JP2020512040A - 呼吸ステータスの検出を容易にするためのシステム及び方法 - Google Patents

呼吸ステータスの検出を容易にするためのシステム及び方法 Download PDF

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Abstract

本発明は、呼吸ステータスの検出のためのシステム及び方法に関連し、システムは、患者の身体の皮膚に添付されるように構成された可撓性パッチを含み、パッチは、パッチが皮膚に添付された時に患者の身体の身体活動を感知するための少なくとも1つのセンサ配置を含み、センサ配置は、身体活動に対応するセンサ信号を決定及び/又は出力するように構成される。システムは、センサ信号に基づいて呼吸空気流インジケータを決定するように構成される。これに代えて又はこれに加えて、システムは、パッチに取り付け可能及びそこから取り外し可能であってパッチにエネルギを供給する及び/又はそこからセンサ信号を受信ようになった再使用可能アドオンデバイスを含む。【選択図】図1

Description

本発明は、請求項1の前文に記載の呼吸ステータスの検出を容易にするためのシステム、請求項14の前文に記載の呼吸ステータスの検出を容易にする方法、及びコンピュータ可読ストレージ媒体に関する。
本発明は、一般的に、気道、その換気動力学、その生理、及び/又はその形状の呼吸ステータスとも呼ばれる特性又はこれらへの依存性の決定に関する。
本発明は、特に、気道が塞がれる又は空気流容量が低減する喘息等であるがそれに限定されない呼吸疾患に関する評価又は診断を可能にするために呼吸ステータスを識別する又は識別を容易にする分野に関する。
更に、本発明は、着用可能センサデバイスに関する。そのような着用可能センサデバイスは、例えば長期血圧測定又は心電図検査に関する患者の長期検査から公知である。
WO 2016/053897 A1は、肺疾患の診断及び/又は評価を容易にするように構成された着用可能デバイスに関するものである。このデバイスは、音響センサと、運動センサと、筋活動センサと、クロックと、周囲温度センサと、通信ポートと、電源と、切換機構と、ストレージと、1又は2以上のプロセッサとを有する可撓性パッチを含む。デバイスは、音響信号を含む情報をストレージ上に記録し、情報は、喘鳴発作又は咳嗽発作の一方又は両方を識別するために解析可能である。
US 6,019,732 Aは、被検体内の換気容積をモニタするためのデバイスを開示し、デバイスは、動物又はヒトへの取り付けのための可撓性基板を含む。一連の半導体センサ及び導体センサを含む感知手段が基板に取り付けられ、かつ電子回路内に接続可能である。被検体内の肺の膨張及び収縮の変化に応答して、デバイスは、その抵抗を逆向きに変化させ、従って、換気容積の変化を信号出力に変換する。
US 2002/0072685 A1は、可撓性圧電フィルムセンサを用いて患者の呼吸をモニタ及び/又は定量測定する方法及び装置を開示している。装置は、患者の首に取り付けることができる可撓性基板を含む。装置は、患者の呼吸によって発生した音響波を電気信号に変換する圧電フィルムを更に含む。
US 2011/0301485 A1は、被検体の身体上の音響センサによって検出された体内音信号から被検体の呼吸空気流を推定するためのデータビニング方法及びシステムを開示している。この方法及びシステムは、構成モードに続いてモニタモードで作動する。構成モードでは、体内音信号及び呼吸空気流は、共通期間にわたって身体上のそれぞれ音響センサ及び肺活量計によって検出される。時間整合された体内音信号及び呼吸空気流データ点が次に発生され、互いに相関付けられ、ルックアップテーブルに格納される。次に、モニタモードでは、ルックアップテーブルは、その後の体内音信号読取値を用いてアクセスされ、肺活量計を更に必要とすることなく呼吸空気流推定値を提供する。
US 2012/0041279 A1は、特に病院での固定式使用のためのシステム及び方法に関するものであり、システムは、携帯可能又は着用可能ではない。システムは、少なくとも1つのセンサ、特に電極を含み、これは、被検体の身体上に置かれ、かつセンサ測定値を処理及び解析し、従って被検体の呼吸ステータス及び健康を連続的又は断続的にモニタするデバイスにリードを通じて接続されている。呼吸パラメータが換気又は他の生命機能の損失を反映した時に、システム及び方法は、アラームを維持し、又は被検体を換気している人工呼吸器の作動パラメータを調節することができる。
一般的に着用することができるデバイスは、長期にわたって快適な使用を可能にすることが公知であるが、公知のソリューションは、使い捨て品目であり、従ってセンサを取り替えなければならないことで不経済かつ高価であるという欠点がある。その一方、聴診器又は肺活量計のような類似の目的のための従来のデバイスは、快適性に劣り、かつ連続24時間モニタ及び/又は長期使用に適さないという欠点がある。
US 2015/0087922 A1は、自己内蔵型個人空気流感知モニタを開示している。この着用可能モニタは、可撓性長期着用電極パッチ及び除去可能で再使用可能なモニタレコーダという2つの構成要素を含む。モニタレコーダは、電極パッチ上に患者モニタ中に装着されて接点を通じてそれに電気接続され、その後に格納データをオフロードするために又は改訂プログラミングを受信するために除去することができる。モニタレコーダは、パッチのセンサから受信したデータをメモリに格納し、かつ格納データの取り出しのためのダウンロードステーションに接続することができる。
US 2013/ 0317333 A1は、モジュール式着用可能センサデバイスを開示している。着用可能センサは、第1の外側シェルと第1の外側シェル内の第1のプリント回路基板とを有する第1のモジュールを含む。着用可能センサは、第1のモジュールに結合されて第2の外側シェルと第2の外側シェル内の第2のプリント回路基板とを有する第2のモジュールを更に含む。第1及び第2のモジュールの一方は、使い捨てであり、第1及び第2のモジュールの他方は、再使用可能である。
WO 2014/128090 A1は、患者胴体に接着するための使い捨て基板と再使用可能電子コントローラとを有する呼吸モニタのためのデバイスを開示している。基板は、導体によってコントローラにリンクされた2つの細長変換器が変形を測定するために埋め込まれた本体を含む。コントローラは、プラスチックハウジングを含み、かつ工業等級の面ファスナを用いて基板に機械的に接合される。
これらのデバイスは、より長い期間にわたって着用することができ、かつ再使用可能部品を含むが、これらのソリューションは、再使用可能部品のための剛性ハウジングを有することに起因して不快であるという欠点が依然としてある。更に別の欠点は、ガルバニック接点を通じて構成要素が電子的に接続されなければならず、信頼性、再利用性、及び使い勝手を制限し、直接接触に起因して不衛生であることである。
本発明の目的は、より効率的、リソース節約的、衛生的、及び/又は使用するのにより容易又はより快適であるシステム、方法、及びコンピュータ可読ストレージ媒体を提供することである。
上述の目的は、請求項1に記載のシステム、請求項14に記載の方法、又は請求項15に記載のコンピュータ可読ストレージ媒体によって達成される。有利な実施形態は、従属請求項の主題である。
本発明の一態様は、呼吸ステータスの検出を容易にするためのシステムに関し、システムは、患者の身体、特に胸部位内及び/又は気道部位内の皮膚に添付又は取り付けられるように構成された可撓性パッチを含む。パッチは、身体活動を感知するための、特に、換気呼吸とは好ましくは異なる及び/又は呼吸ステータスに対応する胸部活動を検出するための好ましくはセンサ配置の又はセンサ配置の少なくとも一部の少なくとも1つのセンサを含む。
センサ又はセンサ配置は、胸部活動又は身体活動に対応するセンサ信号を決定及び/又は出力するように構成される。この目的のために、センサ又はセンサ配置は、パッチが皮膚に添付又は取り付けられた時に呼吸ステータスに関する身体活動を検出又は感知するように構成することができる。本発明のこの態様により、システムは、センサ信号に基づいて呼吸空気流インジケータを決定する及び/又は相関付けるように構成される。
呼吸空気流インジケータは、気道又は呼吸器系を通る空気流、及び/又は気道又は呼吸器系内で循環する空気の容積及び/又は速度に好ましくは依存する、対応する、又は相関する。特に、呼吸空気流インジケータは、気道又は呼吸器系を通過する空気の流量に依存する、対応する、含む、又は流量自体である。これに代えて又はこれに加えて、呼吸空気流インジケータは、呼吸器系を通って流れる空気流の特性の変化に依存する、対応する、又は相関し、及び/又は気道又は呼吸器系内を循環する空気の容積及び/又は速度の相対変化に依存する。
