JP7078668B2 - 被験体の酸素化またはヘモグロビン濃度をモニタリングするための、デスクトップサイズのコンソール - Google Patents
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Description
本出願は、2014年7月8日に出願され、「System and Methods for Measuring Fetal Cerebral Oxygenation」と題する米国仮出願第62/021,946号と、2015年5月29日に出願され、「System and Methods for Measuring Fetal Cerebral Oxygenation」と題する第62/168,081号の利益を主張するものであり、当該文献は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は国立衛生研究所(NIH)によって与えられた認可/契約番号1R43HD075551-01の下で政府の支援を受けて行われた。政府は本発明の一定の権利を有する。
<参照による組み込み>
ユーザインタフェース(120)は、患者の特定、時間、温度などのようなデータに関する入力をさらに含んでもよい。プロセッサ(115)は、ユーザインタフェース(120)によってユーザー入力を受け取り、レーザーダイオードサブシステム(135)、音響センサーサブシステム(140)、および/または電源サブシステム(130)などの1つ以上のサブシステムへのユーザー入力に基づいて指示を送信することができる。プロセッサ(115)から受け取った指示に基づいて、レーザーダイオードサブシステム(135)は、患者インターフェース(150)を介して患者のPAの標的組織に向けられ得る光パルスを生成および放射してもよい。光パルスは光ファイバーケーブルおよび/またはマルチワイヤーシールドケーブルなどのケーブル接続部(145)によって患者インターフェース(150)へ伝えられる。例えば、光パルスは、上矢状静脈洞(SSS)などの標的組織に接している患者インターフェース(150)の光ファイバーモジュールに送信可能である。光パルスは組織と骨を通って静脈血に到達し、光パルスの吸収は結果として音圧を生成することがある。患者インターフェース(150)は、標的組織からの音圧を検知するとともに、コンソール(110)に、例えば、ケーブル接続部(145)を介して音響センサーサブシステム(140)に音響信号を返信することができる。患者インターフェース(150)は、例えば、音圧を検知およびデジタル化するように構成された高速デジタイザを含むことがある。音響センサーサブシステム(140)は、測定された音圧信号を受信および/または少なくとも部分的に処理し、信号をデジタル化し、さらなる処置と分析のためにプロセッサ(115)に信号を送信することができる。プロセッサ(115)は、例えば、測定された音圧から静脈血酸素飽和度を計算し、ディスプレイ(125)によってユーザーに表示される測定の結果をユーザインタフェース(120)に送信することができる。ディスプレイ(125)は、酸素飽和値(例えば、静脈血酸素飽和値)または他の生理的パラメータを継続的に、例えば、毎分一度更新して表示するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、システム(100)は、他の電子またはコンピューター化された医療管理システムと通信するために通信サブシステムをさらに含むことがある。例えば、測定された生理的パラメータデータは(電子カルテを作るために)保存およびアーカイブ化され、システム(100)と通信している別のコンピューター化されたシステムを用いて分析されてもよい。
実験手順において、血行力学的に安定な新生児が、胎児の光音響的モニタリングをシミュレートするために、光音響的に測定された。光パラメトリック発振器(OPO)は、3つの波長の間で高速に切り替えるようプログラムされたパーソナルコンピュータによって制御された:パルス・レーザー・ダイオードによって生成されるエネルギーと同様の、15マイクロジュールのエネルギー準位における800nm(等吸収点)、760nmおよび700nm、次いでSSS(SO2)が、2つの波長の組(760nmと800nm)および(700nmと800nm)それぞれから計算され、その後、2つの計算値の平均が算出された。2つ以上の計算値の平均を採用することによって、血液酸素化のより正確な測定をなすことができる。
本開示の範囲から外れることのない、多数の変更、変化および置換は、当業者が想到するものである。本明細書に記載された本開示の実施形態に対する様々な代替が、本開示の本発明を実施する際に使用されることは理解されるべきである。以下の請求項は本発明の範囲を定義するものであり、この請求項とその均等物の範囲内の方法および構造体がそれによって包含されるものであるということが意図されている。
Claims (16)
- 被験体の酸素化またはヘモグロビン濃度のうち1つ以上をモニタリングするための、デスクトップサイズのコンソールであって、
前記コンソールは、
被験体の組織に向けられた光パルスを放射するためのレーザーダイオードサブシステムであって、
