(57)【要約】  患者の関節に関連する運動活動を判定する患者モニタリング材料を含む患者コンプライアンスシステムが提供される。患者モニタリング材料は、運動活動を感知するための少なくとも１つのセンサと、送信機とを備える。本システムは、受信機及びプロセッサを備えたデバイスを含む。送信機は運動活動を受信機に送信し、受信機は、運動活動に基づいて、リハビリテーション／理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定する。患者の運動活動をモニタリングするための方法も提供される。本方法は、患者の関節を囲む患者モニタリング材料の中に埋め込まれているか、または取り付けられた少なくとも１つのセンサによって、関節に関連する運動活動を感知するステップと、運動活動をデバイスに送信するステップと、運動活動に基づいて、リハビリテーション／理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定するステップと、を含む。【選択図】図１
2021534874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の運動活動をモニタリングするためのシステムであって、
前記患者の関節に関連する前記運動活動を判定するための患者モニタリング材料であって、前記患者の前記関節に関連する前記運動活動を感知するための少なくとも１つのセンサと、送信機と、を備えた、該患者モニタリング材料と、
受信機及びプロセッサを備えたデバイスと、を含み、
前記送信機は、前記患者の前記関節に関連する前記運動活動を前記受信機に送信し、
前記プロセッサは、前記患者の前記関節に関連する前記運動活動に基づいて、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定することを特徴とするシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のシステムであって、
前記患者モニタリング材料は、スリーブ、１以上の接着パッド、シャツ、パンツまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とするシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のシステムであって、
前記スリーブは、前記関節の周囲に適合させるための伸縮性材料を含むことを特徴とするシステム。
【請求項４】
請求項１に記載のシステムであって、
前記関節は、膝関節、股関節または肩関節であることを特徴とするシステム。
【請求項５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのセンサは、誘電性エラストマ加速度計、レーザ加速度計、低周波加速度計、光加速度計、圧電加速度計、共振加速度計、表面弾性波加速度計、表面マイクロマシニング型容量加速度計、熱加速度計、三軸加速度計、電位差計タイプの加速度計、ひずみ計センサまたはそれらの組み合わせを含むことを特徴とするシステム。
【請求項６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記リハビリテーションまたは前記理学療法プログラムのコンプライアンスに関連する前記パラメータは、前記関節の伸展角度、前記関節の屈曲角度、前記患者が所定の期間にわたって活動している合計分数、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とするシステム。
【請求項７】
請求項１に記載のシステムであって、
前記患者モニタリング材料は、少なくとも１つの参照表示器をさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項８】
請求項７に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つの参照表示器はシンボルであることを特徴とするシステム。
【請求項９】
請求項７に記載のシステムであって、
前記デバイスは、前記関節の画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャ機構を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のシステムであって、前記デバイスは、前記画像についての情報を提供するためのディスプレイをさらに備えることを特徴とするシステム。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシステムであって、前記プロセッサは、前記ディスプレイ上に少なくとも１つの参照ガイドを表示して、前記画像をキャプチャするための前記画像キャプチャ機構を利用するときに、ユーザを支援することを特徴とするシステム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシステムであって、
前記少なくとも参照表示器は、前記画像をキャプチャするときに、前記ディスプレイ上の前記少なくとも１つの参照ガイド内でアライメント可能であることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
請求項７に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、画像を処理して前記関節の伸展角度または前記関節の屈曲角度を判定するように構成されていることを特徴とするシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のシステムであって、
前記画像は、少なくとも１つの格納された画像と比較されることを特徴とするシステム。
【請求項１５】
請求項１に記載のシステムであって、
前記デバイスはワイヤレスであることを特徴とするシステム。
【請求項１６】
請求項１に記載のシステムであって、
前記プロセッサは、前記患者の前記関節に関連する前記運動活動に基づいて、前記患者へのコーチングまたは指示を提供することを特徴とするシステム。
【請求項１７】
患者の運動活動をモニタリングするための方法であって、
前記患者の関節を囲む患者モニタリング材料の中に埋め込まれているか、または前記患者モニタリング材料に取り付けられた少なくとも１つのセンサによって、前記関節に関連する前記運動活動を感知するステップと、
前記患者の前記関節に関連する前記運動活動をデバイスに送信するステップと、
前記患者の前記関節に関連する前記運動活動に基づいて、プロセッサによって、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定するステップと、を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載の方法であって、
前記リハビリテーションまたは前記理学療法プログラムのコンプライアンスに関連する前記パラメータは、前記関節の伸展角度、前記関節の屈曲角度、前記患者が所定の期間にわたって活動している合計分数、またはそれらの組み合わせを含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
請求項１７に記載の方法であって、
前記デバイスに設けられた画像キャプチャ機構によって前記関節の画像をキャプチャするステップと、
前記プロセッサによって前記画像を処理するステップと、
前記患者の前記関節に関連する前記運動活動に関するユーザへの情報をディスプレイ上に表示するステップと、をさらに含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９に記載の方法であって、