呼吸空気流インジケータは、呼吸ステータス、すなわち、気道、その生理、形状、又は換気動力学の特性に好ましくは対応する。これに代えて又はこれに加えて、呼吸空気流インジケータは、呼吸ステータスの変化、すなわち、気道の特性に対する変化、気道の生理の変化、気道の形状の変化、及び/又は気道又はその中の換気動力学の変化の検出に対応する又はそれを可能にするように構成される。
一般的に、呼吸空気流インジケータは、肺活量測定から既知である又はそれによって測定することができる。特に、呼吸空気流インジケータは、肺活量測定又はそれに対応するデータから発生されることが公知のいわゆるフローボリュームループを反映する、含む、又はそれによって形成される。
しかし、本発明では、呼吸空気流インジケータは、肺活量測定が行う方法とは別様に、すなわち、着用可能パッチのセンサ又はセンサ配置を用いて決定される。この目的のためのセンサ信号は、呼吸空気流インジケータに変換することができ、肺活量測定結果の解析から公知である技術の使用を好ましくは可能にする。センサ及び/又は呼吸空気流インジケータの使用を通して収集されたデータは、出力する、及び/又は出力して又はすることなく更に解析することができる。
呼吸空気流流量は、特に、気道内の閉塞又は空気流制限を識別するために呼吸ステータスを評価するのに特に適することは公知である。しかし、肺活量測定によって決定されるそのような呼吸空気流は、連続モニタ又は長期使用に適さず、測定デバイスを着用することも可能にしない。一方、当業技術で公知の着用可能デバイスは、音を直接的に記録及び解析することのような異なる方法を利用するが、それによって高度な解釈が可能になることはない。
従って、呼吸空気流インジケータを発生させる段階は、センサ配置を使用する測定と、特に医療従事者及び/又は(部分)自動解析システムによる解析との間の中間段階とすることができる。この中間段階、すなわち、呼吸空気流インジケータの決定は利点を有する。呼吸空気流インジケータは、単純な測定結果又はセンサ信号と比較して追加情報を含む。特に、呼吸空気流インジケータの決定は、測定結果をもたらす気道の解剖学的構造又は状態に関する情報を特に解剖学的構造関連の基準を用いた解釈及び/又は相関によって追加する。その結果、呼吸空気流インジケータは、呼吸ステータスの確実で快適な決定を可能にする。
呼吸空気流インジケータ又はその一部は、センサ信号断片又はセンサ信号の特性に対応するデータを呼吸空気流インジケータ又はその一部に割り当てるサンプルのような基準信号との比較又は相関によってセンサ信号から決定することができる。従って、そのような基準信号は、呼吸空気流インジケータを形成するためにセンサ信号を置換することができ、及び/又は呼吸空気流インジケータを決定するために使用することができる。
言い換えれば、第1の段階において着用可能パッチから少なくとも部分的に発するセンサ信号を用いて呼吸空気流インジケータを決定し、第2の段階において特に肺活量計のような換気呼吸測定の使用を回避しながらも、呼吸空気流インジケータは、換気呼吸測定機器からの結果のようにより簡単で確実に解析することができるので、本発明は、換気呼吸測定の利点と着用可能デバイスの利点とを相乗的な方式で組み合わせる。
独立に実現することもできる本発明の更に別の態様は、呼吸ステータスの検出を容易にするためのシステムに関連し、システムは、患者の身体の皮膚に添付又は取り付けられるように構成された可撓性パッチを含む。パッチは、皮膚に添付又は取り付けられた時に患者の身体の身体活動を検出又は感知するのに及び/又は胸部活動及び/又は患者の身体の呼吸ステータスに対応するものを検出又は感知するのに好ましくはセンサ配置の少なくとも1つのセンサを含む。センサ又はセンサ配置は、身体活動、特に胸部活動に好ましくは対応するセンサ信号を決定及び/又は出力するように構成される。システムは、パッチに取り付け可能、保持可能、及び/又は取り外し可能であり、パッチにエネルギを供給する及び/又はそこからセンサ信号を受信ようになった再使用可能アドオンデバイスを含む。
この態様により、パッチが2つの層を有し、その一方が再使用可能アドオンデバイスであり、他方が皮膚上に直接に取り付けられる又は保持されるように構成されるので、使用後に全体の着用可能パッチを廃棄する必要はない。従って、着用可能パッチから測定レコーダなどへのセンサワイヤを有する必要もなく、測定レコーダなどがパッチの一部を形成する必要もそれを使用後に廃棄する必要もない。
本発明のこの態様は、身体と直接接触している又はそうである必要があるようなセンサのみがパッチの一部になり、身体と接触しない及び/又は身体と接触する必要のない他のセンサ又はその一部はアドオンデバイスの一部とすることができるという利点を更に提供する。
好ましくは、パッチ及びアドオンデバイスは、センサ信号及び/又はエネルギを無線で及び/又は直接電気(ガルバニック)接触なく送信及び/又は受信するようになっている。特に、信号及び/又はエネルギの伝達は、誘導的及び/又は容量的に行うことができる。パッチ及び/又はアドオンデバイスは、電気コイル及び/又はコンデンサのようなエネルギ及び/又は信号の伝達のための手段を含むことができる。有利なことに、パッチとアドオンデバイスとの直接電気接触を回避することができ、より確実、再使用可能、及び/又は衛生的なシステムを提供する。
好ましくは、アドオンデバイスは、パッチ状のものである及び/又はパッチとして形成される。特に、アドオンデバイスは、可撓性及び/又は接着性を有することができる。アドオンデバイスは、特にいかなる追加のハウジングなども持たずに(可撓性)基板上に配置された又はその中に埋め込まれたその構成要素を好ましくは有する。特に好ましくは、アドオンデバイスは、パッチと少なくとも実質的に類似に形成される。特に、アドオンデバイス及びパッチの構成要素は、同様又は対応する方式で配置することができる。この配置は、着用快適性及び使い勝手を有利に高める及び/又は本提案のシステムの費用効果的な製造に寄与する。
独立に実現することもできる本発明の別の更なる態様は、患者の身体の皮膚に取り付けられる又は添付される又はされているように構成されたパッチを用いて呼吸ステータスの検出を容易にする方法に関する。パッチは、患者の身体の身体活動を感知するための好ましくはセンサ配置又は少なくともその一部のセンサを含む。センサ又はセンサ配置は、身体活動に対応するセンサ信号を決定及び/又は出力するように構成される。センサ信号に基づいて呼吸空気流インジケータが決定され、好ましくは計算される。これに代えて又はこれに加えて、パッチに取り付け可能及び取り外し可能な再使用可能アドオンデバイスによってパッチにエネルギが供給され、及び/又はそこからセンサ信号が受信される。従って、対応する効果及び利点を達成することができる。
独立に実現することもできる本発明の別の更なる態様は、特に、プロセッサ、コントローラ、又は類似のコンピュータデバイス上で実行された時に、本発明による方法を実施する又はコンピュータ、プロセッサ、又はコントローラに本発明による方法の段階を実施させるように構成されたプログラムコード手段又は命令を含む好ましくは非一時的コンピュータ可読ストレージ媒体又はコンピュータプログラム製品に関する。
本発明による「パッチ」は、好ましくは、皮膚との直接的な長期接触に向けて構成された平坦な面を有する平坦なデバイスである。特に、この面は、皮膚上に接着するように構成された接着層を含む又はそれによって形成される。接着層は、パッチの片面を好ましくは少なくとも実質的に又は全面的に好ましくは覆い、皮膚と直接接触するように配置される。しかし、接着層を持たないセクションが存在することも可能である。パッチは、皮膚の形状及び/又は移動に従うように及び/又は皮膚の形状に従うために引っ張ることができるように好ましくは可撓性である。
好ましくは、パッチは、延伸する及び/又は圧縮することができるように横方向に可撓性である。従って、パッチは、それが取り付けられる又は取り付け可能である、添付される又は添付可能である皮膚の延伸に従うように好ましくは適応される。パッチは、耐水又は水密であることが可能であるが、これは必須ではない。
本発明による患者の身体は、好ましくはヒト又は動物の身体である。本発明による患者の身体の皮膚は、好ましくは身体の面、特に身体の呼吸器系又は肺系の部位又はそれに隣接する部位である。
本発明による呼吸空気流インジケータは、好ましくは、1又は2以上のデータ値、曲線、図、期間、関数、相関性、及び/又は割り当てのような又はこれらを含むインジケータであり、及び/又は気道内の空気流又は空気流状態に好ましくは直接的に関連する、これらを表す、又は示している。
特に、呼吸空気流インジケータは、経時的な呼吸空気流容積、及び/又は特に経時的又は容積的な呼吸空気流流量を含む又はこれらによって形成される。呼吸空気流インジケータは、基準値又は絶対値による又はよらない相対変化を示す又はそれに対応するデータを含むことができる。
呼吸空気流流量は、リットル/秒又はミリリットル/秒という次元を有することができ、単位時間当たりの空気流容積に対する尺度である。以下で過渡呼吸空気流と呼ぶ経時的な呼吸空気流容積は、ミリリットルという次元を有することができ、息の吸い込みと吐き出しの間の点等において呼吸活動がない場合はゼロとすることができる。この点では、当然ながら呼吸空気流流量もゼロである。
