(57)【要約】小型げっ歯類、すなわち、ラットおよびマウス等の、移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、実験室研究環境等において有用である。非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、頸部等で動物を包囲する、容易に付加される調節可能な取り付け機構を提供する、カラーであり得る。動物の頸部は、フォトプレチスモグラフィセンサのためのセンサ装着プラットフォームとして、いくつかの特定の利点を提供する。パルス酸素測定のために、頸部の場所は、あらゆる条件下で大量の血流を提供する。ラットおよびマウス等の小型哺乳類には、被験体の頸部を通る透過型パルス酸素測定が依然として可能なままである。頸部装着型カラーはまた、固有の耐咬み付き性をセンサプラットフォームに提供する。
2011505925.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームであって、
被験動物の身体部分を包囲するように構成されている身体包囲型カラーと、
該カラーを該動物の周囲で固定する該カラー上の掛け金部材と、
該被験動物に隣接して装着されるように構成されている、該カラー上のエミッタであって、該エミッタは、異なる波長の２つの光源を有する、エミッタと、
被験哺乳類の組織に向けられた該エミッタからの光を検出する該哺乳類に隣接して装着されるように構成されている、該カラー上の受信器と
を備えている、移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項２】
前記身体包囲型カラーは、マウスまたはラットの頸部、胸部、または腹部の周囲に適合するように構成されている、請求項１に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項３】
前記カラー上の前記エミッタおよび前記受信器から延在するカラーケーブルをさらに含み、該カラーケーブルに取り付けられる回転連結部をさらに含み、該回転連結部に取り付けられるコントローラケーブルを含み、該回転連結部は、該コントローラケーブルと該カラーケーブルとの間の相対回転を可能にする、請求項１に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項４】
複数のエミッタをさらに含む、請求項１に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項５】
前記カラー上の加速度計をさらに含む、請求項４に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項６】
前記カラー上に装着される、少なくとも１つのさらなる生理学的パラメータセンサをさらに含む、請求項１に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項７】
前記エミッタおよび前記受信器に連結される、前記カラー上の送信器をさらに含む、請求項１に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項８】
追加センサをさらに含み、前記プラットフォームは、前記被験動物の心臓についてのＡ−Ｖ勾配を計算するように構成されている、請求項１に記載の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム。
【請求項９】
動物から非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法であって、
被験動物の身体の頭部、頸部、胸部、または腹部のうちの１つを実質的に包囲するように構成されている身体包囲型基部を提供するステップであって、該基部は、該被験動物に隣接して装着されるように構成されている該身体上のエミッタであって、該エミッタは、異なる波長の２つの光源を有する、エミッタと、該被験動物の組織に向けられた該エミッタからの光を検出するための、該被験動物に隣接して装着されるように構成されている、該身体上の受信器とを含む、ステップと、
被験動物の該身体の該頭部、頸部、胸部、または腹部のうちの１つを実質的に包囲する位置で、該基部を固定するステップと、
該被験動物上の該基部上の該受信器からフォトプレチスモグラフィの測定値を得るステップと
を含む、方法。
【請求項１０】
前記動物は、麻酔をかけたラットまたは麻酔をかけたマウスである、請求項９に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１１】
前記基部は、前記動物の前記頸部の周囲で固定される、請求項９に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１２】
前記基部は、前記動物の前記胸部の周囲で固定される、請求項９に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１３】
前記被験動物の心臓についてのＡ−Ｖ勾配を計算するステップをさらに含む、請求項１２に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１４】
前記カラー上に装着される少なくとも１つの追加センサから、さらなる生理学的測定値を得るステップをさらに含む、請求項９に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１５】
前記基部は、前記動物の前記頭部の周囲で固定される、請求項９に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１６】
前記エミッタは、前記動物の眼に隣接する、請求項１５に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１７】
血圧測定値の計算をさらに含む、請求項９に記載の非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法。
【請求項１８】
動物用の頸部装着型パルス酸素測定センサであって、
被験動物の身体部分を包囲するように構成されている頸部包囲型カラーと、
本体を該動物の該頸部の周囲で固定する、該カラー上の掛け金部材と、
該被験動物に隣接して装着されるように構成されている、該本体上のエミッタであって、該エミッタは、異なる波長の２つの光源を有する、エミッタと、
被験哺乳類の潅流された組織に向けられた該エミッタからの光を検出するための、該本体上の受信器であって、該受信器は、該被験哺乳類に隣接して装着されるように構成されている、受信器と
を備えている、動物用の頸部装着型パルス酸素測定センサ。
【請求項１９】
前記掛け金部材は、調節可能であり、前記カラーの異なる有効長に関連する複数の掛け位置のうちの少なくとも１つにおいて、前記動物の周囲で該カラーを固定するように構成されている、請求項１８に記載の動物用の頸部装着型パルス酸素測定センサ。
【請求項２０】
