(57)【要約】  関節分析プローブ（１００）。プローブ（１００）は、フレーム（１０２）を含む。プローブ（１００）はまた、フレーム（１０２）に埋め込まれ、非接触方式で対象（１６０）の関節（１６２）からの音（１０８）を測定するように構成されたマイクロフォン（１０６）を含む。プローブ（１００）はまた、マイクロフォン（１０６）が関節（１６２）からの音（１０８）を測定するときに対象（１６０）と接触するように構成および位置決めされたマイクロフォン（１０６）の周りの隆起リム（１０４）を含み、それにより隆起リム（１０４）は、マイクロフォン（１０６）によって捕捉された周囲ノイズ（１１０）を減衰させる。
2021520916.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム（１０２）と、
前記フレーム（１０２）に埋め込まれ、非接触方式で対象（１６０）の関節（１６２）からの音（１０８）を測定するように構成されたマイクロフォン（１０６）と、
前記マイクロフォン（１０６）が前記関節（１６２）からの前記音（１０８）を測定するときに前記対象（１６０）と接触するように構成および位置決めされた前記マイクロフォン（１０６）の周りの隆起リム（１０４）であって、それにより前記隆起リム（１０４）は、前記マイクロフォン（１０６）によって捕捉された周囲ノイズ（１１０）を減衰させる隆起リム（１０４）と
を備える、関節分析プローブ（１００）。
【請求項２】
前記フレーム（１０２）は、ユーザによって手で保持されるように構成および寸法決めされた細長いフレームである、請求項１に記載の関節分析プローブ。
【請求項３】
前記フレーム（１０２）は、関節ブレース（１４０２）に取り付け可能であるように構成および寸法決めされる、請求項１に記載の関節分析プローブ。
【請求項４】
前記マイクロフォン（１０６）は、前記フレーム（１０２）の端部に埋め込まれる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項５】
前記マイクロフォン（１０６）は、前記フレーム（１０２）の中空部（２０６、４０６）に埋め込まれる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項６】
前記マイクロフォン（１０６）は、前記マイクロフォン（１０６）によって捕捉された前記周囲ノイズ（１１０）を減衰させるために、前記関節（１６２）を部分的に取り囲むように構成および寸法決めされたカップ形状のイヤーマフ状構造（１１００）に埋め込まれる、請求項１〜５のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項７】
前記隆起リム（１０４）を備える部品（４００／５００／６００／７００／８００／９００）は、前記フレーム（１０２）と取り外し可能に取り付け可能であり、前記部品（４００／５００／６００／７００／８００／９００）は、部品（４００、５００、６００、７００、８００、９００）のセットの一部であり、前記セットの各部品（４００、５００、６００、７００、８００、９００）は、前記対象（１６０）の異なる関節（１６２、１６４）を測定するように構成および寸法決めされる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項８】
前記周囲ノイズ（１１８）を測定するように構成された追加のマイクロフォン（１１６）と、前記周囲ノイズ（１１８）の負の波形を生成し、前記周囲ノイズ（１１０）をキャンセルするために、前記波形を前記関節（１６２）から測定された前記音（１０８）と混合するように構成された電子回路（１２０）とをさらに備える、請求項１〜７のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項９】
前記マイクロフォン（１０６）の隣にあり、非接触方式で前記関節（１６２）からの１つまたは複数の温度（１１４）を測定するように構成された１つまたは複数の温度センサ（１１２）をさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項１０】
前記関節（１６２）の近くにストラップ（１２６、１３２）で取り付け可能であり、前記関節（１６２）の運動中に慣性データ（１２８、１３４）を測定するように構成された２つのオプションの慣性センサ（１２４、１３０）と結合する慣性入力インターフェース（１２２）をさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項１１】
前記関節（１６２）の近くに取り付け可能であり、前記関節（１６２）の運動中にＥＭＧデータ（１４０）を測定するように構成されたオプションのＥＭＧセンサ（１３８）と結合する筋電図ＥＭＧ入力インターフェース（１３６）をさらに備える、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項１２】
測定値（１４４）を外部データ処理装置（１７０）に通信するように構成された送信機（１４２）をさらに備える、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項１３】
