(57)【要約】  被検体の自己調節機能状態を監視するための方法と装置を提供する。本方法は、（ａ）組織オキシメータを用いて被検体の組織領域を連続的に検知し、第一信号を生成し、周波数領域組織酸素パラメータ値を決定することと、（ｂ）血圧検知デバイスを用いて被検体の血圧レベルを連続的に測定し、第二信号を生成し、周波数領域血圧値を決定することと、（ｃ）複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、（ｄ）複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することと、を含む。
2021506509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検体の自己調節能状態を監視するための方法であって、
組織オキシメータを用いて前記被検体の組織領域を連続的に検知し、期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成し、前記第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素化パラメータ値を決定することと、
前記期間中に血圧検知デバイスを用いて前記被検体の血圧レベルを連続的に測定し、前記期間中の前記被検体の血圧を表す第二信号を生成し、前記第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定することと、
前記周波数領域組織酸素化パラメータ値及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、
前記複数の異なる周波数帯の各々から決定された前記コヒーレンス値に基づいて前記被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することと、を備える方法。
【請求項２】
前記組織オキシメータが近赤外線分光型組織オキシメータである、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記複数の異なる周波数帯が第一持続時間サンプリングウィンドウを有する第一周波数帯と第二持続時間サンプリングウィンドウを有する第二周波数帯とを含み、前記第二持続時間サンプリングウィンドウが前記第一持続時間サンプリングウィンドウよりも大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第一周波数帯が前記被検体の血圧の第一変化について前記コヒーレンス値を特定するのに有効な第一周波数範囲を有し、第二周波数帯が前記被検体の血圧の第二変化について前記コヒーレンス値を特定するのに有効な第二周波数範囲を有し、前記被検体の血圧の第一変化が前記被検体の血圧の第二変化よりも急速に生じる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の異なる周波数帯が第三持続時間サンプリングウィンドウを有する第三周波数帯を含み、前記第三持続時間サンプリングウィンドウが前記第二持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、
前記第三周波数帯が前記被検体の血圧の第三変化について前記コヒーレンス値を特定するのに有効な第三周波数範囲を有し、前記被検体の血圧の第二変化が前記被検体の血圧の第三変化よりも急速に生じる、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記第三持続時間サンプリングウィンドウが前記第二持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、前記第二持続時間サンプリングウィンドウが前記第一持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、前記第一持続時間サンプリングウィンドウと前記第二持続時間サンプリングウィンドウと前記第三持続時間サンプリングウィンドウが互いに重なる、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記複数の異なる周波数帯が第四持続時間サンプリングウィンドウを有する第四周波数帯を含み、前記第四周波数帯が前記第一周波数帯及び前記第二周波数帯の周波数よりも高い周波数を含む第四周波数範囲を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記複数の異なる周波数帯が第五持続時間サンプリングウィンドウを有する第五周波数帯を含み、前記第五周波数帯がメイヤー波を特定するのに有効な第五周波数帯を有する、請求項４に記載の方法。
【請求項９】
各周波数帯において決定された前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値が各周波数帯の実質的に全ての周波数を代表し、前記ピークコヒーレンス値が前記複数の異なる周波数帯から決定されたコヒーレンス値のうちの最大値である、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記組織酸素化パラメータが、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、又はオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化である、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記少なくとも一つの組織酸素化パラメータが複数の組織酸素化パラメータであり、
前記周波数領域組織酸素化パラメータ値及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することが前記複数の組織酸素化パラメータの各々について行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記複数の組織酸素化パラメータが、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、及びオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化を含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
決定された複数のピークコヒーレンス値を少なくとも一つのシグモイド関数にフィッティングし、シグモイド関数形式でフィッティングされた値を表示することを更に備える請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
決定された複数のピークコヒーレンス値を少なくとも一つのシグモイド関数にフィッティングすることが、第一サブセットのピークコヒーレンス値を第一シグモイド関数にフィッティングすることと、第二サブセットのピークコヒーレンス値を第二シグモイド関数にフィッティングすることとを含み、
前記第一シグモイド関数にフィッティングされ表示された前記第一サブセットのピークコヒーレンス値が自己調節能の下限を示す第一変曲点を含み、前記第二シグモイド関数にフィッティングされ表示された前記第二サブセットのピークコヒーレンス値が自己調節能の上限を示す第二変曲点を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
表示された前記第一サブセットのピークコヒーレンス値及び前記第二サブセットのピークコヒーレンス値が、自己調節能内のデータを示す第一領域と、自己調節能境界内のデータを示す第二領域と、自己調節能及び自己調節能境界の外のデータを示す第三領域とのグラフ表示を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
被検体の自己調節能状態を監視するための装置であって、
前記被検体の組織領域を連続的に検知し、期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成するように構成された近赤外線分光型組織オキシメータと、
前記期間中の前記被検体の血圧レベルを連続的に測定し、前記期間中の前記被検体の血圧を表す第二信号を生成するように構成された血圧検知デバイスと、
前記近赤外線分光型組織オキシメータ及び前記血圧検知デバイスと通信するコントローラと、を備え、
前記コントローラが少なくとも一つのプロセッサと、命令を記憶するように構成されたメモリデバイスとを備え、前記命令は実行されると前記少なくとも一つのプロセッサに
前記第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素化パラメータ値を決定することと、
前記第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定することと、
前記周波数領域組織酸素化パラメータ値及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、
前記複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて前記被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することと、を行わせる、装置。
【請求項１７】
前記複数の異なる周波数帯が第一持続時間サンプリングウィンドウを有する第一周波数帯と第二持続時間サンプリングウィンドウを有する第二周波数帯とを含み、前記第二持続時間サンプリングウィンドウが前記第一持続時間サンプリングウィンドウよりも大きい、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記第一周波数帯が前記被検体の血圧の第一変化について前記コヒーレンス値を特定するのに有効な第一周波数範囲を有し、第二周波数帯が前記被検体の血圧の第二変化について前記コヒーレンス値を特定するのに有効な第二周波数範囲を有し、前記被検体の血圧の第一変化が前記被検体の血圧の第二変化よりも急速に生じる、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記複数の異なる周波数帯が第三持続時間サンプリングウィンドウを有する第三周波数帯を含み、前記第三持続時間サンプリングウィンドウが前記第二持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、
前記第三周波数帯が前記被検体の血圧の第三変化について前記コヒーレンス値を特定するのに有効な第三周波数範囲を有し、前記被検体の血圧の第二変化が前記被検体の血圧の第三変化よりも急速に生じる、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記第三持続時間サンプリングウィンドウが前記第二持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、前記第二持続時間サンプリングウィンドウが前記第一持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、前記第一持続時間サンプリングウィンドウと前記第二持続時間サンプリングウィンドウと前記第三持続時間サンプリングウィンドウが互いに重なる、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
