(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象における頭蓋内圧ＩＣＰを測定する方法において、
前記対象の頭部の向きが変化しているときに、自発網膜静脈拍動ＳＲＶＰが前記対象の眼球において発生するかどうかを検出するステップと、
ＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる前記対象の頭部の向きを識別するステップと、
前記識別された向きを使用して所定の向きにおける前記対象の眼球における眼圧ＩＯＰとＩＣＰとの間の圧力差を決定することにより、前記対象におけるＩＣＰを決定するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記対象におけるＩＣＰを決定するステップが、
前記所定の向きにおける前記対象の眼球におけるＩＯＰの測定結果及び前記所定の向きにおける前記決定された圧力差からＩＣＰを決定するステップ、
を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる向きが識別されない場合に、前記方法が、
ＩＣＰが閾値を超えることを示す出力を提供するステップ、
を有する、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記対象の頭部の向きが、前記対象の頭部又は胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの前記頭部の回転の角度である、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記向きが、前記対象の頭部とともに移動するように配置されたセンサを使用して測定される、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記向きは、前記対象が座る又は横たわる台、寝台又は椅子に取り付けられる又は他の形でその一部であるセンサを使用して測定され、前記方法が、
ＳＲＶＰが前記対象の眼球において発生するかどうかを検出しながら前記対象の頭部の向きを変更するように前記台、寝台又は椅子の向きを変更するステップ、
を有する、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
コンピュータ可読コードを持つコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトにおいて、前記コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ、プロセッサ又は制御ユニットにより実行されると、前記コンピュータ、プロセッサ又は制御ユニットが、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の方法を実行させられるように構成される、コンピュータプログラムプロダクト。
【請求項８】
対象における頭蓋内圧ＩＣＰを測定する装置において、前記装置が、
前記対象の頭部の向きが変化しているときに、自発網膜静脈拍動ＳＲＶＰが前記対象の眼球において発生するかどうかを検出する第１のセンサと、
前記対象の頭部の向きを測定する第２のセンサと、
制御ユニットと、
を有し、前記制御ユニットが、
前記第１のセンサ及び前記第２のセンサからの出力から、ＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる向きが前記対象の頭部の向きを識別し、
前記識別された向きを使用して所定の向きにおける前記対象の眼球における眼圧ＩＯＰとＩＣＰとの間の圧力差を決定することにより、前記対象におけるＩＣＰを決定する、
装置。
【請求項９】
前記制御ユニットが、前記所定の向きにおける前記対象の眼球におけるＩＯＰの測定結果及び前記所定の向きにおける前記決定された圧力差からＩＣＰを決定することにより前記対象におけるＩＣＰを決定するのに前記識別された向きを使用する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記装置が、前記対象のＩＯＰを測定するセンサ又は測定装置を有する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記装置が、前記対象の頭部に着用される、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記第２のセンサは、前記対象が座る又は横たわる台、寝台又は椅子に取り付けられ又は他の形でその一部であり、前記台、寝台又は椅子は、前記台、寝台又は椅子の向きが前記対象の頭部の向きを変更するために変更されることができるように構成される、請求項８乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記第２のセンサが、加速度計、ジャイロスコープ又はカメラである、請求項８乃至１２いずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象における頭蓋内圧ＩＣＰの測定に関し、特に、ＩＣＰを測定する非侵襲的方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対象の頭蓋内圧（ＩＣＰ）は、人間の頭蓋骨内、したがって、脳組織内の圧力である。安定したＩＣＰの維持は、したがって、脳の保護に対して非常に重要である。健康な個人において、ＩＣＰは、典型的には、７乃至１５ｍｍＨｇの範囲を取る。頭蓋内圧亢進、すなち、２０ｍｍＨｇを超えるＩＣＰは、潜在的に永久的な脳損傷を引き起こすかもしれず、死を引き起こすことができる。
【０００３】
上昇したＩＣＰは、脳神経疾患及び神経疾患患者に共通の問題であり、いくつかの原因、例えば、外傷性脳損傷、動脈瘤、脳腫瘍又は脳卒中のいずれかによって生じうる。上昇したＩＣＰは、外傷性脳損傷後の予後不良の予測子である。
【０００４】
ＩＣＰは、以前に重度の頭部外傷、脳内及びくも膜下出血、脳卒中に起因する浮腫及び他のいくつかの状態を受けた対象において監視される。多くの場合、これらの対象は、ＩＣＰ又はＩＣＰに密接に関連する脳灌流圧（ＣＰＰ）を低下させる目的を持つ治療を受ける。
