(57)【要約】      （修正有）【課題】ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタを提供する。【解決手段】パラメータは血圧であり、信号取得装置は、身体部分の片側のみに押し付けられるようになっている、又は身体部分の片側のみを押し付けるようになっている血流閉塞手段と、身体部分によって加わる又は該身体部分に対して加わる圧力を測定するための圧力測定手段と、血流閉塞手段に接触する身体部分を通る血流を検出するための血流検出手段と、を含むことを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（ＰＨＨＣＤ）に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（ＰＨＨＭ）であって、前記パラメータは血圧であり、前記信号取得装置は、
身体部分の片側のみに押し付けられるようになっている、又は身体部分の片側のみを押し付けるようになっている血流閉塞手段と、
前記身体部分によって加わる又は該身体部分に対して加わる圧力を測定するための圧力測定手段と、
前記血流閉塞手段に接触する前記身体部分を通る血流を検出するための血流検出手段と、
を含むことを特徴とする個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２】
前記血流検出手段は振動測定法を使用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項３】
前記血流検出手段は光センサである、
ことを特徴とする請求項１に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項４】
収縮期及び拡張期血圧の推定を可能にするのに十分な範囲の付加力で測定が行われることを確実にするように、前記ＰＨＨＭからの信号に応答して、前記血流閉塞手段を前記身体部分に押し付ける力、又は前記身体部分を前記血流閉塞手段に押し付ける力を調整するための可聴命令又は視覚命令を前記ユーザに与えるようになっている、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項５】
前記血流閉塞手段はボタンを含み、該ボタンの表面は、前記身体部分に接触するようになっており、前記圧力測定手段は、前記ボタンに加わる力を測定するためのセンサを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項６】
前記力センサは、前記モニタを上向き及び下向きに配向して前記力センサからの信号を検出することにより較正されるようになっている、
ことを特徴とする請求項５に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項７】
前記ボタンは複数の要素を含み、該要素の各々は別個の力センサに接続される、
ことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項８】
前記血液閉塞手段は、流体で満たされたパッドを含み、前記圧力測定手段は、前記流体中の前記圧力を測定するためのセンサを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項９】
前記血液閉塞手段はストラップを含み、前記圧力測定手段は、前記ストラップの張力を測定するためのセンサと、前記ストラップの偏向を測定するためのセンサとを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１０】
前記ＰＨＨＭのプロセッサは、外部からの付加圧に血流量を関連付ける理論曲線に前記測定したデータを適合させることにより、収縮期及び拡張期血圧を推定するようになっている、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１１】
ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（ＰＨＨＣＤ）に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（ＰＨＨＭ）であって、前記パラメータは血圧であり、前記信号取得装置は、
身体部分を通る血流を閉塞させるようになっている血流閉塞手段と、
前記血流閉塞手段に接触する前記身体部分を通る前記血流を検出するための血流検出手段と、
前記ユーザの血圧の推定を導出できる元となる信号を提供する少なくとも１つの他の手段と、
を含み、前記ＰＨＨＭのプロセッサは、前記少なくとも２つの手段からの信号を数学アルゴリズムに従って処理し、前記ユーザのより正確な血圧推定を導出するようになっている、
ことを特徴とする個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１２】
前記ユーザの血圧の推定を導出できる元となる信号を提供する前記他の手段は、血圧センサ、脈波伝播速度推定手段、脈容量推定手段及び脈拍数推定手段から選択される、
ことを特徴とする請求項１１に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１３】
４つの手段を全て含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１４】
前記脈波伝播速度推定手段は、心収縮を開始する電気信号と、心収縮の機械的開始との間の時間遅延を求めるようになっている、
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１５】
前記脈波伝播速度推定手段は、前記心収縮を開始する電気信号を示す信号と、前記ユーザの身体上の２つの異なる位置における脈拍の到着を示す信号とを受け取る、
ことを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１６】
前記脈波伝播速度推定手段は、前記ユーザの性別、年齢、体重、身長、胴囲又はその他の物理的特性などの、前記ユーザの個人データを示す信号を受け取ることにより前記血圧推定の精度を高めることができる、
ことを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１７】
前記ＰＨＨＭの前記プロセッサは、連続パルスの間隔の変化を分析するようになっている、
ことを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１８】
前記ＰＨＨＭの前記プロセッサは、前記測定値から、上腕又は大動脈などの前記身体の別の部分における前記ユーザの血圧を推定するようになっている、
ことを特徴とする請求項１２から請求項１６のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項１９】
前記ユーザの血圧の独立した較正測定結果を示す信号を受け取ることにより、前記血圧推定の精度を高めることができるようになっている、
ことを特徴とする請求項１から請求項１８のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２０】
ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置に（ＰＨＨＣＤ）一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（ＰＨＨＭ）であって、
前記信号取得装置は、ある身体部分が前記モニタの対象範囲にある間に該身体部分の温度を測定するようになっている温度センサを含み、前記ＰＨＨＭのプロセッサは、前記温度センサから前記信号の変化を数学アルゴリズムに従って処理し、前記ユーザの中核体温の測定結果を導出するようになっている、
ことを特徴とする個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２１】
ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（ＰＨＨＣＤ）に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（ＰＨＨＭ）であって、
前記信号取得装置は、前記モニタを向けた身体部分の温度を測定するようになっている温度センサを含み、前記ＰＨＨＭのプロセッサは、前記温度センサからの前記信号の変化を数学アルゴリズムに従って処理し、前記ユーザの中核体温の測定結果を導出するようになっている、
ことを特徴とする個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２２】
前記ＰＨＨＭは、最適な測定結果を得るように前記センサを位置決めするための可聴命令及び／又は視覚命令を前記ユーザに与えるようになっている、
ことを特徴とする請求項２１に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２３】
前記ＰＨＨＭは、前記センサを前記ユーザの衣類に向けることにより周囲温度に関する信号を取得できるように前記センサを位置決めするための可聴命令及び／又は視覚命令を前記ユーザに与えるようになっている、
ことを特徴とする請求項２１又は請求項２２に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２４】
前記温度センサは、前記ＰＨＨＣＤ内で音を発生させるために使用するスピーカ又はその他の装置と併用され又は組み合わせられる、
ことを特徴とする請求項２０から請求項２３のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２５】
ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（ＰＨＨＣＤ）に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（ＰＨＨＭ）であって、
前記信号取得装置は、ユーザの身体部分に光を伝送するための発光体を有する血液光センサと、
前記身体部分内を伝わる光又は前記身体部分により散乱する光を検出するための光検出器と、
前記身体部分内を伝わる光又は前記身体部分により散乱する光が前記光検出器に到達する前に通過する、検出すべき検体を含む光学セルと、
を含み、前記ＰＨＨＭのプロセッサは、前記光検出器から取得した信号を前記身体部分の存在中に処理し、前記ユーザの血液中の前記検体の濃度測定を前記身体部分の不在中に行うようになっている、