前記エミッタおよび前記受信器に連結されるコントローラをさらに含み、該コントローラは、該受信器によって検出される前記光に基づいて、パルス酸素測定の計算を実行するように構成されている、請求項１８に記載の動物用の頸部装着型パルス酸素測定センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本発明は、２００８年１０月２３日に出願された「Ｎｅｃｋ  Ｃｏｌｌａｒ  Ｃｌｉｐ  Ｓｍａｌｌ  Ａｎｉｍａｌ  Ｐｕｌｓｅ  Ｏｘｍｅｔｒｙ  Ｓｅｎｓｏｒ」という名称の米国仮特許出願第６１／１０８，０１０号の優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、２００７年１２月６日に出願された「Ｎｏｎｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｐｈｏｔｏｐｌｅｔｈｙｓｍｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ  Ｆｏｒ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ａｎｉｍａｌｓ」という名称の米国仮特許出願第６０／９９２，８８０号の優先権を主張する。
【０００３】
（１．発明の分野）
本発明は、動物実験のためのフォトプレチスモグラフィの読み取りに関連し、より具体的には、本発明は、小型げっ歯類等の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームを対象とする。
【背景技術】
【０００４】
（２．背景情報）
フォトプレチスモグラフィは、光学的に得られる脈波であって、一般的に、臓器全体の容積における変化の測定値であり、通常、その臓器が含む血液または空気の量の変動に起因する。フォトプレチスモグラフィは、パルスオキシメータを使用して得られることが多い。従来のパルスオキシメータは、皮膚の真皮および皮下組織への血液の潅流を監視する。パルス酸素測定は、一般的に、被験体（ヒト患者もしくは患畜または研究対象動物（あるいはヒトである））の血液の酸素化を監視することを可能にする非侵襲的な方法である。介護とは対象的に、データ収集が主な目的である場合、また得られる生理学的データが必然的にその動物にとって極限となるかもしれない場合、患畜／研究の区別は動物において特に重要である。
【０００５】
パルス酸素測定の簡単な歴史としては、１９３５年に、発明者であるＭａｔｔｈｅｓが、赤色と緑色のフィルタを用いて最初の２波長式の耳たぶ用Ｏ２飽和測定器を開発し、後に赤色と赤外色のフィルタに変更したと報告されている。これが、Ｏ２飽和を測定するための最初のデバイスであった。さらに１９４９年、発明者Ｗｏｏｄが、血液を再投入した際にＯ２飽和の絶対値を得ようとする試みにおいて、ゼロ設定を得るために耳たぶから血液を絞り出すための圧力カプセルを追加した。その概念は、今日の従来型パルス酸素測定に類似するが、不安定なフォトセルおよび光源のために劣っていたため、その方法は臨床的に使用されることはなかった。１９６４年に、発明者Ｓｈａｗが、８波長の光を使用して絶対値が得られる最初の耳用オキシメータを組み立て、Ｈｅｗｌｅｔｔ  Ｐａｃｋａｒｄから商品化された。その使用は、コストとサイズのために、肺機能に限定されていた。効果的に、現代のパルス酸素測定は、測定部位における脈動成分の赤色光と赤外光との吸収比を使用して、１９７２年に日本光電の青柳によって開発され、この設計は１９８１年にＢｌＯＸ／Ｏｈｍｅｄａから、また１９８３年にＮｅｌｌｃｏｒ，Ｉｎｃ．から商品化された。これらの市販のパルスオキシメータが導入される前は、典型的には実験室で最低２０〜３０分の処理を要する一点測定である、痛みを伴う動脈血液ガスを用いて、患者の酸素化を判定していた。酸素化なくしては、５分以内にヒトの脳に損傷が起こり始め、さらに１０〜１５分間でヒトの脳死が始まるということは特筆に価する。その導入前には、麻酔専門誌における研究は、患者の罹患率を予測せずに、低酸素血症が検出されなかった結果としての米国の患者の死亡率は、１年間で２，０００〜１０，０００件に及ぶと予測した。パルス酸素測定は、１９８７年頃からヒト患者の介護の標準となった。
【０００６】
迅速なパルス酸素測定が実用化されてからすぐ後に、パルス酸素測定は、ヒトおよび動物において関連する生理学的パラメータを得るための重要な研究ツールとなった。
【０００７】
パルス酸素測定では、ヒトの指先もしくは耳たぶ、または新生児の場合には足全体等の、被験体の組織骨格の薄い部分にセンサが設置され、通常、赤色および赤外色の波長である２波長の光を、一方の側から他方の側へと通過させる。２波長それぞれの吸光度の変化を測定し、静脈血、皮膚、骨、筋肉、脂肪等を除いた、動脈の脈拍のみによる吸光度の判定を可能にする。酸素結合時の血中ヘモグロビン（鮮やかな赤色）と酸素非結合時の血中ヘモグロビン（暗赤色または重度の場合は暗青色）との間の色の違いによって生じる赤色光および赤外光の吸光度の変化の比率に基づいて、酸素化（酸素分子と結合したヘモグロビン分子の割合）の測定を行うことができる。
【０００８】
測定したパルスオキシメータの信号もまた、心拍数（脈拍数）等の被験体の他の身体パラメータを判定するために利用される。Ｓｔａｒｒ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｉｎｃ．は、様々な研究用途において特に有用である可能性がある、心拍数、脈拍数増加（ｐｕｌｓｅ  ｄｉｓｔｅｎｓｉｏｎ）、および呼吸数増加（ｂｒｅａｔｈ  ｄｉｓｔｅｎｔｉｏｎ）等の他の生理学的パラメータを計算するために、パルス酸素測定の測定値を利用している。
【０００９】
ヒトおよび動物のパルス酸素測定に関して、操作の基本的な理論は依然として変わらない。しかしながら、パルスオキシメータの設計において、例えば、センサは所望の被験体に適合しなければならない等、特定の被験体または被験体の範囲についての考慮がなされなければならない（例えば、ヒト成人の指用の医療用パルスオキシメータは、マウスの指または足には明らかに的確に適合せず、信号処理に関しては、被験体の生理機能に起因して、ヒトへの適用では単にノイズでしかない信号領域が、動物への適用では該当する信号を表す可能性がある）。そのため、小型哺乳類または新生児またはヒト成人用のパルスオキシメータの開発において、設計面で相等の配慮が存在する可能性があるが、やはり操作の基本的な理論は実質的に変わらない
特に小型げっ歯類用の、動物のパルス酸素測定への取り組みにおいて、既存のヒトまたは新生児用のオキシメータをげっ歯類用に変更することが１つのアプローチとされてきた。ヒトを基準にしたシステムはある程度までしか拡張できず、また、このアプローチは、そのような改造したオキシメータの使用を制限するものであったため、このアプローチは実用的ではないことが証明された。例えば、これらの動物用に改造したヒトオキシメータは、１分間に約４００または４５０回の範囲の心拍数という上限を有し、これは通常１分間に４００〜８００回の心拍数を有するマウスを被験体とするには不十分である。Ｓｔａｒｒ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓは、改造したヒト用モデルではなく、１分間に９００回までの有効心拍数測定範囲を有する小型哺乳類用のオキシメータを最初から設計しており、これはＭｏｕｓｅ  ＯｘＴＭオキシメータの商標で２００５年から市販されている。
