(57)【要約】      （修正有）【課題】子宮ＥＭＧ信号を母体患者から取得し、処理するためのシステムを提供する。【解決手段】システムは、患者腹部と連絡される一対の電極と、電極と通信可能な信号処理モジュールと、信号処理モジュールに通信可能なコンピュータとを備える。システムはさらに、整合モジュールと、抵抗器ラダーネットワークと、マイクロプロセッサと、検出モジュールとを備える皮膚インピーダンス整合システムを備える。【選択図】図１０
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理するためのシステムであって、
患者腹部と連絡され、未処理のＥＭＧ信号を前記患者から取得するように構成された一対の電極と、
前記一対の電極に通信可能に結合され、前記未処理のＥＭＧ信号をフィルタリングし、増幅し、処理されたＥＭＧ信号を取得し、前記未処理のＥＭＧ信号、または処理されたＥＭＧ信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するように構成された信号処理モジュールと、
前記信号処理モジュールに通信可能に結合され、前記処理されたＥＭＧ信号を受信し、処理し、その後表示するための、機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータと、
を備える、システム。
【請求項２】
入力インピーダンスを前記患者から前記一対の電極を介して検出し、前記入力インピーダンスを増幅し、デジタル化することにより皮膚インピーダンスを決定するように構成された整合モジュールと、
少なくとも１つの抵抗器を使用して前記皮膚インピーダンスを整合させるように構成された抵抗器ラダーネットワークと、
前記入力インピーダンスを分析し、前記抵抗器ラダーネットワークに前記皮膚インピーダンスを整合させるように指示するための一連の制御信号を発生させるように構成されたマイクロプロセッサと、
子宮ＥＭＧ信号を前記患者から、前記抵抗器ラダーネットワークに連結された前記一対の電極を介して、検出するように構成された検出モジュールと、
を備える皮膚インピーダンス整合システムを、さらに備える請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記検出モジュールは、前記信号処理モジュールに通信可能に結合される、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記信号処理モジュールは子宮活動を追跡するための陣痛計またはＩＵＰＣとのインターフェイスを提供するように構成されたｔｏｃｏ通信ポートをさらに備え、子宮活動の追跡は前記コンピュータ上に表示され得る、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記信号処理モジュールは、回路基板と、電源と、アナログ・デジタルコンバータとをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記コンピュータは、無線受信機を備え、前記信号処理モジュールは、前記処理されたＥＭＧ信号を前記コンピュータの前記無線受信機に無線で伝送するための無線送信機をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記信号処理モジュールは、前記生ＥＭＧ信号を、約０．２Ｈｚから約２．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅する、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記回路基板は、患者側および壁側を含み、前記患者側は前記壁側から、電力信号を絶縁し、迷走電荷が前記壁側から前記患者側に、または前記患者側から前記壁側に回り込まないように防止するように構成された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにより分離される、請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記回路基板は前記患者側を横切って前記壁側まで延在する複数のチャネルをさらに備え、前記複数のチャネルは、前記回路基板および前記患者への潜在的な電気損傷を防止するように構成されたオプトカプラーにより分離される、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記コンピュータは、前記処理されたＥＭＧ信号を、約０．３Ｈｚから約１．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅することにより、または動的アーティファクトを前記処理されたＥＭＧ信号から除去することにより、前記処理されたＥＭＧ信号を処理する、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記コンピュータのソフトウェアは、前記処理されたＥＭＧ信号の根二乗平均を決定し、子宮活動を表す信号を取得するようにプログラムされる、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記子宮活動を表す信号は、前記コンピュータに通信可能に結合されたモニタ上で表示される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理する方法であって、
少なくとも１対の電極を患者の母体腹部に適用する工程と、
前記患者の皮膚インピーダンスを整合させる工程と、
未処理のアナログ子宮ＥＭＧ信号を取得する工程と、
前記未処理の子宮ＥＭＧ信号を信号処理モジュールにおいて処理しデジタルＥＭＧ信号を取得する工程と、
前記デジタルＥＭＧ信号を、機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータに伝送する工程と、
前記デジタルＥＭＧ信号を前記コンピュータにおいて処理し、子宮活動を表す信号を取得する工程と、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記信号処理モジュールはまた、陣痛計またはＩＵＰＣからの入力信号を処理するように構成される、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記患者の皮膚インピーダンスを整合させる工程は、
前記患者からの入力インピーダンスを検出し、前記入力インピーダンスを増幅し、デジタル化することにより、前記患者の皮膚インピーダンスを決定する工程と、
前記入力インピーダンスをマイクロプロセッサを用いて分析する工程と、
前記抵抗器ラダーネットワークに前記皮膚インピーダンスを整合させるように指示する一連の制御信号を発生させる工程と、
抵抗器ラダーネットワーク中の少なくとも１つの抵抗器を使用して前記皮膚インピーダンスを整合させる工程と、
前記患者からの前記子宮ＥＭＧ信号を、前記抵抗器ラダーネットワークに連結された前記少なくとも１対の電極に結合された検出モジュールを用いて検出する工程と、
を含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１６】
前記検出モジュールは、前記信号処理モジュールに通信可能に結合される、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
信号処理モジュールにおいて前記未処理のアナログ子宮ＥＭＧ信号を処理する工程は、
前記未処理のアナログＥＭＧ信号を増幅する工程と、
前記未処理のアナログＥＭＧ信号を、約０．２Ｈｚから約２．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅、フィルタリングされたアナログ信号を取得する工程と、
前記増幅、フィルタリングされたアナログ信号をアナログ・デジタル変換に伝送し、前記増幅、フィルタリングされたアナログ信号をデジタルＥＭＧ信号に変換させる工程と、
を含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１８】
前記コンピュータにおいて前記デジタルＥＭＧ信号を処理する工程は、前記デジタルＥＭＧ信号を約０．３Ｈｚと約１．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅する工程をさらに含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１９】