特に好ましくは、呼吸空気流インジケータは、呼吸空気流流量を肺容積に割り当てる又はその割り当てであるいわゆるフローボリュームループ又は対応する情報/データである又はそれを含む。
これに代えて又はこれに加えて、呼吸空気流インジケータは、以下のうちの1又は2以上に対応する又はそれを示す(特に時間と共に)データである、それに対応する、又はそれを含む:
TLC 全肺気量:VCとRVとの和である最大膨張時の肺内容積
TV 換気容積:安静呼吸中に肺の中に入る又はそこから外に出る空気の容積(TVは肺の細分割を示し、ガス交換計算の場合のように換気容積が正確に測定される時にTV又はVTという記号が使用される)
RV 残気量:最大呼出後に肺内に残っている空気の容積
ERV 予備呼気量:安静呼気位から吐出することができる空気の最大容積
IRV 予備吸気量:安静吸気レベルから吸入することができる最大容積
IC 深吸気量:IRVとTVの和
IVC 吸気肺活量:最大呼気点から吸入された空気の最大容積
VC 肺活量:最深吸入後に吐出された空気の容積
VT 換気容積:安静呼吸中に肺の中に入る又はそこから外に出る空気の容積(VTは肺の細分割を示し、ガス交換計算の場合のように換気容積が正確に測定される時にTV又はVTという記号が使用される)
FRC(機能的残気量) 安静呼気位での肺内容積
RV/TLC% TLCのパーセントとして表した残気量
VA 肺胞気量
VL 誘導気道の容積を含む肺の実容積
FVC 努力肺活量:最大に努力した呼気からの肺活量の決定
FEVt 努力呼気量(時間):最初のt秒内に努力条件下で吐出された空気の容積を示す汎称
FEV1 努力呼気の最初の1秒の終了時までに吐出された容積
FEFx FVC曲線のある程度の部分に関する努力呼気流。修飾子は、既に吐出されたFVCの量を意味する。
FEFmax FVC操作中に得られる最大瞬間流
FIF 努力吸空気流:(努力吸気曲線の特定の測定値が、努力吸気曲線に関するものと類似の名称で表される。例えば、最大吸空気流がFIFmaxで表される。別途指定しない限り、容積修飾語は、測定時にRVから吸気された容積を示す)
PEF ピーク呼気流:ピーク流量計を用いて測定された最高努力呼気流
MVV 最大任意換気量:反復的最大努力中の指定期間内に呼気された空気の容積
好ましくは、呼吸空気流インジケータを決定するために、特に、フローボリュームループの相関付け及び/又は決定に向けて及び/又は絶対基準としてフローボリュームループの決に向けて肺の容積又は容量、特にFVCを入力及び/又は使用することができる。
これに代えて又はこれに加えて、呼吸周期及び呼吸数毎の空気流変化が喘息の進行と相関し、FVC絶対値は、尺度を固定することしか可能にしないので、呼吸空気流インジケータは、FVC絶対測定なしで決定することができる又は用いない場合でも変わらずに有利である。
次に、呼吸空気流インジケータは、その決定に向けて相関付け、比較により、又はより一般的には肺の絶対容積又は絶対容量に関するFVC又はそれとは異なるパラメータをより一般的に使用することによって改善することができる。
しかし、呼吸空気流インジケータは、これに代えて又はこれに加えて、絶対値又は絶対基準を参照せずに又はこれらを与えることなく変化する又は変化に相関する又はこれらを示すことができる。すなわち、呼吸空気流インジケータは、相対変化のみを特徴付ける又は示すことができる。
本発明による「流れ」又は「空気流」は、肺に向けて又はその反対方向に気道を通る周囲空気の流れを意味し、この場合に、吸い込まれる又は吐出されるガスが本発明による空気であり、それに対応する流れを空気流と呼ぶが、その組成は、少なくとも二酸化炭素と酸素との分量に関して周囲空気とは異なる場合がある。従って、「流れ」、「空気流」、及び「吸入空気量及び/又は呼出空気量」を同義に用いて互いに交換することができる。
本発明の更に別の態様、特徴、及び利点は、特許請求の範囲、図面、及び図面を参照する以下の好ましい実施形態の説明から得ることができる。
本発明によるシステムの概略図である。 本発明によるパッチの概略図である。 図2の切断線III−IIIに従うパッチの概略断面図である。 本発明によるアドオンデバイスの概略図である。 本発明による例示的方法の概略流れ図である。
図1に、本発明による呼吸ステータスを検出するためのシステム1を示している。
システム1は、可撓性パッチ2を含む。このパッチ2は、患者、特にヒト又は動物の身体4の皮膚3に添付又は取り付けられるように構成される。
図1に示す例では、パッチ2は、気道5、又はその中の活動又は関連の活動がパッチ2に対して作用することができるように身体4の気道5の範囲又は部位内に設置又は配置される。特に、パッチ2は、皮膚3を基準として気道5に背面又は対向して皮膚3上に配置される又は配置可能であるようになっている。
システム1は、本明細書の導入部で定めた呼吸ステータスに好ましくは関連する胸部活動又は身体活動を感知するための少なくとも1つのセンサ配置6を含む。
好ましくは、パッチ2はセンサ配置6又はその一部を含む。特に、センサ配置6は、パッチ2が皮膚3に取り付けられる又は添付される又は配置されている時の胸部活動又は身体活動を感知するように構成される。
センサ配置6は、身体活動に対応するセンサ信号7を決定及び/又は出力するように好ましくは構成される。
好ましくは、センサ配置6は、呼吸ステータス及び/又は気道5内の呼吸空気流8に依存する身体活動を感知するように構成される。
本発明の一態様により、システム1は、センサ信号7に基づいて呼吸空気流インジケータ9を決定する、特に計算するように構成される。言い換えれば、センサ信号7は、本発明のシステム1内で呼吸空気流インジケータ9を決定又は計算するのに使用される。
「呼吸空気流インジケータ9」という用語の意味に関しては、本明細書の導入部を参照されたい。特に、呼吸空気流インジケータ9は、呼吸空気流8に依存する胸部活動又は身体活動に対応する1又は2以上の軌跡、ベクトル、関数、又はそれとは異なるデータである又はこれらを含み、従って、呼吸ステータスを好ましくは示している。
センサ信号7は、呼吸空気流インジケータ9に数学的に変換可能である。特に、センサ配置6を用いて感知され、呼吸空気流8又はそれが気道5内で移動する間にもたらす効果に好ましくは対応するデータをセンサ信号7が含む又はそれによって構成されることが好ましい。すなわち、センサ配置6は、呼吸空気流8が気道5内でもたらす効果を測定するように好ましくは適応される又は測定する。従って、センサ信号7に基づいて決定又は計算される呼吸空気流インジケータ9は、呼吸空気流8が気道5内で有する効果に好ましくは対応する。それにより、呼吸ステータスとも呼ぶ気道5の状態を特に医療従事者又は自動(支援されて)のいずれかで検出することが可能になる。
以下の段落では、パッチ2内に好ましくは備えられるセンサ配置6又はその一部をより詳細に説明する。
センサ配置6は、皮膚3の延伸、特に延伸度を感知するように構成された延伸センサ10を少なくとも好ましくは含む。延伸センサ10は、パッチ2内に又はそれによって好ましくは配置される。パッチ2の可撓性に起因して、皮膚3が呼吸活動によって延伸される時にパッチ2を通して延伸センサ10を延伸させることができる。
検出される延伸度は、皮膚3が延伸される程度に好ましくは対応する。パッチ2が胸部位又は気道5の部位、すなわち、身体4の胸の上に適正に取り付けられる場合に、皮膚3の延伸が呼吸運動、従って、呼吸空気流8に相関し、気道5に対する呼吸空気流8の効果は、延伸センサ10を用いて検出することができる。従って、延伸センサ10は、呼吸活動、呼吸空気流8、又は気道5に対する呼吸空気流8の効果に依存する皮膚3の延伸を測定するように構成される。
センサ信号7は、延伸度を好ましくは表している。従って、センサ信号7は、延伸又は延伸度が依存する気道5及び呼吸空気流8に関する情報に基づく呼吸空気流インジケータ9の決定を可能にする。
特に、息を吸い込んで吐き出すことにより、皮膚3は異なる程度まで延伸される。呼吸が深い程、大きい延伸差を測定することができる。更に、気道5に関する痙攣は、延伸、特に測定可能な最大の延伸変化又は延伸振幅に影響を及ぼす場合がある。この影響を用いて呼吸空気流インジケータ9を決定することができる。
これに代えて又はこれに加えて、延伸センサ10、及び/又はそこからの測定結果に対応する又はそれを含むセンサ信号7の解析は、異なる延伸位置及び/又は延伸方向の間で区別することができる。
図2は、パッチ2の拡大上面図を示している。延伸センサ10は、1又は2以上の歪みセンサ要素10A、10Bを含むことができる。図示の例では、歪みセンサ要素10Aは、それと異なる歪みセンサ要素10Bとは異なる向きを有する。特に、歪みセンサ要素は、互いに対して少なくとも実質的に垂直な向きを有する。歪みセンサ要素10A、10Bは好ましくは長く、特に歪みセンサストライプを形成する(各々が)。しかし、異なる実施を可能にし、同じく本発明のフォーカスとすることができる。
