(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脳パラメータを測定、伝送、処理及び表示するためのセンサ装置（１）であって、
脳パラメータを測定するための無線の伝送ユニット（４）を備えた少なくとも１つのインプラント可能な脳パラメータセンサと、
伝送ユニット（４）と無線信号接続したアンテナ（９）を備えた少なくとも１つの受信ユニット（８）と、
信号接続部（１７）によってアンテナ（９）と信号接続した少なくとも１つのデータ読み取りモジュール（１８）と、
信号接続部（１９）によってデータ読み取りモジュール（１８）と信号接続した少なくとも１つのデータ処理・表示装置（２０）と、を有し、
伝送ユニット（４）に対する相対的な位置決めを予め決定するために、受信ユニット（８）が固定されるヘッドキャップ又はヘッドフード（１４）が設けられ、
ヘッドキャップ又はヘッドフード（１４）は、格子状の網を予め決定する多数の個々のバンド又は多数の個々のチューブを有し、受信ユニット（８）は格子状の網の交差点に固定され、
アンテナ（９）を備えた少なくとも１つの受信ユニット（８）は非常に軽くコンパクトに構成され、よって、受信ユニットはヘッドキャップ又はヘッドフード（１４）に締め付けられ、
ヘッドキャップ又はヘッドフード（１４）は、膨張可能なガーゼ又はコットン材料から作られていることを特徴とするセンサ装置（１）。
【請求項２】
アンテナ（９）はプリント回路の部品であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ装置（１）。
【請求項３】
受信ユニット（８）は、フック・ループ連結（１５）によってヘッドキャップ又はヘッドフード（１４）に固定されることを特徴とする請求項１又は２に記載のセンサ装置（１）。
【請求項４】
受信ユニット（８）は、ハウジングリング（１１）によって患者の頭部に設置されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。
【請求項５】
フレキシブルなメンブラン（１２）が設けられ、これによって受信ユニット（８）が患者の頭部に設置されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。
【請求項６】
可変形状の層（１３）が、フレキシブルなメンブラン（１２）とアンテナ（９）の間に配置されることを特徴とする請求項５に記載のセンサ装置（１）。
【請求項７】
データ読み取りモジュール（１８）と受信ユニット（８）が一体化したモジュラーユニットとして構成され、ヘッドキャップ又はヘッドフード（１４）に固定されることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のセンサ装置（１）。
【請求項８】
可変形状の層（１３）がゲル層であることを特徴とする請求項６に記載のセンサ装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１のプレアンブル部分に従う、脳パラメータを測定、伝送、処理及び表示するためのセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００３】
冒頭で述べたタイプのセンサ装置は特許文献１から知られている。別なセンサ装置が特許文献２，３，４，５，６及び７から知られている。
【０００４】
センサを備えたＥＥＧキャップが特許文献８から知られており、当該センサはセンサグリッドを形成し、ビボにおける癲癇の発生を反応的、自動的且つ非侵襲性に制御又は調整されて電磁的に防止するためのメカニズムにおいて測定装置を形成する。
【０００５】
脳パラメータ測定は、特に、後の治療の手段・尺度の必要性を明らかにするために行われる。この適用例は、水頭患者にシャント弁が必要かどうか、そしてこのタイプの弁がどのようにしてその寸法に関してデザインされるべきかという疑問を明らかにするために、頭蓋内圧・脳圧を長期間測定することである。脳圧（ＩＣＰ）の動力学（ダイナミクス）から診断を得るために、例えば一晩中や数日などの比較的長期間にわたる脳圧経過のデータ収集がこのために必要である。
【０００６】