【００１０】
ヒトにおけるパルス酸素測定の分野では、特許文献１が、患者の頸部を通る「より正確」かつ「より迅速に応答する」酸素測定を行うことを可能にし、気管内でチューブの位置を連続的に監視することを可能にする、気管内チューブ内の酸素測定デバイスを開示している。この設置は、酸素測定を向上させることができるが、ヒトの指、足指、および耳たぶに設置される従来の外部パルスオキシメータと比べて、かなり侵襲性が高い。さらに、気管内チューブの設置は、移動性の動物の研究およびげっ歯類（例えばマウスおよびラット）等の小型動物の研究には実用的ではない。
【００１１】
特許文献２は、ヒトの、または理論上は動物の、胴部周囲に医療機器を配置して、患者の心機能の移動監視を提供するためのベストを開示している。
【００１２】
動物の分野では、例えば特許文献３に記載される、望ましくない行動を抑止するために動物に負の刺激として刺激を送る（例えばショック）、動物用コントロールカラーの鳴き声センサまたは位置センサ等のように、首輪が、選択されたセンサのための装着プラットフォームとしての役割を果たしてきた。他の動物用コントロールカラーは、動物を抑制するための周辺ワイヤを検知する頸部装着型センサを使用し（特許文献４を参照）、またＩｎｖｉｓｉｂｌｅ  Ｆｅｎｃｅ（登録商標）の商品名で製品が販売されている。
【００１３】
野生動物の調査では、カラーは、ラジオテレメトリによる研究（しばしば野生動物の研究）で哺乳類に送信器を取り付ける最も一般的な形態である。以下の考察は、そのようなラジオテレメトリ用カラーの装着の留意事項に背景事情を提供する。カラーは、耐久性があり、動物にとって快適かつ安全であり、極限環境条件に耐えることが可能であり、水分を吸収せず、低温でその柔軟性を維持する材料で作製されるべきである。ラジオテレメトリに基づく研究で装着する送信器のための一般的なカラーの材料は、ブチルベルト（ｂｕｔｙｌ  ｂｅｌｔｉｎｇ）、ウレタンベルト、フラットナイロンウェビング、管状材料、金属ボールチェーン、ＰＶＣプラスチック、真鍮または銅ワイヤ、およびケーブルタイである。送信器の筐体は、動物の頸部の下またはその上のどちらに位置していてもよい。カラーは、動物の快適さおよび安全のために適切に適合しなければならない。カラーは、外れないように、または動いた時に動物に擦れないように、ぴったりと適合するべきであるが、また同時に快適であるように、そして嚥下または浅速呼吸の妨げとならないように、十分な余裕がなければならない。首が擦れるリスクを減少するために、通常、カラーの内側表面上にある被覆化または平滑化された金具を用いて、側部でカラーを留めるべきである。頸部の外周は、種、年齢、性別、および時には季節によって様々である。送信器の製造者は、通常、様々な種に以前使用されたカラーサイズの記録を有する。カラーの厚さおよび幅は、重要な留意事項である。送信器の幅は、送信器が動物の頸部にどのように位置するかに影響する。研究者の中には、動物と接触する面積が小さいため、幅の狭いカラーを好む者もいる。より優れた重量配分のために、幅の広いカラーを好む研究者もいる。最も重要な留意事項の１つは、カラーが植物に引っ掛かる可能性であろう。このことは、小型哺乳類（特に、巣穴を掘る小型哺乳類）では特に重要な留意事項である。幼獣に成長の余地を残すことが必要である場合、または頸部の膨張を経験する種の場合には、拡張可能なカラーおよびハーネスが必須である。手術用チューブ上のブレイデッドナイロンおよび伸縮するひだの付いたナイロンウェブが、拡張可能なカラーとしてある企業から提供されている。設計不良のカラーは非常に問題が多い可能性があるため、十分にテストされていない限り、拡張可能なカラーは使用されるべきではない。以前に、頸部を擦り合わせる等の社会的な交流または行動の結果として、特定のカラーは永久的に伸びてしまっていた。その結果、送信器の紛失、冬季の凍結、またはカラーが枝もしくは動物自体の脚にまで絡む可能性が常に存在する。研究者が動物を再度捕獲してカラーを除去することを意図しない場合は、分離型または「自然分解型」のカラーが強く推奨される。分離型カラーまたはハーネスには、所定の期間後に分離して送信器が落下するように設計された材料の接続部が組み入れられる。分離型の接続部は、環境分解性材料であるか、またはタイマーもしくは無線受信器によって制御される電気的な接続部であるべきである。この目的のために使用されてきた環境分解性材料は、木綿糸および木綿の消防ホースの一部、または大型哺乳類用カラーの���綿スペーサを含む。これらの脆弱な接続部はまた、カラー／ハーネスが枝に絡まった場合に崩壊して、動物を自由にする機能も果たす。しかしながら、それが脱げるまでの間、分離型カラーまたはハーネスが動物の動きや活動の妨げにならないように考慮することが重要である。例えば、分離型鳥用ボディーハーネスは、それが失われる際に羽根の動きを妨げやすいため、死につながる可能性がある。無線およびタイマー制御型の分離は、凍結または汚れで詰まりを起こす可能性があり、また送信器の筐体のサイズ、重量、および複雑さも追加される。必要に応じて、それらの可視性を高めるために、カラーおよびハーネスに印を付けることが推奨される。ペンキまたは非金属性の反射性材料がカラーおよびハーネスに縫い付けられるか、または糊付けされてもよいが、これは隠蔽種には適切ではないかもしれない。金属テープまたは金属箔は、送信アンテナの性能を低下させるので、使用されるべきではない。粘着テープもまた、あまり耐久性がなく、毛皮または羽根に絡む可能性があるため、使用されるべきではない。狩猟鳥獣または都市部の鳥獣の研究では、カラーに連絡先の電話番号を記載することもまた有用である可能性がある。色分けしたカラーもまた、テレメトリ機器の製造者から入手可能である。動物の体温または環境温度のいずれかを監視するために、ＶＨＦ温度センサが使用されてもよい。体温データは、健康または生殖の状態を判定するのに有用である可能性があり、周囲温度もまた、生息地の選択または冬眠の研究に利用されてもよい。体温用の送信器は、皮下、内部、内耳の中、肛門、または膣に設置されてもよい。周囲温度または巣の温度用の送信器は、通常のカラーまたはハーネスに設置されてもよい。サイズまたは重量の限度および必要とされるデータの正確性もまた、送信器の種類および設置に影響する。
【００１４】
カンザス州立大学で「Ｗｅａｒａｂｌｅ  Ｓｅｎｓｏｒ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｆｏｒ  Ｗｉｒｅｌｅｓｓ  Ｓｔａｔｅ−ｏｆ−Ｈｅａｌｔｈ  Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｃａｔｔｌｅ」という表題で２００３年に行われた研究は、既製のセンサおよびカスタム設計のセンサ、ならびに費用対効果の高い、動物の健康監視能力を提供するためのモジュールを組み入れるように設計された、動物実験のための一連のセンサを開示している。これらのセンサおよびモジュールは、ＧＰＳ（汎地球位置測定システム）ユニット、パルスオキシメータ、中核体温センサ、電極ベルト、呼吸トランスデューサ、および周囲温度トランスデューサを含む。ＧＰＳカラーユニットは、動物の居場所および動作の両方のデータを得ることを意図していた。市販のＣｏｒＴｅｍｐシステムは、摂取可能なボーラスによって中核体温を連続的に監視することを意図していた。ボーラスは、ＢＭＯＯに接続された受信装置に温度データを無線で送信した。動物にも、脈拍を獲得し、無線でそれを中核体温受信装置に送信する有極性の電極ベルトを着用させた。カスタム設計したパルスオキシメータは、動物が着用した耳タグから血中酸素飽和度および脈拍を測定することを提案した。興味深いことに、この畜牛におけるパルス酸素測定の試みにおいて、既製のヒト用オキシメータは不十分であり、カスタム設計が必要であった。
