用于低功率定量測量的集成裝置的制造方法

用于低功率定量測量的集成裝置的制造方法
【專利摘要】一種裝置包括無線使能的能量采集裝置、能量存儲部件、DC?DC轉換器和功能電路。該能量存儲部件電聯接至該無線使能的能量采集裝置，用于存儲由該無線使能的能量采集裝置從與該裝置相鄰定位的無線傳輸裝置采集的能量。該DC?DC轉換器電聯接至該能量存儲部件，用于從該能量存儲部件接收電壓輸出并且將所接收到的該電壓輸出轉換為第二電壓電平，以便向該裝置的一個或多個部件提供功率。該功能電路用于測量流體樣本中的物質濃度。該功能電路聯接至該DC?DC轉換器，從而使得該功能電路獲得由該DC?DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率。
【專利說明】
用于低功率定量測量的集成裝置
技術領域
[0001] 本披露總體上涉及一種傳感器系統，并且更具體地涉及一種在無線裝置附近供電 并且允許基于來自該無線裝置中的保留功率來向各個傳感器供電的傳感器系統。
【背景技術】
[0002] 由于為測量裝置的操作供電所需的電源的大小，現有的用于執行定量測量的測量 裝置會比較笨重。現有測量裝置的相對笨重的大小會限制這種測量裝置的適用性。進一步 地，電源的大小不僅僅為現有測量裝置增加了體積，而且還限制了部件在現有測量裝置內 的可能安排。從而，禁止對以前的測量裝置的尺寸進行修改。本披露涉及多種針對這些或其 他問題的解決方案。

【發明內容】

[0003] 超小型裝置（例如，可穿戴裝置)在大小上受到裝置的電池的約束。半導體工藝的 發展允許測量和動作(例如，遞送治療），但是功率要求限制了以較小或較薄的形狀因數應 用這種裝置。本披露包括對減輕超小型裝置上的電池的問題并且使能以較小形狀因數應用 半導體技術的技術(例如，適形于用戶皮膚的較薄、柔性、可伸展、可穿戴裝置)的說明。本披 露利用仔細選擇并且特別設計的硬件以及憑經驗測試的軟件來控制低功率電子器件的定 時，從而使得低功率的電子器件可以從或者（1)如例如NFC裝置(例如，NFC EEPR0M)、太陽能 裝置、熱電裝置等能量采集裝置和/或(2)符合所要求的形狀因數的小電池中汲取可接受地 低電流。
[0004] 根據一些實現方式，裝置（例如，裝置720、800、1000)包括電子部件（例如，902、 1060、230)，這些電子部件被選擇為使得它們雖然消耗最小的功率仍然符合應用要求。雖然 裝置的電子部件(例如，902、230和1060)是低功率裝置，當它們被接通時，它們可能汲取將 導致能量采集裝置(例如，無線使能的能量采集裝置210、1010)或小電池(例如，電池910)崩 潰的過大電流。這通常發生在啟動時，或者其有可能在測量的某些階段發生(例如，由于傳 感器(例如，傳感器1070)在測量/測試期間所汲取的功率）。
[0005] 根據一些實現方式，為解決在啟動時的功率汲取的問題，在本披露的裝置中包括 了具有定時控制電路（例如，定時控制電路1054)的預充電電路（例如，預充電電路901、 1052)。
[0006] 根據一些實現方式，為解決在操作期間、尤其是在敏感測量（例如，使用傳感器 1070)期間維持穩定功率的問題，Μ⑶(例如，Μ⑶903、1062)被包括在內以便控制何時激活 某些子電路（例如，存儲器1064、ADC 1066、DAC 1068和傳感器1070)以及它們持續多長時 間。這些子電路可以循環通斷并且僅當裝置(例如，裝置720、800、1000)需要時才會被使用。
[0007] 根據本披露的一些實現方式，測量裝置包括近場通信(NFC)使能的能量采集裝置、 能量存儲部件、DC-DC轉換器、計數器和功能電路。該能量存儲部件電聯接至該NFC使能的能 量采集裝置，用于存儲由該NFC使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的NFC傳輸裝 置采集的能量。該DC-DC轉換器電聯接至該能量存儲部件。該功能電路電聯接至該DC-DC轉 換器。該能量存儲部件采集并存儲由該NFC使能的能量采集裝置所采集的該能量中的至少 一部分能量直至由該計數器所設置的第一時間Ti。使用存儲在能量存儲部件中的能量中的 至少一部分能量在由計數器所設置的第二時間T 2激活DC-DC轉換器。使用由DC-DC轉換器所 提供的功率中的至少一部分功率在由計數器所設置的第三時間Τ 3激活功能電路。
[0008] 根據本披露的一些實現方式，測量裝置包括近場通信(NFC)使能的能量采集裝置、 能量存儲部件、預充電電路、DC-DC轉換器和功能電路。該能量存儲部件電聯接至該NFC使能 的能量采集裝置，用于存儲由該NFC使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的NFC傳 輸裝置采集的能量。該預充電電路電聯接至該能量存儲部件。該DC-DC轉換器電聯接至該預 充電電路。該功能電路電聯接至該DC-DC轉換器。該預充電電路被配置成用于阻止在該能量 存儲部件與該DC-DC轉換器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的能 量量值，并且用于之后維持在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的該電通信。該功能電 路被配置成用于使用由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率來激活。
[0009] 根據本披露的一些實現方式，用于測量流體樣本中的分析物的測量裝置包括無線 使能的能量采集裝置、能量存儲部件、DC-DC轉換器和功能電路。該能量存儲部件電聯接至 該無線使能的能量采集裝置，用于存儲由該無線使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰 定位的無線傳輸裝置采集的能量。該DC-DC轉換器電聯接至該能量存儲部件，用于從該能量 存儲部件接收電壓輸出并且將所接收到的該電壓輸出轉換為第二電壓電平，以便向該測量 裝置的一個或多個部件提供功率。該功能電路用于測量流體樣本中的分析物的數量。該功 能電路聯接至該DC-DC轉換器，從而使得該功能電路獲得由該DC-DC轉換器所提供的該功率 中的至少一部分功率。
[0010] 本披露的另外的方面鑒于各種實現方式的詳細說明對本領域技術人員是顯而易 見的，該詳細說明是參考附圖所作出的，下面提供了這些附圖的簡要說明。 附圖簡要說明
[0011] 通過閱讀以下參照附圖進行的詳細說明，本披露的上述和其他優點將變得清楚。
[0012] 圖1是根據本披露的一些實現方式的電池的透視圖；
[0013] 圖2是根據本披露的一些實現方式的電源電路的電路圖的示意性視圖，該電源電 路包括無線使能的能量采集裝置、能量存儲裝置和DC-DC轉換器；
[0014] 圖3是圖表，展示了根據本披露的一些實現方式的第一 DC-DC轉換器的特性；
[0015]圖4是圖表，展示了根據本披露的一些實現方式的第二DC-DC轉換器的特性；
[0016] 圖5是圖表，展示了根據本披露的一些實現方式當各個子系統接通時測量裝置的 電流負載；
[0017] 圖6是流程圖，展示了根據本披露的一些實現方式的系統的部件的啟動順序；
[0018] 圖7是流程圖，展示了根據本披露的一些實現方式的用于相對于測量裝置放置無 線傳輸裝置的逐步指令；
[0019] 圖8是根據本披露的一些實現方式的測量裝置的示意圖；
[0020] 圖9是根據本披露的一些實現方式的測量裝置的電路圖的示意性視圖；并且
[0021] 圖10是根據本披露的一些實現方式的裝置的電路圖的示意性視圖。
[0022]雖然本披露易有不同修改和替代形式，具體的實現方式已經在附圖中通過舉例示 出并且將在此進行詳細描述。然而，應當理解，本披露并不旨在限于所披露的具體形式。相 反，本披露將覆蓋落入由所附權利要求書限定的本披露的精神和范圍之內的全部修改、等 效物和替代方案。
【具體實施方式】
[0023] 本披露涉及用于使用測量裝置進行定量分析的方法、設備和系統，這些測量裝置 不包括電源或者用于例如如環境目的和/或診斷目的等應用的低功率電源。低功率電源可 以是提供低于大約2 5mAH、大約2 OmAH、大約15mAH、大約1 OmAH、大約5mAH或大約1 mAH的功率 的電源。在一些實現方式中，低功率電源可以提供低于大約5mA峰值電流，如但不限于具有 子5mA峰值電流的薄膜電池100a(圖1)。本披露的測量裝置用于檢測和/或量化樣本的至少 一種成分，如但不限于生物樣本(例如，血液、尿液等)或其他化學樣本。
[0024] 在一些替代性實現方式中，測量裝置包括較高功率電源，其中，該較高功率電源保 持休眠或者被最小程度地使用以便根據在此所描述的原理重復測量裝置的狀態。
[0025] 在此所描述的示例系統、方法和設備有助于從計算裝置(如但不限于用于為數據 收集和/或分析系統供電的智能電話)進行能量采集。
[0026] 在此所描述的示例系統、方法和設備還通過基本上消除對板上電源的需要而提供 在電源電路設計方面的創新。這促成了對系統的電源電路的許多創新和不同設計。
[0027] 在此所描述的示例系統、方法和設備還提供了創新方法來引導用戶以有助于能量 采集的方便方式來部署測量裝置(參見例如圖7)。
[0028] 在此描述了仔細地將能量分為小量以允許滿系統功率的啟動順序（參見例如圖 6)。在此的系統可以用于間歇性監測應用，其中，可能不需要持續的監測。例如，在此的系統 可以用來在短時間段內存儲所采集的能量，足以允許測量裝置執行數據收集和/或數據分 析。在另一個示例中，所存儲、采集的能量中的一部分能量可以用來執行數據存儲和/或數 據傳輸。
[0029] 在一些實現方式中，可以將數據傳輸至系統的存儲器并且/或者通信（傳輸）至外 部存儲器或其他存儲裝置、網絡和/或板外計算裝置。該外部存儲裝置可以是服務器，包括 數據中心中的服務器。這種計算裝置的非限制性示例包括智能電話、平板計算機、膝上計算 機、平板觸摸計算機、電子閱讀器或其他電子閱讀器或手持式、便攜式或可穿戴式計算裝 置、Χ?κκ?、\Vi你或其他游戲系統。
[0030] 根據在此所描述的系統、方法和設備的任何測量裝置都可以被配置成用于間歇性 用途。
[0031] 根據在此所描述的系統、方法和設備的任何測量裝置都可以被配置為傳感器單 元、傳感器貼片、監測裝置、診斷裝置、治療裝置或可以使用如在此所披露的采集的能量來 操作的任何其他測量裝置。作為一個非限制性示例，測量裝置可以是葡萄糖監測器或其他 葡萄糖測量裝置。
[0032] 本披露的測量裝置可以被配置成用于許多不同類型的感測模態。感測模態包括例 如檢測和/或量化壓力、阻抗、電容、血流和/或特定物質（如但不限于化學品、蛋白質或抗 體)的存在。在一些實現方式中，測量裝置被實現用于執行對環境條件的電測量。
[0033]在醫療(并且具體地人類診斷）領域中，護理點（P0C)測試通常是指在中心實驗室 之外的實驗室測試。POC已經改善了病人護理效率，因為它允許無論病人在哪里都可以進行 診斷測試，包括在一些情形下由病人自己進行診斷測試。P0C不僅僅為病人提供自我健康監 測的方便，還允許進行遠程醫療記錄保持和診斷，例如通過將P0C測試結果通過互聯網上傳 至健康專家的站點。