ことを特徴とする個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２６】
前記ＰＨＨＭは、前記身体部分における脈拍周期中に、収縮期のピーク又は該ピーク付近で行う少なくとも１回の測定を含む１回又はそれ以上測定を行うようになっている、
ことを特徴とする請求項２５に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２７】
前記検体は、グルコース、エタノール、ヘモグロビン、クレアチニン又はコレステロールである、
ことを特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２８】
前記検体は、違法な又は別様に禁止された薬物又は刺激剤である、
ことを特徴とする請求項２５又は請求項２６に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項２９】
前記光学系は一体化される、
ことを特徴とする請求項２５から請求項２８のいずれか１項に記載の個人用ハンドヘルドモニタ。
【請求項３０】
独立型ディスプレイ、制御装置、コンピュータ装置及び電力供給装置を備える、
ことを特徴とする請求項２５から請求項２９のいずれか１項に記載の信号取得装置。
【請求項３１】
前記ＰＨＨＣＤは、携帯電話又はタブレットコンピュータである、
ことを特徴とする請求項１から請求項２９のいずれか１項に記載のＰＨＨＭ。
【請求項３２】
前記ＰＨＨＣＤは、前記ＰＨＨＭからのデータを解析して健康関連パラメータ又は前記ＰＨＨＣＤのみから利用可能な健康関連パラメータよりも正確な健康関連パラメータを抽出し、前記解析結果を前記ＰＨＨＣＤに戻して前記ユーザに表示するためのデータ処理システムにネットワークを介して接続されるようになっている、
ことを特徴とする請求項３１に記載のＰＨＨＭ。
【請求項３３】
前記ＰＨＨＣＤは、前記ユーザ又は開業医などの他の人物が後で見直せるようにデータのコピーを保持するためのデータ処理システムにネットワークを介して接続するようになっている、
ことを特徴とする請求項３１又は請求項３２に記載のＰＨＨＭ。
【請求項３４】
前記データ処理システムは、前記ＰＨＨＭからの前記データに対するサードパーティアプリケーションによるアクセスを、規制要件を満たすアプリケーション及び／又は前記データ処理システムによりライセンスが許可されているアプリケーションにのみ許可するように制御するようになっている、
ことを特徴とする請求項３３に記載のＰＨＨＣＤ。
【請求項３５】
ＰＨＨＣＤに一体化されて、請求項１から請求項３４のいずれか１項に記載のＰＨＨＭを作製するようになっている、
ことを特徴とする信号取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、個人健康データを収集するための手段に関する。具体的には、本発明は、ユーザの健康に関するパラメータの１又はそれ以上の測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（以下、「ＰＨＨＣＤ」）に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（以下、「ＰＨＨＭ」）に関する。ＰＨＨＭは、ＰＨＨＣＤのプロセッサを使用して、信号取得装置から受け取った信号の制御及び解析を行う。本発明は、このようなＰＨＨＣＤと一体化するようになっている信号取得装置にも関する。さらに、本発明は、ＰＨＨＭを動作させるためのシステム、及び信号取得装置により取得した信号を処理するためのシステムにも関する。さらに、本発明は、ＰＨＨＭによりインターネットを介して取得した信号を解析し、記憶して送信するためのシステム、又はこれらの信号から導出されたデータの利用を規制するためのシステムにも関する。
【背景技術】
【０００２】
（移動電話としても知られている）携帯電話は、日々の生活の一部である。先進国では、大多数の成人が携帯電話を所有している。発展途上国では、ケーブルの設置を必要とせずに通信システムを発展させることができるという理由で、携帯電話の使用がはるかに普及してきている。携帯電話をヘルスケアで使用するという様々な提案が行われてきた。しかしながら、これらの全ての提案には欠点がある。
【０００３】
Ｌｅｓｌｉｅ，Ｉ他による「メディカルケアのためのモバイル通信（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｃａｒｅ）」、最終レポート、２０１１年４月２１日では、ローカル測定装置から中央データ収集及び処理コンピュータに「バイタルサイン」及びその他のデータを転送することにより、携帯電話ネットワークが先進国、低所得国及び新興国におけるヘルスケアに対して行うであろう極めて重大な貢献を確認した、ケンブリッジ大学による主要研究に関するレポートが行われている。このレポートでは、携帯電話を製造する団体と医療装置を製造する団体という２つの別個の業界団体が特定されている。
【０００４】
Ｌａｄｅｉｒａ  Ｄ他による「戦略的応用課題バージョン３（Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ａｇｅｎｄａ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ３）」、最先端応用作業部会、２０１０年１月、ｗｗｗ．ｅｍｏｂｉｌｉｔｙ．ｅｕ．ｏｒｇは、ネットワークヘルスケアの幅広い意味を検討し、「スマートフォンは、測定装置から自動的かつ無線的に測定結果を収集し、この収集データをさらなる分析のために医師にシームレスに転送することができる」とするｅ−モビリティ研究である。
【０００５】
「無線によるヘルスケア−如何なる場所でもケアを行う新たなビジネスモデル（Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  ｕｎｗｉｒｅｄ  −  ｎｅｗ  ｂｕｓｉｎｅｓｓ  ｍｏｄｅｌｓ  ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ  ｃａｒｅ  ａｎｙｗｈｅｒｅ）」、ＰｒｉｃｅｗａｔｅｒｈｏｕｓｅＣｏｏｐｅｒｓ保険研究機関、２０１０年９月は、通信への幅広いアクセスにより、ただし医療専門家及び医療ビジネスモデルに対するその影響の観点から示される機会に対処する研究である。
【０００６】
２００９年を振り返ると、Ａｐｐｌｅ社は、医療装置から開業医及びその他の通信チェーンの一部として同社のｉＰｈｏｎｅ（登録商標）を使用する需要が高まっていることを確認した（ｈｔｔｐ：／／ｍｅｄｉｃａｌｃｏｎｎｅｃｔｉｖｉｔｙ．ｃｏｍ／２００９／０３／１９／ａｐｐｌｅ−ｔａｒｇｅｔｓ−ｈｅａｌｔｈ−ｃａｒｅ−ｗｉｔｈ−ｉｐｈｏｎｅ−３０−ｏｓ／を参照）。
【０００７】
これらのレポートは、既存の医療装置及び既存の携帯電話技術の使用に基づくものであり、従って医療装置業界及び携帯電話業界の両方の存在を必要とする。本発明の目的は、これらの両業界を必要とせずに健康関連データの収集を可能にすることである。
【０００８】
タブレットコンピュータ及び携帯用パーソナルコンピュータも、ＰＨＨＣＤとして使用できるほど十分に小型化されてきている。多くのこのような装置は、ＷｉＦｉ又は無線電話接続などの通信機能も含む。
【０００９】
今では、ユーザが個人データの記憶及び検索を行えるようにするプロセッサを含む携帯情報端末装置（「ＰＤＡ」）も周知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】米国特許第５，８６５，７５５号明細書
【特許文献２】米国特許第５，１４０，９９０号明細書
【非特許文献】
【００１１】
【非特許文献１】Ｌｅｓｌｉｅ，Ｉ他、「メディカルケアのためのモバイル通信（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ｍｅｄｉｃａｌ  ｃａｒｅ）」、最終レポート、２０１１年４月２１日
【非特許文献２】Ｌａｄｅｉｒａ  Ｄ他、「戦略的応用課題バージョン３（Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ  Ａｇｅｎｄａ  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ３）」、最先端応用作業部会、２０１０年１月、ｗｗｗ．ｅｍｏｂｉｌｉｔｙ．ｅｕ．ｏｒｇ
【非特許文献３】「無線によるヘルスケア−如何なる場所でもケアを行う新たなビジネスモデル（Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ  ｕｎｗｉｒｅｄ  −  ｎｅｗ  ｂｕｓｉｎｅｓｓ  ｍｏｄｅｌｓ  ｄｅｌｉｖｅｒｉｎｇ  ｃａｒｅ  ａｎｙｗｈｅｒｅ）」、ＰｒｉｃｅｗａｔｅｒｈｏｕｓｅＣｏｏｐｅｒｓ保険研究機関、２０１０年９月
【非特許文献４】Ｐａｄｉｌｌａ他、「血圧の間接的推定器としての脈波伝播速度及びデジタル容積脈拍：健康ボランティアに対する試験的研究（Ｐｕｌｓｅ  Ｗａｖｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ａｎｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｏｌｕｍｅ  ｐｕｌｓｅ  ａｓ  ｉｎｄｉｒｅｃｔ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒｓ  ｏｆ  ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：  ｐｉｌｏｔ  ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ｈｅａｌｔｈｙ  ｖｏｌｕｎｔｅｅｒｓ）」Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ．英国、２００９年９月、１０４〜１１２ページ
【非特許文献５】Ｘ．Ｆ．Ｔｅｎｇ及びＹ．Ｔ．Ｚｈａｎｇ、ＩＥＥＥ  ＥＭＢＳ、メキシコ、カンクン、２００３年９月、１７〜２１ページ
【非特許文献６】Ｒｅｉｓｎｅｒ他、「循環監視における光電式容積脈波の有用性（Ｕｔｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ  ｉｎ  Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）」Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ  ２００８年、第１０８巻、９５０〜９５８ページ
