(57)【要約】特徴とするのは、子宮頚部の組織、より具体的には哺乳類の子宮頚部の組織の、バイオインピーダンスを測定するための装置（２２０）である。さらに特徴とするのは、臨床および診断目的のために子宮頚部組織を試験する方法であって、例えばルーチンの婦人科検査において、妊娠中の患者の陣痛の早期開始を決定するため、または妊婦および妊娠していない女性の両方において癌病変などの異常の存在についてかかる組織を評価するためなどである。さらに特徴とするのは、かかるデバイス、装置（２２０）および／または方法を取り入れた、初期または早期陣痛の開始を処置するための方法であって、ここでかかるシステムは、妊娠中および妊娠していない患者を診断および／または検査する際に、診断医または臨床医をさらに支援するための診断／臨床情報を提供するように構成するのが好ましい。
2006525099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
子宮頚部組織のバイオインピーダンスの測定方法であって、
測定プローブを身体の開口部内に導入すること、ここで該測定プローブは、電極の端部が該プローブの上面から間隔をあけるように配置された複数の前記電極を含み；
子宮頚部組織に対して該測定プローブの上面の位置を変えて、前記電極の各々が前記子宮頚部組織に電気的に接触するようにすること；
前記組織と接触している前記複数電極の特定の電極にわたって電圧と電流を印加して、前記組織を電流が流れ、前記組織のインピーダンスに応答して該電流が分散されるようにすること；
前記電圧と電流を印加している間の、前記組織のインピーダンスに関連する電圧降下を、前記複数電極の特定の電極を用いて測定すること；および
前記電圧測定値に基づいてインピーダンスおよび電圧位相角を計算すること；
のステップを含む、前記方法。
【請求項２】
導入する測定プローブが、３個もしくは４個以上の電極、４個もしくは５個以上の電極、８個もしくは９個以上の電極、またはＮｘ４個の電極であってＮは２以上の整数であるもの、のうちの１つを含む、請求項１に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項３】
印加することが、３個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み、電圧降下の測定は２個の電極を用いて行い、ここで前記測定用と前記印加用の電極のうち１つは共通である、請求項２に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項４】
印加することが、２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み、測定は２個の電極を用いて行う、請求項２に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項５】
導入するプローブが、四面体アレイを形成するように配置された４個の電極を含み；
印加することが、前記４電極アレイの電極対の各々にわたって電圧と電流を連続的に印加することを含み；そして、
測定することが、前記４電極アレイの他の電極対を用いて電圧降下を測定することを含み、該他の電極対は、前記印加するのに用いる電極とは異なっている、
請求項４に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項６】
四面体アレイが正方形の形状である、請求項５に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項７】
導入するプローブが、直線電極アレイを形成するように配置された４個または５個以上の電極を含み；
印加することが、前記直線アレイの２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み；そして、
測定することが、前記直線アレイの残りの２個または３個以上の電極によって形成される電極対を用いて電圧降下を測定することを含む、
請求項４に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項８】
導入するプローブが、直線電極アレイを形成するよう配置された４個の電極を含み；
印加することが、前記４電極直線アレイを形成する４個の電極の２個にわたって電圧と電流を連続的に印加することを含み；そして、
測定することが、前記４電極直線アレイを形成する４個の電極の他の２個を用いて電圧降下を測定することを含む、
請求項４に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項９】
印加することが、４電極直線アレイを形成する外側の２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含む、請求項７または８に記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項１０】
導入すること、印加すること、測定すること、および計算することのステップを、時系列で実施するステップをさらに含み、複数の計算された時系列のインピーダンスおよび電圧位相角を生成する、請求項１〜９のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定方法。
【請求項１１】
陣痛開始を検知する方法であって、
測定プローブを身体の開口部内に導入すること、ここで該測定プローブは、電極の端部が該プローブの上面から間隔をあけるように配置された複数の前記電極を含み；
子宮頚部組織に対して該測定プローブの上面の位置を変えて、前記電極の各々が前記子宮頚部組織に電気的に接触するようにすること；
前記組織と接触している前記電極の特定の電極にわたって電圧と電流を印加して、前記組織を電流が流れ、前記組織のインピーダンスに応答して該電流が分散されるようにすること；
前記電圧と電流を印加している間の、前記組織のインピーダンスに関連する電圧降下を測定すること；
前記電圧測定値に基づいてインピーダンスおよび電圧位相角を計算すること；および
前記計算されたパラメータが、陣痛開始に関連する子宮頚部組織の状態を示しているかどうかを決定すること；
のステップを含む、前記方法。
【請求項１２】
導入する測定プローブが、３個もしくは４個以上の電極、４個もしくは５個以上の電極、８個もしくは９個以上の電極、またはＮ×４個の電極であってＮは２以上の整数であるもの、のうちの１つを含む、請求項１１に記載の陣痛検知方法。
【請求項１３】
印加することが、３個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み、電圧降下の測定は２個の電極を用いて行い、ここで前記測定用と前記印加用の電極のうち１つは共通である、請求項１２に記載の陣痛検知方法。
【請求項１４】
印加することが、２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み、測定は２個の電極を用いて行う、請求項１２に記載の陣痛検知方法。
【請求項１５】
導入するプローブが、四面体アレイを形成するように配置された４個の電極を含み；
印加することが、前記４電極アレイの電極対の各々にわたって電圧と電流を連続的に印加することを含み；そして、
測定することが、前記４電極アレイの他の電極対を用いて電圧降下を測定することを含み、該他の電極対は、前記印加するのに用いる電極とは異なっている、
請求項１４に記載の陣痛検知方法。
【請求項１６】
四面体アレイが正方形の形状である、請求項１５に記載の陣痛検知方法。
【請求項１７】
導入するプローブが、直線電極アレイを形成するように配置された４個または５個以上の電極を含み；
印加することが、前記直線アレイの２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み；そして、
測定することが、前記直線アレイの残りの２個または３個以上の電極によって形成される電極対を用いて電圧降下を測定することを含む、
請求項１４に記載の陣痛検知方法。
【請求項１８】
導入するプローブが、各アレイが４個の電極を含む複数の直線アレイを含み；
印加することが、前記複数の直線アレイの各々を形成する４個の電極のうちの２個にわたって電圧と電流を連続的に印加することを含み；そして、
測定することが、前記複数の直線アレイの各々を形成する４個の電極の他の２個を用いて電圧降下を測定することを含む、
請求項１７に記載の陣痛検知測定方法。
【請求項１９】
印加することが、各直線アレイを形成する外側の２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含む、請求項１７または１８に記載の陣痛検知方法。
【請求項２０】
導入すること、配置すること、印加すること、測定すること、および計算することのステップを、時系列で実施するステップをさらに含み、複数の計算された時系列のインピーダンスおよび電圧位相角を生成し；そして
ここで決定することが、前記時系列で計算されたパラメータが陣痛開始に関連する子宮頚部組織の状態を示しているかどうかを決定することを含む、
請求項１１〜１９のいずれかに記載の陣痛検知方法。
【請求項２１】
陣痛開始を遅延させる方法であって、
測定プローブを身体の開口部内に導入すること、ここで該測定プローブは、電極の端部が該プローブの上面から間隔をあけるように配置された複数の前記電極を含み；
子宮頚部組織に対して該測定プローブの上面の位置を変えて、前記電極の各々が前記子宮頚部組織に電気的に接触するようにすること；
前記組織と接触している前記電極の特定の電極にわたって電圧と電流を印加して、前記組織を電流が流れ、前記組織のインピーダンスに応答して該電流が分散されるようにすること；
前記電圧と電流を印加している間の、前記組織のインピーダンスに関連する電圧降下を測定すること；
前記電圧測定値に基づいてインピーダンスおよび電圧位相角を計算すること； 
前記計算されたパラメータが、陣痛の開始に関連する子宮頚部組織の状態を示しているかどうかを決定すること；および、
前記決定および妊娠期間に基づき、陣痛遅延技法を実施すること；
のステップを含む、前記方法。
【請求項２２】
導入する測定プローブが、３個もしくは４個以上の電極、４個もしくは５個以上の電極、８個もしくは９個以上の電極、またはＮ×４個の電極であってＮは２以上の整数であるもの、のうちの１つを含む、請求項２１に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２３】
印加することが、３個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み、電圧降下の測定は２個の電極を用いて行い、ここで前記測定用と前記印加用の電極のうち１つは共通である、請求項２２に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２４】
印加することが、２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み、測定は２個の電極を用いて行う、請求項２２に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２５】
導入するプローブが、四面体アレイを形成するように配置された４個の電極を含み；
印加することが、前記４電極アレイの電極対の各々にわたって電圧と電流を連続的に印加することを含み；そして、
測定することが、前記４電極アレイの他の電極対を用いて電圧降下を測定することを含み、該他の電極対は、前記印加するのに用いる電極とは異なっている、
請求項２４に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２６】
四面体アレイが正方形の形状である、請求項２５に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２７】
