JP5841716B2 - 生理学的情報、パフォーマンス情報および状況情報を解釈および分析するための方法およびシステム - Google Patents
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Description
本非仮出願は、2009年9月1日に出願した米国仮出願番号61/275,634に対して優先権を主張する。この優先出願の内容は、その全体を引用することにより本明細書の一部をなす。
本発明は、概して、被験者の生理学的特性およびパフォーマンス特性をモニタリングするための方法ならびにシステムに関する。より具体的には、本発明は、生理学的情報、パフォーマンス情報および状況情報の多変数解析に関する。
歴史的に見て、病気の理解および患者のモニタリングは、主に、単一の変数を評価することにより成されている。被験者からの複数の変数を同時に継続して評価することができれば、研究を通じたヒトの生理学に関する理解を劇的に深めると共に、病気の診断および治療の処方の正確性を高める可能性がある。更に、運動活動に従事するアスリートからの複数の変数を同時に継続して評価することができれば、例えば、ヒトの生理学、運動パフォーマンスの進歩およびフィットネストレーニングの効果等に関する理解を深める可能性がある。
本発明は、多数の生理学的シグナルが継続して(または擬似継続して)(continuously (or pseudo continuously))、同期して(synchronously)、そして同時に(simultaneously)捕捉された場合に可能であるデータの解釈および推測の方法を目的とする。いくつかの実施形態において、生理学的またはパフォーマンス状況は、任意の特定のデータ流を他と組み合わせた場合にその任意の特定のデータ流に追加される。例えば、上昇した心拍数は、正常な状態または異常な状態であり得る。同期的な呼吸および活動のデータを追加することにより、他のシグナルが無ければ無理であろう方法での上昇した心拍数の観察における解釈が可能となる。呼吸活動および身体活動の増加と共に起こる心拍数の上昇は、完全に正常な状態である。しかし、活動における同時増加が無い心拍数および呼吸速度の増加は、身体的または感情的ストレスを示し、呼吸速度または呼吸活動における増加が無い心拍数の増加は、迫り来る心不整脈またはその他の望ましくない続発症のサインであり得る。こうした類の解釈力の発揮は、同期的および同時的方法(synchronous concurrent manner)によって個体から収集した複数のシグナルがある場合にのみ可能である。
本発明の詳細な説明の前に、本発明は、特別に例示された方法、装置、システムまたは回路に限定されず、これらはもちろん異なってもよいことが理解されるべきである。従って、本明細書に記載されたものに類似の、または相当する多数の方法およびシステムが、本発明の実施において使用可能であるが、例示的な実施形態が本明細書に記載されている。
本明細書において使用される用語「呼吸パラメータ」および「呼吸特性」は、呼吸器系およびその機能に関連した特性を意味する、および含む。それらには、呼吸頻度(fB)、一回換気量(VT)、吸気量(VI)、呼気量(VE)、分時換気(VE)、吸気時間、呼気時間、および流速(例えば胸壁の容積の変化する速度)等が含まれるが、これらに限定されない。用語「呼吸パラメータ」および「呼吸特性」はさらに、胸壁の区画における同期運動または非同期運動由来の換気力学に関する推測を意味する、および含む。
本発明の一つの実施形態によれば、データ収集サブシステム20は、制御データ処理サブシステム40、および、いくつかの実施形態においてはデータモニタリングサブシステム60と連携して、少なくとも1つの呼吸特性、より好ましくは複数の呼吸特性を決定するために採用できる解剖学的パラメータを収集するための手段を含む。解剖学的パラメータは、胸郭および腹部の前後径の変化(または変位)並びに胸壁の軸方向変位を含み得る。上述のパラメータを収集するための手段は、例えばセンサである。センサは、対の電磁石コイルまたは磁力計を含み得る。
制御データ処理サブシステム40は、データ収集サブシステム20、ひいては、対の電磁石コイル(例えばコイル22a、22b、24a、24b、32a、32b、34a、34b)およびその機能並びにコイル送信の送信と受信(例えば送信T32、T22、T34およびT24)、それに加えてデータ送信サブシステム50およびデータモニタリングサブシステム60を制御するためのプログラム、指示、関連するアルゴリズムおよびパラメータを含む。以下に詳細を説明する。
データモニタリングサブシステム60は、コイル送信またはシグナル(例えば送信T32、T22、T34およびT24)を受信し、そしていくつかの実施形態においては、選択的にモニターするように、そしてそれに関連するパラメータ(例えば選択的軸に沿った変位)、および/または胸壁パラメータ(例えばCWP1)、および/または呼吸特性(例えばVT)もしくは事象を表示するように、設計および適合される。このような表示は、多様な媒体、例えば個人用デジタル補助装置(PDA)、携帯電話、および/またはコンピュータのモニター等を通じて行い得る。
