(57)【要約】      （修正有）【課題】患者の毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）は、心血管系健康の決定の重要な特徴である。微小循環（すなわち、毛細管）の速い再拡散は、心血管系が体を通じて効率的に血を分配することができることを示す良いインジケーションである。現行のシステムは、ＣＲＴをテストするために、当てにならないか主観的な方法を使用する。更に、ＣＲＴの計算は、小児科においてより一般的に使われており、大人向きの医療空間で一般的に使われない。【解決手段】本出願は、一体型カメラ及び光源又はＣＲＴを計算するためにアンビエントライトと結合して光源を使う光学ヘッドマウントディスプレイを備えるモバイルデバイスを使って患者のＣＲＴを計算するシステム及び方法を説明する。患者のＣＲＴが計算されると、一体型アプリケーションはデータを分類し、レビューのために治療を行う臨床医にそれを送る。【選択図】図２Ａ
2020110616.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指に加えられる圧力の解除の際に前記指に対して毛細血管再充満時間を測定するように動作する毛細血管再充満時間測定装置であって、前記毛細血管再充満時間測定装置は、
カメラと、表示コンポーネントと、
前記毛細血管再充満時間を含む時間間隔に渡って前記指からの光信号を測定するように前記カメラを操作し、
前記測定される光信号の解析に基づいて毛細血管再充満時間値を決定し、
前記決定される毛細血管再充満時間値を前記表示コンポーネント上に表示する
ことを含む操作によって毛細血管再充満時間測定を実行するようにプログラムされる電子プロセッサとを含む、モバイル又はウエラブルデバイス
を有する、毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項２】
前記モバイル又はウエラブルデバイスは、携帯電話又は光学ヘッドマウントディスプレイの一つである、請求項１に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項３】
前記モバイル又はウエラブルデバイスは、前記カメラから横方向にオフセットされるカメラ光源を含み、前記カメラを操作することは、前記毛細血管再充満時間を含む少なくとも前記時間間隔の間に前記指を照光するように前記カメラ光源を操作することを含む、請求項１乃至２の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項４】
前記カメラを操作することは、前記指のビデオ又は静止画像の時間シーケンスを収集するように前記カメラ光源を操作することを含み、前記決定は、前記収集されるビデオ又は静止画像の時間シーケンスに基づいて前記毛細血管再充満時間値を決定することを含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項５】
環境光から前記指をシールドするために前記カメラにクリップされるカフを更に含む、請求項１乃至４の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項６】
前記カフは不透明で柔軟である、請求項５に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項７】
前記カフはリジッド又は膨張式カフであり、前記電子プロセッサは、前記指に圧力を加えるためにリジッド又は膨張式カフを操作する更なる操作によって前記毛細血管再充満時間測定を実行するようにプログラムされる、請求項５に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項８】
前記リジッド又は膨張式カフは、前記被験体の指に標準圧力を加えるための一つ又はそれより多くのビルトインサーボモータを含むリジッドカフであり、前記一つ又はそれより多くのビルトインサーボモータは、前記電子プロセッサによって制御される、請求項７に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項９】
前記電子プロセッサは、前記毛細血管再充満時間測定を実行するように、一体型毛細血管再充満時間アプリケーションによってプログラムされる、請求項１乃至８の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項１０】
前記測定される光信号の解析に基づいて前記毛細血管再充満時間値を決定する前記操作は、前記臨床医によって提供される指示の１つによって前記毛細血管再充満時間間隔の始めを特定することを含む、請求項１乃至９の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項１１】
