(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象における不規則な心拍を検出するためのシステムであって、
前記システムは、前記対象の胸骨の正面に直接に位置付けられるように構成された送信機含有のデバイスを備え、
前記送信機含有のデバイスは、前記対象と接触しており、前記送信機含有のデバイスは、共通の筐体内に、送信機と、回路基板と、アンテナと、受信機とを備え、
前記送信機は、ある波長の電磁放射線を前記対象の心臓に伝送するように構成されており、
前記受信機は、前記対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成されており、
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかは、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に基づいて判定され、
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記対象の心臓の他の一部と比較して前記対象の心臓の一部の相対的な位置を検出することによって判定される、システム。
【請求項２】
前記対象は、前記不規則な心拍のための介入を受けており、前記不規則な心拍のための介入が前記不規則な心拍を変調させているかどうかは、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に基づいて判定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記対象は、不規則ではない心拍状態のための介入を受けており、前記不規則ではない心拍状態のための介入が前記不規則な心拍を誘発しているかどうかは、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に基づいて判定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記心臓の一部の動きの分析によって判定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記対象は、呼吸を止めた状態にある、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記対象の心臓に伝送される前記波長の電磁放射線は、電波である、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記不規則な心拍は、心房細動に関連付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記不規則な心拍は、心房粗動に関連付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記不規則な心拍は、心室細動に関連付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記不規則な心拍は、心室粗動に関連付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記不規則な心拍は、心不整脈に関連付けられている、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
前記対象は、ヒトである、請求項１に記載のシステム。
【請求項１３】
方法であって、
ａ）コンピュータシステムが、対象の胸骨の正面に直接に位置付けられた受信機から、前記対象の心臓から反射された電磁信号に関連付けられたデータを受信することであって、前記受信機は、前記対象と接触している、ことと、
ｂ）前記コンピュータシステムのプロセッサが、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に関連付けられたデータと基準とを比較することであって、前記プロセッサは、前記受信機と共通の筐体内にある、ことと、
ｃ）前記コンピュータシステムが、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に関連付けられたデータと前記基準との比較に基づいて、前記対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定することと、
ｄ）前記コンピュータシステムが、前記判定の結果を出力することと
を含み、
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記対象の心臓の残りと比較して前記対象の心臓の一部の相対的な位置を検出することによって判定される、方法。
【請求項１４】
前記対象は、前記不規則な心拍のための介入を受けており、前記方法は、前記コンピュータシステムが、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に基づいて、前記不規則な心拍のための介入が前記不規則な心拍を変調させているかどうかを判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記対象は、不規則ではない心拍状態のための介入を受けており、前記方法は、前記コンピュータシステムが、前記対象の心臓から反射された前記電磁信号に基づいて、前記不規則ではない心拍状態のための介入が前記不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記心臓の一部の動きの分析によって判定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記不規則な心拍は、心房細動に関連付けられている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記不規則な心拍は、心房粗動に関連付けられている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
前記不規則な心拍は、心室細動に関連付けられている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記不規則な心拍は、心室粗動に関連付けられている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２１】
前記不規則な心拍は、心不整脈に関連付けられている、請求項１３に記載の方法。
【請求項２２】
前記対象は、ヒトである、請求項１３に記載の方法。
【請求項２３】
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記対象の心臓の速度を検出ことによって判定される、請求項１に記載のシステム。
【請求項２４】
前記システムは、前記不規則な心拍の強度を判定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記システムは、前記対象が前記不規則な心拍を有する時間のパーセンテージを判定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記システムは、前記対象における心不整脈時間のパーセンテージを判定する、請求項１に記載のシステム。
【請求項２７】
前記対象が前記不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記対象の心臓の速度を検出することによって判定される、請求項１３に記載の方法。
【請求項２８】
前記コンピュータシステムが、前記不規則な心拍の強度を判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項２９】
前記コンピュータシステムが、前記対象が前記不規則な心拍を有する時間のパーセンテージを判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項３０】
前記コンピュータシステムが、前記対象における心不整脈時間のパーセンテージを判定することをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
（関連出願への相互参照）
本出願は、２０１４年６月１１日に出願された米国仮特許出願番号第６２／０１０，６５３号および２０１５年４月１０日に出願された米国仮特許出願番号第６２／１４５，６４９号に基づく優先権の利益を主張しており、これら仮特許出願の各々は、それらの全体が参考として本明細書によって援用される。
【０００２】
（連邦政府によって支援された研究または開発に関する陳述）
本発明は、米国国立科学財団によるＳｍａｌｌ  Ｂｕｓｉｎｅｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ａｗａｒｄ  １４４９０６０の下、合衆国政府の支援でなされた。合衆国政府は、本発明において特定の権利を有し得る。
【０００３】
（背景）
家庭で使用され得る、心臓試験および監視デバイスの開発は、医療コストを削減し、患者コンプライアンスを増加させ、患者の生活の質を改善する潜在性を有する。高齢者、身障者、および医療設備への容易なアクセスを伴わない人は、家庭試験デバイスから大いに利益を享受し得る。しかしながら、現在の家庭試験デバイスは、多くの場合、不快であって、使用が困難であって、かつ高価である。いくつかの課題が、依然として、費用効果的であって、使用が単純であって、かつ正確な家庭試験の作成に存在する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
（発明の要旨）
いくつかの実施形態では、本発明は、対象における不規則な心拍を検出する方法であって、ａ）電磁放射線の波長を対象の心臓に伝送するステップと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するステップと、ｃ）対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定するステップとを含む、方法を提供する。
【０００５】
いくつかの実施形態では、本発明は、方法であって、ａ）コンピュータシステムによって、対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータを受信するステップと、ｂ）コンピュータシステムのプロセッサによって、対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータと基準を比較するステップと、ｃ）対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータと基準の比較に基づいて、対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定するステップと、ｄ）判定の結果を出力するステップとを含む、方法を提供する。
【０００６】
いくつかの実施形態では、本発明は、デバイスであって、ａ）電磁放射を対象の胸腔の中に伝送するように構成される、アンテナと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成される、受信機と、ｃ）対象の心臓から反射され、検出された電磁信号に基づいて、対象における不規則な心拍を識別するように構成される、プロセッサとを備える、デバイスを提供する。
【０００７】
いくつかの実施形態では、本発明は、デバイスであって、ａ）電磁放射を対象の胸腔の中に伝送するように構成される、アンテナと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成される、受信機と、ｃ）対象の心臓から反射され、受信された電磁信号と関連付けられたデータを伝送するように構成される、送信機とを備える、デバイスを提供する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、本発明は、方法であって、ａ）不規則な心拍を有する対象に、不規則な心拍のための介入を投与するステップと、ｂ）レーダデバイスを用いて対象を監視するステップと、ｃ）監視に基づいて、不規則な心拍のための介入が対象における不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するステップとを含む、方法を提供する。
【０００９】
いくつかの実施形態では、本発明は、方法であって、ａ）対象に介入を投与するステップと、ｂ）レーダデバイスを用いて対象を監視するステップと、ｃ）監視に基づいて、介入が対象における不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するステップとを含む、方法を提供する。