延伸センサ10を使用することにより、更に別の解釈に向けて身体4の胸部位の長さ方向の延伸と身体4の周りに沿った延伸とを別個に又は組合せで使用することができる。これを用いて呼吸空気流インジケータ9を決定又は改善することができる。それにより、呼吸空気流インジケータ9の決定、従って、それに基づいて決定することができる呼吸ステータスの決定を改善することができる。
図1に戻ると、システム1又はセンサ配置6は、1又は2以上の追加センサを任意的に含む。センサ配置6、特にパッチ2は、皮膚3及び/又は周囲の温度を測定することを可能にする温度センサ11を好ましくは含む。
これに代えて又はこれに加えて、システム1、パッチ2、及び/又はセンサ配置6は、それぞれ心臓活動信号及び/又は筋活動信号を測定するためのECGセンサ12及び/又はEMGセンサ13を含む。
特に、EMGセンサ13は、呼吸中に発生する及び/又は気道5に依存する筋活動を検出して呼吸空気流インジケータ9の決定又は計算を容易にするために又は改善するために使用することができる。
温度センサ11もまた、呼吸空気流インジケータ9の決定に関する結果を改善するために使用することができる。特に、パッチ2上に好ましくは配置された温度センサ11によって測定された温度は、パッチ2が皮膚3に適正に取り付けられる又は添付されることを確実にするために使用することができる。例えば、予想体表温度と異なる温度は、パッチ2が皮膚3に適正に取り付けられていないことのインジケータとして使用することができる。従って、温度センサ11は、取り扱い過誤又は誤操作などを検出するために使用することができる。
ECGセンサ12、EMGセンサ13、及び/又は温度センサ11は、これらに対して皮膚3の延伸によって引き起こされる歪みのような(胸部)身体活動が直接的に影響又は影響を及ぼすこと、影響波及可能又は作用波及可能にすることができるようにパッチ2上に好ましくは配置される又はその一部を形成する。
パッチ2は、エネルギ及び/又はセンサ信号7、その一部又は他の/更に別のデータのような情報を受信及び/又は送信するためのパッチインタフェース14を好ましくは更に含む。
図示の例でのパッチインタフェース14は、電力結合デバイス15、データ結合デバイス16、及び/又はアンテナ17を含む。
電力結合デバイス15は、誘導電力伝達及び/又は近距離電力伝達に向けて好ましくは構成される。特に好ましくは、電力結合デバイス15は、無線エネルギ伝達に向けて構成される。次に、電力結合デバイス15は、誘導電力伝達に向けて使用することができるコイルを含む又はそれによって形成される。これに加えて又はこれに代えて、電力結合デバイス15は、ガルバニック接点のような電力伝達のための手段又はコンデンサ極板のような容量性エネルギ伝達(図示せず)のための手段という異なる手段を含むことができる。
データ結合デバイス16は、電力結合デバイス15とは別の部分とすることができ、又は電力結合デバイス15の一部とすることができ、その場合に電力結合デバイス15をデータ結合に向けて使用することができる。図1から図3に示す例では、データ結合デバイス16は、高周波コイルによって形成される又はそれを含む。これに代えて、この高周波コイルは、パッチ2のセンサ、送信機、受信機、又は送受信機のうちの1又は2以上の作動に向けて及び/又はデータ伝達及び/又はエネルギ伝達に使用されるように共振回路を形成するために使用することができる。
アンテナ17は、センサ信号7の無線送信に向けて好ましくは構成される。これに代えて又はこれに加えて、更に別のセンサ情報、パッチ2又はその構成要素の作動に関するステータス情報は、アンテナ17を通して送信することができる。しかし、これに代えて又はこれに加えて、そのようなデータ送信は、パッチ2が異なる(無線)方式で、例えば、誘導結合を用いて、例えば、電力結合デバイス15又はデータ結合デバイス16を通して、又はガルバニック接点(図示せず)を用いてサポートすることができる。
特にパッチ2のための適用分野から決定すると、ガルバニック接点を回避することによって信頼性及び使い勝手を改善することができるので、無線インタフェース、例えば、無線電力結合デバイス15、無線データ結合デバイス16、及び/又は無線アンテナ17が好ましい。
パッチ2は、詳細には示していない検出処理、エネルギ伝達、エネルギ(中間)ストレージのためのトランジスタ及び能動的又は受動的な電子構成要素を更に有することができる。しかし、そのようなデバイス及び回路は、センサデータシートからのもののように従来技術で公知である。
図3は、図2の切断線III−IIIに従うパッチ2の概略断面を示している。
パッチ2は、複数の層2A、2Bを好ましくは含む。パッチ2のキャリア層2Aは、パッチ2の電子要素又はセンサ要素の殆どを覆う又は担持することができる。特に、延伸センサ10、温度センサ11、EMGセンサ13、パッチインタフェース14、電力結合デバイス15、データ結合デバイス16、及び/又はアンテナ17は、このキャリア層2A内及び/又は上に配置することができ、水密方式で好ましくは覆われる又は封入される。
更に、パッチ2は、それ自体が皮膚3に取り付けられる又は添付されるように構成された接着層2Bを好ましくは含む。この接着層2Bは、キャリア層2Aの片面を好ましくは全体的に又は少なくとも実質的又は部分的に、特に周囲区域においてパッチ2又はキャリア層2Aの縁部(全体)に沿って覆うことができる。
接着層2Bは、少なくとも延伸センサ10の上に好ましくは重なる。それにより、延伸センサ10と皮膚3との結合が改善される。従って、延伸センサ10の精度、及び延伸センサ10からの測定結果に基づいて計算される呼吸空気流インジケータ9の精度を改善することができる。
パッチ2は、好ましくはECGセンサ12のための又はこのセンサの電極12Aを含むことができ、これらの電極12Aは、皮膚3への電極12Aのうちの1又は2以上のもののガルバニック接点が可能になるように接着層2Bの面又はその中に配置することができる。従って、接着層2Bは、電極12Aを好ましくは覆わない。これに代えて、接着層2Bは、電極12Aを覆う又はそれらを形成する範囲に限って(少なくとも部分的に)導電性を有する。
パッチ2は、センサ及びパッチ2の更に別の構成要素を接続又は相互接続するために1又は2以上の好ましくは可撓性の回路基板2C又はプリント回路基板を含むことができる。
回路基板2Cは、キャリア層2Aの内部又は上に配置することができる。回路基板2Cは可撓性を有し、及び/又はセンサ、及び/又はパッチ2の構成要素、例えば、パッチインタフェース14、電力結合デバイス15、データ結合デバイス16、及び/又はアンテナ17を接続するための導体を含むことができる。回路基板2Cは、プリント回路基板及び/又は積層基板とすることができる。
センサ配置6は、音速センサ18を好ましくは含む。音響センサ18は、呼吸空気流8、気道5の活動によって引き起こされる音又は振動、及び/又は呼吸空気流8が気道5に対して作用することによって引き起こされる又はそれとの相互作用からもたらされる音又は振動を検出するように構成される。
音響センサ18は、マイクロフォン及び/又は構造騒音センサを含む又はこれらによって形成することができる。構造騒音を検出するのは、呼吸空気流インジケータ9に相関付けられてその決定、計算、及び/又は改善を可能にするデータを収集するための簡単で確実な方法であることで特に好ましい。
これに代えて又はこれに加えて、センサ配置6は、身体4の移動、特に身体の皮膚3の移動を検出するための動作センサ19を含む。動作センサ19は、呼吸活動によって引き起こされる胸郭又は胸の増大及び下降のような移動を感知するように適応させることができる。
動作センサ19は、呼吸数及び呼吸位相を検出するために使用することができる。この検出は、更に別のセンサ情報及び身体4の生体状態の解釈を可能又は容易にする。
動作センサ19は、脈拍を測定するために使用することができる。これに代えて又はこれに加えて、センサ配置6は、隣接の動脈の脈拍を感知するために個々の脈拍センサを含むことができ、又はセンサ配置6のセンサのうちの異なるものを使用することができる。
センサ信号7は、センサ配置6から、特に、延伸センサ10、温度センサ11、ECGセンサ12、EMGセンサ13、音響センサ18、及び/又は動作センサ19からのデータ又は測定結果を好ましくは含む又は伝達する。この点に関して、センサ信号7は、延伸度、温度、ECG値、EMG値、呼吸空気流8によって引き起こされた音、及び/又は身体4の移動を表すことが好ましい。
システム1は、好ましくは胸部の延伸、温度、ECG値、EMG値、音、及び/又は移動を解析することによって呼吸空気流を決定又は計算するように好ましくは構成される。
独立に実現することもできる本発明の更に別の態様により、システム1は、互いに接続可能及び/又は分離可能な少なくとも2つの部品を好ましくは含む。
