JP5600073B2 - 圧力スイッチ、送信器、組織部位の圧力をモニタリングするためのシステム及び方法 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２００８年３月１３日に出願されて全てここに引用されている米国仮出願第６１／０３６，４３３号の利益を主張する。

本実施例は、一般に治療システムに関し、特に、圧力スイッチ、送信器、組織部位の圧力を監視するためのシステム及び方法に関する。

患者の体の組織部位は、多くの場合、患者の体勢又は挙動により様々なレベルの圧力にを受ける。患者又は介護者は、特定の組織部位にかかる圧力が過度であるかどうかを知りたがる。例として、糖尿病患者が経験する足部潰瘍は、歩行といった特定の挙動により様々なレベルの圧力を受ける。靴又はオフローディングブーツを使用して足部潰瘍の圧力を和らげることができるが、足部潰瘍の圧力を必ずしも効果的に減らすわけではない。さらに、８２パーセント以上の糖尿病患者は、過度の圧力が潰瘍に加わっているか否かを判断するための保護感覚が足りない。このような保護感覚の不足は、多くの場合潰瘍を患う糖尿病患者を苦しめる末梢神経障害によって引き起こされる。

具体的実施例によれば、組織部位に加わる圧力を監視するための器具が、組織部位の近くに配置するよう構成された圧力スイッチを有する。圧力スイッチは、第１の信号を受信するよう作動可能なアンテナと、アンテナの近くに配置されたダイオードと、アンテナ及びダイオードをカバーするメンブレンとを有する。メンブレンは、力がメンブレンに加わった場合に非押圧位置から押圧位置に移動可能であるため、アンテナとダイオードとの間の電気的伝達が発生する。アンテナは、メンブレンが押圧位置にある場合に第２の信号を送信するよう作動可能である。また、本器具は、アンテナに第１の信号を出力するよう作動可能な送信器を有する。送信器は、送信器が第２の信号を受信する場合に警報を出力し得る。

別の実施例では、組織部位に加わる圧力を監視するための方法が、送信器から第１の信号を受信するステップと、組織部位の力を検出するステップと、力の検出に応答して送信器に第２の信号を送信するステップと、を有する。

別の実施例では、組織部位に加わる圧力を監視するための方法が、送信器から第１の信号を送信する送信するステップと、組織部位の近くの圧力スイッチからの第２の信号の受信に応答して警報を出力するステップと、を有する。

具体的な実施例の他の目的、態様、及び利点が、以下の図面及び詳細な説明を参照して明らかとなろう。

図１Ａは、具体的な実施例に係る、組織部位に加わる圧力を表示するためのシステムの正面図を示す。 図１Ｂは、図１Ａに示す足の底面図を示す。 図２は、具体的な実施例に係る、図１Ａ及び１Ｂのシステムの圧力スイッチの平面図を示す。 図３Ａは、ライン３Ａ−３Ａに沿った図２の圧力スイッチの側断面図を示す。 図３Ｂは、図３Ａの圧力スイッチの側断面図を示しており、押圧位置の圧力スイッチを示す。 図４は、具体的な実施例に係る、図１Ａのシステムの送信器の斜視図を示す。

具体的な実施例の以下の詳細な説明では、その一部を構成する添付図面を参照する。これらの実施例は、当業者が本発明を実施し得るよう十分詳細に説明されており、他の実施例を使用でき、論理構成、機械的、電気的、及び化学的の変更を、本発明の精神又は範囲から逸脱すること無しに行い得ることが理解されよう。当業者がここに記載された実施例を必ずしも実施可能でない説明を避けるために、説明はとうに既知の特定の情報を省略する。このため、以下の詳細な説明は、限定された意味で受け取るべきではなく、具体的な実施例の範囲は添付された特許請求の範囲のみによって規定される。