前記測定される光信号の解析に基づいて前記毛細血管再充満時間値を決定する前記操作は、前記毛細血管再充満時間を計算するために信号歪を検出するように前記カメラを操作する前記操作によって生成されるカメラ画像ストリームの赤及び／又は緑及び／又は青のコンポーネントを使用する、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項１２】
被験体の指を示す信号を検出するためにモバイル又はウエラブルデバイスのカメラを操作するステップと、
前記被験体の指に加えられる圧力の追加及び除去を検出するために前記信号をモニタリングするステップと、
回復時間を検出するために前記信号を解析するステップと、
前記モバイル又はウエラブルデバイスの表示コンポーネント上の前記回復時間に基づいて毛細血管再充満時間値を表示するステップと
を有する方法を実行するために前記カメラ及び前記表示コンポーネントを更に含む前記モバイル又はウエラブルデバイスのプロセッサによって読取り及び実行可能な命令を記憶する、非一時的記憶媒体。
【請求項１３】
前記方法は、前記被験体の治療及び解析のための、臨床医による使用のためにユーザインタフェースに通信ネットワークに渡って前記毛細血管再充満時間値を通信するように前記モバイル又はウエラブルデバイスの送信器を操作するステップを更に含む、請求項１２に記載の非一時的記憶媒体。
【請求項１４】
毛細血管再充満時間を測定する方法であって、前記方法は、
モバイル又はウエラブルデバイス上の一体型アプリケーションを開始するステップ
を有し、前記一体型アプリケーションは、
前記モバイル又はウエラブルデバイスのカメラを使って被験体の指を検出し、
前記被験体の指を圧迫又は圧搾し、それから前記被験体の指上の圧力を解除するように臨床医を促し、
前記モバイル又はウエラブルデバイスの前記カメラを使って前記被験体の指からの光信号を測定し、
前記測定される光信号の解析に基づいて前記毛細血管再充満時間を計算し、
前記モバイル又はウエラブルデバイスの表示コンポーネント上で前記毛細血管再充満時間を前記臨床医に表示する
ように前記モバイル又はウエラブルデバイスをプログラムする、方法。
【請求項１５】
前記一体型アプリケーションは、前記患者の指における色変化を決定するために前記カメラ画像ストリームの赤、緑、青コンポーネントの少なくとも１つを使う、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記モバイルデバイスは、前記カメラから横方向にオフセットされるカメラ光源を含み、前記カメラを使う前記被験体の指からの前記光信号の前記測定は、前記カメラ光源を使う前記測定の間、前記被験体の指を照光することを更に含む、請求項１４乃至１５の何れか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記一体型アプリケーションは、特定の力量で前記患者の指を押すように、少なくとも一つの一体型サーボモータでリジッドカフを制御するように構成される、請求項１４乃至１６の何れか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記一体型アプリケーションは、特定の力量で前記患者の指を押すように、膨張式カフを制御するように構成される、請求項１４乃至１７の何れか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記光信号は、前記カメラを使って前記被験体の指のビデオ画像又は静止画像を収集することによって測定され、前記毛細血管再充満時間は前記被験体の指の前記ビデオ画像又は静止画像を解析し、前記被験体の指が、圧搾された後、そのベースライン色に戻るまで経過した時間の量として前記毛細血管再充満時間を計算することによって計算される、請求項１４乃至１８の何れか一項に記載の方法。
【請求項２０】
前記一体型アプリケーションは前記毛細血管再充満時間データを、「非常に低い」、「低い」、「普通」、「高い」、又は「非常に高い」として分類グループに分類する、請求項１４乃至１９の何れか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下は、概して毛細血管再充満時間の測定に関する。それは、脱水又は大量急性低血圧をテストし、診断する際に小児被験体及び大人被験体の両方のために正確な被験体特定毛細血管再充満時間を提供することとともに特定のアプリケーションを検出する。それはまた、標準化された入力に基づいてこれらの被験体特定計算を臨床医に提供することとともに特定のアプリケーションを検出する。しかしながら、以下もアプリケーションを他の使用シナリオで発見し、前記アプリケーションに必ずしも限られているというわけではないことを理解すべきである。
【背景技術】
【０００２】