前記関節分析プローブ（１００）は、ヒトの生理学的特性に適合するように構成および寸法決めされる、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【請求項１４】
前記関節分析プローブ（１００）は、ウマ、ラクダ、イヌの１つまたは複数を含む動物の生理学的特性に適合するように構成および寸法決めされる、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の関節分析プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、関節分析プローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
関節は、その機能を著しく低下させ、可動性に影響を及ぼし、さらには作業障害につながるいくつかの状態によって影響を受けることがある。関節に影響を及ぼす一般的な病的状態は、変形性関節症（ＯＡ）、および関節の劣化を誘発する他の外傷性または炎症性関連疾患である。詳細については、以下の文献を参照されたい。
Ａｌｔｍａｎ  ＲＤ（１９８７）．Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ．Ａｍ  Ｊ  Ｍｅｄ．８３：６５−６９。
Ｃｉｓｔｅｒｎａｓ  ＭＧ，Ｍｕｒｐｈｙ  Ｌ，Ｓａｃｋｓ  ＪＪ，Ｓｏｌｏｍｏｎ  ＤＨ，Ｐａｓｔａ  ＤＪ，Ｈｅｌｍｉｃｋ  ＣＧ（２０１６）．Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｆｉｎｉｎｇ  Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｉｍｐａｃｔ  ｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  Ｐｒｅｖａｌｅｎｃｅ  ｉｎ  ａ  ＵＳ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅｄ  Ｓｕｒｖｅｙ．Ａｒｔｈｒｉｔｉｓ  Ｃａｒｅ  Ｒｅｓ（Ｈｏｂｏｋｅｎ）６８（５）：５７４−８０。
【０００３】
ＯＡは、最も一般的な筋骨格系障害であり、様々な関節（膝、股関節、脊椎など）で発生する可能性がある。この複雑な障害は、個人の生活の質の劣化に加えて、社会に多大なコストを発生させる主要な公衆衛生問題として長い間認識されている。ＯＡの最初の臨床症状には、関節運動中の痛みが挙げられる。その後、疾患が悪化すると、安静時にも痛みが生じ、関節の機能が大幅に低下する。最終段階では、痛みには耐えられず、日常的な生活活動の存続を非常に困難にする。この段階での唯一の治療は関節置換術であり、これは、専門の医療機関を必要とする大規模で比較的費用のかかる手術である。詳細については、以下の文献を参照されたい。
Ｇｅｌｌｈｏｒｎ  ＡＣ，Ｋａｔｚ  ＪＮ，Ｓｕｒｉ  Ｐ（２０１３）．Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｐｉｎｅ：ｔｈｅ  ｆａｃｅｔ  ｊｏｉｎｔｓ．Ｎａｔ  Ｒｅｖ  Ｒｈｅｕｍａｔｏｌ．９（４）：２１６−２４。
Ｐｅｒｅｉｒａ  Ｄ，Ｐｅｌｅｔｅｉｒｏ  Ｂ，Ａｒａｕｊｏ  Ｊ，Ｂｒａｎｃｏ  Ｊ，Ｓａｎｔｏｓ  ＲＡ，Ｒａｍｏｓ  Ｅ（２０１１）．Ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｏｎ  ｐｒｅｖａｌｅｎｃｅ  ａｎｄ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ｅｓｔｉｍａｔｅｓ：ａ  ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｒｅｖｉｅｗ．Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  Ｃａｒｔｉｌａｇｅ  １９（１１）：１２７０−８５。
【０００４】
ＯＡは、その診断が困難であるため、多くの場合専門の医療機関において、複数の医師の予約と高価な撮像検査を伴う。ＯＡの完全な医薬的治療法は現在存在しないが、疾患の進行は、初期段階の診断によって妨げられる場合がある。
【０００５】
さらに、他の関節の状態の診断は、主観的な評価のために同等の問題を抱えており、適切に治療されない場合、ＯＡにつながる可能性もある。
【０００６】
詳細については、以下の文献も参照されたい。
Ｇｕｎｔｈｅｒ  ＫＰ，Ｓｕｎ  Ｙ（１９９９）．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ  ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｉｎ  ｈｉｐ  ａｎｄ  ｋｎｅｅ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ．Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｒｔｉｌａｇｅ  ７：２３９−４６。