前記画像をキャプチャするときに前記ユーザを支援すべく、少なくとも１つの参照ガイドが前記ディスプレイ上に表示されることを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法であって、
前記画像をキャプチャするときに、前記患者モニタリング材料に設けられた前記少なくとも１つの参照表示器が、前記少なくとも１つの参照ガイド内にアライメントされることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１９に記載の方法であって、
前記プロセッサは、前記画像を処理して前記関節の伸展角度または前記関節の屈曲角度を判定するように構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１９に記載の方法であって、
前記画像を処理するステップは、前記画像を、１以上の格納された画像と比較するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１７に記載の方法であって、
前記患者の前記関節に関連する前記運動活動に基づいて、前記デバイスを介して、前記患者へコーチングまたは指示を提供するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願）
本出願は、２０１８年８月２９日に出願された「運動活動を判定するための患者モニタリングシステム」と題する米国仮特許出願第６２／７２４，３６４号の優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、リハビリテーション中に定められた理学療法に対する患者のコンプライアンスを判定するための患者モニタリングシステムに関するものであり、これは、任意選択で、患者制御型の薬物投与デバイスと組み合わせて使用することができる。
【背景技術】
【０００３】
最近の研究によると、米国では、毎年、６００，０００件を超える人工膝関節形成術、３００，０００件を超える人工股関節の全形成術、１００，０００件を超える人工股関節の部分的形成術、２５，０００件を超える人工肩関節の部分的形成術、及び１５，０００件を超える人工肩関節の全形成術が行われている。さらに、２０２０年までには、世界中で年間６６０万件を超える整形外科手術が行われると予想されている。これは、例えば手術部位の可動域を取り戻すために、手術後のリハビリテーション中に理学療法を受けていることが理想的である６６０万人を超える人々の数に対応し、可動域の改善は、患者の可動性及び生活の質の改善と相関することが示されている。理学療法はリハビリテーションプロセスの重要なツールであるが、関節の許容範囲の可動域を患者が達成するという肯定的な患者のアウトカムには、術後の身体活動の制限に従うこと、及び、オフィスでの予定の間に、理学療法士が定めた自宅での運動を遵守することにおいて、患者のコンプライアンスが必要である。残念ながら、そのような指示に従い、そのような運動を遵守する際の患者のコンプライアンスは低いことがわかっている。
【０００４】
このように、整形外科手術後の患者の身体活動を追跡またはモニタリングすることができ、リハビリテーション及び理学療法プログラムへの患者のコンプライアンスを促進するためにフィードバック及びコーチングを患者に提供することができるシステムが必要とされている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、患者の運動活動をニタリングするためのシステムが提供される。本システムは、患者の関節に関連する運動活動を判定するための患者モニタリング材料であって、患者の関節に関連する運動活動を感知するための少なくとも１つのセンサと、送信機と、を備えた、該患者モニタリング材料と、受信機及びプロセッサを備えたデバイスと、を含み、送信機は、患者の関節に関連する運動活動を受信機に送信し、プロセッサは、患者の関節に関連する運動活動に基づいて、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定する。
【０００６】
一実施形態では、患者モニタリング材料は、スリーブ、１以上の接着パッド、シャツ、パンツまたはそれらの組み合わせを含み得る。さらに、スリーブは、関節の周囲に適合させるための伸縮性材料を含み得る。
【０００７】
別の実施形態では、関節は、膝関節、股関節または肩関節であり得る。
【０００８】
さらに別の実施形態では、少なくとも１つのセンサは、誘電性エラストマ加速度計、レーザ加速度計、低周波加速度計、光加速度計、圧電加速度計、共振加速度計、表面弾性波加速度計、表面マイクロマシニング型容量加速度計、熱加速度計、三軸加速度計、電位差計タイプの加速度計 、ひずみ計センサまたはそれらの組み合わせを含み得る。
【０００９】
更に別の実施形態では、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータは、関節の伸展角度、関節の屈曲角度、患者が所定の期間にわたって活動している合計分数、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００１０】
さらなる一実施形態では、患者モニタリング材料は、少なくとも１つの参照表示器をさらに備え得る。例えば、少なくとも１つの参照表示器はシンボルであり得る。
【００１１】
さらに、デバイスは、関節の画像をキャプチャするように構成された画像キャプチャ機構を備えていてもよく、画像についての情報を提供するためのディスプレイを備えていてもよい。さらに、プロセッサは、ディスプレイ上に少なくとも１つの参照ガイドを表示して、画像をキャプチャするための画像キャプチャデバイスを利用するときに、ユーザを支援することができる。
【００１２】
さらに、少なくとも１つの参照表示器は、画像をキャプチャするときに、ディスプレイ上の少なくとも１つの参照ガイド内でアライメント可能であり、プロセッサは、画像を処理して関節の伸展角度または関節の屈曲角度を判定するように構成され得る。例えば、画像は、少なくとも１つの格納された画像と比較される。
【００１３】
別の実施形態では、デバイスはワイヤレスであり得る。
【００１４】
さらに別の実施形態では、プロセッサは、患者の関節に関連する運動活動に基づいて、患者へのコーチングまたは指示を提供し得る。
【００１５】
本発明の別の実施形態によれば、患者の運動活動をモニタリングするための方法が提供される。本方法は、患者の関節を囲む患者モニタリング材料の中に埋め込まれているか、または患者モニタリング材料に取り付けられた少なくとも１つのセンサによって、関節に関連する運動活動を感知するステップと、患者の関節に関連する運動活動をデバイスに送信するステップと、患者の関節に関連する運動活動に基づいて、プロセッサによって、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定するステップと、を含む。
【００１６】
一実施形態では、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータは、関節の伸展角度、関節の屈曲角度、患者が所定の期間にわたって活動している合計分数、またはそれらの組み合わせを含み得る。
【００１７】
さらに別の実施形態では、本方法は、デバイスに設けられた画像キャプチャ機構によって関節の画像をキャプチャするステップと、プロセッサによって画像を処理するステップと、患者の関節に関連する運動活動に関するユーザへの情報をディスプレイ上に表示するステップと、をさらに含み得る。
【００１８】
更に別の実施形態では、画像をキャプチャするときにユーザを支援すべく、少なくとも１つの参照ガイドがディスプレイ上に表示され得る。さらに、画像をキャプチャするときに、患者モニタリング材料に設けられた少なくとも１つの参照表示器が、少なくとも１つの参照ガイド内にアライメントされ得る。
【００１９】
さらに、プロセッサは、画像を処理して関節の伸展角度または関節の屈曲角度を判定するように構成され得る。