【００１５】
動物の健康および状態に関するパラメータの自動監視および変化の早期警告のための自動動物健康監視システム（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ａｎｉｍａｌ  Ｈｅａｌｔｈ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ（ＡＡＨＭＳ））を開示する特許文献５を含む、動物実験用のいくつかの侵襲性センサが提案された。そのシステムは、動物の体内の測定場所に埋め込むことができ、監視される動物の温度ならびに健康および状態に関する他のパラメータ（例えば、血中酸素、一過性頻脈、振動、心拍数）を送信することができる、埋め込み型の無線式「スマートテレセンサ」要素を含む。任意選択的な遅延要素は、スマートセンサ要素から信号をブーストし、処理結果を再送信する、単純なトランスポンダーを備えてもよい。システムは、動物の管理に責任のある人物に警告し、注意を必要とする動物を識別するためのデバイスを含む。インストールするツールは、動物の種類、季節、食生活、または使用者の他の要求に適合するようにスマートセンサ要素をプログラムする、また電子データおよび機械で読み込んだデータを読み取り、ヒト読み取り可能動物識別情報（例えば、耳タグまたはカラータグ）と相関させる、任意選択的な能力を含む。
【００１６】
上記解決策のいずれも、移動性の動物を使用する実験室での動物実験用途には十分に対応しておらず、より具体的には、従来技術は、小型げっ歯類、すなわち、ラットおよびマウス等の移動性の動物のための非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームを十分に提供および効率化することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許第５，００５，５７３号明細書
【特許文献２】米国特許第４，５７２，１９７号明細書
【特許文献３】米国特許第６，８３０，０１３号明細書
【特許文献４】米国特許第６，６５７，５４４号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第２００２／００１０３９０号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記の従来技術の欠点に対応すること、また効率的な費用対効果の高い態様で対応することが、本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
（発明の概要）
本明細書に示す本発明の様々な実施形態および実施例は、本発明を例示するものであって、それを限定するものではなく、本発明の範囲について非限定的であると理解されたい。
【００２０】
本発明の非限定的な一実施形態によると、小型げっ歯類、すなわち、ラットおよびマウス等の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームが、調節可能な動物用カラー上に提供される。カラーベースのセンサプラットフォームは、研究、特に実験室環境において、移動性の（例えば麻酔をかけていない）動物を利用する場合に有用である。カラーは、頸部等で動物を包囲する、容易に付加される調節可能な取り付け機構である。動物の頸部は、いくつかの特定の利点を提供する。パルス酸素測定のために、この場所は、あらゆる条件下で大量の血流を提供する。ラットおよびマウス等の小型哺乳類には、被験体の頸部を通る透過式パルス酸素測定が依然として可能である。頸部装着型カラーは、固有の耐咬み付き性をセンサプラットフォームに提供する。
【００２１】
本発明の非限定的な一実施形態によると、移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、被験動物の身体部分を包囲するように構成されている、身体包囲型カラーと、カラーを動物の周囲で固定する、カラー上の掛け金部材と、被験動物に隣接して装着されるように構成されている、カラー上のエミッタであって、異なる波長の２つの光源を有する、エミッタと、被験哺乳類の組織に向けられたエミッタからの光を検出するための、哺乳類に隣接して装着されるように構成されている、カラー上の受信器と、を備えている。
【００２２】
身体包囲型カラーは、マウスまたはラットの頸部の周囲に適合するように構成されてもよく、代替として、身体包囲型カラーは、ウサギ等の動物の手首（例えば、足の上側）に適合するように構成されてもよい。移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、カラー上のエミッタおよび受信器から延在する、カラーケーブルをさらに含んでもよい。移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、カラーケーブルに取り付けられる回転連結部をさらに含んでもよく、回転連結部に取り付けられるコントローラケーブルを含んでもよく、回転連結部は、前記コントローラケーブルと前記カラーケーブルとの間の相対回転を可能にする。移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、コントローラケーブルに連結されるコントローラをさらに含んでもよく、コントローラは、受信器によって検出される光に基づいて、パルス酸素測定の計算を実行するように構成されている。移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、エミッタおよび受信器に連結される、カラー上の送信器をさらに含んでもよい。移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、カラー上に装着される、少なくとももう１つの生理学的パラメータセンサをさらに含んでもよい。移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームは、調節可能であり、カラーの異なる有効長に関連する複数の掛け位置のうちの少なくとも１つにおいて、動物の周囲で前記カラーを固定するように構成されてもよい、掛け金部材を提供してもよい。
【００２３】