このタイプの疑問を処理するための先に知られたセンサ装置の使用は、患者にとって非常に不快で扱いにくいものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】ＷＯ２００４／０２３９９３Ａ１
【特許文献２】ＥＰ１３１２３０２Ａ２
【特許文献３】ＤＥ６９６３４８１０Ｔ２
【特許文献４】ＤＥ１９７０５４７４Ａ１
【特許文献５】ＤＥ６９６３４６８９Ｔ２
【特許文献６】ＵＳ４５１９４０１Ａ
【特許文献７】ＵＳ２００３／００２３１４６Ａ１
【特許文献８】ＤＥ１０２１５１１５Ａ１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、その使用が比較的長い測定期間にわたっても患者に快適であり続けるように冒頭で述べたタイプのセンサ装置を発展させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的は、本発明によれば請求項１に開示された特徴を備えたセンサ装置によって達成される。
【００１０】
本発明によれば、インプラントされた脳パラメータセンサから測定データを受信するのに必要な部品は非常に軽くコンパクトに構成され、よって、これら部品はヘッドキャップ又はヘッドフードに容易に締め付けられることが確認された。ヘッドキャップ又はヘッドフードは受信ユニットを保護する。患者はヘッドキャップ又はヘッドフードと共に実質的に自由に移動することができ、言い換えれば測定期間の間静止して施設に入れられる必要は無い。ヘッドキャップ又はヘッドフードは、伝送ユニットに対する受信ユニットの正確な相対位置を保障する。
【００１１】
請求項２に従うアンテナは特に軽くコンパクトであり、ゆえに着け心地が快適である。
【００１２】
請求項３に従うフック・ループ連結は、伝送ユニットに対して受信ユニットを調節するためのサイトフレキシブルな相対的な位置決めを可能にする。この目的のために、伝送ユニットと受信ユニットの間の伝送において意図する所望の信号強度が実現されるまで、受信ユニットをヘッドキャップ又はヘッドフードに対して連続的に変位させることができる。特に、伝送ユニットと受信ユニットの対称軸を実質的に完全に重ね合わせることができ、これにより非常に高品質な信号伝送が保障される。
【００１３】
格子状（グリッド状）の網のヘッドキャップ又はヘッドフードが、ＥＥＧ（脳波記録）装置に関連して使用されると上手くいくことが分かった。対応する格子状の網のヘッドキャップ又はヘッドフードは、請求項１に従うセンサ装置において、対応する受信ユニットを装備した後に使用されてもよい。
【００１４】
請求項４に従うハウジングリングは、受信ユニットが患者の頭部に固定して載置されることを保障する。伝送ユニットは一般的に頭皮と頭骨の間に収容されるので、伝送ユニットは患者の頭部の明らかに知覚可能な隆起部である。ハウジングリングは好ましくは、これが少なくとも部分的にこの隆起部を取り囲むように寸法決めされ、これにより受信ユニットに対する伝送ユニットの相対的な位置決めが改善される。
【００１５】
受信ユニットを形成する幾つかの部品だけが、患者の頭部に配置されるハウジング又はハウジングリング内に収容される。好ましくは、受信ユニットのアンテナだけがハウジング又はハウジングリング内に収容される一方、受信ユニットの他の部品は、例えばケーブル結合された又はケーブルのない信号接続によってアンテナに接続される。従って、患者の頭部に配置される部品は軽くコンパクトに設計される。
【００１６】
請求項５，６，８に従う構成は、伝送ユニットへの受信ユニットの配置を改善し、従ってこれらの２つのユニットの相対的な位置決めを改善する。
【００１７】
請求項７に従う一体化により、特に患者が、ヘッドキャップ又はヘッドフードに加えて、例えばベルトに付加的な部品を携帯する必要がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】脳パラメータを測定、伝送、処理及び表示するためのセンサ装置を示す図である。
