(57)【要約】装置、システム、及び方法は、身体動作、身体位置、呼吸数、及び／又は心拍数などのパラメータの受動患者監視を提供する。受動監視は普通、ベッド、椅子、手術台などの表面に設けられた少なくとも２つの圧電センサを有するセンサ装置を伴い、それによって患者が表面上に横たわる、座る、かがむ、立つ、又は表面を装着することを簡単に可能にすることによって、患者を装置に結合することができる。一実施例では、病院の一般治療区域内の多数の患者を、多数の受動監視装置により連続的に監視することができる。患者が１つ又は複数の所定の閾値領域を満たすことができない、又は負の生理的傾向を有する場合、システムは警報機を作動させる。
2006512112.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１人の患者を受動監視する方法であって、
表面上に少なくとも２つの圧電センサを有するセンサ装置を設けるステップと、
患者が表面上に横になる、座る、かがむ、立つ、又は表面を装着することができるようにすることによって、前記センサ装置の少なくとも一部に患者を結合させるステップと、
第１の機械的信号を前記センサ装置の第１の圧電センサで感知するステップと、
第２の機械的信号を前記センサ装置の第２の圧電センサで感知するステップと、
前記第１及び第２の機械的信号を第１及び第２のデジタル信号に変換するステップと、
前記第１及び第２のデジタル信号を比較するステップと、
前記デジタル信号の比較に基づいて、患者データをユーザに提供するステップとを含む方法。
【請求項２】
前記センサ装置が、病院のベッド、ベッド、手術室台、診察台、処置椅子又は台、歯科医の椅子、病院の椅子、椅子のシート、椅子の背もたれ、車椅子、ベビーベッド、ストレッチャ、及び移動ベッドからなるグループから選択された表面上に設けられている、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記センサ装置は更に、前記少なくとも２つの圧電センサを平らな表面に結合させる手段を有する平らな表面を備えている、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記センサ装置を前記患者に結合するステップは、患者を前記装置が設けられたベッドの上に横たわらせることができるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記患者を前記センサ装置に結合するステップは、患者を前記装置が設けられた椅子の上に座らせることができるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
結合するステップは、前記患者を少なくとも１層の衣類、寝具、又は他の材料を通してセンサに結合させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１及び第２の機械的信号を感知するステップは、応力信号、熱信号、及び音響信号の少なくとも１つを感知するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記第１及び第２の機械的信号を感知するステップは、病院の一般治療区域、長期医療施設、又は養護施設内の患者の信号を感知するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第１及び第２の機械的信号を感知するステップは、意識のある鎮痛状態での外科的処置が行なわれた患者の信号を感知するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
更に、第３及び第４の機械的信号を第３及び第４の圧電センサで感知するステップと、
前記第３及び第４の機械的信号を第３及び第４のデジタル信号に変換するステップと、
前記第１、第２、第３及び第４のデジタル信号を比較するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記デジタル信号を比較するステップは、前記第１の信号の有無を前記第２の信号の有無と比較するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記デジタル信号を比較するステップは更に、前記第１の信号の品質を前記第２の信号の品質と比較するステップを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の信号、又は前記第２の信号の何れかを選択して、最も良い品質を有する前記信号に基づいて、データをユーザに提供するステップを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の信号の前記第２の信号との比較に基づいて、前記表面上の患者の有無を判断するステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記表面上の前記患者の位置を判断するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記デジタル信号を、少なくとも２つの患者パラメータに対応する少なくとも２つのグループにグループ分けするステップを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１７】
前記少なくとも２つのパラメータが、前記センサ装置上の患者の動作、前記センサ装置上の患者の位置、患者の呼吸数、及び患者の心拍数からなるグループから選択される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記デジタル信号の少なくとも１つを少なくとも１つの所定の閾値と比較するステップを更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記デジタル信号の少なくとも１つを前記所定の閾値と比較するステップは、少なくとも１つの身体動作デジタル信号を最小量の身体動作、及び最大量の身体動作の少なくとも１つと比較するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記デジタル信号の少なくとも１つを前記所定の閾値と比較するステップは、呼吸数デジタル信号を最小呼吸数及び最大呼吸数の少なくとも１つと比較するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記デジタル信号の少なくとも１つを前記所定の閾値と比較するステップは、心拍数デジタル信号を最小心拍数及び最大心拍数の少なくとも１つと比較するステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
患者データをユーザに提供するステップは、前記少なくとも１つのデジタル信号が前記少なくとも１つの所定の閾値を満たしていない場合に、警報機を作動させるステップを含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
更に、前記デジタル信号の少なくとも１つを少なくとも１つの早いデジタル信号と比較するステップと、
前記デジタル信号の前記早いデジタル信号との比較に基づいて、患者パラメータ内の傾向を認識するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２４】
前記患者パラメータ内の前記傾向が、所定の負の傾向に一致した場合、警報機を作動させるステップを更に含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記デジタル信号の少なくとも１つを比較するステップが、
少なくとも１つの心拍信号を少なくとも１つの早い心拍信号と比較するステップと、
少なくとも１つの呼吸信号を少なくとも１つの早い呼吸信号と比較するステップとを含み、
前記負の傾向が、負の心拍傾向及び負の呼吸傾向の組合せを備える、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
患者データをユーザに提供するステップは、前記デジタル信号の前記比較に基づき警報機を作動させるステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項２７】
患者データをユーザに提供するステップは更に、前記表面上の前記患者の位置を提供するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
患者データをユーザに提供するステップは更に、前記患者の呼吸数を提供するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
患者データをユーザに提供するステップは更に、前記患者の心拍数を提供するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
前記少なくとも１人の患者は多数の患者を含み、患者データを提供するステップはデータを共通の場所に提供するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３１】
前記多数の患者は、病院の一般治療区域、長期医療施設、又は養護施設内の多数の患者を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記共通の場所は、ナース・ステーション、表示モニタ、デジタル・ポケットベル、無線手持ち式装置、コール・ステーション、及び監視室からなるグループから選択される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
多数の患者の生理的機能を受動監視する方法であって、
多数の表面上に少なくとも２つの圧電センサをそれぞれ有する多数のセンサ装置を設けるステップと、
患者が表面上に横になる、座る、かがむ、立つ、又は表面を装着することができるようにすることによって、前記センサ装置の１つの少なくとも一部に患者を結合させるステップと、
少なくとも１つの機械的信号を、各センサ装置上の前記圧電センサの少なくとも２つで感知するステップと、
感知した機械的信号をデジタル信号に変換するステップと、
各患者に対する前記圧電センサの少なくとも２つに対応するデジタル信号を比較するステップと、
前記多数の患者に対応する患者データを、前記デジタル信号の前記比較に基づき、中央位置でユーザに提供するステップとを含む方法。
【請求項３４】
患者を受動監視する装置であって、
前記患者と結合する表面と、
前記患者からの少なくとも１つの機械的信号を感知するように、前記表面に結合された少なくとも２つの圧電センサと、
前記少なくとも１つの機械的信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換し、前記少なくとも２つの圧電センサに対応するデジタル信号を比較して、前記患者に関連するデータを提供するように、前記圧電センサに結合されたプロセッサと、
前記圧電センサを前記プロセッサに結合させる少なくとも１つの第１のコネクタと、
前記患者データをユーザに提供するように、装置に前記プロセッサを結合させる少なくとも第２のコネクタとを備える装置。
【請求項３５】
前記表面は平らなパッドである、請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記平らなパッドは、少なくとも１層の弾力性のある発泡材料を含む、請求項３５に記載の装置。
