(57)【要約】  本発明は、胎児モニタリング（観察）のための電子システムに関し、以下を備える：動いている胎児の心臓構造を覆い胎児の心拍数の測定を実行するために、少なくとも一の母体の腹部に配置されるために提供される、超音波を同時に又はグループ毎に又は順次に放射および受信する少なくとも２つの超音波センサー（２０）であって、２つの超音波センサー間の距離はリンクによって維持される超音波センサー（２０）と、少なくとも一の超音波センサー（２０）に送信される超音波を制御するための情報からなり、超音波センサー（２０）を制御するためのモジュール（２１）と、超音波センサー（２０）から受信された一または複数の信号に基づいて、一または複数の胎児の、心臓の位置、胎児の拍動および胎児の動きを連続的に推定するために、超音波信号を処理するためのモジュール（２２）からなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
胎児モニタリングのための電子システムが
−  動いている胎児の心臓構造を覆い胎児の心拍数の測定を実行するために、少なくとも一の母体の腹部に配置されるために提供される超音波を順次に放射および受信する少なくとも４つの超音波センサー（２０）であって、２つの超音波センサー（２０）間の距離は半剛性または半弾性のリンクによって連携維持され、それによりセンサーの個々の音響ビームが重複せず、リンクの長さは３０〜６０ｍｍ、好ましくは３７〜４５ｍｍであり、複数の超音波センサー（２０）は共に、三角形、正方形、長方形、または円形のネットワークを形成する超音波センサー（２０）と；
−  少なくとも一の超音波センサー（２０）に送信される超音波を制御するための情報を具備した、超音波センサー（２０）を制御するためのモジュール（２１）と；
−  超音波センサー（２０）から受信された一または複数の信号に基づいて、心臓の位置、胎児の拍動および胎児の動きを連続的に推定するために、超音波信号を処理するためのモジュール（２２）と、
からなることを特徴とする胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項２】
超音波センサー（２０）の数が、４から６４の間、好ましくは２４から３２の間であることを特徴とする請求項１記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項３】
制御情報が信号であり、その特性のうちの１つは、位相、エネルギー、振幅、周波数および波形から選択される少なくとも１つの要素によって予め決定されることを特徴とする請求項１記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項４】
一の制御情報は、超音波センサー（２０）毎に相互がリアルタイムで独立していることを特徴とする請求項３記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項５】
処理モジュール（２２）は、前記システムの通信エレメント（素子）によって接続され、その通信エレメント（素子）は有線または無線であることを特徴とする請求項１記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項６】
無線リンクは、以下のモードのうちの少なくとも１つを使用する：ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（超高周波）の頭文字）などの電波、赤外線などの光波、超低周波または超音波などの音波、および／または、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などのネットワークを介した通信の仕様である、
ことを特徴とする請求項１記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項７】
システムのデータを読み取りまたは処理するように構成された通信端末を備えることを特徴とする請求項１記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【請求項８】