Ｃｕｌｖｅｎｏｒ  ＡＧ，Ｃｒｏｓｓｌｅｙ  ＫＭ（２０１６）．Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  ｓｐｏｒｔ  ａｆｔｅｒ  ａｎｔｅｒｉｏｒ  ｃｒｕｃｉａｔｅ  ｌｉｇａｍｅｎｔ  ｉｎｊｕｒｙ：ａ  ｒｉｓｋ  ｆａｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｅａｒｌｙ  ｋｎｅｅ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ？Ｂｒ  Ｊ  Ｓｐｏｒｔｓ  Ｍｅｄ．５０（５）：２６０−１。
【０００７】
関節の状態の現在の臨床診断の主な欠点は、次の通りである：
１）最終診断を受けるまでの時間が長くなる可能性がある
２）診断されていない関節の状態に関連する直接的および間接的なコストの両方が高い
３）誤検出により、関節がさらに劣化する。
【０００８】
最終的に、ＯＡの診断が遅れると、利用可能な治療オプションが減少する。さらに、他の関節の状態については、診断が遅れるとしばしばＯＡの発症を引き起こす。経済的観点から、一次医療で利用可能な代替の低コストの解決策は、関節診断に関連する専門の医療機関におけるいくつかの不必要かつより高価な臨床検査に取って代わる場合がある。
【０００９】
現在、一次医療での関節の状態の評価は、臨床（身体）検査、Ｘ線撮像、および症状（痛みおよび関節運動の制限）の評価を使用して実施される。しかし、特に軟部組織（靭帯、関節軟骨、半月板）の場合、組織の変化に対する臨床検査とＸ線撮像の感度が低いため、一般開業医が客観的かつ正確な診断を提供することはしばしば困難である。その結果、患者は、例えば、磁気共鳴撮像（ＭＲＩ）または侵襲的な関節鏡検査を使用することによって、関節のより包括的な評価が可能な専門の医療部門に紹介される場合が多い。
【００１０】
外傷後または手術後の患者のフォローアップもまた、身体的リハビリテーションだけでなく、高価な「診察」を伴う主要な懸念事項である。現在、患者は、理学療法士の助けを借りて特定のリハビリテーションプログラムに従っている。
【００１１】
現時点では、関節障害（早期ＯＡなど）の正確な診断は、適切な特異性と感度に到達するために複数の試験を必要とするため、一次医療では困難である。さらなる情報を得るために、高度な技術、すなわち高価なＭＲＩまたは侵襲的な関節鏡検査が、典型的には、専門の医療機関で実施される。複数の研究がここに提示されたモダリティの関連性を実証しているが、それらは臨床診療では使用されていない。これまでのところ、これらのセンサを使用した臨床目的のデバイスは、開発されていない。手術後（または外傷後）の患者のフォローアップに関しては、撮像モダリティへのアクセスが制限されているため、関節の改善を評価するためのオプションが限られている。典型的には、患者は、改善の主観的な自己報告を提供する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１２】
【非特許文献１】Ａｌｔｍａｎ  ＲＤ（１９８７）．Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ．Ａｍ  Ｊ  Ｍｅｄ．８３：６５−６９
【非特許文献２】Ｃｉｓｔｅｒｎａｓ  ＭＧ，Ｍｕｒｐｈｙ  Ｌ，Ｓａｃｋｓ  ＪＪ，Ｓｏｌｏｍｏｎ  ＤＨ，Ｐａｓｔａ  ＤＪ，Ｈｅｌｍｉｃｋ  ＣＧ（２０１６）．Ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｄｅｆｉｎｉｎｇ  Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｉｍｐａｃｔ  ｏｎ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ  Ｐｒｅｖａｌｅｎｃｅ  ｉｎ  ａ  ＵＳ  Ｐｏｐｕｌａｔｉｏｎ−Ｂａｓｅｄ  Ｓｕｒｖｅｙ．Ａｒｔｈｒｉｔｉｓ  Ｃａｒｅ  Ｒｅｓ（Ｈｏｂｏｋｅｎ）６８（５）：５７４−８０
【非特許文献３】Ｇｅｌｌｈｏｒｎ  ＡＣ，Ｋａｔｚ  ＪＮ，Ｓｕｒｉ  Ｐ（２０１３）．Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｓｐｉｎｅ：ｔｈｅ  ｆａｃｅｔ  ｊｏｉｎｔｓ．Ｎａｔ  Ｒｅｖ  Ｒｈｅｕｍａｔｏｌ．９（４）：２１６−２４
【非特許文献４】Ｐｅｒｅｉｒａ  Ｄ，Ｐｅｌｅｔｅｉｒｏ  Ｂ，Ａｒａｕｊｏ  Ｊ，Ｂｒａｎｃｏ  Ｊ，Ｓａｎｔｏｓ  ＲＡ，Ｒａｍｏｓ  Ｅ（２０１１）．Ｔｈｅ  ｅｆｆｅｃｔ  ｏｆ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  ｏｎ  ｐｒｅｖａｌｅｎｃｅ  ａｎｄ  ｉｎｃｉｄｅｎｃｅ  ｅｓｔｉｍａｔｅｓ：ａ  ｓｙｓｔｅｍａｔｉｃ  ｒｅｖｉｅｗ．Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  Ｃａｒｔｉｌａｇｅ  １９（１１）：１２７０−８５
