JP2023539170A - 連続血圧監視方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
本発明は、1)人に意識がある際に人にとって快適でありつつ、2)人のリラクゼーションを可能にしつつ、3)人が寝入ることを可能にしつつ、あるいは4)人が既に寝入っている場合に人を目覚めさせることを避けつつ、人の血圧測定値を反復的方法で非侵襲的に取得して、血圧測定値の高頻度の更新値を提供することを可能にする。血圧測定値に関連する第1組の血流波形データを取得した(304)後に、第2組の波形データを受信し(306)、第2の波形データにおけるパラメータ変化を識別し(308)、このパラメータ変化と血圧測定値との相関を計算して(310)、仮想血圧を生成し(312)、仮想血圧に基づく動作を行う(314)。
Description
本発明は、血圧を監視することに関するものである。
医療行為は、以前は、患者の健康状態を評価する際に、患者に「脈があるか」否かを問うた。しかし、薬剤がより改良されるに連れて、現在は患者の血圧がいくつであるかを問う;というのは、患者の心拍数と全く同様に、血圧は、人が、体調が良いのか、どこかの具合が悪くなっているのかのいずれかをヘルスケア(健康管理)提供者に教えることができる最も早期の変化の兆候のうちの1つであるからである。即ち、血圧は重要な兆候(またはバイタルサイン(生命兆候))である。従って、血圧を「バイタル」サインと称する。
非常に多数の状況において高頻度な血圧監視が必要であるので、「動脈ライン(art line)」、即ち皮膚を突き抜けるカテーテルを、通常は橈骨動脈内に置いて、正確な血圧を連続的に取得することが多い。このことを行う他の方法は、より低精度であるが、腕または脚に置かれる血圧カフ(測定バンド)による。連続に近い(例えば、15分毎の)監視のために、カフは膨張と放出のサイクルを経て血圧を測定する。
結局は許容することができるが、手根内の動脈ラインは不快感/違和感がある(覚醒中でも睡眠中でも、患者の快適性レベルに悪影響を与える)。そして、15分毎に200mmHgまで膨張する血圧カフは、人が無視するか気付かずに眠り通すことができるものではない。更に、動脈ラインは、感染症、動脈血栓症、手の虚血、及び他の多数の健康問題を生じさせ得る。そして、血圧カフは、感染症伝染の発生源であり、不快であり、睡眠不足及び長期の入院に至らせる。そして、これらの装置/方法は共に血圧を取得することができるが、各々が患者及び社会にとって大幅なコストをもたらす。従って、侵襲的な動脈ラインまたは血圧カフの不快な反復的サイクル動作のない、連続的な血圧監視の必要性が存在する。
人(例えば、患者または対象者)の血圧測定は、人の血管(例えば、大動脈)の壁に対する人のある量の血液の圧力の測定である。この圧力は、人の心臓がその量の血液を血管に送り込み、血管がそれに従うことにより生じる。血圧測定値は、通常は、人の心周期内の拡張期血圧測定値(例えば、2回の心拍の間に得られる最低圧の測定値)に対する収縮期血圧測定値(例えば、心拍中に得られる最高圧の測定値)の観点から表現される。血圧測定値は、周囲の大気圧を上回る水銀血圧計のミリメートル単位(mmHg)で測定される(但し、アネロイド装置または電子装置は実際には水銀を含まない)。
血圧測定値は-呼吸数測定値、心拍数測定値、酸素飽和度測定値、及び体温測定値と共に-ヘルスケアのプロフェッショナル(専業者、例えば、医師、看護師)が人を診断するに当たり用いることができる人の種々のバイタルサインのうちの1つである。安静時には、人は、拡張期の水銀血圧計の約80ミリメートルに対し収縮期の水銀血圧計の約120ミリメートルの血圧測定値を有することができ、一般に「120/80mmHg」として表される。
血圧測定値は、膨張式カフ及びディスプレイ(例えば、デジタルディスプレイ、アナログディスプレイ)を有する血圧計から、膨張式カフを人が(例えば、上腕に)装着すると非侵襲的に取得することができる。膨張式カフを、その人に予期される最高値を上回る圧力まで膨張させ、次に、膨張式カフ内の圧力における種々の脈拍を検出しながらゆっくりと収縮させて、収縮期血圧測定値及び拡張期血圧測定値を検出する。血圧測定値を非侵襲的に取得するこの方法は、オシロメトリック法として一般に知られ、この方法を反復して、血圧測定値の種々の高頻度な更新値を提供することができる。しかし、この高頻度の反復は、(1)人に意識がある際に人にとって不快(苦痛)であり得る、(2)人のリラクゼーションを妨げ得る、(3)人が寝入ることを阻み得る、あるいは(4)人が既に寝入っている場合に人を目覚めさせ得る。
Skidmore R and Woodstock JP (1980), "Ultrasound in Machine & Biology", V6, pp.7-10
「睡眠衛生」という新しい医学用語が存在し、睡眠衛生では、患者が(病院または家庭で)看護されながら患者の睡眠を確認する的を絞った労力が存在する。睡眠不足は、追加される検査、及び長引く入院または再受診に至らせる困惑に明らかに関連する。そして、睡眠不足の最大の原因のうちの1つが血圧カフである。大まかには、本発明は、(1)人に意識がある際に人にとって快適でありつつ、(2)人のリラクゼーションを可能にしつつ、(3)人が寝入ることを可能にしつつ、あるいは(4)人が既に寝入っている場合に人を目覚めさせることを避けつつ、血圧測定値を反復的方法で非侵襲的に取得して、血圧測定値の高頻度の更新値を提供することを可能にする。
上述した工学的利点の少なくとも一部は、収縮する人の心臓から生じる血流を検出するように構成されたセンサ(例えば、超音波センサ、連続波センサ、超音波ドップラー(Doppler)センサ、酸素飽和度センサ-パルスオキシメータ)から得ることができる。センサがリストバンド(または他のウェアラブルデバイス(装着型装置))により収容され、人が(例えば、上下肢、胴体、頭部、手首(手根、手関節)、手指、足指、上腕上に)着用している場合、センサは血流を検出し、これにより血流の波形を発生し、この波形をプロセッサに伝えることができる。これに応答して、プロセッサは波形を処理し、これにより、血圧(または心拍)測定値に生じそうな変化を予測、予想、または推定することができ(プロセッサは、「仮想血圧」測定値を、血流波形及びベースライン血圧測定値から生成し)、従って、血圧(または心拍)測定値の大幅な変化の指示が検出されると、膨張式カフのみによる人の血圧(または心拍)の反復測定を要求することができ、上記指示は、事前設定された(または所定の)血圧(または心拍)測定値の閾値を満足するか満足しないことである。従って、この方法は、人から要求される煩わしいオシロメトリック法による血圧(または心拍)測定値の総数を大幅に低減することができ、従って、(1)人が意識している際に人にとって快適にすることができ、(2)人のリラクゼーションを可能にすることができ、(3)人が寝入ることを可能にすることができ、あるいは(4)人が既に寝入っている場合に人を目覚めさせることを回避することができる。そして、この方法は、高血圧の管理において利点をもたらす。連続監視用のメカニズムを提供することによって、高血圧患者は、自分のライフスタイル(生活様式)及び医薬が自分の血圧にどう影響するかのより明確なイメージを持つことができ、所望すれば、必要に応じた調整を提示されることができる。更に、このことは、最も効果的であろう治療の選択肢についてのより重要な見識を自分の医師に提供することができる。患者が血圧の連続監視の能力を有さない際には、これらは十分に利用可能でない治療の特徴である。
好適例では、上記方法が:プロセッサによって、対象者が着用するセンサに、対象者の心周期を含む期間中に対象者の第1血流を監視することを指示し、これによりセンサが、この期間中の心周期を表す第1組の波形データを生成するステップであって、第1組の波形データは血圧測定値に関連するステップと;プロセッサによって、第1組の波形データがセンサによって生成された後に、第2血流における第2組の波形データをセンサから受信するステップと;プロセッサによって、第1組の波形データに対する第2組の波形データのパラメータ変化を識別するステップと;プロセッサによって、パラメータ変化と血圧測定値との相関を計算し、これにより、第2血流に対する仮想血圧(血圧測定値、及び波形データの組のパラメータに基づく計算値)を生成するステップと;プロセッサによって、仮想血圧に基づく動作を行うステップとを含む。
好適例では、装置が:プロセッサを具え、このプロセッサは:対象者が着用するセンサに、対象者の心周期を含む期間中に対象者の第1血流を監視することを指示し、これによりセンサが、この期間中の心周期を表す第1組の波形データを生成し、、第1組の波形データは血圧測定値に関連し;第1組の波形データがセンサによって生成された後に、第2血流における第2組の波形データをセンサから受信し;第1組の波形データに対する第2組の波形データのパラメータ変化を識別し;パラメータ変化と血圧測定値との相関を計算し、これにより、第2血流に対する仮想血圧(血圧測定値、及び波形データの組のパラメータに基づく計算値)を生成し;仮想血圧に基づく動作を行うようにプログラムされている。
一般に、本発明は、(1)人が意識している際に人にとって快適でありつつ、(2)人のリラクゼーションを可能にしつつ、(3)人が寝入ることを可能にしつつ、あるいは(4)人が既に寝入っている場合に人を目覚めさせることを避けつつ、血圧測定値を反復的方法で非侵襲的に取得して、血圧測定値の高頻度の更新値を提供することを可能にする。例えば、これらの工学的利点の少なくとも一部は、人の血流を検出するように構成された、こうした器物(スマートホン、スマートウォッチ、タブレット端末、スマートリストバンド、等、但しこれらに限定されない)上のセンサ(例えば、超音波センサ、連続波センサ、超音波ドップラーセンサ、酸素飽和度センサ-パルスオキシメータ、(例えば、フォト(またはデジタル)プレチスモグラム(pletysmogram:容積脈波)を取得するための)測光センサ)から得ることができる。デジタル(またはフォト)プレチスモグラムは、光学的に検出される、組織の微小血管床における血液量変化である。センサがリストバンド(または他のウェアラブルデバイス)により収容され、人が着用している場合、センサは血流を検出し、これにより血流の波形を発生し、この波形をプロセッサに伝えることができる。これに応答して、プロセッサは波形を処理し、これにより、仮想血圧(または心拍)、及び血圧(または心拍)測定値に生じそうな変化を予測、予想、または推定することができ、従って、血圧(または心拍)測定値の大幅な変化の指示が検出されると、膨張式カフのみによる人の血圧(または心拍)の反復測定を要求することができ、上記指示は、事前設定された(または所定の)血圧(または心拍)測定値の閾値を満足するか満足しないことである。従って、この方法は、人から要求される血圧(または心拍)測定値の総数を大幅に低減することができ、従って、(1)人が意識している際に人にとって快適にすることができ、(2)人のリラクゼーションを可能にすることができ、(3)人が寝入ることを可能にすることができ、あるいは(4)人が既に寝入っている場合に人を目覚めさせることを回避することができる。
以下、本発明を、図1~4を参照しながらより十分に説明し、これらの図には本発明のいくつかの実施形態を示す。しかし、本発明は、多数の異なる形態で具体化することができ、本明細書中に開示する実施形態に必然的に限定されるものとして考えるべきでない。むしろ、これらの実施形態は、本発明が完全で完結しており、本発明の種々の概念を当業者に十分に伝えるように提供する。
本明細書中に用いる種々の用語は、直接または間接的な、全体的または部分的な、一時的または永久的な、動作または不動作を暗に意味し得る。例えば、ある要素を、他の要素「上にある」、他の要素に「接続されている」、他の要素に「結合されている」と称する際に、この要素は、他の要素上に直接存在する、他の要素に直接接続される、他の要素に直接結合されることができ、あるいは、間接的または直接の変異体を含む介在要素が存在し得る。これとは対照的に、ある要素が他の要素に「直接接続されている」または「直接結合されている」と称する際には、介在する要素が存在しない。
本明細書中に用いる様々な単数形式「ある1つの」、「その」は、具体的文脈が明らかに他のことを示さない限り、様々な複数形式(例えば、2つの、3つの、4つの、5つの、6つの、7つの、8つの、9つの、10個の、何十個の、何百個の、何千個の)も含むことを意図している。
本明細書中に用いる様々な存在の動詞「具える」、「含む」または「具えている」、「含んでいる」は、本明細書中に用いる際に、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素の存在を規定するが、1つ以上の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、または構成要素、あるいはこれらのグループの存在または追加を排除しない。
本明細書中に用いる「または」は、排他的な「または」ではなく包含的な「または」を意味することを意図している。即ち、特に断りのない限り、あるいは文脈から明らかでない限り、「XがAまたはBを用いる」は、自然な包含的順列の集合のいずれをも意味することを意図している。即ち、XがAを用いる場合;XがBを用いる場合、またはXがA及びBを共に用いる場合、上記の場合のいずれの下でも「XがAまたはBを用いる」を満足する。
本明細書中に用いる「または他のもの」、「組合せ」、「結合」、または「その組合せ」という語は、その語に先行して挙げられたアイテムの全ての順列及び組合せを参照する。例えば、「A、B、C、またはその組合せ」は、A、B、C、AB、AC、BC、またはABCのうちの少なくとも1つを含むことを意図し、特定の文脈において順序が重要である場合、BA、CA、CB、CBA、BCA、ACB、BAC、またはCABも含めたうちの少なくとも1つを含むことを意図している。本例を続ければ、BB、AAA、AB、BBC、AAABCCCC、CBBAAA、CABABB、等のような、1つ以上のアイテムまたは語の反復を含む組合せが明確に含まれる。一般に、文脈から他のことが明らかでない限り、あらゆる組合せにおいて、アイテムまたは語の数に限界が存在しないことは、当業者の理解する所である。
本明細書中に用いる全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、特段の定めのない限り、本発明が属する技術における通常の当業者が一般に理解するのと同じ意味を有する。一般に用いられる辞書中に定義されるもののような種々の用語は、本明細書中に明確に定義されていない限り、関連する技術の文脈中の意味と一致する意味を有するものと解釈するべきであり、理想的な、あるいは過度に形式的な意味に解釈するべきでない。