[0034] 來自對樣本的分析的定量信息可以用于例如確定葡萄糖水平或診斷疾病(例如， HIV、瘧疾等）。當樣本(如但不限于血液)被放置到測試平臺上時，可以使用預存儲的測定來 分析該樣本。作為非限制性示例，基于在此所描述的示例測量裝置的測量平臺可以被配置 成用于提供指示樣本的至少一種成分的數據或其他信息。在一個示例中，該數據或其他信 息可以存儲至測試平臺的存儲器或者被無線地傳輸。在另一個示例中，基于在此所描述的 示例測量裝置的測量平臺可以被配置成用于提供對來自定量測量的數據或其他信息的指 示，包括但不限于對顏色指示、符號和/或數字讀出的改變。定量測量的結果可以用來提供 對個人的狀況的指示，如但不限于葡萄糖水平或對維他命D水平的指示、或者針對病痛(如 但不限于HIV或瘧疾）的正面或負面指示、和/或病痛的進展程度。在一些示例中，這些裝置 可以被配置成用于執行電定量測量，這些電定量測量可以用于進行醫療診斷，包括確定蛋 白質或抗體的存在和/或量化蛋白質或抗體，如但不限于皰疾診斷或HIV診斷。
[0035] 在一些示例中，測量裝置可以被配置成用于執行電定量測量，這些電定量測量用 于確定動態量，如但不限于血流速度或心率。
[0036] 本披露包括不具有電源或者具有用于提供與樣本或狀況(如但不限于環境狀況或 生理狀況)相關的定量信息的低功率電源的各種測量裝置。這種測量裝置包括電子電路以 及促成測量裝置的操作以分析對樣本或狀況的測量結果的處理器可執行指令(包括固件）， 其中，測量裝置不具有電源或者包括低功率電源。
[0037] 根據一些實現方式，本披露的測量裝置是具有嵌入式電子器件以采集經量化的測 量結果的微流體測試裝置(例如，血糖儀）。微流體測試裝置可以被配置成用于將與所測量 的樣本相關的定量信息傳輸至計算裝置(例如，智能電話、膝上計算機、桌上計算機等）。
[0038] 測量裝置可以被配置為具有經調整的適形性的柔性的、適形的電子裝置。對適形 性的控制允許生成可以適形于表面的輪廓的測量裝置而不破壞測量裝置的功能特性或電 子特性。可以基于結構的靈活性和/或可伸展性的程度來對整體適形裝置的適形性進行控 制和調整。適形電子裝置的部件的非限制性示例包括處理單元、存儲器(如但不限于只讀存 儲器、閃存存儲器和/或隨機存取存儲器）、輸入接口、輸出接口、通信模塊、無源電路部件、 有源電路部件等。適形電子裝置可以包括至少一個微控制器和/或其他集成電路部件。適形 電子裝置可以包括至少一個線圈，如但不限于近場通信(NFC)使能線圈。替代性地，適形電 子裝置可以包括射頻識別(RFID)部件。在一些實現方式中，適形電子裝置包括具有雙接口、 電可擦除可編程存儲器(EEPR0M)的動態NFC/RFID標簽集成電路。
[0039] 適形電子裝置可以配置有一個或多個裝置島狀物。可以基于例如并入在整體適形 裝置(包括傳感器系統）中的部件類型、整體適形裝置的預期尺寸、以及整體適形裝置的預 期適形性程度來確定這些裝置島狀物的安排。
[0040] 作為非限制性示例，可以基于有待構造的整體適形裝置的類型來確定該一個或多 個裝置島狀物的配置。例如，整體適形裝置可以是可穿戴適形電子器件結構、或者有待布置 在柔性和/或可伸展物體中的無源或有源電子結構。
[0041] 作為另一個非限制性示例，可以基于有待在該整體測量裝置的預期應用中使用的 那些部件來確定測量裝置的該一個或多個裝置島狀物的配置。示例應用包括溫度傳感器、 神經傳感器、水合傳感器、心臟傳感器、運動傳感器、流傳感器、壓力傳感器、設備監測器(例 如，智能設備）、呼吸節律監測器、皮膚電導監測器、電接觸或其任何組合。在一些實現方式 中，該一個或多個裝置島狀物可以被配置成包括至少一個多功能傳感器，包括溫度、應變 和/或電生理傳感器、組合式動作/心臟/神經傳感器、組合式心臟/溫度傳感器等。
[0042] 在本披露的一些實現方式中，測量裝置被配置為不具有板上電源。在這種實現方 式中，該測量裝置的適形性程度相對于包括板上電源的測量裝置得到了提高。進一步地，可 以以新的形狀因數來對在此所披露的測量裝置進行配置，允許創建非常薄且適形的裝置。 作為非限制性示例，測量裝置的平均厚度為大約2.5mm或更小、大約2mm或更小、大約1.5mm 或更小、大約1mm或更小、大約500微米或更小、大約100微米或更小、或者大約75微米或更 小。在示例實現方式中，測量裝置的至少一部分可以是折疊的，或者測量裝置可以被使得圍 繞并且適形于有待測量的樣本的一部分。在測量裝置的至少一部分是折疊的示例中，測量 裝置的平均厚度可以是大約5mm或更小、大約4mm或更小、大約3mm或更小、大約2mm或更小、 大約1mm或更小、大約200微米或更小、或者大約150微米或更小。側向的平面內尺寸可以基 于所期望的應用而變化。例如，側向尺寸可以在厘米或厘米的一小部分的數量級上。在其他 示例中，示例測量裝置可以被配置成具有其他尺寸、形狀因數、和/或縱橫比（例如，更薄、更 厚、更寬、更窄、或許多其他變化形式）。
[0043]適用于根據在此所披露的原理的任何系統、設備或方法的計算裝置的非限制性示 例包括智能電話、平板計算機、膝上計算機、平板觸摸計算機、電子閱讀器或其他電子閱讀 器、Xbox?、Wi誠)或其他游戲系統或其他手持式或可穿戴計算裝置。
[0044] 如在此所討論的，測量裝置可以不具有電源或者包括提供少量功率以便執行定量 測量的電源。這樣，基于為電源部件所花費的降低的成本或無成本、或者避免或減少與照顧 電源或者為電源充電相關聯的成本，可以使測量裝置成本更低。進一步地，由于結構中更少 或更多簡化的部件，測量裝置可以較不復雜，并且因此，可以通過更低成本的制造工藝來進 行制造。假如測量裝置被制造為不具有電源部件或者具有低功率電源部件，測量裝置對于 環境而言將更好一些，因為在布置時可能化學品更少。
[0045] 適用于本披露的測量裝置中的至少一些測量裝置的電源的非限制性示例在此包 括電池、燃料電池、太陽能電池、電容器和熱電器件。圖1示出了電池的示例，包括體低漏電 電池 100b和薄膜電池 100a。
[0046] 在一些實現方式中，測量裝置通過能量采集汲取用于執行定量測量的功率。測量 裝置的能量采集部件可以是可用來將一種形式的能量轉換為另一種形式的能量(如但不限 于電能）的任何部件。在一些實現方式中，測量裝置通過從熱梯度、機械振動、橫波和/或縱 波的能量采集來汲取用于執行定量測量的功率。橫波或縱波可以由外部計算裝置(例如，智 能電話)的至少一個部件來生成。在一些實現方式中，測量裝置的能量采集部件是超材料、 光電子器件、熱電器件、共振器、線圈、或可以被配置成用于聯接一種形式能量的其他部件。 橫波可以是電磁波或者聲波。縱波可以是聲波。
[0047] 在一些實現方式中，測量裝置通過基于無線電波從外部計算裝置（例如，智能電 話)的能量采集來汲取用于執行定量測量的功率。在這種實現方式中，可以在測量裝置中實 施表面聲波技術以便利用壓電效應來將聲波轉換為電信號。例如，表面聲波傳感器可以包 括用于轉換的梳型換能器。
[0048] 在一些實現方式中，本披露的測量裝置是單用途裝置(例如，單用途血糖測試傳感 器裝置/系統）、或者可以用于執行兩種或更多種定量測量的裝置(例如，多用途裝置，如例 如保持與用戶的皮膚相接觸的連續型葡萄糖監測傳感器裝置/系統）。例如，測量裝置可以 是用于定量測量的可重復使用的、低成本系統。結果是，通過例如減少與使用一次性用途測 試傳感器/條帶來測試某人的血糖水平相關聯的典型浪費，測量裝置可以提供環境效益。
[0049] 在一些實現方式中，測量裝置的部件被安排為使得這些部件的特定激活順序發生 以最小化測量裝置的功率需要。在一些這種實現方式中，測量裝置包括能量采集部件，并且 如下執行定量測量和/或診斷。測量裝置的能量采集部件經由外部近場通信(NFC)使能裝置 (例如，NFC線圈和/或天線)在測量和/或診斷時采集功率。也就是，測量裝置在能量采集開 始的同時或者在能量采集器件任何時間執行測量和/或診斷。在此示例中，可以在與執行能 量采集基本上相同的時間時執行測量和/或診斷。
[0050] 在一些實現方式中，測量裝置包括能量采集部件，并且如下執行定量測量和/或診 斷。測量裝置的能量采集部件經由外部近場通信(NFC)使能裝置采集功率，并且將所采集的 功率存儲在測量裝置的能量保留部件中。例如，測量裝置可以包括電容部件，并且所采集的 功率可以用來對該電容部件進行充電。在一些示例中，電容部件可以是低漏電電容器或者 超級電容器。適用于在此所披露的任何系統或設備的低漏電電容器的非限制性示例包括鋁 電解電容器、鋁聚合物電容器、或超低漏電鉭電容器。對于某些實現方式，鋁電解電容器可 以是比超低漏電鉭電容器更好的選擇。超級電容器可以提供比電解電容器或鉭電容器更高 的電荷密度，并且可以有用于需要輸送電流尖峰的實現方式。在示例中，超級電容器可以是 電解質電容器。在一些示例中，超級電容器可以用來補充或替代電源，如電池(包括Li +電 池、NiCd電池、NiMH電池或其他類似類型的電源）。測量裝置可以被配置成用于使用存儲在 能量保留部件中的用于執行測量和/或診斷的功率來開始測量和/或診斷。
[0051] 根據在此所描述的示例系統、方法和設備，提供了有助于使用測量裝置來進行在 此所描述的定量測量的過程和部件激活順序。測量裝置可以不包括電源或者包括低功率電 源。示例過程和部件激活順序還可以實現于包括相對較高的電源的測量裝置或系統中。在 這種實現方式中，在此所描述的過程和部件激活順序可以被實現為例如功率節省技術。
[0052] 在非限制性示例中，這些示例過程和部件激活順序可以與在此所描述的能量采集 結合執行，以便在執行測量和/或診斷中實現測量裝置。示例部件激活順序可以指定測量裝 置的特定部件的激活順序和定時，以便促成可靠測量的執行。測量的執行可以在完成激活 之后任何時間進行。可以使用測量裝置的通信部件和/或通信協議來傳輸指示所執行的測 量的數據、或者指示基于測量數據的診斷的信息。
[0053] 測量裝置可以被配置為使得其可以在與采集數據基本上相同的時間時被充電。電 荷可以被存儲在例如系統的電容器和/或電池中。測量裝置可以被保持在計算裝置附近一 段時間，該段時間包括充電時間和數據拉出時間。作為非限制性示例，該段時間可以為大約 三秒、大約七秒、大約十秒或者大約十五秒。一旦升壓轉換器被充電，其占用少很多的功率。 在此特定時間段之后，可以接通系統的其他部件。
[0054] 在一些實現方式中，可以使用通信協議將基于測量裝置的測量所采集的數據傳輸 至外部存儲裝置、網絡、服務器(例如，數據中心的服務器)或云數據庫，包括傳輸至外部裝 置的存儲器。例如，通信協議可以被配置成用于經由無線網絡、射頻通信協議、藍牙? (包括 藍牙?低能）、近場通信（NFC)和/或使用紅外或非紅外發光二極管（LED)來光學地傳輸數 據。在其他實現方式中，基于測量裝置的測量所采集的數據可以被存儲到測量裝置的存儲 器一段時間，并且之后被傳送(傳輸)至外部存儲裝置、網絡、服務器(例如，數據中心的服務 器)或云數據庫，包括傳輸至外部裝置的存儲器。在這種實現方式中，測量裝置可以被配置 成用于將數據存儲到本地存儲器中或者保留在測量時的直接數據傳送或者之后的某個時 間使用該選項的權利。
[0055] 作為非限制性示例，可以使得測量數據對醫師、健康專家、運動從業醫師、物理治 療師等而言是可訪問的（通過經適當保護的同意書）。例如，系統可以被配置成使得病人、醫 師、健康專家、運動從業醫師、物理治療師等可以得到指示數據測量結果的信息、與數據測 量結果相結合的元數據(包括對何時進行的測量和/或何時發生數據讀取的指示)等。在一 些實現方式中，病人、醫師、健康專家、運動從業醫師、物理治療師等可以被給予對數據測量 結果的圖形顯示或其他分析的訪問權，如但不限于測量數據的繪圖/圖表/或曲線圖。
[0056] 本披露的測量裝置可以被形成為適形傳感器，該適形傳感器用于感測、測量和/或 以其他方式量化例如樣本的至少一個參數。本披露的系統、方法和設備可以使用指示該至 少一個參數的數據的分析結果用于如醫學診斷、醫學治療、物理活動、運動、物理治療和/或 臨床目的等應用。
[0057]可以動態地在計算裝置上使用被配置為應用程序軟件的處理器可執行指令來啟 動在此所描述的過程和部件激活順序。這些處理器可執行指令可以包括向用戶指定用于對 該應用程序軟件進行導航的步驟順序的用戶指令。
