(57)【要約】【課題】本発明は、患者の理学療法及びリハビリテーションをモニタすることができるシステム及び方法を提供することを目的としている。【解決手段】患者をモニタするためのシステムが、ハウジング、及びハウジング内又はその周囲に配置されたセンサを有するセンサユニットと、患者の皮膚に接着して取り付けられるように構成されて準備された、シェルを有するベースとを含む。これらのセンサを用いて、患者の理学療法及びリハビリテーションをモニタすることができる。センサユニットは、患者装置又は臨床医装置に情報を提供してモニタリングを容易にすることができる。センサデータを用いて、センサユニットの傾斜角、及びセンサユニットが取り付けられた解剖学的領域の（動きに関連する伸展、屈曲又は力などの）可動域測定値などの測定値を決定することができる。センサデータは、患者によって行われる運動の識別又は分類のために使用することもできる。【選択図】図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者をモニタするためのシステムであって、
加速度計及び通信装置を備え、前記患者上又はこの患者内に配置されるように構成されて準備されたセンサユニットと、
ディスプレイと、傾斜角センサと、メモリと、前記ディスプレイ及び前記メモリに連結されたプロセッサとを備え、前記センサユニットと通信するように構成されて準備された患者装置と、を有し、
前記プロセッサは、
前記患者の大腿部に存在する前記患者装置の前記傾斜角センサを使用して、前記患者装置の傾斜角を決定するステップと、
前記患者の膝の下の脚の一部に配置された前記センサユニットの傾斜角を取得するステップと、
前記患者装置の前記傾斜角と前記センサユニットの前記傾斜角とを使用して、前記患者の前記膝の伸展又は屈曲を決定するステップと、
を含む動作を実行するように構成されて準備される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項２】
前記センサユニットの前記傾斜角を取得するステップは、前記センサユニットの前記プロセッサによって決定された前記センサユニットの前記傾斜角を取得するステップを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記センサユニットの前記傾斜角を取得するステップは、前記センサユニットの前記加速度計の少なくとも１つの位置の値を取得するステップと、前記少なくとも１つの位置の値から前記傾斜角を計算するステップとを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記伸展又は屈曲を決定するステップは、前記膝の最大前方伸展時における前記センサユニットの前記傾斜角を使用して前記膝の最大屈曲を決定するステップを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記伸展又は屈曲を決定するステップは、前記膝の最大後方伸展時における前記センサユニットの前記傾斜角を使用して前記膝の最大伸展を決定するステップを含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記動作は、前記センサユニットの前記傾斜角を使用して推定四頭筋力を決定するステップを更に含む、
請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
患者をモニタするためのシステムであって、
少なくとも２つの加速度計と通信装置とを組み合わせて備え、前記患者上又はこの患者内に配置されるように構成されて準備された少なくとも１つのセンサユニットと、
ディスプレイと、メモリと、前記ディスプレイ及び前記メモリに連結されたプロセッサとを備え、前記少なくとも１つのセンサユニットと通信するように構成されて準備された患者装置と、を有し、
前記プロセッサは、
運動の実行中に、前記少なくとも１つのセンサユニットの前記少なくとも２つの加速度計を使用して旋回点距離を取得するステップと、
決定された前記旋回点距離を複数の運動の所定の旋回点距離と比較するステップと、
前記比較に基づいて、前記実行中の運動を前記複数の運動のうちの１つとして識別するステップと、
を含む動作を実行するように構成されて準備される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項８】
前記旋回点距離を取得するステップは、前記少なくとも１つのセンサユニットのうちの少なくとも１つのセンサユニットの前記プロセッサによって決定された前記旋回点距離を取得するステップを含む、
請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記旋回点距離を取得するステップは、前記加速度計のうちの２つの加速度計のそれぞれから少なくとも１つの位置の値を取得するステップと、前記取得された位置の値から前記旋回点距離を計算するステップとを含む、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１０】
旋回点距離を取得するステップは、一定期間にわたる平均旋回点距離を取得するステップを含む、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１１】
前記複数の運動の前記所定の旋回点距離は、患者集団の前記複数の運動の平均旋回点距離である、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の運動の前記所定の旋回点距離は、前記患者の１又は２以上の解剖学的測定値から決定される、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１３】
前記動作は、前記実行中の運動の反復回数を決定するステップを更に含む、
請求項７に記載のシステム。
【請求項１４】
患者をモニタするためのシステムであって、
少なくとも２つの加速度計と通信装置とを組み合わせて備え、前記患者上又はこの患者内に配置されるように構成されて準備された少なくとも１つのセンサユニットと、
ディスプレイと、メモリと、前記ディスプレイ及びメモリに連結されたプロセッサとを備え、前記少なくとも１つのセンサユニットと通信するように構成されて準備された患者装置と、を有し、
前記プロセッサは、
ａ）複数の運動の平均旋回点距離を予測するステップと、
ｂ）前記運動のうちの１つの運動を実行中に、前記少なくとも１つのセンサユニットの前記少なくとも２つの加速度計を使用して旋回点距離を取得するステップと、
ｃ）前記予測される平均旋回点距離を使用して、前記実行中の運動を識別するステップと、
ｄ）前記取得された旋回点距離を使用して、前記実行中の運動の前記予測される平均旋回点距離を精緻化するステップと、
を含む動作を実行するように構成されて準備される、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記動作は、前記予測される平均旋回点距離の代わりに前記精緻化された予測される平均旋回点距離を使用して、前記運動のうちの前記１つの運動についてステップｂ）〜ｄ）を繰り返すことを更に含む、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記動作は、前記運動のうちの更に１つ又は２つ以上の運動についてステップｂ）〜ｄ）を繰り返すことを更に含む、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記旋回点距離を取得するステップは、前記少なくとも１つのセンサユニットのうちの少なくとも１つのセンサユニットの前記プロセッサによって決定された前記旋回点距離を取得するステップを含む、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記旋回点距離を取得するステップは、前記加速度計のうちの２つの加速度計のそれぞれから少なくとも１つの位置の値を取得するステップと、前記取得された位置の値から前記旋回点距離を計算するステップとを含む、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記動作は、前記患者の解剖学的情報を取得するステップを更に含み、複数の運動の平均旋回点距離を予測するステップは、前記解剖学的情報を使用して前記複数の運動の前記平均旋回点距離を予測するステップを含む、
請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記解剖学的情報は、前記患者の身長を含む、
請求項１９に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２０１７年２月１日に出願された米国特許出願第１５／４２２２９９号に対する優先権を主張するものであり、この文献はその全体が引用により本明細書に組み入れられる。
【０００２】
本発明は、理学療法、整形外科インプラント及びリハビリテーションの分野に関する。本発明は、関節の理学療法及びリハビリテーションをモニタするためのシステム及び方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
人工関節置換術は、肩、股関節、膝、足首及び手首などの関節の一般的な整形外科手術である。患者が関節の摩耗又は損傷を負った状況では、関節を骨格構造に同化できるインプラントに置換して、痛みのない動きと機能を回復することができる。一般に、外科医は、患者の関節に補綴要素を埋め込む前に、埋め込まれる補綴要素の少なくとも一部を受け取るプラットフォーム、凹部又はキャビティを形成するために、患者の自己骨の少なくとも一部を切除する。補綴要素を埋め込む過程で、筋肉及び腱を正しい位置に戻して再び付着させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第１５／０７７８０９号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第１５／０７７７９３号明細書
【特許文献３】米国仮特許出願第６２／１３６８９２号明細書
【特許文献４】米国仮特許出願第６２／１３６９２５号明細書
【特許文献５】米国特許出願公開第１５／４２２３１２号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第１５／４２２３２０号明細書
【特許文献７】米国特許出願公開第１５／０７７７９２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
患者は、この大手術から回復するために理学療法を受けなければならない。患者は、規則的に運動を行うと共に、ずれた筋肉の柔軟性及びバランスを得ようと努めなければならない。この目的は、患者に自身の可動域を広げさせることであるが、転倒又は過伸展によってインプラントの損傷及び患者の怪我につながる高いリスクも存在し得る。患者がリハビリテーションを行わず必要な可動域を達成しなければ、関節が固まった状態になり、活動的な生活スタイルを維持するのに十分な可動域を達成するためにさらなる外科手術（ＭＵＡ−麻酔下マニピュレーション）が必要になることもある。理学療法の進展を測定又はモニタすることは難しいが、患者が熱心に参加する状態を維持するために非常に有用である。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの実施形態は、患者をモニタするためのシステムである。システムは、患者上又は患者内に配置されるように構成されて準備された、加速度計及び通信装置を含むセンサユニットを含む。システムは、センサユニットと通信するように構成されて準備された患者装置を含む。患者装置は、ディスプレイと、傾斜角センサと、メモリと、ディスプレイ及びメモリに結合されたプロセッサとを含む。プロセッサは、患者の大腿部に存在する患者装置の傾斜角センサを使用して、患者装置の傾斜角を決定するステップと、患者の膝の下の脚の一部上又は一部内に配置されたセンサユニットの傾斜角を取得するステップと、患者装置の傾斜角とセンサユニットの傾斜角とを使用して、患者の膝の伸展又は屈曲を決定するステップと、を含む動作を実行するように構成されて準備される。
【０００７】
少なくともいくつかの実施形態では、センサユニットの傾斜角を取得するステップが、センサユニットのプロセッサによって決定されたセンサユニットの傾斜角を取得するステップを含む。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニットの傾斜角を取得するステップが、センサユニットの加速度計の少なくとも１つの位置の値を取得するステップと、少なくとも１つの位置の値から傾斜角を計算するステップとを含む。
【０００８】