被験体の毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）は、心血管系健康を評価するのに役に立つ測定基準である。微小循環（例えば毛細管の）の速い再拡散は心血管系が体を通じて効率的に血を分配することができるという良いインジケーションであるが、遅い再拡散は調査を必要としている心血管問題を示す。ＣＲＴを評価する現行手法は、「フィンガブランチテスト」と称される、担当臨床医によって作られる主観的な測定値を使用する。このテストにおいて、臨床医が被験体の指を圧搾し、解放し、指がそのピンクがかった色を回復するために必要な秒数を数える（主観的でまれに記録される測定）。臨床医が他の臨床医より激しく被験体の指を圧迫し得るので、フィンガブランチテストは相対的でもある。
【０００３】
フィンガブランチテストを受ける指がその始めの色に戻る正確な時間を決定することは主観的であり、一様に適用するのが難しい仕事であることがわかった。いつ組織色が正確にベースライン色に戻ったかを正確に決定し、２又は３秒の閾値のために時間を正確に数えることは、テストの臨床的な値を制限する難しい仕事である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
以下は、上記の問題及びその他を克服する、新しくて改善された方法及びシステムを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つの態様によれば、ＣＲＴを測定するための方法が開示される。本方法は、光源から光を放出するステップと、患者の指を特定するために光源の近くに位置されるカメラをスイッチオンするステップとを有する。それから、患者の指は、所定の量の時間の間、圧迫される。モバイルデバイスの一体型アプリケーションが開始され、一体型アプリケーションは光源をつけて、患者の指の色の変化を検出するために、光源の近くに位置されるカメラを使い、この情報を使用し、本方法は患者の指の色の変化の間で経過する時間からＣＲＴを計算する。
【０００６】
本アプリケーションの他の態様によれば、光を放出するための光源及び患者の指を特定するように構成される光源の近くのカメラを有する、ＣＲＴを測定するための装置が開示される。光源及びカメラをスイッチオンするように構成される少なくとも一つのプロセッサ及び少なくとも一つの患者の指を使って、プロセッサは、さらに、患者の指の色の変化の間で経過した時間からＣＲＴを計算するため、患者の指の色変化を検出するためにカメラを使うように構成される。
【０００７】
本出願の他の態様によれば、ＣＲＴを測って、計算するためのシステムは開示される。本システムは、開始位置及び終了位置からの患者の指の色の変化の間で経過した時間を決定するためにカメラ及び光源を使って患者のためにＣＲＴを計算するように構成される一つ又はそれより多くのプロセッサを有する。本システムは、患者データを記憶するように構成されるメモリ、臨床情報を送ったり受けたりするように構成される通信ネットワーク、及び少なくとも一つのプロセッサ及びメモリから入力を受信するように構成されるユーザインタフェースを含み、ユーザインタフェースは計算結果を表示するように構成される。
【０００８】
１つの利点は、客観的なテスト基準に基づいて被験体のＣＲＴの改善された決定及び計算にある。
【０００９】
他の利点は、改善された臨床ワークフローにある。
【００１０】
他の利点は、改善された患者の看護にある。
【００１１】
本発明の更なる利点は、以下の詳細な説明を読んで、理解すると、当業者に評価されるであろう。
【００１２】
本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、並びに様々なステップ及びステップの構成の形を取り得る。図面は好ましい実施形態を例示するためのものに過ぎず、本発明を限定するものとして解釈すべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】毛細血管再充満時間を計算する方法及び装置を実現する典型的なシステムを例示する。
【図２ａ】被験体の毛細血管再充満時間を捕えて、計算するためにカメラレンズからオフセットされる一体型光源及びカメラレンズを備える毛細血管再充満テスト（ＣＲＴ）装置を例示する。
【図２ｂ】毛細血管再充満時間を計算するために、被験体の指による図１のＣＲＴ装置の典型的な使用を例示する。
【図２ｃ】アンビエントライトが被験体の指に達することをブロックし、随意にテストの間に均一な圧力を被験体の指にもたらすためのカフで被験体の毛細血管再充満時間を捕えて、計算するためのＣＲＴ装置を例示する。
【図３】毛細血管再充満時間を計算する使用のための他のＣＲＴ装置を例示する。
【図４】毛細血管再充満時間を計算する方法を例示する。
【図５】血流が正常であり、それからふさがれて、最後に正常に戻るＣＲＴを計算する図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