[0058] 在非限制性示例中，可以以一種可以向用戶指示針對所期望的部件激活順序要遵 循的步驟順序的構型和形狀因數來配置根據在此所描述的原理的裝置。在示例中，應用程 序軟件被配置成用于向用戶顯示指令以便確定測量裝置和/或診斷裝置相對于計算裝置的 正確放置，并且指示測量裝置和/或診斷裝置將要在那個放置位置處維持的時間長度以便 促成正確的能量采集。
[0059] 在本披露的測量裝置和/或診斷裝置的一些實現方式中，用戶可以向測量裝置和/ 或診斷裝置進行寫入。
[0060] 根據在此所描述的示例系統、方法和設備，測量裝置可以聯接至系統的處理器，該 處理器被配置成用于執行在無需穩定的電源或者連續的電源的情況下促成測量的執行的 處理器可執行指令。這些處理器可執行指令可以被存儲在系統的存儲器中。在示例中，處理 器可以被配置成用于執行處理器可執行指令，這些處理器可執行指令執行用于確保較高的 使用不穩定電源進行有效測量的可能性(概率)的算法的過程。在示例中，處理器可執行指 令包括用于執行錯誤校驗和/或進行自我監測以便確保較高的有效測量的可能性(概率)的 指令。在示例中，系統包括被配置成用于提供數據緩存和功率緩存的部件。
[0061] 測量裝置可以包括至少一個電源子電路。電源子電路可以包括與雙接口、電可擦 除可編程存儲器(EEPR0M)相聯接的至少一個動態NFC使能的集成電路(NFC 1C)。在其他示 例實現方式中，可以使用其他類型的存儲器，如但不限于閃存存儲器。
[0062] 可以基于用于例如RFID標簽和蜂窩電話的標準來對在此用于1C中的NFC進行配 置。在示例實現方式中，可以使用其他形式的近場通信技術。例如，測量裝置可以被配置成 包括使用一個或多個定制調諧天線和/或通信協議的定制H-場實現方式。
[0063] 在一些實現方式中，NFC EEPR0M聯接至DC-DC轉換器。參照圖2,電源電路200包括 用于將能量存儲在存儲電容器220中的無線使能的能量采集裝置210(例如，近場通信(NFC) 使能的能量采集裝置，如NFC EEPR0M和/或RFID部件）。無線使能的能量采集裝置210聯接至 DC-DC轉換器230。電源電路200可以包括在本披露的測量裝置中用于存儲所采集的能量。在 操作中，無線使能的能量采集裝置210電壓輸出至低漏電存儲電容器（例如，存儲電容器 220)。作為非限制性示例，存儲電容器220可以是鋁電解電容器或鋁混合電解電容器中的一 個或多個。在一些示例中，存儲電容器220具有大約470微法(yF)或更高的電容。在一些示例 中，如果測量裝置被實現用于并不汲取很多電流并且可以從鉭電容器留出一定量的漏電的 測量，超低漏電鉭電容器還可以用于存儲電容器220。在示例中，存儲電容器220代替板上電 源(例如，電池100a、100b)充當針對無線使能的能量采集裝置210的存貯器。在一些示例中， 測量裝置包括低輸出電壓型的DC-DC轉換器230。
[0064]在一些實現方式中，無線使能的能量采集裝置210聯接至一個或多個可選天線 212。天線212可以用來幫助在功率采集操作期間將無線使能的能量采集裝置210與一個或 多個無線傳輸裝置(例如，NFC發送器、RFID發送器、智能電話、和/或圖7中所示出的計算裝 置710)相聯接。
[0065]在示例實現方式中，確定DC-DC轉換器230的特性，以便確定包括該DC-DC轉換器的 測量裝置的操作參數。例如，可以基于DC-DC轉換器230的特性來確定用于能量采集的測量 裝置的電源電路200的能力。例如，為促成不具有板上電源或者具有低功率電源的測量裝置 的操作，可以選擇跨無線使能的能量采集裝置210的輸出電壓范圍汲取低電流的DC-DC轉換 器230。在其他示例實現方式中，可以使用具有較低接通電壓并且在啟動時并不汲取過多電 流的任何類型的DC-DC轉換器。舉例而言，DC-DC轉換器230可以是LT3105轉換器(可以使用 低至大約225mV的輸入電壓進行操作的轉換器）。在相對于外部裝置對測量裝置進行定位 (包括被握持）以便采集能量時，可以限制初始輸出電流。例如，當靠近包括無線使能的能量 采集裝置(例如，NFC EEPR0M)的測量裝置布置外部無線傳輸裝置(例如，計算裝置)時，可以 限制初始輸出電流。如果測量裝置的整個電路在此時汲取功率，那么無線使能的能量采集 裝置無法傳遞啟動所需要的電荷或者以其他方式激活電路。例如，如果電路的被配置成用 于執行醫學診斷的部件也汲取功率，那么無線使能的能量采集裝置無法傳遞啟動電路所屬 于的電荷。
[0066] 參照圖3和圖4,示出了在空載以及在大約6.6k歐姆的負載的情況下所測量的示例 DC-DC轉換器(例如，DC-DC轉換器230)的特性的測量結果的示例繪圖300、400。基于針對DC-DC轉換器的輸入電流vs輸入電壓的測量結果來確定特性。圖3示出了可以從大約225mV的輸 入電壓操作的示例高效升壓DC-DC轉換器，具有從大約225mV至大約5V的輸入電壓范圍。圖4 示出了采用大約0.7V至大約5.5V的輸入電壓的示例隔離DC-DC轉換器。
[0067] 如通過對圖3和圖4的比較而明顯可見的，結合圖3中所示出的數據進行測量的DC-DC轉換器在低輸入電壓上汲取相對少于結合圖4中所示出的數據進行測量的DC-DC轉換器 的電流。因此，圖3和圖4中所展示的數據表明了在低電壓上DC-DC轉換器的電流消耗之差。 從此數據顯而易見的是DC-DC轉換器在低電壓上或者甚至在啟動時并不全部表現出相同的 行為。從而，基于對DC-DC轉換器的操作性質的特征化(例如，使用曲線300、400)，根據本披 露的測量裝置的設計者可以選擇在啟動時展現最優性質的DC-DC轉換器。例如，與圖3相關 聯的DC-DC轉換器將是用于實現在本披露的測量裝置內的優選選擇(優于與圖4相關聯的 DC-DC轉換器），因為它在啟動時消耗相對較少的電流。
[0068] 在示例實現方式中，測量裝置的微控制器和/或定時控制電路(例如，圖9中示出的 預充電電路901)可以被配置成用于執行處理器可讀指令以便控制系統的部件供電排序的 定時。在另一個示例實現方式中，測量裝置的微控制器可以被配置成用于執行處理器可讀 指令以便確定哪些子系統得到功率。在一些實現方式中，測量裝置包括微控制器、數模轉換 器(DAC)、至少一個放大器和至少一個無線使能的能量采集裝置(例如，NFC EEPR0M)，其中， DAC、放大器、和無線使能的能量采集裝置中的每一個都具有其自身的電源和/或來自微控 制器的定時控制。在其他示例實現方式中，可以使用其他類型的數據存儲裝置，如但不限于 閃存存儲器。在示例實現方式中，通過將功率分到這些部件（例如，DAC、放大器、NFC EEPR0M)中的每一個部件中，微控制器可以被配置成用于執行處理器可執行指令以便施加 對整體系統的電流消耗的精細控制。在示例實現方式中，微控制器可以被配置成用于執行 處理器可讀指令以動態地改變功率使用。雖然相對于微控制器描述了這些示例，在具有不 包括微控制器的配置的其他示例系統中，這些示例系統的處理器可以被配置成用于執行這 些處理器可讀指令。
[0069] 測量裝置的至少一個處理器單元和/或定時控制電路(例如，預充電電路)可以被 配置成用于執行處理器可讀指令以便控制從測量裝置的至少一個無線使能的能量采集裝 置(例如，NFC EEPR0M)和/或至少一個存儲電容器汲取電流的每個子系統的啟動順序。在示 例實現方式中，系統的該至少一個無線使能的能量采集裝置210可以被實現用于當示例計 算裝置接近測量裝置(如但不限于診斷裝置)時供應一設定量的電流和電壓。
[0070] 在一些示例實現方式中，測量裝置可以被操作用于汲取無線使能的能量采集裝置 210的可傳遞電流內的平均電流，但是并不連續地、不斷地或始終汲取電流。例如，可以存在 電流消耗浪涌，這些電流消耗浪涌可以超過無線使能的能量采集裝置210可以傳遞的瞬時 電流量，如但不限于在測量裝置啟動時。
[0071] 參照圖5,圖表500展示了本披露的測量裝置在各個子系統被接通時的電流負載。 如果所有的電子部件都同時或者基本上同時被接通，對于無線使能的能量采集裝置210芯 片而言電流將會太大而無法傳遞。圖5展示了當各個子系統接通時作為從啟動時開始時間 的函數電流可能如何浪涌。如果系統的所有部件都同時被接通，那么無線使能的能量采集 裝置210可能無法傳遞所需電流。此外，DC-DC轉換器230在其可以連續運行之前自身可能要 求多次電流浪涌。基于源自對DC-DC轉換器230的電性質的特征化的數據，確定一旦DC-DC轉 換器230已經成功地將輸入信號升壓至經調節的輸出電壓那么可以逐漸從無線使能的能量 采集裝置210汲取更多功率。從無線使能的能量采集裝置210和存儲電容器220汲取電流的 DC-DC轉換器230基于其輸入電壓和電流負載汲取動態量電流。電流負載是通過多少子系統 (例如，測量裝置的集成電路)被接通來確定的。根據在此所描述的原理，通過首先減小負 載，DC-DC轉換器230可被致使在啟動時汲取較少電流而并不使無線使能的能量采集裝置 210的輸出電壓崩潰。
[0072] 在示例中，基于對子系統的一個或多個部件的特征化，測量裝置可以被配置為不 具有電源（或者僅具有低功率電源），其使用對本地存儲的能量的聯接的無線傳輸來被供 電。使用對子系統的部件的指定上電序列來操作測量裝置，以避免或基本上阻止電流尖峰 和/或功率尖峰。來自對子系統的部件的上電行為的特征化的數據(如圖5中所示)可以用來 確定用于對部件上電的指定順序。一旦測量裝置被上電，測量裝置可以執行多種功能，如但 不限于如在此所描述的數據收集、數據存儲和/或數據傳輸。
[0073] 在示例中，處理器和/或定時控制電路（例如，預充電電路）執行處理器可執行指 令，這些處理器可執行指令基于對可以隨著每個部件的接通而發生的重疊電流尖峰進行最 小化來對子系統的部件的接通或激活進行定時。例如，基于指示在子系統的各個部件啟動 時的動態電流負載的數據(如圖5的示例中所示出的），可以確定對子系統的部件的接通或 激活的定時。如在圖5的非限制性示例中所示，對子系統的部件(如DC-DC轉換器230、微控制 器(MCU)、模擬部件、模數轉換器(ADC)和NFC EEPR0M 210)的接通或激活的定時可以基于指 示在這些部件啟動時的動態電流的數據來確定。模擬部件的非限制性示例包括被包括在模 擬電路中的放大器、傳感器以及多路復用器。
[0074]在示例實現方式中，測量裝置的至少一個存儲器可以用來存儲在此所描述的任何 處理器可執行指令。
[0075]在示例實現方式中，一旦DC-DC轉換器230連續地運行，其他子系統（例如，功能電 路，如例如包括用于測量流體樣本中的分析物濃度的傳感器的集成電路)可以依次被接通 或以其他方式激活。例如，圖6展示了測量裝置(例如，測量裝置720、800)的部件的示例啟動 順序600。在602,測量裝置隨著時間推移(例如，在如使用計數器所監測和/或指示的時間間 隔Tjajm上)從無線傳輸裝置(例如，計算裝置，如例如具有NFC和/或RFID能力的智能電話、 計算裝置710)采集功率。在大于或大約等于上電順序延遲(如使用計數器所監測和/或指示 的）的時間間隔(Tiftj酵jm)上，使用在604所累積的功率來對測量裝置(例如，測量裝置800) 的模擬子系統(例如功能電路，該功能電路包括一個或多個模擬部件和/或數字部件，如例 如用于測量流體樣本的分析物濃度的傳感器)進行上電。在一些實現方式中，以預定順序依 序對模擬子系統和/或其部件(例如，傳感器、分開并不同的集成電路等)進行上電，以最小 化在啟動時以及在DC-DC轉換器230已經穩定下來之后的功率消耗。在606，激勵（例如，接 通/激活)測量裝置的至少一個傳感器，并且讀取(例如，采集)來自由該傳感器或測量裝置 的其他部分執行的分析的數據。例如，可以通過循環貫穿測量裝置的一個或多個通道(例 如，圖8中的通道816)來進行數據采集。在608,所采集的數據存儲在微處理器單元的存儲器 中；然而，所采集的數據可以替代性地和/或另外存儲在測量裝置的閃存存儲器中。在一些 實現方式中，所采集的數據可以例如通過使用測量裝置的通信接口和/或傳輸協議被傳輸 而存儲在外部計算裝置中。在610,進行將程序讀取到NFC 1C上的過程。例如，這可以包括相 對MCU存儲器針對有效數據檢查無線使能的能量采集裝置210(例如，NFC集成電路、NFC EEPR0M等）。在612,一旦完成檢查，測量裝置可以被返回到基本上休眠狀態（如但不限于睡 眠模式），直至其被再次上電，例如使用所采集的能量和/或使用附接的電源。