導入するプローブが、直線電極アレイを形成するように配置された４個または５個以上の電極を含み；
印加することが、前記直線アレイの２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含み；そして、
測定することが、前記直線アレイの残りの２個または３個以上の電極によって形成される電極対を用いて電圧降下を測定することを含む、
請求項２４に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２８】
導入するプローブが、各アレイが４個の電極を含む複数の直線アレイを含み；
印加することが、前記複数の直線アレイの各々の４個の電極のうちの２個にわたって電圧と電流を連続的に印加することを含み；そして、
測定することが、前記複数の直線アレイの各々の４個の電極の他の２個を用いて電圧降下を測定することを含む、
請求項２７に記載の陣痛遅延方法。
【請求項２９】
印加することが、直線アレイの外側の２個の電極にわたって電圧と電流を印加することを含む、請求項２７または２８に記載の陣痛遅延方法。
【請求項３０】
導入すること、配置すること、印加すること、測定すること、および計算することのステップを、時系列で実施するステップをさらに含み、複数の計算された時系列のインピーダンスおよび電圧位相角を生成すること；そして、
ここで、決定することが、前記計算された時系列のパラメータが陣痛の開始に関連する子宮頚部組織の状態を示しているかどうかを決定することを含む、
請求項２１〜２９のいずれかに記載の陣痛遅延方法。
【請求項３１】
決定および妊娠期間に基づき陣痛遅延技法を実施することが、
患者に対して、床上安静または薬剤服用の少なくとも１つを実行するように指示すること、ここで該薬剤は、βアドレナリン作動性受容体作動薬、硫酸マグネシウム、カルシウムチャネル遮断薬、シクロオキシゲナーゼ阻害薬、サルブマトール、リドカインおよび酸化窒素／酸化窒素供与体、からなる群から選択される；
をさらに含む、請求項２１〜３０のいずれかに記載の陣痛遅延方法。
【請求項３２】
陣痛遅延技法を実施するステップに加えて、コルチコステロイドを患者に投与すること；
のステップをさらに含む、請求項２１〜３１のいずれかに記載の陣痛遅延方法。
【請求項３３】
バイオインピーダンス測定装置であって、
身体開口部に挿入するように構成および配置された測定プローブであって、電極の端部が前記プローブの上面から間隔をあけるように配置された複数の前記電極を含む、前記プローブ；
印加電圧および電流を発生するよう構成および配置された信号発生器；
組織のインピーダンスに関連する電気的特性を検出および測定するための検出デバイス；
ここで、前記信号発生器は、特定の前記複数電極に操作可能に接続されて、これら特定の電極が組織に接触すると、印加された電流が組織の領域を通って流れ、組織のインピーダンスに応答して分散され；
ここで、前記検出デバイスは、特定の前記複数電極に操作可能に接続されて、前記電圧と電流が組織の領域に印加されている間、組織のインピーダンスに関連する電圧降下を検出および測定する；および、
前記電圧降下の測定値を用いてインピーダンスおよび電圧位相角を計算するよう構成および配置された、コンピュータデバイス；
を含む、前記測定装置。
【請求項３４】
測定プローブが、３個もしくは４個以上の電極、４個もしくは５個以上の電極、８個もしくは９個以上の電極、またはＮｘ４個の電極であってＮは２以上の整数であるもの、のうち１つをさらに含む、請求項３３に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項３５】
測定プローブが３個の電極をさらに含み、
ここで信号発生器が前記３個の電極に操作可能に接続され；そして、
ここで検出デバイスが前記３個の電極のうちの２個に操作可能に接続されて、組織のインピーダンスに関連する電圧降下を検出および測定する、
請求項３３に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項３６】
３個の電極が、
内部円形電極；
該内部電極の周囲に配置された第１環状電極；および
該第１環状電極の周囲に配置された第２環状電極；
をこの順序で含むように構成および配置された、請求項３５に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項３７】
信号発生器が、内部電極、第１環状電極および第２環状電極の各々に操作可能に接続された、請求項３６に記載のバイオインピーダンスデバイス。
【請求項３８】
内部電極および第１環状電極がそれぞれ、該内部電極を介して印加された電流が組織の所望の深さに到達し、そして第１環状電極を介して印加された電流が組織の表面近くを流れるように、構成および配置された、請求項３７に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項３９】
測定プローブが、四面体アレイを形成するように配置された４個の電極をさらに含み、
信号発生器が、前記アレイの４対の電極の各々の２個の電極に順次に操作可能に接続され、そのため印加された電流が前記４対の電極の各々および組織を通って連続して流れ、該組織のインピーダンスに応答して分散されるよう、構成および配置され；
検出デバイスが、前記信号発生器に操作可能に接続されていない、前記アレイの２個の電極に順次に操作可能に接続され；そして、
コンピュータデバイスが、前記４対の電極の各々についてのインピーダンスおよび電圧位相角並びにそれらの平均値を計算する、
請求項３３に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４０】
測定プローブが、直線電極アレイを形成するように配置された４個の電極をさらに含み、
信号発生器が、前記直線アレイの４個の電極うちの２個の電極に操作可能に接続されて、印加された電流がこれらの電極および組織の領域を通って流れ、該組織のインピーダンスに応答して組織中に分散され；そして、
検出デバイスが、前記アレイの他の２個の電極に操作可能に接続される；
請求項３３に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４１】
信号発生器が、直線アレイの外側の２個の電極に操作可能に接続され；そして、
検出デバイスが、前記直線アレイの内側の２個の電極に操作可能に接続される；
請求項４０に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４２】
測定プローブが、Ｎ個の直線アレイをさらに含み、ここでＮは２以上であり、ここで各直線アレイは４個の電極を含み、ここで前記Ｎ個の直線アレイは、隣接するアレイに対して角度を有して配置され；
信号発生器が、各アレイの２個の電極に順次に操作可能に接続され、そのため印加された電流がこれらの電極および組織の領域を通って流れ、該組織のインピーダンスに応答して組織中に分散されるよう、構成および配置され；
検出デバイスが、前記各アレイの他の２個の電極に順次に操作可能に接続されるよう、構成および配置され；そして
コンピュータデバイスが、各直線アレイについてのインピーダンスおよび電圧位相角を計算する、
請求項４０に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４３】
Ｎ個の直線アレイの各々が中点を有し、Ｎ個の直線アレイの各々の中点は共通である、請求項４０に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４４】
コンピュータデバイスが、各直線アレイについてのインピーダンスおよび電圧位相角の計算値から平均値を計算する、請求項４０に記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４５】
Ｎ＝２であり、ここで２つの直線アレイが本質的に互いに直交するよう配置された、請求項４０〜４４のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４６】
信号発生器が、各直線アレイの外側の２個の電極に順次に操作可能に接続されるよう、構成および配置され；そして、
検出デバイスが、各直線アレイの内側の２個の電極に順次に操作可能に接続されるよう、構成および配置される；
請求項４２〜４５のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項４７】
組織のバイオインピーダンスを測定するためのバイオインピーダンス測定デバイスであって、
プローブ；
該プローブ表面から規定の距離外向きに伸びている３個の電極、
を含み、そして、
ここで前記３個の電極は、
内部円形電極；
該内部電極の周囲に配置された第１環状電極；および
該第１環状電極の周囲に配置された第２環状電極；
をこの順序で含むように構成および配置された、
前記デバイス。
【請求項４８】
内部電極および第１環状電極がそれぞれ、電流が該内部電極を介して印加された場合に該印加された電流は組織の所望の深さに到達し、そして電流が第１環状電極を介して同時に印加された場合に該印加された電流は組織表面近くを流れるよう、構成および配置された、請求項４７に記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項４９】
プローブが先端部材およびシャフトを含み、該先端部材は該シャフトに接続され；
３個の電極が、該先端部材の表面から間隔をあけており；
該シャフトは長さセットを有しており、これによってユーザーが哺乳類の身体の開口部の外側から前記プローブを操作できて、電極を組織と接触するように位置させることができる；
請求項４８に記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５０】
内部円形電極、第１環状電極および第２環状電極が、各電極が表面から規定の距離伸びているよう構成および配置されており、それによって前記電極に対向する組織の解剖学的配置を本質的に反映する、請求項４７〜４９のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５１】
組織のバイオインピーダンスを測定するためのバイオインピーダンス測定デバイスであって、
プローブ；
直線電極アレイを形成するように配置されている４個の電極であって、各々が該プローブ表面から規定の距離外向きに伸びている前記電極；
を含み、そして、
ここで１対の前記電極は組織に電流を印加するためにあり、そして他の対の電極は組織のインピーダンスに関連する電圧降下を測定するためにある、
前記デバイス。
【請求項５２】
直線アレイの外側の２個の電極が、組織に電流を印加するためにある１対の電極であり、直線アレイの内側の２個の電極が、組織のインピーダンスに関連する電圧降下を測定するためにある他の対の電極である、請求項５１に記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５３】
Ｎ個の直線電極アレイをさらに含み、ここでＮは２以上であり、ここで各直線アレイは４個の電極を含み、そしてここで該Ｎ個の直線アレイは、隣接するアレイに対して角度を有して配置される、
請求項５１または５２に記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５４】
Ｎ個の直線アレイの各々が中点を有し、Ｎ個の直線アレイの各々の中点は共通である、請求項５３に記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５５】
Ｎ＝２であり、ここで２個の直線アレイが本質的に互いに直交するよう配置された、請求項５１〜５４のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５６】
