JP2017127664A - 個人における連続心臓モニタリングのための方法、システム及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】個人における心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための方法、システム及び装置に関するものであり、自律的コンピュータ制御の遠隔モニタリングを可能にし、ハードウェア、ソフトウェア及びバックオフィスアプリケーションを含む、非侵襲性の移動及び携帯可能な解決法を提供する。【解決手段】個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための方法であって、・心臓の状態をモニタリングされる個人（１）とモニタリングセンター（２）との間で遠隔通信を確立し、・モニタリングセンター（２）と救助／補助ユニット（３）との間で遠隔通信を確立し、・モニタリングセンター（２）と病院ユニット（４）との間で遠隔通信を確立し、・心臓の状態をモニタリングされる個人（１）と医療スタッフ（５）との間で遠隔通信を確立し、・登録されたユーザに対して遠隔的にアクセス可能なデータ提供インタフェイス（６）を確立する、ことを特徴とする方法。【選択図】図１

Description

本発明は、個人における心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための方法、システム及び装置に関するものであり、本発明では、自律的コンピュータ制御の遠隔モニタリングを可能にし、ハードウェア、ソフトウェア及びバックオフィスアプリケーションを含む、非侵襲性の移動及び携帯可能な解決法が提供される。

世界中で、心血管系の病気は主な死因となっており、これは先天的要因からだけではなく、個人のライフスタイルや食物摂取から主として生じるものである。喫煙、高コレステロール値、高血圧、着座姿勢の多いライフスタイル、及び糖尿病は、心臓病の発生に影響を及ぼす要因となっている。世界保健機関（ＷＨＯ）のデータによれば、心臓病はすべての死因の１２％を占める。

心臓病は世界的に蔓延していると思われ、医薬、外科的技術及び診療行為の開発が進んでいるにもかかわらず、個人の心臓の病気を防止するための新しい改良された手段に対する需要はなお存在する。

例えば、個人の心臓状態のモニタリングは、定期的に心臓専門医にかかることにより行われ、今まではこれが予防のための最善の方法であった。心臓専門医においては、心電図（ＥＣＧ）が個人の心臓状態の変化を検知するための主な手段である。

従来知られている遠隔モニタリングは、個人に装着される装置を使用し、現在のＥＣＧモニタリング装置は、典型的に患者のそばに置かれているため、患者は自由に動くことができず、遠隔モニタリングが難しい。無線心臓モニタリング装置として現在選択できるものは、一般的に、ＲＦ（無線周波数）送信器及び受信器、又はブルートゥース（プロトコル８０２．１５．１）を介した通信を利用しており、これにより、通信距離が約１０〜２０メートルに制限されるとともに、同時にモニタされる装置の数が少数のユニットに制限される。現在利用可能な選択肢はすべて、患者であるユーザから臨床医にデータを送信するだけであり、オンデマンドのリクエスト、すなわち双方向の通信ができない。

最新技術ではいくつかの進歩が見られるが、これらは参照により本明細書に組み込まれる。

特許文献ＣＮ２０１８９８６２０は、ＧＰＳモジュールユニットに接続されるＧＳＭモジュール（移動体通信用グローバルシステム）を備えたモバイルトラッカに関するものである。心電センサユニットがこのＧＳＭユニットモジュールに接続され、ユーザから心電センサパラメータを検出及び収集し、これらをＧＳＭモジュールユニットに送信する。これにより、ＧＳＭモジュールユニットは、ＧＰＳモジュールユニットを通じて位置情報メッセージと心電パラメータを送信する。したがって、ＧＳＭモジュールユニットからのデータが送信され、ＧＳＭモジュールユニットの位置がわかる。このモバイルトラッカは、ユーザの心臓が危険な状態にあるとすぐに、心電モニタリング装置を装着しているユーザを追跡してそのユーザの位置を特定することができ、特に送信されたパラメータを分析して、モニタリング装置を装着しているユーザの位置を特定することができる。

上記特許文献は、患者の心臓状態の遠隔モニタリングのための一般的な仕様を提供するするものである。遠隔モニタリングのための最小限のシステムを提供するためのこの技術を構成する主な要素は上記で示されている。しかしながら、この装置は、離れた基点に心臓機能に関するパラメータを送信するものであり、重要であるか否かが分析されるのはこの基点からのパラメータである。この特許文献は、本装置とその機能に関して教示しておらず、ユーザの位置を設定することに加えて、心電データの送信器及び収集器としてのみ機能することを示しているようである。ＧＳＭを介したデータの連続送信は、可能ではあるが、費用がかかり、モニタリングされるそれぞれの患者のデータファイルを必要とするものである。これにより、より一層複雑なハードウェアが中心部に必要となり、これがさらにコストに影響を及ぼす。また、装置から送信された信号を分析することは、ユーザの位置の特定、救助及び援助に際して決定的に重要となる時間を必要とする。