【非特許文献５】Ｇｕｎｔｈｅｒ  ＫＰ，Ｓｕｎ  Ｙ（１９９９）．Ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ  ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｉｎ  ｈｉｐ  ａｎｄ  ｋｎｅｅ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ．Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ  ａｎｄ  Ｃａｒｔｉｌａｇｅ  ７：２３９−４６
【非特許文献６】Ｃｕｌｖｅｎｏｒ  ＡＧ，Ｃｒｏｓｓｌｅｙ  ＫＭ（２０１６）．Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ  ｒｅｔｕｒｎ  ｔｏ  ｓｐｏｒｔ  ａｆｔｅｒ  ａｎｔｅｒｉｏｒ  ｃｒｕｃｉａｔｅ  ｌｉｇａｍｅｎｔ  ｉｎｊｕｒｙ：ａ  ｒｉｓｋ  ｆａｃｔｏｒ  ｆｏｒ  ｅａｒｌｙ  ｋｎｅｅ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ？Ｂｒ  Ｊ  Ｓｐｏｒｔｓ  Ｍｅｄ．５０（５）：２６０−１
【発明の概要】
【００１３】
本発明は、改良された関節分析プローブを提供することを目的とする。
【００１４】
本発明の一態様によれば、請求項１に指定される関節分析プローブが提供される。
【００１５】
本発明は、異なる関節の低コストで包括的かつ効率的な評価を実施することを可能にする。本発明は、関節診断の支援ツールとして一次医療で既に使用することができ、早期のＯＡスクリーニングの機会も提供する。さらに、開発された技術により、膝の前十字靭帯（ＡＣＬ）損傷または顎の顎関節症、慢性腰痛など、他の関節の状態も診断することが可能になる。最後に、本発明は、経時的に関連する関節で発生する変化を定期的に評価することによって、患者のフォローアップに役立ち得る。ヒトに加えて、本発明は、動物の診断および治療にも使用することができる。
【００１６】
本発明の例示的な実施形態は、単なる例として、添付の図面を参照しながら以下に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】関節分析プローブの例示的な実施形態を示す図である。
【図２Ａ】関節分析プローブのフレームの例示的な実施形態を示す図である。
【図２Ｂ】関節分析プローブのフレームの例示的な実施形態を示す図である。
【図２Ｃ】関節分析プローブのフレームの例示的な実施形態を示す図である。
【図３】センサ用のホルダの例示的な実施形態を示す図である。
【図４】端部部品の例示的な実施形態を示す図である。
【図５】端部部品の例示的な実施形態を示す図である。
【図６】端部部品の例示的な実施形態を示す図である。
【図７】端部部品の例示的な実施形態を示す図である。
【図８】端部部品の例示的な実施形態を示す図である。
【図９】端部部品の例示的な実施形態を示す図である。
【図１０】関節分析プローブのさらなる例示的な実施形態を示す図である。
【図１１】関節分析プローブのさらなる例示的な実施形態を示す図である。
【図１２】ヒトの様々な関節を示す図である。
【図１３】ヒト用の関節分析プローブの例示的な実施形態を示す図である。
【図１４】ウマ用の関節分析プローブの例示的な実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下の実施形態は、単なる例である。本明細書は、いくつかの場所で「１つの」実施形態を参照する場合があるが、これは、そのような各参照が同じ実施形態を指すこと、またはその特徴が単一の実施形態にのみ適用されることを必ずしも意味するものではない。異なる実施形態の単一の特徴を組み合わせて、他の実施形態を提供することもできる。さらに、「備える」および「含む」という語は、記載された実施形態を、言及されている特徴のみからなるようには制限しないと理解されるべきであり、そのような実施形態は、具体的に言及されていない特徴／構造も含み得る。
【００１９】
最初に、関節分析プローブ１００の例示的な実施形態を示す図１を検討する。
【００２０】
プローブ１００は、フレーム１０２を備える。
【００２１】
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図１０、図１１および図１３に示される例示的な実施形態では、フレーム１０２は、ユーザによって手で保持されるように構成および寸法決めされた細長い（剛性または半剛性）フレームである。
【００２２】
図１４に示される別の例示的な実施形態では、フレーム１０２（細長い形状を有する場合も有さない場合もある）は、関節ブレース１４０２に取り付け可能であるように構成および寸法決めされる。
【００２３】
プローブ１００はまた、フレーム１０２に埋め込まれ、非接触方式で対象１６０の関節１６２からの音１０８を測定するように構成されたマイクロフォン１０６を備える。マイクロフォン１０６は、非接触マイクロフォンであり得る。マイクロフォン１０６は、例えば、広い周波数範囲および高い感度を提供するコンデンサマイクロフォンであり得る。
【００２４】
プローブ１００はまた、マイクロフォン１０６が関節１６２からの音１０８を測定するときに対象１６０と接触するように構成および位置決めされたマイクロフォン１０６の周りの隆起リム１０４を備え、それにより隆起リム１０４は、マイクロフォン１０６によって捕捉された周囲ノイズ１１０を減衰させる。