図１Ａ及び１Ｂに戻ると、具体例に係る、組織部位に加えられる圧力を表示するためのシステム１００が、送信器１０６と少なくとも１の圧力スイッチ１１０とを有する。図１Ａ及び１Ｂに図示する実施例では、２つの組織部位１０２、１０４が、患者１０７の足に設けられている。圧力スイッチ１１０が、組織部位１０２に配置されており、第２の圧力スイッチ１１２が組織部位１０４に配置されている。システム１００では、送信器１０６が患者１０７に装着され、第１の信号１０８を出力する。圧力スイッチ１１０、１１２は、送信器１０６から第１の信号１０８を受信する。各圧力スイッチ１１０、１１２は、組織部位１０２、１０４に加えられる圧力を検出し得る。圧力スイッチ１１０は、組織部位１０２に加えられる圧力が圧力スイッチ１１０の状態を変える大きさを超える場合に、第２の信号１１４を出力する。同様に、圧力スイッチ１１２は、組織部位１０４に加わる圧力が圧力スイッチ１１２の状態を変える大きさを超える場合に、第２の信号１１６を出力する。第２の信号１１４、１１６の一方又は双方を受信すると、送信器１０６は、音声又は視覚的警報を振動又は出力するといった様々な方法で患者１０７に警告し得る。第１及び第２の信号１０８、１１４、１１６は、電磁信号、電波、又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ信号を含むがこれらに限定されない無線信号とすることができる。

組織部位１０２及び１０４は、図１Ａ及び１Ｂの実施例では、足部潰瘍１０３、１０５である。足部潰瘍１０３、１０５の圧力に応答して送信器１０６によって発せられる警報は、足部潰瘍１０３、１０５に過剰な圧力がかかった場合に、患者１０７に警告し得る。患者１０７が末梢神経障害を患っている場合のような、患者１０７が足部潰瘍１０３、１０５に加えられる圧力をそれ以外の方法で適切に判断できない場合に、このような警告を使用し得る。足部潰瘍１０３、１０５に過剰な圧力が加わった場合に患者１０７に警告することによって、患者１０７は、患者の体勢、体重配分又は動きを変えるといった、足部潰瘍１０３、１０５の圧力を和らげる措置を取り得る。このようにして、足部潰瘍１０３、１０５の重症化又は悪化を防止し得る。

圧力スイッチ１１０、１１２が足部潰瘍１０３、１０５に使用されるよう説明する一方、圧力スイッチ１１０、１１２を、その代わりに、長期間の圧迫を受ける潰瘍又は他の外傷を含む患者１０７の体の任意の部分又はその近傍に配置し得る。例えば、圧力スイッチ１１０、１１２を患者１０７の踵、肩甲骨、又は臀部又はそれらの近傍に配置し得る。

さらに、システム１００によってモニタリングされる組織部位の数に応じて、任意の数の圧力スイッチ１１０、１１２を患者１０７の体に配置し得る。一実施例では、１以上の圧力スイッチを患者１０７の体に配置する場合に、第２の信号を送信する圧力スイッチに応じて、送信器１０６が様々な警報を出力し得る。例えば、送信器は、送信器１０６が圧力スイッチ１１０から第２の信号１１４を受信するか、又は圧力スイッチ１１２から第２の信号１１６を受信するかに応じて、様々な音声警報を出力し得る。

圧力スイッチ１１０、１１２を組織部位１０２、１０４自身以外の場所に接着することによって、圧力スイッチ１１０、１１２を組織部位１０２及び１０４の近くに配置し得る。衣類を着た場合に圧力スイッチ１１０、１１２が組織部位１０２、１０４に近接するように、圧力スイッチ１１０、１１２を、靴、オフローディングブーツ／靴、スカート、又はソックスを含むこれに限定されない患者１０７が着る衣類の上に接着又はそうでなければ配置し得る。患者１０７がブーツを履いた場合に圧力スイッチ１１０、１１２が足部潰瘍１０３、１０５に近接するように、足部潰瘍１０３、１０５への圧迫を和らげる目的で、例えば、圧力スイッチ１１０、１１２を、オフローディングブーツの靴の中敷、内側面に接着し得る。

