JP7045335B2 - 脂肪層に依存するセンサの適応 - Google Patents

Description

本願は、分娩中の胎児及び母体の生理的パラメータを監視することに関する。

分娩中の胎児及び母体の生理的パラメータを監視することは、正確な信号を得るための高感度センサ要素を必要とする。

具体的には、体脂肪は、分娩中に記録される多くの生理的パラメータの測定可能性に悪影響を与える。過体重患者の数が増加するにつれて、正確な信号を得ることは困難になってきている。

いくつかの胎児モニターは、患者の身体構成に基づき、感度調整に関する手動手段を提供する。例えば、子宮収縮測定中のセンサ感度は、センサがスリムな女性に適用されるとき記録のクリッピングを避けるため、５０％低減されることができる。しかしながら、これらのタイプのセンサ感度調整手段は通常、手動で操作される。このため、調整プロセスは、時間がかかり、かつエラーが発生しやすい。更に、オペレーターは、正確な測定を得るため、必要とされる調整を整合性があるよう最適化する前に、十分な知識、スキル、経験を持っていなければならない。従って、自動感度調整手段と結合される患者の身体構成の自動評価は、典型的な胎児監視セッションに関するより効率的なワークフローを提供する。それは、測定の信頼性及び精度を大幅に向上させることができる。なぜなら、信号取得及び処理が最適化された測定パラメータを使用して実行されるからである。

体脂肪層の厚さを測定するための様々な方法が知られている。最も一般的な方法は、超音波パルスエコー持続時間評価、近赤外分光法（ＮＩＲＳ）、又は体電気インピーダンスの測定に基づかれる。これらの方法のほとんどは、体脂肪率を測定するために特別に設計された特別なデバイスを含む。従って、得られた体脂肪厚の測定値は、胎児監視中に胎児監視センサに必要な調整を行うために直接使用されることはできない。従って、各胎児監視セッションの開始時に身体構成測定のためだけに追加的な別個のセンサを使用する必要性を排除することにより、患者の身体構成又は脂肪層の厚さを分類する迅速かつ簡単な手段を開発することが有利である。

最も一般的な非侵襲的胎児監視技術の１つは、超音波ドップラートランスデューサの使用を含む。超音波ドップラートランスデューサは、連続波ドップラーとパルス波ドップラーとの２つの動作モードを持つ。連続波ドップラーモードでは、音波の送信及び受信の両方が同時に検出される。パルス波モード又はパルスエコーモードでは、音波の短いバーストが検査中の領域に送られる。波はエコーとして反射され戻され、検査される領域を特徴付けるために使用される信号に変換される。外部胎児心臓監視に関しては、パルス波ドップラーモードがより一般的に使用される。

ＵＳ２０１３／０２８１８６１号は、肥満患者のために設計された電子外部胎児監視（ＥＦＭ）システムを開示する。それは、より敏感な超音波測定を可能にするため、より敏感なＥＦＭシステムの使用を開示する。ＷＯ２０１５１２０５４０号は、妊娠中の女性対象における体脂肪率及び体脂肪増加を測定及び監視するＦＴ－ＮＩＲベースの装置を開示する。開示された装置は、所定の較正モデル又はマトリックスを使用して対象の体脂肪率及び脂肪量を計算するコンピュータ化された手段を含む。

本書は、１つ又は複数のセンサを使用する健康監視のための方法に関し、これは、健康監視デバイスの測定プローブに設けられた１つ又は複数のセンサを介して身体組成を測定するステップを有する。次に、測定された身体組成は、複数のカテゴリの１つ、例えばスリムｓｌｉｍ、普通ｎｏｒｍａｌ、肥満ｏｂｅｓｅに分類される。健康監視の少なくとも１つの設定は、身体組成分類に基づき調整される。次に、調整された少なくとも１つの設定を使用して健康監視が実行される。

本開示による健康監視の特定の例は、分娩中の胎児及び母体の健康監視である。身体組成の測定は、体脂肪厚を測定することを含む。体脂肪厚は好ましくは、パルスエコーモードにおける超音波ドップラーセンサを用いて測定されるが、健康監視デバイスにおける複数の赤外線センサを用いて、又は超音波ドップラーセンサと健康監視デバイスの測定プローブに設けられる複数の赤外線センサとの組み合わせを用いて測定されることもできる。従って、測定プローブは、健康監視デバイスの同じ測定プローブに収納された同じ又は異なるタイプの１つ又は複数のセンサ又はセンサアレイを有することができる。好ましくは、測定プローブは、一体型赤外線（ＩＲ）センサの有無にかかわらず、異なるモードで使用可能な超音波トランスデューサであってもよい。