特許文献ＷＯ０３０８２０９３は、生理的状態が異常となった場合にユーザと遠隔サービスセンターに警告するために患者の生理的状態を連続的にモニタリングするシステムを開示している。すなわち、このシステムは、このような状態に関する信号を引き出すために患者の体に配置される１組の電極を備えたモニタリング手段と、電極によって作動され、異常時に典型的に発せられる信号から特性を得るために信号を処理するために設けられた検出手段と、この検出手段からの特性を検出することによって警告信号を発するために設けられた警告手段と、この警告信号に対応するステーションに警告信号を送信するために設けられた送信手段とを備えている。このシステムの基本的設計概念は、警告信号のみがステーションに送信されるようになっており、これによって連続的にモニタリングすることが可能となる。

上記の特許文献は、先に述べた文献と比べると、いくつかの改良を提示している。しかしながら、このシステムはユーザの重篤な状態を選択的に特定し、それを中央ステーションに送信することができるものの、患者の位置を示すといったような他の機能を提供するものではない。加えて、患者のパラメータの検出や読取は間接的に行われるため、伝送形式に好適な信号を送信するためにデータを収集して書き換えるためのインタフェイスが必要となる。

特許文献ＵＳ４８２７９４３は、介護者とモニタリングされる患者との間を連続的に接続することによって患者を継続的にモニタリングするための移動可能なマルチチャンネル生理データモニタリングシステムに関するものである。このシステムは、中間ベースステーションと、ベースステーションと介護者との間の冗長信号経路とを利用するものである。介護者は、ベースステーションからの信号を受信するユニットを装着する。ベースステーションからの信号は、モニタリングされる個人に関する情報を提供するとともに、患者がベースステーションの対応範囲内に留まっているかどうかを判断する際に用いられる信号を送信する。モニタリングされる個人が装着するユニットは、モニタリングされる個人が補助を必要とする場合に、センサから受信した信号を分析して警告信号をベースステーションに送信するための診断回路を含み得る。患者がベースステーションの対応範囲外に移動した場合には、モニタリングされる個人と介護者とに警告を発するレンジモニタリングシステムが提供される。

上記文献は、個人の状態をモニタリングするための代替的な方法について教示するものであるが、用いるハードウェアと人的資源のために、既に本明細書で示された限定的な他の解決手段と比較して考えた場合に、明らかにコストがかかる。

特許文献ＵＳ６２８７２５２は、センサから生成されたデータ信号を受信可能なインタフェイスと、このインタフェイスに連結され、１以上のデータパケットでインタフェイスから受信したデータ信号をフォーマット可能なデータプロセッサとを有する装置を備えた患者モニタリング装置に関するものである。各パケットは、装置内で一意に定まる識別子−送信器を含んでいる。送信器は、データプロセッサの構造を受信し、ユーザに近接した位置に配置されたローカル受信器上で無線周波信号を用いてこれらの構造を送信できるようになっている。患者に塗布される接着材は、インタフェイス、データプロセッサ及び送信部が設けられた第１の面を有している。装置は、センサにより生成されたデータ信号を受信可能なインタフェイスと、このインタフェイスに連結され、インタフェイスから受信したデータ信号を１以上のデータ構造にフォーマット可能なデータプロセッサとを有している。各構造は、装置内で一意に定まる識別子−送信器を含んでいる。送信器は、データプロセッサの構造を受信し、ユーザに近接した位置に配置されたローカル受信器上で無線周波信号を用いてこれらの構造を送信可能となっている。接着材が患者に貼られ、この接着材は、インタフェイス、データプロセッサ及び送信器が設けられた第１の面を有している。

上記文献は、先に示された文献よりも広い範囲に対応できる、個人をモニタリングするセットを開示している。患者の命に係わるパラメータは、接着材によって貼付されたセンサとプロセッサにより収集され、プロセッサは、収集と、無線周波数通信を介して遠隔ユニットに送信されるデータの読込及びフォーマットとを行う。しかしながら、レポートを常に送信することは、データ伝送と記憶コストの両方の理由からコストが高くなる。この発明は、ユーザに対する補助、ユーザの位置の特定及びユーザとの対話といった他の機能を提供することのない単なるモニタリング手段を提供するものである。

特許文献ＣＮ１０１５７９２３５は、携帯用ＥＣＧ信号取得端末と、ネットワーク伝送モジュールと、サーバモニタリング端末とを備えたＥＤＧＥネットワークに依存する遠隔コンピュータ制御ＥＣＧモニタリングシステムに関するものである。このシステムでは、携帯用ＥＣＧ信号取得端末は、ネットワーク伝送モジュールによってサーバモニタリング端末に接続される。ネットワーク伝送モジュールは、ＥＤＧＥ伝送モジュールとＧＰＳモジュールとを備えている。また、サーバモニタリング端末は、送信デーモンと自動ＥＣＧ診断分析システムとを有する。ＥＣＧ信号取得端末は、取得を行い、ＥＣＧ信号を提示し局所的に保存し、これにより便利な動作となっている。遠隔コンピュータ制御ＥＣＧモニタリングシステムは、ＥＤＧＥ伝送モジュールを通じてデータを迅速かつ効率的に遠隔的に送受信するとともに、非常時に警告機能及びＧＰＳ位置特定機能を果たす。サーバモニタリング端末の自動ＥＣＧ分析診断システムは、独立して病気を分析及び診断し、医師を常勤させる必要を大幅に減少させるように診断情報を提供し直してもよい。この新たに採用された無秩序に基づいた非線形動的パラメータ分析は、診断に対する理解と信頼性を改善するものである。

