JPWO2020092764A5

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Info

Publication number: JPWO2020092764A5
Application number: JP2021548564A
Authority: JP
Publication date: 2022-07-14

Claims

哺乳動物対象の生理学的パラメータを測定するためのセンサネットワークであって：
互いに時間同期された複数の空間的に分離されたセンサシステムであって、前記複数の空間的に分離されたセンサシステムの各々は、前記哺乳動物対象のそれぞれの位置に取り付けられ、少なくとも1つの生理学的パラメータを測定するためのセンサ部材と、前記センサ部材からデータを受信し、前記受信したデータを処理するために前記センサ部材に結合されたマイクロプロセッサを有するシステムオンチップ(SoC)と、無線データ送信及び無線電力ハーベスティングのために前記SoCに結合されたトランシーバとを備える、複数の空間的に分離されたセンサシステムと；
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムとの間でデータを無線送信するために、前記複数の空間的に分離されたセンサシステムと無線通信するように適合されたマイクロコントローラユニット(MCU)と；を含み、
各2つの隣接するセンサシステムは、最小距離と最大距離との間で調整可能なそれぞれの距離によって空間的に分離される、センサネットワーク。
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムは、前記哺乳動物対象の中心領域に取り付けられるように構成された第1のセンサシステムと、前記哺乳動物対象の先端領域に取り付けられるように構成された第2のセンサシステムとを備え、前記中心領域は、前記哺乳動物対象の胸部領域、胸骨上切痕領域を含む頸部領域、及び額領域又は大泉門領域を含む頭部領域のうちの1つ又は複数を含み、前記先端領域は、前記哺乳動物対象の四肢領域、足領域、手領域、足指爪領域、及び指爪領域のうちの1つ又は複数を含む、請求項1に記載のセンサネットワーク。
前記第1のセンサシステムの前記センサ部材は、心電図(ECG)生成のために互いに空間的に離れた少なくとも2つの電極を備える、及び／又は
前記第2のセンサシステムの前記センサ部材は、センサフットプリント内に配置された光源及び光検出器を備えるフォトプレチスモグラム(PPG)センサを備える、請求項2に記載のセンサネットワーク。
前記センサ部材が：
位置及び動きのうちの少なくとも1つを測定するための加速度計と；
動き、力、角速度、及び向きのうちの少なくとも1つを測定するための慣性測定ユニット(IMU)と；
温度を測定するための温度センサと；のうちの1つ又は複数をさらに備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
前記加速度計又は前記IMUは、心理心電図(SCG)及び呼吸数のうちの少なくとも1つを測定するために使用される、及び／又は
前記加速度計又は前記IMUは、モーションアーチファクトモジュールと共に使用されて、バイタルサインをモーションアーチファクトの対象として識別し、モーションアーチファクトを修正する、請求項4に記載のセンサネットワーク。
前記センサ部材は、ECGセンサ、EKGセンサ、パルスオキシメータセンサ、温度センサ、血圧センサ、加速度計、又は音響センサのうちの1つ又は複数を備える、請求項1から3のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
前記生理学的パラメータは、1回拍出量及び駆出率を含む心臓活動、酸素化レベル、温度、皮膚温度差、体動、体位、呼吸パラメータ、血圧、泣き時間、泣き頻度、嚥下回数、嚥下頻度、胸壁変位、心音、体幹位置、非同期四肢運動、発話、並びに生体力学的摂動のうちの1つ以上を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
前記MCUは：
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムから前記生理学的パラメータの測定データを受信して処理するステップと；
前記生理学的パラメータの前記処理されたデータを患者データベース、クラウドサーバ、及びモバイルデバイスのうちの少なくとも1つに送信するステップと；
少なくとも1つのバイタルサインに関連する1つ又は複数の重要なパラメータを連続的にマルチモーダル監視するステップと；センサ異常信号出力状態が発生したときを施術者又は介護者に通知するステップと；