【非特許文献７】Ａｌ  Ｊａａｆｒｅｈ、「１回拍出量を変化させた心拍数の影響により平均血圧を推定するための新たなモデル（Ｎｅｗ  ｍｏｄｅｌ  ｔｏ  ｅｓｔｉｍａｔｅ  ｍｅａｎ  ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｂｙ  ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ  ｗｉｔｈ  ｓｔｒｏｋｅ  ｖｏｌｕｍｅ  ｃｈａｎｇｉｎｇ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）」、第２８回ＩＥＥＥ  ＥＭＢＳ国際会議議事録、２００６年
【非特許文献８】Ａｚｍａｌ他、「光電式容積脈波記録法信号を使用した酸素飽和レベルの連続測定（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  Ｌｅｖｅｌ  ｕｓｉｎｇ  Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ  ｓｉｇｎａｌ）」、生物医学及び薬品製造工学に関する国際会議、２００６年、５０４〜５０７ページ
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明
本発明の第１の態様では、ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための、個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（以下、「ＰＨＨＣＤ」に一体化された信号取得装置を備えた個人用ハンドヘルドモニタ（以下、「ＰＨＨＭ」）を提供する。
【００１３】
本発明のＰＨＨＭは、通常の成人が片方の手を使用してＰＨＨＭを保持し、もう片方の手を使用してデータの入力又は検索を行うことにより容易に操作できるようなサイズ及び重量でなければならない。ＰＨＨＣＤは、ＷｉＦｉ又は無線電話接続などの通信機能を含むことが好ましい。
【００１４】
「一体化」とは、信号取得装置及びＰＨＨＣＤが単一の物理ユニットを形成することを意味し、この場合、信号取得装置及びＰＨＨＣＤは、いずれかを動かした時にも一定の関係を保持する。全ての電気的接続はＰＨＨＭ内に設けられる。
【００１５】
取得される信号は、アナログであっても又はデジタルであってもよく、アナログの場合には、後でＰＨＨＣＤのプロセッサによって解析できるように、又はＰＨＨＣＤがインターネット又はその他のデータ通信手段を用いて通信する遠隔データ処理施設によって解析できるようにデジタル形式に変換することができる。
【００１６】
信号取得装置が一体化されたＰＨＨＣＤは、通常の成人が片方の手を使用して装置を保持し、もう片方の手を使用してデータの入力又は検索を行うことにより容易に操作できる携帯電話、タブレットコンピュータ、ＰＤＡ又は他のいずれかのコンピュータ装置とすることができる。
【００１７】
本発明は、証明済みの技術原理を新規の実装と組み合わせることにより医療技術とＰＨＨＣＤ技術を融合して、ＰＨＨＭのユーザがＰＨＨＭを使用することのみにより個人健康データの測定結果を取得できるようにするＰＨＨＭを創出する。必要に応じて、ユーザは、これらの測定結果を他の関係者に伝えることもできる。
【００１８】
信号取得装置がＰＨＨＣＤに一体化されているので、本発明のＰＨＨＭの使用は、上述した研究論文に記載されているシステムの使用と比べて大幅に改善される。信号取得装置は、その携帯性を低下させることなくＰＨＨＣＤに一体化されるほど十分に小型でなければならず、ＰＨＨＣＤのディスプレイ及びバッテリなどのＰＨＨＣＤのインフラを利用できるので、低所得国又は新興国のほとんどのユーザにとってあまりに高価な、先進国のユーザさえも思いとどまる多くの既知の医療装置よりも大幅に安価になる。信号取得装置は、マイクロエレクトロニクス技術を利用して、ＰＨＨＣＤに一体化された信号取得装置がユーザにとって普遍的かつ個人的になり得るレベルまでサイズ及びコストを削減する。
【００１９】
信号取得装置は、ユーザの身体の１又はそれ以上の部分に接触又は非常に近接している間に信号を取得するようになっていることが好ましい。具体的には、信号取得装置は、その少なくとも一部が以下に示すものと接触している間に信号を取得するように構成することができる。
・  ユーザの１本又はそれ以上の指、特に１本又はそれ以上の手指
・  頸動脈付近の皮膚
・  ユーザの胸部、有利には心臓近く、及び／又は、
・  ユーザの耳又は口の内部
【００２０】
信号取得装置は、個人的健康状態に関して有用なパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための１又はそれ以上のセンサを含む。１又はそれ以上のセンサは、血圧、脈波伝播速度、血圧波形、体温、血中酸素分圧、心電図、心拍数及び／又は呼吸数に関する信号を取得するためのものであることが好ましい。信号取得装置は、上述のパラメータのうちの１つよりも多くのパラメータの測定結果を導出できる信号を取得するためのセンサを含むことができる。信号取得装置は、例えば、血圧測定、光電式容積脈波記録法及び脈波伝播速度測定のうちの１又はそれ以上を使用して血圧の測定結果を導出できる信号を取得するための１又はそれ以上のセンサを含むことが好ましい。
【００２１】
本発明のＰＨＨＭは、以下のセンサ及び手段のうちの１又はそれ以上を含むことができる。以下では、これらのセンサ及び手段の特に好ましい組み合わせも示す。
【００２２】
温度センサ
信号取得装置は、局所体温（すなわち、センサを身体に適用した場所に近い温度）の測定結果をＰＨＨＣＤのプロセッサによって導出できる信号を取得するための温度センサを含むことができる。信号取得装置は、周囲温度の測定結果をプロセッサによって導出できる信号を取得するためのセンサも含むことが有利である。このセンサは、局所体温の測定に関連して使用するものと同じセンサであっても、又は別個のセンサであってもよい。プロセッサは、温度センサによって取得した信号からユーザの中核体温を導出するようになっていることが好ましい。
【００２３】
周知のように、表面の温度は、その表面からの熱放射を測定することによって推定することができる。通常の体温では、この放射は遠赤外波長に集中する。この放射はボロメータによって検出することができ、この場合、入射放射線によって対象が加熱され、その温度が、対象の抵抗の変化を検出することにより直接的に、或いは熱電対、サーミスタ又はその他の同様の装置を使用して間接的に測定される。その視野は、レンズ又は窓によって定めることができる。温度センサは、この技術を使用する既存の医療装置と同様に、耳の内部からの又は前頭部の側頭動脈からの放射を受け取ることができる。
【００２４】
温度センサは、ユーザが電話を掛けているか否かに関わらずユーザの耳の温度を検知できるように位置決めされることが好ましい。或いは、ＰＨＨＭが行う血圧測定などの他のいずれかの測定を行うべき身体部分の表面温度を測定できるように温度センサを位置決めすることもできる。
【００２５】
或いは、ユーザが身体部分又は例えばユーザの衣服の項目などの他の選択項目の温度を検知できるようにＰＨＨＭを操作することによって温度センサの方向を合わせることができるように温度センサを配置することもできる。この場合、ＰＨＨＭのプロセッサは、周囲温度を示す信号を導出するようになっており、及び／又は体温及び周囲温度を示す信号が得られるようにＰＨＨＭの方向を合わせるための命令をユーザに与えるようになっている。
【００２６】
或いは、ユーザの手指の１本に接触させることができる、或いはユーザの耳又は口内に挿入できるアーム上に温度センサを配置することもできる。このアームは、信号取得装置上の適所に固定することができ、又は未使用時に後退できるように伸展位置と後退位置の間で可動とすることもできる。このアームは、その伸展位置と後退位置の間で枢動又は摺動可能とすることもできる。
【００２７】
信号取得装置は、異なる場所の温度を検知するための複数の温度センサを含むこともできる。
【００２８】
温度センサは、例えば、食品、家庭内暖房システム又はワインなどの他の項目の温度の測定に使用することもできる。
【００２９】
電気センサ
心臓は、皮膚上で検出できる電気信号がトリガーとなり、これが心電図（ＥＣＧ）の基準である。心電図の単純版では、２つの別個の身体部分間の電位差を測定することにより、心拍を開始する電気信号が生じた時点を検出することができる。適切な電子処理により、各開始信号の発生時点を数ミリ秒内まで測定することができる。
【００３０】
信号取得装置は、互いに電気的に絶縁されているがユーザの２つの異なる身体部分に接触できる２つの電極を有する電気センサを含むことができる。これらの２つの電極は、ユーザの両手の１本の指に接触できることが好ましい。電気センサの電極の一方は、血流閉塞手段（下記参照）のボタン、パッド又はストラップに付随することが好ましい。他方の電極は、ＰＨＨＭの単独部品上に位置する。この他方の電極は、パッドの手動膨張（下記参照）に使用されるレバーが存在する場合には、このレバーに付随することができる。パッドには、マイクロピラミッドのアレイなどの、良好な電気的接続を与える表面が構成されることが好ましい。
【００３１】
電気センサにより取得される信号は２つの電極間の電位差の尺度であり、この電位差は２つの異なる身体部分間の電位差に関連することが好ましい。ＰＨＨＣＤのプロセッサは、電気センサからの信号を増幅し、必要に応じて、増幅前、増幅中又は増幅後に信号を濾波するようになっていることが好ましい。プロセッサにより生成される増幅濾波信号は、一般に添付図面の図１に示す形を有し、この図ではｘ軸が時間を表し、ｙ軸が電位差を表す。図１の矢印は、電気信号が心臓を刺激して心収縮を開始した時点を示す。
【００３２】
血流閉塞手段
信号取得装置は、ユーザの身体の一部を通る血流を制限又は完全に遮断するための血流閉塞手段と、血流閉塞手段によって又は血流閉塞手段に対して加わる圧力を求めるための圧力センサとを含むことができる。従来の血流閉塞手段は、身体部分を取り囲む膨張式カフである。
【００３３】
信号取得装置は、後述する血流閉塞手段、すなわちボタン、液体充満パッド及びストラップのうちの１つを含むことが好ましい。これらの手段は、いずれもつま先又は指などの身体部分、好ましくは指に押し付けることによって使用することができ、この身体部分を通る動脈血流は、身体部分の片側のみに加わる圧力の影響を受け、逆もまた同様である。
【００３４】
閉塞の度合いは、後述する振動測定法により、又は血液光センサからの信号の解析により検出することができる。
