JP2015511843A - 監視および診断システムおよび方法 - Google Patents

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Abstract

診断を監視および/または実行するための装置、システム、および方法。第1の埋込型デバイスは、身体内の第1の組織の特性を測定し、筐体を含む。筐体は、第1の埋込型デバイスに第1の組織の特性を測定させるための第1の処理回路を含む。第2の埋込型デバイスは、身体内の第2の組織の特性を測定し、筐体を含む。筐体は、少なくとも1つのセンサを使用して、第2の埋込型デバイスに第2の組織の特性を測定させるための第2の処理回路を含む。第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスに通信可能に結合され、第1の埋込型デバイスおよび身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイスのうちの少なくとも1つに、第2の組織の測定された特性についての情報を提供する。

Description

関連出願への相互出願
本出願は、2012年2月15日に出願された「Monitoring and Diagnostic Systems and Methods」と題されるWeinsteinらの米国仮特許出願第61/599,223号への優先権を主張し、その開示を本明細書で参照によってその全体において援用する。
本出願はまた、2009年12月1日に出願された国際特許出願PCT/IB2009/055438への優先権を主張する、共有に係る/共同出願中の2010年4月14日に出願された「Microwave Monitoring of Heart Function」と題されるWeinsteinらの米国特許出願第12/759,715号に関連し、それらの出願の開示を本明細書で参照によってその全体において援用する。
いくつかの実施形態では、本主題は、概して、患者の身体内の心血管および/または心肺機能の診断の監視に関し、特に、本主題は、マイクロ波および/または高周波監視および/または感知システムを使用する、心血管および/または心肺機能の監視に関する。
心臓関連の状態および疾患は、今日、世界中の有意な割合の人口に影響を及ぼしている。そのような状態/疾患のいくつかの原因は、遺伝的素質、不健康な食習慣、喫煙、物理的活動の欠如等である。これらの状態/疾患として、心筋梗塞、心不全、不整脈、およびその他多くが挙げられる。多くの場合、鬱血性心不全(「CHF」)または鬱血性心臓麻痺(「CCF」)と呼ばれる、心不全は、心臓が血流を身体に分配するために十分なポンプ作用を提供不能であるときに生じ得る。心不全の治療として、外科手術介入(例えば、種々のデバイス(ペースメーカー、心室補助デバイス等)の埋込、血管形成術、冠動脈大動脈バイパス術(「CABG」)、心臓移植、および/または他の外科手術措置)、生活習慣の変更(禁煙、軽度の運動、食生活の変更等)、薬剤、および/または任意の他の措置が挙げられ得る。心不全は、一般的であって、コストがかかり、重度であって、かつ死に至る可能性のある状態である。
患者の身体内の流体および/または血圧の増加は、鬱血性心不全疾患の発症における重要な要因であり得る。したがって、そのような圧力の測定は、CHF予測、検出、および/または管理を補助することができる。しかしながら、従来の監視システムは、そのようなシステムが患者の肺内の流体蓄積を血圧に適切に相関不能であるため、CHF予測において生じる高い誤アラーム率を有する。さらに、そのような従来のシステムは、患者の肺系内の流体の正確な決定を行ない、そのような決定と血圧測定を組み合わせ、CHF事象の精密な予測をもたらすことができない。
いくつかの実施形態では、本主題は、診断を監視および/または実行するための装置に関する。本装置は、身体内の第1の組織の特性を測定するためのものであって、筐体を有する、第1の埋込型デバイスを含むことができる。筐体は、第1の組織の特性のRF測定または第1の組織から反射された信号の分析のうちの少なくとも1つを使用して、第1の埋込型デバイスに第1の組織の特性を測定させるための第1の処理回路であって、信号は、第1の埋込型デバイスによって、第1の組織に向かって伝送される、第1の処理回路を含むことができる。本装置はさらに、身体内の第2の組織の特性を測定するためのものであって、筐体を有する、第2の埋込型デバイスを含むことができる。筐体は、少なくとも1つのセンサを使用して、第2の埋込型デバイスに第2の組織の特性を測定させるための第2の処理回路を含むことができる。第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスに通信可能に結合されることができ、第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスに通信可能に結合され、第1の埋込型デバイスおよび身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイスのうちの少なくとも1つに、第2の組織の測定された特性についての情報を提供する。
いくつかの実施形態では、本主題は、以下の随意の特徴のうちの1つ以上を含むことができる。第1の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスに給電するための電源を含むことができる。第1の埋込型デバイスは、エネルギーを第2の埋込型デバイスに伝送し、第2の埋込型デバイスを給電することができる。第1の組織の特性は、第1の組織の含水レベル(level of hydration)、第1の組織の誘電特性、および第1の組織の高周波(「RF」)測定のうちの少なくとも1つであって、第2の組織の特性は、血圧であることができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ(stent−based antenna)、およびプリントアンテナからなる群から選択される、アンテナを含むことができる。第1の埋込型デバイスは、第2の埋込型デバイスと無線通信することができる。いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、ワイヤを使用して、第2の埋込型デバイスと接続されることができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスの筐体は、第2の埋込型デバイスを含むことができ、第1の埋込型デバイスの電源は、第2の埋込型デバイスに給電する。いくつかの実施形態では、第2の埋込型デバイスは、肺動脈血圧センサおよび左心房圧力センサから成る群から選択されることができる。
いくつかの実施形態では、第1および第2の埋込型デバイスの筐体は、生体適合性材料から製造される。
いくつかの実施形態では、第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスによって伝送される少なくとも1つの信号を反射することができ、第1の埋込型デバイスは、反射された信号を受信する。第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスによって伝送された信号の反射の前に、信号を変調することができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、診断を監視および/または実行するための装置に関連することができる。本装置は、身体内の組織の特性を測定するためのものであって、筐体を有する、埋込型デバイスを含むことができる。埋込型デバイスは、身体内の管腔内に埋め込まれることができる。筐体は、アンテナと、埋込型デバイスに、アンテナを使用して、組織の特性を測定させるための処理回路とを含むことができる。埋込型デバイスは、高周波信号を発生させ、発生された信号に基づいて、管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することができ、少なくとも1つの特性は、管腔内の圧力、管腔に近接する少なくとも1つの組織の誘電特性、管腔の近位の少なくとも1つの組織の電磁特性、および管腔の近位の少なくとも1つの組織の含水レベルのうちの少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態では、本主題は、以下の随意の特徴のうちの1つ以上を含むことができる。埋込型デバイスは、身体の内側の管腔内に全体的または部分的に埋め込まれることができ、埋込型デバイスは、管腔の少なくとも1つの内壁を支持する。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのセンサは、RFセンサ、レーダ、および誘電率測定装置(dielectrometer)のうちの少なくとも1つであることができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナのうちの少なくとも1つであることができる。いくつかの実施形態では、管腔は、肺動脈、脾臓、および内臓脈管のうちの少なくとも1つであることができる。
いくつかの実施形態では、埋込型デバイスは、決定された特性を示す信号を身体外に位置する少なくとも1つのデバイスに伝送することができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、診断を監視および/または実行するための装置に関する。本装置は、身体内の組織の特性を測定するためのアンテナであって、身体内に配置されるチューブ内に埋め込まれる、アンテナと、アンテナに結合されている処理回路とを含むことができる。回路は、高周波信号を発生させ、発生された信号に基づいて、少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することができ、少なくとも1つの特性は、誘電特性、電磁特性、および含水レベルのうちの少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態では、チューブは、外科用ドレインチューブである。いくつかの実施形態では、チューブは、カテーテルである。いくつかの実施形態では、チューブは、尿カテーテルである。いくつかの実施形態では、チューブは、注入ラインである。いくつかの実施形態では、チューブは、気管チューブである。いくつかの実施形態では、装置は、末梢浮腫を測定するために使用される。いくつかの実施形態では、装置は、皮下浮腫を測定するために使用される。いくつかの実施形態では、装置は、腸管浮腫を測定するために使用される。