【０００５】
現在、ＩＣＰ測定の至適基準は、外部圧力トランスデューサに接続された脳室排液管を側脳室の1つに挿入することを含む。この侵襲的な測定には、外科医が排液を挿入する必要性、感染の危険性（約６?１１％であり、時間とともに増加する）、重度の脳腫脹を伴う対象にカテーテルを挿入することの困難さのような重大な欠点がある。代わりの、依然として侵襲的な技術は、実質内プローブによって提供される。この技術は、より低い感染リスクに関連するが、この測定技術は、一度カテーテルが設置されると再較正されることができないゼロ参照のドリフトによって妨害される。
【０００６】
ＩＣＰモニタリングに対する強い臨床的関心を考慮して、侵襲的ＩＣＰ測定の欠点を克服するための多数の非侵襲的技術が提案されている。
‐コンピュータ断層撮影法は、上昇したＩＣＰに関連する解剖学的変化を明らかにすることができる。しかしながら、このような解剖学的変化は、上昇したＩＣＰの全ての症例で起こるわけではない。
‐経頭蓋ドップラ超音波検査は、頭蓋内血流の拍動性を測定することによって間接的なＩＣＰ評価を提供する。
‐超音波飛行時間法は、上昇したＩＣＰによって引き起こされる圧迫のためにこれらの特性が変化すると仮定して、頭蓋洞又は頭蓋内構造物の音響特性を測定する。相対的な変化のみが、測定されることができ、したがって、これらの手法は、しばしば利用可能ではないベースライン測定を必要とする。
‐鼓膜の変位は、音響反射に対する頭蓋内圧の影響を測定する。しかしながら、この技術は、臨床モニタリングにとって十分に正確ではない。
‐眼科検診は、充血及び乳頭浮腫のような静脈流の障害に起因する眼底の視覚的変化を検出することができる。しかしながら、これらの変化は、上昇したＩＣＰの初期段階では見えない遅い徴候である。
‐視神経鞘径（ＯＮＳＤ）は、ＩＣＰの別の指標であり、超音波又は磁気共鳴イメージング（ＭＲＩ）により測定されることができる。しかしながら、その正確さは、測定場所の規定により妨害される。
‐眼球力学測定は、眼球に徐々に増加する圧力を加えることにより、近似的にＩＣＰに等しい網膜静脈流出圧力を測定する。ＩＣＰは、網膜静脈が崩壊する場合に、加えられた外圧及び以前に測定された眼圧の合計として測定される。
‐二深度経頭蓋ドプラ超音波は、頭蓋の内側及び外側（眼球の近く）の両方で眼動脈の流れ特性を測定する。この後に、頭蓋内及び外の流れ特性が同じになるまで、眼球を囲む組織に徐々に増加する圧力が、加えられる。この時点で、ＩＣＰは外圧により近似される。
【０００７】
非侵襲的ＩＣＰ評価への重要な研究努力にもかかわらず、開発された方法のいずれも、まだ臨床的実践に大規模に採用されていない。結果として、高度に目立つ侵襲的測定が、ＩＣＰ測定の至適基準として残っている。侵襲的処置に関連するリスク及び欠点のため、ＩＣＰモニタリングは、多くの臨床状態では単純に利用可能ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の全てのＩＣＰ測定技術は、高度先進ポイント測定を必要とし、これは熟練した臨床医のみにより実行されることができる。結果として、侵襲性及び新しい非侵襲性のＩＣＰ測定の両方が、病院内でのみ実行されることができる。これは、例えば、家庭に滞在することを望む可能性のある脳卒中又は外傷性脳損傷から回復する対象に対するＩＣＰモニタリングに対して重要な実用上の問題を引き起こす。更に、現在の技術は、ＩＣＰを連続的に監視するのには理想からほど遠い。
【０００９】
したがって、必要であれば、病院外での連続ＩＣＰモニタリング（例えば、家庭でのＩＣＰモニタリングにおける使用）に適している、最小限の侵入性及びより複雑でないＩＣＰ測定に対する要望が残っている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
頭蓋内圧（ＩＣＰ）が眼圧（ＩＯＰ）より低い場合、対象の眼球において脈動が生じることは、当該技術分野において知られている。脈動は、網膜静脈に現れ、（ＩＯＰを被る）眼球及び（ＩＣＰを受ける）くも膜下腔の両方を通過する。これらの脈動は、自発網膜静脈拍動（ＳＲＶＰ）として知られ、視神経椎間板を横切る網膜静脈の口径にわずかな変化として見られる。ＳＲＶＰは、A. Jacks及びN. Millerによる"Spontaneous retinal venous pulsation: aetiology and significance", J Neurol Neurosurg Psychiatry, Jan 2003; 74(1): 7-9に記載されている。これらの脈動は、健康な個人において一般的な現象であり、ＩＣＰが上昇した人において消える傾向にある。上昇したＩＣＰの場合に静脈拍動の不在に対する正確な生理的理由は、依然として不明であるが、対象の眼球におけるＳＲＶＰの出現は、ＩＣＰとＩＯＰとの間のバランスにより決定される。特に、ＳＲＶＰは、ＩＯＰがＩＣＰに等しい場合に出現又は消滅する（すなわち、ＩＣＰがＩＯＰ未満である場合にＳＲＶＰが眼球において発生し、ＩＣＰがＩＯＰより大きい場合にＳＲＶＰが存在しない）。
【００１１】
対象の頭部が、通常の直立姿勢から傾けられると、（ＩＯＰにある）眼球に対する（ＩＣＰにある）頭蓋内空間の高さの変化は、静水圧差を導入する。一定の傾斜角において、静水圧差は、ＩＯＰがＩＣＰに等しくなるように導き、これはＳＲＶＰが出現又は消滅する角度を観察することにより決定されることができる。したがって、本発明は、対象の頭部の角度が変化すると、ＳＲＶＰの存在が対象の眼球において検出され、（必要に応じて頭部が傾けられる方向に依存して）ＳＲＶＰが出現又は消滅する角度が、ＩＣＰを決定するために使用されることを提供する。
【００１２】
第１の態様によると、対象における頭蓋内圧ＩＣＰを測定する方法が提供され、前記方法は、前記対象の頭部の向きが変化しているときに、自発網膜静脈拍動ＳＲＶＰが前記対象の眼球において発生するかどうかを検出するステップと、ＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる前記対象の頭部の向きを識別するステップと、前記対象における前記ＩＣＰを決定するためにＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる前記対象の頭部の識別された向きを使用するステップとを有する。
