００は、ケーブル８００２を介して、たとえばＵＳＢＴＭプロトコルなどのあらゆる適切な送信プロトコルを実装するコンピューティングデバイス８０００に結合されてもよく、ケーブル８００２を介して変調された信号をコンピューティングデバイス８０００に送信してもよい。コンピューティングデバイス８０００は、変調された信号を受信するための受信機（図示せず）、ならびに、ＥＣＧデータを生成するために変調された信号を獲得し、デジタル化し、復調し、処理し得るマイクロプロセッサ／ＣＰＵ（図示せず）を含み得る。変調された信号がＥＣＧデータに変換されると、それは、コンピューティングデバイス８０００のモニタ８００３（またはコンピューティングデバイス８０００に接続されるモニタ）にリアルタイムで表示され得る。ＥＣＧデータは、ユーザが電極アセンブリ７００５と接触している限り、便座７０００を使用している間表示され得る。コンピューティングデバイス８０００はまた、ユーザが、たとえば不整脈、徐脈、頻脈などの心臓の異常を経験しているかどうかを決定するために、ＥＣＧデータを分析し得る。コンピューティングデバイス８０００は、この決定を行うためのいくつかの適切なアルゴリズムのいずれかを利用し得る。ユーザが上記の心臓の異常のいずれかを経験していると決定したことに応答して、コンピューティングデバイス８０００は、ユーザに警告を表示し、ユーザの医師に通知するなどの他の行動をとってもよい。
【0315】
いくつかの実施形態では、コンピューティングデバイス８０００は、コンピューティングデバイス８０００上でＥＣＧデータが直接リアルタイムに表示され評価されることを可能にするための、アプリケーション（図示せず）を含み得る。たとえば、ＥＣＧデータがアップロードされると、ＥＣＧデータをアプリケーションの中で調べることができ、アプリケーションは、コンソールが、ゲームプレイの間に、または要求に応じて、ユーザの心拍数および心拍情報を画面上でユーザに示すことを可能にし得る。アプリケーションは、たとえば、ユーザが心臓の異常を経験しているかどうかを決定するためにＥＣＧデータを分析すること、ユーザが上記の心臓の異常のいずれかを経験していると決定したことに応答して画面上の警告をユーザに表示すること、および／または、ユーザが上記の心臓の異常のいずれかを経験していると決定したことに応答してユーザの医師に通知することなどの、他の機能の実行も処理し得る。
【0316】
いくつかの実施形態では、上で論じられたように、電極アセンブリ７００５は、電極７００５Ａ～７００５Ｃに加えて、ユーザが観察することを望む生理学的信号を検出するように動作可能な、任意の適切なセンサを含み得る。そのような生理学的信号の限定しない例は、限定はされないが、呼吸、心拍、心拍数、パルスオキシメトリ、ＰＰＧ、体温などを含む。たとえば、電極アセンブリ７００５は、ある人物のヘモグロビンの酸素飽和度を、血液サンプルから直接測定するのではなく非侵襲的な方式で間接的に観察するために、パルスオキシメトリセンサ（図示せず）を含み得る。パルスオキシメトリセンサは、指先または耳たぶなどのその人物の体の薄い部分に置かれるので、右肘掛けまたは左肘掛け（７００１または７００２）のいずれかに配置されてもよい。たとえば、右肘掛けおよび左肘掛けが取っ手またはグリップとして実装されるとき、パルスオキシメトリセンサは、ユーザが肘掛けをつかんでいる間に人差し指（または任意の指）が置かれるであろう場所に配置されてもよい。赤の波長と赤外線の波長との両方を含む光が、ユーザの指（または適切な付属器官）の一方の側面から他方の側面へと通過する。２つの波長の各々の吸収率の変化が測定され、その差が、ある人物の血液の酸素飽和度および皮膚中の血液量の変化を推定するために使用され得る。次いで、パルスオキシメトリセンサを使用して、または単一の光源を使用した光センサを用いて、ＰＰＧが取得され得る。ＰＰＧは、血流および心拍数を測定するために使用され得る。次いで、このデータのデジタル表現が、本明細書で説明されるように使用されて伝えられ得る。いくつかの変形では、超音波送信デバイスにより送信されるアナログ情報とデジタル情報とのハイブリッドを形成するために、アナログ情報も符号化され、かつ／またはデジタル情報に付加されてもよい。
【0317】
