JP2018526180A - 遠隔医療により患者の重要な生理学的データを測定および報告する統合医療機器およびホームベースシステム - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、参照によりその全体が本明細書に援用される2015年9月8日に出願された米国仮特許出願第62/215,595号の恩恵を主張する。
1.パルスオキシメータセンサ
2.温度センサ(S2)
3.デジタル聴診器エレクトレットコンデンサマイク
4.オトスコープカメラ
5.ブルートゥース(登録商標)受信機
6.超低電力マイクロコントローラ/プロセッサ
7.クロック回路
8.フラッシュEPROM
9.SDRAM
10.USB回路
11.コンピュータ装置ソフトウェア
12.安全な暗号化されたインターネットリンク
13.クラウドサーバ
14.クラウドストレージ
15.医療提供者ソフトウェア
16.統合医療装置の外装およびケーブル
17.医療提供者のコンピュータ装置
18.コンピュータ装置
図1は、例示的MedWandシステムに利用される典型的なハードウェアの絵画的表現図100である。MedWand統合装置110が、有線または無線リンク105を通して外部コンピュータ/プロセッサ120(ここでは、例として、ラップトップとして示されている)に接続されている。コンピュータ/プロセッサ120との直接の外部通信は接続リンクまたは無線リンク105によって達成できるが、任意の適切な他の通信インターフェース/基準を使用してもよい。MedWand統合装置110が外部電力を必要とするいくつかの実施形態においては、リンク105は、例えば有線USB接続あるいはその等価物などを通して電力を提供してもよい。いくつかの実施形態では、リンク105はブルートゥース(登録商標)であってもよいし、あるいは接続は無線/携帯電話などを通して行ってもよい。コンピュータ/ラップトップ120は第二のリンク125(限定されないが、患者の自宅のインターネットゲートウェイ)を通してセキュアクラウドサーバ130に接続されており、当該サーバは、安全なリンク135を通して、医師150または他の医療専門家への情報転送を管理する。種々のハードウェア構成要素間のリンクは、実施の好みに応じて、物理的リンクであっても無線リンクであってもよいことは理解されるべきである。更に、コンピュータ/ラップトップ120はセキュアクラウドサーバ130に直接接続され(そして中間のルータを迂回する)機能を有していてもよいが、MedWand統合装置110によって送信される情報を通信するのに、インターネット接続機能を有する任意の装置を使用してもよい。例えば、スマートフォン、タブレット、あるいは他の無線装置を使用してもよい。コンピュータ/ラップトップ120はMedWand制御ソフトウェアをホスティングしてもよく、並びに音声またはビデオ/音声を通して医療専門家との通信を円滑化してもよい。制御ソフトウェアをホスティングするならば、ユーザは、設計の好みに応じて、MedWand装置110の制御(較正の開始、その他ユーザが特定する操作など)を限定的であるが実行できるであろう。一例として、ユーザは、自分の医療データおよび/またはセッションデータを医療専門家または他の受信者150へ送信するのを認可したり、特定の機能をオン/オフにしたりできるであろう。
患者が遠隔医療会議を要請すると、その患者はリアルタイムで医療提供者(通常は医師)へ接続される。医師は医療提供者側の統合医療装置ソフトウェアを実行しており、それにより、統合医療装置のデータを閲覧したり、該装置を管理して試験を要請したり、データを調べたりできる。統合医療装置に内蔵されるまたはそれを通過する各重要パラメータは、コンピュータ装置のユーザインターフェースから選択できる。例えば、医師か患者が患者の脈拍、SpO2、および指の温度を測定したい場合、「パルス」ボタン/動作がコンピュータ装置上で選択される。各試験の適切な使用または設定を患者に知らせるため、ヘルプ画面が現れる。試験ボタンがユーザインターフェースで押されたりクリックされたりすると、指令が(ある場合には)USB接続(または無線接続)を通して送信される。統合医療装置の電力は、使用されるバージョン次第であるが、物理的なUSB接続または内部再充電可能バッテリを通して供給可能である。USBインターフェースによって受信された当該指令はフォーマッティングされ、装置内のマイクロプロセッサ(uP)へ送信される。
セッションが始まると、双方向性のビデオ会議が確立される。医師は、MedWand装置の状態およびアプリケーション内のセンサ選択オプションを確認するであろう。MedWand装置は、インジケータ、例えば、マルチカラーのLEDアレイを通して、その状態のフィードバックを視覚的に患者へ提供する。医師は、任意の利用可能なセンサを順不同で選択できる。