上記特許文献は、収集されたデータのローカル記憶部を有するＥＣＧを読み取り、データを遠隔ステーション又はＥＣＧレコードのデータベースファイルに送信し、加えてＧＰＳ及びＥＤＧＥ技術を用いて警告や個人の位置を送信することによって、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするためのセットを開示している。しかしながら、このシステムは、虚血状態のモニタリングや特定を対象とするものではなく、また、モニタリングされる個人の状態に関係なく双方向に要求を行うことが可能になる対話機能のようなものを提供するハンズフリー通信を提供するものでもない。さらに、このシステムは、個人の心臓のプロフィールのカスタマイズを格納にするニューラルネットワークを有しておらず、転倒を検知する手段を提供するものでもなく、モニタリングの形態や重篤な場面での応答方法を著しく改善する音声指令を提供するものでもない。

したがって、本発明は、先に論じた問題点に対する解決方法を提供することを目的とする。

本発明は、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための方法、システム、及び装置を提供することを目的とする。

本発明は、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングする装置であって、ＧＳＭ／ＧＰＲＳを介した自律的コンピュータ制御の遠隔モニタリングを可能にし、ハードウェア、ソフトウェア及びバックオフィスアプリケーションを含む、非侵襲性の移動及び携帯可能な装置であり、ハンズフリー補助とＧＰＳを介した地理的位置の特定とを統合するだけではなく、３つの電極（導出Ｉ、ＩＩ及びＩＩＩ）を用いた心臓の併発症（不整脈や虚血）の検出や転倒の検出を行うための装置を提供することを目的とする。

本発明は、モニタリングされる患者のデータをいつでもＳＣ（サービスセンター）に送信することができることに加え、ＳＣ又は臨床医がオンデマンドで新しい検査を条件付きで要求することができるので、双方向に対話可能で、モニタリングされる患者を移動させることなく現実の正確な追跡を行うことができる、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための方法を提供することを目的とする。

これらの目的及び明らかでない他の目的は、本発明の説明及び好ましい実施形態において詳細に述べられる。

図１は、本発明の方法に関する模式図である。 図２は、本発明のシステムにおけるメインブランチのメインモジュールによって実行されるルーチンを統合した図である。 図３は、本発明のシステムにおけるメインブランチのモジュールを統合した図である。 図４は、本発明に係るインタフェイススクリーンを模式的に示すものである。 図５は、本発明の装置に関する模式図である。 図６は、本発明に係る電極の配置形態を図示するものである。 図７は、あるＥＣＧの周期における波形グラフである。 図８は、本発明の心臓モニタリングの補助ルーチンに関するフロー図である。

本発明は、第１の態様において、個人の心臓の状態をモニタリングするための方法に関するものである。第１の態様によれば、個人の心臓の状態を連続的にモニタリングすることを可能にし、患者と臨床医とが遠隔地で互いに対話することが可能となり、リアルタイムでインターネットを介して心電図を収集し、モニタリングし、見るためのツールを臨床医に提供するモニタリングネットワークが提供される。

このように、患者は、いつでもどこにいても、臨床医や医療スタッフにより自分の心臓の状態を分析してもらうことができる。

図１によれば、本発明の方法は以下の要素を含んでいる。
・心臓の状態をモニタリングされる個人（１）とモニタリングセンター（２）との間で遠隔通信を確立する。
・モニタリングセンター（２）と救助／補助ユニット（３）との間で遠隔通信を確立する。
・モニタリングセンター（２）と病院ユニット（４）との間で遠隔通信を確立する。
・心臓の状態をモニタリングされる個人（１）と医療スタッフ（５）との間で遠隔通信を確立する。
・登録されたユーザが遠隔的にアクセス可能なデータ提供インタフェイス（６）を確立する。

例えば、個人（１）とモニタリングセンター（２）との間における遠隔通信は双方向に確立される。すなわち、個人（１）とモニタリングセンター（２）は、補助とデータ及び情報のリアルタイムアップデートが効率化されるように、互いに相手に対して要求を行うことができる。個人とモニタリングセンター（２）との間の通信は、ＧＳＭ通信及びＧＰＳ通信の手段によって行われる。これにより、個人（１）とモニタリングセンター（２）との間で対話が可能となり、緊急状態における迅速な補助のために、個人（１）の位置を素早く特定することが可能になるとともに、速やかに要求を送ることが可能になる。

個人（１）についてのＥＣＧ分析は、遠隔モニタリング装置（図示せず）の内部に備えられたソフトウェアによって常に実行される。この遠隔モニタリング装置の詳細については後述する。重篤な状態では、個人の心臓の状態の異常を特定した分析は、本発明において後に規定される更なるパラメータとともにＥＣＧ検査としてモニタリングセンター（２）に送られる。

最も近くにいる救助ユニット（３）と病院ユニット（４）とを迅速な補助のために集結する範囲においてさえ、個人（１）をモニタリングする装置から送信されたＥＣＧ警告により、モニタリングセンター（２）におけるユーザ補助提供プロトコルがトリガされる。この提供プロトコルは、モニタリングされる個人（１）のプロフィールと、救助行為のための位置とを含んでいる。リアルタイムに更新されるインタフェイス（６）上で個人（１）のプロフィールについての詳細な情報にアクセスすることができ、これにより救助ユニット（３）と病院ユニット（４）の双方が個人（１）の心臓の状態に関する医療補助のスピードを上げることが可能になる。