陣痛計、パルス酸素飽和度センサー（ＳｐＯ２）、心電図、体温計、少なくとも１つのマイクロホン、加速度計、および筋電図、から選択される要素のうちの１つを備えることを特徴とする請求項１記載の胎児モニタリングのための電子システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、胎児モニタリング（観察）のための電子システムに関する。それは、特に、妊娠期間の分娩前および出産中の分娩前のモニタリングに適用される。
【背景技術】
【０００２】
分娩心電図システム（トコカルジオグラフィー：Tococardiography）（以下、ＣＴＧ（CardioTocoGraphyの頭文字）と呼ぶ）は、複数の母体または胎児の生物物理学的診断パラメータ（biophysical diagnostic parameters）を測定する数種類のセンサーからなる。非侵襲的外部センサーには、２つのタイプがある：
−  子宮活動および収縮を測定する陣痛計
−  胎児の拍動を測定可能とする超音波ドップラーセンサー
【０００３】
超音波センサーは母体の腹部に配置され、その位置は医療専門家によって最適化されなければならない。母体の腹部を囲む弾性ベルトは、センサーを固定位置に保持することを可能とし、良好な結合を保証することを可能にする。
【０００４】
いくつかの先行技術文献は、また、分娩心電図システム（トコカルジオグラフィー）を提案している。例えば、妊婦の腹部に固定されたときに胎児の心拍数の測定をするように設計された超音波センサーを備え胎児の心拍数が測定可能であるとする公開文献：米国特許第２０１６１２０５００号が知られている。
【０００５】
しかしながら、超音波センサーの不適切な位置決めは、誤った測定およびその結果としての誤診の原因となる。
【０００６】
国際公開第２０１５／０８２９８７号、米国特許第２０１２／１７９０４６号明細書および米国特許第２０１３／１２３６３６号明細書のような他の文献も知られている。しかしながら、これらの文献は、超音波センサーの位置決めや処理を最適化していない。
【０００７】
超音波センサーの位置決めまたは角度が、正確な規則を守らない場合、測定不良のリスクが発生し得る。従来技術のＣＴＧでは、ドップラー超音波センサーの位置決めおよび方向性（配置）の最適化は、例えば胎児の背中の位置を特定するために、まず大まかにレオポルド法によって行われる。
【０００８】
レオポルド法は、子宮内の胎児の位置を決定するために使用される４つの従来からある手法である。
−レオポルドＡ：１または２本の手を子宮の上に置き、感じた胎児部分を特定する。
−レオポルドＢ：片手の手のひらの表面は胎児の背中の位置を特定するために使用され、もう一方の手は手や足のような凹凸を感知する。
−レオポルドＣ：親指と薬指を使用して、恥骨接合部に現れる胎児部分を把握する。
−レオポルドＤ：両手を使って胎児の頭を描写（describe）する。
【０００９】
次に、超音波センサーの位置決めおよび方向性（配置）の最適化においては、ＣＴＧオーディオモニタによって放出されるドップラー音を聴取することが繊細な手段として用いられる。オーディオドップラーの出力（レンディション）は、可能な限り強力で明確でなければならない。
【００１０】
ドップラーセンサーの位置が不適切であると、さまざまな悪影響を及ぼす可能性がある。これは、最初に、胎児のリズムと母体の心臓のリズムとの混同、およびＦＣＲ（Ｆｏｅｔａｌ  Ｃａｒｄｉａｃ  Ｒｈｙｔｈｍの頭文字）の過小評価を招く可能性がある。胎児の動きまたは母体の動きもまた、センサーおよび弾性ベルトの再位置決めを必要とし得る。これは、複数の患者が異なる場所で同時に検査されている場合、組織的な問題を引き起こす可能性がある。超音波センサーの位置決めおよび方向性（配置）の最適化は、十分な訓練を受けた要員による操作を必要とする作業であることを付け加えなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】米国特許第２０１６１２０５００号
【特許文献２】国際公開第２０１５／０８２９８７号
【特許文献３】米国特許第２０１２／１７９０４６号明細書
【特許文献４】米国特許第２０１３／１２３６３６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明はこれらの欠点を克服することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この課題解決のために、第１の態様によれば、本発明は、胎児モニタリング（観察）のための電子システムを目標とし、特筆すべきは以下を備える：