前記コンピュータにおいて前記デジタルＥＭＧ信号を処理する工程は、
前記ＥＭＧ信号から運動アーティファクトを除去する工程と、
前記デジタルＥＭＧ信号の二乗平均平方根を決定する工程と、
をさらに含む、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
前記子宮活動を表す信号は、前記コンピュータに通信可能に結合されたモニタ上に表示される、請求項１８記載の方法。
【請求項２１】
前記信号処理モジュールは、患者側および壁側を含む回路基板を有し、前記患者側は前記壁側から、電力信号を絶縁し、迷走電荷が前記壁側から前記患者側に、または前記患者側から前記壁側に回り込まないように防止するように構成された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにより分離される、請求項１３記載の方法。
【請求項２２】
前記回路基板は前記患者側を横切って前記壁側まで延在する複数のチャネルをさらに備え、前記複数のチャネルは、前記回路基板および前記患者への潜在的な電気損傷を防止するように構成されたオプトカプラーにより分離される、請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理するためのシステムであって、
内部処理回路を有する信号処理モジュールと、
前記信号処理モジュールに結合され、前記処理回路に動作可能に結合されたＥＭＧ通信ポートと、
前記ＥＭＧ通信ポートに通信可能に結合され、未処理のＥＭＧ信号を前記患者から取得し、前記処理回路に伝送するように構成された少なくとも１対の電極であって、前記処理回路は、約０．２Ｈｚから約２．０Ｈｚまでの間の周波数帯に対し前記未処理のＥＭＧ信号を増幅し、フィルタリングし、処理されたＥＭＧ信号を取得する、電極と、
前記処理回路に動作可能に結合され、前記処理された信号をデジタルＥＭＧ信号に変換するように構成されたアナログ・デジタルコンバータと、
前記信号処理モジュールに通信可能に結合され、前記デジタルＥＭＧ信号を前記アナログ・デジタルコンバータから受信し、約０．３Ｈｚから約１．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅することによりさらに前記デジタルＥＭＧ信号を処理し、子宮活動を表す信号を取得するための機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータと、
を備える、システム。
【請求項２４】
前記コンピュータは、前記コンピュータに通信可能に結合されたモニタ上で、前記子宮活動を表す信号を表示するように構成される、請求項２３記載のシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般的には、筋電図検査の分野に関し、より詳細には、子宮の電気活動の測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
妊娠後期および分娩過程では、子宮活動を取得しモニタする、一般的に２つの方法が存在する。第１の方法は、陣痛計（以降、「ｔｏｃｏ」と呼ぶ）の使用を含む。ｔｏｃｏは、弾性ストラップにより妊婦患者の腹部に固定され、子宮収縮の頻度を測定する、切開を伴わない装置である。典型的なｔｏｃｏは、母親の腹部の伸長を測定し、子宮収縮の発生を示すように設計された、外部型の歪みゲージ機器、または圧力トランスデューサから構成される。皮膚が伸長した場合、圧力トランスデューサは電気信号を記録し、その波形は、治療する医師によって評価される。
【０００３】
しかしながら、ｔｏｃｏは多くの欠点を有する。１つの不都合は、これは圧力読み取りの間接的な方法であり、よって、測定結果を偽る可能性のある多くの干渉影響を受けやすい。また、ｔｏｃｏの有効性は、ｔｏｃｏを母体腹部上に配置するために使用されるベルトの堅固さに完全に依存する可能性がある。また、ｔｏｃｏの有効性は、トランスデューサの位置に依存し、よって、乳児が子宮を下って産道に入ると、そこには、圧力変化を報告するための圧力トランスデューサは存在せず、機能しない。さらに、ｔｏｃｏは非常に不正確であり、肥満患者に対しては適正に機能することができない。というのも、圧力トランスデューサでは、腹部の表面まで存在し得る介在組織全てを介して子宮収縮が伝達される必要があるからである。
【０００４】
第２の方法は、子宮内圧カテーテル（以降、「ＩＵＰＣ」と呼ぶ）の使用を含む。典型的なＩＵＰＣは、子宮内へ乳児に隣接して物理的に挿入される、小さな、先端圧力トランスデューサを有する、薄い、可撓性チューブから構成される。ＩＵＰＣは子宮内の実際の圧力を測定し、これにより、子宮収縮の頻度および強度を示すように構成される。しかしながら、ＩＵＰＣを配置する際に、カテーテルが挿入できるように羊膜を破壊せざるをえない。ＩＵＰＣカテーテルの配置が不適切であると読み取り間違いが起こり、再配置が必要となる。同様に、カテーテルの開口が詰まり、ＩＵＰＣの除去、洗浄および再挿入が必要な、間違った情報を提供することになる可能性がある。カテーテルの挿入は、乳児の頭部をひどく損傷させる危険を有し、また、著しい感染リスクを有している。よって、一般に、ＩＵＰＣはまれにしか使用されず、出産において使用され得るにすぎない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第６４２１５５８号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００８／０１３９９６７号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００８／０２７５３１６号明細書
【特許文献４】米国特許出願公開第２００８／０１８３０９２号明細書
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、必要なのは、ｔｏｃｏおよびＩＵＰＣの上記不都合を克服するシステムである。特に、とりわけ肥満患者の場合におけるｔｏｃｏの不正確さを克服し、さらにＩＵＰＣの切開を伴い不安定な性質を克服するシステムが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の実施形態は、子宮筋電図（Electromyogram,ＥＭＧ）信号を患者から取得し、処理するためのシステムを提供することができる（ＥＭＧは、エレクトロヒストグラム−Electrohystogram,ＥＨＧと同じであり、そのようなものとして、本出願は同様にＥＨＧに及ぶという記述を追加されたい）。システムは、皮膚インピーダンス整合システムと連絡され、未処理のＥＭＧ信号を患者から取得するように構成された一対の電極と、一対の電極に通信可能に結合され、未処理のＥＭＧ信号をフィルタリングし、増幅し、処理されたＥＭＧ信号を取得し、未処理のＥＭＧ信号、または処理されたＥＭＧ信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するように構成された信号処理モジュールと、信号処理モジュールに通信可能に結合され、処理されたＥＭＧ信号を受信し、処理し、その後表示するための機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータと、を含んでもよい。
【０００８】
本開示の実施形態はさらに、子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理する方法を提供することができる。方法は少なくとも１対の電極を患者の母体腹部に適用する工程と、患者の皮膚インピーダンスを整合させる工程と、未処理のアナログ子宮ＥＭＧ信号を取得する工程と、未処理の子宮ＥＭＧ信号を信号処理モジュールにおいて処理しデジタルＥＭＧ信号を取得する工程と、デジタルＥＭＧ信号の機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータに伝送する工程と、デジタルＥＭＧ信号をコンピュータにおいて処理し、子宮活動を表す信号を取得する工程と、を含んでもよい。
【０００９】