【００１３】
一部の実施例において、前記対象における前記ＩＣＰを決定するために前記識別された向きを使用するステップは、前記識別された向きを使用して所定の向きにおける前記対象の眼球における眼圧ＩＯＰと前記ＩＣＰとの間の圧力差を決定するステップを有する。
【００１４】
一部の実施例において、前記対象における前記ＩＣＰを決定するために前記識別された向きを使用するステップは、更に、前記所定の向きにおける前記対象の眼球における前記ＩＯＰの測定結果及び前記所定の向きにおける前記決定された圧力差から前記ＩＣＰを決定するステップを有する。
【００１５】
一部の実施例において、前記所定の向きは、前記対象の頭部が直立する向きである。
【００１６】
一部の実施例において、ＳＲＶＰが発生し始める又は発生することをやめる向きが識別されない場合、前記方法は、更に、前記ＩＣＰが閾値を超えることを示す出力を提供するステップを有する。
【００１７】
一部の実施例において、前記対象の頭部の向きは、前記対象の頭部又は胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの前記頭部の回転の角度である。
【００１８】
一部の実施例において、前記向きは、前記対象の頭部とともに移動するように配置されたセンサを使用して測定される。
【００１９】
一部の実施例において、前記センサは、前記対象の頭部に着用される装置の一部である。
【００２０】
代替的な実施例において、前記向きは、前記対象が座る又は横たわる台、寝台又は椅子に取り付けられた又は他の形でその一部であるセンサを使用して測定され、前記方法は、更に、ＳＲＶＰが前記対象の眼球において生じるかどうかを検出しながら、前記対象の頭部の向きを変更するように前記台、寝台又は椅子の向きを変更するステップを有する。
【００２１】
一部の実施例において、前記センサは、加速度計又はジャイロスコープである。
【００２２】
第２の態様によると、コンピュータ可読コードを持つコンピュータ可読媒体を有するコンピュータプログラムプロダクトが提供され、前記コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ、プロセッサ又は制御ユニットにより実行されると、前記コンピュータ、プロセッサ又は制御ユニットが、上記の方法のいずれかを実行させられるように構成される。
【００２３】
第３の態様によると、対象における頭蓋内圧ＩＣＰを測定する装置が提供され、前記装置は、前記対象の頭部の向きが変化しているときに自発網膜静脈拍動ＳＲＶＰが前記対象の眼球において発生するかどうかを検出する第１のセンサと、前記対象の頭部の向きを測定する第２のセンサと、ＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる前記対象の頭部の向きを識別し、前記対象における前記ＩＣＰを決定するためにＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる前記対象の頭部の前記識別された向きを使用するように構成された制御ユニットとを有する。
【００２４】
一部の実施例において、前記制御ユニットは、前記識別された向きを使用して所定の向きにおける前記対象の眼球における眼圧ＩＯＰと前記ＩＣＰとの間の圧力差を決定することにより前記対象における前記ＩＣＰを決定するために前記識別された向きを使用するように構成される。
【００２５】
一部の実施例において、前記制御ユニットは、前記所定の向きにおける前記対象の眼球における前記ＩＯＰの測定結果及び前記所定の向きにおける前記決定された圧力差から前記ＩＣＰを決定することにより前記対象における前記ＩＣＰを決定するために前記識別された向きを使用するように構成される。
【００２６】
一部の実施例において、前記装置は、更に、前記対象の前記ＩＯＰを測定するセンサ又は測定装置を有する。
【００２７】
一部の実施例において、前記所定の向きは、前記対象の頭部が直立する向きである。
【００２８】
一部の実施例において、前記制御ユニットは、更に、ＳＲＶＰが発生し始める又は発生するのをやめる向きが識別されない場合に、前記ＩＣＰが閾値を超えることを示す出力を提供するように構成される。
【００２９】
一部の実施例において、前記対象の頭部の向きは、前記対象の頭部又は胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの前記頭部の回転の角度である。
【００３０】
一部の実施例において、前記装置は、前記対象の頭部に着用されるように構成される。
【００３１】
代替的な実施例において、前記第２のセンサは、前記対象が座る又は横たわる台、寝台又は椅子に取り付けられる又は他の形でその一部であり、前記台、寝台又は椅子は、前記台、寝台又は椅子が、前記対象の頭部の向きを変更するために変更されることができるように構成される。
【００３２】
一部の実施例において、前記第２のセンサは、加速度計、ジャイロスコープ又はカメラである。
【００３３】
本発明のより良い理解のために、及び本発明がどのように実行されうるかをより明確に示すために、例としてのみ、添付の図面が参照される。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例によるＩＣＰを測定する装置のブロック図である。
【図２】対象の頭部の可能な傾斜角を示す。
【図３】ＩＣＰの３つの値に対するＩＯＰとＩＣＰとの間の差と対象の頭部の角度との間の関係を示すプロット、ＩＣＰの３つの値に対する対象の頭部の角度とＳＲＶＰ振幅との間の関係を示すプロット、並びにＩＣＰの３つの値に対する対象の頭部の角度と対象の眼球におけるＳｐＯ２測定結果との間の関係を示すプロットを示す。