少なくともいくつかの実施形態では、伸展又は屈曲を決定するステップが、膝の最大前方伸展時におけるセンサユニットの傾斜角を使用して膝の最大屈曲を決定するステップを含む。少なくともいくつかの実施形態では、伸展又は屈曲を決定するステップが、膝の最大後方伸展時におけるセンサユニットの傾斜角を使用して膝の最大伸展を決定するステップを含む。少なくともいくつかの実施形態では、動作が、センサユニットの傾斜角を使用して推定四頭筋力を決定するステップをさらに含む。
【０００９】
別の実施形態は、患者をモニタするためのシステムである。システムは、患者上又は患者内に配置されるように構成されて準備された、少なくとも２つの加速度計と通信装置とを組み合わせて含む少なくとも１つのセンサユニットを含む。システムは、少なくとも１つのセンサユニットと通信するように構成されて準備された患者装置を含む。患者装置は、ディスプレイと、メモリと、ディスプレイ及びメモリに接続されたプロセッサとを含む。プロセッサは、運動の実行中に、少なくとも１つのセンサユニットの少なくとも２つの加速度計を使用して旋回点距離を取得するステップと、決定された旋回点距離を複数の運動の所定の旋回点距離と比較するステップと、比較に基づいて、実行中の運動を複数の運動のうちの１つとして識別するステップと、を含む動作を実行するように構成されて準備される。
【００１０】
少なくともいくつかの実施形態では、旋回点距離を取得するステップが、少なくとも１つのセンサユニットのうちの少なくとも１つのセンサユニットのプロセッサによって決定された旋回点距離を取得するステップを含む。少なくともいくつかの実施形態では、旋回点距離を取得するステップが、加速度計のうちの２つの加速度計のそれぞれから少なくとも１つの位置の値を取得するステップと、取得された位置の値から旋回点距離を計算するステップとを含む。少なくともいくつかの実施形態では、旋回点距離を取得するステップが、一定期間にわたる平均旋回点距離を取得するステップを含む。
【００１１】
少なくともいくつかの実施形態では、複数の運動の所定の旋回点距離が、患者集団の複数の運動の平均旋回点距離である。少なくともいくつかの実施形態では、複数の運動の所定の旋回点距離が、患者の１又は２以上の解剖学的測定値から決定される。いくつかの実施形態では、動作が、実行中の運動の反復回数を決定するステップをさらに含む。
【００１２】
さらに別の実施形態は、患者をモニタするためのシステムである。システムは、患者上又は患者内に配置されるように構成されて準備された、少なくとも２つの加速度計と通信装置とを組み合わせて含む少なくとも１つのセンサユニットを含む。システムは、少なくとも１つのセンサユニットと通信するように構成されて準備された患者装置を含む。患者装置は、ディスプレイと、メモリと、ディスプレイ及びメモリに接続されたプロセッサとを含む。プロセッサは、ａ）複数の運動の平均旋回点距離を予測するステップと、ｂ）運動のうちの１つの運動を実行中に、少なくとも１つのセンサユニットの少なくとも２つの加速度計を使用して旋回点距離を取得するステップと、ｃ）予測される平均旋回点距離を使用して、実行中の運動を識別するステップと、ｄ）取得された旋回点距離を使用して、実行中の運動の予測される平均旋回点距離を精緻化するステップと、を含む動作を実行するように構成されて準備される。
【００１３】
少なくともいくつかの実施形態では、動作が、予測される平均旋回点距離の代わりに精緻化された予測される平均旋回点距離を使用して、運動のうちの１つの運動についてステップｂ）〜ｄ）を繰り返すことをさらに含む。少なくともいくつかの実施形態では、動作が、運動のうちのさらに１つ又は２つ以上の運動についてステップｂ）〜ｄ）を繰り返すことをさらに含む。
【００１４】
少なくともいくつかの実施形態では、旋回点距離を取得するステップが、少なくとも１つのセンサユニットのうちの少なくとも１つのセンサユニットのプロセッサによって決定された旋回点距離を取得するステップを含む。少なくともいくつかの実施形態では、旋回点距離を取得するステップが、加速度計のうちの２つの加速度計のそれぞれから少なくとも１つの位置の値を取得するステップと、取得された位置の値から旋回点距離を計算するステップとを含む。
【００１５】
少なくともいくつかの実施形態では、動作が、患者の解剖学的情報を取得するステップをさらに含み、複数の運動の平均旋回点距離を予測するステップが、解剖学的情報を使用して複数の運動の平均旋回点距離を予測するステップを含む。少なくともいくつかの実施形態では、解剖学的情報が、患者の身長を含む。
【００１６】
さらに別の実施形態は、上述したシステムのいずれかについて記載した動作を実行する方法である。さらなる実施形態は、上述したシステムのいずれかについて記載した動作を実行するための命令を含む非一時的コンピュータ可読媒体である。
【００１７】
以下の図面を参照しながら、本発明の非限定的かつ非包括的な実施形態について説明する。図面では、別途指定していない限り、様々な図全体を通じて同じ部品を同じ参照番号によって示す。
【００１８】
本発明をより良く理解できるように、以下の詳細な説明を添付図面と併せて参照する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明による、インプラント手術後の患者のリハビリテーションをモニタするシステムの一実施形態の概略図である。
【図２】本発明による、図１のシステムにおいて使用されるコンピュータ装置の一実施形態の概略図である。
【図３Ａ】本発明による、患者のリハビリテーションをモニタするセンサを含むセンサモジュールの一実施形態の上面図である。
【図３Ｂ】本発明による、図３Ａのセンサモジュールの底面図である。
【図４Ａ】本発明による、互いに離脱したセンサユニット及びベースの別の実施形態の側面斜視図である。
【図４Ｂ】本発明による、互いに係合した図４Ａのセンサユニット及びベースの側面図である。
【図４Ｃ】本発明による、互いに係合した図４Ａのセンサユニット及びベースの上面図である。
【図４Ｄ】本発明による、図４Ａのセンサユニットの分解図である。
【図４Ｅ】本発明による、図４Ａのセンサユニットのハウジングの一実施形態の分解図である。
【図５Ａ】本発明による、センサユニットの傾斜角を決定する方法の一実施形態の図である。
【図５Ｂ】本発明による、伸展及び屈曲を決定する方法の一実施形態の図である。
【図５Ｃ】本発明による、伸展及び屈曲を決定する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図６Ａ】本発明による、四頭筋力を決定する方法の一実施形態の図である。
【図６Ｂ】本発明による、四頭筋力を決定する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図７】本発明による歩行分析図である。
【図８Ａ】本発明による、旋回点距離を決定する方法の一実施形態の図である。
【図８Ｂ】本発明による、４つの異なる運動の一定期間にわたる旋回点距離のグラフである。
【図８Ｃ】本発明による、４つの異なる運動の平均旋回点距離のグラフである。
【図８Ｄ】本発明による、旋回点距離を使用して運動を識別又は分類する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図８Ｅ】本発明による、図８Ｄの方法において使用される平均旋回点距離を精緻化する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図９】本発明による、センサユニットから取得された情報を表示するモバイル装置のユーザインターフェイスの一実施形態の図である。
【図１０】本発明による、可動域測定値を表示するモバイル装置のユーザインターフェイスの一実施形態の図である。
【図１１】本発明による、運動反復の要約を表示するモバイル装置のユーザインターフェイスの一実施形態の図である。
【図１２】本発明による、センサユニットから取得された情報を表示するモバイル装置のユーザインターフェイスの一実施形態の図である。
【図１３】本発明による、センサユニットから取得された情報を表示するユーザインターフェイスの別の実施形態の図である。
【図１４】本発明による、センサユニットから取得された情報を表示するユーザインターフェイスのさらなる実施形態の図である。
【図１５】本発明による、センサユニットから取得された情報を表示するユーザインターフェイスのさらに別の実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明は、理学療法、整形外科インプラント及びリハビリテーションの分野に関する。本発明は、関節の理学療法及びリハビリテーションをモニタするためのシステム及び方法にも関する。
【００２１】
本明細書で説明するシステムは、手術後の患者の理学療法又は治癒過程又はリハビリテーションをモニタするとともに、患者の活動範囲をモニタ又は確認するために使用することができる。このシステムは、プロセッサと通信できる１又は２以上のセンサを含み、プロセッサは、患者、或いは臨床医、医師、理学療法士、看護師、ケアコーディネータ又はその他の適切な人物などの別のユーザが患者の活動、整形外科インプラント又は周囲組織の状態、或いはリハビリテーション又はその他の療法の効果を容易にモニタできるようにする情報をセンサ読み取り値及びセンサデータに基づいて生成することができる。しかしながら、本明細書で説明するシステム、装置及び方法は、他の手術、或いは外科的介入を伴わないリハビリテーション又は理学療法との関連で使用することもできると理解されるであろう。後述するセンサは、手術部位又はリハビリを施す身体部分などの、理学療法又はリハビリテーション部位の近くに配置される。
【００２２】
このシステムは、患者の組織が炎症を起こした場合、或いは理学療法又はリハビリテーション療法の有効性又はこれらの療法への適合性が不十分な場合に警告を与えることもできる。システムは、１又は２以上のセンサを備えたウェアラブル装置を含む。例えば、ウェアラブル装置上に、患者の皮膚に適用される１又は２以上のセンサを設けることができる。
【００２３】
少なくともいくつかの実施形態では、１又は２以上のセンサが、センサを含む装置上のセンサプロセッサと通信する。少なくともいくつかの実施形態では、センサプロセッサ、或いはこれとは別に、又はこれに加えてセンサが、携帯電話機、タブレット又はコンピュータなどの患者装置のプロセッサ、或いは携帯電話機、タブレット又はコンピュータなどの臨床医装置のプロセッサと通信する。
【００２４】
図１に、整形外科的置換手術後に整形外科インプラント及びリハビリテーションをモニタするシステム１００の一実施形態を示す。システム１００は、１又は２以上のセンサ１０２と、任意のセンサプロセッサ１０４と、患者装置１０６（携帯電話機、タブレット又はコンピュータなど）と、臨床医装置１０８と、ネットワーク６０とを含む。少なくともいくつかの実施形態では、１又は２以上のセンサ１０２と、好ましくはセンサプロセッサ１０４（又は複数のセンサプロセッサのうちの１つ又は２つ以上）とが、例えば患者の皮膚に適用される装置、又は患者が装着する装具又はその他の物品又は繊維製品に入れられて持ち運ばれる装置などの、患者の外部のウェアラブル装置１１２内に設けられる。或いは、センサ１０２のうちの１つ又は２つ以上と、任意にセンサプロセッサとを患者に埋め込むこともできる。いくつかの実施形態では、センサ１０２のうちの１つ又は２つ以上が埋め込まれ、センサプロセッサと、任意に１又は２以上のさらなるセンサとがウェアラブル装置内に設けられる。
【００２５】
システムの他の実施形態は、図１に示すものよりも少ない又は多くのコンポーネントを含むこともできるが、通常、システムは、（単複の）センサ１０２と、（単複の）センサと通信してセンサデータに基づいて情報を提供するプロセッサ（センサプロセッサ１０４、患者装置１０６又は臨床医装置１０８など）とを含む。図示の実施形態では、ウェアラブル装置１１２がセンサ１０２及びセンサプロセッサ１０４を含むが、ウェアラブル装置１１２の一部ではない他のセンサを含めることもできると理解されるであろう。例えば、センサプロセッサを含むこともできる別のウェアラブル装置内に１又は２以上のさらなるセンサを組み合わせることもできる。また、いくつかの実施形態では、ウェアラブル装置１０２がセンサプロセッサ１０４を含まないこともでき、或いはセンサプロセッサ１０４の能力を（例えば、センサ読み取り値を分析せずに（又は制限付きで分析して）センサ読み取り値の取得及び送信を行うように）制限することもできると理解されるであろう。
【００２６】
図１では、システムの少なくともいくつかの実施形態におけるコンポーネント間の通信を実線で示す。点線は、コンポーネント間の別の又はさらなる通信モードを示す。図１に示す通信に加え、少なくともいくつかの実施形態では、センサプロセッサ１０４又はセンサ１０２が臨床医装置と直接通信することもできる。通信は、以下に限定するわけではないが、無線通信、有線通信、光通信、超音波通信、又はこれらの組み合わせを含むことができる。通信に使用できる無線通信の非限定的な例には、衛星通信、セルラ通信、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信（ＮＦＣ）、赤外線データ協会標準（ＩｒＤＡ）、ワイヤレスフィデリティ（ＷｉＦｉ）、及びワールドワイド・インターオペラビリティ・フォー・マイクロウェーブ・アクセス（ＷｉＭＡＸ）がある。通信に使用できる有線通信の非限定的な例には、イーサネット(登録商標)、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、ファイバー・トゥ・ザ・ホーム（ＦＴＴＨ）、及び基本電話サービス（ＰＯＴＳ）がある。