本開示の実施形態はさらに、子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理する別のシステムを提供することができる。他のシステムは、内部処理回路を有する信号処理モジュールと、信号処理モジュールに結合され、処理回路に動作可能に結合されたＥＭＧ通信ポートと、ＥＭＧ通信ポートに通信可能に結合され、未処理のＥＭＧ信号を患者から取得し、処理回路に伝送するように構成された少なくとも１対の電極であって、処理回路は、約０．２Ｈｚから約２．０Ｈｚまでの間の周波数帯に対し未処理のＥＭＧ信号を増幅し、フィルタリングし、処理されたＥＭＧ信号を取得する、電極と、処理回路に動作可能に結合され、処理された信号をデジタルＥＭＧ信号に変換するように構成されたアナログ・デジタルコンバータと、信号処理モジュールに通信可能に結合され、デジタルＥＭＧ信号をアナログ・デジタルコンバータから受信し、約０．３Ｈｚから約１．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅することによりさらにデジタルＥＭＧ信号を処理し、子宮活動を表す信号を取得するための機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータと、を含んでもよい。
【００１０】
開示される対象のこれらのおよび他の観点、ならびに追加の新規特徴は、本明細書で提供される記述から明らかになるであろう。この概要の意図は、主張される対象の包括的記述となることではなく、むしろ、対象の機能性のいくらかの短い概説を提供することである。本明細書で提供される他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明の調査により、当業者に明らかになるであろう。この記載内に含まれるそのような追加のシステム、方法、特徴および利点は全て、後に提出されるいずれかの請求の範囲内にあることが意図される。
【００１１】
ここで開示される対象の特性であると考えられる新規特徴は、後に提出されるいずれかの請求の範囲において明記されるであろう。しかしながら、ここで開示される対象、それ自体、ならびに、その好ましい使用様式、さらなる目的、および利点は、例示的な実施形態の下記詳細な記載を参照することにより、添付の図面と共に解釈された場合、もっともよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本開示の１つ以上の実施形態による子宮電気活動アナライザシステムの概略図である。
【図２】図１で示される回路基板の概略図である。
【図３】図２で開示される配電モジュールの一部の概略図である。
【図４】図２で開示される配電モジュールの一部の概略図である。
【図５】図２で開示される配電モジュールの一部の概略図である。
【図６】図２で開示される配電モジュールの一部の概略図である。
【図７】図２で開示される回路基板の実施形態の一部のブロック回路図である。
【図８】図２で開示される回路基板の実施形態の一部のブロック回路図である。
【図９】本開示の少なくとも１つの実施形態による、皮膚インピーダンス整合システムのための例示的な電気回路概略図である。
【図１０】本開示の少なくとも１つの実施形態による抵抗器ラダーネットワークの例示的な電気接続図である。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
子宮電気活動測定に特に関連して記載するが、当業者であれば、開示される実施形態は、以下で記載されるそれらの具体例に加えて、様々な領域に関連することを認識するであろう。
【００１４】
本明細書で引用される出版物、特許出願、および特許を含む全ての参考文献は、各参考文献が、参照により組み込まれることが個々に、かつ特定的に示され、その全体が本明細書で説明される場合と同じ程度まで、参照により本明細書に組み込まれる。
【００１５】
下記開示は、本案の異なる特徴、構造、または機能を実施するためのいくつかの実施形態を記載することが理解されるべきである。開示を簡略化するために、構成要素、配列、および構成の例示的な実施形態が下記で記載されるが、これらの例示的な実施形態は、単なる例として提供され、本案の範囲を制限することを意図しない。さらに、本開示は、様々な例示的な実施形態において、かつ、本明細書で提供される図面にわたって、参照数字および／または文字を繰り返し使用してもよい。この繰り返しは、簡単かつ明瞭にするためであり、それ自体、様々な図面において記載される様々な例示的な実施形態および／または構成間の関係を示すものではない。さらに、以下の記載における第２の特徴上方または上の第１の特徴の形成は、第１および第２の特徴が直接接触して形成される実施形態を含んでもよく、また追加の特徴が第１および第２の特徴の間に介入されて形成され得る、そのため第１および第２の特徴が直接接触していなくてもよい実施形態を含んでもよい。最後に、下記で提示される例示的な実施形態はいかなる様式の組み合わせでも組み合わせることができ、すなわち、１つの例示的な実施形態由来のいずれの要素も、任意の他の例示的な実施形態において、本開示の範囲から逸脱せずに使用することができる。
【００１６】
図１を参照すると、子宮筋電図検査（「ＥＭＧ」）信号を取得し、処理するためのシステム１００が示される。子宮ＥＭＧ信号は、ｔｏｃｏまたはＩＵＰＣにより生成される子宮活動信号と機能的に等価であるが、はるかにより正確であり得る。説明として、子宮収縮は子宮の個々の子宮筋細胞による協調収縮を含む。これらの表層筋収縮は、活動電位により誘発され、外面的にはＥＭＧ信号として見ることができる。電極は母体腹部上に配置されると、子宮収縮の引き金となる表層筋を測定し、よって、「未処理の」子宮ＥＭＧ信号が得られる。
【００１７】
システム１００はコンピュータ１０４に通信可能に結合された信号処理モジュール１０２を含んでもよい。信号処理モジュール１０２およびコンピュータ１０４は、それぞれ、ハードウェアを含んでもよいが、コンピュータ１０４は、所望の結果を生成させる機械可読指示を実行するためのソフトウェアを含んでもよい。少なくとも１つの実施形態では、ソフトウェアは、市販のラボビュー（ＬＡＢＶＩＥＷ）（登録商標）において作成される実行可能ソフトウェアプログラムを含んでもよい。ハードウェアは、少なくともプロセッサ対応プラットフォーム、例えばクライアント機（パーソナルコンピュータまたはサーバーとしても知られている）および携帯処理装置（例えば、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）、またはパーソナルコンピューティング装置（ＰＣＤ）など）を含んでもよい。さらに、ハードウェアは、機械可読指示を保存することができる任意の物理的装置、例えばメモリまたは他のデータ記憶装置を含んでもよい。ハードウェアの他の形態は、ハードウェアサブシステム、例えば転送装置、例としてモデム、モデムカード、ポート、およびポートカードを含む。要するに、コンピュータ１０４は、当技術分野で知られているように任意の他のマイクロ処理装置を含んでもよい。コンピュータ１０４は処理された子宮ＥＭＧ信号を評価のために表示するためのモニタを含んでもよい。
【００１８】
例示的な実施形態では、コンピュータ１０４としては、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、またはモバイルコンピューティング装置が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、コンピュータ１０４はＣＰＵおよびメモリ（図示せず）を含んでもよく、また、コンピュータ１０４の動作を制御するオペレーティングシステム（「ＯＳ」）を含んでもよい。ＯＳは、マイクロソフト（ＭＩＣＲＯＳＯＦＴ）（登録商標）ウィンドウズ（Ｗｉｎｄｏｗｓ）(登録商標)ＯＳであってもよいが、他の実施形態では、ＯＳは任意の種類のオペレーティングシステムであってもよく、例えば、任意のバージョンのリナックス（ＬＩＮＵＸ）（登録商標）ＯＳ、任意のバージョンのユニックス（ＵＮＩＸ）（登録商標）ＯＳ、または当技術分野で知られている任意の他の従来のＯＳが挙げられるが、これらに限定されない。
【００１９】