本明細書中に用いる、「下方」、「下部」、「上方」、「上部」のような相対語は、本明細書中では、添付した一組の例示的図面中に図示するように、1つの要素と他の要素との関係を記述するために用いることができる。こうした相対語は、添付した一組の例示的図面中に描く配置に加えて、図示した技術の異なる配置を包含することを意図している。例えば、添付した一組の図面中のある装置が上下逆にされたものとすれば、他の要素の「下」側にあるものとして記載された種々の要素は、他の要素の「上」側に配置される。同様に、例示的図面のうちの1つの図面中のある装置が上下逆にされたものとすれば、他の要素の「下方」または「真下」にあるものとして記載された種々の要素は、他の要素の「上方」に配置される。従って、種々の「下方」または「下部」という語の例は、上方及び下方の配置を共に包含することができる。
本明細書中に用いる「約」または「ほぼ」とは、公称の値/用語から+/-10%の変動を参照する。こうした変動は、具体的に参照されていてもいなくても、本明細書中に提供するあらゆる所与の値/用語中に常に含まれる。
特定の実施形態に関して記載する特徴は、あらゆる順列または組合せの様式で、一部の種々の実施形態中に組み込むか、一部の種々の実施形態と組み合わせることができる。本明細書中に開示する異なる態様または要素は、同様な様式で組み合わせることができる。
本明細書中では、第1の、第2の、という語は、種々の要素、構成要素、領域、層、または区分を記述するために用いるが、これらの要素、構成要素、領域、層、または区分は、必ずしもこうした語によって限定されるべきでない。これらの語は、1つの要素、構成要素、領域、層、または区分を、他の要素、構成要素、領域、層、または区分から区別するために用いる。従って、以下に記載する第1の要素、構成要素、領域、層、または区分は、本開示の種々の教示から逸脱することなしに、第2の要素、構成要素、領域、層、または区分と称することができる。
特定の実施形態に関して記載する特徴は、他の種々の実施形態中への組み込み及び副次的組み込みを行うこと、あるいは他の種々の実施形態との組合せまたは副次的組合せを行うことができる。また、本明細書中に記載する実施形態の異なる態様または要素も、同様な方法で組合せまたは副次的組合せを行うことができる。更に、一部の実施形態は、個別でも集合的でも、より大きなシステムの構成要素にすることができ、ここでは、他の手順が、これらの実施形態の適用に優先するか、さもなければ、これらの実施形態の適用を修正することができる。それに加えて、本明細書中に開示する実施形態の前に、後に、あるいはこれらの実施形態と同時に、複数のステップが必要になり得る。なお、少なくとも本明細書中に開示する方法またはプロセスのいずれも、あるいは全部を、少なくとも部分的に、少なくとも1つのエンティティ(実体)により、あらゆる方法で実行することができる。
本発明の実施形態を、本発明の理想化された実施形態(及び中間的構造)の図示を参照しながら、本明細書中に説明する。このため、例えば製造技術または製造公差の結果としての、図示する種々の形状からの変動が予期されることになる。従って、本発明の種々の実施形態は、本明細書中に図示する領域の種々の特定形状に必然的に限定されるものと解釈するべきでなく、例えば製造により生じる形状の偏差を含むことになる。
本明細書中に開示するいずれの要素も、あるいは全ての要素は、単一であるように、構造的に連続した同一の要素から形成することができ、あるいはアセンブリ(組立体)またはモジュールであるように、別個に製造または接続することができる。本明細書中に開示するいずれの要素も、あるいは全ての要素は、付加加工でも、除去加工でも、または他のあらゆる種類の製法でも、あらゆる製造プロセスにより製造することができる。例えば、一部の製造プロセスは、三次元(3D:three dimensional)プリント、レーザー切断、コンピュータ数値制御のルーティング(ルーター)加工、ミーリング(フライス)加工、加圧、スタンピング(型押し)、真空成形、ハイドロフォーミング(液圧成形)、射出成形、リソグラフィー(線刻)、等を含む。
図1に、本発明の種々の原理による、プロセッサを含む実施形態の概略図を示し、このプロセッサは、メモリ、センサ、及び血圧計と通信する。具体的には、システム100が、プロセッサ102、メモリ104、血流センサ106、及び血圧計108を含む。システム100は、電池式(例えば、充電池、リチウムイオン電池、使い捨て(一次)電池)とすることができる。しかし、システム100は(例えば、適切な電源に差し込まれた電源コードまたはデータケーブルを介した)電源給電式とすることができる。
プロセッサ102は、処理回路、デジタル回路、集積回路、特定用途向け集積回路、特定用途向け統合プロセッサ、マイクロプロセッサ、シングルコア・プロセッサ、マルチコア・プロセッサ、グラフィックス・プロセッシングユニット(画像処理装置)、フィジックス・プロセッシングユニット、デジタル・シグナル・プロセッサ、コプロセッサ、ネットワーク・プロセッサ、フロントエンド・プロセッサ、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ、プログラマブル・ロジック・コントローラ、システム・オン・チップ、または他の形態の処理論理回路を含む。プロセッサ102は、メモリ104、血流センサ106、及び血圧計108と(例えば、有線、無線、導波路で)通信し、これにより、プロセッサ102は、メモリ104、血流センサ106、及び血圧計108へデータを送信し、これらからデータを受信することによって、これらを制御することができる。なお、血流センサ106または血圧計108はプロセッサ102を含むことができる。プロセッサ102は、帽子、ヘルメット、イヤホン、補聴器、ヘッドホン、メガネフレーム、コンタクトレンズ、バンド、衣類、靴、宝石類、医療機器、アクティビティー・トラッカー(活動量計)、ハンドカフ、リストバンド、スマートホン、タブレット端末、ラップトップ・コンピュータ、デスクトップ・コンピュータ、車両、インプラント、帽子、縁なし帽子、スカルキャップ(頭蓋帽)、ヘッドバンド、ジャケット、シャツ、ネクタイ、ベルト、バンド、ショーツ(シートパンツ、短パン)、ズボン、ソックス、アンダーシャツ、下着類、ブラジャー、ジャージー、スカート、ドレス、ブラウス、セーター、スカーフ、手袋、バンダナ、肘当て(エルボーパッド)、膝当て(膝パッド、ニーパッド)、パジャマ、ローブ、シューズ、ドレスシューズ、スニーカー、ブーツ、または踵のある靴、のうちの少なくとも1つに、含めること、物理的に固定すること、電気接続すること、その物の1つの構成要素とすること、またはその物として具体化すること、のうちの少なくとも1つができる。
メモリ104は、プロセッサ102が使用するデータを記憶するように構成された非一時的媒体を含む。プロセッサは、このデータを読み出すこと、書き込むこと、変更すること、または消去することができる。例えば、メモリ104は、本明細書中に開示する種々の技法を実行するためにプロセッサ102によって実行可能な一組の命令を記憶することができる。
血流センサ106は、人に接触するように構成され、人の外皮表面(例えば、上下肢、胴体、頭部、手首、手指、足指、上腕)上に配置しても、人の体の上に広がる材料(例えば、包帯、ガーゼパッド、衣類)の上に配置してもよい。例えば、血流センサ106は、人がリストバンドとして着用することができる。例えば、血流センサ106は、こうした器物(スマートホン、スマートウォッチ、タブレット端末、スマートリストバンド、等、但しこれらに限定されない)上の、超音波センサ、超音波ドップラーセンサ、密封されたドップラー・プローブ、連続波センサ、連続波超音波ドップラー血流センサ、酸素飽和度センサ-パルスオキシメータ、または((例えば、フォト(またはデジタル)プレチスモグラムを取得するための)測光センサのような)他のものとすることができる。例えば、血流センサ106は、市販のブルードップ(BlueDop(登録商標))プローブとすることができる。血流センサ106が人に接触する(または接触寸前になる)と、血流センサ106は、人の血流を検出し、これに応答して血流を表す一組のデータを生成する。この一組のデータをプロットして、血流(例えば、時間の関数としての血液の変位)の波形として(例えば、オシロスコープにより)可視化することができる。例えば、この一組のデータは、X軸が時間間隔(または距離)に相当し、Y軸が血液変位量に相当する目盛り上にプロットすることができる。例えば、この一組のデータは、ある距離にわたる力、即ち仕事量としてプロットするのと同様にプロットすることができる。血管を通る血液の移動が、古典的意味での仕事量-ある距離にわたる力である。(ある距離にわたる力の)曲線下面積、または仕事量に基づいて血圧を測定する。仕事量はある距離にわたる力であり、力は質量×加速度である。血流の波形(例えば、ドップラー波形)は、質量(血液)の前進運動と質量の後退運動との合計による力の曲線である、と言えば、この波形は血液の力の曲線である。血圧は、瞬時毎の波形の傾きであり、振幅が質量(血液量)を表し、距離が例えばドップラー・プローブの可視スペクトルである。従って、仕事量は波形の下側の面積の総和である。ここで、管または血管の直径を知れば、ベルヌーイ方程式に基づいて圧力を計算することができる。しかし、曲線下面積を用い、この面積とベースライン血圧との相関を計算すれば、曲線下面積の変化を追跡して、デジタル(即ち、仮想)血圧を計算することができる。このことは、血流を表すあらゆる波形、即ちパルスオキシメータ波形、脈波容積記録、ドップラー、等に適用することができる。しかし、歴史的には、この事実を利用することは、管(動脈)の直径、管(動脈)の剛性(エネルギーの保存)、及び流出における血管床の追従性(コンプライアンス)を体が変化させることのような要因により困難であった。少なくともこれらの理由で、心拍と血圧との相関を計算しようとすることは、非常に不正確な結果を与える。あるいは、波形の振幅だけと血圧との相関を計算しようとすることは、空間内の一点のみについて正確であり、体内で同時に取得した血圧との相関を計算して、動脈の直径、剛性、及び流出抵抗の変化を相殺しなければならない。移動する血液の仕事量、波形の下側の面積をツールとして用いて、血圧を推定(計算)弛緩しすることができることを、発明者は認識した。波形の傾き、波形のピークの持続時間、及び他のパラメータは、管の直径、剛性、及び流出抵抗によって影響される。これらのパラメータの特性を考慮することによって、移動する血液の仕事量を調べることができ、このことより、測定の初期の較正後に、期間を延長して血圧を連続的に追跡することができる。
血流センサ106は、波形発生器として機能して、血流の波形を上記一組のデータとして形成し、プロセッサ102の要求に応じて、この一組のデータを、連続的にせよ周期的にせよ(例えば、有線、無線、導波路で)プロセッサ102へ送信する。
血圧計108は、装着型カフ(例えば、リストカフ、上腕カフ)、ブラダー(空気袋)、ポンプ(例えば、ガスポンプ、空気ポンプ)、バルブ(例えば、ソレノイドバルブ、ガスバルブ、空気バルブ)、センサ(例えば、圧力センサ、トランスデューサ)、及びコントローラを含み、コントローラはプロセッサ102または他の処理装置とすることができる。コントローラは、ポンプ、バルブ、及びセンサと(例えば、有線、無線、導波路で)通信し、これによりコントローラは、ポンプ、バルブ、及びセンサを、これらへデータを送信しこれらからデータを受信することによって制御することができる。装着型カフはブラダーを含む。バルブは、装着型カフ内に含めることができ、あるいは装着型カフから除くことができる。コントローラによる命令に応じて、ポンプは、装着型カフを人が着用している間に、ガス(例えば、大量の空気)をブラダー内へ排出して装着型カフを膨張させるように構成されている。ポンプは流体により膨張させることもできる。コントローラによる命令に応じて、バルブは、装着型カフを人が着用している間に、ガス/流体をブラダーから出すように構成され、これによりブラダーが収縮する。センサは、コントローラによる命令に応じて、ブラダーがバルブにより収縮している間に、人の収縮期血圧測定値及び人の拡張期血圧測定値を決定するように構成されている。センサは、収縮期血圧測定値及び拡張期血圧測定値を(例えば、有線、無線、導波路で)コントローラへ送信する。
なお、血圧計108は、増幅器及びアナログ-デジタル変換器(ADC:analog-to-digital converter)を含むことができる。このため、センサは、装着型カフを人が着用している間に、アナログ信号(例えば、圧力の読取り値)を発生することができる。センサは、アナログ信号を増幅器へ送信して増幅させることができる。増幅器は、増幅したアナログ信号をADCへ送信して、この信号はADCによってデジタル信号に変換される。ADCはデジタル信号をコントローラへ送信することができ、コントローラは種々の部分的処理を実行して、人の収縮期の血圧測定値及び人の拡張期血圧測定値を決定し、これらの測定値は人の脈拍を伴うことができる。
血圧計108は、プロセッサ102,メモリ104、または血流センサ106、のうちの少なくとも1つを含むことができる。例えば、血圧計108は、プロセッサ102及びメモリ104を包含する筐体(ハウジング)を含むことができるのに対し、血流センサ106は筐体の外部で人が着用する。例えば、装着型カフは血流センサ106を含むことができ、あるいは、装着型カフは血流センサ106を除くことができる(例えば、装着型カフは人が上腕に着用することができ、血流センサ106は人が手首に着用するリストバンド内に含めることができ、その逆もでき、あるいは人が手指に着用するフィンガーカフ上に含めることができる)。しかし、血流センサ106は、他の方法で組み込むことができ、あるいは人が他の領域(例えば、上下肢、頭部、胴体、手指、足指、上腕)内に非侵襲的に着用することができる。一部の実現では、血圧計108を省略し、プロセッサ102が、人の収縮期血圧測定値及び人の拡張期血圧測定値を、ウェアラブルデバイス(例えば、アクティビティー・トラッカー、リストバンド・アクティビティー・トラッカー、スマートウォッチ、スマートホン)から受信し、ウェアラブルデバイス自体は、当該ウェアラブルデバイスを人が着用すると、人の拡張期血圧測定値及び人の収縮期血圧測定値を取得することができ、あるいは、ウェアラブルデバイスが、人が着用している他の装置から、あるいは、人または人の介護者(例えば、医師、看護師、保護者)による手動の入力として、人の拡張期血圧測定値及び人の収縮期血圧測定値を受信することができる。なお、人の拡張期血圧測定値は、収縮期血圧測定値から計算、推定、または予測することができ、あるいは人または人の介護者(例えば、医師、看護師、保護者)により手動で入力することができる。