【請求項３７】
前記圧電センサは、患者の身体位置、患者の移動、患者の呼吸数、及び患者の心拍数の少なくとも１つの監視を簡単にするようなパターンで、前記表面に沿って配置されている、請求項３４に記載の装置。
【請求項３８】
前記パターンは、２つ以上の隣接した平らな圧電センサを備える、請求項３７に記載の装置。
【請求項３９】
前記パターンは、少なくとも２つの隣接する列、及び少なくとも２行の圧電センサを有する格子パターンを備える、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記表面の寸法により、乳幼児を監視するように、前記表面をベビーベッド及びベッドの少なくとも１つの上に位置決めすることが可能になる、請求項３４に記載の装置。
【請求項４１】
前記表面の寸法により、病院、長期医療施設、又は養護施設内の患者を監視するように、前記表面をベッドの上に位置決めすることが可能になる、請求項３４に記載の装置。
【請求項４２】
前記表面の寸法により、意識のある鎮痛状態で処置を行なわれた患者を監視するように、前記表面を椅子の上に位置決めすることが可能になる、請求項３４に記載の装置。
【請求項４３】
更に、前記表面と前記患者の間に保護層を設けるように、前記表面の少なくとも一部を入れる覆いを備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項４４】
前記覆いは耐水性である、請求項４３に記載の装置。
【請求項４５】
前記覆いは、少なくとも１つの覆い表面コネクタを含み、前記患者の前記少なくとも１つの機械的信号を監視するため、前記表面を前記覆い表面コネクタを介して前記覆いに連結させなければならない、請求項４３に記載の装置。
【請求項４６】
前記覆いは、１人の患者を監視するのに使用した後に使い捨て可能である、請求項４３に記載の装置。
【請求項４７】
前記圧電センサは、フッ化ビニリデン樹脂フィルム、重合ビニリデン・ケーブル、圧電セラミック・ディスク、及び圧電発泡体からなるグループから選択される、請求項３４に記載の装置。
【請求項４８】
前記表面は、ベッドの平らな表面上に設けられ、前記患者が前記表面上に横たわっているときに、前記患者の前記少なくとも１つの機械的信号を監視することができる、請求項３４に記載の装置。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの機械的信号は、応力信号、熱信号、及び音響信号の少なくとも１つを含む、請求項３４に記載の装置。
【請求項５０】
前記第１のコネクタは、前記プロセッサに結合されたセンサ装置のタイプの少なくとも１つ、及び前記センサ装置が使用された回数を検出する手段を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項５１】
前記第１のコネクタは更に、前記センサ装置を作動させる手段を備える、請求項５０に記載の装置。
【請求項５２】
前記第１のコネクタ及び前記第２のコネクタの少なくとも１つは、無線送信機を備える、請求項３４に記載の装置。
【請求項５３】
前記プロセッサは、警報機を作動させることによって前記患者データを提供する、請求項３４に記載の装置。
【請求項５４】
前記デジタル信号の前記比較により、前記患者が前記表面上で動いていない、前記患者が前記表面に接触していない、又は前記患者が前記表面上で過度に動いていることが示された場合に、前記プロセッサは前記警報機を作動させる、請求項５３に記載の装置。
【請求項５５】
前記患者の呼吸数が所定の最小呼吸数より下がった、又は所定の最大呼吸数より上昇した場合に、前記プロセッサは前記警報機を作動させる、請求項５３に記載の装置。
【請求項５６】
前記患者の心拍数が所定の最小心拍数より下がった、又は所定の最大心拍数より上昇した場合に、前記プロセッサは前記警報機を作動させる、請求項５３に記載の装置。
【請求項５７】
前記プロセッサは更に、患者の呼吸数の形で前記患者データを提供する、請求項５３に記載の装置。
【請求項５８】
前記プロセッサは更に、患者の心拍数の形で前記患者データを提供する、請求項５３に記載の装置。
【請求項５９】
前記プロセッサは更に、前記表面上の患者の位置の形で前記患者データを提供する、請求項５３に記載の装置。
【請求項６０】
患者を受動監視するセンサ装置の少なくとも一部を入れるための使い捨て覆いであって、
前記患者と結合する平らな表面と、
前記センサ装置の少なくとも一部を包含する少なくとも１つのハウジングとを備える使い捨て覆い。
【請求項６１】
前記覆いは耐水性である、請求項６０に記載の使い捨て覆い。
【請求項６２】
生理機能を受動監視するように、前記装置に前記覆いを脱着可能に結合させる少なくとも１つのコネクタを更に含む覆いであって、前記覆いを前記装置に連結させることにより、前記装置を作動させて、前記患者の前記生理機能を監視することが可能になる、請求項６０に記載の使い捨て覆い。
【請求項６３】
多数の患者を受動監視するシステムであって、
それぞれ、前記患者に結合する表面、及び患者からの少なくとも１つの機械的信号を感知するように、前記表面に結合された少なくとも２つの圧電センサを有する複数のセンサ装置と、
患者からの少なくとも１つの機械的信号と、
前記少なくとも１つの機械的信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換し、前記少なくとも２つの圧電センサのそれぞれに対応するデジタル信号を比較して、前記患者に関連するデータを提供するように、それぞれ１つのセンサ装置に結合された複数のプロセッサと、
前記多数の患者に対する前記患者データをユーザに提供するように、共通の装置に各プロセッサを連結させる、各プロセッサに結合された少なくとも１つのコネクタとを備えるシステム。
【請求項６４】
前記表面は平らなパッドである、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６５】
前記平らなパッドは、少なくとも１層の弾力性のある発泡材料を含む、請求項６４に記載のシステム。
【請求項６６】
前記圧電センサは、患者の身体位置、患者の移動、患者の呼吸数、及び患者の心拍数の少なくとも１つの監視を簡単にするようなパターンで、前記表面に沿って配置されている、請求項６３に記載のシステム。
【請求項６７】
前記パターンは、２つ以上の隣接した平らな圧電センサを備える、請求項６６に記載のシステム。
【請求項６８】
前記パターンは、少なくとも２つの隣接する列、及び少なくとも２行の圧電センサを有する格子パターンを備える、請求項６７に記載のシステム。
【請求項６９】
前記表面の寸法により、乳幼児を監視するように、前記表面をベビーベッド及びベッドの少なくとも１つの上に位置決めすることが可能になる、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７０】
前記表面の寸法により、病院、長期医療施設、又は養護施設内の患者を監視するように、前記表面をベッドの上に位置決めすることが可能になる、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７１】
前記表面の寸法により、意識のある鎮痛状態で処置を行なわれた患者を監視するように、前記表面を椅子の上に位置決めすることが可能になる、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７２】
更に、前記表面と前記患者の間に保護層を設けるように、前記表面の少なくとも一部を入れる覆いを備える、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７３】
前記覆いは耐水性である、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７４】
前記覆いは、少なくとも１つの覆い表面コネクタを含み、前記患者の前記少なくとも１つの機械的信号を監視するため、前記表面を前記覆い表面コネクタを介して前記覆いに連結させなければならない、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７５】
前記覆いは、１人の患者を監視するのに使用した後に使い捨て可能である、請求項７２に記載のシステム。
【請求項７６】
前記圧電センサは、フッ化ビニリデン樹脂フィルム、重合ビニリデン・ケーブル、圧電セラミック・ディスク、及び圧電発泡体からなるグループから選択される、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７７】
前記表面は、ベッドの平らな表面上に設けられ、前記患者が前記表面上に横たわっているときに、前記患者の前記少なくとも１つの機械的信号を監視することができる、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７８】
前記少なくとも１つの機械的信号は、応力信号、熱信号、及び音響信号の少なくとも１つを含む、請求項６３に記載のシステム。
【請求項７９】
前記各センサ装置は、無線接続を介して前記プロセッサの１つに結合される、請求項６３に記載のシステム。
【請求項８０】
前記少なくとも１つのコネクタは、前記各プロセッサを、共通の警報機、共通の表示装置、少なくとも１つのデジタル・ポケットベル、少なくとも１つの手持ち式無線装置、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）接続、インターネット接続、及びイントラネット接続の少なくとも１つに連結させる、請求項６３に記載のシステム。
【請求項８１】
前記複数のプロセッサはそれぞれ、警報機を作動させることによって前記患者データを提供する、請求項６３に記載のシステム。
【請求項８２】
前記デジタル信号の前記比較により、前記患者が前記表面上で動いていない、前記患者が前記表面に接触していない、又は前記患者が前記表面上で過度に動いていることが示された場合に、前記複数のプロセッサはそれぞれ前記警報機を作動させる、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８３】
前記患者の呼吸数が所定の最小呼吸数より下がった、又は所定の最大呼吸数より上昇した場合に、前記複数のプロセッサはそれぞれ前記警報機を作動させる、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８４】
前記患者の心拍数が所定の最小心拍数より下がった、又は所定の最大心拍数より上昇した場合に、前記複数のプロセッサはそれぞれ前記警報機を作動させる、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８５】
前記複数のプロセッサはそれぞれ更に、患者の呼吸数の形で前記患者データを提供する、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８６】
前記複数のプロセッサはそれぞれ更に、患者の心拍数の形で前記患者データを提供する、請求項８１に記載のシステム。
【請求項８７】