−  動いている胎児の心臓構造を覆い胎児の心拍数の測定を実行するために、少なくとも一の母体の腹部に配置されるために提供される、超音波を同時に又はグループ毎に又は順次に放射および受信する少なくとも４つの超音波センサー（ultrasound sensors）であって、２つの超音波センサー間の距離はリンク（link）によって連携維持される超音波センサーと、
−  少なくとも一の超音波センサーに送信される超音波を制御するための情報を具備した、超音波センサーを制御するためのモジュールと、
−  超音波センサーから受信された一または複数の信号に基づいて、胎児の拍動および胎児の動きを推定するために、超音波信号を処理するためのモジュール。
【００１４】
これらの構成により、複数の超音波センサーの使用は、測定を改善することを可能にする。各超音波センサーは、トランスデューサ（変換器）（transducer）を備える。ＦＣＲを測定するための最良のトランスデューサは、心臓の動きと最も同調し、胎児の心臓構造の移動界面（可動接点）とできるだけ垂直に交差する超音波ビームをトランスデューサの軸内に生成するものである。更に、この最適なセンサーの表面と胎児の心臓との間の距離は、組織内の超音波ビームの減衰を最小限に抑え、最高品質のドップラー信号を保証するように、できるだけ短くなければならない。
【００１５】
これらの構成を用いることにより、超音波を制御するための情報を備える処理モジュール（processing module）の使用は、以下のような様々な非限定的な動作モードの使用を可能にする：
−  羊水の量を評価するための超音波モード；
−  胎児の心拍を検出するためのモード；
−  胎児の動きを検出するためのモード。
【００１６】
これらの構成を用いることにより、このシステムでは、超音波センサーの配置の手動による最適化を必要としない。システムは、胎児の心臓の位置決めを自動的に決定し、受信した超音波信号の特性に従ってその発射シーケンス（発射の順序）を修正する。
【００１７】
有利には、このシステムは、母体の腹部で発生した超音波ビームに従って、胎児の心臓に隣接する母体および胎児の組織を掘り下げて検査することを可能にする。これらの検査は、羊膜腔（amniotic cavity）の大きさのような、診断に関連のある構造の寸法の推定を可能にする。
【００１８】
他の利点は、検査期間にわたって、胎児の心臓または他の胎児の器官の位置をモニタすることを可能にすることである。周産期のモニタリングの期間中、母体の骨盤内にいる子供の降下の進行をモニタするので、胎児の動きの推定が可能である。分娩前には、超音波信号を処理するモジュールによって、胎児の動き（胎児の身体、下肢、または胎児の上肢）の推定が行われる。［Manning FA、Platt LD、Sipos L.、分娩前胎児評価：胎児の生物物理学的プロファイルスコアの開発、Am J Obstet Gynecol。1980年3月15日；136（6）：787-95］の出版以来、これらの動きを定量化することで、胎児の健康状態を確認できることが知られている。
【００１９】
胎児の心臓の検査の自動化ならびにセンサー群の存在の実質的な利点は、モニタリング中のベルト（belt）および超音波センサーの再配置を減少させ、または排除さえすることを可能にすることである。胎児が動いても、その位置に関係なく、センサーを動かす必要はない。その効果として、測定不良やエラーのリスクが軽減され、オペレータへの干渉時間が減少される。他の効果としては、訓練の少ない職員や、直接妊娠中の女性に、診断装置の位置決めを委ねることが可能になる。
【００２０】
本発明は、以下に開示される実施例および代替例に従って有利に実施され、それらは個々にまたは任意の技術的に有効な組み合わせに従って考慮されるものである。
【００２１】
一実施例では、超音波センサーの数は４から６４の間、好ましくは２４から３２の間である。
【００２２】
これらの構成により、超音波センサーはネットワークを形成する。
【００２３】
一実施例では、超音波センサーは共に、三角形、正方形、長方形、または円形のネットワークを形成する。