1つの動作モードでは、第1瞬時における人の第1血圧測定値(例えば、第1収縮期血圧測定値及び第1拡張期血圧測定値)をプロセッサ102へ(有線、無線、導波路で)送信することを、血圧計108(または他の装置)に要求するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。同様に、一組のデータを(有線、無線、導波路で)プロセッサ102へ送信することを血流センサ106に要求するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、この一組のデータは、装着型カフを人がどこに着用するか、人の他の部位に装着するかによらず、血圧計108が第1血圧測定値を取得する前でも、間でも、後でも、血流センサ106が連続的にせよ周期的にせよ人の血流を監視することに基づいて、血流センサ106によって生成される。このため、血流センサ106から受信した一組のデータ(波形を形成する)を連続的に分析して、波形形状の変化が存在するか否かを判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、波形形状の変化は、人の血圧の大幅な変化を示し、事前設定された、または所定の閾値を満足するか満足しないかに基づいて判定される。従って、プロセッサ102が、人の血圧の大幅な変化を示す波形形状の変化が存在するものと判定したことに基づいて、第1瞬時後の第2瞬時における人の第2血圧測定値(例えば、第2収縮期血圧測定値及び第2拡張期血圧測定値)をプロセッサ102へ(有線、無線、導波路で)送信することを血圧計108に要求するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。第2血圧測定値は第1血圧測定値と異なり得る。波形形状の変化が存在することは、事前設定された、または所定の閾値を満足するか満足しないかに基づいて、あるいは、第1血圧測定値以来、事前設定された、または所定の時間(例えば、約4~8時間であるが、これらの限界の各々は変化させることができる)が経過した際に判定される。
図2に、本発明の種々の原理による、図1により患者の血圧を測定するように構成された装置の実施形態の三次元図を示す。具体的には、システム200が、筐体202、管(例えば、ホース)204、血圧カフ206、データ線208、及び血流センサ210(例えば、ドップラー血流センサ)を含む。血圧カフは、人の腕212の上腕214上に装着される。血流センサ210は腕212の手首216上に装着される。
血圧計108は、上述したように、筐体202、管204、血圧カフ206、プロセッサ102、及びメモリ104を含む。筐体202は、血圧計108のポンプ、血圧計108のバルブ、及び血圧計108のセンサを含む。一部の実現では、筐体202が増幅器及びアナログ-デジタル変換器(ADC)を含むことができる。管204は、血圧カフ206と筐体202との間にまたがり、これにより、ポンプが、コントローラによる命令に応じて、血圧カフ206(例えば、ブラダー)を、ポンプによって管204を通して送り込まれるガス(例えば、大量の空気)または流体で膨張させることができ、コントローラはプロセッサ102を含むことができる。バルブは、コントローラによる命令に応じて、ガス/流体を血圧カフ206から出し、これにより血圧カフ206が収縮することができ、コントローラはプロセッサ102を含むことができる。ハウジング202内のセンサは、その読取り値をコントローラへ送信することができ、コントローラはプロセッサ102とすることができ、これによりコントローラは、人の収縮期血圧測定値及び人の拡張期血圧測定値を決定することができ、あるいは、センサ自体が人の収縮期血圧測定値及び人の拡張期血圧測定値を測定して、人の収縮期血圧測定値及び人の拡張期血圧測定値をコントローラへ送信する。
データ線208(例えば、データケーブル、光ファイバ・ケーブル)は、血流センサ210と筐体202との間にまたがり、これにより、血流センサ210はそのデータをデータ線208越しにコントローラへ送信することができ(またはその逆もでき)、コントローラはプロセッサ102とすることができる。一部の実施形態では、データ線208が無く、筐体202及び血流センサ210の各々が無線ネットワーク・インタフェース(例えば、無線受信機、無線送信機、無線トランシーバ(送受信機))を含み、これにより、それぞれのネットワーク・インタフェースが互いに通信することができる。例えば、プロセッサ102は、筐体202の無線ネットワーク・インタフェースと通信して、無線ネットワーク・インタフェースへデータを送信し、無線ネットワーク・インタフェースからデータを受信することができる。このため、血流センサ210(または、本明細書中に開示するように収縮する人間の心臓から発生する血流を検出するように構成された他の適切なセンサ)は、そのデータを、その無線ネットワーク・インタフェースを通して筐体202へ送信することができ、無線ネットワーク・インタフェースは、このデータをコントローラへ送信し、コントローラはプロセッサ102とすることができる。一部の実現では、血流センサ210が血圧カフ206内に含まれている。このため、管204は、内部にせよ外部にせよデータ線208を含むことができ、あるいは、データ線208を省略して、血流センサ210または血圧カフ206が無線ネットワーク・インタフェースを含んで、筐体202の無線ネットワーク・インタフェースと通信することができる。
筐体202はプロセッサ102を包含するが、筐体202は、人が着用せず、血圧カフ206及び血流センサ210の各々とは別個であり、これらの各々と区別される。しかし、この構成は変化させることができる。例えば、血圧カフ206が筐体202または血流センサ210を含むことができる。同様に、血流センサ210が筐体202または血圧カフ206を含むことができる。同様に、筐体202が血流センサ210を含むことができる。更に、プロセッサ102は、血流センサ210との無線通信が可能であるが、血流センサ210と有線または導波路の少なくとも一方で通信することができる。なお、筐体202はディスプレイ(例えば、デジタルディスプレイ、アナログディスプレイ)を含む。しかし、筐体202はディスプレイを避けることもできる。
1つの動作モードでは、血圧カフ206が上腕214上に着用され、血流センサ210が手首上に着用される。この時間中に、管204を通して血圧カフ206を収縮させることを筐体202内のポンプに要求するように、筐体202内のプロセッサ102をプログラムすることができる。こうした血圧カフ206の膨張及び血圧カフ206の収縮に基づいて、筐体202内のセンサは、上腕214の第1組の血圧読取り値を生成して、第1組の血圧読取り値をプロセッサ102へ送信し、これによりプロセッサ102は、第1組の読取り値に基づいて、第1瞬時における人の第1血圧測定値(例えば、第1収縮期血圧測定値及び第1拡張期血圧測定値)を生成する。同様に、(波形を形成する)一組のデータをデータ線208越しにプロセッサ102へ送信することを血流センサ210に要求するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、一組のデータは、血流センサ210によって、プロセッサ102が第1血圧測定値を取得する前でも、間でも、後でも、血流センサ210が人の血流を連続的にせよ周期的にせよ監視することに基づいて生成される。このため、血流センサ210から受信した(波形を形成する)一組のデータを連続的に分析し、波形形状の変化が存在するか否かを判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、波形形状の変化は、人の血圧の大幅な変化を示し、事前設定された、または所定の閾値を満足するか満足しないかに基づいて判定される。従って、プロセッサ102が、人の血圧の大幅な変化を示す波形形状の変化が存在するものと判定したことに応答して、筐体202内の管204及びバルブを通して血圧カフ206を膨張させ、管204を通して血圧カフ206を収縮させることを、筐体202内のポンプに要求するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、波形形状の変化が存在することは、事前設定された、または所定の閾値を満足するか満足しないかに基づいて、あるいは、第1血圧測定値以来、事前設定された、または所定の条件、例えば期間(例えば、約4~8時間であるが、これらの限界の各々は変化させることができる)が経過した際に判定される。こうした血圧カフ206の膨張及び血圧カフ206の収縮に基づいて、筐体202内のセンサは、上腕214の第2組の血圧読取り値を生成して、第2組の血圧読取り値をプロセッサ102へ送信し、これにより、プロセッサ102は、第2組の読取り値に基づいて、第1瞬時後の第2瞬時における人の第2血圧測定値(例えば、第2収縮期血圧測定値及び第2拡張期血圧測定値)を生成する。第2血圧測定値は第1血圧測定値と異なり得る。
図3に、本発明の原理による、図1~2により仮想血圧(または心拍)を生成するプロセスの実施形態のフローチャートを示す(本開示全体を通して用いるように、仮想血圧は、血圧測定値、及び上記一組の波形データのパラメータに基づく)。具体的には、プロセス300は、図1のシステム100または図2のシステム200により実行される一組のブロック302~314を含む。
ブロック302では、プロセッサ102が人の血圧測定値(例えば、収縮期血圧測定値及び拡張期血圧測定値)を取得する。プロセッサ102は、血圧計108の筐体202内に収容されたセンサから受信した一組の読取り値から血圧測定値を形成する。その代わりに、プロセッサ102は、血圧計108の筐体202内に収容されたセンサから血圧測定値を受信することができる。あるいは、プロセッサ102は、血圧測定値を、他の装置(例えば、アクティビティー・トラッカー、スマートウォッチ、スマートホン)から受信することができ、他の装置自体は、ウェアラブルデバイスを人が着用した際に血圧測定値を取得することができ、あるいは、人が着用している他の装置から血圧測定値を受信することができ、あるいは、人または人の介護者(例えば、医師、看護師、保護者)による手動の入力として血圧測定値を受信することができる。
ブロック304では、プロセッサ102が、第1組の波形データを、人を監視しているセンサ(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210、連続波センサ)から(例えば、有線、無線、導波路で)受信する。このことは、プロセッサ102が、人が着用しているセンサに、心周期を含むある期間(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10秒、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分未満の、これらの時間に等しい、またはより長い期間)中に人の血流を監視し、これによりセンサが、この期間中の心周期を表す第1組の波形データを生成することができる。第1組の波形データは血圧測定値に関連する。例えば、血圧測定値は、第1組のデータをセンサが生成する前、期間中、または後に取得することができる。人が頭部、胴体、上下肢、手首、手、手指、足首(足関節)、足指、または太もも(大腿部)を有する際に、センサは、頭部、胴体、上下肢、手首、手、手指、足首、足指、または太もも上に着用することができる。しかし、血圧監視装置(例えば、血圧計108)は、人が(例えば、上腕214、手首216に)着用する血圧カフ206を含むことができ、血圧カフ206は(例えば、その膨張及び収縮により)血圧測定を可能にし、血圧カフ206は、内部にせよ外部にせよセンサを含むことができる。
ブロック306では、センサが第1組の波形データを生成した後に、プロセッサ102が、第2血流についての第2組の波形データをセンサから(有線、無線、導波路で)受信する。
ブロック308では、プロセッサ102が、第2組の波形データにおける、第1組の波形データに対するパラメータ変化を識別する。このことは、プロセッサ102が、第1組の波形データ及び第2組の波形データを読み出し、第2組の波形データを第1組の波形データと(例えば、特定時点の値に基づいて)比較し、第1組の波形データに対する第2組の波形データの差異を識別することにより発生することができ、この差異はパラメータ変化の情報を与える。例えば、この差異は、特定時点の値、あるいはある範囲の時点についての値の範囲に基づくことができる。例えば、プロセッサ102は、第1血流の期間中の心周期毎に、第1組の波形データにおける第1波形形状の第1パラメータを導出し、第2血流の期間中の心周期毎に、第2組の波形データにおける第2波形形状の第2パラメータを導出し、第1パラメータと第2パラメータとの間の変化を識別することに基づいて、パラメータ変化を識別するようにプログラムすることができる。例えば、第1パラメータ及び第2パラメータの各々が心拍周期である。例えば、第1パラメータ及び第2パラメータの各々が、以下で更に説明する初期の上昇の高さである。例えば、第1パラメータ及び第2パラメータの各々が、以下で更に説明する初期の上昇の期間である。例えば、第1パラメータ及び第2パラメータの各々が、以下で更に説明する振動成分の周波数である。
ブロック310では、プロセッサ102が、以下で更に説明するようにパラメータ変化と血圧測定値との相関を計算する。例えば、パラメータ変化は波形形状の変化とすることができる。
ブロック312では、プロセッサ102が、以下で更に説明するように、第2血流に対する仮想血圧(または心拍)(血圧測定値、及び波形データの組のパラメータに基づく計算値)を生成する。
ブロック314では、プロセッサ102が、仮想血圧(または心拍)に基づく動作を行う。例えば、この動作は、第1組の波形データに関連する血圧測定値とは異なる他の血圧測定値を取得することを、血圧監視装置(例えば、血圧計)に指示することを含むことができる。なお、第1組の波形データに関連する血圧測定値も、この血圧監視装置によって取得することができる。例えば、上記動作は、入力を要求すること、指示すること、読み出すこと、受信すること、生成すること、入力すること、促進すること、または受け付けることを、入力装置(例えば、タッチスクリーン、マイクロホン、カメラ、センサ)に要求または指示することを含むことができ、この入力は、センサを着用する人からにせよ、その介護者からにせよ、ユーザ入力を含むことができる。例えば、上記動作は、出力を要求すること、指示すること、読み出すこと、受信すること、送信すること、生成すること、出力すること、促進すること、または受け付けることを、出力装置(例えば、ディスプレイ、スピーカ、センサ、モータ、ポンプ、バルブ)に要求または指示することを含むことができ、この出力は、センサを着用する人に対するにせよ、その介護者に対するにせよ、ユーザに対する出力を含むことができる。例えば、上記動作は、プロセッサ102が、仮想血圧(または心拍)が、実際に得られた人の血圧に対して所定範囲内、またはその一定割合内であるか否かを判定することを含むことができる。所定範囲内、またはその一定割合内であれば、新たな較正(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210、連続波センサ)を発生させる必要がない。しかし、所定範囲外、またはその一定割合外であれば、再較正(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210、連続波センサ)が発生する。例えば、本明細書中に開示するように、上記動作は、仮想血圧または仮想心拍を、出力または送信することを、それぞれ出力装置(例えば、ディスプレイ、スピーカ)または(例えば、有線、無線、導波路)送信機に指示することを含むことができる。