【００３５】
ボタン
血流閉塞手段は、身体部分に押し付けられるボタンを含むことができる。このボタンはプレートの一部であり、このプレートの一部はプレートの残り部分とは無関係に動くことができ、力センサに接続されることが好ましい。力センサは、ボタンに加わる力を測定するが、ボタンが動ける距離を最小化するようになっている。通常、このプレートは、典型的には５ｍｍ直径の円形ボタン又は同じ面積の非円形ボタンを備えた１０ｍｍ×２０ｍｍのものである。身体部分の力を受けた時にボタンが動く距離は０．１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００３６】
このボタンを身体部分に押し付けると、この身体部分内に圧力が生じる。ボタンに接する身体部分は、身体部分内の圧力にボタンの面積を乗じた力とほぼ等しい力でボタンを押し返す。この力を測定することにより、ＰＨＨＭは、身体部分内の圧力を正確に推定することができる。
【００３７】
信号取得装置は複数のボタンを含むことができ、これらの各々は別個の力センサに接続される。
【００３８】
液体充満パッド
血流閉塞手段は、ユーザの身体の一部、特に指、好ましくは手指の片側を押し付けて、この身体部分を通る血流を閉塞させることができる液体充満パッドと、パッド内の圧力を示す信号を供給するための圧力センサとを含むことができる。このパッドは、ＰＨＨＭのノッチ内に位置することが好ましい。使用時には、身体部分をパッド上に押し付けることにより、又は身体部分上にパッドを押し付けることにより、パッドに圧力を加えることができる。
【００３９】
パッドを空気で満たした場合、パッド内に生じる過剰圧力を防ぐための手段を設けることが必要になり得る。この過剰圧力は、例えば、温度の高い場所に装置が放置され、熱により圧力が過度に上昇した場合に生じ得る。この過剰圧力防止手段は、所定の圧力でパッドから大気にガスを放出するように開く弁を含み、この所定の圧力は、パッド及び放出されたガスを交換するためのポンプの最大許容圧力（通常は約３００ｍＨｇ）であることが好ましい。このポンプはピストン及びシリンダを含むことができ、或いはダイアフラム及びチャンバを含むことができ、ピストン又はダイアフラムは、ユーザの操作又は電力によって動作することができる。ＰＨＨＭは、信号取得装置上にヒンジ式又は摺動式のカバーを有し、このカバーは、カバーを開いて装置を使用可能にすると、このカバーがピストン又はダイアフラムを圧迫して、パッドを再び膨張させるのに十分な圧力を生じるように構成されることが好ましい。ポンプは２つの弁、すなわちパッド内にガスが入るようにする一方向弁と、パッドの最小作動圧力（通常は約５０ｍｍＨｇ）である所定の圧力でポンプから大気にガスを放出するように開く弁とを有することが好ましい。
【００４０】
パッド内に存在するガスの容積を最小化して、圧力変化の検出感度を最大化することが有利である。一方向弁を使用する場合には、弁をパッド及び圧力センサの近くに配置すべきである。
【００４１】
この防止手段を組み込むさらなる利点は、スローリークが生じても装置が動作し続ける点である。これにより装置の信頼性が高まる。
【００４２】
ストラップ
さらなる代替例では、血流閉塞手段が、ユーザの身体の一部、特に指、好ましくは手指の片側を押し付けて、この身体部分を通る血流を閉塞させることができるストラップと、ストラップに加わる圧力を示す信号を供給するための力センサとを含むことができる。
【００４３】
このストラップは、ＰＨＨＭのノッチ内に配置されることが好ましい。使用時には、身体部分をストラップ上に押し付けることにより、又は身体部分上にストラップを押し付けることにより、ストラップに圧力を加えることができる。
【００４４】
ストラップは、非伸長性であっても、又は伸長性であってよい。
【００４５】
ストラップは、非伸長性の場合、ＰＨＨＭ内のノッチを横切って両端を固定して取り付けることができる。この配置では、圧力センサが、ストラップの取り付け箇所に加わる力を測定するようになる。
【００４６】
或いは、非伸長性ストラップをノッチの片側の車軸上に取り付け、ノッチの他方の側に固定して取り付けることもできる。この配置では、ストラップが車軸の周囲を回転した範囲を測定することにより、ストラップに加わる圧力を測定することができる。展開に対しては、車軸上のトルクばね又は線形ばねによって抗することができる。
【００４７】
さらなる代替例では、非伸長性ストラップの各両端を、ＰＨＨＭ内のノッチの両端に配置された車軸上に取り付けることができる。この配置では、ストラップが各車軸の周囲を回転した範囲を測定することにより、又は電気抵抗などのストラップの物理的特性を測定することにより、ストラップに加わる圧力を測定することができる。
【００４８】
ストラップは、伸長性の場合、ＰＨＨＭのノッチを横切って両端を固定して取り付けることができる。この配置では、圧力センサが、ストラップの長さ又はストラップの引張の増加を測定し、又は電気抵抗などのストラップの物理的特性を測定して、ストラップに加わる圧力に関する信号を供給することができる。
【００４９】
ストラップを使用する場合、ＰＨＨＭは、より正確に圧力測定を行えるように、ストラップに接触する身体部分の直径を示す信号を供給するための手段を含む。この手段は、ユーザが測定した直径を、例えば別個のゲージ又はＰＨＨＭに設けられる巻き尺又は一連の目盛を付けた切欠きなどのあらゆる便利な手段を用いて入力できるようにするキーパッド又はタッチ画面、有利にはＰＨＨＣＤの標準キーパッド又はタッチ画面とすることができる。
【００５０】
しかしながら、この手段はストラップ自体に付随し、ユーザ入力を伴わずに信号を供給することが好ましい。例えば、ストラップは、内蔵された１又はそれ以上の光ファイバーと、この（単複の）光ファイバーに光を注入するための、（単複の）光ファイバーの一端における光源と、到達してくる光を検出するための、（単複の）光ファイバーの他端における光検出器と、（単複の）光ファイバーを通過する際の光の減衰を測定するための手段とを含むことができ、減衰の度合いはストラップの曲率に関連し、この曲率はさらに直径に関連する。或いは、ストラップが２つの層を含むこともでき、信号取得装置は、各層の長さを測定するための手段を含み、２つの層の相対的長さは直径に関連する。さらなる代替例では、信号取得装置が、ノッチの底部と、ノッチの底部に最も近いストラップの地点との間の距離を示す信号を供給するための近接検出器などの手段を含むことができ、プロセッサは、これらの信号及びストラップの長さに基づいて身体部分の直径を計算するようになっている。
【００５１】
光電式容積脈波記録法（ＰＰＧ）のための血液光センサ
ＰＰＧを使用するパルス酸素濃度計は、１９８０年代から市販されている。これらを使用して、動脈血中の酸素化の度合いを推定する。身体部分に向けて赤色光及び赤外光を伝送する。赤外光は、非酸素化血液よりも酸素化血液の方に強く吸収され、赤色光は、酸素化血液よりも非酸素化血液の方に強く吸収される。心収縮中の赤外吸収の変化は、酸素化血液の量の尺度である。心収縮間の赤色光吸収のレベルは、照明されている総血液量の尺度であり、較正に使用される。
【００５２】
信号取得装置は、ＰＰＧセンサを含むことが好ましい。ＰＰＧセンサは、１又はそれ以上の光センサを使用する。この（単複の）光センサを、伝送又は散乱測定を行うように構成することができる。伝送モードでは、光センサが、身体部分内に光を伝送するように構成された１又はそれ以上の発光体と、これらの（単複の）発光体からこの身体部分に伝送された光を検出するように構成された１又はそれ以上の光検出器とを含む。散乱モードでは、光センサが、身体部分に向けて光を伝送するように構成された１又はそれ以上の発光体と、これらの（単複の）発光体からの、身体部分により散乱された光を検出するように構成された１又はそれ以上の光検出器とを含む。散乱モードでは、（単複の）光検出器が（単複の）発光体の近くに配置されることが好ましい。
【００５３】
いずれの場合にも、（単複の）光センサは、２又はそれ以上の波長の光の発光及び検出を行うようになっていることが好ましい。２つの選択された異なる波長の光を発光するようになっている単一の多重発光体、又は少なくとも２つの発光体が存在することができ、これらの各々は、選択された異なる波長の光を発光するようになっている。（単複の）発光体のいずれかの代替例の場合、１つの代替例では、選択された波長の光を検出できる１つの多重光検出器が存在する。別の代替例では、各々が選択された異なる波長の光を検出するようになっている２又はそれ以上の光検出器が存在する。
【００５４】
波長の１つは、脱酸素化血液よりも酸素化血液の方に強く吸収されるように選択されることが好ましい。好適な波長は９４０ｎｍである。別の波長は、酸素化血液よりも脱酸素化血液の方に光が強く吸収されるように選択される。好適な波長は６６０ｎｍである。
【００５５】
信号取得装置は、（単複の）発光体から光が発光されていない時に（単複の）光検出器から信号を取得するようになっていることが好ましい。これにより、第１の、及び使用する場合には第２の波長で取得される信号のさらなる較正が可能になる。
【００５６】
添付図面の図２に、酸素化血液信号（上の線）、脱酸素化血液信号（真ん中の線）及び周囲光信号（下の線）の変化を概略的に示す。
【００５７】
血液光センサは、グルコース、アルコール、ヘモグロビン、クレアチニン、コレステロール及び違法な又は別様に禁止されている物質を含む刺激剤又はその他の薬物などの血中検体の濃度を測定するようにさらに構成することができる。検体の吸収スペクトルが血中の他の物質のスペクトルに類似する場合には、これらの測定が困難である。信号取得装置は、後述する技術の１つ又はそれ以上を使用して吸収分光法の感度及び選択性を高めるように設計することができる。
【００５８】
第１の技術は、異なる吸収を使用することである。身体部分に向けて光ビームを伝送し、この伝送される又は散乱する光を２つの検知セルに分割する。一方（対照セル）は、通常血中に十分な量で存在する化学種の混合物を含み、対象検体を含まない。実際には、この対照セルは水しか含まないこともできる。他方（サンプルセル）は、同じ混合物、及び検体を含む。或いは、対照セルを除外し、サンプルセルに検体のみを満たすこともできる。或いは、検体が周囲条件下でガス状になり得る場合、このガス状の検体を含む単一のサンプルセルに光ビームを通過させて、このセル内の圧力を変調させることもできる。
【００５９】