【００２４】
これらの構成により、胎児の心拍をうまく検出することを可能にするために、センサーは大多数の状況（場合）をカバーする。
【００２５】
一実施例によれば、リンクの長さは３０〜６０ｍｍ、好ましくは３７〜４５ｍｍである。
【００２６】
一実施例によれば、リンクは半剛性または半弾性である。
【００２７】
半剛性または半弾性のリンクは、リンクの材料のねじれおよび曲げを可能にする特定の弾性を有する。したがって、アセンブリ（機構）の幾何学的剛性を保持するために、限られた範囲での動作を維持しつつ動作することが可能である。妊娠中の女性の腹部のベルトの位置に関係なく、２つのセンサー間の距離は常に同じままであるため、すべてのセンサーによって調査される量（volume）は可能な限り大きくなる。したがって、トランスデューサによって生成された超音波ビームは重複しない。個々に生成された超音波ビームは、独立しており分離されている。
【００２８】
一実施例によると、一の制御情報は信号であり、その特性のうちの１つは、位相、エネルギー、振幅、周波数および波形から選択される少なくとも１つの要素によって予め決定される。
【００２９】
一実施例によれば、一の制御情報は、超音波センサー毎に相互がリアルタイムで独立している。
【００３０】
一実施例によると、処理モジュールは、前記システムの通信エレメント（素子）（communication element）によって接続され、その通信エレメント（素子）は有線または無線である。
【００３１】
一実施例によれば、無線リンク（wireless link）は、以下のモードのうちの少なくとも１つを使用する：ＵＨＦ（Ｕｌｔｒａ  Ｈｉｇｈ  Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ（超高周波）の頭文字）などの電波、赤外線などの光波、超低周波または超音波などの音波、および／または、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ−Ｆｉ（登録商標）またはＺｉｇＢｅｅ（登録商標）などのネットワークを介した通信の仕様。
【００３２】
一実施例によれば、システムは、システムのデータを読み取りまたは処理するように構成された通信端末を備える。
【００３３】
一実施例によれば、システムは、陣痛計、パルス酸素飽和度センサー（sensor of pulsed oxygen saturation）（ＳｐＯ２）、心電図、体温計、少なくとも１つのマイクロホン、加速度計、または筋電図、から選択される要素のうちの１つを備える。陣痛計は、分娩中の子宮収縮の力を評価することを可能にする非侵襲的器具である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
本発明の他の利点、目的および特徴は、説明のためであって決して限定するものではない、以下に添付する図面に関する説明から明らかになる：
【００３５】
【図１】図１は、本発明の目的を構成するシステムの特定の実施例であって、母体の腹部に複数の超音波センサーを適用した図である；
【００３６】
【図２−７】図２から図７は、超音波センサー間におけるリンクの様々な構成（形態）を示す図である。
【００３７】
【図８】図８は、超音波センサーのネットワーク構成における三角トポロジーの具体例を示す図である。
【００３８】
【図９】図９は、システムのアーキテクチャを実現したものを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、動いている胎児の心臓構造（cardiac structure）を覆うため、少なくとも一の母体の腹部に配置するために設けられた４つの超音波センサー２０を示す。
【００４０】
図２〜図７は、超音波センサー２０間のリンクの様々な形態を示す。各超音波センサー間のリンクは、超音波センサーのベルトを形成することを可能にする。
【００４１】
多数のセンサーを保持するための特定の（具体的な）システムは、センサー相互の幾何分布（幾何学的分布）を維持するために、また、全てのセンサーが患者の形態（morphology）に合わせて調節可能な順応性のあるアセンブリ（機構）を形成することを確実にするために、必要とされる。検査を通じて信頼性が高く高性能な測定を確実にするために、各センサーと患者の皮膚との間における良好な音響のカップリング（音響結合）を確実にすることが必要とされる（このカップリング（結合）の品質を検証するために、おそらく特定の超音波シーケンス（ultrasounds sequence）が利用可能である）。