本明細書で説明される例示的なデバイスの多くはウェアラブルであるが、本明細書で説明される他のデバイス（たとえば、腕輪、チェストバンド、ペンダント、宝飾品、便座など）、原理、モジュール、サブシステム、および要素が、他のデバイス、特に生体センサデバイスのために使用されてもよい。たとえば、モバイル遠隔通信デバイス（たとえば、スマートフォン）のケースまたはホルダが、データ信号の符号化、ハイブリッドデジタル／アナログ超音波信号としての符号化などの、これらの態様のいずれを組み込んでもよい。したがって、ウェアラブル医療センサに加えて、あらゆるスタンドアロン医療センサが、これらの特徴のいずれを含んでもよい。
【0318】
特徴または要素が別の特徴または要素「に接している」ものとして本明細書において言及されるとき、それは、他の特徴もしくは要素に直接接していてもよく、または、介在する特徴および／もしくは要素も存在していてもよい。対照的に、特徴または要素が別の特徴または要素「に直接接している」ものとして言及されるとき、介在する特徴または要素はない。特徴または要素が別の特徴または要素に「接続される」、「取り付けられる」、または「結合される」ものとして言及されるとき、それは、他の特徴もしくは要素に直接接続され、取り付けられ、もしくは結合されてもよく、または、介在する特徴もしくは要素が存在してもよいことも理解されるだろう。対照的に、特徴または要素が別の特徴または要素に「直接接続される」、「直接取り付けられる」、または「直接結合される」ものとして言及されるとき、介在する特徴または要素は存在しない。一実施形態に関して説明され、または示されるが、そのように説明され、または示される特徴および要素は、他の実施形態にも当てはまり得る。別の特徴に「隣接して」配設される構造または特徴への言及は、隣接する特徴と重複する部分、またはその基礎となる部分を有し得ることも、当業者により理解されるだろう。
【0319】
本明細書において使用される用語は、特定の実施形態のみを記述することが目的であり、本発明を限定することは意図されない。たとえば、本明細書において使用されるとき、単数形の「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が別段明確に示さない限り、複数形も含むことが意図される。「備える」および／または「備えている」という用語は、本明細書において使用されるとき、述べられた特徴、ステップ、動作、要素、および／またはコンポーネントの存在を規定するが、１つまたは複数の他の特徴、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および／またはそのグループの存在もしくは追加を排除しないことがさらに理解されるだろう。本明細書において使用されるとき、「および／または」という用語は、関連する列挙される項目のうちの１つまたは複数のあらゆるすべての組合せを含み、「／」と省略されることがある。
【0320】
図に示される別の要素または特徴に対するある要素または特徴の関係を記述するために、「真下（ｕｎｄｅｒ）」、「下（ｂｅｌｏｗ）」、「より下（ｌｏｗｅｒ）」、「真上（ｏｖｅｒ）」、「より上（ｕｐｐｅｒ）」などの空間的に相対的な用語が、説明を簡単にするために本明細書において使用されることがある。空間的に相対的な用語は、図において示される向きに加えて、使用中または動作中のデバイスの様々な配向を包含することを意図していることが理解されるだろう。たとえば、図のデバイスが逆にされる場合、他の要素または特徴の「真下（ｕｎｄｅｒ）」または「真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」にあるものとして説明される要素は、他の要素または特徴の「真上」に配向される。したがって、「真下」という例示的な用語は、真上と真下との両方の配向を包含し得る。デバイスは別様に配向されてもよく（９０度回転される、または他の配向）、本明細書において使用される空間的に相対的な記述子はそれに従って解釈される。同様に、「上に（ｕｐｗａｒｄｌｙ）」、「下に（ｄｏｗｎｗａｒｄｌｙ）」、「垂直な（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」、「水平な（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」などの用語は、別段明確に示されない限り、単に説明を目的に本明細書において使用される。