一実施例では、送信器１０６が、ストラップ１２０によって患者の脚部１１８に固定される。他の実施例では、患者１０７の体の任意の部分、患者１０７が装着した物に送信器１０６を固定することができ、又は１又はそれ以上の圧力スイッチ１１０、１１２に取り付け得る。また、ストラップ１２０の代わりに又はそれに加えて、送信器１０６が、バックル、ベルクロ、磁石、ホック、ハーネス、又は他の取り付け器具といった、患者１０７の体に直接的又は間接的に取り付けるための取り付け機構を使用し得る。別の実施例では、送信器１０６を患者１０７の体に固定しなくてもよく、その代わりにポケット又はハンドバッグといったといった患者１０７が装着する物の中に固定又は配置される。送信器１０６によって使用される配置及び取り付け機構は、第２の信号１１４、１１６を受信する場合に送信器１０６によって出される出力に依存する。例えば、送信器１０６が音声、映像、又は振動出力を出力する場合、患者１０７が送信器１０６を聴いたり、見たり、感じたりできる場所にそれぞれ送信器１０６を配置し得る。

別の実施例では、触覚フィードバック装置（図示せず）を、一方又は双方の圧力スイッチ１１０、１１２に、又はその近傍に、又はその内側に取り付け得る。一実施例では、圧力スイッチ１１０、１１２及び１又はそれ以上の触覚フィードバック装置を、オフローディングブーツといった履物の内側に配置し得る。圧力スイッチ１１０、１１２の一方又は双方が力を検出する場合、触覚フィードバック装置が患者１０７に触覚警報を出力し得る。触覚警報は、１又はそれ以上のタップ、又は電気的刺激を含む振動を含め得る。

図２、３Ａ、及び３Ｂを参照すると、圧力スイッチ１１０は、アンテナ１２２及び隙間１２６によってアンテナ１２２から離れたダイオード１２４を有している。また、圧力スイッチ１１０は、メンブレン１２８に加えられる力１３４に基づいて非押圧位置１３０と押圧位置１３２との間で移動可能なメンブレン１２８を有している。圧力でもよい力１３４がメンブレン１２８に加えられる場合、メンブレン１２８が非押圧位置１３０から押圧位置１３２に移動することで、アンテナ１２２とダイオード１２４との間で電気通信が発生する。アンテナ１２２とダイオード１２４との間の電気通信により第２の信号１１４が出力され、この信号が送信器１０６によって受信されて送信器１０６が警報を出力する。これにより、組織部位にかかる圧力又は力がメンブレン１２８を押圧位置１３２に潰す場合に、患者に警告する。

アンテナ１２２を導電経路１３６で形成し得る。導電経路１３６を金属といった導電材料で作製し得る。一実施例では、導電経路１３６を形成するよう使用される金属は、力１３４を除いた後に元の形状に戻り得るステンレス鋼又は弾性材料とすることができる。また、導電経路１３６は、図２に示すようならせん状を形成し得る。らせんの内側部分１３７は、圧力スイッチ１１０のほぼ中央部１３８を終端とすることができ、らせんの外側部分１３９は、圧力スイッチ１１０の周縁１４０を終端とすることができる。一実施例では、外側部分１３９は、ダイオード１２４に達する直前に終端となり隙間１２６を形成する。

圧力スイッチ１１０は、バッテリといった独立した電源を要しない受動装置とすることができる。一実施例では、送信器１０６からの第１の信号１０８により、ダイオード１２４が扇動又は電流を有する。押圧位置１３２では、メンブレン１２８が、直接的又は間接的にアンテナ１２２及びダイオード１２４双方に接触し、アンテナ１２２とダイオード１２４との間の隙間１２６を電気的に橋絡し、又は回路を閉じる。このような方法では、ダイオード１２４からの扇動又は電流がアンテナ１２２に伝達されることで、アンテナ１２２が第２の信号１１４を出力する。