本願明細書は、例えば、以下の項目も提供する。
（項目１）
対象における不規則な心拍を検出する方法であって、
ａ）ある波長の電磁放射線を前記対象の心臓に伝送するステップと、
ｂ）前記対象の心臓から反射された電磁信号を検出するステップと、
ｃ）前記対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、前記対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定するステップと、を含む、方法。
（項目２）
前記対象は、前記不規則な心拍のための介入を受けており、前記方法はさらに、前記対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、前記不規則な心拍のための介入が前記不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目３）
前記対象は、不規則ではない心拍状態のための介入を受けており、前記方法はさらに、前記対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、前記不規則ではない心拍状態のための介入が前記不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するステップを含む、項目１に記載の方法。
（項目４）
前記対象が不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記心臓の一部の動きの分析によって判定される、項目１に記載の方法。
（項目５）
電磁放射線源を前記対象の身体に取り付けるステップをさらに含む、項目１に記載の方法。
（項目６）
前記電磁放射線源は、前記対象の心臓に近接して前記対象の身体に取り付けられる、項目５に記載の方法。
（項目７）
前記電磁放射線源は、前記対象の胸部に取り付けられる、項目５に記載の方法。
（項目８）
前記電磁放射線源は、前記対象の背中に取り付けられる、項目５に記載の方法。
（項目９）
前記対象は、呼吸を止めた状態にある、項目５に記載の方法。
（項目１０）
前記対象の心臓に伝送される前記波長の電磁放射線は、電波である、項目１に記載の方法。
（項目１１）
前記不規則な心拍は、心房細動と関連付けられる、項目１に記載の方法。
（項目１２）
前記不規則な心拍は、心房粗動と関連付けられる、項目１に記載の方法。
（項目１３）
前記不規則な心拍は、心室細動と関連付けられる、項目１に記載の方法。
（項目１４）
前記不規則な心拍は、心室粗動と関連付けられる、項目１に記載の方法。
（項目１５）
前記不規則な心拍は、心不整脈と関連付けられる、項目１に記載の方法。
（項目１６）
前記対象は、ヒトである、項目１に記載の方法。
（項目１７）
方法であって、
ａ）コンピュータシステムによって、対象の心臓から反射された電磁放射線信号と関連付けられたデータを受信するステップと、
ｂ）前記コンピュータシステムのプロセッサによって、前記対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータと基準を比較するステップと、
ｃ）前記対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータと前記基準の比較に基づいて、前記対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定するステップと、
ｄ）前記判定の結果を出力するステップと、を含む、方法。
（項目１８）
前記対象は、前記不規則な心拍のための介入を受けており、前記方法はさらに、前記対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、前記不規則な心拍のための介入が前記不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するステップを含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記対象は、不規則ではない心拍状態のための介入を受けており、前記方法はさらに、前記対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、前記不規則ではない心拍状態のための介入が前記不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するステップを含む、項目１７に記載の方法。
（項目２０）
前記対象が不規則な心拍を有するかどうかの判定は、前記心臓の一部の動きの分析によって判定される、項目１７に記載の方法。
（項目２１）
前記不規則な心拍は、心房細動と関連付けられる、項目１７に記載の方法。
（項目２２）
前記不規則な心拍は、心房粗動と関連付けられる、項目１７に記載の方法。
（項目２３）
前記不規則な心拍は、心室細動と関連付けられる、項目１７に記載の方法。
（項目２４）
前記不規則な心拍は、心室粗動と関連付けられる、項目１７に記載の方法。
（項目２５）
前記不規則な心拍は、心不整脈と関連付けられる、項目１７に記載の方法。
（項目２６）
前記対象は、ヒトである、項目１７に記載の方法。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の代表的デバイスを描写する。
【図２】図２は、心房細動および正常心拍に対する比較ＥＣＧを示す。
【図３】図３は、心房粗動に対する代表的ＥＣＧである。
【図４】図４は、心室細動に対する代表的ＥＣＧである。
【図５】図５は、本発明の例示的デバイスの機能を描写する。
【図６】図６は、ヒト身体内の異なる組織の厚さを図示する。
【図７】図７は、ヒト組織の内側の信号損失を描写する。
【図８】図８は、本発明の例示的実施形態と併用され得る、コンピュータシステムの第１の例示的アーキテクチャを図示する、ブロック図である。
【図９】図９は、本発明の例示的実施形態と併用され得る、コンピュータネットワークを図示する、略図である。
【図１０】図１０は、本発明の例示的実施形態と併用され得る、コンピュータシステムの第２の例示的アーキテクチャを図示する、ブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の産物を伝送することができる、グローバルネットワークを図示する。
【図１２】図１２は、本発明の代表的デバイスを描写する。
【図１３】図１３は、本発明の代表的デバイスを描写する。
【図１４】図１４は、本発明の例示的デバイスの代表的実装を図示する。
【図１５】図１５は、ヒト対象における対合ＥＣＧおよび本発明の代表的デバイスを用いた測定である。
【図１６】図１６は、ヒト対象における対合ＥＣＧおよび本発明の代表的デバイスを用いた測定である。
【図１７】図１７は、ヒト対象における対合ＥＣＧおよび本発明の代表的デバイスを用いた測定である。
【図１８】図１８は、ヒト対象における対合ＥＣＧおよび本発明の代表的デバイスを用いた測定である。
【図１９】図１９は、本発明の代表的デバイスおよび代表的レーダデバイスから測定される波形を描写する。
【図２０】図２０は、本発明の例示的実施形態と併用され得る、監視方法を図示する。
【図２１】図２１は、代表的レーダデバイスから測定される波形を描写する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（詳細な説明）
ポータブル試験デバイスは、医療コストを削減し、医療設備への即時または容易なアクセスを有していない患者への医療の送達を改善する潜在性を有する。ポータブル心臓運動モニタは、病院または医師のオフィスに出向くことを要求せずに、迅速かつ便利に、患者の心臓ステータスを判定することができる。この便宜性は、患者コンプライアンス増加に起因して、病院訪問の頻度を減少させ、診断率を改善することによって、コストを削減することができる。コンパクトかつポータブルな心臓運動モニタは、高齢者、身障者、または遠隔地域に住んでいる人、そうでなければ、適正な医療を受けるためにうんざりしながら出向く必要があるであろう、患者に、特に利益を提供する。本明細書に説明される発明は、患者の出先でも、患者の家庭でくつろぎながらでも、任意の場所から患者の心臓についての情報を得るための単純であって、費用効果的であって、かつ効率的方法を提供する。
【００１２】
本明細書に説明されるのは、対象における不規則な心拍を測定するための方法およびデバイスである。本発明のモバイルデバイスは、臨床介入を伴わずに、対象の家庭で使用されることができる。本明細書に説明されるデバイスは、継続的かつ非侵襲的に、対象における心臓運動を検出することができる。デバイスは、対象によって装着されるか、対象に取り付けられるか、搭載されるか、精緻されるか、または別様に外来使用に便利であり得る。
【００１３】
心臓律動異常または不整脈としても知られる、不規則な心拍は、心臓の電気活動が、不規則であって、多くの場合、正常よりも速いまたは遅い任意の状態の群である。不規則な心拍は、より深部の下層の心臓状態の症状であり得る。不整脈のための標準的診断試験は、心電図検査（ＥＣＧ）である。ＥＣＧは、心臓の電気活動の記録であって、その出力は、心電図（また、ＥＣＧ）として知られる、心臓組織の分極および脱分極によって生成される電気インパルスに対応する一連の波形である。ＥＣＧは、患者の心臓ステータスについての種々の情報を集めるための強力な方法であるが、試験は、相当量の臨床専門知識および医院または病院への訪問を要求する。本非便宜性は、特に、患者が、高齢者であるか、身障者であるか、または医院へのアクセスが困難であり得る地方に住んでいる場合、ＥＣＧを得るプロセスを魅力的ではないものにする。
【００１４】
デバイス
不規則な心拍の診断は、下層の心臓異常または疾患を判定する際に不可欠であり得る。例えば、心房細動を伴う対象は、血塊につながり得る、心房内の血液の貯留に起因して、より高い脳卒中のリスクを有し得る。したがって、心臓活動を迅速かつ容易に監視し得る、デバイスの開発は、心臓状態の効率的かつ効果的診断につながることができる。遠隔で使用され得る、デバイスは、患者コンプライアンスを増加させ、それによって、診断成功率を改善することができる。
【００１５】
本明細書に説明されるデバイスは、対象によって装着され、種々の環境において、心臓活動を監視することができる。活動は、医院、病院、もしくは医師のオフィス等の医療環境において、または医院もしくは病院から離れた場所、例えば、家庭、学校、もしくはユーザがデバイスを装着を所望する任意の場所において監視されることができる。本明細書に説明されるデバイスはまた、日常の活動の間、例えば、車の運転、家事、運動、買物をしながら、または休憩もしくは睡眠中でも、使用されることができる。本明細書に説明されるデバイスは、例えば、電磁信号を使用して、対象の心臓の運動を判定し、不規則性に対して心臓を監視および診断することができる。
【００１６】
本明細書に説明されるデバイスは、医院、病院、または医師のオフィスへの短時間訪問の際に使用されることができる。デバイスはまた、入院中の診察時、または対象が病院で回復中であるが、歩行する自由が必要な対象によって使用されることができる。
【００１７】
図１は、対象の心臓の運動を判定するためのデバイス１０１を図示する。送受信機回路１０９の送信機１０２が、デュプレクサ１０４を介してアンテナ１０５にルーティングされる、信号を生成する。信号は、次いで、アンテナからその一部の心臓等の着目目的物１０６に伝搬１０８することができる。信号は、例えば、パルス状または連続であることができる。いくつかの実施形態では、信号は、電波、電磁信号、電磁スペクトルの波長もしくは周波数、光の波長、または光子等の電磁放射線である。信号の伝送後、信号は、心臓等の着目目的物１０６から反射１０７され得る。信号は、アンテナ１０５によって検出され、デュプレクサ１０４を介して、受信機１０３にルーティングされる。いくつかの実施形態では、デバイスは、レーダシステムを備える。デバイス内で使用され得る、レーダのタイプの非限定的な例として、超広帯域幅レーダ、連続波ドップラーレーダ、パルスドップラーレーダ、周波数変調連続波レーダ、または疑似ランダムコード変調連続波レーダが挙げられる。
【００１８】