プローブが先端部材およびシャフトを含み、該先端部材は該シャフトに接続され；
各アレイの４個の電極が、該先端部材の表面から間隔をあけており；
該シャフトは長さセットを有しており、これによってユーザーが哺乳類の身体の開口部の外側からプローブを操作できて、電極を組織と接触するように位置させることができる；
請求項５１〜５５のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５７】
各直線アレイの４個の電極が、少なくとも各電極が表面から規定の距離伸びているように構成および配置されており、それによって電極に対向する組織の解剖学的配置を本質的に反映する、請求項５１〜５６のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５８】
各直線アレイの４個の電極が、各直線アレイの４個の電極の少なくとも外側の２個の電極が、内側電極および外側電極の各々が表面から規定の距離伸びているように構成および配置され、それによって電極に対向する組織の解剖学的配置を本質的に反映するよう、構成および配置されている、請求項５１〜５６のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項５９】
各直線アレイの内側の２個の電極が表面から外向きに伸びている規定の距離が、各直線アレイの外側の２個の電極についての規定の距離より長い、請求項５８に記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項６０】
組織が子宮頚部の組織である、請求項４７〜５９のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定デバイス。
【請求項６１】
組織が子宮頚部の組織である、請求項３３〜４６のいずれかに記載のバイオインピーダンス測定装置。
【請求項６２】
陣痛の開始を検知するシステムであって、
バイオインピーダンス測定装置；
該バイオインピーダンス測定装置に操作可能に接続されたコンピュータ処理システム；
を含み、そして、
ここで該バイオインピーダンス測定装置は、
身体開口部に挿入するように構成および配置された測定プローブであって、電極の端部が前記プローブの上面から間隔をあけるように配置された複数の前記電極を含む、前記プローブ、
印加電圧および電流を発生するよう構成および配置された信号発生器、
組織インピーダンスに関連する電気的特性を検出および測定するための検出デバイス、
ここで、前記信号発生器は、特定の前記複数電極に操作可能に接続されて、これら特定の電極が組織と接触すると、印加された電流が組織の領域を通って流れ、組織のインピーダンスに応答して分散され、
ここで、前記検出デバイスは、特定の前記複数電極に操作可能に接続されて、電圧および電流が組織の領域に印加されている間、組織のインピーダンスに関連する電圧降下を検出および測定する、および、
前記電圧降下の測定値を用いてインピーダンスおよび電圧位相角を計算するよう構成および配置された、コンピュータデバイス、
を含む、前記システム。
【請求項６３】
コンピュータデバイスが、計算されたインピーダンスおよび電圧位相角をコンピュータシステムへ出力するよう構成および配置され、そして、
ここで前記コンピュータ処理システムが、
患者について行われた各測定における計算されたインピーダンスおよび位相角を時系列で格納するためのデータベース、および
前記処理システム上で実行するためのアプリケーションプログラムであって、ユーザーが、時系列で格納された計算されたインピーダンスおよび位相角の少なくとも１つを評価できるような指示書および基準を含む、前記プログラム、
を含む、請求項６２に記載のシステム。
【請求項６４】
コンピュータデバイスが、計算されたインピーダンスおよび電圧位相角をコンピュータシステムへ出力するよう構成および配置され、そして、
ここで前記コンピュータ処理システムが、
ある妊娠期間についてのインピーダンスおよび位相角に相関する臨床／診断情報を含む、組織学的情報を格納するためのデータベース、および、
前記処理システム上で実行するためのアプリケーションプログラムであって、計算されたインピーダンスおよび位相角を格納された組織学的情報と比較し、計算されたインピーダンスおよび位相角並びに妊娠期間に関連する臨床／診断情報を出力するための、指示書および基準を含む、前記プログラム、
を含む、請求項６２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、２００３年５月２日出願の米国仮出願第60/467,456号および２００３年８月２２日出願の米国仮出願第60/497,300号の利益を主張し、これらの教示の全ては参照として本明細書に組み込まれる。
【０００２】
技術分野
本発明は、バイオインピーダンス、より具体的にはヒト子宮頚部組織のバイオインピーダンス測定のためのデバイス、システムおよび方法に関し、そして本発明はまた、かかる測定方法を、組織および／または器官の、より具体的にはヒト子宮頚部およびヒト子宮頚部組織の診断、検査および処置のために具体化する方法に関する。
【０００３】
背景技術
早期陣痛または早産は、毎年何十億ドルもの医療費が費やされる重要な問題である。新生児は妊娠３７週未満で生まれた場合に早産と考えられる。米国における毎年の推定妊娠数６，２５０，０００件のうち、約１１％は早産である。Obstetrics - Normal and Problem Pregnancies, 4th ed., Copyright 2002 Churchill Livingstone, Inc. P.755-763; http://www.wvdhr.org/bph/hp2010/objective/16.htm、２００３年５月１４日。生殖技術の使用、３５歳を上回る年齢の女性の妊娠数の増加、および多胎妊娠の発生の増加は、潜在的にこの数字の将来の増加を導き得る。さらに、早産の約８０％は自然に生じるもので、一方その残りは、胎児または母親に認められる合併症への反応として誘発される。Mattison, D.R. et al., Pre-term Delivery: a public health perspective, Paediatric and Perinatal Epidemiology 2001, 15 (Supple. 2), 7-16。
【０００４】
早期に生まれた新生児は、正常期間で生まれた新生児より生理的にかなり発達が遅れている。その結果、図１Ａ、１Ｂに示すように、非常に高い新生児急性罹患率および死亡率が、かかる新生児、特に非常に早期（例えば２３〜２７週）に生まれた新生児と関連する。これらの早産児はまた、満期出産児より高いリスクの長期健康問題に直面する。このような健康問題には、呼吸器系の発育不良、神経系への合併症、栄養摂取の問題、精神遅滞、および脳室内（脳）出血などが含まれる。Confronting Pre-term Delivery in the 21st Century: From Molecular Intervention to Community Action http:/www.medscape.com/viewaarticle/408935。重篤な出生前合併症または死亡の約６０％が、早期の分娩のために起こる。さらに早産はまた、膜の早期破裂（ＰＲＯＭ）による感染および産後抑うつ症を含む、妊婦の幾つかの合併症に関連する。妊婦のリスクの最も重要な源は、帝王切開による分娩の高い割合と関連する。未熟分娩（早産）は必要とされる外科手術のレベルを困難化し、出血、血栓塞栓症および感染の可能性を高める。
【０００５】
早産は医療リスクを高めるだけでなく、医療コストも増加させ、ここで主な医療コストは一般に分娩後にかかる。これらの早産児は通常、満期出産児よりも、非常に長い入院期間（例えば、早産児の平均入院期間は２１．７日）およびより高額の処置が必要となる。かかる処置には、インキュベーション、呼吸補助、および透析が含まれる。早産児のケアのためのコストは年に６０億ドルを超え、このコストの約７５％は、人生の１年目に、ほとんどが最初の入院において消費されることが報告されている。かかる支出の定量化はまた、生存新生児当たりの平均コストと在胎期間の間の逆相関を示している。例としては、正常な妊娠は平均６，４００ドルの費用がかかるが、早産児に関連する医療費は２万ドル〜１００万ドルにも上り、妊娠２６〜２８週で生まれた新生児１人当たりの平均費用は約４９，０００ドルである。
【０００６】
早産を引き起こし得る多数の条件が存在する。これらには、遺伝的素因、妊婦または胎児のストレスまたは感染、羊膜の早期破裂、異常なホルモン信号、および異常な子宮の特性などが含まれる。原因に関わらず、妊娠中の子宮頚部の軟化、拡張および展退並びに陣痛は、子宮収縮のみの結果として起こるのではなく、子宮頚部の構造の能動的なリモデリングの結果でもある。早期陣痛はしばしば、子宮頚部のリモデリングの引き金となる正常な信号の不適切なタイミングの結果起こり、子宮頚部組織の早期の軟化は、自然流産、早期分娩を引き起こし、そして時には正常な経膣分娩を損なう可能性がある。
【０００７】
リモデリングのためのホルモン信号が到達する妊娠中の時期に関わらず、それらの信号は子宮頚部における同様の変化の引き金になると考えられている。陣痛への移行の際、ヒト妊娠子宮頚部の組織は大きなリモデリングを受けて、その主要なコラーゲン基質がグリコサミノグリカンによって置き換えられる。この「成熟」の結果子宮頚部が軟化し、これによって、胎児が子宮から出ることを可能にするために最終的に必要とされる薄化および拡張に備える。
【０００８】
もしも十分早期に検知されたならば、許容し得る在胎期間までおよび胎児が発達するまで陣痛を遅延させるのに非常に効果的な、幾つかの処置が存在する。これらの処置は、床上安静のように簡単なものから、陣痛を遅延させるか、その進行を阻むために投与可能な薬剤まで、多岐に渡っている。かかる薬剤は、限定はされないが、βアドレナリン作動性受容体作動薬、硫酸マグネシウム、カルシウムチャネル遮断薬、シクロオキシゲナーゼ阻害薬、サルブマトール、リドカインおよび酸化窒素／酸化窒素供与体を含む。コルチコステロイドもまた、未成熟な胎児に対する具体的な処置として、器官の成熟を増強するため、また肺の発達を早めることによって胎児の肺機能を改善するため、また酸素交換に必要な呼吸酵素として、頻繁に用いられる。これらはまた脳室内出血および消化管の障害のリスクを減少させることができる。これらの処置は、早期陣痛の開始を妊娠期間の初期においてとらえることができれば、より効果的で安全となり得る。
【０００９】
早期陣痛の早期の正確な診断は主要な問題であるが、これは、早期陣痛であると診断された患者の約５０％までが実際には早期陣痛がなく、しかし、陣痛ではないと診断された症状のある患者の２０％までもが、早期に分娩するからである。かかる誤診は問題であり、なぜならば、本明細書に示すように、妊娠期間の早期における介入は、早期分娩を効果的に予防するのにより有利だからである。現在医師は、患者の履歴、生化学的検査結果、および子宮頚部の検査などの幾つかのパラメータの重要性を、早期陣痛の開始を予測するために重視する。例えば、一定の産科学的状態に関する重要な患者の履歴、例えば子宮頚部不全症、羊水の感染、以前の流産または以前の早期分娩などは、指標または続く妊娠において早期陣痛のリスクを増加させることが示されている。
【００１０】
陣痛を予測する最も信頼できる方法は、産科医が子宮頚部を指で触診して（彼／彼女の指を用いて）、その軟らかさを調べることである。かかる検査は、子宮頚部の潤軟度（consistency）、位置、拡張および展退における進行性の変化の有無について、１〜２時間の間隔で、産科医が確信できるまで行われる。この方法は産科医の経験に依存するのみでなく、本質的に定性的であり、従って変化が感じられるためには、子宮頚部潤軟度に大きな変化が生じることが必要である。産科医はまた、超音波技術を用いて胎児の位置および子宮頚部の長さを測定できるが、このデータのみでは、分娩が起こるかどうかを予測するには不十分である。