いくつかの実施形態では、本主題は、第1の処理回路を含む筐体を有する第1の埋込型デバイスと、第2の処理回路を含む筐体を有する第2の埋込型デバイスであって、第1の埋込型デバイスに通信可能に結合される、第2の埋込型デバイスとを有する、システムを使用して、診断を監視および/または実行するための方法に関する。本方法は、第1の埋込型デバイスを使用して、第1の組織の特性のRF測定または第1の組織から反射された信号の分析のうちの少なくとも1つを使用して、身体内の第1の組織の特性を測定することであって、信号は、第1の埋込型デバイスによって、第1の組織に向かって伝送される、ことと、第2の埋込型デバイスを使用して、少なくとも1つのセンサを用いて、身体内の第2の組織の特性を測定することと、第2の埋込型デバイスを使用して、第1の埋込型デバイスおよび身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイスのうちの少なくとも1つに、第2の組織の測定された特性についての情報を提供することとを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本方法はまた、第1の埋込型デバイスによって、エネルギーを第2の埋込型デバイスに伝送することと、伝送されるエネルギーの少なくとも一部を使用して、第2の埋込型デバイスに給電することとを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、身体内の組織の特性を測定するためのものであって、筐体を有する、埋込型デバイスであって、身体内の管腔に埋め込まれる、埋込型デバイスを使用して、診断を監視および/または実行するための方法であって、筐体が、アンテナと、埋込型デバイスに、アンテナを使用して、組織の特性を測定させるための処理回路とを含む、方法に関する。本方法は、高周波信号を発生させることと、発生された信号に基づいて、管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することとを含むことができ、少なくとも1つの特性は、管腔内の圧力、管腔の近位の少なくとも1つの組織の誘電特性、管腔の近位の少なくとも1つの組織の電磁特性、および管腔の近位の少なくとも1つの組織の含水レベルのうちの少なくとも1つを含む。
いくつかの実施形態では、本方法はまた、埋込型デバイスを使用して、決定された特性を示す信号を身体外に位置する少なくとも1つのデバイスに伝送することを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、身体内の組織の特性を測定するためのアンテナと、アンテナに結合されている処理回路とを使用して、診断を監視および/または実行するための方法であって、アンテナは、身体内に配置されたチューブ内に埋め込まれる、方法に関する。本方法は、高周波信号を発生させることと、発生された信号に基づいて、少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することであって、少なくとも1つの特性は、誘電特性、電磁特性、および含水レベルのうちの少なくとも1つを含む、こととを含むことができる。
本明細書に説明される主題の1つ以上の変形例の詳細は、付随の図面および以下の説明に記載される。本明細書に説明される主題の他の特徴および利点は、説明および図面、ならびに請求項から明白となるであろう。
本明細書内に組み込まれ、その一部を構成する、付随の図面は、本明細書に開示される主題のある側面を示し、説明とともに、開示される実施形態と関連付けられた原理のうちのいくつかを説明するのに役立つ。
図1は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的監視システムを図示する。
図2は、本開示のいくつかの実施形態による、別の例示的監視システムを図示する。
図3は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的高周波監視デバイスを図示する。
図4は、本開示のいくつかの実施形態による、血管の内側に埋め込まれることができる、血管内誘電率測定装置デバイスの例示的実施形態のブロック図である。
図5a−dは、本開示のいくつかの実施形態による、図1および2に示される監視システムと併用されることができる、アンテナの例示的実施形態を図示する。 図5a−dは、本開示のいくつかの実施形態による、図1および2に示される監視システムと併用されることができる、アンテナの例示的実施形態を図示する。 図5a−dは、本開示のいくつかの実施形態による、図1および2に示される監視システムと併用されることができる、アンテナの例示的実施形態を図示する。 図5a−dは、本開示のいくつかの実施形態による、図1および2に示される監視システムと併用されることができる、アンテナの例示的実施形態を図示する。
図6は、本開示のいくつかの実施形態による、外科用ドレインチューブ内に埋め込まれることができる、例示的デバイスを図示する。
図7は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的処理システムを図示する。
図8は、本開示のいくつかの実施形態による、例示的方法を図示する。
図9は、本主題のいくつかの実施形態による、診断を監視および/または実行するための例示的方法を図示する。
いくつかの実施形態では、システム、方法、およびデバイスが、患者の身体内の心血管、心肺、および/または他の心臓関連系の診断を監視および行なうために提供される。システムは、マイクロ波および/または高周波(「RF」)監視および/または感知構成要素を実装することができる。いくつかのそのような例示的監視/診断システムは、共同所有/同時係属中の米国特許出願第12/759,715号(本開示は、参照することによって、全体として本明細書に組み込まれる)に開示される。監視/診断システムは、患者の身体内の種々の流体レベル(例えば、肺液レベル)を測定し、流体の圧力(例えば、血圧)を測定し、次いで、そのような測定を相関させ、急性非代償性心不全状態(または、他の状態)の可能性が存在するかどうかを決定するために使用されることができる。いくつかの例示的実施形態では、本主題システムは、RFセンサおよび/またはデバイスと肺動脈血圧(「PAP」)デバイスおよび/または左心房圧力(「LAP」)デバイスの組み合わせを含むことができる。さらに、本主題のいくつかの実施形態は、薬物送達デバイス、除細動器、ペーシングデバイス等の種々の治療側面を組み込むことができる。
いくつかの慢性的病状は、身体器官内およびその周囲に流体の蓄積をもたらし得る。例えば、肺浮腫は、慢性心不全および/または他の病理と関連付けられ得る。別の実施例として、腎不全およびある炎症性疾患等の状態は、心外膜液につながり得る。長期間にわたる患者の身体内のそのような流体レベルの監視は、特定の疾患のリスクの査定および/または適切な治療の決定に役立ち得る。
いくつかの実施形態では、本主題は、身体器官内およびその周囲における流体蓄積等の組織特性の測定および監視のために使用され得る、1つ以上の埋込型デバイスを含むことができる、監視システムに関する。埋込型デバイスは、生体適合性材料から作製される、密閉されたケースの内側に含まれる、またはそれに接続され得る、アンテナと、関連付けられた処理回路とを含むことができる。デバイスは、標的組織、例えば、患者の肺の近位の患者の身体内に埋め込まれることができる。アンテナは、標的組織を通して伝送される、RF電磁波を受信することができる。RF波は、アンテナによって伝送され、次いで、標的組織を通して、デバイスに反射されることができる。反射されたRF波はまた、標的組織内または標的組織に近接して留置され得る(例えば、アンテナおよび誘電率測定装置は、標的組織がその2つの間に留置されるように配列されることができる)、誘電率測定装置等の反射デバイスから反射されることができる。RF波はまた、別の源から標的組織に伝送されることができる。加えて、反射されたRF波は、埋込型デバイス(例えば、患者の身体外にあるデバイス)以外の受信デバイスに反射されることができる。代替として、埋込型デバイスは、反射されたRF波を別のデバイス(例えば、患者の身体外にあるデバイス)に伝送することができる。処理回路は、アンテナによって受信される信号を処理し、組織流体含有量等の標的組織の特性の指標を導出および出力することができる。
いくつかの実施形態では、埋込型デバイスは、胸腔内、例えば、肺に隣接して埋め込まれることができる。処理回路は、アンテナを駆動させ、肺を通して、患者の心臓に向かって、RF波を伝送し、心臓から反射され、肺を通して逆伝送された波を受信することができる。代替として、波は、専用反射体または別の反射物体から反射されることができる。いくつかの実施形態では、本主題システムは、標的組織上の種々の場所に留置され得る、別個の送信機および受信機構成要素を含むことができ、それによって、送信機構成要素は、標的組織を通して、受信機構成要素に向かって、受信機構成要素によって受信するための波を伝送することができる。処理回路は、受信された信号を処理し、肺の流体含有量の測定を導出することができる。埋込型デバイスの処理回路は、肺内の流体レベルを含む報告を生成することができる。報告は、別のデバイス(例えば、患者の身体外のデバイス)からの要求に応じて、周期的ベースで生成されることができる。報告は、遠隔リンクによって、外部デバイスに伝送されることができる。医師によって、患者の状態を追跡し、必要に応じて、治療の変更を行なう際に使用されることができる。