【図４】本発明の一実施例によるＩＣＰを測定する方法を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例による処理ステップを示す概略図である。
【図６】測定されることができる頭部の傾斜角度を表す代替的な角度を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
上で述べられたように、本発明は、頭蓋内圧（ＩＣＰ）が、頭部を傾けることによりＩＣＰと眼圧（ＩＯＰ）との間の可変の静水圧差を加えることにより決定されることを提供し、これは、自発網膜静脈拍動（ＳＲＶＰ）開始又は停止の圧力が見つけられることを可能にする。ＳＲＶＰ開始又は停止が生じる角度は、この場合、前記ＩＣＰを決定するのに使用される。したがって、ＩＣＰは、目立たない（unobtrusive）形で見つけられることができ、例えば、眼鏡、眼帯、ヘッドセット、ヘルメット等のような単純なユーザ着用又は携帯装置を使用して測定されることができる。
【００３６】
図１は、本発明の一実施例によるＩＣＰを測定する装置のブロック図を示す。装置２は、対象の眼球におけるＳＲＶＰの存在を測定又は検出するセンサ４と、前記対象における頭蓋内腔に対する眼球内腔の高さ（又は前記眼球内腔と前記頭蓋内腔との間の高さの差）を測定するセンサ６とを有する。この高さの差は、前記対象の頭部の向きを測定又は推定するセンサ６により測定されることができる。好適な実施例において、センサ６は、基準位置に対する前記対象の頭部の角度を検出又は測定するものである。他の実施例において、センサ６は、前記対象の頭部を観察するカメラを有することができる（この場合、前記カメラからの画像は、前記頭部の向き、したがって、眼球内腔と頭蓋内腔との間の高さの差を識別するように処理される）。
【００３７】
センサ４、６は、前記対象の前記ＩＣＰを決定するために測定結果を処理する制御ユニット８に（適切な形式の）それぞれの測定結果を提供する。制御ユニット８は、本発明による装置２の動作を制御する。制御ユニット８は、１以上のプロセッサ、処理ユニット、マルチコアプロセッサ又は処理モジュールを有することができる。
【００３８】
装置２は、更に、本発明による方法を実行するように制御ユニット８により実行されることができるコンピュータ可読プログラムコードを記憶するメモリモジュール１０を有する。メモリモジュール１０は、制御ユニット８による処理の前、間及び後にセンサ４、６からの測定結果、並びに中間生成物又は前記処理を完了するのに要求される他のデータを記憶するのに使用されることもできる。
【００３９】
センサ４は、対象の眼球におけるＳＲＶＰの存在を測定又は検出するいかなる適切なセンサであることもでき、センサ４の出力は、場合により、ＳＲＶＰが存在する又は不在であることを単純に示す信号であってもよい。一部の実施例において、ＳＲＶＰの存在を検出する一部として、センサ４は、静脈拍動から動脈拍動を区別することができるべきである。
【００４０】
１つの適切なクラスのセンサは、パルスオキシメトリ（ＳｐＯ２）センサにおいて見つけられるものと同様の光センサ技術を使用する。ＳｐＯ２センサは、酸素化血液が非酸素化血液とは異なる光吸収スペクトルを持つことが知られているので、特定の波長における光吸収スペクトルの脈動する変化を検出することにより脈動する血流を測定する。２つの別個の波長（例えば、赤（例えば６６０ｎｍ）及び赤外（例えば９４０ｎｍ）における吸収スペクトルの測定により、ＳｐＯ２センサからの出力は、酸素化及び非酸素か血液の相対量、したがって、（静脈は典型的には脈動しないので）動脈において酸素化された血液の割合を計算するのに使用されることができる。
【００４１】
前記対象の眼球におけるＳＲＶＰの存在を検出するために、反射型パルスオキシメトリに基づき、２以上の別個の波長において光を出力する１以上の光源と、これら２以上の別個の波長において光を測定することができる１以上の光センサとを含むセンサ４が、使用されることができる。光は、（眼球を損傷しない強度で）前記対象の眼球の中に放たれ、各波長における反射光の強度が、前記光センサにより測定される。前記反射光の強度を表す信号から、ベースライン信号、動脈拍動信号、及び静脈拍動信号が、決定されることができる。一部の実施例において、センサ４は、これらの光信号からＳＲＶＰの存在又は不在を決定する適切な処理回路を含むことができるが、他の実施例において、センサ４は、制御ユニット８に生の光強度信号を出力することができ、制御ユニット８は、ＳＲＶＰの存在又は不在を決定するために前記光強度信号を処理することができると理解される。
【００４２】
一部の実施例において、センサ４は、眼球においてＳｐＯ２を測定するセンサと、前記対象の指（又は他の適切な場所）においてＳｐＯ２を測定するのに使用される他のパルスオキシメトリセンサとを有することができ、これらのＳｐＯ２測定の結果が比較される。ＳＲＶＰが存在する場合、これらは、眼球において測定された脈動する信号に寄与し、ＳＲＶＰが非酸素化拍動を構成するので、眼球において指より低いＳｐＯ２示度を生じる。他方で、ＳＲＶＰが不在である場合、眼球の動脈のみが、ＳｐＯ２示度に寄与し、前記ＳｐＯ２示度は、したがって、指センサからの示度と同じである。
【００４３】
一部の実施例において、指におけるＳｐＯ２の測定結果は、較正目的で使用される。指（又はＳｐＯ２示度が動脈酸素飽和度を反映する他の場所）におけるＳｐＯ２測定は、（下の式（１）のように）ＳｐＯ２arteryに対する値を提供する。ＳＲＶＰが存在しない場合、眼球におけるＳｐＯ２示度は、基準測定と同じであり、ＳＲＶＰが存在する場合、眼球におけるＳｐＯ２示度は、基準測定より小さい。この関係の一例は、下で図３（ｃ）に示され、ここでＳｐＯ２artery＝９８％である。
【００４４】
他の実施例において、センサ４は、眼球におけるＳｐＯ２を測定するセンサだけを有することができ、ＳＲＶＰの開始又は停止は、ＳｐＯ２示度における有意な変化を検出することにより検出される。特に、ＳＲＶＰの開始は、頭部の向きの変化として一定値からのＳｐＯ２示度の変化を検出することにより検出され、ＳＲＶＰの停止は、頭部の向きの変化としてＳｐＯ２示度が以前は変化していたのに対して現在は一定値であることを検出することにより検出される。