客観的な技術を使用して患者の毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）を決定する装置及び方法がここに開示される。（より一般的には、開示されるＣＲＴ測定技術は、患者又はルーチンの身体検査若しくは臨床スクリーニング等を受けている被験体（簡略化のために、「患者」という語がここに使われる）である被験体に適用されることができる。）１つのアプローチにおいて、すぐに利用できるカメラ、搭載される光源（カメラフラッシュ）、及び一体型アプリケーション（すなわち、電子データ処理装置）を用いて、患者の指は圧搾又は圧迫され、カメラ色スケールのＬＥＤ波長スケールを用いて、圧迫される前に、患者の指が開始色に戻るにはどれくらいかかるかが決定される。ＣＲＴは、色回復の自動評価を使って評価される。  自動アプローチにおいて、標準化された、所定の力を使って患者の指を圧搾する柔軟な不透明カフが提供される。解放時に、カメラは、患者の指がその開始色に戻るまでどれくらいかかるかを決定する。それから、この情報は、モバイルデバイス又は別個の医療装置の何れかの上のユーザインタフェースに送られる。
【００１５】
患者のＣＲＴを計算するためのアプローチは、ここに開示される。計算終了時、ＣＲＴは、いくつかの実施例において、分類カテゴリーに分類され、結果及び分類はレビューのために臨床医に提出される。成人の患者の場合、ＣＲＴは通常、脱水又は急性高血圧に対するテストに使われる。ＣＲＴは通常、幼児及び子供における脱水をチェックするために、小児科スペースで使われる。
【００１６】
図１に関して、毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）を計算し、臨床医がレビューするためのユーザインタフェースにそれを送るための表現システムを例示するブロック図は示される。システム１００は、毛細血管再充満時間間隔にわたって指に対する画像又は光学データを収集するカメラ１０３と、収集される画像又は光学データから毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）を計算する少なくとも一つの電子プロセッサ１０４（たとえば、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ等）と、モバイル又はウエラブルデバイス１０２から計算された患者情報を送るためのオプションの送信器１０６と、計算された患者データを記憶する記憶１０８とを備えるモバイル又はウエラブルデバイス１０２を好適に含む。いくつかの実施例において、ユーザインタフェース１１２（たとえば、多機能患者モニタ、ナースステーションコンピュータ等）は、モバイルデバイス１０２から送られるＣＲＴ値を受信するために、通信ネットワーク１１０を介して相互接続される。更に、又は代わりに、装置１０２は、それを送ることなく（電子コンポーネント１０４、１０６、１０８は通常、モバイル又はウエラブルデバイス１０２の内側に配置されるので、それらは表示スクリーン１１４によってふさがれることは注意される）、ＣＲＴ値を装置１０２の表示スクリーン１１４に表示し、値は、医師、看護師又はＣＲＴを収集する他の医療プロフェッショナルによって適切に読まれて、手動で患者記録に入力される。通信ネットワーク１１０は、インターネット、イントラネット、ローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、無線ネットワーク、有線ネットワーク、セルラネットワーク、データバス、ブルートゥース、赤外線又は他の短距離無線接続などの一つ又はそれより多くを含むと考えられる。システムのコンポーネントが中央位置又は複数の遠隔位置に位置されることも評価されるべきである。
【００１７】
一つ又はそれより多くのプロセッサ１０４は前述の機能を具現化し、画像又は光学データを得るためにカメラ１０３を制御するコンピュータ実行可能な命令を好適に実行し、コンピュータ実行可能な命令はプロセッサ１０４と関連するメモリ１０８に記憶される。しかしながら、前述の機能の少なくとも一部は、プロセッサの使用なしに、ハードウェアで実施されることが考えられる。たとえば、アナログ回路は、カメラ１０３の操作／制御機能のいくつかを実施するために使用されることができる。さらに、システム１００のコンポーネントは、プロセッサ１０４に、通信ネットワーク１１０にわたって通信し、ユーザインタフェース１１２にわたって情報を医師に提供するインターフェースを提供する送信器ユニット１０６を随意に含む。
【００１８】