図1は、本主題のいくつかの実施形態による、例示的監視システム100を図示する。システム100は、ヒト、哺乳類、および/または任意の他の対象であり得る、患者101で使用されることができる。システム100は、高周波監視デバイス112と、センサ116と、外部処理システム114とを含むことができる。RF監視デバイス112は、患者101の胸腔108内に埋め込まれることができる。センサ116は、患者101の肺動脈内に埋め込まれ得る、肺動脈血圧デバイスであることができる。デバイス112は、埋込型心臓デバイス(「ICD」)と類似形状および/またはサイズであることができ、患者の皮膚下および肋骨に隣接して埋め込まれることができる。デバイス112は、図1における矢印によって示されるように、肺102等の標的組織を通して、RF電磁波を伝送および受信することができる。RF波はまた、PAPセンサ116を励起させるために、PAPセンサ116に向かって伝送されることができる。PAPセンサ116は、公知の機構を使用して、デバイス112によって伝送される電磁エネルギーを吸収および貯蔵し、その回路を励起させ得る、受動高周波(「RF」)デバイスであることができる。PAPセンサ116は、肺動静脈内側の圧力を決定し、圧力情報を、本情報を外部システム114に伝送し得る、デバイス112に逆伝送することができる。代替として、PAPセンサ116は、圧力情報を直接外部システム114に伝送することができる。
いくつかの実施形態では、デバイス112は、低侵襲手技を使用して、腋窩部内に埋め込まれることができる。デバイス112によって伝送される波は、肺102および隔膜104を通って通過し、心臓110から肺102を通して反射し、次いで、デバイス112によって受信および検出される。デバイス112は、患者の身体上の任意の他の場所(胸腔108の乳房下部または背部等)内に埋め込まれることができる。デバイス112の埋込プロセスの間、外科医(または、任意の他の医療従事者)は、デバイス112の反射された信号の強度に基づいて、デバイス112のための最適場所を決定することができる。例えば、外部アンテナ(図1には図示せず)は、そのような目的のために使用されることができ、それによって、外部アンテナは、組織に向かって信号を伝送し、反射された信号を受信し、その強度に基づいて、外科医は、デバイス112を埋め込む場所を決定する。
デバイス112は、受信されたRF信号を処理し、組織流体含有量等の組織特性の指標を導出することができる。デバイス112は、経時的に、これらの指標を収集することができ、データを外部システム114に伝送する。これは、任意の好適な短距離無線リンクの使用を通して、達成されることができる。システム114は、好適な通信回路およびソフトウェアを伴う、汎用コンピュータを含むことができる。システム114はまた、無線リンクを経由して、命令を通信、プログラム、および/またはデバイス112および/またはデバイス116に提供するように構成されることができる。システム114はまた、RFエネルギーを提供し、デバイス112および/またはデバイス116のバッテリを充電/再充電し、および/またはデバイス116内の容量回路を充電/再充電することができる(デバイス116が、直接、ステーション114と通信することができ、受動デバイスである場合)。
いくつかの実施形態では、デバイス116は、患者101の心臓110の左心房内の圧力を測定するために、心臓110の適切な区画内に埋め込まれ得る、左心房圧力測定デバイスであることができる。さらに、デバイス116は、心臓110内および/または心臓110に埋め込まれ得る、任意の血管内および/または血管外圧力測定デバイスであることができる。また、血管内および外デバイスの組み合わせであることができる。デバイス116はまた、外科医(または、任意の他の医療従事者)によって外科的に埋め込まれることができる。
デバイス112および/または116の埋込は、カテーテル留置、血管形成術等を使用する低侵襲手技を使用して、および/または外科手術手技(例えば、観血的心臓外科手術等)の間、行なわれることができる。
いくつかの実施形態では、他のデバイスとの相乗作用として、リソース(例えば、電源、通信、および同等物)または解剖学的場所の共有が挙げられる。
いくつかの実施形態では、デバイス112および116は、図2に示されるように、単一筐体内に組み合わせられることができる。図2に示されるように、システム200は、図1に示されるデバイス112および116の機能性を組み合わせることができる、デバイス212を含む。デバイス212は、ワイヤ214を介して、感知先端216に接続されることができる。感知先端216は、患者101の肺動脈(または、異なる解剖学的場所)内に埋め込まれることができ、肺動脈血圧、左心房血圧、および/または任意の他の心臓脈管関連圧力を測定するために使用されることができる。ワイヤ214および先端216は、図1に関連して前述の技法を使用して、外科的に埋め込まれることができる。デバイス212は、図1に示されるデバイス112および/または116同様に、システム114と通信することができる。さらに、図2に示される配列は、感知デバイスおよび圧力測定デバイスが、電力、通信、および/または筐体を共有することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、構成要素112、116、212、および216の筐体は、生体適合性材料から製造されることができる。
図3は、本主題のいくつかの実施形態による、例示的RF監視デバイス300(それぞれ、図1および2に示されるデバイス112および212に類似する)を図示する。デバイス300は、チタンおよび/またはステンレス鋼等の好適な生体適合性材料から製造され得る、密閉された筐体302を含むことができる。筐体302は、組織成長誘発材料および/または任意の他の材料でコーティングされることができる。デバイス300は、少なくとも1つのアンテナ304と、RFフロントエンド306と、プロセッサ回路(例えば、デジタルプロセッサ)308と、伝送アンテナ312を伴う通信回路310と、電力コイル316を伴う電力回路314と、複数の電極318と、センサ320とを含むことができる。
筐体302は、RFフロントエンド306と、プロセッサ回路308と、通信回路310と、電力回路314とを含み得る、処理回路を含むことができる。RFフロントエンド306は、プロセッサ308、アンテナ304、および電極318に通信可能に結合されることができる。RFフロントエンド306はまた、電力回路314によって給電されることができる。RFフロントエンド306は、アンテナ304を駆動し、患者の肺(図3には図示せず)に向かって、かつそれを通して、RF波を放出させることができる。アンテナ304は、信号を患者の肺に伝送し、反射された信号を受信することができる。いくつかの実施形態では、単一アンテナ304が、信号を伝送および受信することができる。RFフロントエンド304は、反射された信号を受信および処理することができ、信号の振幅および位相のデジタル化された指標をプロセッサ回路308に出力することができる。いくつかの実施形態では、RFフロントエンド304および/またはプロセッサ回路308は、複数のフィルタ処理機構を含み、受信された信号内の背景雑音の存在を低減させることができる。RFフロントエンド306およびプロセッサ回路308は、信号処理のコヒーレント方法を適用し、反射された信号と伝送された信号を相関させることができる(代替として、非コヒーレント処理方法も、使用されることができる)。
いくつかの実施形態では、RFフロントエンド306は、アンテナ304を励起させるために、複数の異なる周波数において、信号を発生させることができる。いくつかの実施形態では、デバイス300は、超広帯域無線(「UWB」)モードにおいて動作することができ、それによって、信号は、約500MHz〜約2.5GHzおよび/または本スペクトル外の任意の他のより高いおよび/またはより低い周波数等の広範囲の周波数にわたって拡散されることができる。UWB伝送および検出技法は、共同所有/同時係属中の国際特許公報第WO2011/067623号および米国特許出願第12/759,715号(本開示は、その全体として、参照することによって本明細書に組み込まれる)に論じられる。UWB信号は、時間ドメイン内の超短パルスに匹敵する周波数ドメインを提供することができ、高精度で身体内の反射スポットの範囲を測定するために使用されることができる。UWB信号は、短パルスとして、またはともに広帯域信号を構成する狭帯域信号列として、伝送されることができ、あるいは他の波形が、レーダパルス圧縮(チャープ、ステップ周波数、または位相符号化パルス等)において使用されることができる。患者の身体の内側で測定を行なう際のこれらの波形の使用は、共同所有/同時係属中の国際特許公報第WO2011/067623号および米国特許出願第12/759,715号(本開示は、その全体として、参照することによって本明細書に組み込まれる)に論じられる。
いくつかの実施形態では、プロセッサ回路308は、RF信号が、アンテナ304から、患者の肺を介して、心臓に進行し、そして、アンテナ304に戻る時間遅延を測定することができる。心臓から反射された信号は、典型的には、心拍の間の結果として生じる信号の周期変化を含む、変調に基づいて、識別されることができる。アンテナから心臓およびその逆の遅延の短時間周期変動もまた、心臓移動を測定するために使用されることができる一方、長時間変動は、肺流体レベルの変化を示し得る。加えて、または代替として、筐体302内に構築される、および/または外部に搭載され得る、電極318は、実際の心臓移動との相関のために、心電図(「ECG」)信号を測定することができる。さらに、プロセッサ回路308は、呼吸運動による波の変調を検出することができる。
いくつかの実施形態では、デバイス300は、少なくとも1つのセンサ320を含むことができる。センサは、筐体302内に埋め込まれる、および/またはデバイス300に通信可能に結合されることができる。センサ320は、心臓、肺、他の器官、および/または全身の生体インピーダンス、流体含有量、温度、塩度、および/または運動を決定することができ、RF測定によって提供される流体の状態の決定を補完する際に使用されることができる。