前記複数のプロセッサはそれぞれ更に、前記表面上の患者の位置の形で前記患者データを提供する、請求項８１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概して、医療装置、システム、及び方法に関する。より詳細には、本発明は受動患者監視装置、システム、及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者を監視することは、多くの異なる設定において患者治療の重要な一面である。病院の一般治療階又は病棟では、例えば呼吸数、心拍数、及び血圧などの生命維持に必要な生理的兆候を監視することは、患者治療の基本的要素である。患者の病室内の病院用ベッド又は椅子に患者がいるかいないかを監視し、そのベッド又は椅子の上での患者の動作を監視することはまた、病院の一般治療病棟、又は他の区域においても有益であることがある。ある患者がベッドを離れた場合、落ちる及び／又は怪我をする危険性がある。患者がベッドで動くのを止めた場合、患者が死にかけている、昏睡状態に陥っている、或いは移動を難しくする、又は不可能にし、注意を必要とする医療的合併症に苦しんでいるということがある。過度の移動は、発作又は他の状態を示す可能性がある。
【０００３】
病院の一般治療区域内の患者は普通、人員及び資源の欠如などの現実的な問題点により、間欠的にだけしか監視されない。一般治療階の患者の生命維持に必要な兆候は、例えば普通、看護婦又は医療技術者によって３〜４時間ごとにとられる。同時に、人口年齢及び入院が、ＨＭＯ（健康医療団体）及び他の管理された治療提供者によって延期されるので、病院患者の健康問題の重大性が増し、患者全体の数が増える。従って、病院人口は増え続け、病院患者は普通、過去よりもより密接な監視を必要とする。しかし、顕著且つ広がる看護不足により、増やした人員による増やした直接の患者の監視が不可能でないにしても、非現実的になる。
【０００４】
生理的監視は、他の設定においても同等に重要である。例えば、病院又は外科センター内の外来手術室内、又は外科医の個人クリニックの処置室内などにおいて、患者が意識のある鎮痛状態で外科処置を行なわれる場合、患者の呼吸数及び心拍数は連続的に監視すべきである。病院合同認定委員会（ＪＣＨＯ）によって設定された基準は、鎮痛医療の悪影響、又は患者が意識のある鎮痛状態で処置を行なわれること検出し、これを防ぐように、このような呼吸数及び心拍数の連続的監視を必要とする。生理的観察が重要である他の背景としては、乳児突然死症候群（ＳＩＤＳ）の早期兆候を検出するための乳児監視、手術室の患者監視、救急運搬中の患者の監視、養護施設及び高度看護施設の患者監視、在宅監視などが挙げられる。
【０００５】
患者を適切に監視できないと、いくつかの設定のうちの何れかで重大な結末をむかえる可能性がある。病院では、ベッドに留まっているべきである年配の患者はしばしば、頭が混乱し、ベッドを離れ、臀部、腕、又は手首を骨折するなどの怪我をする。統計では、２５％以上の年配の臀部骨折患者は、このような骨折の治療を受けた後、病院を決して離れることができないことが示されている。別の患者は、看護婦による監視チェック間の４時間の間に病室で静かに死んでいることもある。患者の家族は、死を防げたかもしれない、又は少なくとも家族が居合わせるのに十分な長さだけ延ばすことができたかも知れないことを知って、非常に動揺することがある。他の例では、心肺機能などの生命維持に重要な生理機能は、監視が不十分であることにより、検出されることなくかなり悪くなることがある。従って、悪い医療事件、及び医療過誤責任に対する機会は、現在利用可能なシステムを使用した連続的且つ正確な患者の監視が非現実的又は不可能である場合に、病院の一般治療病棟、及び他の設定で広がっている。
【０００６】
患者監視の現在のシステムは一般に、便利且つ安定した２４時間体制の監視を提供していない。病院の一般治療病棟では、例えば、監視は普通看護婦のチームからなり、呼吸数及び心拍数などの生命維持に重要な兆候をとるため、３又は４時間間隔で患者から患者を巡回する。いくつかの病院では、この監視は、患者の指に取り付けられた小さなクランプ状装置を介して脈拍及び酸素飽和度を監視する、ベッド脇の脈拍オキシメータなどの１つ又は複数の装置によって増強することができる。脈拍オキシメータは、ある脈拍又は酸素閾値レベルに到達した場合に、警報を鳴らすように設計することができる。このようなシステムの一例は、Ｎｅｌｌｃｏｒ（ｗｗｗ．ｎｅｌｃｏｒ．ｃｏｍ）から市販されているＯｘｉｎｅｔ（登録商標）ＩＩ  Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｓｔａｔｉｏｎ  Ｎｅｔｗｏｒｋである。脈拍オキシメータは呼吸数は測定しないが、これは患者の苦痛の最も早期の兆候の１つである。一般治療病院の設定で最も典型的に使用される呼吸数を測定する方法は、看護婦、認定看護助手などによる直接の測定であり、患者の胸の動作を見るだけで呼吸を数えることが難しいので、これは非常に不正確である。他の現在利用可能な呼吸数を測定する方法としては、複雑であり、新生児集中治療室設定の外ではほとんど使用されないインピーダンス気体式造影法と、これも難しく、少なくとも患者を鼻カニューレに取り付ける必要があるカプノグラフィとが挙げられる。他の現在利用可能な監視システムは、他の患者のパラメータを測定しようと試みる。これらは、患者の心臓生理機能を監視するように遠隔測定装置で使用される、心電図記録法（ＥＣＧ）送信機を含む。ＥＣＧ電極は、患者の皮膚に直接取り付けられ、電極に結合された送信機は、患者の心臓機能に関連する生理データを中央監視ステーションに送信できるように、患者に担持されている。血圧測定用カフを患者に取り付け、間欠的且つ自動的に血圧の読取を行なうようにプログラムすることができる。
【０００７】
これらの現在利用可能な患者監視システム及び方法は、共通していくつかの特徴を有する。ほぼ全てのものが患者を物理的に監視装置に連結させる必要がある。自動血圧測定用カフなどの多くは、間欠的監視を行なうだけである。監視装置に対する物理的連結は面倒であり、患者に不都合であり、時に患者が不快感により装置を取り外した場合などの、患者の不従順につながる。取り付けた装置はまた、緩まり、位置を変え、患者の上から部分的に落ちて、監視データが不正確になることがある。間欠的監視により、特に応対が急激に変わる非常に具合の悪い患者において、誤った又は遅い診断、及び悪い患者の結果につながる可能性がある。
【０００８】
現在のシステムはまた、患者のベッド又は椅子の上などの、患者の移動又は位置を監視しない。上記の通り、患者の移動は重要な監視手段である。例えば、ベッド上の患者の移動が全くない場合は、患者はベッドから離れていることを示す。比較的僅かな移動、移動がかなり少なくなるなどの場合は、患者が十分静止しており、何らかの医療問題が起こったかもしれないことを示す。患者の移動がかなり多くなった場合は、発作又はかなりの患者の不快感を示す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
従って、１人又は複数の患者を受動的に監視する装置、システム、及び方法を有することは利点があるだろう。このような受動的監視は連続していることが理想的であるが、装置を患者に直接取り付ける不都合又は面倒は必要ない。このような受動監視が、患者のベッド又は椅子などの表面上の患者の動作及び／又は位置を検出できる場合、また呼吸数、心拍数、及び／又は他の生理学パラメータも監視できる場合、有利だろう。監視は、１つ又は複数の閾値に到達した場合、又は所定のマイナス傾向が起こった場合に、警報機を作動させることを含み、またモニタ上に表示するなどの他の形でユーザにデータを提供することを含むことが理想的である。また、多数の患者を同時に監視する装置及び方法を提供することが望ましいだろう。これらの対象物の少なくともいくつかは、本発明によって満たされるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の装置、システム、及び方法は、１人又は複数の患者、新生児、養護施設の患者、在宅看護患者、又は監視されることが有益であるあらゆる他の１人又は複数の人の受動監視を提供する。「受動監視」は全体を通して、本発明による監視が患者に装置を直接取り付ける必要のないという事実のことを言う。普通、患者が単に装置が配置される表面に横になり、座り、もたれかかる、立つなどが可能なことによって、又はいくつかの実施例では、皮膚の次に、又は１層又は複数層の衣類の上に装置を装着することによって、患者は本発明の装置に結合されている。従って、本明細書で使用される「受動監視」という用語は全体的に、本発明の装置が普通は患者を監視するのに患者に直接取り付ける必要がないという事実のことを言う。
【００１１】
いくつかの実施例では、本発明のセンサ装置は、ベッド、椅子のシート、椅子の背もたれ、車椅子、手術室台、歯科医の椅子などの上に位置決めすることができる、平らな表面又はパッドに結合された少なくとも２つの圧電センサを備える。センサ装置は、１層又は複数層の寝具の下に配置することができ、１層又は複数層の患者の衣服、患者のガウンなどを通して患者を監視することができる。センサ装置は普通、有線又は無線通信の何れかによってプロセッサと結合される。プロセッサは、圧電センサから感知したデータを受け、その感知したデータを外科医、看護婦、又は他のユーザが使用できる形に加工する。これに限らないが、患者の移動、患者の位置、呼吸数、心拍数、血圧、及び／又はその他などのあらゆる適切な患者パラメータを監視することができる。このような装置を、意識のある鎮痛状態で手術を行なった患者などの１人の患者だけに使用することができる、又は病院の一般治療階又は病棟内の多数の患者などの多数の患者を同時に監視するのに使用することができる。
【００１２】
本発明の一態様では、少なくとも１人の患者を受動監視する方法は、センサ装置を表面上に設けるステップを含み、センサ装置は少なくとも２つの圧電センサを有する。患者はその後、患者が横になる、座る、かがむ、表面上に立つ、又は表面を装着することを可能にすることによって、センサ装置の少なくとも一部に結合されている。第１の機械的信号は、センサ装置の第１の圧電センサで感知され、第２の機械的信号はセンサ装置の第２の圧電センサで感知され、第１及び第２の機械的信号は第１及び第２のデジタル信号に変換され、第１及び第２のデジタル信号が比較される。最後に、患者データは、デジタルデータの比較に基づきユーザに提供される。
【００１３】
センサ装置は、病院のベッド、ベッド、手術室台、検査台、処置椅子又は台、歯科医の椅子、病院の椅子、椅子のシート、椅子の背もたれ、車椅子、ベビーベッド、ストレッチャ、移動ベッドなどのあらゆる適切な表面、又は他の表面上に設けることができる。いくつかの実施例では、センサ装置を装着可能な装置として設けることができる。普通は、少なくとも２つの圧電センサに加えて、センサ装置は更に、圧電センサを平らな表面に結合させる手段を有する平らな表面を備えている。従って、患者をセンサ装置に結合することにより、患者を装置が設けられたベッドの上に横たわらせることが簡単に可能になる。別の実施例では、患者をセンサ装置に結合することにより、患者を装置が設けられた椅子の上、椅子のシート、椅子の背もたれ、又はその両方に座らせることが可能になる。しばしば、患者は少なくとも１層の衣服、寝具、又は他の材料によりセンサと結合される。
【００１４】
様々な実施形態では、いくつかの機械的信号の何れも圧電センサによって感知することができる。一実施例では、例えば、応力信号、熱信号、及び／又は音響信号を感知することができる。このような信号は、あらゆる設定において患者又は非患者内で感知することができる。例えば、病院の一般治療区域、患者は長期医療施設、又は養護施設内の患者であってもよい。別の実施例では、患者は意識のある鎮痛状態で外科的処置を受けていてもよい。
