(57)【要約】  医療監視のため患者に配置されるよう構成される少なくとも１つの電極と、電極と一体化されるモーションセンサとを持つ医療センサに関する。モーションセンサは、患者の動きを検出し、それに応じて電気信号を与えるよう構成される。
2009518099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療監視のため患者に配置されるよう構成される少なくとも１つの電極と、
患者の動きを検出し、前記検出された動きに基づき電気信号を与えるよう構成されるモーションセンサとを有する医療センサ。
【請求項２】
前記モーションセンサが、前記医療センサにおいて前記電極と一体化される、請求項１に記載の医療センサ。
【請求項３】
前記電極に結合される電子処理デバイスを更に含み、
前記モーションセンサが、前記電子処理デバイスに一体化される、請求項１に記載の医療センサ。
【請求項４】
前記少なくとも１つの電極が、３つ又はそれ以上の電極を有する、請求項１に記載の医療センサ。
【請求項５】
前記モーションセンサが、患者の動きを電気信号に変換するよう構成される圧電モーションセンサを有する、請求項１に記載の医療センサ。
【請求項６】
前記圧電モーションセンサが、前記医療センサに一体化されるポリフッ化ビニリデン層から形成される、請求項５に記載の医療センサ。
【請求項７】
前記電極が、基板に付けられる複数の電極を有し、前記圧電モーションセンサは、前記基板にラミネートされるポリフッ化ビニリデン層を有する、請求項６に記載の医療センサ。
【請求項８】
前記圧電モーションセンサが、前記基板の反対側に互いに反対にラミネートされる第１及び第２のポリフッ化ビニリデン層を有する、請求項７に記載の医療センサ。
【請求項９】
前記モーションセンサが、電極配置により形成される三角形領域に配置される、請求項８に記載の医療センサ。
【請求項１０】
前記医療センサを前記患者に接着するよう構成される接着層を更に有する、請求項１に記載の医療センサ。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの電極が、心臓監視のために構成される、請求項１に記載の医療センサ。
【請求項１２】
患者に配置されるよう構成され、前記患者との間での電気信号を電気的に結合するよう動作可能な複数の電極と、
患者の動きを感知し、前記感知された患者の動きに基づき信号を与えるよう構成される一体型モーションセンサとを有する、医療センサ。
【請求項１３】
前記一体型モーションセンサが、前記医療センサにおいて前記複数の電極に一体化されるモーションセンサを有する、請求項１２に記載の医療センサ。
【請求項１４】
前記一体型モーションセンサ及び前記複数の電極が、前記医療センサの共通基板に配置される、請求項１３に記載の医療センサ。
【請求項１５】
前記一体型モーションセンサが、患者の動きを電気信号に変換するよう構成される圧電モーションセンサを有する、請求項１３に記載の医療センサ。
【請求項１６】
前記複数の電極が、３つ又はそれ以上の電極を有する、請求項１３に記載の医療センサ。
【請求項１７】
前記医療センサを前記患者に接着するよう構成される接着層を更に有する、請求項１３に記載の医療センサ。
【請求項１８】
医療センサを形成する方法において、
前記医療センサにモーションセンサと複数の電極とを一体化させるステップを有する、方法。
【請求項１９】
前記モーションセンサと複数の電極とを一体化させるステップが、前記モーションセンサと前記複数の電極とを共通基板層に形成するステップを有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記モーションセンサと複数の電極とを一体化させるステップが、
導電物質の３つ又はそれ以上の電極を前記基板に形成するステップと、
圧電物質の層である前記モーションセンサを前記基板上に形成するステップとを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記電極物質が、前記圧電物質と同じである、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記モーションセンサを形成するステップが、圧電物質の第１及び第２の層であるモーションセンサを前記基板の反対側に形成するステップを更に有する、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に医療センサに関し、より詳細には、患者の生体情報を感知し、患者の動きを感知する医療センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