いくつかの実施形態では、追加の超音波チャネルが、パルスエコーモードで動作する標準的な監視デバイスに一体化されてもよく、追加のチャネルは、干渉を防止するため同じ又は異なる周波数を使用する。斯かる追加のチャネルは、身体組成測定に排他的に使用されることができる。この追加のチャネルは、センサモジュールに一体化される１つ又は複数の要素で構成されることができる。更に、それは、任意のトランスデューサに一体化されることができる。いくつかの用途では、例えば約７ＭＨｚのようなより高い周波数が利用され、これは、より小さいサイズのＰＺＴ要素（圧電セラミック材料）であり、従って健康監視デバイスへのより良好な一体化を可能にする。こうして、別の実施態様は、異なる共振周波数を備えるピエゾ要素を組み合わせることができる。周波数が高いほど、ピエゾ要素のサイズが小さくなり、従ってハードウェアモジュールへの一体化が容易になる。２つの超音波システムを互いに独立に保つことは、減衰を速めるために減衰手段を追加することになる。

本書で概説される方法及びシステムは、例えば、身体構成に基づき増幅利得（Ｔｏｃｏ５０％）を制御することにより、信号レベルを維持することで信号検出を強化する。脂肪層は、音響エネルギー吸収材であるため、超音波パルスは減衰され、身体構成に基づかれる修正がなければ、反射後に十分なエネルギーを持たない。記載される方法及びシステムはまた、生理学的測定の精度を向上させる。なぜなら、健康監視設定が、患者の決定された体脂肪分類に基づき調整されるからである。最後に、記載される方法及びシステムは、シンプルで実行に都合がよい。なぜなら、身体組成測定のために使用される同じ又は異なるタイプの１つ又は複数のセンサ又はセンサアレイを収容するセンサプローブが、胎児監視にも使用されるからである。

様々な実施形態において、本書に記載のシステムは、健康監視のためのシステムを含むことができ、これは、ユーザデバイスと通信する超音波デバイスを有し、上記超音波デバイスが、電源、通信モジュール、メモリ、プロセッサ、及びトランスデューサアレイを含み、上記トランスデューサアレイは、ドップラー信号を受信する複数のトランスデューサ要素を持ち、上記超音波デバイスが、受信された超音波情報をユーザデバイスに送信するために変換するように動作可能であり、上記ユーザデバイスは、プロセッサ、ディスプレイ、及びメモリを含み、上記ユーザデバイスは、実行されるとき、上記超音波情報を受信し、上記受信された超音波情報から身体分類を決定し、上記身体分類を上記超音波デバイスに送信するよう動作する命令を上記ユーザデバイスメモリに持ち、上記超音波デバイスが、上記決定された身体分類に基づき動作パラメータを変更する。

いくつかの実施形態では、トランスデューサアレイは、本書に記載されるように異なる周波数で動作する１つ又は複数のトランスデューサアレイを含むことができる。更なる態様は、他のトランスデューサ又はベースユニットへの身体分類の送信を含むことができる。ここで、患者に取り付けられた他のトランスデューサの動作パラメータが変更され得る。

これら及び他の実施形態はそれぞれオプションで、以下の特徴の１つ又は複数を含むことができる。例えば、特徴は、超音波デバイスが動作パラメータを変更することを含むことができる。動作パラメータは、超音波送信エネルギー、増幅器利得適応及び深度設定の少なくとも１つを含む。更なる特徴は、身体分類が脂肪層の厚さに基づかれることを含むことができる。更なる特徴は、上記超音波デバイスが、脂肪層の厚さを決定するための第１のモード及び第２の患者監視モードで動作することを含むことができる。更なる特徴は、上記第１のモードが、パルスエコーモードであり、上記第２のモードは、パルスドップラーモードであることを更に含むことができる。いくつかの更なる特徴は、上記超音波デバイスは、少なくとも１つのＩＲセンサを更に有し、上記超音波デバイスの上記少なくとも１つのＩＲセンサは、体脂肪厚信号を取得するように動作可能であり、上記ユーザデバイスが、上記体脂肪厚信号を受信し、上記体脂肪厚信号に基づき身体分類を変更するように動作可能であることを含むことができる。更なる特徴は、上記少なくとも１つのＩＲセンサが、ＩＲ受信機及びＩＲ送信機であることを含むことができる。更なる特徴は、上記ユーザデバイスは、実行されるとき、上記体脂肪厚信号に基づきＩＲ体脂肪厚を決定し、上記受信された超音波情報に基づき、超音波体脂肪厚を決定し、上記超音波体脂肪厚及び上記ＩＲ体脂肪厚に基づき平均体脂肪厚値を計算し、上記平均体脂肪厚に基づき上記身体分類を決定するよう動作する命令を上記ユーザデバイスメモリに持つことを含むことができる。

様々な実施形態において、本書に記載の方法は、超音波デバイスにおける１つ又は複数のセンサを介して身体組成を測定するステップと、上記測定された身体組成を複数のカテゴリの１つに分類するステップと、上記分類された身体組成に基づき、上記健康監視のために上記超音波デバイスに使用される少なくとも１つの設定を調整するステップと、上記調整された少なくとも１つの健康監視設定に基づき、上記超音波デバイスを使用して上記健康監視を実行するステップとを含むことができる。