インタフェイス（６）には登録によってアクセスができ、インタフェイス（６）は緊急時において個人（１）のプロフィール情報へのアクセスを許容するが、日々の管理についてもアクセスを許容する。例えば、個人（１）の記録は、その患者を常にフォローしている担当の医療スタッフによってアクセスされる場合がある。これにより、管理された治療、術後期、あるいは処方された新たに処方された薬に対する個人の反応についてさえ、遠隔的にフォローすることができる。

本発明の方法における「通信」は、（電話網を介した）フォーマルコミュニケーション、テキスト及び／又は音声メッセージ、及びＧＳＭ通信を介したデータ転送であると理解される。本発明の方法における通信のうち、個人（１）とモニタリングセンター（２）との間の通信のみが双方向に行われる。すなわち、個人（１）とモニタリングセンター（２）とは、先に説明したように、ＧＳＭを介した要求を交互に受信する。

本発明によれば、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするためのシステムが提供される。典型的には、本発明のシステムは、２つのモジュールブランチを含んでおり、メインブランチは、本発明の心臓状態モニタリングルーチンを実行し、管理ブランチは、本発明の方法により形成されるネットワークを相互接続するルーチンを実行する。メインブランチは、以下のルーチンモジュールを含んでいる。

メインモジュール−図２に示されるルーチンを実行することによって、本発明の装置の作動機能を実現する。
・環境の初期化と他のモジュールの実行（２１）
・ＳＯＳボタン／ヘルプボタンの確認（２２）
・バッテリレベルの確認（２３）
・すべてのモジュール間の通信と情報交換（２４）
・ＥＣＧの実行要求（２５）
・データサーバへのファイル転送の要求（２６）
・データサーバからのファイルのダウンロードの要求（２７）
・ＳＭＳ（ショートメッセージサービス）／テキストメッセージの送信の要求（２８）
・モニタに対して警告手段としてのバイブレーションの要求（２９）
・ブザーに対して警告手段としての音の出力の要求（３０）
・ユーザの転倒の検出時の緊急呼出の要求及び／又はＳＭＳ及び位置警告の送信（３１）

ＥＣＧモジュール−ＥＣＧ検査の実行と虚血又は不整脈のような心臓併発症の確認とを担うモジュール

ＧＳＭモジュール−ＧＳＭ／ＧＰＲＳ（移動体通信用グローバルシステム／汎用パケット無線サービス）を介した通信の実行及びブザーを介した音声出力を担うモジュール。このモジュールは、ハンズフリー電話コールを介して、またＳＭＳの送受信によって通信を制御する。また、このモジュールは、モニタからデータサーバへ及びデータサーバからモニタへファイルやデータを転送する役割を担っている。エンコードされた形態で受信されたＳＭＳは、要求された動作に特定された後に、適切な措置をとるメインモジュールに転送される。

ＧＰＳモジュール−モニタからのＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）データを読み取り、得られた緯度及び経度座標を読み取る役割を担うモジュール。これらの座標はメインモジュールに転送され、次に、メインモジュールはこの情報をＥＣＧモジュールに転送する。

ＸＹＺモジュール−加速度計の座標を読み取って評価する役割を担うモジュール。このモジュールは、装置が移動した時又は落下した時を検出する。落下を検出することによって、ＸＹＺモジュールは、メインモジュールに適切な措置をとるように通知する。

ＤＮＡモジュール−併発症（不整脈及び虚血）を検出するためのＰＮＮ（確率的ニューラルネットワーク）の役割を担うモジュール。ニューラルネットワークの最も重要な特性は、環境から学習してその性能を改善できることにある。これは、訓練において重みを適用した動的調整プロセスによって行われる。この学習は、ニューラルネットワークがある種の問題を総括的に解決することができた場合になされる。本発明によれば、ニューラルネットワークにより達成される解決方法は、ユーザの心臓の動作パターンについてのカスタマイズされたプロフィールである。

学習アルゴリズムという用語は、学習する問題を解決するための１組の明確なルールを意味している。与えられたニューラルネットワークモデルに特化した多くの異なるタイプの学習アルゴリズムが存在し、これらアルゴリズムは、多くは重みを修正する方法において異なっている。

他の重要なファクターは、環境に対するニューラルネットワークの関係である。ここでは、以下の学習パラダイムが存在する。
・教師あり学習。すなわち、外部媒介物が使用された場合に、入力パターンに対して所望の反応をネットワークに示す。
・教師なし学習（自己編成）。すなわち、外部媒介物がない場合に、入力パターンに対して所望の反応を示す。

プレゼンテーションサイクルは、訓練セットからのＮ組（入力及び出力）のすべてを意味している。本発明では、ＤＮＡモジュールのニューラルネットワークは、教師なし学習モードを有している。

本発明によれば、メインブランチのＤＮＡモジュールにおけるニューラルネットワークは、患者から収集されたデータに対応する入力レイヤと、関係する併発症のカテゴリを含むメニューに対応する出力レイヤとを有する。