図１２は、対象の心臓の運動を判定するためのデバイスの実施形態を図示する。パルス発生器１２０１が、パルス状正弦波発生器１２０３を通してルーティングされ、パルス波形１２０４を生成する、パルス１２０２を生成する。パルス波形１２０４は、次いで、デュプレクサ１２０５を介して、アンテナ１２０６にルーティングされる。パルス波形１２０４は、次いで、アンテナから１２０６から、その一部の心臓等の標的１２０７に伝搬することができる。いくつかの実施形態では、パルス波形１２０４は、電波、電磁信号、電磁スペクトルの波長もしくは周波数、光の波長、または光子等の電磁放射線である。パルス波形１２０４の伝送後、パルス波形１２０４は、心臓等の標的１２０７から反射され得る。パルス波形１２０４は、アンテナ１２０６によって検出され、デュプレクサ１２０５を介して、ミキサ１２０９にルーティングされ、これは、検出されたパルス波形を二重波形１２０８に変換する。二重波形１２０８は、ミキサ１２０９から増幅器およびフィルタ１２１０に伝搬され、フィルタ処理された波形１２１１を生成する。フィルタ処理された波形１２１１は、次いで、信号処理およびディスプレイユニット１２１２に伝搬される。いくつかの実施形態では、デバイスは、レーダシステムを備える。デバイス内で使用され得る、レーダのタイプの非限定的な例として、超広帯域幅レーダ、連続波ドップラーレーダ、パルスドップラーレーダ、周波数変調連続波レーダ、および疑似ランダムコード変調連続波レーダが挙げられる。
【００１９】
いくつかの実施形態では、複数のレーダセンサが、心臓測定の正確度を増加させるために使用されることができる。複数のレーダセンサはまた、異なる視点位置から心臓運動プロファイルを測定し、２次元における心臓の運動を解法するために反転され得る、多次元データセットを生成する。本方法は、個々のレーダセンサのランダムな移動または誤整合の影響を低減させることによって、正確な測定を提供することができる。
【００２０】
図１３は、対象の心臓の運動を判定するためのデバイスの実施形態を図示する。印刷回路基板１３０１内では、電圧制御式発振器１３０２が、波形を生成する。波形は、次いで、スプリッタ１３０３および第１の増幅器１３０４を通してサーキュレータ１３０５に伝搬される。波形は、次いで、サーキュレータ１３０５からアンテナ１３０６に搬送される。反射された波形が、次いで、アンテナ１３０６からサーキュレータ１３０５に搬送される。波形は、次いで、第２の増幅器１３０７に伝搬される。波形は、次いで、帯域通過フィルタ１３０８を通してフィルタ処理される。フィルタ処理された波形は、次いで、直交復調チップ１３０９を使用してデコードされる。デコードされた波形は、次いで、信号取得ユニット１３１０に伝送される。いくつかの実施形態では、デバイスは、レーダシステムを備える。デバイス内で使用され得る、レーダのタイプの非限定的な例として、超広帯域幅レーダ、連続波ドップラーレーダ、パルスドップラーレーダ、周波数変調連続波レーダ、および疑似ランダムコード変調連続波レーダが挙げられる。
【００２１】
いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるデバイスは、モノスタティックレーダアーキテクチャを備え、１つのみのアンテナが、伝送および受信の両方のために使用される。いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるデバイスは、デュプレクサを備え、１つのアンテナが伝送および受信の両方のために使用されるとき、伝送および受信される信号を分離することができる。モノスタティックレーダシステムでは、生成される信号は、直接、アンテナに通過される一方、アンテナから受信された信号は、受信機部分にルーティングされる。デュプレクサは、伝送経路と受信経路との間に隔離を提供し、１つのアンテナが両機能を行うことを可能にすることができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、本明細書に説明されるデバイスは、バイスタティックレーダアーキテクチャを備える。バイスタティックレーダアーキテクチャを備えるデバイスでは、２つのアンテナが、伝送および受信経路のために空間的に分離される。
【００２３】
デバイス内で使用され得る、アンテナの非限定的な例として、等方性ラジエータ、ダイポールアンテナ、八木宇田アンテナ、ランダムワイヤアンテナ、ホーンアンテナ、パラボラアンテナ、およびパッチアンテナが挙げられる。いくつかの実施形態では、アンテナは、デバイスから着脱可能または取り外し可能であることができる。いくつかの実施形態では、アンテナは、異なるアンテナ、例えば、異なる強度のアンテナと相互交換または交換可能であることができる。アンテナは、例えば、デバイスの内側、その外側、それに近接して、それに隣接して、その上部、またはその下方に設置されることができる。
【００２４】
いくつかの実施形態では、デバイスは、対象が不規則な心拍と関連付けられた状態を有するかどうかを判定することができる。不規則な心拍と関連付けられた状態の非限定的実施例として、発作性心房細動、発作性心房粗動、心房細動、心房粗動、心室細動、心室粗動、上室性頻拍症、ウォルフ・パーキンソン・ホワイト症候群、心室性期外収縮、心房性期外収縮、洞不全症候群、洞性不整脈、洞性頻脈、多源性心房頻拍、または徐脈が挙げられる。
【００２５】
デバイスは、対象の心臓から反射する信号と関連付けられたデータを受信し得る、コンピュータシステムを備えることができる。コンピュータシステムによって受信されたデータは、次いで、コンピュータシステムのプロセッサによって、基準と比較され、対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定することができる。コンピュータシステムによって使用され得る、基準の非限定的な例として、対象からの過去の測定、健康な対象からの測定、測定されている症状の統計的平均、および基準テキストが挙げられる。コンピュータシステムは、次いで、判定の結果を出力することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、デバイス内の信号源と共通の筐体内に位置する。いくつかの実施形態では、プロセッサは、デバイス内の信号源と共通の筐体内に位置しない。
【００２６】
いくつかの実施形態では、デバイスは、データをデバイスから遠隔場所、例えば、病院、医院、または医師のオフィスに伝送するように構成される、送信機に結合されるプロセッサを備える。送信機は、ワイヤレスで、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ワイヤレスネットワーク、携帯電話ネットワーク、クラウドネットワーク、またはインターネットを介して、データを伝送するように構成されることができる。例えば、デバイスは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を使用して、限定ではないが、携帯電話またはコンピュータシステムを含む、分析デバイスに接続することができる。いくつかの実施形態では、伝送は、有線である。プロセッサは、データを複数の地理的場所内の複数の受信機に伝送するように構成されることができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、約１マイル、約２マイル、約３マイル、約４マイル、約５マイル、約６マイル、約７マイル、約８マイル、約９マイル、または約１０マイルの距離にわたって、データを伝送することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、少なくとも１０マイルの距離にわたって、データを伝送することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、少なくとも５０マイルの距離にわたって、データを伝送することができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、全地球測位システム（ＧＰＳ）を備える。
【００２７】
本明細書に説明されるデバイスは、対象によって装着されることができるか、またはできない。デバイスは、例えば、胸部用ストラップ、胸部用ベスト、アームバンド、リストバンド、ヘッドバンド、ベルト、接着テープ、または糊を使用して、対象の身体に取り付けられることができる。本明細書に説明されるデバイスは、対象の衣服、例えば、肌着、ブラジャー、シャツ、ジャケット、またはセーター内に埋め込まれることができる。本明細書に説明されるデバイスは、例えば、腕時計、イヤリング、ネックレス、指輪、またはブレスレット内に埋め込まれることができる。デバイスはまた、対象の身体から取り外されることができる。本明細書に説明されるデバイスは、例えば、壁、ヘッドボード、ベッド、鏡、ナイトテーブル、椅子、または対象に近接する他の家具に取り付けられることができる。デバイスは、例えば、マットレス、枕、掛け布団、またはソファ内に埋め込まれることができる。
【００２８】
本明細書に説明されるデバイスは、対象から距離を空けることができるか、またはできない。デバイスと対象との間の距離は、ゼロ、少なくとも約１センチメートル（ｃｍ）、少なくとも約２ｃｍ、少なくとも約３ｃｍ、少なくとも約４ｃｍ、少なくとも約５ｃｍ、少なくとも約６ｃｍ、少なくとも約７ｃｍ、少なくとも約８ｃｍ、少なくとも約９ｃｍ、少なくとも約１０ｃｍ、少なくとも約１１ｃｍ、少なくとも約１２ｃｍ、少なくとも約１３ｃｍ、少なくとも約１４ｃｍ、少なくとも約１５ｃｍ、少なくとも約１６ｃｍ、少なくとも約１７ｃｍ、少なくとも約１８ｃｍ、少なくとも約１９ｃｍ、少なくとも約２０ｃｍ、少なくとも約２１ｃｍ、少なくとも約２２ｃｍ、少なくとも約２３ｃｍ、少なくとも約２４ｃｍ、少なくとも約２５ｃｍ、少なくとも約２６ｃｍ、少なくとも約２７ｃｍ、少なくとも約２８ｃｍ、少なくとも約２９ｃｍ、少なくとも約３０ｃｍ、少なくとも約３１、少なくとも約３２ｃｍ、少なくとも約３３ｃｍ、少なくとも約３４ｃｍ、少なくとも約３５ｃｍ、少なくとも約３６ｃｍ、少なくとも約３７ｃｍ、少なくとも約３８ｃｍ、少なくとも約３９ｃｍ、少なくとも約４０ｃｍ、少なくとも約４１ｃｍ、少なくとも約４２ｃｍ、少なくとも約４３ｃｍ、少なくとも約４４ｃｍ、少なくとも約４５ｃｍ、少なくとも約４６ｃｍ、少なくとも約４７ｃｍ、少なくとも約４８ｃｍ、少なくとも約４９ｃｍ、少なくとも約５０ｃｍ、少なくとも約６０ｃｍ、少なくとも約７０ｃｍ、少なくとも約８０ｃｍ、少なくとも約９０ｃｍ、少なくとも約１メートル（ｍ）、少なくとも約２ｍ、少なくとも約３ｍ、少なくとも約４ｍ、少なくとも約５ｍ、少なくとも約６ｍ、少なくとも約７ｍ、少なくとも約８ｍ、少なくとも約９ｍ、少なくとも約１０ｍ、少なくとも約１５ｍ、または少なくとも約２０ｍであることができる。
【００２９】
デバイスと対象との間の距離は、多くても約１センチメートル（ｃｍ）、多くても約２ｃｍ、多くても約３ｃｍ、多くても約４ｃｍ、多くても約５ｃｍ、多くても約６ｃｍ、多くても約７ｃｍ、多くても約８ｃｍ、多くても約９ｃｍ、多くても約１０ｃｍ、多くても約１１ｃｍ、多くても約１２ｃｍ、多くても約１３ｃｍ、多くても約１４ｃｍ、多くても約１５ｃｍ、多くても約１６ｃｍ、多くても約１７ｃｍ、多くても約１８ｃｍ、多くても約１９ｃｍ、多くても約２０ｃｍ、多くても約２１ｃｍ、多くても約２２ｃｍ、多くても約２３ｃｍ、多くても約２４ｃｍ、多くても約２５ｃｍ、多くても約２６ｃｍ、多くても約２７ｃｍ、多くても約２８ｃｍ、多くても約２９ｃｍ、多くても約３０ｃｍ、多くても約３１、多くても約３２ｃｍ、多くても約３３ｃｍ、多くても約３４ｃｍ、多くても約３５ｃｍ、多くても約３６ｃｍ、多くても約３７ｃｍ、多くても約３８ｃｍ、多くても約３９ｃｍ、多くても約４０ｃｍ、多くても約４１ｃｍ、多くても約４２ｃｍ、多くても約４３ｃｍ、多くても約４４ｃｍ、多くても約４５ｃｍ、多くても約４６ｃｍ、多くても約４７ｃｍ、多くても約４８ｃｍ、多くても約４９ｃｍ、多くても約５０ｃｍ、多くても約６０ｃｍ、多くても約７０ｃｍ、多くても約８０ｃｍ、多くても約９０ｃｍ、多くても約１メートル（ｍ）、多くても約２ｍ、多くても約３ｍ、多くても約４ｍ、多くても約５ｍ、多くても約６ｍ、多くても約７ｍ、多くても約８ｍ、多くても約９ｍ、多くても約１０ｍ、多くても約１５ｍ、または多くても約２０ｍであることができる。
【００３０】
本明細書に説明されるデバイスは、対象の皮膚と接触することができるか、またはできない。デバイスは、例えば、対象の胸部、胸骨、心臓、または胸腔に近接して留置されることができる。デバイスは、直接、例えば、対象の胸部、胸骨、または胸腔上に留置されることができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、対象の胸部の中心、胸部の上側部分、胸部の下側部分、胸部の中心の左部分、または胸部の中心の右部分に留置されることができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、対象の背中、例えば、胸骨と並んで、その上方、下方、左、または右に留置されることができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、例えば、対象の胸部、胸骨、または胸腔の正面に留置されることができる。