【００４５】
Golzan et alにより"Non-invasive estimation of cerebrospinal fluid pressure waveforms by means of retinal venous pulsatility and central aortic blood pressure," Ann. Biomed. Eng, 40 (9), pp. 1940-1948, 2012において記載されたように、ＳＲＶＰの振幅は、ＩＯＰとＩＣＰとの間の差に近似的に線形に依存する。本発明の実施例において、ＳＲＶＰ振幅Ａveinは、静脈拍動性に対する測定結果と見なされる。ＳｐＯ２示度は、この場合、
ＳｐＯ２eye＝（ＡarteryＳｐＯ２artery＋ＡveinＳｐＯ２vein）／（Ａartery＋Ａvein）    （１）
として、脈動する動脈及び静脈におけるＳｐＯ２の加重平均として計算される。
【００４６】
この計算において、動脈拍動の振幅Ａartery及び動脈（ここでは９８％）及び静脈血液の両方のＳｐＯ２は、一定であると仮定される。静脈拍動の振幅は、角度の関数として変換する唯一のパラメータであり、したがって、ＳｐＯ２示度は、図３に示されるように静脈拍動を反映する。図３において観察されることができるように、ＳＲＶＰの開始は、眼球からのＳｐＯ２示度が、動脈酸素化ＳｐＯ２arteryを反映する一定値に到達する角度に対応する。
【００４７】
他の実施例において、ＳＲＶＰの存在又は不在は、静脈拍動が心臓拡張期中に発生するのに対し、動脈拍動が心臓収縮期中に発生するという事実を利用することにより検出されることができる。これは、動脈及び静脈拍動信号の間に約１８０度の位相差が存在することを意味する。１つのアプローチにおいて、動脈及び静脈拍動信号は、一緒に加算されてもよく、前記信号の和は、静脈信号のピークは動脈信号の谷と一致するので、心拍の正確に２倍である優位周波数により特徴づけられ、したがって、各心拍中に２つの別個のピークを作成する。合計信号において心拍ごとに単一のピークが観察される場合、このピークは、動脈拍動に関連するはずであり、したがって、ＳＲＶＰは存在しない。心拍ごとに２つのピークが観察される場合、一方は、動脈拍動に対応し、一方は、ＳＲＶＰに対応する。
【００４８】
ＳＲＶＰの存在又は不在を検出するのに使用されることができる他のタイプのセンサ４は、静脈拍動を自動的にみることができるビデオ処理ソフトウェアと連動する眼底カメラである（例えば、Moret et alによる"Visualization of fundus vessel pulsation using principal component analysis," IOVS, 52(8), pp. 5457-5464, 2011に記載されている）。
【００４９】
上で述べられたように、好適な実施例において、センサ６は、前記対象の頭部の向き（例えば角度）を検出又は測定するものであり、出力が対象の頭蓋内腔に対する眼球又は眼球内腔の高さの標示を提供するのに使用されることができるいかなる適切なセンサであることもできる。（傾斜角とも称される）前記対象の頭部の角度は、前記対象の頭部又は胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの頭部の回転の角度である（ここで矢状面は解剖学内の通常の意味で与えられる）。前記角度は、（例えば重力が作用する方向に平行な）垂直軸又は水平面（ここで垂直及び水平は地球基準系において定義される）のようないかなる適切な基準点からも測定されることができる。前記向きを測定するのに適したセンサは、ジャイロスコープ、加速度計又は前記対象の頭部を観察するカメラを含む。
【００５０】
図２は、センサ６により測定されることができ、前記対象の頭部の傾斜角を表すことができる典型的な角度αを示す。この例において、角度αは、地球の基準系における鉛直方向に垂直に位置する面２０（面２０は水平面２０とも称される）と、前記対象の頭部を通過する横断面２２（前記横断面は解剖学における通常の意味で与えられる）との間で測定され、前記対象の胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの前記対象の頭部の回転を表す（回転の軸は、図２に示されるように前記対象の頭部又は胴部を通過する必要がないと理解される）。図２は、水平面２０に対する３つの異なる角度、α＝−３０°、α＝０°及びα＝３０°で、対象の頭部を示す。α＝０°の場合、前記対象の頭部は、「直立」であると称され、この図において、負の角度は、前記対象の頭部が直立位置から前方に傾いていることを表し、正の角度は、前記対象の頭部が直立位置から後方に傾いていることを表す。上で述べられたように、前記回転の角度は、代替的に、（下で図６に示されるように）垂直軸又は他の所望の基準軸に対して測定されることができる。
【００５１】
前記対象の頭部の角度は、前記対象が頭部を身体の残りの部分に対して移動することにより（すなわち首の屈曲及び伸長により）、又は前記対象の上部又は全身が傾けられることにより地球基準系に対して変化することができると理解される。特に、一部の実施例において、対象は、前記対象を傾けるために角度の範囲を通して手動で又は自動的に移動されることができ、ＩＣＰが測定されることを可能にする台、寝台又は椅子に座る又は横たわることができる。これらの実施例において、センサ６は、前記台、寝台、椅子又は傾斜機構と一体化される、又は前記対象が前記台、寝台又は椅子に座る又は横たわる間に前記対象により着用又は携帯される装置の一部であることができる。これらの実施例において、前記対象の頭部の傾斜角は、前記台、寝台又は椅子の傾斜角と同じであると理解される。
【００５２】
一部の実施例において、向きセンサ６は、（例えば眼鏡に組み込まれる又は傾斜台若しくは寝台の一部であることにより）装置２が使用中である場合に前記対象の頭部に対して固定された関係で保持されるジャイロスコープであり、前記対象の頭部の角度（及び地球基準系に固定された面に対する角度）の変化は、前記ジャイロスコープの出力から決定されることができる。