図２(ａ)に関して、１つの実施例において、図１のモバイルデバイス１０２は、一体型光源（例えば、ＬＥＤ）２０２を備えるカメラ搭載モバイルデバイス２００（たとえば、カメラ搭載移動電話、カメラ搭載タブレットコンピュータ等）を有し、一体型光源は従来、スチル写真撮影のためのフラッシュ光又は、例えば、ビデオ及びカメラ２０４をとるための持続照明のためのトーチ光として使われている。概し、カメラ２０４は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、ＣＭＯＳ又は（一般的に複合レンズのような屈折レンズ要素が提供されるが、ピンホールレンズになり得る）レンズに光学的に結合される他の画像センサアレイを含む。いくつかの実施例において、カメラ２０４は調節可能なフォーカスを提供するように構成される。カメラ搭載モバイルデバイス２００は、適切なファームウェア又はソフトウェアによって、人々、場所、対象物等の写真を収集するために、光源２０２及びカメラ２０４を動作させるように構成される。例えば、カメラは「自動露出」カメラであってもよい。ここに開示されるように、カメラは、たとえばモバイルデバイス１０２上で実行される（概略的に図２(ａ)において示される）適切なアプリケーションプログラム（「アプリ」）２０６によって、カメラ２０４及び光源２０２を用いて毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）測定を実行するようにさらに構成される。例えば、モバイルデバイス２００は（アップル社クパチーノ、ＣＡ、ＵＳＡから入手可能な）ｉＯＳモバイルオペレーティングシステムを実行しており、ＣＲＴアプリ２０６はｉＯＳアプリになる。他の実施例において、モバイルデバイス２００はＡｎｄｒｏｉｄモバイルオペレーティングシステムを実行し、ＣＲＴアプリ２０６はＡｎｄｒｏｉｄアプリになる。
【００１９】
図２(ｂ)に関して、毛細血管再充満時間を測るために、臨床医は、たとえばモバイルデバイス２００のディスプレイ上に示されるＣＲＴアプリ２０６を表すアイコンに触れることによって、ＣＲＴアプリ２０６を開始する。（ディスプレイはモバイルデバイス２００の反対側にあり、それゆえに、図２(ａ)及び２(ｂ)のビューで見えない。）それから、ＣＲＴアプリ２０６は、ユーザに（たとえば、ディスプレイ上に示されるテキストを介し、及び／又はシミュレーションされた音声メッセージを介して）カメラ２０４及び一体型光源２０２の両方に患者の指２１０の一つを置かせ、圧迫することなく数秒間それをそこで保つことを促す。数秒後、臨床医は、数秒間患者の指２１０をカメラ２０４上に圧迫又は圧搾し、それから患者の指上の圧力を解除するが、更に数秒間そこに患者の指２１０を保持するようにＣＲＴアプリ２０６によって促される。（他の代わりの実施例において、ＣＲＴアプリ２０６は臨床医に、指を圧迫又は圧搾するように促さないが、代わりに、光学的に検出される指のブランチングに基づいて自動的にこの動作を検出するためにカメラ２０４の出力をモニタする。）テストとの関連において、ＣＲＴアプリ２０６は、光源２０２に、指がカメラ２０４に対して圧迫している点の少なくともすぐ近くにおいて指２１０を照光する光を生成させるように、一体型光源２０２を操作する。光源２０２がカメラ２０４から横方向にオフセットされるので、光源２０２は、指がカメラ２０４に対して圧迫している点を直接照らさないことは注意される。しかしながら、本発明者は通常の人間の指が十分に半透明なので、照明をＣＲＴ測定に提供するために、十分な量の光が光源２０２からカメラ２０４の視野に「漏れる」ことを発見した。ＣＲＴアプリ２０６は、カメラ２０４によって生成されるカメラ画像ストリームを解析することによって、患者のＣＲＴを計算する。１つのアプローチにおいて、ＣＲＴ解析は、画像ストリームの赤及び／又は緑及び／又は青のコンポーネントを利用し、圧搾の始まりを特定する信号歪（例えば色変化）、解除を特定する第二の歪、及び最後に、それらの圧搾前特徴への信号の戻りを探す。ＣＲＴは、後の２つのイベントの間で経過した時間から導出されることができる。
【００２０】
いくつかのモバイルオペレーティングシステムにおいて、カメラへの低レベルアクセスは、利用できない。そのような場合、指圧迫の始まり、指圧迫の解除、及び色回復の測定の検出は、十分なことに、カメラで得られる「画像」の時系列に基づく。たとえば、ビデオモードにおいて、カメラは、通常１秒につき３０フレーム（画像）のレートで画像（フレーム）の時系列を収集し、それは良好なＣＲＴ時間分解能のために十分に速い。指１０がカメラ２０４に圧迫されるため、収集される「画像」は実際、焦点が合っていないが、（たとえば、フレーム毎の平均ピクセル強度として計算される）フレーム毎の積分強度は、皮膚色の適切な測定基準になり、色回復を特徴づけるために用いられることができる。
【００２１】
図２(ｃ)に関して、変形実施例において、患者のＣＲＴは、図２(ａ)に関して記述されるハードウェアを使って計算され、ＣＲＴ測定の前に光源２０２及びモバイルデバイス２００のカメラ２０４にクリップされる（図２(ｃ)に破線輪郭形式で示される）カフ２１２を更に含む。患者はカフ２１２に彼又は彼女の指をすべり込ませ、測定の間、環境光からそれをシールドする。１つの実施例において、カフ２１２は、不透明で柔軟であるパッシブカフであり、後者はカフ内にある間、臨床医が指を圧搾することを可能にするためである。パッシブカフは指アランメントを提供し、指に加えられる圧力を吸収し、分散させるために、柔らかい材料を含む。
【００２２】
