(57)【要約】  被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための、少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサを含む携帯型システムが提供される。システムは、少なくとも第１のデバイスを含み、第１のデバイスが、被験者の皮膚に接触することができ、第１のデバイスが、第１の固定位置に近接して配置され、また、システムは、少なくとも第２のデバイスを含み、第２のデバイスが、被験者の皮膚に接触することができ、第２のデバイスが、第２の固定位置に近接して配置される。システムは、第１および第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールをさらに含む。第１のデバイスが、被検者の心周期内のタイミングキューを検出するように構成されており、第２のデバイスが、第２の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている。データ収集モジュールが、第２の固定位置を通過する脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と少なくとも第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサを含む、携帯型システムであって、
少なくとも第１のデバイスであって、前記第１のデバイスが、前記被験者の皮膚に接触することができ、前記第１のデバイスが、前記第１の固定位置に近接して配置される、第１のデバイスと、
少なくとも第２のデバイスであって、前記第２のデバイスが、前記被験者の皮膚に接触することができ、前記第２のデバイスが、前記第２の固定位置に近接して配置される、第２のデバイスと、
前記第１および第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールと、を含み、
前記第１のデバイスが、前記被験者の心周期内のタイミングキューを検出するように構成されており、前記第２のデバイスが、前記第２の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されており、前記データ収集モジュールが、前記第２の固定位置を通過する前記脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、前記第１の固定位置と前記第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする、システム。
【請求項２】
前記システムが、前記ＰＴＴから脈波伝播速度（ＰＷＶ）測定値を判定するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記システムが、血圧測定値を判定するように構成されている、請求項１または２に記載のシステム。
【請求項４】
前記第１のデバイスが、表面心電図（ＥＣＧ）の少なくとも１つのセンサを含む、請求項１〜３のいずれかに記載のシステム。
【請求項５】
前記タイミングキューが、前記ＥＣＧのＱＲＳ複合の少なくとも一部の時間である、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記第１のデバイスが、超音波トランスデューサを含む、請求項１〜４のいずれかに記載のシステム。
【請求項７】
前記第１のデバイスが、前記第１の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている、請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記タイミングキューが、前記第１の固定位置を通過する脈圧波である、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第２のデバイスが、超音波トランスデューサを含む、請求項１〜６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１０】
前記超音波トランスデューサが、圧電超音波トランスデューサを含む、請求項６〜９のいずれかに記載のシステム。
【請求項１１】
前記超音波トランスデューサが、フェーズドアレイ撮像超音波トランスデューサを含む、請求項６〜１０のいずれかに記載のシステム。
【請求項１２】
前記データ収集モジュールが、データを遠隔に位置するコントローラに送信する、請求項１〜１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１３】
前記データ収集モジュールが、コントローラを含む、請求項１〜１１のいずれかに記載のシステム。
【請求項１４】
前記コントローラが、ＰＴＴを判定するように構成されている、請求項１２または１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記コントローラが、ＰＷＶ測定値を判定するように構成されている、請求項１２〜１４のいずれかに記載のシステム。
【請求項１６】
前記コントローラが、血圧測定値を判定するように構成されている、請求項１２〜１５のいずれかに記載のシステム。
【請求項１７】