【００１５】
センサ装置は、あらゆる適切な数の圧電センサを備えることができる。様々な実施例では、センサ装置は、２個、４個、６個、８個、１６個、１８個、３２個、又は３６個の圧電センサを備えることができる。あらゆる数、組合せ、パターン、寸法、形状、又はタイプの圧電センサが考えられる。３個以上のセンサがセンサ装置に含まれる場合、センサのあらゆる組合せを機械的信号を感知するのに使用することができ、様々なセンサからの信号のあらゆる組合せを患者データをユーザに提供するために比べることができる。例えば、方法は第３及び第４の機械的信号を第３及び第４のデジタル信号内で感知するステップと、第１、第２、第３、及び第４のデジタル信号を比較するステップとを含むことができる。
【００１６】
デジタル信号を比較するステップは、１つの信号の有無と別の信号の有無を比較するステップを含むことができる。例えば、１つのセンサ内に正の機械的信号があり、別のセンサ内に信号がない場合、これはセンサ装置上の患者の位置に関する情報を提供するのに使用することができる。デジタル信号を比較するステップは更に、第１の信号の量、品質、及び／又は情報内容を第２の信号の量、品質、及び／又は情報内容と比較するステップを含むことができる。例えば、心拍信号に対応する患者の胸部の近くに配置されたセンサからの機械的信号は、患者の右足の近くに位置決めされたセンサからの心拍信号より高い品質をしていることがある。一実施例では、方法は更に、どの信号が最も高品質又は情報内容を有するかに基づいて、データとしてユーザに提供する他の信号の上の１つの信号を選択するステップを含む。任意選択で、方法はまた、２つ以上の信号の比較に基づき、表面上の患者の有無を判断するステップを含むことができる。この方法は更に、表面上の患者の位置を判断するステップを含むことができる。
【００１７】
一実施例では、この方法は、デジタル信号を少なくとも２つの患者パラメータに対応する少なくとも２つのグループにグループ分けするステップを備える。例えば、パラメータはこれに限らないが、センサ装置上の患者の動作、センサ装置上の患者の位置、患者の呼吸数、及び／又は患者の心拍数を含むことができる。任意選択で、この方法はデジタル信号の少なくとも１つを少なくとも１つの所定の閾値と比較するステップを含むことができる。このような閾値は、あらゆる患者パラメータ、又はパラメータの組合せを含むことができる。例えば、１つ又は複数の患者の身体動作デジタル信号を、最少量の身体動作及び最大量の身体動作の少なくとも１つと比較することができる。別の実施例では、１つ又は複数の呼吸数デジタル信号を、最小呼吸数及び最大呼吸数の少なくとも１つと比較することができる。更に別の実施例では、１つ又は複数の心拍数デジタル信号を、少なくとも１つの最小心拍数と比較することができる。他の実施例では、他の信号又は信号の組合せを、多数の閾値と比較することができる。閾値が使用される場合、患者データをユーザに提供するステップは、少なくとも１つのデジタル信号が少なくとも１つの所定の閾値を満たさない場合に、警報機を作動させるステップを含むことができる。他の実施例では、負の傾向が１つ又は複数の患者パラメータ内で検出された場合、警報機を作動させることができる。例えば、心拍信号をより早い心拍信号と比較することができ、呼吸数信号をより早い呼吸数信号と比較することができ、負の心拍数傾向、負の呼吸数傾向、又はそのいくつかの組合せがある場合に警報機を作動させることができる。
【００１８】
患者データを、あらゆる適切な形で１人又は複数人のユーザに提供することができる。例えば、患者データを提供するステップは、デジタル信号の比較に基づいて警報機を作動させるステップを含むことができる。いくつかの実施例では、患者データを提供するステップは更に、表面上の患者の位置を提供するステップを備えることができる。他の実施例では、患者データをユーザに提供するステップは、患者の呼吸数、患者の心拍数、又は両方を提供することができる。病院の一般治療区域、長期医療施設、又は養護施設内などの、いくつかの実施例では、多数の患者が同時に監視され、患者データを提供するステップは、共通の場所でデータを提供するステップを含む。例えば、共通の場所はこれに限らないが、ナース・ステーション、表示モニタ、デジタル・ポケットベル、無線手持ち式装置、既存のナース・コール・ステーション、及び／又は監視室を含むことができる。
【００１９】
別の態様では、多数の患者の生理機能を受動監視する方法は、多数の表面上に多数のセンサを設ける第１のステップを備え、各センサ装置は少なくとも２つの圧電センサを有する。各患者は、各患者が横になる、座る、かがむ、表面の１つに立つ、又はこれを装着することを可能にすることによって、センサ装置の１つの少なくとも一部を有する。少なくとも１つの機械的信号は、各センサ装置上の圧電センサの少なくとも２つで感知され、感知された機械的信号はデジタル信号に変換される。圧電センサの少なくとも２つに対応するデジタル信号はその後、各患者に対して比較され、多数の患者に対応する患者データは、デジタル信号の比較に基づき、中心位置でユーザに提供される。
【００２０】
更に別の態様では、患者を受動監視する装置は、患者に結合する表面と、少なくとも１つの機械的信号を患者から感知するように表面に結合された少なくとも２つの圧電センサを備える。プロセッサは、少なくとも１つの機械的信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換し、少なくとも２つの圧電センサのそれぞれに対応するデジタル信号を比較して、患者に関連するデータを提供するように、圧電センサに結合されている。第１のコネクタは、圧電センサをプロセッサに結合し、第２のコネクタは、患者データをユーザに提供する装置にプロセッサを結合させるように設けられている。
【００２１】
いくつかの実施例では、表面は平らなパッドを備える。例えば、平らなパッドは、少なくとも１層の弾力性のある発泡材料を備えることができる。圧電センサを、適切なパターン内の表面に沿って配置して、患者の監視を可能にすることができる。表面は、あらゆる適切な寸法をしていてもよい。一実施例では、表面は、意識のある鎮痛状態での外科的処置中に患者を監視するように、椅子のシート及び椅子の背もたれの少なくとも１つの上に表面を配置できるような大きさをしている。他の実施例では、表面の寸法により、乳幼児を監視するようにベビーベッド又はベッドの上に表面を位置決めすることが可能になる。更に別の実施例では、表面の寸法により、病院又は養護施設内の患者を監視するように、ベッドの上に表面を位置決めすることが可能になる。
【００２２】
任意選択で、装置は更に、表面と患者の間に保護層を提供するように、表面の少なくとも一部を包含する覆いを備えることができる。普通は、このような覆いは耐水性である。時々、覆いは覆いを表面と連結させる少なくとも１つのコネクタを備え、表面は、患者の少なくとも１つの機械的信号を監視するため、コネクタに結合させなければならない。いくつかの実施形態では、覆いは１人の患者を監視するのに使用した後に、使い捨て可能である。
【００２３】
圧電センサは、あらゆる適切な材料から製造することができる。５つの実施例では、例えば、センサはフッ化ビニリデン樹脂フィルム、重合ビニリデン・ケーブル、圧電セラミック・ディスク、及び圧電発泡体の１つ又は複数を含む。センサ装置を、ベッドの平らな表面上に設けることができ、患者が表面に横になっているときに、患者の少なくとも１つの機械的信号を監視することができる。機械的信号は、あらゆる適切な信号又は信号の組合せを含むことができるが、一実施例では、応力信号、熱信号、及び／又は音響信号を含んでいる。
【００２４】
第１のコネクタ及び第２のコネクタは、あらゆる適切なコネクタを含むことができる。ある実施例では、両方のコネクタが有線コネクタであり、ある実施例では、両方とも無線であり、他の実施例では、コネクタは有線コネクタと無線コネクタの組合せを含んでいる。一実施例では、第１のコネクタは第１のコネクタを介してプロセッサに取り付けられたセンサ装置のタイプ、又はセンサが使用された回数の何れかを検出する手段を備えることができる。例えば、センサ装置が第１のコネクタを介してプロセッサに連結されている場合、コネクタは装置がプロセッサと互換性があるタイプであるかどうか、及び／又は装置が何回使用されたかを検出することができる。いくつかの実施例では、第１のコネクタはその後、検出した１つ又は複数の基準に基づき、センサ装置を作動させることができる。
【００２５】
普通、プロセッサは、患者データをあらゆる適切な形、又は多数の形で提供することができる。例えば、警報機を作動させることによって、患者データを提供することができる。一実施例では、デジタル信号の比較により、患者が表面上で移動していない、患者が表面に接触していない、又は患者が表面上で過剰に移動している場合に、プロセッサは警報機を作動させる。別の実施例では、患者の呼吸数が所定の最小呼吸数以下に下がる、又は所定の最大呼吸数以上に上がった場合に、プロセッサは警報機を作動させる。更に別の実施例では、上記のあらゆる組合せが起こった場合に、プロセッサは警報機を作動させる。他の実施例は、負の心拍数、呼吸数、患者の移動、又は他の傾向、或いは傾向の組合せなどの負の傾向が起こった場合に、警報機を鳴らす。いくつかの実施例では、プロセッサは更に、患者データを患者の呼吸数、心拍数、又は両方の形で提供する。
【００２６】
別の態様では、患者を受動監視するセンサ装置の少なくとも一部を含む使い捨て覆いは、患者と結合する平らな表面と、センサ装置の少なくとも一部を包含する少なくとも１つのハウジングを備えている。覆いは、いくつかの実施例では、耐水性である。いくつかの実施例では、覆いは、生理機能を受動監視する装置に覆いを脱着可能に連結する少なくとも１つのコネクタを備え、装置に覆いを連結することにより、患者の生理機能を監視するように装置を作動させることが可能になる。
【００２７】
別の態様では、多数の患者を受動監視するシステムは複数のセンサ装置を備え、各センサ装置は、患者と結合する表面と、患者からの少なくとも１つの機械的信号を感知するように表面に結合された少なくとも２つの圧電センサとを有する。システムはまた、複数のプロセッサを備え、各プロセッサは、少なくとも１つの機械的信号を少なくとも１つのデジタル信号に変換し、少なくとも２つの圧電センサのそれぞれに対応するデジタル信号を比較して患者に関連するデータを提供するように、１つのセンサ装置に結合されている。最後に、システムは、各プロセッサを多数の患者に対する患者データをユーザに提供する共通の装置に連結させるように、各プロセッサに結合された少なくとも１つのコネクタを備える。様々な実施例では、このシステムは、上記装置の特徴の１つ又は複数を含むことができる。
【実施例】
【００２８】
本発明は概して、１人又は複数の患者、乳幼児、養護施設居住者、又は監視が望ましいあらゆる他の人又は人のグループの受動監視装置、システム、及び方法を提供する。装置は普通、患者からの１つ又は複数の機械的信号を感知する少なくとも２つの圧電センサを有するセンサ装置と、機械的信号を加工して患者データを提供するようにセンサ装置に結合されたプロセッサと、データをユーザに提供するようにプロセッサを装置に結合させる手段とを備える。いくつかのシステムでは、多数の患者を同時に監視するのに多数のセンサ装置及びプロセッサを使用することができ、各プロセッサは患者データをユーザに提供するように共通の装置に結合させることができる。