信号処理モジュール１０２およびコンピュータ１０４はどちらも、１２０ボルトの電力を送る任意の典型的な壁面コンセント１０８に接続され得る医療グレード電源コード１０６を介して電力供給されてもよい。認識されるように、システム１００はまた、外国に存在する様々な電圧システム上で動作するように構成されてもよい。しかしながら、コンピュータ１０４では、電源コード１０６は、壁面コンセント１０８で生じ、システム１００の内部回路または患者を介して消散する可能性があるリーク電流を減少または排除するように構成された中間接続型の、医療グレードパワーブロック１１０を含んでもよい。
【００２０】
信号処理モジュール１０２は、電源モジュール１１２、回路基板モジュール１１４、およびアナログ・デジタル（「Ａ／Ｄ」）コンバータ１１６を収容してもよい。電源モジュール１１２は信号処理モジュール１０２のための電力を供給するように構成されてもよい。特に、電源モジュール１１２は、１２０Ｖ−６０Ｈｚ電力を壁面コンセント１０８から受信し、それを１２ボルト直流に変換してもよく、これが回路基板モジュール１１４に供給される。別の実施形態では、電源モジュール１１２は、様々な型の電力、例えば、電池からのＤＣ電流または外国で使用可能な電力を受信するように構成されてもよい。下記でより詳細に記載されるように、回路基板１１４は任意の型の電子回路であってもよく、入力子宮信号を受信、増幅、およびフィルタリングするように構成されてもよい。
【００２１】
Ａ／Ｄコンバータ１１６は入力アナログ子宮信号をデジタル化して、表示のためにコンピュータ１０４に伝送できる視認可能なデジタル信号としてもよい。特定的には、Ａ／Ｄコンバータ１１６は、信号処理モジュール１０２の本体上に配置された外部ＵＳＢポート１１８に通信可能に結合されてもよい。例示的な実施形態では、ＵＳＢポート１１８は、ナショナルインスツルメンツ（ＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ）（登録商標）を通じて入手可能な市販のＵＳＢ６００８（ＤＡＱ）に接続してもよい。両端ＵＳＢ接続ケーブル１２０を使用し、ＵＳＢポート１１８をコンピュータ１０４に通信可能に結合させてもよい。しかしながら、認識できるように、開示はまた、ＵＳＢポート１１８をワイヤレスアダプタおよび信号送信機と置換して、処理された子宮データを直接コンピュータ１０４上に配置された受信機に無線で伝送することができる別の実施形態を企図する。
【００２２】
当技術分野においてすでによく知られているように、信号処理モジュール１０２はまたｔｏｃｏ通信ポート１２２を含んでもよく、これを介して、医師は、陣痛計（「ｔｏｃｏ」）またはＩＵＰＣ経由で子宮信号を取得し、処理することができる。例えば、ｔｏｃｏ通信ポート１２２を介して、医師は、母体および胎児心拍数を追跡することができ、また、ＩＵＰＣ経由で子宮内圧を取得し、またはｔｏｃｏ経由で子宮活動を記録することもできる。ｔｏｃｏ通信ポート１２２に送られるアナログ信号は、Ａ／Ｄコンバータ１１６に誘導され、デジタル化され、その後、コンピュータ１０４を介して表示されてもよい。上記で記載されるように、デジタル化された信号は、ＵＳＢポート１１８および両端ＵＳＢ接続ケーブル１２０経由でコンピュータ１０４に送られてもよい。
【００２３】
同様に、本開示の目的のためにさらに重要なことには、信号処理モジュール１０２はＥＭＧ通信ポート１２４を含んでもよく、これは少なくとも１対の電極１２８および患者接地電極にＥＭＧチャネル１２６経由で通信可能に結合されてもよい。電極１２８を介して、医師は、未処理の子宮ＥＭＧ信号を取得し、処理してもよい。特定的には、電極１２８は、２つの電極１２８間にわたる筋電位差を測定し、その電位の基準を患者接地にするように構成されてもよい。筋電位が取得されるとすぐに、未処理の子宮ＥＭＧ信号はその後、下記で記載されるように回路基板１１４内での処理のために入力１３０に送られてもよい。
【００２４】
回路基板１１４内での処理後、処理された子宮ＥＭＧ信号は、回路基板１１４から、出力１３２を介して、Ａ／Ｄコンバータ１１６まで誘導されてもよく、そこでは、アナログ子宮ＥＭＧ信号がその後、コンピュータ１０４上での表示のためにデジタル化されてもよい。デジタル化された子宮ＥＭＧ信号は、上記で記載されるように、コンピュータ１０４に、ＵＳＢポート１１８および両端ＵＳＢ接続ケーブル１２０経由で伝送されてもよい。しかしながら、別の実施形態は、データをコンピュータ１０４に、ワイヤレスアダプタおよび信号送信機（図示せず）経由で、無線で伝送することを企図してもよい。少なくとも１つの実施形態では、処理された子宮ＥＭＧ信号は、子宮収縮頻度および持続時間情報を提供してもよい。
【００２５】
１つのＥＭＧチャネル１２６のみが図示されているが、本開示は複数のＥＭＧチャネル１２６を完全に意図しており、各ＥＭＧチャネル１２６が別々の対の電極１２８に通信可能に結合されている。例示的な実施形態では、ＥＭＧ通信ポート１２４に入る４つ以上の別々のＥＭＧチャネル１２６が存在してもよい。
【００２６】
ここで図２を参照すると、図１で記載される信号処理モジュール１０２内に配置された回路基板１１４の例示的な実施形態が示される。回路基板１１４は、患者側Ａ、および壁側Ｂを含んでもよい。上記で説明されるように、回路基板１１４は、１２Ｖ直流を電源モジュール１１２から受信してもよい。特に、電源モジュール１１２は、回路基板１１４内に配置された配電モジュール２０２に通信可能に結合されてもよく、ここで、配電モジュール２０２は、様々な量の電圧を回路基板１１４の内部回路に供給するように構成されてもよい。配電モジュール２０２は、下記で記載されるように、患者を迷走リーク電流から保護するだけでなく、内部回路を過負荷から保護するように設計された壁接地２０４および患者接地２０６を含んでもよい。
【００２７】
患者および回路の両方に対する電気ショック保護を促進するのを助けるために、回路基板１１４は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０８、または患者側Ａを壁側Ｂから分離する変圧器を含んでもよい。例示的な動作では、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ２０８は、電力信号を絶縁し、よって迷走電荷が１つの側から他方の側に回り、反対側に損害を引き起こさないように防止するように構成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、絶縁ＤＣ−ＤＣコンバータ２０８は市販のＰＷＲ１３００非安定型のＤＣ−ＤＣコンバータを含んでもよい。
【００２８】
図２に示されるように、回路基板１１４は、一連のチャネル２１０、２１２、２１４、２１６に分割されてもよい。例示的に図示された実施形態では、４つのチャネル２１０、２１２、２１４、２１６が示され、それぞれ、ＣＨＩ、ＣＨ２、ＣＨ３、およびＣＨ４と呼ばれ、患者側Ａと壁側Ｂの両方にわたって延在してもよい。各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６は、上記で記載されるように、一対の電極１２８に通信可能に結合されてもよい。「未処理の」子宮ＥＭＧ信号が電極１２８により取得されるとすぐに、差動信号がその後、各個々のチャネル２１０、２１２、２１４、２１６に、処理およびその後の表示のために送られる。
【００２９】
４つの別々のチャネル２１０、２１２、２１４、２１６が本明細書で開示されているが、別の実施形態は４を超える、またはそれ未満を含んでもよい。実際、単一チャネル構成を使用することにより好適な結果が達成され得る。しかしながら、不正確なＥＭＧ信号が皮膚インピーダンスの悪さまたは電極１２８の置き違いからしばしば得られる可能性があるので、複数のチャネル２１０、２１２、２１４、２１６は、医師に正確な子宮ＥＭＧ信号を取得する複数の機会を提供することができる。さらに、各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６は、信号処理が起きた後、コンピュータ１０４（図１）上で別々に視認することができる。
【００３０】
配電モジュール２０２と同様に、予防策として、患者側Ａのチャネル２１０、２１２、２１４、２１６は、壁側Ｂのそれらの対応チャネル２１０、２１２、２１４、２１６から線形オプトカプラー２１８により絶縁されている。例示的な実施形態では、線形オプトカプラー２１８は、ビスヘイセミコンダクターズ（ＶＩＳＨＡＹ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲＳ）（登録商標）を通じて入手可能な市販のＩＬ３００オプトカプラーから構成されてもよい。関連技術分野における当業者に認識され得るように、リーク電流が一方の側Ａ、Ｂから他方の側Ｂ、Ａへ、またはその逆に伝送されるのが防止されるので、線形オプトカプラー２１８は、回路１１４および患者（図示せず）への潜在的な電気損傷を回避するように機能することができる。