前記複数の異なる周波数帯が第四持続時間サンプリングウィンドウを有する第四周波数帯を含み、前記第四周波数帯が前記第一周波数帯及び前記第二周波数帯の周波数よりも高い周波数を含む第四周波数範囲を有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２２】
前記複数の異なる周波数帯が第五持続時間サンプリングウィンドウを有する第五周波数帯を含み、前記第五周波数帯がメイヤー波を特定するのに有効な第五周波数帯を有する、請求項１８に記載の装置。
【請求項２３】
各周波数帯において決定された前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値が各周波数帯の実質的に全ての周波数を代表し、前記ピークコヒーレンス値が前記複数の異なる周波数帯から決定されたコヒーレンス値のうちの最大値である、請求項１６に記載の装置。
【請求項２４】
前記組織酸素化パラメータが、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、又はオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化である、請求項１６に記載の装置。
【請求項２５】
前記少なくとも一つの組織酸素化パラメータが複数の組織酸素化パラメータであり、
前記命令は実行されると前記少なくとも一つのプロセッサに、前記複数の組織酸素化パラメータの各々について前記周波数領域組織酸素化パラメータ値及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することを行わせる、請求項１６に記載の装置。
【請求項２６】
前記複数の組織酸素化パラメータが、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、及びオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化を含む、請求項２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記近赤外線分光型組織オキシメータと前記血圧検知デバイスが前記コントローラに統合して接続されている、請求項１６に記載の装置。
【請求項２８】
前記命令は実行されると前記少なくとも一つのプロセッサに、決定された複数のピークコヒーレンス値を少なくとも一つのシグモイド関数にフィッティングし、シグモイド関数形式でフィッティングされた値を表示することを行わせる、請求項１６に記載の装置。
【請求項２９】
前記命令は実行されると前記少なくとも一つのプロセッサに、決定された複数のピークコヒーレンス値を少なくとも一つのシグモイド関数にフィッティングし、シグモイド関数形式でフィッティングされた値を表示することを行わせ、更に、第一サブセットのピークコヒーレンス値を第一シグモイド関数にフィッティングすることと、第二サブセットのピークコヒーレンス値を第二シグモイド関数にフィッティングすることと行わせ、
前記第一シグモイド関数にフィッティングされ表示された前記第一サブセットのピークコヒーレンス値が自己調節能の下限を示す第一変曲点を含み、前記第二シグモイド関数にフィッティングされ表示された前記第二サブセットのピークコヒーレンス値が自己調節能の上限を示す第二変曲点を含む、請求項２８に記載の装置。
【請求項３０】
表示された前記第一サブセットのピークコヒーレンス値及び前記第二サブセットのピークコヒーレンス値が、自己調節能内のデータを示す第一領域と、自己調節能境界内のデータを示す第二領域と、自己調節能及び自己調節能境界の外のデータを示す第三領域とのグラフ表示を更に含む、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
被検体の自己調節能状態を監視するためのシステムであって、
前記被検体の組織領域を連続的に検知し、期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成するように構成された近赤外線分光型組織オキシメータと、
前記期間中に前記被検体の血圧レベルを連続的に測定し、前記期間中の前記被検体の血圧を表す第二信号を生成するように構成された血圧検知デバイスと、
前記近赤外線分光型組織オキシメータ及び前記血圧検知デバイスと通信するコントローラと、を備え、
前記コントローラが少なくとも一つのプロセッサと、命令を記憶するように構成されたメモリデバイスとを備え、前記命令は実行されると前記少なくとも一つのプロセッサに
前記第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素化パラメータを決定することと、
前記第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定することと、
前記周波数領域組織酸素化パラメータ及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、
前記複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて前記被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することと、を行わせる、システム。
【請求項３２】
前記近赤外線分光型組織オキシメータ及び前記血圧検知デバイスが前記コントローラに統合して接続されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】
前記近赤外線分光型組織オキシメータが前記システムと独立して動作する独立型デバイスであり、前記血圧検知デバイスが前記システムと独立して動作する独立型デバイスである、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３４】
被検体の自己調節能状態を監視するための方法であって、
組織オキシメータを用いて前記被検体の組織領域を連続的に検知し、期間中の組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成し、前記第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素化パラメータ値を決定するステップ（ａ）と、
前記期間中に血圧検知デバイスを用いて前記被検体の血圧レベルを連続的に測定し、前記期間中の前記被検体の血圧を表す第二信号を生成し、前記第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定するステップ（ｂ）と、
前記周波数領域組織酸素化パラメータ値及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定するステップ（ｃ）と、
前記複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて前記被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定するステップ（ｄ）と、
複数の異なる組織酸素化パラメータについて前記ステップ（ａ）から前記ステップ（ｄ）を繰り返すステップ（ｅ）と、
前記複数の組織酸素化パラメータの各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて前記被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定するステップ（ｆ）と、を備える方法。
【請求項３５】
前記複数の組織酸素化パラメータが、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、及びオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化を含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
被検体の自己調節能状態を監視するための方法を行うように構成されているソフトウェアコードセクションを備える非一時的コンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
組織オキシメータを用いて前記被検体の組織領域を連続的に検知し、期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成し、前記第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素化パラメータ値を決定するステップと、
前記期間中に血圧検知デバイスを用いて前記被検体の血圧レベルを連続的に測定し、前記期間中の前記被検体の血圧を表す第二信号を生成し、前記第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定するステップと、
前記周波数領域組織酸素化パラメータ値及び前記周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における前記被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定するステップと、
前記複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて前記被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定するステップと、を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２０１７年１２月２０日出願の米国仮特許出願第６２／６０７９４６号の優先権を主張し、その開示は参照として本願に組み込まれる。
【０００２】
本開示は、概して医療装置と方法に係り、特に自己調節能を測定及び／又は監視するための装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
自己調節能は、或る範囲の灌流圧で臓器（例えば、脳、心臓、腎臓等）に対して適切で安定な（例えば「一定の」）血流を維持することを目的とした哺乳類のプロセスである。多くの体組織は或る程度の自己調節能を示すが、脳は過大な灌流（ｏｖｅｒｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）及び過小な灌流（ｕｎｄｅｒｐｅｒｆｕｓｉｏｎ）に非常に敏感である。図１は、１００ｍｍＨｇから７０ｍｍＨｇに灌流圧を急激に低下させることの影響を示す。受動的な血管床（つまり、低い自己調節能）では、この急激な圧力低下は、血流の急速で長期的な降下をもたらす。自己調節能で、血管抵抗を上げて、通常の流れに戻そうとする。しかしながら、血管抵抗が変化できる範囲には限界がある。動脈が、血管拡張薬や他の原因で最大拡張点に達すると、血管反応性（つまり、血管抵抗を変化させる機能）は受動的になる。受動的な状態では、血圧の変化は血流の変化をもたらし得る。血流が十分に減少すると、臓器内での不適切な灌流とその結果としての虚血が生じ得る。逆に、動脈が最大収縮点に達しても、血管反応性は受動的になる。血圧の上昇は、臓器への過剰な流れをもたらし得る（例えば、図２を参照）。
【０００４】