【００４２】
具体的な例としては、このカップリング（結合）は、超音波の良好な伝達を確実にするゲル、ペーストまたはクリームを使用して強化される。カップリング（結合）は、また、患者の動きまたは収縮によって妨げられてはならない。保持システムは、必要に応じてアセンブリ（機構）の容易な再配置を可能にする。
【００４３】
２つの超音波センサー間の距離は、リンクによって維持されている。
【００４４】
リンクは、それが配置される曲面および表面に関係なく、超音波センサーまたはネットワークの幾何分布（幾何学的分布）を維持する。
【００４５】
超音波センサー間の半剛性（半硬質）リンク（図２および３）、または半弾性リンク（図４〜７）のいずれかを介して、必要とされる機能の全てを確保することを可能にする６つのリンクが図２〜７に示されている。
【００４６】
図２および図３において、各超音波センサーは、ボールジョイント型の機械的相互連結具を介して、その最も近い近傍のものと接続されている。物理的に連結部（関節）は、接続された２つの超音波センサーの上、またはそれらを互いに接続するアームの上に位置する。一つの別の実施例（代替例）では、これらのボールジョイントは、センサーの接触面に対して垂直な平面において１つの回転度（回転軸）を有する。他の変形例では、これらのボールジョイントは、センサーの接触面に対して垂直な平面において２つの回転度（回転軸）を有する。
【００４７】
表面（接触面）と平行な面の回転度（回転軸）については、それはセンサーの分布の幾何学的な剛性を保つためにブロックされる。
【００４８】
図４では、各超音波センサーを、最も近いものと接続するために、シリコーン、ポリウレタンまたはエラストマータイプ（型）の材料を用いた半弾性リンクを使用している。材料の剛性、弾性、ねじれ、及び、曲げ、は、アセンブリ（機構）の幾何学的剛性を保持するために、動作は可能であるが限られた範囲での動作となるように整合される。
【００４９】
図５および図６では、アセンブリ（機構）の幾何学的剛性およびセンサーが接触面を構成できるようにするために必要な柔軟性を維持するために、シリコーン、ポリウレタンまたはエラストマーの材料タイプ（型）の基板（substrate）が使用されている。
【００５０】
図５では、複数の超音波センサーは、基板の表面に接着または機械的に固定することによって組み立てられる。
【００５１】
図６では、各超音波センサーは、基板に形成された開口部（openings）を通過するように配置されている。
【００５２】
図７では、超音波センサーを相互に機械的に位置決めした後、超音波センサーのアセンブリ（機構）は、シリコーン、ポリウレタンまたはエラストマーの材料タイプ（型）の基板内に型押成形、射出成形もしくは接着によって封入される。この構成（形態）の基板は、患者と接触する材料であるため、超音波の伝播を助長する音響特性ならびに生体適合性の特性を有する。
【００５３】
図８は、超音波センサー２０のネットワーク構成における三角トポロジーの具体例を示す。
【００５４】
この例では、ネットワークは正三角形である。主方向は外側−内側方向（ＬＭ）（横座標はｍｍ）であり、他の方向は頭側−尾側方向（ＣＣ）である（縦座標はｍｍ）。典型的な具体例は、３７ｍｍのピッチ（ステップ）で、８×３のセンサー（ＬＭ×ＣＣ）からなるネットワークである。その利点は、一定数のトランスデューサ（変換器）とともに小さい未調査体（ボリューム）を残存させることである。
【００５５】
別の例では、ネットワークは、メインの方向：すなわち外側−内側方向および頭側尾側方向、を持つ、規則的（均一）な長方形または正方形である。ネットワークのピッチ（ステップ）は、センサーの数とセンサーのサイズによって決まる。典型的な具体例は、９×３のトランスデューサ（ＬＭ×ＣＣ）を有する４５ｍｍのピッチ（ステップ）からなる正方形のネットワークに対応するものである。
【００５６】