これら及び他の実施形態はそれぞれオプションで、以下の特徴の１つ又は複数を含むことができる。例えば、いくつかの特徴は、上記超音波デバイスにより脂肪層厚さデータを測定するステップと、上記脂肪層厚さデータを表すデータをユーザデバイスに送信するステップと、上記脂肪層厚さデータと所定の脂肪層厚さ閾値とを比較し、上記測定された身体組成を得るステップとを更に実現することを含むことができる。追加的な特徴は、脂肪層厚さデータの測定が、超音波反射により行われることを含むことができる。更に別の特徴は、脂肪層厚さデータの測定が、ＩＲ反射で行われることを含むことができる。追加的な特徴は、脂肪層厚さデータの測定が、ＩＲ反射及び超音波反射を用いて行われることを含むことができる。更なる特徴は、上記調整された少なくとも１つの健康監視設定が、超音波送信エネルギー、増幅器利得適応又は深度設定の少なくとも１つを含む修正を含むことができる。

他の態様は、対応する方法、システム、装置、及びコンピュータプログラムを含むことができる。

他の実現は、前述した方法の１つ又は複数のような方法を実行するプロセッサ（例えば、中央処理装置（ＣＰＵ）又はグラフィック処理装置（ＧＰＵ））により実行可能な命令を格納する１つ又は複数の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体を含むことができる。更に別の実装形態は、上述した方法の１つ又は複数の１つ又は複数（例えば、すべて）の態様などの方法を実行するため、格納された命令を実行するよう動作可能な１つ又は複数のプロセッサを含む１つ又は複数のコンピュータのシステムを含むことができる。

本書でより詳細に説明される前述の概念及び追加の概念のすべての組み合わせは、本書に開示される主題の一部であると考えられる点を理解されたい。例えば、本開示の最後に現れる特許請求される主題の全ての組み合わせは、本書に開示される主題の一部であると考えられる。

本書に記載の本開示の一実施形態による、１つ又は複数のセンサを使用する健康監視に関する方法を示すフローチャートである。 本書に記載の開示の実施形態による少なくとも１つの健康監視設定を調整する方法を示すフローチャートである。 本書に記載の開示の実施形態による胎児監視セッション中の体脂肪厚を測定するシステムを示す図である。 標準ドップラー超音波センサのパルスエコーモードを使用して、胎児監視セッション中の脂肪層の厚さを測定する方法を示す図である。 腹部スキャン及び対応する体脂肪分類からのＡモード超音波反射振幅グラフを示すユーザデバイスのグラフィカルユーザインターフェース（ＧＵＩ）のスクリーンショットである。 赤外線センサを用いて胎児監視セッション中の脂肪層の厚さを測定する方法を示す図である。

本開示の更なる理解を提供するために含まれる添付の図面は、様々な実施形態を示すために本書に組み込まれる。

本書で説明され開示される技術のいくつかの実現では、１つ又は複数のセンサを使用して健康を監視する方法及びシステムが提供される。１つ又は複数のセンサは、測定された身体組成を複数のカテゴリの１つに分類するように動作可能であってもよい。分類の後、方法及びシステムは、健康監視デバイスの動作を調整及び修正することができる。その結果、デバイスの設定が、分類された身体組成に基づかれるようにすることもできる。斯かる設定が調整及び変更されると、システム及び方法は、調節された少なくとも１つの健康監視設定を使用した健康監視の実行を可能にする。ここで、身体組成を測定するのに使用されるセンサは、健康監視を実行するためにも使用される。

以下、本書に記載される様々な実施形態の説明に使用される用語である。

本書で使用される「センサ」という用語は、いくつかの態様では、胎児及び母体の生理的パラメータを監視するのに使用される超音波デバイス要素を指すことができる。本書で使用される「センサ」の例は、超音波トランスデューサのようなトランスデューサである。

本書で使用される「健康監視」という用語は、いくつかの態様では、妊娠、分娩中に行われるような患者の生理的パラメータの監視又は測定を指すことができる。健康監視に使用されるシステムは、超音波デバイスなどのデバイスを含む。

本書に開示される技術は、１つ又は複数のセンサを使用する健康監視のための方法に関する。この方法は、１つ又は複数のセンサを介して身体組成を測定するステップと、測定された身体組成を複数のカテゴリの１つに分類するステップと、上記分類された身体組成に基づき、健康監視のために使用される少なくとも１つの設定を調整するステップと、上記調整された少なくとも１つの健康監視設定を使用して健康監視を実行するステップであって、上記身体組成を測定するのに使用される上記センサの少なくとも１つが、上記健康監視を行うためにも使用される、ステップとを有する。