【００２５】
図２Ａ、図２Ｂおよび図２Ｃに示すように、細長いフレーム１０２は、手に保持されるように寸法決めされた幅狭部分２００と、マイクロフォン１０６および場合によっては他のセンサも収容する幅広部分２０２とを有する懐中電灯のような形状であり得る。幅広端部２０２は、追加の部品を取り付けることができるねじ部２０４を有し得る。
【００２６】
図３は、センサ用のホルダ３００を示している。マイクロフォン１０６は、中央の中空部３０２に収容され得る。ホルダ３００は、細長いフレーム１０２の幅広端部２０２に取り付けられる（例えば、スナップフィットで、またはフレーム１０２と図４に示すさらなるねじ込み部品４００との間に）。
【００２７】
周囲の中空部３０４、３０６、３０８、３１０、３１２は、１つまたは複数の温度センサ１１２を収容することができる。
【００２８】
図１および図３に示される例示的な実施形態では、プローブ１００は、マイクロフォン１０６の隣に１つまたは複数の温度センサ１１２をさらに備え、非接触方式で関節１６２からの１つまたは複数の温度１１４を測定するように構成される。
【００２９】
マイクロフォン１０６および温度センサ１１２に加えて、プローブ１００は、他のセンサおよび／またはセンサインターフェースを備えることができる。
【００３０】
図１および図１３に示される例示的な実施形態では、プローブ１００は、関節１６２の近くにストラップ１２６、１３２で取り付け可能であり、関節１６２の運動中に慣性データ１２８、１３４を測定するように構成された２つのオプションの慣性センサ１２４、１３０と結合する慣性入力インターフェース１２２をさらに備える。
【００３１】
慣性センサ１２４、１３０は、６自由度の慣性測定ユニットを備え得る。６自由度は、三次元空間における剛体の運動の自由度：３つの垂直軸における前方／後方（サージ）、上方／下方（ヒーブ）、左／右（スウェイ）の並進と、３つの垂直軸を中心とした回転（ピッチ、ヨー、およびロール）による方向の変更を組み合わせた位置変更を指す。慣性センサ１２４、１３０は、１つまたは複数の加速度計を使用して加速度の速度を検出し、１つまたは複数のジャイロスコープを使用して回転属性（ピッチ、ヨー、およびロール）の変化を検出することができる。
【００３２】
同様に図１および図１３に示される例示的な実施形態では、プローブ１００は、関節１６２の近くに取り付け可能であり、関節１６２の運動中にＥＭＧデータ１４０を測定するように構成されたオプションのＥＭＧセンサ１３８と結合する筋電図ＥＭＧ入力インターフェース１３６をさらに備える。
【００３３】
図４は、細長いフレーム１０２のねじ部２０４の対応するねじ部４０８を備える端部部品４００を示している。端部部品４００は、中空部４０６の内側に載置されたマイクロフォン１０６を取り囲むリム１０４を備える。中空部４０６は、センサが対象１６０の皮膚に接触するのを防ぐ空の空間を形成する。端部部品４００は、皮膚との接触のためのシリコーン部品４０４を有し得る。シリコーン部品４０４の目的は、外部ノイズを低減し、洗浄を容易にすることである。シリコーンに加えて、他の適切な可撓性材料を使用してもよい。
【００３４】
図４では、対象１６０の皮膚に対するリム１０４の形状４０２は、平坦である。
【００３５】
図２Ｂおよび図４に示すように、端部部品４００を備えるフレーム１０２は、マイクロフォン１０６を埋め込むことができる中空部２０６、４０６を有し得る。
【００３６】
図５は、リム１０４内に凹形状５０２を有する代替の端部部品５００を示している。
【００３７】
図６は、リム１０４内に凸形状６０２を有する代替の端部部品６００を示している。
【００３８】
凹形状５０２は、リム１０４と対象１６０の皮膚との間のシーリングがより良好であり得るためにより大きなノイズ減衰を提供することができるが、凸形状６０２は、異なる関節１６２間の解剖学的差異のために、状況によってはより良好であり得る。
【００３９】
平坦形状、凹形状および凸形状４０２、５０２、６０２に加えて、他の形状が実現可能である：図７は、直線傾斜７０２を有する端部部品７００を示し、図８は、部分的に凹状の傾斜８０２を有する端部部品８００を示し、図９は、湾曲傾斜９０２を有する端部部品９００を示している。図１０および図１１は、端部部品７００を有するプローブ１００を示している。
【００４０】
図１１に示される例示的な実施形態では、マイクロフォン１０６は、マイクロフォン１０６によって捕捉された周囲ノイズ１１０を減衰させるために、関節１６２を部分的に取り囲むように構成および寸法決めされたカップ形状のイヤーマフ状構造１１００に埋め込まれる。
【００４１】
図４、図５、図６、図７、図８、図９、図１０および図１１に示される例示的な実施形態では、隆起リム１０４を備える部品４００／５００／６００／７００／８００／９００は、（細長い）フレーム１０２と取り外し可能に取り付け可能であり、部品４００／５００／６００／７００／８００／９００は、部品４００、５００、６００、７００、８００、９００のセットの一部であり、セットの各部品４００、５００、６００、７００、８００、９００は、対象１６０の異なる関節１６２、１６４を測定するように構成および寸法決めされる。