【００３１】
本明細書に説明されるデバイスは、呼吸を止めて、対象によって使用されることができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、通常通り、呼吸しながら、対象によって使用されることができる。
【００３２】
本明細書に説明されるデバイスは、毎時間、毎日、毎週、毎月、毎年、時々、頻繁に、継続的に、または慢性的に、対象によって使用されることができる。本明細書に説明されるデバイスは、必要に応じて、対象の状態に基づいて、医師の推奨に応じて、対象の所望に応じて、対象の状態を適切に監視するために要求されるときに、または診断もしくは研究目的のために、対象によって使用されることができる。
【００３３】
いくつかの実施形態では、本発明のデバイスは、約１μＷ、約２μＷ、約３μＷ、約４μＷ、約５μＷ、約６μＷ、約７μＷ、約８μＷ、約９μＷ、約１０μＷ、約２０μＷ、約３０μＷ、約４０μＷ、約５０μＷ、約６０μＷ、約７０μＷ、約８０μＷ、約９０μＷ、約１００μＷ、約２００μＷ、約３００μＷ、約４００μＷ、約５００μＷ、約６００μＷ、約７００μＷ、約８００μＷ、約９００μＷ、約１ｍＷ、約２ｍＷ、約３ｍＷ、約４ｍＷ、約５ｍＷ、約６ｍＷ、約７ｍＷ、約８ｍＷ、約９ｍＷ、約１０ｍＷ、約１５ｍＷ、約２０ｍＷ、約２５ｍＷ、約３０ｍＷ、約３５ｍＷ、約４０ｍＷ、約４５ｍＷ、約５０ｍＷ、約６０ｍＷ、約７０ｍＷ、約８０ｍＷ、約９０ｍＷ、または約１００ｍＷの平均出力電力を有する。
【００３４】
本明細書に説明されるデバイスは、電磁波のパルスを生成することができる。パルスの持続時間は、約１ｐｓ、約２ｐｓ、約３ｐｓ、約４ｐｓ、約５ｐｓ、約６ｐｓ、約７ｐｓ、約８ｐｓ、約９ｐｓ、約１０ｐｓ、約２０ｐｓ、約３０ｐｓ、約４０ｐｓ、約５０ｐｓ、約６０ｐｓ、約７０ｐｓ、約８０ｐｓ、約９０ｐｓ、約１００ｐｓ、約１１０ｐｓ、約１２０ｐｓ、約１３０ｐｓ、約１４０ｐｓ、約１５０ｐｓ、約１６０ｐｓ、約１７０ｐｓ、約１８０ｐｓ、約１９０ｐｓ、約２００ｐｓ、約２５０ｐｓ、約３００ｐｓ、約３５０ｐｓ、約４００ｐｓ、約４５０ｐｓ、約５００ｐｓ、約６００ｐｓ、約７００ｐｓ、約８００ｐｓ、約９００ｐｓ、約１ｎｓ、約２ｎｓ、約３ｎｓ、約４ｎｓ、約５ｎｓ、約６ｎｓ、約７ｎｓ、約８ｎｓ、約９ｎｓ、約１０ｎｓ、約２０ｎｓ、約３０ｎｓ、約４０ｎｓ、約５０ｎｓ、約６０ｎｓ、約７０ｎｓ、約８０ｎｓ、約９０ｎｓ、約１００ｎｓ、約２００ｎｓ、約３００ｎｓ、約４００ｎｓ、約５００ｎｓ、約６００ｎｓ、約７００ｎｓ、約８００ｎｓ、約９００ｎｓ、または約１μｓであることができる。パルスの繰り返し率は、約０．１ＭＨｚ、約０．２ＭＨｚ、約０．３ＭＨｚ、約０．４ＭＨｚ、約０．５ＭＨｚ、約０．６ＭＨｚ、約０．７ＭＨｚ、約０．８ＭＨｚ、約０．９ＭＨｚ、約１ＭＨｚ、約２ＭＨｚ、約３ＭＨｚ、約４ＭＨｚ、約５ＭＨｚ、約６ＭＨｚ、約７ＭＨｚ、約８ＭＨｚ、約９ＭＨｚ、約１０ＭＨｚ、約１５ＭＨｚ、約２０ＭＨｚ、約２５ＭＨｚ、約３０ＭＨｚ、約３５ＭＨｚ、約４０ＭＨｚ、約４５ＭＨｚ、約５０ＭＨｚ、約６０ＭＨｚ、約７０ＭＨｚ、約８０ＭＨｚ、約９０ＭＨｚ、または約１００ＭＨｚであることができる。
【００３５】
デバイス形状の非限定的な例として、立方体、球体、円筒形、正方形、長方形、および円形が挙げられる。本明細書に説明されるデバイスは、それぞれ、独立して、約０．０５インチ、約０．１インチ、約０．１５インチ、約０．２インチ、約０．２５インチ、約０．３インチ、約０．３５インチ、約０．４インチ、約０．４５インチ、約０．５インチ、約０．６インチ、約０．７インチ、約０．８インチ、約０．９インチ、または約１インチの高さ（Ｈ）、幅（Ｗ）、および奥行（Ｄ）を有することができる。いくつかの実施形態では、デバイスは、立方体である。いくつかの実施形態では、デバイスは、約１インチ高さ×約１インチ幅×約０．２インチ奥行の寸法を有することができる。
【００３６】
デバイスの製造において使用され得る、材料の非限定的な例として、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリウレタン、テレフタル酸ポリエチレン、ポリカーボネート、シリコーン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。デバイスの製造において使用され得る、材料のさらなる非限定的な例として、鋼鉄、低炭素鋼、中炭素鋼、高炭素鋼、アルミニウム、真鍮、銅、鉛、マグネシウム、ニッケル、チタン、亜鉛、およびそれらの組み合わせが挙げられる。デバイスの製造において使用され得る、材料の付加的な非限定的である例として、銅ワイヤ、アルミニウムワイヤ、ＸＨＨＷワイヤ、ＴＨＷＮワイヤ、およびＴＨＨＮワイヤが挙げられる。
【００３７】
デバイスの製造において使用され得る、チップの非限定的な例として、ダイナミックランダムアクセスメモリチップ、マイクロプロセッサ、特定用途向け集積回路、デジタル信号プロセッサ、プログラマブルメモリチップ、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００３８】
デバイスの製造において使用され得る、半導体の非限定的な例として、ダイヤモンド、シリコン、ゲルマニウム、スズ、炭化ケイ素、セレニウム、テルル、窒化ホウ素、酸化亜鉛、酸化銅（Ｉ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、デバイスは、合計約１００グラム未満の質量を有する。デバイスの合計質量は、約１グラム、約２グラム、約３グラム、約４グラム、約５グラム、約６グラム、約７グラム、約８グラム、約９グラム、約１０グラム、約１５グラム、約２０グラム、約２５グラム、約３０グラム、約３５グラム、約４０グラム、約４５グラム、約５０グラム、約６０グラム、約７０グラム、約８０グラム、約９０グラム、約１００グラム、約１１０グラム、約１２０グラム、約１３０グラム、約１４０グラム、約１５０グラム、約２００グラム、約２５０グラム、約３００グラム、約３５０グラム、約４００グラム、約４５０グラム、約５００グラム、約５５０グラム、約６００グラム、約６５０グラム、約７００グラム、約７５０グラム、約８００グラム、約８５０グラム、約９００グラム、約９５０グラム、または約１０００グラムであることができる。
【００４０】
任意のツール、インターフェース、エンジン、アプリケーション、プログラム、サービス、コマンド、または他の実行可能アイテムは、コンピュータ実行可能コードにおいてコンピュータ可読媒体上にエンコードされたモジュールとして提供されることができる。いくつかの実施形態では、本発明は、本明細書に説明される任意の作用を行うための方法をエンコードする、コンピュータ実行可能コードである、その中にエンコードされたコンピュータ可読媒体を提供し、方法は、本明細書に説明される任意の数のモジュールを備えるシステムを提供するステップを含み、各モジュールは、本明細書に説明される任意の機能を行い、ユーザに出力等の結果を提供する。
【００４１】
本発明のデバイスの用途
本明細書に説明されるデバイスは、対象の心臓活動を監視し、異常を検出するために使用されることができる。監視は、対象の心臓の運動を検出することができる。デバイスはまた、例えば、心臓の残りと比較した心臓の一部の相対的位置、左心房の移動、右心房の移動、左心室の移動、右心室の移動、心臓の寸法変化、心拍数、心拍数のパターン、心拍の規則性、心拍の不規則性、心拍の強度、心拍の激度、心筋の位置、心筋の速度、拡張期の相対強度、収縮期の相対強度、心房の洞調律、心室の洞調律、駆出率、心拍出量、および１回拍出量を検出することができる。
【００４２】
本明細書に説明されるデバイスは、例えば、対象が、休息、運動、軽い運動、激しい運動、ウォーキング、ランニング、ジョギング、自転車、または睡眠中に、測定を得て、それを記録することができる。これらの時間の間に行われた測定は、他の時間の間に得られた読取値と比較され、対象の心臓活動を判定することができる。
【００４３】
対象は、例えば、高齢者、成人、青年、子供、幼児、または乳児であることができる。対象は、例えば、心臓病を伴う個人または心臓病を伴わない個人であることができる。対象は、患者であることができる。
【００４４】
本明細書に説明されるデバイスは、対象における不規則な心拍を検出するために使用されることができる。心臓律動異常または不整脈としても知られる、不規則な心拍は、異常心拍数または調律および心臓の電気活動の変化によって特徴付けられる。不規則な心拍は、例えば、冠動脈疾患、電解質平衡異常、以前の心臓発作からの心筋の瘢痕、心筋症、高血圧症、糖尿病、甲状腺機能亢進症、ストレス、喫煙、薬剤副作用（例えば、化学療法誘発心毒性）、アルコールの過剰摂取、カフェインの過剰摂取、または薬物乱用によって生じ得る。不規則な心拍の主な症状として、例えば、胸部に激しい鼓動を感じること、動悸、胸痛、息切れ、心拍数の低下、息切れ、目眩、および失神が挙げられる。
【００４５】
心房細動は、米国では、年間、約５０万人が診断されている、不規則な心拍と関連付けられた一般的状態である。本状態では、通常の心拍に対して心臓の洞結節によって生成される正常な電気インパルスが、心房および肺静脈の隣接する部分に生成された急激な放電によって圧倒される。これらの急激かつ不規則な異常放電は、３５０放電／分を超え、心房の非効果的収縮を生じさせ、血液を心室の中に送出するための心房の能力を低下させ得る。これらの合併症はさらに、不規則な心室収縮につながり、心房および心室における収縮速度に相違を生じさせる。
【００４６】
図２は、正常心拍数を伴う対象および心房細動を伴う対象に対するＥＣＧを示す。下のＥＣＧにおける矢印は、正常心拍を伴う対象に見出されるＰ波を示す。ＥＣＧ上のＰ波は、心房脱分極としても知られる、洞房結節を通して心房に拡散する、脱分極を表す。心房脱分極は、心臓周期の第１の段階であって、Ｃａ２＋イオンの流入が存在するときに生じ、これは、心房内の収縮につながる。心房細動を伴う患者は、心房脱分極の欠如に起因して、ＥＣＧ上にＰ波を有していない。Ｐ波の代わりに、電気活動における小さなスパイクが、上のＥＣＧにおける矢印によって示されるように、電気擾乱の証拠を提供する。心房細動の主な症状として、動悸、胸痛、息切れ、および失神が挙げられ得る。心拍数は、約１００拍／分を超え得る。発作性心房細動は、発生し、次いで、停止し、持続的または一貫して起こらない、心房細動のエピソードであり得る。
【００４７】
心房粗動は、心房内で生じる、異常心調律である。心房粗動は、最も一般的には、右心房内から始まり、局所自己永続ループ内で移動する、高速電気インパルスによって生じ得る。回路は、約３００拍／分で心房の周囲を回り、順に、心室を非常に急速に拍動させ得る。自己永続ループは、右心房を循環し、下大静脈と三尖弁との間の低位心房内の線維組織の面積である、下大静脈−三尖弁輪間峡部を通して通過する。心房粗動を伴う患者の特徴的ＥＣＧは、図３に示される。心房の高速であるが、規則的拍動は、ＥＣＧ上の鋸歯パターンにつながり得る。心房粗動の主な症状として、動悸、息切れ、高速心拍数、胸痛、意識朦朧、疲労、および低血圧が挙げられ得る。発作性心房粗動は、発生し、次いで、停止し、持続的または一貫して起こらない、心房粗動のエピソードであり得る。
【００４８】
心室粗動は、心室を起源とする高速心拍によって特徴付けられ得る。心室粗動は、概して、心室細動に進行し、一時的である。心室細動は、心室内の非協調的収縮によって生じ、適切な収縮ではなく、震動を生じさせ得る。心拍は、３５０拍／分を超え得る。心室のこの不適切な収縮は、心室が血液を心臓を通して送出不能になることに起因して、多くの場合、心停止につながる。心室細動の最も一般的原因は、冠動脈疾患である。心室細動の最も瞬間的症状は、突然の卒倒または意識の喪失および気絶である。心室細動の早期の兆候として、目眩、吐き気、胸痛、高速心拍数、または動悸が挙げられ得る。概して、対象が、心室細動に起因する卒倒から５分以内に治療されない場合、対象は、心停止を被るであろう。心室細動の間に存在する異常心拍は、図４におけるＥＣＧに見られ得る。
【００４９】
上室性頻拍症（ＳＶＴ）は、房室結節内またはその上方を起源とする、高速心拍数である。ＳＶＴのエピソードは、数秒、数分、数時間、または数日間、続き得る。ＳＶＴの主な症状として、鼓動、息切れ、高速心拍、目眩、胸痛、および失神が挙げられる。
【００５０】
ウォルフ・パーキンソン・ホワイト（ＷＰＷ）症候群は、心房と心室との間の異常付随導電経路の存在によって生じる。この異常経路を辿って進行する電気信号は、心室を刺激し、期外収縮させ、房室回帰性頻拍と称される、独特なタイプの上室性頻拍症をもたらし得る。多くの場合、ＷＰＷ症候群は、無症状であるが、症状として、動悸、息切れ、目眩、および失神が挙げられ得る。
【００５１】