各臓器は多様な程度の自己調節挙動を示す。腎循環と脳循環と冠循環が典型的には優れた自己調節能を示す一方で、骨格循環と筋肉循環と内臓循環はほどほどの自己調節能を示す。皮膚循環はほとんど又は全く自己調節能を示さない。
【０００５】
複数の要因（例えば、加齢と共に生じる動脈硬化）が、血管反応性応答の特性を変化させて、それに関連する自己調節能特性を変化させ得る。従って、血圧の変化による血流の自己調節能範囲は、被験体毎に異なり得て、一定であるとみなすことができない。図３は、脳自己調節能曲線が、慢性高血圧と慢性低血圧によってシフトし得る様子を示す。特定の被検体の自己調節能が機能しているかどうかを決定し、血圧変動性を維持し得る範囲を決定するための方法と装置が、臨床医にとっては大いに助かる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第１０１１７６１０号明細書
【特許文献２】米国特許第８９６５４７２号明細書
【特許文献３】米国特許第９９１３６０１号明細書
【特許文献４】米国特許第９８４８８０８号明細書
【特許文献５】米国特許第９４５６７７３号明細書
【特許文献６】米国特許第９３６４１７５号明細書
【特許文献７】米国特許第９９２３９４３号明細書
【特許文献８】米国特許第８７８８００４号明細書
【特許文献９】米国特許第８３９６５２６号明細書
【特許文献１０】米国特許第８０７８２５０号明細書
【特許文献１１】米国特許第７０７２７０１号明細書
【特許文献１２】米国特許第６４５６８６２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来技術よりも改良された自己調節能を監視するための装置と方法が必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の一態様によると、被検体の自己調節機能状態を監視するための方法が提供される。本方法は、（ａ）組織オキシメータを用いて被検体の組織領域を連続的に検知し、或る期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成し、第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素パラメータ値を決定することと、（ｂ）血圧検知デバイスを用いて期間中の被検体の血圧レベルを連続的に測定し、期間中の被検体の血圧を表す第二信号を生成し、第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定することと、（ｃ）周波数領域組織酸素パラメータ値及び周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、（ｄ）複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することと、を含む。
【０００９】
本開示の他の態様によると、被検体の自己調節機能状態を監視するための装置が提供される。本装置は、近赤外線分光型（ＮＩＲＳ）組織オキシメータと、血圧検知デバイスと、コントローラを含む。ＮＩＲＳ組織オキシメータは、被検体の組織領域を連続的に検知し、或る期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成するように構成される。血圧検知デバイスは、期間中の被検体の血圧レベルを連続的に測定し、期間中の被検体の血圧を表す第二信号を生成するように構成される。コントローラはＮＩＲＳ組織オキシメータ及び血圧検知デバイスと通信する。コントローラは、少なくとも一つのプロセッサと、命令を記憶するように構成されたメモリデバイスとを含む。命令は実行されると少なくとも一つのプロセッサに、（ａ）第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素パラメータ値を決定することと、（ｂ）第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定することと、（ｃ）周波数領域組織酸素パラメータ値及び周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、（ｄ）複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することとを行わせる。
【００１０】
本開示の他の態様によると、被検体の自己調節機能状態を監視するためのシステムが提供される。本システムは、ＮＩＲＳ組織オキシメータと、血圧検知デバイスと、コントローラを含む。ＮＩＲＳ組織オキシメータは、被検体の組織領域を連続的に検知し、或る期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成するように構成される。血圧検知デバイスは、期間中の被検体の血圧レベルを連続的に測定し、期間中の被検体の血圧を表す第二信号を生成するように構成される。コントローラはＮＩＲＳ組織オキシメータ及び血圧検知デバイスと通信する。コントローラは、少なくとも一つのプロセッサと、命令を記憶するように構成されたメモリデバイスとを含む。命令は実行されると少なくとも一つのプロセッサに、（ａ）第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素パラメータ値を決定することと、（ｂ）第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定することと、（ｃ）周波数領域組織酸素パラメータ値及び周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することと、（ｄ）複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定することとを行わせる。
【００１１】
本開示の他の態様によると、被検体の自己調節機能状態を監視するための方法が提供される。本方法は、組織オキシメータを用いて被検体の組織領域を連続的に検知し、或る期間中の組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成し、第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素パラメータ値を決定するステップ（ａ）と、期間中に血圧検知デバイスを用いて被検体の血圧レベルを連続的に測定し、期間中の被検体の血圧を表す第二信号を生成し、第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定するステップ（ｂ）と、周波数領域組織酸素パラメータ値及び周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定するステップ（ｃ）と、複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定するステップ（ｄ）と、複数の異なる組織酸素化パラメータについてステップ（ａ）からステップ（ｄ）を繰り返すステップ（ｅ）と、複数の組織酸素化パラメータの各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定するステップ（ｆ）と、を備える。
【００１２】
本開示の他の態様によると、被検体の自己調節機能状態を監視するための方法を実行するように構成されているソフトウェアコードセクションを備える非一時的コンピュータ可読媒体が提供される。本方法は、（ａ）組織オキシメータを用いて被検体の組織領域を連続的に検知し、或る期間中の少なくとも一つの組織酸素化パラメータを表す第一信号を生成し、第一信号の第一周波数領域変換を行うことによって周波数領域組織酸素パラメータ値を決定するステップと、（ｂ）期間中に血圧検知デバイスを用いて被検体の血圧レベルを連続的に監視し、期間中の被検体の血圧を表す第二信号を生成し、第二信号の第二周波数領域変換を行うことによって周波数領域血圧値を決定するステップと、（ｃ）周波数領域組織酸素パラメータ値及び周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定するステップと、（ｄ）複数の異なる周波数帯の各々から決定されたコヒーレンス値に基づいて被検体の自己調節能状態を示すピークコヒーレンス値を決定するステップと、を含む。
【００１３】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、組織オキシメータは近赤外線分光型組織オキシメータであり得る。
【００１４】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、複数の異なる周波数帯は第一持続時間サンプリングウィンドウを有する第一周波数帯と第二持続時間サンプリングウィンドウを有する第二周波数帯を含み得て、第二持続時間サンプリングウィンドウは第一持続時間サンプリングよりも大きい。
【００１５】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、第一周波数帯は被検体の血圧の第一変化についてコヒーレンス値を特定するのに有効な第一周波数範囲を有し得て、第二周波数帯は被検体の血圧の第二変化についてコヒーレンス値を特定するのに有効な第二周波数範囲を有し得て、被検体の血圧の第一変化は被検体の血圧の第二変化よりも急速に生じる。
【００１６】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、複数の異なる周波数帯は第三持続時間サンプリングウィンドウを有する第三周波数帯を含み得て、第三持続時間サンプリングウィンドウは第二持続時間サンプリングウィンドウよりも大きくなり得て、第三周波数帯は被検体の血圧の第三変化についてコヒーレンス値を特定するのに有効な第三周波数範囲を有し得て、被検体の血圧の第二変化は被検体の血圧の第三変化よりも急速に生じる。
【００１７】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、第三持続時間サンプリングウィンドウは第二持続時間サンプリングウィンドウよりも大きくなり得て、第二持続時間サンプリングウィンドウは第一持続時間サンプリングウィンドウよりも大きく、第一持続時間サンプリングウィンドウと第二持続時間サンプリングウィンドウと第三持続時間サンプリングウィンドウは互いに重なる。
【００１８】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、複数の異なる周波数帯は第四持続時間サンプリングウィンドウを有する第四周波数帯を含み得て、第四周波数帯は第一周波数帯及び第二周波数帯の周波数よりも高い周波数を含む第四周波数範囲を有する。
【００１９】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、複数の異なる周波数帯は第五持続時間サンプリングウィンドウを有する第五周波数帯を含み得て、第五周波数帯はメイヤー波を特定するのに有効な第五周波数帯を有する。
【００２０】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、各周波数帯において決定された被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値はその周波数帯の実質的に全ての周波数を代表し得て、ピークコヒーレンス値は複数の異なる周波数帯から決定されたコヒーレンス値のうちの最大値である。