RF信号が、患者の肺等の身体組織を通って通過するにつれて、信号の群速度は、組織の流体含有量の関数として、変動し得る。例えば、流体含有量が高いほど、組織の誘電定数がより大きくなり、故に、速度がより遅くなるであろう。さらに、肺内の流体は、波が、組織を通って通過し、デバイス300に戻るために要求される時間の長さによって定義される、信号のRF経路長を増加させると考えられ得る。本速度減少の結果またはRF経路長の増加は、肺の流体含有量が増加するにつれて、反射された波の遅延を延長させる。プロセッサ回路308は、肺流体含有量の指標を算出するために、周期的に、および/またはコマンドに基づいて、本遅延を決定することができる。プロセッサ回路308は、算出された値を記憶することができる、メモリ(図3には図示せず)を含むことができる。さらに、プロセッサ回路は、患者の肋骨と肺との間の遷移層からの反射された信号の振幅等の他の信号特性を決定することができる。本反射の振幅は、より健康な患者と比較して、肺浮腫に罹患する患者において、より強く、かつ異なって成形され得る。信号振幅および形状は、RF波によって横断される種々の組織の層別化モデルにパラメータ的に適合されることができ、適合パラメータは、流体含有量を含む。
いくつかの実施形態では、プロセッサ回路308は、患者の身体内のRF信号の経路内の構造の体積、形状、物理的特性、場所、および/または移動等の組織特性に関連する他のパラメータも決定することができる。例えば、RF信号およびRFフロントエンド306およびプロセッサ回路308内で行なわれる信号処理は、隔膜(図3には図示せず)内の心膜流体含有量を測定するために調節されることができる。アンテナ304は、マルチスタティック構成において駆動され、胸腔(図3には図示せず)内の異なる副体積の電磁特性を測定し、したがって、2次元または3次元で空間的に分解され得る、データを提供することができる。そのようなマルチスタティック技法(体外アンテナを使用する)は、共同所有/同時係属中の国際特許公報第WO2011/067623号米国特許出願第12/759,715号において論じられ、これらはまた、個々の副体積に対する複素誘電定数を決定するために使用されることができる、デジタル信号処理方法についても論じている。
デバイス300はまた、通信アンテナ312を介して、外部システム114(図3には図示されないが、図1に図示される)に伝送し、そこから受信することができる、通信インターフェース310を含む。伝送されるデータは、プロセッサ回路308によって、経時的に算出され、それによって記憶される、組織特性の指標を含むことができる。これらの指標は、測定された流体レベルの時間傾向パラメータ等の組織測定結果にわたって、プロセッサ回路308によって決定された統計的パラメータを含むことができる。組織特性の指標は、RFフロントエンド306から収集された未加工データを含むことができる。通信インターフェース310は、データが測定されるにつれて、断続的または継続的のいずれかにおいて、データを伝送することができる。通信インターフェース310は、血管内圧力センサまたはICD等の他の埋込型診断および/または治療デバイスと、あるいは生体インピーダンス測定デバイス等の非侵襲的監視デバイスと通信することができる。
通信インターフェース310はまた、デバイス116(図1に示される)から受信するデータを通信することができ、データは、肺動脈圧力、左心房圧力、および/または患者の心臓の動作に関連し得る任意の他の測定を含むことができる。
いくつかの実施形態では、プロセッサ回路308は、アンテナ304、センサ320、電極318によって受信されるような反射された信号に関連するデータ、および/またはデバイス112(図1に示される(または、図2に示されるデバイス212))から受信された圧力データを組み合わせる、および/または処理することができる。組み合わせられ、および/または処理されたデータは、外部システム114(図1に示される)に供給されることができる。さらに、前述の構成要素から受信された信号に基づいて、プロセッサ回路308はまた、具体的患者状態、例えば、CHFを示し得る、外部システム114(または、任意の他のシステム)に送信するためのアラーム信号を発生させることができる。信号は、前述の構成要素(例えば、アンテナ304、センサ320、電極318)から受信された信号、および/または種々の所定の閾値を超える、デバイス112から受信された圧力データに基づいて、発生されることができる。プロセッサ回路308は、ある事前にプログラムされた閾値に対して、受信されたデータを比較するようにプログラムされることができ、それらのうちの1つ以上を超えたという決定に応じて、アラームを発生させるように選定してもよい。プロセッサ回路308はまた、ある閾値を超えるが、他の閾値を超えない状態は、無視するようにプログラムされることができる(例えば、血圧上昇(事前プログラムされた閾値を超える)と組み合わせた患者の肺内の正常(事前プログラムされた)流体レベルは、特定の状態の指標ではないとして無視される)。
いくつかの実施形態では、デバイス300は、電源314によって給電されることができ、これは、デバイス300の回路に動作電力を供給することができる。電源314は、単回使用または再充電可能バッテリ等のエネルギー貯蔵構成要素を含むことができる。再充電可能貯蔵構成要素の場合、電源314は、筐体302外に配置され得る、好適な電力伝送アンテナ(図3には図示せず)からRF電力を受信し得る、電力アンテナ316に結合されることができる。いくつかの実施形態では、アンテナ304は、電力アンテナ316の代わりに、および/またはそれに加え、RF電力を受信することができる。電力伝送アンテナ316は、デバイス300に近接して、胸腔外に位置付けられ得、磁気誘導によって、アンテナ316に電力を提供し得る、コイルを含むことができる。電力伝送コイルは、患者が位置付けられ得るベッド下に留置されることができる、および/または患者によって装着されてもよい。電源314は、そのエネルギー貯蔵構成要素を充電するために、受信された電力を整流することができる。
いくつかの実施形態では、本主題システムはまた、血管を囲繞する組織の誘電特性を測定する目的のために、血管内に埋め込まれ得る、血管内誘電率測定装置デバイスを含むことができる。いくつかの実施形態では、血管内誘電率測定装置デバイスはまた、血管の内側の圧力を測定することができる。血管内誘電率測定装置デバイスは、任意の脈管、肺、および/または患者の身体内の任意の他の器官内に埋め込まれることができる。デバイスは、任意の公知の外科手術方法論(例えば、カテーテル留置、観血的心臓手技の間等)を使用して、埋め込まれることができる。
図4は、本主題のいくつかの実施形態による、血管402の内側に埋め込まれることができる、血管内誘電率測定装置デバイス400の例示的実施形態のブロック図である。デバイス400は、アンテナ404と、筐体406と、RF伝送/受信ユニット408(図3に示されるRFフロントエンド306に類似し得る)と、集積回路電子機器410とを含むことができる。いくつかの実施形態では、デバイス400はまた、内部電源(図4には図示せず)を含むことができ、および/または内部電源を伴わずに動作することができ、代わりに、外部デバイス(図3に示されるデバイス300および/または図1に示される外部システム114等)を使用して、それに伝送され得るRF電磁エネルギーを使用して、外部から再充電/充電されることができる。エネルギーは、アンテナ404を使用して受信され、RF伝送/受信ユニット408によって処理されることができ、それによって、受信されたエネルギーは、集積回路電子機器410内に配置される内部の従来の静電容量回路(図4には図示せず)によって貯蔵されることができる。十分な量のエネルギーが、静電容量回路によって蓄積されると、デバイス400は、RF伝送/受信ユニット408の動作をトリガすることができる。ユニット408は、アンテナ404によって受信された信号反射に基づいて、周囲組織の電磁特性を決定することができる。アンテナ404は、連続波形(「CW」)および/またはUWBパルスを周囲組織に向かって伝送し、組織から反射された信号を受信することができる。受信された反射信号は、RF伝送/受信ユニット408によって処理され、周囲組織からの反射の特性を決定し得る、電子機器410に通信されることができる。流体蓄積、脱水、および/または任意の他の状態による、組織の特性(誘電および/または伝導性)のいかなる変化も、反射された信号の振幅および位相を変化させ得る。デバイス400は、事後処理の目的のために、本変化を示す信号を外部受信機(例えば、デバイス300(図3に示される)、外部システム114(図1に示される)、および/または任意の他のデバイス)に伝送することができる。そのような事後処理は、患者の身体内に埋め込まれてもよいデバイス(例えば、デバイス300、デバイス116等)から受信され得る、信号の分析を伴うことができる。
図5a−dは、デバイス400と併用され得る、種々の例示的アンテナを図示する。アンテナは、ダイポールアンテナ510(図5aに示されるように)、ワイヤループアンテナ520(図5bに示されるように)、それによって、ステントグリッドが、ラジエータとしての役割を果たす、ステントベースのアンテナ530(図5cに示されるように)、および/または管腔の内側の流体の影響を低減させる内部接地平面を含み得る、プリントアンテナ540(図5dに示されるように)であることができる。
図5aに示されるように、ダイポールアンテナ510は、電子機器構成要素506に結合され得る、2つのワイヤ502および504を含むことができる。電子機器構成要素506は、筐体406内に含まれることができる(図4に示されるように)。
ワイヤループアンテナ520(図5bに示される)は、筐体406(図4に示されるように)内に含まれ得る、電子機器構成要素516に結合され得る、金属構造512および514を含むことができる。構造512および514は、デバイス400を脈管内に支持し、かつアンテナとしての役割を果たすことができる。