メンブレン１２８が作製される材料は、メンブレン１２８がアンテナ１２２及びダイオード１２４の双方に接触する場合に、アンテナ１２２とダイオード１２４との間の電気的伝達を促進する。一実施例では、金属といった導電材料でメンブレン１２８を形成し得る。別の実施例では、メンブレン１２８の内面１４２をコーティングでき、又はそうでなければ導電材料を含めることができる。さらに別の実施例では、メンブレン１２８の内面１４２の一部１４４のみをコーティングでき、又はそうでなければ導電材料を含め得る。

メンブレン１２８はドーム状を形成するが、メンブレン１２８を非押圧位置及び押圧位置を有し得る形状にすることができる。例えば、メンブレン１２８は、押された場合に、隙間１２６を電気的に橋絡することによってアンテナ１２２とダイオード１２４との間の電気的伝達が可能となるボタンとし得る。また、圧力スイッチ１１０は、圧力スイッチ１１０を組織部位の近くに邪魔にならないよう配置し得る、又は患者が着る衣類の裏に配置された場合に圧力スイッチ１１０を隠し得るような薄い形状を有する。例えば、圧力スイッチ１１０の薄い形状により、患者が靴又はオフローディングブーツを履きながら、患者の足への圧力スイッチ１１０の取り付けが容易となり、患者が経験する不快感を減らすのを助ける。

さらに、圧力スイッチ１１０の周縁１４６が略正方形を有しているが、周縁１４６は、円形、楕円形、長方形、多角形、又は特別な形状を有し得る。圧力スイッチ１１０の周縁１４６が特別な形状である一実施例では、ユーザは、組織部位又は圧力スイッチ１１０を付ける他の物の近くに適合するよう圧力スイッチ１１０をカット又はそうでなければ成形し得る。

非押圧位置１３０から押圧位置１３２へのメンブレン１２８の移動に要する力１３４の大きさは、様々な要因に依存する。このような要因は、メンブレン１２８の形状、メンブレン１２８の厚さ、メンブレン１２８を形成する材質、メンブレン１２８の曲率、及びメンブレン１２８の導電率に依存するが、これらに限定されない。非押圧位置１３０から押圧位置１３２にメンブレン１２８を移動させるのに要する力１３４の大きさの調整を、様々な理由により望むことができる。例えば、体の様々な部分が普通に経験する圧力の変化量を考慮して圧力スイッチ１１０が配置される場所の近くの組織部位の場所に基づいて、力１３４を変えることができる。

力１３４の全て又は一部をメンブレン１２８から除去すると、メンブレン１２８が、押圧位置１３２と非押圧位置１３０との間の中間の任意の位置を含む、押圧位置１３２から非押圧位置１３０に移動する。非押圧位置１３０では、メンブレン１２８は、アンテナ１２２とダイオード１２４との間の隙間１２６を電気的に橋絡しない。メンブレン１２８が非押圧位置１３０にある場合に隙間１２６に生じる電気的伝達は、わずかであり又は全くない。

ここで、特に図３Ａ及び３Ｂを参照すると、圧力スイッチ１１０は、充填層（パディング層）１４８を有し得る。アンテナ１２２及びダイオード１２４は、充填層１４８とメンブレン１２８の少なくとも一部との間に配置されている。また、圧力スイッチ１１０は、組織部位又はその近傍に圧力スイッチ１１０を接着するよう構成された接着層１５０を有している。接着層１５０は、圧力スイッチ１１０の接触側１５２に配置されており、組織部位、又は組織部位の近傍又は近くの物に接着し、又はそうでなければ接触する。また、充填層１４８、アンテナ１２２、又はダイオード１２４を接着層１５０とメンブレン１２８の少なくとも一部との間に配置し得る。