データ送信サブシステム50は、(1)制御シグナルをデータ収集サブシステム20へ送信する、(2)コイル送信(またはシグナル)をコイルから制御データ処理サブシステム40へ送信する、および(3)コイル送信(またはシグナル)および関連するパラメータ、生理学的特性、空間パラメータ、並びに被験者の情報を含むデータおよび情報を、制御データ処理サブシステム40からデータモニタリングサブシステム60へ送信するための通信プロトコルを含む。
Claims (32)
- 身体活動に従事する被験者の生理学的パラメータをモニタリングするためのフィットネスモニタリングシステムであって:
被験者の胸の少なくとも一部を覆うように適合された衣類;
被験者のパラメータを示す複数のデータ流を継続して、同期して、そして同時に生成するように構成されたデータ収集サブシステムであって、該データ収集サブシステムが、少なくとも第1センサおよび第2センサを含み、該第1センサおよび第2センサが、その間の距離の変化に反応し、該データ収集サブシステムが、第1センサと第2センサの間の距離の変化を示すデータ流を生成および送信するように構成され、被験者が該衣類を着用したときに、第1センサおよび第2センサが被験者の胸部に近接する、データ収集サブシステム;および
該データ収集サブシステムに接続し、継続して、同期して、そして同時にデータ流を受信するように構成されたプロセッササブシステムであって、該プロセッササブシステムが、受信されたデータ流に含有される情報間の相関関係を決定するように構成された、プロセッササブシステム
を含み、
前記データ流が、4対の磁力計によって生成されたシグナルに対応し、該シグナルが、胸郭および腹部の前後径の変化並びに胸壁の軸方向変位を示す、フィットネスモニタリングシステム。 - 前記第1センサおよび第2センサが前記衣類に組み込まれる、請求項1に記載のシステム。
- 前記衣類がシャツである、請求項1に記載のシステム。
- 前記衣類がスポーツ用ブラジャーである、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1センサおよび第2センサが前記衣類に取り付けられる、請求項1に記載のシステム。
- 前記第1センサおよび第2センサが前記衣類に縫い込まれる、請求項5に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、データ流に基づいて状況パラメータを決定するように更に構成された、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、ある期間にわたって回収されたデータ流における傾向を決定するように更に構成された、請求項7に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、前記傾向および相関関係のうちの少なくとも1つから、被験者の身体活動、感情活動、身体的苦痛および感情的苦痛のうちの少なくとも1つのレベルの表示を推測するように更に構成された、請求項8に記載のシステム。
- 前記データ流のうちの1つが呼吸パラメータを示し、該データ流のうちの1つが活動データを示す、請求項1に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、呼吸パラメータを示すデータ流と活動データを示すデータ流を同期して比較し、該比較に基づいて被験者の状態を決定するように更に構成された、請求項10に記載のシステム。
- 前記第1センサおよび第2センサが電磁石コイルである、請求項1に記載のシステム。
- 前記呼吸パラメータを示すデータ流が、電磁石コイルによって生成されたシグナルに対応し、該シグナルが、該電磁石コイル間の距離の変化を示す、請求項12に記載のシステム。
- 被験者に関連する情報を解釈および分析するためのシステムであって:
被験者のパラメータを示すデータ流を継続して、同期して、そして同時に生成するように構成されたデータ収集サブシステム;および
該データ収集サブシステムに接続し、継続して、同期して、そして同時に該データ流を受信するように構成されたプロセッササブシステムであって、該プロセッササブシステムが、受信されたデータ流に含有される情報間の相関関係を決定するように構成された、プロセッササブシステム
を含む、システムであって、