図１は、本開示の一実施形態による１つ又は複数のセンサを用いた健康監視に関する方法を示すフローチャートである。患者の身体組成が、１つ又は複数のセンサを介して測定される（ステップ１００）。測定される身体組成は好ましくは体脂肪であるが、筋肉、骨又は体の水、又はトランスデューサ表面と羊膜嚢との間の距離であってもよい。身体組成測定は、いくつかの実施形態では、超音波ドップラーセンサを使用して得られる。代替的に、体脂肪厚測定値を得るために赤外線センサが使用されることもできる。好ましくは、身体組成は、羊膜嚢の有意で明確な反射信号のため、組織層（脂肪層を含む）を測定することにより測定されることができる。例えば、非支持ピエゾ要素を備える超音波トランスデューサを使用すると、組織と羊膜嚢との間の移行の検出は、脂肪層のみを測定するよりも容易である。次いで、測定された身体組成は、患者の脂肪層の厚さを複数のカテゴリの１つに分類するために使用される（ステップ１０２）。一実施形態では、カテゴリは、肥満「ＯＢＥＳＥ」、普通「ＮＯＲＭＡＬ」、又はスリム「ＳＬＩＭ」を含む。身体組成が分類された後、身体組成分類に基づき少なくとも１つの健康監視設定が調整される（ステップ１０４）。本発明に基づき調整されることができる１つ又は複数の健康監視設定は、とりわけ、超音波送信エネルギー、増幅器利得適応及び深度設定を含む。その後、調整された少なくとも１つの健康監視設定を使用して健康監視が実行される。ここで、身体組成を測定するために使用されるセンサの少なくとも１つが、健康監視を実行するためにも使用される（ステップ１０６）。健康監視の例は好ましくは、分娩中の胎児監視又は母体の健康監視を含む。代替的に、健康監視は、定期的な妊娠経過観察のために行われる。

いくつかの実現では、胎児監視システムのような健康システムは、例えばＳｐＯ２、血圧又は非侵襲性血圧、温度又は子宮活動のような、同時に適用される複数のセンサを統合することができる。斯かるセンサは、集合的に患者の脂肪層により影響を受ける場合がある。これは、正確な読み取りを妨げる。従って、いくつかの態様では、患者の脂肪層の厚さを複数のカテゴリの１つに分類するとき、分類は、デバイス間の通信チャネル又はサブシステム上でブロードキャストされ得る。その結果、斯かる分類に基づき同様の調整が測定デバイスに対して行われることができる。更なる態様において、複数のトランスデューサ又は他のデバイスが、患者の健康状態を測定するために実現され、それぞれが身体組成を測定又は決定することができる場合、モジュール間に存在する通信サブシステムを利用してそれぞれの組成決定が共有されることができる。斯かる場合、患者身体組成の１つ又は複数のブロードキャストされた値は、相互チェック及び統合のために個々のセンサ又は健康監視システムにより相関されることができる。

図２は、本開示の一態様による、少なくとも１つの健康監視設定を調整する方法を示すフローチャートである。体脂肪層の厚さが、１つ又は複数のセンサを介して測定される（ステップ２００）。体脂肪層の厚さは、いくつかの実施形態では、例えばフィリップスブランドで販売される超音波ドップラーセンサを使用して得られるが、代替的に、他の実施形態では、赤外線センサを使用して測定されることができる。測定された体脂肪層の厚さは、体脂肪率を計算するためにユーザデバイスにより使用される（ステップ２０２）。次いで、計算された体脂肪率が少なくとも１つの所定の体脂肪閾値と比較され、体脂肪組成分類が決定されることができる（ステップ２０４）。体脂肪率閾値は好ましくは、アメリカ運動審議会基準に基づき設定される。この場合、体脂肪率２４％以下が「ＳＬＩＭ」、体脂肪率２５～３１％が「ＮＯＲＭＡＬ」、体脂肪率３２％以上が「ＯＢＥＳＥ」と分類される。代替的に、体脂肪率の代わりに体格指数（ＢＭＩ）世界保健機関（ＷＨＯ）標準を使用して体脂肪閾値が設定されてもよい。この場合、１８．５ｋｇ／ｍ２未満のＢＭＩは「ＳＬＩＭ」と分類され、１８．５から２４．９ｋｇ／ｍ２の間のＢＭＩは「ＮＯＲＭＡＬ」と分類され、３０ｋｇ／ｍ２より大きいＢＭＩは、「ＯＢＥＳＥ」と分類される。一旦決定されると、斯かる導出された値は、様々な実現において、健康監視システムで使用される単一又は複数のデバイスに通信サブシステムを介して送信又はブロードキャストされ得る。決定された身体組成分類に基づき少なくとも１つの健康監視設定が調整される（ステップ２０６）。その後、調整された少なくとも１つの健康監視設定を介して健康監視が実行される。ここで、身体組成を測定するのに使用されるセンサの少なくとも１つが、健康監視を実行するためにも使用される（ステップ２０８）。

図３は、本開示の別の実施形態による、胎児監視セッション中の体脂肪厚を測定するシステムを示す。このシステムは、超音波デバイス３００と、ユーザデバイス３０２と、ネットワーク３０４と、ユーザ３０６とを有する。超音波デバイス３００は、電源３０８、通信モジュール３１０、メモリ３１２、プロセッサ３１４、バス３１６、及びトランスデューサアレイ３１８を有する。トランスデューサアレイ３１８は、好ましくは環状に配置された複数のトランスデューサ要素を有し、少なくとも１つのトランスデューサ要素は、アレイの中央に配置される。トランスデューサ要素はオプションで、圧電トランスデューサ又はトランスデューサの代替源である。従って、システムの様々な実施形態では、分類のための測定値を得るのに、複数のトランスデューサが利用されることができる。この測定値は、平均化、相関付け、又は検証されることができる。様々なトランスデューサ源は、患者の組成の計算分析のためにユーザデバイス又は他のネットワーク化されたコンピュータに測定値を転送し、これはその後、システムを通して転送され、又はシステムを通してブロードキャストされる。この実施形態に示されるように、トランスデューサアレイ３１８は、通信モジュール３１０を介して、有線ケーブル又は無線接続手段を通して、ドップラー信号を受信する。従って、図３に示されるように、超音波デバイスは、身体組成を測定するための単一の源だけでなく、複数の源を受け取ることができる。