図３においては、本発明のシステムのメインブランチのモジュールを統合した図が示されている。

管理ブランチは、以下のルーチンモジュールを備える。
モニタリングモジュール−顧客補助、医療調査及び患者のモニタリング履歴のためのルーチンを備える。
設定モジュール−併発症のタイプ及び併発症のグループを分類するためのルーチンと、実行される動作のルーチンと、補助中に実行されるステップと、一般的な症状の記録とを備える。
ネットワークモジュール−ユーザとの対話、画面／モード及びアクセスプロフィールのためのルーチンを備える。
医療記録モジュール−管理された医薬品と医療専門域とを記録するためのルーチンを備える。
生産モジュール−モニタリングセンターのモニタリングルーチンを備える。
協力提携要員登録モジュール−医師、医療機関、医療保険提供者、保険会社、モニタ及び顧客の人事管理及び登録のためのルーチンを備える。

典型的には、本発明によれば、メインブランチが、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングする装置に組み込まれ、本発明のシステムの管理ブランチが、本発明の方法によって確立されたインタフェイス上で作動する。本発明のインタフェイスの非限定的な例が図４に示される。

本発明（図５）によれば、個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための装置が提供される。

本発明の装置は、併発症が検出された場合に、それらが２つの主要なグループである不整脈と虚血とに分類され、これらのサブグループに分類されるように、連続的にユーザの心臓の挙動をピックアップし、分析し、モニタリングできるとともに、即時に検出を行うことができる。そのため、医療専門家によって分析される検査を実施することができる。

このため、本装置は、３つの異なる形式で心電インパルスの挙動をピックアップできる４つの電極（導出Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩとアースとして機能する４つ目の電極）を有しており、これによりノイズと受信した電気信号との干渉を低減することができる。医学文献に関しては、これらの導出は最も完全なものであり、いくつかの角度から人間の心臓を包括的に見ることを可能とするものである。心臓からの電気信号は、類推的にピックアップされ、増幅され、アナログ形式からデジタル形式に変換される。ニューラルネットワークに基づいてこれらのデータとデータベースとを比較する内部マイクロプロセッサ上でこれらのデータがこの形式で一度処理される。ピックアップされたプロットと認識されたデータベースとの間で相違を検出すると、この装置は、分析のために携帯電話ネットワーク（ＧＳＭ／ＧＰＲＳ）を介してモニタリングセンターに送信されるデータパケットに変換されるＥＣＧ検査を自動的に生成する。

加えて、本発明の装置は、垂直双極子系で構成されるＧＳＭアンテナと、水平らせん系で構成されるＧＰＳアンテナと、全方向性エレクトレットマイクロフォンを備えたハンズフリーセットと、拡声器と、マイクロフォンを備えるＰ２ステレオ型モニタに電極ケーブルを接続するためのプラグと、１組の電極ケーブルと、タクトスイッチ型ボタンと、サイドボリュームコントロールと、ダイオード及びトランジスタを有する回路とを備える。

また、この装置は、モニタリングセンターがユーザに、ユーザがモニタリングセンターにコンタクトできるように、また、医療専門家が、ユーザから更なる情報を収集し、ユーザ補助のための最善の措置を指示できるように、あるいはユーザが動けない場合にすぐに救助ユニットを派遣できるようにハンズフリーシステムを備えている。

また、本発明の装置は、深刻な心臓発作を起こした後の共通の症状であるユーザの転倒を特定可能な加速度計を有している。したがって、患者の転倒に関連して受信されたＥＣＧがより緊急の補助を要求する。

ユーザの位置を特定してユーザを最も近い医療センターに案内することを容易にするために、この装置は、位置（緯度及び経度）をユーザに提供し、その人を迅速に補助するためにその位置を地図と病院ネットワークに関連付けることができるＧＰＳ支援位置特定システムを有している。

この装置は携帯電話ネットワークに接続されるため、ソフトウェアを介して遠隔的に操作可能である。これにより、臨床医が遠隔検査を生成することが可能であり、そのため、もはやその人の意思によることがない点で検査の方法を変更するものであり、携帯電話ネットワークの範囲内の任意の場所においていつでもデータ収集が可能である。

本発明の装置は、モニタリング機能を有し、設置のために外科的処置を必要とすることなく具体化された知能、改善された自律性、人間工学性及び携帯性といった、従来の技術にはない一連の利点を提供するものである。

本発明によれば、本装置は、典型的には、ハードウェア、ソフトウェア及びバックオフィスアプリケーションを含む、移動及び携帯可能で非侵襲的なものであり、ＧＳＭ／ＧＰＲＳを通じてコンピュータ制御された自律的な遠隔モニタリングを提供し、ＧＰＳを介したハンズフリー補助と地理的な位置の特定とを統合し、インターネットを通じてモニタリングを追跡することを可能とするだけでなく、３つの電極（図６、導出Ｉ、ＩＩ、ＩＩＩ）を介して心臓の併発症（不整脈と虚血）を検出するとともに転倒を検出できるものである。

モニタリングされる患者からＳＣ（サポートセンター）にデータを送信することに加えて、臨床医又はＳＣは、オンデマンドでいつでも新しい検査を条件付きで要求することができるため、本解決方法は「双方向」であると言うことができる。