【００２０】
さらなる一実施形態では、画像を処理するステップは、画像を、１以上の格納された画像と比較するステップを含み得る。
【００２１】
さらなる実施形態では、本方法は、患者の関節に関連する運動活動に基づいて、デバイスを介して、患者へコーチングまたは指示を提供するステップをさらに含み得る。
【００２２】
本発明の、これら及び他の特徴、態様及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を参照することにより、よりよく理解されるであろう。本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を例示し、説明とともに、本発明の原理を説明するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
当業者への本発明の完全かつ可能な開示（その最良の形態を含む）は、添付の図への参照を含む本明細書の残りの部分に、より具体的に記載されている。
【００２４】
【図１】患者モニタリング材料及びワイヤレスデバイス、並びに任意選択の疼痛管理デバイス及び注入ポンプを備えた本発明の患者モニタリングシステムの図である。
【図２】本発明の患者モニタリングシステムによってモニタリングすることができる膝関節の周囲の骨及び筋肉を示す患者の脚の正面図である。
【図３】本発明の患者モニタリングシステムによってモニタリングすることができる膝関節の周囲の筋肉を示す患者の脚の背面図である。
【図４】患者の右膝関節及び左膝関節の正面図であり、患者は、本発明の患者モニタリング材料を、スリーブの形態で右膝に着用し、複数の接着パッドの形態で左膝に着用している。
【図５】患者の右膝関節及び左膝関節の背面図であり、患者は、本発明の患者モニタリング材料を、スリーブの形態で右膝に着用し、複数の接着パッドの形態で左膝に着用している。
【図６】患者の膝関節の外側または内側の側面図であり、膝関節は屈曲し、患者は本発明の患者モニタリング材料をスリーブの形態で着用している。
【図７】患者の股関節の正面図であり、本発明の患者モニタリングシステムによってモニタリングすることができる股関節の周囲の骨及び筋肉を示している。
【図８】患者の股関節の背面図であり、本発明の患者モニタリングシステムによってモニタリングすることができる股関節の周囲の骨及び筋肉を示している。
【図９】腰領域から膝までの患者の正面図であり、患者は、本発明の患者モニタリング材料を、スリーブの形態で右腰に着用している。
【図１０】腰領域から膝までの患者の背面図であり、患者は、本発明の患者モニタリング材料を、スリーブの形態で右腰に着用している。
【図１１】患者の肩の正面図であり、本発明の患者モニタリングシステムによってモニタリングすることができる肩関節の周囲の骨及び筋肉を示している。
【図１２】患者の肩の背面図であり、本発明の患者モニタリングシステムによってモニタリングすることができる肩関節の周囲の骨及び筋肉を示している。
【図１３】首領域から腰領域までの患者の正面図であり、患者は、本発明の患者モニタリング材料を、スリーブの形態で左肩に着用している。
【図１４】首領域から腰領域までの患者の背面図であり、患者は、本発明の患者モニタリング材料を、スリーブの形態で左肩に着用している。
【図１５Ａ】シャツの形態での本発明の患者モニタリング材料の一実施形態の正面図である。
【図１５Ｂ】シャツの形態での本発明の患者モニタリング材料の一実施形態の背面図である。
【図１６Ａ】パンツの形態での本発明の患者モニタリング材料の一実施形態の正面図である。
【図１６Ｂ】パンツの形態での本発明の患者モニタリング材料の一実施形態の背面図である。
【図１７Ａ】本発明の一実施形態によるディスプレイを有する、図１のワイヤレスデバイスの正面図である。
【図１７Ｂ】図２Ａのワイヤレスデバイスの正面図であり、本発明の一実施形態によるディスプレイ上のガイドにアライメントされた患者モニタリング材料を示している。
【図１８】本発明の一実施形態による、患者モニタリングシステム（例えば、患者モニタリング材料及びワイヤレスデバイス）と、１以上のデバイスからのデータを利用して患者の運動活動をモニタリングすることによって、フィードバック及びコーチングを提供し、患者の理学療法及び／または疼痛管理治療の過程を開発、増強、及び／または調整する図１の任意選択の疼痛管理デバイスと、を備えた患者管理システムの概略図である。
【００２５】
本明細書及び図面における参照符号の繰り返しの使用は、本発明の同一または類似の特徴または要素を表すことを意図している。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
次に、本発明の様々な実施形態を詳細に参照し、その１以上の例を以下に示す。各実施例は、本発明を限定するものではなく、本発明を説明するものとして提供される。事実、本発明の範囲または精神から逸脱することなく、本発明に様々な修正及び変形を行うことができることは当業者には明らかであろう。例えば、一実施形態の一部として図示または説明された特徴を、別の実施形態で使用することにより、さらに別の実施形態を生み出すことができる。したがって、本発明は、添付の特許請求の範囲及びそれらの均等物の範囲内に入るような修正及び変形を包含することが意図されている。
【００２７】
一般的に言えば、本発明は、患者モニタリング材料上に設けられた１以上のセンサ（例えば、関節領域の周囲に適合するスリーブ、関節領域の近くの皮膚に取り付けられた接着パッドまたは関節領域を囲むシャツやパンツなどの衣類）によって、特定の関節に関連する患者の運動活動をモニタリングする患者モニタリングシステムに関する。本システムには、センサから生データを収集し、そのようなデータを分析してデータを一連の運動情報に変換した後、リハビリテーション中の患者の進行を追跡するために使用することができるデバイス（例えば、スマートフォン、タブレット、ＰＣなどのワイヤレスデバイス）が組み込まれている。患者モニタリングシステムはまた、デバイスの構成要素であり得るプロセッサを含み、このプロセスは、患者の可動性、患者の関節（例えば、膝関節、股関節及び／または肩関節）の屈曲及び／または伸展、または、１以上のセンサによって感知される関節の周囲の運動活動に基づいて、整形外科手術後のリハビリテーション中の患者の進行を判定するための任意の他の適切なパラメータを判定するために利用される。患者モニタリングシステムは、受信機を介して情報を無線で受信することができるデバイス（例えば、スマートフォン、タブレット、ＰＣなどのワイヤレスデバイス）に、患者の運動に関する情報を無線で送信することができる送信機をさらに含む。さらに、デバイスは、任意選択で、ユーザ（例えば、患者、または、理学療法士、作業療法士、医師などの医療専門家）が１以上の参照表示器（リハビリテーション中の患者の進行に関する情報を取得するために、患者モニタリング材料に提示され得る）と組み合わせて使用することができる画像キャプチャ機構を含み得る。これらの各機能、及び患者モニタリングシステムの追加機能については、以下で詳しく説明する。
【００２８】
図１を参照すると、１以上のセンサ１５６を備えた患者モニタリング材料１２０を含む患者モニタリングシステム１００が示されておち、センサ１５６は、患者モニタリング材料１２０を装着した患者の運動活動をモニタリングするために、患者モニタリング材料１２０の中に埋め込まれているか、または患者モニタリング材料１２０に取り付けられている。さらに、１以上の参照表示器１２８が患者モニタリング材料１２０上に設けられ、患者モニタリング材料１２０は、ワイヤレスデバイス１４４と組み合わせて使用することにより、例えば特定の関節における患者の可動域に関連する角度の変化、または追跡が望まれるリハビリテーション中の患者の進行を示す任意の他のパラメータを追跡することができるさらに、患者モニタリングシステム１００は、患者モニタリング材料の中に埋め込まれるか、または患者モニタリング材料に取り付けられた送信機１２２と、患者モニタリング材料１２０とワイヤレスデバイス１４４との間の無線通信を容易にするためのワイヤレスデバイス１４４内に存在する受信機１５０及びプロセッサ１４２とを含む。そのような構成要素は、最終的にワイヤレスデバイス１４４に送信される、患者モニタリング材料１２０に設けられた１以上のセンサ１５６から収集されたデータの送信及び分析を容易にする。