通信モジュール３１０は、ネットワーク３０４を介して又はシステム内の複数のトランスデューサから、超音波デバイス３００とユーザデバイス３０２との間の通信を可能にすることができる。通信モジュール３１０は、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）ケーブル又は他の有線形態の通信などの物理チャネルであってもよい。代替的に、通信モジュール３１０は、Ｗｉ－Ｆｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、赤外線、ＮＦＣ、無線周波数、セルラ通信、可視光通信、Ｌｉ－Ｆｉ、ＷｉＭａｘ、ＺｉｇＢｅｅ、光ファイバ、及び他の種類の無線通信デバイスに使用される任意の送信機又は受信機とすることができる。電源３０８は、超音波デバイス３００の電力要件を満たす任意の充電式バッテリであってもよい。バッテリは好ましくは、有線充電方法と無線充電方法の両方を用いて充電されることができる。

バス３１６は、上記各要素間の接続として機能し、それらの間の通信を可能にする回路である。プロセッサ３１４は、命令を発行し、計算を実行し、又はデータを処理することができる任意のハードウェアデバイスとすることができる。そのようなものとして、プロセッサは、マイクロプロセッサ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、又は他の同様のデバイスを含むことができる。プロセッサ３１４は、いくつかの態様では、デバイス要素からの評価要求又はコマンドを受信し、評価された要求又はコマンドに基づきデータ処理又は動作を実行する。一実施形態では、プロセッサ３１４は好ましくは、受信された超音波パケットを、ユーザデバイスへの送信に適した信号に変換する。メモリ３１２は、キャッシュメモリ又はシステムメモリなどの様々なメモリタイプを含むことができる。そのようなものとして、メモリ３１２は、スタティックランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、ダイナミックＲＡＭ（ＤＲＡＭ）、フラッシュメモリ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、又は他の類似のメモリデバイスを含むことができる。

ユーザデバイス及び健康監視デバイス又は超音波デバイスは、本書に記載される両方のユニットの様々な特徴及び機能を実現するプログラムの実行を可能にする関連付けられるメモリを備える別個のプロセッサを含むことができる。いくつかの態様では、身体組成及び／又は脂肪層の厚さの決定は、ユーザデバイス３０２若しくは超音波デバイス３００のいずれかにより完了されてもよく、及び／又は斯かる機能を達成するために同じメモリからプログラムが実行されてもよい。更に、様々な実施形態において、患者データベースは、ユーザデバイス及び超音波デバイスの一方又は両方によりアクセス可能であり得る。更に、別個のディスプレイ及び／又はユーザインタフェースが、ユーザデバイス及び／又は超音波デバイスと統合されてもよい。本書に記載のシステムの様々な構造は、共有メモリ及びデータベースアクセスを更に含むことができる。

ユーザインタフェースは、ディスプレイサブシステムを更に含むことができる。ディスプレイサブシステムは、陰極線管（ＣＲＴ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）などのフラットパネルデバイス、投影デバイス、又は可視画像を生成する他の何らかの機構を含むことができる。ディスプレイサブシステムはまた、オーディオ出力デバイスのような非視覚的な表示を提供してもよい。一般に、出力デバイス及びディスプレイ／ユーザインタフェースという用語の使用は、コンピューティングデバイスからユーザ又は別のマシン若しくはコンピューティングデバイスに情報を出力するためのすべての可能なタイプのデバイス及び方法を含むことが意図される。

更に、いくつかの態様では、データベースを含む本書に記載されるモジュールのいくつか又はすべての機能を提供するプログラミング及びデータ構成を格納するため、メモリとともにストレージサブシステムが使用されることができる。例えば、ストレージサブシステム又は他のメモリは、説明される様々な方法の１つ又は複数の態様を実行するロジックを含むことができる。

実施形態において説明された様々な特徴を実現するソフトウェアモジュールは一般に、プロセッサ単独で、又は他のプロセッサと組み合わせて実行される。ユーザデバイス及び超音波デバイスの両方は、超音波デバイスの様々な特徴及び機能並びにユーザデバイスのユーザインタフェースを実現するプログラムの実行を可能にする関連付けられるメモリを備える別個のプロセッサを含むことができる。いくつかの態様では、健康監視デバイス／超音波デバイスとユーザデバイスとの両方が、同じモジュールに統合されてもよく、及び／又は同じメモリからプログラムを実行してもよい。様々な記憶サブシステムで使用されるメモリは、プログラム実行中に命令及びデータを記憶するためのメインランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）並びに固定命令が記憶される読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）を含む複数のメモリを含むことができる。ファイル記憶サブシステムは更に、プログラム及びデータファイル用の永続的ストレージを提供するために使用されてもよく、ハードディスクドライブなどのデジタル及び電子ストレージに関する様々な既知の実現を含み得る。特定の実施形態の機能を実現するソフトウェアモジュールは、ストレージサブシステムにおけるファイルストレージサブシステム、又は本書に記載のプロセッサによりアクセス可能な他のマシンに格納されてもよい。