【００１１】
現在、許容し得る程度の感度および特異性を有する診断方法が欠如しているため、研究者らに対して、早期陣痛を早期に予測する他の方法の探索が促された。これらの方法の多くは、生化学的方法に対して、妊婦の子宮頚部に生じることが発見された物理的変化を定性的に測定することに基づく。経腹壁的筋電図法（ＥＭＧ）および経膣超音波（ＴＶＳ）を含む、より進んだ診断方法も存在し、診断の正確さを僅かに増加させることが示された。子宮頚部長さおよび筋収縮の強さは、ＴＶＳおよび経腹壁的ＥＭＧによっていかにして物理的変化を計測するかの例である。ＴＶＳは、超音波共鳴を用いて子宮頚部長さを測定し、これは子宮頚部不全（cervical incompetence）を反映することができる。残念ながらこの方法は、判定に用いるための標準的な子宮頚部測定値の欠如に関連する不確かさおよび、膀胱の充満のために子宮頚部長さが変化することを含む、多数の欠点を有している。早期陣痛を検知するために用いられる他の技術は、子宮収縮により生成される電圧を測定することを本質的に含む、経腹壁的ＥＭＧである。この技法の使用に関連する主要な欠点は、出産に特異的な子宮収縮は、実際の分娩時に比較的近い時点で起こる傾向があることである（例えば、約４日前）。これは実際問題として、母親に大きな効果を及ぼす予防処置に対してはあまりにも短すぎる。
【００１２】
上記に関わらず、認識すべきであるのは、新生児のケアに関するおよそ２０年間の改善にもかかわらず、この２０年間早産の割合は減少せず、基本的に年間約１１％のままで留まっていることである。これについては多くの理由があるが、本明細書に引用された重要な問題点は、早期陣痛の開始が臨床的に認められた時には、このプロセスを引き止めるためにできることは殆どないということである。従って、従来技法によって臨床的に明らかとなる前に、早期陣痛の開始を検知できることが望ましい。これにより、現在可能な時期より早期の妊娠期間において医学的介入を行うことが可能となり、かかる医学的介入が早期分娩を遅延または予防するのに成功する可能性を、現在の技法を用いて可能なことに比べてより高めることができる。
【００１３】
最近、多くの研究の焦点が、生化学的マーカーを早期陣痛の指標として用いることに向けられている。母親の血清または膣液／分泌物中の胎児性フィブロネクチン、胎盤のタンパク質、プロラクチンおよびエストリオールなどの化合物の一定の濃度は、早期分娩のリスクを示唆する。これらの方法はまだ実験段階にすぎず、特定の患者が実際に早期に分娩するかどうかを、任意の確実性をもって示唆することはできない。
【００１４】
早期陣痛の早期検知に加えて、子宮頚部のリモデリングの度合いを評価することも望まれており、これは一般に、子宮頚部が陣痛に対して準備できているかまたは成熟しているかを決定するのに用いることができる。この決定は、合併症を伴う妊娠において、必要性が生じた場合に陣痛を誘発する方法を選択するための重要な意味を有する。さらに、コストの抑制の必要な現在において、陣痛の開始を正確に予測できるメカニズムを有することは、正常期間の妊娠に対しても有利である。これにより出産予定数がより正確に予測できるため、病院の陣痛および分娩ユニットのよりよい計画およびスタッフ配置が可能となる。
【００１５】
非産科的適用としては、組織、より具体的には子宮頚部組織の電気インピーダンススペクトルは、子宮頚部前癌状態の検知のためのスクリーニング技術として、より具体的には正常組織と前癌組織を正確に分離できるスクリーニング技術として、用いることが示唆された。Brown et al., Relation between tissue structure and imposed electrical current flow in certain neoplasia, Lancet 2000, 335:892-895。記載された技術においては、４個のフラッシュ搭載金電極を有するペンシルプローブ（すなわち、フラッシュはプローブのフェイスに搭載）が、子宮頚部上の８点からの電気インピーダンススペクトルを測定するのに用いられた。しかし、報告の方法および装置は概念の有効性を決定するために開発されたものであり、従って一般に実験目的であった。
【００１６】
妊娠子宮頚部および、妊娠していない子宮頚部の、電気インピーダンス測定を用いた比較研究も報告された。O’Connel, MP; et al; An in vivo comparative study of the pregnant and non-pregnant cervix using bioelectrical impedance measurements, British Journal of Obstetrics and Gynecology, Aug. 2000, Vol. 107, P.1040-1041。この文献は、電気インピーダンス技法を、陣痛に先立つ子宮頚部の水和反応（hydration）における変化を特徴付けるのに用いることができると主張している。この文献はまた、満期および早期での陣痛開始の予測において臨床的価値を有し得ることも主張している。
【００１７】
記載された技術において、４個のフラッシュ搭載金電極を有するペンシルプローブ（すなわち、フラッシュはプローブのフェイスに搭載）が、子宮頚部の電気インピーダンススペクトルを測定するのに用いられた。この研究によれば、他の介入に先立つ陣痛の誘発時の分娩室の妊婦の子宮頚部の組織と、妊娠していない女性の子宮頚部の組織との間に抵抗値の差が観察された。しかし、報告された方法および装置は、妊娠後期の女性と妊娠していない女性の子宮頚部組織で測定された電気インピーダンスの間に顕著な違いがあるという、一般的な概念の有効性を決定するために開発された。記載され主張された他の臨床的使用に関しては、文献ではただ、電気インピーダンスはかかる使用に利用可能であるかもしれないと、主張または示唆するのみであり、バイオインピーダンス測定技法を、他の示唆または記述された臨床的使用に用いることの実証または開示は、含まれていない。
【００１８】
従って、臨床医または産科医が直接、患者の子宮頚部組織の電気インピーダンスを測定することができ、それによって臨床医が、産科的または非産科的診断／検査のために子宮頚部組織を評価できる、非侵襲的なデバイス、装置、システムおよび方法を提供することが望まれる。従来技術のデバイスおよび／または技法に比べて、臨床医による、妊娠早期の早期陣痛の開始の決定を可能にする、かかるデバイス、装置、システムおよび方法を提供することは特に望ましい。また、測定値を評価することにより、さらなる臨床情報（例えば、正常状態から逸脱したことの示唆）がシステムによって提供され、それによって、与えられた患者の検査または診断を行う臨床医／診断医を支援するような、かかるデバイスおよび装置を取り入れたシステムを提供することも望ましい。かかるデバイス、装置およびシステムは、構造が単純で、臨床医、診断医、または産科医が容易に用いることができるのが好ましい。かかるデバイス、装置および方法はまた、未熟児の新生児死亡率のリスクを低下させる有益な効果を有し、早産児に必要とされる医療処置のリスクおよび／または量を低減し、妊婦のリスクも低下させる。かかるデバイス、装置および方法はまた、特に、従来の産科的技法を子宮頚部組織の評価に用いる場合に起こることと比較して誤診を低減し、および／または早期分娩開始のリスクを低下させるという有益な効果を有するのが好ましい。かかるデバイス、装置、システムおよび方法はまた、非産科的目的で子宮頚部組織を評価するために既存の技法および方法と組み合わせて用いるのに容易に適合可能であるのが好ましく、これによって、子宮頚部組織の評価に侵襲的技法を用いる必要性を低減させる（例えば、子宮頚部生検を減らす）。
【００１９】
発明の概要
本発明は、子宮頚部、より具体的には哺乳類の子宮頚部組織の、バイオインピーダンスを測定するデバイスおよび装置を特徴とする。さらに特徴とするのはそれらに関連する方法、より具体的には臨床または診断目的で子宮頚部組織を検査するための方法であって、前記目的とは例えば、ルーチンの婦人科診査において妊娠中の患者の陣痛の早期開始を決定するため、または妊娠中および妊娠していない女性の両方における癌病変などの異常の存在について、かかる組織を評価するためなどである。さらに特徴とするのは、初期または早期の陣痛または分娩の開始を処置するための方法であり、これらの方法は、本発明のかかるデバイス、装置および方法を取り入れたものである。さらに特徴とするのは、本発明のかかるデバイス、装置および／または方法を取り入れたシステムである。かかるシステムは、妊娠中および妊娠していない患者の診断および／または検査において、診断医または臨床医をさらに支援する診断および／または臨床情報を提供するよう、構成および配置されるのが好ましい。かかる診断および／または臨床情報は、本発明のかかるデバイスおよび装置を用いて得たバイオインピーダンス測定値に基づき生成され、より具体的な態様においては、試験する子宮頚部組織の多数の可能な状態のうちの任意の１つを表す構築されたデータセットと測定値を比較することに基づき、生成される。かかるデバイス、装置、システムおよび方法、並びにそれらの態様および側面は、本明細書で考察および記述される。
【００２０】
その最も広い側面において、本発明のバイオインピーダンス測定装置は、バイオインピーダンス測定デバイスおよび、該バイオインピーダンス測定デバイスに操作可能に接続された信号発生／検出デバイスを含む。バイオインピーダンス測定デバイスは先端部材を含み、該先端部材は複数の電極を含むよう構成および配置されており、該電極それぞれの少なくとも端部は、子宮頚部組織と接触できるように露出されることにより、子宮頚部組織と電気的に接触して位置させられるようになっている。バイオインピーダンス測定デバイスはさらにシャフト部材を含み、該シャフト部材の端部に、先端部材が操作可能に固定される。シャフト部材は、ユーザーが先端部材を哺乳類の身体の自然または人工的な開口部内（例えば膣）に挿入できるよう、構成および配置され、これによってユーザーは試験すべき組織の近傍に先端部材を局在させ、シャフト部材を手で、または機械的に操作することにより、電極をかかる組織に接触させることができる。
【００２１】
具体的な態様において、先端部材は多数のかかる電極を含み、該電極は、各電極の一部分が先端部材の表面から規定の距離外向きに伸びているよう配置される。さらに具体的な態様において、先端部材は３個もしくは４個以上の電極、４個もしくは５個以上の電極、８個もしくは９個以上の電極、またはＮ×４個の電極であってＮは整数であるもの、を含む。さらに具体的な態様において、電極は複数の放射状に配置された電極を形成するように配置されて、１つまたは２つ以上の直線電極アレイを形成して、各直線アレイが、先端部材表面の幅方向または放射状に横切って伸びるようにするか、または、チップ表面に電極の１つの非直線アレイ（例えば、四面体、直線で囲まれた形（rectilinear）、または円形）を形成するようにする。
【００２２】
１つの特別な実施態様において、先端部材は４個または５個以上の電極を含み、より具体的には４個の電極を、互いに間隔をあけ、先端部材表面の幅方向または放射状に伸びる直線状の電極を形成するよう配置されて含む。さらなる態様においては、Ｎ個の直線電極アレイが先端部材表面に配置され存在して、ここでＮは２以上の整数である。Ｎ個の直線アレイは、１つのアレイが他のアレイとある角度を有するように配置され、より具体的には、各直線アレイの中点が共通となるように位置付けられ配置される（例えば、各直線アレイが回転の共通点に関して放射形状を形成する）。より具体的な態様において、先端部材は２つの直線アレイを含み、該２つの直線アレイは先端部材表面に配置されて、第２のアレイが第１のアレイに対して直角となり、複数の交差直線電極を本質的に形成する。