【００２９】
さらに、図１にも示すような上記で一般的に説明される患者モニタリングシステム１００は、少なくとも患者の外科手術の直後の期間（例えば、３〜７日）の間、疼痛管理デバイス１０１と組み合わせて使用することができるが、患者モニタリング材料１２０及びワイヤレスデバイス１４４を含む患者モニタリングシステム１００は、必要に応じて２〜３ヶ月以上使用され得ることを理解されたい。疼痛管理デバイス１０１は、薬物投与デバイス１０４及びポンプ１０２を備え、これらは充填キャップ１１０を取り外すことによって、充填ポート１０８を介して液体薬物（例えば、鎮痛剤）で満たされ得る。ポンプ１０２は、入口導管１３２において、チューブ１０６を介して薬物投与デバイス１０４に接続され得る。クランプ１１２を使用して、必要に応じて、液体ポンプ（ポンプ１０２）から薬物投与デバイス１０４への薬物の流れを制御することができる。空気除去フィルタ１１４もまた、疼痛管理デバイス１０１において利用され得る。薬物投与デバイス１０４はまた、出口導管１３４を備え、チューブ１０６は、ルアー継手１５２を取り外すことによって患者が液体薬物を受け取ることができるように、出口導管１３４から患者のカテーテル（図示せず）まで延びる。ポンプ１０２は、液体薬物の連続注入（基本的には）を提供することができるが、薬物投与デバイス１０４は、患者またはヘルスケア提供者によって必要とされる「要求に応じた」液体薬物の固定ボーラスの送達を可能にする。さらに、図示されていないが、いくつかの実施形態では、疼痛管理デバイス１０１は、液体薬物の送達がワイヤレスデバイス１４４によって制御されるように、ワイヤレスデバイス１４４と無線通信できることを理解されたい。次に、患者モニタリングシステム１００の様々な構成要素の特定の特徴、及び患者モニタリングシステム１００を使用して患者の運動活動をモニタリングすることができる身体の領域（例えば、関節）について、図２〜１８に関してより詳細に説明する。
【００３０】
最初に図２を参照すると、大腿骨１６４の内側顆１７２、大腿骨１６４の外側顆１７４、膝蓋骨１７０、脛骨１６６、及び腓骨１６８が接触する膝関節１６２の周囲の、本発明の患者モニタリングシステム１００によってモニタリングすることができる筋肉を示す患者の脚１６０の前面図が提供されている。例えば、モニタリングされ得る筋肉には、腸骨１７６の上前腸骨棘１７８から始まり、腸脛靭帯１８２によって補強されている大腿筋膜張筋１８０、大腿直筋１８４、中間広筋１８６、外側広筋１８８、内側広筋１９０が含まれるが、膝関節１６２の領域内の任意の他の筋肉もモニタリングされ得ることを理解されたい。
【００３１】
次に、図３を参照すると、本発明の患者モニタリングシステム１００によってモニタリングすることができる膝関節１６２の周囲の筋肉を示す、患者の脚１６０の背面図が提供される。例えば、モニタリングされ得る筋肉には、大内転筋１９２、半腱様筋１９４、半膜様筋１９８、大腿二頭筋２０４、大腿薄筋１９６、腓腹筋２０８、足底筋２０６、大殿筋２００及び腸脛靭帯１８２に隣接する外側広筋１８８が含まれるが、膝関節１６２の領域内の任意の他の筋肉もモニタリングされ得ることを理解されたい。
【００３２】
具体的には、患者が人工膝関節の全形成術などの膝関連手術を受けた場合、本発明の患者モニタリングシステム１００を使用して、図２及び図３おいて上述した筋肉に関連する運動活動をモニタリングした後、患者が指示されたリハビリテーションプログラムにしたがっているかどうかを判定し、膝関節の１６２の屈曲及び／または伸展の範囲を判定し、及び／または、運動活動の分析に基づいて追加のコーチングまたはフィードバックなどを提供することができる。
【００３３】
ここで図４を参照すると、患者の右膝関節及び左膝関節（膝関節１６２）の正面図が示されており、患者は、本発明の患者モニタリング材料１２０を、近位端１２４及び遠位端１２６を有するスリーブ１１６の形態で右膝に、複数の接着パッド１１８の形態で左膝に着用している。スリーブ１１６は、スリーブ１１６を着用している患者の特定の関節の形状に一致し得る伸縮性の布などの、任意の適切な織布または不織布から形成することができる。一方、接着パッド１１８もまた、任意の適切な織布もしくは不織布、またはポリマーフィルム様材料から形成することができ、接着パッド１１８の本体に面する表面は、接着パッド１１８を患者に取り付けるための接着層（例えば、両面テープ、感圧性の接着剤など）を有する。
【００３４】
次に図５を参照すると、右膝関節及び左膝関節（膝関節１６２）の背面図が示されており、患者は、本発明の患者モニタリング材料１２０を、近位端１２４及び遠位端１２６を有するスリーブ１１６の形態で右膝に、複数の接着パッド１１８の形で左膝に着用している。さらに、図６は、脚１６０が屈曲されている、すなわち曲げられている患者の膝関節１６２の側面図を示しており、患者は本発明の患者モニタリング材料１２０をスリーブ１１６の形態で着用しているが、スリーブ１１６の代わりに、またはスリーブ１１６と組み合わせて、１以上の接着パッド１１８が使用され得ることが理解されるべきである。
【００３５】
いずれにせよ、スリーブ１１６または接着パッド１１８が患者モニタリング材料１２０として利用されるかどうかに関係なく、患者モニタリング材料１２０は、図２〜３に関して、上記の膝関節１６２の近傍の筋肉の運動活動をモニタリングするために使用され得る。具体的には、図４〜６に示されるように、１以上のセンサ１５６は、患者モニタリング材料１２０の中に埋め込まれるか、または患者モニタリング材料１２０に取り付けられて、送信機１２２によってワイヤレスデバイス１４４に通信され得る患者の運動活動を検出及び測定することができる。任意の適切なセンサを使用することができるが、１つの特定の実施形態では、１以上のセンサ１５６は、加速度計などの運動センサであり得る。さらに、１以上のセンサ１５６は、誘電性エラストマ加速度計、レーザ加速度計、低周波加速度計、光加速度計、圧電加速度計、共振加速度計、表面弾性波加速度計、表面マイクロマシニング型容量加速度計、熱加速度計、三軸加速度計、電位差計タイプの加速度計、ひずみ計センサ（例えば、機械的、光学的、音響電気、金属ワイヤ、ホイル、フィルム、薄膜または半導体のひずみ計センサ）またはそれらの組み合わせを含み得る。１つの特定の実施形態では、センサ１５６は、内側広筋１９０の下の内側顆１７２から測定されたひずみが、例えば、膝関節１６２の屈曲及び／または伸展に直接相関し得るひずみ計センサであり得るが、ひずみ、または特定の関節の他の骨もしくは筋肉もまた、関節の可動性及び運動の範囲（例えば、屈曲及び／または伸展）と相関し得ることが理解されるべきである。
【００３６】