本発明の非限定的な一実施形態によると、動物から非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法は、被験動物の身体の一部分を包囲するように構成されている身体包囲型カラーを提供するステップであって、本体を動物の頸部の周囲で固定する、カラー上の掛け金部材と、被験動物に隣接して装着されるように構成されている、本体上のエミッタであって、異なる波長の２つの光源を有する、エミッタと、被験哺乳類の組織に向けられたエミッタからの光を検出するための、被験哺乳類に隣接して装着されるように構成されている、本体上の受信器と、を含む、ステップと、掛け金でカラーを動物の上に固定するステップと、麻酔をかけられていない動物上のカラー上の受信器からフォトプレチスモグラフィの測定値を得るステップと、を含む。
【００２４】
非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法は、ラットまたはマウスとして動物を有してもよい。非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法は、動物の頸部の周囲にカラーを固定させてもよい。非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法は、カラー上に装着される少なくとも１つの追加センサから、生理学的測定値をさらに得るステップを含んでもよい。非侵襲性フォトプレチスモグラフィの測定値を得る方法は、したがって、パルス酸素測定の測定値であるフォトプレチスモグラフィの測定値を提供してもよい。
【００２５】
これらの利点および他の本発明の利点は、好ましい実施形態の説明とともに添付の図面で明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態による、小型げっ歯類、すなわち、ラットおよびマウス等の移動性の動物用の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの略図である。
【図２】図２は、図１の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの拡大略図である。
【図３】図３は、明確にするために、プラットフォームが開放位置にあり、動物を削除した、図２の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの拡大略図である。
【図４】図４は、図２の非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの模式的平面図である。
【図５】図５は、本発明の別の実施形態による非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの模式的斜視図である。
【図６】図６は、本発明の別の実施形態による非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの模式的平面図である。
【図７】図７は、本発明の別の実施形態による非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの機能を例証する、従来技術のヘアクリップの斜視図である。
【図８】図８は、本発明の別の実施形態による非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームのクリップの斜視模式図である。
【図９】図９は、図８のクリップを使用した非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの基部の斜視図である。
【図１０】図１０は、図８〜９による非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームを頸部に適用した斜視図である。
【図１１】図１１は、図８〜１０による非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォームの斜視図である。
【図１２】記載なし。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（好適な実施形態の説明）
要約すると、本発明は、実験室環境において用いられるラットおよびマウス等の移動性の動物用の、非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム１０に関連する。実験動物のフォトプレチスモグラフィの測定は、ほとんどの場合、保定されたおよび／または麻酔をかけられた動物に施行されてきた。これは、実施することができる研究を制限する。さらに、パルス酸素測定の分野では、２００５年にＳｔａｒｒ  Ｌｉｆｅ  ＳｃｉｅｎｃｅｓからＭｏｕｓｅ  ＯｘＴＭ商標のパルスオキシメータが出現するまで、小型マウス（さらには小型ラット）用の適当なフォトプレチスモグラフィセンサは存在しなかった。これが開発される前は、市販のパルスオキシメータは、１分間に約３５０または４５０回までの心拍数データを提供することが可能であったが（この範囲でさえ、あるセンサには特殊なソフトウェアによる修正が必要だった）、小型マウスは１分間に４００から８００回の範囲の心拍数を有することを考慮すると、それは基本的にはラットには適していたが、小型マウスには適していなかった。小型げっ歯類用のＭｏｕｓｅ  ＯｘＴＭ商標のパルスオキシメータは、２００８年モデル以後、１分間に約９００回までの有効範囲を有し、この種の研究のためにより幅広い被験体を選択することが可能となった。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態による、小型げっ歯類、すなわち、ラットおよびマウス等の移動性の動物用の、非侵襲性フォトプレチスモグラフィセンサプラットフォーム１０の略図である。プラットフォーム１０は、マウス１４等の被験体動物が拘束装置１２（例えば、ケージ、個別に区切られた容器、ハウジング等）内に維持されることが多い、実験室環境における使用に特に適している。拘束装置１２は、本明細書において、被験体動物を保持するあらゆるものを示す一般的な用語として使用される。装置１２は、迷路または他の構造試験環境等の研究に不可欠な要素であってもよい。装置１２は、動物の収容領域であることが多い。装置１２の詳細は、動物実験分野の当業者に周知である。
【００２９】
被験体動物は、フォトプレチスモグラフィの測定が所望される任意の被験体動物であってもよい。多くの実験室での研究がラットおよびマウスに対して実施されるが、そのような被験体を使用する場合、研究者にとってフォトプレチスモグラフィの測定は利用が限られるものであった。そのため、本発明は、ラットおよびマウスに関連する研究に特定の用途を有する。より正確にはげっ歯目の被験体を用いる場合に、さらにより正確には亜目ネズミ上科（ｍｕｒｏｉｄｉａ）を用いる場合に、本発明は特定の利点を提供し、潜在的な研究の可能性を拡張する。本発明の特に有利な側面は、プラットフォーム１０が、移動性の動物からのフォトプレチスモグラフィの測定を可能にすることである。移動性の動物は、拘束装置１２によって保留されていてもよいが、動物は、その中である程度の動作範囲を有していてもよい。プラットフォーム１０が、保定されたおよび／または麻酔をかけられた動物に効果的に用いられることを妨げるものは、何も存在しない。
【００３０】