充填層１４８は、アンテナ１２２、ダイオード１２４、又はメンブレン１２８と圧力スイッチ１１０が接着される面との間を緩衝でき、又はそうでなければ分離部を提供し得る。例として、充填層１４８は、金属で作製し得るアンテナ１２２及びダイオード１２４が、圧力スイッチ１１０が接着される組織部位を刺激又は接触するのを防止する。充填層１４８は、ゲルといった緩衝又は衝撃吸収材料で構成し得る。一実施例では、充填層１４８は、充填層１４８が接着層１５０の機能を含め得るように、接着特性を有しており、別個の接着層１５０を設ける必要が無くなる。

非押圧位置１３０から押圧位置１３２にメンブレン１２８を移動させる力１３４は、図１Ａ及び１Ｂを参照して記載された任意の力の発生源からのものでよい。メンブレン１２８の接触側１５２が組織部位に接触する実施例では、力１３４は、患者の体勢又は移動により組織部位を圧迫する物との接触によるものである。例えば、圧力スイッチ１１０が患者の足の平らな部分に接着されている場合に、歩くことより床又は靴がメンブレン１２８を圧迫する。メンブレン１２８の接触側１５２が衣類といった組織部位に近い物に接触する実施例では、力１３４が組織自身との接触から生じる。例えば、圧力スイッチ１１０が靴の中敷きに付けられている場合、患者が歩くと患者の足の平らな部分がメンブレン１２８を直接的又は間接的に圧迫する。

一実施例では、圧力スイッチ１１０が、図１Ａ及び１Ｂの第１の信号１０８といった第１の信号を受信する際に、メンブレン１２８が、メンブレン１２８への力１３４により押圧位置１３２に潰れ、これにより、アンテナ１２２とダイオード１２４との間に電気的伝達が発生する。アンテナ１２２は、アンテナ１２２とダイオード１２４との間のこのような電気的伝達に応答して第２の信号１１４を出力する。第２の信号１１４を送信器によって受信し得る。

図４を参照すると、具体例にしたがって送信器１０６を示す。送信器１０６は、圧力スイッチから図１及び３Ｂの第２の信号１１４、１１６といった第２の信号を受信すると、患者に警報を出力することで、圧力スイッチの近くの組織部位に圧力が加わったことを患者に警告する。送信器１０６によって出力される第１の信号１０８は、圧力スイッチに電力を供給する受動的な電源として機能し得る。第１の信号１０８に由来する電力により、圧力スイッチが信号を送信器１０６に戻し得る。さらに、送信器１０６は、第１の信号１０８を連続的又は断続的に出力し得る。

送信器１０６は、圧力スイッチから信号を受信した場合に、送信器１０６が警報を出力し得る１又はそれ以上の出力装置を含め得る。例えば、送信器１０６は、送信器１０６の内部に配置されて送信器１０６を振動させる振動装置（図示せず）を有している。これにより、送信器１０６の振動を感じる患者に組織部位における過剰な圧迫の存在を警告し得る。また、送信器１０６は、圧力スイッチから信号を受信する場合に、患者に視覚的に警告するよう光を発光する発光装置１５６を有し得る。また、送信器１０６は、圧力スイッチから信号を受信する場合に、患者に聴こえるよう警告する音を出すスピーカ１５８を含め得る。また、送信器１０６は、圧力スイッチから信号を受信する場合に、患者を電気的に刺激する電気的出力装置（図示せず）を有し得る。また、他のタイプの出力装置を送信器１０６に含め得る。

また、送信器１０６は、任意の形状又は大きさを有することができる。例えば、送信器１０６の１又はそれ以上の表面を湾曲させて、送信器１０６を患者の体に装着したような場合に、体にぴったり合わせることができる。別の実施例では、送信器１０６を小さなサイズにして、患者が便利且つ邪魔にならないように送信器１０６を持ち運び可能となる。

代替的な実施例では、送信器１０６が、１秒、５秒、又は１０秒といった所定の時間周期の間に送信器１０６が圧力スイッチから信号を受信する場合にのみ警報を出力し得る。本実施例では、圧力スイッチに加わる圧力がわずかで、瞬時であり、又は非常に短い時間に加わる場合に、送信器１０６は患者に警告しない。