システムは、アドオンデバイス20を好ましくは含む。アドオンデバイス20は、パッチ2に取り付け可能であり、そこから取り外し可能である。従って、パッチ2は、取り外し可能及び/又は再取り付け可能なアドオンデバイス20を含むことができる。特に、アドオンデバイス20は、使用に向けてシステム1の準備が整った時にパッチ2の層とする又はそれを形成することができる。
図4には、アドオンデバイス20の上面図を示している。アドオンデバイス20は、可撓性を有する必要はなく、(少なくとも実質的に)剛性のもの又は寸法的に安定したものとすることができる。アドオンデバイス20は、コイルがアドオンデバイス20の電力結合デバイス22を形成するこの場合のようにその上で接点をアドオンデバイス20の構成要素に接続する及び/又はこれらの構成要素によって形成することができる回路基板、好ましくはプリント回路基板を含むことができる。
皮膚3との直接接触状態に使用されるパッチ2は、好ましくは、衛生上の理由に起因して1回しか使用されない使い捨てデバイスであるのに対して、アドオンデバイス20は再使用可能である。
アドオンデバイス20は、パッチ2にエネルギを供給するように好ましくは構成される。これに代えて又はこれに加えて、アドオンデバイス20は、パッチ2からセンサ信号7を全体的に又は部分的に受信するように構成される。
アドオンデバイス20は、好ましくは再使用可能である。この目的のために、アドオンデバイス20は、複数のパッチ2に好ましくは順次取り付ける及び/又はそれと結合することができる。
システム1は、アドオンデバイス20をパッチ2に取り付ける又はアドオンデバイス20をパッチ2上に接続又は装着する場合に又はこれらのことによってアドオンデバイス20とパッチ2の間の機械接続、電気接続、及び/又はデータ接続を発生させることができるように好ましくは構成される。特に好ましくは、そのような接続は、アドオンデバイス20がパッチ2に接続される又はその上に装着された時に(自動的に)生成される。これに代えて又はこれに加えて、この接続は、アドオンデバイス20がパッチ2から分離される又は除去された時に好ましくは(自動的に)切断される。それによって非常に容易な作動が促進される。
好ましくは、アドオンデバイス20はパッチ状のものであり、及び/又はパッチとして形成される。特に、アドオンデバイス20は、好ましくは可撓性を有するキャリア層及び/又は接着層を含むことができ、デバイスの構成要素はキャリア層内に埋め込まれる。
好ましくは、アドオンデバイス20は、少なくとも実質的にパッチ2に適応される又はそれと同じく形成される。アドオンデバイス20は、パッチ2と同じ又は類似の寸法を好ましくは有する。アドオンデバイス20の構成要素は、パッチ2上の構成要素の配置と類似の又はそれに対応する方式で好ましくは配置される。特に好ましくは、パッチ2の構成要素と類似の又はそれに対応するアドオンデバイス20の構成要素、例えば、電力結合デバイス22は、パッチ2上の対応する構成要素と少なくとも実質的に類似の箇所に設けられる。
システム1は、好ましくは多部品モジュール式システム1であり、この場合にパッチ2は第1のモジュールを形成し、アドオンデバイス20は第2のモジュールを形成し、これらのモジュールは、機能的なシステム1又はその一部を形成するために組み合わされるように構成される。従って、パッチ2は、少なくとも2つの部品、すなわち、一方でキャリア層2A及び/又は接着層2Bと、他方でアドオンデバイス20とを含むことができる。これら2つの部品は、合わさってパッチ2、システム1、又はその一部を形成する。これらの部品は、一緒になってセンサ配置6を含む。センサ配置6は、パッチ2とアドオンデバイス20の両方の構成要素を含む又はこれらの構成要素によって形成することができる。
センサ配置6は、パッチ2とアドオンデバイス20の両方の上に設けられる又はこれらを覆う。それにより、皮膚3、身体4への直接接触又は近接度を有す必要はなく、又はこれらによる影響を受ける必要はなく、従って、アドオンデバイス20の一部を形成することができるシステム1のセンサ及び更に別の構成要素を再使用することが可能になる。
好ましくは、少なくとも音響センサ18及び/又は動作センサ19は、パッチ2上ではなくアドオンデバイス20上に配置される。
図1には、アドオンデバイス20がパッチ2から除去された状態で示されている。しかし、作動中に、アドオンデバイス20は、パッチ2を覆う又はその上に重なるようにパッチ2に取り付けられることが好ましい。
アドオンデバイス20とパッチ2は、接続されるように好ましくは構成される。特に、アドオンデバイス20は、接着剤、接着フィルム、テープ、又はアドオンデバイス20をパッチ2に及び/又はその上に好ましくは取り外し可能に保持するための他の手段のようなアドオンデバイス20をパッチ2に添付するための接続手段を有する。
アドオンデバイス20は、パッチ2と共に抱き合わせ構成を好ましくは形成し、パッチ2は、皮膚3に接続される又は接続可能であり、アドオンデバイス20は、皮膚3から離れる方向に向く又は皮膚3に取り付けられるように配置されたパッチ2の側から離れる方向に向くパッチ2の側でパッチ2に接続される又は接続可能である。
図示の例でのアドオンデバイス20は、それ自体をパッチ2に電気的及び/又は電子的に接続するように構成されたアドオンデバイスインタフェース21を含む。アドオンデバイス20、特にアドオンデバイスインタフェース21は、電力結合デバイス22、データ結合デバイス23、及び/又はアンテナ24を含むことができる。
アドオンデバイス20の電力結合デバイス22は、パッチ2の電力結合デバイス15に好ましくは対応する。電力結合デバイス15、22は、アドオンデバイス20からパッチ2への電力結合が可能になるように構成及び配置することができる。特に、両方の電力結合デバイス15、22は、誘導的に作動し、1又は2以上のコイルを含む又はこれらのコイルで形成され、及び/又は1又は2以上の容量板のような容量結合手段又はエネルギ伝達のための異なる手段を含む。
従って、電力結合デバイス15、22を互いに隣接する又は重なるように配置することにより、アドオンデバイス20とパッチ2の間に電力、特に電流を伝達することを可能にする電力伝達接続が確立される。従って、アドオンデバイス20は、電気エネルギをパッチ2に特に好ましくは無線で又は接触なく供給するように好ましくは構成される。これに代えて又はこれに加えて、ガルバニック接点を設けることができ、又は電力結合デバイス15、22は、パッチ2とアドオンデバイス20の間に電気接続を確立するための接点を含む又はそれによって形成することができる。
これに代えて又はこれに加えて、アドオンデバイス20は、パッチ2から好ましくは無線方式でセンサ信号7又はその各部分を受信するように構成される。この構成は、パッチ2のデータ結合デバイス16に好ましくは対応するアドオンデバイス20のデータ結合デバイス23を用いて達成することができる。
データ結合デバイス16、23は、これらを互いの近くに配置することによって結合され、データ接続を確立するために使用することができる。図1に示す例では、データ結合デバイス16、23は誘導的に作動する又はコイルによって達成される。これに代えて又はこれに加えて、データ結合デバイス16、23によって容量結合又はそれとは異なる結合を可能にすることができる。
データ結合デバイス16、23は、データ、特にセンサ信号7又はその一部の伝達を可能にするように好ましくは構成される。従って、センサ信号7又はその成分は、パッチ2からアドオンデバイス20に送信することができる。従って、延伸センサ10によって得られた測定データ、及び任意的に温度センサ11、ECGセンサ12、EMGセンサ13、及び/又はパッチ2内に含まれた又はそれによって実現することができると考えられる更に別のセンサからの測定データをアドオンデバイス20に転送することができる。
一代替構成では、データ伝達に向けて電力結合デバイス15、22を使用することができる。単なる別の代替として、パッチ2とアドオンデバイス20の間のデータ伝達に向けてアドオンデバイス20のアンテナ24を使用することができる。しかし、センサ信号7、呼吸空気流インジケータ9、又は更に別の情報を遠隔デバイスに転送するためにパッチ2のアンテナ17又はアドオンデバイス20のアンテナ24を使用することが好ましい。従って、パッチ2とアドオンデバイス20の両方がアンテナ17、24を有する必要があることは必須ではない。これらの一方のみがアンテナ17、24を有することで十分である場合があると考えられる。
電力結合デバイス15、22及び/又はデータ結合デバイス16、23は、高い結合係数を容易するために(完全に)重なって配置されるように好ましくは構成される。特に、電力結合デバイス15、22は、寸法及び/又は構成において同様である。これに代えて又はこれに加えて、データ結合デバイス16、23が、寸法及び/又は構成において同様である。