光ビームの強度は、身体部分が存在しない状態で対照セルを通過した後、及びこれとは別にサンプルセルを通過した後、及び同様に身体部分が存在する状態で各セルを通過した後などの複数の条件下で測定することができる。或いは、光ビームがセルを通過した時と、光ビームがセルを通過しなかった時との両方において、やはり身体部分が存在する状態と存在しない状態とで光ビームの強度を測定することもできる。別の代替例では、身体部分が存在する状態及び存在しない状態で、セルの圧力の関数として強度を測定することができる。
【００６０】
光ビームの強度は、例えば切り替えにより、測定システムが周囲光を補正できるように変調させることができる。光ビームは、低コスト技術を使用しながら検体と存在する他の化学種との差別を最大化できるように選択された幅広い光学スペクトルを有する。例えば、検体がグルコースである場合、この検体は近ＩＲ領域に存在し得る。
【００６１】
これらの各事例では、光ビームが対照セルを通過した時とサンプルセルを通過した時の強度差が、身体部分内の検体による吸収量の尺度になる。血中の検体濃度に対する選択性をさらに高めるには、ＰＰＧ信号を使用して、心収縮により動脈が拡張する時点を特定することができる。この時点での吸収の変化は、この身体部分におけるさらなる血液量によってのみ生じる。このさらなる血液量もＰＰＧ信号から推定される。
【００６２】
音響センサ
ＰＨＨＭは、心拍によって生じる音に関する信号を取得するための音響センサを含むことができる。この音響センサは、単独のマイク、受振器又は振動センサであってもよく、又は音声を受け取るために標準的な携帯電話又はタブレットコンピュータに備えられるマイクであってもよく、或いは動脈閉塞中における身体部分の圧力を測定するために使用される力センサ又は圧力センサであってもよい。ＰＨＨＭのプロセッサは、音響センサにより取得した信号を処理して心拍の時点を判断するようになっていることが好ましい。
【００６３】
添付図面の図３に、音響センサが取得すると思われる心臓の鼓動リズムの典型的な波形を示す。２つの連続パルスを示している。信号は、振幅包絡内の音声信号で構成される。
【００６４】
動きセンサ
ＰＨＨＭは、信号取得装置を配置したユーザの身体部分の位置を検出するようになっている動きセンサを含むこともできる。ＰＨＨＭのプロセッサは、この動きセンサからの信号を圧力センサからの信号に相関付けて血圧測定の較正を可能にするようになっていることが好ましい。ＰＨＨＭのプロセッサは、このような較正を行えるように身体部分を動かすための命令をユーザが聞こえるように又は見えるように発するようになっていることが好ましい。動きセンサは、ＰＨＨＣＤの既存の構成要素とすることができる。この動きセンサは、ＰＨＨＣＤの加速による慣性力又は高度による圧力変化を検出することもできる。
【００６５】
超音波センサ
信号取得装置は、動脈の断面画像を形成するための、及び／又はドップラー干渉法を使用して動脈内の血液の流速を推定するための超音波センサを含むことができる。この超音波センサは、アレイを形成する個々の要素の組で構成することができる。
【００６６】
個人データ入力手段
ＰＨＨＭは、個人データ入力手段を含んで他の個人データを記憶するようになっていることが好ましい。個人データ入力手段は、キーパッド又はタッチ画面であることが好ましく、ＰＨＨＣＤの標準キーパッド又はタッチ画面であることが有利である。これらの手段により入力できるデータとしては、以下に限定されるわけではないが、身長、体重、胴囲、指の直径及び年齢を挙げることができる。
【００６７】
さらなるセンサ及び手段
ＰＨＨＭは、例えば肥満度指数などの身体特性を測定するために、ユーザの身体に電気信号を与えるための手段、及びこれらの信号に応答して生成される信号を検出するための手段をさらに含むことができる。
【００６８】
ＰＨＨＭは、ユーザの指紋を採取するためのセンサなどの、ユーザの識別情報を導出できる元になる信号を取得するようになっているセンサを含むことができる。これにより、ユーザの健康に関する導出された測定結果が、このユーザに直接関連し得るものであることを保証できるようになる。このような識別情報センサは、血流閉塞手段のパッドに付随してもよく、又は電気センサの電極に付随してもよい。識別情報センサは、測定した医療指標を、識別されたユーザ以外のいずれかの人物のものとすることが不可能に近いように配置することができる。
【００６９】
データ解析
上述したセンサ及び手段を様々な組み合わせで使用して、様々な健康関連データの取得を可能にすることができる。ＰＨＨＭは、温度センサ、電気センサ、血流閉塞手段、ＰＰＧのための血液光センサ、音響センサ、動きセンサ、超音波センサのうちの１つ又はそれ以上を含むことができ、これらの少なくとも最初の４つを含むことが好ましい。以下の表に、センサ及び手段の好ましい組み合わせ、並びにこれらの組み合わせを用いて導出できる健康関連データの指標を示す。しかしながら、当業者には、他の組み合わせを使用してさらなる健康関連データを提供することもでき、本発明は、以下の表に示す組み合わせに限定されないことが明らかであろう。
2018089392.tif 000003
2018089392.tif 000004
【００７０】
この表は、光学センサの考えられる拡張から導出されたデータを分析して血中の検体濃度を測定することには触れていない。
【００７１】
ＰＨＨＭに含まれるセンサ及び手段の一部又は全部からの信号と、ＰＨＨＣＤの一部とすることができる他のセンサからの信号を組み合わせることに関するアルゴリズムを使用して、取得した信号を関連性のある健康関連データに変換し、或いは収縮期血圧及び拡張期血圧などの、推定される医療指標（「バイタルサイン」）の精度を高めることができる。それほど良く知られてはいないが医療専門家に認識されている、動脈壁硬化及び不整脈などのその他の医療指標を抽出することもできる。これらのモデルの一部又は全部はソフトウェアとしてコード化することができ、また信号処理のためにＰＨＨＭ又は遠隔コンピュータにロードすることもできる。
【００７２】
ＰＨＨＭのプロセッサは、ユーザがＰＨＨＭを最適に使用できるようにするための可聴命令又は可視命令をユーザに与えるようになっていることが好ましい。この場合、プロセッサは、この命令が対話式であり、信号取得装置が最良の位置に存在するかどうか、又は正しく使用されているかどうかを判断するために使用できる、信号取得装置から受け取った信号に基づくようになっていることが好ましい。
【００７３】
プロセッサは、複数の測定結果を採取し、これらの測定結果を全て相関付けて、より良い健康データの指標を提供するようになっていることが好ましい。センサからのデータを分析する１つの考えられる構成については、表の後に説明している。
【００７４】
体温
例えば、ＰＨＨＭがユーザの耳に接しており、センサが最も温度の高い場所に向くようにＰＨＨＭを動かす場合、最大限の温度読み取りが行われるようにＰＨＨＭを動かすようユーザに命令するための可聴フィードバック又は視覚フィードバックを提供するようにＰＨＨＣＤのプロセッサを構成することにより、中核体温の推定精度を高めることができる。
【００７５】
温度センサは、耳などの温度を測定している身体部分をＰＨＨＭが覆うことができるようにＰＨＨＭ内に位置決めされることが好ましい。この場合、使用時には、ＰＨＨＭが存在することにより通気が遮られるので、温度は中核体温に向かって上昇することがある。
温度センサは、ＰＨＨＣＤ内で音を再現するために使用するスピーカ又はその他の装置と併用し、又は組み合わせることができる。
【００７６】
プロセッサは、数秒間にわたる測定温度を記録し、数学モデルを使用して予想平衡温度に外挿するようになっていることが好ましい。
【００７７】
ＰＨＨＭのプロセッサは、温度センサからの信号を解析してユーザの中核体温を推定するように構成することができる。プロセッサは、解析を行って中核体温の傾向及びその他の導出される診断値情報を特定するようにさらに構成することができる。
【００７８】
脈拍数
各脈拍の時間は、心収縮の開始を示す電気信号から求めることができ、また閉塞手段内の圧力センサ又は力センサに加わる圧力、及び存在する場合には光学センサ及び／又は音響センサにより検出される吸収ピークによって示される、装置を押し付けた身体部分に収縮期パルスが到達した時点からも求めることができる。
【００７９】
これらのセンサの各々からの全てのデータとの適合性が最も高い平均脈拍数は、ＰＨＨＣＤのプロセッサが演算するようになっている最適化数学アルゴリズムによって求められる。このアルゴリズムは、重み付けを用いた単純な最小二乗差分計算とすることができ、或いはベイズ推定器又はその他の最適化技術を使用して、最も可能性の高い推定を求めることもできる。
【００８０】
不整脈
不整脈は、脈拍間隔の変化を示すために使用される用語である。このような変化のパターンは、有益な診断ツールである。
【００８１】
この変化は、平均脈拍数を求めるために使用するデータと同じデータから、この場合も任意に最適化数学アルゴリズムを用いて取得することができる。
【００８２】
血圧
血圧は、脈波伝播速度、脈容量、血圧測定及び脈拍数という４つの異なるタイプの根拠からのデータを組み合わせることにより推定することができる。血圧測定は、それ自体が２つの異なる測定結果から、すなわち圧力センサからの高周波数信号及び（単複の）血液光センサからの高周波数信号から導出される。ユーザの身長、体重、年齢及び性別などの外部データを利用することもできる。従って、最も信頼できる血圧推定を得るためには、ベイズ推定器などの最適化数学アルゴリズムを用いて５つの別個の測定結果及び複数のデータを組み合わせることができる。
【００８３】
結果として得られる値は、身体部分の測定を行った位置の収縮期血圧及び拡張期血圧である。これらの信号からは、さらなる数学モデルを用いて他の診断情報を抽出することもできる。例えば、この解析により、上腕などの別の身体地点の血圧を計算して、従来のカフ式血圧計による測定結果と直接比較できるようにすることができる。この解析により、大動脈の圧力及び動脈硬化を計算することもできる。
【００８４】
任意に、ＰＨＨＭは、検査すべき動脈を検出するためのさらなる温度センサを含むこともできる。
【００８５】
以下、血圧の各測定結果について説明する。
【００８６】
脈波伝播速度
脈波伝播速度（ＰＷＶ）は、脈波伝播時間（ＰＷＴＴ）から導出することができる。
【００８７】