長年にわたり、心疾患患者は、「ホルター」心電計として知られる心臓監視／記録デバイスを用いて評価されてきた。患者は、通常電極である医療センサを身に付ける。その電極は、センサにより検出される心電計(「ECG」)信号を記録する、患者によって運ばれるポータブル記録デバイスに接続される。患者ECGは、例えば24時間といった所定の時間期間にわたり記録され、その結果、ある長い時間期間における心臓活動の記録が得られることができる。
【０００３】
図１は、ホルター心電計を身に付ける患者１０２を示す。従来の電極１０４の形態をした医療センサが、患者１０２に付けられ、ワイヤ１０５及びコネクタ１０６を介してレコーダ１１０に電気的に結合される。説明を明確にするため、図１に示される電極の数及び配置は、実際の患者構成毎に異なっていてよい。レコーダ１１０は通常はベルト１０８、又は例えば肩越しに背負って運ぶようにする他の手段を用いて患者１０２に取り付けられる。電極１０４は、患者の生体情報を示す電気信号を検出し、レコーダ１１０は、その電気信号を後のダウンロード及び解析のため記録する。図１に示されるように、従来のホルター心電計は、大きくかつ人目を引くものである。なぜなら、典型的なレコーダ１１０は余りにも大きく、衣服の下に快適に身に付けることができないからである。更に、レコーダ１１０は、複数のワイヤ１０５を介して電極１０４に接続されるが、その複数のワイヤは、患者１０２が動く間にもつれる可能性があり、かつワイヤ１０５が衣服の下に身に付けられるとき不快さを増してしまう可能性もある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
患者の生体情報を収集及び記録するにあたり、患者の動きに関連する情報も記録することが、記録された情報の解釈にあたり役に立つ可能性がある。例えば、患者の動きは、患者の健康状態を示すことができる。例えば、患者の動きとしては、患者が生存しており心不全ではないことを推察させる患者動作、患者の呼吸、又は患者の心拍といったものがある。更に、動きが感知されること又は動きが感知されないことも、心臓信号の品質インジケータとして機能することができる。その場合、その動きによって、ECG信号と干渉する電気信号が生成されることができる。モーションセンサは、患者の動きを検出及び記録するレコーダ１１０に含められることができる。しかしながら、レコーダ１１０が比較的大きく、通常、ベルト１０８に付けられるか、又は肩越しにストラップにより運ばれるという事実により、レコーダ１１０の動きは必ずしも患者の動きではなく、そのことが、不正確な動き情報を記録することをもたらす場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの側面は、医療監視のため患者に配置されるよう構成される少なくとも１つの電極と、上記医療センサにおいて上記電極と一体化されるモーションセンサとを持つ医療センサを提供する。上記モーションセンサは、患者の動きを検出し、上記検出された動きに基づき電気信号を与えるよう構成される。
【０００６】
本発明の別の側面は、患者に配置されるよう構成され、上記患者との間での電気信号を電気的に結合するよう動作可能な複数の電極を持つ医療センサを提供する。上記医療センサは、患者の動きを感知し、上記感知された患者の動きに基づき信号を与えるよう構成される一体型モーションセンサを更に含む。
【０００７】
本発明の別の側面は、医療センサにモーションセンサと複数の電極とを一体化させるステップを含む、医療センサを形成する方法を提供する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の十分な理解を提供するための特定の詳細が以下に記載される。しかしながら、本発明はこうした特定の詳細なしに実施されることができることは当業者には明らかであろう。更に、本書に述べられる本発明の特定の実施形態は、例示を介して与えられ、本発明の範囲をこうした特定の実施形態に制限するのに使用されるべきではない。