MedWand装置の前部に置かれているオトスコープは、装置の前部に磁石によって固定されるいくつかの付属部品オプション(検鏡)を有する高分解能カメラである。付属部品は、体の種々の部分(耳、目、鼻、喉、および皮膚の内部を含む)の検視を援助するように設計されている。焦点深度は、センサ面から約50mmないし200mm以上の範囲であってよい。付属部品のいくつかは、鮮明な映像オプションのため、追加のレンズを含んでいてもよい。カメラのパン、チルト、およびズームは、ビデオインターフェースを通して、医師が全て制御可能である。焦点合わせは、ダイナミックリキッドレンズシステムまたは等価のシステムにより自動的に行われる。
MedWand装置の下部に置かれている聴診器は、MedWandプロセッサへデジタル音響信号を送信するデジタル音響ピックアップ装置である。それがアクティブセンサとして選択されると、オーディオストリームはリアルタイムで患者のコンピュータ装置へ転送される。医師は聴診器の音響をモニタできる。あるいは、医師のインターフェース上の「プッシュトーク」ボタンを通して患者と会話もできるが、該プッシュトークボタンは、患者がMedWand装置から選択した音響入力装置をローカルのコンピュータ装置へ切り替えるものである。医師は、いつでも、聴診器ピックアップの音響記録を開始できる。医師は記録時間の長さを選択してもよいし、それを手動で操作してもよい。別のセンサが選択された場合、あるいは医師が患者との音声双方向通信に戻った場合、「停止」が選択されなければ、該センサの接続は中断される。
MedWand装置には2つのパルスオキシメータが存在する。主要ユニット(SpO2−1)はMedWand装置の上部に位置しており、示数のリーディングに際し、指が経路内に挿入される。第二ユニット(SpO−2)はMedWand装置の底部、聴診器ピックアップの近くに位置している。通常の単一センサオペレーションモードにおいては、医師は、主要SpO2センサだけを選択してよい。満足のいく示数が読み取られたら、医師は、酸素飽和度のタイムスタンプスナップショットおよびBPMデータを得て、それを検査データセットに含めることができる。
MedWand装置の先端、カメラセンサの隣に、赤外線温度計が存在する。これは耳内アプリケーション用に設計されており、性能を高めるため、装置の前部に専用の付属部品を備えている。適切な示数が読み取られたら、医師は、それを保存し検査データセットに含めることができる。
MedWand装置は3誘導心電図システムを有していてもよい。ユニットの下部にある聴診器筺体のいずれかの末端に2つのピックアップがあり、第三のピックアップは主要パルスオキシメータの隣に位置して指の場所を提供しているので、正確な心電図測定のための適切なオフセットが得られる。適切な接触が確立されたら、医師はいつでも心電図記録の開始および停止を選択できる。測定時間は手動で設定してもよいし、医師のアプリケーションに予め決定されていてもよい。
MedWand装置はブルートゥース(登録商標)ラジオを含んでおり、任意の承認されたブルートゥース(登録商標)装置と対になっていてもよい。承認された装置のプロファイルおよびその関連GUIは、患者のアプリケーションと医師のアプリケーションの両方にローディングされる。従って、ブルートゥース(登録商標)装置がMedWand装置と対になっていれば、適切な装置が利用可能であることがアプリケーションに通知される。次に、該装置はセンサ選択として医師に提示され、例えば、「ブルートゥース(登録商標)による血圧カフ」と言う指示が出される。次に、医師は、遠隔装置から入手可能なデータの保存を選択し、それを検査データセットに含めることができる。
MedWand装置は、体への単一装着中に、複数の搭載センサから同時に示数を読み取るように設計されており、通常それは心臓の上側の胸領域であり、特に聴診器、心電図、指先パルスオキシメータ、および胸パルスオキシメータが使用される。その結果、最新の相関アルゴリズムに適用可能な12の相関ポイントが得られる。斯かるリーディングを経時的並びに振幅や歪みなどの他の属性により相互関連付けることにより、相対血圧を導き得る流体応答性などの複数の医療状態/症状が検出可能である。これは新しい分野である。このテーマに関していくつかの学術的研究が行われ、より詳細で有意義な診断が同時相関センサデータから導き得ることが示唆されている。