第1の出力波長で第1の光パルスを放射するように構成される第1のレーザーダイオード、
第1のレーザーダイオードの温度を調節するために第1のレーザーダイオードに連結される第1の熱電冷却器、
第1の出力波長とは異なる第2の出力波長で第2の光パルスを放射するように構成される第2のレーザーダイオード、
第2のレーザーダイオードの温度を調節するために第2のレーザーダイオードに連結される第2の熱電冷却器、
第1の冷却ファン、および、
第1と第2のレーザーダイオードの出力波長を最適な範囲内で安定させるために、第1と第2のレーザーダイオードの温度を調節するべく、第1の冷却ファン、第1の熱電冷却器、および第2の熱電冷却器に連結され、かつ、第1の冷却ファン、第1の熱電冷却器、および第2の熱電冷却器を制御するように構成される、少なくとも1つの制御装置、
を含む、レーザーダイオードサブシステム、
放射された光パルスに応答して組織内で生成された音圧を測定するための音響センサーサブシステム、および
レーザーダイオードサブシステムを制御するためにレーザーダイオードサブシステムに連結され、および、測定された音圧を受け取るために音響センサーサブシステムに連結されるプロセッサであって、受け取った音圧に応じて被験体の酸素化またはヘモグロビン濃度のうち1つ以上を判定するように構成される、プロセッサ
を備える、コンソール。 - レーザーダイオードサブシステムはさらに、第1と第2の出力波長とは異なる第3の出力波長で第3の光パルスを放射するように構成される第3のレーザーダイオードと、第3のレーザーダイオードの温度を調節するために第3のレーザーダイオードに連結される第3の熱電冷却器を備え、少なくとも1つの制御装置は、第3のレーザーダイオードの温度を調節するために、および第3のレーザーダイオードの出力波長を最適な範囲内で安定させるために第3の熱電冷却器にさらに連結される、請求項1に記載のコンソール。
- レーザーダイオードサブシステムはさらに、第1のレーザーダイオードの温度を測定するための第1の温度センサー、第2のレーザーダイオードの温度を測定するための第2の温度センサー、および、第3のレーザーダイオードの温度を測定するための第3の温度センサーを含み、少なくとも1つの制御装置は、第1、第2、および第3の温度センサーによって測定される温度に応じて第1、第2、および第3のレーザーダイオードの温度を調節するように構成される、請求項2に記載のコンソール。
- 第1、第2、または、第3の波長は、685nm~715nm、715nm~745nm、745nm~775nm、790nm~820nm、または845nm~875nmの範囲である、請求項1に記載のコンソール。
- レーザーダイオードサブシステムはさらに、第1のレーザーダイオードの温度を測定するための第1の温度センサーと、第2のレーザーダイオードの温度を測定するための第2の温度センサーとを含み、制御装置は、第1および第2の温度センサーによって測定される温度に応じて第1および第2のレーザーダイオードの温度を調節するように構成される、請求項1に記載のコンソール。
- 第1または第2の波長は、685nm~715nm、715nm~745nm、745nm~775nm、790nm~820nm、または845nm~875nmの範囲である、請求項5に記載のコンソール。
- レーザーダイオードサブシステム、音響センサーサブシステム、およびプロセッサに連結される電源をさらに含む、請求項1に記載のコンソール。
- 判定された酸素化またはヘモグロビン濃度をユーザーに表示するためにプロセッサに連結されたディスプレイをさらに含む、請求項1に記載のコンソール。
- ディスプレイはコンソールを操作するためのタッチスクリーンを含む、請求項8に記載のコンソール。
- レーザーダイオードサブシステム、音響センサーサブシステム、およびプロセッサを囲むデスクトップサイズのハウジングをさらに含む、請求項1に記載のコンソール。
- コンソールを冷やすために、プロセッサまたは音響センサーサブシステムの1つ以上に連結される、第2の冷却ファンをさらに含む、請求項10に記載のコンソール。
- プロセッサはさらに、被験体の医療記録を読み取る、または書き取るように構成される、請求項1に記載のコンソール。
- レーザーダイオードサブシステムのための出力ポートと、音響センサーサブシステムのための入力ポートをさらに含む、請求項1に記載のコンソール。
- 出力ポートと入力ポートは、被験体の組織に第1または第2の光パルスの1つ以上の光パルスを放射するとともに、組織内で生成された音圧を受け取るために、センサモジュールまたは光音響プローブに連結されるように構成される、請求項13に記載のコンソール。
- 出力ポートと入力ポートは、1つ以上の光ファイバーを含むケーブルでセンサモジュールまたは光音響プローブに連結されるように構成される、請求項14に記載のコンソール。
- 第1、第2、または第3の波長は、約700nm、730nm、760nm、800nm、850nm、860nm、905nm、970nm、975nm、1064nm、1100nm、1200nm、1230nm、または1450nmの見かけ中心波長を有する、請求項1に記載のコンソール。
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