ステントベースのアンテナ530(図5cに示される)は、筐体406(図4に示されるように)内に含まれ得る、電子機器構成要素526に結合される、2つのステント構造522および524を含むことができる。構造522および524は、同様に、デバイス400を脈管内に支持し、かつアンテナとしての役割を果たすことができる。
プリントアンテナ540(図5dに示される)は、接地平面を内側に、かつ伝導性ラインを外側に伴う、フレキシブルプリント回路基板(「PCB」)534上にプリントされたマイクロストリップ532を含むことができる。
いくつかの実施形態では、デバイス400内のアンテナによって受信され得る信号は、アンテナ共鳴周波数、1つ以上の周波数における応答の振幅、および/または1つ以上の周波数における応答の位相のうちの少なくとも1つを示すことができる。さらに、応答信号の位相および/または振幅の追跡は、アンテナの共鳴周波数範囲および/またはその範囲外で測定されることができる。
図4に戻って参照すると、デバイス400内のアンテナ404は、エネルギーを電子機器410に伝達するための誘導アンテナとしての役割を果たすことができる。また、デバイス300および/または外部システム114等の外部システムへの通信のために使用されることができる。
いくつかの実施形態では、異なるタイプのアンテナが、使用されることができる。例えば、アンテナ/プローブは、脈管の外部に面し、それを脈管内側の血液から分離する接地平面を伴う、共鳴構造を含むことができる。他のアンテナ配列も、可能であり得る。
いくつかの実施形態では、デバイス400の電子回路410は、エネルギー伝達および/または通信のために使用され得る、RFID状コイル408によって囲繞されることができる。電子回路410は、小型密閉ケースの内側において、コーティングされ、設置され、および/または封入されることができる。
いくつかの実施形態では、デバイス400は、小型圧力感知をその中に統合されることによって、血管内肺動脈圧力センサ(図1に示されるデバイス116に類似する)の機能性を含むことができる。この場合、デバイス400の電子回路410は、種々の付加的構成要素を含み、および/またはそのようなセンサの動作のために必要であり得る回路410の既存の構成要素(例えば、共有された処理、電力、通信、機械的封入、および同等物)を共有/使用することができる。
いくつかの実施形態では、デバイス400は、チューブ内に埋め込まれることができる。これは、組織の炎症、血腫、および/または組織の任意の他の特性を測定し、術後治癒を査定するために有用であり得る。図6は、本主題のいくつかの実施形態による、外科用ドレインチューブ内に埋め込まれることができる、例示的デバイス600を図示する。デバイス600は、チューブ610内に埋め込まれることができ、かつ双極伝導性シリンダ604および606を含むことができる。シリンダ604および606は図5a−dに関して前述のアンテナ実施形態と同様に、電子機器回路608を使用して結合されることができる。デバイスはまた、デバイス600を種々の構成要素に接続するために、マイクロストリップライン612を含むことができる。デバイス600は、共鳴構造としてダイポールアンテナを使用することができるが、しかしながら、他の構造も使用されることができることを理解されたい。いくつかの実施形態では、アンテナにつながる同軸および/または3層マイクロストリップラインは、薄型であって、好ましくは、敏感な測定を提供するために良好な絶縁を含むことができる。マイクロストリップラインは、誘電率測定装置として使用されることができる。これは、マイクロストリップラインを囲繞する組織の誘電特性に基づいて、その電気特性(例えば、位相、振幅、共鳴周波数、および/または任意の他の特性)を変化させ得る。いくつかの実装では、デバイス600は、チューブ610内にプリントおよび/または埋め込まれ得る、誘電率測定装置のための少なくとも1つのアンテナおよび/またはRF構造を含むことができ、電子機器回路608は、患者の身体外に配置されることができ、それによって、マイクロストリップライン612(および/または同軸ライン、および/または任意の他のコネクタ)は、少なくとも1つのアンテナ/RF構造と電子機器回路608との間の接続導管としての役割を果たすことができる。したがって、デバイス600は、全体的および/または部分的に、チューブ600内および/または患者外に配置されることができる。いくつかの実装では、チューブは、全体的および/または部分的に患者の身体内および/または外に配置されることができる。チューブは、外科用ドレインチューブ、カテーテル、尿カテーテル、注入ライン、および気管チューブを含むことができる。外科用ドレインチューブは、術後の間に使用されることができる。外科手術チューブ内に留置されるデバイス600(全体的または部分的に)は、浮腫、血腫、およびドレインを囲繞する組織内の流体状態を測定し、治癒プロセスを監視し、ドレインを除去すべきときを決定するために使用されることができる。尿カテーテルと併用され得るデバイス600は、患者の膀胱の内側に配置され得る、カテーテルの先端にアンテナを含むことができる。デバイスのレーダセンサは、次いで、膀胱壁からのエコーを測定し、膀胱内に存在し得る流体の量を推定することができる。注入ラインと併用され得るデバイス600は、溢血を検出するために使用されることができる。ここでは、注入ライン内に配置される小型アンテナは、注入ライン近傍の流体ポケットを検出し、溢血が検出されると、アラームを発生させることができる。気管チューブと併用され得るデバイス600は、チューブ挿入の間、補助することができ、それによって、気管チューブ先端上の誘電率測定装置は、医療従事者が、チューブが、適切に挿入されているか、または挿入されたかどうかを確認するのを補助することができる。いくつかの実施形態では、デバイス600は、敗血症および/または他の術後合併症に関する有効インジケータである、末梢浮腫をチェックするために使用されることができる。この場合、アンテナを伴う針が、筋肉組織内に挿入されることができ、組織の含水が、測定されることができる。ここでは、チューブの代わりに、ロッド状構造が、挿入を行なうために使用されることができる。加えて、デバイス600は、皮下に挿入され、皮下浮腫を測定することができる。さらに、デバイス600は、送給チューブ(例えば、NG−チューブおよび/または任意の他のチューブ)上のRFセンサを使用して、腸管浮腫を測定するために使用されることができる。この場合、深部送給チューブが、患者の小腸内に挿入されることができ、腸内および周囲組織内の流体含有量が、測定されることができる。デバイス600の他の例示的実装および/または使用も、可能である。
いくつかの実施形態では、本主題は、埋込型監視および/または診断装置を含むことができる。本デバイスは、埋込型ケースと、近位標的組織を通して伝搬されるRF波を受信するアンテナと、患者の1つ以上のバイタルサインの特性の指標を導出するように構成される、処理回路とを含むことができる。また、RF伝搬反射体、埋込型装置の一部であり得る、埋込型RF反射体、別の埋め込まれるデバイスと通信するために構成される、通信手段、および回路に応答して心臓をペーシングするように構成される、埋込型デバイスのうちの少なくとも1つを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、埋込型監視および/または診断装置を含むことができる。本装置は、埋込型RF反射体と、RF波を反射体に向かって伝送するように構成される、1つ以上の手段とを含むことができ、RF反射を受信することおよび標的組織の指標特性を測定することのうちの少なくとも1つのために構成されることができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、埋込型監視および/または診断装置を含むことができる。本装置は、埋込型ケースと、少なくとも第1および第2の導体を伴う、埋込型誘電率測定プローブと、RFを印加し、随意に、返りRFを感知することおよび標的組織の誘電特性を測定することのうちの少なくとも1つのために構成される、回路手段と、少なくとも1つの他の埋込型デバイスと通信するように構成される通信手段およびケースに接続され得る1つ以上の付加的埋込型センサのうちの少なくとも1つとを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本主題の一部および/または全部の処理回路は、図7に示されるように、システム700内に実装されるように構成されることができる。システム700は、プロセッサ710と、メモリ720と、記憶デバイス730と、入力/出力デバイス740とを含むことができる。構成要素710、720、730、および740はそれぞれ、システムバス750を使用して、相互接続されることができる。プロセッサ710は、システム700内で実行するための命令を処理するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、プロセッサ710は、シングルスレッドプロセッサであることができる。代替実施形態では、プロセッサ710は、マルチスレッドプロセッサであることができる。プロセッサ710はさらに、入力/出力デバイス740を通した情報の受信または送信を含む、メモリ720内または記憶デバイス730上に記憶された命令を処理するように構成されることができる。メモリ720は、システム700内に情報を記憶することができる。いくつかの実施形態では、メモリ720は、コンピュータ可読媒体であることができる。代替実施形態では、メモリ720は、揮発性メモリユニットであることができる。さらにいくつかの実施形態では、メモリ720は、不揮発性メモリユニットであることができる。記憶デバイス730は、システム700のための大容量記憶を提供可能であることができる。いくつかの実施形態では、記憶デバイス730は、コンピュータ可読媒体であることができる。