【００４２】
そのような構成および寸法決めは、説明された形状４０２、５０２、６０２、７０２、８０２、９０２で行うことができる。また、サイズ決めは、例えば、異なる年齢層、幼児、子供および大人、または異なる性別、男性および女性に対して行うことができる。構成および寸法決めはまた、ヒトおよび／または異なる動物種などの異なるタイプの対象１６０に対して行うことができる。
【００４３】
例示的な実施形態では、プローブ１００は、ヒト１６０の生理学的特性に適合するように構成および寸法決めされる。
【００４４】
図１２は、ヒト１６０の様々な関節（顎関節、首、肩、肘、腰、手首、股関節、膝および足首など）１６２Ａ〜１６２Ｉを示しており、これらは異なる構成および寸法を必要とし得る（それによりプローブ１００の先端５００、６００、７００、８００、９００は、検討対象の関節に適合するように変更され得る）。図１３は、プローブ１００を用いた肘関節１６２Ｈの検査を示している。
【００４５】
例示的な実施形態では、プローブ１００は、ウマ、ラクダ、イヌの１つまたは複数を含む動物の生理学的特性に適合するように構成および寸法決めされる。
【００４６】
図１４は、プローブ１００を用いたウマ１６０の膝の検査を示している。検査のためのウマ１６０の典型的な関節は、肘１６２Ｊ、膝１６２Ｋおよび球節１６２Ｌである。プローブ１００とその部品１００、１２４、１３０は、市販の飛節ブレース１４０２などの関節ブレース、または検討対象のウマの関節に応じて、球節ブレースなどの別の市販の関節ブレースに取り付け可能であり得る。
【００４７】
図１に示される例示的な実施形態では、プローブ１００は、周囲ノイズ１１８を測定するように構成された追加のマイクロフォン１１６と、周囲ノイズ１１８の負の波形を生成し、周囲ノイズ１１０をキャンセルするために、波形を関節１６２から測定された音１０８と混合するように構成された電子回路１２０とをさらに備える。この例示的な実施形態では、隆起リム１０４で達成される周囲ノイズ１１０の減衰は、アクティブノイズキャンセリングによってさらに強化される。
【００４８】
図１、図１３および図１４に示される例示的な実施形態では、プローブ１００は、測定値１４４を外部データ処理装置１７０に通信するように構成された送信機１４２（または双方向通信用のトランシーバ）をさらに備える。図１３および図１４に示すように、外部データ処理装置１７０は、ローカルであってもよく、さらにストラップ１４００で対象１６０にストラップされてもよい。しかし、同様に、外部データ処理装置１７０は、リモートであってもよい。プローブ１００と外部データ処理装置１７０との間のデータ通信１４４は、有線または無線通信手段で実装することができる。
【００４９】
本出願人による別の特許出願であるＰＣＴ／ＦＩ２０１７／０５０７６０は、いくぶん類似した分散構成を説明しており、該当する場合はすべての管轄区域に対して参照により本明細書に組み込まれる。
【００５０】
プローブ１００は、完全に非侵襲的で痛みのない使用ができるように設計されている。説明したように、プローブ１００は、最大６つの非接触内部センサ：５つの熱センサ１１２およびその末端（先端の下）におけるマイクロフォン１０６を含み得る。プローブ１００の異なる先端が利用可能であり、それらの各々は、検討対象の関節１６２の形状に固有である。先端５００、６００、７００、８００、９００は、プローブ１００の本体１０２に取り付けることができ、それらはすべて、外部ノイズを低減するための材料と、皮膚と接触するためのケイ素ベースの末端（洗浄が容易である）とを含む。２つ以上の運動センサ１２４、１３０は、プローブ１００に外部接続され得、それらの各々は、検討対象の関節１６２の各側から位置決めされる異なるストラップ１２６、１３２上に埋め込まれ、すべてのセンサ１０６、１１２と同期される。複数の外部電極１３８をプローブ１００に接続し、同時に筋電図（ＥＭＧ）を実施してもよい。
【００５１】
データ取得は、以下のプロトコルを使用して、検討対象の関節１６２から信号を取得することによって実施される。運動センサ１２４、１３０は、速度および回転角度を測定するために、ストラップ１２６、１３２に補助されて検討対象の関節１６２の各側上に載置される（オプションで）。ＥＭＧ電極１３８は、それらの活動の情報を収集するために、対象の筋肉上に載置される（オプションで）。ユーザは、検査される関節１６２に応じてプローブ１００の先端５００、６００、７００、８００、９００を選択し、プローブ１００に取り付ける。患者１６０が関節１６２を動かす間（例えば、屈伸、座位から立位、屈曲）、ユーザは、検討対象の関節１６２の皮膚の表面上にプローブ１００を保持する。
【００５２】
これらのモダリティを選択する基本は、次の通りである。音響モダリティが、関節軟骨の変性および摩耗の指標である関節１６２での軟骨の摩擦を評価する。熱モダリティが、関節１６２の炎症を評価する。運動モダリティが、関節１６２の不整合、角速度および屈曲に関する情報を提供する。筋電図が、筋肉の活動に関する情報を提供する。
【００５３】