検査が完了すると、検査データセットに含めるように医師が選択するデータがフォーマッティングされ、圧縮され、暗号化されて単一のファイルに納められる。このファイルには、保存されている全データ報告だけでなく、患者のプロファイルおよび識別子、医師情報、保険請求情報(該当する場合)、MedWandの通し番号およびソフトウェア改訂、プラスタイム、日付、検査の場所スタンプなどを含む検査に関連する全情報も含まれている。
以下は、遠隔地からの診断を援助するため、MedWand装置/システムが使用可能ないくつかの条件をリストアップしたものである。ほとんどの場合、2つ以上のセンサが必要である点に注目して頂きたい。MedWandは、斯かるセンサの全てを手持ち式の単一の装置に統合し、しかも検査用の統合医療記録を作製し得る唯一の装置であることが理解されている。
使用されるMedWandの特徴
・SpO2
・呼吸数
・聴診器
内耳感染(中耳炎)
使用されるMedWandの特徴
・温度計
・オトスコープ
季節性アレルギー性鼻炎の診断
使用されるMedWandの特徴
・オトスコープ(鼻腔内へ)
結膜炎の診断
使用されるMedWandの特徴
・オトスコープ(目の上)
気管支炎の診断
使用されるMedWandの特徴
・聴診器
・温度計
・呼吸数
・SpO2
肺炎の診断
使用されるMedWandの特徴
・聴診器
・温度計
・呼吸数
・SpO2
・心拍数
・血圧(ブルートゥース(登録商標)による)
うっ血性心不全憎悪の初期診断(以後の確認必要)
使用されるMedWandの特徴
・SpO2
・聴診器
・呼吸数
・心電図
・体重(ブルートゥース(登録商標)による)
急性心筋梗塞の初期診断(以後の確認必要)
使用されるMedWandの特徴
・心電図
・心拍数
・呼吸数
敗血症性ショックの初期診断(以後の確認必要)
使用されるMedWandの特徴
・体温
・心拍数
・血圧(ブルートゥース(登録商標)による)
循環血液量減少性ショックの初期診断(以後の確認必要)
使用されるMedWandの特徴
・心拍数
・血圧(ブルートゥース(登録商標)による)
高血糖/糖尿病性ショックの初期診断(以後の確認必要)
・グルコースリーディング(ブルートゥース(登録商標)による)
・血圧(ブルートゥース(登録商標)による)
・心拍数
・呼吸数
プロトタイプ版において、MedWand装置は、複数のセンサのリーディングを同時に行い、それを統一されたデータセット(データは処理/フォーマッティング時間に関して修正される)として報告する機能を持つように構成されていた。特に、4つのセッションが同時にモニタされ、時間遅延およびセンサデータ発生間の特徴(絶対値)が比較され、人体の流体応答性並びに他のいくつかの生理学的ダイナミックスを示すようになっていた。ボディマスなどの他の個別のリーディングと合わせると、更なる相関データを蓄積し、診断アルゴリズムの対象とすることができ、そこから、血圧(およびその他多く)を含むヘルスメトリックを導くことができる。プロトタイプにおける4つのセンサは以下を含む。
・指先に置かれ、酸素飽和度および脈拍を検出するパルスオキシメータ
・指先に置かれ、心拍数および心拍数変動を検出するセンサ(心電図および聴診器と合わせて、脈遷移時間を導き得る)
斯かるセンサおよび他の電位センサをモニタすることにより、相互関連性および将来の分析用の複数のデータ点が生まれる。
Claims (20)
- コンパクトに統合された携帯可能な医療用マルチセンサ遠隔医療装置であって、
手持ち式の統合携帯式筐体を有し、
前記統合携帯式筐体は、
前記筺体の近位端に配置された指ポートであって、ユーザの心拍数/脈拍を測定するためのパルスオキシメータセンサを有する、指ポートと、
前記筺体の遠位端に配置された温度計センサであって、前記ユーザの鼻、耳、および口のうちいずれかの腔に挿入された場合に前記ユーザの体温を測定するための温度計センサと、
前記筺体の掌側末端に配置されたデジタル式聴診器コンデンサマイクセンサであって、前記ユーザの心拍の音響信号を捕らえるためのデジタル式聴診器コンデンサマイクロセンサと、
前記体温センサと前記筺体の遠位端を共有しているオトスコープカメラセンサ/光源であって、前記ユーザの腔の標的領域の静止画およびビデオのうち少なくとも1つを捕らえるためのオトスコープカメラセンサ/光源と、
低電力のマイクロコントローラユニット(MCU)であって、有線接続および無線接続のうち少なくとも1つによって前記センサと直接または間接に通信し合い、前記センサから外部インターネット接続または携帯電話接続の通信装置へ暗号化されたデータを送信するマイクロコントローラユニットと
前記筺体の外側に配置されている状態インジケータであって、前記センサおよび/または検査の状態および/または条件を提供する、状態インジケータと
を有し、
前記遠隔医療装置はユーザによって自己管理されるように構成されているものである