【００２７】
ネットワーク６０は、以下に限定するわけではないが、パーソナルエリアネットワーク（ＰＡＮ）、ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、メトロポリタンエリアネットワーク（ＭＡＮ）、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）、インターネット又はこれらのいずれかの組み合わせを含むあらゆる好適なタイプのネットワークとすることができる。少なくともいくつかの実施形態では、ネットワーク６０を迂回してコンポーネント間を直接接続することもできる。患者装置１０６又は臨床医装置１０８には、ネットワーク６０を介して、又は直接的に、サーバ又はサーバファーム、或いはメモリ記憶装置などの他の装置を接続することもできると理解されるであろう。例えば、患者装置１０６又は臨床医装置１０８には、患者の又はその他の医療情報、アプリケーション、ユーザインターフェイス又はウェブインターフェイスなどを記憶するサーバを結合して、患者装置１０６又は臨床医装置１０８がアクセスできるようにすることができる。
【００２８】
患者装置１０６及び臨床医装置１０８は、コンピュータ（例えば、ノート型コンピュータ、モバイル医療ステーション又はコンピュータ、サーバ、メインフレームコンピュータ、又はデスクトップコンピュータ）、モバイル装置（例えば、携帯電話機又はスマートホン、携帯情報端末、又はタブレット）、又は他のいずれかの好適な装置などの、様々な装置のいずれかとすることができる。少なくともいくつかの実施形態では、臨床医装置１０８を医療ステーション又は医療システムに組み込むことができる。
【００２９】
図２に、患者装置１０６又は臨床医装置１０８として使用されるコンピュータ装置２０１の一実施形態を示す。コンピュータ装置２０１は、プロセッサ２１４と、メモリ２１６と、ディスプレイ２１８と、入力装置２２０とを含む。コンピュータ装置２０１は、ユーザの局所に存在することも、或いはプロセッサ２１４又はメモリ２１６（又はその一部）の一方又は両方を含む、コンピュータの局所に存在しないコンポーネントを含むこともできる。例えば、いくつかの実施形態では、ユーザが、非局所的なプロセッサ又はメモリに接続された端末を操作することができる。
【００３０】
コンピュータ装置２０１は、ユーザの局所に存在することも、或いはユーザ又はコンピュータ装置の他のコンポーネントの局所に存在しないこともできる、１又は２以上のハードウェアプロセッサを含むあらゆる好適なプロセッサ２１４を利用することができる。プロセッサ２１４は、与えられた命令を実行するように構成される。このような命令は、本明細書で説明する方法又はプロセスのステップのうちのいずれかを含むことができる。
【００３１】
コンピュータ装置２１４には、あらゆる好適なメモリ２１６を使用することができる。メモリ２１６は、１つのタイプのコンピュータ可読媒体、すなわちコンピュータ可読記憶媒体を示す。コンピュータ可読記憶媒体は、以下に限定するわけではないが、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又はその他のデータなどの情報を記憶するいずれかの方法又は技術で実装された、不揮発性、非一時的、取り外し可能及び取り外し不可能なコンピュータ可読媒体を含むことができる。コンピュータ可読記憶媒体の例としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（「ＤＶＤ」）又はその他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又はその他の磁気記憶装置、或いは所望の情報を記憶するために使用できるとともにコンピュータ装置がアクセスできる他のいずれかの媒体が挙げられる。
【００３２】
通信方法は、別のタイプのコンピュータ可読媒体、すなわち通信媒体を提供する。通常、通信媒体は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュール又はその他のデータを搬送波、データ信号又はその他の搬送機構などの変調データ信号内に具現化し、いずれかの情報提供媒体を含む。「変調データ信号」及び「搬送波信号」という用語は、情報、命令及びデータなどを信号内に符号化するように設定又は変更された１又は２以上の特性を有する信号を含む。一例として、通信媒体は、ツイストペア、同軸ケーブル、光ファイバ、導波管及びその他の有線媒体などの有線媒体と、音響、ＲＦ、赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信及び他の無線媒体などの無線媒体とを含む。
【００３３】
ディスプレイ２１８は、モニタ、画面又はディスプレイなどのあらゆる好適な表示装置とすることができ、プリンタを含むこともできる。入力装置２２０は、例えばキーボード、マウス、タッチ画面、トラックボール、ジョイスティック、音声認識システム、カメラ、マイク、又はこれらのいずれかの組み合わせなどとすることができる。
【００３４】
再び図１を参照すると、センサプロセッサ１０４は、１又は２以上のハードウェアプロセッサを含むあらゆる好適なプロセッサとすることができる。センサプロセッサ１０４は、与えられた命令を実行するように構成される。センサプロセッサ１０４は、（単複の）センサからセンサデータを受け取り、患者装置１０６、ネットワーク６０、臨床医装置１０８、又はこれらのいずれかの組み合わせと通信するように構成される。任意に、センサプロセッサ１０４は、センサデータを処理又は分析することもでき、このような処理又は分析を実行するための、例えば本明細書で説明するいずれかの処理又は分析のステップを実行する命令を含む命令を記憶することができる。少なくともいくつかの実施形態では、１又は２以上のセンサ１０２の各々が、センサプロセッサ１０４の機能の一部又は全部を実行するプロセッサを含むことができる。
【００３５】
１又は２以上のセンサ１０２は、整形外科インプラント及び周囲組織をモニタし、又はインプラントが必要であったか否かにかかわらず整形外科手術後のリハビリテーションをモニタし、又は手術前に予備療法を提供し、或いはこれらのいずれかの組み合わせを行うために設けられる。本開示は、一例として整形外科的膝インプラントを使用するが、例えば肩、股関節、足首、手首又は他のいずれかの関節のためのインプラントなどの他の関節インプラント、或いは関節置換術、関節面置換術、軟組織再建術、壊死組織除去術、四肢矯正手術、靭帯置換術などを問わず、整形外科的脊椎インプラントなどの他の整形外科装置にも適用することができると理解されるであろう。
【００３６】
センサ１０２は、以下に限定するわけではないが、加速度計、磁力計、ジャイロスコープ、近接センサ、赤外線センサ、超音波センサ、サーミスタ又はその他の温度センサ、カメラ、圧電センサ又はその他の圧力センサ、ソナーセンサ、外部流体センサ、皮膚変色センサ、ｐＨセンサ又はマイクなど、或いはこれらのいずれかの組み合わせを含むあらゆる好適なタイプのものを使用することができる。少なくともいくつかの実施形態では、システム１００が、少なくとも１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ又はそれよりも多くの異なるタイプのセンサ１０２を含む。システムは、少なくとも１つ、２つ、３つ、４つ、５つ、６つ、８つ、１０個又はそれよりも多くのセンサ１０２を含むことができる。好適なセンサ、並びにその配置及び使用のさらなる例は、米国特許出願第１５／０７７８０９号及び第１５／０７７７９３号、並びに米国仮特許出願第６２／１３６８９２号及び第６２／１３６９２５号に見出すことができ、これらの文献は全て引用により本明細書に組み入れられる。
【００３７】
これらの１又は２以上のセンサ１０２を用いて、整形外科装置、周囲組織又は患者活動などの１又は２以上の態様を測定し、モニタし、又は別様に観察することができる。これらのセンサのうちの１つ又は２つ以上を用いて実行又は解釈できる観察又は測定の例には、歩数、運動の反復、関節運動（例えば、関節の旋回）の反復、実行されている運動のタイプ又はその他の動作、安定性又は安定性の欠如、屈曲角又は可動域、運動速度、皮膚温、活動後の脈拍又は脈拍プロファイル又は心拍回復時間、超音波画像、流量測定又はドップラ測定、ソナー画像、流量測定又はドップラ測定、圧力又は耐荷重測定、跛行（ｌｉｍｐ）又は身体方向（例えば、亜脱臼、姿勢、脊柱側弯）又は身体方向の変化の検出、関節への衝撃又は影響のモニタリング、睡眠プロファイル又は休息時間、歩行分析、又は体／四肢／関節配列などがある。システム１００は、これらの項目のうちの１つ又は２つ以上、或いはこれらの項目のいずれかの組み合わせを観察又は測定することができる。
【００３８】
以下では、これらの測定又は観察の一部に関するさらなる詳細を示す。１又は２以上のセンサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計又は近接センサなど）は、歩数又は運動反復、或いはセンサが感じた関節の動き又はその他の動作の回数をカウントし、どのタイプの運動又は動作が行われているかを特定するために利用することができる。これを使用して、例えば患者の活動をモニタし、運動療法の順守性をモニタし、或いはリハビリの妨げ又は支援となり得る痛み又はその他の状態の考えられる徴候をモニタすることができる。これらのセンサデータを使用して、活動の変化又は活動の傾向をモニタすることもできる。
【００３９】
１又は２以上のセンサ（例えば、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計又は近接センサなど）は、センサ、関節又は患者の他の身体部分の可動域、或いは関節の屈曲を感知、検出又は計算することもできる。これを使用して、例えば患者のリハビリ、患者の活動をモニタし、運動療法の順守性をモニタし、或いはリハビリの妨げ又は支援となり得る痛み又はその他の状態の考えられる徴候をモニタすることができる。これらのセンサ又はその他のセンサを使用して、整形外科装置に対する、又は整形外科装置の周囲の組織に対する衝撃又は影響をモニタすることができる。これらのセンサデータを使用して、可動域又は屈曲の変化、或いは可動域又は屈曲の傾向をモニタすることもできる。
【００４０】
説明例として、関節の両側に２つの近接センサ（例えば、磁力計と永久磁石、電磁石又はポリマグネットなどの磁石など）を外部的に埋め込み又は配置することができる。これらの２つの近接センサ間の距離を検出、測定又は別様に観察することができる。２つの近接センサ間の距離は、患者の関節の屈曲又は可動域に関連することができる。２つの近接センサ間の距離の変動を使用して、関節動作の反復回数を測定し、又は患者治療の順守性をモニタすることができる。反復間における距離の変動、又は反復間における変動の傾向を使用して、関節の柔軟性の改善をモニタすることができ、或いはこれらの変動又は傾向によって、整形外科インプラント又は周囲組織の痛み又はその他の有害な身体状態を示すこともできる。この情報を使用して、術後の理学療法の進展を測定することができる。
【００４１】
別の説明例として、１又は２以上の加速度計によって関節動作からの加速度を測定することもできる。既知の距離だけ離れた加速度計間の測定された加速度の比率を使用して、装置が回転している回転中心を計算することによって、関節動作及び可動域又は屈曲を評価することができる。この情報を、上記の例で説明した目的と同じ目的で使用することができる。
【００４２】
別の説明例では、１）加速度計と、２）ジャイロスコープ又は（磁北に対する方向を示す）磁力計とを用いて、可動域、動作速度又は反復回数などを測定することができる。この情報を、上記の２つの例で説明した目的と同じ目的で使用することができる。
【００４３】
別の説明例では、加速度計、ジャイロスコープ又は磁力計などの単一のセンサを用いて、可動域、動作速度又は反復回数などを測定又は別様に観察することができる。少なくともいくつかの実施形態では、これらの測定値又はその他の観察結果が、センサデータと、例えばセンサデータのパターンの認識、又は収集されたデータ範囲の上限及び下限などに基づくセンサ又はセンサデータに関する１又は２以上の仮定とを用いて決定される。このような情報も、上記の３つの例と同様の形で使用することができる。
【００４４】