心室性期外収縮（ＰＶＣ）は、心拍が、正常心拍が起源とする、洞房結節ではなく、心室のプルキンエ線維内で開始されるときに生じる。ＰＶＣは、比較的に一般的事象であって、概して、良性と見なされるが、心筋内に低酸素を示し得る。ＰＶＣは、最も一般的には、高齢者および男性で生じ、概して、無症状であって、ＥＣＧを用いずに検出することは困難である。ＰＶＣ事象の可能性として考えられる兆候として、動悸、息切れ、目眩、心拍の認識の増加、および激しい拍動感が挙げられる。
【００５２】
心房性期外収縮（ＰＡＣ）は、心拍が、洞房結節ではなく、心房を起源とするときに生じる。ＰＡＣは、下層の心臓異常を伴わない患者にも露見し得る、一般的事象であって、非常に良性であると見なされる。ＰＡＣは、概して、無症状であるが、稀に、動悸が存在する。
【００５３】
洞不全症候群（ＳＳＳ）は、洞結節を起源とする、不整脈を含む。ＳＳＳは、多くの場合、冠動脈疾患および弁病変と関連付けられる。ＳＳＳは、心房内の心臓外科手術を受けた高齢者および子供において最も一般的である。ＳＳＳの症状として、失神、目眩、息切れ、胸痛、疲労、頭痛、および吐き気が挙げられる。
【００５４】
洞性不整脈は、呼吸に伴って生じる、心拍における自然変動を指す。心拍数の緩やかな減速および加速が、呼吸に伴って生じる。洞性不整脈は、子供において最も顕著であって、徐々に、加齢に伴って減少する。
【００５５】
洞性頻脈は、１００拍／分を超え得る、心拍に伴う洞房結節を起源とする高速心調律である。洞性頻脈は、概して、運動およびストレス等の正常な生理学的状況に対する応答である。洞性頻脈の主な症状は、心拍数の増加である。
【００５６】
多源性心房頻拍は、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）と関連付けられた心不整脈である。多源性心房頻拍は、洞房結節の外側の細胞群が心拍の制御を開始するときに生じ、心拍数は、１００拍／分を超える。症状として、胸部の圧迫感、意識朦朧、失神、動悸、息切れ、および目眩が挙げられ得る。
【００５７】
徐脈は、６０拍／分未満の安静時心拍数であって、概して、その率が５０拍／分を下回るまで、無症状のままである。徐脈の症状として、疲労、虚弱、目眩、および失神が挙げられる。徐脈は、娯楽用薬物の乱用、代謝またはホルモン平衡異常、電解質平衡異常、冠動脈疾患、血管心臓病、または弁心臓病によって生じ得る。概して、徐脈は、洞房結節または房室結節内で発生する問題によって生じ得る。
【００５８】
本明細書に説明されるデバイスは、対象における不規則な心拍の負担、すなわち、持続時間を判定、観察、記録、計時、追跡、または計算するために使用されることができる。デバイスは、規定された時間周期の間、測定を記録し、対象が不規則な心拍を有する時間のパーセンテージを判定することができる。デバイスは、約１分、約２分、約３分、約４分、約５分、約１０分、約１５分、約２０分、約２５分、約３０分、約４０分、約５０分、約１時間、約２時間、約３時間、約４時間、約５時間、約１０時間、約２０時間、約１日、約２日、約３日、約４日、約５日、約６日、約１週間、約２週間、約３週間、約１ヶ月、約２ヶ月、約３ヶ月、約４ヶ月、約５ヶ月、約６ヶ月、約１年、約２年、または約３年間、測定を記録することができる。負担が、データの分析によって、任意の時間周期にわたって判定され、不規則な心拍のエピソードと対象自身の通常の心拍または基準心拍を比較することができる。
【００５９】
本明細書に説明されるデバイスは、不規則な心拍のための介入を受けている対象における心臓活動を監視するために使用されることができる。介入は、薬理学的物質、心拍を変調させるために対象に埋め込まれているか、またはそうではないデバイス、外科手術、およびそれらの組み合わせを伴うことができる。デバイスは、介入が、介入の投与前および後、または療法の過程にわたって、得られた読取値を比較することによって、不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するために使用されることができる。本発明によって監視され得る、対象によって使用される介入の非限定的な例として、アミオダロン、ベプリジル塩酸塩水和物、ジソピラミド、ドフェチリド、ドロネダロン、フレカイニド、イブチリド、リドカイン、ロカインアミド、プロパフェノン、プロプラノロール、キニジン、ソタロール、トカイニド、アムロジピン、ジルチアゼム、フェロジピン、イスラジピン、ニカルジピン、ニフェジピン、ニモジピン、ニソルジピン、ベラパミル、アセブトロール、アテノロール、ベタキソロール、ビソプロロール、ヒドロクロロチアジド、カルテオロール、エスモロール、メトプロロール、ナドロール、ペンブトロール、ピンドロール、チモロール、ワルファリン、ダルテパリン、エノキサパリン、ヘパリン、チンザパリン、アスピリン、チクロピジン、クロピドグレル、ジピリダモール、ベナゼプリル、カプトリル、エナラプリル、ホシノプリル、リシノプリル、モエキシプリル、ペリンドプリル、キナプリル、ラミプリル、トランドラプリル、カンデサルタン、エプロサルタン、イルベサルタン、ロサルタン、テミサルタン、バルサルタン、アミロライド、ブメタニド、クロロチアジド、クロルタリドン、フロセミド、インダパミド、スピロノラクトン、硝酸イソソルビド、ネシリチド、ヒドララジン、ミノキシジル、ラノキシン、アトルバスタチン、フルバスタチン、ロバスタチン、ピタバスタチン、プラバスタチン、ロスバスタチン、シンバスタチン、クロフィブラート、ゲムフィブロジル、ジゴキシン、アデノシン、高周波切除、経カテーテル切除、除細動、ペースメーカー、埋込型心臓除細動器、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００６０】
本明細書に説明されるデバイスは、不規則ではない心拍状態のための介入を受けている対象における心臓活動を監視するために使用されることができる。介入として、薬理学的物質、外科手術、およびそれらの組み合わせが挙げられ得る。デバイスは、介入が、介入の投与前および後、または療法の過程にわたって、得られた読取値を比較することによって、不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するために使用されることができる。本発明によって監視され得る、対象によって使用される介入の非限定的な例として、ジフェンヒドラミン、クロルフェニラミン、クレマスチン、ブロムフェニラミン、ヒドロキシジン、セチリジン、フェキソフェナジン、ロラタジン、デキストロアンフェタミン、メタンフェタミン、メチルフェニデート、フェンフルラミン、デクスフェンフルラミン、ＭＤＭＡ、コカイン、プソイドエフェドリン、アルブテロール、イソプロテレノール、サルメテロール、イソエタリン、フェンサイクリジン、トラニルシプロミン、フェネルジン、テオフィリン、アミノフィリン、カフェイン、ノルトリプチリン、アミトリプチリン、イミプラミン、デシプラミン、スコポラミン、プロパンテリン、アトロピン、シサプリド、ラクトビオン酸エリスロマイシン、ペンタミジン、クロロキン、アマンタジン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００６１】
本明細書に説明されるデバイスは、癌、腫瘍、過剰増殖性疾患、または新生組織形成のための介入を受けている対象における心臓活動を監視するために使用されることができる。介入として、薬理学的物質、外科手術、およびそれらの組み合わせが挙げられ得る。デバイスは、介入が、介入の投与前および後、または療法の過程にわたって、得られた読取値を比較することによって、不規則な心拍を誘発させているかどうかを判定するために使用されることができる。本発明によって監視され得る、対象によって使用される介入の非限定的な例として、ドキソルビシン、アドリアマイシン、カペシタビン、ゲムシタビン、シタラビン、パクリタキセル、ドセタキセル、シスプラチン、カルボプラチン、オキサリプラチン、５−フルオロウラシル、クロラムブシル、シクロホスファミド、ブスルファン、メルファラン、三酸化二ヒ素、ＩＬ−２、メトトレキサート、トラスツズマブ、スニチニブ、セツキシマブ、アレムツズマブ、リツキシマブ、サリドマイド、アムサクリン、ジペプチド、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００６２】
本明細書に説明されるデバイスは、娯楽用薬物を使用している対象における心臓活動を監視するために使用されることができる。デバイスは、娯楽用薬物使用が、娯楽用薬物使用の存在および不在下、または娯楽用薬物使用の過程にわたって、得られた読取値を比較することによって、不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するために使用されることができる。本発明によって監視され得る、対象によって使用される娯楽用薬物の非限定的な例として、デキストロアンフェタミン、メタンフェタミン、メチルフェニデート、フェンフルラミン、デクスフェンフルラミン、ＭＤＭＡ、コカイン、フェンサイクリジン、リゼルグ酸ジエチルアミド、プシロシビン、モルヒネ、ヘロイン、揮発性吸入剤、大麻、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
【００６３】
使用に好適な信号
本発明の検出システムは、送信機と、受信機と、アンテナとを備えることができる。送信機は、アンテナによって着目目的物を含む空間の中に照射される、信号を生成することができる。信号は、次いで、着目目的物から反射され得、反射された信号は、受信機によって検出されることができる。受信機は、例えば、視覚または聴覚データに変換するために、信号を増幅することができる。
【００６４】
超音波は、例えば、ヒト身体内の器官および系の画像を作成するためのヒトの聴力範囲外の高周波数音波の使用を伴う。医療超音波検査法は、身体内の器官を撮像する実践である。超音波画像（ソノグラム）は、超音波のパルスを超音波変換器を使用して組織の中に送信することによって生成される。音は、組織の部分から反射し、エコーを発し、そしてこのエコーは、記録され、オペレータに画像として表示される。
【００６５】
電磁（ＥＭ）スペクトルは、電磁放射の全ての可能性として考えられる周波数の連続体である。電磁放射線は、周波数、波長、およびエネルギーを含む、物理的特性によって説明されることができる。ＥＭスペクトルの異なる領域は、波長の減少する順序かつ周波数の増加する順序において、電波、マイクロ波、遠赤外線、近赤外線、可視、紫外線、Ｘ線、ガンマ線、および高エネルギーガンマ線を含む。
【００６６】
電波は、概して、アンテナの使用を介して伝搬され、数百キロメートル〜１ミリメートルまで及ぶ、波長を有することができる。電波は、通信衛星、ナビゲーションシステム、無線通信、ブロードキャスティング、およびレーダのために使用されることができる。
【００６７】
マイクロ波は、１メートル〜数ミリメートルに及ぶ、波長を有する。マイクロ波は、航空機通信およびレーダ技術において使用される。いくつかのテレビおよび電話通信は、地上局と通信衛星との間のマイクロ波によって、長距離にわたって伝送される。マイクロ波は、液体中で双極子モーメントを有する分子によって吸収されることができる。
【００６８】
赤外線放射は、約１ミリメートル〜数百ナノメートルに及ぶ、波長によって特徴付けられる。赤外線エネルギーは、回転振動移動を変化させるとき、分子によって放出または吸収される。赤外線エネルギーは、双極子モーメントの変化を通して分子内に振動モードを導き出し、赤外線を分子に対するこれらのエネルギー状態の研究のための有用周波数範囲とする。室温において目的物から放出される熱エネルギーの大部分は、赤外線である。
【００６９】
ＥＭスペクトルの可視領域は、ヒトの眼が最も敏感である、スペクトルの部分である。３８０〜７６０ナノメートルの波長を伴う電磁放射は、ヒトの眼によって検出可能であって、可視光として知覚される。
【００７０】
紫外線（ＵＶ）放射は、典型的には、１００〜４００ナノメートルの波長を有する。ＵＶ光は、太陽光において見出され得、化学結合を改変させるその能力に起因して、生物学的分子を損傷させる潜在性を有する。非常に短い波長を有する、ＵＶ光線は、分子をイオン化することができる。
【００７１】
Ｘ線は、約１〜数十ナノメートルの範囲内の波長を有する。Ｘ線は、殆ど散乱または吸収せずに、比較的に厚い目的物を通して透過する能力を有し、したがって、撮像視覚的に不透明な目的物を撮像するために有用であって、医療用Ｘ線撮影および空港用セキュリティスキャナにおいて広範に使用されている。
【００７２】
ガンマ線は、極度に短い波長および非常に高い周波数を有する。自然ガンマ線源として、天然に存在する放射性同位体からの減衰が挙げられる。ガンマ線はまた、超新星爆発の結果として、宇宙内に見出される。その高エネルギーに起因して、ガンマ線は、高度に透過性であって、ヒト身体全体を通して拡散し、放射線障害を生じさせ得る。