【００３１】
例示的な動作では、直線性オプトカプラー２１８は、部分的に処理されたＥＭＧ信号を患者側Ａから受信し、直線性オプトカプラー２１８を横切って壁側Ｂに伝わる光学光信号を生成させるように構成されてもよい。信号を直線性オプトカプラー２１８を横切って患者側Ａから壁側Ｂへ光学的に伝送することができるように、下記で詳細に記載されるように、入力された未処理の子宮ＥＭＧ信号は最初に、増幅され、フィルタリングされなければならない。壁側Ｂでは、光信号はその後電気信号に戻され、最終増幅およびフィルタリングプロセスを受けてもよく、これもまた下記で記載される。壁側Ｂでの最終増幅およびフィルタリング後、処理された子宮ＥＭＧ信号はその後、Ａ／Ｄコンバータ１１６に伝送されてもよく、ここで、信号はコンピュータ１０４（図１）上での表示のためにデジタル化される。
【００３２】
ここで図３−６を参照すると、図２を参照して上記で記載されるように、配電モジュール２０２の一実施形態に対する例示的な概略図が示される。回路基板１１４の回路にクリーンで安全な電力を供給するために、配電モジュール２０２は、電力信号を数回フィルタリングし、増幅するように構成されてもよい。クリーン電力はシステム内に電源１１２（図１）経由で導入される外部ノイズを排除するために望ましく、よって、電極１２８は、患者によってのみ発生した信号を正確に記録することができる。
【００３３】
図３を参照すると、配電モジュール２０２は、１２Ｖ入力電力信号３０２および信号入力接地３０４を含んでもよく、どちらも図１で開示される電源１１２から得られる。１２Ｖ入力電力信号３０２は前にクリーンな医療グレード電力に電源モジュール１１２経由で変換されるが、配電モジュール２０２は、さらに電力をクリーンにし、より安全な電力源を提供するように設計されてもよい。これを達成するために、１２Ｖ入力電力信号３０２は最初に、キャパシタンスを減少させる並列に配列された一連のコンデンサＣ１、Ｃ２、Ｃ３経由で分離されてもよく、その後、１２Ｖ信号３０２を＋５Ｖ信号３０８に減少させるように設計された電圧レギュレータ３０６を介してチャネル形成されてもよい。このプロセスの一部として、電圧レギュレータ３０６は、＋５Ｖ信号３０８の基準を部分的に安全でないフィールド接地３１０としてもよい。
【００３４】
電圧レギュレータ３０６に続いて、電力をさらにクリーンにし、フィルタリングし、よってよりクリーンで、より安定なＤＣ電圧を生成させるように、一連のコンデンサＣ４、Ｃ５、Ｃ６が接続され、構成されてもよい。これは、図２を参照して上記で記載されるように、絶縁ＤＣ−ＤＣコンバータ２０８に至る。図２を参照して前に説明されたように、絶縁ＤＣ−ＤＣコンバータ２０８は壁側Ｂ側の５Ｖ信号３０２を、患者側Ａから絶縁するように構成されてもよい。得られたクリーンで安全な電圧は、患者接地３１４、安全な接地基準を基準として＋ＶＩＳＯ信号３１２となる。
【００３５】
図４を参照すると、図３で取得された＋５Ｖ信号３０８は、−５Ｖ信号４０２に変換されてもよい。得られた信号３０８、４０２は、回路基板１１４（図２）の壁側Ｂ上のチャネル２１０、２１２、２１４、２１６内に配置された回路に電力を供給するために使用されてもよい。図示された実施形態では、＋５Ｖ信号３０８は最初、安全でないフィールド接地３１０を基準とするが、その後、一連のコンデンサＣ９−Ｃ１３および単一の電圧レギュレータ４０４を介してフィルタリングされ、増幅される。例示的な実施形態では、電圧レギュレータ４０４は、テキサスインスツルメンツ（ＴＥＸＡＳ  ＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ）（登録商標）を通じて入手可能な市販のＬＴ１０５４電圧レギュレータを含んでもよい。得られた−５Ｖ信号４０２もまた、不確かなフィールド接地３１０を基準としてもよい。増幅器は典型的には完全正弦波を得るために正および負の偏向の原因となるデュアル電源信号を必要とするので、正反対の信号が必要とされ得る。下記で見られるように、＋５Ｖ信号３０８および−５Ｖ信号４０２は、回路基板１１４（図２）の壁側Ｂの各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６の内部回路内に配置されたいくつかの増幅器により参照されるであろう。
【００３６】
図５を参照すると、配電モジュール２０２は図３で取得されたクリーンな＋ＶＩＳＯ３１２信号を使用し、これを処理して＋５ＶＩＳＯ５０２信号、非常にクリーンな５ボルトの電力を含むよりクリーンな信号とするように構成されてもよい。これは、一連のコンデンサＣ１４、Ｃ１５、一連の抵抗器Ｒｌ、Ｒ２、および電圧レギュレータ５０４を介して、＋ＶＩＳＯ３１２信号をフィルタリングし、増幅することにより達成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、電圧レギュレータ５０４は、ナショナルセミコンダクタ（ＮＡＴＩＯＮＡＬ  ＳＥＭＩＣＯＮＤＵＣＴＯＲ）（登録商標）を通じて入手可能な市販のＬＰ２９５１電圧レギュレータを含んでもよい。得られた＋５ＶＩＳＯ５０２信号は、非常に安全な患者接地３１４を基準とすることができる。
【００３７】
最後に、図６を参照すると、配電モジュール２０２は上記図５で取得された＋５ＶＩＳＯ５０２信号から引き出して、−５ＶＩＳＯ６０２信号および−０．５Ｖ６０４信号を生成させるように構成されてもよい。最初に、＋５ＶＩＳＯ５０２信号の基準を安全な患者接地３１４としてもよい。図６に示されるように、得られた信号６０２、６０４は、一連のコンデンサＣ１６−Ｃ２３、一連の抵抗器Ｒ３、Ｒ４、および電圧レギュレータ６０６を介して＋５ＶＩＳＯ５０２信号をフィルタリングし、増幅することにより生成されてもよい。例示的な実施形態では、電圧レギュレータ６０６は、テキサスインスツルメンツ（登録商標）を通じて入手可能な市販のＬＴ１０５４電圧レギュレータを含んでもよい。さらに、得られた−５ＶＩＳＯ６０２信号および−０．５Ｖ６０４信号はまたどちらも、その基準を患者接地３１４としてもよい。下記で見られるように、＋５ＶＩＳＯ５０２信号および−５ＶＩＳＯ６０２信号は、回路基板１１４（図２）の患者側Ａの各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６の内部回路内に配置されたいくつかの増幅器により規準とされるであろう。−０．５Ｖ信号は−５ＶＩＳＯ電圧から分圧器回路を介して取得されてもよい。
【００３８】
引き続き図２を参照しながら、ここで図７を参照すると、各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６のための回路基板１１４の患者側Ａに配置された内部回路７００を表すブロック図が示される。図示されるように、内部回路７００は未処理の子宮ＥＭＧ信号を患者から受信し処理するように構成されたいくつかの段階から構成されてもよい。しかしながら、認識されるように、１つのチャネル２１０、２１２、２１４、２１６のみの内部回路７００がここでは記載されるが、とはいえ、この記載は各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６に当てはまり得る。
【００３９】
上記で説明されるように、各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６は、未処理の子宮ＥＭＧ信号を処理のために取得するように設計された一対の電極１２８ａ、１２８ｂに通信可能に結合されてもよい。特定的には、電極１２８ａ、ｂは、２つの電極１２８ａ、ｂ間の領域にわたる筋電位差を測定し、その電位の基準を接地電極とするように構成されてもよい。下記で説明されるように、電極１２８ａ、ｂはまた、比較的安定な、インピーダンスに依存しない出力電圧を内部回路７００に提供することができるインピーダンス整合システムを実装してもよい。第１段階７０２は、電極１２８ａ、ｂで見られる電圧間の差をとり、電極の形態をとってもよい患者接地３１４を基準にして信号を増幅させるように構成された計装用増幅器を含んでもよい。差動増幅を得る際に計装用増幅器を支持するために、第１段階７０２は、いくつかのコンデンサおよび抵抗器の配列を含んでもよい。