【００５３】
他の適切なタイプの角度センサ６は、装置２が使用中である場合に前記対象の頭部に対して固定された関係で保持される加速度計である。前記対象の頭部の運動（又はむしろ加速度）がほとんど又は全くない場合、前記加速度計の出力は、重力が作用する方向を表し、前記加速度計の測定結果から地球基準系に固定された面に対する前記対象の頭部の角度を決定することが可能である。加速度計６は、一、二又は三次元において加速度を測定する一、二又は三次元加速度計でありうる。加速度計６は、加速度を測定するのに所望の動作又はサンプリング周波数、例えば５０Ｈｚによって動作することができる。
【００５４】
上で述べられたように、センサ６は、前記対象における頭蓋内腔に対する眼球内腔の高さを測定するために設けられる。（前記対象の生体構造に依存して）前記頭部が直立位置にある場合に、眼球内腔及び頭蓋内腔は、必ずしも同じ高さではないので、眼球内腔及び頭蓋内腔の相対的な高さを計算することができるためにこの最初の高さの差を考慮に入れることが必要である。この最初の高さの差は、眼球内腔の中心及び頭蓋内腔の中心を通過する面と水平面との間の角度α0を測定又は観察することにより決定されることができる。α0は、図２に示される。
【００５５】
眼球内腔及び頭蓋内腔の間の高さの差は、
Δｈ＝Ｌｓｉｎ（α‐α0）    （２）
を使用して計算されることができ、ここでＬは、（前記対象の解剖学的構造により決定される）眼球内腔及び頭蓋内腔の間の距離である。
【００５６】
一部の実施例において、Ｌ及び／又はα0は、前記対象の観察により測定されることができるが、他の実施例において、Ｌ及び／又はα0に対する値は、固定値（例えばＬに対して６ｃｍ及びα0に対して２５°）又は人口ベース統計から決定された値であることができる。
【００５７】
本発明の一部の実施例において、装置２は、追加的に、前記対象のＩＯＰを測定するセンサ又は測定装置１２を有する。このセンサ１２は、前記対象のＩＯＰを測定する及び本発明によって前記対象のＩＣＰを決定するのに使用するために制御ユニット８にＩＯＰ測定結果を提供するために使用される。装置２がセンサ１２を含まない実施例において、制御ユニット８は、別のＩＯＰ測定装置又は記憶された適切なＩＯＰ測定結果を持つコンピュータのような外部ソースからＩＯＰ測定結果を得るように構成されることができ、又はＩＯＰ測定結果は、装置２のユーザにより（例えば前記対象自身又はヘルスケア提供者により）装置２に手動で入力されることができる。（装置２の一部であるか又は別である）前記ＩＯＰ測定装置は、ゴールドマン眼圧計又は、（ＩＣＰの測定を可能な限り目立たないかつ非侵襲的にする目的の観点から）より好ましくは、ＩＯＰを測定するのに空気のパフ又はパルスを使用する眼圧計のような、眼球との物理的接触を必要としない眼圧計であることができる。一部の実施例において、ＩＯＰは、前記対象の眼球に配置されたコンタクトレンズを使用して測定されることができる。適切なコンタクトレンズは、Sensimed Triggerfish（登録商標）（www.sensimed.ch/en/sensimed-triggerfish/sensimed-triggerfish.html）を含む。
【００５８】
図１に示される本発明の実施例において、装置２は、頭部の向き及びＳＲＶＰの測定結果を収集及び処理する単一のユニットを有する。この装置２は、前記対象により着用又は携帯されることができ（及び例えば眼鏡、眼帯、ヘッドセット、ヘルメット等であることができ）、又はこれは、寝台、椅子又は台のような他の装置に一体化されることができる。代替的な実施例において、前記測定結果の処理は、センサ４、６から離れた制御ユニットにおいて（例えば前記対象の身体の異なる部分において着用されるユニットにおいて、前記対象の家庭に配置されることができるベースユニット若しくはコンピュータ、又はヘルスケアサービス提供者の土地に配置された遠隔サーバにおいて）実行されることができ、この場合、装置２は、（図１に示されるものと同様である）前記対象により着用されるべきセンサユニットを有し、前記測定結果を遠隔ユニット内の制御ユニットに送信するのに適した送信器、送受信器又は通信回路を有する。いずれかの実施例において、装置２は、前記対象又は臨床医に前記決定されたＩＣＰを示すのに使用されることができる（装置２の一部である又は離れることができる）ディスプレイ又は他の視覚的インジケータを有するＩＣＰモニタリングシステムの一部であることができる。
【００５９】
実際的な実施例において、装置２は、図１に示され、上に記載されたものとは他の又は更なるコンポーネント、例えば、前記対象が装置２を起動及び／又は動作することを可能にするユーザインタフェース、及び装置２に電力供給するバッテリのような電源を有してもよい。前記ユーザインタフェースは、ユーザ（例えば前記対象）が装置２を制御する及びインタラクトすることを可能にする１以上のコンポーネントを有しうる。一例として、１以上のユーザインタフェースコンポーネントは、装置２及び／又は測定処理を起動及び停止するスイッチ、ボタン又は他の制御手段を有することができる。前記ユーザインタフェースコンポーネントは、加えて又は代わりに、前記測定されたＩＣＰを表示することを含む、装置２の動作に関する情報を前記対象に対して提供するディスプレイ又は他の視覚的インジケータを有することができる。
【００６０】
図３は、ＩＣＰの３つの異なる値に対して、どのように頭部の向き又は角度がＩＯＰとＩＣＰとの差（図３（ａ））、前記対象の眼球におけるＳＲＶＰの振幅（図３（ｂ））及び前記対象の眼球におけるＳｐＯ２示度（図３（ｃ））に関連するかを示すいくつかのプロットを示す。図３のプロットに対して、ＩＯＰは、１５ｍｍＨｇであると仮定され、Ｋの値（以下を参照）は６ｍｍＨｇであり、α0は２０°であると仮定される。ｘ軸に示される角度はαである。
【００６１】