【図２】ヘッドキャップ又はヘッドフードに固定されたアンテナの領域における、患者の頭部に配置されたセンサ装置のヘッドキャップ又はヘッドフードの断面を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の実施形態を図面に関連して以下により詳細に説明する。
図１に全体として示されたセンサ装置１は、脳パラメータ、特に脳圧を測定、伝送、処理及び表示するために使用される。
【００２１】
センサ装置１は、患者の頭部に移植（インプラント）され得る脳パラメータセンサ（詳細に図示せず）を有している。図２の切り抜き様式の断面は、インプラントされた脳パラメータセンサの部品を示す。これらの部品は、図２の破線で示された頭骨２と患者の頭皮の間に配置されている。アンテナコイルを有するワイヤレスな（無線の）センサ応答機４がこれに属している。センサ応答機４は以下では伝送ユニットとも呼ぶ。伝送ユニット４は、ライン５と整流器（図示せず）によってコンデンサー６と電気的に接触している。図２に従う図は極めて概略的で正確な縮尺ではない。
【００２２】
センサ応答機４はそれ自体のエネルギー源を有していない。センサ応答機４は、アナログ・デジタル変換器（より詳細に図示せず）をさらに有している。これは、センサ応答機４から伝えられるべきセンサ測定データをデジタル化するのに使用される。
【００２３】
伝送ユニット４のアンテナコイルの回転対称の軸７が図２において破線で示されている。軸７は、伝送ユニット４の配置のために、伝送ユニット４のアンテナコイルが載っている領域において頭骨２の外壁と実質的に垂直に延在する。
【００２４】
伝送ユニット４は、信号連結部（図示せず）を介して脳パラメータセンサのセンサ要素に接続している。センサ要素は、例えば、圧力測定ヘッドを備え頭骨２を通ってガイドされたカテーテルとして構成される。
【００２５】
伝送ユニット４と結合しているのは、センサ装置１の外側トランシーバーユニット８である。これは、以下では単に受信ユニット又はリーダーとも呼ぶ。受信ユニット８は患者の頭部の外側に配置されている。受信ユニット８は、エネルギー供給とデータ伝送のための伝送ユニット４に無線信号接続しているアンテナ９を有する。アンテナ９は、厚さ０．８ｍｍ〜１．５ｍｍの薄板１０にプリント回路（ＰＣＢ，プリント回路基板）の部品としてプリントされている。より薄い板も可能である。受信ユニット８の適合性を改善するために、板１０はフレキシブルに、言い換えれば曲げられる板として構成されてもよい。アンテナ９はコイルの形状を有し、その回転対称の軸は軸７に一致する。ユニット４，８のコイル巻き線は特に螺旋状に配置されてもよい。
【００２６】
板１０は、数センチメートルの直径を有する環状のハウジング１１に締結されている。ハウジング１１の回転対称の軸も軸７に一致する。板１０の締結の位置は、頭皮３から離れたハウジング１１の一つのサイドにある。
【００２７】
フレキシブルなメンブラン１２もまた、頭皮３と向き合うサイドにハウジング１１に固定されている。従って、メンブラン１２はアンテナ９と頭皮３の間にある。
【００２８】
アンテナ９とメンブラン１２の間に配置されているのは、可変形状の弾性材料、特に流動可能で高い粘度の材料、特にゲルでできた層１３である。
【００２９】
ハウジング１１を介して受信ユニット８を伝送ユニット４の領域の頭皮３に配置する際、層１３の目標の配置のために、メンブラン１２はこの位置で患者の頭部の形状に適合し、従って伝送ユニット４に対する受信ユニット８の正しい着座が保障される。
【００３０】
受信ユニット８は、やはりセンサ装置１の部品であるヘッドキャップ又はヘッドフード１４の内側に固定される。受信ユニット８のハウジング１１及び薄板１０上にヘッドキャップ又はヘッドフード１４に向かうサイドに接着されたフック・ループバンド１５によるフック・ループ連結が、受信ユニット８をヘッドキャップ又はヘッドフード１４に締結するために使用される。受信ユニット８は、このフック・ループ連結によってヘッドキャップ又はヘッドフード１４の内側のどの位置にも適用することができ、ゆえに伝送ユニット４に対する受信ユニット８の所望の相対的な位置決めが可能である。ヘッドキャップ又はヘッドフード１４は、患者の頭部に近くに隣接して膨張可能なガーゼ又はコットン材料から作られている。ヘッドキャップ又はヘッドフード１４は患者の頭部の形状に部分的に適合する。患者の頭部に固定するために、ヘッドキャップ又はヘッドフード１４は図示しない顎バンドを有してもよい。ヘッドキャップ又はヘッドフード１４に加えて、図２において破線で示された外側のオーバーキャップ又はオーバーフード１６が設けられてもよい。これは、外側からの力を吸収し、ゆえに内側のヘッドキャップ又はヘッドフード１４を頭骨２に対する望まれないスリップから保護する。