【００７３】
レーダ（無線検出および測距）は、電波またはマイクロ波を使用して、目的物の範囲、高さ、スピード、および方向を判定することができる、システムである。電波は、電磁スペクトルの一部であって、低周波数および長波長によって特徴付けられる。レーダシステムは、電波を目的物の検出のための機構として使用することができる。
【００７４】
超広帯域（ＵＷＢ）レーダシステムは、電波を使用して、例えば、５００ＭＨｚを上回る、大帯域幅にわたって拡散される情報を伝送することができる。ＵＷＢレーダシステムは、ＵＷＢ伝送が、大帯域幅にわたって具体的時間間隔において電波を生成することによって情報を伝送する、信号のパルス変調を介して、このタスクを遂行することができる。非ＵＷＢ伝送は、時間間隔ではなく、波の周波数、電力レベル、または位相のみが変更される、連続信号伝達を採用することができる。
【００７５】
ドップラーレーダは、ドップラー効果を利用して、ある距離における目的物についての速度データを生成する。ドップラーレーダは、マイクロ波信号を所望の標的に向かって発し、反射をリッスンする。本プロセスは、目的物の運動が、どのように、返された信号運動の周波数を改変するのかの分析を可能にし、目的物の速度についてのデータを提供する。
【００７６】
連続波ドップラーレーダは、無線エネルギーの連続波を伝送し、任意の範囲または距離データを提供せずに、目的物の速度の判定を可能にする。周波数変調連続波（ＦＭＣＷ）ドップラーレーダは、伝送される信号の周波数が変動され、目的物の距離の測定を可能にし得るという点において、連続波ドップラーレーダと異なる。疑似ランダムコード変調連続波レーダの使用は、目的物の距離および範囲に関するさらなる精緻化を提供することができる。この精緻化は、着目目的物に対する周波数および範囲要件を満たす送信機のコードの変調を介して生じる。
【００７７】
パルスドップラーレーダは、パルスタイミング技法およびドップラー効果を使用して、目的物の距離を判定する。パルス状ドップラーシステムは、目的物への無線エネルギーの連続伝送ではなく、無線エネルギーの短パルスを送信することによって、連続波システムと異なる。目的物の範囲は、目的物に送信されたパルスとそこから反射されたパルスとの間の経過時間を測定することによって判定される。
【００７８】
図５は、本発明の例示的デバイスを描写する。デバイス５０２は、アンテナ５０３を備え、例えば、ヒト心臓５０１に近接して位置付けられることができる。アンテナは、信号５０４を心臓に伝送５０６することができる。信号５０４は、例えば、心臓の筋組織から反射し得る。反射された信号５０５は、次いで、デバイス５０２によって受信５０７され、分析のために処理されることができる。
【００７９】
（実施例）
実施例１：ヒト組織の内側の信号損失の分析
性能は、組織内での最小限の信号損失のために、デバイスを対象上に位置付けることによって最適化されることができる。図６は、ヒトの心臓の前方の皮膚、脂肪、筋肉、および骨の組織厚さ（インチ）を図示する。筋組織の量は、比較的に少ない。レーダ信号が、皮膚、脂肪、筋肉、および骨を含む、種々の組織を通して放射されたとき、レーダ信号の最大損失が、図７に実証されるように、筋組織内で生じた。
【００８０】
信号強度の損失は、図７に示されるように、信号の周波数と正比例した。信号の周波数（ＧＨｚ）が増加されたとき、信号（ｄＢ）の合計損失は、筋肉内で最も有意であった一方、他の組織は、信号損失のわずかな部分のみを占めた。この分析はさらに、最小限の筋系を有する胸骨が、デバイスのために効果的場所となるはずであることを示した。本場所は、より少ない信号損失および分散を可能にする。
【００８１】
実施例２：モデル化方法論
本明細書に説明されるデバイスによって生成され、伝送される信号と心筋の相互作用を計算するために、３次元全波シミュレーションが、採用された。このシミュレーションでは、心臓、すなわち、胸腔の３次元モデルが、使用された。最初に、移動しない、したがって、心臓の運動をモデル化するために関連しない胸腔の部分を除去することによって、モデルの複雑性が低減された。次に、心臓モデルは、波シミュレーションプログラムにインポートされ、磁気または電場分布の形態において、アンテナで受信された信号を判定した。最後に、抽出された波形は、回路シミュレータにフィードされ、出力信号と心臓の運動との間の相関を判定した。
【００８２】
実施例３：コンピュータアーキテクチャ
種々のコンピュータアーキテクチャが、本発明とともに使用するために好適である。図８は、本発明の例示的実施形態に関連して使用することができる、コンピュータシステム８００の第１の例示的アーキテクチャを図示する、ブロック図である。図８で描写されるように、例示的コンピュータシステムは、命令を処理するためのプロセッサ８０２を含むことができる。プロセッサの非限定的な例は、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｅ  ｉ７ＴＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｅ  ｉ５ＴＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ  Ｃｏｒｅ  ｉ３ＴＭプロセッサ、Ｉｎｔｅｌ  ＸｅｏｎＴＭプロセッサ、ＡＭＤ  ＯｐｔｅｒｏｎＴＭプロセッサ、Ｓａｍｓｕｎｇ  ３２ビットＲＩＳＣ  ＡＲＭ  １１７６ＪＺ（Ｆ）−Ｓ  ｖ１．０ＴＭプロセッサ、ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ａ８  Ｓａｍｓｕｎｇ  Ｓ５ＰＣ１００ＴＭプロセッサ、ＡＲＭ  Ｃｏｒｔｅｘ−Ａ８  Ａｐｐｌｅ  Ａ４ＴＭプロセッサ、Ｍａｒｖｅｌｌ  ＰＸＡ  ９３０ＴＭプロセッサ、または機能的に同等のプロセッサを含む。複数の実行のスレッドを並列処理に使用することができる。いくつかの実施形態では、単一のコンピュータシステム内であろうと、クラスタ内であろうと、または複数のコンピュータ、携帯電話、タブレットコンピューティングデバイス、腕時計ベースのデバイス、リストバンドデバイス、アームバンドデバイス、および／または携帯用情報端末を備えるネットワークを経由してシステムにわたって分配されようと、複数のプロセッサ、または複数のコアを伴うプロセッサを使用することができる。
【００８３】
データ取得、処理、および記憶
図８で図示されるように、プロセッサ８０２によって最近使用された、または頻繁に使用される、命令またはデータのための高速メモリを提供するように、高速キャッシュ８０１を、プロセッサ８０２に接続するか、またはそれに組み込むことができる。プロセッサ８０２は、プロセッサバス８０５によって、ノースブリッジ８０６に接続される。ノースブリッジ８０６は、メモリバス８０４によってランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）８０３に接続され、プロセッサ８０２によるＲＡＭ３０３へのアクセスを管理する。ノースブリッジ８０６はまた、チップセットバス８０７によってサウスブリッジ８０８に接続される。サウスブリッジ８０８は、順に、周辺機器用バス８０９に接続される。周辺機器用バスは、例えば、ＰＣＩ、ＰＣＩ−Ｘ、ＰＣＩ  Ｅｘｐｒｅｓｓ、または他の周辺機器用バスであり得る。ノースブリッジおよびサウスブリッジは、多くの場合、プロセッサチップセットと称され、プロセッサ、ＲＡＭ、および周辺機器用バス８０９上の周辺構成要素間のデータ転送を管理する。いくつかのアーキテクチャでは、別個のノースブリッジチップを使用する代わりに、ノースブリッジの機能性をプロセッサに組み込むことができる。
【００８４】
いくつかの実施形態では、システム８００は、周辺機器用バス８０９に取り付けられたアクセラレータカード８１２を含むことができる。アクセラレータは、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、またはある処理を加速するための他のハードウェアを含むことができる。
【００８５】
ソフトウェアインターフェース
ソフトウェアおよびデータは、外部記憶装置８１３に記憶され、プロセッサによる使用のために、ＲＡＭ８０３および／またはキャッシュ８０１にロードすることができる。システム８００は、システムリソースを管理するためのオペレーティングシステムを含み、オペレーティングシステムの非限定的実施例は、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）ＴＭ、ＭＡＣＯＳＴＭ、ＢｌａｃｋＢｅｒｒｙ  ＯＳＴＭ、ｉＯＳＴＭ、ＡｎｄｒｏｉｄＴＭおよび他の機能的に同等なオペレーティングシステム、ならびにオペレーティングシステムの上で作動するアプリケーションソフトウェアを含む。
【００８６】
本実施例では、システム８００はまた、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）および分散型並列処理に使用することができる他のコンピュータシステム等の外部記憶装置にネットワークインターフェースを提供するための周辺機器用バスに接続されたネットワークインタフェースカード（ＮＩＣ）８１０および８１１も含む。
【００８７】
コンピュータシステム
図９は、複数のコンピュータシステム９０２ａおよび９０２ｂ、複数の携帯電話および携帯用情報端末９０２ｃ、ならびにネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）９０１ａおよび９０１ｂとともに、ネットワーク９００を示す略図である。いくつかの実施形態では、システム９０２ａ、９０２ｂ、および９０２ｃは、データ記憶を管理し、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）９０１ａおよび９０２ｂに記憶されたデータのためにデータアクセスを最適化することができる。数学的モデルをデータに使用し、コンピュータシステム９０２ａおよび９０２ｂ、ならびに携帯電話および携帯用情報端末システム９０２ｃにわたって分散型並列処理を使用して評価することができる。コンピュータシステム９０２ａおよび９０２ｂ、ならびに携帯電話および携帯用情報端末システム９０２ｃはまた、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）９０１ａおよび９０１ｂに記憶されたデータの適応データ再構成のための並列処理を提供することもできる。図９は、例示のみを図示し、多種多様の他のコンピュータアーキテクチャおよびシステムを、本発明の種々の実施形態と併せて使用することができる。例えば、並列処理を提供するために、ブレードサーバを使用することができる。並列処理を提供するように、バックプレーンを通してプロセッサブレードを接続することができる。記憶装置もまた、バックプレーンに、または別個のネットワークインターフェースを通してネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）として接続することができる。
【００８８】
いくつかの実施形態では、プロセッサは、別個のメモリ空間を維持し、他のプロセッサによる並列処理のために、ネットワークインターフェース、バックプレーン、または他のコネクタを通してデータを伝送することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサのうちのいくつかまたは全ては、共有仮想アドレスメモリ空間を使用することができる。
【００８９】
仮想システム
図１０は、共有仮想アドレスメモリ空間を使用する、マルチプロセッサコンピュータシステムのブロック図である。このシステムは、共有メモリサブシステム１００２にアクセスすることができる、複数のプロセッサ１００１ａ−ｆを含む。本システムは、複数のプログラマブルハードウェアメモリアルゴリズムプロセッサ（ＭＡＰ）１００３ａ−ｆをメモリサブシステム１００２に組み込む。各ＭＡＰ１００３ａ−ｆは、メモリ１００４ａ−ｆと、１つまたはそれを上回るフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）１００５ａ−ｆとを備えることができる。ＭＡＰは、構成可能な機能単位を提供し、特定のアルゴリズムまたはアルゴリズムの部分を、それぞれのプロセッサと密接に協調して処理するためにＦＰＧＡ１００５ａ−ｆに提供することができる。この例では、各ＭＡＰは、これらの目的でプロセッサの全てによって大域的にアクセス可能である。１つの構成では、各ＭＡＰは、関連メモリ１００４ａ−ｆにアクセスするためにダイレクトメモリアクセス（ＤＭＡ）を使用することができ、それぞれのマイクロプロセッサ１００１ａ−ｆから独立し、かつそれらとは非同期的に、タスクを実行することを可能にする。この構成では、ＭＡＰは、アルゴリズムのパイプライン化および並列実行のために、結果を別のＭＡＰに直接供給することができる。