プラットフォーム１０は、そこに連結されたプロセッサまたはコントローラ１６を含む。コントローラ１６は、図１に概略的に示されており、ラップトップまたはデスクトップコンピュータの構成要素として形成することができる。コントローラ１６は、ユーザインタフェース、ディスプレイメモリ、および特定の計算のためにコンピュータに連結された、独立型のハードウェアとソフトウェアとの組み合わせであってもよい。プラットフォーム１０のフォトプレチスモグラフィ測定の特に有利な使用の１つは、特にラットおよびマウス１４等の動物における、パルス酸素測定のための使用である。この適用では、コントローラ１６は、後述する独自のセンサ装着および連結を伴う、Ｓｔａｒｒ  Ｌｉｆｅ  Ｓｃｉｅｎｃｅｓから市販されるＭｏｕｓｅ  ＯＸＴＭ製品である。ユーザインタフェース、ユーザディスプレイ、メモリ等を含むコントローラ１６の詳細は、本明細書には詳細に記載しない。
【００３１】
従来のコントローラケーブル１８は、コントローラから制御信号および出力信号を送信し、コントローラ１６にデータを返信するために、コントローラ１６から延在する。コントローラケーブルは、旋回接続部とも称される回転連結部２０に連結される。カラーケーブル２４は、取り付けプラグ２２を介して回転連結部２０に取り付けられ、かつそこから延在する。回転連結部２０は、コントローラケーブル１８とカラーケーブル２４との間の相対回転を可能にする。回転連結部２０は、拘束装置１２への取り付けのために都合のよい場所を提供する。旋回接続部または回転連結部２０の使用により、ケーブルのねじれが回避され、動物（例えばマウス１４）が、ユニット１２のエリア内を効果的に自由に歩き回ることが可能になる。旋回接続部または回転連結部２０はまた、プラットフォーム１０を、動物に固有な部分または基部３０とコントローラ１６とに効果的に分割する役割も果たし、それによって、コントローラ１６は、多数の動物に固有な部分３０を用いて連続して容易に使用することができる。さらに、それによって、コントローラ１６よりも短い寿命を有することが予測される部分または基部３０の容易な交換が可能になる。
【００３２】
本発明は、同時に多数の試験結果を得ることができるように、コントローラ１６が、別個のケーブル１８を介して多数の動物に固有な部分または基部３０に同時に接続（例えば並行取り付け）されてもよいことを予測するが、この構成は連結部２０の利点を排除するものではない。
【００３３】
上記の部分または基部３０は、特に被験体動物の頸部周囲等の、被験体動物の身体部分を包囲するように構成されている身体包囲型カラー３４上に装着される、センサ３２を含む。ラットおよびマウス等の小型哺乳類の頸部は、フォトプレチスモグラフィパルス酸素測定の多くの利点を可能にする。亜目ネズミ上科（ｍｕｒｏｉｄｉａ）の動物の頸部は、透過型および反射型パルス酸素測定の両方を可能にする傾向がある。透過型パルス酸素測定では、受光は潅流組織を通って透過した光であり、反射型パルス酸素測定では、潅流組織から反射した光から代表的信号が得られる。それぞれの技術は独自の利点を有する。透過型技術は、より大きな該当する信号を生じることが多く、そもそも測定される血液量が非常に少ない小動物において非常に有用である。反射型技術は、透過型の手順が不可能な環境（例えばヒトの額）において使用することができる。
【００３４】
さらに、動物の頸部領域は、その動物の中で比較的多くの血流を有する部位を提供するため、測定の正確性を向上させる。血流の増加に加えて、実質的にすべての条件下で血流が存在する。脚、足、および尾等の動物の他の部位では、様々な条件下において動物は血流を遮断することが多い。例えば、その動物が寒い場合、または十分に興奮している場合、尾への血流が短絡する可能性がある。対照的に、頸部は、測定のために常に一定の血流を維持する動物の部位を代表するものである
頸部カラー３４はまた、センサ装着の際の耐咬み付き性の場所も提供する。センサ３２を取り外そうとする大抵の動物、特に亜目ネズミ上科（ｍｕｒｏｉｄｉａ）の動物の咬み付きは爪による引っ掻きよりも強いが、動物はカラー３４に届かないため、頸部の場所は咬み付き攻撃を避けることになる。固定されたカラー３４は、動物の足または爪によって取り外すことはできない。
【００３５】
本発明の範囲内である代替の場所は、被験体動物の胴部、腹部、または胸部の周囲である。これらの場所は、ある特定の長所および短所を提供する。これらの場所は、上記頸部装着と同じ「耐咬み付き性」という利点を提供しない可能性があるが、小型げっ歯類についての独自のパルス酸素測定データを提供する。例えば、複数のセンサ３２を胸部装着構成に加えることにより、心臓領域を通って戻ってくる血液を複数回測定することにより、酸素化の計算が可能になる。さらに、腹部および胸部での装着は、正確な結果を妨げる可能性のある血液の短絡の影響を受けない。さらに、これらの場所は、加速度計、ＥＫＧリード線、温度センサ等の追加センサに、特に有利な装着場所を表すものである。
【００３６】
本発明の範囲内である代替の場所は、被験動物の頭部の周囲に、その動物の頭部に沿った寸法のカラー３４を設置することである。頭部装着は、耐咬み付き性という利点を提供する。それはまた、ヒトまたは他の大型動物では不可能な、動物の頭部を横断して動物の耳を通るように光を方向付けることによる測定を可能にする。さらに、頭部装着は、反射型または透過型システムにおいて、センサが眼を利用して光を透過させることも可能にする。頭部装着型の適用は、自由に歩き回る被験体にはあまり適用できないかもしれないが、特定の利点を提供する。
【００３７】
カラー３４の形態および材料は、多様な材料および形状のうちのいずれであってもよい。本質的に、被験体動物に適合するようにサイズ決定されるならば、ラジオテレメトリ用のカラーおよび動物用のカラー（例えば、ペット用のカラー）の分野からの、いずれの好適な構造も利用することができる。カラー３４は、カラーを動物の頸部の周囲で定位置に固定するための、バックルおよび関連する孔等の開放可能な掛け金部材３６を含むことが予測される。バックルの種類は、孔によって定義され、異なる有効長のカラー３４と関連する複数の掛け位置のうちの少なくとも１つで、マウス１４等の動物の周囲にカラーを固定するように構成されている、調節可能な掛け金部材３６の一例である。ジップタイ留め具（一般的にケーブルタイとして使用される）およびスライドバックル構成（バックパックのストラップで普及した）等の他の調節可能な掛け金部材が可能である。調節可能な掛け金部材３６を用いることにより、カラー３４は、所与の範囲の動物の大きさに適している。
【００３８】
センサ３２は、被験体動物であるマウス１４に隣接して装着されるように構成されている、カラー３４上のエミッタであって、異なる波長の２つの光源を有するエミッタと、被験体哺乳類の組織に向けられたエミッタからの光を検出するための、被験体哺乳類に隣接して装着されるように構成されている、カラー３４上の受信器と、を含む。エミッタおよび受信器は、示すように透過操作のために構成されてもよく、または上記のように反射操作のために構成されてもよい。
【００３９】