【００４０】
予想外の電圧ノイズがａ、ｂ経由で導入された場合、回路から接地してこれをなくすための安全手段として構成された一連のダイオードもまた、第１段階７０２に含められてもよい。典型的なダイオード電圧降下は０．７Ｖであり、これによりダイオードは電圧が少なくとも０．７Ｖ増加または減少した場合開くスイッチとして機能することができる。例えば、正の電圧ノイズ、例えば患者に対して緊急除細動を行う場合、約１，０００Ｖの電圧が患者の体内を流れ、さらに潜在的に電極１２８ａ、ｂに入る可能性がある、プラスダイオードは、電極１２８ａ、ｂ経由で入る典型的な０．７Ｖ降下を超える全ての正電圧を接地に分路させるように構成されてもよい。プラスダイオードに遭遇すると、出力スパイクは回路基板１１４（図１）から離れて、上記で記載されるように壁面コンセント１０８（図１）に向かって医学的に絶縁されている電源１１２（図１）に導かれてもよい。
【００４１】
しかしながら、当技術分野で知られているように、電圧ノイズが存在するたびに、電圧は、安定化するまで、ピークに達し、その後、反対方向に同様に戻る傾向がある。逆荷電電圧ノイズを回路基板１１４を介して戻す、または、電極１２８ａ、ｂを介して患者にまで送ることを避けるために、第１段階７０２における回路はまた負の方向の０．７Ｖ降下を超える負の電圧ノイズを全て吸収するように構成されたマイナスダイオードを含んでもよい。例示的な実施形態では、１組のプラスおよびマイナスダイオードが各電極１２８ａ、ｂに対し提供されてもよい。
【００４２】
さらに、第１段階７０２は各電極１２８ａ、ｂ専用の少なくとも１つのプルアップ抵抗器を含んでもよい。というのも、場合によっては、患者は有効な子宮ＥＭＧ信号を記録するのに十分なエネルギーを生成することができないからである。そのため、必要とあれば、プルアップ抵抗器は、弱く「引き」、または子宮ＥＭＧ信号を患者から引き出してもよい。
【００４３】
第２段階７０４は、内部回路７００に対しさらなる保護を提供し、また、いずれかの電極１２８ａ、ｂから戻ってくる潜在的に危険なリーク電流から患者をさらに保護するように構成されてもよい。特に、第２段階７０４は、少なくとも１つの抵抗器および一連のダイオードを含んでもよく、この場合、ダイオードは、第１段階７０２で開示されたダイオードと同様に機能し、さらに、迷走ピーク電圧を全て消散させるように設計された患者接地３１４を基準とするように設計されてもよい。よって、第２段階７０４は、第１段階７０２のダイオードが予想外のピーク電圧を全て完全に吸収できない場合に、フェイルセーフメカニズムとして機能することができる。
【００４４】
第３段階７０６および第６段階７１２はそれぞれ、ハイパスフィルタを含んでもよく、一方、第４段階７０８および第７段階７１４はそれぞれ、ローパスフィルタを含んでもよい。本明細書で規定されるハードウェアを通して、ハイパスおよびローパスフィルタの組み合わせは、約０．２Ｈｚから約２Ｈｚの間に広域に位置する周波数、ヒトにおいて見いだされる子宮ＥＭＧ活動の典型的な周波数に対し入力子宮ＥＭＧ信号を増幅し、フィルタリングするように構成されてもよい。認識できるように、これらのフィルトレーション段階７０６、７０８、７１２、７１４は、患者から、または周囲環境から自然に生じる高または低周波ノイズのいくらかを排除することができる。別の例示的な実施形態では、入力子宮ＥＭＧ信号は、単一の帯域通過フィルタにより約０．２Ｈｚから約２Ｈｚの間に位置する周波数に対し、増幅し、フィルタリングされてもよく、これにより、様々なフィルトレーション段階７０６、７０８、７１２、７１４が単一の帯域通過フィルタ段階と置換される。
【００４５】
第５段階７１０は上記段階３の７０６において開示される保護と同様のさらに別の電圧保護回路を含んでもよい。特に、第５段階７１０はサージ電圧のさらなる流入を防止し、これにより回路基板１１４の内部回路７００を保護するように構成された一連のダイオードおよび抵抗器を提供してもよい。
【００４６】
第８段階７１６は、適切な量の電圧を第９段階７１８に提供するように、前の段階を通して累積されたゲインを減少させるように構成された分圧器を含んでもよい。第９段階７１８は第１０段階７２０中に配置されるオプトカプラーにデータおよび電力を送るように設計されたダイオード構成を調整するように構成された演算増幅器（「オペアンプ」）を有するダイオード駆動回路を含んでもよい。例示的な動作では、オペアンプは、オプトカプラーに電力供給するのに十分な容量を有しなくてもよい。そのため、第９段階７１８におけるダイオード構成は、オペアンプに起因する電圧不足を補償し、＋５ＶＩＳＯ５０２（図５）により電力供給され、−５ＶＩＳＯ６０２（図６）を基準とすることができる。また、第９段階７１８におけるダイオード構成はオペアンプに起因する過剰電圧を補償し、過剰電圧を安全に接地に消散させ、次のオプトカプラーを損傷させないようにすることができる。
【００４７】
第１０段階７２０は、図２において上記で説明されるように、線形オプトカプラー２１８に対応する。上記で記載されるように、オプトカプラー２１８はまた、オプトアイソレータも呼ばれ、一部処理された子宮ＥＭＧ信号を患者側Ａに配置された内部回路７００から受信し、オプトカプラー２１８を横切って壁側Ｂに伝送される光学光信号を作成することができるように構成されてもよい。電力は線形オプトカプラー２１８をわたって、患者側Ａから壁側Ｂへ移されないことに注意すべきである。その代わりに、図３および４を参照して上記で説明されるように、壁側Ｂは、患者側Ａとは別々に電力供給される。
【００４８】
引き続き図２を参照しながら、ここで図８を参照すると、各チャネル２１０、２１２、２１４、２１６に対する回路基板１１４の壁側Ｂ上配置された内部回路８００を表すブロック図が示される。図示されるように、内部回路８００は予め処理された子宮ＥＭＧ信号を患者側Ａから受信し、アナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換のためにデータを処理するように構成された複数の段階から構成されてもよい。
【００４９】
内部回路８００の第１段階８０２および第５段階８１０は、子宮ＥＭＧ信号を、全ての範囲外のノイズからさらにフィルタリングし、これにより約０．２Ｈｚ−２．０Ｈｚの間の広域な周波数帯によりいっそう近い信号周波数に集中させるように設計されたローパスフィルタを含んでもよい。後で記載されるように、この周波数帯は、より正確な測定のために、より狭い周波数帯に対しフィルタリングされてもよい。
【００５０】
第２段階８０４および第６段階８１２は、それぞれバッファアンプを含んでもよい。当技術分野で知られているように、バッファアンプは、１つの回路から別の回路へ電気インピーダンス変換を提供する。特定的には、各バッファアンプは前の段階が容認し難いほど次の段階に負荷をかけ、これによりその所望の動作を妨害するのを防止するように構成されてもよい。
【００５１】
内部回路８００の第３段階８０６および第４段階８０８は、入力ＥＭＧ信号を精密化するように設計された較正段階として構成されてもよい。特に、各段階８０６、８０８は、少なくとも１つのコンデンサと少なくとも１つの抵抗器により規定されるローパスフィルタを含んでもよい。しかしながら、第３段階８０６は、局在ポテンショメータの使用により調整されるように構成された可同調ＤＣオフセットを含んでもよい。また、第４段階８０８は可同調利得を含んでもよく、ここで、入力ＥＭＧ信号の振幅は、周知の振幅が取得されるように変更されてもよい。このように、熟練技術者または医師は、ハードウェアレベルで信号チューニングを最適化することができる場合がある。周波数帯は変更されなくてもよいが、振幅、利得、およびＤＣオフセットは、特定の用途に適合するように操作されてもよい。
【００５２】
第７段階８１４は、子宮ＥＭＧ信号を、全ての範囲外のノイズからさらにフィルタリングし、これにより約０．２Ｈｚ−２．０Ｈｚの間に存在する広域な周波数帯によりいっそう狭域な周波数に集中させるように構成された組み合わせハイパス−ローパスフィルタを含んでもよい。
【００５３】