[0076]控制供電排序的另一個示例實現方式如下。此示例有助于使用測量裝置(例如，測 量裝置800)的無線使能的能量采集裝置210使用僅僅來自無線傳輸裝置(例如，如智能電話 等計算裝置)的采集能量的能量來進行成功的操作。也就是，在此實現方式中，測量裝置沒 有電源。然而，在測量裝置包括電源(如低功率電源或較高功率電源)的實現方式中，在根據 在此所描述的順序使用所采集的能量的同時，這些電源可以保持休眠或離線。起初，無線傳 輸裝置(例如，智能電話)接近(例如，在兩英寸內）測量裝置，因此無線使能的能量采集裝置 210 (例如，NFC EEPROM)開始從其輸出引腳輸出電流和電壓(例如，V_)。因此，測量裝置的 存儲電容器220開始充電。隨著存儲電容器220開始充電，DC-DC轉換器230開始升壓。DC-DC 轉換器230上的負載來自例如從其中汲取功率/電流的功能電路的微控制器。處理器可以執 行處理器可執行指令，以使各個模擬子系統（例如，一個或多個功能電路)在一段時間延遲 之后開始接通。可以基于基于如在此所描述的對子系統的每個部件或部分的啟動特征的特 征化來確定該段時間延遲。還可以針對動態電流汲取來對這些子系統進行特征化。處理器 可以執行處理器可執行指令，以致使對子系統部件的上電順序，從而使得在任何給定時間 所汲取的最大動態電流到達無線使能的能量采集裝置210可以處理的水平（即低于在給定 時間無線使能的能量采集裝置210的輸出上的最大可用電流）。如果超過閾值并且無線使能 的能量采集裝置210的輸出電壓崩潰，那么微控制器可以執行處理器可執行指令以致使重 復啟動順序，其中，在系統在對子系統的各個部分進行上電之間所等待的時間間隔的量上 有所變化。這可以確保無線使能的能量采集裝置210被給予更多的時間來向存儲電容器220 和/或其他存儲電容器傳遞電流。在一些實現方式中，系統被配置成用于基于用于能量采集 的計算裝置的不同能量輸送曲線圖來改變對子系統部件的通電的開始。不同的計算裝置可 以具有不同的功率輸送曲線圖，這可能改變能量采集速率。示例系統被配置成使得各種測 量裝置(如但不限于診斷裝置)可以工作以使用所采集的能量可靠地進行數據收集和/或數 據分析。
[0077]另一個實現方式提供用于控制測量裝置相對于計算裝置的布置和/或位置，以促 成通過測量裝置從計算裝置的最優能量采集。例如，本披露的方法、系統和設備可以被實現 用于確定測量裝置與計算裝置之間的最優距離和/或最優取向角度，以便該測量裝置得到 足夠的功率，例如足以獲得測量數據并且對該數據進行分析(例如，用于診斷）的功率。在另 一個示例中，本披露的方法、系統和設備可以被實現用于通過例如指定最小時間段來確定 要多久相對于/鄰近計算裝置定位測量裝置的最優定時。最小時間段可以顯示在用來對測 量裝置進行充電的計算裝置(例如，智能電話)的顯示器上。所采集的功率可以由測量裝置 用來接收數據輸送。
[0078] 在示例中，計算裝置的處理單元可以被配置成用于執行計算機可執行指令（如但 不限于軟件）以便幫助用戶來在指定時間量內相對于測量裝置/診斷裝置對計算裝置進行 最優放置/定向。在示例中，計算裝置可以被配置成用于向用戶顯示用于相對于示例測量裝 置對計算裝置進行正確定位的指令。在另一個示例中，計算裝置可以被配置成用于向用戶 顯示再次確認相對于示例測量裝置對計算裝置的正確放置和/或放置持續時間的指示，以 確保對示例測量裝置的持續或不斷供電。
[0079] 作為非限制性示例，為進行充分的能量采集相對于測量裝置對計算裝置的放置持 續時間可以持續大約五秒、大約七秒、大約十秒或大約十五秒。在示例中，放置持續時間從 大約十秒至大約十五秒。
[0080] 參照圖7,示出了流程圖700,展示了用于相對于測量/診斷裝置720放置無線傳輸 裝置710(例如，如智能電話等的計算裝置)的逐步指令。無線傳輸裝置710的處理單元(未示 出）可以被配置成用于執行處理器可執行指令以便在無線傳輸裝置710的顯示器712上向用 戶顯示圖形，這些圖形描繪了用于相對于測量裝置720放置無線傳輸裝置710的逐步指令。 可以將這些逐步指令顯示為動畫。如在圖7中所示出的，顯示器712(如但不限于無線傳輸裝 置710的圖形用戶界面）向用戶顯示指令，以確保無線傳輸裝置710相對于測量裝置720的正 確放置以及針對最大功率采集的定時。在一些實現方式中，無線傳輸裝置710或測量裝置 720在無線傳輸裝置710與測量裝置720之間存在足以進行良好采集能量和/或數據傳輸的 充分聯接時提供聽覺和/或視覺指示。例如，無線傳輸裝置710或測量裝置720可以被配置成 用于當存在良好傳輸時發出可聽見的蜂鳴聲。在另一個示例中，無線傳輸裝置710或測量裝 置720可以包括至少一個部件，該至少一個部件當在無線傳輸裝置710與測量裝置720之間 存在建立用于進行采集能量和/或數據傳輸的良好連接時發光或者使無線傳輸裝置710震 動。作為非限制性示例，測量裝置720可以包括至少一個LED以發光用于這種指示和/或其他 指示。在另一個示例中，可以使測量裝置720的顯示器的一部分點亮，以便提供指示，如但不 限于基于電子墨水的顯示器。
[0081]在一些實現方式中，無線傳輸裝置710的處理單元執行處理器可執行指令以便顯 示定時器714,該定時器指示用戶關于相對于測量裝置720布置無線傳輸裝置710之前要等 待多久和/或要相對于測量裝置720握持無線傳輸裝置710多久。例如，在測量裝置720用于 樣本分析的情況下，可以基于樣本與化學成分(例如，測量裝置720上的試劑)之間反應的預 期持續時間來指定相對于測量裝置720布置無線傳輸裝置710之前要等待多久的定時。這可 以基于在體液(例如，血液）中的分析物(例如，葡萄糖)與化學成分(例如，試劑)化學反應發 生花費的時間。在化學反應發生的時間期間，無線傳輸裝置710不一定需要相對于測量裝置 720被布置在最優位置中。在這種示例中，系統可以被配置成使得給用戶的用于正確放置的 指令還可以指示何時反應結束并且分析可以開始。作為另一個示例，在測量裝置720用于樣 本分析的情況下，可以基于電路的各個子系統通電的預期持續時間和/或測量裝置720進行 測量的預期持續時間來指定要相對于測量裝置720將無線傳輸裝置710握持在位多長時間 的定時。
[0082]在一些實現方式中，無線傳輸裝置710的處理器可執行指令(包括軟件應用程序） 可以被配置成與測量裝置720的處理器可執行指令(包括軟件應用程序)一起工作以在數據 傳輸期間維持數據完整性，而無線傳輸裝置710相對于測量裝置720被保持在位。例如，數據 緩存可以包括在測量裝置720的微控制器上;數據可以被輸送至測量裝置710的無線使能的 能量采集裝置(例如，與無線使能的能量采集裝置210相同或類似）。在示例中，還可以存在 在由無線傳輸裝置710所接收的數據與存儲在微控制器的數據緩存中的數據之間進行的錯 誤校驗，以便驗證文件傳送(如但不限于測量數據和/或對測量數據的任何分析)的成功。可 以在任何可用機會進行奇偶校驗，以確保數據有效性。
[0083] 在一些實現方式中，在發生失敗傳輸或不良供電排序的情況下，計算裝置的處理 器可執行指令(包括軟件應用程序)和測量裝置720的處理器可執行指令(包括軟件應用程 序）可以被配置成用于使用不同的時間延遲來排序供電以及重新傳輸數據。這些可以增大 成功采集測量數據的概率。
[0084] 在此所披露的任何實現方式中，所披露的系統可以被配置成用于運行例如若干條 供電軌和/或控制線路，以便單獨對測量裝置(例如，720、800)的子系統的各個(例如，功能 電路的各部分)進行上電和/或斷電。
[0085] 在此所披露的任何實現方式中，所披露的系統可以被配置成用于獨立地控制測量 裝置(例如，720、800)的各個部件的負載，如但不限于測量裝置的功能電路和/或其內的分 開并且不同的集成電路、微控制器、放大器、數模轉換器、無線使能的能量采集裝置210、近 場通信(NFC)部件等。
[0086] 在此所披露的任何實現方式中，所披露的系統的處理器可以被配置成用于執行處 理器可執行指令以便實現定時上電順序、通過測量裝置(例如，720、800)的兩個或更多個部 件來防止同時的電流尖峰。這種同時的電流尖峰可能造成負載電流浪涌，該負載電流浪涌 可能破壞無線使能的能量采集裝置210的輸出電壓(例如，Vm)。在此所披露的任何實現方 式中，所披露的系統的處理器可以被配置成用于執行處理器可執行指令，以使所披露的系 統在負載電流過重的情況下恢復。例如，該處理器可以被配置成用于執行處理器可執行指 令，以便在發生啟動失敗的情況下修改對測量裝置(例如，720、800)的部件的上電順序的定 時，如但不限于修改對某些部件的上電之間的延遲的時間間隔。
[0087] 測量裝置(例如，測量裝置720、800)可以用來分析生物組織的樣本，如但不限于血 液。從測量裝置采集的數據可以被分析用于檢測血液中某些營養素的存在或其缺少。例如， 可以從對象或者從另一個存儲源中取得血液樣本，并且使用測量裝置的測量部分或樣本接 納部分(例如，接納器812)上存在或引入其中的測定或其他化學制劑來對該血液樣本進行 分析。在另一個示例中，該樣本可以在引入到測量裝置的測量部分之前被處理。可以對血液 樣本進行過濾以便導出血漿，并且然后該血漿可以被引入測量裝置的測量部分。從測量裝 置所采集的數據可以被分析用于檢測HIV、瘧疾，或者被用來評估膽固醇或微量營養物的水 平，如但不限于鐵、碘、維生素A水平等。
[0088] 根據本披露的測量裝置可以被配置為并不需要板上電源的低成本葡萄糖讀取器。 血液樣本或源自血液的樣本可以被引入包括用于葡萄糖水平分析的分析物的葡萄糖讀取 器的指定部分。可以使用從相對于葡萄糖讀取器被定位(包括被握持）的無線傳輸裝置(例 如，無線傳輸裝置710)的能量采集根據在此所描述的任何示例方法來對葡萄糖讀取器的電 子部件(例如，電子電路和/或功能電路808)進行上電和操作。處理器可執行指令(包括應用 程序軟件)可以被配置成用于向用戶提供何時反應分析完成已經過去足夠的時間和/或何 時能量采集已經完成已經過去足夠的時間的指示。另外，數據讀出能力不需要與葡萄糖讀 取器裝置相集成。而是，在一些實現方式中，葡萄糖讀取器例如使用通信協議來將數據傳輸 至無線傳輸裝置或其他數據存儲裝置或何時檢索系統已經過去足夠的時間。葡萄糖讀取器 對于有限數量的用戶而言或者在有限時間段(例如，針對大約兩周或大約一個月等）內可以 是一次性的或可重復使用的。低成本、一次性葡萄糖讀取器可以包括多個通道(例如，通道 816)，每個通道均可以用來分析血液樣本以提供葡萄糖水平測量結果。
[0089] 在一些實現方式中，根據本披露的測量裝置是用于檢測樣本中的各種類型的生物 標記物的生物標記物測量裝置。樣本可以是血液樣本、源自血液樣本(包括血漿）、其他體 液、分泌物或排泄物(包括糞便物或尿液）、或其他組織樣本或組織活檢。這種生物標記物測 量裝置可以用于對指示病情(如但不限于心臟病情）的生物標記物進行檢測。對測量結果的 分析可以用來指示心臟病情的發作、心臟病情的進展程度、或對心臟病情的死亡風險進行 量化。生物標記物測量裝置可以用于檢測生物標記物，如但不限于ST-2蛋白質水平。ST-2水 平生物標記物的測量結果可以用來監測心力衰竭發作或者對心力衰竭的進展程度的量化， 包括提供對心力衰竭死亡率的度量。在一些實現方式中，生物標記物測量裝置用來監測或 量化炎癥、動脈粥樣硬化、內皮功能、血栓癥、局部缺血、壞死、血液動力應激、腎功能、代謝 失調、血脂失調、或腦損傷的生物標記物的水平(可以使用生物標記物裝置所檢測的生物標 記物和由所感測/檢測的生物標記物所指示的相應病情請參見例如表1)。