1つの動作モードでは、本明細書中に開示するように、人が安静状態であることができ、プロセッサ102は、人が着用している血圧カフ206が膨張し、次に収縮する際に、(例えば筐体202内に収容された)圧力センサからの第1組の読取り値に基づいて、第1血圧(または心拍)測定値を生成するようにプログラムすることができる。一部の実現では、第1血圧(または心拍)測定値を、(例えば、タッチスクリーン、カーソルデバイス、マイクロホン、または他の適切な入力装置により)手動でプロセッサ102に入力するか、さもなければプロセッサにとって利用可能にすることができ、あるいは、(スマートホン、スマートウォッチ、タブレット、スマートリストバンド、等、但しこれらに限定されない)のような器物上の(例えば、フォト(またはデジタル)プレチスモグラムを取得するための)他の装置(例えば、アクティビティー・トラッカー、フィンガー(指)クリップ、リストバンド・アクティビティー・トラッカー、スマートウォッチ、血圧監視装置、測光センサ)から受信することができ、これらの装置自体は、人がウェアラブルデバイスを着用している際に血圧(または心拍)を取得することができ、あるいは人が着用している他の装置から、あるいは人またはその人の介護者(例えば、医師、看護師、保護者)による手動の入力として、血圧(または心拍)測定値を受信することができる。
第1心周期を含む第1期間(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、何十、何百、何千秒、分、時間未満の、これらの時間に等しい、またはより長い、あらゆる全体の値または部分的中間値を含む)中に人の第1血流をリアルタイムで監視することを、人が(例えば、手首216に)着用しているセンサ(例えば、連続波センサ、ドップラー血流センサ210)に指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これにより、センサは、第1期間中の第1心周期を表す第1組の読取り値を生成する。第1組の読取り値は第1血圧(または心拍)測定値に関連し、第1組の読取り値における各読取り値は第1データ値及び第1時刻値を含む。例えば、第1血圧(または心拍)測定値は、センサが第1組の読取り値を発生する前、期間中、または後の値とすることができ、その逆も成り立つ。第1組の読取り値は、第1血圧(または心拍)測定値の前に取得することができる。例えば、第1組の読取り値は、プロセッサ102が第1血圧(または心拍)測定値を測定するか、第1血圧(または心拍)測定値を他の装置(例えば、血圧センサ、ウェアラブル)から受信する直前の所定期間内に、第1血圧(または心拍)測定値の前に取得することができる。例えば、この指定期間は約1時間またはそれ未満またはそれ以上とすることができる。しかし、第1組の読取り値は、第1血圧(または心拍)測定値と同時に取得することができ、あるいは第1血圧(または心拍測定値の後に取得することができる。
第2心周期を含む第2期間(例えば、約1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、何十、何百、何千秒、分、時間未満の、これらの時間に等しい、またはより長い、あらゆる全体の値または部分的中間値を含む)中に人の第2血流をリアルタイムで監視することを、人が着用しているセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これにより、センサは、第2期間中の第2心周期を表す第2組の読取り値を生成する。第1期間は、第2期間と重複するにせよしないにせよ、第2期間と同一にすること、あるいは同一にしないことができる。第2組の読取り値における各読取り値は、第2データ値及び第2時刻値を含み、第2期間は第1期間が始まった後に始まる。第1期間と第2期間とは、互いに重複することができ、あるいは互いに重複することを避けることができる。第2期間は、第1期間に連続することができ、あるいは第1期間と第2期間との間に介在する第3期間が存在することができる。第1心周期と第2心周期とは、同じ心周期とすることも異なる心周期とすることもできる。
第1組の読取り値及び第2組の読取り値をデータ構造(例えば、二次元データ構造、三次元データ構造、多次元データ構造、アレイ、ベクトル)に追加するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これにより、第1組の読取り値が、第1組の読取り値に対応する第1血流波形を、第1データ値及び第1時刻値に基づいてプロットすることができ、第2組の読取り値が、第2組の読取り値に対応する第2血流波形を、第2データ値及び第2時刻値に基づいてプロットすることができる。本明細書中に開示するように、センサ(例えば、連続波センサ)が人に接触する(または接触寸前になる)か、人がセンサを着用すると、第1組の読取り値及び第2組の読取り値を上記データ構造に追加するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。
本明細書中に開示するように、第1データ値及び第1時刻値を含む第1組の読取り値から第1組のパラメータを導出し、第2データ値及び第2時刻値を含む第2組の読取り値から第2組のパラメータを導出するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。第1組のパラメータと第2組のパラメータとの比較を実行し、この比較に基づいて、第2組のパラメータが、第1血流波形に対する第2血流波形の所定の変化を示すか否かを判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、この所定の変化は、第1血圧測定値の変化を示す。例えば、この値の変化は、血圧(または心拍)測定値が前回測定したよりも高い、または低いこととすることができる。例えば、この値の変化または所定の変化は、所定の閾値を満足することもしないこともできる。本明細書中に開示するように、センサが人に接触するか、人がセンサを着用すると、第1データ値及び第1時刻値を含む第1組の読取り値から第1組のパラメータを導出するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。本明細書中に開示するように、センサが人に接触するか、人がセンサを着用すると、第2データ値及び第2時刻値を含む第2組の読取り値から第2組のパラメータを導出するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。本明細書中に開示するように、センサが人に接触するか、人がセンサを着用すると、第1組のパラメータと第2組のパラメータとの比較を実行するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。
本明細書中に開示するように、人が着用している血圧カフ206が膨張し、次に収縮すると、(例えば、筐体202内に収容されている)血圧センサからの第2組の読取り値に基づいて第2血圧測定値を生成するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。第1血圧(または心拍)測定値が生成されると、プロセッサ102は、上記所定の変化が人についての所定閾値を満足すること、あるいは、第1血圧(または心拍)測定値が生成された時点から事前設定された期間(例えば、約24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1時間以下、あらゆる全体の値または分数値を含む)が経過したこと、のうちの少なくとも一方に基づいて、第2血圧(または心拍)測定値を生成し、第2血圧(または心拍)測定値は第1血圧(または心拍)測定値の後である。数学関数、または数学関数の結果に基づいて、第1組のパラメータまたは第2組のパラメータを導出するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。例えば、この数学関数は、平均値関数、中央値(メジアン)関数、最頻値(モード)関数、または他の数学関数とすることができる。なお、導出の各様式は、数学関数の意味で同一にすることも非同一にすることもできる。本明細書中に開示するように、連続波センサが人に接触するか連続波センサを人が着用すると、第2組のパラメータが、第1血流波形に対する第2血流波形の所定の変化を示すか否かを判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。本明細書中に開示するように、血圧カフ206を人が着用して、センサが人に接触するか人に着用されると、第2血圧(または心拍)測定値を生成するか、第2血圧(または心拍)測定値を血圧センサ(または他の装置)から受信するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。
人が腕212を有する際に、血圧カフ206及びセンサを腕212に(例えば、手首216または指に、上腕214に、あるいはその両方に)着用することができる。しかし、こうした構成は変化することができる。例えば、人は第1身体部分(例えば、頭部、胴体、上下肢、腕212、上腕214、手首216、手指、足指、太もも、足首、脚、またはそのあらゆる部分)及び第2身体部分(例えば、頭部、胴体、上下肢、腕212、上腕214、手首216、手指、足指、太もも、足首、脚、またはそのあらゆる部分)を有することができ、血圧カフを第1身体部分に、センサを第2身体部分に着用することができ、同じ身体部分でも異なる身体部分でもよい。他の例では、血圧カフ206がセンサを含むことができる。
以下で更に説明するように、第1血流波形は(例えば、オシロスコープにより)表示した際に第1形状を有し、第2血流波形は(例えば、オシロスコープにより)表示した際に第2形状を有する。このため、第2組のパラメータが、第1血流波形に対する第2血流波形の所定の変化を示すか否かを、第1形状と第2形状との間の形状変化を含む比較に基づいて判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、この形状変化は、第1血圧(または心拍)測定値における値の変化に相当する。第1組のパラメータは、第1心周期の第1期間に対応する第1パラメータを含むことができ、第2組のパラメータは、第2心周期の第2期間に対応する第2パラメータを含むことができ、第1形状は第1期間に対応し、第2形状は第2期間に対応する。第1組のパラメータは、第1心周期における第1の初期の上昇の第1の高さの値に相当する第1パラメータを含むことができ、第2組のパラメータは、第2心周期における第2の初期の上昇の第2の高さの値に相当する第2パラメータを含むことができ、第1形状は第1の高さの値に対応し、第2形状は第2の高さの値に対応する。第1組のパラメータは、第1心周期の第1の初期の上昇の第1期間に対応する第1パラメータを含むことができ、第2組のパラメータは、第2心周期の第2の初期の上昇の第2期間に対応する第2パラメータを含むことができ、上記第1形状は第1期間に対応し、上記第2形状は第2期間に対応する。第1組のパラメータは、第1心周期の第1振動成分の第1周波数に対応する第1パラメータを含むことができ、第2組のパラメータは、第2心周期の第2振動成分の第2周波数に対応する第2パラメータを含むことができ、上記第1形状は第1振動成分の第1周波数に対応し、上記第2形状は第2振動成分の第2周波数に対応する。上記比較は、第1組のパラメータを第2組のパラメータに対して比較すること、及びその逆を含む。このため、第2組のパラメータが、第1血流波形に対する第2血流波形の所定の変化を示すか否かを、上記比較に基づいてリアルタイムで判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。
本明細書中に開示するように、第1心周期を含む一組(例えば、1つ、2つ、3つ、4つ、5つ、6つ、7つ、8つ、9つ、10、何十、何百、何千、あらゆる中間値または全体の値を含む)の心周期を含む第1期間中の人の第1血流をリアルタイムで監視することを、人(例えば、外皮表面、包帯、ガーゼパッド、衣類)に接触しているか人が(例えば、頭部、胴体、上下肢、腕212、上腕214、手首216、手指、足指、太もも、足首、脚、またはそのあらゆる部分に)着用しているセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これによりセンサは、第1期間中の一組の心周期を表す第1組の読取り値を生成する。同様に、第2心周期を含む一組の心周期を含む第2期間中の人の第2血流をリアルタイムで監視することを、人(例えば、外皮表面、包帯、ガーゼパッド、衣類)に接触しているか人が(例えば、頭部、胴体、上下肢、腕212、上腕214、手首216、手指、足指、太もも、足首、脚、またはそのあらゆる部分に)着用しているセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これによりセンサは、第2期間中の一組の心周期を表す第2組の読取り値を生成する。第1期間中の一組の心周期と第2期間中の一組の心周期とは、連続しても不連続でも、同じものでも異なるものでも、重複することも重複しないこともできる。第1心周期を第2期間に含めること、あるいは第2心周期を第1期間に含めることができる。第1期間と第2期間とは、連続にすることも不連続にすることもでき、互いに重複することも互いに重複しないこともできる。第1期間と第2期間とは、互いから第3期間(例えば、介在期間)だけ間隔をおくことができる。第3期間は、約24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、または1時間以下とすることができ、これらの時間はあらゆる全体の値または分数値を含むことができる。
本明細書中に開示するように、第1心周期を含む第1期間中に患者の第1血流をリアルタイムで監視することを、患者が着用しているセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これによりセンサは、第1期間中の第1心周期を、数学関数または数学関数から得られた結果の少なくとも一方として累積的に表す第1組の読取り値を生成する。例えば、この数学関数は、平均値関数、中央値関数、最頻値関数、または他の数学関数とすることができる。同様に、第2心周期を含む第2期間中に患者の第2血流をリアルタイムで監視することを、患者が着用しているセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、これによりセンサは、第2期間中の第2心周期を、数学関数または数学関数から得られた結果として累積的に表す第1組の読取り値を生成する。例えば、この数学関数は、平均値関数、中央値関数、最頻値関数、または他の数学関数とすることができる。なお、第1組の読取り値用の数学関数と第2組の読取り値用の数学関数とは、同一の数学関数にすることも非同一の数学関数にすることもできる。