【００２１】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、組織酸素化パラメータは、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、又はオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化であり得る。
【００２２】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、少なくとも一つの組織酸素化パラメータは複数の組織酸素化パラメータであり得て、周波数領域組織酸素パラメータ値及び周波数領域血圧値を用いて複数の異なる周波数帯の各々における被検体の自己調節能状態を示すコヒーレンス値を決定することは複数の組織酸素化パラメータの各々について行われ得る。
【００２３】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、複数の組織酸素化パラメータは、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、及びオキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化を含み得る。
【００２４】
場合によっては、上記本願の態様又は実施形態は、決定された複数のピークコヒーレンス値を少なくとも一つのシグモイド関数にフィッティングし、シグモイド関数形式でフィッティングされた値を表示することを更に含み得る。
【００２５】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、決定された複数のピークコヒーレンス値を少なくとも一つのシグモイド関数にフィッティングすることは、第一サブセットの決定ピークコヒーレンス値を第一シグモイド関数にフィッティングすることと、第二サブセットの決定ピークコヒーレンス値を第二シグモイド関数にフィッティングすることとを含み得て、第一シグモイド関数にフィッティングされ表示された第一サブセットの決定ピークコヒーレンス値は自己調節能の下限を示す第一変曲点を含み得て、第二シグモイド関数にフィッティングされ表示された第二サブセットの決定ピークコヒーレンス値は自己調節能の上限を示す第二変曲点を含み得る。
【００２６】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、表示された第一サブセット及び第二サブセットの決定ピークコヒーレンス値は、自己調節機能内のデータを示す第一領域と、自己調節機能境界内のデータを示す第二領域と、自己調節機能外及び自己調節機能境界の外のデータを示す第三領域とのグラフ表示を更に含み得る。
【００２７】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、ＮＩＲＳ組織オキシメータ及び血圧検知デバイスはコントーラに統合して接続され得る。
【００２８】
上記本願の態様又は実施形態のいずれかにおいて、ＮＩＲＳ組織オキシメータはシステムと独立して動作することができる独立型デバイスであり得て、血圧検知デバイスはシステムと独立して動作することができる独立型デバイスであり得る。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】時間の関数としての自己調節能パラメータの概略図である。
【図２】血流対灌流圧の概略図であり、拡張又は収縮した血管と自己調節機能との間の関係を示す。
【図３】脳血流対脳灌流圧の概略図であり、正常状態と低血圧状態と高血圧状態について示す。
【図４Ａ】本開示の一実施形態に係る自己調節能システムの概略図である。
【図４Ｂ】本開示の一実施形態に係る自己調節能システムの概略図である。
【図５】例示的な周波数領域法の概略図である。
【図６】自己調節能プロファイルプロットの具体例である。
【図７】自己調節能プロファイルプロットの具体例である。
【図８】自己調節能プロファイルプロットの具体例である。
【図９】本開示の一態様の一実施形態の機能図である。
【図１０】図９に示された複数の周波数帯を周波数軸で示す図である。
【図１１】図９に示された複数の周波数帯を時間軸で示す図である。
【図１２】図１２は複数のＮＩＲＳインデックスについての自己調節能プロットを示す概略的な表示である。図１２Ａは複数の異なるＮＩＲＳインデックスを利用する本開示の実施形態の概略的例を提供する。
【図１３】位相と周波数との間の例示的な関係を示すチャートである。
【図１４】本開示に係る例示的な周波数領域法の一実施形態の概略図である。
【図１５】本開示の一実施形態に係る自己調節能データの例示的な表示である。
【図１６】本開示の一実施形態に係るシグモイド曲線の形式の自己調節能データの例示的な表示である。
【図１７】本開示の一実施形態に係るシグモイド曲線の形式の自己調節能データのＡＲインデックス対平均血圧のプロット上の例示的な表示である。
【図１８】本開示の一実施形態に係るシグモイド曲線の形式の自己調節能データのＡＲインデックス対平均血圧のプロット上の例示的な表示である。
【図１９】本開示の一実施形態に係るシグモイド曲線の形式の自己調節能データのＡＲインデックス対平均血圧のプロット上の複数の自己調節能領域を含む例示的な表示である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、自己調節能測定及び監視システム（「ＡＭシステム２０」）の非限定的な実施形態が示されている。本願で説明されるように、ＡＭシステム２０は、測定及び／又は監視可能なデータ値（例えば、コヒーレンス値）や、被検体の自己調節システム機能の状態を示すデータ値、例えば、被検体の自己調節システムが機能している程度を生成するように構成され得る。例示的なＡＭシステム２０が示されているが、図４Ａ及び図４Ｂに示されている例示的な構成要素は限定的なものではなく、例えば、追加的な又は代替的な構成要素及び／又は実施形態を用いることができる。一部実施形態（例えば、図４Ａ）では、ＡＭシステム２０は、血圧検知デバイス２２と、組織オキシメータ（酸素濃度計）２４と、コントローラ２６と、一つ以上の出力デバイス２８と、一つ以上の入力デバイス３０とを、単一システムデバイスに統合して含み得て、例えば、コントローラ２６が検知ハードウェア（例えば、組織オキシメータに関連するハードウェア、血圧センサに関連するハードウェア等）に統合して接続される。つまり、こうした実施形態では、ＡＭシステム自体が、組織オキシメータと血圧検知の機能を含むように構成される。他の実施形態（例えば、図４Ｂ）では、ＡＭシステム２０は、コントローラ２６を含み得て、そして、血圧検知デバイス２２と、組織オキシメータ２４と、一つ以上の入力デバイス３０と、一つ以上の出力デバイス２８と通信する（例えば、信号データを送受信する）ように構成され得る。つまり、こうした実施形態では、ＡＭシステム２０は、ＡＭシステム２０と独立して機能可能な血圧検知デバイス２２や、ＡＭシステム２０と独立して機能可能な組織オキシメータ２４等と通信するように構成され得る。他の実施形態では、ＡＭシステム２０は、統合と独立の組み合わせでこれらのデバイスを含み得て（例えば、統合型の組織オキシメータと独立型の血圧デバイス等）、他のデバイス３２（例えば、パルスオキシメータ等）と通信し得て、又はこれらの組み合わせとなり得る。
【００３１】
以下では、血圧検知デバイス２２と組織オキシメータ２４は独立型のデバイスであるとして説明される。しかしながら、上述のように、これらデバイスの一方又は両方は、本願のＡＭシステム２０内に統合された構成要素でもあり得る。
【００３２】
血圧検知デバイス２２（「ＢＰ検知デバイス２２」）は、被検体の血圧（例えば、動脈圧）を連続的に決定するように構成されたあらゆるセンサ又はデバイスであり得る。例えば、ＢＰ検知デバイス２２は、連続的な血圧測定を提供するように構成されたデバイス、例えば、動脈カテーテルライン、連続的非侵襲血圧デバイス、パルスオキシメトリセンサであり得る。しかしながら、本開示は、こうした具体的例の血圧検知／測定／監視デバイス２２に限定されるものではない。ＢＰ検知デバイス２２は、或る期間中の被検体の血圧（例えば、動脈圧）を示す血圧値信号を生成するように構成される。ＢＰ検知デバイス２２は、ＡＭシステムコントローラ２６と通信するように構成され、例えば、ＡＭシステムコントローラ２６に血圧値信号を送信し、また、ＡＭシステムコントローラ２６から制御信号等を受信するように構成される。ＢＰ検知デバイス２２とＡＭシステムコントローラ２６との間の通信は、有線や無線等の既知の手段によるものであり得る。（ＢＰ検知デバイスが被検体の血圧を連続的に決定することを説明するために）本願において用いられる「連続的」との用語は、ＢＰ検知デバイス２２が監視期間中に周期的に被検体データを検知及び収集し、その周期が臨床的に連続的であるとみなすのに十分頻繁であることを意味するする。例えば、或るＢＰ検知デバイス２２は、１０秒毎又はそれ未満でデータをサンプリングし、より頻繁に（例えば、２秒毎又はそれ未満で）データをサンプリングするようにも構成可能である。
【００３３】
組織オキシメータ２４は、被検体の組織の血流によって異なる組織酸素化パラメータ、例えば、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、オキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化等を連続的に検知するように構成されたデバイスであり得る。許容可能な組織オキシメータ２４の例は、近赤外分光（「ＮＩＲＳ」）型組織オキシメータ（「ＮＩＲＳ組織オキシメータ」）である。組織酸素化パラメータは、ＮＩＲＳインデックスと称され得る。その全体が参照として本願に組み込まれる特許文献１には、本開示内で使用可能な非侵襲ＮＩＲＳ組織オキシメータの非限定的な例が開示されている。（組織オキシメータ２４が組織酸素化パラメータを連続的に検知することを説明するために）本願で用いられる「連続的」との用語は、組織オキシメータ２４が監視期間中に周期的に被検体データを検知及び収集し、その周期が臨床的に連続的であるとみなすのに十分頻繁であることを意味する。例えば、或る組織オキシメータ２４は、１０秒毎又はそれ未満でデータをサンプリングし、より頻繁に（例えば、２秒毎又はそれ未満で）データをサンプリングするようにも構成可能である。
【００３４】
組織オキシメータ２４は、コントローラ部と通信する一つ以上のセンサを含む。各センサは、一つ以上の光源（例えば、発光ダイオード（「ＬＥＤ」））と、一つ以上の光検出器（例えば、フォトダイオード等）を含む。光源は、異なる光波長、例えば、赤色又は近赤外範囲（４００〜１０００ｎｍ）の光波長で光を放出するように構成される。センサの一部実施形態では、センサは、光源と、近位検出器と、遠位検出器とを含むように構成され得る。近位検出器は遠位検出器よりも光源近くに配置される。このようなセンサの非限定的な例は、その全体が参照として本願に組み込まれる特許文献２に開示されている。組織オキシメータ２４は、ＡＭシステムコントローラ２６と通信するように構成され、例えば、ＡＭシステムコントローラ２６に一つ以上のＮＩＲＳインデックスを表す信号を送信し、また、ＡＭシステムコントローラ２６から制御信号等を受信し得る。組織オキシメータ２４とＡＭシステムコントローラ２６との間の通信は、例えば、有線や無線等の既知の手段によるものであり得る。
