JP2003505133A - ショックおよびプレショックの医学的状態を検出するための改良された方法および装置 - Google Patents

ショックおよびプレショックの医学的状態を検出するための改良された方法および装置

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Abstract

(57)【要約】 患者の皮膚領域の下の血管の充填時間を測定することによって、患者の生理的窮迫、および生理的窮迫の現状からの回復を、診断および／または早期検出するための方法および装置。色について測定される領域の画像を取得して、基本線の色測定を求める。前記基本線測定を用いて前記測定領域の１つまたはそれ以上の追加の画像の色を比較することによって、前記領域の血管の充填時間を決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 ［技術分野］ 本発明は、医学的診断装置類の分野に関する。さらに詳細には、身体の末端器
官の皮膚領域の毛細血管流れの変化をモニタすることによって、患者のショック
、プレショックおよび心肺窮迫を、および、ショック、プレショックおよび心肺
窮迫からの患者の回復を、診断するために、生理的状態を非侵襲的に検出しかつ
モニタするための方法および装置に関する。
【０００２】 ［背景技術］ 人体の大半の部位の皮膚の標準の色は、ピンクと赤とのあいだである。この色
は、主に、血液が小動脈から小静脈へ流れるのに通る毛細血管を流れる血液の量
によって決定される。本発明は、ショック、プレショックおよび心肺窮迫の状態
のあいだの、皮膚の小静脈−毛細血管流れにおける血流力学変化（およびとくに
その減少）を非侵襲的に検出することに基づく。
【０００３】 本発明の生理的原理はショックである。ショックは、臨床的症候群である。シ
ョックの診断は、器官および組織に対する不適切な血流（灌流）の存在の臨床的
理解に基づく。ショックの大半の場合、状態は可逆的であるが、長く続く場合、
組織に不可逆性の損傷を与えることもあり、重度の場合には死に至ることもある
。もっとも一般的な種類のショックの１つは、循環血漿量減少に関連したショッ
クであり、これは容量損失の結果である。たとえば、大量の血液損失（出血）、
または、重度の脱水、嘔吐、または、下痢による体液の損失である。循環血漿量
減少関連ショックにおける初期の補償メカニズムは、皮膚組織への血液灌流を減
少して生命維持に必要な器官（脳、心臓および腎臓）への適切な灌流を可能にす
るために、皮膚組織小動脈の抵抗を増大することである。小動脈の抵抗を増大す
るプロセスは、血管収縮と呼ばれ、小動脈壁を収縮し血管の直径を減少すること
によって行われる。末端小動脈血管収縮の現象は、他の種類のショック（心不全
の結果としてのショックなど）にも現れる。小動脈血流が毛細血管の血流の減少
に導く場合（皮膚への不良灌流）は、皮膚組織小動脈の血管収縮および減少であ
る。皮膚に対する不良灌流の重要な臨床的徴候は、毛細血管充填時間（ＣＦＴ）
の予測である。皮膚の特定の領域に小さな圧力を加えると、押された領域下の毛
細血管は崩壊し、血液はそこから押し出され（白色化され）、押された領域下の
皮膚の色を白くする。圧力が不意に取り除かれると、血液は毛細血管内に流れ戻
り、元々の皮膚の色が戻ってくる。ＣＦＴは、白色化後に元々の皮膚の色が戻っ
てくる予測時間として規定される。臨床的実践では、２秒を超えてＣＦＴが長く
なることは、不良皮膚灌流の状態（ショック）かまたは冷たい周囲温度を示して
いる。ショックの状態が続く場合、小動脈の血管収縮がさらにいっそう増加し、
ＣＦＴが長くなり続ける。他方、ショックを適切に治療すると、血管収縮が減少
し、ＣＦＴが短くなる。同様の血流力学的変化は、他の種類のショックでも発生
する。
【０００４】 別の種類のショックは、心臓血管不全に関連する。心臓血管不全は、心筋（急
性心筋梗塞中など）への、主要血管（大動脈破裂など）への、または心臓の他の
構成要素（たとえば心内膜への弁損傷）への実質的な損傷に起因する。
【０００５】 ショックにおける血流力学的補償のこの生理的原理にしたがって、ＣＦＴの正
確な測定は、ショックの状態における灌流を評価する直接非侵襲性方法である。
ショックを予測する他の非侵襲性方法は下記のとおりである。 ・血圧。ショックの間接パラメータ（灌流を評価しない）。しかし、血圧の測
定は、後期段階のショック（代償機能喪失ショック）のみを識別する。 ・心拍数。ショックの間接パラメータ（灌流を評価しない）。心拍数は他の一
般的な生理的状態（たとえば、怒り、痛み）でも上昇するため、この測定の特異
性は低い。したがって、ショックの初期の識別を可能にする方法、および、ショ
ックの重度および治療に対する患者の即座の反応（ＣＦＴが短くなることは、末
端灌流が改善される証拠である）をモニタすることが望まれる。
【０００６】 初期の循環血漿量減少関連ショック、心筋梗塞および心肺窮迫は、すべて皮膚
領域の小動脈−毛細血管流れのいくらか減少に関連する。初期循環血漿量減少関
連ショックは、事実、ショックの初期段階であり、患者の血圧は、普通は正常で
ある。したがって、ショック状態への悪化を防止するように、この段階で適切な
医学的治療を提供するために、そのような初期段階を検出することが望ましい。