１又は２以上のセンサ（例えば、サーミスタ又は赤外線センサ）は、温度、温度変化又は温度傾向を感知、検出又は計算することができる。この温度は、皮膚温又は環境温とすることができる。これらの温度測定値を使用して、例えばリハビリ又は患者の健康の妨げとなり得る炎症、痛み又は別の状態の可能性を示すことができる。これらの温度測定値を使用して、例えば炎症を抑えて治癒を促すのに役立つアイシングが効果的に行われているかどうかをモニタすることもできる。これに加えて、又はこれとは別に、これらのセンサを使用して、脈拍、脈拍の変化、患者の脈拍傾向、脈拍プロファイル、又は（運動又はその他の労働などの）患者活動後の心拍数回復を感知、検出又は測定することもできる。
【００４５】
１又は２以上のセンサ（例えば、超音波センサ、ソナーセンサ又はカメラなど）は、粒子、粒子密度又は粒子密度の傾向を感知、検出又は計算することもできる。これらのセンサを使用して、整形外科装置の周囲組織を感知し、或いは整形外科装置又は周囲組織の摩耗又は寸法変化を検出することなどができる。超音波センサ及びソナーセンサを使用して、膝の他の部分（又は他の関節）がインプラントにどれほど接近しているかを判断することもできる。
【００４６】
１又は２以上のセンサ（例えば、圧電、ひずみゲージ、或いは他の圧力又は耐荷重センサ）は、センサ又は整形外科装置の、或いはその周囲の圧力又は負荷を感知、検出又は計算することもできる。これらのセンサデータを使用して、圧力又は耐荷重の範囲の変化、或いは圧力又は耐荷重の傾向をモニタすることができる。これらのセンサ又はその他のセンサを使用して、整形外科装置又は整形外科装置の周囲の組織に対する衝撃又は影響をモニタすることができる。圧力センサ又は耐荷重センサを使用して、整形外科インプラントの周囲の組織の腫れを検出することもできる。複数の圧力センサ又は耐荷重センサを使用して、（組織の１軸延伸によって示すことができる）屈曲及び（組織の２軸延伸によって示すことができる）腫れを検出することもできる。
【００４７】
米国特許出願第１５／０７７８０９号及び第１５／０７７７９３号、並びに米国仮特許出願第６２／１３６８９２号及び第６２／１３６９２５号には、リハビリテーションをモニタするための（埋め込み型センサの配置を含む）センサ、システム、装置及び方法の例が記載されており、これらの文献は全て引用により本明細書に組み入れられる。センサ及びその使用法のさらなる例は、いずれも２０１７年２月１日に出願された、「ウェアラブル装置を使用して整形外科インプラント及びリハビリテーションをモニタするシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｗｅａｒａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ａｎ  Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ  Ｉｍｐｌａｎｔ  ａｎｄ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許出願第１５／４２２３１２号、及び「理学療法及びリハビリテーションをモニタするユーザインターフェイスを備えたシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｗｉｔｈ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｔｈｅｒａｐｙ  ａｎｄ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許出願第１５／４２２３２０号に見出すことができ、これらの文献も引用により本明細書に組み入れられる。
【００４８】
センサ１０２及び任意のセンサプロセッサ１０４には、以下に限定するわけではないが、１次電池、充電式電池、蓄電コンデンサ又はその他の蓄電装置など、或いはこれらのいずれかの組み合わせを含むあらゆる好適な電源を用いて電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、患者の身体の動きを利用してコンポーネントの電力を生成し、或いはコンポーネントに結合されたバッテリ、蓄電コンデンサ又は蓄電装置を充電する運動エネルギー電源によって電力を供給することができる。いくつかの実施形態では、バッテリ、蓄電コンデンサ又はその他の蓄電装置の代わりに（又はこれに加えて）無線電源を使用することもできる。
【００４９】
また、バッテリ、蓄電コンデンサ又はその他の蓄電装置を壁コンセントなどの電源から充電するための充電ポートを設けることもできる。これとは別に、又はこれに加えて、無線充電システム及び方法を使用することもできる。いくつかの実施形態では、コンポーネント、又はコンポーネントに関連する蓄電装置に電力を供給する方法は複数存在することができると理解されるであろう。センサ及び任意のセンサプロセッサが全て同じ電源に結合することもでき、或いはセンサの一部（又は全てのセンサ）及びセンサプロセッサが個別の電源を有することもできる。
【００５０】
少なくともいくつかの実施形態では、センサ及び任意のセンサプロセッサが、測定、モニタ、又は別様に観察を行うために常時作動することができる。他の実施形態では、１又は２以上のセンサ及び任意のセンサプロセッサが、測定、モニタ、又は別様に観察を行うために（例えば１５秒又は３０秒、或いは１分、５分、１０分、１５分又は３０分、或いは１時間、２時間、３時間、４時間、６時間、７時間又は２４時間の周期で）定期的に又はランダムに作動することができる。任意に、この周期はプログラム可能とすることができる。また、この周期は、１又は２以上のセンサからのデータに基づいて任意に変更することもできる。さらに他の実施形態では、センサモジュール、患者装置、臨床医装置又はその他の装置が１又は２以上のセンサ及び任意のセンサプロセッサを手動又は自動で作動させることもできる。少なくともいくつかの実施形態では、センサ及び任意のセンサプロセッサが、異なる（連続的な、定期的な、ランダムな又は手動的な）作動スケジュールを有することができる。例えば、温度を測定するセンサは定期的に作動させ、歩数又は関節の動きを測定するセンサは連続的に作動させ、可動域を測定するセンサは、患者がリハビリ運動を行う際にウェアラブル装置、患者装置又は臨床医装置によって手動で作動させることができる。
【００５１】
本明細書では、整形外科的膝インプラント又はその他の膝手術を参照しながらシステム及び方法について説明する。以下に限定するわけではないが、指関節、手首関節、肘関節、肩関節、股関節、足首関節又はつま先関節を含む他の関節にも同様のシステム及び方法を使用することができる。これらのシステム及び方法は、限定するわけではないが、靭帯又は骨折手術の治療を含む他の治療に関連するリハビリテーションを含むいずれかの理由で理学療法をモニタするために使用することができる。
【００５２】
図３Ａ及び図３Ｂは、患者の皮膚に付着させることができる、或いは患者の皮膚に隣接して別様に配置することができるセンサユニット３５８の一実施形態のそれぞれ上面図及び底面図である。センサユニットは、ハウジング３６０と、任意の粘着性パッド３７０と、センサ３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃと、電源３６２と、通信ユニット３６６と、センサプロセッサ３０４とを含む。他のセンサユニットは、さらに多くの又はさらに少ないセンサを有することもでき、センサのタイプは同じであることも又は異なることもできると認識されるであろう。
【００５３】
ハウジング３６０は、プラスチック材料（例えば、シリコーン）などのいずれかの好適な材料で形成することができ、患者の皮膚の解剖学的輪郭に従って快適にフィットするとともに、患者が動いた際に屈曲できるほど十分な柔軟性を有することが好ましい。少なくともいくつかの実施形態では、ハウジング３６０が、汗、雨及びその他の流体をハウジング内に侵入させないように耐水性でもある。少なくともいくつかの実施形態では、ハウジング３６０が、患者がセンサユニット３５８を皮膚に取り付けたままセンサユニットを覆わずにシャワーを浴びることができるほど十分な耐水性を有する。少なくともいくつかの実施形態では、ハウジング３６０が、患者がセンサユニット３５８を覆わずに入浴したり又は泳いだりできるほど十分な耐水性を有する。
【００５４】
少なくともいくつかの実施形態では、ハウジング３６０が、患者に取り付けられた時に装置の向きを視覚的に指示又は示唆する形状、又はハウジング上の表示を有する。図示の実施形態では、装置の一端が他端よりも細いことにより、細い方の端部を膝又はその他の関節に向けることをユーザに指示又は示唆する。
【００５５】
図示の実施形態は、センサユニット３５８が機能している時に点灯して、装置が動作中であることを患者が確認できるようにする電源ランプ３７２も備える。いくつかの実施形態では、電源ランプ３７２が、例えばバッテリの低下、別の装置（例えば、図１の患者装置１０６、臨床医装置１０８又はネットワーク１１０）とのペアリング、１又は２以上のセンサを使用した積極的な読み取りの実行（特に手動で又は定期的に作動するセンサの場合）、運動を行う時間又は接着剤を交換する時間などの患者への通知、などの装置機能を示すために点滅し又は色を変化させることもできる。
【００５６】
図示の実施形態は、装置をオンにするために、また任意に装置をオフにするために作動させることができる電源ボタン３７４も備える。少なくともいくつかの実施形態では、電源ボタン３７４を作動させて、１又は２以上のセンサに読み取りを実行するように手動で指示することもできる。
【００５７】
任意の粘着性パッド３７０は、センサユニット３５８を患者の皮膚上に保持するように設計される。粘着性パッド３７０は、例えば一方の側を患者の皮膚に付着させて他方の側をハウジング３６０に付着できるように、両側に接着剤を含む基材を有することができる。少なくともいくつかの実施形態では、患者の皮膚又はハウジング３６０に隣接する接着剤が劣化し、又はその粘着性の一部又は全部を別様に失うことがあるので、粘着性パッド３７０を定期的に（例えば、１日、２日、５日又は３日毎に、或いは２週、３週、４週又はそれ以上毎に）交換することができる。少なくとも患者の皮膚に付着する接着剤は、皮膚炎の発生を防止又は抑制するように選択されることが好ましい。基材の両側の接着剤は、耐水性であるとともに汗との接触によって粘着性を失わないように選択されることが好ましい。少なくともいくつかの実施形態では、粘着性パッド３７０が、センサユニット３５８の円周回りに延びるが、ハウジング３６０が粘着性パッド３７０の介在部分を伴わずに患者の皮膚に接触し又は患者にアクセスできるように１又は２以上の開口部を含む。
【００５８】
他の実施形態では、ハウジングを皮膚に直接付着できるように、粘着性パッド３７０の代わりにハウジングに直接接着剤を塗布することもできる。さらに他の実施形態では、センサユニットを皮膚に付着させる代わりに、患者が装着してセンサユニットを身体上の所望の位置の適所に保持する装具又はその他のアイテムにセンサユニットを挿入することができる。この装具などの装着可能なアイテムは、任意にセンサユニットが患者の皮膚に接触できるようにする開口部を含む。
【００５９】
ハウジング３６０内には、センサ３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、電源３６２、通信ユニット３６６及びセンサプロセッサ３０４を配置することができる。いくつかの実施形態では、ハウジング３６０又はセンサユニット３５８の他の部品の介在部分を伴わずに皮膚との接触又は患者へのアクセスをもたらすように、温度センサ、脈拍センサ、圧力センサ、湿度センサ又はひずみゲージなどの１又は２以上のセンサの一部がハウジングを貫いて延びることができる。センサユニット３５８のいくつかの実施形態では、センサ３０２ａが加速度計であり、センサ３０２ｂがジャイロスコープであり、センサ３０２ｃが温度センサである。温度センサは、例えばサーミスタ又は赤外線センサとすることができる。加速度計３０２ａ及びジャイロスコープ３０２ｂは、可動域、歩数、運動タイプ、運動反復回数又は関節の動きなどを測定するために使用することができる。他の実施形態では、センサ３０２ａ、３０２ｂの両方を、任意に可動域の観察精度を高めるように互いに一列に並んだ加速度計とすることができ、回転動作の中心点の計算においてさらに利用することができる。さらに他の実施形態では、センサが、加速度計、磁力計及び温度センサを含む。理解されるように、センサユニットには、上述したあらゆる好適なセンサを含めることができ、これらのセンサのあらゆる組み合わせをセンサユニット内で使用することができる。また、複数のセンサユニットを併用してデータを精緻化し、或いは跛行の改善を示したり、又は関節の両側の位置をさらに正確に定めたりすることなどのために比較情報を提供することもできると理解される。
【００６０】