【０００９】
図２Ａは、患者１０２に配置される本発明の実施形態による医療センサ２００を示す。以下において、より詳細に論じられることになるが、その医療センサ２００は、なかでも患者の心臓リズムを感知する複数の電極２０４と、患者の動きを検出し、その患者の動きをモニタ／レコーダ１１０に与えられる電気信号へと変換するモーションセンサ２０６とを含む。医療センサ２００の実施形態において、モーションセンサ２０６は、医療センサにおいて電極２０４と一体化される。医療センサ２００により検出及び生成される電気信号は、ケーブル２２０及びコネクタ２２２を介してモニタ／レコーダ１１０に与えられる。ケーブル２２０は、コネクタ２１０を介して医療センサ２００に接続される。医療センサ２００は、柔軟なリテンションシール(retention seal)２０２により患者１０２に接着される。好ましくは、リテンションシール及び接着剤は、動いている間及び活動する間、医療センサ２００が患者１０２に付着したままであることを可能にする物質から形成される。斯かる物質は、当業者には知られており、従って、斯かる物質のより詳細な説明は、簡略化のため本書では提供されない。
【００１０】
図２Ａに示されるように、医療センサ２００は比較的コンパクトであり、モニタ／レコーダ１１０に接続するのに、図１に示される従来構成の電極では使用される複数のワイヤを使用することはない。更に、医療センサ２００は、電極２０４に近接して形成されるモーションセンサ２０６を含み、好ましくは、医療センサ２００に一体化される。モーションセンサ２０６により取得される情報は、患者の健康状態を測るのにモニタ／レコーダ１１０により使用されることができる。例えば、その情報は、その患者の意識があるかないか、息をしているかしていないか、歩いているかじっとしているかを示す情報を提供することができる。心肺機能蘇生(CPR)又は除細動を施すかどうかを解析するため、患者の動きデータは、ECG波形と相関されることもできる。
【００１１】
図２Ｂは、患者１０２に配置される本発明の別の実施形態による医療センサ２５０を示す。医療センサ２５０は、それが複数の電極２０４とモーションセンサ２０６とを含み、リテンションシール２０２により患者１０２に接着される点で、医療センサ２００に類似する。医療センサ２００同様、モーションセンサ２０６は好ましくは、医療センサ２５０において電極２０４に一体化される。しかしながら、医療センサ２００と違い、医療センサ２５０は、小型のモニタ／レコーダデバイス２６４を除去可能に付けるのに使用されることができるクリップ２６０を含む。クリップ２６０は、ある場所にクリップされるとき、小型のモニタ／レコーダデバイス２６４に接続される導電トレースで形成される。それにより、医療センサ２５０により検出及び生成される電気信号が、モニタ／レコーダデバイス２６４に与えられることを可能にする。医療センサ２００同様、医療センサ２５０は比較的コンパクトであり、患者１０２の胴を横切って延在する複数のワイヤを持たない。更に、医療センサ２５０にクリップされる小型のモニタ／レコーダデバイス２６４を持つことが、患者１０２が容易に装着できるコンパクトな医療モニタ／レコーダシステム２６４を与え、従来のモニタ／レコーダシステム及び電極構成に関する問題を回避する。別の実施形態では、小型のモニタ／レコーダデバイス２６４が、モーションセンサ２０６の代わりに、又はそれに加えて、患者の動きを検出するモーションセンサを含む。医療センサ２５０において電極２０４と一体化されてはいないが、小型のモニタ／レコーダデバイス２６４は、クリップ２６０を用いて患者１０２にしっかり付けられる。こうして、モニタ／レコーダデバイス２６４に配置されるモーションセンサは、前述したような、ベルト１０８に付けられたり、肩越しにストラップで運ばれる従来のレコーダ１１０(図１)に配置されるよりも正確に患者の動きを検出する。
【００１２】