患者モニタリング材料１２０はまた、膝関節１６２（または、図７〜１４に示される股関節２１０及び／または肩関節２４０などの、患者モニタリング材料１２０がその近傍に配置される任意の他の関節）の屈曲及び／または伸展の範囲を判定し、センサ１５６によって感知された運動活動に基づいて、患者が自身の指示されたリハビリテーションプログラムにしたがっているかどうかを判定するためのプロセッサ１４２を備えることができる。より具体的には、ワイヤレスデバイス１４４の構成要素であり得るプロセッサ１４２は、１以上のセンサ１５６によって感知された患者の運動活動のレベルを、運動活動のベースラインレベルと比較することにより、患者の身体活動が、患者のリハビリテーションプログラムにおける特定のポイントについての運動活動のベースラインレベルと比較して多すぎるか少なすぎるかを判定することができる。さらに、プロセッサ１４２は、関節の伸展（図示せず）または屈曲（図６を参照）の角度αを判定することにより、患者の可動域が、患者のリハビリテーションプログラムにおける特定のポイントについての伸展または屈曲のベースラインレベルと比較して大きいか小さいかを判定することができる。さらに、１以上のセンサ１５６を特定の解剖学的参照（例えば、特定の筋肉、骨など）に結び付けてプロセッサ１４２に空間座標を提供することにより、プロセッサ１４２は患者の可動域を判定することができる。さらに、そのような運動活動及び可動域情報に基づいて、プロセッサ１４２は、患者モニタリングシステム１００に指示して、患者に追加のコーチングまたはフィードバックを提供することにより、指示された理学療法プログラムへのコンプライアンスを改善すべく、リハビリテーションプロセス中に必要に応じて患者を励ますことができる。
【００３７】
患者モニタリング材料１２０はまた、図１７Ａ、１７Ｂ及び１８を参照してより詳細に説明するように、例えば、特定の関節での患者の可動域に関連する角度αの変化、または追跡が望まれるリハビリテーション中の患者の進行を示す任意の他のパラメータを追跡するために、ワイヤレスデバイス１４４と組み合わせて使用することができる１以上の参照表示器１２８を含み得る。
【００３８】
ここで図７を参照すると、本発明の患者モニタリングシステム１００によって監視され得る股関節２１０の周囲の骨及び筋肉を示す患者の股関節の前面図が提供されており、大腿骨１６４の大腿骨頭２２０は、脊椎２１２の側方かつ遠位、腸骨１７６の遠位、仙骨２３４の側方、かつ、恥骨２２６及び坐骨２２８の近位かつ側方に位置する寛骨臼２１８と接触する。例えば、監視することができる筋肉には、大腰筋２１４、腸骨筋２１６、大腿筋膜張筋１８０、大内転筋１９２、長内転筋２２２、短内転筋２２４、大腿薄筋１９６、恥骨筋２３０、梨状筋２３２が含まれ得るが、股関節２１０の領域内の他の任意の他の筋肉もモニタリングされ得ることが理解されるべきである。
【００３９】
図８を参照すると、本発明の患者モニタリングシステム１００によってモニタリングすることができる股関節２１０の周囲の骨及び筋肉を示す患者の股関節の後面図が提供されている。例えば、モニタリングすることができる筋肉には、大殿筋２００、中殿筋２３６、小殿筋２３８及び内閉鎖筋１５８が含まれ得るが、股関節２１０の領域の任意の他の筋肉もモニタリングされ得ることが理解されるべきである。
【００４０】
次に、図３は腰領域または腹部２０２から膝のすぐ上の脚１６０までの患者の正面図であり、患者は本発明の患者モニタリング材料１２０をスリーブ１１６の形態で右股関節に着用しているが、スリーブ１１６は、追加的または代替的に、左股関節に提供されてもよく、または、図４及び５に関して上述した接着パッド１１８をスリーブ１１６の代わりに使用できることが理解されるべきである。一方、図１０は、腰領域または背部１３８から膝のすぐ上の脚１６０までの患者の背面図であり、患者は本発明の患者モニタリング材料１２０をスリーブ１１６の形態で右股関節に着用しているが、スリーブ１１６は、追加的または代替的に、左股関節に提供されてもよく、または、図４及び５に関して上述した接着パッド１１８をスリーブ１１６の代わりに使用できることが理解されるべきである。スリーブ１１６の形態の患者モニタリング材料１２０は、近位端１２４及び遠位端１２６を有する。さらに、患者モニタリング材料１２０は、患者の腰領域または腹部２０２の周囲のスリーブ１１６の適合を固定するためのバンド１３０を備えることができる。さらに、患者モニタリング材料１２０は、１以上のセンサ１５６及び送信機１２２を備え、図５〜６に関して上述し、図１７Ａ、１７Ｂ及び１８に関してより詳細に説明するように、１以上の参照表示器１２８をさらに備えることができる。
【００４１】
次に図１１を参照すると、本発明の患者モニタリングシステム１００によって監視することができる、腕２４２の上腕骨２５０と肩甲骨２４８（図１２を参照）とが接触する肩関節２４０の周囲の骨及び筋肉を示す患者の肩の正面図が提供されている。例えば、モニタリングすることができる筋肉には、三角筋２４６及び鎖骨下筋２５２（これらは両方とも鎖骨２４４に接続されている）、胸鎖乳突筋２５４（胸骨２８２及び鎖骨２４４に由来する）、大胸筋２５６、上腕二頭筋２５８、前鋸筋２６０、烏口腕筋２６２、小胸筋２６４並びに肩甲下筋２６６が含まれるが、肩関節２４０の領域の他の筋肉もまたモニタリング可能であることが理解されるべきである。
【００４２】
次に図１２を参照すると、本発明の患者モニタリングシステム１００によってモニタリングすることができる肩関節２４０の周囲の骨及び筋肉を示す、患者の肩の背面図が提供されている。例えば、モニタリングすることができる筋肉には、僧帽筋２６８、三角筋２４６、棘下筋２７０、小円筋２７２、大円筋２７４、上腕三頭筋２７６、菱形筋２７８及び肩甲挙筋２８０が含まれるが、肩関節２４０の領域の他の筋肉もまたモニタリング可能であることが理解されるべきである。
【００４３】
図１３は、首領域から腰領域または腹部２０２までの患者の正面図であり、患者は本発明の患者モニタリング材料１２０を患者の腕２４２を下に延びるスリーブ１１６の形態で左肩に着用しているが、スリーブ１１６は、追加的または代替的に、右肩に提供されてもよく、または、図４〜５に関して上述した接着パッド１１８がスリーブ１１６の代わり使用されてもよいことが理解されるべきである。一方、図１４は、首領域から腰領域または背部１３８までの患者の背面図であり、患者は本発明の患者モニタリング材料を患者の腕２４２を下に延びるスリーブの形態で左肩に着用しているが、スリーブ１１６は、追加的または代替的に、右肩に提供されてもよく、または、図４〜５に関して上述した接着パッド１１８がスリーブ１１６の代わり使用されてもよいことが理解されるべきである。スリーブ１１６の形態の患者モニタリング材料１２０は、近位端１２４及び遠位端１２６を有する。さらに、患者モニタリング材料１２０は、腹部２０２及び背部（小殿筋２３８）の上方の患者の中央部の周りへのスリーブ１１６の適合を固定するためのバンド１３０を備えていてもよく、バンド１３０は、調整クリップ１３６によって締めたり緩めたりすることができる。さらに、患者モニタリング材料１２０は、１以上のセンサ１５６及び送信機を備え、図５〜６に関して上述し、かつ図１７Ａ、１７Ｂ、１８に関してより詳細に説明するように、１以上の参照表示器１２８をさらに備えていてもよい。
【００４４】
具体的には、ワイヤレスデバイス１４４内に含まれる画像キャプチャ機構１４０及びプロセッサ１４２は、本発明の患者モニタリングシステム１００の一部として、患者モニタリング材料１２０と組み合わせて使用され得る。画像キャプチャ機構１４０及びプロセッサ１４２は、患者の運動活動のレベルを判定し、関節（例えば、膝、腰、肩など）の伸展及び／または屈曲の量を判定し、及び／または、患者が自身の規定されたリハビリテーションプログラムを遵守しているかどうかを判定するために、ユーザ（例えば、患者または医療専門家）が患者モニタリング材料１２０から収集された複数の情報を受信することを可能にし、膝関節１６２の屈曲及び／または伸展の範囲を判定すると、そのような情報を使用して患者にコーチングまたはフィードバックを提供することができる。
【００４５】
図１７Ａ及び１７Ｂに示される実施形態では、画像キャプチャ機構１４０及び処理システム（プロセッサ１４２）は、ディスプレイ１４６を有するワイヤレスデバイス１４４（例えば、ワイヤレススマートフォン、タブレット、またはＰＣ）であり得る単一のデバイスに組み込まれる。例えば、ワイヤレスデバイス１４４の画像キャプチャ機構１４０及びディスプレイ１４６を利用して、ユーザは、患者の関節（例えば、膝関節、股関節、肩関節など）の画像をキャプチャする（すなわち、写真を撮る）ことができ、ワイヤレスデバイス１４４内に含まれるプロセッサ１４２は、関節に関連する運動活動に関する１以上の情報を配信することができる。