[0090] 生物標記物測量裝置可以用來測量樣本中的指示神經障礙的各種類型的生物標 記物。例如，生物標記物測量裝置可以用來測量帕金森病、精神分裂癥、亨廷頓氏病、額顳癡 呆、多發性硬化癥或中風的生物標記物。
[0091] 在一些實現方式中，生物標記物測量裝置用來量化生物標記物的水平，并且基于 對其的分析，得到對心臟病情的指示。該分析可以使用生物標記物測量裝置(例如，測量裝 置720)的處理器或者使用外部計算裝置(例如，無線傳輸裝置710)的處理器來進行。樣本可 以被引入到測量裝置的指定部分。可以使用來自相對于測量裝置被定位的(包括被握持)計 算裝置的能量采集根據在此多描述的任何示例方法來對測量裝置的電子部件進行上電和 操作。處理器可執行指令(包括應用程序軟件)可以被配置成用于向用戶提供何時反應分析 完成已經過去足夠的時間和/或何時能量采集要完成已經過去足夠的時間的指示。生物標 記物測量裝置可以被配置成用于例如使用通信協議將數據(包括對測量結果的分析)傳輸 至計算裝置或其他數據存儲裝置或何時檢索系統已經過去足夠的時間。
[0092]本披露的生物標記物測量裝置可以用來檢測樣本中的肌原蛋白水平。在這種實現 方式中，樣本可以是血液樣本或源自血液樣本。樣本中增大的肌原蛋白水平、甚至僅僅是可 檢測的量可以充當對心肌的損傷或心率失常（如但不限于心肌梗塞）的生物標記物。例如， 甚至肌原蛋白水平的很小增大都可以充當對心肌細胞死亡的指示器。作為非限制性示例， 此實現方式可以用來確定胸痛是否是由于心臟病發作而導致的。使用生物標記物測量裝 置，可以量化肌原蛋白水平，并且基于對測量結果的分析，可以確定肌源蛋白水平是否指示 與心肌梗塞相一致的心肌壞死。該分析可以使用測量裝置的處理器或者使用外部計算裝置 的處理器來進行。血液樣本或源自血液的樣本可以被引入到測量裝置的指定部分。可以使 用來自相對于測量裝置被定位的（包括被握持)計算裝置的能量采集根據在此多描述的任 何示例方法來對測量裝置的電子部件進行上電和操作。處理器可執行指令(包括應用程序 軟件)可以被配置成用于向用戶提供何時反應分析完成已經過去足夠的時間和/或何時能 量采集已經完成已經過去足夠的時間的指示。測量裝置可以被配置成用于例如使用通信協 議將數據傳輸至計算裝置或其他數據存儲裝置或何時檢索系統已經過去足夠的時間。 [0093]軟件應用程序(App)可以被提供用于無線傳輸裝置(例如，無線傳輸裝置710)，該 軟件應用程序致使該無線傳輸裝置和/或測量裝置給用戶提供視覺和/或聽覺指令或提示 (包括振動提示）。給用戶的視覺和/或聽覺指令或提示(包括振動提示)可以用來指示在得 到數據測量結果(如但不限于來自葡萄糖讀取器、肌原蛋白水平讀取器或其他生物標記物 測量裝置的讀數)之前無線傳輸裝置和測量裝置應當相對于彼此被定位(包括被握持)的時 間長度。視覺和/或聽覺指令或提示(包括振動提示)可以用來在計算裝置和測量裝置相對 于彼此被定位(包括被握持)之前用信號向用戶通知分析的化學反應完成的延遲時間。 [0094]軟件應用程序(App)可以被提供用于無線傳輸裝置(例如，無線傳輸裝置710)，該 軟件應用程序致使該無線傳輸裝置和/或測量裝置給用戶提供視覺和/或聽覺指令或提示 (包括振動提示），以便指示相對于測量裝置將無線傳輸裝置放置在位的成功程度。例如，視 覺和/或聽覺指令或提示可以用來指示無線傳輸裝置與測量裝置的接近度。少至幾厘米的 誤定位在能量采集過程期間可能造成明顯下降的效率。
[0095] 測量裝置可以被配置成用于向用戶提供視覺和/或聽覺指示器或信號（包括振動 提示），以便幫助相對于無線傳輸裝置來放置測量裝置。例如，視覺和/或聽覺指示器或信號 可以改變水平以指示無線傳輸裝置與測量裝置的接近程度。在示例中，視覺和/或聽覺指示 器或信號在測量裝置接近無線傳輸裝置時可以變得更亮、更響或更強（當適用時）。
[0096] 測量裝置可以包括至少一個能量生成部件以便提供用于對子系統（例如，一個或 多個功能電路，包括例如一個或多個傳感器)進行供電的能量。例如，測量裝置可以包括至 少一個光伏部件，以便在將測量裝置暴露于電磁能(包括太陽能）下時生成功率。能量生成 部件可以是至少一個太陽能微電池。
[0097] 測量裝置可以被配置為使得可以經由無線傳輸裝置(例如，無線傳輸裝置710)的 音頻端口聯接至測量裝置而將能量引入到測量裝置。在此示例中，可以通過使用無線傳輸 裝置的音量控制來調制、調整、和/或以其他方式優化到測量裝置的功率。例如，軟件應用程 序(App)被提供用于計算裝置，該軟件應用程序致使無線傳輸裝置和/或測量裝置改變計算 裝置的音量控制以便調整、調節和/或以其他方式優化到測量裝置的功率傳送。
[0098]測量裝置可以被配置成使得可以經由聯接至無線傳輸裝置的壓電部件或熱電部 件來引入能量。例如，測量裝置可以包括聯接至壓電部件或熱電部件的端口，以促成能量采 集。
[0099] 測量裝置可以被配置為RFID讀取器。在詢問時刻，RFID讀取器測量裝置可以被相 對于計算裝置而定位。通過向RFID讀取器進行能量傳送，可以對系統的與標識（ID)信息(包 括ID標記)相關的部分和/或其他傳感器或測量部分(包括溫度傳感器)進行上電和詢問。基 于如在此所描述的對部件進行順序上電，系統的這些部件可以被運行持續若干秒，大大長 于僅RFID應用可能需要的毫秒時間尺度。這例如在RFID讀取器也被配置用于樣本分析的應 用中可以是有益的。例如，如果分析物測量部分是用于基本上同時測試樣本的若干個通道 的多通道系統，那么采用針對系統的分析物測量部分的讀數可花費在若干秒或更長的數量 級上的時間。
[0100] 本披露的測量裝置中的任何測量裝置都可以被配置成使得將電容器或其他低能 輸送部件與測量裝置的分析物讀取器相集成。分析物讀取器可以是葡萄糖電話葡萄糖讀取 器、肌原蛋白水平讀取器、或其他生物標記物測量裝置。
[0101] 根據本披露的一些實現方式，測量裝置可以被配置成用于提供與樣本相關的定量 信息，其中，該測量裝置包括襯底，該襯底具有至少一個紙基部分、至少部分地形成于該襯 底的紙基部分中或者布置在該紙基部分上的樣本接納器、電子電路(例如，一個或多個功能 電路）和電聯接至電子電路的至少一個指示器。該電子電路和該至少一個指示器部分地形 成在該襯底中或布置在該襯底上。電子電路基于來自樣本或該樣本的衍生物的輸出信號生 成分析結果。該至少一個指示器至少部分地基于該分析結果來提供對與該樣本相關的定量 信息的指示。
[0102] 參照圖8,示出了用于提供與樣本802相關的定量信息的測量裝置800。測量裝置 800包括襯底804和容器806,該容器至少部分地形成在襯底804內或者布置于其上以保持樣 本802。容器806可以是例如襯底804內形成的井或凹口。容器806可以基本上圍成包含樣本 802的空間、或者具有開放頂部。與襯底804相集成或者聯接至該襯底的電子電路808用來分 析來自樣本802、或者來自樣本802的衍生物809的輸出信號，以便提供分析結果。該衍生物 可以是來自樣本與試劑之間的反應的輸出、或者來自樣本802自身內部的反應的結果（例 如，當樣本802經受如電刺激或光刺激等刺激時）。測量裝置800還包括與襯底804相集成或 者聯接到該襯底上、并且電聯接到電子電路808(例如，一個或多個功能電路)的至少一個指 示器810,以便至少部分地基于分析結果來提供與樣本802相關的定量信息。指示器810可由 用戶讀取，并且因此充當人機界面。
[0103] 測量裝置800進一步包括接納器812,該接納器至少部分地形成在襯底804內或上 以接納樣本802。容器812可以是例如襯底804內的凹口或孔口。通道816至少部分地形成在 襯底804內或上，以便將樣本802從接納器812輸送至容器806。一滴樣本802 (如一滴血液)一 旦被接納器所接納就可以通過例如毛細管作用經由通道816被吸入容器806。
[0104] 雖然測量裝置800被示出為具有單通道816,測量裝置800可以被配置有兩個或更 多個通道和/或毛細管。任何數量的通道和/或毛細管可以用于單次測量或多次測量。
[0105] 在一些實現方式中，襯底804包括一張紙，該張紙用于經由該紙內的毛細管作用將 樣本從接納器812芯吸至容器806。如此，通道816不一定需要從紙襯底上被刻出；而是，該紙 可以例如通過在通道的期望位置上印刷蠟而被建造、或者被沖壓或壓制以允許毛細管作用 在優選方向上發生。
[0106] 襯底804可以進一步包括布置在紙基部分之上的TOMS。在一個示例中，PDMS未經固 化。在另一個示例中，襯底804進一步包括布置在這張紙之上的氨基甲酸酯。該氨基甲酸酯 可以是UV可固化的。
[0107] 在一些實現方式中，襯底804是超薄的，例如具有在大致200微米或更小數量級上 的厚度。襯底804的這種超薄結構允許整個測量裝置800可折疊。
[0108] 在一些實現方式中，測量裝置800包括保持在容器806內的試劑以便與樣本802發 生反應。由電子電路808分析的輸出信號指不試劑與樣本的反應輸出。流體通道816將樣本 802輸送至容器806以便與試劑進行反應，形成正被分析的衍生物809。
[0109]在一些實現方式中，流體通道816形成于襯底804的一張紙與襯底804的防水材料 之間。在一些這種實現方式中，襯底804通過將該張紙與該防水材料粘接在一起而形成。在 一個示例中，防水材料包括PDMS。
[0110] 在一些實現方式中，襯底804并不包括紙。例如，在一些這種實現方式中，襯底804 是基于各種各樣的其他材料(如但不限于玻璃、彈性體、聚對二甲苯、塑料、聚酰亞胺、PDMS 或其他聚合物)制成的。在示例中，襯底804可以基于任何薄復合材料，包括由具有環氧樹脂 粘接劑(如但不限于FR4)的編織玻璃纖維布構成的復合材料。
[0111]測量裝置800可以用來測量樣本802的各種各樣的性質。例如，由指示器810所提供 的定量信息可以是以下各項之一：葡萄糖水平、T細胞濃度、微生物濃度、牛血清白蛋白 (BVA)濃度、細菌濃度、水基病原體濃度、病毒載量、抗體水平、抗原水平、瘧疾、結核病或登 革熱診斷、或心肌酶濃度。
[0112] 在一些實現方式中，測量裝置720(圖7)包括電源子電路(例如，圖2中所示的電源 子電路）、無線使能的能量采集裝置210、存儲電容器220、DC-DC轉換器230、微控制器、數模 轉換器(DAC)、模數轉換器(ADC)、至少一個放大器、一個或多個模擬器件(例如，功能電路、 傳感器等）、或其任何組合。
[0113] 在一些實現方式中，測量裝置800(圖8)的電子電路808包括一個或多個功能電路、 電源子電路(例如，圖2中所示的電源電路200)、預充電電路901(圖9)、定時控制電路、計數 器、無線使能的能量采集裝置210、存儲電容器220、DC-DC轉換器230、微控制器、數模轉換器 (DAC)、模數轉換器(ADC)、至少一個放大器、一個或多個模擬器件(例如，傳感器）、或其任何 組合。