前記コントローラが、前記システムのユーザに前記ＰＴＴ、前記ＰＷＶ、および前記血圧測定値のうちの１つ以上を通信するように構成されている、請求項１３〜１６のいずれかに記載のシステム。
【請求項１８】
前記コントローラが、前記検出された脈圧波のうちの１つ以上の圧力波形を分析するように構成されている、請求項１２〜１７のいずれかに記載のシステム。
【請求項１９】
前記第１および第２のデバイスが、パッチ内に含まれる、請求項１〜１８のいずれかに記載のシステム。
【請求項２０】
前記第１のデバイスが第１のパッチ内に含まれ、前記第２のデバイスが第２のパッチ内に含まれる、請求項１〜１８のいずれかに記載のシステム。
【請求項２１】
前記パッチのうちの１つ以上の一部または全部が、皮下に埋め込まれている、請求項１９または２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記パッチのうちの１つ以上が、前記被験者の身体の表面上に位置する、請求項１９〜２１のいずれかに記載のシステム。
【請求項２３】
前記パッチのうちの１つ以上が、生体適合性接着剤を含む、請求項１９〜２２のいずれかに記載のシステム。
【請求項２４】
前記生体適合性接着剤が親水コロイド接着剤である、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記パッチのうちの１つ以上が、前記被験者の解剖学的構造に適合する起伏のあるパッチである、請求項１９〜２４のいずれかに記載のシステム。
【請求項２６】
前記第１および／または第２のデバイスが一体型電源を含む、請求項１〜２５のいずれかに記載のシステム。
【請求項２７】
前記第１の固定位置は、心臓、任意選択で、大動脈弁内に含まれる、請求項１〜２６のいずれかに記載のシステム。
【請求項２８】
前記システムの構成要素のうちの１つ以上が、内部で、または外部と無線通信で通信するように構成されている、請求項１〜２７のいずれかに記載のシステム。
【請求項２９】
前記デバイスのうちの１つ以上が、電気皮膚反応、温度、心拍数、フォトプレチスモグラフィー、および運動のうちの１つ以上を測定するように構成されているセンサも含む、請求項１〜２８のいずれかに記載のシステム。
【請求項３０】
前記システムが第３のデバイスを含み、前記第３のデバイスが、前記被験者の皮膚に接触することができ、前記第３のデバイスが、第３の固定位置に近接して配置され、任意選択で、前記第３のデバイスが、パッチ内に含まれる、請求項１〜２９のいずれかに記載のシステム。
【請求項３１】
前記システムが、第４のデバイスを含み、前記第４のデバイスが、前記被験者の皮膚に接触することができ、前記第４のデバイスが、第４の固定位置に近接して配置され、任意選択で、前記第４のデバイスが、パッチ内に含まれる、請求項３０に記載のシステム。
【請求項３２】
前記固定位置のうちのいずれかが、大動脈弓、下行大動脈、下大静脈、上大静脈、上腕動脈、大腿動脈および頸動脈のうちの１つ以上から選択される身体構造の一部または全部である、請求項１〜３１のいずれかに記載のシステム。
【請求項３３】
前記デバイスのうちのいずれかが、超音波エコーウィンドウと登録されて配置される、請求項１〜３２のいずれかに記載のシステム。
【請求項３４】
前記超音波エコーウィンドウが、心尖部長軸、胸骨上、傍胸骨長軸左心室、傍胸骨短軸大動脈弁レベル、大動脈弓の高さの後部、腸骨分岐部のすぐ上の後部、左頸動脈、右頸動脈、肋骨下４室短軸（ＩＶＣ）、右鎖骨上（ＳＶＣ）、左上腕動脈、右上腕動脈、左大腿動脈、および右大腿動脈のうちの１つ以上から選択される、請求項３３に記載のシステム。
【請求項３５】
被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間のＰＴＴを判定するための非侵襲的方法であって、
前記第１の固定位置に近接して第１のウェアラブルセンサベースのデバイスを配置することであって、前記第１のデバイスが、前記被験者の皮膚に接触する、配置することと、
前記第２の固定位置に近接して第２のウェアラブルセンサベースのデバイスを配置することであって、前記第２のデバイスが、前記被験者の皮膚に接触する、配置することと、
前記第１のデバイスを介して前記被験者の心周期内のタイミングキューを検出することと、
前記第２のデバイスを介して前記第２の固定位置を通過する脈圧波を検出することと、
前記第２の固定位置を通過する前記脈圧波の遷移に関するデータを収集することと、
それにより、前記第１の固定位置と前記第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定することと、を含む、方法。
【請求項３６】
前記ＰＴＴからＰＷＶ測定値を判定することをさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
血圧測定値を判定することをさらに含む、請求項３５または３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記検出された脈圧波のうちの１つ以上の圧力波形を分析することをさらに含む、請求項３５〜３７のいずれかに記載の方法。
【請求項３９】