【００４６】
例えば、図１７Ａ及び１７Ｂに示されるように、プロセッサ１４２は、１以上の参照ガイド１４８を表示する特定の関節（例えば、膝関節、股関節、肩関節など）の特定の関心領域の画像をユーザがキャプチャすることを支援するソフトウェアアプリケーションすなわちアプリを利用することができる。説明を目的として、図１７Ｂにおいて膝関節１６２が利用されているが、本明細書に記載される方法と同様の方法で、任意の他の所望の関節の画像をキャプチャすることができることが理解されるべきである。特に、ユーザは、ユーザのワイヤレスデバイス１４４（例えば、スマートフォン、タブレット、ＰＣなど）でアプリを開くか、またはアクティブにすることができる。次に、例えば特定のモードまたは機能の選択時に、アプリは、１以上の参照ガイド１４８をディスプレイ１４６上に表示することができる。次に、ユーザは、参照ガイド１４８を利用して、ワイヤレスデバイス１４４の画像キャプチャ機構１４０の視野内に膝関節１６２を配置することができる。参照ガイド１４８は、例えば、患者の運動活動に関する関連情報（例えば、膝関節１６２の屈曲の角度α、または任意の他の所望の関節の屈曲及び／または伸展の角度）をプロセッサ１４２が判定するために必要とされる患者モニタリング材料１２０の関連する特徴（例えば、参照表示器１２８）を含む膝関節１６２の画像をユーザがキャプチャすることを支援することができる。例えば、ユーザがスリーブ１１６の近位端１２４及び遠位端１２６をキャプチャしないと、プロセッサ１４２は、患者の運動活動を正確に評価するために使用可能な画像を有していることを判定することができない。したがって、参照ガイド１４８は、患者モニタリング材料１２０上で１以上の参照表示器１２８を位置合わせするためのウィンドウを提供することによって、ユーザがスリーブ１１６（または、接着パッド１１８、シャツ２８４、パンツ２８６もしくは任意の他の適切な患者モニタリング材料）の有用な画像を確実にキャプチャすることを支援することができる。
【００４７】
さらに、図１７Ｂは近位端１２４と遠位端１２６との間に延在する患者モニタリング材料１２０の画像のキャプチャを示すが、いくつかの実施形態では、ユーザは、患者モニタリング材料１２０の近位端１２４及び遠位端１２６及びをキャプチャする必要はない。それにもかかわらず、参照表示器１２８を使用して関節の屈曲または伸展の角度αを判定することができる実施形態では、患者モニタリング材料の連続する画像を比較するために、対象の特定の関節が屈曲も伸展もされていない患者モニタリング材料１２０の静的な（すなわち、不変の）部分をキャプチャすることが有用であることが理解されよう。図示のように、１以上の参照表示器１２８は、円の内側に含まれるプラス（＋）記号の形態であり得るが、参照表示器１２８は、他の実施形態では他の形態、形状または構成（例えば、星、正方形、アスタリスク、円など）を有し得ることを理解されたい。
【００４８】
さらに、参照表示器１２８は、画像をキャプチャするときに、ディスプレイ１４６上の参照ガイド１４８のうちの少なくとも１つの内側で位置合わせすることができることを理解されたい。次に、プロセッサ１４２は、例えばキャプチャされた画像を１以上の格納された画像と比較することによって、キャプチャされた画像に基づいて関節の伸展角度または屈曲角度を判定することができ、各画像は特定の伸展角度または屈曲角度に関連付けられている。したがって、ユーザによってキャプチャされた画像に基づいて、プロセッサ１４２は、ユーザが画像をキャプチャした時点での特定の関節の屈曲または伸展の角度αを計算し、ワイヤレスデバイス１４４のディスプレイ１４６を介してユーザに角度情報を表示することができる。プロセッサ１４２はまた、センサ１５６から収集されたデータに基づく患者の運動活動などの他の情報を、ディスプレイ１４６上に表示することができる。さらに、いくつかの実施形態では、プロセッサ１４２は、例えば、ワイヤレスデバイス１４４の視覚信号及び／または可聴信号によって、対象の特定の関節及び当該関節を取り囲む患者モニタリング材料１２０の画像を様々な時間間隔でキャプチャするようにユーザに促すことができる。経時的に画像をキャプチャすることによって、患者の運動活動に関するより多くの情報、及び／またはより正確な情報をプロセッサ１４２が提供することを支援することができる。一例として、ある時間間隔にわたって特定の関節の複数の画像を比較することによって、プロセッサ１４２は、特定の関節の屈曲または伸展の角度αが増加しているか、一定のままであるか、または減少しているかを判定することができる。屈曲または伸展の角度αの増加は、処方された在宅リハビリテーションプログラムへのコンプライアンスを示し得る患者の可動域及び可動性の増加に対応する可能性がある。これに反して、屈曲または伸展の角度αの無変化または減少は、処方された在宅リハビリテーションプログラムへのコンプライアンスを示し得る患者の可動域及び可動性の減少に対応する可能性がある。さらに、プロセッサ１４２は、画像が互いに、及び、新たにキャプチャされた各画像と比較され得るように、キャプチャされた各画像を格納するように構成され得る。
【００４９】
したがって、ディスプレイ１４６は、本発明の患者モニタリング材料１２０を着用している患者の運動活動、可動域及び可動性の視覚的表示を提供し得る。例えば、ディスプレイ１４６は、屈曲または伸展の角度αにおける変化のグラフィック表現を提供し得る。代替的または追加的に、ディスプレイ１４６は、運動センサ（センサ１５６）から判定されるような、所定の期間にわたるアクティブな分数のグラフ表示を提供してもよい。他の実施形態では、ディスプレイ１４６は、屈曲または伸展の角度αにおける変化、または所定の期間にわたるアクティブな分数の数値表示を提供してもよい。ディスプレイ１４６は、同様に、他の状態を示してもよく、または他の情報を提供してもよい。
【００５０】
さらに、プロセッサ１４２は、上記のようなワイヤレスデバイス１４４の画像キャプチャ機構１４０及びソフトウェアアプリケーション、及び／または、医療専門家及び／または患者からの入力などの、１以上の提供源から提供されるデータを同化することができる。その後、プロセッサ１４２は、例えばワイヤレスデバイス１４４のディスプレイ１４６を使用することによって、そのようなデータまたはそのようなデータから導出された情報を医療専門家または患者に表示することができる。例えば、図１８に概略的に示されているように、患者モニタリング材料１２０を含む患者モニタリングシステム１００からのデータまたは情報は、ネットワーク３０２にリンクされた１以上の患者またはユーザのワイヤレスデバイス１４４に送信及び／またはキャプチャされ得る（例えば、通信ネットワーク（ネットワーク３０２）またはワイヤレスリレーまたはモジュールを介して）。ワイヤレスデバイス１４４は、例えば、スマートフォンなどの、インターネット機能を備えたポータブルまたはワイヤレスの移動通信デバイスのようなパーソナルコンピューティングデバイスを含むことができる。さらなる例として、ワイヤレスデバイス１４４は、タブレットコンピュータ、または任意の他の適切なパーソナルコンピューティングデバイスであってもよい。いくつかの実施形態では、ワイヤレスであってもなくてもよいデスクトップコンピュータが企図されることも、理解されるべきである。いくつかの実施形態では、各ワイヤレスデバイス１４４は、１以上のプロセッサと、コンピュータで実施される様々な機能を実行する（例えば、本明細書で説明する方法、ステップ、計算などを実行する）ように構成された関連メモリデバイスと、を有する制御回路を含む。本明細書で使用される場合、「プロセッサ」という用語は、当該技術分野でコンピュータに含まれるといわれている集積回路を指すだけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、及びその他のプログラマブル回路も指す。さらに、メモリデバイスは、一般に、以下に限定しないが、例えばコンピュータ可読媒体（例えば、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ））、コンピュータ可読不揮発性媒体（例えば、フラッシュメモリ）、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、磁気光学ディスク（ＭＯＤ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、及び／またはその他の適切なメモリ要素を含むメモリ要素を含み得る。