【００２３】
さらなる態様において、各直線アレイの電極は、四極性の電極配置を形成するように電気的に配置されて、４個の電極のうちの２個の電極が、組織と接触すると電気回路を形成することにより、信号発生／検出デバイスからの信号または電流が組織を通って流れるようにし、他の２個の電極が、かかる信号または電流が組織を流れているときに、電圧または他の電気的特性を検出できるようになっている。
【００２４】
さらに他のより具体的な態様において、４個または５個以上の電極の各々の規定の距離は、対面する子宮頚部組織の提示する解剖学的構造を一般に反映するように電極が上面から伸びているように構成されるよう、制御される。より特別な態様において、直線アレイ内の最も内側の２個の電極は、直線アレイの外側の２個の電極のどちらよりもさらに先端表面から伸びているように、構成および配置される。より具体的な態様において、内側の２個の電極の規定の距離は、内側の２個の電極が組織に適用する力が外側の２個の電極が組織に適用する力と実質的に異ならないように、設定される。
【００２５】
他の特定の実施態様において、先端部材は４個または５個以上の電極、より具体的には４個の電極を含み、該電極は、先端部材表面上に四面体または直線で囲まれた形を本質的に形成するよう、配置される。さらなる態様において、電極は正方形を形成して、電極が正方形の四極性の電極配置を形成するよう電気的に配置され、これにより任意の時刻において、４個の電極のうちの２個が、組織と接触すると電気回路を形成して、信号発生／検出デバイスからの信号または電流が組織を流れるようにされ、他の２個の電極は電気的に信号発生／検出デバイスに接続されて、該他の２個の電極はかかる信号または電流が組織を流れているときに、電圧または他の電気的特性を検出できるようにされる。
【００２６】
さらに他の特定の実施態様において、先端部材は３個または４個以上の電極、より具体的には３個の電極を含み、それらは本質的に円形電極アレイを形成するように配置される。より具体的な態様において、円形電極アレイは、１個の中心に位置する円形電極および、複数の環状電極を、より具体的には中心に位置する電極の周囲を囲む２個の環状電極を含む。
【００２７】
さらなる態様において、円形電極アレイの電極は、二極性の電極配置を形成するように電気的に配置され、３個の電極のうちの２個が、組織と接触すると電気回路を形成して、信号発生／検出デバイスからの信号または電流が組織を流れるようにされ、３個の電極のうちの２個はかかる信号または電流が組織を流れているときに、電圧または他の電気的特性を検出できるようにされる。より具体的な態様において、中心に位置する円形電極と第２の外側環状電極の間に配置された第１の内側環状電極は、信号または電流が一般に組織の表面近傍を流れるように構成および配置される。中心に位置する円形電極はまた、信号または電流が一般に、組織表面の実質的下部に伸びる領域内を流れるように、さらに構成および配置される。
本発明の他の側面および態様は以下に記述される。
本発明の性質および所望の目的を十分に理解するために、複数の図面を通して類似の参照記号が対応する部分を示している添付の図面と併せて、以下の詳細な説明を参照する。
【００２８】
好ましい態様の記述
ここで、同じ参照記号が同じ部分を表している種々の図面を参照すると、図２Ａには、本発明による、バイオインピーダンス測定デバイスまたはバイオインピーダンス測定プローブ１２０並びに信号発生・検出デバイス１５０を含む、バイオインピーダンス測定装置１００を示すブロック図が示される。信号発生・検出デバイス１５０は、信号発生器１６０および検出デバイス１７０を含み、その各々は信号発生および検出機能を実行するための回路を構成する。信号発生・検出デバイス１５０は、バイオインピーダンス測定プローブ１２０に操作可能にまた電気的に接続され、このプローブは、電極１２２を介して子宮頚部組織２へ電気的に接続される（図３Ａ）。この方法により、またより具体的に図３Ａに示されるように、バイオインピーダンス測定プローブ１２０が組織３と電気的に接触すると、信号発生・検出デバイス１５０と子宮頚部組織の間に電気回路または経路が確立されて有効となる。当分野に知られているように、かかる経路が確立されると、信号発生・検出デバイス１５０により、より具体的にはこれらの信号発生器１６０により生成される信号（すなわち、電流／電圧）が、子宮頚部組織３を通って流れることができる。
【００２９】
図２Ｂ、図３Ａに示されるように、信号発生器１６０は、関数発生器１６２、降圧器（step down transformer）１６４および外部負荷源１６６を含むことができる。出力される電流の強さおよび周波数を制御することにより、試料を流れる出力電流が細胞膜を透過して、子宮頚部組織の抵抗の測定値を効果的に提供でき、周波数を制御することにより、電流が組織を流れるにつれて分散され、インピーダンスが測定可能となる（すなわち、電流の十分な分散を許容することなく組織をまっすぐには流れられないような周波数とする）。具体的な態様において、信号発生器１６０は、組織を流れる電流が０．５ｍＡを超えないように制限されるよう、そして印加される電圧が３Ｖ未満となるように、構成および配置される。さらなる実施態様において、信号発生器１６０は、０．１ｍＡおよび５０ｋＨｚの正弦波電流が生成されて子宮頚部組織３を流れ、組織に印加される電圧が約１．５Ｖであるように、構成および配置される。
【００３０】
図３Ａにさらに詳細に示されるように、関数発生器１６２は、単一のＸＲ２２０６波形発生器ＩＣ周辺に形成される回路である。該回路は、１Ｈｚ〜１ＭＨｚの正弦波、方形波または三角波を４つの切換レンジで生成する。高および低レベル出力の両方があり、レベルコントロールで調節可能である。このＸＲ２２０６ＩＣは、内部方形波発振器を含み、この周波数はタイミングキャパシタおよび電位差計によって制御される。方形波は微分されて（differentiate）三角波を生成し、次いで正弦波を生成するよう成形される。さらに含まれるのは、正弦波の純度を調節するために設定される２つのプリセット抵抗器である。波形スイッチは、単極３方向回転スイッチであり、ワイパー・アームが波形を選択し、全波形の振幅を制御する電位差計に接続される。
【００３１】
高出力において、方形波に対する最大振幅はピーク間約３Ｖ、三角波および正弦波に対する最大振幅もまた約３Ｖである。好ましい態様において、関数発生器は９ＶのＤＣ電源により電力供給される。かかる関数発生器は、出力範囲内では歪（distortion）が１％未満であることが、試験によって示された。９ＶのバッテリーまたはＤＣ電源を選択したのは、患者の安全を保証するためにガルバニック分離（galvanic separation）を維持する必要がないためであるが、関数発生器が当業者に知られている多数の電源の任意のものを用いて電力供給されること、またかかる電源が、それが必要な電源に適当なガルバニック分離を提供することも、本発明の範囲に含まれる。
【００３２】
信号発生器１６０は、母親および胎児の安全をさらに保証するため、子宮頚部組織３に印加される電圧をさらに降下させるために、降圧器１６４を含む。図３Ａにさらに詳しく示すように、典型的な実施態様において、降圧器は、関数発生器１６２の出力に操作可能に結合されたＭＥＴ３９（３：１）エンキャプシュレートトランスである。さらに具体的な態様において、ＭＥＴ３９（３：１）エンキャプシュレートトランスは、関数発生器１６２から入力された電圧が１．５Ｖの場合、出力電圧すなわち子宮頚部組織３に印加される電圧を、０．５Ｖにする。
【００３３】
降圧器を設けることに加えて、信号発生器は、限流抵抗器などの外部負荷源１６６を含み、それによって生成され子宮頚部組織３を通ることができる最大電流を制限し、患者および測定装置１００を操作する作業者の安全を高める。子宮頚部２のバイオインピーダンスが数百オームを超えないことが予想される場合、より小さい電流の使用が適当である。実施態様において、外部負荷源１６６は約３．３ｋΩの外部負荷であり、従って信号発生器１６０の出力は印加電圧の０．５Ｖであり、それによって５０ｋＨｚで最大電流０．１４ｍＡが生成される。図３Ａにさらに詳細に示すように、信号発生器１６０の出力電流はプローブ１２０を通って子宮頚部組織３を透過する。得られた電圧降下は検出デバイス１７０で測定する。
【００３４】
周波数、電流および電圧の一定条件下において、哺乳類の組織は、任意の電気回路素子（例えば抵抗器）と同様のインピーダンスまたは抵抗などの電気的特性を示すことができる。従って、バイオインピーダンス測定プローブ１２０は、子宮頚部２の組織３に電気的に結合されることにより、信号発生・検出デバイス１５０の検出デバイス１７０において検出される電気的パラメータ（例えば電圧）に電気的に結合される。検出デバイス１７０を含む回路は、組織が示す１つまたは２つ以上の電気的特性を、検出した情報に基づいて決定または計算する。さらに具体的な態様において、検出デバイスはまた、観察または測定された１つまたは２つ以上の電気的特性の出力（例えば視覚的表示）を提供することができる。例えば、検出デバイス１７０は、例えば組織の抵抗またはインピーダンスおよび位相角などを検出するのに用いることのできる、当業者に知られた多数のマルチメーター型のデバイスの任意のものであってよい。
【００３５】
１つの実施態様において、検出デバイスはExtech MM560 True-RMS Multimeterであり、これは、良好な解像度を示し、１μＶ、０．０００１Ｈｚ、０．０１μＡおよび０．１°までの測定を可能とする、True-RMSマルチメーターである。Extechモデルはまた、非常に携行性に優れ（４００ｇ未満）、従って信号発生・検出デバイス１５０に組み込むことができる。これはまたバッテリーで駆動されるため、デバイスへの電力供給に外部電源は必要としない。さらに、Extechはコンピュータとのインターフェイスを可能とするソフトウェアパッケージを搭載しており、データ保存および解析が容易である。
【００３６】
他の実施態様において、また図３Ａに示すように、バイオインピーダンス測定プローブ１２０の電極１２２のうちの２個は、子宮頚部組織３内に得られた電圧を測定し、得られた電圧は、差動増幅器１７２ｂで増幅され、差動増幅器はまた信号源からのノイズを減少させて、増幅された信号は信号変換回路１７４ａに入力される。また、降圧器１６４からの信号出力は差動増幅器１７２ａで適切に処理され増幅されて、信号変換回路１７４ｂに入力される。
【００３７】
図３Ｂも参照すると、信号変換回路１７４ａ、ｂは、それぞれの信号変換回路へ入力された正弦波電圧信号を、例えば一連のｈｅｘインバータによって方形波信号へと変換するよう、構成および配置される。正弦波を子宮頚部組織３内に導入するのは、方形波の特性が奇数次高調波を有するために、組織３への信号生成のプロセスが複雑になるためである。電圧信号は方形波へ変換されるが、これは、ゼロ交差点が比較的顕著に検知されるからである。
【００３８】
それぞれの信号変換回路１７４ａ、ｂから出力される２つの方形信号は、プログラム可能インタラプト・コントローラ（PIC 16F877）マイクロプロセッサ・チップ１７８に操作可能に結合された、一連の論理回路から構成される代数式加算器１７６において、代数的に処理される。ＰＩＣ１７８は、２つの信号間の位相差を測定する。位相測定は幾つかの部分を含む。入力ＡＣ電源は、基準抵抗器（Ａ波；純抵抗）および実際の子宮頚部組織（Ｂ波：抵抗＋キャパシタンス→Ｚ＝Ｒ＋ｊＸ）を流れる。基準抵抗器の値を、例えば、妊娠していない女性の子宮頚部組織の平均抵抗値となるよう選択する。Ｂ波は、子宮頚部組織３の容量効果のために負の位相シフトを有する。Ｂ波はまたノイズの問題も有するため、シュミットトリガおよびローパスフィルターを加えて、位相解析の前に信号をクリーンアップすることができる。
【００３９】
