KR20150119913A - 개인 건강 자료 수집 - Google Patents
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- Optical Measuring Cells (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
환자의 혈압(BP)의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 개인 휴대용 모니터(PHHM)가 개시되어 있는데, 신호 획득 장치는 개인용 휴대용 연산장치(PHHCD)와 통합된다. 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 및 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함한다. 혈액 유동 폐색수단은 PHHM의 외면의 적어도 일부를 포함하고, 여기에서 압력은 압력센서에 넣어진 유연하고 필수적으로 압축 불가능한 겔에 의해서 감지된다. 압력센서는 PHHCD의 프로세서로 전기신호들을 제공하기에 적합하다.
Description
본 발명은 개인 건강 자료의 수집을 위한 수단에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용자의 건강과 관련된 매개변수의 하나 또는 그 이상의 측정값들을 얻기 위해서 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 개인 휴대용 모니터(이하 "PHHM")에 관한 것이다.
일 양태에 있어서, 신호 획득 장치는 개인 휴대용 연산장치(이하, "PHHCD")와 통합된다. 그러한 PMMH은 주로 소비자들에 의해서 사용되도록 의도된 것이다. PHHM은 신호 획득 장치로부터 수신된 신호를 조절하고 분석하기 위해서 PHHCD의 프로세서를 사용한다. 본 발명은 또한 그러한 PHHCD와 통합되기에 적합한 신호 획득 장치에 관한 것이다.
다른 양태에 있어서, PHHM은 일반적인 용도의 전용 연산장치와 통합된다. 그러한 PHHM은 의료전문가에 의해서 사용하도록 주로 의도된 독립형 장치이다.
본 발명은 또한 PHHM을 작동시키고 신호 획득 장치에 의해서 획득된 신호들을 취급하기 위한 장치에 관한 것이다. 본 발명은 인터넷을 통해서 PHHM에 의해 획득된 신호들을 분석, 저장 및 전달하거나 또는 그러한 신호들로부터 얻은 자료가 제공되는 이용을 조절하기 위한 장치에 관한 것이다.
셀폰(휴대폰으로서 또한 공지된 것)은 일상생활의 일부이다. 선진국에서 대다수 성인들은 셀폰을 갖고 있다. 셀폰의 사용은 개발 도상국들이 케이블을 설치할 필요없이 통신 시스템을 발전시킬 수 있게 하므로, 그러한 나라들에서 더욱 보급이 확대되고 있다. 헬스케어분야에서 셀폰들을 사용하기 위한 다양한 제안들이 있어왔다. 그러나, 모든 그러한 제안들은 결점을 갖고 있다.
2011년 4월 21자 Leslie, I 등의 "Mobile Communications for medical care", Final Report는 셀폰 네트워크들이 국부적인 측정장치들로부터 얻어진 "활력 징후"와 다른 자료를 중앙 자료 수집 및 처리 컴퓨터로 전달함으로써 선진국, 저소득 국가 및 신흥국가들에서 건강관리를 할 수 있게 만들 결정적 기여를 확인한 캠브리지대학의 주요 연구를 개시하고 있다. 2개의 별개 산업용 커뮤니티들이 확인되었는데, 이들은 셀폰들을 제작하는 사람들과 의료장치를 제작하는 사람들이다.
2010년 1월 Ladeira D 등의 "Strategic Applications Agenda Version 3", Working Group on Leading Edge Applications, www.emobility.eu.org은 네트워크 건강관리의 폭넓은 영향을 고려하고 "스마트폰은 측정장치들로부터 자동으로 그리고 무선으로 측정결과들을 수집할 수 있고 수집된 자료를 추가적인 분석을 위해 의사에게 균일하게 전달할 수 있다"라고 서술한 e-모빌리티(mobility) 연구이다.
2010년 9월 PricewaterhouseCoopers' Health Research Institute의 "Healthcare unwired - new business models delivering care anywhere"은 의료계의 관점과 의료 비지니스모델에 미치는 영향을 고려하고 정보통신에 대한 폭넓은 접근에 의해서 주어지는 기회들을 다른 연구이다.
2009년 애플사는 의료장치들과 의사들 및 다른 사람들을 연결하는 정보통신 체인의 일부로서 자사의 iPhone®을 사용하고자 하는 점증하는 수요를 확인한 바 있다(http://medicalconnectivity.com/2009/03/19/apple-targets-health-care-with-iphone-30-os/ 참조).
이 레포트들은 현존하는 의료장치들 및 현존하는 셀폰 기술의 사용을 기초로 하고 있고 그러므로 의료 장치 산업 및 셀폰 산업의 존재를 필요로 한다.
태블릿 컴퓨터들 및 휴대용 개인 컴퓨터들은 PHHCD로서 사용하기에 충분할 정도로 소형화된다. 많은 그러한 장치들은 WiFi 또는 무선전화 연결과 같은 정보통신 설비들을 또한 포함한다.
개인 디지털 보조장치들("PDAs")이 또한 널리 알려져 있고 이것은 사용자로 하여금 개인 자료를 저장 및 검색할 수 있게 하기 위한 프로세서를 포함한다.
휴대형 게임 콘솔들이 또한 널리 알려져 있고 이것은 사용자가 콘솔을 작동시켜서 게임을 플레이할 수 있도록 사용된다.
콘솔에 있는 다양한 센서들로부터 신호들을 얻어서 게임 디스플레이의 분석 및 제어를 위한 원격 스테이션으로 전송하는 프로세서를 포함한다.
휴대형 장치들은 텔레비젼 및 다른 국내 전자제품들을 제어하기 위해서 자주 사용된다. 그러한 휴대형 장치들은 사용자의 동작을 탐지하여 해당 전자제품으로 통신하기 위한 전자부품들을 포함한다.
사람들이 그들의 건강을 좀더 잘 조절할 수 있도록 하는 것이 중요하다는 인식이 확산되고 있다. 인터넷은 광범위한 의료 및 진단 정보에 대한 접근을 가능하게 하여 환자들로 하여금 그들의 담당의사들과 보다 효과적으로 소통하게 할 수 있으나, 개인적인 측정값들의 직접적인 이용은 적었다. 예를 들면, 스마트폰이나 태블릿 컴퓨터들에서 구동하는 23,000개의 의료용 앱들은 센서들로부터 얻은 자료중 단지 159개만을 사용하는 것으로 밝혀졌다(Walsh, Medtech Summit, Dublin 2013). 정확하고 여유롭게 사용하기가 쉽고 쉽게 응용할 수 있는 측정장치들이 부족하다. 맥박수, 혈압(이하, "BP"), 체온, PHHCD들을 사용한 혈중 산소농도와 호흡률과 같은 활력 징후의 측정치들의 효과적인 통합은 상기 앱들의 가치 및 사람들이 그들의 건강을 유지할 수 있는 능력을 크게 향상시킨다.
혈압 측정
BP는 건강을 평가하기 위해서 전 세계에 걸쳐서 사용된 기초 진단기준이다.
최근 보고서(Smulyan H et al., "BP measurement: retrospective and prospective Views", American Journal of Hypertension, advance online publication 24th February, 2011; doi: 10.1038/ajh.2011.22)에는 "동맥 혈압(BP)의 측정은 정확성에 대해서 거의 질문이 없는 의료정보의 유서깊은 핵심이다"라는 말이 공개되어 있다. 기초 측정들은 확장기 BP (DBP), 펄스 사이클 동안에 관찰된 최저 혈압, 수축기 BP (SBP), 펄스 사이클 동안에 관찰된 최고 혈압이다.
동맥내로 측정장치를 삽입하지 않고 동맥 BP를 측정하기 위한 3가지 방법론이 있는데, 청진법, 오실로메트릭법 및 부피고정법이다. BP에서의 변화를 탐지하는 관련 측정법들이 존재하는데, 이것들은 각 사용자에 대한 보정을 필요로 한다.
Riva-Ricci 청진법
이 방법에 있어서, 동맥, 일반적으로 팔(상박) 동맥에서 혈류를 폐쇄하기 위해서 팽창가능한 커프스가 팽창된다. 그러면 커프스는 피가 다시 유동할 수 있게 천천히 수축된다. 수축과정 동안에 청진기를 사용하여 코로토코프음이 탐지되고, 이 음들의 발생은 커프스에 부착된 수은 혈압계에 의해서 나타나는 바와 같은 커프스에서의 압력과 상관된다. Smulyan (loc. cit.)은 침습 측정을 통한 청진측정들의 비교를 보고한 바 있다: "SBP에 대하여 1.3 내지 13.0 mm Hg 범위의 표분편차로 0.9 내지 12.3 mm Hg 범위의 5개 연구들에서 2개의 방법들 사이의 평균차이들(도 1 참조). DBP에 대하여, 1.1 내지 9.3 mm Hg 범위의 표분편차로 8.3 내지 18 mm Hg 범위의 평균차이들...부정확에 대한 이유들은 다수이고, 관찰자 에러와 방법론적 에러를 포함한다. 몇몇 공통의 관찰자 에러들은 숫자 선호도, 부주의, 너무 빠른 커프스 수축 및 청력 부족이다. 방법론적인 에러들은 펄스에서 맥박과 맥박 사이 변화가 존재하고 동시비교보다는 순차적인 경우에 측정을 위한 단일 맥박의 선택을 수반한다."
상기 방법은 다른 한계들을 갖는다: 압력을 측정하기 위해서 수은주를 사용하고 수은의 사용에 대한 강한 환경적 반대가 존재한다; 훈련된 의사가 필요하다; 커프스를 입는 것이 불편하고 시간이 소모된다; 그리고 측정들은 디지털방식으로 유용하지 않다.
자동 오실로메트릭법
이 방법에 있어서, 팽창가능한 커프스는 동맥, 일반적으로 팔이나 요골 (손목) 동맥에서의 혈액 유동을 폐쇄하기 위해서 팽창된다. 다음에는, 커프스는 혈액이 다시 유동할 수 있게 하기 위하여 천천히 수축된다. 수축과정 동안에 혈액의 유동은 펄스에 의해서 커프스 내로 토입된 작은 압력 요동을 관찰함으로써 탐지된다. Smulyan (loc. cit.)은 오실로메트릭 측정과 청진법의 비교를 보고한 바 있는데, 이것은 자동 장치에 대하여: "...자동 측정의 73, 87, 및 96%는 청진값들의 5, 10, 및 15 mm Hg 내에 있어야만 하고 오실로메트릭 SBP나 DBP를 구별하기 위한 표준화된 알고리즘은 존재하지 않는다. 각각의 장치 제조업자들은 BP 탐지를 위한 자체의 알고리즘을 갖고 있고, 모두는 독접적이어서 독립적인 연구에는 유용하지 않다...상기 측정과 관련된 문제점들은 불규칙한 심장 리듬, 커프스 수축율에서의 변화, 커프스 내의 공기의 체적, 및 BA의 압축성과 관련된 에러들을 포함한다."
이 방법은 불편한 커프스의 사용을 필요로 한다.
체적 고정법
이 방법은 동맥, 일반적으로 손가락 동맥을 펄스 사이클에 걸쳐서 일정한 단면적으로 고정하기 위해 팽창되는 팽창가능한 커프스를 또한 사용한다. 체적 고정법은 다른 두개의 방법보다 덜 수용되고 덜 알려져 있지만, 다른 두개의 방법보다 훨씬 정확하고 객관적이다. 체적 고정법에 따라서 작동하는 Finapres® 장치에 대한 Imholz 등의 검증에 의해(Cardiovascular Research 38 [1998] 605-616) 다음을 발견하였다: "많은 논문들은 동맥내의 또는 비침슴성 간헐적인 BP 측정과 비교한 상기 장치의 정확성에 대해 보고하였다. 우리는 43개의 그러한 논문들의 결과를 편집하였고 -48 내지 30 mmHg, -20 내지 18 mmHg, 및 -13 내지 25 mmHg의 순서로 수축과 확장 그리고 평균 정확성을 발견하였다...우리는 Finapres의 정확도와 정밀도가 BP에서의 변화들의 신뢰성 있는 추적을 위해서 충분하다는 결론을 내렸다. 진단 정확도는 교정 측정들의 임상적 응용을 통해서 달성될 것이다."
이 방법의 추가적인 발전이 이루어지고 있고, 그것의 정확도는 다른 2개의 방법론들에 대한 가능한 대안으로서는 아직 아니지만 개선되었다. 체적 고정법은 다른 두 방법보다 기술적으로 훨씬 복잡하기 때문에 부분적인 대안이 될 것이다.
비교 측정
절대값을 제공하기 위해서 다른 두 방법들 중 하나에 의해서 교정(및 때때로는 빈번한 재교정)이 필요한 BP에서의 변화들을 탐지하는 여러 방법들이 존재한다. 이것들은 압평 안압계 및 펄스파 속도의 측정을 포함한다. 체적 고정법은 이 카테고리 내에 해당하게 될 것이다.
WO2013/001265
WO2013/001265에는 사용자의 건강과 관련된 매개변수의 측정을 이끌어내기 위해서 사용될 수 있는 신호들을 얻기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM을 개시하고 있는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합된다.
WO2013/001265의 PHHM은 보통의 성인이 PHHM을 고정하기 위해 한 손을 사용하고 자료를 획득하기 위해 다른 손을 사용하는 것에 의해서 쉽게 조종될 수 있는 크기와 하중을 가져야만 한다. 바람직하게는, PHHCD는 WiFi 또는 무선 전화 연결과 같은 정보통신 설비들을 포함한다.
WO2013/001265와 본 명세서에서 "통합된"은 신호 획득 장치와 PHHCD가 단일의 물리적인 유닛을 형성하고 여기에서 신호 획득 장치와 PHHCD는 이동했을 때 고정된 관계로 유지된다. 모든 전기적 연결이 PHHM 내에 제공된다.
획득된 신호들은 아날로그나 디지털이고, 만일 아날로그라면, PHHCD의 프로세서에 의한 후속 분석 또는 PHHCD가 내부 또는 다른 자료 통신수단을 사용하여 통신하는 원격 자료 처리 설비에 의한 분석을 위해서 디지털 형태로 변환될 것이다.
WO2013/001265의 신호 획득 장치가 통합된 PHHCD는 셀폰, 테블릿 컴퓨터, PDA, 게임 콘솔 또는 보통의 성인이 고정하기 위해 한 손을 사용하고 자료를 획득하기 위해 다른 손을 사용하는 것에 의해서 쉽게 조종될 수 있는 다른 연산장치가 될 것이다.
WO2013/001265의 설명은 사용자로 하여금 PHHM을 사용하여 단독으로 개인 건강 자료의 측정치를 얻을 수 있게 하는 PHHM을 창조하기 위해서 새로운 입증된 기술적인 원리들을 새로운 실행과 결합시킴에 의해서 의료기술을 PHHCD 기술과 합병시키는 것을 개시하고 있다. 만일 필요하다면, 사용자는 그러한 측정들을 다른 사람들과 교환할 수 있다.
WO2013/001265의 PHHM의 사용은 신호 획득 장치가 PHHCD와 통합되었기 때문에 위에서 언급한 연구들에서 개시한 장치들의 사용을 능가하는 상당한 개선을 이루었다. 신호 획득 장치는 그것의 이동성을 줄임이 없이 PHHCD와 충분히 통합될 수 있을 만큼 소형이어야 하며 그것의 디스플레이 및 배터리와 같이 PHHCD의 기초설비의 사용을 가능하게 하므로, 저소득국가 및 신흥국가에 있는 대부분의 사용자들에게는 너무 비싸고 심지어 선진국에서도 꺼려지는 많은 수의 공지된 의료장치들에 비해서 상당히 저렴하다. 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합된 신호 획득 장치가 유비쿼터스화되고 사용자에게 개인화될 수 있는 수준으로 크기와 비용을 줄이기 위해 마이크로-전자 기술을 활용한다.
바람직하게는, WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 사용자 신체의 한 부분 또는 그 이상의 부분들과 접촉하거나 매우 근접해 있는 동안에 신호들을 획득하기에 적합하다. 특히, 신호 획득 장치는 그것의 적어도 일부가 다음:
·하나 또는 그 이상의 사용자 손가락, 특히 하나 또는 그 이상의 손가락;
·경동맥 근처의 피부;
·바람직하게는 심장에 가까운 사용자의 가슴; 및/또는
·사용자의 귀나 입의 내부; 와 접촉하는 동안에 신호들을 획득하기에 적합하다:
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 개인 건강과 관련하여 유용한 매개변수의 측정을 이끌어내도록 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 하나 또는 그 이상의 센서들을 포함한다. 바람직하게는, 하나 또는 그 이상의 센서들은 BP, 펄스파 속도, BP 파형, 온도, 혈중 산소 부분압, 심전도, 심박수 및/또는 호흡률과 연관된 신호들을 획득하기 위한 것이다. 신호 획득 장치는 상기한 매개변수들 중 하나이상의 측정값들을 얻을 수 있는 신호들을 획득하기 위한 센서들을 포함할 것이다. 신호 획득 장치는 예를 들어 혈압측정법, 광혈류측정 중 하나 또는 그 이상을 사용하는 BP 측정 및 펄스파 속도의 측정이 유도될 수 있는 것으로부터 신호들을 획득하기 위한 하나 또는 그 이상의 센서들을 바람직하게 포함한다.
WO2013/001265의 PHHM은 다음의 센서들 및 수단중 하나 또는 그 이상을 포함할 것이다. 이러한 센서들 및 수단들의 특별히 언급된 조합이 하기에서 설명된다.
온도 센서
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 PHHCD의 프로세서에 의해서 얻어질 수 있는 국부적인 체온의 측정(즉, 센서가 신체에 적용되는 위치 근처에서의 온도)으로부터 신호들을 획득하기 위한 온도센서를 포함한다. 바람직하게는, 신호 획득 장치는 프로세서에 의해서 얻어질 수 있는 주위온도의 측정으로부터 신호들을 획득하기 위한 센서를 또한 포함한다. 이것은 국부적인 온도와 연결하여 사용되는 것과 동일한 센서가 되거나 또는 별개의 센서가 될 수 있다. 바람직하게는, 프로세서는 온도센서에 의해서 획득된 신호들로부터 사용자의 심부온도를 얻기에 적합하다.