第７段階８１４から出ていく信号は、デジタル化のためにＡ／Ｄコンバータ１１６（図２）に至る。例示的な実施形態では、Ａ／Ｄコンバータは、上記で記載されるように、データ取得（「ＤＡＱ」）カード、例えば、ナショナルインスツルメンツ（登録商標）を通じて入手可能な市販のＮＩ６００８を含んでもよい。Ａ／Ｄコンバータ後、上記で説明されるように、処理された信号は、ソフトウェア操作および表示のためにコンピュータ１０４（図１）に伝送されてもよい。
【００５４】
コンピュータ１０４は、ラボビュー（登録商標）ソフトウェアプログラムを開始させ、デジタル化されたデータを取得し、それを内部メモリ（図示せず）に入れるように構成されてもよい。ソフトウェアはまた約０．３Ｈｚと約１．０Ｈｚの間に対し、入力信号をアルゴリズム的にフィルタリングし、これにより、子宮活動を表すより正確な信号を得るように構成されてもよい。フィルトレーションプロセス中、データのソフトウェア操作は、患者の運動または電極１２８またはリード線に接触する者に起因し、信号のやりとりの中でスパイクを引き起こす全ての動的アーティファクト、または迷走信号を除去することを含んでもよい。これを達成するために、ソフトウェアは、子宮ＥＭＧ閾値を用いてプログラムされてもよく、これはその限界を超えた記録された信号を自動的に無視する。別のソフトウェアデータ操作は、ｔｏｃｏおよびＩＵＰＣにおいて一般的に見られるように、信号のゲインを変更し、データの根二乗平均を計算して子宮活動を表す信号を得ることを含んでもよい。未処理のＥＭＧ信号の絶対値の超ローパスフィルタリング（例えば、０．０ｌＨｚ）によってもまた、ｔｏｃｏまたはＩＵＰＣにおいて一般的に見られる信号が得られることに注意すべきである。
【００５５】
このように、本開示では、入力ＥＭＧ信号のハードウェアフィルタリングおよびソフトウェアフィルタリングが企図される。そのような多層周波数フィルタリングは、子宮活動を表す信号のみを分離する有利な効果を有することができる。完全な信号処理が起きた後、子宮活動を表す信号の形態の処理されたデータが表示され、後日のためにメモリに保存され、伝送され、または印刷され得る。
【００５６】
図１および２で記載される電極１２８に関しては、それらは皮膚対電極インピーダンスを連続してモニタするように構成された、ハードウェアに組み込まれたソフトウェア解決策をさらに含んでもよい。皮膚インピーダンスのモニタリングでは、電極１２８はモニタリング回路の入力インピーダンスを変更し、患者とエレクトロニクスとの間の、変動するインピーダンス不整合に動的に適合するように構成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、皮膚対電極インピーダンスは、連続モニタリングモードまたは時間規定されたモニタリングモードで実装されてもよく、インピーダンス整合の実時間実装または医学的手順により要求される精度に基づく所定の整合のいずれかが可能になる。
【００５７】
図９は皮膚インピーダンス整合システム９００のための例示的な電気回路図を示す。システム９００は、皮膚対電極インピーダンスを測定し、適応的に電気モニタリング回路の入力インピーダンスを変化させ、測定された皮膚対電極インピーダンスを整合させるように構成されてもよい。システム９００は、第１の整合モジュール、または測定回路を含んでもよく、これは電極１２８を含む皮膚対電極インターフェイス９０２と、１対のスイッチ９０４と、電流検出差動増幅器９０６と、Ａ／Ｄコンバータ９０８と、マイクロプロセッサ９１０と、を有する。
【００５８】
例示的な動作では、測定回路は、皮膚対電極インターフェイスの入力インピーダンスを検出し、増幅し、デジタル化し、情報をマイクロプロセッサ９１０に提供する。マイクロプロセッサ９１０内では、組み込みソフトウェアルーチンは入力データを分析し、一連の制御信号を通信可能に結合された抵抗器ラダーネットワーク９１２に対し発生させるように構成されてもよい。少なくとも１つの実施形態では、制御信号は、１２−ビット通信である。
【００５９】
続いて、抵抗器ラダーネットワーク９１２は第２の検出モジュールまたはモードとしてもよく、差動増幅器９１４は、患者により発生した入力電気信号を増幅するために使用されてもよい。例示的な実施形態では、医療機器９１６、例えば信号処理モジュール１０２（図１）が、増幅器９１４に取り付けられてもよく、データが電極１２８から取得される。認識できるように、複数の回路は、適切な場合、同じ電極１２８を用いて進行的にスイッチされ得る。少なくとも１つの実施形態では、増幅器９１４は使用されない。別の実施形態では、増幅器９１４は、医療機器９１６内に一体的に埋め込まれてもよい。
【００６０】
ここで図１０を参照すると、少なくとも１つの抵抗器ラダーネットワーク９１２の例示的な電気接続図が示される。図示されるように、抵抗器ラダーネットワーク９１２は複数の抵抗器１００２およびマイクロコントローラにより作動されるスイッチ１００４を含んでもよく、多くの抵抗器１００２の組み合わせが並列で実装され、よって、結合された抵抗器ラダー９１２により生成される総インピーダンスにおいて多大な精度が得られる。用途によって、抵抗器１００２値は変動し得る。例えば、図示された例示的な実施形態では、Ｒは１ｋΩに等しくてもよく、ここで、Ｒの値は適用毎に変動してもよい。
【００６１】
例示的な動作では、引き続き図９および１０を参照すると、電子モニタリングシステム９００に通信可能に結合された電極１２８は、最初に患者皮膚表面上に配置されてもよい。マイクロプロセッサ９１０はその後、スイッチ９０４を「オン」または１位置に調節するように構成されてもよく、よって、Ｖｉｎから、Ｒｓｅｎｓｅ、Ｒｌｅａｄ＋、Ｒｓｋｉｎ、Ｒｌｅａｄ−を通って接地までの電流フロー経路が生成される。例示的な実施形態では、マイクロプロセッサ９１０は、２ビット、または１ビットの信号を用いてスイッチ９０４と通信してもよい。電圧降下、および抵抗器Ｒｓｅｎｓｅを通過する電流がその後、電流検出差動増幅器９０６により測定され、増幅されてもよい。得られたアナログ信号はその後、Ａ／Ｄコンバータ９０８によりデジタル化され、マルチビットフォーマットでマイクロプロセッサ９１０に渡されてもよい。マイクロプロセッサ９１０内の組み込みソフトウェアルーチンは、デジタル化された情報を分析し、これにより皮膚対電極インターフェイス９０２により印加された抵抗負荷を計算するように構成されてもよい。
【００６２】
マイクロプロセッサ９１０はその後、１組の制御信号１００６（図１０）を発生させ、それらを抵抗器ラダーネットワーク９１２に送り、必要に応じてスイッチ１００４を作動させてもよい。スイッチ１００４の作動は、皮膚対電極インターフェイス９０２により生成される抵抗負荷に対応する全抵抗負荷を発生させるように構成された１組の並列抵抗器１００２を作成することを含んでもよい。抵抗整合動作が完了すると、マイクロプロセッサ９１０はその後、入力スイッチ９０４を「オフ」または０位置に戻してもよく、よって、抵抗器ラダーネットワーク９１２は皮膚対電極インピーダンスを整合させるようにプログラムされたまま、電子システム９００は医療モニタリング装置としての通常動作に戻される。
【００６３】
図２で開示される抵抗器１００２の例示的な値は、一般に１０Ｋオームから１００Ｋオームの間のいずれの皮膚インピーダンスとも５％以下の相違があるスイッチ１００４の様々な組み合わせにより、様々な抵抗値を発生させるように構成されてもよい。整合動作により、電極１２８を介する皮膚のモニタリングに由来する電圧は接合部９１８で分割されてもよく、電圧の一部がネットワーク９１２を通って流れ、他の部分が増幅器９１４を通って流れる。
【００６４】
上記で説明されるように、本開示は、母体腹部に取り付けられた一対の電極を有する単純な１チャネル構成により、満足のいくまで機能することができる。しかしながら、本発明者らは、複数のチャネル、本明細書で開示される４つのチャネル２１０、２１２、２１４、２１６より多くを使用することを含む別の適用を意図する。例えば、１つの実施形態では、複数のチャネルは、それらに接続された電極１２８を介して、子宮収縮の伝送速度のモニタリングのために母体腹部の長さの真ん中に戦略的に配置されてもよい。というのも、子宮収縮は子宮を長手方向に移動するからである。これは、医師が子宮収縮が開始する場所、および収縮が子宮の長さに沿ってどのように移動するかを指摘し、特定することを可能にするので、利益をもたらす可能性がある。子宮収縮は胎児の押し上げ、または押し下げを行うので、これにより、医師は、子宮が胎児を押し下げている場合に患者に押し下げを指示することができ、これにより、母親による逆効果となる押し出し運動および乳児への潜在的な危険が回避される。