ユーザデバイス３０２は、通信モジュール３２２、プロセッサ３２４、表示手段３２６、グラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）３２８、及びメモリ３３０を含む。ユーザデバイス３０２は、とりわけ、ラップトップ、スマートフォン、又はタブレットなどの任意のコンピューティングデバイスとすることができる。

メモリ３３０は、とりわけ、患者の個人情報、超音波検査結果及び画像、並びに他の検査室検査結果といった患者関連情報及びデータを格納する患者データベース３３２を含む。グラフィカルユーザインタフェース３２８は、ユーザとの通信を可能にする１つ又は複数のデバイスを含む。例えば、グラフィカルユーザインタフェース３２８は、ディスプレイ、マウス、キーボード、タッチスクリーン、ボタン、カメラ、マイクロフォン、バイブレータ、触覚エンジンなどを含むことができる。

図４は、標準的なドップラー超音波センサのパルスエコーモードを使用して、胎児監視セッション中の脂肪層の厚さを測定する方法を含む実施形態を示す。トランスデューサ要素４００は、監視セッションの開始時に、パルスドップラーモードからパルスエコーモードに切り替えられる。トランスデューサ要素４００は、患者の腹部に向かって少なくとも１つの超音波パケット４０２を送信する。少なくとも１つの超音波パケット４０２が、患者の腹部における脂肪層表面４０４と接触するとき、少なくとも１つの超音波パケット４０２は反射され、トランスデューサ要素によりエコーとして受信される。受信された少なくとも１つの超音波パケット４０２は、電気信号へと変換される。次いで、電気信号は、少なくとも１つのチャネルを介してユーザデバイスに送信される。次いで、ユーザデバイスは、送信された信号を処理し、Ａモード超音波反射振幅グラフを生成する。脂肪層の厚さは、陰影付き領域により表されるように、Ａモード超音波反射振幅グラフから計算される。次いで、得られた脂肪厚層の測定値が、脂肪層厚さ閾値と比較され、患者の体脂肪の分類（例えば、「ＯＢＥＳＥ」、「ＮＯＲＭＡＬ」又は「ＳＬＩＭ」）が得られる。ユーザデバイスは、得られた身体分類を超音波デバイス又はシステム／ネットワークにおける他のデバイスに送信し、これは次いで、受信した体脂肪分類に基づき少なくとも１つの健康監視設定を調整する。少なくとも１つの健康監視設定を調整した後、超音波デバイスは、パルスドップラーモードにスイッチバックされ、少なくとも１つの調整された健康監視設定を使用して健康監視が実行される。

図５は、腹部スキャンからのＡモード超音波反射振幅グラフ５００を示すユーザデバイスのグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）のスクリーンショットである。ＧＵＩ５０２は、患者画像５０４、患者の個人情報を示すウィンドウ５０６、体脂肪の分類を示す別のウィンドウ５０８、及び腹部スキャンからのＡモード超音波反射振幅グラフ５０８を示す。ウィンドウ５０６は、患者の画像、患者の名前、年齢、及び患者ＩＤ番号を有する。ウィンドウ５０８は、患者が脂肪層厚さ１０ｍｍ、体脂肪率２５％、及び「ＮＯＲＭＡＬ」体脂肪分類を持つことを示している。Ａモード超音波反射振幅グラフ５００において、ｙ軸は信号振幅を表し、ｘ軸は組織深さを表す。図５が示すように、脂肪層の厚さは、プロットにおける最高ピークに対応するｘ軸に沿った厚さ（この場合１０ｍｍ）を特定することにより決定される（反射ＩＲビームから受信される最高強度信号に対応する）。

図６は、本書に開示される様々な態様によるＴｏｃｏデバイス６００に組み込まれた赤外線センサを使用して胎児監視セッション中に脂肪層の厚さを測定する方法を示す。赤外光源を用いた脂肪層の厚さの測定が行われる。Ｔｏｃｏは、既知のように、感圧性収縮トランスデューサであり、トコダイナモメータと呼ばれ、一般に、腹部周りのバンドにより皮膚に固定された平坦な領域を持つ。壁の部分を平坦にするのに必要とされる圧力は、内部圧力と相関し、これにより収縮の推定値が提供される。一体型ＩＲセンサは、ＩＲ受信機６０２及びＩＲ送信機６０４の２つのタイプのものであってもよい。Ｔｏｃｏセンサ６００は、表皮６０６、真皮６０８、及び脂肪組織層である皮下６１０を含む皮膚層の上に位置する。ＩＲ送信機６０４は、波長に依存する信号を反射する脂肪組織に向かってＩＲ波を誘導する。反射されたＩＲは、デバイスに戻り、これを検出するＩＲ受信機６０２に到達する。ＩＲにおけるシフトは、患者内の脂肪組織の様々な深度を示すことができる。図６に示されるように、透過ＩＲによる組織の浸透の深さは、使用される特定のＩＲ波長に依存するので、異なるＩＲ波長が、脂肪組織に異なる範囲まで浸透する。従って、脂肪組織の上部層に対応する波長シフト及び脂肪組織の下部層に対応する波長シフトは、脂肪層の厚さの尺度を提供することができる。脂肪層厚さ閾値と比較し、患者の体脂肪の分類（「ＯＢＥＳＥ」、「ＮＯＲＭＡＬ」又は「ＳＬＩＭ」）を導出するのに、計算された脂肪層の厚さが用いられる。次に、ユーザデバイスは、体脂肪の分類に対応する信号を超音波デバイスに送信する。その後、超音波デバイスなどの健康監視デバイスは、受信信号に基づき少なくとも１つの健康監視設定を調整する。