末端小動脈の血管収縮は、循環血漿量減少関連ショックの初期発現であるため、
ＣＦＴが長くなるのを検出することが、初期ショック状態の診断である。
【０００７】 不適切な血液供給が心筋にもたらされる別の状態は、心筋梗塞である。末端小
動脈の血管収縮は、心筋梗塞の公知の発現である。多くの場合、心筋梗塞は、心
筋への急性損傷のおよび／または心臓血管不全の評価の初期段階である。この状
態の臨床的発現は様々であり、判断を誤らせることもある。したがって、心筋へ
の不可逆性損傷への（すなわち心筋梗塞への）悪化を防止するように、この段階
で適切な医学的治療を提供するために、そのような初期段階を検出することが望
ましい。
【０００８】 心肺窮迫は、末端小動脈の血管収縮を引き起こす心肺機能の障害を誘発する疾
病または医学的状態を意味し、たとえば、鬱血性心不全、慢性肺病、薬剤の作用
または副作用、または薬剤毒性である。
【０００９】 皮膚領域の小動脈−毛細血管流れの減少に関連する他の生理的窮迫は、脱水で
あり、これは、嘔吐、下痢、重度の熱傷、または、極端な環境状態の結果として
、重度になりうる。そのような生理的状態は、流体の大幅な損失に起因する血液
粘度の上昇に関与し、これが小動脈−毛細血管流れを減少する。さらに、四肢へ
の血流の減少を含む医学的または外科的状態（たとえば、末端血管疾病、皮膚弁
の再形成など）も、皮膚領域の小動脈−毛細血管流れの減少およびＣＦＴが長く
なることに関連する。
【００１０】 上述の状態の大半の診断は、臨床的徴候が極微であるか、またはまったくない
ため困難である。これらの状態における生物学的反応は、小動脈壁の狭窄であり
、これは、結果として皮膚毛細血管流れが減少しかつＣＦＴが長くなる。このＣ
ＦＴの延長は、検出されモニタされる。
【００１１】 米国特許第３，６９８，３８２号には、静脈ＣＦＴを測定するための装置が開
示されており、これは、患者の皮膚に間欠性の均一な圧力を使用する。この装置
は、皮膚領域を照明する光源と、皮膚領域の彩色に感度の高い光電モニタ手段と
を具備する。装置は、圧力解除から、皮膚領域へ色が戻る速度を測定する。しか
し、この装置は、外部光の干渉を被り、モニタ手段用に不透明なハウジングを必
要とする。さらに、良好な精度のために必要な均一な圧力を維持するために必要
な機械的配列は、扱いにくい。さらに、米国特許第３，６９８，３８２号は、Ｃ
ＦＴのいずれの連続変化も検出しない（すなわち、ΔＣＦＴ／Δｔ−カーブを提
供しない）。
【００１２】 上述のすべての方法は、患者のショック、プレショックおよび心肺窮迫を、お
よび、実際のショック状態からの患者の回復を、診断するための正確であり使用
が簡単な装置を提供するという問題に、依然として満足のいく解決を与えていな
い。
【００１３】 本発明の目的は、患者のプレショックおよび心肺窮迫のプレショック状態、お
よび、ショック、プレショックおよび心肺窮迫の実際の状態からの患者の回復を
診断するための、先行技術の欠点を克服する非侵襲性装置を提供することである
。
【００１４】 本発明のさらなる目的は、患者のプレショックおよび心肺窮迫のプレショック
状態、および心肺窮迫の実際のショック状態からの患者の回復を診断するための
、皮膚に均一な圧力を必要としない非侵襲性装置を提供することである。
【００１５】 本発明のさらに別の目的は、患者のプレショックおよび心肺窮迫のプレショッ
ク状態を、および、心肺窮迫の実際のショック状態からの患者の回復を、診断す
るための、皮膚領域に加えられた圧力の大きさおよび／または持続時間が充分で
ないときにはいつでもユーザに指示を提供する非侵襲性装置を提供することであ
る。
【００１６】 本発明のさらに別の目的は、患者の心肺窮迫の診断および初期検出のための非
侵襲性装置を提供することである。
【００１７】 本発明のさらに別の目的は、患者の心臓血管不全の診断および初期検出のため
の非侵襲性装置を提供することである。
【００１８】 本発明のさらに別の目的は、患者の心筋梗塞の診断および初期検出のための非
侵襲性装置を提供することである。
【００１９】 本発明のさらに別の目的は、患者の脱水状態の診断および初期検出のための非
侵襲性装置を提供することである。
【００２０】 本発明のさらに別の目的は、患者の臨床的悪化または改善および治療の効果の
鋭敏な識別のための非侵襲性装置を提供することである。
【００２１】 本発明の他別の目的および利点は、説明が進むにつれて明らかになる。
【００２２】 ［発明の開示］ 本発明は、患者の皮膚領域の直下にある血管の充填時間を測定することによっ
て、患者の生理的窮迫を、および、生理的窮迫からの患者の回復を、診断しかつ
／または初期検出するための方法に関する。画像取得手段は、患者の皮膚領域が
実質的に画像取得手段の焦平面内にあるように、位置決めされる。領域は、元の
色を有し、画像取得手段が色同士を区別することができるのに充分な放射レベル
で、背景光または光源で照明される。領域の画像は、画像取得手段によって取得
され、領域の色を表わす電気信号が生成される。元の色に対応する電気信号の値
は、メモリに記憶される。血液を血管から流れさせるのに充分の強度および持続
時間の、かつ、領域の最大の白色化に対応する値を有する信号を得るための、圧
力が領域に加えられる。充填時間は、即座に圧力を取り除き、そののち、最大の
白色化から、電気信号の値が記憶された値に実質的に同一になるまでの合計時間