【0321】
「第１の」および「第２の」という用語が、様々な特徴／要素を記述するために本明細書で使用されることがあるが、文脈が別段示さない限り、これらの特徴／要素はこれらの用語により限定されるべきではない。これらの用語は、ある特徴／要素を別の特徴／要素と区別するために使用され得る。したがって、本発明の教示から逸脱することなく、以下で論じられる第１の特徴／要素は第２の特徴／要素と呼ばれてもよく、同様に、以下で論じられる第２の特徴／要素は第１の特徴／要素と呼ばれてもよい。
【0322】
実施例において使用されるときを含めて、本明細書および特許請求の範囲において使用されるとき、別段明確に指定されない限り、すべての数字が、「約」または「およそ」という語が前にあるかのように、それらの語が明確に存在していなくても読まれてもよい。「約」または「およそ」という語句は、説明される値および／または位置が合理的に予想される値および／または位置の範囲内にあることを示すために、大きさおよび／または位置を記述するときに使用され得る。たとえば、数値は、述べられた値（または値の範囲）の＋／－０．１％、述べられた値（または値の範囲）の＋／－１％、述べられた値（または値の範囲）の＋／－２％、述べられた値（または値の範囲）の＋／－５％、述べられた値（または値の範囲）の＋／－１０％などの値を有し得る。本明細書において記載されるあらゆる数値範囲は、それに包摂されるすべての部分範囲を含むことを意図している。
【0323】
本開示の好ましい実施形態が本明細書において示され説明されてきたが、そのような実施形態は単なる例として与えられることが当業者には明らかであろう。本発明から逸脱することなく、当業者は今や、数々の変形、変更、および置換を想起するだろう。本明細書において説明される本発明の実施形態の様々な代替形態が、本発明を実践する際に利用され得ることを理解されたい。以下の請求項は本発明の範囲を定義し、これらの請求項の範囲内の方法および構造とそれらの均等物が請求項により包含されることが意図される。
【符号の説明】
【0324】
３００ ケース
３０１ モバイル遠隔通信デバイス
３０９ 電極
３１１ 電極
３１３ 電極
４００ 装置
５０９ 電極
５１１ 電極
５１３ 電極
６０９ 電極
６１１ 電極
６１３ 電極
７０９ 電極
８０５ 電極ユニット
８０９ 電極
８１１ 電極
８１３ 電極
９０９ 電極
９１１ 電極
９１３ 電極
０４０１ 医療用センシングデバイス
０４０３ センサ
０４０５ マイクロコントローラ
０４０７ 超音波トランスデューサ
０４２０ 超音波信号
０４２５ 遠隔通信デバイス
０４２７ クライアント制御論理
０４２９ オーディオピックアップ
０４３３ データ入力
０１０２５ 遠隔通信デバイス
０１０３１ ソースデバイス
０１０３３ 超音波トランスデューサ
０１０５１ 暗号鍵
０１０５３ 暗号鍵入力
０１１３０ スマートフォン
０１１６５ ユーザボタン
０１１８２ 電池
０１１８３ プロセッサ
０１１８４ 超音波トランスデューサ
０１１８６ センサ
０１１９０ 振動モータ
０１１９２ 電極
０１１９４ 超音波検出器
０１２０１ ウォッチ
０１２０３ 電極
０１２０５ モバイル遠隔通信デバイス
０１２０７ 電極
１００９ 電極
１１００ コンピューティングデバイス
１１１０ プロセッサ
１１２０ メモリ
１１３０ ストレージ
１１４０ ネットワークインターフェース
１１５０ ローカルインターフェース
１１６０ オペレーティングシステム
１１７０ アプリケーション１
１１８０ アプリケーション２
１１９０ ユーザインターフェース
１１９５ ディスプレイ
１２００ 外部デバイス
１２１０ センサ
１２１５ 接続
１２２０ プロセッサ
１２３０ ローカルインターフェース
１２３５ 接続
２１００ スマートフォン
２１１０ 前面
２１２０ 縁
２１３０ 背面
２１４０ ディスプレイ
２２００ スマートフォン保護ケース
２２１０ 電極リード
２２２０ 電極リード
２２３０ 電極リード
３１００ タブレットコンピュータ
３１１０ 前面
３１２０ 縁
３１３０ 背面
３１４０ ディスプレイ
３２００ タブレットコンピュータ保護ケース
３２１０ 電極リード