ＧＳＭアンテナは垂直双極子系で設計される。

ＧＰＳアンテナは水平らせん系で設計される。

消費電力を管理する目的で、このシステムは、電位が異なる状況及びバッテリ消費節約のためダイオード及びトランジスタを有する回路を備えている。

次に、本発明の例示的な実施形態を説明する。この説明から改良や変形が明らかになるであろうが、そのような改良や変形は本発明の範囲に含まれるものである。

心臓モニタリング
心電図（ＥＣＧ）は、心電計と呼ばれる装置を用いて心臓の活動中に生じる電気的現象を記録するものである。心電計は、人体の所定の場所に配置される２つの電極（導線に接続される小さな金属板）から収集される弱い電流強度を測定する検流計（２点間の電位差を測定する装置）である。心電計は、多くの心臓障害や例えばヒドロ電解質障害のような他の状態を診断する際に貴重な手助けとなる。

２つの部材間の電位差はアイントホーフェンによって導入されたものであり、アイントホーフェンは、右腕（Ｒ）、左腕（Ｌ）、及び左脚（Ｆ）を頂点とする正三角形の中心に心臓が存在すると考えた。アイントホーフェンの三角形（図６）によって電極の配置と双極導出が行われる。この配置は、閉ループにおいては電位差の総和はゼロに等しいとするキルヒホッフの第２法則に基づくものであった。この三角形において、アイントホーフェンは、３つの導出におけるＲ波の明確な記録を得るために、ＤＩＩ極を逆にした。

接続は、
・ＤＩ＝ＶＬ−ＶＲ（左腕−右腕）
・ＤＩＩ＝ＶＦ−ＶＲ（左脚−右腕）
・ＤＩＩＩ＝ＶＦ−ＶＬ（左脚−左腕）
となる。

ＥＣＧ検査は、心臓病、特に心臓の不整脈及び虚血の分析の一部として示される。ＥＣＧは、深刻な心筋梗塞の診断に役立ち、心臓用酵素の服用とともに非常時に好適に採用される検査である。

ＥＣＧ検査によって生成される記録は、波形上に直線画像を生成する時間的な電位変化を示している。これらの波形は、特定の用語で呼ばれる周期的なパターンに従うものである。
・Ｐ波：心房消極に対応している。
・ＱＲＳ合成波：心室消極に対応している。心室の筋量は心房の筋量よりも多いため、ＱＲＳ合成波はＰ波よりも高い。
・Ｔ波：心室再分極に対応している。Ｔ波の反転は虚血プロセスを示している。

人体から１ｍＶから５ｍＶの範囲で電気信号を受信すると、これらの電気信号は上述したように配置された３つの電極によって収集される。これらのインパルス（３６０Ｈｚのサンプリングレートを有する）は、演算増幅器により１０００倍まで増幅される。その後、干渉するノイズを除去するために一連のフィルタが適用される。

その目的は、連続フィルタを介して電線網から６０Ｈｚのノイズを除去し、筋ノイズ（ＥＭＧ（筋電力））、及びベースラインずれを除去することにある。

筋ノイズに加えて、電線網からノイズを除去するために、４０Ｈｚの阻止レンジ（カット周波数）を有するバタワースローパスフィルタが用いられる。

ベースラインずれを除去するために、０．６７Ｈｚの阻止レンジ（カット周波数）を有するバタワースハイパスフィルタが用いられる。

フィルタ後、Ｐ波、ＱＲＳ合成波、Ｔ波、ＳＲセグメント、ＲＲ間隔などの関連するＥＣＧの特性の指標（振幅と時間）が抽出されて正規化される。これにより、ＲＮＰの入力レイヤに提供されるベクトルが形成される。

並列に処理された（過去に保存された１組のベクトルを検査した）後、ＲＮＰ決定レイヤが（ｋ最近接に類似するアルゴリズムに基づいて）、示された特性に最も適合するクラス（ｃ）を選択する。

最初に、（ＭＩＴ−ＢＩＨの不整脈や虚血についてのデータベースに基づく）正常、不整脈、虚血などの予想される結果に関する多数のベクトルモデルが、ＲＮＰに保存される（クラス（クラスタ）を形成する出力レイヤからの値をそれぞれ有する）。

併発症（不整脈又は虚血）を検出すると、心臓にこの現象が生じた１０秒間が２進方式で物理ファイルに保存される。これらのファイルは、特定のディレクトリに保存され、後に改めて取得又は転送される。

併発症に関するデータとともに、ＧＰＳ（グローバルポジショニングシステム）を介して取得された緯度及び経度座標により取得される、モニタリングされる個人の地理的位置のような関連する情報が加えられる。

これらのデータの伝送は、携帯電話信号によって提供されるＧＳＭ（移動体通信用グローバルシステム）接続を介して利用可能となるＧＰＲＳ（汎用パケット無線サービス）サービスネットワークを介して行われる。データ伝送のために、２５６バイトのパケットに圧縮され分割されたファイルをＮＥＸＣＯＲモニタから遠隔データサーバに転送可能なＦＴＰ（ファイル転送プロトコル）が使用される。

