JP7011663B2 - 医学的状態を非侵襲的に検出および監視するためのデバイス、システム、および方法 - Google Patents
医学的状態を非侵襲的に検出および監視するためのデバイス、システム、および方法 Download PDFInfo
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Description
本出願は、2017年1月24日に出願された「Congestive Heart Failure(CHF)Management:Multi-Sensor Modality」と題する米国特許出願第62/449,741号の米国特許法第119条の下での優先権の利益を主張する。先願の開示は、本出願の開示の一部とみなされ、参照により本出願に組み込まれる。
心血管フィードバックループ(図9Aおよび図9B参照)。
神経系は、血圧が下がっているという信号を受信する。生存確保のため、脳は、心臓、腎臓、および動脈に信号を送り、それぞれが主要な臓器への血流の方向転換と血圧の維持に役割を果たしている。脳からの信号に反応して、心臓は、より速く、より強く鼓動する。これにより、身体への循環血圧が高まる。次に、脳にフィードバックを送り、変化がなされたことを知らせ、神経系の介入を止める。脳からの信号は、副腎(各腎臓の上にある内分泌系の一員)を刺激して、エピネフリン(一般にアドレナリンとして知られている)およびノルエピネフリンを血流に分泌させる。標的器官に到達すると、それらの活動が変わる。動脈は、脳からの信号に応答して、流れに対する動脈抵抗を変えることによって体内の血圧を助ける。血管の緊張の変化は、その健康状態が最も直接的に生存に影響を与えるので、血液を筋肉から内臓に移す。動脈は、脳にフィードバックを送り、変化を知らせる。
2013年ACCF/AHA心不全ガイドラインは、心不全を「心室充満または血液排出の構造的または機能的障害から生じる複雑な臨床症候群」と定義した。症状をもたらす心ポンプの機能障害については、以下の通りである。
102 システム
104 ヒト対象
106 スマートフォン
108 通信ネットワーク
110 クラウド
112 マルチモダリティ感知および測定モジュール
114a,114b,114c,114d 表面電極/センサ
116,118,120,122 無線通信経路
202 プロセッサ
204 送信機/受信機
206 データ記憶デバイス
208 メモリ
210 アンテナ
212 胸部インピーダンス測定モジュール
214 心電図(ECG)測定モジュール
216 呼吸数測定モジュール
218 一回換気量測定モジュール
220 心音ベース測定モジュール
222 パルスオキシメトリ測定モジュール
224 電極/センサ接続切換回路
226 データ分析器
228 データ融合/決定エンジン
Claims (12)
- 医学的状態を非侵襲的に検出および監視するためのデバイスであって、
対象上に配置されるべき第1の電極対であって、第1のベクトルに沿って外乱を測定し、前記第1のベクトルは前記第1の電極対の間に延在し、前記第1のベクトルに沿った前記外乱は、前記第1のベクトルに沿った測定電圧または測定電流を含む、第1の電極対と、
前記対象上に配置されるべき第2の電極対であって、第2のベクトルに沿って外乱を測定し、前記第2のベクトルは前記第2の電極対の間に延在し、前記第2のベクトルに沿った前記外乱は、前記第2のベクトルに沿った測定電圧または測定電流を含む、第2の電極対と、
前記第1の電極対および前記第2の電極対に接続されている胸部インピーダンス測定モジュールと、を含み、
前記胸部インピーダンス測定モジュールは、前記第1のベクトルに沿った前記外乱に基づいて前記第1のベクトルに沿ったインピーダンスと、前記第2のベクトルに沿った前記外乱に基づいて前記第2のベクトルに沿ったインピーダンスと、を判定し、前記対象に対する生理学的情報は、少なくとも、前記第1のベクトルに沿った前記インピーダンスと、前記第2のベクトルに沿った前記インピーダンスとの変化に基づいて判定され、前記生理学的情報は、前記対象の肺液に関連する、デバイス。 - 前記第1の電極対は、
前記対象に配置されるべき第1の力電極であって、第1の電流を前記対象に印加するように構成されている、第1の力電極と、
前記対象に配置されるべき第1の感知電極であって、前記第1の感知電極は、前記第1の電流によって引き起こされる第1のベクトルに沿って前記外乱を感知するように構成されており、前記第1のベクトルは、前記第1の力電極と前記第1の感知電極との間に前記対象を通って延在する、第1の感知電極と、を含み、
前記第2の電極対は、
前記対象に配置されるべき第2の力電極であって、第2の電流を前記対象に印加するように構成されている、第2の力電極と、