３２２０ 電極リード
４１００ キーボード
４２００ キーボードアクセサリ
４２１０ 電極リード
４２２０ 電極リード
５１００ ラップトップコンピュータ
５２００ センサアクセサリ
５２１０ 電極リード
５２２０ 電極リード
７０００ 便座
７００１ 右肘掛け
７００２ 左肘掛け
７００３ 座部
７００５ 電極アセンブリ
８０００ コンピューティングデバイス
８００１ ネットワーク
３０１ モバイル遠隔通信デバイス
３０９ 電極
３１１ 電極
３１３ 電極
４００ 装置
５０９ 電極
５１１ 電極
５１３ 電極
６０９ 電極
６１１ 電極
６１３ 電極
７０９ 電極
８０５ 電極ユニット
８０９ 電極
８１１ 電極
８１３ 電極
９０９ 電極
９１１ 電極
９１３ 電極
０４０１ 医療用センシングデバイス
０４０３ センサ
０４０５ マイクロコントローラ
０４０７ 超音波トランスデューサ
０４２０ 超音波信号
０４２５ 遠隔通信デバイス
０４２７ クライアント制御論理
０４２９ オーディオピックアップ
０４３３ データ入力
０１０２５ 遠隔通信デバイス
０１０３１ ソースデバイス
０１０３３ 超音波トランスデューサ
０１０５１ 暗号鍵
０１０５３ 暗号鍵入力
０１１３０ スマートフォン
０１１６５ ユーザボタン
０１１８２ 電池
０１１８３ プロセッサ
０１１８４ 超音波トランスデューサ
０１１８６ センサ
０１１９０ 振動モータ
０１１９２ 電極
０１１９４ 超音波検出器
０１２０１ ウォッチ
０１２０３ 電極
０１２０５ モバイル遠隔通信デバイス
０１２０７ 電極
１００９ 電極
１１００ コンピューティングデバイス
１１１０ プロセッサ
１１２０ メモリ
１１３０ ストレージ
１１４０ ネットワークインターフェース
１１５０ ローカルインターフェース
１１６０ オペレーティングシステム
１１７０ アプリケーション１
１１８０ アプリケーション２
１１９０ ユーザインターフェース
１１９５ ディスプレイ
１２００ 外部デバイス
１２１０ センサ
１２１５ 接続
１２２０ プロセッサ
１２３０ ローカルインターフェース
１２３５ 接続
２１００ スマートフォン
２１１０ 前面
２１２０ 縁
２１３０ 背面
２１４０ ディスプレイ
２２００ スマートフォン保護ケース
２２１０ 電極リード
２２２０ 電極リード
２２３０ 電極リード
３１００ タブレットコンピュータ
３１１０ 前面
３１２０ 縁
３１３０ 背面
３１４０ ディスプレイ
３２００ タブレットコンピュータ保護ケース
３２１０ 電極リード
３２２０ 電極リード
４１００ キーボード
４２００ キーボードアクセサリ
４２１０ 電極リード
４２２０ 電極リード
５１００ ラップトップコンピュータ
５２００ センサアクセサリ
５２１０ 電極リード
５２２０ 電極リード
７０００ 便座
７００１ 右肘掛け
７００２ 左肘掛け
７００３ 座部
７００５ 電極アセンブリ
８０００ コンピューティングデバイス
８００１ ネットワーク
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図2E】
【図2F】
【図2G】
【図2H】
【図2I】
【図2J】
【図2K】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図3D】
【図3E】
【図3F】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図10D】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12A】
【図12B】
【図12C】
【図13A】
【図13B】
【図13C】
【図14A】
【図14B】
【図14C】
【図15A】
【図15B】
【図15C】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21A】
【図21B】
【図21C】
【図22】
【図23】
【図24A】
【図24B】
【図24C】
【図24D】
【図24E】
【図25】
【図26A】
【図26B】
【図27】
【図28A】
【図28B】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【国際調査報告】