特定の具体的な非限定的な実施例との関連で、具体例をここで開示したが、添付の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱せずに、様々な変更、代替、置換、及び改変をなし得ることが理解されよう。また、ある実施例とともに記載された態様を、他の実施例に適用可能であることに留意されたい。

Claims (14)

1. 組織部位に加わる圧力を監視するためのシステムであって、前記システムが：
   第１の信号を出力するよう作動可能な送信器であって、第２の信号を受信する場合に警報を出力する送信器と；
   前記組織部位の近くに配置するよう構成された圧力スイッチと；
   を具えており、前記圧力スイッチが：
   前記第１の信号を受信し第２の信号を送信するよう作動可能なアンテナと；
   ギャップによって前記アンテナとは間隔を空けて配置され前記アンテナに電気的に接続されて回路を形成するダイオードと；
   前記アンテナ及び前記ダイオードをカバーするメンブレンと；
   を具えており、
   前記メンブレンが非押圧位置から押圧位置に移動可能であり、力が前記メンブレンに加わって前記ギャップを橋絡し、前記アンテナと前記ダイオードとの間の前記回路を閉じて前記メンブレンが前記押圧位置に位置し、前記メンブレンが前記押圧位置にある場合に、前記アンテナが前記第２の信号を送信することを特徴とするシステム。
2. 前記送信器が前記第２の信号を受信する場合に、前記送信器が振動することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記アンテナが導電経路で形成され、
   前記導電経路がらせん状であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
4. 前記メンブレンが、前記メンブレンのアンテナに面した側に導電材料を有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
5. 前記メンブレンが、前記力の少なくとも一部を前記メンブレンから取り除いた場合に、前記押圧位置から前記非押圧位置に移動することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記メンブレンが、ドームを形成するような形状であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. 前記圧力スイッチが、受動素子であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. さらに、前記圧力スイッチが、前記組織部位の近くに前記圧力スイッチを接着するよう構成された接着層を具えており、
   前記アンテナが、前記接着層と前記メンブレンとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
9. さらに、前記圧力スイッチが、前記組織部位に前記圧力スイッチを接着するよう構成された接着層を具えており、
   前記アンテナが、前記接着層と前記メンブレンとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
10. さらに、前記圧力スイッチが充填層を具えており、
    前記アンテナ及び前記ダイオードが、前記充填層と前記メンブレンとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
11. さらに、前記圧力スイッチが、ゲルで形成された充填層を具えており、
    前記アンテナ及び前記ダイオードが、前記充填層と前記メンブレンとの間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
12. さらに、前記圧力スイッチが、前記組織部位の近くに前記圧力スイッチを接着するよう構成された接着層であって、前記アンテナが前記接着層と前記メンブレンとの間に配置された接着層と；
    前記接着層と前記アンテナとの間に配置された充填層と；
    を具えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
13. 前記第１の信号及び前記第２の信号が、無線信号であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
14. 組織部位に加わる圧力を監視するための方法であって、前記方法が：
    第２の信号を受信した後に警報を出力するよう作動可能な送信器から第１の信号を送信するステップと；
    前記第２の信号を送信するよう作動可能なアンテナによって前記第１の信号を受信するステップと；
    前記組織部位の近くに配置するよう構成された圧力スイッチであって、ダイオードに電気的に接続されて回路を形成する、ギャップによって前記アンテナとは間隔を空けて配置されたダイオードと、前記アンテナ及び前記ダイオードを覆い非押圧位置からメンブレンに力が加わったときに押圧位置に移動可能なメンブレンと、を有する圧力スイッチに力を加えるステップと；
    前記メンブレンに十分な力を加えて前記ギャップを橋絡させ、前記メンブレンが前記押圧位置にある場合に、前記アンテナと前記ダイオードとの間の前記回路を閉じるステップと；
    前記メンブレンが前記押圧位置で前記回路を閉じたときに、前記アンテナからの前記第２の信号の受信に応答して前記警報を出力するステップと；
    を具えることを特徴とする方法。

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