代替実施形態では、記憶デバイス730は、ハードディスクデバイス、光ディスクデバイス、テープデバイス、不揮発性固体メモリ、または任意の他のタイプの記憶デバイスであることができる。入力/出力デバイス740は、システム700のための入力/出力動作を提供するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、入力/出力デバイス740は、キーボードおよび/またはポインティングデバイスを含むことができる。代替実施形態では、入力/出力デバイス740は、グラフィカルユーザインターフェースを表示するためのディスプレイユニットを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、診断を監視および/または実行するための装置を対象とすることができる。本装置は、身体内の第1の組織の特性(例えば、組織の含水レベル、組織の誘電特性、および組織の高周波(「RF」)測定等)を測定するためのものであって、筐体(例えば、図3に示されるような筐体302)を有する、第1の埋込型デバイス(例えば、図1に示されるようなデバイス112)を含むことができる。筐体は、第1の埋込型デバイスに、第1の組織の特性のRF測定または第1の組織から反射された信号の分析のうちの少なくとも1つを使用して、第1の組織の特性を測定させるための第1の処理回路(例えば、図3に示されるような処理回路308)を含むことができ、信号は、第1の埋込型デバイスによって、第1の組織に向かって伝送される。本装置はまた、身体内の第2の組織の特性(例えば、血圧)を測定するためのものであって、筐体を有する、第2の埋込型デバイス(例えば、図1に示されるようなデバイス116)を含むことができる。第2の埋込型デバイスの筐体は、少なくとも1つのセンサを使用して、第2の埋込型デバイスに第2の組織の特性を測定させるための第2の処理回路を含むことができる。第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスに通信可能に結合されることができる。第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスおよび身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイス(例えば、図1に示されるようなデバイス114)のうちの少なくとも1つに、第2の組織の測定された特性についての情報を提供することができる。デバイスが生成することができる情報は、CHF代償不全および/または任意の他の状態を示し得る。
いくつかの実施形態では、本主題は、以下の随意の特徴のうちの1つ以上を含むことができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスに給電するための電源(例えば、図3に示されるような電源314)を含むことができる。いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、エネルギーを第2の埋込型デバイスに伝送し、第2の埋込型デバイスを給電することができる。
いくつかの実施形態では、第2の組織の特性は、血圧であることができ、第1の組織の特性は、第1の組織の含水レベル、第1の組織の誘電特性、および第1の組織の高周波(「RF」)測定のうちの少なくとも1つであることができ、第2の組織の特性は、血圧である。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナのうちの少なくとも1つである、アンテナを含むことができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、第2の埋込型デバイスと無線通信することができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、ワイヤを使用して、第2の埋込型デバイスと接続されることができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスの筐体は、第2の埋込型デバイスを含むことができる。第1の埋込型デバイスの電源は、第2の埋込型デバイスに給電することができる。
いくつかの実施形態では、第2の埋込型デバイスは、肺動脈血圧センサ、左心房圧力センサ、および/または任意の他のセンサのうちの少なくとも1つであることができる。例示的センサは、共同所有/同時係属中の国際特許公報第WO2011/067623号および米国特許出願第12/759,715号に論じられる。
いくつかの実施形態では、第1および第2の埋込型デバイスの筐体は、例えば、ステンレス鋼、チタン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン(「PTFE」)、および/または任意の他の材料を含む、生体適合性材料から製造されることができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、身体の内側の管腔内に埋め込まれることができる。第1の埋込型デバイスは、管腔の少なくとも1つの内壁を支持することができる。管腔は、肺動脈、脾臓、および内臓脈管のうちの少なくとも1つを含むことができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、連続波信号および超広帯域パルス信号のうちの少なくとも1つ以下の信号を管腔の少なくとも1つの組織に向かって発生させることができる。第1の埋込型デバイスは、発生された信号に基づいて、管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することができる。特性は、管腔内の圧力、管腔の少なくとも1つの組織の誘電特性、管腔の少なくとも1つの組織の電磁特性、および管腔の内側の流体レベルのうちの少なくとも1つを含むことができる。第1の埋込型デバイスは、決定された特性を示す信号を身体外に位置する少なくとも1つのデバイスに伝送することができる。
いくつかの実施形態では、第1の埋込型デバイスは、全体的または部分的に(例えば、デバイスのアンテナ部分および/またはRF構造だけ)は、身体内または身体外のいずれかに配置されるチューブ内に埋め込まれることができ、第1の埋込型デバイスは、チューブ内側の流体レベルを測定する。チューブは、外科用ドレインチューブであることができる。チューブはまた、カテーテルであることができる。チューブはまた、尿カテーテルであることができる。チューブはまた、注入ラインであることができる。チューブはまた、気管チューブであることができる。さらに、第1の埋込型デバイスは、浮腫(末梢浮腫、皮下浮腫、腸管浮腫のいずれか等)を測定するために使用されることができる。
いくつかの実施形態では、第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスによって伝送される少なくとも1つの信号を反射することができる。第1の埋込型デバイスは、反射された信号を受信することができる。第2の埋込型デバイスはまた、伝送された信号の反射の前に、第1の埋込型デバイスによって信号を変調することができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、診断を監視および/または実行するための装置に関する。本装置は、身体内の組織の特性を測定するためのものであって、筐体を有する、埋込型デバイス(例えば、図4に示されるようなデバイス400)を含むことができる。埋込型デバイスは、身体内の管腔内に埋め込まれることができる。筐体(例えば、図4に示されるような筐体406)は、埋込型デバイスに、少なくとも1つのセンサを使用して、組織の特性を測定させるために、処理回路(例えば、図4に示される回路410)を含むことができる。デバイスは、連続波信号および超広帯域パルス信号のうちの少なくとも1つの信号を発生させ、発生された信号に基づいて、管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することができる。特性は、管腔内の圧力、管腔の少なくとも1つの組織の誘電特性、管腔の少なくとも1つの組織の電磁特性、および管腔内側の含水レベルのうちの少なくとも1つを含むことができる。
いくつかの実施形態では、センサは、RFセンサ、レーダ、誘電率測定装置、圧力センサ、肺動脈血圧センサおよび左心房圧力センサのうちの少なくとも1つであることができる。
いくつかの実施形態では、埋込型デバイスは、処理回路に通信可能に結合され得る、少なくとも1つのアンテナ(例えば、図4に示されるようなアンテナ404)を含むことができる。アンテナは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナのうちの少なくとも1つ(図5a−dに示されるように)であることができる。
いくつかの実施形態では、管腔は肺動脈、脾臓、および内臓脈管のうちの少なくとも1つであることができる
いくつかの実施形態では、埋込型デバイスは、決定された特性を示す信号を身体外に位置する少なくとも1つのデバイスに伝送することができる。
いくつかの実施形態では、デバイスのアンテナは、身体内または身体外のいずれかに配置されるチューブ内に埋め込まれることができ、デバイスは、チューブを囲繞する組織内の含水レベルまたは流体体積を測定する。チューブは、外科用ドレインチューブ、カテーテル、尿カテーテル、注入ライン、および気管チューブのうちの少なくとも1つを含むことができる。
いくつかの実施形態では、本主題は、図8に示されるように、前述のシステムを使用して、監視および/または診断を行なうための方法800に関する。802では、第1の埋込型デバイスは、第1の組織の特性のRF測定または第1の組織から反射された信号の分析のうちの少なくとも1つを使用して、身体内の第1の組織の特性を測定することができ、信号は、第1の埋込型デバイスによって、第1の組織に向かって伝送される。804では、第2の埋込型デバイスは、少なくとも1つのセンサを用いて、身体内の第2の組織の特性を測定することができる。806では、第2の埋込型デバイスは、第1の埋込型デバイスおよび身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイスのうちの少なくとも1つに、第2の組織の測定された特性についての情報を提供することができる。