被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための携帯型装置であって、前記装置が、少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサベースのデバイスを含み、前記デバイスが、
少なくとも第１のデバイスであって、前記第１のデバイスが、前記被験者の皮膚に接着することができるパッチと、表面ＥＣＧの少なくとも１つのセンサと、を含み、前記第１のパッチが、心臓である前記第１の固定位置に近接して配置される、第１のデバイスと、
少なくとも第２のデバイスであって、前記第２のデバイスが、前記被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、前記第２のパッチが、前記第２の固定位置に近接して配置される、第２のデバイスと、
前記第１および第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールと、を含み、
前記第１のデバイスが、前記ＥＣＧからのタイミングキューを検出するように構成されており、前記第２のデバイスが、前記第２の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されており、前記データ収集モジュールが、前記第２の固定位置を通過する前記脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、前記第１の固定位置と前記第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする、装置。
【請求項４０】
第３のデバイスをさらに含み、前記第３のデバイスが、前記被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、前記第３のパッチが、第３の固定位置に近接して配置され、前記第３の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている、請求項３９に記載の装置。
【請求項４１】
前記第２の固定位置が頸動脈であり、前記第３の固定位置が大腿動脈である、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
第４のデバイスをさらに含み、前記第４のデバイスが、前記被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、前記第４のパッチが、第４の固定位置に近接して配置され、前記第４の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている、請求項４０または４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記第４の固定位置が、上腕動脈である、請求項４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記データ収集モジュールが、前記固定位置を通過する脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、前記固定位置の任意の組み合わせの間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする、請求項３９〜４４のいずれかに記載の装置。
【請求項４５】
被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための携帯型装置であって、前記装置が、少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサベースのデバイスを含み、前記デバイスが、
少なくとも第１のデバイスであって、前記第１のデバイスが、前記被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、前記第１のパッチが、頸動脈に近接して配置される、第１のデバイスと、
少なくとも第２のデバイスであって、前記第２のデバイスが、前記被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、前記第２のパッチが、大腿動脈に近接して配置される、第２のデバイスと、
前記第１および第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールと、を含み、
前記第１のデバイスが、前記頸動脈を通過する脈圧波を検出するように構成されており、前記第２のデバイスが、前記大腿動脈を通過する脈圧波を検出するように構成されており、前記データ収集モジュールが、前記頸動脈および前記大腿動脈を通過する前記脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、前記頸動脈と前記大腿動脈との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする、装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中心血圧を含む血圧（ＢＰ）を監視するために使用されるリアルタイムウェアラブルセンサ技術の分野にある。センサには、心電図、他の汗分析センサ、および／または体動センサが含まれ得る。そのようなリアルタイムセンサから供給されるライブデータフィードは、ダウンロードしてポストレコーディングを読み取るか、Ｗｉ−Ｆｉ／４Ｇ／Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈモバイル通信ネットワークを使用してリモートデバイスにライブデータフィードを配信することができる。