ＰＷＶを用いた血圧（ＢＰ）の推定は、Ｐａｄｉｌｌａ他によって（Ｐａｄｉｌｌａ他、「血圧の間接的推定器としての脈波伝播速度及びデジタル容積脈拍：健康ボランティアに対する試験的研究（Ｐｕｌｓｅ  Ｗａｖｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ａｎｄ  ｄｉｇｉｔａｌ  ｖｏｌｕｍｅ  ｐｕｌｓｅ  ａｓ  ｉｎｄｉｒｅｃｔ  ｅｓｔｉｍａｔｏｒｓ  ｏｆ  ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ：  ｐｉｌｏｔ  ｓｔｕｄｙ  ｏｎ  ｈｅａｌｔｈｙ  ｖｏｌｕｎｔｅｅｒｓ）」Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃ．英国、２００９年９月、１０４〜１１２ページ）詳述されており、この文献は、１９９５年からの同様の主題に対する以前の研究、及び２０００年におけるＢＰ推定のためのその特定の使用をさらに参照する。この技術は、１９９９年２月２日付けの米国特許第５，８６５，７５５号に記載されている。この技術は、血液拍動が動脈に沿って移動する速度は動脈血圧の関数であるという所見に依存する。
【００８８】
ＰＨＨＭのプロセッサは、電気センサ及びＰＰＧセンサから取得される信号からＰＷＶ推定を導出するようになっていることが好ましい。プロセッサは、電気センサからの信号を処理して、心収縮（心臓の鼓動）の開始時間の指標を提供し、光センサからの信号を処理して、パルスが測定点に到達する時点を示す酸素化信号のピーク発生時点を求めるようになっている。これらの間隔は、パルスが心臓から測定点に伝わるのに要する時間（ＰＷＴＴ）の尺度である。プロセッサは、典型的には手首又は手の端部で測定した場合に３００ｍｓであるこの間隔に関連してＢＰを求めるようになっている。
【００８９】
プロセッサは、電気的開始信号と心臓による収縮開始との間の時間遅延、及び心臓と測定点の間の経路長という２つのさらなる情報を利用してＰＷＶを推定するようになっていることが好ましい。
【００９０】
プロセッサは、音響信号を解析して（無線信号における検出に類似する）包絡を抽出し、自動的に設定された閾値を使用して心収縮の開始を示す時点を特定するようになっていることが好ましい。実際には、この包絡は、添付図面の図４に示すように、背景及びピークからの規定されたわずかな変化とすることができ、図中、垂直矢印は、心臓が生理的電気開始信号に反応して心収縮を開始した時点を示す。通常、この時点は、電気開始信号の数十ミリ秒後である。或いは、プロセッサは、曲線を波形に一致させて、よりロバストな推定を行うようになっている。
【００９１】
或いは、頸動脈及び指などの２つの異なる身体部分へのＰＷＴＴを測定することによって時間遅延を推定することもできる。その後、心臓からこれらの２つの異なる身体部分までの経路長の典型的割合の知識から時間遅延を求めることができる。
【００９２】
ＰＨＨＭは、この時間遅延を不揮発性メモリに記憶するようになっていることが好ましい。時間遅延は、測定時に自動的に記憶することも、或いはキーパッド又はタッチ画面、有利にはＰＨＨＣＤの標準キーパッド又はタッチ画面を用いたユーザ入力によってメモリに入力することもできる。
【００９３】
ＰＨＨＭは、心臓と測定点との間の経路長に関連する値を不揮発性メモリに記憶するようになっていることが好ましい。この値は、キーパッド又はタッチ画面を用いたユーザ入力によってメモリに入力することができる。入力する値は、正確な長さの尺度であっても、或いはユーザの身長などの実際の長さにほぼ比例する値であってもよい。
【００９４】
脈容量
脈容量は、血液光センサ（ＰＰＧ）から導出することができる。ＢＰを推定するためのＰＰＧの使用は、ＩＥＥＥ  ＥＭＢＳ、メキシコ、カンクン、２００３年９月、１７〜２１ページにおいて、Ｘ．Ｆ．Ｔｅｎｇ及びＹ．Ｔ．Ｚｈａｎｇによりレポートされている。この基礎技術は、１９９２年８月２５日付けの米国特許第５，１４０，９９０号の主題である。心収縮中における赤外吸収の変化は、被照明中の動脈容積の変化の尺度であり、動脈内圧力に関連する。
【００９５】
ピーク下の総面積解析などの、心収縮中における吸収ピークの形状解析からさらなるデータを導出することもできる。
【００９６】
酸素化血液の信号に関しては、ＰＨＨＭのプロセッサは、ピーク下の面積、その半分の高さの幅、並びに肩の高さ及び幅などの曲線形状から、直接的な及び反射された圧力波の相対的振幅及びタイミングなどの血流特性を導出するようになっていることが好ましい。
任意に、ＰＨＨＭのプロセッサは、これらの割合を計算して、身体部分に対する照明及び位置の変化の影響を低下させるように構成することができる。これらの割合を使用して血流特性を特徴付けることができる。
【００９７】
ＰＨＨＭのプロセッサは、ＰＰＧセンサからの信号を解析して、測定点における収縮期及び拡張期血圧を直接的に推定するようになっていることが好ましい。
【００９８】
血圧測定（動脈閉塞）
血圧測定は、１００年以上にわたって使用されているＢＰ測定の成熟技術である。内部を動脈が走っている身体部分の周囲をカフで覆って可変的な外圧を加える。この圧力により動脈の断面が収縮して、心収縮中における血流を制限する。
【００９９】
従来、血圧測定は、身体部分を取り囲むカフを用いて行われ、血流が停止する圧力までカフを膨張させた後にゆっくりと圧力を解放する。収縮期ＢＰは、血流を完全に閉塞させる最小圧を求めることによって測定される。拡張期ＢＰは、全く閉塞を引き起こさない最大圧を求めることによって測定される。従来、血流は、熟練した開業医が聴診器を用いて血液が流れる音（コロトコフ音）を聞くことにより検出される。
【０１００】
自動血圧計は、血流によるカフ内の圧力の変動を検出すること（振動測定法、例えば、Ｆｒｅｅｓｃａｌｅ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏｔｅ  ＡＮ１５７１、「デジタル血圧計（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｂｌｏｏｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｅｔｅｒ）」を参照）、又は任意に皮膚のわずかな動きを検知することにより血流を検出する。これらの変動の大きさは、閉塞度合いの指標である。最近では、血圧測定と脈容量測定を組み合わせることによりＰＰＧが使用されている（Ｒｅｉｓｎｅｒ他、「循環監視における光電式容積脈波の有用性（Ｕｔｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｍ  ｉｎ  Ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒｙ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ）」Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ  ２００８年、第１０８巻、９５０〜９５８ページを参照）。
【０１０１】
信号取得装置は、上述した３つの閉塞手段、すなわち液体充満パッド、ストラップ又はボタンのいずれか１つを使用することができる。信号取得装置は、圧力変動及び脈容量測定の両方を使用して収縮期圧及び拡張期圧を測定する。
【０１０２】
従来の血圧測定とは異なり、任意の順序で或る圧力範囲において血流を検出してそのデータを既知の数学的方程式に適合することができる。プロセッサは、この数学的方程式にぴったりと適合するほど十分に広い範囲の圧力をカバーするように、身体部分に加わる力を変化させるための可聴命令又は可視命令をユーザに出すようになっていることが好ましい。例えば、ユーザが、上述したボタン、ストラップ又はパッドを、心収縮中に血管を完全に閉塞させるほど十分に強く押し付けなかった場合、必要なデータを取得できるようにこれらの閉塞手段をより強く押し付ける（逆もまた同様）ようにユーザに命令を出すよう装置をプログラムすることができる。
【０１０３】
この能力は、閉塞手段に加わる圧力を明らかにランダムにすることができる。血圧モニタの実施時には、ユーザは、上述したボタン、パッド又はストラップに加わる圧力をランダムに変化させることができる。しかしながら、血流センサからのデータを、ボタン、パッド又はストラップの圧力センサからの信号に相関付けて、測定したデータを、流量と圧力の間の既知の理論的関係に適合させることもできる（例えば、Ｒｅｉｓｎｅｒ（「循環監視における光電式容積脈波の有用性」、Ａｎｅｓｔｈｅｓｉｏｌｏｇｙ  ２００８年、第１０８巻、９５０〜９５８ページ）の９５４ページに示されているモデルを参照）。
【０１０４】
脈拍数
脈拍数は、単独で測定し、血圧の指標として使用することができる。Ａｌ  Ｊａａｆｒｅｈ（「１回拍出量を変化させた心拍数の影響により平均血圧を推定するための新たなモデル（Ｎｅｗ  ｍｏｄｅｌ  ｔｏ  ｅｓｔｉｍａｔｅ  ｍｅａｎ  ｂｌｏｏｄ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｂｙ  ｈｅａｒｔ  ｒａｔｅ  ｗｉｔｈ  ｓｔｒｏｋｅ  ｖｏｌｕｍｅ  ｃｈａｎｇｉｎｇ  ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ）」、第２８回ＩＥＥＥ  ＥＭＢＳ国際会議議事録、２００６年）は、「心拍数（ＨＲ）と平均血圧（ＭＢＰ）の関係は非線形である」と結論付けている。この論文には、１回拍出量の許容がその非線形性の一部をいかに補償できるかがさらに示されている。１回拍出量は単独で推定され（以下を参照）、個人データを使用することもできる。
【０１０５】
血中酸素
血液光センサは、ＰＰＧを使用して血中酸素レベルを推定することができる。２つの波長における測定された吸収から、少なくとも４つの変数を導出することができる。これらの変数は、収縮期及び収縮期間の各波長における検出信号の振幅である。図２の矢印は、これらから導出できる値の１つを示しており、ピークの高さは、収縮期における酸素化血液信号の変化に対応する。これらの４つの値を分析して血液の酸素化を推定できることが実証されている（例えば、Ａｚｍａｌ他、「光電式容積脈波記録法信号を使用した酸素飽和レベルの連続測定（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  Ｏｘｙｇｅｎ  Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ  Ｌｅｖｅｌ  ｕｓｉｎｇ  Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｙ  ｓｉｇｎａｌ）」、生物医学及び薬品製造工学に関する国際会議、２００６年、５０４〜５０７ページを参照）。
【０１０６】
脈波伝播速度