一実施形態では、患者は胎児心拍数監視のために診療所を訪れる。セッションの開始時に、主治医は最初に、超音波デバイスをパルスエコーモードに設定する。主治医は、組成又は層の厚さを決定するため超音波デバイスを使用して体脂肪層厚測定を開始する。コンピュータモニタは、振幅モード（Ａモード）と輝度モード（Ｂモード）の２つのモードで、脂肪組織の反射された超音波エコーをリアルタイムに表示する。Ａモードグラフは、信号振幅対組織深さを単一の次元で示す。脂肪層の厚さは、Ａモード超音波反射振幅グラフから、グラフにおける最高点と最低点の差を求めることにより計算される。次いで、脂肪層の厚さは、反射された超音波エコーが２次元画像として表示されるＢモード表示を使用して主治医により見られる。Ｂモード表示は、得られたＡモードデータから得られ、そこでは、画像における各点の輝度が、反射エコーの信号振幅に依存する。その後、平均脂肪層の厚さは、腹部におけるランダムな領域で測定値を得ることにより計算される。代替的に、羊膜嚢とトランスデューサ表面との間の距離を測定するなど、１つの位置でのみ測定が行われることができる。次いで、コンピュータは、ソフトウェアを使用して、決定された脂肪層の厚さから体脂肪率を計算する。コンピュータモニタは、３５％の体脂肪率を表示し、それに対応して患者を「ＯＢＥＳＥ」と分類する。その後、コンピュータは、複数の適切な健康監視設定を自動的に決定し、それは超音波デバイスに送信及び適用される。次に主治医は、超音波デバイスをパルスドップラーモードにスイッチバックし、その後、調節された健康監視設定を使用して胎児心拍数監視を実行する。

別の実施形態では、患者は、胎児心拍数モニタリングのために診療所を訪れる。セッションの開始時に、主治医は、超音波又はＴｏｃｏデバイスに組み込まれた２つの赤外線センサ（ＩＲ受信機及びＩＲ送信機）をオンに切り替える。ＩＲ波が脂肪組織に向けられるとき、ＩＲ波は、異なる波長でＩＲ受信機に反射され戻される。反射された波長は、インターフェログラムとして記録される。その後、インターフェログラムは、スペクトル測定値に変換され、その二次導関数は、方程式を使用して体脂肪率を得るためにコンピュータにより使用される。次いで、コンピュータモニタは、体脂肪率２０％を表示し、それに対応して患者を「ＳＬＩＭ」と分類する。その後、コンピュータは、複数の適切な健康監視設定を自動的に決定し、それは超音波デバイスに送信及び適用される。主治医は、超音波デバイスを連続波又はパルスドップラーモードにスイッチバックし、その後、調整された健康監視設定を使用して母体パルス監視を実行する。いくつかの例では、ＩＲセンサは、母体血管のドップラーシフト信号を超音波トランスデューサが検出するのを防止するため、母体パルスに関する独立した源として使用されるＴｏｃｏトランスデューサに組み込まれる。

いくつかの実施形態では、他の医療監視デバイスの調整のための分類及び／又は体脂肪測定が、測定デバイスによる皮膚接触の検出を通じて自動的に行われてもよい。従って、ＩＲセンサが皮膚に接触するとき、直ちに自動身体分類が行われる。近接センサ、温度センサ、静電容量、並びに他の既知の皮膚検出方法及び装置などの更なる他のセンサが、皮膚接触を検出するために利用されることができる。

更に別の実施形態では、患者は病院に運ばれ、子宮収縮監視セッションを受ける。セッションの開始時に、主治医は最初に、超音波デバイスの超音波ドップラーセンサをパルスエコーモードに設定する。主治医は、超音波デバイスをパルスエコーモードで使用して体脂肪層厚測定を開始する。次に、コンピュータは、Ａモード超音波反射振幅グラフを生成し、そこからコンピュータが脂肪層の厚さを決定する。得られた脂肪層の厚さの精度を確認するため、主治医はまた、超音波デバイスに組み込まれた２つの赤外線センサを使用して測定値を得る。脂肪層の厚さは、脂肪組織の上部及び下部層の波長シフト間の差を用いて計算される。次いで、ＩＲセンサは、計算された脂肪層の厚さを医師のコンピュータに送信する。次に、コンピュータは体脂肪層の厚さを計算する。次に、パルスエコーモード及びＩＲセンサから得られた２つの体脂肪層厚さ測定値が比較され、２つの測定値がほぼ一致するかどうかが決定される。測定値が多かれ少なかれ一致するとコンピュータが決定する場合、測定値は所定の体脂肪閾値と比較され、そこから体脂肪分類が得られる。２つの測定値がある程度異なる場合、脂肪層の厚さの２つの測定値の平均値を用いることが好ましい場合がある。決定された一致する体脂肪閾値に基づき、コンピュータモニタは、３２％の体脂肪率、及び患者の分類「ＮＯＲＭＡＬ」を表示する。次に、コンピュータは、複数の適切な健康監視設定を自動的に決定する。これは、超音波デバイスに送信され、及び適用される。主治医は次に超音波デバイスを通常モードに戻し、その後、調整された健康監視設定を使用して子宮収縮監視を行う。