マルチモーダル分析は、次のように実施される。信号の取得後、自動データ分析が実施され、各モダリティに関連する特徴が抽出される（例えば、温度の違い、所与の閾値を超えるアコースティックエミッションの量、動きの角度、筋肉の活動など）。信号データに加えて、対象１６０の年齢および肥満度指数などの他の人体測定変数を、関節１６２の状態を評価するアルゴリズムに組み込むことができる。最終診断は、収集されたすべての信号の全体的な評価として実施される。
【００５４】
複数のモダリティの組み合わせにより、関節１６０の全体的な評価、および障害の診断／関節の状態のフォローアップが共に行われる。
【００５５】
最終結果として、信号から得られたすべての特徴を提供するレポートが与えられ、関節１６２の状態の全体的な推定と、関連する場合は潜在的な診断が行われる。
【００５６】
詳細については、以下の文献を参照されたい。
Ｚｈａｎｇ  Ｗ，Ｄｏｈｅｒｔｙ  Ｍ，ｅｔ  ａｌ（２００９）．ＥＵＬＡＲ  ｅｖｉｄｅｎｃｅ−ｂａｓｅｄ  ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ  ｆｏｒ  ｔｈｅ  ｄｉａｇｎｏｓｉｓ  ｏｆ  ｈａｎｄ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ：ｒｅｐｏｒｔ  ｏｆ  ａ  ｔａｓｋ  ｆｏｒｃｅ  ｏｆ  ＥＳＣＩＳＩＴ．Ａｎｎａｌｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  Ｒｈｅｕｍａｔｉｃ  Ｄｉｓｅａｓｅｓ  ６８：８−１７。
Ｍａｓｃａｒｏ  ＢＩ，Ｐｒｉｏｒ  Ｊ，Ｓｈａｒｋ  ＬＫ，Ｓｅｌｆｅ  Ｊ，Ｃｏｌｅ  Ｐ，Ｇｏｏｄａｃｒｅ  Ｊ（２００９）．Ｅｘｐｌｏｒａｔｏｒｙ  ｓｔｕｄｙ  ｏｆ  ａ  ｎｏｎ−ｉｎｖａｓｉｖｅ  ｍｅｔｈｏｄ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ａｃｏｕｓｔｉｃ  ｅｍｉｓｓｉｏｎ  ｆｏｒ  ａｓｓｅｓｓｉｎｇ  ｔｈｅ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ  ｏｆ  ｋｎｅｅ  ｊｏｉｎｔｓ．Ｍｅｄ  Ｅｎｇ  Ｐｈｙｓ．３１（８）：１０１３−２２。
Ｂａｓｓｉｏｕｎｉ  ＨＭ（２０１２）．Ｐｈｏｎｏａｒｔｈｒｏｇｒａｐｈｙ：Ａ  Ｎｅｗ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ  Ｊｏｉｎｔ  Ｓｏｕｎｄｓ，Ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ−Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ，Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｓｕｒｇｅｒｙ，Ｐｒｏｆ．Ｑｉａｎ  Ｃｈｅｎ（Ｅｄ．），ＩｎＴｅｃｈ，ＤＯＩ：１０．５７７２／２５９８１。
Ａｍｍｅｒ  Ｋ（２０１２）．Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｈｕｍａｎ  ｋｎｅｅ−ａ  ｒｅｖｉｅｗ．Ｔｈｅｒｍｏｌｏｇｙ  ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  ２２（４）：１３７−５１。
Ｃｈａｎｇ  Ａ，Ｈｏｃｈｂｅｒｇ  Ｍ，Ｓｏｎｇ  Ｊ，Ｄｕｎｌｏｐ  Ｄ，ｅｔ  ａｌ．（２０１０）．Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｏｆ  ｖａｒｕｓ  ａｎｄ  ｖａｌｇｕｓ  ｔｈｒｕｓｔ  ａｎｄ  ｆａｃｔｏｒｓ  ａｓｓｏｃｉａｔｅｄ  ｗｉｔｈ  ｔｈｒｕｓｔ  ｐｒｅｓｅｎｃｅ  ｉｎ  ｐｅｒｓｏｎｓ  ｗｉｔｈ  ｏｒ  ａｔ  ｈｉｇｈｅｒ  ｒｉｓｋ  ｏｆ  ｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇ  ｋｎｅｅ  ｏｓｔｅｏａｒｔｈｒｉｔｉｓ．Ａｒｔｈｒｉｔｉｓ  Ｒｈｅｕｍ．６２（５）：１４０３−１１。
【００５７】
例示的な実施形態では、外部データ処理装置１７０は、コンピューティングデバイスである。外部データ処理装置１７０は、携帯型、移動式、または固定式であり得る。外部データ処理装置１７０の例示的な実施形態の非限定的なリストは、限定はしないが、コンピュータ、携帯型コンピュータ、ラップトップ、携帯電話、スマートフォン、タブレットコンピュータ、スマートウォッチ、スマートグラス、または任意の他の携帯型／移動式／固定式コンピューティングデバイスを含む。外部データ処理装置１７０は、ユーザインターフェースを用いて測定値に関連するデータを出力することができる。外部データ処理装置１７０は、測定された音１０８を処理するためのサウンドカードを備え得る。
【００５８】
例示的な実施形態では、外部データ処理装置１７０は、コンピューティングサーバである。外部データ処理装置１７０は、任意の適用可能な技術を使用して実装することができる。外部データ処理装置１７０は、１つまたは複数の集中型コンピューティング装置を含み得るか、または２つ以上の分散型コンピューティング装置を含み得る。外部データ処理装置１７０は、クライアントサーバ技術を使用して、またはクラウドコンピューティング環境において、またはプローブ１００との通信１４４が可能な外部データ処理装置１７０に適用可能な別の技術を使用して実装されてもよい。