【００２９】
方法は普通、センサ装置を表面上に設けるステップと、患者が横になる、座る、表面上に立つ、又は表面を装着することを可能にすることによって患者を装置に結合させるステップと、第１の圧電センサで少なくとも１つの機械的信号を感知するステップと、信号を加工するステップと、加工した信号に基づいてデータをユーザに提供するステップとを含む。「受動患者監視」又は単なる「受動監視」という表現は全体に、本発明の方法及び装置が普通、患者がセンサ装置が配置された表面に対して横になる、座る、表面上に立つなど、又はできる限りセンサ装置を心地よく装着することを可能にすることによって、患者を監視するという考えのことを言う。このような監視は「受動的」である。というのは、１つ又は複数の装置を患者に直接物理的に取り付けることを必要としないからである。基本的に、監視装置が定位置にあることを自覚することさえなく、本発明の装置、方法、及び／又はシステムを使用して、患者をしばしば観察することができる。普通は、本発明のセンサ装置を１層又は複数層のシート又は他の寝具の下に配置することができ、寝具と、患者のガウン又は他の衣類を通して患者のパラメータを感知することができる。従って、シート・クッションなどの中で寝具の下に隠れていることがあるので、本発明の方法及び装置は時々、「不可視」及び受動と言うことができる。
【００３０】
一般に、患者又は他の観察される人に関連するいくつのパラメータでも、又はパラメータの組合せを測定することができる。一実施例では、例えば、病院のベッドの上の患者の位置及び／又は動作が観察される。任意選択で、患者の呼吸数及び／又は心拍数を測定することもできる。血圧、心拍出量、体温、及び大変の変化、及び／又はその他などの他のパラメータを、様々な実施例で適切に感知及び観察することもできる。例えば、病院の一般治療区域内の多数の患者、意識のある鎮痛状態において外科的処置を行なわれた患者、緊急室及び手術室内の患者、養護施設及び長期医療施設の患者、眠っている乳幼児、又は在宅医療患者でさえも測定することができる。同様に、病院のベッド、従来のベッド、手術台、或いはストレッチャ又は車輪付き担架に横たわりながら、椅子又は車椅子の上に座りながら、又はあらゆる他の適切な表面上に横になる、かがむ、又は立ちながら、人を観察することができる。従って、以下の説明はしばしば、病院の一般治療階又は病棟の多数の患者を監視する例示的実施例に焦点を合わせるが、この説明は例示的な目的のみで使用され、特許請求の範囲で記載する発明の範囲を限定するように解釈すべきではない。
【００３１】
患者監視データを、あらゆる適切な形でユーザに提供することができる。いくつかの実施例では、データは警報機を作動させるのに使用される。例えば患者からの感知された信号が所定の閾値の上下である又は負の傾向を示す場合、患者のパラメータ（呼吸数、心拍数、及び身体動作など）の組合せが負の傾向の所定の規定などを満たす場合、警報機を作動させることができる。他の実施例では、データを医療関係従業員、又は他のユーザが読み取れるようにモニタ上に提供することができる。他の実施例では、警報機を作動させ、モニタ上に表示も提供するのに、データを使用することができる。警報機、表示モニタなどは、ユーザに１人の患者、又は多数の患者に関する情報を提供することができる。例えば、警報機及び／又は表示モニタを、病院の病棟の共通ナース・ステーション内に配置して、そのステーションで１人又は複数の看護婦に病棟全体の患者に関する情報を提供することができる。他の実施例では、データを患者のベッド脇で提供することができる、又はベッド脇と中央位置の両方で提供することができる。１つ又は複数のデジタル・ポケットベル、無線手持ち式装置などを介して生理的データを提供するなどの、生理的データを１人又は複数のユーザに提供するためのあらゆる他の適切な構成が考えられる。この特許出願の目的で、「データ表示装置」又は「表示装置」は、警報機、モニタ、警報機とモニタ、又はあらゆる他の適切な手段などの、生理データをユーザに提供するあらゆる手段を意味する。
【００３２】
また、本発明の装置、システム、及び方法を、患者の治療、調査、獣医学、及び／又はその他に適するあらゆる設定で使用することができる。一実施例では、病院の一般治療階の多数の患者は、各患者のベッド脇で医療従事専門家の存在することを必要とすることなく、連続的な監視を提供するように、同時に受動監視される。このような監視システムを、病院又は診療所の適切な階、病棟、又は区域で使用することができる。別の実施例では、意識のある鎮痛状態にある外科的処置が行なわれた患者の生理的機能が、観察される。本発明の装置、システム、及び方法を使用して、乳幼児突然死症候群にかかりやすい寝ている乳幼児、養護施設長期医療施設、又は高度看護施設の居住者、緊急医療設定に運ばれている患者、在宅医療患者、或いはあらゆる他の適切な患者又は非患者を監視することができる。加えて、本発明の様々な実施形態を既存の患者監視システムに加えることができる、及び／又は元の装置製造者のサブシステムなどの他の互換性のある監視システムと共に使用することができる。例えば、一実施例は多数のセンサ装置及び多数のプロセッサを含むことができ、そのうちの後者は、患者データを１つの位置で１人又は複数の看護婦に提供するように、既存のナース・コール・ステーション・システムに連結している。
【００３３】
次に図１を参照すると、受動患者監視システム１００は適切に、プロセッサ１０４に結合された少なくとも２つの圧電センサ２０２を有するセンサ装置１０２を備え、その後生理的データをユーザに提供するようにデータ表示装置１０６に結合されている。普通、センサ１０２は、ケーブル、ワイア、無線送信機などのあらゆる適切なコネクタ１１０（又は、多数のコネクタ）を介してプロセッサ１０４と結合することができる。同様に、プロセッサ１０４をデータ表示装置１０６に結合させるように、あらゆる適切なコネクタ１０８を使用することができる。あらゆる所与の実施例は、多数のセンサ１０２、多数のプロセッサ１０４、及び／又は多数の表示装置１０６を備えることができる。例えば、多数の患者を同時に監視することができ、各患者は別個のセンサ装置１０２に対応する。ある実施例では、各センサ装置１０２はそれ自体の別個のプロセッサ１０４に結合されており、他の実施形態では、多数のセンサ装置１０２を共通のプロセッサ１０４に結合することができる。更に他の実施例では、プロセッサ１０４の一部は中央コンピュータなどの中央装置を含むことができる。同様に、表示装置１０６は、１つの共通の表示モニタ、警報機などを備えることができるが、代替形態では、多数の警報機、ディスプレイ、デジタル・ポケベル、無線装置などを備えることができる。従って、システム１００の様々な実施形態は、１つのセンサ装置１０２、１つのプロセッサ１０４、及び１つの表示装置１０６を備えることができるが、代替形態では、これらの構成部品の１つ又は複数のうちの複数を備えることもできる。コネクタ１０８、１１０は同様に、様々な実施形態で単一又は多数の構成部品として設けることができる。
【００３４】
本発明のいくつかの実施例は、図１に示されるシステム１００の一部として設けられている。いくつかの実施例では、例えば、ユーザが既にプロセッサ１０４及び表示装置１０６、或いは互換性のあるプロセッサ及び表示装置を所有している場合、例えば、センサ装置１０２だけをユーザに提供することができる。本発明の別の実施例は、センサ装置１０２、及びアドオン・プロセッサ１０４を備えている。アドオン・プロセッサ１０４は例えば、センサ装置１０２から受けたデータの加工を行なうように、モニタなどの近くに既存のコンピュータに加えることができるソフトウェア又はハードウェアを備えることができる。従って、システム１００は、一実施例ではセンサ装置１０２、プロセッサ１０４、表示装置１０６、及びコネクタ１０８、１１０を備えるが、他の実施形態は本発明の範囲から逸脱することなくより少ない要素、又は追加の要素を備えることができる。図１に示す本発明の様々な要素はそれぞれ、以下により詳細に説明する。
【００３５】
次に図１Ａを参照すると、多患者監視システム１０１は適切に、あらゆる数のセンサ装置１０２ａ〜ｎ、あらゆる数のプロセッサ１０４ａ〜ｎ、警報機、モニタなどの共通の表示装置１０６、及びあらゆる数のコネクタ１１０ａ〜ｎ、１０８ａ〜ｎを備えている。他の実施形態では、多数のセンサ装置１０２ａ〜ｎを共通のプロセッサに結合することができ、このプロセッサは次に、表示装置１０６に結合することができる。更に他の実施例では、１つ又は多数のプロセッサがデータを、多数のデジタル・ポケットベル、デジタル手持ち式装置、多数のモニタなどの多数の表示装置に送信することができる。センサ装置１０２ａ〜ｎ、プロセッサ１０４ａ〜ｎ、コネクタ１０８ａ〜ｎ、１１０ａ〜ｎ、及び表示装置１０６のあらゆる組合せが、本発明の範囲内で考えられる。
【００３６】
コネクタ１０８ａ〜ｎ、１１０ａ〜ｎは、センサ装置１０２ａ〜ｎをプロセッサ１０４ａ〜ｎに結合させ、プロセッサ１０４ａ〜ｎを表示装置１０６に結合させるあらゆる適切な手段を備えることができる。ある実施例では例えば、コネクタは有線接続手段を備え、他の実施例では、１つ又は複数のコネクタは無線である。例えば、センサ装置１０２ａ〜ｎとプロセッサ１０４ａ〜ｎの間のコネクタ１１０ａ〜ｎは無線であり、他のコネクタ１０８ａ〜ｎはワイアを含むことができる。一実施例では、コネクタ１１０ａ〜ｎは「小型のコネクタ」装置を備える。小型のコネクタは、マイクロチップ、又はあらゆる他の適切なデータ担持又は加工手段を備えることができ、センサ装置とプロセッサの間の互換性を保証するのに使用することができる。例えば、センサ１０２が小型コネクタ１１０を介してプロセッサ１０４に結合されると、小型コネクタはどのタイプのセンサ装置１０２がプロセッサ１０４に結合されているか、センサ装置１０２が何回使用されたか、センサ装置１０２はプロセッサ１０４と互換性があるかどうかなどを検出することができるかもしれない。このような小型のコネクタは、相補的プラグ又はあらゆる他の適切なコネクタとの有線接続を含むことができる。しかし、あらゆる接続手段を使用して本発明の様々な要素を結合することができることを理解すべきである。
【００３７】
次に図２を参照すると、センサ装置１０２は普通、センサを患者に便利且つ受動的に結合させることができるように、表面２１２に沿って配置された２つ以上の圧電センサ２０２を備える。各センサ２０２は、どんな寸法、形状、構成、材料などであってもよい。一般に、各センサ２０２は圧電材料を備えている。多くの実施例では、使用されている材料はポリマー・フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）であるが、これに限らないが、ＰＶＤＦフィルム、ＰＶＤＦケーブル、圧電セラミック・ディスク、及び／又は圧電発泡体を含む、あらゆる圧電材料又は材料の組合せを使用することもできる。本発明の圧電材料は、どんな適切な形状、寸法、及び構成をしていてもよい。いくつかの実施例では、例えば、薄いＰＶＤＦフィルムが、単一で、又はＰＶＤＦケーブルと組み合わせて使用される。ある実施例では、センサ２０２は矩形の平らな小片状のＰＶＤＦフィルムを備える。他の実施例では、センサ２０２は、円形、三角形、四角形、又はあらゆる他の形状のＰＶＤＦフィルム、円形又はあらゆる他の適切な形状の平らな圧電セラミック材料、又はあらゆる他の適切な材料を備えることができる。一実施例では、例えば、各センサ２０２は紙のように薄い、又はそれより薄く、幅が約１５．２４ｃｍ（６インチ）であり、長さが約２２．８６ｃｍ（９インチ）である。他の実施例では、各センサはもっと大きくてもよく、幅及び長さが数ミリだけでもよく、又はナノメートル尺度であってもよい。