その結果、論理ＡＮＤゲートを用いて２つの波（Ａ波、Ｂ波）を代数的に差し引き、２つの方形波の間の差を決定して（Ｃ波）、これによって位相角についての情報を提供する。ＰＩＣのサンプリング率を用い、ＰＩＣのタイマーを用いてＣ波の幅を測定および計算し、これが位相角である。
【００４０】
強さおよび位相の測定値は、例えばＰＩＣチップ１７８によってプログラムされ更新されるＬＣＤ１９０を用いて表示する。ＰＩＣ１７８の更新速度は連続的とみなされるだけ十分に速いため、２ラインＬＣＤディスプレイは、リアルタイムのように、取り込んだインピーダンス測定値を連続して表示する。この方法により、ルックアップチャートを用いる産科医−婦人科医、臨床医または診断医は、インピーダンス測定値を比較して、分娩誘発リスクについての患者の読み取り値がどうであるかを決定することができる。好ましくは、更なる態様において、ＬＣＤディスプレイは、分娩誘発リスクに関する付加的情報を自動的に表示するよう、さらに制御される；すなわち、読み取った値が正常範囲を超えていることの示唆を提供するか、または測定値を表示する代わりに正常範囲外のメッセージを提供する。
バイオインピーダンス測定装置１００の使用は、図４Ａ、４Ｂを参照した以下の考察から最良に理解することができる。図４Ａに示されていない、バイオインピーダンス測定装置１００のさらなる詳細については、図２〜３も参照する。
【００４１】
使用の前に、バイオインピーダンス測定プローブ１２０を信号発生・検出デバイス１５０から切り離し、測定プローブを、当業者に知られた、測定プローブの構成に適合する多数の技法の任意のものを用いて滅菌する。１つの実施態様において、プローブは、標準のオートクレーブユニットにおいて、かかる使用のために確立されたプロトコルおよび方法に従って滅菌される。損傷の可能性を最小化するため、オートクレーブのフルサイクルモードではなく、フラッシュまたは迅速滅菌プロトコルを用いてもよい。以下に提供されるように、測定プローブを構成する材料は、典型的なオートクレーブ温度（例えば１６０°Ｆ）に適合するよう選択するのが好ましい。滅菌の後、測定プローブは、信号発生・検出デバイス１５０に再接続する前に冷却される。滅菌の他の方法は、プローブを各使用の後にエチレングリコール溶液に浸すことである。
【００４２】
代替的な態様において、測定プローブ１２０は製造業者によって滅菌され、キットまたはパッケージ内に滅菌された状態で提供される。かかる場合には、滅菌測定プローブ１２０を保護パッケージから取り外して、信号発生・検出デバイス１５０に接続する。
臨床医／診断医／医療従事者（すなわちユーザー）は、信号発生・検出デバイス１５０を起動することにより、プローブ電極１２２から所望の電流および電圧を組織へ出力できるように、また組織の所望の電気的パラメータ（例えば電圧）を検出し、１つまたは２つ以上の所望のパラメータ値を決定して出力できるようにする。臨床医／診断医は次に、測定プローブ１２０を哺乳類の身体に設けられている開口部内に挿入し、ここで、この実施態様においては該開口部は自然の身体の開口部（すなわち膣）である。測定プローブの挿入は、プローブの先端部材１２４が身体開口部内にあり、シャフト部材１２６の一部は外部に留まってユーザーによる取り扱い操作ができるようにする。自然の身体開口部の使用が考えられているが、測定プローブは例えば手術的介入などにより形成された開口部に挿入することも考えられる。
【００４３】
臨床医／診断医または医療従事者は測定プローブ１２０をさらに操作して、電極１２２が検査／評価されるべき組織の近くに位置するようにし、全部の電極がこれらの組織と接触するようさらに操作する。より具体的な態様において、測定プローブ１２０は、電極１２２が子宮頚部組織の近くでそれに接触するように操作される。測定プローブ１２０を挿入して、プローブ電極１２２を子宮頚部組織３に接触させた後、測定プロセスが開始され、測定されたパラメータがユーザーに表示される。
【００４４】
本明細書に記載されるように、さらなる態様において、バイオインピーダンス測定プローブ１２０はさらに、プローブ電極１２２への電圧および電流の印加を手動で制御するための機構を含むように、構成および配置される。この方法により、電流を組織に供給するプローブ電極１２２は、デバイスが操作される間エネルギーが供給されない。これによって、患者、胎児およびユーザーの安全のためのさらなる方法が提供される。従って、プローブを挿入してプローブ電極１２２を子宮頚部組織３と接触させた後、臨床医／診断医が制御機構（例えばスイッチ）を起動させると、測定プロセスが上記のように開始される。
【００４５】
１つまたは２つ以上のバイオインピーダンスパラメータおよび／または他の関連する診断情報を得るかまたは測定した後、ユーザーはプローブ電極を配置し直して、子宮頚部組織に対して異なる配置となるようにする。これは、ユーザーがプローブ電極１２２を子宮頚部組織から離し、電極が異なる配置（例えば、測定プローブを回転させる）となるよう測定プローブ１２０を操作することで実施される。測定プロセスの完了後、ユーザーは測定プローブを身体の開口部から引き出す。
【００４６】
得られたバイオインピーダンス情報から、臨床医／診断医は、子宮頚部組織の潤軟度、引張り強さ（tensile strength）および新生物の浸潤の可能性についての推測を引き出すことができる。かかる情報は、新規な方法によって重要な臨床管理の意思決定を支援および強化するが、これは、従来の技法を用いてこの情報が臨床的に顕著または検知可能になるよりも早い時点で、「組織レベル」の解析が非侵襲的な様式で利用可能となるからである。
【００４７】
本明細書に示されるように、早期分娩をもたらす可能性のある多くの状態が存在し、原因に関わらず、妊娠中の子宮頚部の軟化、拡張および展退並びに陣痛は、子宮収縮のみの結果として起こるのではなく、子宮頚部の構造の能動的なリモデリングの結果でもある。陣痛への移行の際、ヒト妊娠子宮頚部の組織は大きなリモデリングを受けて、その主要なコラーゲン基質がグリコサミノグリカンによって置き換えられる。このコラーゲン基質の減少は、図５に提供されるグラフからも見ることができる。
【００４８】
この「成熟」の結果子宮頚部が軟化し、これによって、胎児が子宮から出ることを可能にするために最終的に必要とされる薄化および拡張に備える。コラーゲンのグリコサミノグリカンに対する比率が減少するに従って、子宮頚部の物質はより疎水性となる。これが、組織の電気伝導性における変化として測定可能な性質または特性である。かかるバイオインピーダンスの変化は、指による触診によって臨床的に検知されるよりもはるか前に、組織レベルで検知可能である。
【００４９】
本発明の方法は、従来技法に比べて陣痛の開始をより早く検知することができるため、許容できる在胎期間と胎児の発達レベルに到達するまで陣痛を遅延させるのに非常に効果的な、幾つかの処置を考慮して実施することができる。そのため、検知が妊娠期間の初期において実施され把握されるので、これらの処置は妊婦に対しより有効で安全であることが期待される。また、羊膜破裂の前に検知できる可能性が高いために、一旦羊膜が破裂すると子宮および胎児の感染の医療リスクが増加するためその使用が安全ではない薬剤を、処置に用いることができる。
【００５０】
従って、さらなる態様において、臨床医／診断医はバイオインピーダンス測定結果に基づき、床上安静などの簡単なものから陣痛を延期するため、またはその進行を阻むために投与可能な薬剤までの多様な、適切な処置を決定できる。かかる薬剤は、限定はされないが、βアドレナリン作動性受容体作動薬、硫酸マグネシウム、カルシウムチャネル遮断薬、シクロオキシゲナーゼ阻害薬、サルブマトール、リドカインおよび酸化窒素／酸化窒素供与体を含む。コルチコステロイドもまた、未成熟な胎児に対する具体的な処置として、器官の成熟を増強するため、また肺の発達を早めることによって胎児の肺機能を改善するため、また酸素交換に必要な呼吸酵素として、頻繁に用いられる。これらはまた脳室内出血および消化管の障害のリスクを減少させることができる。
【００５１】
図６Ａ−６Ｄをここで参照すると、本発明によるバイオインピーダンス測定プローブ２２０の１つの態様が示される。測定プローブ２２０は、上端部材２２４、シャフト部材２２６、複数の、より特に４個または５個以上の、さらに具体的には４個の電極２２２、および相互接続ワイヤ２２８を含む。シャフト部材２２６は、その中を相互接続ワイヤ２２８が通る、軸方向に伸びるルーメンまたは直通開口部（through aperture）２２５を含む。シャフト部材２２６はまた、その端部２２７が上端部材の一部を直通開口部内に受けいれるように配置される。この方法で、上端部材２２４はシャフト部材２２６と機械的に接続されて、上端部材およびシャフト部材が一体構造を形成する。さらなる態様において、上端部材２２４はシャフト部材２２６と取り外し可能に接続され、力を加えることにより上端部材がシャフト部材から取り外されて、交換または他の作用に用いることができる。
【００５２】
上端部材２２４は、電極が上端部材中に配置されて上面２２３から伸びており、そして軸方向に伸びるように、構成および配置される。各電極はまた、各電極の端部が上端部材の上面２２３から規定の距離はなれて位置するのに十分な長さを有するよう、構成および配置される。電極２２２の各々はまた、四面体、直線で囲まれた形または円形のアレイを含む非直線電極アレイを形成または規定するよう配置される。より具体的な実施態様において、電極２２２は上端部材２２４内に、正方形の四極性電極アレイを形成する正方形アレイを形成するよう、配置される。
【００５３】
相互接続ワイヤ２２８は、各電極を正方形の四極性電極アレイと共に用いるために特に構成および配置された、信号発生・検出デバイス１５０に相互接続される。四極性電極アレイは、抵抗測定のVan der Pauw法と共に用いられる場合、バイオインピーダンス測定の平均された読み取り値を得ることを可能にする。この技法によれば、そして図１４も参照すると、抵抗値の読み取りは試料領域の４点で行われ、次にこれらの読み取り値の修正幾何平均を取ることにより、組織全体の抵抗値を計算する。この技法を本発明で用いるのは、試料である組織の面積が非常に小さい（〜２ｍｍ２）ためである。さらに、子宮頚部組織内でバイオインピーダンス値が変動するため、平均値はより高い一貫性を提供する。
【００５４】
Van der Pauw法は、任意の四角い試料または円形領域上に規定された４つの試料点に渡る一連の電位差を作ることを含む。この方法によれば、１組のプローブ電極２２２（すなわち、４個の電極のうちの任意の２個）は、信号発生器１６０に相互接続され、子宮頚部組織を通って流れる電流が供給される。プローブ電極の他の組（すなわち、４個の電極のうちの他の２個）は、検出デバイス１６７に結合されて、電位差を測定する。このセットアップを次に、プローブ電極２２２の可能な組み合わせ全てで展開させる。従って、プローブ電極２２２の２個は電位差測定のために検出デバイス１７０の先端に接続され、プローブ電極２２２の２個は、信号発生器１６０からの出力に接続される（電圧および電流が、それぞれトランスおよび外部負荷によって降下された後に）。この方法のための適切な式を用いることにより、平均読み取り値が得られる。
【００５５】
例示の実施態様において、電極２２２は上端部材２２４に固定される。代替的な態様において、電極２２２および上端部材２２４は当業者に知られた多数の技法の任意のものを用いて構成および配置され（例えば、バネ荷重電極、スライド電極）、それによって、電極が上端部材上面２２３に対して本質的に横向きに固定されるように、そして電極は、軸方向または長さ方向に動くことができ、上端部材上面２２３に対して内向きまたは外向きに動けるように維持される。
【００５６】