を測定し表示することによって、測定される。生理的窮迫は、合計時間から決定
される。「生理的窮迫」という用語を使用することによって、下記の群より選択
されるいずれの状態も含むものと意味される。すなわち、 ・実際のショック状態 ・プレショック状態 ・循環血漿量減少関連ショック ・心臓血管不全 ・心肺窮迫 ・心筋梗塞 ・脱水 ・末端血管疾患 ・手術後皮膚状態 である。
【００２３】 光源および光センサを含みかつ四肢に接触している透明な壁を有する硬質のト
ランスデューサを取り付け、制御された力をその硬質のトランスデューサに加え
ることによって、患者の四肢の表面に向けて圧力が加えられる。加えられた圧力
は、そのトランスデューサに力を加えるためにトランスデューサにリニアモータ
を加えることによって、自動化されかつ／または制御されることが可能である。
または、そのトランスデューサに力を加えるために、電磁石を、または、偏心運
動機構を有する回転モータを、トランスデューサに加えることができる。トラン
スデューサは、無線送信を使用することによって、制御されてもよく、かつ／ま
たは、測定されたデータを提供してもよい。
【００２４】 好ましくは、第２の電気信号の振幅値が測定中に所定の速度でサンプルを取ら
れ、サンプリングした値は記憶される。充填時間は、加えられた圧力の強度およ
び／または持続時間が最大の白色化を得るための充分ではないときにはいつでも
、上記記憶された値の少なくとも一部を処理することによって推測されることが
可能である。加えられた圧力の強度および／または持続時間が最大の白色化を得
るための充分ではないときにはいつでも、警告信号が提供される。圧力は、手動
でまたは自動で加えられかつ取り除かれる。
【００２５】 好ましくは、測定結果は、測定された充填速度のグラフを表示することによっ
て検証される。充填時間の測定は、異なる時間インターバルで繰り返され、すべ
ての測定値が記憶され、測定された充填速度のグラフは、時間の関数として表示
され、患者の生理的窮迫からの回復に関連した指示を得るようにする。
【００２６】 本発明は、皮膚の直下にある血管から血液を流れさせる圧力が患者の皮膚に加
えられ、その圧力に応答する患者の皮膚の色の変化にしたがって、患者の生理的
窮迫を、かつ、生理的窮迫からの患者の回復を診断し／または初期検出するため
の装置にも関する。装置は、色を正確に測定するように、患者の皮膚領域の画像
を取得するためビデオカメラなどの画像取得手段であって、領域が実質的に画像
取得手段の焦平面内にあるように位置決めされる画像取得手段と、実質的に圧力
が加えられないときに取得された画像データを使用して基本線の色測定を得るた
めの回路と、領域の色と基本線の色測定とを比較し、それによって、圧力解除後
の領域の血管の充填時間を決定するための回路と、を具備する。好ましくは、装
置は、色を正確に測定するように皮膚領域を照明するための手段をさら具備し、
光線は、画像取得手段が色を区別することができるのに充分なレベルである。
【００２７】 好ましくは、装置は、領域の色を表わす電気信号を生成するための回路と、領
域の元の色に対応する電気信号の値を記憶するための回路と、トランスデューサ
によっておよび／または画像取得手段によって収集されたデータを、記憶された
データと組み合わせて処理するためのプロセッサと、処理されたデータをグラフ
で表示するためのディスプレイと、を具備する。装置は、領域に圧力を加えるた
めの、かつ、領域の最大の白色化に対応する信号レベルを得るためのトランスデ
ューサと、色を正確に測定するように、患者の皮膚領域の画像を取得するための
画像取得手段のサンプリングするための回路と、測定中に所定の速度で電気信号
の値のサンプリングするための、かつ、サンプリングした値を記憶するための回
路と、加えられた圧力の強度および／または持続時間が最大の白色化を得るため
の充分ではないときにはいつでも警告信号を提供するための回路と、圧力を自動
的に加えかつ取り除くための装置とをさらに具備する。
【００２８】 好ましくは、装置は、画像取得手段を含み、患者の四肢に接触している透明な
壁を有し、四肢の表面に制御された圧力を加えるための硬質のトランスデューサ
を具備する。
【００２９】 本発明の上記のおよび他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、好適な
実施態様の下記の例示的かつ非限定的な詳細な説明を通して、良好に理解される
。
【００３０】 ［好適な実施態様の詳細な説明］ 図１Ａは、本発明の好適な実施態様にしたがって、毛細血管充填時間および速
度を測定することによって、患者のプレショック状態を診断するための皮膚色検
知装置の構造を概略的に例示する。装置４５０は、カラービデオカメラなどのカ
メラ４１２を具備し、これは、硬質の表面４１１（たとえばテーブルなど）より
上に、ホルダ４１４によって適所に固定され、これに対して患者の四肢４１０が
取り付けられる。四肢は、たとえば、患者の指であってもよい。カメラの位置は
、ＣＦＴ測定の目的のためにカメラ４１２によって写真を撮られる皮膚領域４１
３が、レンズの焦平面内にあるかその近傍にあるように調節される。手動で（た
とえば手で）または自動的に制御されることが可能な機械装置を使用することに
よって、圧力を皮膚領域４１３に加えかつこれから取り除くことができる。
