JP2014509231A - 耳装着型の複数バイタルサインのモニタ - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、生理学的モニタの分野に関し、より具体的には、バイタルサインを測定するための装着式デバイスに関する。
バイタルサインの監視は、高齢者、病人、および負傷者のケアにおける重要な処置である。監視は、装着者の病気の原因に関する診断の手掛かりを提供するだけではなく、また、装着者の状態が悪化している場合、事前に警告を提供する。
別の実施形態では、モニタはさらに、プロセッサが、ECGデータに応答して、BCGおよびPPGモジュールをオンおよびオフにし、電力消費を削減するために使用する、スイッチを含む。さらに別の実施形態では、モニタはさらに、プロセッサが、BCGデータに応答して、PPGモジュールをオンおよびオフにし、電力消費を削減するために使用する、スイッチを含む。なおもさらに別の実施形態では、モニタは、プロセッサが、加速度計データに応答して、電力消費を削減するように、ECG、BCG、またはPPGモジュールをオンおよびオフにするために使用する、スイッチを含む。なおも別の実施形態では、モニタは、ECGおよびBCG信号、またはECGおよびPPG信号のいずれかの相互相関を使用して、血圧を計算する。別の実施形態では、モニタは、ECG、BCG、およびPPG信号のうちの2つの相互相関を使用して、心拍数を計算する。
Claims (55)
- 耳に隣接して装着するためのバイタルサインモニタであって、
該モニタは、
装着者の耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体と、
バイタルサインを測定するための電子モジュールと
を備え、
該バイタルサインを測定するための電子モジュールは、該筐体内に位置し、
該電子モジュールは、
複数のバイタルサイン感知モジュールであって、該複数のバイタルサイン感知モジュールは、心弾動図(BCG)モジュール、光電脈波(PPG)モジュール、加速度計モジュール、温度測定モジュール、および心電図(ECG)モジュールから成る群から選択されるモジュールのうちの少なくとも2つを備える、複数のバイタルサイン感知モジュールと、
該複数のバイタルサイン感知モジュールと電気通信するプロセッサであって、該プロセッサは、該複数のバイタルサイン感知モジュールからの信号に応答して、付加的なバイタルサインを計算する、プロセッサと
を備える、モニタ。 - 前記プロセッサは、前記ECG、前記BCG、または前記PPGモジュールから、心拍数を測定する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記ECG、前記BCG、または前記PPGモジュールから、呼吸数を測定する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記加速度計モジュールからの信号に応答して、方位および運動を決定する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記BCGモジュールからの信号に応答して、1回拍出量を測定する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記BCGモジュールからの信号に応答して、心拍出量を導出する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記ECGおよび前記BCGモジュールからの信号に応答して、血圧を計算する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記ECGおよび前記PPGモジュールからの信号に応答して、血圧を計算する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記PPGモジュールからの信号に応答して、血液酸素化を計算する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記温度測定モジュールからの信号に応答して、温度を測定する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記電子モジュールは、測定および計算されたバイタルサインに応答して、情報をユーザに提供するための視覚的または可聴ディスプレイモジュールをさらに備える、請求項1に記載のモニタ。
- 前記ユーザは、装着者である、請求項11に記載のモニタ。
- 前記ディスプレイモジュールは、容認可能範囲外にある測定および計算されたバイタルサインに応答して、情報を前記ユーザに提供する、請求項11に記載のモニタ。
- 前記電子モジュールは、記録されたデータを保存するためのメモリモジュールをさらに備える、請求項1に記載のモニタ。
- 前記電子モジュールは、データを基地局に送信するための無線通信モジュールをさらに備える、請求項1に記載のモニタ。
- 前記基地局は、測定および計算されたバイタルサインに応答して、フィードバックをユーザに提供する、請求項15に記載のモニタ。
- 前記基地局は、容認可能範囲外にある測定および計算されたバイタルサインに応答して、情報をユーザに提供する、請求項15に記載のモニタ。