잘 알려진 바와 같이, 표면의 온도는 표면으로부터 방출되는 열 복사의 측정에 의해서 산정될 수 있다. 통상적인 체온에 대하여 복사는 원적외선 파장들에서 집중된다. 이것은 볼로미터에 의해서 탐지될 것이며, 타겟은 입사 방사선에 의해서 가열되고 그것의 온도는 그것의 저항에서의 변화를 탐지하거나 또는 열전쌍, 서미스터, 또는 다른 유사한 장치를 사용하여 간접적으로 측정된다. 시각장은 렌즈나 윈도에 의해서 한정될 것이다. 온도센서는 이러한 기술을 사용하여 현존 의료장치들에서와 같이 이마에 있는 측두부 동맥이나 귀의 내부로부터 방출되는 방사선을 수용하기에 적합할 것이다.
온도센서는 사용자가 전화를 하든지 안하든지 사용자의 귀의 온도를 감지할 수 있도록 하기 위하여 바람직하게 위치한다. 이와는 달리, 온도센서는 BP의 측정과 같이 PHHM에 의해서 이루어지는 다른 측정이 수행되는 신체 부분의 표면온도를 측정할 수 있게 위치할 것이다.
이와는 달리, 온도센서는 사용자가 PHHM을 조작하여 온도센서의 방향을 조절할 수 있게 하고 그에 따라 신체부분 또는 예를 들어 사용자 의복의 아이템과 같은 선택된 다른 아이템을 감지할 수 있도록 위치할 것이다. PHHM의 프로세서는 이 경우에 있어서 주위온도의 신호표시를 얻고 및/또는 체온과 주위온도를 나타내는 신호들이 얻어지게 사용자로 하여금 PHHM을 배향하도록 명령을 제공하기에 적합하다.
신호 획득 장치는 다른 위치들에서 온도를 감지하기 위한 하나 이상의 센서를 포함할 것이다.
온도센서는 다른 아이템들, 예를 들면 음식, 가정의 가열장치나 와인과 같은 다른 아이템들의 온도를 측정하기 위해서 사용될 것이다.
전기 센서
심장은 심전도(ECG)의 기초가 되는 피부에서 탐지될 수 있는 전기신호들에 의해서 기동된다. 이것의 단순 버전은 신체의 2개 별도 부분들 사이의 전위차를 측정함으로써 전기신호가 심박 발생을 개시하는 때를 탐지할 수 있다. 적절한 전자 처리를 통해서, 각각의 개시신호의 발생 시기는 수 밀리초 내에서 측정될 수 있다.
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 서로 전기적으로 절연되고 사용자 신체의 2개의 다른 부분들에 의해서 접촉될 수 있는 2개의 전극들을 포함하는 전기센서를 포함할 것이다. 바람직하게는, 2개의 전극들은 사용자의 각각의 손으로부터 하나의 손가락에 의해서 접촉될 수 있다. 바람직하게는, 전기 센서의 전극들중 하나는 혈류 폐색수단(하기 참조)과 연관된다. 다른 전극은 PHHM의 별개 부품에 위치할 것이다.
바람직하게는, 혈류 폐색수단은 마이크로-피라미드의 배열과 같은 양호한 전기적 연결을 제공하는 표면을 갖도록 구성된다. 바람직하게는, 전기센서에 의해서 얻어지는 신호는 2개의 신체 부분들 사이의 전위차와 연관된 2개의 전극들 사이의 전위차 측정이다. 바람직하게는, PHHCD의 프로세서는 전기센서로부터 얻은 신호들을 증폭하기에 적합하고, 만일 필요한 경우, 증폭 전, 증폭하는 동안 혹은 그 후에 신호들을 필터링하기에 적합하다. 프로세서에 의해서 생성되는 증폭되고 필터링된 신호는 일반적으로 첨부도면들에서 도 1에 도시된 형태를 가지며, 여기에서 x축은 시간을 나타내고 y축은 전위차를 나타낸다. 도 1의 화살표는 전기신호가 심장수축을 개시하도록 심장을 자극하는 때를 나타낸다.
혈류 폐색수단
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 사용자 신체의 일부를 통한 혈액의 유동을 제한하거나 완벽하게 차단하기 위한 혈류 폐색수단, 및 상기 혈류 폐색수단으로 혹은 이것에 의해서 적용된 압력을 결정하기 위한 압력센서를 포함할 것이다.
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 발가락이나 손가락, 바람직하게는 손가락과 같은 신체부분에 대하여 가압하여 사용될 수 있는 혈류 폐색수단을 바람직하게 포함하며, 여기에서 신체부분을 통한 동맥 혈액 유동은 신체부분의 단지 일측에 또는 그 역으로 발휘되는 압력에 의해서 영향을 받는다.
폐색의 정도는 오실로메트릭법에 의해서 또는 하기에서 설명하는 바와 같은 혈액 광센서로부터 전달되는 신호들의 분석에 의해서 탐지될 것이다.
혈액 유동 폐색수단은 신체부분에 대하여 가압되는 버튼으로 이루어질 것이다. 바람직하게는, 버튼은 판의 나머지와는 독립적으로 이동하고 힘 센서에 연결된 판의 영역이다. 힘 센서는 버튼에 작용한 힘을 측정하기에 적합하지만, 버튼이 이동하는 거리는 최소화한다. 통상적으로, 판은 유사한 면적의 비원형 버튼이나 통상적으로 3 내지 5mm 직경의 원형버튼을 구비한 10mm×20mm이다. 바람직하게는, 신체부분의 힘을 받는 경우에 버튼이 이동하는 거리는 단지 0.1mm에 지나지 않는다.
신체부분에 대하여 버튼을 가압하면 신체부분 내에 압력이 생성된다. 버튼과 접촉하는 신체부분은 신체부분 내의 압력에 버튼의 영역을 면적을 곱한것과 대략적으로 같은 힘으로 버튼을 가압한다. 면적을 측정함으로써, PHHM은 신체부분 내의 압력의 정확한 측정을 가능하게 할 수 있다.
신호 획득 장치는 별도의 힘 센서에 각각 연결되는 다수의 버튼들을 포함할 것이다.
혈류기능검사(PPG)용 혈액 광센서
PPG를 사용하는 펄스 산소농도계들이 1980년대부터 시판되어 왔다. 이것들은 동맥 혈액에서 산화의 정도를 측정하는데 사용된다. 적색광 및 적외선은 신체부분을 향하여 전달된다. 적외선은 비산화 혈액에 의한것 보다는 산화된 혈액에 의해서 보다 강하게 흡수되고; 적색광은 산화된 혈액보다는 비산화 혈액에 의해서 보다 강하게 흡수된다. 심장수축기 동안에 적외선 흡수에서의 변화는 산화된 혈액 양의 측정이다. 심장수축기들 사이에서 적색광 흡수의 수준은 조사될 혈액의 전체양의 측정이고 보정을 위해서 사용된다.
유용한 펄스 산소농도계들은 다른 측정장치와 협동하여 작업할 수 없는 독립형 장치이고 배터리 및 디스플레이와 같은 필수적인 측정 기초부품 모두를 포함하여야 하는 문제점이 있다. 펄스 산소농도계는 상기 기초부품들의 비용과 체적을 공유하고 이와 동시에 다른 양태들과 협업할 수 있도록 하여 사용자에게 보다 유용한 정보를 제공하기 위해서 WO2013/001265의 PHHM의 다른 양태들과 통합될 것이다.
바람직하게는, WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 PPG 센서를 포함한다. 이것은 하나 또는 그 이상의 광센서를 사용한다. 광센서(들)은 전달 또는 산란 측정을 위해서 배열된다. 전달모드에 있어서, 광센서는 신체부분을 통해서 빛을 전달하도록 배열된 하나 또는 그 이상의 광자방출기 및 그 신체부분을 통해서 상기 광자방출기로부터 전달된 빛을 탐지하도록 배열된 하나 또는 그 이상의 광검출기를 포함한다. 산란모드에 있어서, 광센서는 신체부분 쪽으로 빛을 전달하도록 배열된 하나 또는 그 이상의 광자방출기 및 상기 신체부분에 의해서 산란된 광자방출기(들)로부터 방출된 빛을 탐지하도록 배열된 하나 또는 그 이상의 광검출기를 포함한다. 바람직하게는, 산란모드에 있어서, 광검출기(들)는 광자방출기(들)에 근접하여 배열된다.
바람직하게는, 각 경우에 있어서, 광센서(들)은 둘 또는 그 이상의 파장의 빛을 방출하고 탐지하기에 적합하다. 2개의 선택된 다른 파장의 빛을 방출하기에 적합한 단일의 다중화 광자방출기 또는 선택된 다른 파장의 빛을 방출하기에 각각 적합한 적어도 2개의 광자방출기들이 존재할 것이다. 광자방출기들의 각각의 대안으로, 하나의 대안에 있어서, 선택된 파장의 빛을 탐지할 수 있는 단일의 다중화 광검출기가 존재한다. 다른 대안에 있어서, 선택된 다른 파장의 빛을 탐지하기에 각각 접합한 둘 또는 그 이상의 광검출기가 존재한다.
바람직하게는, 산소제거된 혈액에 의해서 보다는 산화된 혈액에 의해서 빛이 보다 강하게 흡수되게 파장들 중 하나가 선택된다. 적당한 파장은 940nm이다. 산화된 혈액에 의해서 보다는 산소제거된 혈액에 의해서 빛이 보다 강하게 흡수되게 다른 파장이 선택된다. 적당한 파장은 660nm이다.
바람직하게는, 신호 획득 장치는 광자방출기(들)로부터 나오는 빛이 없는 경우에 광검출기들로부터 나오는 신호를 획득하기에 적합하다. 이것은 처음에 얻은 신호들 및 만약 사용되면 2차 파장(들)의 추가 보정을 가능하게 한다.
첨부도면들에서 도 2는 산화된 혈액 신호(상부 라인), 산소제거된 혈액 신호(중간 라인) 및 주위 빛 신호(바닥 라인)에서의 변화를 개략적으로 나타낸다.
음향 센서
WO2013/001265 의 PHHM는 심박에 의해서 생성된 소리들과 관련된 신호들을 얻기 위해서 음향 센서를 포함할 것이다. 음향 센서는 별도의 마이크로폰, 수진기 또는 진동센서가 될 수 있거나 또는 표준 셀폰이나 음성수신을 위한 태블릿 컴퓨터에 제공된 마이크로폰이 될 수 있거나 또는 동맥 폐색 동안에 신체부분에서의 압력을 측정하는데 사용된 힘이나 압력 센서가 될 수 있다. 바람직하게는, PHHM의 프로세서는 심박 시간을 결정하기 위해서 음향 센서에 의해서 얻은 신호들을 처리하기에 적합하다.
첨부된 도면들에서 도 3은 음향 센서에 의해서 얻어지는 심박의 "lub-dub" 비트의 통상적인 파형을 나타낸다. 2개의 연속적인 펄스들이 도시되어 있다. 그 신호는 첨부도면들에서 도 4에 도시된 형태의 진폭의 엔벨로피(envelope) 내에서의 오디오 신호로 구성된다.
이동 센서
WO2013/001265의 PHHM은 신호 획득 장치가 위치하는 사용자 신체 부분의 위치를 탐지하기에 적합한 이동 센서를 또한 포함한다. 바람직하게는, PHHM의 프로세서는 BP 측정의 보정을 가능하게 하기 위하여 압력센서로부터 송출되는 신호를 상기 이송센서로부터 송출되는 신호와 상관시키기에 적합하다. 바람직하게는, PHHM의 프로세서는 신체부분을 이동시키기 위해서 사용자에게 청각적으로 또는 시각적으로 명령을 내려서 그러한 보정이 수행될 수 있도록 하기에 적합하다. 이동 센서는 PHHCD의 현존 부품이 될 것이다. PHHCD의 가속이나 진폭을 갖는 압력변화로 인한 관성력을 탐지하게 된다.
초음파 센서
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 동맥의 단면 이미지를 형성하고 및/또는 동맥 내의 유동 속도를 측정하기 위해서 도플러 간섭법을 사용하기 위한 초음파 센서를 포함한다. 상기 초음파 센서는 배열을 형성하는 개별적인 요소들의 세트로 구성될 것이다.
개인 자료 입력수단
바람직하게는, WO2013/001265의 PHHM은 개인 자료 입력수단을 포함하고, 다른 개인자료를 저장하기에 적합하다. 개인 자료 입력수단은 바람직하게는 키패드 또는 터치스크린이고 바람직하게는 PHHCD의 보통 키패드 또는 터치스크린이다. 이들 수단에 의해서 들어갈 수 있는 자료는, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 높이, 하중, 손목 둘레, 손가락 직경 및 나이를 포함할 것이다.
추가 센서들 및 수단들
WO2013/001265의 PHHM은 사용자 신체에 전기신호를 인가하고 이 신호들에 반응하여 생성된 신호들을 탐지하기 위한, 예를 들면 신체 질량 인덱스와 같은 신체특성들을 측정하기 위한 수단을 또한 포함한다.
WO2013/001265의 PHHM은 사용자의 지문을 취하는 것과 같이 사용자의 신분을 확인할 수 있는 신호들을 획득하기에 적합한 센서를 포함할 것이다. 이것은 사용자의 건강과 관련하여 얻은 측정값들이 사용자에게 직접적으로 연관될 수 있도록 보장할 수 있게 만든다. 그와 같은 신분확인 센서는 혈액 유동 폐색수단과 연관되거나 또는 전기센서의 전극과 연관될 것이다. 측정된 의료 지표들이 식별된 사용자 이외에 다른 사람의 신분을 나타내는 것을 거의 불가능하게 하는 방식으로 신분확인 센서를 위치시킬 수 있다.
자료 분석
WO2013/001265의 PHHM의 센서들 및 수단들은 다양한 건강관련 자료의 획득을 가능하게 하기 위하여 다양한 조합으로 사용될 것이다. PHHM은 하나 또는 그 이상의 온도센서, 전기센서, 혈액 유동 폐색수단, PPG를 위한 혈액 광센서, 음향센서, 이동센서, 초음파센서를 포함할 것이며, 바람직하게는 이들 중 적어도 처음 4개를 포함한다. 센서와 수단의 바람직한 조합들이 이러한 조합들을 사용하여 얻어지는 건강관련 자료의 표시와 함께 본 명세서의 끝부분에 제공된 테이블에 발표된다. 그러나, 다른 조합들이 추가적인 건강관련 자료를 제공하기 위해서 사용될 수 있으며, WO2013/001265은 본 명세서의 끝부분에 제공된 표에 발표한 조합들로 제한되는 것은 아니다.
WO2013/001265의 PHHM에 포함된 센서들과 수단들의 일부 또는 모두로부터 그리고 PHHCD의 일부가될 다른 센서들로부터 신호들의 조합과 관련한 알고리즘들은 얻어진 신호들을 건강관련자료로 변환하거나 또는 수축기 BP 및 확장기 BP와 같은 추론된 의료용 표시기들("활력 징후들")의 정확성을 개선하기 위해서 사용될 것이다. 동맥 벽 강도 및 펄스 부정맥과 같이 덜 알려져 있지만 의사들이 알고 있는 다른 의료용 표시기들이 또한 추출된다. 이러한 모델들의 일부 또는 전부는 소프트웨어로서 코드화되고, PHHM 또는 신호들의 처리를 위한 원격 컴퓨터에 로드될 수 있다.
바람직하게는, WO2013/001265의 PHHM의 프로세서는 사용자가 PHHM을 최적으로 사용할 수 있게 하기 위하여 사용자에게 청각적 또는 시각적인 명령들을 제공하기에 적합하다. 이 경우에 있어서, 상기 프로세서는 명령들이 상호작용하고 상기 신호 획득 장치로부터 수신한 신호들을 기초하여 신호 획득 장치가 최적위치에 있는지 올바르게 사용되고 있는지 여부를 결정하도록 사용될 수 있게 채택되는 것이 바람직하다.
상기 프로세서는 건강 자료의 양호한 표시를 제공하기 위해서 다수의 측정치들을 취하고 그 모든 측정치들을 상관시키도록 채택되는 것이 바람직하다.
체온
심부온도 측정의 정확성은 예를 들면 PHHM이 사용자의 귀에 대하여 설치되고 센서가 따뜻한 장소를 향할 수 있게 이동되는 경우와 같이 최대 온도 판독을 제공하기 위해서 사용자에게 PHHM을 움직이도록 명령을 내리기 위해서 청각적 또는 시각적 피드백을 제공하기 위해 WO2013/001265의 PHHM의 프로세서를 채택함으로써 개선될 수 있다.
바람직하게는, 온도 세서는 PHHM에 위치하고 그래서 PHHM은 귀와 같이 온도가 측정된 신체부분을 커버할 수 있다. 이 경우에 있어서, 사용시에, PHHM의 존재로 인하여 초안이 제외되었기 때문에 온도는 심부온도로 증가할 것이다. 온도 센서는 스피커 또는 PHHCD에서 음의 재생시키도록 사용된 다른 장치와 병치되거나 함께 결합된다.
바람직하게는, 상기 프로세서는 측정된 온도를 몇 초 정도의 기간 동안에 기록하고 예상 평형온도를 추정하도록 수학적 모델을 사용하기에 적합하다.
PHHM의 프로세서는 사용자의 심부 체온 측정을 제공하기 위해서 온도센서로부터 송출된 신호들을 분석하도록 채택될 것이다. 프로세서는 심부 온도에서의 트렌드를 확인하고 진단값의 다른 파생 정보를 확인하기 위한 분석을 수행하기에 적합할 것이다.
맥박수
각 펄스의 시간은 심장 수축기의 개시를 나타내는 전기신호로부터, 그리고 폐색수단에서 압력 또는 힘 센서에 작용하는 압력에 의해서 그리고 만약 존재하는 경우에 광학 센서 및/또는 음향 센서에 의해서 탐지된 흡수 피크에 의해서 나타내어지는 상기 장치가 가압되는 신체부분에서 수축기 펄스의 도착시간으로부터 결정될 것이다.