【００３１】 背景光が皮膚領域４１３を照明し、皮膚領域４１３の表面から反射した光がカ
メラ４１２のレンズに受け取られる。色を区別するためには、現在販売されてい
る現代のカメラの大半は、０．２ルクスの最小照度レベルが充分である。カメラ
４１２は、カメラによって受け取られる画像の色に対応する大きさを有する電気
信号を生成する。背景光の照度レベルが充分ではない場合には、従来のランプま
たは発光ダイオード（ＬＥＤ）などの光源で皮膚領域４１３を照明することがで
きる。
【００３２】 検知装置１００が、電気コードで処理および表示ユニット４００に接続され、
それを通して、ＣＦＴデータが、処理および表示のために供給される。処理およ
び表示ユニット４００は、制御および処理ソフトウェアを使用するパソコンであ
ってもよく、カメラ４１２のレンズによって受け取られるデータを処理し、ＣＦ
Ｔ合計時間および速度を計算する。処理および表示ユニット４００によって提供
された指示および／または指令にしたがって、圧力がユーザによって手動で加え
られかつ取り除かれる。処理および表示ユニット４００は、圧力を自動的に加え
るのを制御するために、制御回路をさらに具備してもよい。制御回路は、画像形
成された皮膚領域から取られた、処理用の特定の領域を選択するように使用され
てもよい。そのような選択は、たとえば、処理を制御するソフトウェアによって
実行されてもよい。検知装置は、ＣＦＴを測定するために、唇または耳たぶなど
の皮下血管が多い患者の身体の他の場所に取り付けられてもよい。
【００３３】 図１Ｂは、本発明の好適な実施態様にしたがって、毛細血管充填時間および速
度を測定することによって、患者のプレショック状態を診断するための皮膚色検
知装置の構造を概略的に例示する。装置１００は、カラービデオカメラなどのカ
メラ４１２を具備し、これは、透明外側ハウジング１０２内に含まれ、そのため
、背景光の大半が外側ハウジングを通って入り、皮膚表面１０６を照明する。
【００３４】 装置１００は、カメラ４１２が色同士の間の区別をつけることができるほど、
背景光照明レベルが充分ではないときには、測定中に電源によって操作されるＬ
ＥＤなどの任意の光源１０１をさらに具備してもよい。外側ハウジング１０２は
、底部に開口を備えて光を反射してもよく、そのため、光源１０１から発せられ
る光線の大半は、１つの方向「Ａ」で底部に向けて方向づけられる。外側ハウジ
ング１０２は、不透明な内側ハウジング１０４を具備してもよく、底部に開口を
有して、光線が、底部のみから不透明な内側ハウジングスペース内に入ることが
できるようにする。この構造を使用して、カメラ４１２が内側ハウジング１０４
内で組み立てられ、皮膚から反射した光の大半を受け取る。外側ハウジング１０
２および内側ハウジング１０４の底部は、整列配置され、透明硬質層１０５に覆
われ、これは、光を両方向に通らせることを可能にしながら、圧力を皮膚に加え
るために使用される。
【００３５】 透明硬質層１０５は、皮膚の外部層１０６に接触される。圧力が垂直方向に皮
膚領域へ向けて外側ハウジング１０２に手動でまたは自動で加えられる。外側ハ
ウジングは、圧力を透明硬質層１０５へ分配し、これが、外部層１０６を通して
、皮膚の内部層１０７へさらに伝え、内部層１０７は皮下血管（毛細血管）の大
半を含む。結果として、加えられる圧力の大きさが充分であり、かつ、充分な期
間の間、維持されるのであれば、血液は圧力下である毛細血管から押し出され、
皮膚の内部層１０７の色は、より明るくなる（すなわち、白に近くなる）。背景
光および／または光源１０１から発せられた光線は、皮膚内へ貫通し、部分的に
方向「Ｂ」に反射して戻り、内側ハウジング１０４内に入る。内部層１０７から
の反射の程度は、血液が光を吸収するため、圧力下の毛細血管の血流に逆の関係
である。反射した光は、カメラ４１２のレンズに入り、これが電気信号を生成し
、その大きさは皮膚の瞬間の色に応答する。装置１００内のカメラ４１２の位置
は、透明硬質層１０５の外部表面が実質的にカメラ４１２の焦平面内にあるよう
に決定される。この位置決めによって、結果として、カメラのレンズに受け取ら
れる明瞭な焦点のあった画像が得られる。焦点のあった画像は、色同士のあいだ
の区別を改良し、したがって、測定の解像度および精度を改良する。
【００３６】 圧力のないところで（すなわち、完全血流）、皮膚の色は通常ピンクであり、
毛細血管から反射される光線は少ない。圧力下で（すなわち、血流がない）、皮
膚の色は通常白であり、より多くの光線が毛細血管から反射する。したがって、
カメラ４１２によって生成された電気信号の大きさの変化が、皮膚からの圧力除
去時に、毛細血管充填時間および速度の正確な測定値を提供する。装置１００は
、任意の光源１０１を操作するために電源に接続され、カメラ４１２によって生
提供された信号を処理し測定結果を表示するためにデータ収集、処理および表示
回路に接続される。
【００３７】 図２は、本発明の好適な実施態様にしたがって、毛細血管充填時間および速度
を測定することによって、患者のプレショック状態を診断するための装置のブロ
ック図である。装置２００は、カメラ４１２と、カメラ４１２によって受け取ら
れた画像を捉えるためのフレームグラバ２０６とを具備する。皮膚表面から反射
した光は、カメラ４１２によって、コンポジットビデオまたはレッドグリーンブ