上端部材２２４およびシャフト部材２２６は、意図された使用に適当な断面形状およびサイズを有するのが好ましい。実施態様において、先端およびシャフト部材２２４、２２６が互いに固定されている場合、それらは一般に円筒状部材を形成して、ルーチンの産科学的または婦人科学的検査の際に膣に挿入することができ、また、ユーザーによって操作可能なデバイスを提供することができる。シャフト部材２２６の長さは、図３Ａに示すように、ユーザーがバイオインピーダンス測定プローブ２２０を身体開口部（例えば膣）の外側で操作できるように設定される。
【００５７】
先端およびシャフト部材２２４、２２６の各々は、意図された使用に適当であり、生体適合性のある材料で構成される。材料はまた、医療処置／身体開口部への挿入におけるその使用の前にバイオインピーダンス測定プローブ２２０を滅菌するのに用いられる、滅菌プロトコル（例えば加熱）に好適であるのが好ましい。シャフト部材２２６のための材料はまた、シャフト部材が操作される間および電極２２２が子宮頚部組織との接触を維持されている間にそれにかかる、予想される負荷および力に対して適切である。
【００５８】
電極は、意図された使用に適切なサイズであり、生体適合性があって意図された使用に適切な材料から構成される。かかる材料には、金、銀および銅並びにこれらの合金が含まれ、具体的な態様においては、電極は銀−銅合金から作製される。前記は例示であり、ステンレススチールなどの他の材料も、かかる他の材料の電気的および材料特性が意図された使用に満足できるものであれば用いることができる。
【００５９】
図７Ａ〜７Ｆを参照すると、上端部材３２４の態様の種々の図が示されており、該部材は、電極３２２が、それぞれの上端部材の上面３２３の幅にわたりまたは放射状に伸びる、１つまたは２つ以上の直線電極アレイを形成するように配置されるよう、構成および配置されている。１つまたは２つ以上の直線電極アレイの各々は、複数の電極３２２から、より特定的には４個または５個以上の電極から構成され、例示の実施態様においては４個の電極から構成されている。電極３２２はまた、場の分散問題と電極の不均一性を最小化するように、互いに間隔をあけて配置される。かかる直線電極はまた、無視可能な電極極性を有する設計を生み出す。図７Ａ〜７Ｆに示されている上端部材は、例えば図６に示されたシャフト部材２２６などのシャフト部材と共に用いられることが考慮される。そのため、シャフト部材の詳細については図６についての前記考察を参照のこと。
【００６０】
各直線電極アレイは直線四極性プローブアレイを含み、該直線四極性プローブアレイにおいては、２個の電極が信号発生器１６０に電気的に結合され、他の２個の電極は検出デバイス１７０に電気的に結合されている。例示の実施態様において、各直線アレイの外側の２個の電極は信号発生器１６０に電気的に結合され、本発明の他の態様によれば、内側の２個の電極は検出デバイス１７０に電気的に結合される。
【００６１】
図７Ａ〜７Ｃに示される態様において、電極３２２は上端部材の上面３２３から距離を有して、露出された電極端部、すなわち子宮頚部組織に接触する端部が、全ての電極について上面から同じ間隔をあけるように配置される（すなわち、全ての電極端部が同じ平面上にある）。ここで図７Ｄを参照すると、本発明の他の態様による先端部材３２４ａが示されている。この態様においては、電極の露出部の長さを制御して、露出された電極の端部が対向する接触すべき解剖学的な面を本質的に反映するようになっている。１つの実施態様において、２個の内側の電極の露出部の長さは、外側の２個の電極の露出部よりも、上面３２３からさらに伸びている。
【００６２】
ここで図７Ｅ、７Ｆを参照すると、上端部材３２４ｂ、ｃのさらなる実施態様の上面図が示されており、これらは複数の直線電極アレイで構成されている。図７Ｅに示された上端部材３２４ｂの態様は、互いに角度を有するよう配置された２つの直線アレイで構成される。さらに特定の態様において、アレイは、各アレイの中点が共通するように配置される。より具体的な態様において、２個の直線電極アレイは、互いに直交するように配置される。図７Ｆに示された上端部材３２４ｃの態様は、複数の直線電極アレイを含むよう構成され、より具体的には８つの直線電極アレイであって、各アレイが隣接する直線アレイと角度を有するように配置された該アレイを含むように構成される。隣接するアレイの間の角度が同じかまたは異なることは、本発明の範囲である。
【００６３】
上記のように、図７Ａ〜７Ｄに示される上端部材の態様については、２個の電極は信号発生デバイス１６０に結合され、他の２個の電極は検出デバイス１７０に結合される。図７Ｅ、７Ｆに示される態様においては、各直線アレイの電極が選択的に信号発生デバイス１６０および検出デバイス１７０に結合され、各アレイは順番に、該直線アレイが結合された領域の子宮頚部組織のバイオインピーダンスを測定するようになっている。この方法により、ユーザーは、前の配置から異なる位置の電極が有効な場所における複数のバイオインピーダンス測定値を得ることができ、従って複数得られたバイオインピーダンス値を平均して、平均値を得ることができる。
【００６４】
かかる配置はまた、ユーザーがシャフト部材２２６（図６Ａ）を操作することにより各データを得るために電極を再度配置させる必要性を排除する。これによってデータ取得をスピードアップし、他のデータ取得のために電極を再配置させるよう測定プローブを操作する時に生ずるストレスおよび不快感を減ずることができる。
ここで図８Ａ、８Ｂを参照すると、本発明の他の側面による上端部材４２４が示されており、これはベース部４３０および取り外し可能なカバー部４３２を含むよう構成および配置されている。図８Ａ、８Ｂに図示された上端部材は、図６に示されたシャフト部材２２６などのシャフト部材を組み合わせて用いることが意図される。従って、シャフト部材の詳細については図６についての前記考察を参照のこと。また、図８Ａ、８Ｂに図示された態様は直線電極アレイまたは直線四極性アレイ上のものであるが、図６、７の任意の図に示された任意の上端部材の態様が、ベース部および取り外し可能なカバー部を含むように構成可能であることが意図される。
【００６５】
ベース部４３０は、図６、７に記載された上端部材２２４、３２４の任意のものと同様の様式で、前記考察を参照して、シャフト部材２２６に固定される。ベース部４３０はまた、ベース部の上面から外向きに伸びている複数の電極４３４を含むように構成および配置される。ベース部電極４３４はまた、カバー部内に設けられた電極４２２の配置を反映するよう配置される。例示の態様において、ベース部電極４３４は、カバー部内に形成された直線アレイの電極の間隔および配置を反映する直線電極アレイを形成するよう配置される。
【００６６】
使用においては、カバー部は、カバー部の底に向かって下向きに伸びる開領域４３３を含むよう、構成および配置される。開領域４３３およびベース部の対応面は、カバー部が取り外し可能に、機械的に互いにはめこまれてカバー部がベース部に保持されるような、好ましいサイズで構成される。さらに、カバー部電極４２２は、その底部端にポケットまたは軸方向に伸びる開口を形成するよう、構成および配置され、ここで底部電極４３４の１つの対応する部分を受け取り、それによってこれらの電極４２２、４３４の間の雄雌型の電気的接続を形成するようになっている。カバー部電極４２２およびベース部電極４３４は当業者に知られた任意の接続技術を用いて適合可能であり、それによって、カバー部４３２がベース部４３０に取り外し可能に固定された場合に、対応する電極間に電気的接続を形成することが意図される。
【００６７】
ここで図９〜１０を参照すると、二極性バイオインピーダンスプローブ用の上端部材５２４が示される。図９Ａ〜９Ｄに図示された上端部材は、図６に示されたシャフト部材２２６などのシャフト部材を組み合わせて用いることが意図される。従って、シャフト部材の詳細については図６についての前記考察を参照のこと。かかる上端部材は、中心電極５２２ａ、中心電極の周囲を囲むよう配置された内側環状電極５２２ｂ、および内側環状電極の周囲を囲むよう配置された外側環状電極５２２ｃを含む。
【００６８】
図９Ｂ〜９Ｄにさらに明確に表されているように、中心電極および環状電極５２２ａ〜ｃ各々の端部は、それぞれ、対向する子宮頚部組織の接触面を反映するよう構成および配置される。さらに、中心電極５２２ａは、中心電極によって子宮頚部組織に導入される電流が、該子宮頚部組織内の所望の深さに到達するよう、構成および配置される。また、内側環状電極５２２ｂは、中心電極によって子宮頚部組織に導入される電流が、一般に組織表面に残るよう、構成および配置される。これは、中心電極５２２ａから導入される電流をさらにバイアスさせて、子宮頚部組織のより深い所へと到達させる。
【００６９】
使用において、また図１０に示されるように、中心電極および内側環状電極は信号発生デバイス１６０に結合されて、これらの２つの電極により子宮頚部組織に同じ電圧が印加され、外側環状電極５２２ｃが電気回路を形成または完成させる。図１０にも示されるように、検出デバイスは２個の電極間にあって組織の電圧を測定するよう、配置される。
上端部材５２４および電極の材料については、図６〜７に関する前記の考察を参照のこと。ただし、電極は他の導電性材料からも作製できることが意図される。
【００７０】
ここで図１２を参照すると、本発明の他の側面による、バイオインピーダンス測定装置６００の立体分解図が示される。かかる装置は、バイオインピーダンス測定プローブ６１０、バネ６２０およびハンドル部材６５０を含む。バイオインピーダンス測定プローブ６１０は、本明細書に記載された任意の測定プローブを含み、ここでシャフト部材６１２は、バネ６２０の１端がそこで静止するストッパー６１４をさらに含むように構成される。
ハンドル部材６５０は、信号発生器１６０と検出デバイス１７０およびＬＣＤディスプレイ１９０を含む、信号発生・検出デバイス１５０を収納するよう構成および配置される。ハンドル部材６５０はまた、ベースまたは端部を有して軸方向に伸びる開口部と共に構成され、ここで開口部は、バネ６２０およびシャフト部材６１２の一部を受領する。バネ６２０の他の端は、測定装置６００が組み立てられた場合にはハンドル開口部６５２のベースまたは端部上に静止する。
【００７１】
使用においては、ユーザーは、ハンドル部材６５０を操作して上端部材６１６を身体の開口部に挿入し、その後ハンドルを操作して、電極６１８を子宮頚部組織３の近辺に位置させて接触させる（図４Ａ）。バネ６２０は、ハンドルの動きで導入される任意の力の変化に関わらず、電極が組織に適用する力に感知可能な変化が現れることなく、電極が一般に子宮頚部組織に連続して接触するように維持されるよう、構成および配置されるのが好ましい。これにより、電極から組織へ付与される力が大きく変化することがないため、ハンドルへかかる力がたとえ変化しても、測定されるバイオインピーダンスは大きく変化することはない。またバネは、ハンドルの軸方向の動きでかかり得る最大の力を制限して、所望の値より低くするように構成されるのが好ましい。
【００７２】
図１２にも示すように、また本明細書に記載されているように、ハンドル部材６５０はスイッチまたはボタン６６０を含むよう配置され、該スイッチまたはボタンは、信号発生器１６０の起動、および／または、電流を子宮頚部組織内へ注入する１個または２個以上の電極と信号発生器との間の電気的相互接続機構の起動の制御に用いられるものである。かかる態様において、回路およびボタン６６０は、ボタン６６０が起動された時以外には電流が流れず、また電圧が電極にかからないように配置される。
【００７３】
ここで図１３を参照すると、本発明によるバイオインピーダンス測定システム８００であって、本明細書に開示され教示された任意のバイオインピーダンス測定装置１００、６００、および本明細書に開示され教示された任意のバイオインピーダンス測定デバイスと組み合わせて用いるための、前記測定システムが示される。説明目的のために、以下の考察では図２Ａのバイオインピーダンス測定装置１００および図２Ａ、３Ａのバイオインピーダンス測定デバイス１２０を引用する。従って、以下に記載されていないこれら装置およびデバイスの特徴および要素のさらなる詳細については、これらの図に対する考察を参照する。