更に他の実施形態では、超音波及びＩＲ測定値から得られた体脂肪厚が一致しない場合、測定値が一致するまで、パルスエコー法及びＩＲ法の両方が繰り返される。

開示されたシステム及び方法は、例えば分娩中の胎児心拍数の病院及び家庭での監視に使用されることができる。

本開示は、本書に記載されるいくつかの例示的な実施形態に限定されることを意図するものではない。当業者であれば想像される他の変形も、本開示の範囲に含まれることが意図される。

Claims (15)

1. 健康監視のための方法において、
   健康監視デバイスの測定プローブに設けられた１つ又は複数のセンサを介して身体組成を測定するステップと、
   前記測定された身体組成を複数のカテゴリの１つに分類するステップと、
   前記分類された身体組成に基づき、前記健康監視に関連する健康監視デバイスの少なくとも１つの動作パラメータを調整するステップと、
   前記少なくとも１つの動作パラメータで調整された前記健康監視デバイスの測定プローブを使用して健康監視測定を実行するステップとを有する、方法。
2. 前記健康監視が、胎児監視である、請求項１に記載の方法。
3. 前記身体組成を測定するステップが、体脂肪厚を測定するステップを有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記体脂肪厚が、パルスエコーモードにおいてドップラーモードによる測定を行う超音波センサを用いて測定される、請求項３に記載の方法。
5. 前記体脂肪厚が、赤外線送信機及び赤外線受信機を用いて測定される、請求項３に記載の方法。
6. 前記体脂肪厚が、ドップラーモードによる測定を行う超音波センサ及び赤外線センサの組み合わせを用いて測定される、請求項３に記載の方法。
7. 前記体脂肪厚が、第１の超音波アレイを使用して測定され、監視デバイスの測定プローブを使用して前記健康監視測定を実行するステップが、第２の超音波アレイを使用して実行される、請求項３に記載の方法。
8. 健康監視のためのシステムであって、
   ユーザデバイスと通信する超音波デバイスを有し、
   前記超音波デバイスが、電源、通信モジュール、メモリ、プロセッサ、及びトランスデューサアレイを含み、前記トランスデューサアレイは、ドップラー信号を受信する複数のトランスデューサ要素を持ち、
   前記超音波デバイスが、受信された超音波情報をユーザデバイスに送信するために変換するように動作可能であり、
   前記ユーザデバイスは、プロセッサ、ディスプレイ、及びメモリを含み、
   前記ユーザデバイスは、実行されるとき、
   前記超音波情報を受信し、
   前記受信された超音波情報から身体分類を決定し、
   前記身体分類を前記超音波デバイスに送信するよう動作する命令をユーザデバイスメモリに持ち、
   前記超音波デバイスが、前記決定された身体分類に基づき動作パラメータを変更する、システム。
9. 前記動作パラメータが、超音波送信エネルギー、増幅器利得適応及び深度設定の少なくとも１つを含む、請求項８に記載のシステム。
10. 前記身体分類が、脂肪層の厚さに基づかれる、請求項８に記載のシステム。
11. 前記超音波デバイスが、脂肪層の厚さを決定するための第１のモード及び第２の患者監視モードで動作する、請求項１０に記載のシステム。
12. 前記第１のモードが、パルスエコーモードであり、第２のモードは、パルスドップラーモードである、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記超音波デバイスが、少なくとも１つのＩＲセンサを更に有し、前記超音波デバイスの前記少なくとも１つのＩＲセンサは、体脂肪厚信号を取得するように動作可能であり、前記ユーザデバイスが、前記体脂肪厚信号を受信し、前記体脂肪厚信号に基づき前記身体分類を修正するように動作可能である、請求項８に記載のシステム。
14. 前記少なくとも１つのＩＲセンサが、ＩＲ受信機及びＩＲ送信機である、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ユーザデバイスが、実行されるとき、
    前記体脂肪厚信号に基づきＩＲ体脂肪厚を決定し、
    前記受信された超音波情報に基づき、超音波体脂肪厚を決定し、
    前記超音波体脂肪厚及び前記ＩＲ体脂肪厚に基づき平均体脂肪厚値を計算し、
    前記平均体脂肪厚値に基づき前記身体分類を決定するよう動作する命令を前記ユーザデバイスメモリに持つ、請求項１４に記載のシステム。

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