ルー（ＲＧＢ）のビデオ信号（使用されるカメラの種類による）などの対応する
ビデオ信号に転換され、それが受け取られた画像を表わす。ビデオ信号は、電子
回路（たとえば、フレームグラバまたはビデオキャプチャ回路）内に供給され、
これがビデオ信号をデコードし、それをデジタル値の対応するアレイに転換する
。アレイはメモリに記憶される。各メモリセルは、デジタル値を含み、受け取ら
れた画像の部分の光強度および色を表わす。カメラ４１２は、１秒間に５０回の
割合で画像を更新し、したがって、フレームグラバ２０６によって生成され、メ
モリアレイに記憶された画像情報も、同一の割合で更新される。１秒間に５０回
という割合は、通常、ビデオカメラに対応し、パルスオルタレーションバイライ
ン（ＰＡＬ方式）ビデオエンコード標準に適合性がある。１秒間に６０回という
割合が、通常、ナショナルテレビジョンシステムコミティー（ＮＴＳＣ方式）ビ
デオ標準に適合性があるビデオカメラに対応する。より高い割合で画像を更新す
るより速いビデオカメラも使用することができる。
【００３８】 デジタルデータは、デジタルプロセッサ２０７に供給され、これがデータを分
析し、適切なディスプレイに結果を表示する。プロセッサ２０７は、画像の所望
の領域のサンプルを取り、これは、検査された皮膚領域の大半を含む。つぎのス
テップで、プロセッサ２０７は、検査された皮膚領域が反射した実質的にピンク
／赤の光の強度を計算する。反射した光の強度は、処理されて、圧力が加えられ
ないときには患者の皮膚の通常の色であってもよい基本線に標準化される。画像
情報は、使用されるカメラの種類によって決定される割合で更新される。したが
って、プロセッサ２０７は、標準化された強度を連続して計算する。
【００３９】 ディスプレイ２０８は、標準化された強度の計算された結果（すなわちＣＦＴ
）の表示と、時間の関数としての測定プロセスのグラフとを含む。グラフは、測
定結果が合理的であるか否かの指示を提供し、所望により、測定を繰り返すこと
ができる。本発明の好適な実施態様にしたがって、医学的治療などに対する患者
の反応に関する指示を提供するように表示することもできる。
【００４０】 図３Ａは、本発明の好適な実施態様にしたがった、ＣＦＴの測定結果のグラフ
である。第１の段階では、圧力は皮膚に加えられず、したがって、装置２００は
、患者の当初の皮膚の色のキャリブレーションを実行することができる。キャリ
ブレーションの値は、測定の最後に使用するために記憶される。皮膚の通常の色
は個人的なものであり、患者によって異なるため、キャリブレーションプロセス
は必須である。第２の段階では、押された領域で皮膚の色の最大の白色化を得る
のに充分な大きさかつ持続時間で、圧力が加えられる。圧力が充分ではないとき
、または、必要な時間より短いときには、プロセッサは、ユーザへ警告信号（ビ
ープ音など）を提供するようにプログラムすることができる。すべての押された
領域で最大の白色化を得ることは、充分な圧力を示すことになりうる。より長い
および／またはより強い圧力は、最大の白色化を超えて皮膚の色に影響を与える
ことはない。最大の白色化を得たのちに、対応する信号がユーザに提供されて、
圧力を即座に取り除く。ＣＦＴの測定は、その時点、ｔ0で開始される。皮膚の
色は最大の白色化から変化して、実質的に元の色に戻り始める。通常、充填の速
度は、充填プロセスの開始時にはより高く、時間が経過するにつれて低くなる。
装置は、記憶されたキャリブレーション値を使用して、皮膚の色が戻り、測定が
停止される時点ｔfを決定する。回復時間は、所望の測定精度にしたがって規定
されることができる。たとえば、ｔfは、現在の皮膚の色に対応するデジタルワ
ードの値が、特定の患者の元々の皮膚の色に対応するデジタルワードの値の９０
％である値に到達する時点として規定されてもよい。図３Ａのグラフにおいて、
ＣＦＴはｔf−ｔ0によって与えられる。
【００４１】 本発明の好適な実施態様にしたがって、測定の精度は、測定の最後に近い時間
インターバルで、皮膚の色の速度によって決定することができる。グラフの最後
のセグメントは、時間位置ｔ1とｔfとのあいだに表わされる。この時間インター
バル内の変化の速度は、ほとんど一定であり、加えられた圧力の大きさおよびか
つ持続時間にほとんど影響されない。したがって、ＣＦＴは、時間インターバル
ｔf−ｔ1からの相対精度で推測されることができる。正常状態下のＣＦＴは、１
秒以下であるべきである。２秒を超えるＣＦＴ値は、プレショック状態として推
測されうる。より長いＣＦＴは、より重度なショック状態を示すとみなされる。
【００４２】 図３Ｂは、本発明の好適な実施態様にしたがって、医学的治療に反応する患者
の生理的状態の傾向に関する推論を得るための、ショック状態の関数としてのＣ
ＦＴのグラフである。時間点ｔ2とｔ3とのあいだの第１の時間インターバルでＣ
ＦＴ値は２秒未満であり、したがって、患者は正常状態にある（ショックはない
）。初期の（軽度の）ショック状態は時間点ｔ3で開始し、ＣＦＴ値は２秒を超
える。適切な治療をせずに時間が経過するにつれてショックがより重くなり、最
後に時間点ｔ4で患者は中度のショック状態に入ったことを示す（ＣＦＴ値は３
秒より高い）。つぎの段階は、時間点ｔ5によって示され、これは、患者は後期
（重度の）ショック状態に入ったることを示す（ＣＦＴ値は４秒より高い）。点