【００３８】
図２Ａ〜Ｆを参照すると、センサ装置１０２ａ〜ｆのいくつかの実施例が示されており、それぞれ異なる構成のセンサを有する。図２Ａでは、２つの平らな矩形ＰＶＤＦフィルム・センサ２１８が含まれている。図２Ｂでは、３つのＰＶＤＦフィルム・センサ２１８が、ＰＶＤＦケーブル２２０と組み合わせて使用されている。図２Ｃでは、ＰＶＤＦケーブル２２０が単一で、１つのケーブル又は多数のケーブルを備えることができるジグザグ構成で使用されている。図２Ｄでは、多数の圧電セラミック・ディスク２３０が使用されている。図２Ｅでは、ＰＶＤＦフィルム・センサ２１８、２２２が、装置の１つの領域内ではより高い濃度のセンサ２２２で、他の領域ではより低い濃度のセンサ２１８でパターン内で使用される。このようなパターンは、例えば、より高い濃度のセンサを、心臓及び呼吸関連の信号を監視するように、患者の胸部のすぐ下などの患者の測定がより強い可能性が高い位置に位置決めする際に、有利である。最後に、図２Ｆを参照すると、２つの圧電発泡体センサ２４０が使用されている。従って、センサのあらゆる適切な組合せ及び構成を使用することができることが明らかに分かるだろう。
【００３９】
再び図２を参照すると、圧電センサ２０２は普通、センサ２０２に対して加えられる応力の変化を感知するように、歪みゲージとして働く。検出された応力変化はその後、患者監視の目的に有用であるデータに変換することができる。１つのセンサ２０２に対して加えられた患者の身体重量を、１つのセンサに対する応力として測定し、同じセンサ装置１０２上の１つ又は複数の他のセンサ２０２からの同様の測定と比較して、患者が装置上のどこに位置決めされているか、患者が移動しているか、及び／又はその他を判断することができる。患者の吸入又は心臓の鼓動中の患者の肺の拡張は、患者の胸部の下、又は近くに位置決めされた１つ又は複数の圧電センサ２０２に対して応力を加えることができる。センサ２０２は、このような応力変化を感知し、感知された変化を処理して、呼吸数、心拍数、身体移動、身体位置などを測定することができる。そのうちのいくつかを以下に説明する多くの他の可能性のある測定は、センサ２０２から集められた情報から派生していてもよい。圧電材料の感圧能力を更に説明するために、２０００年９月９日に本発明の発明者によって出願された、「受動生理機能監視システム及び方法」という名称の、米国特許出願第０９／６６２，００６号に言及する。この開示全体を、本明細書に参照として援用する。
【００４０】
上記の通り、本発明の装置は普通、表面２１２及び２つ以上の圧電センサ２０２を備えている。表面２１２及びセンサ２０２は両方とも、あらゆる適切な構成を有していてもよい。例えば、いくつかの実施例では、表面２１２は単に１片又は複数片の弾力性のある発泡材料、プラスチック、紙、又はあらゆる他の適切な材料を含む。他の実施例では、表面２１２は、接着剤、又はあらゆる他の適切な手段によって互いに結合された２層の発泡材料を備える。センサ２０２は、接着剤によって、２層の表面２１２の間で接着剤によりセンサ２０２を挟むことによって、又はあらゆる他の適切な手段によって表面２１２と結合させることができる。従って、以下の説明は、発明の一実施例を説明するために行なわれており、頭記の特許請求の範囲に記載の発明の範囲を制限するように解釈すべきではない。
【００４１】
いくつかの実施例では、センサ装置１０２は、圧電センサ２０２ａ〜ｈを包含するポケット２０８ａ〜ｈを備えたハウジング２１０を有する表面２１２を備えている。図２に示すように、各圧電センサ２０２ａ〜ｈは、図示するように電気リード又はワイアを備えることができるセンサ送信機２０４ａ〜ｈ、或いは無線送信機などに結合される。最終的に、いくつかの実施例では、多数のセンサ送信機２０４をセンサ送信機コネクタ２０６に結合することができる。センサ送信機コネクタ２０６は普通、圧電送信機２０４ａ〜ｈをプロセッサ１０４に結合させる共通コネクタとして働く。他の実施例では、圧電センサをプロセッサ１０４に結合するあらゆる他の適切な手段が考えられる。このような結合は、無線周波数、マイクロ波、赤外線、又はあらゆる他の適切な無線送信手段を介した無線接続を含むことができ、多数のワイアを伴うことができ、別個の送信機２０４ａ〜ｈが連結される表面２１２内の位置から始まる共通ワイアを伴うことなどができる。
【００４２】
あらゆる適切な寸法、形状、厚さ、及び全体的な構成の表面２１２、ハウジング２１０、ポケット２０８ａ〜ｈ、及びセンサ２０２ａ〜ｈを使用することができる。例えば、いくつかの実施例は２個の関連するポケット２０８を備える圧電センサ２０２を２個だけ有し、他の実施例は、４個、８個（図２に示す）、１６個、３２個、又はあらゆる他の適切な数のセンサ２０２及びポケット２０８を有する。表面２１２上にセンサ２０２を配置することは、「配列」又は「受動センサ配列（ＰＳＡ）」と呼ぶことができる。このようなＰＳＡは普通、表面上の格子状パターンのセンサ２０２を備えている。このような格子は、図２に示すように、矩形のＰＶＤＦフィルム・センサ２０２、又は図２Ａ〜２Ｆに示すようにあらゆる他の形状、寸法、又はタイプのセンサを備えることができる。ＰＳＡは、あらゆる適切な数の列及び行のセンサ２０２を含むことができ、あるパターンはある設定において利点を有することができる。例えば、椅子のシート又は椅子の背もたれの上で使用されるように構成されたセンサ装置１０２の一実施例では表面２１２上にセンサ２０２を２個だけ有することが望ましい。別の実施例では、おそらくベビーベッド用に構成されたセンサ装置１０２で使用される、それぞれ４個のセンサを有する２列を有することが有利である。さらなる別の実施例では、それぞれ８個のセンサ２０２の３列を病院のベッドの構成に使用することができる。あらゆる数の列、行、及びセンサ２０２を所与の実施例で使用することができる。いくつかの実施例では、ＰＶＤＦをそれだけで、又はＰＶＤＦフィルムと合わせて使用することが有利である。例えば、一実施例では、ベッドの縁部での患者の移動を検出するため、ＰＶＤＦケーブルを表面２１２の周面周りで使用することができる。
【００４３】
一実施例では、各センサ２０２は別個のポケット２０８内に含まれるが、他の構成及び組合せが考えられる。例えば、センサ２０２を２層の表面２１２の間に簡単に挟むことができ、接着剤で表面２１２に結合することができる。ハウジング２１０は、それぞれ１個のセンサ２０２を格納するための多数のポケット２０８ａ〜ｈ又はスリーブを含むことができる、又は多数のセンサ２０２を格納するための１つ又は複数のより大きなポケットを含むことができる。図２に示す一実施例ではあらゆる寸法を使用することができるが、８個のセンサが約８１．２８センチ×６０．９６センチ（３２インチ×２４インチ）の寸法の表面に沿って配置されている。このような実施例では、各センサは約２２．８６センチ×１５．２４センチ（９インチ×６インチ）の寸法を有することができる。あらゆる構成、パターン、寸法などのセンサ２０２及び表面２１２を本発明の範囲内で考えられることを強調すべきである。
【００４４】
表面２１２、ハウジング２１０、及びポケット２０８ａ〜ｈは、これに限らないが、ネオプレン、プラスチック、ポリプロピレン、天然又は化学繊維、Ｐｏｒｏｎ、Ｓｃａｐｐａ、ＰＣＶ、発泡体、Ｔｙｖｅｋなどのあらゆる適切な材料又は材料の組合せからなっていてもよい。一実施例では、表面２１２、ハウジング２１０、及びポケット２０８ａ〜ｈは、ネオプレンなどの弾力性のある発泡材料を含む。例えば、一層のネオプレンを表面２１２として使用することができ、追加の層をポケット２０２ａ〜ｈを形成するのに使用することができる。別の実施例では、２層のネオプレンが間にセンサを備えて互いに挟まれ、層を互いに結合し、センサをネオプレンに結合させるのに接着剤が使用される。このようなネオプレン表面２１２及びハウジング２１０は、パッドに似ている平らな装置を備えることができ、いくつかの実施例では、ネオプレン材料は、センサ装置１０２がベッド、椅子などの上の患者の下に位置決めされている場合に、パッドのような快適性を提供することができる。いくつかの実施例では、表面２１２はまた、横になっている、或いは表面２１２に対して重量を加えている患者の快適性を高めるため、ネオプレン又はあらゆる他の適切な材料の余分なパッドを含むこともできる。従って、表面２１２は時々全体的に、「パッド」又は「センサ・パッド」と呼ぶことができる。
【００４５】
センサ２０２ａ〜ｈを保持する、又は包含するように、ポケット２０８ａ〜ｈにあらゆる適切な形状を与えることができる。図２に示すように、いくつかのポケット２０８を、表面２１２に取り付けられ、センサ２０２をポケット２０８内に配置することを可能にする開口部を有する１層のネオプレン、又は他の材料として構成することができる。開口部により、ワイア、可撓性コネクタなどのセンサ送信機２０４をハウジング２１０を通過させて、センサ送信機コネクタ２０６と結合させることも可能になる。いくつかの場合では、図２に示すように、各ポケット２０８はセンサ２０２の通過を可能にする１つの開口部と、センサ送信機２０４の通過を可能にする開口部とを有することができる。一実施例では、開口部の幅はセンサ２０２の幅より小さく、それによってセンサ２０２は曲げられる、又は折り曲げられてポケット２０８内に嵌合し、その後ポケット２０８内で平らになることが可能であり、従って普通センサ２０２はポケット２０８内の定位置に残る。開口部により、いくつかの実施例で、表面２１２を処分しながらセンサ２０２を再使用することが可能である。別の方法では、またより好ましくは、製造中にセンサ２０２をポケット２０８内に配置するのに開口部が使用されるが、センサ２０２の配置後にこの開口部は永久的にふさがれる。他の実施例では、開口部は含まれていない。あらゆる他の適切な構成のポケット２０８を使用することもできる。
【００４６】
いくつかの実施例では、多数のセンサ送信機２０４を１個又は複数のセンサ送信機コネクタ２０６に連結させる、又は結合させることができる。センサ送信機コネクタ２０６を、表面２１２の上又はその周りのどこにでも配置することができ、普通はプロセッサ１０４又は他の装置にセンサ送信機２０４をより便利に結合させる。１個又は複数のセンサ送信機２０４をプロセッサに結合させるあらゆる他の適切な手段を、別の方法で使用することができる。
【００４７】
次に図３Ａを参照すると、センサ２０２がセンサ送信機２０４と別個に示されている。図３Ｂに示すように、２個以上のセンサ２０２ａ〜ｂ及び送信機２０４ａ〜ｂを、２個以上のポケット２０８ａ〜ｂを備えるハウジング２１０を有する表面２１２に結合させることができる。図３Ｃを参照すると、いくつかの実施例のセンサ装置１０２は更に、表面２１２の全て又は一部を覆う、又は包含する覆い３０２と、センサ２０２とを備える。覆い３０２は、あらゆる適切な構成及び寸法をしていてもよく、あらゆる適切な材料、又は材料の組合せを含むことができる。一実施例では例えば、覆い３０２は、第１の側部３０２ａ及び第２の側部３０２ｂを有する封筒状構造を備えている。一実施例では、このような覆い３０２は、表面２１２及びセンサ２０２を覆い３０２の内側に配置できるように、一縁部に沿った連結により開閉（湾曲矢印）できる。別の実施例は、表面２１２及びセンサ２０２を中に配置できるポケット又はスリーブを作り出すように、２つ又は３つの縁部に沿って結合された２層の側部３０２ａ〜ｂを備える同様の覆い３０２を含むことができる。