本明細書中に開示するように、第2組の読取り値をセンサが生成するかプロセッサ102が受信する前に、第2組の読取り値をセンサが生成するかプロセッサ102が受信するのと同時に、あるいは第2組の読取り値をセンサが生成するかプロセッサ102が受信した後に、第1組の読取り値を上記データ構造に追加するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。上記第1データ値及び上記第1時刻値に基づいて、上記第1血流波形を、デカルト平面上またはx-y平面上の少なくとも一方にプロットすることができる。上記第2データ値及び上記第2時刻値に基づいて、上記第2血流波形を、デカルト平面上またはx-y平面上の少なくとも一方にプロットすることができる。
本明細書中に開示されているように、プロセッサ102及びセンサ(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)を具えたシステムが存在することができる。センサは、人(例えば、人の腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位)に接触するか、人が(例えば、腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位に)着用するように構成されている。センサを人が着用した際に、人の血流をリアルタイムで監視することをセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、この血流は(例えば、血圧計108または他の装置による)第1血圧(または心拍)測定値に関連する。センサは、血流に関連する波形を発生して、この波形をプロセッサ102へ送信する。第1血圧(または心拍)測定値における値の変化を示す、波形の形状変化が存在するか否かを判定し、この形状変化が患者についての所定の閾値を満足すること、または第1血圧(または心拍)測定値を受信してから、事前設定した期間が経過したこと、の少なくとも一方に基づいて、人の第2血圧(または心拍)測定値を取得するように、プロセッサ102をプロラムすることができ、第2血圧測定値は第1血圧測定値の後である。
本明細書中に開示するように、プロセッサ102を具えたシステムが存在することができ、プロセッサ102は、心周期を含むベースライン期間中に患者のベースライン血流を監視することをセンサ(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)に指示するようにプログラムされ、センサは、人(例えば、人の腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位)に接触するか、人が(例えば、人の腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位に)着用するように構成され、これによりセンサは、ベースライン期間中の心周期を表す一組の読取り値を生成する。一組の読取り値は、ベースライン期間中の心周期を表す。一組の読取り値は(例えば、血圧計108または他の装置による)血圧(または心拍)測定値に関連し、心周期はベースライン血圧測定値と同時である。一組の読取り値をセンサが生成した後に、非ベースラインの血流についての一組の連続波形データをセンサから受信し、一組の連続波形データにおけるパラメータ変化を識別し、このパラメータ変化とベースライン血圧(または心拍)測定値との相関を計算し、これにより非ベースラインの血流に対する仮想血圧(または心拍)が生成され、仮想血圧に基づく動作を行うように、プロセッサ102をプログラムすることができる。例えば、この動作は、非ベースラインの血圧測定値を取得すること、あるいは何か(例えば、データを書き込むこと、データを修正すること、データを消去すること、ポンプ、アクチュエータ、モータのような物理的装置、または他の物理的装置を起動すること)を含むことができる。
本明細書中に開示するように、プロセッサ102、入力装置(例えば、血圧計108、ウェアラブルデバイス、遠隔装置)及びセンサ(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)を具えたシステムが存在することができ、センサは、人(例えば、人の腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位)に接触するか、人が(例えば、腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位に)着用するように構成されている。プロセッサ102は入力装置及びセンサと通信する。センサが人に接触するかセンサを人が着用する際に、人の現在の血流を監視することをセンサに指示するように、プロセッサ102をプログラムすることができ、現在の血流は、入力装置から受信した現在の血圧測定値に関連し、これによりセンサは現在の血流に関連する波形を発生する。本明細書中に開示するように、血圧(または心拍)測定値における値の変化を示す波形の形状変化が存在するか否かを判定するように、プロセッサ102をプログラムすることができる。形状変化が患者についての所定の閾値を満足することに基づく動作を行うように、プロセッサ102をプログラムすることができる。例えば、この動作は、非ベースラインの血圧測定値を取得すること、あるいは何か(例えば、データを書き込むこと、データを修正すること、データを消去すること、ポンプ、アクチュエータ、モータのような物理的装置、または他の物理的装置を起動すること)を行うことを他の装置に指示することを含むことができる。
本明細書中に開示するように、心周期を含むベースライン期間中に患者のベースライン血流を監視することをセンサ(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)に指示するようにプログラムされたプロセッサ102を具えたシステムが存在することができ、このセンサは、人(例えば、人の腕212、上腕214、手首216,太もも、足首、脚、または任意の部位)に接触するか、人が(例えば、腕212、上腕214、手首216、太もも、足首、脚、または任意の部位に)着用するように構成され、これにより、センサはベースライン期間中の心周期を表す一組の読取り値を生成する。一組の読取り値はベースライン血圧測定値に関連し、心周期は、ベースライン血圧(または心拍)測定値と同時であるか、ベースライン血圧(または心拍)測定値と同時に発生するか、ベースライン血圧(または心拍)測定値の直前であるか、ベースライン血圧(または心拍)測定値の直後であるか、そうでなくてもベースライン血圧(または心拍)測定値に関連する。本明細書中に開示するように、センサが一組の読取り値を生成した後に、非ベースラインの血流についての一組の連続波形データをセンサから受信し、一組の連続波形データにおけるパラメータ変化を識別し、パラメータ変化とベースライン血圧測定値との相関を計算し、これにより非ベースラインの血流に対する仮想血圧(または心拍)が生成され、仮想血圧に基づく動作を行うように、プロセッサ102をプログラムすることができる。例えば、この動作は、非ベースラインの血圧測定値を取得すること、あるいは何か(例えば、データを書き込むこと、データを修正すること、データを消去すること、ポンプ、アクチュエータ、モータのような物理的装置、または他の物理的装置を起動すること)を行うことを他の装置に指示することを含むことができる。
図4に、本発明の種々の原理による、図1~3による血流波形の具体例の波形図を示す。具体的には、本明細書中に開示するように、システム100またはシステム200は、方法300を波形図400に基づいて実行することができる。波形図400は、人がセンサ(例えば、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)を着用している間の、時刻を表すX軸、及び人の血液の変位を表すY軸を有する。
従来は、流体柱を用いて血圧を測定する動脈留置カテーテルによる血圧の侵襲的監視が通常実行されている。同様に、人の上腕214に着用される血圧カフ206を用いた頻繁に反復される測定による血圧の非侵襲的監視が通常実行されている。人に予期される最高血圧を上回る圧力まで血圧カフ206を膨張させ、次に徐々に収縮させ、その間に血圧カフ206内の圧力下の脈拍を検出して、下にある一部の動脈血管内の
収縮期(最高)血圧及び拡張期(最低)血圧を取得する(この方法はオシロメトリック法として知られている)。このプロセスは、通常、反復されて頻繁な更新値を提供し、こうした頻繁な反復は、意識のある患者にとって不快であると感じられ得るし、リラクゼーション及び寝入る能力を妨げ得る。このため、追加的な血流検出器(例えば、連続波センサ、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)をリストバンド(または他の装着型形状因子(ウェアラブル・フォームファクター))内に用いることによって、あるいは導出された生理学的血流を用いることによって、追加的血流検出器による血流波形を発生し、この血流波形をプロセッサが用いて、仮想血圧を生成し、ありそうな血圧の変化を予測することができ、従って、大幅な変化の指示が検出、予測、予想、または推定された際のみに、血圧カフの測定を要求することができる。本明細書中に開示するように、この方法は、血圧カフ206による必要な(例えば、血圧、心拍の)測定の回数を大幅に低減し、従って患者の不快感を低減する。例えば、最初は、上腕カフ装置(例えば、血圧計108)を用いて、腕212における収縮期及び拡張期の血圧を測定することができる。この測定の少し前または少し後の(例えば、人が安静なままでいる間の約1時間以内の)、人の手首216または他の容易に監視可能な部位における血流波形の記録が存在することができる。次に、血流波形を連続的に監視し、血流波形の特定の変化(例えば、所定または事前設定された変化、あるいは特定の閾値を満足するか満足しないこと)に気付いた場合のみに、血圧カフ206により血圧を再測定して、この監視プロセスを再開する。
収縮期(最高)血圧及び拡張期(最低)血圧を取得する(この方法はオシロメトリック法として知られている)。このプロセスは、通常、反復されて頻繁な更新値を提供し、こうした頻繁な反復は、意識のある患者にとって不快であると感じられ得るし、リラクゼーション及び寝入る能力を妨げ得る。このため、追加的な血流検出器(例えば、連続波センサ、血流センサ106、ドップラー血流センサ210)をリストバンド(または他の装着型形状因子(ウェアラブル・フォームファクター))内に用いることによって、あるいは導出された生理学的血流を用いることによって、追加的血流検出器による血流波形を発生し、この血流波形をプロセッサが用いて、仮想血圧を生成し、ありそうな血圧の変化を予測することができ、従って、大幅な変化の指示が検出、予測、予想、または推定された際のみに、血圧カフの測定を要求することができる。本明細書中に開示するように、この方法は、血圧カフ206による必要な(例えば、血圧、心拍の)測定の回数を大幅に低減し、従って患者の不快感を低減する。例えば、最初は、上腕カフ装置(例えば、血圧計108)を用いて、腕212における収縮期及び拡張期の血圧を測定することができる。この測定の少し前または少し後の(例えば、人が安静なままでいる間の約1時間以内の)、人の手首216または他の容易に監視可能な部位における血流波形の記録が存在することができる。次に、血流波形を連続的に監視し、血流波形の特定の変化(例えば、所定または事前設定された変化、あるいは特定の閾値を満足するか満足しないこと)に気付いた場合のみに、血圧カフ206により血圧を再測定して、この監視プロセスを再開する。
一部の実施形態では、上腕214または手首216における収縮期及び拡張期の血圧のカフベースの測定を実行し、収縮期及び拡張期の測定値を表示するように構成された電池式の統合装置(例えば、図2参照)が存在し得る。この装置は、患者の検出すべき動脈上に装着されたバンド内に実装された、あるいは人に着用されるか人に接触する他の装着型の形状因子を有するセンサ(例えば、血流センサ106、連続波超音波ドップラー血流センサ)を用いて、人の動脈内の血流を、同じ部位または他の容易にアクセス可能な部位で連続的に(または頻繁に)監視するように構成することができる。本明細書中に開示するように、この装置は、この血流波形をリアルタイムで連続的に分析して、波形形状の変化が存在するか否かを判定し、波形形状の変化は血圧(または心拍)の大幅な変化を示し、次に、大幅な変化が検出されると、あるいは前回のカフベースの測定以来相当量の時間が経過すると、血圧カフ206による追加的な血圧(または心拍)測定を、教唆または要求または命令するように構成することができる。なお、血圧カフ206は上腕214または手首216上に着用することができる。同様に、血流センサを血圧カフ206内に統合することができ、あるいは血流センサを、人の手首216、足首、または太ももに配置された別個のバンド(または他の装着型形状因子)内に実装することができる。同様に、計算/推定した(仮想)血圧または測定した血圧のあらゆる変化とは独立して、腕212に至る血流の需要を変化させることによって、人の前腕における血流波形が(例えば、予め事前設定または事前決定された)大幅な影響を受けるものと判明した場合、(例えば、人の太ももにおける)人の大腿動脈を用いて、人の中心血圧の変化をより高い信頼性で反映する血流波形を提供することができる。
他の実施形態では、106及び210のような2つ以上の血流センサの同時使用が考えられる。これら2つ以上の血流センサは、本明細書中に記載するウェアラブルデバイスのように単一の位置に配置することができる(例えば、センサアレイ)。その代わりに、これら2つ以上の血流センサは、頭部、胴体、上下肢、腕212、上腕214、手首216、手指、足指、太もも、足首、脚、またはそのあらゆる部分のような異なる位置に配置することができる。各血流センサの出力を、上述したように個別に用いて、複数の仮想血圧値を計算/推定することができる。その代わりに、これら2つ以上の血流センサの出力を、数学関数を用いて、または数学関数の結果として組み合わせ、これにより、これら2つ以上のセンサが等価な単一のセンサとして機能し、このセンサを上述したように用いて、仮想血圧値を計算/推定することができる。例えば、この数学関数は、平均値関数、中央値関数、最頻値関数、最大値関数、最小値関数、重み関数、または他の数学関数とすることができる。
プロセッサ102は、血流波形形状の変化から血圧変化を種々の方法で決定することができる。例えば、こうした方法の1つは、心拍周期毎に波形形状の1つ以上のパラメータ(例えば、ドップラー血流量)を導出し、1つ以上のパラメータの変化を用いて、血圧が変化している可能性を示すことを含むことができる。図4に示すように、これらのパラメータの一部は、心拍周期B、初期の上昇の高さH、初期の上昇の期間T、振動成分の周波数1/C、または他のものを含むことができる。