データ圧縮は、「ｇｚｉｐ」として知られるLinuxアプリケーションを用いて行われる。このアプリケーションは、パブリックドメインに属するLempel-Zivコードに基づくアルゴリズムを使用して圧縮を行う。データ圧縮は以下の理由により重要である。
・データファイルのサイズを小さくすることができ、より多くの情報を保存することができる。
・サイズの小さいファイルの転送はずっと高速に行われる。ＧＳＭ／ＧＰＲＳ技術においてはデータ転送速度が制限されているので、この圧縮によりデータ帯域を使用する際のコストを削減することができる。

転倒の検出は、並列に実行される別のプロセスである。このプロセスのために、３次元軸における運動の加速度を測定可能なシステムである加速度計が用いられる。これらの変化を読み取ることによって運動を検出することができる（プロットに干渉する人為的な運動をＥＣＧからフィルタし除去する手助けとなり、また心臓の併発症に起因するものかどうかを問わず、転倒を特定する手助けとなる）。また、ＧＰＳを介した位置の特定及びＥＣＧ検査とともに転倒がモニタリングされ、サポートセンターに送信される。

また、バッテリの消費も並列プロセスにおいてモニタリングされる。限界レベルに達した場合、ユーザは（ＬＥＤや振動によって）現在の状態について警告を受け、これにより直ちに交換することが促される。

また、ＧＳＭ携帯電話ネットワークの有効範囲に対するサポートもモニタリングされる。このプロセスは、再び接続を確立すると、ＥＣＧや位置などの様々な情報をサポートセンターに送信することとを含んでいる。

サポートセンター又はユーザは、疑問を解消するため又は補助を要求するために、いつでもハンズフリーを介して接続を確立することができる。

サポートセンターからのオンデマンド要求又は条件付きの臨床医によるオンデマンド要求により、受信した検査（元々疑いがあったもの）を確認するために検査が再度要求される。この要求は、ＳＣのバックオフィスアプリケーションから、あるいは携帯電話の簡単なＳＭＳによりトリガされ得る。

本発明の心臓モニタリングの具体例が図９に示されている。最初、個人のルーチンモニタリング（ａ）中に、モニタが異常な鼓動を検出する（ｂ）。そして、モニタはＥＣＧを生成し（ｃ）、これを心臓モニタリングセンターに送信する（ｄ）。心臓モニタリングセンターの臨床医は、受信したＥＣＧの分析を行い（ｅ）、新しいＥＣＧを要求するか（ｏ）、又は症状を確認するか（ｇ，ｈ）を決定し得る（ｆ）。臨床医は、補助行為を開始することを決定し、心臓モニタリングセンターの付添人に補助行為を開始するように要求してもよい（ｍ，ｎ）。臨床医が個人の症状の確認を選択した場合、臨床医は、付添人に症状を遠隔的に確認することを求めることができ（ｉ，ｊ）、確認後、付添人は、臨床医による分析のために症状に関する新たなＥＣＧを送信し（ｋ，ｌ）、この行為により補助行為が開始され得る（ｍ，ｎ）。

また、この場合のための特定のコマンドを含むＳＭＳを単に送信することによってＯＴＡ（無線通信を経由して）コンセプトを通じて本発明に係る装置のモニタリングモジュールの遠隔アップデートを行うこともできる。すなわち、モニタそのもののファームウェアやソフトウェアをアップデートする場合には、ユーザを移動させる必要がない。

Claims (24)

