JP2011519609A - 医用センサシステム - Google Patents
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Abstract
Description
いくつかの実施形態において、ハブ102は、医用センサシステム100がハブ102を介して下流の計算、信号処理、ディスプレイ、及び/又はアーカイビング機器と接続されることができるように、医用センサシステム100に単一接続部位を提供する。いくつかの実施形態において、ハブ102は「ダミー」ハブであり、医用センサシステム100に単一接続部位を提供するためだけに機能する。ハブ102は下流の機器に配線で接続されることができ、又はハブ102は下流の計算、処理、ディスプレイ及び/又はアーカイビング機器と無線通信することができる。図1に示される医用センサシステム100は1個のハブ102を含んでいるが、いくつかの実施形態では、医用センサシステム100は複数のハブ102を含むこと、及びかかる実施形態では、各センサ(例えば、電極104)は1個以上のハブ102と通信することができることを理解すべきである。
各電極104は、当業者に既知の1つ以上の生体用電極構成を含むことができる。例えば、電極104には、表面電極(例えば、使い捨て)、吸引電極、浮き金属体の表面電極(floating metal body-surface electrode)、乾電極、又はこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。表面電極を採用する実施形態では、表面電極には、バルブ及び平板(bulb-and-plate electrode)電極(例えば、再利用可能)、プレゲル化電極(例えば、使い捨て)、湿潤ゲル電極、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。プレゲル化電極は、集電器に連結される凝集性のゲルに含まれる電解質を含むことができる。プレゲル化電極の例には、固体ゲル電極(例えば、グアーガムなどの非接着性架橋ヒドロゲル)、粘着性ゲル電極(例えば、接着性ヒドロゲル)、再付着性電極(例えば、両連続的ヒドロゲル(bicontinuous hydrogel)感圧接着剤)、及びこれらの組み合わせを挙げることができるが、これらに限定されない。湿潤ゲル電極には、感圧接着剤被覆された基板に連結された集電器、及び湿潤ゲル又はクリームを挙げることができる。このような電極を適用する前に、皮膚上で導電性境界面としての役割を果たすように、ある体積の湿潤ゲル又はクリームを乾燥した集電器に塗布することができる。かかる実施形態の湿潤ゲル又はクリームは、典型的には凝集性を有さない。かかる湿潤ゲル又はクリームは、バルブ及び平板電極にも使用され得る。ハブ102に位置決めされた電極104などの電極104は全て、同じタイプ、異なるタイプ、又はこれらの組み合わせであることができる。
医用センサシステム100は、少なくとも部分的には可変長コネクタ106のおかげで、サイズ可変でありかつ被験者50に適合する。いくつかの実施形態において、コネクタ106は、比較的小さな被験者に適応するように(例えば、初期未延伸状態において)サイズに設定されるが、より大きな被験者に適応するように構成される。図1及び図2に示される実施形態では、実質的にコネクタ106の長さに沿って(例えば、実質的に第1の方向D1に向けて)コネクタ106に力を加えることによってコネクタ106が伸長するように、コネクタ106は少なくとも部分的に粘弾性材料で形成される。非常に弾性でありかつ相当な弾性変形を呈するものから、相当な塑性変形及び最小の弾性変形を呈する粘弾性材料まで、様々な粘弾性材料を採用することができる。1つの代表的な可変長電気コネクタは、同時係属中の同一出願人による米国特許出願第61/049,678号、名称「Stretchable Electrical Connector」(Oster et al.)、及びPCT国際特許出願第______号、名称「Stretchable Conductive Connector」(Oster et al.)に記載されており、当該特許の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
本開示の医用センサシステムは、モジュール設計などの様々な方法で製造され得る。例えば、いくつかの実施形態では、ハブ、1個のコネクタ、及び1個のセンサは、一体として製造され、所望により(例えば、3−リード、5−リード、又は12リードECG構成等を形成するために)追加のセンサ−コネクタユニットをハブに連結することができる。いくつかの実施形態では、ハブは独立ユニットであり、それぞれのセンサ及びコネクタは1つのユニットとして一体に製造され、所望により、それぞれのセンサ−コネクタユニットをハブ又は他のセンサ−コネクタユニットに連結することができる。更に、いくつかの実施形態では、ハブ及び1個以上のコネクタは1つのユニットとして製造され、後から(例えば、被験者に適用する時に)センサを加えることができる。いくつかの実施形態では、各センサ、各コネクタ、及びハブは、完全にモジュールとなるように個別に形成されて、所望の数のセンサ、コネクタ、及びハブが決定されて、後から(例えば、被験者に適用する時に)一体に連結される。最後に、いくつかの実施形態では、ハブ、所望の数のセンサ、及び所望の数のコネクタは特定用途用に1つのユニットとして形成されて、必要な適用前の連結工程が最小限の状態でシステムを適用することができる。
医用センサシステムを被験者に適用する1つの代表的な方法を、図6に示される医用センサシステム500を用いて、5リードECGを得るために医用センサシステム500がどのように被験者に適用され得るかを例示するほんの一例として説明する。当業者は、医用センサシステム500を被験者に適用する方法を、本開示の医用センサシステムの他の実施形態に適用するやり方を理解するであろう。