【００３１】
受信ユニット８のアンテナ９は、頭皮３とヘッドキャップ又はヘッドフード１４の間の部分に延在する信号ケーブル１７によってデータ読み取りモジュール１８に信号接続している。データ読み取りモジュール１８は、受信ユニット８を介してインプラントされた脳パラメータセンサを制御するための制御ユニットからなる。この制御ユニットにより、二方向のデータ伝送が可能になる。さらに、データ読み取りモジュール１８は、１３．５６ＭＨｚの搬送周波数を生成する高周波ソースを有する。データ読み取りモジュール１８は信号メモリーをさらに有する。データ読み取りモジュール１８は、大体たばこの箱の大きさを有し、患者のベルトに携帯することができる。
【００３２】
データ読み取りモジュール１８は、別な信号ケーブル１９によってデータ処理・表示装置２０に信号接続している。データ処理・表示装置２０は、ディスプレイ２１、多数の操作ボタン２２及び多数の接続ポート２３（特に、少なくとも１つのＵＳＢインターフェース）を有する。データ処理・表示装置２０は外部の電圧源に接続され得る。それに代えて又は加えて、データ処理・表示装置２０は、例えばバッテリーや充電可能なアキュムレーターの形式の内部エネルギー源を有してもよい。ワイヤレスでの測定プロセスの間、データ読み取りモジュール１８、受信ユニット８、そして伝送ユニット４もこのエネルギー源によって供給される。
【００３３】
一方でアンテナ９とデータ読み取りモジュール１８の間の信号接続、他方でデータ読み取りモジュール１８とデータ処理・表示装置２０の間の信号接続は、ＵＳＢインターフェース又はＲＳ２３２インターフェース、言い換えればデジタルインターフェースである。
【００３４】
比較的長い期間（例えば、数日の経過）にわたって規則的に繰り返される脳パラメータ測定プロセスは、以下のように行われる。
先ず、データ読み取りモジュール１８は、受信ユニット８を介してＨＦ信号（高周波信号）を伝送ユニット４に送る。ＨＦ信号は整流され、伝送ユニット４の一時的なエネルギー供給のためのコンデンサー６を充電する。この充電プロセスの後、ＨＦ信号は不活性化される。
【００３５】
次いで、コンデンサー６により供給される脳パラメータセンサは、例えば脳圧値などの脳パラメータ測定信号を記録する。次いで、ＨＦ信号は再び活性化され、伝送ユニット４は、搬送周波数としてのＨＦ信号により、アナログ・デジタル変換器によってデジタル化された、デジタル変調信号としての測定値を受信ユニット８に送る。変調されたＨＦ信号の、デジタルＰＣ互換信号への変換又は復号（デコーディング）は、受信ユニット８において行われる。センサ装置１で使用されるインターフェース規格に依存して、これは、例えばＵＳＢ信号でもＲＳ２３２信号でもよい。この変換された測定信号は、信号ケーブル１７を介してデータ読み取りモジュール１８に伝送される。次に、伝送された信号は、信号ケーブル１９を介してさらなる処理と表示のためにデータ処理・表示装置２０に伝送される。
【００３６】
ヘッドキャップ又はヘッドフード１４及び場合によってはオーバーキャップ又はオーバーフード１６のガーゼ構造又はコットン構造に代えて、ヘッドキャップ又はヘッドフード１４は、多数の個々のバンド又は個々のチューブの網製品として構成されてもよい。つまり、これらの個々のバンド又は個々のチューブによって格子状の網（ネットワーク）が予め決定される。従って、受信ユニット８は、個々のバンド又は個々のチューブ上に、特に受信ユニット８をこの格子状の網の交差点に締結せしめる締結手段を有してもよい。個々のバンド又は個々のチューブのヘッドキャップ又はヘッドフードの対応する実施形態は、ＥＥＧのヘッドキャップ又はヘッドフードに関連して知られている。
【００３７】