他の実施例において、カフ２１２は、圧力を指に加えるための機械装置としても役立つ、リジッド又は膨張式のカフである。このアプローチにおいて、患者のＣＲＴは、ＣＲＴ測定の間、環境光から指を保護するためにリジッド又は膨張式のカフ２１２を使って計算される。リジッドカフの実施例において、標準化された圧力を考慮して、カフは圧搾及び解除動作を実行する一つ又はそれより多くのビルトインサーボモータ（図示略）を含む。膨張式のカフの実施例において、カフは、膨張状態で指に圧力を加えるために、たとえば、カフに組み込まれるダイアフラムポンプを使って膨張され得る。リジッド又は膨張式の実施例において、圧力センサ（図示略）は、加えられる圧力に関して正のフィードバックを提供するために随意に含まれる。有利なことに、堅いカフ２１２（又は膨張式のカフの膨張ユニット）のサーボモータは、アプリ２０６が正確な解除時間を知ることを可能にするＣＲＴアプリ２０６によって制御される。
【００２３】
カフ２１２は不透明又は不明瞭として記載されるが、このことは必ずしも必要とされるというわけではない。アンビエントライトは、それが毛細血管再充満モニタリングを妨害することができる過渡現象を含む限り、問題を含んでおり、毛細血管再充満モニタリングの感度を減らすくらい非常に明るくなる。通常アンビエントライト強度はＣＲＴ測定の時間フレームに渡って診療室又は病院において基本的に一定になるので、カフ不透明度は重要でなく、又は半透明カフで十分である。たとえカフ２１２がアンビエントライトを遮断するように設計されていなくても、ＣＲＴ測定のための適切な位置に患者の指を導くことは有用であり、すでにいくつかの実施例で記述されるように、カフ２１２はアクティブな圧力をＣＲＴ測定に提供する。
【００２４】
図３に関して、他の実施例において、図１の装置１０２は、アイグラス（すなわち眼鏡）の形態を有する例示の光学ヘッドマウントディスプレイ（ＯＨＭＤ）３００のようなウエアラブルデバイスである。ＯＨＭＤ３００はカメラ３０２を含み、ＯＨＭＤ３００のディスプレイはフィードバックのためのモニタとしての役割を果たす。装置３００は、毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）測定を実行するために、アプリケーションプログラム（「アプリ」）３０６を実行するマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラを更に含む。１つの考えられた実施例において、ＯＨＭＤ３００は、ＡｎｄｒｏｉｄモバイルオペレーティングシステムのＧｏｏｇｌｅグラス特定バージョン下でアプリケーションプログラム（「アプリ」）３０６を実行する（Ｇｏｏｇｌｅ、マウンテンビュー、ＣＡ、ＵＳＡから入手可能な）Ｇｏｏｇｌｅグラスユニットである。ＣＲＴ測定を実行するため、臨床医はＯＨＭＤ３００を着て、患者の手３０４を見て、それによってカメラ３０２が手３０４にフォーカスされる。ＣＲＴ測定はいろいろな方向で始められ、例えばＯＨＭＤ３００のディスプレイを介して、若しくはＯＨＭＤユニット３００によって生成されるシミュレーション音声を介して臨床医に提供される命令によって、又は臨床医によって話され、若しくはＯＨＭＤ３００の音声認識コンポーネントによって検出されるバーバルコマンドによって、又は適切な画像セグメンテーション技術を使用して特定されるカメラ３０４の視野における手３０４の自動検出によって始められる。カメラ３０２は関心指爪を検出し（又は代わりに、指の指パッド側を見て）、ベースライン色評価を実行し、ベースライン色インデックス（例えばピーク強度又は赤いチャネルの指爪強度ヒストグラムのＡＵＣ）を提供する。それから、臨床医は数秒間、圧力を関心指爪に加える。医師が指を解放するとき、カメラ３０２は指を再検出し、たとえば、３０フレーム／秒で１０秒より長く、各々のビデオフレームにおいてその色を記録する。カメラ３０２は解析されるべきビデオ録画又は静止画像（すなわち写真）の時間シーケンスを用いて患者の指における色変化を捕えることができる。記録の完了の後、ＣＲＴは、指爪がそのベースライン色を回復したビデオフレーム又はスチル写真を決定することによって、又は毛細血管再充満時間のより再生可能な決定のために連続ビデオフレームにおける測定色に数学関数をフィッティングすることによって決定される。
【００２５】
類似点がカメラ光源２０２にないという点において、図３の実施例が図２(ａ)、(ｂ)、(ｃ)の実施例と異なることは注意される。図３の実施例は、指爪の画像を得るために、アンビエントライトに依拠する。更に、又は代わりに、ＯＨＭＤ３００の上で光源又は他の光源を含むことが考えられる。
【００２６】