【００９０】
上記のコンピュータアーキテクチャおよびシステムは例示にすぎず、一般プロセッサ、コプロセッサ、ＦＰＧＡおよび他のプログラマブル論理デバイス、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、ならびに他の処理および論理要素の任意の組み合わせを使用するシステムを含む、多種多様の他のコンピュータ、携帯電話、および携帯用情報端末アーキテクチャおよびシステムを、例示的実施形態に関連して使用することができる。ランダムアクセスメモリ、ハードドライブ、フラッシュメモリ、テープドライブ、ディスクアレイ、ネットワークアタッチトストレージ（ＮＡＳ）、ならびに他のローカルまたは分散型データ記憶デバイスおよびシステムを含む、任意の種々のデータ記憶媒体を、例示的実施形態に関連して使用することができる。
【００９１】
例示的実施形態では、コンピュータシステムは、上記または他のコンピュータアーキテクチャおよびシステムのうちのいずれかで実行する、ソフトウェアモジュールを使用して実装することができる。他の実施形態では、システムの機能は、部分的または完全に、ファームウェア、図１０で参照されるようなフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等のプログラマブル論理デバイス、システムオンチップ（ＳＯＣ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または他の処理および論理要素で実装することができる。例えば、図８で図示されるアクセラレータカード８１２等のハードウェアアクセラレータカードの使用を通したハードウェア加速を伴って、セットプロセッサおよびオプティマイザを実装することができる。
【００９２】
本明細書に説明される本発明の任意の実施形態は、例えば、同一の地理的場所内でユーザによって生産および伝送されることができる。本発明の製品は、例えば、ある国内の地理的場所から生産および／または伝送されることができ、本発明のユーザは、異なる国に存在することができる。いくつかの実施形態では、本発明のシステムによってアクセスされるデータは、複数の地理的場所１１０１のうちの１つからユーザ１１０２に伝送され得る、コンピュータプログラム製品である（図１１）。本発明のコンピュータプログラム製品によって生成されるデータは、例えば、ネットワーク、セキュアネットワーク、非セキュアネットワーク、インターネット、またはイントラネットによって、複数の地理的場所間でやりとりされることができる。いくつかの実施形態では、本発明によって提供される存在論階層は、物理的かつ有形の製品上にエンコードされる。
【００９３】
本明細書に説明される本発明の任意の実施形態は、エンコードされた形態、例えば、無線周波数識別タグまたはバーコードで生成および／または伝送されることができる。いくつかの実施形態では、本発明のシステムによってアクセスされるデータは、直接または健康記録の一部としてのいずれかとして、エンコードされた形態からアクセスされることができる。いくつかの実施形態では、健康記録は、電子健康記録またはデジタル健康記録であることができる。いくつかの実施形態では、健康記録は、対象または対象のための医療介護提供者によってアクセスされることができる。
【００９４】
実施例４：デバイスの実装
本明細書に説明される本発明の一実施形態は、図１４のパネルＡに示される。ヒト対象は、その身体が揺動することを回避し得るように、立位または座位にある。対象は、その手または胸部用ストラップのいずれかを使用して、その身体に取り付けられたレーダデバイスを保持する。ＥＣＧは、同時に、手首ならびに左および右足首に取り付けられた３つの電極を伴う３電極ＥＣＧ回路によって記録される。デバイスおよびＥＣＧ回路は、信号処理および波形表示を行う、コンピュータに接続される。
【００９５】
図１４のパネルＢに示されるように、デバイスは、対象の胸部上の種々の位置に配置され、有効性および出力に差異をもたらし得る。デバイスはまた、ヒト対象の背中に付けられ、データを記録することができる。
【００９６】
ヒト対象は、快適かつ温暖な環境内に居て、リラックスしている。対象は、立つ、座る、歩く、またはベッドに横になることができる。デバイスは、皮膚に接触するように位置付けられることができるか、または対象の衣服の外側に設置されることができる。着衣設定では、デバイスは、対象の胸部に対してしっかり設置されることができる。
【００９７】
実施例５：代表的対象測定
３名の対象が、本発明のデバイスを使用して監視された。全データは、対象が呼吸を止めた状態で得られた。図１５のパネルＡは、健康な若い男性において検出されたＥＣＧ信号（上のグラフ）およびレーダ信号（下のグラフ）を示す。図１５のパネルＢは、健康な高齢男性において検出されたＥＣＧ信号（上のグラフ）およびレーダ信号（下のグラフ）を示す。図１５のパネルＣは、心房細動状態にある不規則な心拍を伴う、高齢男性において検出されたＥＣＧ信号（上のグラフ）およびレーダ信号（下のグラフ）を示す。パネルＡおよびＢでは、小さい第１のパルスが、心房の運動によって生成され、より大きい第２のパルスが、心室の運動によって生成された。パネルＡおよびＢでは、本発明からのレーダ信号は、ＥＣＧ信号と相関し、ＥＣＧ信号と同一周期的性であった。パネルＣでは、レーダ信号は、ＥＣＧ信号と相関したが、心房運動の証拠を殆ど示さなかった。
【００９８】
実施例６：呼吸中の対象測定
図１６は、呼吸中の実施例５における健康な若い男性において検出されたＥＣＧ信号（上のグラフ）およびレーダ信号（下のグラフ）を示す。レーダ心臓運動信号上に重畳された付加的低周波数信号は、呼吸の結果としての胸腔の運動を表す。
【００９９】
実施例７：異なる胸部位置における対象測定
実施例４に説明されるように、図１７は、本発明の代表的デバイスが実施例５からの健康な若い男性の胸部上の異なる場所に位置付けられるときの、ＥＣＧ信号（上のグラフ）およびレーダ信号（下のグラフ）を示す。パネルＡは、胸部の中心で測定されたＥＣＧおよびレーダ信号を図示する。パネルＢは、胸部の中心の上方で測定されたＥＣＧおよびレーダ信号を図示する。パネルＣは、胸部の中心の下方で測定されたＥＣＧおよびレーダ信号を図示する。パネルＤは、胸部の中心の左で測定されたＥＣＧおよびレーダ信号を図示する。パネルＥは、胸部の中心の右で測定されたＥＣＧおよびレーダ信号を図示する。これらのグラフは、胸部上の種々の場所におけるデバイスの位置付けが、心臓の異なる部分のビューを可能にしたことを示す。心臓の異なる部分の視認は、種々の心臓異常の評価を補助することができる。
【０１００】
実施例８：背中からの対象測定
図１８は、本発明のデバイスが実施例５からの健康な若い男性の背中に位置付けられたときに得られた、ＥＣＧ信号（上のグラフ）およびレーダ信号（下のグラフ）を示す。これらのデータは、デバイスを対象の背中に位置付けることによる、心房運動の測定を表す。
【０１０１】
実施例９：ある距離における対象測定
図２１は、異なる距離における健康な男性対象から得られた３つの測定を示す。これらのデータは全て、対象が呼吸を止めた状態で得られた。これらのデータは、本発明の実施形態を対象からある距離に位置付けることによる、心房運動の測定を表す。
【０１０２】
実施例１０：直交復調によるデータ品質の改善
図１９のパネルＡは、対象の心臓の運動を判定するためのデバイスの実施形態を図示する。アンテナ１９０２に接続されるレーダシステム１９０１は、標的１９０４、例えば、対象の心臓に向かって伝送される波形１９０３を伝搬する。反射された波形１９０５が、次いで、アンテナ１９０２によって受信される。アンテナ１９０２と標的１９０４との間の距離は、関数１９０６ｄ−ｘ（ｔ）によって定義され、式中、ｄは、アンテナ１９０２と標的１９０４との間の一定の距離であって、ｘ（ｔ）は、標的１９０４の運動機能、例えば、対象の心臓の元々の運動である。パネルＢ−Ｄは、アンテナ１９０２と標的１９０４との間の３つの異なる距離において測定された波形を表す。
【０１０３】
レーダシステム１９０１は、以下のように書かれる余弦信号を伝送する。
【数１】
0006665171.tif 000002
式中、Ａは、伝送される波形１９０３の振幅であって、ｆは、伝送される波形１９０３の周波数であって、ｔは、時間である。
【０１０４】
反射される信号は、以下のように書かれる。
【数２】
0006665171.tif 000003
式中、Ｂは、反射された波形１９０５の振幅であって、λは、反射される波形１９０５の波長である。
【０１０５】
変調後、２つの出力信号が、存在し得る。一方は、同相信号（Ｉ）と呼ばれ、他方は、直交信号（Ｑ）と呼ばれる。同相信号は、以下のように書かれる。
【数３】
0006665171.tif 000004
そして、直交信号は、以下のように書かれる。
【数４】
0006665171.tif 000005
式中、Ｃは、信号の振幅である。
【０１０６】
Ｑ（ｔ）をＩ（ｔ）で除算することによって、信号比Ｙが、求められ、これは、以下のように書かれる。
【数５】
0006665171.tif 000006
【０１０７】
したがって、信号比の観点からの標的の運動機能についての解答が可能となり、ｘ（ｔ）は、以下のように書かれる。
【数６】
0006665171.tif 000007
【０１０８】
本明細書に説明されるような直交復調は、標的１９０４の運動が、反射される波形１９０５の波長と比較して、非常に小さいため、標的１９０４の運動機能の精密な計算を可能にすることができる。
【０１０９】
実施例１１：介入に関する意思決定を知らせるための連続監視
図２０は、本発明に説明される連続監視の方法の実施形態を図示する。例えば、対象は、長期監視２００１のために、デバイスを継続的に装着し、心不整脈時間２００２のパーセンテージを判定することができる。これらのデータは、長期間、例えば、数時間、数日、数週間、または数ヶ月にわたって、記録および記憶される。信号認識ソフトウェアが、医療介護提供者による精査のために、重要な事象を検出およびハイライトする。医療介護提供者は、心不整脈時間２００２のパーセンテージを使用して、適切な医療介入２００３を判定する。医療介入の非限定的な例として、継続監視、具体的医薬品の有無を問わない電気的除細動、具体的医薬品の有無を問わない心臓切除、およびペースメーカーの導入の有無を問わない心臓切除が挙げられる。
【０１１０】
（実施形態）
以下の非限定的実施形態は、本発明の例証的実施例を提供するが、本発明の範囲を限定するものではない。
【０１１１】
実施形態１．対象における不規則な心拍を検出する方法であって、ａ）電磁放射線の波長を対象の心臓に伝送するステップと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するステップと、ｃ）対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定するステップとを含む、方法。
【０１１２】
実施形態２．対象は、不規則な心拍のための介入を受けており、方法はさらに、対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、不規則な心拍のための介入が不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するステップを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１３】
実施形態３．対象は、不規則ではない心拍状態のための介入を受けており、方法はさらに、対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、不規則ではない心拍状態のための介入が不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するステップを含む、実施形態１に記載の方法。
【０１１４】
実施形態４．対象が不規則な心拍を有するかどうかの判定は、心臓の一部の動きの分析によって判定される、実施形態１−３のいずれかに記載の方法。
【０１１５】
実施形態５．電磁放射線源を対象の身体に取り付けるステップをさらに含む、実施形態１−４のいずれかに記載の方法。
【０１１６】
実施形態６．電磁放射線源は、対象の心臓に近接して対象の身体に取り付けられる、実施形態５に記載の方法。
【０１１７】
実施形態７．電磁放射線源は、対象の胸部に取り付けられる、実施形態５に記載の方法。
【０１１８】