前記重要なパラメータのうちの1つ又は複数が所定の範囲外であるアラームバイタルサイン読み取り条件が発生したときにアラームを生成し、前記アラームを施術者又は介護者に通知するステップと；のうちの少なくとも1つの機能を実行するように構成され、
前記1つ又は複数の重要なパラメータは、心臓パラメータ、脳活動、温度、体動、呼吸パラメータ、酸素化、発声パラメータ、嚥下パラメータ、並びに血圧及び血流のうちの1つ又は複数である、請求項1から7のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
前記MCUは：
心拍数、心拍変動、呼吸数、呼吸努力、及び泣き時間を含む前記生理学的パラメータに基づいて、前記哺乳動物対象の身体の疼痛を評価し、前記疼痛が評価される場所を施術者又は介護者に通知するステップと；
前記身体の様々な位置に配置された前記センサシステムのパルスオキシメータによって測定された末梢酸素飽和度(SpO₂)から導出された位置特異的パルスオキシメトリに基づいて、前記哺乳動物対象の局所血液灌流を評価するステップと；
呼吸数の突然の減少又は停止と、それに続く心拍数の代償的な増加及びSpO₂の減少との場合の無呼吸事象を検出し、前記無呼吸事象が発生したときに施術者又は介護者に通知し、センサシステム自体を振動させて、その位置を変化させるか又は睡眠から覚醒するように哺乳動物対象をトリガするステップと；
異なる位置に配置された前記複数の空間的に分離されたセンサシステムによって測定された前記生理学的パラメータに基づいて解剖学的病理の位置を特定するステップと；のうちの少なくとも1つの機能をさらに実行するように構成された、請求項1から8のいずれか1項に記載のセンサネットワーク。
前記MCUは、前記生理学的パラメータのリアルタイム表示、前記生理学的パラメータの記録、及びアラームのうちの少なくとも1つのためのモバイルデバイスを備え、
前記モバイルデバイスは、前記複数の空間的に分離されたセンサシステムと双方向無線通信する、及び／又は
前記モバイルデバイスは、患者データベースと無線通信する、及び／又は
前記モバイルデバイスは、前記複数の生理学的パラメータを表示するためのグラフィカルユーザインターフェースを有するハンドヘルドデバイス又はポータブルデバイスである、請求項1から9のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
前記センサシステムに無線で電力供給するための電源ユニットをさらに備える、請求項1から10のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
外部電源なしで少なくとも24時間無線で動作可能である、請求項11に記載のセンサネットワーク。
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムのうちの少なくとも1つは、所定のトリガ信号が検出されると、前記哺乳動物対象に刺激を提供するための力を生成するように構成される、アクチュエータをさらに備え、
前記アクチュエータが、電気機械モータ、ヒータ、及び電気刺激器のうちの1つ又は複数であり、
前記刺激が、前記哺乳動物対象を鎮静させるための穏やかな振動を含む、請求項1から12のいずれか1項に記載のセンサネットワーク。
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムの各々は：
前記センサ部材、前記SoC、及び前記トランシーバを含む複数の電子部品に電気的に接続する複数の可撓性かつ伸縮性の相互接続部と；
組織に面する表面及び環境に面する表面を形成するために、前記電子部品及び前記複数の可撓性かつ伸縮性の相互接続部を取り囲むエラストマー封止層であって、前記組織に面する表面が、前記哺乳動物対象の皮膚表面に適合するように構成される、エラストマー封止層と、をさらに備える、請求項1から13のいずれか一項に記載のセンサネットワーク。
前記トランシーバは、単一リンクを通して同時無線データ送信及び無線電力ハーベスティングを可能にするように構成される磁気ループアンテナを備える、請求項14に記載のセンサネットワーク。
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムの各々の前記電子部品は、前記センサシステムに電力を提供するためのバッテリをさらに備え、前記エラストマー封止層は、使用中に前記バッテリを前記哺乳動物対象から電気的に絶縁するように構成され、
前記バッテリが、無線再充電によって動作可能に再充電される再充電可能バッテリであり、
前記封止層が難燃性材料を備える、請求項15に記載のセンサネットワーク。
前記複数の空間的に分離されたセンサシステムの各々の前記電子部品は、バッテリ爆発を回避するための短絡保護部品又はバッテリ回路である故障防止要素をさらに備える、請求項16に記載のセンサネットワーク。