図9は、本主題のいくつかの実施形態による、診断を監視および/または実行するための例示的方法900を図示する、流れ図である。本方法は、身体内の組織の特性を測定するためのものであって、筐体を有する、埋込型デバイス(例えば、図4に示されるデバイス400)を使用して行なわれることができる。埋込型デバイスは、身体内の管腔内に埋め込まれることができる。筐体は、埋込型デバイスに、少なくとも1つのセンサを使用して、組織の特性を測定させるための処理回路を含むことができる。902では、連続波信号および超広帯域パルス信号のうちの少なくとも1つの信号が、デバイスによって発生されることができる。904では、発生された信号に基づいて、管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性は、決定されることができる。特性は、管腔内の圧力、管腔の少なくとも1つの組織の誘電特性、管腔の少なくとも1つの組織の電磁特性、および管腔内側の含水レベルのうちの少なくとも1つを含むことができる。
本明細書に説明される主題は、所望の構成に応じて、システム、装置、方法、および/または物品内に具現化されることができる。特に、本明細書に説明される主題の種々の実施形態は、デジタル電子回路、集積回路、特別に設計されたASIC(特定用途向け集積回路)、コンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェア、および/またはそれらの組み合わせにおいて実現化されてもよい。これらの種々の実施形態は、記憶システム、少なくとも1つの入力デバイス、および少なくとも1つの出力デバイスからデータおよび命令を受信し、そこにデータおよび命令を伝送するように結合される、特殊目的または汎用であり得る、少なくとも1つのプログラマブルプロセッサを含む、プログラマブルシステム上で実行可能および/または解釈可能な1つ以上のコンピュータプログラム内の実施形態を含んでもよい。
これらのコンピュータプログラム(また、プログラム、ソフトウェア、ソフトウェアアプリケーション、アプリケーション、構成要素、またはコードとしても知られる)は、プログラマブルプロセッサのための機械命令を含み、高レベル手続き型および/またはオブジェクト指向プログラミング言語、および/またはアセンブリ/機械言語内に実装されてもよい。本明細書で使用されるように、用語「機械可読媒体」は、機械命令および/またはデータを、機械可読信号として機械命令を受信する機械可読媒体を含む、プログラマブルプロセッサに提供するために使用される、任意のコンピュータプログラム製品、装置、および/またはデバイス(例えば、磁気ディスク、光ディスク、メモリ、プログラマブル論理デバイス(PLD))を指す。
同様に、プロセッサと、プロセッサに結合されるメモリとを含み得る、システムもまた、本明細書に説明される。メモリは、プロセッサに、本明細書に説明される動作のうちの1つ以上を行なわせる、1つ以上のプログラムを含んでもよい。
いくつかの変形例が、前述で詳細に説明されたが、他の修正または追加も、可能である。特に、さらなる特徴および/または変形例が、それらの本明細書に記載されるものに加え、提供されてもよい。例えば、前述の実施形態は、開示される特徴の種々の組み合わせおよび部分的組み合わせおよび/または前述で開示されるいくつかのさらなる特徴の組み合わせおよび部分的組み合わせを対象としてもよい。加えて、付随の図に描写され、および/または本明細書に説明される論理フローは、望ましい結果を達成するために、示される特定の順序または連続順序を要求しない。他の実施形態は、以下の請求項の範囲内であり得る。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、例えば、また、データベース、デジタル電子回路、ファームウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせを含む、コンピュータ等のデータプロセッサを含む、種々の形態で具現化されることができる。さらに、前述の特徴および他の側面ならびに本開示実施形態の原理は、種々の環境において実装されることができる。そのような環境および関連用途は、開示される実施形態に従って、種々のプロセスおよび動作を行なうために特別に構築されることができ、あるいは必要機能性を提供するためのコードによって、選択的に起動または再構成される、汎用コンピュータまたはコンピューティングプラットフォームを含むことができる。本明細書に開示されるプロセスは、本質的に、任意の特定のコンピュータ、ネットワーク、アーキテクチャ、環境、または他の装置に関連せず、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の好適な組み合わせによって実装されることができる。例えば、種々の汎用機械は、開示される実施形態の教示に従って書かれたプログラムと併用されることができ、または要求される方法および技法を行なうように特殊化された装置またはシステムを構築することがより便宜的であり得る。
本明細書で使用されるように、用語「ユーザ」は、人物またはコンピュータを含む、任意のエンティティを指すことができる。
第1、第2、および同等物等の序数は、いくつかの状況では、順序に関連し得るが、本書で使用されるように、序数は、必ずしも、順序を含意しない。例えば、序数は、単に、あるアイテムと別のアイテムを区別するために使用されることができる。例えば、第1の事象と第2の事象を区別するために、任意の時系列順序または固定基準系(説明のある段落における第1の事象が、説明の別の段落における第1の事象と異なり得るように)を含意する必要はない。
前述の説明は、添付の請求項の範囲によって定義される発明の範囲を図示するが、限定することを意図するものではない。他の実施形態も、以下の請求項の範囲内である。
ユーザとの相互作用を提供するために、本明細書に説明される主題は、例えば、情報をユーザに表示するためのブラウン管(CRT)または液晶ディスプレイ(LCD)モニタ等のディスプレイデバイスと、ユーザが入力をコンピュータに提供し得る、例えば、マウスまたはトラックボール等のキーボードおよびポインティングデバイスとを有する、コンピュータ上に実装されることができる。他の種類のデバイスも、ユーザとの相互作用を提供するために同様に使用されることができる。例えば、ユーザに提供されるフィードバックは、例えば、視覚フィードバック、聴覚フィードバック、または触覚フィードバック等の感覚フィードバックの任意の形態であることができ、ユーザからの入力は、限定されないが、音響、発話、または触覚入力を含む、任意の形態で受信されることができる。
前述の説明に記載の実施形態は、本明細書に説明される主題と一貫した全実施形態を表すものではない。代わりに、それらは、説明される主題に関連する側面と一貫したいくつかの実施例にすぎない。いくつかの変形例が、前述で詳細に説明されたが、他の修正または追加も、可能である。特に、さらなる特徴および/または変形例が、それらの本明細書に記載されるものに加え、提供されることができる。例えば、前述の実施形態は、開示される特徴の種々の組み合わせおよび部分的組み合わせおよび/または前述で開示されるいくつかのさらなる特徴の組み合わせおよび部分的組み合わせを対象とすることができる。加えて、付随の図に描写され、および/または本明細書に説明される論理フローは、必ずしも、望ましい結果を達成するために、示される特定の順序または連続順序を要求しない。他の実施形態も、以下の請求項、ならびに本開示によって支援される他の請求項の範囲内であり得る。

Claims (52)

  1. 診断を監視および/または実行するための装置であって、前記装置は、
    身体内の第1の組織の特性を測定するための第1の埋込型デバイスであって、筐体を有し、前記筐体は、
    前記第1の組織の特性のRF測定または前記第1の組織から反射された信号の分析のうちの少なくとも1つを使用して、前記第1の埋込型デバイスに前記第1の組織の特性を測定させるための第1の処理回路を含み、前記信号は、前記第1の埋込型デバイスによって前記第1の組織に向かって伝送される、
    第1の埋込型デバイスと、
    身体内の第2の組織の特性を測定するための第2の埋込型デバイスであって、筐体を有し、前記筐体は、
    少なくとも1つのセンサを使用して、前記第2の埋込型デバイスに前記第2の組織の特性を測定させるための第2の処理回路を含む、
    第2の埋込型デバイスと
    を備え、
    前記第2の埋込型デバイスは、前記第1の埋込型デバイスに通信可能に結合され、前記第1の埋込型デバイスおよび前記身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイスのうちの少なくとも1つに、前記第2の組織の測定された特性についての情報を提供する、
    装置。
  2. 前記第1の埋込型デバイスは、前記第1の埋込型デバイスに給電するための電源を含む、請求項1に記載の装置。
  3. 前記第1の埋込型デバイスは、エネルギーを前記第2の埋込型デバイスに伝送し、前記第2の埋込型デバイスを給電する、請求項2に記載の装置。
  4. 前記第1の組織の特性は、前記第1の組織の含水レベル、前記第1の組織の誘電特性、および前記第1の組織の高周波(「RF」)測定のうちの少なくとも1つであり、前記第2の組織の特性は、血圧である、請求項1に記載の装置。
  5. 前記第1の埋込型デバイスは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナからなる群から選択されるアンテナを含む、請求項1に記載の装置。
  6. 前記第1の埋込型デバイスは、前記第2の埋込型デバイスと無線通信する、請求項1に記載の装置。
  7. 前記第1の埋込型デバイスは、ワイヤを使用して、前記第2の埋込型デバイスと接続される、請求項1に記載の装置。