【００６５】
さらに、本明細書で開示されたシステム１００は、妊娠中、および分娩後でも使用することができることが本発明者らにより企図されることに注意すべきである。よって、システム１００は、医師参照のために、出生後に子宮活動を取り出し、表示することができる。
【００６６】
本開示においてフィルタリング／増幅段階がある順序で存在し得ることを記載してきたが、フィルタリング／増幅段階は、順序変え可能であり、依然として同じ機能を保持することができることが理解されるべきである。
【００６７】
前記はいくつかの実施形態の特徴の概要を示しており、そのため、当業者であれば、以下の詳細な説明をよりよく理解することができる。当業者は、本明細書で発表された実施形態と同じ目的を実行する、および／または同じ利点を達成するために、他のプロセス及び構造を設計または改良するための基本として本開示を容易に使用することができることを認識すべきである。当業者はまた、そのような等価な構成は本開示の精神および範囲から逸脱しないこと、本開示の精神および範囲から逸脱せずに本明細書において様々な変更、置換および改変が可能であることを理解すべきである。
【００６８】
添付の図面に関連して下記で説明された詳細な記載は、ここで開示される装置およびシステムを実施することができる例示的な実施形態の説明として意図されたものである。この記載全体を通じて「例示的な」という用語は、「一例、事例、または実例をなす」ことを意味し、必ずしも、他の実施形態よりも好ましい、または有利であると解釈されるべきではない。
【００６９】
さらに、開示された対象の要素を実行する例示的な装置および回路図が提供されているが、当業者は、本開示を使用して、開示された対象を実施するための追加のハードウェア および／または ソフトウェアを開発することができ、それぞれ、本明細書に含まれることが意図される。
【００７０】
上記実施形態に加えて、当業者であれば、本開示は、様々な技術分野および状況で適用され、本開示はそれらを含むことが意図されることを認識するであろう。
【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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【手続補正書】
【提出日】平成24年9月7日(2012.9.7)
【手続補正２】
【補正対象書類名】実用新案登録請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理するためのシステムであって、
患者腹部と連絡され、未処理のＥＭＧ信号を前記患者から取得するように構成された一対の電極と、
前記一対の電極に通信可能に結合され、前記未処理のＥＭＧ信号をフィルタリングし、増幅し、処理されたＥＭＧ信号を取得し、前記未処理のＥＭＧ信号、または処理されたＥＭＧ信号を、アナログ信号からデジタル信号に変換するように構成された信号処理モジュールと、
前記信号処理モジュールに通信可能に結合され、前記処理されたＥＭＧ信号を受信し、処理し、その後表示するための、機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータと、
を備える、システム。
【請求項２】
入力インピーダンスを前記患者から前記一対の電極を介して検出し、前記入力インピーダンスを増幅し、デジタル化することにより皮膚インピーダンスを決定するように構成された整合モジュールと、
少なくとも１つの抵抗器を使用して前記皮膚インピーダンスを整合させるように構成された抵抗器ラダーネットワークと、
前記入力インピーダンスを分析し、前記抵抗器ラダーネットワークに前記皮膚インピーダンスを整合させるように指示するための一連の制御信号を発生させるように構成されたマイクロプロセッサと、
子宮ＥＭＧ信号を前記患者から、前記抵抗器ラダーネットワークに連結された前記一対の電極を介して、検出するように構成された検出モジュールと、
を備える皮膚インピーダンス整合システムを、さらに備える請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記検出モジュールは、前記信号処理モジュールに通信可能に結合される、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記信号処理モジュールは子宮活動を追跡するための陣痛計またはＩＵＰＣとのインターフェイスを提供するように構成されたｔｏｃｏ通信ポートをさらに備え、子宮活動の追跡は前記コンピュータ上に表示され得る、請求項１記載のシステム。
【請求項５】
前記信号処理モジュールは、回路基板と、電源と、アナログ・デジタルコンバータとをさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項６】
前記コンピュータは、無線受信機を備え、前記信号処理モジュールは、前記処理されたＥＭＧ信号を前記コンピュータの前記無線受信機に無線で伝送するための無線送信機をさらに備える、請求項１記載のシステム。
【請求項７】
前記信号処理モジュールは、前記生ＥＭＧ信号を、約０．２Ｈｚから約２．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅する、請求項１記載のシステム。
【請求項８】
前記回路基板は、患者側および壁側を含み、前記患者側は前記壁側から、電力信号を絶縁し、迷走電荷が前記壁側から前記患者側に、または前記患者側から前記壁側に回り込まないように防止するように構成された絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータにより分離される、請求項６記載のシステム。
【請求項９】
前記回路基板は前記患者側を横切って前記壁側まで延在する複数のチャネルをさらに備え、前記複数のチャネルは、前記回路基板および前記患者への潜在的な電気損傷を防止するように構成されたオプトカプラーにより分離される、請求項８記載のシステム。
【請求項１０】
前記コンピュータは、前記処理されたＥＭＧ信号を、約０．３Ｈｚから約１．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅することにより、または動的アーティファクトを前記処理されたＥＭＧ信号から除去することにより、前記処理されたＥＭＧ信号を処理する、請求項１記載のシステム。
【請求項１１】
前記コンピュータのソフトウェアは、前記処理されたＥＭＧ信号の根二乗平均を決定し、子宮活動を表す信号を取得するようにプログラムされる、請求項１記載のシステム。
【請求項１２】
前記子宮活動を表す信号は、前記コンピュータに通信可能に結合されたモニタ上で表示される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
子宮ＥＭＧ信号を患者から取得し、処理するためのシステムであって、
内部処理回路を有する信号処理モジュールと、
前記信号処理モジュールに結合され、前記処理回路に動作可能に結合されたＥＭＧ通信ポートと、
前記ＥＭＧ通信ポートに通信可能に結合され、未処理のＥＭＧ信号を前記患者から取得し、前記処理回路に伝送するように構成された少なくとも１対の電極であって、前記処理回路は、約０．２Ｈｚから約２．０Ｈｚまでの間の周波数帯に対し前記未処理のＥＭＧ信号を増幅し、フィルタリングし、処理されたＥＭＧ信号を取得する、電極と、
前記処理回路に動作可能に結合され、前記処理された信号をデジタルＥＭＧ信号に変換するように構成されたアナログ・デジタルコンバータと、
前記信号処理モジュールに通信可能に結合され、前記デジタルＥＭＧ信号を前記アナログ・デジタルコンバータから受信し、約０．３Ｈｚから約１．０Ｈｚの間の周波数帯に対しフィルタリングし、増幅することによりさらに前記デジタルＥＭＧ信号を処理し、子宮活動を表す信号を取得するための機械可読指示を実行するためのソフトウェアを有するコンピュータと、
を備える、システム。
【請求項１４】
前記コンピュータは、前記コンピュータに通信可能に結合されたモニタ上で、前記子宮活動を表す信号を表示するように構成される、請求項１３記載のシステム。