別の例では、一または複数の胎児およびそれらの心臓の位置決めの可能性のあるゾーンをより高密度にカバーするように、ネットワークは不規則となっている。一例によると、１つの具体例は、臍の下および臍の上にある三角形のネットワークを高密度化し、臍からＬＭ方向に離れる際にトランスデューサ間の距離を離すことを含む。
【００５７】
図９は、システムの構造の具体例を示す。
【００５８】
制御モジュール２１は、処理モジュール２２と有線接続または無線接続されている。
【００５９】
電子胎児モニタリング（観察）システムは、子宮収縮を観察（監視、追跡）するため、超音波センサー２０の集合体、陣痛計２３とからなる。
【００６０】
別の具体的な実施例では、例えば：経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）センサー（パルスオキシメーター）、心電図、体温計、少なくとも１つのマイクロホン、加速度計、または筋電図などの他の複数のセンサーが陣痛計２３を完全なものにするか、またはこれに置き替えられる。
【００６１】
処理モジュール２２は、超音波信号および他のセンサから到来する他の信号を調整するための制御用の電子機器、データを処理するためのユニット、データを記憶するための要素（素子）、およびデータを通信するための要素（素子）からなる。
【００６２】
一具体例では、制御モジュール２１および処理モジュール２２は、リチウムイオン電池またはリチウムポリマー電池によって電力を供給される。
【００６３】
データをデジタル処理するための処理モジュール２２は、部分的または完全に制御モジュール２１に統合されるか、または部分的または完全に通信端末に統合される。
【００６４】
通信端末は、例えば：
−  タブレットコンピューター、
−  携帯電話（特に「スマートフォン」タイプ）、
−  スマートウォッチ、
−  リモコン、
−  コンピュータ、
−  スマートテレビ、または
−  レジデンシャルゲートウェイ（住宅用ゲートウェイ）、からなる。
【００６５】
このシステムは、データが制御および遠隔支援のために専門センターに送られる際に、妊娠状態（pregnancy）を遠隔でモニタリングすることを可能にする。したがって、このシステムは、在宅での危険のある妊娠状態の遠隔モニタリング（観察）または患者が自立していて医療がない地域における遠隔診断のための解決策を形成する。
【００６６】
制御モジュール２１の電子機器は、従来の超音波モードを実行するために、Ｘ個のセンサ（一例では、Ｘ＝３２）を制御することができる。制御モジュール２１は、Ｙ個の能動経路（active pathway）（一例では、ここではＹ＝８）を有し、各能動経路は、超音波センサーを励起することを可能にするエミッタ（emitter）を有しており、超音波の波を制御するための情報である。これらのエミッタは、制御モジュール２１によって（位相、エネルギー、振幅、周波数および波形を）独立して制御することができる。システムのＹ個の経路をＸ個のセンサーにアドレス指定するために、多重化ステージ（段階）はリアルタイムで任意の方法により経路ＹをセンサーＸにアドレス指定することを可能にする。制御モジュール２１は、完全に独立してＹ個の経路を制御することを受け入れる。制御モジュール２１の受信ステージ（段階）を保護するため、スイッチＴｘ／Ｒｘが制御モジュール２１の入力ステージ（段階）を保護するために受信経路の上流に配置されている。制御モジュール２１の受信ステージ（段階）は、インピーダンスアダプタ、線形増幅器、可変利得増幅器（媒体の超音波減衰を補償するためのもの）、アナログフィルタステージ（段階）およびアナログ−デジタル変換ステージ（段階)（ＡＤＣ）からなる。
【００６７】
複数の超音波センサーを使用することにより、時空間的に異なる超音波（different spatio-temporal ultrasound）の送信および受信のシーケンス（順序）に従って、ネットワークのトランスデューサを励起する可能性を利点として得ることが可能になる。
【００６８】
制御モジュールの一具体例では、エミッタは、最大（ピークトゥピーク）振幅が約５から３０Ｖ、持続時間が２から２０マイクロ秒、中心周波数が１から４ＭＨｚの波形を生成する電圧源である；この波形は０．１ｍｓから１０ｍｓの周期で繰り返される。この電圧は、多重化によってＸ個の利用可能なセンサーからＹ個のセンサーを励起する。
【００６９】