그러한 센서들의 각각으로부터 얻어진 모든 자료와 양립하는 평균 맥박수는 WO2013/001265의 PHHM의 프로세서가 운용하도록 채택하는 최적의 수학적 알고리즘에 의해서 발견된다. 이것은 가중치를 고려한 간단한 최소 제곱법 차이 계산이 되거나 또는 베이스 평가자 또는 가장 가능한 추정치를 발견하기 위한 다른 최적화 기술을 사용할 것이다.
펄스 부정맥
부정맥은 펄스들 사이의 간격 변이를 언급하는데 사용되는 용어이다. 그러한 변화들의 패턴들은 가치있는 진단도구이다.
그 변이들은 평균 맥박수를 발견하기 위해서 사용되는 바와 같이 최적의 수학적 알고리즘을 다시 임의로 사용하여 같은 자료로부터 얻어질 것이다.
혈압
BP는 4가지 다른 타입의 증거, 펄스파 속도, 펄스 볼륨, 동맥 폐색과 맥박수로부터 얻은 자료를 결합하여 추정될 것이다. 동맥 폐색은 압력센서와 혈액센서로부터 얻은 고주파 신호로부터 2개의 다른 측정치들로부터 얻어진다. 사용자의 키, 몸무게, 나이, 성별과 같은 외부자료가 또한 활용된다. BP의 가장 신뢰할만한 추정치를 얻기 위해서 베이지안 추정과 같은 최적의 수학적 알고리즘을 사용하여 결합될 5개의 별도 측정치들 및 다수의 자료가 존재한다.
결과로서 얻은 값들은 측정이 이루어지는 신체부분의 위치에서 수축기 BP와 확장기 BP이다. 다른 진단정보는 추가적인 수학적 모델에 의해서 상기 신호들로부터 추출될 것이다. 예를 들면, 분석은 종래의 커프스-기초 혈압계에 의한 측정치들과의 직접적인 비교를 허용하기 위해서 상박과 같은 신체의 다른 지점에서 BP를 계산할 것이다. 대동맥에서의 압력과 동맥 강성을 또한 계산하게 된다.
WO2013/001265의 PHHM는 테스트할 동맥을 탐지하기 위해서 추가적인 온도센서를 포함할 것이다.
혈압 측정
BP의 측정들 각각은 다음과 같이 설명된다.
펄스파 속도
펄스파 속도(PWV)는 펄스파 천이시간(PWTT)으로부터 얻어질 것이다.
BP를 측정하기 위한 PWV의 사용은 Padilla et al. (Padilla J et al., "펄스 Wave Velocity and digital volume 펄스 as indirect estimators of BP: pilot study on healthy volunteers" Cardiovasc. Eng. (2009) 9: 104-112)에 상세히 설명되어 있는데, 이것은 1995년부터 유사한 주제로 초기 작업을 참고하였고 2000년에 BP의 측정을 위해서 특별히 사용된다. 이 기술은 1999년 2월 2일자로 허여된 미국특허 제 5,865,755 호에 개시되어 있다. 이것은 동맥들을 따라 이동하는 혈액 펄스의 속도가 동맥 BP의 함수인 것을 관찰하는 것에 의존한다.
바람직하게는, WO2013/001265의 PHHM의 프로세서는 전기센서와 PPG 센서로부터 얻은 신호들로부터 PWV의 측정치를 얻기에 적합하다. 프로세서는 펄스가 측정지점에 도달하는 때를 나타내는 산소화된 신호에서 피크의 발생시간을 결정하기 위해서 광센서로부터 송출된 신호를 처리하기 위해 심장수축기(심박)가 개시되는 때의 표시를 제공하기 위해서 전기센서로부터 송출된 신호를 처리하기에 적합하다. 이것들 사이의 인터벌은 심장으로부터 측정지점(PWTT)으로 이동하기 위해 펄스를 위해 취해진 시간의 측정이다. 프로세서는 손목이나 손의 끝에서의 측정을 위해 통상적으로 300ms인 인터벌과 관련하여 BP를 결정하기에 적합하다.
바람직하게는, WO2013/001265의 PHHMM의 프로세서는 PWV를 측정하기 위해서 정보의 2개의 추가적인 것들; 심장에 의한 심장수축기의 개시와 전기 개시신호 사이의 시간지연; 및 심장과 측정지점 사이에서 경로의 길이를 사용하기에 적합하다.
바람직하게는, 프로세서는 엔벨로피를 추출하고 심장수축기의 초기를 나타내는 지점을 확인하기 위해서 임계 세트를 자동적으로 사용하기 위해서 음향 신호를 분석하기에 적합하다. 실제로, 이것은 첨부도면들에서 도 4에 도시된 바와 같이 배경으로부터 피크로의 변화의 한정된 부분이 될 수 있으며, 여기에서 수직 화살표들은 심장이 생리적인 전기 개시신호에 반응하여 심장수축기를 개시하는 때를 나타낸다. 이것은 통상적으로 전기개시 신호가 인가된 후 수십 밀리초이다. 이와는 달리, 프로세서는 보다 강건한 측정을 만들기 위해서 곡선을 파형에 부합시키기에 적합하다.
이와는 달리, 시간지연은 경동맥 및 손가락과 같은 신체의 2개 다른 부분들에 대한 PWTT를 측정함으로써 추정된다. 시간지연은 심장으로부터 신체의 2개 다른 부분들로의 경로 길이의 통상적인 비율에 대한 인지로부터 발견될 수 있다.
바람직하게는, PHHM은 비휘발성 메모리에 시간지연을 저장하기에 적합하다. 이것은 측정시에 자동적으로 저장되거나, 사용자가 키패트나 터치스크린, 바람직하게는 보통의 키패드나 PHHCD의 터치스크린을 사용하여 입력함으로써 메모리 내로 입력된다.
바람직하게는, PHHM은 심장과 측정지점 사이에서 경로의 길이와 관련된 값을 비휘발성 메모리에 저장하기에 적합하다. 이것은 키패드나 터치스크린을 사용하는 사용자 입력에 의해서 메모리 내로 입력된다. 입력된 값은 길이의 정확한 측정이 되거나 또는 사용자 키와 같은 실제적인 길이에 대략적으로 비례하는 값이 될 것이다.
펄스 볼륨
펄스 볼륨은 WO2013/001265의 PHHM의 혈액 광센서(PPG)로부터 얻어진다. BP를 측정하기 위한 PPG의 사용은 the IEEE EMBS, Cancun, Mexico, September 17-21, 2003에서 X. F. Teng and Y. T. Zhang에 의해 보고된 바 있다. 기본적인 기술은 1992년 8월 25일자로 허여된 미합중국 특허 제 5,140,990 호의 주제이다. 심장수축기 동안 적외선 흡수의 변화는 조사되는 동맥의 볼륨에서의 변화(동맥 내의 압력에 관련됨)의 측정이다.
피크하에 전체 영역의 분석과 같이 심장수축기 동안에 흡수 피크의 형상의 분석으로부터 추가자료를 얻을 수 있다.
바람직하게는, 산소화된 혈액의 신호에 대하여, PHHM의 프로세서는 피크하의 영역으로부터와 같이 곡선의 형상, 절반 높이에서 그것의 폭 및 쇼율더의 높이와 폭으로부터 직접 및 반사된 압력파의 상대 진폭 및 타이밍과 같은 혈액유동의 특성들을 얻기에 적합하다. 임의적으로, WO2013/001265의 PHHM의 프로세서는 신체부분에 대한 조사 및 위치에서 변수의 영향들을 줄이기 위해서 이들의 비율을 계산하기에 적합하다. 이 비율은 혈액 유동의 특성들을 특징짓도록 사용될 것이다.
PHHM의 프로세서는 측정의 지점에서 수축기와 확장기 BP의 직접적인 측정치를 제공하기 위해서 PPG센서로부터 송출된 신호들을 분석하기에 바람직하게 적합하다.
동맥 폐색
동맥 폐색은 100년 이상 사용되어온 BP 측정을 위한 원숙한 기술이다.
가변적인 외부압력이 동맥이 지나가는 신체부분 주위의 커프스에 적용된다. 압력은 동맥의 단면적을 감소시키고 심장수축기 동안에 혈액의 유동을 제한한다.
동맥 폐색은 신체부분을 둘러싸는 커프스를 이용하여 편리하게 유도되고, 모든 혈액유동이 멈추는 때의 압력으로 팽창되고 다음에 압력은 천천히 이완된다. 수축기 BP는 유동을 완벽하게 폐색하는 최초 압력을 발견함으로써 측정된다. 확장기 BP은 어떤 폐색도 야기하지 않는 최대압력을 발견함으로써 측정된다. 그 유동은 전통적으로 혈액 유동의 소리(Korotkoff sounds; 코로토코프 음)을 듣기 위해서 청진기를 사용하여 숙련된 의사에 의해서 탐지된다.
자동적인 혈압계는 유동에 의해서 야기된 커프스에서 압력의 요동을 탐지하거나(오실로메트릭법, 예를 들어 the Freescale Application Note AN1571, "Digital BP Meter" 참고) 또는 피부의 작은 움직임을 광학적으로 감지하여 유동을 탐지한다. 이러한 요동의 크기는 폐색의 정도의 표시기이다. 아주 최근에, PPG는 동맥 폐색을 펄스 볼륨의 측정과 결합함으로써 사용된다(Reisner et al, "Utility of the Photoplethysmogram in Circulatory Monitoring" Anesthesiology 2008; 108:950 - 8 참고).
WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치는 소정의 혈액 유동 폐색수단을 사용한다. 수축기압력과 확장기 압력을 결정하기 위해서 펄스 볼륨의 측정치와 압력 요동치의 어느 것 또는 모두를 이용할 것이다.
통상적인 동맥 폐색과는 달리, 유동은 알려진 수학 방정식에 맞추어진 자료와 순서로 압력들의 범위하에서 탐지될 것이다. WO2013/001265의 PHHM의 프로세서는 상기 수학 방정식에 잘 맞도록 제공된 충분히 넓은 범위의 압력을 커버하도록 신체부분에 적용된 힘을 변화시키기 위해서 사용자에게 청각적 또는 시각적 명령들을 인가하기에 적합하다. 예를 들면, 만약 사용자가 심장 수축기 동안에 혈관을 완벽하게 폐색하도록 혈액 유동 폐색수단에 대하여 충분히 강하게 가압하지 않으면, 장치는 사용자로 하여금 폐색수단을 더 강하게 가압하도록(또는 그 역으로) 명령을 인가하게 프로그램되고 그래서 필요한 자료를 얻을 수 있다.
이 능력은 폐색수단에 적용된 압력이 충분히 임의적인 것이 될 수 있게 한다. BP 모니터링을 수행하는데 있어서, 사용자는 혈액 유동 폐색수단에 의해서 또는 혈액 유동 폐색수단으로 가해진 압력을 임의적인 방식으로 변화시킬 것이다. 그러나, 혈액 유동센서로부터 얻은 자료는 유량과 압력 사이의 알려진 이론적인 관계(예를 들어, the model shown on page 954 of Reisner (loc. cit) 참고)에 대하여 측정된 자료를 맞추도록 혈액 유동 폐색수단의 압력센서로부터 송출된 신호와 상관될 수 있다.
맥박수
맥박수는 별도로 측정되고 BP의 표시기로서 사용될 수 있다. Al Jaafreh ("New model to estimate mean BP by heart rate with stroke volume changing influence", Proc 28th IEEE EMBS Annual Intnl Conf 2006)는 "(맥박수(HR)와 평균 BP(MBP) 사이의 관계는 비선형이다(The relationship between heart rate (HR) and mean BP (MBP) is nonlinear)"라고 결론을 내렸다. 이 논문은 어떻게 스트로크 볼륨에 대한 허용량이 비선형의 일부를 보상할 수 있는지를 보여준다. 스트로크 볼륨은 별도로 측정되고(하기 참조) 개인 자료가 또한 사용될 것이다.
다른 측정들
혈액 산소
WO2013/001265의 PHHM의 혈액 광센서는 혈액 산소 수준을 측정하기 위해서 PPG를 이용할 수 있다. 적어도 4개의 변수들이 측정된 흡수선으로부터 2개의 파장으로 얻어질 것이다. 이것들은 심장수축기와 심장수축기들 사이에서 각각의 파장으로 탐지 신호의 진폭들이 존재한다. 도 2에 도시된 화살표는 이들로부터 얻어진 값들, 심장수축기에서 산소화된 혈액신호에서의 변화에 대응하는 피크의 높이 중 하나를 나타낸다. 이러한 4개의 값들은 혈액의 산화를 측정하기 위해 분석될 것이다(예를 들어 Azmal et al, "Continuous Measurement of Oxygen Saturation Level using Photoplethysmography signal", Intl, Conf. on Biomedical and Pharmaceutical Engineering 2006, 504-7 참고).
펄스파 속도
펄스파 천이시간은 위에서 밝힌 바와 같이 측정되어 펄스파 속도의 측정치로 변환된다. 특히 WO2013/001265의 PHHM의 신호 획득 장치로부터 얻을 수 있는 다른 자료 모두를 특히 고려할 때, 이 정보는 숙련된 의사에게 직접적인 진단값으로 제공된다.
호흡 주기
호흡주기의 상태는 WO2013/001265의 PHHM에 의해서 측정 가능한 다수의 데이터 세트들로부터 탐지될 것이다.
·맥박수(전기 센서 및 혈액 광센서에 의해서 측정됨, 상기 참조);
·평균 BP(상기 참조); 및
·수축기 펄스의 진폭(PPG에 의해서 측정됨, 상기 참조).
이러한 측정들 모두의 결과들은 호흡 주기의 진폭과 위상의 가장 신뢰할만한 분석을 얻기 위해서 베이지안 추정(Bayesian estimator)과 같은 최적화 수학적 알고리즘을 사용하여 결합될 것이다.
혈액 유량/심박 스트로크 체적
각각의 펄스시 심장에 의해서 펌핑되는 체적은 통상적으로 초음파 스캔을 사용하여 측정된다. 대동맥의 단면적은 이미지 및 도플러 이동에 의한 유량으로부터 측정된다. 이것은 원숙하고 저렴한 기술이지만 단지 의사의 사무실에서만 유용하다.
초음파가 쉽게 상용화되기 전에, 피가 신체 주위를 순환하는데 소요되는 시간을 측정하기 위해서 편리한 거의 비침습성 기술이 사용되었다. 이것은 각 펄스에서 펌핑되는 볼륨 및 맥박수에 관련된다. 이 기술은 팔의 정맥에 주입되는 강한 테스트용 무해 화학약품을 사용하였고, 이것이 환자의 혀에 도달하여 맛을 보기 전의 시간을 측정하였다.
WO2013/001265의 PHHM은 호흡 주기를 교란함으로써 유사한 측정이 이루어질 수 있도록 하기에 적합할 수 있다. PHHCD는 그/그녀의 숨을 참도록 사용자에게 명령하기에 적합하다. 폐에 있는 산소의 수준이 떨어지기 시작하고 폐에 있는 혈액의 산소화가 저하된다. 일단 이 피가 측정이 이루어지는 신체 지점에 도달하면, 혈액 산소 수준은 떨어지는 것으로 나타나게 된다. 경로 길이에 대하여 추정되거나 입력된 자료와 결합하는 경우에 시간간격은 유동 속도의 측정치이다. 그러면, PHHCD는 사용자로 하여금 다시 숨을 쉬도록 명령하고 혈액 산소 수준이 다시 상승하기 시작하는데 걸리는 시간이 또한 측정될 것이다.
원격 자료 처리
WO2013/001265의 PHHM은 외부 자료 처리없이 위에서 언급한 "활력 징후"의 어느것 또는 어느 조합 또는 모두의 측정치들을 얻고 디스플레이할 수 있다. 추가적인 특징들 및 개선된 정확도는 인터넷, 셀룰러폰 네트워크 또는 다른 통신수단을 통해서 연결하기 위한 PHHCD의 통신능력을 이용하여 외부 자료 처리에 의해서 제공될 것이다.
바람직하게는, WO2013/001265의 각각의 PHHM은 고유의 불변한 전자적으로 판독가능한 식별자를 갖는다. 이것은 제조과정 또는 테스트과정 동안에 제공될 것이다. 또한, 각각이 PHHM은 그 장치에 대하여 고유한 방식으로 측정 자료를 암호화하기 위한 회로를 포함한다.
WO2013/001265의 PHHM의 PHHCD는 PHHM이 먼저 사용되는 경우에 고유한 식별자를 판독하고, 인터넷에 의해서 원격 보안자료 서비스(RSDS)로 식별자를 전송한다. RSDS는 PHHM으로부터 자료를 추출하기 위해 필수적인 소프트웨어, 보정 자료 및 해독 키를 PHHCD로 다운로드한다. 이것은 신호 획득 장치의 적정 보정을 보장하고 설치 및 PHHCD 내로 PHHM의 최종 테스트에 필요한 시간을 최소화하는 보다 신뢰성 있는 방식이다. PHHCD는 예를 들어 시각적 디스플레이 또는 청각적 수단을 거쳐서 측정 자료를 사용자에게 직접적으로 통신하도록 바람직하게 추후 프로그램된다. 바람직하게는, 통신은 시각적 디스플레이를 거쳐서 이루어진다. 만약 원한다면, 프로세서는 프로그램되고 따라서 디스플레이는 측정된 매개변수(들) 뿐만아니라 측정된 매개변수(들)에서의 트렌드를 나타낸다.
임의적으로, 소프트웨어는 시간제한적이고 사용자로 하여금 고정된 시간의 경과후에 RSDS로 재확인하도록 하는 것이 필요하다. 임의적으로, 사용자는 기능의 일부 또는 전부를 활성화될 수 있도록 하기 위하여 라이센스 비용을 지불하는 것이 요구된다.