【背景技術】
【０００２】
今日、あらゆる形態の非侵襲的血圧監視は、通常、数十年前の血圧計測定に依存している。このアプローチによれば、手足または四肢に適用された膨張式カフを使用して、カフ内の空気が解放されると、四肢の収縮期および拡張期の圧力の測定を可能にするスープラ収縮期圧力を作成する。医師の手術または自宅での監視では、これは、静止状態にある個人の血圧（ＢＰ）を１つの瞬間で捉える。ただし、この測定値は、昼間または夜間に発生する血圧の変動を表していない。２４時間の携帯型ＢＰ監視を使用して、１日の活動を通したＢＰ変動のより広範なスナップショットを取得することができる。それにもかかわらず、これは、デバイスが通常着用が不快であるため、夕方と夜に課題を提示する。カフの膨張／収縮サイクルが繰り返されることにより、被験者が目覚め、夜間と２４時間全体の血圧の「誤った表現」を作成してしまうことが多い。
【０００３】
加えて、末梢ＢＰ測定値は、２つの腕間の血管系の違いの結果として、デバイスが配置されている手足（通常は腕）間でばらつきがあることが示されている。このばらつきは、末梢ＢＰが中央ＢＰの反射圧にすぎないことを意味する。対照的に、中心ＢＰは予測値として使用でき、ＢＰ上昇の影響による臓器損傷の程度をはるかによく表す。
【０００４】
１つ以上の小型で携帯可能で、被験者にとって使いやすいウェアラブルデバイスを介して、リアルタイムの心拍間中心ＢＰを収集することにより、これらの課題を排除することが望ましい。
【０００５】
心臓の収縮中に、血管系の血管壁に沿って外向きに伝播する縦方向の圧力波が作成される。この縦方向の圧力波の速度である脈波伝播速度（ＰＷＶ）は、Ｍｏｅｎｓ−Ｋｏｒｔｅｗｅｇ方程式によって、動脈血管壁の弾性とその寸法に関連し得る。Ｍｏｅｎｓ−Ｋｏｒｔｅｗｅｇ方程式は、動脈壁が等方性であり、脈圧で等容積変化を経験すると仮定して、血管壁の厚さの血管半径および血液密度に対する一定の比が与えられるときに、ＰＷＶが血管壁の増分弾性係数の平方根に比例することを述べている。したがって、ＰＷＶは動脈圧と動脈壁の固有の弾性特性の両方に依存する。ＰＷＶは、脈波伝播時間（ＰＴＴ）から判定でき、ＰＴＴは、圧力波が被験者の体内の２つの動脈部位の間を移動するのにかかる時間を指す。重要なことに、ＰＷＶは多くの状況で血圧に正比例することがわかっている。これは、血圧の急激な上昇により血管緊張が上昇し、動脈壁が硬くなってＰＴＴが短くなるためと考えられる。逆に、血圧が下がると、血管緊張が低下し、ＰＴＴが増加する。（Ｓｍｉｔｈ  ｅｔ  ａｌ．Ｔｈｏｒａｘ  １９９９；  ５４：４５２−４５７）。ＰＷＶは、動脈硬化の測定のバイオマーカーとして機能することができ、罹患率と死亡率に直接的な相関関係を有する。（Ｓｎｅｌｌｅｎ“  Ｅ．Ｊ．  Ｍａｒｅｙ  ａｎｄ  Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ：Ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｓｔ  ａｎｄ  Ｐｉｏｎｅｅｒ  ｏｆ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（１８３０−１９０４）”  Ｋｏｏｙｋｅｒ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ；  １９８０、Ｌａｕｒｅｎｔ  ｅｔ  ａｌ  “Ｅｘｐｅｒｔ  ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ  ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ｏｎ  ａｒｔｅｒｉａｌ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ：ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｉｃａｌ  ｉｓｓｕｅｓ  ａｎｄ  ｃｌｉｎｉｃａｌ  ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ”  Ｅｕｒ  ＨｅａｒｔＪ．２００６；  ２７：２５８８−６０５）ＰＷＶの変化は、増加した動脈硬化と血管老化の増加の発達に直接関連している（Ｗｅｂｅｒ  Ｔ  ｅｔ  ａｌ  “Ａｒｔｅｒｉａｌ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ，ｗａｖｅ  ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎｓ，ａｎｄ  ｔｈｅ  ｒｉｓｋ  ｏｆ  ｃｏｒｏｎａｒｙ  ａｒｔｅｒｙ  ｄｉｓｅａｓｅ”  Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ．２００４；  １０９（２）：１８４−１８９）。
【０００６】