脈波伝播時間は、上述したように測定して脈波伝播速度の推定に変換することができる。この情報は、特に本発明の信号取得装置から取得できる他の全てのデータと共に考慮した場合、熟練した開業医にとって直接診断する価値がある。
【０１０７】
呼吸サイクル
呼吸サイクルの状態は、以下の本発明により測定可能なデータセットのいくつかから検出することができる。
・  脈拍数（電気センサ及び血液光センサによって測定、上記参照）
・  平均血圧（上記参照）、及び
・  収縮期パルスの振幅（ＰＰＧによって測定、上記参照）。
これらの全ての測定結果を、ベイズ推定器などの最適化数学アルゴリズムを用いて組み合わせて、呼吸サイクルの振幅及び位相についての最も信頼できる説明を取得することができる。
【０１０８】
血流量／心拍出量
パルス毎に心臓が拍出する量は、超音波走査を用いて従来通りに測定される。大動脈の断面積は、ドップラー偏移からの画像及び流量から推定される。この技術は、成熟した安価な技術ではあるが、診察室でしか利用できない。
【０１０９】
超音波が容易に利用可能になる前は、便利かつほぼ非侵襲性の技術は、血液が身体を循環するのに要する時間を推定することであった。この時間は、脈拍数及びパルス毎に拍出される量に関連する。この技術では、味は濃いものの無害な化学薬品を使用して腕の静脈に注入し、化学薬品が患者の舌に到達して味が分かるようになるまでの時間を測定していた。
【０１１０】
本発明は、呼吸サイクルに摂動を与えることにより同様の測定を可能にする。ＰＨＨＣＤを、ユーザに息を止めるように命令するよう構成することができる。肺内の酸素レベルが低下し始め、これと共に肺内の血液の酸素化が低下する。この血液が、測定中の身体地点に達すると、血中酸素レベルの低下が確認される。この時間間隔は、経路長に関する想定される又は入力されたデータと組み合わせた場合、流速の尺度になる。その後、ＰＨＨＣＤは、再び呼吸を開始するようにユーザに命令し、再び血中酸素レベルが上昇し始めるのに要する時間を測定することもできる。
【０１１１】
遠隔データ処理
ＰＨＨＭは、上述した「バイタルサイン」の一部又は一部の組み合わせ又は全部の測定を、外部データ処理を全く伴わずに行って表示することができる。ＰＨＨＣＤのインターネット、携帯電話ネットワーク又はその他の通信手段に接続する通信能力を用いて、外部データ処理によりさらなる特徴及び精度の向上をもたらすこともできる。
【０１１２】
本発明による各ＰＨＨＭは、一意の不変的な電気的に読み出し可能な識別子を有することが好ましい。この識別子は、製造中又は試験中に与えることができる。さらに、各ＰＨＨＭは、これらの装置に特有の方法で測定データを暗号化するための回路を含むことが好ましい。
【０１１３】
本発明の１つの実施形態では、ＰＨＨＣＤが、ＰＨＨＭを最初に使用する際にこの一意の識別子を読み出し、インターネットを介してこの識別子を遠隔セキュアデータサービス（ＲＳＤＳ）に伝送する。ＲＳＤＳは、ＰＨＨＭからデータを抽出するのに必要なソフトウェア、較正データ及び暗号解読キーをＰＨＨＣＤにダウンロードする。この方法は、信号取得装置の正しい較正を確実にする信頼性の高い方法であり、ＰＨＨＣＤ内にＰＨＨＭを組み込んで最終試験を行うのに必要な時間を最小化する。ＰＨＨＣＤは、例えば視覚ディスプレイを介して、又は聞き取れるように、測定データを直接ユーザに通信するようにさらにプログラムされることが好ましい。この通信は、視覚ディスプレイを介したものであることが好ましい。必要に応じて、プロセッサは、ディスプレイが（単複の）測定パラメータだけでなく（単複の）測定パラメータの傾向も示すようにプログラムすることができる。
【０１１４】
任意に、ソフトウェアに期限を持たせて、一定期間後にＲＳＤＳによってこのソフトウェアを再確認することをユーザに要求することもできる。任意に、能力の一部又は全部を有効にためのライセンス料を支払うようにユーザに要求することもできる。
【０１１５】
或いは、ＲＳＤＳが、暗号解読キー及び較正データを保持することもできる。ＰＨＨＣＤは、暗号化された未加工データを解析のためにＰＨＨＭからＲＳＤＳに伝送する。その後、ＲＳＤＳは、暗号解読した較正データをさらなる処理のために戻してユーザに表示する。
【０１１６】
ＲＳＤＳは、測定データのさらなる処理を行って、より高い精度を取得し、或いはさらなる診断又は指標データを導出することができる。これらのデータは、ユーザに表示するためにＰＨＨＣＤに再送することができる。
【０１１７】
ＲＳＤＳは、取得した信号又は導出した測定結果を、例えばユーザのコンピュータシステム、臨床医のコンピュータシステム、ヘルスケアプロバイダのコンピュータシステム又は保険会社のコンピュータシステムなどの遠隔位置に伝送し、これらの取得した信号又は測定した結果を、例えばより正確な分析が行われるように、或いは分析結果が自動的に、又は熟練した医師により解釈されるように遠隔的に処理できるようにＰＨＨＣＤをプログラムすることもできる。プロセッサをこのようにプログラムする場合、上述のようにこのような解析の結果を受け取ってこのような結果をユーザに表示するようにプロセッサをプログラムすることもできる。
【０１１８】
また、ＲＳＤＳは、（「ａｐｐｓ」として公知の）サードパーティアプリケーションがＰＨＨＭからのデータにアクセスするのを許可するようにＰＨＨＣＤをプログラムすることもできる。このような許可には、ライセンス料の支払い又は関連する規制当局が承認したアプリケーションを適用することができる。
【０１１９】
ＰＨＨＣＤは、導出した（単複の）測定結果、このような正常動作範囲、又は動作の推薦に関する情報を提供するようにプログラムすることもできる。
【０１２０】
ＲＳＤＳは、ＰＨＨＭからの多くの測定結果を記憶し、傾向及びその他の導出された情報をユーザのために解析するサービスを提供することができる。データに何らかの大きな変化が生じた場合には、このサービスを自動アラートサービスに関連付けることができる。また、これらの信号又は測定結果を匿名化して本発明のＰＨＨＭのグループ又は全てから収集し、これらを研究目的で使用できるようにすることもできる。
【０１２１】
物理的構造
ＰＨＨＭには、上述したような複数の異なるセンサ及び手段を組み込むことができる。これらのセンサ及び手段は、単独で、或いは２又はそれ以上のセンサを任意に組み合わせて組み込むことができる。例えば、パッド、ストラップ又はボタンによって加えられた、或いはパッド、ストラップ又はボタンに対して加えられた圧力を測定するためのセンサと、圧力が加わった身体部分の血流を測定するための光センサと、脈拍数を測定するための電気センサとの組み合わせは、血圧を求めるためのデータの精度を高めるために特に有用である。ＰＨＨＭは、１又はそれ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、１又はそれ以上の微細加工測定システム（ＭＥＭＳ）、及び／又は発光体及び／又は光検出器を一体化することが好ましい。これの要素は、単一パッケージ内の別個のシリコン素子として一体化することができ、或いはこれらの一部又は全部を１又はそれ以上のシリコン素子に組み込めることが好ましい。このような一体化により、コストの削減、信頼性の向上、サイズ及び質量の低減、並びに消費電力の削減を含む複数の利点がもたらされるようになる。
【０１２２】
ＰＨＨＭは、較正及び動作のためにＰＨＨＣＤのその他の機能を利用することが好ましい。
【０１２３】
以下、添付図面を参照しながら本発明の４つの実施形態をほんの一例として説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】電気センサにより取得される一般化した増幅濾波信号を示す図である。
【図２】ＰＰＧセンサから取得される酸素化血液信号（上の線）、脱酸素化血液信号（真ん中の線）及び周囲光信号（下の線）の変化を概略的に示す図である。
【図３】音響センサにより取得される心臓の鼓動リズムの典型的な信号波形を示す図である。
【図４】図３の音響信号から導出される包絡を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の概略図である。
【図６】本発明の第２の実施形態の概略図である。
【図７】本発明の第３の実施形態の概略図である。
【図８】本発明の第４の実施形態の概略図である。
【図９】本発明のＰＨＨＭで使用すべき光学センサの配置を示す図である。
【図１０】本発明のＰＨＨＭで使用すべき光学センサの配置を示す図である。
【図１１】本発明のＰＨＨＭで使用すべき光学センサの配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０１２５】
これらの３つの実施形態についての以下の説明は、純粋に例示として示すものであり、本発明の範囲はこの説明に限定されず、添付の特許請求の範囲に示している点を明確に理解されたい。
【０１２６】
図５に、本発明の一実施形態であるモジュールの詳細、及びこのモジュールを携帯電話に組み込んだ状態を示す。モジュールケース（９）の端部には弾性のベローズ（１）が密封される。ベローズ（１）は、不活性な透明液体で満たされる。このベローズは中心が透明であり、透明領域の周囲は、指と電気的に接触できるように金属化される。この金属化には、電気的接触を向上させるために、マイクロピラミッド又はその他の粗い構造を使用することができる。
【０１２７】
１又はそれ以上の発光体（２）は、ベローズ（１）内に（点線で示す）光を伝送する。１又はそれ以上の光センサ（３）は、ベローズ（１）に押し付けられた指（１５）から戻る散乱光を検出する。
【０１２８】
圧力センサ（４）は、液体中の圧力を測定する。温度センサ（５）は、モジュールの上方にある視野内のあらゆる物体の温度を検出する。
【０１２９】
金属化、発光体、光センサ、圧力センサ及び温度センサは、全て制御及びインターフェイス接続電子ユニット（６）に接続される。このユニットからのケーブル（７）は、１２Ｃインターフェイス標準を用いて携帯電話プロセッサに接続される。第２のケーブル（８）は、このユニットを別の指に電気的に接触させるために使用する携帯電話上のパッド（１２）に接続される。
【０１３０】
（単複の）発光体、（単複の）光センサ、圧力センサ、温度センサ及び電子ユニットは、別個のシリコンチップであってもよく、或いはこれらの一部又は全部を単一のチップに組み合わせてもよい。
【０１３１】
モジュールは、携帯電話ケーシング（１２）上部の画面（１１）の上方に配置される。携帯電話ケースの底部には、もう一方の手の指に接続するためのパッド（１４）が配置される。ユーザは、自分の人差し指（１５）をベローズ（１）に押し付けて測定を行う。温度センサは、窓（１６）の裏側に存在する。