【００５１】
そのようなメモリデバイスは、一般に、プロセッサによって実施されると、以下に限定しないが、例えば１以上の画像の分析、特定の関節に関連する運動活動の判定、関節に関連する屈曲または伸展の角度、または本明細書に記載される他の機能を含む様々な機能を実行するように、制御回路を構成する適切なコンピュータ可読命令を格納するように構成され得る。より具体的には、命令は、様々な入力条件及び／またはコンピュータで実施される他の様々な適切な機能を示す１以上のセンサからの信号を直接または間接的に受信する機能などを実行するように制御回路を構成してもよく、これにより、プロセッサ１４２及び／またはワイヤレスデバイス１４４は本明細書に記載の様々な機能を実行することができる。インタフェースは、制御信号を送受信するための１以上の回路、端子、ピン、接点、導体またはその他の構成要素を含み得る。さらに、制御回路は、システム内の任意のセンサから送信された信号を、プロセッサによって理解及び処理され得る信号に変換することを可能にするために、センサインタフェース（例えば、１以上のアナログ−デジタル変換器）を含み得る。
【００５２】
例示的な一実施形態では、コントローラは、機械学習技術を含むコンピュータ実行可能命令を格納するメモリデバイスを有するプロセッサを含み、プロセッサは命令を実行するように適合されている。機械学習技術は、例えば、信号内のノイズのアダプティブ及び非アダプティブのノイズキャンセリング；信号エンベロープ検出；データスペクトルから様々な動きパラメータを抽出するためのローパス、バンドパス、バンドストップ、及び／またはハイパスデジタルフィルタ；または、時間の経過に伴う（例えば、特定のリハビリテーションまたは理学療法の計画全体にわたる）患者の運動活動を特徴付けるための、ｋ−ｍｅａｎｓ法、ｆｕｚｚｙ  ｃ−ｍｅａｎｓ法による人工ニューラルネットワーク、サポートベクターマシン及び／またはファジィシステムのうちの少なくとも１つが含まれ得る教師ありまたは教師なしクラスタリング；のうちの少なくとも１つを含み得る。したがって、一実施形態では、プロセッサ１４２は、例えばワイヤレスデバイス１４４のディスプレイ１４６を介して、特定の関節（例えば、膝関節、股関節、肩関節など）の画像を経時的にキャプチャするようにユーザを促すことができ、これにより、所定の時間間隔内で、運動活動、伸展及び／または屈曲の角度などの変化を測定し、処方された在宅リハビリテーションプログラムを患者が遵守しているかどうかを判定した後、追加のコーチングをユーザに送信し、必要に応じてコンプライアンスを奨励することができる。さらに、経時的な運動活動の変化を推定するために、ノルム、二乗平均平方根、歪度、尖度、エントロピーなどのいくつかの統計的及び形態学的特徴を機械学習段階で使用することにより、モニタリングされている患者の関節（例えば、膝関節、股関節、肩関節など）の現在及び過去の画像を比較することができる。また、機械学習ベースの予測モデルを使用して、例えば、経時的な運動活動のレベルに基づいて、患者が追加のコーチングを必要とし得る時期を予測することもできる。
【００５３】
図４〜６、９〜１０及び１３〜１４はスリーブ及び１以上の接着パッド１１８の形態の患者モニタリング材料１２０を示しているが、患者モニタリング材料１２０は衣類の形態であり得ることも理解されるべきである。例えば、図１５Ａ及び１５Ｂに示されるように、患者モニタリング材料１２０は、シャツ２８４の形態であり得る。一方、図１６Ａ及び１６Ｂに示されるように、患者モニタリング材料１２０はまた、パンツ２８６の形態でもあり得る。さらに、患者モニタリング材料１２０は、センサ１５６及び送信機１２２を患者モニタリング材料１２０内に埋め込むか、または患者モニタリング材料１２０に取り付けることができる限り、任意の種類の衣類または衣服の形態をとり得ることを理解されたい。
【００５４】
再び図１７Ａ、１７Ｂ及び１８を参照し、患者モニタリング材料１２０と組み合わせられる受信機１５０及びプロセッサ１４２を備えたワイヤレスデバイス１４４、参照表示器１２８、センサ１５６及び送信機１２２の機能をより詳細に説明する。例えば、図１７Ａは、本発明の一実施形態によるディスプレイ１４６を有する図１のワイヤレスデバイス１４４の正面図を示すが、図１７Ｂは、図１７Ａのワイヤレスデバイス１４４の正面図であり、ディスプレイ１４６上の参照ガイド１４８と位置合わせされた患者の膝関節１６２の周囲にスリーブ１１６の形態で患者モニタリング材料１２０に設けられている参照表示器１２８の画像を示す。膝の屈曲量を測定する角度αは、本発明の患者モニタリングシステム１００の構成要素によって判定され得る。
【００５５】
さらに図１８を参照し、プロセッサ１４２を有する患者モニタリングシステム１００（例えば、患者モニタリング材料１２０及びワイヤレスデバイス１４４）と、患者の治療過程を開発、増強及び／または調整するために１以上のデバイスからのデータを利用することができる図１のオプションの疼痛管理デバイス１０１と、を含み得る代表的な患者管理システム３００の概略図についてより詳細に説明する。患者管理システム３００は、上述のように情報またはデータを送信及び／または受信するためのネットワーク３０２を含む。ネットワーク３０２を介してサーバ３０６に接続されたデバイスまたはシステムは、膝関節、股関節、または肩関節の修復または交換などの整形外科手術後の患者のリハビリテーションを開発、増強及び／または調整するために、患者の運動活動などの患者の健康データを利用する際に使用すべく、サーバ３０６に患者データを提供し得る。例えば、患者モニタリングシステム１００（センサ１５６を備えた患者モニタリング材料１２０を含む）及び疼痛管理デバイス１０１などの１以上の医療デバイスまたは機器は、図１８に示されるようにサーバ３０６に接続され、患者の治療に使用するための患者データを提供する。各システムまたはデバイスは、医療デバイスによって生成された患者データをサーバ３０６に提供する。そのようなデータは、例えば、患者のバイタルサイン、バイオフィードバック、バイオマーカー及び／または患者の活動などを検出するための１以上のウェアラブルデバイス（例えば、患者モニタリング材料１２０）などの、患者によって使用される１以上のデバイスからのデータを含み得る。例えば、上記の患者モニタリング材料１２０のように、各医療デバイスは、ネットワーク３０２を介してサーバ３０６に提供されるデータを出力する１以上のセンサ１５６を有し得る。
【００５６】
サーバ３０６は、患者モニタリングシステム１００及び疼痛管理デバイス１０１などを介した入力に応答して、整形外科手術後の患者の可動性及び可動域などの、患者の治療の管理を支援するように構成される。サーバ３０６は、クラウドベースであるか、病院施設に共同配置されるか、または別の適切な施設に配置され得る。サーバ３０６はまた、サーバ３０６に通信可能に接続された１以上のデータベース３０８にデータを格納することによって、患者データの入力に応答し得る。したがって、データベース３０８内に格納された情報は、例えば、患者の運動活動、関節の屈曲または伸展のレベル、疼痛レベル、温度、他のバイタルサインなどに関連する情報であり得る。