- 前記基地局は、測定および計算されたバイタルサインに基づいて、前記電子モジュールの動作を制御する、請求項15に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記ECGおよび前記BCGモジュールからの信号に応答して、前駆出期における心臓の相対的変化を計算する、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサは、前記ECG信号、前記BCG信号、および前記PPG信号のうちの1つ以上に応答して、心拍数、呼吸数、および血圧のうちの1つ以上についてのエラー検出を行う、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサの制御において、前記ECGデータに応答して、前記BCGおよび前記PPGモジュールをオンおよびオフにすることにより、電力消費を削減するためのスイッチをさらに備える、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサの制御において、前記BCGデータに応答して、前記PPGモジュールをオンおよびオフにすることにより、電力消費を削減するためのスイッチをさらに備える、請求項1に記載のモニタ。
- 前記プロセッサの制御において、加速度計データに応答して、前記ECG、前記BCG、または前記PPGモジュールをオンおよびオフにすることにより、電力消費を削減するためのスイッチをさらに備える、請求項1に記載のモニタ。
- 血圧は、前記ECGおよび前記BCG信号と、該ECGおよび前記PPG信号とのいずれかについての相互相関を使用して計算される、請求項1に記載のモニタ。
- 心拍数は、前記ECG、前記BCG、および前記PPG信号のうちの2つの相互相関を使用して計算される、請求項1に記載のモニタ。
- PPG監視デバイスであって、
該デバイスは、
装着者の耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体と、
該筐体内に位置するPPGモジュールと
を備え、
該PPGモジュールは、
該装着者の耳に隣接する皮膚に光を伝送するように配置された異なる波長の2つの光源と、
該装着者の耳に隣接する該皮膚から反射された光を受容するように配置された光ダイオードと、
該光ダイオードと通信し、第1の増幅器出力信号を提供する第1の増幅器と
を備える、デバイス。 - 前記第1の増幅器と通信する復調器回路をさらに備える、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- その他の光源と異なる波長を有する第3および第4の光源をさらに備える、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- ハイパスフィルタおよび第2の増幅器をさらに備え、前記第1の増幅器は、該ハイパスフィルタおよび第2の増幅器と通信する、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- 前記第2の増幅器と通信するサンプルホールド回路をさらに備える、請求項29に記載のPPG監視デバイス。
- 前記第1の増幅器と通信する差動増幅器は、DC成分を差し引き、第2の利得増幅器に送信されるAC成分を提供する、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- 第1の増幅器と通信するローパスフィルタをさらに備える、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- 前記ハイパスフィルタは、ソフトウェアの中に実装される、請求項29に記載のPPG監視デバイス。
- 異なる波長の2つの付加的光源をさらに備え、該異なる波長は、機能的酸素化血液を監視するように選択される、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- 前記第1の増幅器と通信するバンドパスフィルタと、
該バンドパスフィルタと通信する復調器と、
該復調器と通信するローパスフィルタと
をさらに備える、請求項26に記載のPPG監視デバイス。 - 前記フィルタは、ソフトウェアの中に実装される、請求項26に記載のPPG監視デバイス。
- BCG監視デバイスであって、
該デバイスは、
装着者の耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体と、
該装着者の耳に隣接して配置されて、機械的運動を電気信号に変換する2つの容量電極と、
該筐体内に位置するBCGモジュールであって、該BCGモジュールは、
差動信号増幅器であって、該差動信号増幅器は、出力端末および2つの入力端末を有し、各入力端末は、該容量電極のうちのそれぞれの1つと通信する、差動信号増幅器と、
該差動信号増幅器の該出力端末と通信するアナログ/デジタル変換器と
を備える、BCGモジュールと
を備える、デバイス。 - 第3の電極をさらに備え、該第3の電極は、装着者の頭部の乳様突起部に配置されて、コモンモード干渉信号を低減させる、請求項37に記載のBCG監視デバイス。