[0114] 參照圖9,根據本披露的各方面的測量裝置(例如，測量裝置720、800)的電路圖900 包括可選的預充電電路901，該預充電電路電聯接于圖2的電源電路200的存儲電容器220 (例如，能量存儲部件）與圖2的電源電路200的DC-DC轉換器230 (除了其他部件之外）之間。 在本披露的測量裝置的一些實現方式中，預充電電路901被包括到圖2的電源電路200中，以 便（i)阻止存儲電容器220與DC-DC轉換器230之間的電通信，直至充電電容器220存儲大于 閾值能量水平的量的能量，并且（ii)之后維持在存儲電容器220與DC-DC轉換器230之間的 電通信。如此，預充電電路901幫助提供從系統的電池910(例如，電池100a、100b)和/或無線 使能的能量采集裝置210(例如，代替或除電池910之外，該無線使能的能量采集裝置從無線 傳輸裝置采集能量）到DC-DC轉換器230的穩定電源連接。在一些實現方式中，預充電電路 901的R1具有1歐姆的電阻，R2具有10歐姆的電阻，并且R3具有1歐姆的電阻。預充電電路901 還包括三個晶體管T1、T2、T3。預充電電路901幫助提供足夠的啟動電荷，從而使得DC-DC轉 換器230可靠地啟動。預充電電路901包括電容器C1，該電容器幫助該預充電電路901進行對 何時向例如DC-DC控制器230發送電流的基于硬件的定時操作(例如，預充電電路901在其內 包括定時控制或定時控制電路）。
[0115] 根據一些實現方式，如在圖9中所示出的，無線使能的能量采集裝置210可以包括 一個或多個天線211a、微控制器211b、以及一個或多個存儲器211c。進一步地，電路900的包 括DC-DC轉換器230的電路部分902還可以包括一個或多個功能電路，該一個或多個功能電 路包括例如一個或多個微控制器903、一個或多個模擬子系統904(例如，一個或多個傳感器 905,如例如用于感測流體樣本中的一個或多個分析物濃度的分析物傳感器）、一個或多個 存儲器906、模數轉換器907、數模轉換器908、或其任何組合。在一些實現方式中，微控制器 903被配置成用于進行何時對例如模擬子系統904、傳感器905、存儲器906、ADC 907、DAC 908、或其任何組合進行激活和/或供電的定時操作(使用硬件和/或軟件）。在這種實現方式 中，微控制器903能夠控制接通(即激活)該電路部分(例如，功能電路）中的其他元件的順序 和/或時間，這有助于最小化和/或防止這些部件（例如，傳感器905)以致使包括電路900的 裝置失敗、崩潰或以其他方式不按照預期的那樣進行（例如，進行一個或多個測量測試）的 方式來排出供應自DC-DC轉換器230和/或存儲電容器220的功率。
[0116] 參照圖10(其中，相同參考數字用于在此所描述的相同部件），裝置1000(例如，測 量裝置)包括無線使能的能量采集裝置1010、能量存儲裝置1020、控制電路1050、DC-DC轉換 器230和功能電路1060。該無線使能的能量采集裝置1010與在此所描述的無線使能的能量 采集裝置210相同或相似。該無線使能的能量采集裝置1010被配置成用于從無線傳輸裝置 (例如，使能具有NFC的智能電話)接收無線信號并且將那些信號轉換和/或采集為能量。所 采集的能量被存儲在能量存儲裝置1020中，該能量存儲裝置可以是存儲電容器(例如，與存 儲電容器220相同或類似）。能量存儲裝置1020電聯接于無線使能的能量采集裝置1010與控 制電路1050之間，該控制電路被配置成用于控制裝置1000的其他部件(如例如DC-DC轉換器 230)的激活。在一些替代性實現方式中，控制電路1050與計數器(未示出）相聯接，該計數器 用于向控制電路1050提供輸入用于控制對裝置1000的一個或多個部件的激活。控制電路 1050用于通過監測并等待臨界質量的電荷聚集在能量存儲裝置1020中來控制裝置1000的 一個或多個部件（例如，DC-DC轉換器230)的激活。在由硬件部件值和電路所指定的特定時 間量之后并且在能量存儲裝置1020到達一定電壓電平之后，能量存儲裝置1020與DC-DC轉 換器230之間的路徑變成閉合電路，由此使電流從能量存儲裝置1020流向DC-DC轉換器230。 控制電路1050可以包括預充電電路1052和/或定時控制電路1054。在一些實現方式中，預充 電電路1052在其中包括定時控制電路1054。預充電電路1052與在此所描述的預充電電路 901相同或相似，并且當被包括在裝置1000中時，確保在所存儲的能量到達如在此所描述的 預定閾值時可靠地建立能量存儲裝置1020與其他裝置部件(例如，DC-DC轉換器230和功能 電路1060)之間的電連接。定時控制電路1054控制對DC-DC轉換器230的激活(例如，接通）。 具體地，定時控制電路1054與對能量存儲裝置1020的閾值檢測結合工作，從而使得過去足 夠的時間以供能量存儲裝置1020增長電荷。當能量存儲裝置1020的電壓到達預定閾值時， T3接通，接通預充電電路901、1052中的T2,關閉電路，并且使電流經由控制電路1050從能量 存儲裝置1020流向DC-DC轉換器230 JC-DC轉換器230電聯接至控制電路1050和功能電路 1060 AC-DC轉換器230從能量存儲裝置1020接收電壓輸出并且將所接收的電壓輸出轉換成 第二電壓電平，以便向裝置1000的一個或多個部件提供功率。實質上，DC-DC轉換器230將能 量存儲裝置1020的電壓輸出提高到第二較高的電壓。功能電路1060電聯接至DC-DC轉換器 230用于從中接收功率。功能電路1060可以包括一個或多個微控制單元(M⑶)1062、一個或 多個存儲器器件1064、一個或多個模數轉換器1066、一個或多個數模轉換器1068、一個或多 個傳感器1070、或其任何組合。在一些實現方式中，功能電路1060包括充足的數字和/或模 擬部件(例如，集成電路)來確定流體樣本中的分析物濃度。在一些實現方式中，MCU 1062包 括被配置成用于控制對功能電路1060的各個其他部件的激活(例如，接通)的定時控制或定 時控制狀態機1063。例如，MCU 1062和/或定時控制1063進行何時對例如存儲器1064、ADC 1066、DAC 1068、傳感器1070或其任何組合進行激活和/或供電的定時操作(使用硬件和/或 軟件）。在這種實現方式中，Μ⑶1062和/或定時控制1063能夠控制接通（即激活)功能電路 1060中的其他元件的順序和/或時間，這有助于最小化和/或防止這些部件（例如，傳感器 1070)以致使裝置1000失敗、崩潰或以其他方式不按照預期的那樣進行(例如，進行一個或 多個測量測試)的方式來排出供應自DC-DC轉換器230和/或存儲電容器1020的功率。在一些 實現方式中，MCT 1062和/或定時控制1063包括用于向定時控制1063提供輸入的計數器 1080〇
[0117] 在一些替代性實現方式，控制電路1050與功能電路1060中的一個或多個部件電連 接，用于通過例如激活功能電路1060內的一個或多個開關(例如，晶體管)來控制（例如，激 活)這些部件，而非由MCU 1062和/或定時電路1063控制功能電路1060。
[0118] 在一些實現方式中，功能電路包括Μ⑶1062、存儲器器件1064、ADC 1066和傳感器 1070。在一些這種實現方式中，控制電路1050被配置成用于激活（即接通)為Μ⑶1062供電 的DC-DC轉換器230。然后，MCU 1062和/或定時控制電路1063被配置成用于并以預定順序在 預定時間激活（即接通)存儲器裝置1064、ADC 1066和傳感器1070,以便例如確保通過使所 有的部件都充分供電而正確地啟動裝置1000。
[0119] 雖然貫穿本披露已經描述了各種實現方式，設想可以將參照一種實現方式和/或 附圖所描述的任何元件、部件、電路、裝置等包括在任何其他實現方式中。例如，預充電電路 901可以包括在本披露的任何裝置中。又例如，功能電路1060可以包括在本披露的任何實現 方式中。再例如，計數器1080可以包括在本披露的任何實現方式中。 替代性實現方式
[0120]實現方式1。一種裝置，包括:無線使能的能量采集部件；能量存儲部件，該能量存 儲部件電聯接至該無線使能的能量采集部件，用于存儲由該無線使能的能量采集部件采集 的能量；以及功能電路，該功能電路用于進彳丁測量，該功能電路聯接至能量存儲部件，從而 使得該功能電路僅僅由通過無線使能的能量采集部件所采集并且存儲在該能量存儲部件 中的能量進行供電。
[0121] 實現方式2。如實現方式1所述的裝置，其中，由該無線使能的能量采集部件所采集 的能量來自與該裝置相鄰的無線傳輸裝置。
[0122] 實現方式3。如實現方式2所述的裝置，其中，該無線傳輸裝置是智能電話。
[0123] 實現方式4。如實現方式1所述的裝置，進一步包括DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電 聯接至該能量存儲部件，用于從該能量存儲部件接收電壓輸出并且將所接收到的該電壓輸 出轉換為第二電壓電平，以便向功能電路和/或該裝置的一個或多個部件提供功率。
[0124] 實現方式5。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括處理器。
[0125] 實現方式6。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括控制器。
[0126] 實現方式7。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括存儲器。
[0127] 實現方式8。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括模數轉換 器。
[0128] 實現方式9。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括數模轉換 器。
[0129] 實現方式10。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括傳感器。
[0130] 實現方式11。如實現方式4所述的裝置，其中，該一個或多個其他部件包括用于測 量流體樣本中的分析物濃度的分析物傳感器。
[0131]實現方式12。如實現方式11所述的裝置，其中，該分析物是葡萄糖，并且該流體樣 本是血液。
[0132] 實現方式13。如實現方式7所述的裝置，其中，該存儲器是近場通信電可擦除可編 程存儲器(NFC EEPR0M)存儲器。
[0133] 實現方式14。如實現方式4所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件包 括以預定順序在預定時間接收由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率的至 少兩個部件。
[0134] 實現方式15。如實現方式4所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件以 及該DC-DC轉換器各自以預定順序在預定時間從該能量存儲部件接收該電壓輸出中的至少 一部分電壓輸出。
[0135] 實現方式16。如實現方式15所述的裝置，進一步包括微控制器，該微控制器用于根 據這些預定時間和該預定順序來控制該測量裝置的該一個或多個部件以及該DC-DC轉換器 的上電順序。
[0136] 實現方式17。如實現方式1所述的裝置，進一步包括電聯接至該能量存儲部件的預 充電電路，該預充電電路被配置成用于（i)阻止在該能量存儲部件與該功能電路之間的電 通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的能量量值，并且（ii)之后維持在該能量 存儲部件與該功能電路之間的電通信。