1. 個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための方法であって、
   ・心臓の状態をモニタリングされる個人（１）とモニタリングセンター（２）との間で遠隔通信を確立し、
   ・モニタリングセンター（２）と救助／補助ユニット（３）との間で遠隔通信を確立し、
   ・モニタリングセンター（２）と病院ユニット（４）との間で遠隔通信を確立し、
   ・心臓の状態をモニタリングされる個人（１）と医療スタッフ（５）との間で遠隔通信を確立し、
   ・登録されたユーザに対して遠隔的にアクセス可能なデータ提供インタフェイス（６）を確立する、
   ことを特徴とする方法。
2. 双方向に確立された遠隔通信を含み、個人（１）から又はモニタリングセンター（２）から個人（１）にデータを交互に送信するように要求がされ得ることを特徴とする請求項１の方法。
3. ＧＳＭ遠隔通信を含むことを特徴とする請求項２の方法。
4. 個人（１）に生じる転倒がモニタリングされ、ＧＰＳを介した位置情報及びＥＣＧ検査とともにモニタリングセンター（２）に送信される遠隔モニタリングを行うことを特徴とする請求項１の方法。
5. 遠隔併発症モニタリング装置により個人（１）のＥＣＧを連続的に読み取ることを特徴とする請求項１の方法。
6. 併発症の検出によってトリガされる提供プロトコルは、モニタリングされる個人（１）のプロファイルとその位置とを含むことを特徴とする請求項１の方法。
7. 登録によってアクセス可能なインタフェイス（６）であって、緊急の状況及び日々の管理のために個人（１）のプロフィール情報へのアクセスを許可するインタフェイス（６）を含むことを特徴とする請求項１の方法。
8. 個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするためのシステムであって、
   ・個人の心臓の状態をモニタリングする装置の作動機能を提供するメインモジュールと、
   ・ＥＣＧ検査を行い心臓の併発症を確認するＥＣＧモジュールと、
   ・ＧＳＭ／ＧＰＲＳを介した通信の実行及びブザーを介した音声出力を行うＧＳＭモジュールと、
   ・モニタからのＧＰＳデータを読み取り、緯度及び経度座標を取得する役割を担うＧＰＳモジュールと、
   ・加速度計の座標を読み取り評価するＸＹＺモジュールと、
   ・確率的ニューラルネットワークにより併発症を検出するためのＤＮＡモジュールと、
   を備えるメインブランチを特徴とするシステム。
9. 教師なし学習モードで動作する確率的ニューラルネットワークを備えることを特徴とする請求項８のシステム。
10. 入力レイヤが患者のＥＣＧデータであり、出力レイヤが心臓の併発症のカテゴリである確率的ニューラルネットワークを備えることを特徴とする請求項８のシステム。
11. カスタマイズされた個人のプロフィールを有する確率的ニューラルネットワークによって達成される解決方法を備えることを特徴とする請求項１０のシステム。
12. ・環境を初期化して他のモジュールを実行し、
    ・ＳＯＳボタン／ヘルプボタンを確認し、
    ・バッテリレベルを確認し、
    ・他のすべてのモジュール間で情報を通信及び交換し、
    ・ＥＣＧ（心電図）の実行を要求し、
    ・データサーバへのファイル転送を要求し、データサーバからファイルをダウンロードすることを要求し、
    ・ＳＭＳ（ショートメッセージサービス）／テキストメッセージの送信を要求し、
    ・モニタに対して警告手段としてのバイブレーションを要求し、
    ・ブザーに対して警告手段としての音の出力を要求し、
    ・ユーザの転倒を検出した際に、緊急呼出を要求し、加えて／あるいはＳＭＳ及び位置警告を送信する、
    ルーチンを行うメインモジュールを備えることを特徴とする請求項８のシステム。
13. ＥＣＧの実行及びバッテリレベルの読取に関するメインモジュールからの要求に応えるＥＣＧモジュールを備えることを特徴とする請求項８のシステム。
14. ハンズフリー電話呼出により及びＳＭＳ送受信により通信を制御するＧＳＭモジュールを備えることを特徴とする請求項８のシステム。
15. モニタからデータサーバへのファイル及びデータの転送を相互に行うＧＳＭモジュールを備え、要求された動作が特定された後に、エンコード形式で受信されたＳＭＳ通信が適切な措置を取るメインモジュールに転送されることを特徴とする請求項８のシステム。
16. 座標がメインモジュールに伝送されるＧＰＳモジュールを備え、メインモジュールはこの情報をＥＣＧモジュールに転送することを特徴とする請求項８のシステム。
17. 装置が移動した時又は落下した時を検出し、メインモジュールに適切な措置をとるように通知するＸＹＺモジュールを備えることを特徴とする請求項８のシステム。
18. 心臓の状態を遠隔的にモニタリングするシステムであって、
    ・顧客補助、医療調査及び患者のモニタリング履歴のためのルーチンを備えるモニタリングモジュールと、
    ・併発症のタイプ及び併発症のグループを分類するためのルーチンと、実行される動作のルーチンと、補助中に実行されるステップと、一般的な症状の記録とを備える設定モジュールと、
    ・ユーザとの対話、画面／モード及びアクセスプロフィールのためのルーチンを備えるネットワークモジュールと、
    ・管理された医薬品と医療専門域とを記録するためのルーチンを備える医療記録モジュールと、
    ・モニタリングセンターのモニタリングルーチンを備える生産モジュールと、
    ・医師、医療機関、医療保険提供者、保険会社、モニタ及び顧客の人事管理及び登録のためのルーチンを備える協力提携要員登録モジュールと、
    を備えるメインブランチを特徴とするシステム。
19. メインブランチが、個人の心臓の状態の遠隔モニタリング装置に組み込まれ、管理ブランチが、確立されたインタフェイス上で作動することを特徴とする請求項８及び１８のシステム。
20. 併発症の遠隔モニタリングは、不整脈と虚血のうちの一方から選択される個人の心臓の状態であることを特徴とする請求項１９のシステム。
21. 個人の心臓の状態を遠隔的にモニタリングするための装置であって、垂直双極子系で設計されたＧＳＭアンテナと、水平らせん系で設計されたＧＰＳアンテナと、全方向性エレクトレットマイクロフォンを備えたハンズフリーセットと、拡声器と、マイクロフォンを備えるＰ２ステレオ型モニタに電極ケーブルを接続するためのプラグと、１組の電極ケーブルと、タクトスイッチ型ボタンと、サイドボリュームコントロールと、ダイオード及びトランジスタを有する回路とを備えることを特徴とする装置。
22. 心臓の併発症、転倒、統合されたハンズフリーサポート及びＧＰＳを介した地理的な位置の特定についての、ＧＳＭ／ＧＰＲＳを介した自律的なコンピュータ制御の遠隔モニタリングを備えること特徴とする請求項２１の装置。
23. 不整脈及び虚血のモニタリングを備えることを特徴とする請求項２１の装置。
24. 双方向の通信による遠隔的で自律的なコンピュータ制御のモニタリングを備えることを特徴とする請求項２１の装置。