이와는 달리, 암호해독 키와 보정자료는 RSDS에 의해서 보유하게될 것이다. PHHCD는 PHHM으로부터 얻은 암호화된 원 자료를 분석을 위해서 RSDS로 전달한다. 그러면, RSDS는 추가적인 처리를 위해서 암호해독하고 보정된 자료를 리턴하고 사용자에게 디스플레이한다.
RSDS는 큰 정확성을 얻기 위해서 또는 후속 진단 또는 지표 자료를 얻기 위해서 측정된 자료의 후속 처리를 수행할 것이다. 이들 자료는 사용자에게 디스플레이 하기 위하여 PHHCD로 전달될 것이다.
PHHCD는 얻은 신호들을, 예를 들어 보다 정확한 분석을 제공하거나 또는 그 분석의 결과들이 자동적으로 혹은 숙련된 의사에 의해서 해석되도록 하기 위하여 얻은 신호들이나 측정치들이 원격으로 처리될, 예를 들어 사용자의 임상의, 건강 케어 제공자 또는 보험회사의 컴퓨터 시스템으로 원격위치로 전송하기 위해서 RSDS에 의해서 또한 프로그래밍될 것이다. 만약 프로세서가 또한 프로그래밍되면, 상기한 바와 같이 그러한 분석의 결과들을 수신하여 그 결과들을 사용자에게 디스플레이 하기에 적합하다.
WO2013/001265의 PHHM의 PHHCD는 PHHM으로부터 제공된 자료에 대하여 제 3의 애플리케이션(통상적으로 "앱"으로 알려져 있음) 접근을 허용하기 위해서 RSDS에 의해 또한 프로그래밍될 것이다. 그러한 허용을 위해서는 라이센스 비용의 지불이 이루어지거나 그 앱이 관련 규제위원회에 의해서 승인되는 과정을 거쳐야 한다.
WO2013/001265의 PHHM의 PHHCD는 동작을 위한 보통의 범위 또는 추천과 같은 얻은 측정치들과 관ㄹ현된 정보를 제공하도록 또한 프로그래밍될 수 있다.
RSDS는 PHHM으로부터 얻은 많은 측정치들을 저장하고 트렌드와 사용자에게 제공된 다른 정보를 분석하기 위해 서비스를 제공할 수 있다. 이것은 자료에서 상당한 변화가 일어날 때 자동적인 경고 서비스와 링크될 것이다. 또한, 신호 또는 측정치들은 익명화될 수 있고 WO2013/001265의 PHHM의 그룹들이나 모두로부터 모아져서 리서치 목적으로 사용될 수 있다.
물리적 구성
위에서 언급한 바와 같은 다수의 다른 센서들 및 수단이 WO2013/001265의 PHHM 내로 통합될 수 있다. 이들은 개별적으로 통합되거나 또는 둘 또는 그 이상의 센서들과 조합하여 통합될 수 있다. 예를 들면, 혈액 유동 폐색수단에 의해서 가해지거나 여기에 발휘되는 압력을 측정하기 위한 센서, 압력이 가해지는 신체부분에서 혈액유동을 측정하기 위한 광센서 및 맥박수을 측정하기 위한 전기센서의 조합은 PB를 결정하기 위해서 보다 정확한 자료를 제공하기에 특히 유용하다. 바람직하게는, WO2013/001265의 PHHM는 하나 또는 그 이상의 주문형 집적회로(ASIC), 하나 또는 그 이상의 마이크로 엔지니어링 측정 시스템(MEMS) 및/또는 광자방출기들 및/또는 광검출기들을 통합한다. 이것들은 단일 패키지에 별도의 실리콘장치로서 통합되거나 또는 바람직하게는 이들중 일부 혹은 전부는 하나 또는 그 이상의 실리콘 장치에 통합될 것이다. 그러한 통합은 감소된 비용, 개선된 신뢰성, 감소된 크기와 질량 그리고 감소된 전력소비를 포함한 여러 잇점들을 제공하게될 것이다.
바람직하게는, WO2013/001265 의 PHHM은 보정 및 자동을 위한 PHHCD의 다른 능력을 활용한다.
본 발명은 사용자의 건강과 관련된 매개변수의 하나 또는 그 이상의 측정값들을 얻기 위해서 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 개인 휴대용 모니터(이하 "PHHM")를 제공한다.
본 발명의 많은 실시 예들은 첨부도면들을 참조하여 단지 예로서 설명될 것이다. 다음의 설명은 순수하게 설명을 목적으로 제공된 것이며 본 발명의 영역은 이러한 설명으로 제한되지 않고 본 발명의 영역은 첨부된 특허청구범위에 나타나 있음을 명백하게 이해하게 될 것이다. 첨부도면에서 :
도 1은 전기센서에 의해서 얻어진 일반적인 증폭 및 필터링된 신호를 나타내고;
도 2는 PPG센서로부터 얻은 산소화된 혈액신호(상부 라인), 탈산소화된 혈액신호(중간 라인) 및 주위 빛 신호(바닥 라인)에서의 변화를 개략적으로 나타내며;
도 3은 음향 센서에 의해서 얻은 심장의 "lub-dub" 비트의 통상적인 신호 파형을 나타내고,
도 4는 도 3의 음향신호로부터 얻은 엔벨로피(envelope)를 나타내며;
도 5 및 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 PHHM을 나타내고;
도 7은 여기에서 설명한 바와 같이 혈액 폐색수단의 일부로서 유용한 안장모양의 표면을 나타내며;
도 8 및 9는 광자방출기들 및/또는 광검출기들의 가능한 구성들을 나타내고;
도 10은 동적 압력장치를 나타내며;
도 11은 환자의 눈에 대한 PHHCD의 높이를 측정하기 위한 기하학을 나타내고;
도 12는 광학적 압력 및 전기센서들에 의해서 생성된 통상적인 신호들을 나타내며;
도 13은 도 12에 나타낸 전기신호들로부터 얻은 BP 측정치를 나타내고;
도 14는 외부 적용 압력(EAP)의 다양한 값들에서 도 13의 곡선에서
확장기로부터 수축기로 동맥 압력의 범위를 나타내며;
도 15은 이론적인 동맥 광학/압력 곡선(AOPC)을 나타내고;
도 16은 측정된 AOPC를 나타내며;
도 17은 측정된 광학 신호와 비교한 재구성된 동맥 압력파를 나타내고;
도 18은 본 발명에 따라서 작동하기에 적합한 셀폰을 나타내며;
도 19는 본 발명에 따른 PHHM의 일 실시 예의 스케치를 나타내고;
도 20은 환자가 컴퓨터 포인팅 장치("마우스")를 고정시키는 방식을 나타내며;
도 21은 환자의 손가락과 컴퓨터 포인팅장치의 단면도를 나타내고;
도 22는 그 안에 통합된 PHHM의 부품들을 갖는 모듈을 나타내며;
도 23은 도 22에 도시된 것과 유사한 모듈의 다른 형상을 나타내고;
그리고 도 24는 PHHCD 내에 통합된 PHHM의 요소들을 포함하는 모듈을 나타낸다.
도 1은 전기센서에 의해서 얻어진 일반적인 증폭 및 필터링된 신호를 나타내고;
도 2는 PPG센서로부터 얻은 산소화된 혈액신호(상부 라인), 탈산소화된 혈액신호(중간 라인) 및 주위 빛 신호(바닥 라인)에서의 변화를 개략적으로 나타내며;
도 3은 음향 센서에 의해서 얻은 심장의 "lub-dub" 비트의 통상적인 신호 파형을 나타내고,
도 4는 도 3의 음향신호로부터 얻은 엔벨로피(envelope)를 나타내며;
도 5 및 6은 본 발명의 실시 예들에 따른 PHHM을 나타내고;
도 7은 여기에서 설명한 바와 같이 혈액 폐색수단의 일부로서 유용한 안장모양의 표면을 나타내며;
도 8 및 9는 광자방출기들 및/또는 광검출기들의 가능한 구성들을 나타내고;
도 10은 동적 압력장치를 나타내며;
도 11은 환자의 눈에 대한 PHHCD의 높이를 측정하기 위한 기하학을 나타내고;
도 12는 광학적 압력 및 전기센서들에 의해서 생성된 통상적인 신호들을 나타내며;
도 13은 도 12에 나타낸 전기신호들로부터 얻은 BP 측정치를 나타내고;
도 14는 외부 적용 압력(EAP)의 다양한 값들에서 도 13의 곡선에서
확장기로부터 수축기로 동맥 압력의 범위를 나타내며;
도 15은 이론적인 동맥 광학/압력 곡선(AOPC)을 나타내고;
도 16은 측정된 AOPC를 나타내며;
도 17은 측정된 광학 신호와 비교한 재구성된 동맥 압력파를 나타내고;
도 18은 본 발명에 따라서 작동하기에 적합한 셀폰을 나타내며;
도 19는 본 발명에 따른 PHHM의 일 실시 예의 스케치를 나타내고;
도 20은 환자가 컴퓨터 포인팅 장치("마우스")를 고정시키는 방식을 나타내며;
도 21은 환자의 손가락과 컴퓨터 포인팅장치의 단면도를 나타내고;
도 22는 그 안에 통합된 PHHM의 부품들을 갖는 모듈을 나타내며;
도 23은 도 22에 도시된 것과 유사한 모듈의 다른 형상을 나타내고;
그리고 도 24는 PHHCD 내에 통합된 PHHM의 요소들을 포함하는 모듈을 나타낸다.
본 발명은 WO2013/001265에 개시된 PHHM의 양태들을 능가하는 상당한 개선들을 제공한다. 본 발명의 PHHM은 종래 방법들의 약점을 해소한다; 이것은 객관적이고, 정확하고, 반복가능하고 절대적이고 정확한 결과들을 제공한다; 이것은 독성있는 물질들을 사용하지 않는다; 이것은 전문가 훈련없이도 쉽게 사용할 수 있다; 그리고 단지 저렴하고 간단하며 신뢰성있는 기술만을 이용한다.
WO2013/001265에 개시된 본 발명은 종래 기술보다 많은 발전이 있었으나 여전히 한계를 갖고 있다. 이 출원은 여기에서 설명한 PHHM에 대하여 몇가지 향상 및 개선점들을 개시하고 있다. 그것의 유용성, 비용, 효과 및/또는 PHHCD와의 용이한 통합을 개선할 수 있다.
본 발명의 몇몇 양태들이 있다. 편의상, 이것들은 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백하게 별도로 설명되고 unified 장치를 창조하도록 협동하여 사용될 것이며, 다양한 양태들은 자료를 공유하고 및/또는 그들의 상호 성능을 향상시키고 및/또는 비용과 복잡성을 줄이도록 협동적으로 작용한다. 하기에서 설명할 본 발명의 양태들은 특히 본 명세서의 끝부분에서 표에 발표한 목적을 위해서 둘 또는 그 이상의 양태들의 조합으로 함께 사용될 수 있고, WO2013/001265과 연결하여 위에서 설명한 특징들과 조합하여 사용될 것이다.
편의상, 여기에서 설명한 상세한 설명은 신체부분을 손가락으로서 설명하고 있지만, 상기 장치는 다른 신체부분에 적용될 수 있음을 해당 기술분야의 숙련된 당업자에게 명백할 것이다.
제 1 양태
제 1 양태에 있어서, 본 발명은 WO2013/001265에서 정의된 바와 같은 PHHM에 관한 것이고, 앞서 설명한 바와 같이 BP가 측정되는 환자 또는 환자의 BP를 측정하고자 하는 의사와 같은 사용자에 의해서 환자의 신체부분에 적용될 수 있고, PHHCD는 PHHM이 추가되는 휴대폰과 같은 몇몇 다른 기능을 갖는 것보다는 PHHM을 위한 처리수단을 제공하도록 주로 의도된다.
이것은 전용 연산 모듈로서 언급된다. PHHM은 컴퓨터에 또한 연결된다. PHHM이나 모듈의 요소들은 집적되어 그 목적을 위해서 특별히 설계된 장치에 통합될 것이다.
일 실시 예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이, 신호 획득 장치는 51로 나타나 있다. 도 5의 PHHM은 케이블(52)에 의해서 컴퓨터에 연결된다. 도 5의 PHHM은 블루투스와 같은 무선수단에 의해서 컴퓨터에 대안적으로 연결된다.
도 5의 PHHM은 자료입력수단 및 터치스크린으로서 결합될 디스플레이(도 5에는 도시되지 않음)을 또한 구비하는데, 이것들은 사용자(환자나 건강 케어 전문가)와 통신하도록 사용되며 사용자에 의해서 PHHM을 활성화하도록 사용되고 개인 식별 번호와 같은 개인 자료나 식별자료를 입력하기 위해서 사용된다.
첨부된 도면들에서 도 6에 3개의 도면으로 도시된 다른 형태에 있어서, PHHM은 손에 맞추어지도록 인체공학적으로 만곡된다. 신호 획득 장치의 개방된 표면(61)과 상부 형상(62)은 그것을 따라서 손가락을 안락하게 고정하도록 설계된다.
제 2 양태
제 2 양태에 있어서, 본 발명은 WO2013/001265에서 정의된 바와 같은 PHHM에 관한 것으로서 위에서 발표한 바와 같이 사용자의 건강과 관련된 매개변수의 측정치를 얻기 위해서 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하며, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 사용자의 신체 중 다른 부분들과 접촉할 수 있고 서로 전기적으로 절연된 적어도 3개의 전극들을 구비한 전기센서를 포함한다. 바람직하게는, 2개의 전극들은 사용자의 각 손으로부터 하나의 손가락에 의해서 접촉될 수 있고 3번째 전극은 손으로 접촉할 수 있다. 바람직하게는, 전기센서의 전극들 중 하나는 WO2013/001265와 연결하여 위에서 언급한 바와 같이 또는 본 발명과 연결하여 하기에서 설명하는 바와 같이 혈액 유동 폐색수단과 연관된다. 다른 전극들이 PHHM의 별도 부품상에 위치할 것이다. 바람직하게는, 상기 전극들은 마이크로-피라미드의 배열 또는 은/염화은과 같은 물질과 같은 양호한 전기연결을 제공하는 표면을 갖도록 구성된다.
바람직하게는, 전기 센서에 의해서 획득되는 신호는 바람직하게는 손가락으로 접촉하는 2개의 전극들 사이의 전위차의 측정치이고, 2개의 다른 신체부분들 사이의 전위차와 관련된다. 제 3 전극은 접지기준을 제공하도록 사용된다. 바람직하게는, PHHCD의 프로세서는 전기 센서로부터 송출된 신호들을 증폭하기에 적합하고, 필요한 경우 증폭과정 전, 그 동안 또는 그 후에 신호들을 필터링하기에 적합하다.
프로세서에 의해서 생성된 증폭되고 필터링된 신호는 첨부도면들의 도 1에 도시된 형태를 일반적으로 갖게 되는데, 여기에서 x축은 시간을 나타내고 y축은 전위차를 나타낸다. 도 1의 화살표들은 심장 수축기를 개시하도록 전기신호가 심장을 자극하는 때를 나타낸다.
제 3 및 제 4 양태들
본 발명의 제 3 양태에 따르면, BP측정치를 제공하기에 적합한 PHHM이 제공되는데, 이것은 사용시 환자의 신체부분이 가압될 수 있거나 또는 사용시 환자의 신체부분에 대하여 가압될 수 있어서 상기 신체부분에서 동맥을 폐색하도록 환자 신체부분에 압력이 적용될 수 있는 개방된 표면의 형태로 혈액 유동 폐색수단을 포함하는 하우징;
상기 신체부분에서 상기 개방된 표면에 의해 발휘되거나 그 역으로 발휘된 압력과 관련한 전기신호를 제공하기 위해 상기 개방된 표면과 연관된 압력 센서;
사용시에 상기 개방된 표면에 의해서 폐색되는 동맥의 루미날 영역과 관련된 전기신호를 제공하기 위하여 상기 개방된 표면과 연관된 광학 센서; 및
환자의 수축기 혈압(SBP) 및/또는 확장기 혈압(DBP)의 측정치를 제공하기 위해서 상기 압력 센서 및 상기 광학 센서로부터 송출된 전기신호를 수신 및 분석하고 상기 장치를 제어하기 위한 처리수단을 포함한다.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, BP측정치를 제공하기에 적합한 PHHM이 제공되는데, 이것은 BP 측정치를 제공하기에 적합한 PHHM로서,
사용시 환자의 신체부분이 가압될 수 있거나 또는 사용시 환자의 신체부분에 대하여 가압될 수 있어서 상기 신체부분에서 동맥을 폐색하도록 환자 신체부분에 압력이 적용될 수 있는 개방된 표면의 형태로 혈액 유동 폐색수단을 포함하는 하우징;
상기 신체부분에서 상기 개방된 표면에 의해 발휘되거나 그 역으로 발휘된 압력과 관련한 전기신호를 제공하기 위해 상기 개방된 표면과 연관된 압력 센서; 및
환자의 수축기 혈압(SBP) 및/또는 확장기 혈압(DBP)의 측정치를 제공하기 위해서 상기 압력 측정수단으로부터 전기신호를 수신 및 분석하고 상기 장치를 제어하기 위한 처리수단;을 포함한다.
개방된 표면은 환자 신체의 일부에 압력을 가하기에 적당하거나 또는 그것에 가압된 환자 신체의 일부를 갖기에 적당하여야 한다. 그러므로 PHHM의 외면상에 위치한다. 만약 개방된 표면이 전용 모듈이면, 그 모듈이 PHHM의 나머지에 연결되는 경우에 PHHM의 외면인 모듈의 그 면에 위치한다. 바람직하게는, 상기 개방된 표면은 이것이 환자의 손가락과 상호작용할 수 있는 크기이다. 개방된 표면은 평평할 것이다. 그러나, 바람직하게는, 개방된 표면은 하우징의 일면에 있는 오목한 영역이다. 오목한 영역은 원형 단면이 될 것이다. 바람직하게는, 오목한 영역은 5 내지 15mm, 보다 바람직하게는 7 내지 13mm, 가장 바람직하게는 9 내지 11mm 범위의 반경, 및 5 내지 15 mm, 보다 바람직하게는 7 내지 13 mm, 가장 바람직하게는 9 내지 11mm 범위의 아치 길이를 갖는다. 바람직하게는, 개방된 표면은 안장형상이다. 즉, 일정한 반경의 중앙 부분을 가지며, 첨부도면들 중(하기 참조) 도 7에 도시된 바와 같이 중앙 부분으로부터 멀어지게 경사진 중앙부분의 각 측에 부분들을 갖는다.