[0137] 實現方式18。如實現方式4所述的裝置，進一步包括電聯接于該能量存儲部件與該 DC-DC轉換器之間的預充電電路，該預充電電路被配置成用于（i)阻止在該能量存儲部件與 該DC-DC轉換器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的能量量值，并 且(ii)之后維持在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的電通信。
[0138] 實現方式19。如實現方式1所述的裝置，其中，該裝置是無電池的，從而使得該能量 存儲部件、和該功能電路各自單獨通過由該無線使能的能量采集部件所采集的能量來供 電。
[0139] 實現方式20。如實現方式4所述的裝置，其中，該裝置是無電池的，從而使得該能量 存儲部件、該DC-DC轉換器和該功能電路各自單獨通過由該無線使能的能量采集部件所采 集的能量來供電。
[0140] 實現方式21。如實現方式1所述的裝置，其中，該裝置沒有電池。
[0141]實現方式22。如實現方式1所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集部件包括近 場通信(NFC)天線。
[0142] 實現方式23。如實現方式1所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集部件包括 RFID天線。
[0143] 實現方式24。如實現方式1所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集部件包括近 場通信NFC天線。
[0144] 實現方式25。如實現方式24所述的裝置，其中，該NFC天線是線圈。
[0145] 實現方式26。如實現方式4所述的裝置，其中，該DC-DC轉換器單獨通過由該無線使 能的能量采集裝置所采集的能量來供電。
[0146] 實現方式27。如實現方式1所述的裝置，進一步包括用于將數據從該裝置傳輸至第 二裝置的通信接口。
[0147] 實現方式28。如實現方式27所述的裝置，其中，該第二裝置是無線傳輸裝置。
[0148] 實現方式29。如實現方式28所述的裝置，其中，該無線傳輸裝置是智能電話。
[0149] 實現方式30。如實現方式29所述的裝置，其中，該智能電話包括運行于其上的用于 以雙向方式通信地連接至該裝置的軟件應用程序。
[0150]實現方式31。如實現方式1所述的裝置，其中，該裝置是測量裝置。
[0151]實現方式32。如實現方式1所述的裝置，其中，該裝置是血糖測量裝置。
[0152] 實現方式33。如實現方式1所述的裝置，其中，該裝置是分析物測量裝置。
[0153] 實現方式34。如實現方式1所述的裝置，進一步包括計數器。
[0154] 實現方式35。如實現方式1所述的裝置，進一步包括定時控制電路。
[0155] 實現方式36。如實現方式1所述的裝置，其中，該能量存儲部件是電容器。
[0156] 實現方式37。如實現方式1所述的裝置，進一步包括控制電路。
[0157] 實現方式38。如實現方式37所述的裝置，其中，該控制電路是預充電電路。
[0158] 實現方式39。如實現方式37所述的裝置，其中，該控制電路是定時控制電路。
[0159] 實現方式40。如實現方式37所述的裝置，其中，該控制電路被配置成用于控制對該 裝置的其他部件的激活。
[0160] 實現方式41。如實現方式37所述的裝置，其中，該裝置的這些其他部件包括該功能 電路。
[0161] 實現方式42。如實現方式37所述的裝置，其中，該裝置的這些其他部件包括DC-DC 轉換器。
[0162] 實現方式43。如實現方式37所述的裝置，其中，該裝置的這些其他部件包括傳感 器。
[0163] 實現方式44。如實現方式37所述的裝置，其中，該裝置的這些其他部件包括處理器 和/或控制器。
[0164] 實現方式45。如實現方式37所述的裝置，其中，該裝置的這些其他部件包括模數轉 換器。
[0165] 實現方式46。如實現方式37所述的裝置，其中，該裝置的這些其他部件包括數模轉 換器。
[0166] 實現方式47。如實現方式1所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集部件是NFC EEPR0M。
[0167] 實現方式48。如實現方式1所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集部件是RFID 部件。
[0168] 實現方式49。一種測量裝置，包括:近場通信(NFC)使能的能量采集裝置;能量存儲 部件，該能量存儲部件電聯接至該NFC使能的能量采集裝置，用于存儲由該NFC使能的能量 采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的NFC傳輸裝置采集的能量;DC-DC轉換器，該DC-DC轉換 器電聯接至該能量存儲部件;計數器；以及電聯接至該DC-DC轉換器的功能電路，其中，該能 量存儲部件采集和存儲由該NFC使能的能量采集裝置所采集的該能量中的至少一部分能量 直至由該計數器所設置的第一時間h，其中，使用在該能量存儲部件中所存儲的該能量中 的至少一部分能量在由該計數器所設置的第二時間!^激活該DC-DC轉換器，并且其中，使用 由該DC-DC轉換器所提供的該能量中的至少一部分能量在由該計數器所設置的第三時間T 3 激活該功能電路。
[0169] 實現方式50。如實現方式49所述的裝置，其中，該功能電路包括用于進行測量的一 個或多個部件。
[0170]實現方式51。如實現方式49所述的裝置，進一步包括聯接至該NFC使能的能量采集 裝置的NFC天線。
[0171]實現方式52。如實現方式51所述的裝置，其中，該NFC使能的能量采集裝置包括NFC 使能的可擦除可編程存儲器(EEPR0M)。
[0172]實現方式53。如實現方式49所述的裝置，其中，該能量存儲部件是存儲電容器或超 級電容器。
[0173]實現方式54。如實現方式49所述的裝置，進一步包括聯接至該功能電路的定時控 制電路，該定時控制電路被配置成用于致使使用由該DC-DC轉換器所提供的該能量中的至 少一部分能量在該第三時間T3激活該功能電路。
[0174]實現方式55。如實現方式54所述的裝置，其中，該功能電路包括至少一個傳感器， 并且其中，該定時控制電路被配置成用于致使該傳感器在該第三時間Τ3之后的第四時間Τ4 被激活以執行測量。
[0175]實現方式56。一種測量裝置，包括:近場通信(NFC)使能的能量采集裝置;能量存儲 部件，該能量存儲部件電聯接至該NFC使能的能量采集裝置，用于存儲由該NFC使能的能量 采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的NFC傳輸裝置采集的能量;預充電電路，該預充電電路 電聯接至該能量存儲部件;DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電聯接至該預充電電路；以及功能 電路，該功能電路電聯接至該DC-DC轉換器，其中，該預充電電路被配置成用于阻止在該能 量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的 能量量值，并且用于之后維持在該能量存儲部件與該 DC-DC轉換器之間的該電通信;并且其 中，該功能電路被配置成用于使用由該DC-DC轉換器所提供的該能量中的至少一部分能量 來激活。
[0176] 實現方式57。如實現方式56所述的裝置，其中，該功能電路包括用于進行測量的一 個或多個部件。
[0177] 實現方式58。如實現方式56所述的裝置，進一步包括聯接至該NFC使能的能量采集 裝置的NFC天線。
[0178]實現方式59。如實現方式58所述的裝置，其中，該NFC使能的能量采集裝置包括NFC 使能的可擦除可編程存儲器(NFC EEPR0M)。
[0179]實現方式60。如實現方式56所述的裝置，其中，該能量存儲部件是存儲電容器或超 級電容器。
[0180] 實現方式61。如實現方式56所述的裝置，進一步包括:至少一個處理單元，該至少 一個處理單元聯接至該功能電路；以及用于存儲處理器可執行指令的至少一個存儲器，該 至少一個處理器通信地聯接至該至少一個存儲器，其中，在執行這些處理器可執行指令時， 該至少一個處理器:使用由該DC-DC轉換器所提供的該能量中的至少一部分能量在該功能 電路之前激活;并且致使該功能電路激活。
[0181] 實現方式62。如實現方式61所述的裝置，其中，該功能電路包括至少一個傳感器， 其中，在執行這些處理器可執行指令時，該至少一個處理器激活該傳感器以在該功能電路 激活之后的時間執行測量。
[0182] 實現方式63。一種用于測量流體樣本中的分析物的測量裝置，該測量裝置包括:無 線使能的能量采集裝置;能量存儲部件，該能量存儲部件電聯接至該無線使能的能量采集 裝置，用于存儲由該無線使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的無線傳輸裝置采 集的能量;DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電聯接至該能量存儲部件，用于從該能量存儲部件 接收電壓輸出并且將所接收到的該電壓輸出轉換為第二電壓電平，以便向該測量裝置的一 個或多個部件提供功率；以及功能電路，該功能電路用于測量在該流體樣本中該分析物的 量，該功能電路聯接至該DC-DC轉換器，從而使得該功能電路獲得由該DC-DC轉換器所提供 的該功率中的至少一部分功率。
[0183]實現方式64。如實現方式63所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件包 括以預定順序在預定時間接收由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率的至 少兩個部件。
[0184]實現方式65。如實現方式63所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件以 及該DC-DC轉換器各自以預定順序在預定時間從該能量存儲部件接收該電壓輸出中的至少 一部分電壓輸出。
[0185] 實現方式66。如實現方式65所述的裝置，進一步包括微控制器，該微控制器用于根 據這些預定時間和該預定順序來控制該測量裝置的該一個或多個部件以及該DC-DC轉換器 的上電序列。
[0186]實現方式67。如實現方式63所述的裝置，進一步包括電聯接于該能量存儲部件與 該DC-DC轉換器之間的預充電電路，該預充電電路被配置成用于（i)阻止在該能量存儲部件 與該DC-DC轉換器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的能量量值， 并且(ii)之后維持在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的電通信。
[0187]實現方式68。如實現方式63所述的裝置，其中，該測量裝置是無電池的，從而使得 該能量存儲部件、該DC-DC轉換器和該功能電路各自單獨通過由該無線使能的能量采集裝 置所采集的能量來供電。
[0188] 實現方式69。如實現方式63所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集裝置包括近 場通信(NFC)天線、RFID天線、或兩者。
[0189] 實現方式70。如實現方式63所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集裝置包括近 場通信NFC天線，該NFC天線是線圈。
[0190]實現方式71。如實現方式63所述的裝置，其中，該DC-DC轉換器單獨通過由該無線 使能的能量采集裝置所采集的能量來供電。