遠隔医療装置。 - 請求項1記載の遠隔医療装置において、さらにコンピュータを有し、前記コンピュータは、前記遠隔医療装置に連結され、遠隔会議機能付きであり、インターネット接続および携帯電話接続のうち少なくとも1つを有しているものである、
遠隔医療装置。 - 請求項2記載の遠隔医療装置において、前記コンピュータから前記暗号化されたセンサデータを受け取るリモートサーバを更に有するものである遠隔医療装置。
- 請求項3記載の遠隔医療装置において、前記遠隔会議コンピュータで実行され、医療専門家との遠隔会議を提供するソフトウェアプログラムを更に有し、前記暗号化されたセンサデータが前記医療専門家へ提供されるものである遠隔医療装置。
- 請求項4記載の遠隔医療装置において、前記ソフトウェアプログラムは、脈拍情報、SPO2情報、指の温度、額の温度、聴診器示数、およびオトスコープ示数のうち少なくとも1つを有する前記ユーザのセンサデータを表示するものである遠隔医療装置。
- 請求項5記載の遠隔医療装置において、前記ソフトウェアプログラムは、グルコース示数および血圧示数を更に表示するものである遠隔医療装置。
- 請求項1記載の遠隔医療装置において、前記装置は、ブルートゥース(登録商標)通信機能、近接場通信機能、およびUSB通信機能のうち少なくとも1つを含むものである遠隔医療装置。
- 請求項1記載の遠隔医療装置において、前記装置のカメラは集束レンズを含むものである遠隔医療装置。
- 請求項3記載の遠隔医療装置において、前記サーバは、HIPPA準拠クラウドストレージユニットとして機能するものである遠隔医療装置。
- 請求項1記載の遠隔医療装置において、前記装置は、内部バッテリにより自己動力供給するものである遠隔医療装置。
- 請求項1記載の遠隔医療装置において、前記装置の電力はUSB接続により得られるものである遠隔医療装置。
- 請求項3記載の遠隔医療装置において、前記リモートサーバは、患者医療記録のデータベースにアクセスするものである遠隔医療装置。
- 請求項4記載の遠隔医療装置において、前記リモートサーバは、患者医療記録のデータベースおよび保存されたユーザセンサデータから、暗号化された情報を前記医療専門家へ提供するものである遠隔医療装置。
- 請求項4記載の遠隔医療装置において、前記リモートサーバは、前記医療専門家または第二の医療専門家にモバイル警報を開始するものである遠隔医療装置。
- 請求項4記載の遠隔医療装置において、前記ソフトウェアプログラムは、前記医療専門家が第二の医療専門家へ連絡して前記遠隔会議に参加させるのを可能にするものである遠隔医療装置。
- 請求項4記載の遠隔医療装置において、前記ソフトウェアプログラムは、前記医療専門家が第二の医療専門家へ連絡するのを可能にするものである遠隔医療装置。
- 請求項4記載の遠隔医療装置において、前記ソフトウェアプログラムは、前記医療専門家が第二の医療専門家へ連絡するのを可能にするものである遠隔医療装置。
- 遠隔医療検査を行う方法であって、
ユーザの指を手持ち式の統合携帯式筺体の指ポートへ挿入する工程であって、前記指ポートは前記筺体の近位端に配置されている、工程と、
前記指ポートに配置されたパルスオキシメータセンサによって前記ユーザの脈拍と酸素飽和度(SpO2)を検出する工程と、
前記筺体の遠位端に配置された温度センサによって前記ユーザの体温を検出する工程であって、前記温度センサは前記ユーザの耳、口、または鼻の腔に挿入される工程と、
前記筺体の掌側末端に配置されたデジタル聴診器コンデンサマイクセンサによって前記ユーザの心拍音を検出する工程と、
オトスコープカメラセンサおよび光源によって前記ユーザの腔の標的領域の静止画およびビデオのうち少なくとも1つを捕らえる工程であって、前記オトスコープカメラセンサおよび光源は前記筺体の遠位端を前記温度センサと共有する、工程と、
低電力マイクロコントローラユニット(MCU)によって前記センサからの情報を処理および暗号化する工程と、
有線接続および無線接続のうち少なくとも1つによって、前記センサからの暗号化された情報を外部インターネット接続または携帯電話接続した通信装置へ送信する工程と、
前記筺体の外部へ作動状態を提供する工程とを有し、
前記検査は前記ユーザによって自己管理されるものである
方法。 - 請求項18記載の方法において、前記センサからの暗号化された情報を用いて、医療専門家と遠隔会議を行う工程を更に有するものである方法。
- 請求項19記載の方法において、前記暗号化されたセンサ情報をリモートサーバへ送信する工程を更に有し、前記リモートサーバは、前記遠隔会議と更にインターフェース接続されているものである方法。
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