前記対象に配置されるべき第2の感知電極であって、前記第2の感知電極は、前記第2の電流によって引き起こされる第2のベクトルに沿って前記外乱を感知するように構成されており、前記第2のベクトルは、前記第2の力電極と前記第2の感知電極との間に前記対象を通って延在する、第2の感知電極と、を含む、請求項1に記載のデバイス。 - 前記第1の電極対は、前記対象の胴体上に配置されるべきものであり、前記第1のベクトルは、前記対象の前記胴体を通って延在し、前記第2の電極対は、前記対象の胸部上部に配置されるべきものであり、前記第2のベクトルは、前記対象の前記胸部上部を通って延在する、請求項1または2に記載のデバイス。
- 前記第1のベクトルに沿った前記外乱が感知され、かつ前記第2のベクトルに沿った前記外乱が感知されるときに、前記デバイスの配向を判定するためのセンサをさらに含み、前記生理学的情報は、前記デバイスの前記配向に基づいてさらに判定される、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス。
- 前記第1の電極対に接続された心電図(ECG)測定モジュールをさらに含み、
前記ECG測定モジュールは、前記第1の電極対を利用してECG測定を実行する、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス。 - 前記対象の心臓領域の上に配置されるべき心音センサであって、前記対象の1つ以上の心音を検出する、心音センサと、
前記心音センサに接続された心音ベース測定モジュールであって、分析のために前記1つ以上の心音を感知データに変換する、心音ベース測定モジュールと、をさらに含む、請求項1から3のいずれか一項に記載のデバイス。 - 医学的状態を非侵襲的に検出および監視するためのシステムであって、
胸部インピーダンス測定モジュールであって、
対象上に配置されるべき第1の力電極から、前記対象上に配置されるべき第1の感知電極への第1のベクトルに沿ったインピーダンスを判定することと、
前記対象上に配置されるべき第2の力電極から、前記対象上に配置されるべき第2の感知電極への第2のベクトルに沿ったインピーダンスを判定することと、を行うように構成されている、胸部インピーダンス測定モジュールと、
前記胸部インピーダンス測定モジュールに接続されているデータ分析器であって、胸部インピーダンス測定データを分析して前記対象の肺鬱血に関する情報を得るように構成され、前記胸部インピーダンス測定データは、前記第1のベクトルに沿った前記インピーダンスおよび前記第2のベクトルに沿った前記インピーダンスを含む、データ分析器と、を含む、システム。 - 前記第1の力電極および前記第2の感知電極は、前記対象の胴体上に配置されるべきものであり、前記第1のベクトルは、前記対象の前記胴体を通って延在し、前記第2の力電極および前記第2の感知電極は、前記対象の胸部上部に配置されるべきものであり、前記第2のベクトルは、前記対象の前記胸部上部を通って延在する、請求項7に記載のシステム。
- 前記データ分析器に接続された心音ベースの測定モジュールをさらに含み、
前記心音ベースの測定モジュールは、心音センサから受信した1つ以上の心音を感知データに変換するように構成されており、データ分析、データ傾向分析、またはデータ整理は、前記感知データを用いてさらに実行される、請求項7または請求項8に記載のシステム。 - 前記データ分析器に接続されたデータ融合/決定エンジンをさらに含み、
前記データ融合/決定エンジンは、
前記胸部インピーダンス測定データを分析することにより得られた結果を受け取ることと、
前記対象の鬱血性心不全の状態についての一つ以上の推論を行うために前記結果を融合することと、を行うように構成されている、請求項9に記載のシステム。 - 医学的状態を非侵襲的に検出および監視するための方法であって、
対象上に配置されている電極対を有するデバイスにより、前記デバイスが第1の配向にあるときに、前記対象に関する第1の胸部インピーダンスを判定することであって、前記第1の配向は、前記デバイスがほぼ水平であることを含む、ことと、
前記デバイスにより、前記デバイスが第2の配向にあるときに、前記対象に関する第2の胸部インピーダンスを判定することであって、前記第2の配向は、前記デバイスがファウラー位にあることを含む、ことと、
前記デバイスまたは外部デバイスにより、少なくとも前記第1の胸部インピーダンスおよび前記第2の胸部インピーダンスの変化に基づいて、前記対象に関する生理学的情報を判定することであって、前記生理学的情報は、前記対象の肺液に関連する、ことと、を含む、方法。 - 前記第1の胸部インピーダンスを判定することは、
前記電極対の力電極により、前記デバイスが前記第1の配向にあるときに、第1の電流を前記対象に印加することと、
前記電極対の感知電極により、前記第1の電流が前記対象に印加されることによって引き起こされる第1の電圧を検出することと、を含み、
前記第2の胸部インピーダンスを判定することは、
前記力電極により、前記デバイスが前記第2の配向にあるときに、第2の電流を前記対象に印加することと、
前記感知電極により、前記第2の電流が前記対象に印加されることによって引き起こされる第2の電圧を検出することと、を含む、請求項11に記載の方法。
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