更に、それぞれの電力結合デバイス15、22のフォーカス又は中心が、好ましくは、電力結合デバイス15、22の両方に対して少なくとも基本的に垂直な軸上に配置される又はそれによって切断される方式で電力結合デバイス15、22が重なるようにアドオンデバイス20をパッチ2上に配置することができることが好ましい。
従って、図示の例のように電力結合デバイス15、22がコイルである場合に、これらのコイルは類似であり、互いに隣接するように配置され、及び/又はこれらのコイルの間の結合が可能になるように少なくとも実質的に平行な平面、面、又は層に配置される。同じことがデータ結合デバイス16、23に好ましくは適用される。
更に別の代替として、センサ信号7又はその成分は、パッチ2に送信される又は送信可能であり、パッチ2は、好ましくはアンテナ17を用いてセンサ信号7を遠隔デバイスに送信することができる。
遠隔デバイスに送信されるセンサ信号7は、アドオンデバイス20とパッチ2の両方からの測定結果を含むことができる。
例えば、延伸センサ10、温度センサ11、ECGセンサ12、EMGセンサ13、パッチインタフェース14、電力結合デバイス15、データ結合デバイス16、及び/又はアンテナ17のような構成要素を接続又は相互接続するためにパッチ2ために使用されるワイヤのような導体は、波状経路を辿って好ましくは蛇行し、及び/又はより一般的には導体ライン又はワイヤの損傷を回避しながら可逆に変形又は延伸されてパッチ2を延伸することを可能にするように構成される。
図示の例では、アンテナ17を形成する導電ラインは、損傷なく可逆延伸を可能にする構造を有する。電力結合デバイス15又はデータ結合デバイス16のコイルを形成するもののような更に別の導体を従って構成することができる(図示せず)。
導体の構造は、導体の一体性に影響を及ぼすことなくパッチ2を約20%、好ましくは30%延伸することを少なくとも可能にすることが好ましい。好ましくは、導体ラインに影響を及ぼすことなくパッチ2を延伸することを可能にするために十分な余剰長さの導体ラインが設けられる。特に、延伸を可能にするために複数の好ましくは5よりも多い蛇行、周期、波、又は異なる(反復)構造によって架橋される距離は、導体ラインの軌道長のうちの80%、70%、又は60%よりも好ましくは短い。
アドオンデバイス20に使用される導体ラインは、必ずしも同じく波状軌道を形成する必要はない。しかし、波状軌道の形成は可能であり、結合係数を改善するのに適切である場合がある。しかし、アドオンデバイス20に使用される導体ラインは、潜在的な悪影響又は製造での多大な手間を回避するために少なくとも基本的に直線状とすることができる。特に、電力結合デバイス22、データ結合デバイス23、及び/又はアンテナ24の一部ではないラインは、少なくとも基本的に直線状である。
アドオンデバイスインタフェース21は、センサ信号7及び/又は呼吸空気流インジケータ9を送信及び/又は受信するように好ましくは構成される。特に、アドオンデバイス20は、アドオンデバイスインタフェース21を通じてセンサ信号7及び/又は呼吸空気流インジケータ9を遠隔デバイスに送るようになっている。
これに代えて又はこれに加えて、警告41及び/又は命令42を送信する又は送ることができる。この点に関して、アドオンデバイス20又はアドオンデバイスインタフェース21は、警告41及び/又は命令42を無線方式で送信及び/又は受信するように構成されることが好ましい。しかし、これに代えて又はこれに加えて、異なるソリューションが可能である場合があると考えられる。
アドオンデバイス20は、呼吸空気流インジケータ9の制御、決定、及び/又は計算のための更に別の構成要素を好ましくは含む。
システム1、好ましくはアドオンデバイス20は、本発明の更に別の態様では、センサ信号7を解析するように構成された処理デバイス26を含む。図示の例では、処理デバイス26は、アドオンデバイス20の一部を形成する。しかし、これに代えて又はこれに加えて、処理デバイス26は、パッチ2の一部又はシステム1の異なるデバイスの上に配置する又はそれを形成することができる。
アドオンデバイス20は、センサ信号7、その一部、又は対応するデータの格納又は中間格納のためのメモリ28を好ましくは含む。
これに代えて又はこれに加えて、アドオンデバイス20は、呼吸空気流インジケータ9がセンサ信号7から好ましくは処理デバイス26を用いて計算された後に呼吸空気流インジケータ9をメモリ28に格納するように構成することができる。
しかし、センサ信号7に基づいて呼吸空気流インジケータ9が計算された後にそれを格納するのは必須ではない。例えば、呼吸空気流インジケータ9は、直接的になどで転送又は送信することができる。これに代えて又はこれに加えて、呼吸空気流インジケータ9は、呼吸ステータスに対応する異なる尺度を決定するために又は呼吸ステータスを決定するために直接使用することができる。
センサ信号7に基づいて呼吸空気流インジケータ9を処理デバイス26によって計算するために、センサ信号7は、メモリ28に格納することができる1又は2以上の基準信号43又は基準値に相関付けることができる。これに代えて、アドオンデバイス20は、センサ信号7を転送することができ、呼吸空気流インジケータ9の計算は外部で行われる。
本発明の更に別の態様では、処理デバイス26は、呼吸空気流制限インジケータ40、又は呼吸空気流インジケータ9又はセンサ信号7に基づく気道5に関連する異なる異常の決定又は計算に向けて構成される。この構成は、診断命令又は治療命令を自動的に提供することなく又はそれを伴ってユーザによるより深い解析を可能にすること又は診断又は治療に関してユーザを案内することを可能にすることができる。処理デバイス26は、呼吸空気流制限インジケータ40が検出された又は閾値を超えた場合に警告41及び/又は命令42を発生させるように構成することができる。
アドオンデバイス20は、それ自体及び/又はパッチ2の機能を制御するための制御デバイス25を好ましくは有する。特に、制御デバイス25は、パッチ2へのエネルギ伝達を制御するように構成される。この点に関して、制御デバイス25は、アドオンデバイス20内又は上に含むことができるエネルギ貯蔵手段27からエネルギを受信することができる。エネルギ貯蔵手段27からのエネルギは、電力結合デバイス15、22を通してパッチ2に伝達することができる。
制御デバイス25は、アドオンデバイス20の電力結合デバイス22に供給される交流を発生させることが好ましい。この交流を用いて、電力結合デバイス22は、交流電場、交流磁場、又は交流電磁場を発生させることができる。図示の例では、コイル巻線を通って流れる交流によって交流磁場が発生される。パッチ2の電力結合デバイス15内のこの交流場は、延伸センサ10及び/又はパッチ2の更に別のデバイスに電源を供給するために使用することができる電流又は電圧を誘導又は発生させる。
制御デバイス25は、これに代えて又はこれに加えて、センサ信号7又はその一部を好ましくは形成する測定結果を測定及び/又は送信するようにアドオンデバイス20及び/又はパッチ2のセンサを制御することができる。
センサ信号7は、異なるセンサからの測定結果を含むことができるが、これらの測定結果の各々を網羅する又は考慮する必要はない。センサ信号7は、複数の部分、成分を有することができ、又は異なる箇所で異なることができる。特に、パッチ2からアドオンデバイス20に送信される又は送信可能なセンサ信号7は、パッチ2内又は上に備えられたセンサからの測定結果を網羅することができ、それに対してアドオンデバイス20によって任意的に供給又は送信されるセンサ信号7は、これに加えて、アドオンデバイス20内又は上に備えられたセンサのセンサ結果を網羅することができる。
本発明の更に別の態様では、システム1は、外部デバイスを実現又は形成することができる及び/又はスマート電話、タブレット、ラップトップ、又はこれらとは異なる好ましくは移動可能及び/又は無線接続可能なデバイスによって実現又は形成する又はこれらを含むことができる少なくとも1つのユーザデバイス29を含む。ユーザデバイス29は、パッチ2及び/又はアドオンデバイス20との通信のためのユーザデバイスインタフェース30を好ましくは含む。ユーザデバイス29は、入力デバイス34の一部とする又は更にそこに設けることができるディスプレイ32及び/又は制御要素33のようなユーザインタフェース31を好ましくは含む。
好ましくは、センサ信号7、呼吸空気流インジケータ9、又はセンサ信号7及び/又は呼吸空気流インジケータ9から導出可能な更に別の情報は、ユーザデバイス29に好ましくは無線方式で送信される又は送信可能である。
ユーザデバイス29は、ユーザインタフェース31を用いて少なくとも呼吸空気流インジケータ9を出力することができる。
これに代えて又はこれに加えて、ユーザデバイス29は、ユーザインタフェース31を通して過渡呼吸空気流35(気道5に時間と共に流れる空気流容積である)を出力することができる。
これに代えて又はこれに加えて、ユーザインタフェース31は、呼吸空気流流量36(グラフ内に容積、好ましくは肺容積又は呼吸容積39の関数として表示することができ、特に、いわゆるフローボリュームループを形成する経時的空気流容積である)を出力することができる。