【００５９】
例示的な実施形態では、プローブ１００は、外部データ処理装置１７０も備える独立した統合装置であり得る。
【００６０】
例示的な実施形態では、プローブ１００は、それ自体が製品として販売されるか、またはプローブ１００の使用は、デバイスの使用ごとのサービスとして市場に出される（信号の分析は遠隔で実施され、結果は顧客に送り返される）。
【００６１】
一次医療（公的と民間の両方）は、プローブ１００を使用することができる。公的医療では、プローブ１００およびサービスは、医療センターで既に使用することができ、試験自体は、看護師または他の訓練された人によって監督され得る。民間医療では、大規模な診療所ならびに民間の理学療法士が、最初のターゲット顧客になる。プローブ１００は、関節１６２の障害の診断のために補足的な情報源を開業医に提供する。一次医療で既にこの情報に容易にアクセスすることができるため、専門の医療機関での不必要な高度な検査や医師の予約に関連する追加の費用を防ぐことになる。
【００６２】
リハビリテーションセンターおよび理学療法士は、フォローアップ中に関節１６２の進行状況を追跡するためにプローブ１００を使用することができる。
【００６３】
スポーツセンターは、プローブ１００を使用して、アスリートの関節１６２の質を評価することができる。
【００６４】
整形外科用デバイスを開発している企業は、プローブ１００を使用して、フォローアップ集団から製品の設計を検証することができる。
【００６５】
獣医クリニックは、動物に対してプローブ１００を使用することができる。
【００６６】
例示的な実施形態では、結合１４４は、適切な標準または独自のバスおよびプロトコルを用いて配線されている。例示的な実施形態では、結合１４４は、無線送信機１４２を用いる無線である。例示的な実施形態では、無線送信機１４２は、無線トランシーバの一部である。例示的な実施形態では、無線トランシーバ１４２は、セルラ無線トランシーバ（ＧＳＭ、ＧＰＲＳ、ＥＧＰＲＳ、ＷＣＤＭＡ（登録商標）、ＵＭＴＳ、３ＧＰＰ、ＩＭＴ、ＬＴＥ、ＬＴＥ−Ａなどの技術と通信する）および／または非セルラ無線トランシーバ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ  Ｌｏｗ  Ｅｎｅｒｇｙ、Ｗｉ−Ｆｉ、ＷＬＡＮなどの近距離技術と通信する）を備える。セルラ無線トランシーバを用いて、プローブ１００および外部データ処理装置１７０は、それらが同じ町、異なる町、または異なる大陸にさえ位置するように分散することができる。非セルラ無線トランシーバを用いて、プローブ１００および外部データ処理装置１７０は、例えば、間に通信ネットワークがある場合（インターネットに接続された無線アクセスポイントなど）を除いて、同じ部屋または同じ建物内で互いに近くにある必要があり、その際に分散度は、セルラ無線トランシーバの場合と同じになり得る。セルラ無線トランシーバの使用は、加入者識別モジュール（ＳＩＭ）の使用を必要とし得、その結果、プローブ１００は、カードリーダ内のＳＩＭカード、または仮想（またはソフトウェア）ＳＩＭを備えることに留意されたい。
【００６７】
プローブ１００は、説明されていないが当然存在する他の部品も備え得ることに留意されたい：電気エネルギーをセンサ（および場合によってはコンデンサマイクロフォン１０６用）に供給するための電源（充電可能であり得るバッテリーなど）、また、センサから測定データを収集し、測定データを外部データ処理装置１７０に通信するインターフェース。測定データは、センサからの生データであり得るか、または外部データ処理装置１７０に通信される前にプローブ１００で前処理され得る。
【００６８】
技術が進歩するにつれて、本発明の概念を様々な方法で実装することができることは、当業者には明らかであろう。本発明およびその実施形態は、上述の例示的な実施形態に限定されず、特許請求の範囲内で変更が可能である。
【図１】
2021520916.tif 000003
【図２Ａ】
2021520916.tif 000004
【図２Ｂ】
2021520916.tif 000005
【図２Ｃ】
2021520916.tif 000006
【図３】
2021520916.tif 000007
【図４】
2021520916.tif 000008
【図５】
2021520916.tif 000009
【図６】
2021520916.tif 000010
【図７】
2021520916.tif 000011
【図８】
2021520916.tif 000012
【図９】
2021520916.tif 000013
【図１０】
2021520916.tif 000014
【図１１】
2021520916.tif 000015
【図１２】
2021520916.tif 000016
【図１３】
2021520916.tif 000017
【図１４】
2021520916.tif 000018
【国際調査報告】
2021520916.tif 000019
2021520916.tif 000020
2021520916.tif 000021