センサ装置１の別なバリエーションでは、受信ユニット８及びデータ読み取りモジュール１８は、一体化したモジュラーユニットとして構成され、ヘッドキャップ又はヘッドフード１４に締結される。この一体化モジュラーユニットの重量分配のために、データ読み取りモジュールは、例えば受信ユニット８に対向する位置で、受信ユニット８から分離してヘッドキャップ又はヘッドフード１４の内側に締結されてもよい。そして、受信ユニット８及びデータ読み取りモジュール１８は、短い信号ケーブルにより互いに接続されてもよい。
【００３８】
受信ユニット８を、データ読み取りモジュール１８の個々の部品、例えばデータ読み取りモジュール１８の制御ユニットやＨＦソースと対応して一体化することも可能である。ゆえに、残りの部品は、信号接続によって外部のモジュール、言い換えればヘッドキャップ又はヘッドフード１４の外側に設けられたモジュールに他方で接続される。
【００３９】
受信ユニット８がデータ読み取りモジュール１８の付加的な部品をも有するこれらの一体化バリエーションでは、受信ユニット８に、例えばボタンセル（ボタンバッテリー）の形状のそれ自身のエネルギー供給部を備えさせることもできる。この場合、ケーブル結合された信号接続は省いてもよく、信号ケーブル１７に代えて、例えばブルートゥース信号接続などの無線信号接続が使用されてもよい。
【００４０】
センサ装置１の他のバリエーションでは、データ読み取りモジュール１８はそれ自身のエネルギー供給部を有し、データ処理・表示装置２０（信号ケーブル１９）へのケーブル結合された信号接続に代えて、ブルートゥース接続によっても実施され得る無線信号接続がある。
【００４１】
データ処理・表示装置２０は、データ読み取りモジュール１８と絶え間なく信号接続されている必要はない。永続的な数日間の測定時間が完了したときに、データ処理・表示装置２０がデータ読み取りモジュール１８から記録された測定データを読み取れれば十分である。従って、患者が測定時間の間受信ユニット８及びデータ読み取りモジュール１８を備えたヘッドキャップ又はヘッドフード１４を装着しさえすればよい様に、対応するデータ接続が必要なだけである。
【００４２】
フック・ループバンド１５を用いたフック・ループ連結を介する受信ユニット８のサイトフレキシブルな位置決めが、伝送ユニット４に対する受信ユニット８の正確な方向決めを可能にし、よって、これらの２つのユニット４，８のコイル軸は一致する。これは、ユニット４と８の間の最適な信号伝送を保障する。
【００４３】
より詳細には図示しない実施形態では、受信ユニット８は、環状アンテナ９も組み込まれた環状ハウジング１１によって構成される。この実施形態におけるこのリングアンテナは患者の頭部に配置される。残りの受信ユニット、言い換えれば、図１，２に従う実施形態で特に板１０のプリント回路上に構成される別な部品は、データケーブルを介してリングアンテナに接続される。この残りの受信ユニットは、例えばベルトに携帯したり、実験室のテーブルに設置したりすることができる。このようにリングアンテナを他の受信ユニットから分離することにより、患者の頭部に配置されるべき部品のオーバーサイズと重量が減少する。
【００４４】
この実施形態（さらには図示せず）のリングアンテナのハウジングは、リングアンテナを手で配置する際その位置決めを容易にするのに使用される、特有の隆起及び／又は溝及び／又は他の窪みを有してもよい。例えば、リングアンテナの外周に略一様に分配された３つの隆起及び／又は溝及び／又は窪みがあってもよい。
【００４５】
リングアンテナのハウジングは、装着位置における患者の頭部から離れるリングアンテナの上側サイドに放射状に延在する窪みを有してもよい。これらの放射状に延在する窪みは、リングアンテナをヘッドキャップ又はヘッドフード１４に固定するためのフック・ループバンド用の締結補助器具として使用されてもよい。
【符号の説明】
【００４６】
１  センサ装置
４  伝送ユニット
８  受信ユニット
９  アンテナ
１４  ヘッドキャップ又はヘッドフード
１７  信号ケーブル、信号接続部
１８  データ読み取りモジュール
１９  信号ケーブル、信号接続部
【図１】
0005789376.tif 000002
【図２】
0005789376.tif 000003