前記データ流が、4対の磁力計によって生成されたシグナルに対応し、該シグナルが、胸郭および腹部の前後径の変化並びに胸壁の軸方向変位を示す、システム。 - 前記プロセッササブシステムが、データ流に基づいて状況パラメータを決定するように更に構成された、請求項14に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、ある期間にわたって回収されたデータ流における傾向を決定するように更に構成された、請求項14に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、前記傾向および相関関係のうちの少なくとも1つから、被験者の身体活動、感情活動、身体的苦痛および感情的苦痛のうちの少なくとも1つのレベルの表示を推測するように更に構成された、請求項16に記載のシステム。
- 前記データ流のうちの1つが呼吸パラメータを示し、該データ流のうちの1つが活動データを示す、請求項14に記載のシステム。
- 前記プロセッササブシステムが、呼吸パラメータを示すデータ流と活動データを示すデータ流を同期して比較し、該比較に基づいて被験者の状態を決定するように更に構成された、請求項18に記載のシステム。
- 請求項18に記載のシステムであって:
データ流のうちの1つが心臓活動を示し;
前記プロセッササブシステムが、心臓活動を示すデータ流が被験者の心拍数の上昇を示しているか否かを決定し、呼吸パラメータを示すデータ流と、活動データを示すデータ流と、心臓活動を示すデータ流とを同期して比較するように更に構成され;そして
該プロセッササブシステムが、心臓活動を示すデータ流が心拍数の上昇を示しているとの決定に応じ、この心拍数の上昇が、呼吸パラメータを示すデータ流によって示される呼吸活動の増加および活動データを示すデータ流によって示される身体活動の増加のうちの1つと同時に起こっているかどうかを決定するように更に構成される、システム。 - 請求項20に記載のシステムであって、前記プロセッササブシステムが:
心拍数の上昇が呼吸活動の増加および身体活動の増加のうちの1つと同時に起こっているとの決定に応じて、この心拍数の上昇が正常な状態であると決定し;そして
心拍数の上昇が呼吸活動の増加および身体活動の増加のうちの1つと同時に起こっていないとの決定に応じて、この心拍数の上昇が異常な状態であると決定するように更に構成される、システム。 - 呼吸パラメータを示すデータ流が、被験者の体に近接して配置されたセンサによって生成され、該センサが、間の距離の変化に反応する対の電磁石コイルを含む、請求項18に記載のシステム。
- 呼吸パラメータを示すデータ流が、対の電磁石コイルによって生成されたシグナルに対応し、該シグナルが、間の距離の変化を示す、請求項22に記載のシステム。
- 被験者に関連する情報を解釈および分析するためのシステムの作動方法であって:
被験者のパラメータを示すデータ流を継続して、同期して、そして同時に生成する工程;
データ流を継続して、同期して、そして同時に受信する工程;および
受信した複数のデータ流から状況パラメータを決定する工程
を含む、方法であって、
前記データ流が、4対の磁力計によって生成されたシグナルに対応し、該シグナルが、胸郭および腹部の前後径の変化並びに胸壁の軸方向変位を示す、方法。 - 受信したデータ流間の相関関係を決定する工程を更に含む、請求項24に記載の方法。
- ある期間にわたって受信されたデータ流における傾向を決定する工程を更に含む、請求項25に記載の方法。
- 前記傾向および相関関係のうちの少なくとも1つから、被験者の身体活動、感情活動、身体的苦痛および感情的苦痛のうちの少なくとも1つのレベルの表示を推測する工程を更に含む、請求項26に記載の方法。
- 前記データ流のうちの1つが呼吸パラメータを示し、該データ流のうちの1つが活動データを示す、請求項24に記載の方法。
- 呼吸パラメータを示すデータ流と活動データを示すデータ流を同期して比較する工程;および
該比較に基づいて被験者の状態を決定する工程
を更に含む、請求項28に記載の方法。 - 心臓活動を示すデータ流が被験者の心拍数の上昇を示しているか否かを決定する工程;
呼吸パラメータを示すデータ流と、活動データを示すデータ流と、心臓活動を示すデータ流とを同期して比較する工程;および
心臓活動を示すデータ流が心拍数の上昇を示しているとの決定に応じ、この心拍数の上昇が、呼吸パラメータを示すデータ流によって示される呼吸活動の増加および活動データを示すデータ流によって示される身体活動の増加のうちの1つと同時に起こっているかどうかを決定する工程
を更に含む、請求項28に記載の方法。 - 心拍数の上昇が呼吸活動の増加および身体活動の増加のうちの1つと同時に起こっているとの決定に応じて、この心拍数の上昇が正常な状態であると決定する工程;および
心拍数の上昇が呼吸活動の増加および身体活動の増加のうちの1つと同時に起こっていないとの決定に応じて、この心拍数の上昇が異常な状態であると決定する工程
を更に含む、請求項30に記載の方法。 - 呼吸パラメータを示すデータ流が、被験者の体に近接して配置されたセンサによって生成され、該センサが、間の距離の変化に反応する対の電磁石コイルを含む、請求項29に記載の方法。
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