JP7404021B2 - マルチセンサアレイを有する神経筋センシングデバイス - Google Patents
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Description
項目1:被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、センシングデバイスは、肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、機械的センサが肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサが、監視された機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、筋音図出力信号から肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、キャリア材料と結合され、かつ複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、を備える、センシングデバイス。
(1) 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、前記監視された機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備える、センシングデバイス。
(2) 前記キャリア材料が、前記被験者の前記肢部の周りに弾性張力フィットを維持するように動作可能なスリーブである、実施態様1に記載のセンシングデバイス。
(3) 前記複数の機械的センサは、前記キャリア材料上に位置付けられている第1のセンサを含み、前記キャリア材料が適切な向きで前記肢部の一部分の周囲に固定されたときに、前記第1のセンサが内側広筋又は外側広筋のうちの少なくとも一方に直接隣接しており、かつ前記内側広筋又は外側広筋のうちの前記少なくとも一方の機械的応答を監視するように動作可能であり、
前記複数の機械的センサは、前記キャリア材料上に位置付けられている第2のセンサを含み、前記キャリア材料が前記適切な向きで前記肢部の前記一部分の周囲に固定されたときに、前記第2のセンサが前脛骨筋に直接隣接し、かつ前記前脛骨筋の機械的応答を監視するように動作可能である、
実施態様2に記載のセンシングデバイス。
(4) 前記通信回路と通信するプロセッサを更に備え、前記プロセッサは、
前記被験者に対して実行される処置の性質の指標を受信することであって、前記処置の性質は、前記処置が実行される前記被験者の身体の側を示す、ことと、
少なくとも1つの筋音図出力信号を受信することと、
前記受信された筋音図出力信号の静的成分から前記肢部が右肢部であるか又は左肢部であるかを識別することと、
前記処置が実行される前記被験者の身体の前記側に前記肢部がない場合、警告を提供することと、
を行うように構成されている、実施態様2に記載のセンシングデバイス。
(5) 前記通信回路と通信するプロセッサを更に備え、前記プロセッサは、
前記被験者に対して実行される処置中の前記被験者の意図された姿勢の指標を受信することであって、前記被験者の前記意図された姿勢は、前記処置中の前記スリーブの適切な向きを示す、ことと、
少なくとも1つの筋音図出力信号を受信することと、
前記少なくとも1つの筋音図出力信号の静的成分から前記スリーブの実際の向きを判定することと、
前記スリーブの前記実際の向きが前記スリーブの前記適切な向きに一致しない場合、警告を提供することと、
を行うように構成されている、実施態様2に記載のセンシングデバイス。
前記プロセッサは、前記筋音図出力信号のそれぞれをフィルタリングして、前記肢部の全体的な並進又は回転を示す信号コンテンツを除去するように構成されている、
実施態様1に記載のセンシングデバイス。
(7) 前記プロセッサは、前記複数のセンサのそれぞれからの前記センシングされた運動を仮想肢部にマッピングし、前記仮想肢部の並進又は回転が存在するかどうかを判定することによって、前記肢部の全体的な並進又は回転を示す信号コンテンツを識別するように構成されている、実施態様6に記載のセンシングデバイス。
(8) 前記肢部から離れた前記被験者の体内治療領域内に刺激が付与されたという指標を受信し、
前記筋音図出力信号のそれぞれを分析して、前記刺激が、前記被験者の前記肢部内の前記筋肉群のうちの1つ以上の機械的な神経筋応答を誘発したかどうかを判定し、
前記刺激が前記神経筋応答を誘発したと判定された場合、警告を提供する、
ように構成されたプロセッサを更に備える、実施態様1に記載のセンシングデバイス。
(9) 前記プロセッサは、前記刺激の前記付与後に、応答ウィンドウ内でのみ前記筋音図出力信号のそれぞれを分析するように構成されている、実施態様8に記載のセンシングデバイス。