このモジュールの一具体例では、Ｙ個の励起されたセンサーのリストは各発射（firing）ごとに変更される。このリストの時間に従う変化は、トランスデューサの励起シーケンス（順序）を構成する。
【００７０】
制御モジュールの受信ステージ（段階）の一具体例では、アナログ−デジタル変換ステージ（段階）の次にデジタル復調が続く。この復調信号は、複素超音波ドップラー信号（complex ultrasound Doppler signal）を構成する。
【００７１】
受信ステージ（段階）の一具体例では、時間とともに変化するＹ×Ｎｚ（ここでは８〜１６０）の複素（complex）信号を形成するために、Ｙ個のセンサーから来るドップラー信号は、発射（firing）の繰り返しに対応する繰り返し率で、Ｎｚ＝１〜２０の点（異なる深さに対応する点）でサンプリングされる。
【００７２】
選択されたシーケンス（順序）が、エミッタの発射（firing）周期の倍数である時間間隔で周期的に訪れるようにセンサーに通じると、その後、Ｎｚ信号の時間的変遷（ダイナミクス）は、探査されたＮｚの深さの各々に対応する深さにおいて、前記センサーのビーム（信号電波）内に位置する組織（tissue）の動き（変位）に密接にリンクされる。
【００７３】
以下の例は、励起シーケンス（excitation sequences）を説明するものである：
【００７４】
１．システムの適切な接続性の検証
例えばＸ個の超音波トランスデューサを次々に発射（firing）することなどによって、超音波のテスト発射の単純なシーケンスが得られる。システムの構成要素の適切な接続性を検証するために、受信したデータがテストされる（例えば、電力など）。構成要素の接続性が十分ではない場合には、ユーザへのメッセージとして、装置の動作において問題が生じた可能性を知らせる。
【００７５】
２．センサーと皮膚との間における良好な接触の検出
シーケンスは、各センサーで繰り返される。信号の品質の指標（indicator）は、センサーによって測定される。この指標は、信号の品質の良いものをマッピングし、そして皮膚／センサーの接触が不完全であるかどうかを検出することを可能にする。
【００７６】
３．センサーのネットワークを通じた深さの点での心臓を探索するシーケンス
深さおよび空間の点でドップラーパワーの測定を可能にするために、すべてのセンサーは、長い低周波の超音波パルスおよび長い聴取時間を用いることにより、数回の心臓周期に渡って連続して使用される。超音波ビームの各点から到来するドップラー信号は、この点において後方拡散されるとともに高域フィルタによって経時的にフィルタリングされた復調信号に対応し、その典型的なカットオフ周波数は９０Ｈｚとなる。その瞬間平均周波数は、関係する箇所に位置する組織の軸方向粒子速度（axial particle speed）に比例する。その力（ドップラーと呼ぶ）は、関係する点の近くに存在する移動可能な反射粒子の数と関連する。
【００７７】
胎児の心臓の位置は、胎児の情報に従う妥当な範囲内の寸法および周期性で、最大の力でドップラー力を戻す空間の位置に対応する。本発明を用いて多胎妊娠をモニタリング（観察）する場合、Ｎの様々な胎児（Ｎは８以下）の位置は、胎児の情報より妥当とされる寸法および周期性で、組織によって後方拡散された最も強力なドップラー信号であるＮの位置を検出することによって推定される。
【００７８】
４．ベルトの位置変更のための最適化とフィードバックループ（feedback loop）
位置決めを最適化するためにユーザにフィードバック情報を与えるため、シーケンス２および３は組み合わせることができる。
【００７９】
５．センサーの亜集団（分集団）（最も近いもの）を用いた心臓モニタリング
シーケンス３は、心臓を数分間モニタリング（観察）するために、センサーのサブグループ（典型的には、胎児の心臓の初期位置近くであるＹ＝７または８のセンサー）と共に使用することができる。一具体例では、これらのセンサーのサブグループは、サブグループに含まれる中央センサーに隣接するセンサーに対応する。最初に選択されたサブグループは、中央のセンサーが最大ドップラーパワーを測定するセンサーであるものである。全てのセンサー（Ｙ＝Ｘ）を同時に使用することに関する利点は、例えば、電力消費または超音波への曝露を低減することである。
【００８０】