ｔ5以降は、ＣＦＴは急速に上昇する。
【００４３】 本発明の好適な実施態様にしたがって、医学的治療が患者に与えられ、ＣＦＴ
はその時点から周期的に測定される。この測定を使用して、プレショックまたは
実際のショック状態が可逆性であるかを決定する。時間が経過するにつれて所与
の治療に対する患者の反応が積極的になれば、ＣＦＴは減少し、患者の生理的状
態の一定の改善を示し、最終的にはＣＦＴ値が２秒の限界未満に減少する。
【００４４】 図４は、本発明の好適な実施態様にしたがって、患者のプレショック状態を診
断するための装置を概略的に例示する。装置２００は、手の指などの皮下血管が
豊富な皮膚領域にストラップまたは接着材料によって取り付けられた皮膚色検知
装置１００と、処理および表示ユニット４００とを具備する。検知装置１００は
、電気コードで処理および表示ユニット４００に接続され、それを通して、ＣＦ
Ｔデータが、処理および表示のために供給される。処理および表示ユニット４０
０によって提供された指示および／または指令にしたがって、圧力がユーザによ
って手動で加えられかつ取り除かれる。検知装置は、ＣＦＴを測定するために、
唇または耳たぶなどの皮下血管が多い患者の身体の他の場所に取り付けられても
よい。
【００４５】 本発明の好適な実施態様にしたがって、制御可能な機械装置を検知装置１００
に統合し、外部コントローラによって加えられた圧力および圧力の解除を制御す
ることによって、自動測定を実行することができる。そのような機械装置は、回
転運動ではなく直線運動を生成するミニチュアリニアモータを具備してもよい。
または、電磁石によって、または、偏心運動機構を備えた回転モータによって、
直線運動圧力を加えることができる。直線運動を制御して、可動透明硬質層など
の可動部材を、皮膚に対して押し、対応する制御コマンドによって圧力を取り除
くことができる。
【００４６】 本発明の好適な実施態様にしたがって、検知装置１００および、処理および表
示ユニット４００は、ＣＦＴ測定に必要なデータおよび制御コマンドのワイヤレ
ス交換を可能にする送受信回路をさらに具備してもよい。ワイヤレス接続によっ
て、処理および表示ユニット４００は、各々が異なる患者に取り付けられている
数個の検知装置１００を制御しモニタすることができる。各検知装置１００は、
それに割り当てられた独特のコードによって識別され、処理されたデータと患者
とのあいだの誤った関連を排除する。
【００４７】 上述の例および説明は、当然ながら、例示目的のためのみに提供されたもので
あり、本発明をいずれの意味にも限定する意図はない。当業者によって理解され
るように、本発明は、上記に説明されたものから２つ以上の教示を使用して、た
とえば、患者の皮膚に圧力を加えるのに空気圧装置を使用し、または、ビデオカ
メラではなく赤外線カメラを使用し、患者のＣＦＴ測定の履歴を記憶しかつ表示
し、時間によるＣＦＴカーブの変化を表示して、非常に様々な方法で実行するこ
とができ、これらはすべて本発明の範囲を超えるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 本発明の好適な実施態様にしたがって、毛細血管充填時間および速度を測定す
ることによって、患者のプレショック状態を診断するための皮膚色検知装置の構
造を概略的に例示する。
【図１Ｂ】 本発明の好適な実施態様にしたがって、毛細血管充填時間および速度を測定す
ることによって、患者のプレショック状態を診断するための皮膚色検知装置の構
造を概略的に例示する。
【図２】 本発明の好適な実施態様にしたがって、毛細血管充填時間および速度を測定す
ることによって、患者のプレショック状態を診断するための装置のブロック図で
ある。
【図３Ａ】 本発明の好適な実施態様にしたがった、ＣＦＴの測定結果のグラフである。
【図３Ｂ】 本発明の好適な実施態様にしたがって、医学的治療に反応する患者の生理的状
態の傾向に関連した推論を得るための、ショックのレベルの関数としてのＣＦＴ
のグラフである。
【図４】 本発明の好適な実施態様にしたがって、患者のプレショック状態を診断するた
めの装置の使用を概略的に例示する。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１３年９月３０日（２００１．９．３０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (39)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 患者の皮膚の領域の下の血管の充填時間を測定することによ
    って、患者の生理的窮迫、および生理的窮迫の現状からの回復を、診断および／
    または早期検出するための方法であって、色について測定される領域の画像を取
    得し、前記画像を取得して基本線の色測定を求め、前記基本線測定を用いて前記
    測定領域の１つまたはそれ以上の追加の画像の色を比較することによって、前記
    領域の血管の充填時間を決定する方法。
  2. 【請求項２】 ａ）画像取得手段を設け、 ｂ）前記皮膚領域が実質的に前記画像取得手段の焦平面の範囲内にあるように、
    前記画像取得手段を位置決めし、 ｃ）前記領域を、元の色をもたせながら、前記画像取得手段が色を区別すること