ＰＴＴは、２つの連続した部位での動脈脈波の通過の間の時間間隔を記録することにより測定され得る。最近では、測定を簡単にするために、心電図のＲ波またはＱ波が大動脈弁の開放にほぼ対応するため、開始点として使用されている。指などの末梢部位への脈波の到達の推定は、フォトプレチスモグラフィー（ＰＰＧ）を使用して行うことができる。ＰＴＴは、ＥＣＧのＲ波と末梢（指）へのパルス波の到達との間の時間遅延として定義される。Ｒ波は通常、振幅と勾配の基準を使用して、ＥＣＧの胸部誘導から検出される。脈波の到着は、指のＰＰＧ信号の上昇の最も急な部分に対応する微分信号のピーク値によって定義される。
【０００７】
この方法によると、中指をＰＰＧのための末梢部位として使用する場合、ＰＷＶ（ｃｍ／ｍｓ）＝０．５×高さ（ｃｍ）／ＰＴＴ（ｍｓ）となる。
【０００８】
従来、最大値の高さの２５％または５０％（使用する機器に応じて）であるフォトプレチスモグラフのパルス波形上のポイントは、脈波の到着を示すために使用される。ＥＣＧ誘導と指のフォトプレチスモグラフィーを使用すると、再現可能なＰＴＴ測定が非常に簡単に行える。
【０００９】
Ｇｅｓｃｈｅら（Ｅｕｒ  Ｊ  Ａｐｐｌ  Ｐｈｙｓｉｏｌ、１０  Ｍａｙ  ２０１１）は、この方法を使用してＰＷＶを判定し、収縮期ＢＰとの相関を特定した。１３人の被験者を被験者にした研究から生成されたアルゴリズムでは、反復測定の相関係数はｒ＝０．８９を示した。この相関関係は重要であり、有望であるもの、測定の精度と信頼性を改善する必要があることは明らかである。
【００１０】
耳たぶなど、動脈波形を検出できる他の末梢部位を選択することもできるが、不便であることが多く、ＰＷＶを個人ごとに判定するための方程式を調整する必要がある。したがって、この生理学的信号を測定するために必要な機器は市販されており、比較的安価であるが、長期の携帯型測定には適していない。
【００１１】
心電図のＲ波を開始点として使用すると、ＥＣＧで簡単に識別可能であるため便利であるが、Ｒ波の発生と大動脈弁の開放との間に時間遅延（いわゆる等尺性収縮時間）があるため不正確性をもたらす。したがって、既存のＰＰＧベースの手法を使用して「測定」されたＰＴＴには、脈波が大動脈弁から末梢に移動するのにかかる時間（「真の」ＰＴＴ）に加えて、この時間間隔が含まれる。等尺性収縮時間自体は、血圧や心室一回拍出量などのＰＴＴに影響を与える変数の影響を受ける。増加した吸気努力中の「測定された」ＰＴＴの延長の多くは、「真の」ＰＴＴではなく、等尺性収縮時間の延長の結果である可能性があることが知られている。
【００１２】
現在のＰＴＴ測定に関する別のやっかいな問題は、アーティファクトの問題もある。これはほとんどの場合、指でのＰＰＧ信号の干渉が原因であるが、胸壁の動きがＥＣＧ誘導を妨害する場合にも発生する可能性がある。このようなアーティファクトは通常、信号を手動で確認すれば除去できるが、自動スコアリングを使用すると、偽りの解釈が発生する可能性がある。
【００１３】
したがって、ＰＰＧ装置を介して収縮期ＢＰを測定する現在のアプローチは、真の携帯型測定を妨げる。手動による確認を必要とするモーションアーティファクトがもたらされることが多いが、手動による確認は煩雑で時間がかかり、エラーが発生しやすい。加えて、呼吸努力の増加は、ＰＰＧに基づく現在のアプローチによるアーティファクトでもある測定されたＰＴＴの増加を引き起こす可能性がある。
【００１４】
本技術分野における現在の前述の問題を克服する必要性が存在する。
【発明の概要】
【００１５】
本明細書で説明されているのは、典型的には、親水コロイドまたは同等の生体適合性接着剤を使用して被験者の皮膚に接着できるパッチの形態のウェアラブルセンサベースの技術である。パッチは、血管ＢＰを正確に監視する超音波ベースのセンサを含む。センサが、大動脈弓、下行大動脈、下大静脈、上大静脈、上腕動脈、大腿動脈および頸動脈、またはこれらの位置の任意の組み合わせから選択される血管内のＢＰをビートごとに監視してもよい。場合によっては、センサは血管内のＰＴＴ、つまりＰＷＶの超音波検出によってＢＰを監視する。
【００１６】
説明されるウェアラブルセンサベースのデバイスが、表面ＥＣＧ、動き（加速度計）、汗（汗センサ）および温度のうちの少なくとも１つの測定値を提供してもよい。
【００１７】
結果をダウンロードして分析できるクラウドソフトウェアベースのプラットフォームも説明される。１回の反復で、これがＢｌｕｅｔｏｏｔｈ／４Ｇ／Ｗｉ−Ｆｉネットワークを使用して自動化されてもよい。これが、モニタリング後の評価と分析のためのツールを提供できるが、現在の技術と組み合わせて、リアルタイムのビートごとのＢＰ監視も提供できる。
【００１８】
より具体的なケースにおいて、本開示は、典型的には超音波パッチアレイとして構成されている、少なくとも１つの超音波トランスデューサ（送信機／受信機）の形態のデバイスを提供する。この場合の超音波トランスデューサは、被験者の身体の主要なエコーウィンドウ位置に配置された複数の起伏のあるパッチを含み得る。パッチアレイを配置すると、血流の評価や、大動脈などの隣接する血管の壁運動を評価できる。数学アルゴリズム（例えば、変換関数）を使用することにより、パッチシステムによる他のパラメーターの中でも特に、ＰＴＴのエコー測定値に基づいて、被験者の中心ＢＰのリアルタイムの正確な計算を判定できる。ロード前およびロード後のリアルタイムのボリューム、および中心収縮期ＢＰ、中心拡張期ＢＰ、中心脈圧、血流量に関連する姿勢変化、および血流とホメオスタシスの変化に関連する大きな動脈／静脈の収縮と拡張を正確に判定できるように、複数の超音波パッチが接続されてもよい。