この構成では、胎児の心拍は、約１〜５秒の時間に渡って観測された中央センサーから来る複素信号Ｎｚに基づき、以下の方法によって推定される。
【００８１】
まず、これらの信号をカットオフ周波数が約９０Ｈｚのハイパスフィルタ（high-pass filter）によりフィルタリングする。結果として得られた全ての信号または得られた信号の一部（ドップラー信号）は、その後、時間に従ってそれらの瞬間周波数を抽出するように処理される。この瞬間的なドップラー周波数は、中心センサーに関連する超音波ビーム内に存在する粒子ビームの方向への投影速度、および、それに対応する調査された深さに正比例する。
【００８２】
組織の軸方向速度の評価に有用な深さの数の選択は、例えば、ドップラー信号の平均パワー（電力）に従って行われる。
【００８３】
これらの粒子が胎児の心臓の鼓動から生じるような周期的な動きを受けると、次いで瞬間周波数信号は周期的になり、その周期は胎児の心臓（心拍）周期に対応する。
【００８４】
したがって、これは、その逆数（反対）：すなわちＦＣＲを抽出するため、１〜５秒の記録に渡ってこの信号を観察することにより瞬間周波数信号の周期を推定することを含む。
【００８５】
他の例によれば、ＦＣＲを推定するために他の手法が選択される。
−  第１の手法は、瞬間ドップラー周波数信号の自己相関関数（autocorrelation function）を最大にする時間の非ゼロ正値を、信号の周期の推定量として取ることである。
−  第２の手法は、瞬間ドップラー周波数信号のピリオドグラム（periodogram）を最大にする正の周波数値を、ＦＣＲの推定量として取ることである。
−  ...
【００８６】
６．心臓の小さな空間的動作の検証
シーケンス５は、心臓の位置をモニタリング（観察）し、必要ならば発射する（動作する）ネットワークのセンサーサブグループにおけるセンサーの選択の最適化、または最適化の再開を行うため、数分に渡って使用することができる。
【００８７】
７．代替シーケンス：心臓の位置決め／胎児の動き／羊水測定
シーケンス３は、羊水腔（cavities of amniotic fluid）をマッピングするためにも使用される。胎児の心臓のモニタリング（観察）を最適化するために、シーケンス３、５、６は交互に繰り返される。羊水腔をマッピングする１つの方法として、Ｘ個の超音波トランスデューサの各超音波ビームの各位置において、後方拡散された信号のパワー（電力）情報を関連付けることを含む。すなわち、羊水は、他の周囲組織に対して非常に低い後方拡散される超音波パワーを送り返す位置に現れる。
【００８８】
一代替例では、シーケンス３は、胎児の動きをマッピングするためにも使用される。これらの動きをドップラーマッピングする方法の１つとして、まずバンドパス（帯域通過）フィルタを通して各ビームの各位置で復調された超音波信号を経時的に（つまり、連続した発射（動作）の個別の順序に従って）フィルタリングし（下のカットオフ周波数（低域遮断周波数）は約３０Ｈｚ、上のカットオフ周波数（高域遮断周波数）は約９０Ｈｚ）、次に各点におけるこれら各信号の平均パワー（電力）を計算することを含む。
【００８９】
８．周産期の胎児の動き／降下の測定（決定）
シーケンス５および６は、胎児のその降下中の動きをモニタリング（観察）するために交互に行われる。
【００９０】
９．動きおよび移動のマッピング
シーケンス３は、胎児の動きをマッピングし、それによって胎児の健康状態を特徴付けるために使用される。
【００９１】
１０．多胎児（少なくとも２人の胎児）
シーケンス３は、多胎妊娠中に複数の胎児を検出するために使用される。
【００９２】
１１．子宮動脈、臍帯のドップラー
シーケンス３は、母体の血管または臍帯を検出し、そして対応する血流を測定するために使用される。それは同時に母体の心拍の測定を可能にし、そしてその結果として胎児の心拍と母体の心拍とを区別することを可能にする。
【符号の説明】
【００９３】
２０  超音波センサー
２１  制御モジュール
２２  処理モジュール
２３  陣痛計
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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