図３は、医療センサ２００及び２５０の分解等角図である。電極層３０４は、誘電フィルム上に形成される導電物質を含む。電極２０４及び導電トレース３０６は、従来において知られる従来処理を用いて導電物質から形成される。図３に示される実施形態において、モーションセンサ２０６は、コンデンサ構造を生じさせる誘電フィルムの反対側に形成される導電物質の領域から形成される。好ましくは、導電フィルムは、医療センサ２００／２５０を身に付ける患者の動きが電気信号に変換されるよう、圧電特性を持つ。層３０４の導電物質に対して使用されることができる物質の例は、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、圧電ポリマである。PVDFは、層３０４に対する柔軟で軽量の導電物質を形成するのに使用されることができる。モーションセンサは、ダイシングされた、又は複合PZTセラミックといった他の圧電物質から代替的に作られることができる。
【００１３】
構造上の支持部を提供するためフレーム３０８が医療センサ２００／２５０に含まれる。フレーム３０８は、柔軟で弾力性があり、患者が動くとき医療センサ２００／２５０が傾くことを可能にする。フレーム３０８に対する適切な物質の例は、シリコンである。フレーム３０８は、層３０４に形成される電極２０４に位置揃えされる穴３１０を含む。医療センサ２００／２５０が患者１０２に適用されるとき、リテンションシール２０２だけでなくフレーム３０８が接着するよう、層３０４の反対側のフレーム３０８に接着物質が適用されることができる。医療センサ２００／２５０が付けられるとき、患者との間の導電結合媒体を提供するためハイドロゲル３１２が含まれる。ハイドロゲル３１２は、穴３１０に配置され、電極２０４と接触する。結果として、医療センサ２００／２５０が患者に配置されるとき、電極２０４と患者との間の電気的接続が形成される。
【００１４】
層３０４、フレーム３０８及びハイドロゲル３１２は、リテンションシール２０２の接着側に接着される。リテンションシール２０２における穴３１４は、層３０４の導電トレース３０６が、医療センサ２００のためのコネクタ２１０により、又は医療センサ２５０のためのクリップ２６０により接触されることを可能にする。コネクタ２１０／クリップ２６０は、接着剤を用いてリテンションシール２０２に付けられるか、又は、コネクタ２１０／２６０が、導電トレース３０６に電気的に結合された状態及びしっかり固定された状態を保つ他の処理を用いてリテンションシール２０２に付けられる。使用前に医療センサ２００／２５０が接着されることを防止するのにリリースライナ３１６が使用される。リリースライナは、医療センサ２００／２５０が患者１０２に付けられるとき除去される。図２Ａ、図２Ｂ及び図３には図示されていないが、医療センサ２００／２５０が患者１０２に最初に配置され、その後ケーブル２２０に接続されることができるよう、医療センサ２００／２５０は、除去可能に接続されるクリップコネクタといったコネクタを持つように構成されることもできる。
【００１５】
図４は、リースライナ３１６が除去された後の、リテンションシール２０２とフレーム３０８との接着側から見た、医療センサ２００／２５０を示す。図４に示されるように、電極２０４は、三角構成で配置される。モーションセンサ２０６(図４において図示省略)のために使用される導電フィルムの領域は、電極２０４の配置により形成される三角領域に一般に配置されることができる。モーションセンサ２０６を形成するのに使用される導電物質の圧電特性、及び医療センサ２００／２５０の柔軟で弾力性のある性質のおかげで、患者１０２が動くとき、医療センサ２００／２５０が傾き、ゆがむことをもたらしやすく、電気信号が生成されることになる。前述したように、その電気信号は、患者の健康状態を示すインジケータとして使用されることができる。例えば、動きが感知される場合、患者は生存しており、心不全ではない可能性が高い。更に、患者の心臓リズムに関連付けられるとき、感知された動きが、監視され、かつ記録された心臓信号の品質インジケータとして機能することができる。
【００１６】
図５Ａ及び図５Ｂは、本発明の実施形態による電極層３０４に対する誘電フィルムに形成される導電物質のパターンを示す。前述されたように、導電物質の例は、PVDFである。図５Ａは、層３０４の第１の側に対するパターンを示し、図５Ｂは、反対側にある層３０４の第２の側に対するパターンを示す。第１の側は、電極２０４とモーションセンサ２０６とを表す導電領域を含む。第２の側は、モーションセンサ２０６に対する導電領域２０６'(第２の容量性プレート)と、導電トレース３０６に対する導電領域とを含む。モーションセンサ２０６は、前述されたように、コンデンサ構成において形成される２つ又はそれ以上の導電領域から形成される。