これに代えて又はこれに加えて、警告41又は命令42を出力することができる。警告41又は命令42は、呼吸空気流インジケータ9に基づいて計算することができる。
以下では、呼吸空気流インジケータ9、過渡呼吸空気流35、呼吸空気流流量36、吸気時間37、呼気時間38、呼吸容積39、警告41、及び/又は命令42を解析結果と呼ぶ。従って、そのような解析結果は、医療従事者のようなユーザにユーザデバイス29を好ましくは用いて提供することができる。
ユーザデバイス29は、そのような1又は2以上の解析結果をアドオンデバイス20及び/又はパッチ2によって供給されたセンサ信号7及び/又は呼吸空気流インジケータ9から計算するように好ましくは構成される又は計算する。
これに代えて又はこれに加えて、好ましくは、アドオンデバイス20の一部であるがパッチ2の一部とすることもできる処理デバイス26が、解析結果を少なくとも部分的に計算及び/又は供給することができる。次に、解析は、ユーザデバイス29が完了させてユーザインタフェース31が出力することができる。
呼吸空気流インジケータ9は、これに代えて又はこれに加えて、解析結果のうちの1又は2以上によって実現することができる。従って、呼吸空気流インジケータ9は、過渡呼吸空気流35、呼吸空気流流量36、吸気時間37、呼気時間38、及び呼吸容積39のうちの少なくとも1又は2以上とするか又はこれらに対応することができる。
システム1は、呼吸空気流インジケータ9に基づいて検出可能な空気流制限又はそれとは異なる異常を治療するように治療手段を自動的に提供する及び/又はそれに適応するように構成することができる。例えば、ユーザデバイス29は、吸入デバイス44を含むことができ、又は吸入デバイス44は、ユーザデバイス29とは独立に、しかし、それにも関わらず本発明のシステム1の一部を形成するように実現することができる。
独立に実現することもできる本発明の更に別の態様は、システム1又はパッチ2を用いて呼吸ステータスを検出する方法に関連し、呼吸空気流インジケータ9が、センサ信号7に基づいて決定される。これに代えて又はこれに加えて、パッチ2に取り付け可能であり、そこから取り外し可能である再使用可能アドオンデバイス20によってエネルギが供給され、及び/又はそこからセンサ信号7が受信される。
図5は、本発明による方法の概略流れ図である。
図5に描くように、センサ信号7は、延伸センサ10からの測定結果を好ましくは少なくとも含む。これに加えて又はこれに代えて、センサ信号7は、温度センサ11、ECGセンサ12、EMGセンサ13、音響センサ18、及び動作センサ19のうちの少なくとも1又は2以上からの測定結果を含む。しかし、更に別のセンサ又は異なるセンサを用いて対応する測定結果がセンサ信号7の一部を形成することは除外されない。
センサ信号7は、アドオンデバイス20の一部の上に好ましくは配置される又はそれを形成するが、同じくパッチ2又はそれとは異なるデバイス、例えば、ユーザデバイス29によって実現する又はそれを形成することもできる処理デバイス26に供給される。
処理デバイス26は、1又は2以上の基準信号43を好ましくは受信する又はこれらの信号をシステム1が処理デバイス26に供給するように構成される。これらの基準信号43は、メモリ28に格納することができる。
1又は2以上の基準信号43は、センサ信号7又はその一部に好ましくは対応する又は関連する。特に、基準信号43は、潜在的なセンサ信号成分の1又は複数のサンプルを含むことができる。基準信号43は、潜在的なセンサ信号7又はその一部のサンプルに関連する又はそれを形成する軌跡、グラフ、値、又は関数を含むことができる。従って、基準信号43をセンサ信号7又はその一部と比較する又は相関付けることができる。
更に、基準信号43は、センサ信号又はその成分を呼吸空気流インジケータ9又はその成分に割り当てるように構成することができる。従って、基準信号43を用いて、センサ信号7を解析し、呼吸空気流インジケータ9を決定又は計算することができる。
特に、センサ信号7を特定の呼吸空気流インジケータ9に割り当てる又はそれを識別するために、センサ信号7との比較に向けて基準信号43を使用することができる。この比較を用いて好ましくは相関によって呼吸空気流インジケータ9を計算することができる。
医療従事者又は類似の者による呼吸空気流インジケータ9の解析を容易にするために、呼吸空気流インジケータ9は、ユーザインタフェース31又はディスプレイ32を用いて好ましくは描くことができる。図5に示すように、解析結果のうちの1又は2以上を出力することができる。
これに代えて又はこれに加えて、呼吸空気流インジケータ9に基づいて吸入デバイス44を制御することができる。特に、呼吸空気流インジケータ9を用いて薬の用量を決定することができ、本発明によるシステム1を用いて身体4がモニタされている患者に用量を投与することができるようにこの決定に従って吸入デバイス44を制御することができる。
特に好ましい出力グラフは、出力グラフが呼吸空気流8の特性を表す閉ループを示すのでフローボリュームループとしても公知の呼吸容積39に依存する呼吸空気流流量36を示す図5のディスプレイ32上に描かれている。フローボリュームループは、必ずしも描かれるとは限らず、これに代えて又はこれに加えて、対応するデータを解析することができる。
このグラフ又は対応するデータを用いて空気流制限インジケータ40を導出することができ、空気流制限インジケータ40は、制限容積VFLを呼吸容積VTで割り算したものに好ましくは等しい。この空気流制限インジケータ40は、呼吸空気流インジケータ9に基づいて、特に、グラフに基づくグラフ解析又は対応する情報又はデータに基づく計算を用いて、呼吸空気流流量36又は呼吸空気流インジケータ9が描かれない場合であっても計算することができる。
好ましくは、空気流制限インジケータ40は、呼吸空気流の絶対値が利用可能でない場合、及び/又は呼吸空気流の相対値又は相対変化しか利用可能でない場合であっても導出することができる。これは、特に努力肺活量FVCが決定されていない場合に適用される。この場合に、制限容積VFL及び呼吸容積VTは相対値でしかないが、これらの比を決定する場合は重要ではなく、従って、この比又は空気流制限インジケータ40は、依然として呼吸空気流内のいずれかの異常を示している。
問題を識別するために、空気流流量制限インジケータ40を基準値と比較することができる。問題が識別された場合又は閾値に達した又はそれを超えた場合に、好ましくは、空気流制限を治療するために訪院するか又は薬品を投与するかのいずれかを行うように警告41及び/又は命令42を発生又は出力することができる。
本発明を特定の実施形態を参照して解説したが、本発明は、これらの実施形態に限定されないものとする。更に、本発明の異なる態様は、異なる方式で組み合わせることができ、同じ又は異なる利点を取得することができることは強調されるものとする。
特に、モジュール式システム1を呼吸空気流インジケータ9の計算に関する態様と共に実現することは必須ではない。更に、呼吸空気流インジケータ9を決定するのに多くの方法があり、従って、特定の方法をアドオンデバイス20に関する態様と組み合わせて実現する必要はない。しかし、単独で採用される態様も既に利点を同様に提供しているが、これらの態様の組合せは特に有利である。
参照符号
1 システム
2 パッチ
2A キャリア層
2B 接着層
2C 回路基板
3 皮膚
4 身体
5 気道
6 センサ配置
7 センサ信号
8 呼吸空気流
9 呼吸空気流インジケータ
10 延伸センサ
10A 歪みセンサ要素
10B 歪みセンサ要素
11 温度センサ
12 ECGセンサ
12A 電極
13 EMGセンサ
14 パッチインタフェース
15 電力結合デバイス
16 データ結合デバイス
17 アンテナ
18 音響センサ
19 動作センサ
20 アドオンデバイス
21 アドオンデバイスインタフェース
22 電力結合デバイス
23 データ結合デバイス
24 アンテナ
25 制御デバイス
26 処理デバイス
27 エネルギ貯蔵手段
28 メモリ
29 ユーザデバイス
30 ユーザデバイスインタフェース
31 ユーザインタフェース
32 ディスプレイ
33 制御要素
34 入力デバイス
35 過渡呼吸空気流
36 呼吸空気流流量
37 吸気時間
38 呼気時間
39 呼吸容積
40 空気流制限インジケータ
41 警告
42 命令
43 基準信号
44 吸入デバイス

Claims (22)

  1. 呼吸ステータスの検出を容易にするためのシステム(1)であって、
    システム(1)が、患者の身体(4)の皮膚(3)に添えられる又は取り付けられるように構成された可撓性パッチ(2)を含み、該パッチ(2)が、該患者の身体(4)の呼吸ステータスに対応する身体活動を感知するための好ましくはセンサ配置(6)の少なくとも1つのセンサ(10、11、12、13)を含み、該センサ(10、11、12、13)又は該センサ配置(6)が、該身体(4)活動に対応するセンサ信号(7)を決定する及び/又は出力するように構成された、システム(1)において、