본 발명의 제 3 양태 및 제 4 양태에 있어서, 전기신호가 환자의 심박을 개시하는 시간과 관련된 전기신호를 제공하기 위해서 PHHM은 WO2013/001265을 참조하여 또는 본 발명의 제 2 양태를 참조하여 위에서 설명한 바와 같은 전기센서를 또한 포함한다.
제 5, 제 6 및 제 7 양태들
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 5 내지 10mm의 길이와 5 내지 10mm의 폭을 갖는 대략적으로 직사각형 버튼이거나 또는 3 내지 5mm 직경의 원형 버튼이거나 또는 유사한 영역의 비원형 버튼인 혈액 유동 폐색수단을 포함한다.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 안장형상, 즉 첨부도면들에서 도 7에 도시된 형상과 유사한 형상을 갖는 PHHM의 외면의 적어도 일부인 버튼인 혈액 유동 폐색수단을 포함하며, 여기에서 상기 버튼은 주위 표면으로부터 물리적으로 분리된다. 도 7에서, 일 평면에 만곡된 표면(73)이 존재하고, 다른 평면에는 만곡된 측면들(72)을 갖는 중앙의 평평한 영역(71)이 존재한다.
바람직하게는, 상기 버튼은 오염물질들을 배척하기 위해서 얇은 연속적인 멤브레인에 의해서 덮힌다. 이 경우에 있어서, 바람직하게는, 버튼은 상기 표면의 나머지와 동일 평면에 위치한다. 그러나, 버튼은 안장형상 표면의 전체를 포함할 수도 있다. 바람직하게는, 안장형상 외면은 연속적이고 밀봉된다.
바람직하게는, 힘을 받는 신체부분에서 버튼이 이동하는 거리는 0.01mm 이하이다.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 상기 PHHCD의 프로세서로 전기신호들을 제공하기에 적합한 압력센서에 침지된 필수적으로 압축 불가능한 유체를 함유하는 밀봉된 용기인 혈액 유동 폐색수단을 포함한다. 유체는 준-고체 겔이거나 액체가 될 것이다. 압축 불가능한 유체는 폐색수단의 일부 또는 전부를 형성하는 유연한 멤브레인에 의해서 바람직하게 덮힌다.
바람직하게는, 프로세서는 도 1의 상부라인에 나타낸 파형과 통상적으로 유사한 형상의 전기신호로부터 파형을 추출하기에 적합하다.
제 8, 제 9 및 제 10 양태들
적외선은 산소화된 헤모글로빈에 의해서 우선적으로 흡수되고, 흡수된 양은 빛이 통과하는 동맥 혈액의 양에 대략적으로 비례한다. 주어진 길이의 동맥에 대하여, 동맥 혈액의 양은 동맥의 루미널 영역에 비례하고, 흡수신호는 루미널 영역에 대략적으로 비례한다.
동맥이 심장 수축기에 팽창하고 심장 확장기에 수축함에 따라서, 적외선의 흡수는 펄스에 따라서 변한다.
WO2013/001265의 장치에서 사용된 광학센서는 BP의 측정을 가능하게 하기 위해서 바람직하게는 적외선 범위에서 빛의 단지 1파장을 전달하는데 필요하다.
그러므로, 광학 센서는 단지 하나의 광자 방출기 및 단일의 광검출기를 포함할 것이다. 그러나, 광학 센서가 제 2 파장의 빛을 전달할 수 있도록 하는데 소요되는 추가적인 비용이 작으므로, 본 발명의 제 7 양태에 따르면, 광학 센서는 빛을 2개의 파장으로 전달할 수 있고, 그래서 혈액 산소의 추정은 BP의 측정과 동시에 이루어질 수 있다.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 처리수단은 압력센서로부터 수신한 신호들과 광학센서로부터 수신한 신호들을 상관시키기에 적합하고, 그래서 폐색수단과 상기 신체부분 사에서 발휘된 압력은 적용된 압력의 함수로서 각 펄스에서 동맥의 루미널 영역의 변화와 상관될 수 있다. 상관된 값들은 환자의 SBP 및/또는 DBP의 측정치를 제공하기 위해 곡선에 맞추어질 수 있다.
본 발명의 제 9 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 하나 또는 그 이상의 광센서를 포함하는 PPG센서를 포함하고, 여기에서 상기 광자방출기 또는 각각의 광자방출기 및/또는 상기 광검출기 또는 각각의 광검출기가 시야를 좁게 하기 위하여 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 구비한다.
본 발명의 제 10 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 둘 또는 그 이상의 광센서를 포함하는 PPG센서를 포함하고, 여기에서 2개의 광자방출기나 2개의 광검출기들은 2개의 다른 방향으로 방출된 빛이 탐지될 수 있게 배열되고, 상기 PHHCD의 프로세서는 사용자의 신체에서 혈관, 바람직하게는 동맥을 위치시키도록 각 방향으로부터 수신된 신호들을 처리하기에 적합하다. 첨부된 도면들의 도 8은 하나의 광검출기(80)와 2개의 광자방출기(81,82)를 구비한 배열을 나타낸다.
광자방출기들의 각각으로부터 수신된 신호들 사이의 차이는 그들에 대한 동맥의 변위를 나타낸다.
바람직하게는, PHHCD는 혈관, 바람직하게는 동맥에 대하여 광센서의 위치를 최적화시키기 위해서 사용자로 하여금 신체부분을 이동시키도록 시각적 또는 청각적 신호를 제공하기에 적합하다. 이와는 달리, PHHCD는 혈관이 광센서에 대하여 최적으로 위치하지 않은 경우에 광검출기로부터 수신한 신호들을 보상하기에 적합하다.
바람직하게는, 본 발명의 제 9 양태와 10 양태 중 어느 것에 있어서, 광자방출기(들) 및 광검출기(들)의 광학적인 축들은 방출된 빛을 혈액에 의해 흡수하도록 광검출기들에 의해서 생성된 신호의 감도를 최대화하도록 정렬된다. 도 9a는 하나의 광자방출기(90)와 하나의 광검출기(91)의 구성을 나타낸다. 2개의 광학적 부품들이 정렬되고 그래서 이들은 탐지된 신호에 대한 효과를 최대화하기 위하여 동맥(92) 쪽을 향한다.
이와는 달리, 광학적인 축들은 혈관의 위치에 대한 광검출기들에 의해서 생성된 신호의 감도를 최소화하도록 정렬된다. 도 9b는 하나의 광자방출기(93)와 하나의 광검출기(94)의 구성을 나타낸다. 2개의 광학적 부품들이 정렬되고 그래서 광학적 부품들에 대한 동맥의 작은 이동은 하나는 양호하게 정렬되게 하고 다른 것들은 그렇지 않게 하여, 복귀된 신호에서 그러한 이동의 효과를 줄인다.
추가의 대안적인 실시 예에 있어서, PHHM은 광학적 신호들과 압력 신호들을 압력의 범위에서 탐지하기에 적합하고, 이들이 올바르게 위치한 동맥의 신호들에 대응하는지 여부를 결정한다. PHHM은 만일 그것들이 그렇지 않으면, PHHM이 사용자로 하여금 신체부분을 재위치하고 다시 시도하도록 시각적 및/또는 청각적 신호들을 인가하도록 채택된다.
제 11 양태
본 발명의 제 11 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 손가락과 같은 신체부분의 존재를 탐지하기에 적합하고, PHHM의 동작을 개시하기에 적합하고, 임의적으로 센서에 의해서 제공된 신호를 받을 때 사용자에게 명령을 제공하기에 적합하다.
제 12 양태
본 발명의 제 12 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 혈관을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 광센서, 심장의 작동과 관련한 전기신호들을 탐지하기 위한 전기센서를 포함하며, 상기 PHHM은 상기 광센서들에 의해서 생성된 신호들에서 발생하는 상황을 탐지하는 시간 또는 시간들을 결정하도록 상기 전기센서에 의해서 탐지된 상황들의 타이밍을 이용하기에 적합하다.
제 13 양태
본 발명의 제 13 양태에 따르면, 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 압평 안압계로서 작용함으로써 동맥에서 압력의 순간적인 추정치를 제공하는 혈액 유동 폐색수단을 포함한다.
그러한 안압계들은 압력의 절대치를 일반적으로 생성하지 않으며, 폐색과 같은 다른 수단에 의해서 보정된다. 여기에서 설명한 PHHM은 폐색수단 및 압평 안압계를 결합시키기에 적합할 수 있고, 그래서 혈액 유동 폐색수단은 폐색에 의해서 압평 안압계로서 사용하기 위해 보정될 수 있다.
이것은 예를 들어 압평 안압계 모드를 신속하게 사용하여 제공될 일상적인 측정과 폐색모드를 사용하여 제공될 특별한 보정 측정을 가능하게 한다.
BP의 추정은 다른 측정들의 사용에 의해서 추가로 한정될 것이다. 펄스파 속도는 1995년부터 유사한 주제에 대한 초기 작업에 참조하고 2000년에는 BP의 추정을 위해 특별히 사용한 Padilla (loc. cit.)에 의해서 상세하게 설명한 바와 같이 BP의 직접적이고 독립적인 추정을 하기 위해서 사용될 것이다. 이 기술은 1999년 2월 2일자로 허여된 미합중국 특허 제 5,865,755 호에 개시되어 있다.
제 14 양태와 제 15 양태
본 발명의 제 14 양태에 따르면, 환자의 혈압(BP) 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM가 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 PHHCD는 일반적으로 마우스로서 언급되는 컴퓨터 포인팅 장치 또는 텔레비젼이나 다른 가정용 전자장비용 컨트롤러이고, 그래서 환자는 상기 마우스를 쥐거나, 또는 텔레비젼이나 다른 가정용 전자장비용 컨트롤러를 쥐고 그 또는 그녀의 BP를 측정할 수 있고, 원하는 경우, 그 또는 그녀의 혈액 산소농도, 맥박수 및 호흡율 또는 다른 물리적인 활력징후들의 일부 또는 전부를 측정할 수 있다. PHHM은 케이블이나 블루투스와 같은 무선수단에 의해서 포인팅 장치나 컨트롤러가 사용되는 컴퓨터 또는 다른 컴퓨터와 통신할 것이다.
제 15 양태
WO2013/001265에 개시된 바와 같이, PHHM은 신체부분을 PHHM에 대하여 가압하거나 또는 PHHM를 신체부분에 대하여 가압함으로써, 신체부분 내의 동맥에서 준-정지압력을 생성한다(WO2013/001265, 페이지 8, 라인 19 참조).
본 발명의 제 15 양태에 따르면, 환자의 혈압(BP) 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM가 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 혈액 유동 폐색수단 및 그와 연관된 전자부품들은 웨이트(weight)의 가속에 의해서 상기 혈액 유동 폐색수단과 상기 신체부분 사이에서 힘을 만들어내기 위한 웨이트에 포함된다.
예를 들면, 이것은 손가락에 대해 가압되고 환자가 걸으면서 그 또는 그녀의 팔을 흔들 때 가속을 받기에 적합한 웨이트가 될 수 있다. 설명한 바와 같이, 0.5초 동안 50cm의 스윙은 약 10ms-2의 피크 가속을 창조하고 그래서 약 50g의 질량은 20㎟의 영역에서 약 200mmHg의 압력을 창조한다. 그러므로, 직경 30mm 및 폭 10mm의 강재 링을 검지 주위에 끼우고 걸을 때 팔을 임의로 움직여서 동맥을 폐색하는 것이 가능하다.
첨부된 도면의 도 10은 본 발명에 따른 PHHM을 나타내는데, 여기에서 PHHM의 요소들이 통합된다. 도 10a는 손가락에 있는 PHHM를 나타낸다. PHHM은 검지(102)의 중간마디 뼈 주위에 위치하는 두꺼운 링(101)을 포함한다. 도 10b는 PHHM의 단면도이다. 링(103)은 손가락(104)을 둘러싸기에 적합하고, 연질 발포 패딩(105)이 그것들 사이에 배치된다. 단단한 영역(106)은 동맥(107) 근처의 손가락에 대하여 링(101)을 가압하게 하고, 압력센서 및 그와 연관된 전자부품들(108)은 이러한 단단한 영역에 내장된다. 압력센서로부터 PHHCD로의 케이블이나 무선 연결은 도시하지 않았다.
제 16 및 제 17 양태들
WO2013/001265의 PHHM에 의해서 측정된 BP는 PHHM과 환자 심장의 사이에서 키 차이에 의해 영향을 받는다. 영향의 크기는 매 13.6mm 높이 차에 대해 약 1mmHg이다.
BP의 통상적인 측정은 통상적으로 100mm 이상의 폭을 갖는 팔 커프스를 사용한다. 비록 이것이 테스트에서는 명백하지 않을지라도 자동 혈압계를 위한 ISO 스탠다드 테스트가 자동 장치에 대한 참조로서 동일한 커프스를 사용하기 때문에, 측정 높이에서 이러한 불확실성은 7mmHg의 측정된 압력의 불확실성을 야기한다. 측정된 BP와 동맥간 압력 또는 대동맥 압력 사이에 상당한 차이가 존재한다. 또한, 측정의 효과적인 높이는 커프스가 어떻게 맞추어지는가 및 팔꿈치 위로 얼마나 떨어져 있는가에 의존하고, 그러므로 측정의 반복성이 줄어든다.
본 발명의 제 16 양태에 따르면, 환자의 혈압(BP) 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM가 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 PHHM은 환자의 신체에서 고정된 지점에 대하여 상기 PHHM의 높이를 추정하기에 적합하다.
그러므로 상기 PHHM은 상기 PHHM의 높이를 정확히 결정할 수 있게 함으로써 통상적인 커프스를 사용하여 달성할 수 있는 것보다 더 정확하고 반복가능한 측정을 가능하게 하는 장치를 포함한다. 상기 장치는 심장의 대동맥판막의 높이에 대하여 작동할 것이다.
PHHM의 압력센서 또는 추가적인 압력센서가 대기압 측정을 위해서 사용될 것이다. 사용자는 장치가 환자의 심장과 동일한 높이에 있을 때 그리고 상기 센서가 BP를 측정하도록 사용될 때 그러한 측정을 수행할 것이다. 이것들 사이의 차이는 유체정압의 영향에 대한 BP의 측정된 값들을 바로잡도록 사용될 것이다.
그러나, 그 장치는 환자의 몸의 고정된 지점에 대하여 대안적으로 작동될 것이다. 그러한 고정된 지점은 눈들의 눈동자들의 중앙 사이에 있는 중간지점이다. 많은 PHHCD는 환자의 얼굴의 이미지를 만들기 위한 카메라를 구비한다. 최근의 PHHCD는 눈동자들을 탐지하기 위해서 그 이미지 그리고 심지어 환자가 바라보는 방향을 분석하기 위한 소프트웨어를 포함한다. 많은 PHCCD는 PHHCD가 고정되는 각도를 탐지하기 위한 틸트 센서를 또한 포함한다. 본 발명의 제 17 양태에 따르면, 이러한 장치들과 소프트웨어의 조합은 눈동자들 사이의 각 거리를 추정하여 눈으로부터 PHHCD의 거리를 결정하도록 사용된다. PHHCD의 수평 아래 각도는 눈동자들이 참지되는 환자 얼굴의 이미지에서의 위치와 PHHCD의 기울어짐으로부터 추정된다. 이것들은 PHHCD가 환자의 눈들 아래에 있는 수직거리를 추정하기 위해서 간단한 삼각법에 결합된다. 첨부도면들에서 도 11은 이것을 나타낸다. 점선은 PHHCD의 신체에 대하여 표기된 각도(113)으로 PHHCD(111)에서 카메라로부터 눈을 향하는 방향을 나타낸다. PHHCD의 기울어진 각도는 112로 나타낸다. PHHCD(111)이 향하는 각도(112)는 틸트 센서에 의해서 측정된다. PHHCD와 눈을 향하는 방향 사이의 각도(113)가 또한 측정된다. 환자의 BP 결정의 정확성을 개선하기 위해서 추정이 사용된다.
제 18 양태
하우징은 장치 PHHM의 일체형 부분이 되거나 또는 PHHM이 나머지 내로 통합되거나 부착되기에 적합한 모듈의 일부가 될 것이다. PHHM의 나머지에 대한 부착을 위한 그러한 모듈은 하우징, WO2013/001265에 개시되거나 여기에서 설명한 바와 같은 혈액 유동 폐색수단, 압력센서, 만일 존재한다면 광학센서, 만약 존재한다면 전기센서의 전극들의 적어도 하나, 이러한 부품들을 PHHM의 나머지에 연결하기 위한 전기 연결부를 포함한다. 그러한 모듈들은 본 발명의 제 18 양태를 형성한다.
제 19 양태
본 발명의 제 19 양태에 따르면, 상기 PHHM은 신체온도를 측정하기 위한 볼로메트릭 온도계를 또한 포함한다.
WO2013/001265은 그러한 온도계의 임상 정확도가 PHHM의 다른 양태들 중 일부 또는 전부와 결합하여 어떻게 개선되는지를 보여준다. 바람직하게는, 상기 온도계의 냉접점의 온도는 압력센서에서 브릿지의 온도 또는 그 안에 포함된 부품에 의해서 감지된 ASIC(하기에서 설명함)의 온도와 같은 PHHM의 다른 양태들의 온도감지로부터 결정된다. 이와는 달리, 통상적인 온도계의 냉접점 센서는 압력 센서 브릿지 및/또는 ASIC의 온도의 표시를 제공한다.