上述した電源は、いずれも電源３６２のために使用することができる。例えば、電源３６２は、通常の使用条件下で少なくとも１週間、２週間又は４週間の、或いは少なくとも１ヶ月、２ヶ月、３ヶ月、４ヶ月、６ヶ月、８ヶ月、１０ヶ月、１２ヶ月、１５ヶ月、１８ヶ月、２４ヶ月又はそれ以上の予想寿命を有することができる１次電池とすることができる。いくつかの実施形態では、電源３６２が、例えばセンサユニット３５８内の再充電ポートを使用して再充電可能であり、或いは（誘導マット又はスリーブなどの）誘導式再充電装置、又は上述したようなＷｉＦｉ又は超音波充電などを使用して無線で充電することができる。装置には、一定量の運動エネルギーを装置が使用する電気エネルギーに変換する、カンチレバー型圧電リード（ｐｉｅｚｏ  ｒｅｅｄｓ）、発電機及び振り子装置、或いはコイルを通じて又はコイルによって横揺れ／滑動／縦揺れする受動磁石などを含むエネルギー捕獲手段（ｅｎｅｒｇｙ  ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ  ｍｅａｎｓ）によって電力を供給することもできる。電源３６２は、センサ３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、通信ユニット３６６、センサプロセッサ３０４、及びセンサユニット内の他のいずれかのコンポーネントに電力を供給する。
【００６１】
センサプロセッサ３０４は、センサデータを記憶するためのメモリユニットを含む、又はこのようなメモリユニットに結合できるあらゆる好適なプロセッサとすることができる。センサプロセッサ３０４は、センサからデータを受け取るためにセンサ３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃに有線又は無線で結合することができる。いくつかの実施形態では、センサプロセッサ３０４が、センサデータの分析又は部分的な分析を行うための分析アルゴリズムを含むことができる。他の実施形態では、センサプロセッサ３０４を、主にセンサデータの受信、記憶及び送信を行うように設計することができる。
【００６２】
通信ユニット３６６は、センサプロセッサ３０４又はセンサ３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃから（図１の患者装置１０６、臨床医装置１０８、又はネットワーク１１０などの）別の装置に情報を送信できるあらゆる好適な通信装置とすることができる。通信ユニット３６６は、以下に限定するわけではないが、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信、ＷｉＦｉ、赤外線、無線周波数、音響、光学を含むあらゆる好適な有線又は無線技術によって、或いはセンサユニット内のデータポートを介した有線接続、又は本明細書に示す他のいずれかの通信技術などを用いてこの情報を送信することができる。
【００６３】
埋め込み型センサユニットを含むセンサユニットのさらなる例は、米国特許出願第１５／０７７８０９号及び第１５／０７７７９２号、並びに米国仮特許出願第６２／１３６８９２号及び第６２／１３６９２５号に見出すことができ、これらの文献は全て引用により本明細書に組み入れられる。
【００６４】
図４Ａ〜図４Ｅに、センサユニット４２２及びベース４２４を含むウェアラブル装置４１２の一実施形態を示す。図４Ａに示すように、センサユニット４２２はベース４２４から取り外すことができる。図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、ウェアラブル装置４１２は患者の皮膚上に配置され、ベース４２４が皮膚に付着する。
【００６５】
ベース４２４は、可撓性収容シェル４２６と、磁石４２８と、温度センサのための任意の開口部４３０と、任意のタブ４３２と、シェルの底面４３４に配置された接着剤と、シェル上に配置された任意の磁石ホルダ４３６とを含む。センサユニット４２２をベース４２４に取り付けると、ベース４２４の磁石４２８がセンサユニット４２２内の同様の磁石４５４（図４Ｃ）に磁気的に付着する。磁石４２８、４５４は、通常の活動、運動及びその他の理学療法中に、患者又は他の人物がベースからセンサユニットを離脱させない限りベース４２４に対するセンサユニットの付着を維持するように意図される。任意に、磁石ホルダ４３６は、磁石４２８（全体又は周辺部のみ）を収めて磁石をシェル４２６に固着させる。
【００６６】
少なくともいくつかの実施形態では、ベース４２４のシェル４２６が、通常の活動中又は理学療法的運動中に患者が動いた時に患者の皮膚に付着できるほど十分な可撓性を有する。シェルは、限定するわけではないが、シリコーン又はポリウレタンなどの可撓性プラスチックを含むあらゆる好適な材料で形成することができる。
【００６７】
シェル４２６は、センサユニット４２２を取り外し可能に把持して、ベース４２４に対するセンサユニットの付着をさらに維持することもできる。図示の実施形態では、シェル４２６が収容キャビティ４３８を定め、収容キャビティ４３８の周囲の側壁４４０と、側壁の周囲のリム４４２とを有する。動作時には、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、シェル４２６がセンサユニット４２２の一部を受け取る。いくつかの実施形態では、側壁４４０又はリム４４２を、センサユニット４２２の一部がキャビティ４３８内に受け取られる時に拡張し、受け取られたセンサユニット４２２の部分の周辺部をその後に圧迫するように弾性的に柔軟なものとすることができる。ベース４２４の少なくともリム４４２又は側壁４４０（又はこれらの両方）は、付着又は圧迫など、或いはこれらのいずれかの組み合わせによってセンサユニット４２２を把持する材料で形成されることが好ましい。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニット４２２が、ベース４２４に対するセンサユニットの付着の維持をさらに容易にする、リム４４２を受け取ることができる溝４９０を有することができる。少なくともいくつかの実施形態では、リム４４２から側壁４４０が外向き及び下向きに傾斜して、リムの下方にアンダーカット領域を形成する。同様に、センサユニット４２２にも、センサユニットとベースとの間の係合の維持をさらに容易にする、ベース４２４のリム４４２の下方のアンダーカット内に収まる傾斜したハウジングを形成することができる。これらの磁石（又は、磁石及び磁気的に引き付けられる材料）に加えて、又はその代わりに、他のいずれかの好適なタイプの機械的締結具を用いてセンサユニット４２２をベース４２２に固定することもできると認識されるであろう。
【００６８】
接着剤は、ベース４２４に塗布することも、或いは基材の両側に配置されて基材の片側をベース４２４に付着させる接着剤とすることもできる。接着剤は、耐水性であるとともに汗との接触によって付着性を失わないように選択されることが好ましい。少なくともいくつかの実施形態では、ベース４２４、又はベース上の接着剤が、接着剤の交換又は再塗布までに通常の使用条件下で少なくとも１日、２日、３日、５日、７日、１０日間、或いは２週間、３週間、４週間又はそれ以上にわたって使用されるように意図される。少なくともいくつかの実施形態では、接着剤が、ユーザがシャワーを浴びる際にも皮膚への付着を維持するように選択される。少なくともいくつかの実施形態では、接着剤が、ユーザが入浴する際、プールで泳ぐ際、或いはジャグジー、温水浴槽又はリハビリプール内で座る際にも皮膚への付着を維持するように選択される。
【００６９】
任意に、ベース４２４は、シェル４２６に対するいずれかの好適な位置に配置されたタブ４３２を含む。タブ４３２は、タブ４３２をつまんで押し引きしてシェル４２６を変形させてセンサユニットを解放することによって、ベース４２４からのセンサユニット４２２の取り外しを容易にすることができる。センサユニット４２２を離脱させるためのタブ４３２の操作は、患者の皮膚に対するベース４２４の付着を維持しながら実行できることが好ましい。いくつかの実施形態では、タブ４３２の操作によって、センサユニット４２２とベース４２４との係合を容易にすることもできる。
【００７０】
図４Ｄに示すように、図示のセンサユニット４２２は、上側ハウジング４５０と、下側ハウジング４５２と、磁石４５４と、電子機器アセンブリ４５６と、電源４５８と、発光装置４６０と、接着剤４６２、４６４とを含む。また、いくつかの実施形態では、図４Ｅに示すように、上側ハウジング４５０が、メインハウジング４６６と把持要素４６８とを含むことができる。いくつかの実施形態では、センサユニット４２２が、図４Ｄに示すコンポーネントよりも多くの又は少ないコンポーネントを含むことができる。
【００７１】
上側ハウジング４５０及び下側ハウジング４５２は、少なくとも電子機器アセンブリ４５６と電源４５８とが内部に存在するキャビティを形成する。上側ハウジング４５０及び下側ハウジング４５２は、金属又はプラスチック材料（好ましくは、剛性プラスチック材料）、或いはこれらのいずれかの組み合わせなどのあらゆる好適な材料で形成することができる。少なくともいくつかの実施形態では、上側ハウジング４５０及び下側ハウジング４５２、並びに上側ハウジングと下側ハウジングとの接合部が、水、汗、雨及びその他の流体がハウジング内に侵入するのを抑えるように耐水性である。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニット４２２が、患者がセンサユニットを覆わずにシャワーを浴びることができるほど十分な耐水性を有する。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニット４２２が、患者がセンサユニットを覆わずに入浴したり又は泳いだりできるほど十分な耐水性を有する。
【００７２】
任意の把持要素４６８は、把持要素の少なくとも一部に粗面又は別様な非平滑面を有することができる。この非平滑面は、特にセンサユニットをベース４２４に対して係合／離脱させるためのセンサユニット４２２の把持を容易にする。図示の実施形態では、把持要素４６８が、メインハウジング４６６にオーバモールド、接着又は別様に取り付けられた独立要素である。把持要素４６８は、シリコーン又はポリウレタンなどの、メインハウジング４６６よりも高可撓性の異なる材料で形成することができる。他の実施形態では、把持要素４６８が、メインハウジングの表面の少なくとも一部を粗面化又は別様に非平滑化することによってメインハウジング４６６の一部として形成される。
【００７３】
磁石４５４は、ベース４２４の磁石４２８に磁気的に結合するように配置される。いくつかの実施形態では、磁石４５４、４２８の一方を磁気的に引き付けられる材料に置き換え、この材料が他方の磁石４５４、４２８に結合して、ベース４２４をセンサユニット４２２に磁気的に結合することができる。図示の実施形態では、磁石４５４が、基材の両側に配置された接着剤層又は接着剤とすることができる接着剤４６４によって下側ハウジングに取り付けられる。他の実施形態では、磁石４５４を他のいずれかの好適な方法によって下側ハウジング４５２に取り付けることができ、或いは上側ハウジング４５０と下側ハウジング４５２とによって形成されるキャビティ内に配置することができる。
【００７４】
電源４５８は、あらゆる好適な電源とすることができる。例えば、電源４５８は、通常の使用条件下で少なくとも７日、１０日、２０日、４０日、６０日、９０日、１００日、７０日、１８０日又はこれを上回る予想寿命を有することができる１次電池（例えば、バッテリ）とすることができる。いくつかの実施形態では、１次電池を交換可能とすることができる。いくつかの実施形態では、電源４５８を、例えば再充電ポート又は誘導性再充電装置（誘導マット又はスリーブなど）を用いて、或いはＷｉＦｉ、超音波充電、又は他のいずれかの好適な再充電方法を用いて再充電することができる。いくつかの実施形態では、１次電池（例えば、バッテリ）を、ベース４２４の磁石４２８が磁気的に結合できる磁気的吸引材料とすることができる。
【００７５】
電子機器アセンブリ４５６は、センサユニット４２２の動作に適したあらゆるコンポーネントを含むことができる。図示の実施形態では、電子機器アセンブリ４５６が、回路基板４６８と、センサプロセッサ４０４と、温度センサ４７０と、加速度計４７２と、少なくとも１つのＬＥＤ４７４と、通信装置４７６と、磁気スイッチ４７８とを含む。回路基板４６８は、接着剤４６２によって下側ハウジング４５２に結合することができる。回路基板又は他のコンポーネントは、他の接着剤（図示せず）によって上側ハウジング４５０に結合することもできる。
【００７６】
センサプロセッサ４０４は、上述したセンサプロセッサ１０４と同様のものとすることができ、センサプロセッサ１０４よりも多くの又は少ない能力を有することができる。いくつかの実施形態では、センサプロセッサ４０４が、センサデータの分析又は部分的な分析を行うための分析アルゴリズムを含むことができる。他の実施形態では、センサプロセッサ４０４を、主にセンサデータの受信、記憶及び送信を行うように設計することができる。
【００７７】