実施形態８．電磁放射線源は、対象の背中に取り付けられる、実施形態５に記載の方法。
【０１１９】
実施形態９．対象は、呼吸を止めた状態にある、実施形態１−８のいずれかに記載の方法。
【０１２０】
実施形態１０．対象の心臓に伝送される電磁放射の波長は、電波である、実施形態１−９のいずれかに記載の方法。
【０１２１】
実施形態１１．不規則な心拍は、心房細動と関連付けられる、実施形態１−１０のいずれかに記載の方法。
【０１２２】
実施形態１２．不規則な心拍は、心房粗動と関連付けられる、実施形態１−１０のいずれかに記載の方法。
【０１２３】
実施形態１３．不規則な心拍は、心室細動と関連付けられる、実施形態１−１０のいずれかに記載の方法。
【０１２４】
実施形態１４．不規則な心拍は、心室粗動と関連付けられる、実施形態１−１０のいずれかに記載の方法。
【０１２５】
実施形態１５．不規則な心拍は、心不整脈と関連付けられる、実施形態１−１０のいずれかに記載の方法。
【０１２６】
実施形態１６．対象は、ヒトである、実施形態１−１５のいずれかに記載の方法。
【０１２７】
実施形態１７．方法であって、ａ）コンピュータシステムによって、対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータを受信するステップと、ｂ）コンピュータシステムのプロセッサによって、対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータと基準を比較するステップと、ｃ）対象の心臓から反射された電磁信号と関連付けられたデータと基準の比較に基づいて、対象が不規則な心拍を有するかどうかを判定するステップと、ｄ）判定の結果を出力するステップとを含む、方法。
【０１２８】
実施形態１８．対象は、不規則な心拍のための介入を受けており、方法はさらに、対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、不規則な心拍のための介入が不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するステップを含む、実施形態１７に記載の方法。
【０１２９】
実施形態１９．対象は、不規則ではない心拍状態のための介入を受けており、方法はさらに、対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、不規則ではない心拍状態のための介入が不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するステップを含む、実施形態１７に記載の方法。
【０１３０】
実施形態２０．対象が不規則な心拍を有することの判定は、心臓の一部の動きの分析によって判定される、実施形態１７−１９のいずれかに記載の方法。
【０１３１】
実施形態２１．不規則な心拍は、心房細動と関連付けられる、実施形態１７−２０のいずれかに記載の方法。
【０１３２】
実施形態２２．不規則な心拍は、心房粗動と関連付けられる、実施形態１７−２０のいずれかに記載の方法。
【０１３３】
実施形態２３．不規則な心拍は、心室細動と関連付けられる、実施形態１７−２０のいずれかに記載の方法。
【０１３４】
実施形態２４．不規則な心拍は、心室粗動と関連付けられる、実施形態１７−２０のいずれかに記載の方法。
【０１３５】
実施形態２５．不規則な心拍は、心不整脈と関連付けられる、実施形態１７−２０のいずれかに記載の方法。
【０１３６】
実施形態２６．対象は、ヒトである、実施形態１７−２５のいずれかに記載の方法。
【０１３７】
実施形態２７．デバイスであって、ａ）電磁放射線を対象の胸腔の中に伝送するように構成される、アンテナと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成される、受信機と、ｃ）対象の心臓から反射され、検出された電磁信号に基づいて、対象における不規則な心拍を識別するように構成される、プロセッサとを備える、デバイス。
【０１３８】
実施形態２８．電磁放射線を対象の胸腔の中に伝送するように構成される、アンテナと、対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成される、受信機と、対象の心臓から反射され、検出された電磁信号に基づいて、対象における不規則な心拍を識別するように構成される、プロセッサとが、共通の筐体内に含まれる、実施形態２７に記載のデバイス。
【０１３９】
実施形態２９．アンテナによって対象の胸腔の中に伝送するために好適な信号を生成するように構成される、回路をさらに備える、実施形態２７−２８のいずれかに記載のデバイス。
【０１４０】
実施形態３０．プロセッサは、対象の心臓からの反射後に受信された信号間の時間間隔を測定することによって、対象における不規則な心拍を検出するように構成される、実施形態２７−２９のいずれかに記載のデバイス。
【０１４１】
実施形態３１．アンテナは、電波である電磁放射線を伝送するように構成される、実施形態２７−３０のいずれかに記載のデバイス。
【０１４２】
実施形態３２．デバイスは、対象の心臓に近接して対象に取り付けられるように構成される、実施形態２７−３１のいずれかに記載のデバイス。
【０１４３】
実施形態３３．デバイスは、対象の胸部において対象に取り付けられるように構成される、実施形態２７−３２のいずれかに記載のデバイス。
【０１４４】
実施形態３４．デバイスは、対象の背中において対象に取り付けられるように構成される、実施形態２７−３２のいずれかに記載のデバイス。
【０１４５】
実施形態３５．プロセッサは、心房細動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態２４−３４のいずれかに記載のデバイス。
【０１４６】
実施形態３６．プロセッサは、心房粗動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態２４−３４のいずれかに記載のデバイス。
【０１４７】
実施形態３７．プロセッサは、心室細動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態２４−３４のいずれかに記載のデバイス。
【０１４８】
実施形態３８．プロセッサは、心室粗動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態２４−３４のいずれかに記載のデバイス。
【０１４９】
実施形態３９．プロセッサは、心不整脈と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態２４−３４のいずれかに記載のデバイス。
【０１５０】
実施形態４０．デバイスであって、ａ）電磁放射を対象の胸腔の中に伝送するように構成される、アンテナと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成される、受信機と、ｃ）対象の心臓から反射され、受信された電磁信号と関連付けられたデータを伝送するように構成される、送信機とを備える、デバイス。
【０１５１】
実施形態４１．電磁放射線を対象の胸腔の中に伝送するように構成される、アンテナと、対象の心臓から反射された電磁信号を検出するように構成される、受信機と、対象の心臓から反射され、受信された電磁信号と関連付けられたデータを伝送するように構成される、送信機とが、共通の筐体内に含まれる、実施形態４０に記載のデバイス。
【０１５２】
実施形態４２．アンテナによって対象の胸腔の中に伝送するために好適な信号を生成するように構成される、回路をさらに備える、実施形態４０−４１のいずれかに記載のデバイス。
【０１５３】
実施形態４３．送信機は、遠隔プロセッサにワイヤレスで伝送するように構成される、実施形態４０−４２のいずれかに記載のデバイス。
【０１５４】
実施形態４４．アンテナは、電波である電磁放射を伝送するように構成される、実施形態４０−４３のいずれかに記載のデバイス。
【０１５５】
実施形態４５．デバイスは、対象の心臓に近接して対象に取り付けられるように構成される実施形態４０−４４のいずれかに記載のデバイス。
【０１５６】
実施形態４６．デバイスは、対象の胸部において対象に取り付けられるように構成される、実施形態４０−４５のいずれかに記載のデバイス。
【０１５７】
実施形態４７．デバイスは、対象の背中において対象に取り付けられるように構成される、実施形態４０−４５のいずれかに記載のデバイス。
【０１５８】
実施形態４８．方法であって、ａ）不規則な心拍を有する対象に、不規則な心拍のための介入を投与するステップと、ｂ）レーダデバイスを用いて対象を監視するステップと、ｃ）監視に基づいて、不規則な心拍のための介入が対象における不規則な心拍を変調させているかどうかを判定するステップとを含む、方法。
【０１５９】
実施形態４９．レーダデバイスは、対象の心臓の一部の動きを監視する、実施形態４８に記載の方法。
【０１６０】
実施形態５０．プロセッサは、心房細動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態４８−４９のいずれかに記載の方法。
【０１６１】
実施形態５１．プロセッサは、心房粗動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態４８−４９のいずれかに記載の方法。
【０１６２】
実施形態５２．プロセッサは、心室細動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態４８−４９のいずれかに記載の方法。
【０１６３】
実施形態５３．プロセッサは、心室粗動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態４８−４９のいずれかに記載の方法。
【０１６４】
実施形態５４．プロセッサは、心不整脈と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態４８−４９のいずれかに記載の方法。
【０１６５】
実施形態５５．方法であって、ａ）対象に介入を投与するステップと、ｂ）レーダデバイスを用いて対象を監視するステップと、ｃ）監視に基づいて、介入が対象における不規則な心拍を誘発しているかどうかを判定するステップとを含む、方法。
【０１６６】
実施形態５６．レーダデバイスは、対象の心臓の一部の動きを監視する、実施形態５５に記載の方法。
【０１６７】
実施形態５７．プロセッサは、心房細動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態５５−５６のいずれかに記載の方法。
【０１６８】
実施形態５８．プロセッサは、心房粗動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態５５−５６のいずれかに記載の方法。
【０１６９】
実施形態５９．プロセッサは、心室細動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態５５−５６のいずれかに記載の方法。
【０１７０】
実施形態６０．プロセッサは、心室粗動と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態５５−５６のいずれかに記載の方法。
【０１７１】
実施形態６１．プロセッサは、心不整脈と関連付けられた不規則な心拍を識別するように構成される、実施形態５５−５６のいずれかに記載の方法。
【０１７２】
実施形態６２．対象は、不規則ではない心拍状態を有し、介入は、不規則ではない心拍状態のためのものである、実施形態５５−６１のいずれかに記載の方法。
【０１７３】
実施形態６３．方法であって、ａ）電磁放射線の波長を対象の心臓に伝送するステップと、ｂ）対象の心臓から反射された電磁信号を検出するステップと、ｃ）対象の心臓から反射された電磁信号に基づいて、対象の心臓の体積変化を判定するステップとを含む、方法。
【０１７４】
実施形態６４．対象の心臓の体積変化に基づいて、対象の心臓から出力される血液の体積を判定するステップをさらに含む、実施形態６３に記載の方法。
【０１７５】
実施形態６５．対象の心臓の体積変化は、対象の心臓の単一心腔内で判定される、実施形態６３−６４のいずれかに記載の方法。
【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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【図２０】
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【図２１】
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