(10) 前記プロセッサは、教師あり学習アルゴリズムを使用して、1つ以上の受信された筋音図出力信号の1つ以上の特性を検査することによって、前記刺激が前記被験者の前記肢部内の前記筋肉群のうちの1つ以上の前記機械的な神経筋応答を誘発したかどうかを判定するように構成されており、
前記教師あり学習アルゴリズムは、前記応答ウィンドウを、
前記応答ウィンドウが、誘発された神経筋応答を表していること、及び
前記応答ウィンドウが、誘発された神経筋応答を表していないこと
を含む複数の分類のうちの1つに分類するように動作可能である、
実施態様8に記載のセンシングデバイス。
前記通信回路は、前記刺激が前記神経筋応答を誘発したと判定された場合にのみ、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上を前記ホストシステムに送信するように動作可能である、
実施態様8に記載のセンシングデバイス。
(12) 前記プロセッサは、前記刺激と前記刺激によって誘発された筋応答との間の時間遅延を計算すること、又は共通神経によって神経支配される異なる筋肉群からの筋応答間の時間遅延を計算することのいずれかによって、神経伝導速度を判定するように更に構成されている、実施態様8に記載のセンシングデバイス。
(13) 一対の表面電極であって、前記キャリア材料が前記肢部の前記一部分の周囲に固定されたときに、前記一対の表面電極が前記被験者の皮膚表面に直接接触するように動作可能であるように前記キャリア材料と結合されている、一対の表面電極と、
前記一対の表面電極と電気通信するプロセッサであって、前記電極を介して前記肢部に電気刺激を直接付与するように構成されている、プロセッサと、
を更に備える、実施態様1に記載のセンシングデバイス。
(14) 前記刺激は、4つの離散した電気パルスを含む四連電気刺激であり、
前記プロセッサは、
前記四連電気刺激の前記4つの離散した電気パルスのそれぞれに対する機械的応答について、前記複数の機械的センサのうちの1つからの前記筋音図出力信号を監視し、
前記監視された筋音図出力信号から、前記4つの離散した電気パルスの前記第4のパルスに応答した前記筋音図出力信号の振幅と、前記4つの離散した電気パルスの前記第1のパルスに応答した前記筋音図出力信号の振幅との比である四連反応比を計算し、
前記四連反応比が所定の閾値を下回る場合、神経筋ブロックの存在を示す警告を提供する、
ように更に構成されている、実施態様13に記載のセンシングデバイス。
(15) 前記刺激は最大上刺激である、実施態様13に記載のセンシングデバイス。
前記付与された最大上刺激に応答して、筋肉の前記機械的応答を表す筋音図出力信号を受信し、
前記付与された最大上刺激に応答して、前記筋肉の前記機械的応答の大きさの関数として、前記筋音図出力信号のうちの1つ以上をスケーリングする、
ように動作可能である、実施態様15に記載のセンシングデバイス。
(17) 前記キャリア材料は、抗塞栓ストッキングである、実施態様1に記載のセンシングデバイス。
(18) 前記抗塞栓ストッキングは、前記肢部に対する前記ストッキングの前記適切な向きを示す1つ以上の位置合わせ印を含む、実施態様17に記載のセンシングデバイス。
(19) 前記位置合わせ印は、前記ストッキングの長さの大部分に沿って延在するラインであり、前記ラインは、前記被験者によって着用されたときに前記ストッキングの捻れを示すように動作可能である、実施態様18に記載のセンシングデバイス。
(20) 前記通信回路は無線デジタル通信回路であり、前記無線デジタル通信回路は、無線通信プロトコルを介して、前記1つ以上の生成された筋音図出力信号を前記ホストシステムに送信するように動作可能である、実施態様1に記載のセンシングデバイス。
Claims (18)
- 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、監視された前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備え、
前記複数の機械的センサ及び前記通信回路と電気通信し、かつ、前記複数の機械的センサと前記通信回路との間にある、プロセッサを更に備え、
前記プロセッサは、前記筋音図出力信号のそれぞれをフィルタリングして、前記肢部の全体的な並進又は回転を示す信号コンテンツを除去するように構成されており、
前記プロセッサは、前記複数のセンサのそれぞれからの前記センシングされた運動を仮想肢部にマッピングし、前記仮想肢部の並進又は回転が存在するかどうかを判定することによって、前記肢部の全体的な並進又は回転を示す信号コンテンツを識別するように構成されている、
センシングデバイス。 - 前記キャリア材料が、前記被験者の前記肢部の周りに弾性張力フィットを維持するように動作可能なスリーブである、請求項1に記載のセンシングデバイス。