[0191] 實現方式72。如實現方式63所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件包 括用于將數據從該測量裝置傳輸至第二裝置的通信接口。
[0192] 實現方式73。如實現方式72所述的裝置，其中，該第二裝置是無線傳輸裝置。
[0193] 實現方式74。如實現方式63所述的裝置，其中，該無線傳輸裝置是智能電話，該智 能電話包括運行于其上的用于以雙向方式通信地連接至該測量裝置的軟件應用程序。
[0194] 實現方式75。一種測量裝置，包括:無線使能的能量采集裝置;能量存儲部件，該能 量存儲部件電聯接至該無線使能的能量采集裝置，用于存儲由該無線使能的能量采集裝置 從與該測量裝置相鄰定位的無線傳輸裝置采集的能量;計數器；以及電聯接至該能量存儲 部件的功能電路，其中，該能量存儲部件采集和存儲由該無線使能的能量采集裝置所采集 的該能量中的至少一部分能量直至由該計數器所設置的第一時間!^，并且其中，使用在該 能量存儲部件中所存儲的該能量中的至少一部分能量在由該計數器所設置的第二時間T 2 激活該功能電路。
[0195] 實現方式76。如實現方式75所述的裝置，進一步包括電聯接至該能量存儲部件和 該功能電路的DC-DC轉換器。
[0196] 實現方式77。如實現方式76所述的裝置，其中，使用存儲在能量存儲部件中的能量 中的至少一部分能量在由計數器所設置的第二時間T 3激活該DC-DC轉換器。
[0197] 實現方式78。如實現方式77所述的裝置，其中，該第二時間^大于該第三時間Τ3,并 且該第三時間Τ 3大于第一時間1\。
[0198] 實現方式79。一種測量裝置，包括:無線使能的能量采集裝置;能量存儲部件，該能 量存儲部件電聯接至該無線使能的能量采集裝置，用于存儲由該無線使能的能量采集裝置 從與該測量裝置相鄰定位的無線傳輸裝置采集的能量;預充電電路，該預充電電路電聯接 至該能量存儲部件;DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電聯接至該預充電電路；以及功能電路， 該功能電路電聯接至該DC-DC轉換器，其中，該預充電電路被配置成用于阻止在該能量存儲 部件與該DC-DC轉換器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的能量量 值，并且用于之后維持在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的該電通信；并且其中，該 功能電路被配置成用于使用由該DC-DC轉換器所提供的該能量中的至少一部分能量來激 活。
[0199] 實現方式80。如實現方式1所述的裝置，其中，由該功能電路所進行的該測量是對 流體樣本中的物質濃度的測量。
[0200] 實現方式81。如實現方式80所述的裝置，其中，該裝置是柔性的且可伸展的。
[0201]實現方式82。如實現方式80所述的裝置，其中，該裝置被配置成直接穿戴在該裝置 的用戶的皮膚上。
[0202]實現方式83。如實現方式82所述的裝置，其中，該流體樣本是由該裝置直接從該用 戶那里接收的。
[0203]實現方式84。如實現方式80所述的裝置，其中，正被測量的該物質是分析物、病毒、 蛋白質、細菌、酶、毒素或其任何組合。
[0204] 實現方式85。如實現方式80所述的裝置，其中，該流體樣本是血液、汗液、尿液、唾 液、淚滴、空氣或其任何組合。
[0205]實現方式86。如實現方式84所述的裝置，其中，該毒素是汞、鉛、金屬、塑料、一氧化 碳、或其任何組合。
[0206]設想的是，來自以上實現方式1-86中任一項的任何元件或其任何部分可以與來自 實現方式1-86中任一項的任何其他元件或其部分進行組合，以便形成本披露的一種實現方 式。
【主權項】
1. 一種測量裝置，包括： 近場通信(NFC)使能的能量采集裝置； 能量存儲部件，該能量存儲部件電聯接至該NFC使能的能量采集裝置，用于存儲由該 NFC使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的NFC傳輸裝置采集的能量； DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電聯接至該能量存儲部件； 計數器；以及 功能電路，該功能電路電聯接至該DC-DC轉換器 其中，該能量存儲部件采集并存儲由該NFC使能的能量采集裝置所采集的該能量中的 至少一部分能量直至由該計數器所設置的第一時間Ti， 其中，使用存儲在該能量存儲部件中的該能量中的至少一部分能量在由該計數器所設 置的第二時間T2激活該DC-DC轉換器，并且 其中，使用由該DC-DC轉換器所提供的該能量中的至少一部分能量在由該計數器所設 置的第三時間Τ3激活該功能電路。2. 如權利要求1所述的裝置，其中，該功能電路包括用于執行測量的一個或多個部件。3. 如權利要求1所述的裝置，進一步包括聯接至該NFC使能的能量采集裝置的NFC天線。4. 如權利要求3所述的裝置，其中，該NFC使能的能量采集裝置包括NFC使能的可擦除可 編程存儲器(EEPROM)。5. 如權利要求1所述的裝置，其中，該能量存儲部件是存儲電容器或超級電容器。6. 如權利要求1所述的裝置，進一步包括聯接至該功能電路的定時控制電路，該定時控 制電路被配置成用于致使使用由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率在該 第三時間Τ 3激活該功能電路。7. 如權利要求6所述的裝置，其中，該功能電路包括至少一個傳感器，并且其中，該定時 控制電路被配置成用于致使該傳感器在該第三時間Τ 3之后的第四時間Τ4被激活以執行測 量。8. -種測量裝置，包括： 近場通信(NFC)使能的能量采集裝置； 能量存儲部件，該能量存儲部件電聯接至該NFC使能的能量采集裝置，用于存儲由該 NFC使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的NFC傳輸裝置采集的能量； 預充電電路，該預充電電路電聯接至該能量存儲部件； DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電聯接至該預充電電路；以及 功能電路，該功能電路電聯接至該DC-DC轉換器，其中，該預充電電路被配置成用于阻 止在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能 量水平的能量量值，并且用于之后維持在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的該電通 信;并且 其中，該功能電路被配置成用于使用由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部 分功率來激活。9. 如權利要求8所述的裝置，其中，該功能電路包括用于執行測量的一個或多個部件。10. 如權利要求8所述的裝置，進一步包括聯接至該NFC使能的能量采集裝置的NFC天 線。11. 如權利要求10所述的裝置，其中，該NFC使能的能量采集裝置包括NFC使能的可擦除 可編程存儲器(NFC EEPROM)。12. 如權利要求8所述的裝置，其中，該能量存儲部件是存儲電容器或超級電容器。13. 如權利要求8所述的裝置，進一步包括： 至少一個處理單元，該至少一個處理單元聯接至該功能電路；以及 用于存儲處理器可執行指令的至少一個存儲器，該至少一個處理器通信地聯接至該至 少一個存儲器，其中，在執行這些處理器可執行指令時，該至少一個處理器： 使用由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率在該功能電路之前激活； 并且 致使該功能電路激活。14. 如權利要求13所述的裝置，其中，該功能電路包括至少一個傳感器，其中，在執行這 些處理器可執行指令時，該至少一個處理器激活該傳感器以在該功能電路激活之后的時間 執行測量。15. -種用于測量流體樣本中的物質濃度的測量裝置，該測量裝置包括： 無線使能的能量采集裝置； 能量存儲部件，該能量存儲部件電聯接至該無線使能的能量采集裝置，用于存儲由該 無線使能的能量采集裝置從與該測量裝置相鄰定位的無線傳輸裝置采集的能量； DC-DC轉換器，該DC-DC轉換器電聯接至該能量存儲部件，用于從該能量存儲部件接收 電壓輸出并且將所接收到的該電壓輸出轉換為第二電壓電平，以便向該測量裝置的一個或 多個部件提供功率;以及 功能電路，該功能電路用于測量在該流體樣本中該物質的濃度，該功能電路聯接至該 DC-DC轉換器，從而使得該功能電路獲得由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分 功率。16. 如權利要求15所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件包括以預定順序 在預定時間接收由該DC-DC轉換器所提供的該功率中的至少一部分功率的至少兩個部件。17. 如權利要求15所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件以及該DC-DC轉 換器各自以預定順序在預定時間從該能量存儲部件接收該電壓輸出中的至少一部分電壓 輸出。18. 如17所述的裝置，進一步包括微控制器，該微控制器用于根據這些預定時間和該預 定順序來控制該測量裝置的該一個或多個部件以及該DC-DC轉換器的上電順序。19. 如權利要求15所述的裝置，進一步包括電聯接于該能量存儲部件與該DC-DC轉換器 之間的預充電電路，該預充電電路被配置成用于（i)阻止在該能量存儲部件與該DC-DC轉換 器之間的電通信直至該能量存儲部件存儲大于閾值能量水平的能量量值，并且（ii)之后維 持在該能量存儲部件與該DC-DC轉換器之間的電通信。20. 如權利要求15所述的裝置，其中，該測量裝置是無電池的，從而使得該能量存儲部 件、該DC-DC轉換器和該功能電路各自單獨通過由該無線使能的能量采集裝置所采集的能 量來供電。21. 如權利要求15所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集裝置包括近場通信(NFC) 天線、RFID天線、或兩者。22. 如權利要求15所述的裝置，其中，該無線使能的能量采集裝置包括近場通信NFC天 線，該NFC天線是線圈。23. 如權利要求15所述的裝置，其中，該DC-DC轉換器單獨通過由該無線使能的能量采 集裝置所采集的能量來供電。24. 如權利要求15所述的裝置，其中，該測量裝置的該一個或多個部件包括用于將數據 從該測量裝置傳輸至第二裝置的通信接口。25. 如權利要求24所述的裝置，其中，該第二裝置是無線傳輸裝置。26. 如權利要求15所述的裝置，其中，該無線傳輸裝置是智能電話，該智能電話包括運 行于其上的用于以雙向方式通信地連接至該測量裝置的軟件應用程序。27. 如權利要求15所述的裝置，其中，該測量裝置是柔性且可伸展的，并且被配置成用 于直接穿戴在用戶的皮膚上。28. 如權利要求27所述的裝置，其中，該流體樣本由該測量裝置直接接收自該用戶。29. 如權利要求15所述的裝置，其中，正被測量的該物質是分析物、病毒、蛋白質、細菌、 酶、毒素或其任何組合。30. 如權利要求15所述的裝置，其中，該流體樣本是血液、汗液、尿液、唾液、淚滴、空氣 或其任何組合。
【文檔編號】A61B5/00GK105848570SQ201580003274
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年1月2日
【發明人】羅澤博·家法爾, 斯蒂芬·李
【申請人】Mc10股份有限公司