直径0.63mm(25ミル)の半田ワイヤ(44ロジン芯、Kester Inc.,Glenview,ILより市販)のサンプルを、長さ18cmに切断した。両末端部から等距離の中心の15cm区域を、1mmワイヤフォームの上に巻き付け、長さ3cmのコイルを得るようにピッチを調整した。伝導体となるこのワイヤを、電気接点用に2つのワイヤ末端部が露出するように、及びコネクタを形成するように、支持部材となる線状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(Flexol ER276037)の中に熱融着した。次に、ワイヤのコイル末端部のすぐ外側のワイヤの直線状の末端部を部分的に覆うように、2つのタブを、熱融着したフィルムの2つの末端部に取り付けた。マルチメーターを使用してワイヤ全域の抵抗を測定し、1.3オームと記録された。次に、2つのタブを両手の親指と人差し指との間にしっかり把持し、タブの間の3cm区域を15cmの長さに伸ばすように、LLDPE薄層を含むコネクタ及びコイル状ワイヤを伸長させた。このプロセス中、ワイヤは真っすぐに伸びて線形化した。このワイヤ全域の抵抗を再度測定し、1.3オームで変化しないことが認められた。
Claims (39)
- 医用センサシステムであって、
被験者からの生理的特徴に基づいて、電磁信号、電気信号、音響信号、機械的信号、温度信号、及び化学信号の少なくとも1つを含む信号を生成するように適合されたセンサと、
前記センサからの前記信号を受信するように適合されたハブと、
前記センサと前記ハブとを連結するように適合されたコネクタであって、前記コネクタの長さを変えることによって前記センサ及び前記ハブが可変距離離間して位置決めされ得るような可変長を有し、前記センサと前記ハブとの間に前記信号のための経路を提供するように適合された、コネクタと、を含む医用センサシステム。 - 医用センサシステムであって、
ハブと、
被験者からの生理的特徴に基づいて、電磁信号、電気信号、音響信号、機械的信号、温度信号、及び化学信号の少なくとも1つを含む信号を生成するように適合されたセンサと、
前記センサに連結されたコネクタであって、更に前記ハブに連結されて前記ハブと前記センサとの間に前記信号のための経路を提供するように適合され、可変長を有するコネクタと、を含む医用センサシステム。 - 前記センサが第1のセンサであり、前記信号が第1の信号であり、かつ前記コネクタが第1のコネクタであり、
前記被験者の生理的特徴に基づいて、電磁信号、電気信号、音響信号、機械的信号、温度信号、及び化学信号の少なくとも1つを含む第2の信号を生成するように適合された第2のセンサと、
前記第2のセンサと前記ハブとを連結するように適合された第2のコネクタであって、前記第2のコネクタの長さを変えることによって前記第2のセンサ及び前記ハブが可変距離離間して位置決めされ得るような可変長を有し、前記第2のセンサと前記ハブとの間に前記第2の信号のための経路を提供するように適合された、第2のコネクタと、を更に含む、請求項1に記載の医用センサシステム。 - 前記センサが第1のセンサであり、前記信号が第1の信号であり、前記コネクタが第1のコネクタであり、
前記被験者の生理的特徴に基づいて、電磁信号、電気信号、音響信号、機械的信号、温度信号、及び化学信号の少なくとも1つを含む第2の信号を生成するように適合された第2のセンサと、
前記第2のセンサに連結された第2のコネクタであって、更に前記ハブに連結されて前記ハブと前記第2のセンサとの間に前記第2の信号のための経路を提供するように適合され、可変長を有する第2のコネクタと、を更に含む、請求項2に記載の医用センサシステム。 - 前記ハブが、
前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び下流の機器の少なくとも1つに情報を無線送信する、
前記第1のセンサ、前記第2のセンサ、及び下流の機器の少なくとも1つから情報を無線受信する、及び
これらの組み合わせをする、ように適合された送受信機を含む、請求項3又は4に記載の医用センサシステム。 - 前記センサが電極を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記ハブがコントローラを含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記ハブが前記センサに情報を送るように更に適合される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記ハブが、前記センサ及び下流の機器の少なくとも1つに情報を無線送信し、前記センサ及び下流の機器の少なくとも1つから情報を無線受信し、これらの組み合わせをするように適合される、請求項1〜8のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記ハブが下流の機器に配線で接続されるように適合される、請求項1〜9のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記ハブが前記医用センサシステムの単一接続部位としての機能を果たす、請求項1〜10のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記ハブが複数のハブのうちの1個であり、前記センサが前記複数のハブの少なくとも1個と通信するように適合される、請求項1〜11のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記センサが電極を含み、該電極が複数のサテライト電極のうちの1個であり、前記ハブが、前記医用センサシステムがマルチリードECGを生成するように適合されるように、電極を含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記コネクタの少なくとも一部分が粘弾性である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記コネクタが支持部材に連結される伝導体を含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記支持部材が粘弾性であり、前記伝導体が少なくとも1つの曲折部を含む、請求項15に記載の医用センサシステム。