この構造を用いて、図５Ａ及び図５Ｂに示されるモーションセンサ２０６は、(第１及び第２の側における導電領域の伸縮、傾き、及び歪みによる)動きを電気信号に変換する。導電トレース３０６は、第１の側に形成される電極２０４及びモーションセンサ領域２０６から第２の側の概して中央の領域５０４への電気結合を提供する、プリントされたスルーホールビアを用いて構成される。すると、その中央領域からホール３１４を通りコネクタ２１０／クリップ２６０までの電気接続が作られることができる。導電トレース３０６'の１つは、層３０４の第１の側にあるモーションセンサ領域２０６から第２の側の概して中央の領域５０４への結合を提供するよう形成される。導電領域２０６'とトレース３０６、３０６'とは、コネクタ２１０(図２Ａ)又はクリップ２６０(図２Ｂ)、又は他の結合機構に結合されることができる。
【００１７】
図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の別の実施形態による電極層３０４に対する誘電フィルム上に形成される導電物質のパターンを示す。図６Ａは、層３０４の第１の側に対するパターンを示し、図６Ｂは、反対側にある層３０４の第２の側に対するパターンを示す。第１の側は、電極２０４とモーションセンサ２０６とを表す導電領域を含む。第２の側は、モーションセンサ２０６に対する導電領域と、導電トレース３０６に対する導電領域とを含む。モーションセンサ２０６に対する第１及び第２の側における導電物質の領域は、コンデンサ構造を提供するよう配置される。導電トレース３０６は、第１の側に形成される電極２０４及びモーションセンサ２０６から第２の側の概して中央の領域５０４への、プリントされた又はプレート化されたスルーホールビアを用いて電気結合を提供するよう構成される。導電トレース３０６の１つは、第２の側の概して中央の領域５０４にあるモーションセンサ２０６への結合を提供するよう形成される。
【００１８】
図５Ａ及び図５Ｂのパターンと同様、図６Ａ及び図６Ｂのパターンは、三角構成で配置される電極２０４を提供する。導電トレース３０６は、電極及びモーションセンサ２０６から概して中央の領域への結合を提供する。しかしながら、図５Ａ及び図５Ｂのパターンと異なり、モーションセンサ２０６のための第１及び第２の側における導電物質の領域に対する図６Ａ及び図６Ｂのパターンは、層３０４のより大きな領域を覆う。即ち、層３０４の縁から中央領域５０４までを覆う。図５Ａ、図５Ｂ及び図６Ａ、図６Ｂのパターンに対するのと同じ導電物質を使うことは、容量性領域の面積の差から、異なるレベルの感度を持つモーションセンサ２０６を提供することになる。一般に、図６Ａ、図６Ｂのパターンを用いて形成されるモーションセンサ２０６は、図５Ａ、図５Ｂのパターンを用いて形成されるものより感度が高い。モーションセンサ２０６に対する２つのパターンを用いて図示されたように、モーションセンサ２０６の感度のレベルは、モーションセンサ２０６を形成するのに使用される層３０４の第１及び第２の側における導電物質の領域の大きさに基づき調整されることができる。ある実施形態では、モーションセンサの感度は、医療センサを身に付ける患者の心臓パルスを検出するのに十分なものである。導電物質の領域の大きさを調整することによりモーションセンサ２０６の感度を調整することが本書で説明されたが、他の既知の技術も同様に使用されることができる。採用される特定の技術は、使用されるモーションセンサのタイプに依存することができる。
【００１９】
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の電極層３０４の別の例における第１及び第２の側をそれぞれ示す。この例では、層３０４は、モーションセンサ２０６と前述された３つの患者電極とを持つ。更に、この例は、図７Ａに示されるように、層３０４の第１の側に中央に配置される第４の患者電極２０４'を持つ。図７Ｂでわかるように、トレース３０６、３０６'及びモーションセンサ領域２０６'は、電極層の第２の側の中央領域５０４を囲う。その中央領域から、ウェラブル患者モニタにおける他の電気的コンダクタ又は要素への接続が作られることができる。
【００２０】