プラットフォーム１０の利点は、上記のようにセンサ３２の場所を含む。さらに、このプラットフォーム１０は、センサ３２の頸部、胴部、および特定の頭部型の適用について、拘束装置１２の中を自由に歩き回る移動性の動物から測定値を得ることを可能にする。カラー３４もカラーケーブル２４も、この領域内での動きを制限することはなく、旋回接続部は、ケーブルがねじれて動物の動きを妨害するのを防ぐ。これにより、研究者は、多数の条件下において、フォトプレチスモグラフィの測定値、具体的にはパルス酸素測定の測定値を収集することが可能となる。
【００４０】
動物の動きは、フォトプレチスモグラフィパルス酸素測定の測定値の信頼性を妨げる可能性があることが分かっている。市販のＭｏｕｓｅ  ＯｘＴＭシステムは、保定されたまたは麻酔をかけられた動物の大腿および尾センサに装着される用途に使用されてきており、尾または足の動き等に関連した不正確な読み取りを避けるために、モーションアーチファクト除去技術を開発した。このモーションアーチファクトデータ除去技術は、移動性の動物ではさらにより重要となる。さらに、既存の技術は、移動性の動物における妥当な数の読み取りを可能にするのに十分である。
【００４１】
移動性の被験体におけるフォトプレチスモグラフィパルス酸素測定の測定値を向上するための追加技術が有用である可能性がある。例えば、カラー３４上に加速度計センサを追加すること（図６の４２を参照）により、研究者により多くの情報が与えられ、潜在的に異常な読み取り値を識別する方法として、コントローラが急激な加速期間とパルスオキシメータの測定値を合致させることができるように、この情報をパルスオキシメータの測定値と組み合わせることができる。パルス酸素測定データを照合して相関させるために使用することができる追加データを供給するために、圧力トランスデューサ、歪みゲージ、抵抗センサ等の他の追加センサを加えることができる。
【００４２】
図５は、カラーケーブル２４、接続部２０、およびケーブル１８を、無線操作のための無線送信器／受信器４０と交換した異なるカラー３４を示す。コントローラ１６は、接続部を完成させるために、同様に無線送信器／受信器４０を有する。無線技術全般および野生動物の研究のためのカラー上のラジオテレメトリは十分に確立されており、その詳細については本明細書で詳述する必要はない。無線操作は、概して動物の動きやすさの自由を高める。ワイヤレス操作が、野生動物の研究における適用を可能にすること、または動物が完全に自由に歩き回れるようにすることは明白である。
【００４３】
図５もまた、複数セットのセンサ３２の使用を示しており、これは、反射型および透過型パルスオキシメータ構成の両方を利用するように設定されている。この二重センサによるアプローチは、より正確な測定値を得るようにコントローラ１６に結果を相互検証させ、またより頻繁に測定値を提供させる。
【００４４】
上記のように、プラットフォーム１０は、フォトプレチスモグラフィの測定のためのセンサ３２に限定されるものではない。温度センサ、加速度計、ならびに図６に示すような他の生理学的および環境的センサ等の、追加センサ４２を加えることができる。これらのセンサ４２は、センサ３２の取得データを検証するように、コントローラ１６にそれらのデータを利用させることができるか、またはその逆であってもよい。特定の検証方法は、特定のセンサに依存する。代表的な例として、加速度計の高い読み取り値は、動物の急な動きと関連しており、そのような変化の間のパルスオキシメータの測定値を疑問視するための明白な兆候である。
【００４５】
センサ４２は、完全に単独で動作する必要はない。例えば、装置１２の上の経時型カメラ（ｔｉｍｅ  ｅｌａｐｓｅｄ  ｃａｍｅｒａ）と組み合わせた可視光がセンサ４２であってもよく、ともにタイムスタンプ式運動追跡センサ装置を形成する。
【００４６】
特に、亜目ネズミ上科（ｍｕｒｏｉｄｉａ）の動物に関連するカラー３４、頸部、頭部、および胴部型のフォトプレチスモグラフィパルス酸素測定の利点を上述した。しかしながら、カラー３４およびセンサ３２は、それに限定されない。カラー３４は、特定の動物（特にウサギ、サル、イヌ、ネコ等の、より大型の動物）の手首または足の上側に設置してもよい。そのような他の用途での使用において、コントローラ１６および関連する要素は、そのような用途に実用的でなければならないことに留意することが非常に重要である。これまでに明らかにされているように、ヒト用のオキシメータを小動物の研究に適合させるためにソフトウェアの変更を行うことのみを試みた場合、ソフトウェアの変更単独では、ある操作拠点から別の拠点へとハードウェアシステムを拡張することはできない。ＬＥＤドライバ、試料抽出率、増幅器、フィルタのノイズ遮断等が、すべて実用的であり、また望ましい操作を効果的に対象とするものでなければならない。換言すると、ある種の足の周囲に物理的に適合するカラー３２と、別の種の頸部の周囲に物理的に適合するカラー３２とは、両方の用途において有意義なデータを得る可能性は低いため、そのような両方の目的のために交換可能であってはならない。したがって、本発明において作成されるカラー３４は、所与の頸部サイズ内（動物の重量として列挙される可能性が高い）の小型ラットおよびマウス用の頸部カラー、または所与の重量範囲内のイヌおよびネコ用の手首カラー、または所与のサイズ内の小型ラットおよびマウス用の胸部カラー等の、特定の用途のために構成されている可能性が高い。
【００４７】
（頸部カラークリップの概念開発ならびに特徴および利点）
基部３０は、上記本発明のラップアラウンド型頸部カラーの別の種類として、頸部カラークリップ３４’として形成されてもよい。この設計の利点は、単一の使用者による、動物の頸部への簡単な片手での適用である。
【００４８】
クリップ３４’を頸部に特異的に適用する理由は、ショック反応を引き起こす可能性がある冷え、ストレス、または失血等の何らかの生理学的負荷に対して、脳は、最も血流量が減少されにくい器官であるからである。ショックが発生した場合は末端への血流量が減少するが、それでも脳には常に血流が供給され、その血液は必ず頸部を通過しなければならない。また、頸部から脳へ持続的に血液が流れているので、尾または末端での測定でするように、潅流を補助するために動物を加温する必要がない。
【００４９】
研究者らは、酸素測定に基づく測定を行うために彼らの動物を加温しないことを好み、頸部上のクリップの場所は、それを可能にする最高の機会を提供する。頸部の別の利点は、特にマウスはそれに容易に届かないため、クリップ３４’を頸部から取り外すことが困難であるということである。さらに重要なことに、クリップ３４’が頸部に取り付けられた場合、その動物はクリップ３４’自体または付属のセンサパッド３２を咬むことができない。マウスの身体上で、そのような利点を提供する位置は他に存在しない。
【００５０】
クリップ３４’は、軽くて目立たないように設計することができ、よって、取り付けられたワイヤ２４の境界の範囲内で自由に歩き回る意識下の動物の測定を行うためにも、それを使用することができる。この境界は、センサ３２と制御装置１６との間の電気的接続を失うことなく、動物が周回することができるように、回転式のスイッチ／コミュテータ２０の形態を配線経路に適用することにより回避することができる。
【００５１】