    を可能ならしめるのに充分なレベルで、光の放射で照射し、 ｄ）前記画像取得手段を用いて前記領域の画像を取得し、 ｅ）前記領域の色を表わす電気信号を生成し、 ｆ）前記元の色に対応する前記電気信号の数値を記憶し、 ｇ）血液を前記血管から強制的に流出させ、かつ前記領域の最大の白色化に対応
    する数値を有する信号を得るのに充分な強さおよび持続時間の圧力を、前記領域
    に与え、 ｈ）急速に前記圧力を解放し、そののち前記電気信号の数値が実質的に前記記憶
    された数値と同一になるまで最大の白色化からの全体の時間を測定および表示す
    ることにより充填時間を測定し、そして ｉ）全体の時間から生理的窮迫を決定する 工程を含む請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記照射が背景光から得られる請求項２記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記照射が光源から得られる請求項２記載の方法。
  5. 【請求項５】 ａ）測定のあいだ所定の速度で前記電気信号の数値をサンプ
    リングして、サンプリングされた数値を記憶し、 ｂ）前記与えられた圧力の強さおよび／または持続時間が最大の白色化するのに
    充分でないときにいつでも、前記記憶された数値の少なくとも一部を処理するこ
    とによって充填時間を推測する 工程をさらに含む請求項２記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記与えられた圧力の強さおよび／または持続時間が最大の
    白色化するのに充分でないときにいつでも、警戒信号が提供される請求項２記載
    の方法。
  7. 【請求項７】 圧力が自動的に与えられ、および解放される請求項２記載の
    方法。
  8. 【請求項８】 前記測定された充填速度を表わすグラフを表示することによ
    って、測定の確認をする工程をさらに含む請求項２記載の方法。
  9. 【請求項９】 ａ）異なる時間間隔で充填時間の測定を繰り返し、 ｂ）すべての測定の数値を記憶し、そして ｃ）測定された充填時間を表わすグラフを時間関数として表示し、それにより、
    患者の生理的状態における悪化または生理的窮迫からの患者の回復に関する徴候
    を得る 工程をさらに含む請求項２記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記血管が毛細血管である請求項２記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記画像取得手段がビデオカメラである請求項２記載の方
    法。
  12. 【請求項１２】 前記画像取得手段を収容するとともに患者の四肢に接触す
    る透明の壁を有する硬質のトランスデューサに取り付け、かつ前記四肢の表面に
    向けて前記硬質のトランスデューサに制御された力を与えることにより、前記圧
    力が与えられる請求項２記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記トランスデューサに力を与えるために、リニアモータ
    をトランスデューサに追加することによって、前記与えられた圧力が自動的に加
    えられ、および／または制御される請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記トランスデューサに力を与えるために、電磁石をトラ
    ンスデューサに追加することによって、前記与えられた圧力が自動的に加えられ
    、および／または制御される請求項１２記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記トランスデューサに力を与えるために、偏心駆動機構
    を有する回転モータをトランスデューサに追加することによって、前記与えられ
    た圧力が自動的に加えられ、および／または制御される請求項１２記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記トランスデューサが、無線送信によって制御され、お
    よび／または制御されたデータを与える請求項１２記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記四肢が指である請求項１２記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記四肢が唇である請求項１２記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記四肢が耳たぶである請求項１２記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記生理的窮迫が、 実際のショック状態と、 プレショック状態と、 循環血漿量減少関連ショックと、 心臓血管不全と、 心肺窮迫と、 心筋梗塞と、 脱水と、 末端血管疾患と、 手術後皮膚状態と からなる群より選ばれてなる請求項１、２または９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 皮膚に与えられ、血液を皮膚の下の血管から強制的に流出