図示のセンサユニット４２２は、温度センサ４７０及び加速度計４７２を含むが、上述したように、他の実施形態は、さらに多くの又は異なるセンサをあらゆる好適な組み合わせで含むことができる。図示の実施形態では、温度センサ４７０が、回路基板４６８から離れて下側ハウジング４５２の開口部４６６を通じて延びるサーミスタである。センサユニット４２２がベース４２４に係合すると、温度センサ４７０の一部がベース４２４の開口部４３０を通じて延びることにより、温度センサ４７０が患者の皮膚に曝されて患者の皮膚に接触できるようになる。
【００７８】
上述したように、通信装置４７６は、センサプロセッサ４０４と共に動作して、患者装置又は臨床医装置、或いは他の装置と通信する。以下に限定するわけではないが、ＷｉＦｉ、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、近距離無線通信、赤外線、無線周波数、音響、光学などを含むあらゆる好適な通信方法又はプロトコルを使用することができる。
【００７９】
いくつかの実施形態では、電子機器アセンブリ４５６が、ベース４２４の磁石４２８の付近に配置された時に作動してセンサユニット４２２を作動モードに入れるようにセンサプロセッサ４０４に結合された、リードスイッチ（ｒｅｅｄ  ｓｗｉｔｃｈ）などの磁気スイッチ４７８も含む。少なくともいくつかの実施形態では、ベース４２４からセンサユニット４２２を取り外すと、磁気スイッチが作動してセンサを非作動モード又は待機モードに入れる。これとは別に、又はこれに加えて、センサユニット４２２は、センサを作動モード、或いは非作動モード又は待機モードに入れるための、或いはモードを切り換えるための、或いはセンサユニットをオン又はオフにするための、ボタン、機械スイッチ又はその他の機構を含むこともできる。また、これとは別に、又はこれに加えて、センサユニット４２２は、患者装置又は臨床医装置、或いはセンサユニット４２２と通信する他の装置からの信号を用いてこれらのモードのうちの１つに設定する（又はモードを切り換える）こともできる。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニット４２２が、非作動モード又は待機モードにおいて（患者装置又は臨床医装置などの）外部ソースから信号を受け取り続けることができる。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニット４２２が、非作動モード又は待機モードにおいて内部クロックも維持する。
【００８０】
少なくとも１つのＬＥＤ４７４は、発光装置４６０に結合されて発光装置に光を供給する。少なくともいくつかの実施形態では、発光装置４６０が、発光体４８０と、ＬＥＤ（単複の）から発光体に光を導く光導体４８２とを含む。発光装置４６０は、ユーザ又は患者に装置の動作指標を提供する。例えば、センサユニット４２２が動作している時又は作動モードにある時には発光装置４６０が点灯することができる。いくつかの実施形態では、発光装置が発光する光の色が、現在センサユニットが入っているモード（作動又は非作動／待機）、或いはセンサユニットが実行している動作（例えば、送信、感知、非感知、或いは患者装置又は臨床医装置との同期など）を示すことができる。いくつかの実施形態では、色の代わりに、又は色に加えて、光の点滅又は光の輝度を用いてモード又は動作を示すこともできる。一例として、青色光の点滅は患者装置又は臨床医装置との同期を示し、緑色光は作動モードを示し、光っていない時には非作動／待機モードを示すことができる。
【００８１】
米国特許出願第１５／０７７８０９号及び第１５／０７７７９３号、並びに米国許仮出願第６２／１３６８９２号及び第６２／１３６９２５号には、本明細書で説明するウェアラブル装置及びセンサユニットに組み込むことができるさらなる特徴及び装置が記載されており、これらの文献は全て引用により本明細書に組み入れられる。これらの特許出願には、本明細書で説明する方法及びシステムにおいて使用できる他のウェアラブル装置又は埋め込み装置も記載されている。
【００８２】
いくつかの実施形態では、第２のセンサユニットを使用することができる。例えば、第２のセンサユニットは、同じ脚上又は脚内の関節の反対側に配置することができる。別の例として、第２のセンサユニットは、跛行又はその他の歩行障害の検出又は観察で使用できるように他方の脚に配置することも、或いは体の向きを検出又は観察できるように胴体に配置することもできる。また、例えば複数の関節又は椎骨置換物を含む２又は３以上の置換物が体内に埋め込まれている時に第２のセンサユニット（又はさらなるセンサユニット）を使用して、例えば亜脱臼、姿勢の変化又は不備、或いは脊椎側弯などを検出又は観察することもできる。
【００８３】
これらの２つのセンサユニットは、任意に互いに通信又は同期することができる。少なくともいくつかの実施形態では、２つのセンサユニットが互いに同期して、それぞれが空間内のどこに存在するか、並びに距離及び配向の観点から互いの位置を知ることができる。一例として、２つのセンサユニットは、患者装置又は臨床医装置を使用して自機の位置を三角測量することができる。少なくともいくつかの実施形態では、一方のセンサユニットがそのベースから置換又は除去された場合、患者装置又は他方のセンサユニットに通知が行われる。センサユニットが再びベースに取り付けられ、又は新たなセンサユニットがベースに取り付けられると、システムは、他方のセンサユニットに対する新たなセンサユニットの位置又は距離を決定することができる。
【００８４】
２つのセンサユニット内のセンサは、屈曲角、可動域の測定、ベクトル、角度、光線、平面又は距離の計算などを行うために使用することができる。２つのセンサユニット上の温度センサは、身体の２つの部分間の温度差を決定するために使用することができる。２つのセンサユニットのセンサは、理学療法又はリハビリテーション中に患者が可動域の動きの限界を超えている場合に患者に信号を送信するために使用できる角度又はその他の情報を計算するために使用することができる。
【００８５】
上述したように、埋め込み型又は装着型センサユニット、センサプロセッサ又はセンサは、患者装置又は臨床医装置と通信して、センサデータ、又はセンサデータから導出された情報を提供することができる。このセンサデータを使用して、可動域測定及び運動情報などを決定することができる。一例として、いくつかの実施形態では、埋め込み型又は装着型センサユニット（或いは、埋め込み型又は装着型センサユニットの組み合わせ）が、温度センサ及び１つ又は２つの加速度計を収容する。これらのセンサは、皮膚温、（スマートホンなどの患者装置から取得することもできる）歩数、並びに加速度計のｘ、ｙ及びｚ位置に対応するセンサデータを提供することができる。このようなセンサデータを使用して、センサユニットの傾斜角、旋回点距離、温度傾向（例えば、５日間又は７日間の温度傾向）、動作角範囲、伸展、屈曲、四頭筋又は関節の力などの可動域測定値、転倒などの重要な事象の現れ、跛行又はその他の歩行異常の現れ、運動カウント、又は運動の識別又は分類など、或いはこれらのいずれかの組み合わせを決定することができる。以下は、これらの及びその他の目的でセンサデータを使用する方法の例である。
【００８６】
患者、臨床医、理学療法士、或いは病院職員又は看護従事者は、このシステム及び方法によって、リハビリテーション過程全体を通じて患者の可動域を受動的かつ正確にモニタできるようになる。機械学習ツールを利用して時間と共にセンサデータの評価精度を高めることは、新たな訓練データセットを用いたシステムの更新を含む良好な測定をもたらす。少なくともいくつかの実施形態では、患者が運動中に装置に通知する必要がない。患者は、装置を装着しさえすればよい。後述する方法は、ファームウェア、ソフトウェア、患者装置アプリケーション又はサーバ、或いはこれらのいずれかの組み合わせにおいて適用することができる。
【００８７】
図５Ａに、１つの加速度計を使用してセンサユニットの傾斜角を特定する１つの方法を示す。傾斜角の特定では、０度の傾斜角（図５Ａの位置１）において、ｘ位置、ｙ位置及びｚ位置の加速度計の値がそれぞれ０、１、０であり、傾斜角９０度（図５Ａの位置３）において、ｘ位置、ｙ位置及びｚ位置の加速度計の値がそれぞれ１、０、０であると仮定する。当業者であれば、加速度計のｘ位置、ｙ位置及びｚ位置は、これらの値をもたらすように較正して正規化することができると理解するであろう。また、本明細書で説明する計算は、加速度計のｘ位置、ｙ位置及びｚ位置の他の値を考慮するように修正することもできると理解されるであろう。いくつかの実施形態では、システムが、患者又は臨床医、或いは他の個人がセンサユニットを０度及び９０度、又はいずれか２つの既知の角度に位置付けることによって加速度計を較正することを要求することができる。この要求は、センサユニットを患者に取り付ける前又は後に行うことができる。また、加速度計の読み取り値を、上述したような１の値を与えるように正規化することもできる。
【００８８】
上述した条件の下では、いずれかの位置（例えば、図５Ａの位置２）における傾斜角θ（度単位）が以下に等しい。
【数１】
2020507382.tif 000003
【数２】
2020507382.tif 000004
【００８９】
ここでのＡｃｃ＿ｘ、Ａｃｃ＿ｙ及びＡｃｃ＿ｚは、上述したように正規化されて較正された加速度計のｘ位置、ｙ位置及びｚ位置である。また、ジャイロスコープの読み取り値と加速度計の読み取り値とを統合して読み取り値の精度を高めることもできる。ジャイロスコープは、応答は素早いが時間と共にドリフトする。加速度計は、応答は遅いが時間と共に正確になる。このデータセットにカルマンフィルタ又は補完フィルタを適用して、精度及び応答時間を向上させることができる。
【００９０】
この傾斜角を使用して、複数の可動域測定値を決定することができる。図５Ｂは、傾斜角を決定する図の一例であり、線５９０は患者の大腿骨を表し、線５９２ａ、５９２ｂは、それぞれ第１及び第２の位置における患者の脛骨を表す。図示の位置は、座位持ち上げ運動（ｓｉｔｔｉｎｇ  ｌｉｆｔ  ｅｘｅｒｃｉｓｅ）を行っている患者に対応することができる。大腿骨角度Φは、患者装置１０６（図１−例えばスマートホン）を患者の大腿部に置いて（例えば、患者装置内のジャイロスコープ又は加速度計などを用いて）患者装置１０６の角度を測定することによって決定することができる。角度Ψ１及びΨ２は、座位持ち上げ運動中の２つの極位置（ｅｘｔｒｅｍｅ  ｐｏｓｉｔｉｏｎｓ）における患者の大腿骨の角度に対応する。これらの角度から、屈曲、伸展の可動域測定値と可動域とを決定することができる。伸展は、Ψ１−Φに等しい。屈曲は、Ψ２−Φに等しい。可動域（「ＲＯＭ」）は、Ψ２−Ψ１に等しい。
【００９１】
図５Ｃは、センサユニットを使用して膝の伸展又は屈曲を決定する１つの方法のフローチャートである。ステップ５１１において、患者装置の傾斜角を決定する。例えば、患者装置は傾斜角センサを含むことができ、これを使用して患者の大腿部に載っている患者装置の傾斜角を決定することができる。いくつかの実施形態では、患者装置の傾斜角が、患者集団からのデータ又は傾斜角の推定に基づく仮定値を有することもでき、或いは後続のステップにおいて装置の傾斜角を無視し、又は零度又はその他の値であると仮定することもできる。ステップ５１３において、センサユニットの傾斜角を決定する。いくつかの実施形態では、センサユニットの傾斜角がセンサユニットのプロセッサによって決定され、その後に患者装置に通信される。他の実施形態では、センサユニットが患者装置にセンサデータを通信し、その後に患者装置が自機のプロセッサを用いてセンサデータからセンサユニットの傾斜角を決定する。或いは、この決定の一部をセンサユニットのプロセッサが実行し、別の部分を患者装置のプロセッサが実行することもできる。
【００９２】
ステップ５１５において、患者装置及びセンサユニットの傾斜角を用いて膝の伸展又は屈曲を決定することができる。最大伸展は、患者の脚の最大後方伸展時に決定することができ、最大屈曲は、患者の脚の最大前方伸展時に決定することができる。
【００９３】
他の可動域測定も、体のそれぞれの部分に配置された１又は２以上のセンサユニットを用いて同様の形で行うことができる。例えば、背骨の後方伸展、前屈、左側屈及び右側屈の測定値を決定することができる。首については、伸展、屈曲、左右への側屈及び左右の回転を決定することができる。股関節については、後方伸展、（膝を曲げた又は伸ばした状態での）左右の側屈、左右の内転及び左右の外転を決定することができる。肩については、屈曲、伸展、内転及び外転を決定することができる。肘については、屈曲、伸展、回内及び回外を決定することができる。足首については、屈曲、伸展、内反及び外反を決定することができる。手首については、伸展及び屈曲を決定することができる。親指又は指の関節については、屈曲を決定することができる。これらの関節及び他の身体部分について他の可動域測定を行うこともできると認識されるであろう。図５Ｃに示す方法は、これらの可動域測定値のいずれかを決定するように適合させることができる。