図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、本発明の電極層３０４の別の例を示す。この例では、層３０４は、上述されたのと同じく４つの患者電極２０４を持つ。しかしながら、容量性誘電のために層３０４の物質を利用するのではなく、モーションセンサ４０６は、層３０４から分離した自身の誘電体を備える分離ユニットである。図８Ｃに示されるように、分離したモーションセンサ４０６は、この例では、層３０４の第２の側に配置され、図８Ｂに示されるような位置にラミネート又は接着される。層３０４の第２の側におけるその位置から、モーションセンサ拡張トレース３０６から患者モニタにおける他のコンダクタ又は要素に対する接続が作られることができる。図９は、本発明の原理による一体型モーションセンサ１４を備えるモニタ／レコーダデバイス２６４の分解図である。デバイス２６４は、クラムシェルケースの２つの半片８２及び８４を持つ。ケース半片８２の下位側エッジは、コネクタ２１０／クリップ２６０のオス型コネクタに接続するコネクタ８６である。そのデバイスの電気要素は、プリント回路アセンブリ８０に配置され、この例では、圧電モーションセンサ１４を含む。バッテリ４０が、プリント回路アセンブリとケース半片８４との間に配置される。圧電モーションセンサ１４は、この図で図示されるようにプリント回路アセンブリ８０に配置されることができるか、又はケースの音響特性を利用し、かつ患者の動きをセンサ１４に好適に伝達させるため、ケース半片８２又は８４に付けられることができる。
【００２１】
上記において、本発明の特定の実施形態が説明目的のため本書で説明されてきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく様々な修正がなされることができることを理解されたい。従って、本発明は、何ら限定を受けるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】従来構成の電極を持つ、従来の心臓監視及び記録システムの概略図である。
【図２Ａ】本発明の実施形態による医療センサを含む、心臓監視及び記録システムの概略図である。
【図２Ｂ】本発明の実施形態による医療センサを含む、心臓監視及び記録システムの概略図である。
【図３】図２の医療センサの分解等角図である。
【図４】図２の医療センサの平面図である。
【図５Ａ】図２の医療センサの電極層に対する本発明の実施形態による導電物質のパターンの平面図である。
【図５Ｂ】図２の医療センサの電極層に対する本発明の実施形態による導電物質のパターンの平面図である。
【図６Ａ】図２の医療センサの電極層に対する本発明の別の実施形態による導電物質のパターンの平面図である。
【図６Ｂ】図２の医療センサの電極層に対する本発明の別の実施形態による導電物質のパターンの平面図である。
【図７Ａ】４つの電極を備える電極層を示す図である。
【図７Ｂ】４つの電極を備える電極層を示す図である。
【図８Ａ】一体型の分離接着されたモーションセンサを備える電極層を示す図である。
【図８Ｂ】一体型の分離接着されたモーションセンサを備える電極層を示す図である。
【図８Ｃ】一体型の分離接着されたモーションセンサを備える電極層を示す図である。
【図９】デバイスに一体化されるモーションセンサを持つ患者装着センサに対する監視／記録デバイスを示す図である。
【図１】
2009518099.tif 000003
【図２Ａ】
2009518099.tif 000004
【図２Ｂ】
2009518099.tif 000005
【図３】
2009518099.tif 000006
【図４】
2009518099.tif 000007
【図５Ａ】
2009518099.tif 000008
【図５Ｂ】
2009518099.tif 000009
【図６Ａ】
2009518099.tif 000010
【図６Ｂ】
2009518099.tif 000011
【図７Ａ】
2009518099.tif 000012
【図７Ｂ】
2009518099.tif 000013
【図８Ａ】
2009518099.tif 000014
【図８Ｂ】
2009518099.tif 000015
【図８Ｃ】
2009518099.tif 000016
【図９】
2009518099.tif 000017
【国際調査報告】
2009518099.tif 000018
2009518099.tif 000019
2009518099.tif 000020