【００３５】
ＮＩＲＳ組織オキシメータ２４は、一つ以上のＮＩＲＳインデックスを決定するための一つ以上のアルゴリズムを利用する。本開示は、特定のＮＩＲＳ組織オキシメータ２４や、検知された組織のＮＩＲＳインデックスを決定するためのアルゴリズムに限定されるものではない。その全体が参照として本願に組み込まれる特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７、特許文献８、特許文献９、特許文献１０、特許文献１１、特許文献１２には、本開示内で使用可能なＮＩＲＳインデックスを決定するためのアルゴリズムの非限定的な例が記載されている。
【００３６】
ＢＰ検知デバイス２２と組織オキシメータ２４の一方又は両方は、呼吸数、呼吸努力、心拍数等の他のパラメータを測定するように更に構成され得る。ＢＰ検知デバイス２２と組織オキシメータ２４は、患者の体の同じ部分又は異なる部分に配置され得る。
【００３７】
上述のように、ＢＰ検知デバイス２２と組織オキシメータ２４はＡＭシステム２０に信号データを提供する独立型デバイスであり得て、又は、これらデバイス（例えば、ＢＰ検知デバイス２２と組織オキシメータ２４等）のうちの一つ以上はＡＭシステム２０に統合され得る。ＢＰ検知デバイス２２と組織オキシメータ２４の一方又は両方が独立型デバイスである実施形態では、その独立型デバイスはあらゆる方法でＡＭシステムコントローラ２６と通信し得る。
【００３８】
上述のように、ＡＭシステム２０は、コントローラ２６を含み、また、一つ以上の出力デバイス２８と一つ以上の入力デバイス３０を含み得る。入力デバイス３０の非限定的な例として、キーボード、タッチパッド、ユーザがデータ及び／又はコマンドを入力できる他のデバイス、有線又は無線接続を介して外部入力デバイスと通信するように構成されたポート等が挙げられる。出力デバイス２８の非限定的な例として、あらゆる種類のディスプレイ、プリンタ、ＡＭシステム２０によって生成されたデータや情報を表示又はやり取りするように構成された他のデバイスが挙げられる。ＡＭシステム２０は、有線接続又は無線接続を介して入力デバイス３０や出力デバイス２８と接続するように構成され得る。
【００３９】
一部実施形態では、ＡＭシステムコントローラ２６は、多様な受信信号（例えば、ＢＰ検知デバイス２２、組織オキシメータ２４から直接送信されコントローラ２６が受信した信号等）を処理するように構成され得て、また、特定の信号、例えば、ＡＭシステム２０内の一つ以上の構成要素を制御するように構成された信号を生成するように構成され得る。代わりに、ＡＭシステム２０は、各構成要素からの信号が一つ以上の中間処理デバイスに送信され、次いで中間処理デバイスが処理された信号やデータをＡＭシステムコントローラ２６に提供し得るように構成され得る。以下で説明するように、ＡＭシステムコントローラ２６は、ＡＭシステム２０に本願記載のステップや機能を行わせる記憶命令（例えば、アルゴリズム命令）を実行して、被検体の自己調節システムに関するデータ（例えば、測定値等）を生成したりやり取りしたりするようにも構成され得る。
【００４０】
ＡＭシステムコントローラ２６は、メモリ３４に記憶されている一連の命令を実行可能なあらゆる種類のプロセッサや処理回路又はあらゆる種類の計算デバイスや計算回路を含み得る。コントローラ２６は、複数のプロセッサ及び／又はマルチコアプロセッサを含み得て、あらゆる種類のプロセッサ、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コプロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、フィールドプログラマブルゲートアレイ、プログラマブル論理デバイス、状態機械、論理回路、アナログ回路、デジタル回路、これらの組み合わせを含み得る。例えば、システムに統合された血圧検知デバイス２２と組織オキシメータ２４を含む上述のＡＭシステム２０の実施形態では、コントローラ２６は、複数のプロセッサ、例えば、血圧検知デバイス２２専用の第一プロセッサ、組織オキシメータ２４専用の第二プロセッサ等や、コントローラ２６／ＡＭシステム２０の機能を調整するＡＭシステム２０の中央プロセッサと通信し得るあらゆるプロセッサを含み得る。メモリに記憶された命令は、ＡＭシステム２０を制御するための一つ以上のアルゴリズムを表し得て、記憶された命令は、コントローラ２６によって実行可能なように提供される特定の形式（例えば、プログラムファイル、システムデータ、バッファ、ドライバ、ユーティリティ、システムプログラム等）に限定されるものではない。
【００４１】
メモリ３４は、一つ以上のプロセッサによって実行されると一つ以上のプロセッサに特定の機能の実行を行わせる命令を記憶するように構成された非一時的機械可読記憶媒体であり得る。メモリ３４は、単一のメモリデバイス又は複数のメモリデバイスであり得る。メモリデバイスは、ストレージエリアネットワーク、ネットワーク接続型ストレージ、また、ディスクドライブ、リードオンリメモリ、ランダムアクセスメモリ、揮発性メモリ、不揮発性メモリ、スタティックメモリ、ダイナミックメモリ、フラッシュメモリ、キャッシュメモリ、及び／又は、デジタル情報を記憶するあらゆるデバイスを含み得る。当業者は、本開示を見直すことに基づいて、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせの使用を介してコントローラ２６の実現が可能であることを理解するものである。
【００４２】
本願記載の方法、ブロック、ステップ及び手段の実現は多様な方法でなされ得る。例えば、こうした方法、ブロック、ステップ及び手段は、ハードウェア、ソフトウェア、又はこれらの組み合わせで実現され得る。ハードウェアでの実現については、（例えば、記憶命令を実行することによって）本願記載の機能とステップを実行するように構成された処理デバイスが、一つ以上の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル論理回デバイス（ＰＬＤ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本願記載の機能を実行するように設計された他の電子ユニット、及び／又はこれらの組み合わせ内で実現され得る。
【００４３】
また、フローチャート、流れ図、ブロック図等として示されるプロセスとして本開示の実施形態が記載され得ることに留意されたい。こうした構造のうちいずれか一つが逐次的ンプロセスとして動作を記載し得るが、多くの動作を並列的又は同時に行うことができる。また、動作の順序は再構成され得る。プロセスは、方法、機能、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応し得る。
【００４４】
本ＡＭシステム２０は、被検体の自己調節機能に関するデータを生成するために、組織オキシメータ２４データ（例えば、一つ以上のＮＩＲＳインデックスに関する）と連続的血圧測定データとの実時間データ収集を利用する。組織オキシメータ２４とＢＰ検知デバイス２２の特定の機能（例えば、サンプリングレート等）はＡＲシステム２０の動作にとって適切なように設定可能であり、本開示は特定のデバイス設定に限定されるものではない。組織オキシメータ２４データとＢＰ検知デバイス２２データ（例えば、信号形式）は、ＡＲシステムコントローラ２６に送信され、そこで記憶命令を用いて処理されて、自己調節能データを決定する。例えば、本ＡＭシステム２０は、少なくとも一つのＮＩＲＳインデックスと血圧データとの間の相関関係を示すデータを生成し、被検体の自己調節能データを決定するように構成され得る。一部実施形態では、ＡＭシステム２０は、周波数領域法に基づいたアルゴリズムを用いて、コヒーレンス分析を行うように構成され得る。
【００４５】
図５は、所定のサンプリングウィンドウに対して血圧とＮＩＲＳインデックスの値を同期して取ることを含む例示的な周波数領域法を概略的に示し、血圧とＮＩＲＳインデックスの値はそれぞれ時間領域から周波数領域に（例えば、フーリエ変換で）変換され（血圧対周波数のプロット、ＮＩＲＳインデックス対周波数のプロットとして示されていて、変換された組織酸素化パラメータ値（例えば、ＮＩＲＳインデックス）は「周波数領域組織酸素化パラメータ値」と称され得て、変換された血圧値は「周波数領域血圧値」と称され得る）、変換データを更に分析して、周波数の単一の帯域（つまり、単一周波数帯）内のそれらの間のコヒーレンス度を決定する。コヒーレンス度は、ゼロから１（０〜１）の任意割当スケールで示され、コヒーレンス度は０から１に増加する（コヒーレンス値対周波数のプロットとして示される）。コヒーレンス値が１であることは、上述のような圧力の受動的状態を表す。コヒーレンス値（「ＣＯＨＺ」）は帯域の実質的に全ての周波数を代表するものであり、自己調節能インデックス（「ＡＲインデックス」）又は圧力受動インデックス（「ＰＰＩ」）として用いられ得る。代表的コヒーレンス値（「ＣＯＨＺ」）は、周波数帯内のコヒーレンス値の代表値（ａｖｅｒａｇｅ）、平均値（ｍｅａｎ）、中央値（ｍｅｄｉａｎ）、又は、帯域内の全ての周波数に対するコヒーレンス値を集合的に代表する同様の値であり得る。
【００４６】
一部実施形態では、或る期間にわたって決定された（単一周波数帯内の）ＣＯＨＺ値は、血圧増分（例えば５ｍｍＨｇ毎）又は増分血圧範囲（例えば、０〜２０ｍｍＨｇ、２０〜２５ｍｍＨｇ、２５〜３０ｍｍＨｇ等）でビニングされ得る。数時間にわたる自己調節能プロファイルプロットの非限定的な例が図６〜図８に示されていて、これらの自己調節能プロファイルプロットは、単一周波数帯内で決定されたＣＯＨＺ値に基づいている。
【００４７】
図６には、ブタ臨床データに基づいた自己調節能プロファイルプロットが示され、ＡＲインデックスと代表的ＳｔＯ２値（つまり、ＮＩＲＳインデックス）のＹ軸と、代表的な血圧範囲（５ｍｍＨｇビニング範囲で示される）のＸ軸と、血圧ビニング範囲毎のコヒーレンス値（「ＣＯＨＺ」）を示す。代表的ＳｔＯ２値は、平均値、代表値、中央値、又は帯域内の全ての周波数に対するＳｔＯ２値を集合的に代表する同様の値であり得る。代替実施形態では、自己調節能プロファイルプロットは、ＳｔＯ２以外のＮＩＲＳインデックス、つまり、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、オキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化等を含み得る。図６に見て取れるように、ＣＯＨＺ値は、ＡＲインデックス（又は代わりにＰＰＩインデックス）に関して見られ得る。図６に示されるデータは、被検体のブタの自己調節能が、略３０ｍｍＨｇ未満（＜３０ｍｍＨｇ）の血圧値において次第に圧力受動になることを示す。図６は、略０．３のＡＲインデックス値に水平線３８を含み、ＡＲインデックス値変曲点を反映し、この点を超えると、被検体の自己調節システムは或る程度圧力受動であるとして説明され得て（被検体の自己調節システムが圧力受動である程度は、ＡＲインデックスの値が１に近づくにつれて増大する）、その点未満では、被検体の自己調節機能は実質的に正常である。本開示は、ＡＲインデックス値変曲点が０．３であるものや特定のＡＲインデックス値変曲点に限定されない。ＡＲインデックス値変曲点は、実験データに基づき得て、被検体の特性（例えば、年齢、健康状態、喫煙者）等の要因に依存して異なり得る。