図３（ａ）は、ＩＣＰの３つの異なる値、すなわちＩＣＰ＝１０ｍｍＨｇ（破線により表される）、１８ｍｍＨｇ（点線により表される）及び２０ｍｍＨｇ（鎖線により表される）に対して、前記対象の頭部の角度αと、ＩＯＰ及びＩＣＰの間の差（ΔＰ）との間の関係を示す。ΔＰが０より大きい（すなわちＩＯＰがＩＣＰより大きい）場合、ＳＲＶＰは、図３（ｂ）により示されるように前記対象の眼球において存在する（及び図３（ｃ）に示されるようにセンサ４により検出可能である）。ΔＰが０より小さい（すなわちＩＯＰがＩＣＰより小さい）場合、ＳＲＶＰは、前記対象の眼球において存在しない（したがってＳＲＶＰはセンサ４により検出されない）。
【００６２】
１５ｍｍＨｇのＩＯＰ及び１０ｍｍＨｇのＩＣＰに基づいて、ＳＲＶＰが出現する角度α（αSRVPで示される「開始角度」）は４９°である。４９°より小さい角度において、ＳＲＶＰは、（図３（ｂ）の非ゼロＳＲＶＰ振幅により示されるように）存在し、（図３（ｃ）に示されるように）眼球のＳｐＯ２測定を観察することにより検出可能である。４９°より大きい角度において、ＳＲＶＰは、（図３（ｂ）のゼロ振幅及び最大値（９８％）に到達する眼球のＳｐＯ２測定結果により示されるように）存在しない。
【００６３】
ＩＣＰが１８ｍｍＨｇである第２の例において、ＳＲＶＰが出現する角度α（「開始角度」αSRVP）は、−３７°である。−３７°より小さい角度において、ＳＲＶＰが存在し、−３７°より大きい角度において、ＳＲＶＰが存在しない。
【００６４】
ＩＣＰが２０ｍｍＨｇである第３の例において、前記ＩＣＰは、ＳＲＶＰが出現することを可能にするのに頭部を傾けることにより生じる静水圧変化に対するＩＯＰに対して高すぎる。したがって、ＳＲＶＰが出現する角度αは存在しない。
【００６５】
図４は、本発明の一実施例によるＩＣＰを測定する方法を示すフローチャートである。第１のステップ、ステップ１０１において、ＳＲＶＰセンサ４は、ＳＲＶＰが前記対象の眼球において発生するかどうかを検出するのに使用される。ＳＲＶＰセンサ４は、前記対象の頭部の向きが変化しているときに（前記対象の胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの頭部の回転により変化する向きに対して）ＳＲＶＰの存在を検出するのに使用される。前記対象が、いかなる可能な角度（例えば０°、＋９０°、−９０°、又はこれらの間若しくはこれらを超えるいかなる角度）における頭部とともに前記方法を開始しうると理解される。
【００６６】
前記対象の頭部の向きが変化しているときに、ＳＲＶＰセンサ４は、特定の点又は時間において、ＳＲＶＰがもはや存在しないこと（又は前記対象の頭部の回転の方向に依存して、ＳＲＶＰが、以前には存在しなかったのに対して現在は存在すること）を検出しうる。ステップ１０３において、ＳＲＶＰセンサ４が、ＳＲＶＰがもはや存在しないこと（又はＳＲＶＰが、以前には存在しなかったが現在は存在すること）を検出する前記対象の頭部の向きが、向きセンサ６により決定される。
【００６７】
ステップ１０１及び１０３が、いくつかのやり方で実行されることができると理解される。１つの実施例において、ＳＲＶＰセンサ４及び向きセンサ６の両方が、それぞれの特性（すなわちＳＲＶＰの存在及び前記頭部の向き）を連続的に（又は測定周波数によって定期的に）測定し、これらの測定結果は、（必要に応じて）いつＳＲＶＰが出現／消滅したか、及びその時間における前記頭部の向きを識別するようにリアルタイムで又は後の時間に処理されることができる。代替的な実施例において、ＳＲＶＰセンサ４の出力は、いつＳＲＶＰが出現／消滅し、及びこれが発生する場合に前記頭部の向きを測定するように向きセンサ６が起動されたかを識別するようにリアルタイムで処理されることができる。
【００６８】
一度（前記頭部の回転の方向に依存して）ＳＲＶＰが出現又は消滅する向きが決定されると、前記方法は、前記識別された向きがＩＣＰを決定するのに使用されるステップ１０５に移動する。以下において、ＳＲＶＰが出現又は消滅する向き／角度は、αSRVPで示される。角度αSRVPを使用してＩＣＰを決定する典型的な技術は、本発明の一実施例による処理ステップを示す概略図である図５を参照して以下に記載される。処理ブロック３０は、図４におけるステップ１０３に対応する。
【００６９】
上で述べられたように、前記対象の頭部の傾斜角を変更することは、ＩＣＰとＩＯＰとの間の静水圧差に影響を与える。静水圧の変化は、前記対象の頭部の特定の角度において、ＩＯＰがＩＣＰに等しいことを意味してもよく、これは、前記対象の眼球におけるＳＲＶＰが出現又は消滅する角度αＳＲＶＰにより示される。したがって、αＳＲＶＰにおいて、ＩＯＰ＝ＩＣＰである。
【００７０】
ΔＰ0で示される、ＩＯＰとＩＣＰとの間の基準圧力差、すなわち前記頭部が直立である場合の圧力差は、角度αＳＲＶＰの関数として直接的に決定されることができる。
【００７１】
角度αにおけるＩＯＰとＩＣＰとの間の圧力差は、
ＩＯＰ−ＩＣＰ≒Ｋ［ｓｉｎ（α−α0）＋ｓｉｎ（α0）］＋ΔＰ0    （３）
により与えられ、ここでＫは、前記対象の頭部の解剖学的構造によってのみ決定される。Ｋｓｉｎ（αＳＲＶＰ）は、頭蓋内腔と眼球内腔との間の静水圧差を表す。これは、（上の式（２）により与えられる）２つの内腔の間の高さの差によってのみ決定され、Ｋは、前記圧力差の振幅であり、（ρが、例えば水の密度、１０００ｋｇ／ｍ3に等しい、媒体の密度を表し、ｇが、重力加速度、例えば９．８１ｍ／ｓ2を表す場合に、ρｇにより与えられる）距離の単位当たりの静水圧差により乗算された２つの内腔の中心の間の距離（Ｌ）により決定される。Ｋの値は、前記対象の解剖学的構造にのみ依存する（及び対象の適切な人口の統計分析から算出された値であることができる）。
【００７２】
αＳＲＶＰにおいて、圧力差は０であり、したがって、ΔＰ0は、
ΔＰ0＝−Ｋ［ｓｉｎ（αＳＲＶＰ−α0）＋ｓｉｎ（α0）］    （４）
から処理ブロック３２において計算されることができる。
【００７３】
一度ΔＰ0が算出されると、前記対象のＩＣＰは、決定されることができる（処理ブロック３４）。これは、前記対象のＩＯＰの基準測定結果、すなわち前記頭部が基準位置にある（すなわち角度αが０°である）場合のＩＯＰの測定結果を必要とする。この測定結果は、ＩＯＰ0で示され、ＩＯＰセンサ１２により提供される。好ましくは、ＩＯＰは一日を通して約３−６ｍｍＨｇで変化するので、測定結果ＩＯＰ0は、ＩＣＰが決定される時間の周りで得られる。上で述べられたように、ＩＯＰセンサ１２は、ゴールドマン眼圧計、コンタクトレンズに内蔵されたセンサ又は他の利用可能な技術に基づくことができる。