図４に関して、患者の毛細血管再充満時間を測るための例示の方法４００を図解するプロセスフローチャートが示される。方法４００は、単一の指幅をカバーするのに十分近いカメラ及び光源を有する、図２(ａ)、２(ｂ)、２(ｃ)のカメラ搭載装置２００のような装置に適している。操作４０２において、ＣＲＴアプリ２０６は、モバイルデバイス２００上で開始される。ＣＲＴアプリ２０６は操作４０４において光源２０２をつけて、操作４０６においてカメラ２０４を作動させる。操作４０８において、患者の指はカメラに押しつけられ、カメラは操作４１０において患者の指のベースライン色を計算する。ベースライン色は、カメラが患者の毛細血管再充満時間を検出する開始点である。ベースラインの測定操作４１０の後、臨床医（又は同上を含む実施例の自動カフ２１２）は、操作４１２において所定の時間の間、患者の指を圧搾又は圧迫する（すなわち、圧力を加える）。たとえば、患者の指は、いくつかの適切な実施例において、３秒間圧迫される。操作４１２の終了後、臨床医又は自動カフはそれから、患者の指を解放する。操作４１４において、カメラは、患者の指のビデオ画像（フレーム）又は静止画像の時系列をとり、ＣＲＴアプリ２０６は、患者の指が圧搾された後にそのベースライン色に戻るまで経過した時間として、患者のＣＲＴを計算する。随意に、操作４１６において、ＣＲＴアプリ２０６は、データを臨床医のための分類グループに分類する。たとえば、分類グループは、「非常に低い」（例えばＣＲＴ<１秒）、「低い」（例えばＣＲＴ=１-２秒）、「普通」（例えばＣＲＴ=２-３秒）、「高い」（例えばＣＲＴ=３-４秒）、「非常に高い」（例えばＣＲＴ>４秒）と分類されることができる。操作４１８において、ＣＲＴ値及び／又はオプションのＣＲＴ分類情報は、臨床医がレビューするためにユーザインタフェースに送られる。
【００２７】
図３のＯＨＭＤ３００を使うＣＲＴ測定は、同じように実行されることができる。ここにおいて、類似点が操作４０４になく、操作４０８は、たとえばＯＨＭＤ３００を着る臨床医に指爪を見させることによってカメラ３０２を指爪にフォーカスすることに対応する。画像セグメンテーションアルゴリズムは、特に画像における指爪領域を特定するために随意に適用される。
【００２８】
図５に関して、ＣＲＴ測定の間、モバイルデバイス２００のカメラ２０４によって、又はＯＨＭＤ３００のカメラ３０２によって収集される光信号の実施例が示される。この図はＣＲＴアプリ２０６、３０６によって生成され、いくつかの実施例においてユーザインタフェース上に臨床医のために表示される。図の領域５０２は、何れかの圧力が加えられる前のベースライン光信号５０２を示す。（矢印５０４で示される）圧力が加えられるとき、光信号は急速な過渡現象５０４を経る。この過渡現象の性質は、カメラ、照明及び圧力の源の特定の構成に依存する。図５は、圧力を加える臨床医の手が指爪のビューをふさぐために起こる、信号の激減として過渡現象５０４を示す。他方、図２(ａ)、２(ｂ)、２(ｃ)の実施例の場合、カメラ２０４のビューがふさがれないため、過渡現象は異なる。臨床医又は圧力カフの何れかからの圧力が解除されるとき、更なる過渡現象５０８は観察される。その後、血液の毛細血管再充満として、カメラは対応する色変化を捕え、時間は一体型アプリケーション４１０に記録される。色がベースライン色に戻るとき、一体型アプリケーションは記録を止めて、ＣＲＴを計算する。
【００２９】
毛細血管再充満時間（ＣＲＴ）がさまざまな方法で定量化されることは評価される。１つのアプローチにおいて、ＣＲＴは、領域５１０における立上がり信号が領域５０２において観測されるベースライン信号レベルに戻る時間とみなされる。しかしながら、このアプローチは、いくつかのエラーになる傾向がある。たとえば、ある場合において、信号はベースラインを少しオーバシュート又はアンダシュートすることが観測された。改善された精度は、領域５１０における回復カーブの形状を特徴づけることによって、たとえば回復領域５１０で指数形を仮定する時定数を決定することによって得られることができる。他のアプローチは、ＣＲＴを９０%の回復時間（又はいくつかの他の指定点）とみなすことにあり、つまり、光信号がベースライン値の９０%に達する時間とみなわれることにあり、ＣＲＴ測定の精度に関するオーバシュート又はアンダシュートの影響を減らされることができる。
【００３０】
ＣＲＴ測定プロセスは、「開始」時間、つまり、指に加えられる圧力が除去される時間を決定することも含む。これは、さまざまな方法でなされることができる。予測されるアプローチにおいて、制御信号は、圧力の除去を示すために、リアルタイムに提供される。たとえば、作動されたカフ２１２を含む図２(ｃ)による実施例において、制御信号は、カフ２１２による、加えられた圧力の除去に好適に対応する。手動圧力アプローチにおいて、予測される開始時間は、医師が圧力を解除するように命じられる時間とみなされることができるが、これは医師がすぐにそうすることを仮定する。遡及的なアプローチにおいて、画像／フレームの時系列又は時間の関数として測定されるカメラチャネル（例えば赤、緑、又は青チャネル）信号が、毛細血管再充満時間間隔を含むのに十分な時間間隔に渡って収集される。たとえば、ビデオストリームの取得の開始は、ＣＲＴテストを開始するために臨床医に信号によってトリガされ、ビデオストリームは、数秒乃至数十秒の一定の時間間隔後に、又は測定される画像／フレーム／信号に適用される停止基準によって停止される。これらの遡及的なアプローチにおいて、信号処理は、「開始」時間に対応する圧力の解除を検出するために適用される。例示のために、図５の例において、「開始」時間は、閉塞が取り除かれるとき、（ほとんど瞬間的な）信号ジャンプによって後続される閉塞５０６の間の信号ロスを検出することによって検出されることができる。（後者は「開始」時間の適切な規定である。）