【００４８】
図７には、ヒト新生児データに基づいた自己調節能プロファイルプロットが示され、ＡＲインデックスと代表的ＳｔＯ２値（つまり、ＮＩＲＳインデックス）のＹ軸と、代表的な血圧範囲（５ｍｍＨｇビニング範囲で示される）のＸ軸と、血圧ビニング範囲毎のコヒーレンス値（「ＣＯＨＺ」）を示す。上述のように、自己調節能プロファイルプロットは、ＳｔＯ２以外のＮＩＲＳインデックス、つまり、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、オキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化等を含み得る。図７に示されるデータは、ヒト新生児被検体の自己調節能が略５０ｍｍＨｇ未満（＜５０ｍｍＨｇ）の血圧値において次第に圧力受動になることを示す。図７は、略０．３のＡＲインデックス値に水平線３８を含み、ＡＲインデックス値変曲点を反映し、この点を超えると、被検体の自己調節システムは或る程度圧力受動であるとして説明され得て、その点未満では、被検体の自己調節機能は実質的に正常である。上述のように、本開示は、ＡＲインデックス値変曲点が０．３であるものや特定のＡＲインデックス値変曲点に限定されない。
【００４９】
図８には、ヒト新生児データに基づいた自己調節能プロファイルプロットが示され、ＡＲインデックスと代表的ＳｔＯ２値（つまり、ＮＩＲＳインデックス）のＹ軸と、代表的な血圧範囲（５ｍｍＨｇビニング範囲で示される）のＸ軸と、血圧ビニング範囲毎のコヒーレンス値（「ＣＯＨＺ」）を示す。上述のように、自己調節能プロファイルプロットは、ＳｔＯ２以外のＮＩＲＳインデックス、つまり、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、オキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化等を含み得る。図８に示されるデータは、ヒト新生児被検体の自己調節能が略８５ｍｍＨｇ超（＞８５ｍｍＨｇ）の血圧値において次第に圧力受動になることを示す。図７は、略０．３のＡＲインデックス値に水平線３８を含み、ＡＲインデックス値変曲点を反映し、この点を超えると、被検体の自己調節システムは或る程度圧力受動であるとして説明され得て、その点未満では、被検体の自己調節機能は実質的に正常である。上述のように、本開示は、ＡＲインデックス値変曲点が０．３であるものや特定のＡＲインデックス値変曲点に限定されない。
【００５０】
本開示の態様は、被検体の自己調節機能（例えば、被検体の自己調節システムが機能している程度）の測定の増強や、被検体の自己調節機能の状態の決定の増強を提供し得る。例えば、一部実施形態では、本開示は、異なるサンプリングウィンドウで取られたＮＩＲＳ組織オキシメトリと生理学（例えば、平均血圧）のデータから、異なる所定の周波数帯のＣＯＨＺ値を同時に（又はほぼ同時に）決定及び分析することと、異なる所定の周波数帯内で決定されたＣＯＨＺ値から所与の時点におけるピークＣＯＨＺ値（つまり、「ＭＡＸ  ＣＯＨＺ」値）を決定することを含む。ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値は周期的に（例えば、３０秒毎）に決定され得る。このようにして、更なる分析に用いられるＭＡＸ  ＣＯＨＺ値は、複数の異なる所定の周波数帯のうちのいずれかから決定されたＣＯＨＺ値に基づいたものとなり得て、例えば、第一時点においてＭＡＸ  ＣＯＨＺ値は第一周波数帯からのデータに基づき得て、他の時点においてＭＡＸ  ＣＯＨＺ値は異なる周波数帯からのデータに基づき得る。以下で説明するように、複数の異なる所定の周波数帯からＭＡＸ  ＣＯＨＺ値を決定することの可能性は、単一周波数帯から決定されることとは対照的に、ＡＭシステム２０の感度と精度を向上させ、ＡＭシステム２０の実時間応答検出を改善する（例えば、被検体の低い自己調節機能をより急速に検出するようにＡＭシステム２０の性能を改善する）と考えられる。
【００５１】
図９を参照すると、代表的コヒーレンス値（「ＣＯＨＺ」）は少なくとも複数の所定の周波数帯において決定され得て（例えば、図５を参照して上述したのと同様の方法において）、実時間ピークコヒーレンス値（ＭＡＸ  ＣＯＨＺ）はこれらのＣＯＨＺ値から決定され得る（つまり、それぞれ異なる周波数帯において決定されたＣＯＨＺ値から決定される）。例えば、図９に示される例示的な方法では、五つの異なる周波数帯が示されている。周波数帯ナンバー１（「＃１」）は、０．００３３３Ｈｚから０．０５Ｈｚの帯域幅と、５分のサンプリングウィンドウを有する。周波数帯ナンバー２（「＃２」）は、０．００１６６Ｈｚから０．０５Ｈｚの帯域幅と、１０分のサンプリングウィンドウを有する。周波数帯ナンバー３（「＃３」）は、０．０００８３３Ｈｚから０．０５Ｈｚの帯域幅と、２０分のサンプリングウィンドウを有する。このように、周波数帯ナンバー１〜３は、異なる帯域幅と異なるサンプリングウィンドウを表し、例えば、周波数帯ナンバー１〜３内の周波数の範囲は、関連するサンプリングウィンドウの持続時間（例えば、５分、１０分、２０分等）に少なくとも部分的に基づいて選択される。また、一周波数帯内の周波数の範囲は、組織オキシメータ２４のサンプリングレート、血圧検知デバイス２２のサンプリングレート（又は、収集レート）、これら両方、又はこれらの組み合わせを考慮しても選択され得て、例えば、周波数帯は、各デバイスのサンプリングレートがその周波数帯内にあるように選択される。周波数帯１は、被検体の血圧に急速な変化がある場合にコヒーレンス（例えば、容易に特定可能なコヒーレンス）を特定するのに有効であると理解される。周波数帯２は、被検体の血圧の変化が周波数帯１内で検討されるものよりも急速ではない場合にコヒーレンス（例えば、容易に特定可能なコヒーレンス）を特定するのに有効であると理解される。周波数帯３は、被検体の血圧の変化が周波数帯２内で検討されるものよりも急速ではない場合にコヒーレンス（例えば、容易に特定可能なコヒーレンス）を特定するのに有効であると理解される。上述の周波数帯１〜３の周波数範囲は例であって、本開示はこうした特定の周波数範囲に限定されない。周波数帯ナンバー４（「＃４」）は、０．０５Ｈｚから０．１５Ｈｚの帯域幅と、５分のサンプリングウィンドウを有する。周波数帯ナンバー４内の周波数の範囲は、周波数帯ナンバー１〜３内のものよりも高い周波数の範囲の評価を可能にするように選択され、被検体の血圧に急速な変化がある場合にコヒーレンス（例えば、容易に特定可能なコヒーレンス）を特定するのに有効であると理解され、及び／又は、呼吸効果（例えば、呼吸数等）を反映するように選択され得る。上述の周波数帯４の周波数範囲も例であり、本開示はこの特定の周波数範囲に限定されるものではない。周波数帯ナンバー５（「＃５」）は、０．０８Ｈｚから０．１２Ｈｚの帯域幅と、５分のサンプリングウィンドウを有する。周波数帯ナンバー５内の周波数の範囲は、被検体の生理学的特性（例えば、メイヤー（Ｍａｙｅｒ）波）を評価するように選択され得て、メイヤー波に関連するコヒーレンス（例えば、容易に特定可能なコヒーレンス）を特定する���に有効であると理解される。メイヤー波は、圧受容器と化学受容器の反射制御システムの振動によって引き起こされる動脈圧の周期的変化（例えば、「波」）である。メイヤー波は、呼吸頻度（周波数）よりも遅い周波数における動脈圧振動として定義され得て、遠心性交感神経活動で最も強く顕著なコヒーレンス（周波数領域における二つの変数の変動間の線形結合の強度）を示す。周波数帯５の周波数範囲も例であり、本開示はこの特定の周波数範囲に限定されるものではない。
【００５２】
複数の所定の周波数帯からＭＡＸ  ＣＯＨＺを決定する本開示の実施形態は、上述の周波数帯や特定されたサンプリングウィンドウに限定されるものではなく、例えば、異なる持続時間のサンプリングウィンドウに関連するより少ない又はより多い帯域を使用し得て、及び／又は、異なるサンプリングウィンドウを使用したりし得る。上述の周波数帯とサンプリングウィンドウは、以下で説明するように顕著な利用性を与えるものと理解されるが、本開示はこれに限定されるものではない。
【００５３】
（例えば、図９に示されるようなもの等の）複数の所定の周波数帯内のＣＯＨＺ値を決定することによって、最高のＣＯＨＺ値（つまり、ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値）を所与の時点においてＣＯＨＺピーク検出器３６によって異なる周波数帯から選択することができる（例えば、上述のように周期的に決定することを含む）。ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値は、例えば、図５に示される方法で示されるように、単一周波数帯から決定されたＣＯＨＺ値と比較して、所与の時点における自己調節機能に対するより良好な感度を与える。結果として、ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値（及び対応するＡＲインデックス、ＰＰＩインデックス等）は実時間（現時点）の状況をより示すものとなり、特に被検体の血圧が自己調節下限閾値（例えば、下方の血圧変曲点）未満に下がった場合に臨床医により急速に警告することができる。例えば、被検体の血圧とＮＩＲＳインデックス（例えば、ＳｔＯ２）に急速な変化があると、高周波数帯から決定されたＣＯＨＺ値は、低周波数帯から決定されたＣＯＨＺ値よりも実質的に高くなる傾向にある。よって、「事象」（つまり、被検体の血圧とＮＩＲＳインデックスの急速な変化）は、高周波数帯内においてより急速に特定される。逆に、被検体の血圧とＮＩＲＳインデックス（例えば、ＳｔＯ２）に同時に遅い変化があると、低周波数帯から決定されたＣＯＨＺ値は、高周波数帯から決定されたＣＯＨＺ値よりも実質的に高くなる傾向にある。よって、「事象」（つまり、被検体の血圧とＮＩＲＳインデックスの遅い変化）は、低周波数帯内においてより急速に特定される。
【００５４】
可能な限り素早く被検体の自己調節機能の変化の指標（例えば、自己調節機能が機能していないこと、例えば、血圧受動条件等）を決定することには顕著な臨床的価値がある。単一の周波数帯を利用する周波数領域法で被検体の自己調節機能を監視する自己調節能監視システムは、高コヒーレンス値を報告するのが遅くなり得て、又は、全ての周波数コヒーレンス値を平均化することに起因して、コヒーレンス値の大きさが低周波数の低コヒーレンス値によって希釈され得る。本開示の実施形態は、複数の所定の周波数帯内のＣＯＨＺ値を決定し、それらからＭＡＸ  ＣＯＨＺ値を決定することによって、この制限を軽減する。
【００５５】
図１０に示される概略図は、図９に示され上述したもの等の周波数領域法を示す。図１０には、所定の周波数帯１〜５が水平周波数軸上に示され、各周波数帯の違いを示している。
【００５６】
図１１に示される概略図は、図９に示され上述した例示的な所定の周波数帯１〜５に対応する時間領域サンプリングウィンドウを示す。図１１に示される時間領域サンプリングウィンドウの配列が示すのは、本開示の一部実施形態において、所与の時点（「Ｔ現在」）において生成された自己調節能データが直近の過去５分（「Ｔ−５分」）、１０分（「Ｔ−１０分」）、２０分（「Ｔ−２０分」）等をそれぞれ示す時間サンプリングウィンドウ、つまり少なくとも部分的に重なる時間サンプリングウィンドウに基づき得ることである。上述のように、本開示は、こうした特定のサンプリングウィンドウ持続時間に限定されるものではない。