이와는 달리, 예를 들어 사용자의 의복과 같이 선택된 다른 물품이나 신체부분의 온도를 감지할 수 있게 사용자가 PHHM을 조종함으로써 그것의 방향을 향하게 하도록 온도센서가 위치할 것이다.
바람직하게는, PHM은 카메라 및 디스플레이를 포함하는 PHHCD 내로 통합된다. 이것들은 탐지된 온도가 표시되는 시야의 이미지를 디스플레이하도록 사용될 것이다.
제 20 양태
앞서 나타낸 바와 같이, PHHM은 환자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하며, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 매개변수는 BP이고, 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 혈액 유동 폐색수단은 안장형상을 갖는 상기 PHHM의 외면의 적어도 일부인 버튼으로 이루어지고, 상기 버튼은 상기 PHHC의 프로세서로 전기신호들을 제공하기에 적합한 압력센서에 침지된 필수적으로 압축 불가능한 유체를 함유하는 밀봉된 용기의 벽을 형성하는 유연한 멤브레인의 형태를 취한다.
본 발명의 제 20 양태에 따르면, 환자의 BP의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 매개변수는 BP이고, 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 혈액 유동 폐색수단은 상기 PHHM의 외면의 적어도 일부로 이루어지고, 상기 압력은 상기 PHHC의 프로세서로 전기신호들을 제공하기에 적합한 압력센서에 침지된 필수적으로 압축 불가능한 겔에 의해서 감지된다.
제 21 양태
PHHM은 환자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하며, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 매개변수는 BP이고, 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 혈액 유동 폐색수단은 안장형상을 갖는 상기 PHHM의 외면의 적어도 일부인 버튼으로 이루어지고, 상기 PHHM은 온/오프 스위치 또는 상기 PHHCD를 위한 다른 환자 작동식 스위치로서 또한 기능한다.
이것은 PHHM에 힘을 가하거나 신체부분을 광검출기의 경로에 위치시키는 것과 같은 물리적인 작용에 의해서 달성되는데, 이것은 탐지된 빛의 세기에서의 변화로부터 신체부분의 존재를 탐지할 것이다.
본 발명의 제 21 양태에 따르면, 환자의 건강과 관련된 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM이 제공되는데, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 PHHM은 PHHM에 의해서 만들어진 측정치들과는 다른 PHHCD의 몇몇 기능을 제어하기 위해 환자에게 연속적으로 가변적인 수단을 제공하도록 사용된다. 그러한 PHHM은 볼륨이나 스크린 밝기와 같은 PHHC의 특성을 제어하도록 사용되는 압력센서에 적용된 힘을 변화시킴으로써 연속적인 또는 아날로그적인 제어에 적합하다.
제 22 양태
정확한 혈압 측정은 측정을 수행하기 전에 수 분 동안 환자가 조용하고 편안한 상태가 되는 것이 필요하다는 것은 잘 알려져 있다. 많은 PHHCD들은 움직임과 진동을 감지할 수 있게 구현된 센서들을 구비한다. 본 발명의 제 22 양태에 있어서, 만약 PHM이 그러한 PHHCD에 통합되면, 상기 센서는 PHHCD의 움직음을 탐지하도로고 사용될 것이며, 만약 사용자가 PHHCD를 보유하면, 사용자에게 수 분 동안 조용히 앉아있도록 경고하거나 심지어 PHHCD가 그러한 시간동안에 작동중단할 때까지 그러한 측정이 이루어지는 것을 방지하기 위해 사용될 수 있다.
제 23 양태
본 발명의 제 23 양태에 있어서, PHHM은 압력의 범위에서 광학적 신호들과 압력 신호들을 탐지하고 이 신호들이 올바르게 위치한 동맥의 신호들에 대응하는지를 결정하기에 적합하다. 만약 이들이 그렇지 않으면, PHHM은 사용자에게 신체부분을 재위치시키고 다시 시도하도록 시각적 및/또는 청각적 신호를 인가하기에 적합하다. 이러한 양태는 측정의 정확성을 개선하거나 또는 측정을 얻는데 필요한 시간을 줄이기 위해서 측정 절차를 통해 다중의 경로를 제공하기에 적합하다.
PHHM
바람직하게는, 본 발명이 어느 양태들 중 하나에 따른 PHHM은 환자가 측정을 수행하기 위해서 다른 손의 손가락에 대해 상기 장치를 고정하도록 한 손을 사용하거나 또는 의사가 환자에 대하여 장치를 고정시키는 것이 쉽게 조종될 수 있는 크기와 무게를 갖는다. 바람직하게는, PHHM은 4개의 측면들에 의해서 연결된 상부면과 하부면을 갖는 직사각형이고, 여기에서 상부면은 디스플레이 수단과 자료 입력수단을 수용하기에 충분한 영역을 가지며, 상부면과 하부면 사이의 거리는 환자의 신체부분에 위치하기에 충분하도록 작고, 개방된 표면은 측면들 중 하나에 위치한다. PHHM은 5 내지 20cm의 폭, 10 내지 30cm의 길이와 0.5 내지 2.0cm의 깊이를 가질 것이다. PHHM은 만곡된 모서리들과 테두리들을 가질 것이다.
압력센서
손가락과 같은 신체부분에 대하여 폐색수단을 가압하거나 그 역으로 하면, 신체부분 내에 압력이 생성된다. 압력센서는 폐색수단과 신체부분 사이에서 압력을 직접적으로 또는 간접적으로 측정한다.
압력센서는 압력을 직접적으로 측정한다. 예를 들면, 압력센서는 필수적으로 압축 불가능한 유체를 함유하는 밀봉된 용기 내에 침지된 압력-반응 장치를 포함할 것이다. 유체는 준-고체 겔이나 액체가 될 것이다. 압축 불가능한 유체는 폐색수단의 일부나 전부를 형성하는 유연한 멤브레인에 의해서 바람직하게 덮힌다.
이와는 달리, 압력센서는 압력을 간접적으로 측정한다. 예를 들면, 압력센서는 폐색수단의 영역에 연결된 힘-반응 장치를 포함할 것이며, 상기 영역은 폐색수단의 나머지로부터 독립적으로 이동하게 된다. 통상적으로, 그 영역은 3 내지 5mm 직경의 원형이거나 유사한 영역의 비원형이다. 바람직하게는, 손가락과 같은 신체부분과 상호작용 하는 경우에 그 영역이 움직이는 거리는 0.01mm 이하이다. 바람직하게는, 그 영역은 폐색수단의 나머지와 동일 평면에 놓이고, 오염물질들을 배척하도록 얇은 연속적인 멤브레인에 의해서 덮힌다. 사용시에, 손가락과 같은 신체부분이 그 영역과 접촉하는 경우, 신체부분과 폐색수단 사이의 압력은 가동 지역의 영역에 의해서 나뉜 힘-반응 장치에 의해서 측정된 힘이다.
압력센서는 다수의 압력-반응 또는 힘-반응 장치들을 포함할 것이다.
압력이나 힘을 측정함으로써, 장치는 환자의 신체부분 내의 압력을 정확히 추정할 수 있게 만든다. 하기에서 설명하는 바와 같이, 신체부분이 충분한 시간동안 접촉하는 폐색수단이 제공되고, 폐색수단과 신체부분 사이의 압력은 충분히 변하고, 상기 처리수단은 환자의 SBP 및/또는 DBP를 결정하기 위해서 압력센서로부터 일정시간 동안에 걸쳐서 수신되고 압력의 범위에 걸쳐서 변하는 신호들을 분석할 수 있다. 압력센서로부터 수신된 신호들을 이들이 수신된 순서에 관계없이 SBP 및/또는 DBP가 결정될 수 있는 곡선에 부합할 수 있게 할 수 있다는 것이 밝혀졌다.
광학센서
광학 센서는 빛의 흡수에 의해서 동맥의 루미널 영역에 관련된 전기신호를 제공한다. 혈류기능검사(PPG)를 사용하여 펄스 옥시미터들의 이력을 살펴본다. 앞서 설명한 바와 같이, 그러한 펄스 옥시미터들은 1980년대부터 시판되어 왔다. 이것들은 동맥 혈액에서 산소화의 정도를 추정하도록 사용된다. 동일한 원리들이 WO2013/001265에 개시된 것과 연결하여 위에서 설명한 것과 동일한 원리가 본 발명의 모든 양태들에 동등하게 적용된다. 적색광과 적외선이 하나 또는 그 이상의 광자방출기들에 의해서 신체부분 쪽으로 전달되고, 빛이 신체부분을 통과하거나 이것에 의해서 반사된 후에 하나 또는 그 이상의 광자검출기들에 의해서 탐지된다.
적외선은 비-산소화된 혈액에 의해서 보다는 산소화된 혈액에 의해서 보다 강하게 흡수되고(적당한 파장은 940nm); 적색광은 산소화된 혈액에 의해서 보다는 비-산소화된 혈액에 의해서 보다 강하게 흡수된다(적당한 파장은 660nm). 적색광과 적외선 강도에서 부분적 변화의 비율은 혈액의 산소화 백분율과 단조적으로 관련된다. 적색광과 적외선의 위치에서 녹색광(적당한 파장은 520nm)을 사용하는 것이 또한 가능하다.
적외선은 산소화된 헤모글로빈에 의해서 우선적으로 흡수되고, 흡수된 양은 빛이 통과하는 동맥 혈액의 양에 대략적으로 비례한다. 주어진 길이의 동맥에 대하여, 동맥 혈액의 양은 동맥의 루미널 영역에 비례하고, 흡수신호는 루미널 영역에 대략적으로 비례한다.
동맥이 각각의 심장 수축기에서 팽창하고 심장 확장기에서 수축함에 따라서, 적외선의 흡수는 펄스에 따라 변한다.
처리수단은 압력센서로부터 수신된 신호들을 광학센서로부터 수신된 신호와 상관하고, 그래서 폐색수단과 신체부분 사이에서 발휘된 압력은 동맥의 루미널 영역과 상관된다. 상관된 값들은 환자의 SBP 및/또는 DBP의 측정치들을 제공하도록 곡선에 맞추어질 수 있다.
동맥 위치
바람직하게는, WO2013/001265에 개시되거나 위에서 언급한 바와 같이 PHHM은 특히 동맥을 위치시키기 위한 본 발명의 8, 9, 10 및 19 양태들과 연결하여 광학센서를 사용하기에 적합하다.
처리수단
PHHM의 센서(들)에 의해서 생성된 전기신호들은 아날로그나 디지털이고, 만약 아날로그면, 신호들은 부수적인 분석을 위해 센서에서 또는 처리수단에서 아날로그 디지털 변환기에 의해 디지털 형태로 변환된다. 바람직하게는, 처리수단은 장치에서 센서(들)로부터 수신된 전기신호들을 증폭하기 위한 하나 또는 그 이상의 증폭기들을 포함한다. 처리수단은 수신된 전기신호들을 필터링 및/또는 조절하기 위한 필터링수단 및/또는 조절수단을 또한 포함한다. 필터링수단 및/또는 조절수단은 수신된 전기신호들을 증폭하기 전, 그 동안 또는 그 후에 작동하도록 배열된다.
바람직하게는, 처리수단은 하나 또는 그 이상의 주문형 집적회로(ASIC) 및/또는 하나 또는 그 이상의 마이크로-엔지니어링 측정장치(MEMS)를 포함한다. 처리수단은 장치에서 센서(들)과 연관된 전자회로를 포함할 것이다.
처리수단은 단일 패키지 내로 바람직하게 통합되는 다수의 별도 전자장치들을 포함할 것이다. 그러나, 바람직하게는, 상기 장치들 중 몇몇 또는 모두는 단일 유닛 내로 통합된다. 그러한 통합은 감소된 비용, 개선된 신뢰성, 감소된 크기와 질량 및 감소된 전력소비를 포함한 여러 잇점들을 제공할 것이다.
바람직하게는, 처리수단은 광자방출기(들)이 존재하는 경우에 스위치되도록 하기에 적합하고, 그래서 단일의 다중연합 광검출기가 선택된 파장의 빛을 탐지할 수 있다.
바람직하게는, 처리수단은 신호들의 추가적인 보정을 할 수 있게 광자방출기(들)로부터 방출되는 빛이 없는 일정기간 동안에 광검출기(들)로부터 전기신호가 획득될 수 있도록 하기에 적합하다.
바람직하게는, 상기 처리수단은,
상기 장치에서 센서(들)로부터 송출되는 전기신호를 제어하고 수신하기에;
BP, 바람직하게는 다른 진단 정보를 결정하기 위해서 상기 센서(들)로부터 전기신호를 분석하기에; 그리고
사용자에게 측정의 결과를 통신하기 위해서, 존재하는 경우, 디스플레이수단을 제어하기에 적합하다.
처리수단은, 존재하는 경우에, 자료 입력장치로부터 전기신호를 수신하여 처리하기에 적합할 것이다.
바람직하게는, 동맥 위치와 연관된 활동은 2개 위상 측정 사이클의 초기 위상 동안에 수행된다. 초기 위상에 있어서, PHHM은 동맥을 위치시키기 위한 측정 및/또는 SBP와 DBP를 대략적으로 결정하는 것과 같이 부수적인 위상이 정확하고 효율적으로 이루어지는 것을 보장하는 다른 측정을 수행한다. 2차 위상에 있어서, PHHM은 정확한 측정을 수행한다.
바람직하게는, 처리수단은 센서(들)로부터 수신된 전기신호 및/또는 자료입력장치로부터 얻은 입력과 수신된 신호로부터 얻은 전기신호를 저장하기 위한 플래시 메모리와 같은 하나 또는 그 이상의 장치들을 포함한다. 특히, 저장장치는 각 환자를 위한 처리수단에 의해서 얻은 BP 자료를 저장하기 위해서 바람직하게 제공된다.
처리수단의 출력이 추후 분석, 보관 및/또는 통신할 수 있도록 하기 위하여 처리수단은 원격 컴퓨터와 바람직하게는 인터넷을 통해 무선으로 통신하기에 또한 적합하다.
바람직하게는, 처리수단은 사용자가 장치를 최적으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 디스플레이(만약 존재한다면)를 거쳐서 청각적 또는 시각적 명령을 제공하기에 적합하다. 이것은 수학적 방정식에 양호한 맞춤을 제공하기 위해서 넓은 충분한 범위의 압력을 커버하도록 신체부분에 적용된 힘을 변화시키기 위한 명령을 포함한다. 예를 들면, 심장 수축기 동안에 동맥을 완전히 폐색시키도록 만약 폐색수단이 신체부분에 대하여 충분히 강하게 가압되지 않으면, 상기 장치는 개방된 표면에서 사용자가 강하게 가압하도록(또는 그 역으로) 명령을 인가하도록 프로그램될 것이고, 그래서 필요한 전기신호는 획득될 수 있다. 이 경우에 있어서, 상기 센서들로부터 수신된 신호들을 기초하여 상기 장치가 최선의 위치에 있거나 올바르게 작동하는지 여부를 결정하도록 사용될 수 있는 명령들이 상호작용하는 처리수단이 채택되는 것이 바람직하다.
본 발명의 양태들 중 어느 것의 PHHM은 환자의 SBP 및/또는 DBP의 측정치들을 디스플레이 하기 위한 디스플레이 수단; 및/또는 환자의 SBP 및/또는 DBP의 측정치들을 전달하기 위한 통신수단; 및/또는 환자의 SBP 및/또는 DBP의 측정치들을 저장하기 위한 저장수단을 또한 포함한다. 만약 존재한다면, 저장수단은 처리수단으로 보내지거나 처리수단에 의해서 발생된 다른 자료를 저장할 것이다.
본 발명의 양태들 중 어느 것의 PHHM은 사용자에 의해서 작동되기에 적합한 자료 입력수단을 또한 포함하고, 그래서 사용자는 정보를 장치에 입력시킬 수 있다. 자료 입력장치는 키패트나 터치스크린이 될 것이다. 자료 입력장치는 의사나 다른 사용자를 확인하기 위한 자료를 입력하도록 사용되고, 그래서 다른 의사들 및/또는 사용자들이 상기 장치를 사용할 수 있다. 상기 자료 입력수단의 사용에 의해서 입력될 수 있는 자료는, 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만, 환자의 키, 몸무게, 손목둘레, 손가락 직경 및 나이를 포함한다.
PHHM의 작동
PHHM은 손가락과 같은 신체부분에 대하여 폐색수단을 고정하거나 또는 폐색수단에 대하여 신체부분을 고정시키며 신체부분에서 압력의 범위를 DBP 아래로부터 SBP 위로 달성하기 위해서 신체부분에서 폐색수단에 의해 발휘되거나 폐색수단에서 신체부분에 의해서 발휘된 힘을 변화시킴으로써, 작동된다. 신체부분과 폐색수단 사이에서의 상호작용의 힘이 변하는 동안, 장치에서 센서(들)이 스위치 온되고 이 센서(들)에 의해서 발생된 전기신호들이 처리수단에 의해서 수신되어 처리된다.
통상적인 동맥 폐색과는 달리, 유동은 수학 방정식에 맞추어진 자료와 일정 순서로 압력의 범위에서 탐지될 것이다.
전기신호의 분석
광학센서, 압력센서 및 전기센서로부터 수신된 통상적인 전기신호의 파형은 첨부도면들에서 도 12에 도시되어 있다. 처리수단이 이것들로부터 추출하는 초기신호는 심장 수축기에서의 흡수(광학적 센서로부터)의 변화 및 심장 수축기와 심장 확장기에서 순간적으로 측정한(압력센서로부터 수신) 압력이다. 이것으로부터 압력의 함수로서 광학 신호에서의 변화 추정치를 연산하기에 적합하다.
바람직하게는, 처리수단은 광학신호와 압력신호에서 일어나는 상황을 탐지하는 시간 또는 시간들을 결정하기 위해서 전기센서에 의해서 탐지된 상황의 타이밍을 이용하기에 적합하다.