【００３１】
毛細血管再充満プロセスを評価するためにモニタされる光信号は、さまざまに選ばれることもできる。いくつかの実施例として、光信号は、（例えば、ＣＩＥ座標空間又は他の色空間における適切な色座標を使用して測定される）色値、色合い又は陰影値、（特定の色チャネルのための、又は何れのスペクトル分解なしの測定光のための）強度値等になる。
【００３２】
実施例において、ＣＲＴは、指のために測られ、従来、ＣＲＴは指のために測られる。しかしながら、耳たぶ又は前腕のような、他の解剖学的領域における皮膚に対して毛細血管回復時間を測るために、開示されるＣＲＴ測定装置を使用することも考えられる。概してＣＲＴ測定は、圧力の点における皮膚をブランチするために指（又は耳たぶ、前腕等）の皮膚に圧力を加えることを必要とし、それから随意に、その圧力の除去時に圧力の点における皮膚に対して毛細血管回復時間を測ることを必要とする。
【００３３】
本発明が好ましい実施形態に関して説明されてきた。上記の詳細な説明を読んで理解するとき、他者は修正形態及び改変形態に気付くことがある。添付の特許請求の範囲又はその均等物の範囲内に含まれる限り、本発明はそのような全ての修正形態及び改変形態を含むものとして構成されることを意図する。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年3月23日(2020.3.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
指に加えられる圧力の解除の際に前記指に対して毛細血管再充満時間を測定するように動作する毛細血管再充満時間測定装置であって、前記毛細血管再充満時間測定装置は、
カメラと、前記カメラから横方向にオフセットされるカメラ光源と、表示コンポーネントと、環境光から前記指をシールドするために前記カメラにクリップされるカフと、
前記毛細血管再充満時間を含む時間間隔に渡って前記指からの光信号を測定するように前記カメラを操作し、
前記測定される光信号の解析に基づいて毛細血管再充満時間値を決定し、
前記決定される毛細血管再充満時間値を前記表示コンポーネント上に表示する
ことを含む操作によって毛細血管再充満時間測定を実行するようにプログラムされる電子プロセッサとを含む、モバイル又はウエラブルデバイス
を有し、
前記指が前記カメラ及び前記カメラ光源の上に配置される、
毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項２】
前記モバイル又はウエラブルデバイスは、携帯電話又は光学ヘッドマウントディスプレイの一つである、請求項１に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項３】
前記カメラを操作することは、前記毛細血管再充満時間を含む少なくとも前記時間間隔の間に前記指を照光するように前記カメラ光源を操作することを含む、請求項１乃至２の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項４】
前記カメラを操作することは、前記指のビデオ又は静止画像の時間シーケンスを収集するように前記カメラ光源を操作することを含み、前記決定は、前記収集されるビデオ又は静止画像の時間シーケンスに基づいて前記毛細血管再充満時間値を決定することを含む、請求項１乃至３の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項５】
前記電子プロセッサは、前記毛細血管再充満時間測定を実行するように、一体型毛細血管再充満時間アプリケーションによってプログラムされる、請求項１乃至４の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項６】
前記測定される光信号の解析に基づいて前記毛細血管再充満時間値を決定する前記操作は、臨床医によって提供される指示の１つによって前記毛細血管再充満時間間隔の始めを特定することを含む、請求項１乃至５の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【請求項７】
前記測定される光信号の解析に基づいて前記毛細血管再充満時間値を決定する前記操作は、前記毛細血管再充満時間を計算するために信号歪を検出するように前記カメラを操作する前記操作によって生成されるカメラ画像ストリームの赤及び／又は緑及び／又は青のコンポーネントを使用する、請求項１乃至５の何れか一項に記載の毛細血管再充満時間測定装置。
【外国語明細書】
2020110616000001.pdf