- 前記複数の機械的センサは、前記キャリア材料上に位置付けられている第1のセンサを含み、前記キャリア材料が適切な向きで前記肢部の一部分の周囲に固定されたときに、前記第1のセンサが内側広筋又は外側広筋のうちの少なくとも一方に直接隣接しており、かつ前記内側広筋又は外側広筋のうちの前記少なくとも一方の機械的応答を監視するように動作可能であり、
前記複数の機械的センサは、前記キャリア材料上に位置付けられている第2のセンサを含み、前記キャリア材料が前記適切な向きで前記肢部の前記一部分の周囲に固定されたときに、前記第2のセンサが前脛骨筋に直接隣接し、かつ前記前脛骨筋の機械的応答を監視するように動作可能である、
請求項2に記載のセンシングデバイス。 - 前記肢部から離れた前記被験者の体内治療領域内に刺激が付与されたという指標を受信し、
前記筋音図出力信号のそれぞれを分析して、前記刺激が、前記被験者の前記肢部内の前記筋肉群のうちの1つ以上の機械的な神経筋応答を誘発したかどうかを判定し、
前記刺激が前記神経筋応答を誘発したと判定された場合、警告を提供する、
ように構成されたプロセッサを更に備える、請求項1に記載のセンシングデバイス。 - 前記プロセッサは、前記刺激の前記付与後に、応答ウィンドウ内でのみ前記筋音図出力信号のそれぞれを分析するように構成されている、請求項4に記載のセンシングデバイス。
- 前記プロセッサは、教師あり学習アルゴリズムを使用して、1つ以上の受信された筋音図出力信号の1つ以上の特性を検査することによって、前記刺激が前記被験者の前記肢部内の前記筋肉群のうちの1つ以上の前記機械的な神経筋応答を誘発したかどうかを判定するように構成されており、
前記教師あり学習アルゴリズムは、応答ウィンドウを、
前記応答ウィンドウが、誘発された神経筋応答を表していること、及び
前記応答ウィンドウが、誘発された神経筋応答を表していないこと
を含む複数の分類のうちの1つに分類するように動作可能である、
請求項4に記載のセンシングデバイス。 - 前記キャリア材料は、抗塞栓ストッキングである、請求項1に記載のセンシングデバイス。
- 前記抗塞栓ストッキングは、前記肢部に対する前記抗塞栓ストッキングの適切な向きを示す1つ以上の位置合わせ印を含む、請求項7に記載のセンシングデバイス。
- 前記位置合わせ印は、前記抗塞栓ストッキングの長さの大部分に沿って延在するラインであり、前記ラインは、前記被験者によって着用されたときに前記ストッキングの捻れを示すように動作可能である、請求項8に記載のセンシングデバイス。
- 前記通信回路は無線デジタル通信回路であり、前記無線デジタル通信回路は、無線通信プロトコルを介して、前記1つ以上の生成された筋音図出力信号を前記ホストシステムに送信するように動作可能である、請求項1に記載のセンシングデバイス。
- 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、監視された前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備え、
前記キャリア材料が、前記被験者の前記肢部の周りに弾性張力フィットを維持するように動作可能なスリーブであり、
前記通信回路と通信するプロセッサを更に備え、前記プロセッサは、
前記被験者に対して実行される処置の性質の指標を受信することであって、前記処置の性質は、前記処置が実行される前記被験者の身体の側を示す、ことと、
少なくとも1つの筋音図出力信号を受信することと、
前記受信された筋音図出力信号の静的成分から前記肢部が右肢部であるか又は左肢部であるかを識別することと、
前記処置が実行される前記被験者の身体の前記側に前記肢部がない場合、警告を提供することと、
を行うように構成されている、
センシングデバイス。 - 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、監視された前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備え、
前記キャリア材料が、前記被験者の前記肢部の周りに弾性張力フィットを維持するように動作可能なスリーブであり、
前記通信回路と通信するプロセッサを更に備え、前記プロセッサは、
前記被験者に対して実行される処置中の前記被験者の意図された姿勢の指標を受信することであって、前記被験者の前記意図された姿勢は、前記処置中の前記スリーブの適切な向きを示す、ことと、
少なくとも1つの筋音図出力信号を受信することと、
前記少なくとも1つの筋音図出力信号の静的成分から前記スリーブの実際の向きを判定することと、
前記スリーブの前記実際の向きが前記スリーブの前記適切な向きに一致しない場合、警告を提供することと、