- 少なくとも前記センサ及び前記コネクタが使い捨てである、請求項1〜16のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記医用センサシステムの少なくとも一部分が放射線透過性である、請求項1〜17のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記伝導体が導電性材料を含む、請求項15〜18のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記伝導体が導電性厚膜積層体を含む、請求項15〜19のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記伝導体が光ファイバを含む、請求項15〜20のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記伝導体が前記支持部材内に埋め込まれる、請求項15〜21のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記支持部材が第1の支持部材であり、第2の支持部材を更に含み、前記伝導体が該第1の支持部材と該第2の支持部材との間に連結される、請求項15〜22のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記支持部材が内部を画定し、前記伝導体が前記支持部材の該内部の中に位置決めされる、請求項15〜23のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記伝導体が渦巻き構造を有する、請求項15〜24のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記支持部材が少なくとも1つのスリット又は弱化領域を含む、請求項15〜25のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記コネクタがアコーディオン型形状を含む、請求項1〜26のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記コネクタがスプールの周りに巻かれるように適合される、請求項1〜27のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記スプールが前記ハブに位置付けられる、請求項28に記載の医用センサシステム。
- 前記コネクタが前記ハブに出たり入ったりする格納式である、請求項1〜29のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 前記コネクタが、前記電極が前記ハブに対して放射状に及び前記ハブに対して角度を付けての少なくとも一方で移動できるように、適合される、請求項1〜30のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 外装を更に含み、前記コネクタが少なくとも1つの折り目部分を含み、該外装が前記コネクタの該少なくとも1つの折り目部分を収容するように位置決めされる、請求項1〜31のいずれか一項に記載の医用センサシステム。
- 医用センサシステムを被験者に適用する方法であって、
ハブと、
センサと、
前記センサと前記ハブとを連結するように位置決めされた可変長コネクタであって、前記ハブと前記センサとの間に、電磁信号、電気信号、音響信号、機械的信号、温度信号、及び化学信号の少なくとも1つのための経路を提供するように適合される可変長コネクタと、を含む医用センサシステムを提供することと、
前記センサと前記ハブとの間に適切な距離を提供するために、前記可変長コネクタの長さを変えることと、
前記センサを前記被験者に連結することと、を含む方法。 - 前記ハブを前記被験者に連結することを更に含む、請求項33に記載の方法。
- 前記センサを前記被験者に連結することが、前記可変長コネクタの前記長さを変えた後に生じる、請求項33又は34に記載の方法。
- 前記可変長コネクタの前記長さを変えることが、前記センサと前記ハブとの間に第1の距離を提供するために前記可変長コネクタの前記長さを1回目に変えることを含み、前記センサと前記ハブとの間に第2の距離を提供するために前記可変長コネクタの前記長さを2回目に変えることを更に含む、請求項33〜35のいずれか一項に記載の方法。
- 前記可変長コネクタの前記長さを変えることが前記可変長コネクタを長くすることを含み、前記第2の距離が前記第1の距離より大きい、請求項36に記載の方法。
- 前記可変長コネクタの前記長さを2回目に変えることが、前記センサを前記被験者に連結した後に生じる、請求項36又は37に記載の方法。
- 前記可変長コネクタの前記長さを変えることが、前記センサと前記ハブとの間の距離を減少させるために前記可変長コネクタを短くすることを含む、請求項33〜38のいずれか一項に記載の方法。
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