【０１３２】
図６に、本発明の別の実施形態である第２のモジュールの詳細、及びこのモジュールを携帯電話に組み込んだ状態を示す。モジュール本体（２９）には、非伸張性ストラップ（２１）が取り付けられる。ストラップの表面は、ユーザの指と電気的に接触できるように金属化される。
【０１３３】
１又はそれ以上の発光体（２２）は、ストラップの横に（点線で示す）光を伝送する。１又はそれ以上の光センサ（２３）は、指から戻る散乱光を検出する。
【０１３４】
本体のストラップの一端が取り付けられた箇所の下方にはスロット（２４）が存在する。ストラップに力が加わると、このスロットにより形成されるビームが変形し、この変形が歪みゲージ（２５）により測定される。近接センサ（３１）は、ストラップからモジュール本体までの距離を測定する。温度センサ（２６）は、モジュールの上方にある視野内のあらゆる物体の温度を検出する。
【０１３５】
金属化部分、（単複の）発光体、（単複の）光センサ、歪みゲージ、近接センサ及び温度センサは、全て制御及びインターフェイス接続電子ユニット（３０）に接続される。このユニットからのケーブル（２７）は、１２Ｃ又は別のインターフェイス標準を用いて携帯電話プロセッサに接続される。第２のケーブル（２８）は、このユニットを、ユーザのもう一方の手の指に電気的に接触させるために使用する携帯電話上のパッド（３４）に接続する。
【０１３６】
（単複の）発光体、（単複の）光センサ、近接センサ、歪みゲージ温度センサ及び電子ユニットは、別個のシリコンチップであってもよく、或いはこれらの一部又は全部を単一のチップに組み合わせてもよい。
【０１３７】
モジュールは、携帯電話ケーシング（３２）上部の画面（３３）の上方に配置される。携帯電話ケースの底部には、もう一方の手の指に接続するためのパッド（３４）が配置される。ユーザは、自分の人差し指（３５）をストラップに押し付けて測定を行う。温度センサは、窓（３６）の裏側に存在する。
【０１３８】
図７に、本発明の別の実施形態である第３のモジュールの詳細、及びこのモジュールを携帯電話に組み込んだ状態を示す。伸張性ストラップ（４１）は、その一端がモジュール本体（４９）に取り付けられ、他端がローラ（４５）を越えてばね（４４）に取り付けられる。ばね（図示せず）内には、ばねの長さを測定するためのセンサが存在する。ストラップの表面は、指と電気的に接触できるように金属化される。
【０１３９】
１又はそれ以上の発光体（４２）は、ストラップの横に（点線で示す）光を伝送する。１又はそれ以上の光センサ（４３）は、指から戻る散乱光を検出する。
【０１４０】
近接センサ（５１）は、ストラップからモジュール本体までの距離を測定する。温度センサ（４６）は、モジュールの上方にある視野内のあらゆる物体の温度を検出する。
【０１４１】
金属化部分、（単複の）発光体、（単複の）光センサ、ばね長センサ、近接センサ及び温度センサは、全て制御及びインターフェイス接続電子ユニット（５０）に接続される。このユニットからのケーブル（４７）は、１２Ｃ又は別のインターフェイス標準を用いて携帯電話プロセッサに接続される。第２のケーブル（４８）は、このユニットを、ユーザのもう一方の手の指に電気的に接触させるために使用する携帯電話上のパッド（５４）に接続する。
【０１４２】
（単複の）発光体、（単複の）光センサ、近接センサ、ばね長センサ、温度センサ及び電子ユニットは、別個のシリコンチップであってもよく、或いはこれらの一部又は全部を単一のチップに組み合わせてもよい。
【０１４３】
モジュールは、携帯電話ケーシング（５２）上部の画面（５３）の上方に配置される。携帯電話ケーシングの底部には、もう一方の手の指に接続するためのパッド（５４）が配置される。ユーザは、自分の人差し指（５５）をストラップに押し付けて測定を行う。温度センサは、窓（３６）の裏側に存在する。
【０１４４】
図８に、本発明の別の実施形態である第４のモジュールの詳細、及びこのモジュールを携帯電話に組み込んだ状態を示す。プレート（６１）にボタン（６２）を挿入し、ボタン（６２）の上部がプレートと同一平面にくるようにする。ボタン（６２）は、力センサ（６３）上に存在する。１又はそれ以上の発光体（６４）は、ボタン（６２）の上部を通じて光（点線で示す）を伝送する。１又はそれ以上の光センサ（６５）は、ボタン（６２）に押し付けられた指から戻る散乱光を検出する。ボタン（６２）の上部は、金属化される（図示せず）。
【０１４５】
金属化、発光体、光センサ及び力センサは、全て制御及びインターフェイス接続電子ユニット（６６）に接続される。このユニットからのケーブル（６７）は、１２Ｃ又は別のインターフェイス標準を用いて携帯電話プロセッサに接続される。第２のケーブル（６８）は、このユニットをユーザのもう一方の手の指に電気接触させるために使用する携帯電話上のパッド（７３）に接続される。
【０１４６】
ユーザは、較正のためにＰＨＨＣＤを上又は下を指すように配向することができ、ＰＨＨＣＤの既存のセンサを用いてこの配向を検出することができる。これらの２つの配向におけるボタンの重量を受けた力センサの信号の変化を使用して、力センサを較正することができる。
【０１４７】
温度センサ（６９）は、ボタン（６２）内に収容しても、或いは別個に配置してボタン（６２）に接続してもよい。モジュールは、携帯電話ケーシング（７１）底部の画面（７２）の下方に配置される。携帯電話ケーシングの上部には、もう一方の手の指に接続するためのパッド（７３）が配置される。
【０１４８】
図９、図１０及び図１１に、血中の検体濃度を測定するために本発明のＰＨＨＭ内で使用する光センサの３つの配置を示す。この光センサは、ＰＨＨＣＤに組み込んでも、又はＰＨＨＣＤに接続しても、或いは独自のユーザインタフェース、電源、並びにその他の電子部品及び機械を有する独立型装置として構成してもよい。光電式容積脈波記録手段又は光ビームの強度を調整するための機構は図示していない。これらの３つの図には、個別の光学部品及びその他の部品を示しているが、このセンサは、複数の光学部品を単一の透明プラスチックブロックの形で形成した１又はそれ以上の統合光学装置として実装することもできる。
【０１４９】
図９では、光源（８１）が光ビームを伝送し、このビームが、使用すべき光のスペクトル帯を選択するためのフィルタ（８２）を通過する。スペクトル帯は、安価な部品及び材料を使用しながら検体に対する感度及び識別を最大化できるように選択される。このビームは、レンズ（８３）によって平行にされ、指（８４）などの身体部分を伝わる。ビームスプリッタ（８５）は、ビームを対照セル（８６）とサンプルセル（８７）に分割する。光センサ（８８）は、ビームが各セルを通過した後のビーム強度を測定する。差動増幅器を使用して、２つの光センサ間における信号の差分を増幅することができる。
【０１５０】
図１０に示す別の実装では、ガス状検体を含むサンプルセル（９６）が、アクチュエータ（９９）によって移動するダイアフラム（１０９）を形成する１又はそれ以上の壁を有する。
【０１５１】
図１１に示す別の実装では、光源、及び身体部分から戻る散乱光に反応する検出器が身体部分の同じ側に存在する。可動鏡（１０１）は、２つの固定鏡（１０２）の各々、従って対照セル又はサンプルセルに向けて連続的に光を反射する。１又はそれ以上の光センサ（１０８）は、セルを通過したビームの強度を測定する。
【０１５２】
例示したＰＨＨＭの実施形態は全て、１又はそれ以上の圧力センサ、１又はそれ以上のアナログ−デジタルコンバータ、１又はそれ以上の温度センサ、一意の識別子及び携帯電話の電子回路へのインターフェイスを含むことができる１又はそれ以上の電子部品（図示せず）を含む。
【符号の説明】
【０１５３】
１  ベローズ
２  発光体
３  光センサ
４  圧力センサ
５  温度センサ
６  電子ユニット
７  ケーブル
８  第２のケーブル
９  モジュールケース
１２  携帯電話ケーシング
１４  パッド
１５  指
１６  窓
【図１】
2018089392.tif 000005
【図２】
2018089392.tif 000006
【図３】
2018089392.tif 000007
【図４】
2018089392.tif 000008
【図５】
2018089392.tif 000009
【図６】
2018089392.tif 000010
【図７】
2018089392.tif 000011
【図８】
2018089392.tif 000012
【図９】
2018089392.tif 000013
【図１０】
2018089392.tif 000014
【図１１】
2018089392.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成30年2月5日(2018.2.5)
【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】
個人用ハンドヘルドコンピュータ装置（ＰＨＨＣＤ）に一体化されて個人用ハンドヘルドモニタ（ＰＨＨＭ）を作製するようになっている、ユーザの健康に関するパラメータの測定結果を得るために使用できる信号を取得するための信号取得装置であって、
身体部分の片側のみに押し付けられるようになっている、又は身体部分の片側のみを押し付けるようになっている血流閉塞手段と、
前記身体部分によって加わる又は該身体部分に対して加わる圧力を測定するための圧力測定手段と、
前記血流閉塞手段に接触する前記身体部分を通る血流を検出するための血流検出手段と、
を含むことを特徴とする信号取得装置。
【請求項２】
前記血流検出手段は振動測定法を使用する、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号取得装置。
【請求項３】
前記血流検出手段は光センサである、
ことを特徴とする請求項１に記載の信号取得装置。
【請求項４】
前記血流閉塞手段はボタンを含み、該ボタンの表面は、前記身体部分に接触するようになっており、前記圧力測定手段は、前記ボタンに加わる力を測定するためのセンサを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の信号取得装置。
【請求項５】
前記ボタンは複数の要素を含み、該要素の各々は別個の力センサに接続される、
ことを特徴とする請求項４に記載の信号取得装置。
【請求項６】
前記血液閉塞手段は、流体で満たされたパッドを含み、前記圧力測定手段は、前記流体中の前記圧力を測定するためのセンサを含む、
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の信号取得装置。