광학신호에서의 변화는 동맥의 루미널 영역에 대략적으로 비례하는 것으로 이미 도시되어 있다. 루미널 영역과 압력간의 관계는 동맥 광학/압력 곡선(AOPC)으로서 언급된다. AOPC의 형태를 설명하기 위해서, 동맥이 어떻게 거동하는지를 고려하는 것이 필요하다. 루미널 영역과 압력 사이의 관계가 도 13에 도시되어 있고, 여기에서 TMP는 전층압력이고, 이것은 동맥에서의 순간압력에서 폐색수단에 의해서 발생되고 압력센서에 의해서 측정된 외부 적용 압력(EAP)을 뺀 값이다. 그러한 곡선들은 여러 연구자들, Drzewiecki et al., "Theory of the oscillometric maximum and the 수축기 and 확장기 detection ratios", Annals of Biomedical Engineering, 1994, 22, 88-96 and Langeworters et al., "Pressure-diameter relationships of segments of human finger arteries" Clin. Phys. Physiol. Meas., 1986, 7, 43-55,에 의해서 보고된 바 있으며, 이들 모두는 대표적인 동맥의 체외측정을 사용한다.
적용된 압력이 DBP보다 작은 경우, 동맥은 펄스 사이클을 통해서 개방된 상태로 유지된다. 광학센서에 의해서 생성된 전기신호에 대략적으로 비례하는 루미널 영역에서의 변화는 내부와 외부 사이에서 압력차가 일어나는 것과 같이 동맥 벽의 연신에 의해서 야기된다.
적용된 압력이 DBP보다 크고 SBP보다 작은 경우, 동맥은 매 펄스 동안 붕괴되고, 개방된 경우에 이전의 경우와 같이 연신된다. 적용된 압력이 SBP보다 큰 경우, 동맥은 펄스 사이클을 통해서 폐쇄된 상태를 유지한다. 이것이 도 14에 나타나 있다.
AOPC의 양적 형태는 광학신호의 측정된 값들을 Langeworters et al. (loc. cit.)에 의해서 제안된 바와 같은 AOPC의 매개변수적 표현에 부합시켜서 발견된다. AOPC의 매개변수들은 펄스파 천이 시간으로부터 유도된 펄스파 속도로부터 동맥 강도의 추정에 의해서 알려지는데, 이것은 전기신호의 피크와 광학신호이 피크 사이에서 시간간격과 관련된다. 이 기술은 Padilla {loc. cit.)에 의해서 상세하게 설명된다.
도 14에서 D... S로 표식된 막대들의 2개 단부들에 대응하는 DBP와 SBP의 각각에서 AOPC의 진폭은 도 5에 도시된 형태의 곡선을 제공하도록 EAP에 대하여 구획된다. 이 도면은 SBP = 150 mm Hg 및 DBP = 80 mm Hg에 대한 시뮬레이션을 나타낸다. SDB와 DBP는 화살표 "S"와 "D"에 의해서 각각 표시된다. 도 16은 이 곡선의 측정된 버전을 나타낸다. 처리 알고리즘들은 높은 정밀도로 DBP 및/또는 SBP를 추정하기 위해서 곡선 맞춤 루틴을 이용한다. 특히, DBP에서 명백한 시각적 처이가 존재하고, 모든 다른 비-침습성 혈압계에 의해서 제공된 측정으로부터 특징은 존재하지 않는다.
처리수단에 의해서 수신된 전기신호는 펄스 사이클을 통해서 압력파의 추정치를 추출하도록 추후 분석될 것이다. 바람직하게는 분석은 2가지 독립적인 방법들 : 압력 적자 방법 및 펄스 타이밍 방법 중 하나 또는 모두를 사용한다.
압력 적자 방법은 동맥 내의 압력과 폐색수단에 의해서 적용된 압력의 합(EAP)와 동맥 벽에서의 텐션에 의해서 야기된 압력(TMP) 사이에 순간적인 균형을 이끌어낸다. AOPC로부터 대응하는 TMP를 발견하기 위해 광학적 신호의 측정값들이 이용된다. 순간적인 동맥 압력은 TMP를 측정된 순간적인 EAP에 추가하여 알아낸다. 도 17의 곡선은 그러한 계산의 결과를 나타낸다.
펄스 타이밍 방법은 펄스 사이클 동안에 광학적 신호가 큰 신호(작은 흡수)로부터 작은 신호(큰 흡수)로 변하고 다시 복귀하는 시간들을 구별하며, 각각의 시간은 전기신호의 피크의 시간에 대하여 측정된다. 그것 내의 압력이 폐색수단에 의해서 적용된 압력을 초과하는 경우에 동맥이 개방되고, 그 압력이 그 이하로 떨어질 때 붕괴된다. 이러한 상황들이 발생하는 때에 폐색수단에 의해서 적용된 압력은 순간적인 압력이 펄스 사이클을 통해서 발견될 수 있게 한다.
바람직하게는, 이러한 방법들 중 어느 하나 또는 모두로부터 얻어진 순간적인 압력파는, 신체부분으로부터 펄스파의 반사의 효과를 모델링하도록 사용되는데, 이것은 하기의 예로서 제한되는 것은 아니지만 상박과 대동맥을 포함하여 신체의 다른 부분에서의 압력을 추정하는데 사용될 것이다(예를 들어, Stergiopolus et al, "Physical basis of pressure transfer from periphery to aorta: a model-based study" Am. J. Physiol., 1998, 274, H1386-H1392 참조).
바람직하게는, 자료를 분석하기 위해서 사용되는 모델들은 키, 몸무게, 손목둘레, 손가락 직경 및 나이와 같이 환자에 의해서 제공되는 정보를 이용한다.
혈압의 추정은 다른 측정치들의 이용에 의해서 추가로 한정될 것이다. 펄스파 속도는 Padilla (loc. cit.)(1995년도부터 유사한 환자에 대하여 초기에 작업한 것을 참조하고 2000년에 BP의 추정을 위해서 수행한 특별한 이용을 참고)에 의해서 상세하게 설명되는 바와 같은 혈압의 직접적이고 독립적인 추정을 하는데 사용된다. 이 기술은 1999년 2월 2일자로 허여된 미국특허 제 5,865,755 호에 개시되어 있다. 일단 AOPC의 형태가 발견되면, 펄스 사이클을 통해서 순간적인 압력을 계산하는 것이 가능하다. 이것은 PHHM이 혈압계의 기능을 수행할 수 있게 한다. 이것은 또한 1사이클 내에서 SBP와 DBP의 빠른 추정을 가능하게 하여, 혈압의 박동변화를 모니터링 할 수 있게 한다.
분석의 다른 양태에 있어서, 호흡이 심박의 타이밍, ECG 신호의 진폭, 평균과 펄스 혈압 및 펄스파 속도를 조절하는 것이 알려져 있다. 분석은 광학센서와 전기센서의 적색광 및 자외선 채널들로부터 별도로 얻은 펄스 기간, 상기 광학적 신호와 전기신호 사이의 위상차, PPG 신호의 진폭과 평균값 및 ECG 신호의 진폭을 사용하여, 다수의 독립적인 측정을 수행하기 위해서 이들 모두를 이용한다. 이들 모두는 노이즈가 되거나 부정확할 것이다. 각각은 그것의 질을 달성하기 위해서 독립적으로 분석되고, 주기성과 신호/노이즈 비의 반복성과 같은 매개변수들을 사용하여 측정된다. 독립적인 측정들은 질이 경험적으로 결정된 임계값을 초과하는 경우, 모두를 포함함으로써 호흡률과 깊이의 강건한 추정을 제공하도록 결합된다.
혈압과 관련된 신호들의 자료 분석의 일부 또는 전부는 원격 컴퓨터들에서 수행될 것이다. 이것은 AOPC를 발견하는데 필요한 분석과 같이 보다 까다로운 계산을 가능하게 하고 PHHM이 혈압계로서 사용될 수 있게 한다. 원격 컴퓨터들과의 통신은 결과들이 보관될 수 있게 하고, 만약 사용자가 지시하면, 사용자의 개인 의사, 의료 전문가 또는 의료보험사나 생명보험사와 같은 제 3 자에게 전자적으로 전달된다.
본 발명의 양태들의 추가적인 양태들은 종속청구항에 한정되어 있다. 여기에서 설명한 본 발명이 다양한 양태들은 소정의 조합으로 사용될 것이다.
PHHM의 설명된 실시예들 모두는 하나 또는 그 이상의 전자부품들(도시되지 않음)을 포함하는데, 이들은 하나 또는 그 이상의 압력센서, 하나 또는 그 이상의 아날로그 디지털 변환기, 하나 또는 그 이상의 온도센서, 고유 식별자 및 셀폰과 같은 PHHCD의 전자회로들에 대한 계면을 포함할 수 있다. 센서들 모두 및 이러한 부품들은 통상적으로 10 mm x 6 mm x 4 mm 크기의 단일 모듈 내에 바람직하게 구현된다. 이 모듈은 도 18에 도시된 바와 같이 셀폰의 상부 코너에 설치되기에 적합하다. 모듈(150)은 셀폰(151)에서 온/오프 스위치를 이동시키고, 사용자는 셀폰의 스크린(152)을 거쳐서 정보를 받는다.
도 19는 본 발명에 따른 PHHM의 일 실시 예의 스케치를 나타내는데, 상기 PHHM은 약 10mm의 폭과 약 3mm의 깊이를 갖는 부분 원형 개방 표면(192)의 형태로 혈액 유동 폐색수단을 구비하는 하우징(191)을 포함한다. 이 경우에 있어서 압력 반응장치인 압력센서(193)는 개방된 표면(192)의 중앙에 놓인다. 처리수단(194)은 압력 센서(193), 하나 또는 그 이상의 광자방출기(195), 하나 또는 그 이상의 광검출기들(197) 및 전기센서의 일부를 형성하는 전극(196)에 연결된다. 별도의 케이블들이 전기센서의 다른 부분을 형성하는 제 2 전극(198)으로 연장된다. 도시된 PHHM은 케이블(199)에 의해서 처리수단에 연결되는 터치스크린(190)의 형태로 자료입력수단을 포함한다. 이와는 달리, 터치스크린은 블루투스와 같은 무선장치에 의해서 연결될 것이다. 터치스크린(190)은 PHHM을 활성화시키고 개인 식별번호와 같은 식별자료 또는 개인자료를 입력하기 위해서 사용자(의사 또는 건강 케어 전문가)에 의해서 사용될 수 있다.
도 20은 환자가 컴퓨터 포인팅 장치("마우스")를 고정시키는 방법을 나타내었다. 도 21은 환자의 손가락들과 컴퓨터 연산장치의 단면도이고, 여기에는 검지(212), 중지(213), 약지(214) 및 소지(215)가 존재한다. PHHM의 센서들(216)은 포인팅 장치의 본체에 통합되고, 검지는 그것에 대하여 놓인다.
도 22는 다른 것들에 의해서 그들의 제품으로 통합될 그 안에 통합된 PHHM의 부품들을 갖는 모듈을 나타낸다. 도 22a는 신체부분이 손가락이고 본 발명의 양태들을 통합하는 경우에 사용하도록 의도된 모듈의 단면도이고 도 22b는 평면도이다. 모듈의 길이는 약 10mm이다. 모듈은 모듈을 다른 장치, 겔(24)에 장입된 압력 센서(223), 적외선 및 가시광선 방출 다이오드(105) 및 광검출기(226)에 연결하기 위한 전기 커넥터들(222)을 구비한 하우징(221)을 포함한다. 이것들은 윈도(227) 및 (228)을 거쳐서 신체부분을 가로지른다. 상기 모듈은 손가락이 가압되는 개방된 표면(229)의 형태로 폐색수단을 포함한다. 모듈은 ASIC(220) 및 상기 ASIC와는 별도 장치로서 도시된 볼로메트릭 온도센서(231)를 포함한다. 이와는 달리, 동일한 ASIC의 일부로서 통합될 수 있다. 볼로메트릭 온도센서(231)는 모듈의 일측에 윈도(232)를 갖는다. 상기 모듈은 개방된 표면(229)에 대하여 가압되는 경우에 신체부분에 의해서 접촉하기에 적합한 2개의 전극들(223)을 포함한다. 다른 신체부분과 접촉하기에 적합한 추가의 전극은 도시되지 않았다.
도 23은 신체부분이 손목인 경우에 사용하기 위해서 형상화된 것을 제외하고는 도 22에 도시된 것과 유사한 모듈의 다른 형상을 나타낸다.
도 24는 셀폰과 같은 PHHCD 내에 통합된 PHHM의 요소들을 포함하는 모듈을 나타낸다. 도 24는 온/오프 스위치가 PHHCD에 정상적으로 존재하는 경우의 위치에 모듈(241)이 위치한 가능한 배열을 나타낸다. PHHCD는 터치스크린 디스플레이(242) 및 전기센서를 위한 제 3 전극(243)을 포함한다.
| 건강관련 매개변수 | 측정기술 |
관련센서들 | 비고 | |||
| 체온 | 볼로미터 | 온도센서 | 볼로미터는 원숙한 기술이다. PHHM은 점근선 값을 추정하고 주위에 대하여 교정하기 위해 그리고 그 변화들을 추정된 것과 같이 추론하기 위해서 최고값을 얻기 위하여 사용자를 가이드하도록 피드백을 이용한다. | |||
| 맥박수 | 펄스들의 타이밍 | 전기센서 압력센서 혈액 광센서 |
전기센서로부터 수신한 신호는 가장 신뢰할만하고 정확히 때에 맞는다. 2개의 센서들로부터 수신한 신호들은 데이터에 대한 확인을 제공하고 정확성을 개선하기 위해서 분석될 것이다. 분석은 BP에 대한 것과 같이 모든 유용한 증거의 견지에서 가장 가치있는 것을 찾게될 것이다. | |||
| 펄스 부정맥 | 펄스들의 타이밍 |
|||||
| BP(심장수축기 및 심장확장기) |
펄스파 천이시간(PWTT) |
전기센서 혈액 광센서 음향센서 개인자료 |
펄스파속도(PWV)는 BP의 직접적인 측정이다. 전기센서는 펄스의 개시기간을 탐지하도록 사용된다. 전기신호의 시간과 심장수축 개시 사이의 시간을 측정하도록 장치를 먼저 교정하는 경우에 음향센서가 사용된다. PPG센서는 펄스가 손가락에 도달하는 시간을 탐지하도록 사용된다. 심장으로부터 PPG 센서로 경로길이를 추정하기 위해서 개인데이터가 사용된다. | 실제적인 BP는 5개의 별도 측정치들을 결합하여 추정될 것이다(혹은 유용한만큼 많이). 조합은 단순한 평균이 아니고, 처리는 펄스들 사이의 변화를 포함한 모든 데이터를 고려하여 모든 유용한 정보의 견지에서 가장 가치있는 것을 베이지안 추정과 같은 기술을 사용하여 발견한다. | ||
| 펄스 볼륨 |
혈액 광센서 | PPG신호의 크기는 BP와 관련된 동맥 볼륨에서의 변화 측정치이다. | ||||
| 혈압측정 (폐색) |
압력요동 | 압력센서 | 적용된 압력은스트랩이나 버튼에작용하는 힘이나 패드에서의 압력에 의해서 측정된다. 혈액유량은 동맥에서의 체적에서의 변화에 의해서 야기된 압력에서의 작은 변화에 의해서 탐지될 수 있다. | 두 기술들은 압력공간을 조절하도록 사용자에게 더 강하게 또는 더 약하게 푸시하도록 안내하기 위해 피드백을 이용한다. | ||
| 광학적 흡수 | 압력센서 혈액 광센서 |
펄스볼륨은 외부압력에 의존하고, 만약 심장확장기보다 작으면 영향을 끼치지 않고 수축기에서 제로로 떨어진다. | ||||
| 펄스들의 타이밍 | 맥박수와 같이 | 맥박수와 BP 사이에 상관관계가 존재한다.기록이나 사전측정치들을 포함한 개인자료는 그것의 관련성에 추가된다. | ||||
| applanatn tonometry | 압력센서 | 압력센서는 폐색에 의한 보정을 갖는 압평안압계로서 사용될 것이다. | ||||
| 혈중 산소 | PPG | 혈액 광센서 | 펄스가 손가락에 도달할 때적외선 및 가시광선 흡수의 추정치들을 결합하는 표준 PPG기술, | |||
| 펄스파 속도 | PWTT |
상기와 같이, BP 측정. |
||||
| 호흡주기 | BP와 펄스에 대한 영향 | 혈액 광센서 | 호흡주기는 펄스들 사이의 인터벌, BP의 평균수준 및 PPG 신호의 크기에 대한 변화에서 나타낸다. | 실제적인 호흡주기는 4개의 별도 추정치들(또는 유용한 만큼 많이)에 의해서 얻어질 것이다. | ||
|
|
전기센서 | 호흡주기는 펄스들 사이의 인터벌에 대한 변화에서 나타낸다. | ||||
| 혈액 유동율 | 호흡주기의 동요 | 혈액 광센서 | 사용자는 그/그녀 숨을 참도록 명령한다. 적은 산소화된 혈액이 측정지점에 도달된 후에 혈중 산소가 저하되고, 숨이 취해진 후에 다시 상승하고 보다많은 산소화된 혈액이 도착한다. | |||
Claims (62)
- 환자의 혈압(BP) 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 개인 휴대용 모니터(PHHM)로, 상기 신호 획득 장치는 신호 획득 장치는 개인용 휴대용 연산장치(PHHCD)와 통합된, 개인 휴대용 모니터에 있어서,
상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며,
상기 혈액 유동 폐색수단은 상기 PHHM의 외면의 적어도 일부를 포함하고, 여기에서 압력은 압력센서에 넣어진 유연하고 필수적으로 압축 불가능한 겔에 의해서 감지되며, 상기 압력센서는 PHHCD의 프로세서로 전기신호들을 제공하기에 적합한 것을 특징으로 하는 개인 휴대용 모니터. - 제 1 항에 있어서, 상기 필수적으로 압축 불가능한 겔은 외면의 일부 또는 모두를 형성하는 유연한 멤브레인에 의해서 덮힌 유체인 것을 특징으로 하는 개인 휴대용 모니터.