【００５７】
本開示の他の態様は、被検体の自己調節機能の測定を増強することも提供し得る。上述のように、被検体の自己調節機能は、或る期間にわたる同期の血圧値とＮＩＲＳインデックス値を用いて評価可能であり、血圧値とＮＩＲＳインデックス値はそれぞれ時間領域から周波数領域に変換され、変換データを更に分析して、これらの間のコヒーレンス度を決定する。本開示の一部実施形態では、このプロセスは複数の異なるＮＩＲＳインデックスについて実行され得る（例えば、組織酸素飽和度（ＳｔＯ２）、全ヘモグロビン血液量（ＴＨｂ）、オキシヘモグロビン（ＨｂＯ２）とデオキシヘモグロビン（Ｈｂ）の差分変化等のうちの少なくとも二つを用いて実行される）。或るＮＩＲＳインデックスが他のものよりも自己調節機能により敏感である場合、本開示のように自己調節機能決定プロセスを行うこと（例えば、単一周波数帯内、又は複数の周波数帯内で行う）が、被検体の自己調節機能の変化の高速特定及び／又は更なる感度を提供し得る。例えば、図１２は、第一ＮＩＲＳインデックス（例えば、ＳｔＯ２）に基づく第一自己調節能プロット５２（ＡＲインデックス対ＢＲ範囲）と、第二ＮＩＲＳインデックス（例えば、ＴＨｂ）に基づく第二自己調節能プロット５４、第三ＮＩＲＳインデックス（例えば、ＨｂＯ２とＨｂの差分変化）に基づく第三自己調節能プロット５６を示す。上記の各ＮＩＲＳインデックスに対するＣＯＨＺ／ＡＲインデックスは、血圧ビニング範囲毎に互いに評価可能であり、例えば、５０〜５５ｍｍＨｇのビニング範囲に対するＳｔＯ２に関連するＣＯＨＺ値、５０から５５ｍＨｇのビニング範囲に対するＴＨｂに関連するＣＯＨＺ値、５０から５５ｍＨｇビニング範囲に対するＨｂＯ２とＨｂの差分変化のＣＯＨＺ値となる。一部実施形態では、この評価プロセスは、そのビニング範囲について最高のＣＯＨＺ値を有するＮＩＲＳインデックスを選択することを含み得る。図１２Ａは、上記方法の概略的な例と、上記方法がどのように表示可能であるのかについての概略図を与える。他の実施形態では、評価プロセスは、そのビニング範囲についての上記ＮＩＲＳインデックスに対するＣＯＨＺ値に基づいて代表ＣＯＨＺ値（又は平均値、中央値等）を生成することを含み得る。場合によっては、第一ＮＩＲＳインデックス値が他の値よりも自己調節機能に敏感であり得て（また、他の場合では、一つのＮＩＲＳインデックスが生理学的事象によって影響され得る一方で、他のＮＩＲＳインデックスが同じ生理学的事象によってほとんど又は全く影響されない）、上述のような自己調節機能決定プロセスを行うことが、被検体の自己調節機能の変化の高速特定及び／又は更なる感度を提供することができる。本開示は複数の異なるＮＩＲＳインデックスを用いて被検体の自己調節機能を監視するための徳地の方法に限定されるものではない。例えば、第一実施形態では、本開示のＭＡＸ  ＣＯＨＺ値を決定するための方法を各ＮＩＲＳインデックスについて行い、次いで、このような決定各々からのＭＡＸ  ＣＯＨＺ値（つまり、ＭＡＸ  ＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス１、ＭＡＸ  ＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス２、ＭＡＸ  ＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス３等）を互いに評価して、それらか��最大値（例えば、ＭＡＸ  ＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス）を選択し、次いで、その最大値を用いて、本願記載のように被検体の自己調節機能を評価し得る。他の例として、複数の異なるＮＩＲＳインデックスをＭＡＸ  ＣＯＨＺ値の決定のいずれかの段階（例えば、より早期の段階）において利用し得る。例えば、各周波数帯に対するＣＯＨＺ値を決定するためのプロセス中に、ＣＯＨＺ値が特定の周波数帯内の各ＮＩＲＳインデックスについて決定され得て（例えば、第一周波数帯についてのＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス１‐ＦＢ１、ＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス２‐ＦＢ１、ＣＯＨＺＮＩＲＳインデックス３‐ＦＢ１）、それらの中からピークＣＯＨＺ値を選択し、このプロセスを各周波数帯について繰り返し得る。次いで、例えば、本願記載のようにして、上記のＣＯＨＺ値からピークコヒーレンス値（ＭＡＸ  ＣＯＨＺ）を決定し得る。こうした複数の異なるＮＩＲＳインデックスを用いて被検体の自己調節機能を監視するための例示的な方法は例示的なものであって限定的なものではない。
【００５８】
一部実施形態では、その時点において分析されている複数の所定の周波数範囲から決定されたコヒーレンス値（ＣＯＨＺ）値からＭＡＸ  ＣＯＨＺ値が決定されると、ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値を血圧範囲でビニングし得て（例えば、５ｍｍＨｇ毎）、例えば、小さな血圧変化が検出される場合にビニングする。一部実施形態では、ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値は、所定の期間（例えば、数時間）にわたって周期的に（例えば、３０秒毎）に連続的に決定され得て、それらのＭＡＸ  ＣＯＨＺ値を更に処理して、例えば、情報の表示を促進し得る。例えば、或る期間にわたり周期的に決定され収集されたＭＡＸ  ＣＯＨＺ値をビニングして、ビニングされた値の代表的な値（例えば、代表値（ａｖｅｒａｇｅ）、平均値（ｍｅａｎ）、中央値（ｍｅｄｉａｎ））を自己調節能プロファイルプロット（例えば、図６〜図８に示されるのと同様の構成のプロット）内に表示し得る。ビニングプロセスを含み、各ビニング範囲について代表的な値が決定される実施形態では、代表的な値を生成する（例えば、代表値、平均値、又は中央値を決定する）プロセスは、異常値（例えば、偽陽性、偽陰性）を軽減するという追加的な利点を提供し得る。
【００５９】
臨床医に対する自己調節能データの可視化を増強するため（例えば、自己調節能の悪さを簡単に認識するため）、本開示の一部実施形態は、ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値を処理して（例えば、乗算器や関数等によって）、被検体の自己調節機能（例えば、ＭＡＸ  ＣＯＨＺ値）の変化を簡単に認識できるようにし得る。例えば、一部実施形態では、自己調節能プロファイルは、例えば以下の式（１）等の関数に基づいたＡＲインデックスを含み得る：
ＡＲインデックス＝２×（ＭＡＸ  ＣＯＨＺ）２  （式１）
また、上述のように、ＡＲインデックス値変曲点（その点を超えると被検体の自己調節システムの機能が悪くなり得る（例えば、血圧受動で機能する））を反映する線を表示することによって、臨床医に対する自己調節能データの可視化を増強し得る。図６〜図８及び図１５に示される例示的な自己調節能プロットプロファイルは、０．３にＡＲインデックス値変曲ライン３８を含む。本開示は、ＡＲインデックス値変曲ライン３８を含む自己調節能プロットプロファイルに限定されるものではなく、ＡＲインデックス値変曲ライン３８を含むプロファイルの実施形態については、０．３や他の特定のＡＲインデックス値に限定されるものではない。
【００６０】
本開示の一部実施形態では、自己調節能プロファイルプロットは、全監視期間にわたるデータを反映し得る。一部実施形態では、自己調節能プロファイルプロットは、全監視期間未満の期間中に収集されたデータを反映し得る。本開示のＡＲシステムは、これら実施形態のいずれかを選択的に表示するように構成され得る。
【００６１】
一部実施形態では、ＡＲシステムは、複数の自己調節能プロファイルプロットを同時に（例えば、例えば同じディスプレイスクリーン上に）表示することができるように構成され得て、例えば、監視期間中の長期間にわたって収集されたデータを表示する第一自己調節能プロファイルプロットと、監視期間中の短期間（例えば、より最近の期間）にわたって収集されたデータを表示する第二自己調節能プロファイルプロットを表示する。
【００６２】
ＮＩＲＳインデックスの変化や血圧の変化は、被検体の自己調節機能に必ずしも関与するものではない。自己調節機能は、典型的には、ＮＩＲＳインデックスと血圧の関連する変化に応答する。例えば、比較的短期間（例えば、３０秒）内の血圧変化でＮＩＲＳインデックスが変化する場合、ＮＩＲＳインデックス変化と血圧変化とから導出されるＣＯＨＺ値は、被検体の生理機能に起因する傾向にあり、自己調節機能の有用な指標を表す。逆に、血圧変化後の比較的長期間（例えば２分）で生じるＮＩＲＳインデックス変化を検討する。二つの事象の間の時間的分離が、生理的応答として両者が互いにあまり関係していないものにする。従って、こうした時間的に別々の変化から導出されたＣＯＨＺ値は、被検体の生理機能にあまり起因しない傾向になり、ＣＯＨＺ値は、自己調節機能の指標として劣る。時間的に別々の変化は、低酸素症などの他の生理的事象や、被検体の運動等の外部干渉により起因する傾向にある。
【００６３】
図１３及び図１４を参照すると、本開示の実施形態は、被検体の自己調節機能を評価するのにＮＩＲインデックス変化と血圧変化との間の時間的関係を考慮する。例えば、一部実施形態では、特定の周波数帯において決定されたコヒーレンス値を「位相」範囲に関して評価し得る。本願において「位相」や「位相範囲」との用語は、ＮＩＲＳインデックス変化の発生と血圧変化の発生との間の所定の時間的関係や、ＮＩＲＳインデックスの発生と血圧変化との間の周波数（頻度）関係を意味するものとして用いられる。例えば、位相は以下の（式２）として定義され得る：
【数１】
2021506509.tif 000003
上記数学的関係は、「位相」との用語がどのように定義可能であるのかの非限定的な例であり、本開示はこの特定の数学的関係に限定されるものではない。一部実施形態では、ＮＩＲインデックス変化の発生と血圧変化との間の位相関係は、上述の周波数領域の値と、それら周波数領域の値が互いに位相外である程度との間の関係に関して記述され得る。
【００６４】
位相を用いてどのようにコヒーレンス値の有効性を評価し得るのかを例示するため、特定の周波数帯（例えば、超低周波数帯）内で決定されたコヒーレンス値を検討する。位相（例えば、血圧変化とＮＩＲＳインデックス変化との間の時間間隔）が所定の位相範囲外であると、決定されたコヒーレンス値を破棄し得て、又は、その特定の周波数帯についてＣＯＨＺの決定を損なわない値（例えば、ゼロ等の低い値）を割り当てる。特定の周波数帯についてのコヒーレンス値を処理（例えば、平均化）して、その特定の周波数帯についてのＣＯＨＺ値を生成する前に、各周波数の位相評価を行い得る。図１３に示されるように、血圧変化に対するＮＩＲＳ応答時間の関数として許容可能な最大位相は、周波数と共に増加し、例えば、高周波数では、全ての位相値が、被検体の自己調節機能を評価する際に生理学的に有効となり得て、一方、非常に低い周波数では、限られた位相値のみが、被検体の自己調節機能を評価する際に生理学的に有効となり得る（例えば、血圧変化とＮＩＲＳインデックス変化との間の時間的関係が大き過ぎるので、被検体の生理機能にあまり起因したものではなくなる）。