    させる圧力に応じた患者の皮膚の色における変化にしたがって、患者の生理的窮
    迫、および生理的窮迫からの回復を、診断するための装置であって、 ａ）色について測定される、前記患者の皮膚領域の画像を取得するための画像取
    得手段であって、前記領域が実質的に前記画像取得手段の焦平面の範囲内にある
    ように、位置決めされる画像取得手段と、 ｂ）実質的に圧力が与えられないときに、取得された画像データを用いて基本線
    の色測定を求める回路と、 ｃ）前記基本線の色測定を用いて領域の色を比較することによって、前記圧力を
    解放したのちの前記領域の血管の充填時間を決定する回路 とからなる装置。
  22. 【請求項２２】 前記画像取得手段が色を区別することを可能ならしめるの
    に充分なレベルの光の放射で、色について測定される前記皮膚領域を照射する手
    段をさらに備える請求項２１記載の装置。
  23. 【請求項２３】 ａ）色について測定される、前記患者の皮膚領域の画像を
    取得するための画像取得手段であって、前記領域が実質的に前記画像取得手段の
    焦平面の範囲内にあるように、位置決めされる画像取得手段と、 ｂ）前記領域の色を表わす電気信号を生成する回路と、 ｃ）前記データの元の色に対応する電気信号の数値を記憶する回路と、 ｄ）記憶されたデータを組み合わせて、前記トランスデューサによって、および
    ／または前記画像取得手段によって集められたデータを処理し、前記圧力が解放
    されたのちの充填時間を測定するプロセッサと、 ｅ）前記処理済のデータをグラフで表示するディスプレイとからなる請求項２１
    記載の装置。
  24. 【請求項２４】 前記画像取得手段がビデオカメラである請求項２１または
    ２３記載の装置。
  25. 【請求項２５】 前記領域に圧力を与えるため、および前記領域の最大の白
    色化に対応する信号の数値を得るためのトランスデューサをさらに備えてなる請
    求項２３記載の装置。
  26. 【請求項２６】 色について測定される、前記患者の皮膚領域の画像を取得
    するための画像取得手段であって、前記領域が実質的に前記画像取得手段の焦平
    面の範囲内にあるように、位置決めされる画像取得手段、および測定のあいだ、
    所定の速度で前記電気信号の数値をサンプリングしてサンプリングされた数値を
    記憶するための回路をさらに備えてなる請求項２３記載の装置。
  27. 【請求項２７】 前記与えられた圧力の強さおよび／または持続時間が最大
    の白色化するのに充分でないときにいつでも、警戒信号を提供する回路をさらに
    備えてなる請求項２３記載の装置。
  28. 【請求項２８】 圧力を自動的に与え、および解放する装置をさらに備えて
    なる請求項２３記載の装置。
  29. 【請求項２９】 前記画像取得手段を収容するとともに患者の四肢に接触す
    る透明の壁を有し、四肢の表面に制御された力を与える硬質のトランスデューサ
    をさらに備えてなる請求項２３記載の装置。
  30. 【請求項３０】 前記トランスデューサに自動的に加えられ、および／また
    は制御される力を与えるために、トランスデューサに合体されたリニアモータを
    さらに備えてなる請求項２９記載の装置。
  31. 【請求項３１】 前記トランスデューサに自動的に加えられ、および／また
    は制御される力を与えるために、トランスデューサに合体された電磁石をさらに
    備えてなる請求項２９記載の装置。
  32. 【請求項３２】 前記トランスデューサに力を与えるために、トランスデュ
    ーサに、偏心駆動機構を有する回転モータをさらに備えてなる請求項２９記載の
    装置。
  33. 【請求項３３】 前記トランスデューサおよび／または画像取得手段が、無
    線データ送信および／または制御データのための回路をさらに備えてなる請求項
    ２９記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記トランスデューサが患者の指に取り付けられてなる請
    求項２９記載の装置。
  35. 【請求項３５】 前記トランスデューサが患者の唇に取り付けられてなる請
    求項２９記載の装置。
  36. 【請求項３６】 前記トランスデューサが患者の耳たぶに取り付けられてな
    る請求項２９記載の装置。
  37. 【請求項３７】 前記生理的窮迫が、 実際のショック状態と、 プレショック状態と、 循環血漿量減少関連ショックと、 心臓血管不全と、 心肺窮迫と、 心筋梗塞と、 脱水と、 末端血管疾患と、 手術後皮膚状態と からなる群より選ばれてなる請求項２９記載の装置。
  38. 【請求項３８】 本出願の明細書または図面において実質的に記載または図
    示されているような、患者の生理的窮迫、および生理的窮迫からの回復を、診断
    および／または早期検出するための方法。
  39. 【請求項３９】 本出願の明細書または図面において実質的に記載または図
    示されているような、患者の生理的窮迫、および生理的窮迫からの回復を、診断
    および／または早期検出するための装置。
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