【００５７】
図１８に示されるように、サーバ３０６は、複数の処理モジュールを含むことができる。「モジュール」という用語は、特定の機能を提供するために利用されるコンピュータロジックを指すことが理解されよう。したがって、モジュールは、汎用プロセッサを制御するハードウェア、ファームウェア及び／またはソフトウェアに実装され得る。一実施形態では、モジュールは、ストレージデバイスに格納され、メモリにロードされ、上述のプロセッサ１４２と同様のプロセッサによって実行されるプログラムコードファイルであり、ワイヤレスデバイス１４４内に含まれるか、または別個に配置され得る。あるいは、モジュールは、コンピュータプログラム製品、例えば、ＲＡＭハードディスクまたは光学媒体もしくは磁気媒体などの有形のコンピュータ可読記憶媒体に格納され、コンピュータ実行可能命令から提供されるプログラムコードファイルであってもよい。また、サーバ３０６の実施形態は、本明細書に記載されたものとは異なるモジュールまたは他のモジュールを有することができ、記載された機能は、異なる方法で、モジュール間で分散され得ることが理解されよう。
【００５８】
図１８を参照すると、サーバ３０６は、例えばデータベース３０８に格納するための患者データを収集し、患者データを分析し、患者データを配布するように構成される。より具体的には、サーバ３０６は、患者コンプライアンスシステム（患者モニタリングシステム１００）及び疼痛管理デバイス１０１などの医療デバイスから患者データを収集するための収集モジュール３１０を含み得る。１以上の患者データは、分析のために分析モジュール３１２に送信または受信されるが、分析には、データを分析または配布するための準備においてデータを分類するステップが含まれてもよい。例えば、分析モジュール３１２は患者データを使用して特定の治療法を開発することができ、例えば、分析モジュール３１２は、患者モニタリングシステム１００の患者モニタリング材料１２０に埋め込まるか、または取り付けられたセンサ１５６及び疼痛管理デバイス１０１からのデータを使用することにより、運動活動レベル及び／または運動活動の種類、並びに患者の疼痛管理を開発、増強または調整することができる。患者データまたは患者データの分析の結果は、配布モジュール３１４を介して選択的に配布または分配され得る。患者データの少なくとも一部は、患者、医療専門家及び／または医療機関などの１以上のエンティティに対して利用可能である。
【００５９】
いくつかの実施形態では、収集モジュール３１０、分析モジュール３１２及び／または配布モジュール３１４は、サーバ３０６から分離されてもよいことが理解されるべきである。すなわち、モジュール（３１０、３１２、３１４）は、ネットワーク３０２を介して患者管理システム３００の他の構成要素（例えば、患者モニタリングシステム１００及び疼痛管理デバイス１０１、並びにデータベース３０８）と通信する患者管理システム３００の独立した構成要素であり得る。さらに、図１８に示されるように、患者モニタリングシステム１００及び疼痛管理デバイス１０１、サーバ３０６並びにデータベース３０８は、例えば直接的なネットワークまたは他の適切なリンクを介して、ネットワーク３０２に接続及び／または多重化され得る。しかしながら、患者管理システム３００は、同様に他の構成を有していてもよい。
【００６０】
患者の運動活動をモニタリングする方法もまた、本発明によって企図される。本方法は、患者の関節を囲む患者モニタリング材料１２０の中に埋め込まれているか、または患者モニタリング材料１２０に取り付けられた少なくとも１つのセンサ１５６によって、患者の関節（例えば、膝関節１６２、股関節２１０、肩関節２４０など）に関連する運動活動を感知するステップと、患者の関節に関連する運動活動をデバイス（例えば、スマートフォン、タブレット、ＰＣなどのワイヤレスデバイス１４４）に送信するステップと、患者の関節に関連する運動活動に基づいて、プロセッサ１４２によって、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータを判定するステップと、を含む。さらに、リハビリテーションまたは理学療法プログラムのコンプライアンスに関連するパラメータには、関節の伸展角度、関節の屈曲角度、患者が所定の期間にわたって活動している合計分数、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。
【００６１】
さらに、本方法は、ワイヤレスデバイス１４４に設けられた画像キャプチャ機構１４０によって関節の画像をキャプチャするステップと、プロセッサ１４２によって画像を処理するステップと、患者の関節に関連する運動活動に関するユーザへの情報をワイヤレスデバイス１４４のディスプレイ１４６上に表示するステップと、を含む。さらに、少なくとも１つの参照ガイド１４８をディスプレイ１４６に表示して、ユーザが画像をキャプチャすることを支援することができ、患者モニタリング材料１２０上の少なくとも１つの参照表示器１２８を、画像をキャプチャするときに、少なくとも１つの参照ガイド１４８内にアライメントさせることができる。さらに、プロセッサ１４２は、画像を処理して関節の伸展角度または関節の屈曲角度を判定するように構成され得、画像の処理は、画像を１以上の格納された画像と比較して、例えば、関節の伸展角度または屈曲角度を判定するステップを含み得る。さらに、本方法は、患者の関節に関連する運動活動に基づいて（例えば、プロセッサ１４２を介してワイヤレスデバイス１４４から送信される口頭の指示、プロセッサ１４２を介してワイヤレスデバイス１４４に表示される画像またはグラフィックの指示などの形態で）患者へコーチングまたは指示を提供するステップを含む。
【００６２】
さらに、本出願に記載されている患者モニタリングシステム１００は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２０１８年２月１６日に出願され、「患者報告アウトカムによる術後モニタリング」と題された米国特許仮出願第６２／７１０，４６４号に記載されているシステム及び方法と組み合わせて利用され得ることを理解されたい。
【００６３】
本発明を、実施例として、一般的かつ詳細に説明した。本発明のこれら及び他の修正及び変形は、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者によって実施され得る。さらに、様々な実施形態の態様は、全体的または部分的に入れ替えられてもよいことを理解されたい。さらに、当業者は、上述の説明が単なる例であり、添付の特許請求の範囲においてさらに説明される本発明を限定することを意図していないことを理解するであろう。
【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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【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１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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【図１６Ａ】
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【図１６Ｂ】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【国際調査報告】
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