1つの動作モードでは、次のものを含む特定の仮定が存在する:(1)末梢血管床及び近位静脈は「血管緊張」を変化させず、末梢はかん流の一定の状態を維持する、及び(2)血管系が線形である。このため、血管系が線形であり(即ち、出力が入力に比例して応答し)、末梢が一定に留まる所では、検出される血流量が入力の血圧に比例して変化するはずである。このことは、血圧と血流量とが線形の関係を有するという関係を提供するはずであり、従って:
・下端からピークまでの血流量が最低から最高までの血圧(脈圧)に比例する。
・平均血流量が平均血圧に比例する。
最初に、
拡張期の上腕血圧D(0)及び収縮期の上腕血圧S(0)を測定する。
血流波形(例えば、ドップラー血流波形)の下端F(0)及びピークK(0)を測定する。
血流波形(例えば、ドップラー血流波形)の平均の高さM(0)を測定する。
平均血圧 Pm(0)=(S(0)+2D(0))/3 を導出する。
脈圧 Pp(0)=(S(0)-D(0)) を導出する。
・下端からピークまでの血流量が最低から最高までの血圧(脈圧)に比例する。
・平均血流量が平均血圧に比例する。
最初に、
拡張期の上腕血圧D(0)及び収縮期の上腕血圧S(0)を測定する。
血流波形(例えば、ドップラー血流波形)の下端F(0)及びピークK(0)を測定する。
血流波形(例えば、ドップラー血流波形)の平均の高さM(0)を測定する。
平均血圧 Pm(0)=(S(0)+2D(0))/3 を導出する。
脈圧 Pp(0)=(S(0)-D(0)) を導出する。
次に、後の時刻(t)に、拡張期血圧D(t)及び収縮期血圧S(t)を、測定値(例えば、ドップラー測定値)F(t)、K(t)、及びM(t)から予測する:
脈圧:Pp(t)=Pp(0)×(K(t)-F(t))/(K(0)-F(0))
平均血圧:Pm(t)=Pm(0)×M(t)/M(0)
脈圧:Pp(t)=Pp(0)×(K(t)-F(t))/(K(0)-F(0))
平均血圧:Pm(t)=Pm(0)×M(t)/M(0)
この式を再整理して、次式を与えることができる:
S(t)=Pm(t)+Pp(t)×2/3
D(t)=Pm(t)-Pp(t)/3
制約
・末梢かん流は血圧とは無関係に変化し得る。
・動脈系は線形ではない。
・平均血流量(例えば、ドップラー血流量)は、低拍動血流については正確に測定可能ではない。
S(t)=Pm(t)+Pp(t)×2/3
D(t)=Pm(t)-Pp(t)/3
制約
・末梢かん流は血圧とは無関係に変化し得る。
・動脈系は線形ではない。
・平均血流量(例えば、ドップラー血流量)は、低拍動血流については正確に測定可能ではない。
1つの動作モードでは、これらの測定値の有効性を支持するための、あるいは、ドップラー血流波形または血流を直接または間接的に表す他の波形を用いて、これらの測定値を置き換えるための方法が存在する。被験者が安静状態である際には、(例えば、手首216、太もも、足首における)血流(速度)波形が通常は強度に脈動することが観察されている。血流(例えば、速度)波形は、心収縮の開始に続く初期の上昇を有し、この上昇は、こうした波形の最も良く観測される特徴である。更に、この上昇は高さ及び期間を有し、これらは血圧により変化する(但し、場合によっては末梢血管緊張の変化も伴う)。上腕血圧と結果的な末梢血流波形形状との関係を調べて、これらのあり得る関係、及びこれらの末梢血管状態への相対的な非依存性を特定する価値がある。
提案するパラメータは、次のものを含む:
・上昇の単純な高さ
・上昇の期間
・上昇の勾配
複合波形形状分析
・基本的な駆動関数によって駆動される単純な電気モデルへの波形のフィッティング(当てはめ)
・時間伸張/時間圧縮(TDC:time dilation/compression)
・ラプラスモデル化
・上昇の単純な高さ
・上昇の期間
・上昇の勾配
複合波形形状分析
・基本的な駆動関数によって駆動される単純な電気モデルへの波形のフィッティング(当てはめ)
・時間伸張/時間圧縮(TDC:time dilation/compression)
・ラプラスモデル化
しかし、不変の上腕血圧を伴って変化する末梢状態は、こうした変化ももたらし得ることは明らかである。
モデル化は、適切なパラメータを識別する方法として用いることができる。上腕血圧の変化を示すための可能なパラメータを実際に調査する前に、末梢血管系の既知の主要な特性(図5参照)を調べて、特定のパラメータが、駆動する血圧の変化に密接に関係し得るが、末梢状態の変化に対してはロバスト(頑健)であるか否かを確かめることが有用である。
駆動関数形状用のもっとも単純なモデルは:高さ及びマーク/スペース比によって定義されるインパルス波または方形波である。
最も単純な例えは、図6に示す集中定数回路であり、但しRs、C、及びLの実際の値は、図示する例の値とは異なるであろう:
・血管内の血液の質量は、インダクタンスLによって表される定数と考えることができる。
・血管弾性は、平均血圧により変化し、静電容量Cによって表される。
・血管抵抗は、抵抗によって表される定数と考えることができる。
・血管床抵抗は、末梢状態により変化し、これも抵抗によって表される。
・血管内の血液の質量は、インダクタンスLによって表される定数と考えることができる。
・血管弾性は、平均血圧により変化し、静電容量Cによって表される。
・血管抵抗は、抵抗によって表される定数と考えることができる。
・血管床抵抗は、末梢状態により変化し、これも抵抗によって表される。
血管の弾性コンプライアンスはlog(平均血圧)(平均血圧の対数)に反比例することは明白であるが、小さい変化については、弾性コンプライアンスが平均血圧Pmに反比例するものと仮定することができる。従って、血管の弾性コンプライアンスは静電容量=1/Pmと等価であるのに対し、インダクタンスLは一定である。
この回路では、入力パルスによって生成されるあらゆる振動が周波数=1/2π×√(LC)を有し、このことは、抵抗の値によって直接影響されないために重要である。
従って、ある平均血圧において周波数Fosc(0)が既知であるものとすれば:
Pm(0) Fosc(0)=1/2π×√(L/P(0))
Pm(0) Fosc(0)=1/2π×√(L/P(0))
後の時刻「t」において: Fosc(t)=1/2π×√(L/P(t))
従って: Pm(t)=Pm(0)×(Fosc(t)/Fosc(0))2
従って、例えば、周波数の5%の変化は平均血圧の10%の変化を示す。
振動の周波数は様々な複雑な手続きによって定めることができるが、血流波形の下端からピークまでの時間の尺度(図4中のT)は、振動周波数(1/Tに比例するFosc)の有効な指標であり、初期の血流量上昇時間T(0)及び後の時刻におけるT(t)を用いて、式を簡約する代入を行うことができる。
従って: Pm(t)=Pm(0)×(T(0)/T(t))2
従って: Pm(t)=Pm(0)×(T(0)/T(t))2
これらの仮定を用いて、時刻(t)における平均血圧を、上腕血圧の初期の知識、及び振動周波数の変化または末梢に供給される血流波形の血流量上昇時間Tから予測することができる。
このように推定される平均血圧の変化Pm(t)-Pm(0)は、患者の血圧が変化したことの指標として十分であり、新たな血圧カフベースの測定が必要であることの指標として単独で用いることができる。
血流波形には、より多くの情報が存在し得る。上記の技術は平均血圧の変化を推定するに過ぎないが、収縮期血圧及び拡張期血圧の知識は臨床的に有用であるものと考えることができる。線形性の仮定を用いているので、血圧波形変化の高さは、血流波形の高さの変化と直線的関係にあるはずである。従って、Pdias(拡張期血圧)からPsys(収縮期血圧)までの収縮期の上昇を考えれば、この上昇は血流量測定値における振幅スイング(変動幅)Adias(拡張期の振幅)~Asys(収縮期の振幅)(及びドップラー信号については、振幅ではなく速度を表すVdias(拡張期の速度)~Vsys(収縮期の速度))と直線的関係にあるはずである。
時刻0における初期の測定値に続いて、比例定数Kを次式のように導出することができる:
更に、平均上腕血圧の一般的な近似を用いて、3つの血圧パラメータを次式のように関係付けることができる。
Pmean=Psys/3+2×Pdias/3
Pmean=Psys/3+2×Pdias/3
これらを数学的に操作して、将来の時刻(t)におけるPsys及びPdiasを、時刻(0)における既知のPsys及びPdiasから与えることができる:
・時刻tにおける平均血圧が次式によって既に(上記のように)推定されているものとすれば:
Pmean(t)=Pmean(0)×(Fosc(t)/Fosc(0))2
・そして、Kが既に導出されているものとすれば:
Psys(t)=Pmean(t)+2×K(Adias(t)-Asys(t))/3
Pdias(t)=Pmean(t)-K(Adias(t)-Asys(t))/3
・時刻tにおける平均血圧が次式によって既に(上記のように)推定されているものとすれば:
Pmean(t)=Pmean(0)×(Fosc(t)/Fosc(0))2
・そして、Kが既に導出されているものとすれば:
Psys(t)=Pmean(t)+2×K(Adias(t)-Asys(t))/3
Pdias(t)=Pmean(t)-K(Adias(t)-Asys(t))/3
このことは、必要な場合に、収縮期及び拡張期の上腕血圧の両方の連続的な指示を可能にする。
振動の周波数を推定する更なる方法が存在し得る。波形の形状は、減衰正弦曲線に似ており、種々の方法:フーリエ解析、時間圧縮比、によって、あるいは最も簡単には初期の上昇が発生するために要する時間によって推定することができる。血流波形の下端からピークまでの時間を用いる最も単純な方法が準最適であることが判明しているので、次の2つの更なる方法が提案される:
曲線フィッティング-時間圧縮/伸張分析
ここで、時刻0における完結した心周期についての血流波形を基準として挙げ、曲線フィッティングによって、時刻tにおける後の血流波形を時間的に伸張または圧縮して、初期の波形との「ベストフィット(最良の当てはめ)」を見出すことを提案する。このことは、単一の変数である時間圧縮比(「TCR」:Time Compression Ratio)を提供することができ、時間圧縮比は波形の振動成分のみを包含し、非拍動の(平均)血流量の変化によって影響されない。更に、時間圧縮比は、観測される波形周波数の変動を確かに反映する。例えば、図8中の3つの波形は、圧縮された信号、通常の信号、及び伸張された信号を表す。
ここで、時刻0における完結した心周期についての血流波形を基準として挙げ、曲線フィッティングによって、時刻tにおける後の血流波形を時間的に伸張または圧縮して、初期の波形との「ベストフィット(最良の当てはめ)」を見出すことを提案する。このことは、単一の変数である時間圧縮比(「TCR」:Time Compression Ratio)を提供することができ、時間圧縮比は波形の振動成分のみを包含し、非拍動の(平均)血流量の変化によって影響されない。更に、時間圧縮比は、観測される波形周波数の変動を確かに反映する。例えば、図8中の3つの波形は、圧縮された信号、通常の信号、及び伸張された信号を表す。
次に、この圧縮比(TCR=新たなタイムスケール(時間尺度)/元のタイムスケール)を、以上で既に考慮した下端-ピークの時刻比の代わりに用いることができる:
Pm(t)=Pm(0)×(T(0)/T(t))2 を、
Pm(t)-Pm(0)/TCR2 に置き換える。
Pm(t)=Pm(0)×(T(0)/T(t))2 を、
Pm(t)-Pm(0)/TCR2 に置き換える。
曲線フィッティング-ラプラス変換モデル化
ここで、ラプラス変換の式を用いて、2つの血流波形を、二次または三次のラプラス変換関数を駆動するインパルス駆動関数に基づいて記述する。このプロセスは、Skidmore R and Woodstock JP (1980), “Ultrasound in Machine & Biology”, V6, pp.7-10(非特許文献1)に記載されている。この場合も、「ベストフィット」法を採用して、両波形について適切なパラメータを得る。次に、平均血圧変化を推定するに当たり、振動の周波数に影響を与えるパラメータ(虚部)を、Fosc比の代わりに用いることができる。
ここで、ラプラス変換の式を用いて、2つの血流波形を、二次または三次のラプラス変換関数を駆動するインパルス駆動関数に基づいて記述する。このプロセスは、Skidmore R and Woodstock JP (1980), “Ultrasound in Machine & Biology”, V6, pp.7-10(非特許文献1)に記載されている。この場合も、「ベストフィット」法を採用して、両波形について適切なパラメータを得る。次に、平均血圧変化を推定するに当たり、振動の周波数に影響を与えるパラメータ(虚部)を、Fosc比の代わりに用いることができる。
第2の実施形態では、複数のパラメータを、ベースライン血圧、及びベースライン血圧に関連するベースライン波形から導出する代わりに、血流波形の1つ以上のパラメータの直線的関係を、少なくとも2つの異なる血圧において取得した少なくとも2つの波形を調べることにより決定することができる。例えば、波形曲線下面積を、現在の患者のBP(blood pressure:血圧)について記録し、次に、他の増分的な(例えば、より低い)いくつかの血圧について、その患者の生理に基づいてBP変化の速度を設定することができる。そうすることによって、このことは、システムが、患者のBPを測定する際に、患者の生理的変動を最小にすることを可能にする。更に、曲線下面積は、何回かの心拍にわたって平均化される。本明細書中の他所に開示する他のパラメータは、曲線下面積と共に、あるいは曲線下面積の代わりに用いることができる。
一旦、システムを(この第2の方法によって)較正すると、患者のBPをデジタル処理で追跡することができる。次に、他の実施形態と同様に、5、10、20%の変化がデジタル(または仮想)BPに存在する場合には、標準的な機械的BPを実行することができる。カフ式BPによるチェックのための閾値は、エンドユーザが設定することができる。小売用製品または外来患者の監視(即ち、ホルター心電計/ペースメーカー)については、これらはアプリケーションを介して1日1回~数回リンクされ、この場合もエンドユーザが設定する。
こうしたシステムは、直線(線形)回帰法を用いて、平均動脈血圧を、血流波形(例えば、ドップラー信号)の流速に基づいて決定することができる。
第2の実施形態は、パルス波形を、ドップラー脈容量、または血圧と直接的関係のあるあらゆる波形のいずれかにより較正する。この波形と、例えば患者の収縮期BPの最大振幅との相関を計算し、次に、曲線の下側の平均値と患者の平均BPとの相関を計算する。このことを行うことによって、患者の末梢動脈内に侵襲的に配置される侵襲的な動脈カテーテル、または繰り返される不快なBPカット針のいずれかにより患者の邪魔にならざるを得ないことなしに、患者の心拍数、収縮期血圧、拡張期血圧、及び平均血圧を1つの信号で連続的に追跡することができる。こうしたシステムの全体的な設定を図2及び図11に示す。