- フィルタをさらに備え、該フィルタは、前記差動信号増幅器の前記出力端末と通信して、干渉信号を低減させる、請求項37に記載のBCG監視デバイス。
- 電気シールドの付加的層をさらに備え、該付加的層は、干渉信号を低減させるように前記2つの容量電極を被覆する、請求項37に記載のBCG監視デバイス。
- 頭部運動を感知する加速度計をさらに備える、請求項37に記載のBCG監視デバイス。
- ECG監視デバイスであって、
該デバイスは、
装着者の耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体と、
該装着者の耳に隣接して配置されて、該装着者のECGを検出する2つの乾燥またはゲルベースの電極と、
該筐体内に位置するECGモジュールと
を備え、
該ECGモジュールは、
差動信号増幅器であって、該差動信号増幅器は、出力端末および2つの入力端末を有し、各入力端末は、該乾燥またはゲルベースの電極のうちのそれぞれの1つと通信する、差動信号増幅器と、
該差動信号増幅器の該出力端末と通信するアナログ/デジタル変換器と
を備える、デバイス。 - 第3の電極をさらに備え、該第3の電極は、装着者の頭部の乳様突起部に配置されることにより、コモンモード干渉信号を低減させる、請求項42に記載のECG監視デバイス。
- フィルタをさらに備え、該フィルタは、前記差動増幅器の前記出力端末と通信して、干渉信号を低減させる、請求項42に記載のECG監視デバイス。
- ユーザのPPGを監視する方法であって、
該方法は、
装着者の耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体を配置することであって、該筐体は、
少なくとも2つの光源と、
少なくとも1つの光ダイオードと、
該少なくとも1つの光ダイオードと通信し、増幅された出力信号を提供する第1の増幅器と、
該増幅された出力信号と通信するアナログ/デジタル変換器と
を備える、ことと、
該光源の各々からの光を該装着者の乳様突起部の皮膚に交互に伝送することと、
該光ダイオードによって、装着者の頭部の該乳様突起部の皮膚、組織、および骨から反射された光を受容することと、
該第1の増幅器によって、該皮膚、組織、および骨から反射された光に応答して、該光ダイオードによって生成された信号を増幅することであって、それにより、増幅された出力信号を生成する、ことと、
該増幅された出力信号をフィルタリングすることであって、それにより、干渉を低減させる、ことと
を含む、方法。 - 前記信号フィルタリングは、ソフトウェアの中において行われる、請求項45に記載のPPG方法。
- BCGを監視するための方法であって、
該方法は、
装着者の頭部の乳様突起部に2つの容量電極を配置することであって、それにより、機械的運動を電気信号に変換することによって、頭部運動を感知する、ことと、
ユーザの耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体を配置することであって、該筐体は、出力端末および2つの入力端末を有する差動信号増幅器を備え、各入力端末は、該2つの容量電極のうちのそれぞれの1つと電気通信し、該出力端末は、アナログ/デジタル変換器と通信する、ことと
を含む、方法。 - 乾燥電極を前記装着者の頭部の乳様突起部に設置することによって、コモンモード干渉信号を低減させるステップをさらに含む、請求項47に記載のBCG方法。
- 干渉信号を低減させるために、前記差動増幅器の出力信号をフィルタリングすることをさらに含む、請求項47に記載のBCG方法。
- BCGを監視するための方法であって、
該方法は、
ユーザの耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体を配置することであって、該筐体は、頭部運動を感知する加速度計を含有する、ことと、
該ユーザの頭部の運動を感知することと
を含む、方法。 - 干渉信号を低減させるために、前記加速度計の出力をフィルタリングすることをさらに含む、請求項50に記載のBCG方法。
- ECGを監視するための方法であって、
該方法は、
2つの電極を装着者の頭部の乳様突起部に配置することと、
ユーザの耳に隣接して適合するように寸法設定および成形された筐体を配置することと
を含み、
該筐体は、
2つの入力端末を有する信号増幅器であって、該入力端子は各々、該電極のうちのそれぞれの1つと通信し、該増幅器は、出力端末を有する、信号増幅器と、
該増幅器の出力と通信するアナログ/デジタル変換器と
を含有する、方法。 - コモンモード干渉信号を低減させるために、第3の電極を前記装着者の頭部の乳様突起部に配置することと、該第3の電極を使用することとをさらに含む、請求項52に記載のECG方法。
- 干渉信号を低減させるために、差動増幅器の出力をフィルタリングすることをさらに含む、請求項52に記載のECG方法。
- ECG信号、BCG信号、およびPPG信号のうちの1つ以上における運動アーチファクトは、加速度計モジュールからの運動データを使用して補正される、請求項54に記載の方法。
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