【００９４】
座位持ち上げで推定できる別の可動域測定値は、四頭筋力である。図６Ａは、四頭筋力を計算する図の一例である。この図面では、大腿骨角度をゼロと仮定し、線６９０は大腿骨に対応し、線６９２は脛骨に対応し、点６９４は脛骨の質量中心に対応し、点６９６は関節の腱の位置に対応し、線６９８は腱の作用線に対応する。腱は、脛骨に対する角度φに作用線を有する。この計算では、大腿骨に沿った力Ｆxを座位持ち上げにおいて０に等しいと仮定する。（当業者であれば、非ゼロのＦxは容易に計算に組み込むことができると認識するであろう。）脚の質量に起因する力Ｆyは、脛骨の脚部分及び足の質量をｍ、重力加速度をｇとするＦy＝ｍｇによって与えられる。すると、脛骨の脚部分を回転させるためのトルクはＴ＝ｍｇｒ  ｃｏｓ（Ψ１）となり、ｒは、関節中心から質量中心までの距離であり、Ψ１は、水平に対する脛骨の角度として定義される（図５Ｂ）。このトルクは、四頭筋力に関しても、Ｔ＝ＦQｄ1  ｓｉｎ（φ）＋ＦQｄ2  ｃｏｓ（φ）として記述することができ、ここでは、図６Ａに示すように、ｄ1は脛骨と腱の作用線との間の垂直距離であり、ｄ2は脛骨の質量中心と関節の腱の位置との間の平行距離である。
【００９５】
この結果、
【数３】
2020507382.tif 000005
となり、四頭筋力の推定値が以下のようにもたらされる。
【数４】
2020507382.tif 000006
【００９６】
ｍ、ｄ1、ｄ2及びφの値は、患者について測定し又は別様に決定することも、臨床医が推定することも、患者の身長及び体重などの因子に基づくことも、或いは患者集団の平均値から、又は他のいずれかの方法によって選択することもできる。角度Ψ１は、上述したように又は他のいずれかの好適な方法によって決定することができる。
【００９７】
図６Ｂは、センサユニットを使用して四頭筋力を決定する１つの方法のフローチャートである。ステップ６２１において、ｍ、ｄ1、ｄ2及びφなどの解剖学的値を決定する。これらの値は、上述した方法のうちのいずれかを使用して決定することができる。ステップ６２３において、センサユニットの傾斜角を決定する。いくつかの実施形態では、センサユニットの傾斜角がセンサユニットのプロセッサによって決定され、その後に患者装置に通信される。他の実施形態では、センサユニットが患者装置にセンサデータを通信し、その後に患者装置が自機のプロセッサを用いてセンサデータからセンサユニットの傾斜角を決定する。或いは、この決定の一部をセンサユニットのプロセッサが実行し、別の部分を患者装置のプロセッサが実行することもできる。ステップ６２５において、上述したように患者装置の傾斜角と解剖学的値とを用いて四頭筋力を決定することができる。
【００９８】
図７に人の通常歩行を示しており、図７の観察者に近い方の脚を実線で、観察者から遠い方の脚を点線で示す。センサユニットを利用して、例えば空間を通じて傾斜角、又はセンサユニットの動き及び傾きをモニタすることにより、患者の歩行を特徴付けて評価することができる。少なくともいくつかの実施形態では、センサユニットからのセンサデータを利用して跛行を検出することができる。例えば、傾斜角が下腿後部を通過しておらず、歩行の遊脚期（図７）が十分に完了していないことを示す時には、跛行を識別することができる。
【００９９】
いくつかの実施形態では、センサデータが、転倒などの重要な事象の検出に有用となり得る。これらの事象は、センサデータから、データに対する衝撃、或いはデータから判断される傾斜角又はその他の測定値の急激な説明できない変化として認識することができる。いくつかの実施形態では、患者装置が警告又はアラートを実行することができ、或いは患者に転倒した旨の確認を要求することができる。いくつかの実施形態では、転倒などの重要な事象が検出された時、或いは短時間（例えば、１０分、３０分、１時間、２時間又はそれ以上）内に複数の重要な事象（少なくとも２つ、３つ、４つ又は５つ以上）が発生した場合に、センサユニット又は患者装置が臨床医装置に警告又はアラートを送信することができる。
【０１００】
少なくともいくつかの実施形態では、センサデータを使用して、患者が行っている運動のタイプを識別又は分類し、反復回数をカウントすることができる。図８Ａに、センサデータから導出できる、運動の識別又は分類を支援するための１つの測定値を示す。この実施形態では、センサユニットが２つの加速度計を含み、或いはそれぞれ１つの加速度計を含む２つのセンサユニットが患者に配置される。また、２つの加速度計間の距離は、既知又は少なくとも一定である。全てではないが多くの運動は、その運動に関連する旋回点を有する。ヒールスライドでは足首が旋回点であり、下肢伸展拳上では股関節が旋回点であり、座位持ち上げでは股関節が旋回点であり、ニートゥチェスト（膝を胸に近付ける）運動では旋回点が存在しない。
【０１０１】
図８Ａに示すように、旋回点距離（すなわち、旋回点から第１の加速度計までの距離）は、相似三角形を用いて旋回点距離＝Ａｃｃspacing＊Ａｃｃ’1／（Ａｃｃ’1−Ａｃｃ’2）として決定することができ、ここでのＡｃｃspacingは、第１の体位における２つの加速度計間の距離であり、Ａｃｃ’1は、第２の体位における第１の加速度計の位置であり、Ａｃｃ’2は、第２の体位における第２の加速度計の位置である。いくつかの実施形態では、これらの距離を３次元距離とすることができる。他の実施形態では、これらの距離を、平面内で取得された２次元距離とすることができる。図８Ｂには、ヒールスライド８０３、座位持ち上げ８０５、下肢伸展拳上８０７及びニートゥチェスト８０９の一定時間にわたる旋回点距離の測定を示しており、図８Ｃは、これらの運動の平均旋回点距離である。図示の実施形態では、これらの運動の平均旋回点距離が、ヒールスライド１５インチ（約−３８ｃｍ）、座位持ち上げ２インチ（約５ｃｍ）、下肢伸展拳上１９インチ（約４８ｃｍ）、及びニートゥチェスト０インチ（０ｃｍ）である。
【０１０２】
このように、これらの運動は、それぞれが異なる平均旋回点距離の値を有する。いくつかの実施形態では、平均旋回点距離を決定しながら患者に運動を行わせることによって、各運動の平均旋回点距離を決定することができる。いくつかの実施形態では、各運動の平均旋回点距離を、全部又は一部の患者のデータベースから選択することができ、或いは患者について身長又は長さ／距離の測定値（例えば、脚の脛骨部分の長さ及び脚の大腿骨部分の長さ、又はセンサユニットから足首、股関節、膝などまでの距離）に基づいて推定することができる。
【０１０３】
この場合、患者が運動している時に平均旋回点距離を決定し、既に確立されている各運動の値と比較して、患者が現在どの運動を行っているかを判断することができる。このようにすると、患者がどの運動を行っているかを患者装置上で識別する必要がない。運動の反復回数は、旋回点距離を決定する際の逸脱に注目することによって、或いはセンサユニットなど又は他のいずれかの好適な方法から決定される傾斜角のパターンなどによって決定されることができる。
【０１０４】
図８Ｄは、センサデータに基づいて運動を識別又は分類する１つの方法のフローチャートである。ステップ８１１において、上述したように運動中に旋回点距離を決定する。いくつかの実施形態では、平均旋回点距離を、単一時点ではなく一定期間にわたって決定することができる。ステップ８１３において、決定された旋回点距離を、複数の異なる運動の所定の平均旋回点距離と比較する。所定の平均旋回点距離は、上述した方法を含むあらゆる好適な方法によって取得することができる。いくつかの実施形態では、識別又は分類が単純に比較に基づく。いくつかの実施形態では、Ｋ近傍学習ベクトル量子化などのアルゴリズムを使用して識別又は分類を容易にすることができる。ステップ８１５において、上述したように比較に基づいて現在の運動を識別又は分類する。
【０１０５】
システムには、患者の以前の計算、又は特定の患者集団の値のデータベース、或いは他のいずれかの好適なソースから運動の所定の平均旋回点を与えることができる。これらの所定の平均旋回点を改善することが望ましいと思われる。図８Ｅに、運動の分類を改善する１つの方法を示す。ステップ８２１において、解剖学的情報を入力する。この解剖学的情報は、例えば患者の身長とすることも、或いは膝から足首又は股関節までの測定距離などのさらに多くの測定値を入力することもできる。次に、ステップ８２３において、入力された解剖学的情報に基づいて複数の運動の旋回点距離を予測する。いくつかの実施形態では、ステップ８２１をスキップし、臨床医が又は特定の患者集団の平均値（例えば、成人男性又は成人女性などの平均）から旋回点距離を推定する。ステップ８２５において、患者が運動を行い、システムが旋回点距離を決定する。システムは、決定された旋回点距離を用いて、行われている運動を識別又は分類する。いくつかの実施形態では、識別又は分類が単純に比較に基づく。いくつかの実施形態では、Ｋ近傍学習ベクトル量子化などのアルゴリズムを使用して識別又は分類を容易にすることができる。ステップ８２７において、ユーザが行っている運動を識別し、これをシステムが行った識別又は分類と比較する。ステップ８２９において、この結果を使用して、運動に関連する初期の旋回点距離を修正して予測を精緻化することができる。ステップ８２５〜８２９は、各運動及び異なる運動について繰り返し実行して、各運動の旋回点距離を精緻化することができる。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、旋回点の決定が、創傷に対するセンサユニットの位置の識別を容易にすることができる。このことは、温度読み取り値の精度を評価するために、或いはより良いセンサユニットの配置に関して患者にフィードバックを提供するために有用となり得る。また、旋回点の決定は、例えば足首、膝又は股関節に関する旋回点測定値を使用して大腿骨又は脛骨の長さの推定値を提供することによって、患者の解剖学的構造の理解を促すこともできる。いくつかの実施形態では、さらに正確な大腿骨又は脛骨の長さが、歩行、歩幅の分析、跛行検出、又は転倒検出／分類を改善することができる。
【０１０７】
図９〜図１２は、患者装置又は臨床医装置のアプリケーション又はユーザインターフェイスの一実施形態のスクリーンショットである。アプリケーション又はユーザインターフェイスのさらなる説明、並びにアプリケーション及びユーザインターフェイスの他の実施形態は、米国特許出願第１５／０７７８０９号及び第１５／０７７７９３号、並びに米国仮特許出願第６２／１３６８９２号及び第６２／１３６９２５号、及びいずれも２０１７年２月１日に出願された、「ウェアラブル装置を使用して整形外科インプラント及びリハビリテーションをモニタするシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｗｅａｒａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ａｎ  Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ  Ｉｍｐｌａｎｔ  ａｎｄ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許出願第１５／４２２３１２号、及び「理学療法及びリハビリテーションをモニタするユーザインターフェイスを備えたシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｗｉｔｈ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｔｈｅｒａｐｙ  ａｎｄ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許出願第１５／４２２３２０号に見出すことができ、これらの文献は全て引用により本明細書に組み入れられる。図示のユーザアプリケーションインターフェイスは、スマートホン又はタブレットなどのモバイル装置にとって特に有用であるが、デスクトップ又はラップトップコンピュータなどの他の装置と共に使用することもできる。
【０１０８】
図９には、部分９９２に示すような１日当たりの歩数（又は運動の反復回数など）及び温度測定値などの情報を提供するユーザインターフェイス又はアプリケーションの別のページを示す。図９に示すように、ユーザインターフェイス９９０は、毎時歩数などのデータのグラフを示す部分９９４を含むこともできる。図示のユーザインターフェイスでは、ユーザが、（「ＲＯＭ」として表される）運動履歴、温度又は温度傾向、及びセンサモジュールへの影響又は衝撃回数などの他のチャートから選択を行うこともできる。上述したセンサからの他の測定値又は観察結果をグラフ化することもできると理解されるであろう。少なくともいくつかの実施形態では、ユーザが、例えば分、時間、日又は週などの、グラフのデータ表示期間を選択することもできる。
【０１０９】