第2の実施形態を実現するために、BPカフを膨張させ、その間中ずっと波形を記録している。この波形は、ドップラー、脈容量記録装置、または分光分析装置のようなものから発生することができる。振幅、面積(平均面積)及びHR(heart rate:心拍数)を記録して、最終的な収縮期BP-(カフ血圧)との相関を計算し、これにより、特定患者の[BP及び亢進したBP]と同時に記録した波形とのグラフ的関係を生成する。このことは、この期間中の、この患者に特有の直線の傾きの計算を可能にする。この傾きが再較正される頻度はエンドユーザ次第であるが、時刻(毎時、4、6、8、12時間毎)、毎日のような基準によって、あるいは血圧の変化(例えば、収縮期血圧の20mmHgの変化、平均血圧の10mmHgの変化、平均血圧の20mmHgの変化、更には、例えばSP(systolic pressure:収縮期血圧)<110mmHgまたはSP>180mmHgの範囲)によって設定することができる。
カフが膨張している間に、振幅、HR、及び曲線下面積を、心拍毎に記録して記憶する。ユーザまたは製造業者は、収集すべきデータの数を設定することができる。このことは、患者の実際のBPが、波形が0に至ることを知る状態に達するまで行う。しかし、患者の波形パラメータの傾きを決定するためには2点しか必要としない。より多数の点は、こうした測定値を改善するだけである。更に、このプロセスは、外部からのカフ圧力の増加または減少を必ずしも追跡しなくてもよいが、このプロセスを実行することには、ある意味では、測定値のコンテキスト(状況、前後関係)に依存する他のプロセスに対するある程度の利益が存在し得る。要所は、少なくとも2つのBPにおいて波形を得ることである。更に、カフにより外圧を加えることは、波形が2つ以上のBP点で捕捉されることを保証するための1つの方法であるが、唯一の方法ではない。アプリケーションまたは他のソフトウェア駆動の目的達成手段を用いて、2つ以上の行動を実行することを患者に指示して、これらの行動間の結果的なBPが恐らくは異なることを保証することができる。これらの行動の完了時に、あるいはこれらの行動中に波形を捕捉し、実際のBPは既知でないが、患者のBPの直線的関係は計算されるであろう。図9に、こうした一組の測定値を示す。図9に示すように、亢進した血圧BPAは、下流の孤立により血管拡張が発生する前の膨張により、最良に計算される。データを収集するために、カフ血圧測定を、設定した所定間隔で記録するシステムで自動化することができる。測定した血圧(収縮期BP)-カフ血圧をSBPMとして表す。曲線下平均値-(マイナス)曲線下面積の平均値。拡張期BPは11/2MAPWF-SBPWFとして計算される。MAP(mean arterial pressure:平均動脈圧)、MAPA、SBPA、及びDBPAの関係は次式によって提供される:
(SBP:systolic blood pressure:収縮期血圧、DBP:diastolic blood pressure:拡張期血圧)。
他の実施形態は、血流波形のパルス(拍動)性を考慮する。脈拍発生は、心室が収縮して必要な圧力勾配を生成する際に、大量の血液が急速に動脈血管内へ排出されるという原理に基づく。大動脈及び動脈は、細動脈及び毛細血管と比べると、血流に対する抵抗がより低い。心臓拡張期中には、動脈の弾性収縮力が血液を細動脈へ押し出す。
抵抗係数は、測定の部位より末梢側の微小血管床によって生じる、血流に対する抵抗を反映した拍動血流量の測定単位となる。RI(resistance index:抵抗係数)は、一般に、腎臓動脈内のドップラー・ソノグラフィー(超音波検査)によって測定され、次式により計算される:
通常のRIは、成人については約0.7である。1のRIは、拡張期血流なしの収縮期血流量を示し、1よりも大きいRIは拡張期血流の逆流を示す。
拍動係数(PI:pulsatility index)速度は、ゴスリング(Gosling)係数としても知られ、波形から生成することができる。PIは、パルス・ドップラー波形から、以下の式3により計算される。
PIは、逆流/前方流係数としても知られ、拍動の増幅分(Vmax-Vmin)及び動脈の剛性を示す。収縮期血圧は、拍動の増幅分-(マイナス)拍動の振幅におよそ等しい。
本発明の方法及びシステムでは、MAPをAUC(area under the curve:曲線下面積)または「仕事量」に基づいて決定することができる。仕事量はある距離にわたる力であり、力は質量×加速度である。好適な実施形態では、力の曲線がドップラー波形であり;質量は、前進運動及び逆動を共に有する血液である。血圧は、瞬時毎の波形の傾きによって表される力である。振幅は血液の質量または量を表し;距離はプローブの可視スペクトルである。仕事量は波形のAUCの総和である。
好適な実施形態では、ベースライン平均動脈圧を、簡易(修正)ベルヌーイ方程式で計算し、ここにPは血圧であり、V1はオリフィス(開口部)前の速度であり、V2はオリフィス後の速度である。
ベルヌーイ方程式は、血液のような流動する流体に適したエネルギー保存原理である。「ベルヌーイ効果」とは、流圧が低下する領域であり、ここでは流速が増加する。好適な実施形態では、管または血管の直径が既知である際に、血圧はベルヌーイ方程式より計算される。
図9は、拍動の増幅分(Vmax-Vmin)に対する収縮期血圧(SBP)の直線回帰を示し、但し横軸は「波形」振幅の代わりに(Vmax-Vmin)の振幅である。本実施形態では、フィッティング(近似)した患者の血圧は直線回帰の傾きである。上述したように、ベルヌーイ方程式は、フィッティングした患者の血圧が一定のままであるはずであるものと仮定する。従って、本発明によるシステム及び方法は、この傾きの変化を検出する。拍動係数を用いることは、重病の患者においてより多くの利点を提供することができる。Vff-拍動係数速度または(Vmax-Vmin)/Vmean及び収縮期BP~(Vmax-Vmin)-拍動振幅。
本実施形態では、MAPが、平均曲線下面積の代わりに(Vmax-Vmin)/Vmeanに関連する。そして、図9に関連する計算は次式のようになる:
一旦、ある患者についての直線関係(即ち、患者に特有の関係)が確立されると、連続的な血圧監視を行うことができる。このことは、例えば、ブルートゥース(登録商標)を介して、プロセッサを有するスマートデバイス(電話タブレット/コンピュータ)とのインタフェースとなるリストバンド、フィンガークリップ、イヤークリップを利用することによる個人的利用によって行うことができ、このスマートデバイスでは、データをローカル(自機内)に、あるいはクラウド上に記憶することができる。図10を参照。患者が日常的行動をし尽くしながら患者のBPを追跡する外来医療用途向けには、このことを、ホルター、ペースメーカー、心臓モニター、心臓電気刺激装置、ICD(implantable cardiac defibrillator:植込み(埋め込み)型除細動器)のような物に、例えばブルートゥース(登録商標)によりフィンガークリップ、イヤークリップ、またはリストバンドを介してリンクする。そして、医療/臨床ケア(診療)については、ブルートゥース(登録商標)(または他の通信プロトコル)によって、患者の医療記録にリンクされた監視システムとのインタフェースとなるリストバンド、フィンガークリップ、イヤークリップ、等を介したデジタル・バイタルサイン(生命兆候)連続監視装置を有する。
第3の実施形態では、ベースラインまたは較正のBP測定を行わない。即ち、外部から加わる圧力、または行動を実行することをユーザに指示するアプリケーションは存在せず、従って、ユーザのBPを人工的に利用または上昇/降下させる。その代わりに、想定される一般的なBP波形マッピングを用いて、仮想BPの計算を可能にする。ユーザの大集団からのデータが多いほど、よりロバスト(頑健)なマップを確立することに役立つ。使用中には、実際の、あるいは測定したBPを全く知り得ないことがあるが、こうしたBPは監視される波形から容易に計算することができる。その代わりに、第3の実施形態の方法は、一般的なBP波形マッピングに基づく波形のパラメータ変化を監視することに頼る。
血圧を監視する種々の技術を用いて、人間、動物、ペット、魚、または鳥の医学的状態、疾患、または病気を予見、診断、監視、または治療することができ、胎児、生後、新生児、乳児、幼児、未就学児、小児、十代、成人、年長、麻痺、車椅子に束縛、または他のことによらない。例えば、一部の医学的状態、疾患、または病気は、関節炎、低血圧及び高血圧、喘息、癌(例えば、肺癌、気管支癌、前立腺癌、結腸癌、直腸癌、乳癌、肝臓癌、膵臓癌、胆嚢癌、膀胱癌、子宮癌、腎癌、白血病、黒色腫(メラノーマ)、非ホジキンリンパ腫、甲状腺癌、または他の癌)、糖尿病(例えば、1型、2型)、気管支炎、冠状動脈性心臓病、認知症、パーキンソン病、アルツハイマー病、てんかん、多発性硬化症、骨粗しょう症、脳卒中、心臓発作、慢性腎臓病、深部静脈血栓症、帯状疱疹、にきび、不安神経症、睡眠時無呼吸症、アテローム性動脈硬化、腎炎、腎炎症候群、皮膚火傷、ネフローゼ、胆石、黄疸、肝硬変、消化不良、胃潰瘍、感染症(例えば、インフルエンザまたは他のもの)、脊柱湾曲、脊椎症、脊髄狭窄、骨折、虚血性心疾患、または他のものを含むことができる。
以上の説明は限定的ではなく例示的であることを意図していることを理解するべきである。例えば、以上で説明した実施形態(及び/またはその態様)は、互いに組み合わせて用いることができる。それに加えて、多数の修正を加えて、実施形態の範囲から逸脱することなしに、特定の状況または材料を主題の教示に適応させることができる。本明細書中に記載する寸法または材料は、主題のパラメータを規定することを意図しているが、これらは決して限定的ではなく、好適な具体例である。以上の説明を検討すると、他の多数の実施形態が通常の当業者にとって明らかである。従って、本明細書中に説明する主題の範囲は、添付した特許請求の範囲を、こうした請求項の権利が与えられる等価物の全範囲と共に参照して規定されるべきである。添付した特許請求の範囲では、「含む」及び「...において」は、それぞれ「具える」及び「ここで」の平易な文章の等価物として用いる。更に、以下の特許請求の範囲では、「第1」、「第2」、「第3」等はラベルとして用いるに過ぎず、これらの対象物に数値的要件を課すことは意図していない。更に、以下の特許請求の範囲の限定は手段+機能の書式で書かれておらず、こうした請求項の限定が、更なる構造なしに機能の記述が後続する「(...する)ための手段」を明示的に用いない限り、そして用いるまでは、35U.S.C.§112、第6段落に基づいて解釈されることは意図していない。
本明細書は、例を用いて、主題のいくつかの実施形態を、最良の形態を含めて開示し、あらゆる通常の当業者が本明細書中に開示する実施形態を、あらゆる装置またはシステムを作製及び使用し、本明細書中に含まれるあらゆる方法を実行することを含めて、実施することも可能にする。主題の特許付与可能な範囲は、特許請求の範囲によって規定され、通常の当業者が想到する他の例を含むことができる。こうした他の例は、特許請求の範囲の文言と異ならない構造的要素を有する場合に、あるいは特許請求の範囲の文言と実質的差異のない等価的構造要素を含む場合に、特許請求の範囲内であることを意図している。
以上の、開示する主題の特定実施形態の説明は、添付した図面と共に読むと、より良く理解される。図面が、種々の実施形態の機能ブロックの線図を図示する範囲では、これらの機能ブロックは必ずしもハードウェア回路間の分割を示さない。従って、例えば、機能ブロックのうちの1つ以上(例えば、プロセッサまたはメモリ)は、一点のハードウェア(例えば、汎用信号プロセッサ、マイクロコントローラ、ランダムアクセスメモリ、ハードディスク、等)の形で実現することができる。同様に、上記のプログラムは、スタンドアロン(独立型)のプログラムとすることができ、サブルーチンとしてオペレーティングシステム内に含めることができ、インストールされたソフトウェア・パッケージ内の関数とすることができる、等である。これらの種々の実施形態は、図面中に示す構成及び手段に限定されない。
本明細書中に用いる、単数で記載され「ある1つの」等が先行する要素またはステップは、こうした除外が明示的に記載されていない限り、複数のこうした要素またはステップを排除しないものと理解するべきである。更に、本発明の主題の「一実施形態」の参照は、これも記載した特徴を含む追加的実施形態の存在を排除するものとして解釈されることは意図していない。更に、特に明示的な逆の記載がない限り、特定の性質を有する要素または複数の要素を「具える」、「含む」、または「有する」実施形態は、その性質を有さないこうした要素を追加的に含むことができる。
上述したシステム及び方法において、本明細書中に含まれる主題の精神及び範囲から逸脱することなしに特定の変更を加えることができるので、以上に説明した、あるいは添付した図面中に示す主題の全部が、単に本明細書中の概念を例示する例として解釈され、開示する主題を限定するものとして解釈されないであろう。
本発明の種々の実施形態は、システムバスを通してメモリ素子に直接または間接的に結合される少なくとも1つのプロセッサを含む、プログラムコードを記憶及び/または実行するのに適したデータ処理システムの形で実現することができる。これらのメモリ素子は、例えば、プログラムコードの実際の実行中に用いられるローカルメモリ、及び少なくとも一部のプログラムコードの一時記憶を行うキャッシュメモリを含んで、実行中にコードを大容量記憶装置から取り出さなければならない回数を低減する。
I/O(input/output:入出力)装置(キーボード、ディスプレイ、ポインティングデバイス、DASD(direct access storage device:直接アクセス記憶装置)、テープ、CD(compact disc:コンパクトディスク)、DVD(digital versatile disc:デジタル多用途ディスク)、サムデバイス、サムドライブ(USBフラッシュメモリの一種)、及び他の記憶媒体を含む、但しこれらに限定されない)を、直接、または介在するI/Oコントローラを通して、のいずれかでシステムに結合することができる。ネットワーク・アダプタをシステムに結合して、データ処理システムが、介在する施設または公衆ネットワークを通して、他のデータ処理システム、あるいはリモートプリンタまたはリモート記憶装置に結合されるようにすることもできる。モデム、ケーブルモデム、及びイーサネット(登録商標)カードは、利用可能なネットワーク・アダプタの種類のうちの少数に過ぎない。