【００４８】
あらゆる適切な材料、又は材料の組合せを覆い３０２を製造する際に使用することができるが、典型的な一実施例は、ある程度の耐水性を有する材料を使用する。例えば、覆いは発泡材料、プラスチック、紙、ナイロン、ＰＶＣ、繊維性材料、そのあらゆる組合せ、或いはあらゆる他の適切な材料、又は材料の組合せで作ることができる。多くの患者治療設定では、表面２１２及びセンサ２０２を尿、水、血液、又は患者のベッド又は椅子の上にこぼれる可能性があり、保護されていない表面２１２又はセンサ２０２に損傷を与える可能性のあるあらゆる他の液体から保護するように、耐水性覆い３０２を有することは利点がある。従って、覆い３０２は普通、多数の患者に再使用できるように、また使用可能寿命を延ばすように、表面２１２及びセンサ２０２を保護する。いくつかの表面２１２及びセンサ２０２は例えば、６ヶ月以上使用できる。一方、いくつかの実施例では、覆い３０２は使い捨て可能であり、１人の患者だけ、１日だけなどに使用することができる。
【００４９】
適切な使用を保証するため、及び／又は覆い３０２の再使用を防ぐため、いくつかの実施例の覆い３０２及び表面２１２は、覆い３０２と表面２１２の間に連結を作り出すように、相補的コネクタ（図示せず）を備える。このようなコネクタは、電子結合手段、相補的部品の連結により完成される回路などのあらゆる適切な結合機構であってもよく、普通はセンサ装置１０２を可能にするように構成されている。従って、いくつかの実施例では、センサ装置１０２を使用する前に、患者を監視し、表面２１２を覆い３０２と結合させる必要がある。覆い３０２は作動することができる、又は患者を監視するため装置１０２を動作させることが可能になる。このような結合／可能要件により、患者間での覆い３０２の再使用を防ぐことができ、患者間の感染の広がりを防ぎ、センサ装置１０２の誤使用を防ぎ、センサ装置１０２の使用可能寿命を長くする助けとなる。
【００５０】
前に説明したように、表面２１２、ハウジング２１０、センサ２０２などはあらゆる適切な寸法をしていてもよい。一実施例では、例えば図３Ｂ及び３Ｃに示すように、表面は長さが約４０．６４ｃｍ（１６インチ）であり、幅が約３０．４８ｃｍ（１２インチ）である。ハウジング２１０は、幅３０４が約２５．４ｃｍ（１０インチ）であり、長さが約３５．５６ｃｍ（１４インチ）である。１つのポケット２０８ａ又は２０８ｂは、長さ３０４が約２５．４ｃｍ（１０インチ）であり、幅３０６が約１７．７８ｃｍ（７インチ）である。このような構成では、１つのセンサ２０２ａ又は２０２ｂは、約１５．２４ｃｍ×約２２．８６ｃｍ（約６インチ×約９インチ）の寸法を有することができる。しかし、これらは単に例示的寸法であり、あらゆる適切な寸法の表面２１２、センサ２０２、ハウジング２１０、ポケット２０８などが考えられる。
【００５１】
再び図１を参照すると、センサ装置１０２は全体的にプロセッサ１０４に結合することができる。プロセッサ１０４は、センサ装置１０２（又は、あらゆる他の適切なセンサ装置）の圧電センサ２０２によって感知された機械的信号を受け、患者データを１つ又は複数のユーザに提供するようにこれらの信号を処理するあらゆる適切な手段を備える。いくつかの実施例では、プロセッサ１０４は、１つ又は複数の有線連結、無線連結などを介してセンサ装置１０２と結合可能なベッド側ユニットを備える。他の実施例では、プロセッサは、回路基板、コンピュータ・チップ、ソフトウェア・プログラム、及び／又はあらゆる他の適切な処理手段を備えることができる。従って、プロセッサ１０４はいくつかの実施例では、信号を処理し、ユーザにデータを提供するようにセンサ１０２と結合できる独立型装置を備え、他の実施例では、プロセッサ１０４は例えば、元の装置２５製造者によって別個に提供されるハードウェアと合わせて使用することができるアドオン装置を備える。
【００５２】
次に図４を参照すると、ベッド脇の監視ユニットなどのハードウェア、又はあらゆるほかの適切なハードウェアで使用されるアドオン・プロセッサ１０４の一実施例が示されている。普通、プロセッサ１０４は、機械的信号を使用可能な患者データに処理するあらゆる適切な他の手段を備える。信号処理装置及び方法を更に説明するため、米国特許出願第０９／６６２，００６号に言及し、前に参照として本明細書に援用した。いくつかの実施例では、プロセッサ１０４は適切に、処理モジュール４０４に結合された取得モジュール４０２と、電源装置４４０とを備えている。取得モジュールは、コネクタ・モジュール４０６、除細動保護モジュール４０８、プログラム可能な可変ゲイン差動増幅モジュール４１０、ＥＭＩフィルタ・モジュール４１２、アナログ・フィルタ・モジュール４１４、アナログ−デジタル（ＡＤ）変換器モジュール４１４、及びデジタル−アナログ変換器モジュール４１６を含むことができる。取得モジュール４０２は様々な実施例では、より少ない構成部品又は追加の構成部品を備えることができる、及び／又はより少ないモジュールを作り出すように様々なモジュールを組み合わせることができることを強調すべきである。普通、取得モジュール４０２は、センサ装置１０２からアナログ機械的信号を取得し、これらの信号を１つ又は複数のフィルタ手段でフィルタリングし、フィルタリングされた信号をデジタル信号に変換する。取得、フィルタリング、及び変換のためのあらゆる手段を使用することができる。
【００５３】
プロセッサ１０４はまた、処理モジュール４０４を備えることができる。処理モジュール４０４は、デジタル信号プロセッサ／中央演算処理装置（ＤＳＰ／ＣＰＵ）モジュール４１８、フラッシュ・メモリ・モジュール４２０、静電ＲＡＭモジュール４２２、不揮発性メモリ・モジュール４２４、リアル・タイム・クロック・モジュール４２６、結合検査動作群（ＪＴＡＧ）エミュレータ・モジュール４２８、デジタル入力／出力モジュール４３０、ＡＤ同期直列通信モジュール４３２、Ｉ／Ｏ非同期直列通信モジュール４３４及びグルー論理領域プログラム可能ゲート配列（ＦＰＧＡ）装置４３６を備えることができる。また、様々なモジュールを、本発明の範囲から逸脱することなく、組み合わせる、取り除く、又は追加することができる。
【００５４】
電源装置４４０は、いくつかの実施例では、エネルギー源をプロセッサ１０４に提供するように、取得モジュール４０２及び処理モジュール４０４に結合されている。電源装置４４０は、電池などのあらゆる適切なエネルギー供給、外部電源装置への連結、及び／又はその他を備えることができる。いくつかの実施例では、電源装置４４０は含まれない。例えばいくつかの実施例では、取得モジュール４０２及び処理モジュール４０４を、既存のハードウェアで使用するために設けることができ、ハードウェアは既に電源装置を備えていてもよい。これは、例えば、取得モジュール４０２及び／又は処理モジュール４０４が、モニタ又は他の患者監視装置の近くでコンピュータに加えられる、１つ又は複数の回路基板、チップなどの形で設けられている実施形態の場合である。従って、図４に示し、説明したプロセッサ１０４は一例示的実施例だけであり、いずれにしても本発明の範囲を限定するように解釈されるべきではないことを強調すべきである。
【００５５】
上に簡単に述べたように、プロセッサ１０４は普通、センサ装置１０２から１つ又は複数の機械的信号を受け、患者データをユーザに提供するように信号を処理する。例えば、プロセッサは、センサ装置１０２からの圧力変化信号の形で機械的信号を受けることができる。このような信号は普通、多経路回路を介してプロセッサによって受けられ、各経路はセンサ装置１０２の１つの圧電センサ２０２に対応する。ＥＭＩフィルタ・モジュール４１２、アナログ・フィルタ・モジュール４１４、フィルタ・ソフトウェア、処理ソフトウェア、小型アルゴリズム及び／又はその他などのフィルタ手段はその後、例えば背景ノイズなどを除去するように信号をフィルタリングする。その後、信号はアナログ−デジタル変換器モジュール４１６によってデジタル信号に変換される。次いで、デジタル信号は、様々な手段によって処理することができる。いくつかの実施例では、米国特許出願第０９／６６２，００６号に更に説明するように、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）法を使用することができる。他の実施形態では、時間領域分析を使用することができる。更に他の実施形態は、２つの方法の組合せを使用することができる。信号の処理中のある時点で、少なくとも１種類の信号が、センサ装置１０２の多数の圧電センサ２０２間で比較される。例えば、機械的圧力変化信号を、センサ装置１０２の上で多数のセンサ２０２の間で比較することができる。信号を比較することにより、プロセッサ１０４が、患者がセンサ装置１０２上に位置決めされているかどうか、患者がセンサ装置１０２上で移動しているかどうか、患者がセンサ装置１０２上にいるかどうか、全ての患者の動作が停止した又は所定のレベルより下になる、及び／又はその他などの患者データをユーザに提供することが可能になる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、プロセッサ１０４が最良の忠実性を備えた信号、情報内容などを選択することが可能になるように、信号を比較することができる。例えば、信号を比較することができ、呼吸に関する信号を最も高い品質の呼吸信号を有するセンサ２０２から選択することができる。同様に、最も高い忠実性の心拍信号を、最も高い忠実性の心拍信号を感知しているセンサ２０２から選択することができる。１つのセンサ２０２が、同時に最高の品質の呼吸信号及び最高の品質の心拍信号（又は、２種類以上の信号）を感知し、これらの信号をデータとしてユーザに提供することも可能である。センサ２０２間の比較により、プロセッサが機械的信号のどの部分が所与の生理的パラメータに関連するかを測定することが可能になる。例えば、患者の胸部の下に配置された第１のセンサ２０２からの機械的信号の比較は普通、患者の左足の下に配置された第２のセンサ２０２からの機械的信号より強い呼吸成分を有する。呼吸信号を分離する又は規定するように、これらの信号を比較することができる。また、いずれかをプロセッサ１０４によって適切に使用することができる信号を処理するこのような方法は、前に参照として援用した米国特許出願第０９／６６２，００６号により完全に説明されている。
【００５７】
センサ２０２間で信号をフィルタリングし、信号を比較することに加えて、プロセッサ１０４はあらゆる適切な方法でセンサ装置１０２から受けた機械的アナログ信号を処理することができる。例えば、いくつかの実施例では、プロセッサ１０４は１つ又は複数の所与の信号を１つ又は複数の閾値レベルと比較し、所与の信号が閾値の上又は下になった場合に、警報機を作動させるようにデータを提供する。例えば、病院のベッドの患者の移動の最小及び最大量、最小及び最大呼吸数、最小及び最大心拍数、及び／又はその他の閾値を、プロセッサ１０４内に記憶させることができる。患者から感知した信号が閾値の１つ又は複数の外に出ると、プロセッサ１０４はデータをユーザに警告作動信号の形で提供することができる。いくつかの実施例では、閾値の組合せを設定することができる。例えば、患者の呼吸数が閾値以下になり、患者の心拍数も心拍数閾値以下になった場合に、警告作動のみを起こすように、最小心拍数閾値を規定することができる。このような閾値、警告作動処理などのあらゆる組合せが考えられる。更に、１つ又は複数の閾値を代替形態で、プロセッサ１０４の製造者によって固定することができ、それによって閾値は全ての患者に対して「配線」される、又は各個別の患者、病院の一般治療階などの看護婦、外科医、又は他のユーザによって調節可能である。