【００７４】
前記ＩＯＰ測定結果を使用して、ＩＣＰは、ブロック３４において、
ＩＣＰ＝ＩＯＰ−ΔＰ0    （５）
から決定される。
【００７５】
上に記載されたΔＰ0の計算を見る他のやり方は、二段に分離することである。第１の段又はステップにおいて、眼球内腔と頭蓋内腔との間の高さの差は、上の式（２）を使用して角度αＳＲＶＰから決定される。静水圧差ΔＰ0は、次いで、静水圧に対する標準的な式、
ΔＰ0＝ρｇΔｈ    （６）
を使用してαＳＲＶＰにおける高さの差から決定される（Ｋ＝Ｌρｇ）。ρ及びｇの両方が、（例えば、水の密度、１０００ｋｇ／ｍ3に等しい）媒体の密度及び（地球上で９．８１ｍ／ｓ2である）重力加速度を表す、既知の定数である。
【００７６】
上で述べられたように、図２は、頭部の角度を測定する１つの可能なやり方を示す。頭部の角度を測定する代替的なやり方は、図６に示される。図６は、センサ６により測定されることができ、かつ対象の頭部の傾斜角を表すことができる典型的な角度βを示す。この例において、角度βは、地球の基準系における鉛直方向に平行な垂直軸４０と、前記対象の頭部を通過する冠状面４２（前記冠状面は解剖学の通常意味で与えられる）との間で測定され、前記対象の胴部を通る矢状面に垂直な軸の周りの前記対象の頭部の回転を表す。図６は、水平面２０に対する３つの異なる角度、β＝−３０°、β＝０°及びβ＝３０°における対象の頭部を示す。β＝０°である場合に、前記対象の頭部は、「直立」であると称され、この図において、負の角度は、直立位置から前方に傾く前記対象の頭部を表し、正の角度は、直立位置から後方に傾く前記対象の頭部を表す。角度βは、上の式（３）（６）における角度αと同様にＩＣＰを計算するのに使用されることができる。図２において頭部が直立位置にある場合の眼球内腔と頭蓋内腔との間の最初の高さの差を決定するのに使用される角度α0は、頭部の向きが図６に示されるように測定される場合にも使用される。
【００７７】
検出されることができるＩＣＰの範囲が、前記対象の頭蓋内腔と眼球内腔との間で可能な最大の高さの差（例えば、頭蓋内腔が眼球内腔の直下にある状態から頭蓋内腔が眼球内腔の直上にある状態までの高さの変化）により制限されることは、上で提供された方法から理解される。ＩＣＰが、頭部の角度を変更することにより補償されることができる（かつＩＣＰがＩＯＰより上又は下である場合を含む）場合より大きくＩＯＰから異なる場合、頭部の角度を変更することは、いかなる角度でもＩＣＰに等しいＩＯＰを生じず、これは、前記対象の眼球におけるＳＲＶＰの開始又は停止が存在する角度が存在しないことを意味する。したがって、ＩＣＰが、頭部を傾けることにより補償されることができる場合より大きい圧力だけＩＯＰより大きい場合、ＳＲＶＰは、いかなる傾斜角においても、検出されることができない。同様に、ＩＣＰが、頭部を傾けることにより補償されることができる場合より大きな圧力だけＩＯＰより小さい場合、ＳＲＶＰは、いかなる傾斜角においても検出されない。この場合、上に記載された方法は、ＩＣＰに対する値を提供することができない。しかしながら、（向きセンサ６により測定される角度の範囲を評価することにより決定されることができる）頭部の可能な傾斜角を評価した後にＳＲＶＰの開始又は停止が検出されない場合、前記方法は、代わりに、ＩＣＰが特定の閾値を超えることを示す出力を提供することができる。例えば、ＳＲＶＰがいかなる角度においても存在しない場合、ＩＣＰがＩＯＰ＋Ｋ（１−ｓｉｎ（α0））を超過することが示されることができ、ＳＲＶＰが全ての角度において存在する場合、ＩＣＰがＩＯＰ−Ｋ（１＋ｓｉｎ（α0））より小さいことが示されることができる。ＩＣＰ自体の測定ほど有用ではないが、この情報は依然として有用である。特に、ＩＣＰが特定量だけＩＯＰより大きいことの前記方法からの標示は、ＩＣＰが上昇したことの標示をヘルスケア専門家に提供することができ、したがって、前記ヘルスケア専門家は、ＩＣＰを決定するために、より煩わしい従来の方法を使用するかどうかを決定することができる。したがって、一部の実施例において、上に記載された装置及び方法は、ＩＣＰを測定するために追加の、より押しつけがましい（obtrusive）方法に対する患者層別化に使用されることができる（すなわちＩＣＰが特定のレベルを大幅に超える場合にのみ押しつけがましいＩＣＰ測定を実行する）。
【００７８】
本発明は、図面及び先行する記載において詳細に図示及び記載されているが、このような図示及び記載は、例示的又は典型的であり、限定的ではないと見なされるべきであり、本発明は、開示された実施例に限定されない。
【００７９】
開示された実施例に対する変形例は、図面、開示及び添付の請求項の検討から請求された発明を実施する当業者により理解及び達成されることができる。請求項において、単語「有する」は、他の要素又はステップを除外せず、不定冠詞「１つの」は複数を除外しない。単一のプロセッサ又は他のユニットが、請求項に記載された複数のアイテムの機能を満たしてもよい。特定の方策が相互に異なる従属請求項に記載されているという単なる事実は、これらの方策の組み合わせが有利に使用されることができないことを示さない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアと一緒に又はその一部として提供される光記憶媒体又は半導体媒体のような適切な媒体に記憶／分散されてもよいが、インターネット又は他の有線若しくは無線電気通信システムを介するような他の形式で分散されてもよい。請求項内のいかなる参照符号も、範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【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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