他の種類のセンサの形状および形態に優る、研究者にとってのこの設計の最も重要な利点の１つは、麻酔をかけられていない動物に、１人の人間が非常に迅速に適用することができることである。そのため、補助なしに迅速にそれを適用することが可能となり、ほぼ即座に測定値を得ることができ、適用するために麻酔を必要とする、何らかの保定デバイスに動物を乗せることを必要とする、または測定を行うために動物の加温および十分な潅流を待つことを必要とするセンサの種類に比べて、動物の処理能力を大幅に増加する。
【００５２】
クリップ３４’は、枢着点または蝶番でピン５４によって接続された２つの半片５２を有するように設計される。トーションバネ５６は、クリップ半片５６の間にくるように、また両方のクランプハンドル５８を活用できるように、ピン５４を貫通することにより配置される。図９および１１に示すように、ＬＥＤ（複数可）３２およびフォトダイオード（複数可）３２は、クリップ３４’の内側で互いに対向して存在する。ワイヤ２４は、クリップ３４’のハンドル５８の孔６０を通って突出し、最終的にはオキシメータコントロールボックス１６に接続するようにワイヤハーネスに取り付けられるコネクタ２２に通じる。
【００５３】
研究者らは、クリップ３４’が何らかの形で彼らの動物を窒息させるのではないかと懸念するかもしれないが、クリップ３４’は、特定の用途のために、気管に直接圧力が掛かるのを避けるように、動物に設置されたときに頸部を全部包み込まないように設計することもできる。
【００５４】
図９および１１では、フォトダイオード３２は、透過測定のためにＬＥＤ３２とは反対のクリップ半片５２に存在するが、照明構成要素またはセンサ３２は、クリップ３４’の片側のみに存在して、反射モードで動作することもできる。
【００５５】
クリップ３４’は、太い頸部または毛色の濃い頸部を通る透過のためにより多くの光を付与するように、１つより多くのＬＥＤおよび／または１つより多くのフォトダイオードを収容するように設計することができる。動物に麻酔を送達することを必要とし、研究者にとって時間のかかることである、動物の剃毛を排除することが目的である。
【００５６】
光の透過を向上させる別の様式は、このクリップ３４’をカップリングゲルとともに使用すること、または光学的なカップリングゲルとしての役割を果たすが、クリップを定位置に維持するための接着手段を提供する一種の粘着性ゲルを、構成要素もしくはセンサ３２の裏に塗ることである。そのようなゲルはまた、この設計をより使い捨て可能にする。
【００５７】
クリップ３４’を動物上に維持できることに関して、たとえ動物が動いている間もクリップ３４’の位置を維持するためには、強いばね５６の力とともに適切な形状が十分であるかもしれない。しかしながら、このクリップ３４’は、自由に動いている動物に使用することが意図され、単純なばね力および形状が提供できる接着性よりも高い接着性を必要とする可能性がある。１つの解決法は、接着を補助し、クリップ３４’を動物上で安定させるように、動物との接触面、または動物との接触面に沿った点に一種の接着剤を適用することである。
【００５８】
クリップ３４’はまた、異なる機能または動物の種類のために設計されるそのようなクリップ３４’の識別を可能にするために、異なる色で作製することもできる。さらに、クリップ３４’の一部は、試験場所に周囲の光が到達するのを阻止する必要性に応じて、不透明または半透明に作製することができる。
【００５９】
上記クリップ３４’の設計では、ＬＥＤおよびフォトダイオードセンサパッド３２は、個々の構成要素としてクリップ３４の内側に接着される。次いで、ワイヤをこれらの構成要素にハンダ付けして、クリップハンドル５８の孔６０を貫通させる。次いで、ワイヤの他方の端を何らかのコネクタにハンダ付けする。代替のアプローチは、端部のコネクタへの導電性の配線を使用して電気的接続が行われる、構成要素が埋め込まれたマイラーフィルム（または他の材料）片を使用することである。次いで、糊付けまたはハンダ付けが必要にならないように、この断片をクリップ３４’の内側に何らかの様式で接着することができる。このことは、クリップ３４’アセンブリに使い捨て可能な要素を提供することにもなる。そのような構成は、構成要素を糊付けし、ワイヤ線を引き、その後、両方を構成要素にハンダ付けし、次いでコネクタにハンダ付けすることに関連するすべての作業を排除することにより、クリップ３４’の製造にかかる時間を大幅に減少する。
【００６０】
濃い色の毛または毛皮は、赤色波長領域の光を吸収するため、色の濃い毛皮に光を通過させることは極めて困難であることが分かっている。しかしながら、自然の流れとは反対方向に毛皮を梳かして、その下の皮膚を曝露することにより、毛の吸収効果を低下させることができる。これを行うための１つの様式は、毛皮を前方に押すために使用することができる梳き歯６４を有するクリップ３４’を構築することである。そのような櫛部６４の誇張した例を図１２に示す。この図において、櫛歯６４は、短い櫛としての使用に最適な長さより約５倍長い。使用者は、このクリップ３４’を通常通り適用することができるが、クリップ３４’を取り付ける際に、毛を前方に梳かして下の皮膚を曝露させるように、動物の頭部に向けてクリップを前方に引張ることもできる
本明細書に記載するカラー型クリップ３４’は、頸部のみに使用することに限定される必要はない。適切な形状を持つより大型の種類を設計することにより、それを動物の胸部および／または腹部に設置することができる。呼吸運動は腹部で増幅するため、腹部での使用は呼吸信号を向上させる。胸部上では、心室および全身大動脈へのアクセスを有する。肺動脈へのアクセスも存在するが、マウスはその胸部の向こう側に光を放つほど十分小さいため、それは、完全に混合された静脈血の飽和測定を行うという極めて希な機会を与えることになる。肺動脈は、純粋に混合された静脈血を肺に運び、またそれは右心室を出る導管であるため、身体の中で静脈血だけではなく混合された静脈血も脈動する唯一の場所である。肺動脈の飽和度を測定することにより、また正常な全身性動脈飽和を他の場所で行うことにより、非侵襲性パルスオキシメータではこれまで入手することが不可能であった重要な代謝測定値である、動静脈勾配（ａｒｔｅｒｉｏｖｅｎｏｕｓ  ｇｒａｄｉｅｎｔ）（本出願におけるＡ−Ｖ勾配）を計算することができる。
【００６１】
頸部クリップのさらなる実施形態は、ＬＥＤおよびフォトダイオードセンサが互いに対向して存在するが、それらは動物の耳穴の中に方向付けることができる突起をその表面上に有する、クリップ構成である。そのような構成は、１組のヘッドフォンのように見えるが、センサ要素が、わずかなバネ張力下でアセンブリを定位置に維持するように、どちらか一方の外耳道の端部に耳栓のように突出している。
【００６２】
例示目的のために本発明の特定の実施形態をこれまで記載してきたが、当業者には、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、本発明の詳細の数多くの変形例が作製され得ることは明白である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
2011505925.tif 000015
2011505925.tif 000016