本発明は、システム、方法、及び/またはコンピュータプログラム製品の形で実現することができる。このコンピュータプログラム製品は、コンピュータ可読記憶媒体を含むことができ、このコンピュータ可読記憶媒体上に、本発明の態様をプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読のプログラム命令を有する。このコンピュータ可読記憶媒体は、命令実行装置によって使用される命令を保持し記憶することができる有形の装置とすることができる。このコンピュータ可読記憶媒体は、例えば、電子記憶デバイス、磁気記憶デバイス、光記憶デバイス、電磁記憶デバイス、半導体記憶デバイス、または以上のあらゆる適切な組合せとすることができ、但しこれらに限定されない。このコンピュータ可読記憶媒体のより具体的な例の非排他的リストは、以下のものを含む:ポータブル・コンピュータ・ディスケット(登録商標)、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ(RAM:random access memory)、読出し専用メモリ(ROM:read-only memory)、消去可能プログラマブル読出し専用メモリ(EPROM:erasable programmable ROMまたはフラッシュメモリ)、スタティック・ランダムアクセスメモリ(SRAM:static random access memory)、ポータブル・コンパクトディスク読出し専用メモリ(CD-ROM)、デジタル多用途ディスク(DVD)、メモリスティック、フロッピー(登録商標)ディスク、パンチカード、または溝内に命令を記録した凹凸構造のような機械的に符号化されたデバイス、及び以上のあらゆる適切な組合せ。
本明細書中に説明するコンピュータ可読のプログラム命令は、コンピュータ可読記憶媒体からそれぞれの演算/処理装置へ、あるいはネットワーク、例えばインターネット、ローカルエリア・ネットワーク、ワイドエリア・ネットワーク、及び/または無線ネットワーク経由で外部コンピュータまたは外部記憶装置にダウンロードすることができる。このネットワークは、銅製伝送ケーブル、光伝送ファイバー、無線伝送、ルーター、ファイアウォール、スイッチ、ゲートウェイ・コンピュータ、及び/またはエッジサーバーを具えることができる。各演算/処理装置内のネットワーク・アダプタカードまたはネットワーク・インタフェースは、コンピュータ可読のプログラム命令をネットワークから受信して、このコンピュータ可読のプログラム命令を、それぞれの演算/処理装置内のコンピュータ可読記憶媒体内への記憶用に転送する。
本発明の動作を実行するためのコンピュータ可読のプログラム命令は、アセンブラ命令、インストラクション(命令)セット・アーキテクチャ(ISA:instruction set architecture)命令、機械語命令、機械(マシン)依存の命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、または1つ以上のプログラミング言語の任意の組合せで書かれたソースコードまたはオブジェクトコードとすることができ、これらのプログラミング言語は、スモールトーク、C++等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、及び「C」プログラミング言語または同様なプログラミング言語のような従来の手続き型プログラミング言語を含む。コードセグメントまたは機械実行可能な命令は、手順、機能、サブプログラム、ルーチン、サブルーチン、モジュール、ソフトウェア・パッケージ、クラス、または命令、データ構造、またはプログラム文の任意の組合せを表すことができる。コードセグメントは、情報、データ、引数、パラメータ、またはメモリ内容を渡すこと及び/または受信することによって、他のコードセグメントまたはハードウェア回路に結合することができる。情報、引数、パラメータ、データ、等は、あらゆる適切な手段により渡すこと、転送すること、または伝送することができ、これらの手段は、とりわけ、メモリ共用、メッセージの受け渡し(メッセージ・パッシング)、トークンの受け渡し、ネットワーク伝送を含む。コンピュータ可読のプログラム命令は、全体をユーザのコンピュータ上で、部分的にユーザのコンピュータ上で、スタンドアロンのソフトウェア・パッケージとして、部分的にユーザのコンピュータ上で、かつ部分的にリモートコンピュータ上で、あるいは全体をリモートコンピュータまたはサーバー上で実行することができる。後者のシナリオでは、リモートコンピュータを、ローカルエリア・ネットワーク(LAN:local area network)またはワイドエリア・ネットワーク(WAN:wide area network)を含むあらゆる種類のネットワークを通してユーザのコンピュータに接続することができ、あるいは、この接続は、(例えば、インターネット・サービスプロバイダを用いてインターネットを通して)外部コンピュータに対して行うことができる。一部の実施形態では、例えば、プログラマブル論理回路、フィールド・プログラマブル・ゲートアレイ(FPGA:field programmable gate array)、またはプログラマブル・ロジックアレイ(PLA:programmable logic array)を含む電子回路が、コンピュータ可読のプログラム命令の状態情報を利用して電子回路を個人化することによって、コンピュータ可読のプログラム命令を実行して本発明の態様を実行することができる。
本発明の態様を、本明細書中に、本発明の実施形態による方法、装置(システム)、及びコンピュータプログラム製品のフローチャート図及び/またはブロック図を参照しながら説明する。フローチャート図示及び/またはブロック図の各ブロック、及びフローチャート図示及び/またはブロック図中のブロックの組合せは、コンピュータ可読のプログラム命令によって実現されることが理解される。本明細書中に開示する実施形態に関連して説明する種々の例示的な論理ブロック、モジュール、回路、及びアルゴリズム・ステップは、電子ハードウェア、コンピュータ・ソフトウェア、あるいは両者の組合せとして実現することができる。こうしたハードウェアとソフトウェアとの互換性を明確に説明するために、種々の例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、及びステップは、概ね機能の観点から上述してきた。こうした機能がハードウェアとして実現されるかソフトウェアとして実現されるかは、システム全体に課せられる具体的用途及び設計制約に依存する。当業者は、説明した機能を、具体的用途毎に様々な方法で実現することができるが、こうした実現の決定は、本発明の範囲からの逸脱を生じさせるものとして解釈するべきでない。
図面中のフローチャート及びブロック図は、本発明の種々の実施形態によるシステム、方法、及びコンピュータプログラム製品の可能な実現のアーキテクチャ、機能、及び動作を例示する。この関係では、フローチャートまたはブロック図中の各ブロックが、モジュール、セグメント、または複数の命令の一部を表すことができ、これらは、指定した論理機能を実現するための1つ以上の実行可能な命令を含む。いくつかの代案の実現では、ブロック内に記した機能は、図中に記す以外の順序で発生することができる。例えば、連続して示す2つのブロックは、実際には、含まれる機能に応じて、ほぼ同時に実行することができ、あるいは、これらのブロックは時として逆の順序で実行することができる。また、ブロック図及び/またはフローチャート図の各ブロック、及びブロック図及び/またはフローチャート図中のブロックの組合せは、指定された機能または動作を実行する、あるいは特定目的のハードウェアとコンピュータ命令との組合せを実行する特定目的のハードウェアベースのシステムによって実現することができる。
「そして」、「次に」のような語は、ステップの順序を限定することは意図しておらず;これらの語は、方法の説明を通して読者を導くために用いるに過ぎない。プロセスの流れ図は、動作を順次のプロセスとして記述することがあるが、動作の多数は並列または同時に実行することができる。それに加えて、動作の順序は再配列することができる。プロセスは、方法、関数、手順、サブルーチン、サブプログラム、等に相当することができる。プロセスが関数に相当する際には、その終了が、この関数から、(この関数を)呼び出した関数または主(メイン)関数への戻りに相当し得る。
特定の実施形態に関して説明した特徴または機能は、他の種々の実施形態内に組み込むこと及び副次的に組み込むこと、及び/またはこれらの実施形態と組み合わせること及び副次的に組み合わせることができる。また、本明細書中に開示する実施形態の異なる態様及び/または要素も、同様な方法で組み合わせること及び副次的に組み合わせることができる。更に、一部の実施形態は、個別にせよ集合的にせよ、より大きなシステムの構成要素とすることができ、ここでは他の手順が、これらの実施形態の適用に優先すること、及び/または、さもなければこれらの実施形態の適用を修正することがある。それに加えて、複数のステップが、本明細書中に開示する実施形態の前に、後に、及び/またはこれらの実施形態と同時に必要になることがある。なお、少なくとも本明細書中に開示する方法及び/またはプロセスのいずれも、及び/または全部は、少なくとも部分的に、少なくとも1つの実体または動作主により、あらゆる方法で実行することができる。
本明細書では、好適な実施形態を図示し詳細に説明してきたが、本発明の精神から逸脱することなしに、種々の修正、追加、代替、等を行うことができることは、当業者の知る所である。このため、これらは、以下の特許請求の範囲中に規定する本発明の範囲内であるものと考える。
Claims (24)
- プロセッサによって、対象者が着用するセンサに、前記対象者の心周期を含む期間中に前記対象者の第1血流を監視することを指示し、これにより前記センサが、前記期間中の前記心周期を表す第1組の波形データを生成するステップであって、該第1組の波形データは血圧測定値に関連するステップと、
前記プロセッサによって、前記第1組の波形データが前記センサによって生成された後に、第2血流における第2組の波形データを前記センサから受信するステップと、
前記プロセッサによって、前記第1組の波形データに対する前記第2組の波形データのパラメータ変化を識別するステップと、
前記プロセッサによって、前記パラメータ変化と前記血圧測定値との相関を計算し、これにより前記第2血流に対する仮想血圧を生成するステップと、
前記プロセッサによって、前記仮想血圧に基づく動作を行うステップと
を含む方法。 - 前記血圧測定値が第1血圧測定値であり、前記動作が、前記第1血圧測定値とは異なる第2血圧測定値を取得することを血圧監視装置に指示することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記第1血圧測定値を取得することを前記血圧監視装置に指示する、請求項2に記載の方法。
- 前記パラメータ変化が波形形状の変化である、請求項1に記載の方法。
- 前記センサが連続波センサである、請求項1に記載の方法。
- 前記対象者が、手指、足指、手首、足首、または太ももを有し、前記連続波センサが、前記対象者の手指、足指、手首、足首、または太もものうちの少なくとも1つに着用される、請求項5に記載の方法。
- 前記対象者が、血圧測定を可能にする血圧カフを着用し、該血圧カフが前記センサを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記プロセッサが、前記第1血流の期間中の心周期毎に第1波形形状の第1パラメータを導出し、前記第2血流の期間中の心周期毎に第2波形形状の第2パラメータを導出し、前記第1パラメータと前記第2パラメータとの間の変化を識別することに基づいて、前記パラメータ変化を識別する、請求項1に記載の方法。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が心拍周期である、請求項8に記載の方法。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が、初期の上昇の高さである、請求項8に記載の方法。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が、初期の上昇の期間である、請求項8に記載の方法。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が、振動成分の周波数である、請求項8に記載の方法。
- プロセッサを具えた装置であって、該プロセッサが、
対象者が着用するセンサに、前記対象者の心周期を含む期間中に前記対象者の第1血流を監視することを指示し、これにより前記センサが、前記期間中の前記心周期を表す第1組の波形データを生成し、、該第1組の波形データは血圧測定値に関連し、
前記第1組の波形データが前記センサによって生成された後に、第2血流における第2組の波形データを前記センサから受信し、
前記第1組の波形データに対する前記第2組の波形データのパラメータ変化を識別し、
前記パラメータ変化と前記血圧測定値との相関を計算し、これにより前記第2血流に対する仮想血圧を生成し、
前記仮想血圧に基づく動作を行う
ようにプログラムされている装置。 - 前記血圧測定値が第1血圧測定値であり、前記動作が、前記第1血圧測定値とは異なる第2血圧測定値を取得することを血圧監視装置に指示することを含む、請求項13に記載の装置。
- 前記パラメータ変化が波形形状の変化である、請求項13に記載の装置。
- 前記センサが連続波センサである、請求項13に記載の装置。
- 前記対象者が、血圧測定を可能にする血圧カフを着用し、該血圧カフが前記センサを含む、請求項16に記載の装置。
- 前記プロセッサが、前記第1血流の期間中の心周期毎に第1波形形状の第1パラメータを導出し、前記第2血流の期間中の心周期毎に第2波形形状の第2パラメータを導出し、前記第1パラメータと前記第2パラメータとの間の変化を識別することに基づいて、前記パラメータ変化を識別する、請求項13に記載の装置。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が心拍周期である、請求項18に記載の装置。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が、初期の上昇の高さである、請求項18に記載の装置。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が、初期の上昇の期間である、請求項18に記載の装置。
- 前記第1パラメータ及び前記第2パラメータの各々が、振動成分の周波数である、請求項18に記載の装置。
- 前記動作が、前記仮想血圧または仮想心拍を出力することを出力装置に指示すること、あるいは前記仮想血圧または前記仮想心拍を送信することを送信機に指示することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記動作が、前記仮想血圧または仮想心拍を出力することを出力装置に指示すること、あるいは前記仮想血圧または前記仮想心拍を送信することを送信機に指示することを含む、請求項13に記載の装置。
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