【００６５】
場合によっては、被検体は、低自己調節能血圧範囲を下回る又は上回り得る急性血圧降下を経験し得る。このような場合、本ＡＲシステムは、表示された自己調節能情報（自己調節能プロファイルプロット等）を更新するように構成され得る（例えば、記憶されたアルゴリズム命令によって）。表示された情報は、自己調節能閾値（その値はＡＲインデックス値変曲ラインとして示され得て、その値を超えると被検体の自己調節機能が次第に圧力受動になる）を示す所定のＡＲインデックス（ＰＰＩインデックス）値を超える高い値を含み得る。
【００６６】
本開示の一部実施形態は、一つ以上の自己調節能プロット、血圧及びＮＩＲＳインデックス信号及び対応のコヒーレンス信号を示す短実時間ウィンドウを表示し得る。本開示の一部実施形態は、自己調節能プロットと同様に血圧の関数としてＮＩＲＳインデックスのビニングされた値を表示し得る。ＮＩＲＳインデックス値（例えば、ＳｔＯ２値）のビニングは、血圧の少なくとも小さな変化で発動され得る。表示の実施形態の非限定的な例が図１５に示されている。図１５は、自己調節能プロファイルプロット４０（例えば、ＡＲインデックス又はＣＯＨＺ対ＢＰ範囲）、ビニングされたＮＩＲＳインデックス（例えば、ＳｔＯ２）値対ＢＰ範囲の対応プロット４２、及び、血圧（例えば、平均血圧）とＮＩＲＳインデックス（例えば、ＳｔＯ２）とＣＯＨＺを時間の関数として示す実時間ウィンドウ４４を示すディスプレイ（表示）を示す。
【００６７】
本開示の実施形態に従って生成される自己調節能データは、多様な形式で表示され得て、例えば、図６〜図８、図１５に示される自己調節能プロファイルプロットの形式が挙げられるが、これに限定されるものではない。一部実施形態では、本開示の実施形態に従って生成される自己調節能データは、シグモイド関数等の数学モデルに従って表示され得て、例えば、その数学モデルは、表示用にデータに対してフィッティングされ得る。シグモイド関数は、特徴的な「Ｓ」字状曲線を有する関数である（「シグモイド曲線」と呼ばれることもある）。本開示で使用可能なシグモイド関数の一例は、以下の（式３）のとおりであり、図１６にグラフで示される：
【数２】
2021506509.tif 000004
図１６に見て取れるように、シグモイド曲線は、二つの異なる値における別々の平坦領域と、二つの平坦領域間の移行領域である曲線領域とを有する。本開示の一部実施形態では、シグモイド関数を用いて、血圧が下自己調節能変曲点未満に低下するにつれてＡＲインデックスが増加している自己調節能データを数学的にフィッティングし、また、血圧が上自己調節能変曲点を超えて増加するにつれてＡＲインデックスが増加している自己調節能データを別途フィッティングし得る。こうした実施形態では、下自己調節能変曲点と上自己調節能変曲点が、被検体の自己調節能が機能している範囲を示し得る。
【００６８】
非線形回帰法を用いて、下変曲点と上変曲点において自己調節能データを二つの異なるシグモイド関数に曲線フィッティングすることを単一のプロセスで行うか、又は複数の別々のプロセスで行い、別々の結果を後で数学的に組み合わせ得る。図１７は、平均血圧の関数として自己調節能データ（例えば、ＡＲインデックス）にフィッティングされた二つの異なるシグモイド関数の例を示す。一部実施形態では、自己調節能プロファイルプロットの上平坦領域等の変数が、シグモイド関数フィッティングプロセス中に１以下の値（つまり、≦１）に制限され得て、自己調節能プロファイルプロットの下平坦領域が０以上の値（つまり、≧０）に制限され得る。シグモイド関数のフィッティングに使用可能な線形回帰プロセスの非限定的な例は、逐次二次計画法（ＳＱＰ，ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  ｑｕａｄｒａｔｉｃ  ｐｒｏｇｒａｍｍｉｎｇ）であり、これは条件付き非線形最適化用の反復法である。
【００６９】
図１７に示される例では、非線形回帰による自己調節能データに対するモデル方程式フィッティングは以下の（式４）の二つのシグモイド関数で構成される：
【数３】
2021506509.tif 000005
この例示的なモデル方程式において、
【数４】
2021506509.tif 000006
の項は、上平均血圧（ＭＢＰ）シグモイド関数を表し、また、
【数５】
2021506509.tif 000007
の項は、下ＭＢＰシグモイド関数を表す。パラメータ「ＭＢＰ」は血圧ビンを表し、パラメータ「Ｍ」は、下変曲点と上変曲点との間のＭＢＰ値における下ＡＲインデックス値の代表値又は平均値を表し、通常は、生理学的自己調節能曲線の平坦部を表し、パラメータ「ＺＵ」は上シグモイド関数中点を表し、パラメータ「ＴＵ」は上シグモイド関数曲率を表し、パラメータ「ＺＬ」は下シグモイド関数中点を表し、パラメータ「ＴＬ」は下シグモイド関数曲率を表す。パラメータ「Ｍ」、「ＺＵ」、「ＺＬ」、「ＴＵ」、「ＴＬ」（フィッティング変数）は非線形回帰法（ＮＬＲ）によって解かれ得て、ＮＬＲを解に収束させるように限定範囲に制限され得る。変数「Ｍ」は、下変曲点と上変曲点との間のＭＢＰ値における低ＡＲインデックス値の代表値又は平均値を予め計算することによって、ＮＬＲの前に予め決定され得て、これはＮＬＲを更に単純にし得る。更に、式４の下シグモイド関数と上シグモイド関数をＭＢＰの中点（ＡＲインデックスが最低の点）において分割して、ＮＬＲで別々に処理することができる。自己調節能プロファイルプロットが下ＭＢＰにおいてのみ上昇しているＡＲインデックスを示す場合には、下ＭＢＰシグモイド関数をＮＬＲで用いて、パラメータ「ＺＬ」と「ＴＬ」について解き得て、上ＭＢＰシグモイド関数を省き得る。同様に、自己調節能プロファイルプロットが、高ＭＢＰにおいてのみ上昇しているＡＲインデックスを示す場合には、上ＭＢＰシグモイド関数をＮＬＲで用いて、パラメータ「ＺＵ」と「ＴＵ」について解き得て、下ＭＢＰシグモイド関数は、式に「Ｍ」を足すことに置き換えられ得る。
【００７０】
（式４）の自己調節能モデルがＮＬＲによって解かれる場合、（式４）を更に以下の（式５）に処理して、同じパラメータを用いて、下シグモイド関数を無効にすることによって図３に示される生理学の教科書の自己調節能曲線のような自己調節能曲線を生成し得る：
【数６】
2021506509.tif 000008
式５に基づいた自己調節能曲線を再びプロットすることで、図１８に示されるような生理学的自己調節能表示（例えば、曲線）がもたらされる。図１８に示されるグラフ表示（本ＡＲシステムが表示するように構成可能である）は、実時間オキシメータと血圧監視によって監視されている患者の脳自己調節能状態を臨床医が理解するための指標として表示可能である。（式５）（又は同様の式）を用いて生成され図１８に示されるようなグラフ表示は、臨床医の理解を促進し、また、当該分野で既知と考えられる図３に示されるような曲線の構成と類似しているので即座の解釈を与え得る。
【００７１】
図１８に示されるグラフ表示において、自己調節能の下限を示す下ＭＢＰ変曲点は略４０〜５０の間にあり、自己調節能の上限を示す上ＭＢＰ変曲点は略１００〜１１０の間にある。下ＭＢＰ変曲点と上ＭＢＰ変曲点を決定する代替法は、平坦な自己調節能領域から又は他の数学的手段によってモデル化されたＡＲインデックスのパーセンテージ変化や固定変化を含むが、これらに限定されるものではない。
【００７２】
シグモイド関数を用いた数学的モデル化の上記説明（例えば、（式３）〜（式５）で示され、図１７及び図１８に示されるようなもの）は、自己調節能データを表示用にどのように処理し得るのかの非限定的な例である。本開示は、記載されている特定の式や、示されているグラフ表示に限定されるものではなく、例えば、代わりのシグモイド関数及び関連の表示も本開示の範囲内にある。
【００７３】
本開示の一部実施形態では、ＡＭシステムコントローラ２６は、データをＮＬＲ曲線フィッティングする前に自己調節能データを調べる（例えば、フィルタリングする）命令を備えて構成され得る。例えば、データ（例えば、ＡＲインデックス値）が全てのＭＢＰ値に対して異常に高いと、監視されている被検体は、異常な自己調節機能を有しているか、自己調節機能を有していない可能性がある。例えば、計算された最低ＡＲインデックスが所定の閾値よりも高いと（例えば、ＡＲインデックス値＞０．５）、コントーラ２６の命令は、ＮＬＲ曲線フィッティングを行わず、フィッティングされた曲線の代わりに、全血圧において自己調節機能が悪いことの指標を提供する（例えば、表示する）ことを命令し得る。
【００７４】
本開示の一部実施形態では、ＡＭシステムコントローラ２６は、現在の測定ＭＢＰが脳自己調節能限界内にあるかどうかの「単純化された」指標を生成する命令を備えて構成され得る。例えば、指標（例えば、表示されるデータ）は、生理学的自己調節能曲線（例えば、図１８に示されるもの等）と、現在の測定ＭＢＰが脳自己調節能限界（自己調節能プロファイルプロットから決定される及び／又は生理学的自己調節能曲線から導出される）内にあるかどうかのグラフ表示を含み得る。このようなグラフ表示の一例が図１９に示されていて、図１９は、複数の領域における現在の実時間ＭＢＰ値を示し、第一領域４６はＭＢＰ値が自己調節能領域の中にあること（例えば、正常）を示し、第二領域４８は、ＭＢＰ値が境界にあること（例えば、自己調節能領域の周辺にあるが、自己調節能領域の外にはまだ出ていない）を示し、第三領域５０は、ＭＢＰ値が自己調節能領域の外にあること（例えば、異常）を示す。臨床医がこれら領域４６、４８、５０を素早く認識することを促進するため、これら領域を色分けし得て、例えば、第一領域４６（自己調節能）は、正常状態を示すように「許容可能」色（例えば、緑色）に色分けし、第二領域４８（境界）は、境界状態を示すように第二色（例えば、オレンジ色や黄色などの「警戒」色）に色分けし、第三領域５０（境界外）は、自己調節能受動性を示すように第三色（例えば、赤色等の「警報」色）に色分けし得る。つまり、このカラー方式は、被検体の現在のＭＢＰ値が存在している自己調節能機能状態を示す素早く認識可能な情報表示を与え得る。
【００７５】
実施形態の完全な理解を与えるために上記説明では具体的な詳細が与えられている。しかしながら、実施形態はこうした具体的な詳細無しで実施可能であることを理解されたい。例えば、本開示は、本願で与えられている例示的な周波数範囲、期間、式等に限定されるものではない。
【００７６】
また、実施形態が、プロセス（フローチャート、流れ図、ブロック図等として示される）として記載され得ることに留意されたい。これら構造のいずれか一つは逐次的プロセスとして動作を記載し得るが、多くの動作は並列又は同時に実行可能である。また、動作の順序は再構成され得る。プロセスは、方法、機能、手順、サブルーチン、サブプログラム等に対応し得る。
【００７７】
本開示の原理を具体的な装置と方法に関して説明してきたが、その説明は単に例示目的であって、本開示の範囲を限定するものではないことは明確に理解されたい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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