【００５８】
プロセッサ１０４の更に別の機能は、呼吸数及び／又は心拍数データを提供する処理信号を含むことができる。このようなデータを、呼吸数／分、心拍数／分、呼吸を表す線又は波線を示す波線信号データ、心拍、及び／又はその他、又はあらゆる他の適切な形として提供することができる。患者の動作又は位置はまた、動作量、動作位置、病院のベッド又は椅子の上にマッピングされた患者位置などのあらゆる適切な形で提供することもできる。前に説明したように、血圧、心拍出量、血液量、呼吸換気量、体温、及び温度変化、及び／又はその他などの、他のパラメータも測定及び提供することができる。
【００５９】
再び図１を参照すると、センサ装置１０２は患者からの１つ又は複数の信号を感知し、プロセッサ１０４は患者データを提供するようにこれらの信号を処理すると、データは普通はある使用可能な形でユーザに提供される。多くの実施例では、プロセッサ１０４は単に、データをユーザの既存のシステムに提供する。一実施例では、例えば、プロセッサ１０４はＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）接続を介してイントラネット又はインターネットに結合される。ユーザはその後、あらゆるコンピュータ、又はイントラネット又はインターネット・アクセスを有する他の装置を介してデータにアクセスすることができる。様々な実施例では、プロセッサ１０４はまた、数日、数週間の期間、又は他のあらゆる期間にわたって、３０秒毎、１分毎などの予め設定した間隔でデータの記録、表示、及び／又はダウンロードを行なうことができる。３０個の記憶されたデータは、コンピュータ、モニタ、プリンタ、携帯可能なデータ記憶装置、或いはあらゆる他の適切なハードウェア又はソフトウェア位置にダウンロードすることができる。別の実施例では、プロセッサ１０４はデータを病院のナース・コール・システムなどの既存の警報システムの警報作動の形で提供する。このようなシステムを、ベッドの脇、各病室の外、共通のナース・コール・ステーション、及び／又はその他などに配置することができる。更に他の実施形態では、データを１つ又は複数のデジタル・ポケットベルを介して、又は無線送信による無線手持ち式装置を介して提供することができる。
【００６０】
プロセッサ１０４は、ユーザによってデータにアクセスする手段にプロセッサ１０４を結合させるあらゆる適切なコネクタ１０８を備えることができる。例えば、コネクタ１０８は、有線接続、無線接続、コンピュータ・ネットワークに対する接続、警報システムに対する電気接続、又はあらゆる他の適切な接続を含むことができる。従って、図１のシステム１００は表示装置１０６を備えているが、本発明のシステム、装置、及び方法は、センサ装置１０２及びプロセッサ装置１０４を適切に備えることができ、データを１つ又は複数の既存の表示装置、警報機、ポケットベル、又は他のシステムに提供することができる。
【００６１】
他の実施例では、表示装置１０６を設け、別個の装置の中、又はプロセッサ１０４が格納されるのと同じ装置の中の何れかに格納することができる。例えば、センサ装置１０２に結合されたベッド脇の箱状ユニットは、プロセッサ１０４と、警報機及び生理データを見るためのスクリーンを含む表示装置１０６を含むことができる。或いは、他の実施例では、プロセッサ１０４及び表示装置１０６は別個の片であってもよい。例えば、プロセッサ１０４はベッド脇のユニットであり、生理データを１つ又は複数の中央及び／又は遠隔表示装置１０６に送信することができる。上に簡単に論じたように、表示装置１０６は、１つ又は複数の患者に関する生理データをユーザに提供する１つ又は複数の装置を備えることができる。一実施例では、表示装置１０６は、患者が所定の生理的閾値に達したときに鳴るベッド脇の警報機を備えている。別の実施例では、表示装置１０６は、警報機と、１人又は多数の患者に関する生理データを見るための表示モニタ又はスクリーンを備えている。
【００６２】
表示装置１０６を、あらゆる適切な位置に配置することができる。例えば、いくつかの表示装置１０６は患者のベッド脇又は患者の部屋に配置されている。他の実施例では、表示装置は、病院の階、病棟などのナース・ステーション又は中央監視ステーションなどの、共通の位置に配置されている。更に別の実施例では、表示装置１０６は、看護婦、外科医、又は他のユーザが患者の生理データを遠隔的に受信することができるようになる、デジタル・ポケットベル又は無線手持ち式装置などの１つ又は複数の携帯無線装置を備えることができる。更に他の実施例では、患者データは、インターネットへの安全接続によりパソコン、手持ち式装置などで利用可能である。従って、あらゆる形状、数、又は組合せの表示装置１０６が、本発明の範囲内で考えられる。
【００６３】
次に図５を参照すると、本発明の一実施例による方法５００が適切に、センサ装置５０２に患者を結合させるステップと、患者５０４の少なくとも１つの機械的信号を感知するステップと、機械的信号を患者データ５０６に処理するステップと、患者データをユーザ５０８に提供するステップとを含む。普通は、センサ装置５０２に患者を結合する前に、センサ装置１０２を表面上に設ける。上記のように、表面は、これに限らないが、病院のベッド、従来のベッド、手術室台、医院の診察台、意識のある鎮痛状態で処置を行なうための処置椅子又は台、歯科医の椅子、病院の椅子又は他の椅子、椅子のシート及び／又は椅子の背もたれ、車椅子、ベビーベッド、ストレッチャ又は移動ベッドなどの、あらゆる適切な表面を含むことができる。他の実施例では、表面はガウン、ノーススリーブ・ジャケット、ストラップなどの形で装着可能である。センサ装置１０２を表面上に設けるステップは、センサ装置１０２を表面上に簡単に配置するステップを含むことができ、又はセンサ装置１０２を表面内に一体化させることを伴う。例えば、センサ装置１０２を病院のベッド表面、或いは椅子のシート又は背もたれに内蔵することができる。いくつかの実施例では、センサ装置がベッド上で１つ又は複数のシートの下に配置され、ベッド上で封筒又は羽毛布団状のカバー内に配置され、シートなどの上でクッションの下に配置されている場合などに、センサ装置１０２を１層又は複数層の材料の下に設けることができる。従って、センサ装置１０２を、本発明の範囲から逸脱することなく、あらゆる適切な手段によってあらゆる適切な表面上に設けることができる。
【００６４】
普通、患者が横になる、座る、かがむ、或いはセンサ装置１０２を上に設けた表面に対して重量又は圧力を加えることを可能にすることを伴う、センサ装置５０２に患者を結合させるステップが提供されている。このように横になる、座る、かがむことなどは、「受動監視」の要素を含んでいる。というのは、患者はセンサ装置１０２があることに気が付きさえせず、センサ装置１０２を患者に取り付ける必要がないからである。血圧測定用カフ、脈拍酸素測定センサ、鼻カニューレ、ＥＣＧなどの現在利用可能な装置と正反対をなしており、その全ては１つ又は複数の装置を患者に能動的且つ直接取り付ける必要がある。
【００６５】
機械的信号５０４を感知するステップは普通、センサ装置１０２の少なくとも１つの圧電センサで少なくとも１つの機械的信号を感知するステップを含む。普通、感知された信号は、圧力信号、温度信号、音響信号、又はあらゆる他の適切な機械的信号を含むことができる。センサ２０２は普通、あらゆる所与の適切な機械的信号の変化を感知するが、いくつかの実施例では絶対的な機械的信号を感知することもできる。センサ２０２で感知された信号は、負の信号、又は信号がないことの何れかを含むことができる。例えば、正の圧力変化信号がセンサ装置１０２の１つのセンサ２０２内で検出され、圧力変化信号がセンサ装置１０２の別のセンサ２０２内で検出されない場合、患者は後者ではなく前者のセンサ２０２の上に位置決めされており、患者の呼吸数及び心拍数は後者ではなく、前者のセンサ２０２の上で感知されており、及び／又はその他のことを示すことができる。従って、いくつかの実施例では、第１のセンサは少なくとも１つの機械的信号を感知することができ、第２のセンサは少なくとも１つの機械的信号を感知することができ、感知された信号を比較することができる。第１のセンサ、第２のセンサ、又は両方が実際に、信号を感知しない場合、この信号の欠如をセンサ間で比較して、データをユーザに提供することができる。
【００６６】
機械的信号５０６を処理するステップは上に詳細に説明した。普通、このような処理５０６は、少なくとも機械的信号をデジタル信号に変換し、信号をセンサ装置１０２の少なくとも２つの圧電センサ２０２間で比較することを伴う。処理５０６はまた、機械的信号をユーザに提供することができるデータに処理すること伴う。患者データをユーザ５０８に提供するステップも、上記で説明した。データを、患者の動作、呼吸数、及び／又は心拍数領域などの閾値領域に基づき、警報作動の形で提供することができる。データはまた、定性及び定量的な患者の動作又は位置データ、呼吸数データ、心拍数などとして提供することができる。
【００６７】
本発明を、様々な例示的実施例に関連して、上記で十分に説明したが、実施例の説明は例示的目的のみで与えられたものであり、頭記の特許請求の範囲に記載された発明の範囲を限定するように解釈するべきではないことを理解すべきである。説明した実施例及び追加の実施例の何れかに対する追加、又は変更は、本発明の範囲内であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の一実施例による、受動患者監視システムの略図である。
【図１Ａ】本発明の一実施例による、多数の患者の受動監視システムの略図である。
【図２】本発明の一実施例による、センサ装置の正面図である。
【図２Ａ】本発明の様々な実施例による、センサ装置の様々な実施例の略正面図である。
【図２Ｂ】本発明の様々な実施例による、センサ装置の様々な実施例の略正面図である。
【図２Ｃ】本発明の様々な実施例による、センサ装置の様々な実施例の略正面図である。
【図２Ｄ】本発明の様々な実施例による、センサ装置の様々な実施例の略正面図である。
【図２Ｅ】本発明の様々な実施例による、センサ装置の様々な実施例の略正面図である。
【図２Ｆ】本発明の様々な実施例による、センサ装置の様々な実施例の略正面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施例による、センサ装置で使用される圧電センサ及び送信機の正面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施例による、図３Ａと同様の２つの圧電センサを保持する表面の正面図である。
【図３Ｃ】図３Ａ及び３Ｂの表面及び圧電センサを保持する覆いを含む、完全センサ装置の正面図である。
【図４】本発明の一実施例による、信号を処理するプロセッサの要素を示すブロック図である。
【図５】本発明の一実施例による、患者を受動監視する方法を示すフロー図である。
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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