を行うように構成されている、
センシングデバイス。 - 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、監視された前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備え、
前記肢部から離れた前記被験者の体内治療領域内に刺激が付与されたという指標を受信し、
前記筋音図出力信号のそれぞれを分析して、前記刺激が、前記被験者の前記肢部内の前記筋肉群のうちの1つ以上の機械的な神経筋応答を誘発したかどうかを判定し、
前記刺激が前記神経筋応答を誘発したと判定された場合、警告を提供する、
ように構成されたプロセッサを更に備え、
前記プロセッサは、前記センシングデバイスに対してローカルであり、かつ前記キャリア材料に取り付けられており、
前記通信回路は、前記刺激が前記神経筋応答を誘発したと判定された場合にのみ、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上を前記ホストシステムに送信するように動作可能である、
センシングデバイス。 - 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、監視された前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備え、
前記肢部から離れた前記被験者の体内治療領域内に刺激が付与されたという指標を受信し、
前記筋音図出力信号のそれぞれを分析して、前記刺激が、前記被験者の前記肢部内の前記筋肉群のうちの1つ以上の機械的な神経筋応答を誘発したかどうかを判定し、
前記刺激が前記神経筋応答を誘発したと判定された場合、警告を提供する、
ように構成されたプロセッサを更に備え、
前記プロセッサは、前記刺激と前記刺激によって誘発された筋応答との間の時間遅延を計算すること、又は共通神経によって神経支配される異なる筋肉群からの筋応答間の時間遅延を計算することのいずれかによって、神経伝導速度を判定するように更に構成されている、
センシングデバイス。 - 被験者の肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出するためのセンシングデバイスであって、前記センシングデバイスは、
前記肢部の一部分の周囲に固定されるように動作可能なキャリア材料と、
前記キャリア材料と結合された複数の機械的センサであって、各機械的センサは、前記機械的センサが前記肢部の異なる筋肉群の機械的応答を監視するように動作可能であるように、前記キャリア材料上に位置付けられ、各機械的センサは、監視された前記機械的応答に対応するそれぞれの筋音図出力信号を生成し、前記筋音図出力信号から前記肢部内の人工的に誘発された神経筋応答を検出することができる、複数の機械的センサと、
前記キャリア材料と結合され、かつ前記複数の機械的センサのそれぞれと電子通信する通信回路であって、前記生成された筋音図出力信号のうちの1つ以上をホストシステムに送信するように動作可能である、通信回路と、
を備え、
一対の表面電極であって、前記キャリア材料が前記肢部の前記一部分の周囲に固定されたときに、前記一対の表面電極が前記被験者の皮膚表面に直接接触するように動作可能であるように前記キャリア材料と結合されている、一対の表面電極と、
前記一対の表面電極と電気通信するプロセッサであって、前記電極を介して前記肢部に電気刺激を直接付与するように構成されている、プロセッサと、
を更に備える、
センシングデバイス。 - 前記刺激は、4つの離散した電気パルスを含む四連電気刺激であり、
前記プロセッサは、
前記四連電気刺激の前記4つの離散した電気パルスのそれぞれに対する機械的応答について、前記複数の機械的センサのうちの1つからの前記筋音図出力信号を監視し、
前記監視された筋音図出力信号から、前記4つの離散した電気パルスの第4のパルスに応答した前記筋音図出力信号の振幅と、前記4つの離散した電気パルスの第1のパルスに応答した前記筋音図出力信号の振幅との比である四連反応比を計算し、
前記四連反応比が所定の閾値を下回る場合、神経筋ブロックの存在を示す警告を提供する、
ように更に構成されている、請求項15に記載のセンシングデバイス。 - 前記刺激は最大上刺激である、請求項15に記載のセンシングデバイス。
- 前記プロセッサは、
前記付与された最大上刺激に応答して、筋肉の前記機械的応答を表す筋音図出力信号を受信し、
前記付与された最大上刺激に応答して、前記筋肉の前記機械的応答の大きさの関数として、前記筋音図出力信号のうちの1つ以上をスケーリングする、
ように動作可能である、請求項17に記載のセンシングデバイス。
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