    システム(1)が、前記センサ信号(7)に基づいて呼吸空気流インジケータ(9)を決定するように構成されていること、及び/又は
    システム(1)が、再使用可能アドオンデバイス(20)を含み、該再使用可能アドオンデバイス(20)は、前記パッチ(2)に取り付け可能及びそこから取り外し可能であり、かつ該パッチ(2)にエネルギを供給する及び/又はそこから前記センサ信号(7)又はその部分を受信するようになっていること、
    を特徴とするシステム(1)。
  2. 前記センサ信号(7)は、前記呼吸空気流インジケータ(9)に、特に呼吸空気流流量(36)又はその変化に数学的に変換可能であることを特徴とする請求項1に記載のシステム(1)。
  3. 前記センサ(10、11、12、13)は、前記皮膚(3)の延伸を感知するための延伸センサ(10)であり、又は前記センサ配置(6)は、それを含み、好ましくは、前記センサ信号(7)は、延伸の程度を表すことを特徴とする請求項1から請求項2のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  4. システム(1)が、呼吸空気流(8)によって引き起こされる音を検出するように構成された音響センサ(18)及び/又は前記身体(4)、特に該身体の皮膚(3)の移動を検出するための動作センサ(19)を含み、好ましくは、前記センサ信号(7)は、該音及び/又は移動を表すことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  5. 前記身体(4)の前記延伸、呼吸空気流(8)によって引き起こされる前記音、及び/又は該身体(4)の前記移動を解析することによって前記呼吸空気流インジケータ(9)を決定する又は計算するように構成されることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載のシステム(1)。
  6. システム(1)が、前記パッチ(2)に接続可能であってそこから分離可能である少なくとも1つのアドオンデバイス(20)を含み、好ましくは、該アドオンデバイス(20)と該パッチ(2)の間の機械的、電気的、及び/又はデータ接続が、該アドオンデバイス(20)が該パッチ(2)に接続された時に生成され、かつ該該アドオンデバイス(20)が該パッチ(2)から分離された時に切断されることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  7. 前記アドオンデバイス(20)は、無線方式で前記パッチ(2)に電気エネルギを供給するように構成されることを特徴とする請求項6に記載のシステム(1)。
  8. 前記アドオンデバイス(20)は、無線方式で前記パッチ(2)から前記センサ信号(7)を受信するように構成されることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のシステム(1)。
  9. 前記アドオンデバイス(20)は、好ましくは無線方式で前記センサ信号(7)、前記呼吸空気流インジケータ(9)、警告(41)、及び/又は命令(42)を送信及び/又は受信するためのアドオンデバイスインタフェース(21)を含むことを特徴とする請求項6から請求項8のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  10. 前記センサ信号(7)に基づいて、好ましくは該センサ信号(7)の1又は2以上の基準信号(43)又は基準値との相関によって前記呼吸空気流インジケータ(9)を計算するように配置及び構成された処理デバイス(26)を含むことを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  11. 前記処理デバイス(26)は、前記呼吸空気流インジケータ(9)に基づいて呼吸空気流制限、その変化、又は異なる異常を決定又は計算するように構成され、好ましくは、該処理デバイス(26)は、該呼吸空気流制限が検出される又は閾値を超える場合に警告(41)及び/又は命令(42)を発生させるように更に構成されることを特徴とする請求項10に記載のシステム(1)。
  12. 前記処理デバイス(26)は、前記パッチ(2)及び/又はアドオンデバイス(20)の一部上に配置される又はそれを形成することを特徴とする請求項10又は請求項11に記載のシステム(1)。
  13. システム(1)が、少なくとも1つのユーザデバイス(29)を含み、前記センサ信号(7)、前記呼吸空気流インジケータ(9)、前記警告(41)、及び/又は前記命令(42)は、該ユーザデバイス(29)に好ましくは無線方式で送信可能であり、及び/又は該ユーザデバイス(29)は、ユーザインタフェース(31)を含み、該ユーザインタフェース(31)は、このユーザインタフェース(31)を用いて該呼吸空気流インジケータ(9)、該警告(41)、及び/又は該命令(42)を出力するように構成されることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  14. 前記呼吸空気流インジケータ(9)に基づいて検出可能な空気流制限又は異なる異常を治療するための治療手段を自動的に提供する及び/又は自動的に適応させるように構成されることを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  15. 前記呼吸空気流インジケータ(9)は、呼吸空気流流量(36)、吸気時間(37)、呼気時間(38)、及び呼吸容積(39)のうちの少なくとも1つに対応する及び/又はその変化に対応するインジケータであることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  16. 前記アドオンデバイス(20)は、パッチ状であり、及び/又は好ましくは可撓性パッチとして形成されることを特徴とする請求項1から請求項15のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  17. 前記アドオンデバイス(20)は、前記パッチ(2)に少なくとも実質的に適応される又はそれと類似に形成されることを特徴とする請求項1から請求項16のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  18. 前記パッチ(2)は、エネルギ及び/又は情報を受信及び/又は送信するためのパッチインタフェース(14)、特に、電力結合デバイス(15)、データ結合デバイス(16)、及び/又はアンテナ(17)を含むことを特徴とする請求項1から請求項17のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  19. 前記アドオンデバイス(20)は、該アドオンデバイス(20)を前記パッチ2に電気的及び/又は電子的に接続するように構成されたアドオンデバイスインタフェース(21)、特に、電力結合デバイス(22)、データ結合デバイス(23)、及び/又はアンテナ(24)を含むことを特徴とする請求項1から請求項18のいずれか1項に記載のシステム(1)。
  20. 前記電力結合デバイス(15、22)及び/又はデータ結合デバイス(16、23)は、誘導電力伝達、容量電力伝達、及び/又は近距離電力伝達に向けて構成されることを特徴とする請求項18又は請求項19に記載のシステム(1)。
  21. 患者の身体(4)の皮膚(3)に添付される又は取り付けられるように構成されたパッチ(2)を用いて呼吸ステータスの検出を容易にする方法であって、
    パッチ(2)が、患者の身体(4)の呼吸ステータスに対応する身体活動を感知するための好ましくはセンサ配置(6)の少なくとも1つのセンサ(10、11、12、13)を含み、該センサ(10、11、12、13)又は該センサ配置(6)が、身体(4)活動に対応するセンサ信号(7)を決定する及び/又は出力するように構成された、方法において、
    呼吸空気流インジケータ(9)が、前記センサ信号(7)に基づいて決定されること、及び/又は
    前記パッチ(2)に取り付け可能及びそこから取り外し可能である再使用可能アドオンデバイス(20)により、該パッチ(2)にエネルギが供給され、及び/又はそこから前記センサ信号(7)が受信されること、
    を特徴とする方法。
  22. 実行された時に請求項21に記載の方法を実施するように又は請求項21に記載の方法の段階をコンピュータ、プロセッサ、又はコントローラに実施させるように構成されたプログラムコード手段又は命令、
    を含むことを特徴とするコンピュータ可読ストレージ媒体又はコンピュータプログラム製品。
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