【００７４】
バイオインピーダンス測定システム８００はまた、通信インターフェイス８１０およびコンピュータ処理システム８２０を含む。コンピュータ処理システム８２０は、当業者に知られている多数のシステムの任意のものであり、一般に以下を含む：例えばデータ処理、計算の実行およびＩ／Ｏ制御操作などのためにアプリケーションプログラムおよびオペレーティング・システムを実行するマイクロプロセッサおよびランダム・アクセス・メモリ、さらに固定記憶装置またはメモリシステム（すなわち、コンピュータシステムへの電力がオフにされた後も情報を保持するシステム）であって、例えば磁気ハードディスクおよび／または光学ディスクを取り入れたものであり、ここでストレージシステムはまた、かかる磁気ハードディスクおよび光学ディスクの外部アレイを含むこともできる（例えばＲＡＩＤ構造）。
【００７５】
通信インターフェイス８１０は、当業者に知られている多数の通信システム、デバイス、または装置の任意のものであって、それによって情報が選択的に、例えば本発明の信号発生・検出デバイス１５０ａなどの外部入力デバイスから、コンピュータ処理システム８２０へと伝達されるものである。かかる通信インターフェイス８１０は、当業者に知られている多数の通信技術の任意のものを取り入れることができ、無線通信技術（例えばＲＦおよびＩＲ）、有線通信技術（例えば電気信号および光学信号）、およびインターフェイスデバイス（例えばドッキングステーション）、さらにかかる通信技術の組み合わせを取り入れたシステムなどを含む。さらに、本発明による通信インターフェイス８１０はまた、ワイドアレイおよびローカルエリア・ネットワーク、さらにインターネットを介して通信する具体化された通信システムを含むことが理解される。
【００７６】
１つのコンピュータ処理システム８２０との通信が示されているが、これが本発明に対する限定とは考えられないことが理解されるべきであり、なぜならば、かかる通信は、バイオインピーダンス測定装置と２つ以上のコンピュータシステムとの間で行うことも意図されるからである。例えば、得られたバイオインピーダンス測定データは、特定ユーザーのコンピュータシステムおよび、組織学的検査目的でデータを取得することを課されている他のコンピュータシステムに送信することができる。代替的に、コンピュータ処理システム８２０は、通信インターフェイス８１０または他の通信システムを介して他のコンピュータシステムに接続されて、他のコンピュータシステムへ組織学的データを送信する。
【００７７】
本発明の信号発生・検出デバイス１５０ａはさらに通信インターフェイスデバイス１５５を含み、該通信インターフェイスデバイスは、検出デバイス１７０により取得されたデータを、通信インターフェイス８１０に取り入れられた１つまたは２つ以上の通信システムへ、およびコンピュータ処理システム８２０へと送信するための機構を提供するよう、構成および配置されている。さらなる態様において、通信インターフェイスデバイス１５５はまた、コンピュータ処理システム８２０からの出力を受信し、これをディスプレイへと入力するよう構成および配置され、これによって処理システム出力に含まれるこの情報をディスプレイ１９０に表示することができる。この方法により、測定された情報に基づく診断および臨床情報を、臨床医または診断医がかかる情報のためにコンピューター処理システムへ特にアクセスする必要なく、彼らに提供することができる。
【００７８】
１つの例示の態様において、通信インターフェイスデバイス１５５は多数の無線通信デバイスの任意のものか、または多数の有線通信技術の任意のもの（例えば、イーサーネット）と共に用いるデバイスである。かかる信号発生・検出デバイス１５０ａおよび通信インターフェイスデバイス１５５はまた、測定されたバイオインピーダンスデータのかかるデータ通信が本質的にリアルタイムでコンピュータ処理システム８２０へと処理および出力されるよう、構成および配置されることが意図される。すなわち、データは取得されつつ、処理されコンピューター処理システム８２０へ送信される。
【００７９】
他の態様において、バイオインピーダンス測定データは取得されつつ、信号発生・検出デバイス１５０ａに取得され保存される。全データの取得の後、ユーザーは通信インターフェイスデバイス１５５を通信インターフェイス８１０へと操作可能に接続し（例えば、ネットワークケーブルまたはＵＳＢケーブルを通信インターフェイスデバイス１５５およびネットワーク通信システム／コンピュータ処理システムに接続する）、これによって取得したデータを、処理（例えば、バッチモード処理）のためにコンピュータ処理ステムに送信する。
【００８０】
通信インターフェイスデバイス１５５はまた、通信インターフェイス８１０がドッキングステーションを含むまたは包含する場合は、ドッキングステーションとドッキングするための適切な電気的接続を含むデバイスを含むことができる。典型的には、ドッキングステーションとコンピュータ処理システム８２０との間に通信リンクが既に確立されている。従って、全データの取得の後、ユーザーは通信インターフェイスデバイス１５５をドッキングステーションに操作可能に結合することにより、取得したデータがその処理（例えばバッチモード処理）のために、ドッキングステーションを介してコンピュータ処理システムへと送信される。
【００８１】
特定の態様において、コンピュータ処理システム８１０はさらに、本発明によるバイオインピーダンス測定装置と組み合わせて用いられるための、固定記憶装置に格納された１つまたは２つ以上のアプリケーションプログラム８２２およびデータベース８２４を含む。１つの例示の態様において、アプリケーションプログラムは、データを取得し規定の様式でデータベースに格納し、後で臨床医／診断医が解析および評価のために検索できるための、指示書および基準を含む。例えば、診断医／臨床医はある患者についての一定期間の全測定データ（例えば、患者による異なる通院時）にアクセスでき、測定データがある傾向または変化が生じていることを示唆しているかどうかを決定し、それによって臨床医は、さらなる措置をとるべきかどうかを決定できる。産科学の領域においては、これは、早期陣痛の開始の示唆があるかどうかを決定し、それによって産科医または婦人科医が、かかる分娩を遅延させるための措置（例えば、床上安静の診断）をとるべきかどうかの決定を許容することであり得る。産科学以外の領域においては、診断医／臨床医は、この情報を、かかる変化の原因を決定するためのさらなる検査を行うべきかどうかを決定するために用いることができる。情報はまた、さらに侵襲的な試験または診断技術（例えば生検）に進む前に、他の種類の検査（例えば、子宮ガン検査）の結果のさらなる確認に用いることができる。
【００８２】
さらなる態様において、データベースはまた、バイオインピーダンス測定値をより具体的な臨床または診断情報に関連づける組織学的情報を含み、簡単なものではこれは例えば、あるバイオインピーダンス測定値が当該患者についての正常値（例えば、年齢、妊娠しているかどうか、妊娠期間）からはずれていることなどである。したがってアプリケーションプログラムは、組織学的データまたは情報を取得測定データおよび患者の他の入力データと比較し、測定データに関連する組織学的臨床／診断情報を決定するための情報および基準をさらに含む。アプリケーションプログラムはまた、かかる臨床／診断情報をユーザーに出力するため、例えば情報をディスプレイ１９０に表示するための、指示書および基準をさらに含む。
本発明の好ましい態様を具体的な用語を用いて記述したが、かかる記述は説明目的のみであり、本クレームの精神および範囲から逸脱することなく、変更および改変を作り出せることが理解される。
【００８３】
参照としての組み込み
本明細書に開示された全ての特許、公開された特許明細書および他の参照文献は、ここに参照としてその全体が参照により明示的に組み込まれる。
【００８４】
等価物
当業者は、通常の実験以上のものを用いることなく、本明細書に記載された発明の具体的な態様の多くの等価物を認識または確定することができる。かかる等価物は、本クレームに包含されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１Ａ】新生児死亡率パーセンテージを在胎期間の関数として示したグラフである。
【図１Ｂ】呼吸窮迫症候群（ＲＤＳ）の罹患率パーセンテージを在胎期間の関数として示したグラフである。
【図２Ａ】本発明によるバイオインピーダンス測定装置またはデバイスと子宮頚部のブロック図である。
【００８６】
【図２Ｂ】図２Ａのバイオインピーダンス測定デバイスの１態様と、装置を通り子宮頚部組織への電流経路を示すブロック図である。
【図３Ａ】本発明による、他の態様の例示のバイオインピーダンス測定デバイス、組織インピーダンスモデルおよび直線四極性測定プローブを含む、完全概略図である。
【図３Ｂ】図３Ａの信号変換回路の概略図である。
【図３Ｃ】図３Ｂの信号変換回路の位相測定法を示す。
【図４Ａ】本発明の任意の側面または態様による測定プローブの膣への挿入を示す図である。
【図４Ｂ】女性生殖器官の生体構造を示す解剖図である。
【００８７】
【図５】妊娠中および妊娠後の子宮頚部におけるコラーゲンの変化を示すグラフである。
【図６Ａ】本発明の１つの側面による、多数の先端の態様の１つによって構成されたバイオインピーダンス測定プローブの側面の部分断面図である。
【図６Ｂ】正方形の四極性プローブ先端の態様の上面図である。
【図６Ｃ】正方形の四極性プローブ先端の態様の側面図である。
【図６Ｄ】正方形の四極性プローブ先端の態様の斜視図である。
【図７Ａ】直線四極性プローブ先端の態様の上面図である。
【図７Ｂ】直線四極性プローブ先端の態様の側面図である。
【図７Ｃ】直線四極性プローブ先端の態様の斜視図である。
【図７Ｄ】本発明の他の態様による直線四極性プローブ先端の側面図である。
【図７Ｅ】本発明による直線四極性プローブ先端のさらなる例示の態様の上面図である。
【図７Ｆ】本発明による直線四極性プローブ先端のさらなる例示の態様の上面図である。
【００８８】
【図８Ａ】使い捨て先端部材を示す他の直線四極性プローブ先端の態様の分解立体図である。
【図８Ｂ】図８Ａの使い捨て先端部材の底部の斜視図である。
【図９Ａ】二極性フィットプローブ先端の態様の上面図である。
【図９Ｂ】二極性フィットプローブ先端の態様の側面図である。
【図９Ｃ】二極性フィットプローブ先端の態様の斜視図である。
【図９Ｄ】図９Ｂの二極性フィットプローブ先端の概略側面図である。
【図１０】図９Ａ−Ｄの二極性フィットプローブと本発明による信号発生および検知機構との間の電気的結合を示す概略図である。
【図１１】本発明による他の二極性プローブ先端の斜視図である。
【図１２】本発明の他の側面によるバイオインピーダンス測定装置またはデバイスの分解立体図である。
【図１３】本発明による１つのバイオインピーダンス測定および解析システムを示すブロック図である。
【図１４】Van der Pauw技術または方法を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
2006525099.tif 000013
【図６Ｂ】
2006525099.tif 000014
【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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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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【国際調査報告】
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