- BP 측정치를 제공하기에 적합한 PHHM로서,
사용시 환자의 신체부분이 가압될 수 있거나 또는 사용시 환자의 신체부분에 대하여 가압될 수 있어서 상기 신체부분에서 동맥을 폐색하도록 환자 신체부분에 압력이 적용될 수 있는 개방된 표면의 형태로 혈액 유동 폐색수단을 포함하는 하우징;
상기 신체부분에서 상기 개방된 표면에 의해 발휘되거나 그 역으로 발휘된 압력과 관련한 전기신호를 제공하기 위해 상기 개방된 표면과 연관된 압력 센서; 및
환자의 수축기 혈압(SBP) 및/또는 확장기 혈압(DBP)의 측정치를 제공하기 위해서 상기 압력 측정수단으로부터 전기신호를 수신 및 분석하고 상기 장치를 제어하기 위한 처리수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM. - 사용자의 건강과 관련한 매개변수의 측정치를 얻기 위하여 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM으로, 상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고, 상기 매개변수는 BP이고, 상기 신호 획득 장치는 상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압되기에 적합한 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측만을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 신체부분에 의해서 또는 그것에 적용된 압력을 측정하기 위한 수단, 및 혈액 유동 폐색수단과 접촉하여 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단을 포함하며, 상기 혈액 유동 폐색수단은 안장모양인 상기 PHHM의 외면의 적어도 일부인 버튼을 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 4 항에 있어서, 상기 버튼은 상기 안장모양 표면의 나머지와 독립적으로 이동할 수 있는 상기 안장모양 표면의 일부를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 5 항에 있어서, 상기 버튼은 상기 표면의 나머지와 단일 평면에 있는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 6 항에 있어서, 상기 버튼은 오염물질들을 배척하기 위해서 얇은 연속적인 멤브레인에 의해서 덮힌 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 4 항에 있어서, 상기 버튼은 상기 안장모양 표면의 전체를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안장모양 외면은 연속적이고 밀봉된 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 4 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력센서는 상기 버튼에 연결된 힘-반응 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 4 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서, 손가락과 같은 신체부분과의 상호작용을 받는 경우에 상기 버튼이 이동하는 거리는 약 0.01mm 이하인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- BP 측정치를 제공하기에 적합한 PHHM으로서,
사용시 환자의 신체부분이 가압될 수 있거나 또는 사용시 환자의 신체부분에 대하여 가압될 수 있어서 상기 신체부분에서 동맥을 폐색하도록 환자 신체부분에 압력이 적용될 수 있는 개방된 표면의 형태로 혈액 유동 폐색수단을 포함하는 하우징;
상기 신체부분에서 상기 개방된 표면에 의해 발휘되거나 그 역으로 발휘된 압력과 관련한 전기신호를 제공하기 위해 상기 개방된 표면과 연관된 압력 센서; 및
사용시에 상기 개방된 표면에 의해서 폐색되는 동맥의 루미날 영역과 관련된 전기신호를 제공하기 위하여 상기 개방된 표면과 연관된 광학 센서; 및
환자의 수축기 혈압(SBP) 및/또는 확장기 혈압(DBP)의 측정치를 제공하기 위해서 상기 압력 센서 및 상기 광학 센서로부터 송출된 전기신호를 수신 및 분석하고 상기 장치를 제어하기 위한 처리수단;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM. - 제 1 항, 제 3 항 또는 제 12 항에 있어서, 상기 혈액 유동 폐색수단은 안장모양인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 3 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 압력 센서는 필수적으로 압축불가능한 유체를 함유하는 밀봉된 용기를 포함하고, 상기 유체는 PHHCD의 상기 프로세서 또는 상기 처리수단으로 전기신호를 제공하기에 적합한 압력 감지장치에 침지되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서, 혈압계로서 작용하도록 배열된 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 15 항에 있어서, 동맥을 폐색하도록 사용되는 경우에 상기 압력센서로부터 얻은 폐색 측정치들의 사용에 의해서 상기 혈압계를 보정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항, 4 항 및 12 항 중 어느 한 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서,
상기 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단은, 상기 신체부분을 통해서 전달되거나 또는 이것에 의해서 산란되는 빛을 탐지하기 위하여 하나 또는 그 이상의 광검출기들 및 사용자의 신체부분으로 빛을 전달하기 위한 하나 또는 그 이상의 광자방출기를 갖는 혈액 광센서를 포함하며, 여기에서 상기 광자방출기 또는 각각의 광자방출기 및/또는 상기 광검출기 또는 각각의 광검출기는 시야를 좁게 하기 위하여 하나 또는 그 이상의 렌즈들을 구비한 것을 특징으로 하는 PHHM. - 제 1 항, 4 항 및 12 항 중 어느 한 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서, 상기 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단은, 상기 신체부분을 통해서 전달되거나 또는 이것에 의해서 산란되는 빛을 탐지하기 위하여 하나 또는 그 이상의 광검출기들 및 사용자의 신체부분으로 빛을 전달하기 위한 하나 또는 그 이상의 광자방출기를 갖는 혈액 광센서를 포함하며, 2개의 다른 방향으로 방출된 빛이 탐지될 수 있게 배열된 2개의 광자방출기들 또는 2개의 광검출기들이 존재하고, 상기 PHHCD의 프로세서의 처리수단은 사용자 신체에서 혈관를 위치시키기 위해 각 방향으로부터 수신된 신호들을 처리하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 18 항에 있어서, 혈관에 대하여 광센서의 위치를 최적화하기 위하여 신체부분을 이동시키도록 사용자에게 시각적 또는 청각적 신호를 제공하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 혈관이 상기 광센서에 대하여 최적으로 위치하지 않는 경우에 상기 광검출기(들)로부터 수신한 신호들을 보상하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 17 항 내지 제 20 항들 중 어느 한 항에 있어서, 방출된 빛을 혈액에 의해서 흡수하도록 상기 광검출기들에 의해서 생성된 신호의 감도를 최대화하고; 및/또는 혈관의 위치에 대하여 상기 광검출기들에 의해서 생성된 신호의 감도를 최소화하고; 및/또는 상기 개인 휴대용 모니터의 성능을 최적화하기 위하여, 상기 광자방출기(들) 및 상기 광검출기(들)의 광학 축들이 정렬되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 또는 제 4 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서, 상기 PHHM은 상기 PHHCD를 위한 온/오프 스위치 또는 어느 다른 사용자-작동식 제어로서 기능하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항, 제 4 항 및 제 12 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서, 상기 PHHCD의 프로세서 또는 상기 처리수단은 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단 또는 상기 광학센서로부터 수신된 신호들과 상기 압력센서로부터 수신된 신호들을 상관시키기에 적합하고, 그래서 상기 폐색수단과 상기 신체부분 사이에서 발휘된 압력은 상기 환자의 SBP 및/또는 DBP의 측정치들을 제공하기 위해서 상기 동맥의 루미날 영역과 상관되고 상관된 값들을 곡선에 맞추는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 23 항들 중 어느 한 항에 있어서, 환자의 심박을 개시시키는 전기신호가 발생할 때와 관련된 전기신호를 제공하기 위한 전기센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 24 항들 중 어느 한 항에 있어서, 측정을 하기 위하여 환자 신체의 일부에 대하여 상기 장치를 고정시키도록 안손을 사용하여 상기 환자에 의해서 또는 환자에 대하여 상기 장치를 고정하는 의사에 의해서 쉽게 조정될 수 있는 크기와 무게를 갖는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 25 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐색수단은 환자의 손가락과 상호작용할 수 있는 크기인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 26 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 폐색수단은 PHHM의 일면에 있는 오목 영역인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 27 항에 있어서, 상기 오목 영역은 부분-원형이고, 5 내지 10mm 범위의 폭과 2 내지 4mm 범위의 최대깊이의 깊이를 갖는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 28 항들 중 어느 한 항에 있어서, 다수의 압력-반응 또는 힘-반응 장치들을 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 30 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PHHCD의 상기 처리수단 또는 상기 프로세서는 사용자로 하여금 상기 장치를 최적으로 사용할 수 있도록 하기 위하여 청각적 또는 시각적 명령들을 만약 존재한다면 사용자에게 바람직하게는 디스플레이 수단을 통해서 제공하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 30 항에 있어서, 상기 PHHCD의 상기 처리수단 또는 상기 프로세서가 적합하여 상기 명령들은 상호작용하고 상기 장치가 최적 위치에 있거나 또는 올바르게 사용되는지 여부를 결정하기 위해서 사용될 수 있는 상기 센서(들)로부터 수신한 신호들을 기초하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 또는 제 4 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서, 상기 PHHCD는 통상적으로 마우스로서 언급되는 컴퓨터 포인팅 장치, 또는 텔레비젼이나 다른 전자장비용 원격 컨트롤러인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 32 항에 있어서, 상기 PHHM은 케이블이나 무선 연결에 의해서 상기 포인팅 장치가 사용되는 컴퓨터 또는 다른 PHHCD와 통신하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 환자의 BP 측정치를 얻기 위해서 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM로서,
상기 신호 획득 장치는 PHHCD와 통합되고,
상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압하기에 적합하거나 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 상기 신체부분에 의해서 또는 상기 신체부분에 가해진 압력을 측정하기 위한 수단, 및 상기 혈액 유동 폐색수단과 접촉하는 상기 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위하나 수단을 포함하며,
상기 혈액 유동 폐색수단과 그에 연관된 전자부품들은 웨이트(weight)의 가속에 의해서 상기 혈액 유동 폐색수단과 상기 신체부분 사이에서 힘을 생성하기 위한 웨이트에 포함된 것을 특징으로 하는 PHHM. - 제 34 항에 있어서, 상기 혈액 유동 폐색수단은 케이블에 의해서 또는 무선으로 상기 PHHCD와 통신하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서, 상기 웨이트는 상기 신체부분의 자연적인 이동으로부터 가속이 일어나도록 끼워 맞추어지기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 34 항 내지 제 36 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 웨이트는 상기 PHHM이 통신하는 상기 PHHCD로부터 인가된 시각적 또는 청각적 명령들에 반응하여 환자의 행위를 숙고하는 것으로부터 가속이 일어나도록 끼워 맞추어지기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 39 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환자 신체에 있는 고정 지점에 대하여 상기 PHHM의 높이를 측정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 38 항에 있어서, 상기 고정 지점은 환자의 눈이고, 상기 PHHM은 상기 눈을 탐지하기 위하여 PHHCD에 있는 카메라로부터 얻은 환자 얼굴의 이미지 및 상기 PHHCD 내에 통합된 틸트 센서들로부터 얻은 상기 PHHCD의 틸트 각도의 측정치를 분석하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 39 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PHHM은 상기 PHHM에 의해서 만들어진 측정치들 이외에 상기 PHHCD의 어느 기능을 제어하기 위해서 상기 PHHCD로 자료를 입력하기 위해서 상기 환자에 대한 이원의 또는 연속적으로 가변적인 수단을 제공하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 사용자의 건강과 관련된 하나 또는 그 이상의 매개변수들의 측정치들을 얻기 위해서 사용될 수 있는 신호들을 획득하기 위한 신호 획득 장치를 포함하는 PHHM로서,
상기 신호 획득 장치는 신체부분의 단지 일측에 대하여 가압하기에 적합하거나 또는 그것에 대하여 가압된 신체부분의 단지 일측을 갖기에 적합한 혈액 유동 폐색수단, 상기 신체부분에 의해서 또는 상기 신체부분에 가해진 압력을 측정하기 위한 수단, 및 상기 혈액 유동 폐색수단과 접촉하는 상기 신체부분을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위하나 수단을 포함하며,
상기 PHHM은, 측정치를 만들기 위해서 환자의 신체 일부에 대하여 상기 장치를 고정하도록 한손을 사용하는 환자 또는 환자에 대하여 상기 장치를 고정시키는 의사에 의해서 쉽게 조정될 수 있는 그러한 크기와 무게를 갖는 것을 특징으로 하는 PHHM. - 제 41 항에 있어서, 전용 연산 모듈에 연결되기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 41 항에 있어서, PHHCD와 통합되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 43 항에 있어서, 상기 PHHCD는 게임 컨트롤러, (일반적으로 마우스로서 언급되는) 컴퓨터 포인팅 장치 또는 텔레비젼이나 다른 전자장비용 원격 컨트롤러인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 41 항 내지 제 44 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 혈액 유동 폐색수단은 상기 장치의 외면의 적어도 일부이고 중앙에 평평한 영역을 갖는 안장형상이고 환자의 손가락과 상호작용할 수 있는 크기의 개방 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 41 항 내지 제 44 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 신체부분은 손목이고 상기 개방 표면은 중앙의 평평한 영역을 갖는 반구형인 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 41 항 내지 제 46 항들 중 어느 한 항에 있어서, 동맥을 위치시키기 위한 수단을 포함하며, 상기 PHHM은 동맥을 위치시키고 및/또는 동맥의 올바른 위치를 확인하기 위해서 상기 압력 감지수단으로부터 송출된 신호들을 처리하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 41 항 내지 제 47 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PHHM은 오실로메트릭법에 의해서 상기 루미날 영역을 측정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM..
- 제 41 항 내지 제 48 항들 중 어느 한 항에 있어서, 혈압계로서 작용하도록 배열되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 49 항에 있어서, 상기 PHHM은 동맥을 폐색하도록 사용되는 경우에 압력센서로부터 얻은 폐색 측정치들의 사용에 의해서 상기 혈압계를 보정하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 50 항들 중 어느 한 항에 있어서, 혈압계인 체온센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 51 항에 있어서, 상기 압력감지수단 및/또는 상기 PHHM 내의 집적회로의 온도를 측정하기 위해서 사용되는 바와 같이 상기 혈압계의 냉접점의 온도는 동일한 센서를 사용하여 측정되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 51 항 또는 제 52 항에 있어서, 상기 혈압계의 시야는 PHHCD의 카메라로부터 얻은 이미지 상에 겹쳐되는 PHHCD의 스크린 상에 디스플레이되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항, 제 4 항, 제 34 항, 제 39 항, 제 43 항 및 제 53 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서, 만약 상기 PHHCD가 측정전에 일정 기간에 교반되었는지를 탐지하고 그래서 혈압측정에서 발생가능한 에러들을 사용자에게 경고하기 위해서 또는 상기 PHHCD가 충분한 시간동안에 필수적으로 정지할 때까지 측정들을 방지하기 위해서 상기 PHHCD 내에 통합된 다른 센서들을 사용하기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 54 항들 중 어느 한 항에 있어서, 작동의 둘 또는 그 이상의 위상들을 채택하기 위해서 사용자에게 청각적 또는 시각적 명령들을 제공하기에 적합하고, 그것의 첫번째는 SBP와 DBP의 근사값들을 측정하기 위해서 및/또는 사용자 신체부분이 올바르게 위치한 것 및/또는 적당한 온도를 측정하기 위해서 사용되고, 그것의 두번째는 상기 SBP와 DBP의 측정치들을 만들기 위해서 사용되고 부수적인 위상(만일 존재한다면)은 이러한 측정치들을 한정하도록 사용되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 55 항에 있어서, 상기 처리수단이 적합하여 상기 명령들은 상호작용하고 상기 장치가 최적 위치에 있거나 또는 올바르게 사용되는지 여부를 결정하기 위해서 사용될 수 있는 상기 센서(들)로부터 수신한 신호들을 기초하는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 1 항 내지 제 56 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 PHHM은 연관된 처리수단에 의해서 판독되는 유일한 식별자를 갖는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 제 57 항에 있어서, 상기 센서들은 제조시에 보정되고, 각각의 장치에 대한 보정 자료는 그것의 독특한 식별자와 연관되어 인터넷을 통해서 상기 장치에 다운로드되는 것을 특징으로 하는 PHHM.
- 광학 센서와 임의적으로 전기센서를 포함하는 PHHM으로서,
상기 PHHM은 다음 :
상기 광학수단의 신호들 각각과 그리고 전기센서(만약 맞추어진다면)로부터 송출된 신호와 독립적으로 심박들 사이의 인터벌, 상기 광학수단으로부터 송출된 신호의 피크 대 피크 진폭과 평균진폭의 변화, 상기 전기신호(만약 맞추어진다면)로부터 송출된 신호의 진폭 및 그러한 신호들 각각 및 그들의 결합의 질적 평가를 임의로 만들고 질적 평가에 기초하여 임의로 웨이팅(Weighting)하는 상기 광학수단으로부터 송출된 신호와 상기 전기센서(만약 맞추어진다면)로부터 송출된 신호 사이의 위상차의 변화 중 일부 또는 전부를 분석하여 호흡율과 호흡깊이의 측정치를 만들기에 적합한 것을 특징으로 하는 PHHM. - 하우징, 폐색수단, 압력센서, 임의의 광학센서, 전기센서의 전극들중 임의의 적어도 하나, 및 연결된 장치를 형성하기 위해서 제 1 항 내지 제 59 항들 중 어느 한 항에 따른 PHHM의 나머지에 상기 부품들을 전기적으로 연결하기 위한 연결부들을 포함하는 모듈.
- 하우징, 폐색수단, 압력센서, 임의의 광학센서, 전기센서의 전극들중 임의의 적어도 하나, 및 집적장치를 형성하기 위해서 제 1 항 내지 제 59 항들 중 어느 한 항에 따른 PHHM의 나머지에 상기 부품들을 전기적으로 연결하기 위한 연결부들을 포함하는 모듈.
- 제 1 항, 제 4 항, 제 12 항, 제 34 항 및 제 41 항 또는 그것의 어느 종속항에 있어서, 상기 신체부분 또는 동맥의 루미널 영역을 통한 혈액의 유동을 탐지하기 위한 수단은 사용자의 신체부분으로 빛을 전달하기 위한 하나 또는 그 이상의 광자방출기들을 갖는 혈액 광센서를 포함하며, 상기 빛은 녹색광인 것을 특징으로 하는 PHHM.
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