  8. 前記第1の埋込型デバイスの筐体は、前記第2の埋込型デバイスを含み、前記第1の埋込型デバイスの電源は、前記第2の埋込型デバイスに給電する、請求項1に記載の装置。
  9. 前記第2の埋込型デバイスは、肺動脈血圧センサおよび左心房圧力センサから成る群から選択される、請求項1に記載の装置。
  10. 前記第1の埋込型デバイスの筐体および前記第2の埋込型デバイスの筐体は、生体適合性材料から製造される、請求項1に記載の装置。
  11. 前記第2の埋込型デバイスは、前記第1の埋込型デバイスによって伝送される少なくとも1つの信号を反射し、前記第1の埋込型デバイスは、前記反射された信号を受信する、請求項1に記載の装置。
  12. 前記第2の埋込型デバイスは、前記第1の埋込型デバイスによって伝送された前記信号の反射の前に、前記信号を変調する、請求項11に記載の装置。
  13. 診断を監視および/または実行するための装置であって、前記装置は、
    身体内の組織の特性を測定する埋込型デバイスであって、筐体を有し、前記埋込型デバイスは、前記身体内の管腔に埋め込まれる、埋込型デバイス
    を備え、
    前記筐体は、
    アンテナと、
    前記アンテナを使用して、前記埋込型デバイスに前記組織の特性を測定させるための処理回路と
    を含み、
    前記埋込型デバイスは、
    高周波信号を発生させ、
    前記発生された信号に基づいて、前記管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定し、前記少なくとも1つの特性は、前記管腔内の圧力、前記管腔に近接する少なくとも1つの組織の誘電特性、前記管腔の近位の少なくとも1つの組織の電磁特性、および前記管腔の近位の少なくとも1つの組織の含水レベルのうちの少なくとも1つを含む
    ように構成される、
    装置。
  14. 前記埋込型デバイスは、前記身体の内側の管腔内に全体的または部分的に埋め込まれ、埋込型デバイスは、前記管腔の少なくとも1つの内壁を支持する、請求項13に記載の装置。
  15. 前記少なくとも1つのセンサは、RFセンサ、レーダ、および誘電率測定装置のうちの少なくとも1つである、請求項13に記載の装置。
  16. 前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナのうちの少なくとも1つである、請求項13に記載の装置。
  17. 前記管腔は、肺動脈、脾臓、および内臓脈管のうちの少なくとも1つである、請求項13に記載の装置。
  18. 前記埋込型デバイスは、前記決定された特性を示す信号を前記身体外に位置する少なくとも1つのデバイスに伝送する、請求項13に記載の装置。
  19. 診断を監視および/または実行するための装置であって、前記装置は、
    身体内の組織の特性を測定するためのアンテナであって、前記身体内に配置されるチューブ内に埋め込まれる、アンテナと、
    前記アンテナに結合されている処理回路であって、前記処理回路は、
    高周波信号を発生させ、
    前記発生された信号に基づいて、少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定し、前記少なくとも1つの特性は、誘電特性、電磁特性、および含水レベルのうちの少なくとも1つを含む
    ように構成される、処理回路と
    を備える、装置。
  20. 前記チューブは、外科用ドレインチューブである、請求項19に記載の装置。
  21. 前記チューブは、カテーテルである、請求項19に記載の装置。
  22. 前記チューブは、尿カテーテルである、請求項19に記載の装置。
  23. 前記チューブは、注入ラインである、請求項19に記載の装置。
  24. 前記チューブは、気管チューブである、請求項19に記載の装置。
  25. 前記装置は、末梢浮腫を測定するために使用される、請求項19に記載の装置。
  26. 前記装置は、皮下浮腫を測定するために使用される、請求項19に記載の装置。
  27. 前記装置は、腸管浮腫を測定するために使用される、請求項19に記載の装置。
  28. 診断を監視および/または実行するための方法であって、前記方法は、第1の処理回路を含む筐体を有する第1の埋込型デバイスと、第2の処理回路を含む筐体を有する第2の埋込型デバイスとを有するシステムを使用し、前記第2の埋込型デバイスは、前記第1の埋込型デバイスに通信可能に結合され、前記方法は、
    前記第1の埋込型デバイスを使用して、第1の組織の特性のRF測定または前記第1の組織から反射された信号の分析のうちの少なくとも1つを使用して、前記身体内の前記第1の組織の特性を測定することであって、前記信号は、前記第1の埋込型デバイスによって前記第1の組織に向かって伝送される、ことと、
    前記第2の埋込型デバイスを使用して、少なくとも1つのセンサを用いて前記身体内の第2の組織の特性を測定することと、
    前記第2の埋込型デバイスを使用して、前記第1の埋込型デバイスおよび前記身体外に配置されている少なくとも1つの処理デバイスのうちの少なくとも1つに、前記第2の組織の測定された特性についての情報を提供することと
    を含む、方法。
  29. 前記第1の埋込型デバイスは、前記第1の埋込型デバイスに給電するための電源を含む、請求項28に記載の方法。
  30. 前記第1の埋込型デバイスによって、エネルギーを前記第2の埋込型デバイスに伝送することと、
    前記伝送されるエネルギーの少なくとも一部を使用して、前記第2の埋込型デバイスに給電することと
    をさらに含む、請求項29に記載の方法。
  31. 前記第1の組織の特性は、前記第1の組織の含水レベル、前記第1の組織の誘電特性、および前記第1の組織の高周波(「RF」)測定のうちの少なくとも1つであり、前記第2の組織の特性は、血圧である、請求項28に記載の方法。
  32. 前記第1の埋込型デバイスは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナからなる群から選択されるアンテナを含む、請求項28に記載の方法。
  33. 前記第1の埋込型デバイスは、前記第2の埋込型デバイスと無線通信する、請求項28に記載の方法。
  34. 前記第1の埋込型デバイスは、ワイヤを使用して、前記第2の埋込型デバイスと接続される、請求項28に記載の方法。
  35. 前記第1の埋込型デバイスの筐体は、前記第2の埋込型デバイスを含み、前記第1の埋込型デバイスの電源は、前記第2の埋込型デバイスに給電する、請求項28に記載の方法。
  36. 前記第2の埋込型デバイスは、肺動脈血圧センサおよび左心房圧力センサから成る群から選択される、請求項28に記載の方法。
  37. 前記第1の埋込型デバイスの筐体および前記第2の埋込型デバイスの筐体は、生体適合性材料から製造される、請求項28に記載の方法。
  38. 身体内の組織の特性を測定するための埋込型デバイスを使用して診断を監視および/または実行するための方法であって、前記埋込型デバイスは、筐体を有し、前記埋込型デバイスは、前記身体内の管腔に埋め込まれ、前記筐体は、アンテナと、前記アンテナを使用して前記埋込型デバイスに前記組織の特性を測定させるための処理回路とを含み、前記方法は、
    高周波信号を発生させることと、
    前記発生された信号に基づいて、前記管腔の少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することであって、前記少なくとも1つの特性は、前記管腔内の圧力、前記管腔の近位の少なくとも1つの組織の誘電特性、前記管腔の近位の少なくとも1つの組織の電磁特性、および前記管腔の近位の少なくとも1つの組織の含水レベルのうちの少なくとも1つを含む、ことと
    を含む、方法。
  39. 前記埋込型デバイスは、前記身体の内側の管腔内に全体的または部分的に埋め込まれ、埋込型デバイスは、前記管腔の少なくとも1つの内壁を支持する、請求項38に記載の方法。
  40. 前記少なくとも1つのセンサは、RFセンサ、レーダ、および誘電率測定装置のうちの少なくとも1つである、請求項38に記載の方法。
  41. 前記アンテナは、ダイポールアンテナ、ワイヤループアンテナ、ステントベースのアンテナ、およびプリントアンテナのうちの少なくとも1つである、請求項38に記載の方法。
  42. 前記管腔は、肺動脈、脾臓、および内臓脈管のうちの少なくとも1つである、請求項38に記載の方法。
  43. 前記埋込型デバイスを使用して、前記決定された特性を示す信号を前記身体外に位置する少なくとも1つのデバイスに伝送することをさらに含む、請求項38に記載の方法。
  44. 身体内の組織の特性を測定するためのアンテナと、前記アンテナに結合されている処理回路とを使用して、診断を監視および/または実行するための方法であって、前記アンテナは、前記身体内に配置されたチューブ内に埋め込まれ、前記方法は、
    高周波信号を発生させることと、
    前記発生された信号に基づいて、少なくとも1つの組織の少なくとも1つの特性を決定することであって、前記少なくとも1つの特性は、誘電特性、電磁特性、および含水レベルのうちの少なくとも1つを含む、ことと
    を含む、方法。
  45. 前記チューブは、外科用ドレインチューブである、請求項44に記載の方法。
  46. 前記チューブは、カテーテルである、請求項44に記載の方法。
  47. 前記チューブは、尿カテーテルである、請求項44に記載の方法。
  48. 前記チューブは、注入ラインである、請求項44に記載の方法。
  49. 前記チューブは、気管チューブである、請求項44に記載の方法。
  50. 前記装置は、末梢浮腫を測定するために使用される、請求項44に記載の方法。
  51. 前記装置は、皮下浮腫を測定するために使用される、請求項44に記載の方法。
  52. 前記装置は、腸管浮腫を測定するために使用される、請求項44に記載の方法。
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