このユーザインターフェイスは、患者の活動及び進展をモニタする上で有用となり得る。部分９９４のグラフは、患者の運動履歴及び進展を示すために有用となり得る。いくつかの実施形態では、ユーザが、このユーザインターフェイスによって、例えば特定の期間（例えば、１時間、２時間、４時間、６時間又は７時間、或いは１日又は１週間）にわたる歩数又は運動の反復回数などの目標を設定することができる。ユーザインターフェイスは、これらの目標の達成に向けた現在の状況を表示することもできる。ユーザインターフェイスは、例えば最大歩数又は最大運動反復回数、温度読み取り値の上昇、影響又は衝撃回数の増大などの重要な事象を強調表示することもできる。ユーザインターフェイスは、目標の達成を強調表示することもできる。
【０１１０】
図１０には、リハビリテーション又は理学療法をモニタするために追跡できる特定の患者測定値に関連する情報を表示するユーザインターフェイス又はアプリケーションの別のページを示す。図示のページでは、患者測定値が、患者の膝に関する屈曲及び伸展である。これらの患者測定値は、限定するわけではないが、屈曲及び伸展などの可動域測定値を含むことができる。このページは、これら測定の進展を追跡するチャート９９６も示す。進展は、毎時、毎日、毎週、又は他のいずれか期間にわたって追跡することができる。いくつかの実施形態では、ユーザが、チャートに示される期間をユーザインターフェイス又はアプリケーションによって選択又は変更することができる。図７のページは、運動完了の割合、皮膚温又は歩数などの他の測定に関する情報も提供する。
【０１１１】
図１１には、ユーザインターフェイス又はアプリケーションが日々の運動プログラムを追跡する別のページを示す。図示の実施形態では、運動が、座位持ち上げ、ヒールスライド（股関節及び膝の屈曲）、下肢伸展拳上及びニートゥチェストである。他の運動としては、以下に限定するわけではないが、立位リフト、足首ポンプ、足首サークル、大腿スクイーズ（四頭筋セット）、臥位キック（短弧四頭筋）、膝曲げ（座位膝屈曲）、長時間膝ストレッチ、座位キック（長弧四頭筋）、膝伸展ストレッチ、膝ダングリング／揺動、ハムストリングセット（ヒールディグ）、臀部スクイーズ（臀部セット）、又はウォーキングなどを挙げることができる。これらの運動は、膝のリハビリテーションを対象とするものである。当然ながら、他の関節又は身体領域のリハビリテーション又は理学療法は、異なる運動セットを含むことができる。また、このページは、患者が実行すべき各反復セット（この場合は３セット）の完了率も示す。
【０１１２】
図１２には、１つの運動を含むさらに別のページを示す。このページは、運動（この例では、屈曲及び伸展）に関連する現在の測定値を示す。このページは、運動の実行方法も示し、患者が運動の開始を指示するためのコントロールを含むことができる。いくつかの実施形態では、このページが、患者が運動を行う際の反復回数（又は反復目標を達成するためにさらに必要な反復回数）を指示することもできる。このページは、運動に基づく患者測定値（例えば、最新の反復の現在の測定値、現在の反復セットの平均測定値、又は反復セットの最大測定値）、及び測定値目標を示すこともできる。このページは、運動目標のどの部分が満たされたかを示すバーなどを含むメータを含むこともできる。（バーなどの）指示は、可動域又はその他の治療目標のどの部分が満たされたかを示すこともできる。いくつかの実施形態では、このページが、患者の意欲を引き起こすために可動域目標までの平均患者時間などを表示することもできる。
【０１１３】
図１３には、コンピュータ又はウェブインターフェイスに適することができるユーザインターフェイス１３９０を示す。図示のユーザインターフェイスは、温度測定値１３９２ａ、歩数測定値１３９２ｂ、可動域検査１３９２ｃ、特定の運動及び検査１３９２ｄ、並びに有害事象１３９２ｅの結果を表示する領域１３９２を含む。これらの結果は、数値情報及び図形情報を含むことができる。これらの結果は、運動実行の成功度を図形的又は数値的に示す（例えば、領域１３９２ｄを参照）とともに、（行われた運動反復回数などの）リハビリテーション活動の順守度合いを示すこともできる。このような情報の配置は、患者の進展のモニタリング、進展又は進展不足の識別、（温度の上昇、或いは衝撃又は影響回数の増加などの）懸念事項の識別などを容易にすることができる。
【０１１４】
ユーザインターフェイスの１又は２以上のページに表示できる他の情報は、ベースライン及び一定期間にわたる進展を含むあらゆる好適な患者リハビリテーション進展データを含むことができる。例えば、この情報は、座位レッグリフト、ヒールスライド、立位リフト、腹臥位リフトなどの運動のベースライン可動域情報を含むことができる。この情報は、これらの運動の現在の可動域情報を含むこともできる。この情報は、以下に限定するわけではないが、術前及び術後の平均歩調、最大歩調、ストライド角、並びにウォーキング、自転車こぎ、ランニング又は座位活動に費やした時間を含む歩行分析情報を含むこともできる。さらなる情報は、皮膚温、環境温及び温度傾向を含むことができる。ユーザインターフェイスは、患者が転倒した回数又は頻度、或いは他の重要な事象に関する情報を提供することもできる。ユーザインターフェイスは、ベースライン活動、現在の活動、手術後又は理学療法後の一般的活動などを評価するために、ウェアラブル装置又は患者装置のＧＰＳ読み取り値からの情報を提供することもできる。
【０１１５】
臨床医装置のユーザインターフェイスを使用して、院内可動域検査を行うこともできる。臨床医装置又は患者装置を使用して、可動域運動のビデオを作成することもできる。
【０１１６】
図１４には、臨床医が複数の患者をモニタするためのユーザインターフェイス１４９０を示す。領域１４９２は、患者名、手術日、センサデータ及び検査結果１４９２ａ、有害事象の回数、並びに整形外科インプラントの位置などの情報を含む。臨床医は、手術回数１４９４、リハビリテーション成功率１４９６、及び総手術回数（例えば、総膝関節置換回数）、特定のリハビリテーション転帰に達するまでの平均時間（例えば、指定可動域に達するまでの平均時間）などの他の好適な情報を追跡することもできる。
【０１１７】
図１５には、臨床医が患者をモニタするための別のユーザインターフェイスを示す。領域１５９２は、患者名、性別、手術日、術後日数、測定温度又はその傾向、可動域測定値、活動、歩数、重要な事象、埋め込み部位及びウェアラブル装置の状態などの情報を含む。臨床医は、リハビリテーションの成功回数１５９４、ある患者群について時間と共に達成された可動域１５９６、及びその他の好適な情報を追跡することもできる。個々の患者記録１５９８へのアクセス、患者アラート１５９９へのアクセスのためのコントロールを設けることもできる。
【０１１８】
少なくともいくつかの実施形態では、本明細書で説明したアプリケーション又はユーザインターフェイスを、患者装置又は臨床医装置がコンテンツプロバイダのサーバにアクセスする際にアクセスできるウェブ又はアプリケーションインターフェイスとすることができる。少なくともいくつかの実施形態では、サーバ又は他のサーバ、或いはメモリ記憶装置が、ウェブインターフェイスのための情報を記憶するとともに、患者識別データ、センサデータ、又はセンサデータから導出された情報、患者又は臨床医のコメントなど、或いはその他のいずれかの好適なデータを含む患者固有の情報を記憶することもできる。少なくともいくつかの実施形態では、患者固有の情報に、患者装置、臨床医装置又はその他の装置からアクセスすることができ、いくつかの実施形態では、情報にアクセスするために認証情報（例えば、ユーザ名又はパスワード、或いはこれらの両方）の提供を必要とすることもできる。
【０１１９】
理学療法、リハビリテーション、又は患者の状態に関する情報を計算又は別様に決定するさらなるユーザインターフェイス及び方法は、いずれも２０１７年２月１日に出願された、「ウェアラブル装置を使用して整形外科インプラント及びリハビリテーションをモニタするシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｕｓｉｎｇ  ａ  Ｗｅａｒａｂｌｅ  Ｄｅｖｉｃｅ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ａｎ  Ｏｒｔｈｏｐｅｄｉｃ  Ｉｍｐｌａｎｔ  ａｎｄ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許出願第１５／４２２３１２号、及び「理学療法及びリハビリテーションをモニタするユーザインターフェイスを備えたシステム及び方法（Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｗｉｔｈ  Ｕｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ  ｆｏｒ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｔｈｅｒａｐｙ  ａｎｄ  Ｒｅｈａｂｉｌｉｔａｔｉｏｎ）」という名称の米国特許出願第１５／４２２３２０号に記載されており、これらの文献は引用により本明細書に組み入れられる。
【０１２０】
本明細書で説明した方法及びシステムは、多くの異なる形で具体化することができ、本明細書に示した実施形態に限定されると解釈すべきはない。従って、本明細書で説明した方法及びシステムは、完全にハードウェアの実施形態、完全にソフトウェアの実施形態、又はソフトウェアとハードウェアの側面を組み合わせた実施形態の形をとることができる。本明細書で参照したシステムは、典型的にはメモリを含み、典型的にはモバイル装置を含む他の装置との通信方法を含む。通信方法は、有線通信方法と無線（例えば、ＲＦ、光、又は赤外線）通信方法の両方を含むことができ、このような方法は、別のタイプのコンピュータ可読媒体、すなわち通信媒体を提供する。有線通信は、ツイストペア、同軸ケーブル、光ファイバ又は導波管など、或いはこれらのいずれかの組み合わせを介した通信を含むことができる。無線通信は、ＲＦ、赤外線、音響、近距離無線通信又はＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）など、或いはこれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。
【０１２１】
本明細書に開示したフローチャート図の各ブロック、並びにフローチャート図及び方法のブロックの組み合わせは、コンピュータプログラム命令によって実装することができると理解されるであろう。これらのプログラム命令をプロセッサに与えて機械を生産することで、このプロセッサ上で実行される命令により、本明細書に開示したフロー図の１又は複数のフローチャートブロックに示す動作を実行する手段が生み出されるようにすることができる。これらのコンピュータプログラム命令をプロセッサが実行して、このプロセッサによって実行される一連の動作ステップがコンピュータ実行プロセスを生み出すようにすることができる。これらのコンピュータプログラム命令は、動作ステップの少なくともいくつかが同時に実行されるようにすることもできる。さらに、ステップのいくつかを、マルチプロセッサコンピュータシステムで行われるような形で複数のプロセッサにわたって実行することもできる。また、１又は２以上のプロセスを他のプロセスと同時に、或いは本発明の範囲又は趣旨から逸脱することなく、図示の順序とは異なる順序で実行することもできる。
【０１２２】
コンピュータプログラム命令は、以下に限定するわけではないが、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ又はその他のメモリ技術、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタル多用途ディスク（「ＤＶＤ」）又はその他の光学記憶装置、磁気カセット、磁気テープ、磁気ディスク記憶装置又はその他の磁気記憶装置、或いは所望の情報を記憶するために使用できるとともにコンピュータ装置がアクセスできる他のいずれかの媒体を含むあらゆる好適なコンピュータ可読記憶媒体に記憶することができる。
【０１２３】
上記の明細書は、本発明の製造及び使用を説明したものである。本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、本発明の多くの実施形態を構成することができ、従って本発明は、以下に添付する特許請求の範囲に従う。
【符号の説明】
【０１２４】
５９０  患者の大腿骨を表す線
５９２ａ  第１の位置における患者の脛骨を表す線
５９２ｂ  第２の位置における患者の脛骨を表す線
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図８Ｅ】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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