【００１９】
したがって、さらに説明されるシナリオでは、センサのパッチベースのシステムと、被験者のＢＰを継続的に記録するレコーダーが提供される。
【００２０】
本明細書でさらに詳説されるのは、説明したデバイスを使用して被験者の中心ＢＰを監視するための方法である。
【００２１】
第１の態様では、被験者の心臓血管系内の少なくとも第１の固定位置と少なくとも第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサを含む携帯型システムが提供される。システムは、少なくとも第１のデバイスを含み、第１のデバイスが、被験者の皮膚に接触することができ、第１のデバイスが、第１の固定位置に近接して配置され、また、システムは、少なくとも第２のデバイスを含み、第２のデバイスが、被験者の皮膚に接触することができ、第２のデバイスが、第２の固定位置に近接して配置される。システムは、第１および第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールをさらに含む。第１のデバイスが、被験者の心周期内のタイミングキューを検出するように構成されており、第２のデバイスが、第２の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている。データ収集モジュールは、第２の固定位置を通過する脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする。
【００２２】
いくつかの実施形態では、システムが、ＰＴＴから脈波伝播速度（ＰＷＶ）測定値を判定するように構成されており、および／または血圧測定値を判定するように構成されている。第１のデバイスが、表面心電図（ＥＣＧ）の少なくとも１つのセンサを含んでもよく、タイミングキューが、ＥＣＧのＱＲＳ複合の少なくとも一部の時間であってもよい。
【００２３】
いくつかの実施形態では、第１のデバイスが、超音波トランスデューサを含むことができる。第１のデバイスが、第１の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成され得る。この脈圧波が、タイミングキューであってもよい。第２のデバイスが、追加的にまたは独立して、超音波トランスデューサを含んでもよい。超音波トランスデューサのいずれもが、圧電超音波トランスデューサおよび／またはフェーズドアレイ撮像超音波トランスデューサを含み得る。
【００２４】
いくつかの実施形態では、データ収集モジュールが、データを遠隔に位置するコントローラに送信する。データ収集モジュールが、コントローラを含み得る。コントローラが、ＰＴＴ、ＰＷＶおよび／またはＢＰ測定値を判定するように構成されてもよく、これらの測定値の１つ以上をシステムのユーザに伝達するように構成されてもよい。コントローラが、システムによって検出された任意の脈圧波のうちの任意の１つ以上の圧力波形の分析を実行してもよい。
【００２５】
説明されたデバイスのいずれも、パッチ内に含まれ得る。例えば、第１および第２のデバイスの両方が、パッチ内に含まれ得る。代替的には、第１のデバイスが、第１のパッチ内に含まれ、第２のデバイスが、第２のパッチ内に含まれる。パッチの一部または全部を皮下に埋め込むことができる。パッチが、被験者の身体の表面に位置することもできる。パッチが、生体適合性接着剤、適切には親水コロイド接着剤を含むことができる。被験者の解剖学的構造に適合する起伏あるパッチを使用することができる。
【００２６】
使用されるデバイスのいずれもが、一体型電源を含んでもよい。デバイスが、電気皮膚反応、温度、心拍数、フォトプレチスモグラフィー、および運動のうちの１つ以上を測定するように構成されているセンサをさらに含み得る。システムまたはシステムのデバイスの構成要素の任意の１つ以上が、内部または外部と無線通信で通信するように構成されてもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、システムが、さらなるデバイスを含むことができる。例えば、システムが、第３のデバイス、または第３および第４のデバイスを含むことができる。これらのデバイスは、被験者の皮膚に接触でき、固定位置、例えば第３および第４の固定位置に近接して配置される。これらのデバイスのいずれもが、説明されているようにパッチ内に含まれてもよい。
【００２８】
固定位置のいずれかが、大動脈弓、下行大動脈、下大静脈、上大静脈、上腕動脈、大腿動脈、および頸動脈のうちの１つ以上から選択された身体構造の一部または全部であってもよい。いくつかの実施形態では、第１の固定位置は、心臓、任意選択で、大動脈弁内に含まれる。いくつかの実施形態では、デバイスのいずれかが、超音波エコーウィンドウに登録されて配置され、超音波エコーウィンドウが、心尖部長軸、胸骨上、傍胸骨長軸左心室、傍胸骨短軸大動脈弁レベル、大動脈弓の高さの後部、腸骨分岐部のすぐ上の後部、左頸動脈、右頸動脈、肋骨下４室短軸（ＩＶＣ）、右鎖骨上（ＳＶＣ）、左上腕動脈、右上腕動脈、左大腿動脈、および右大腿動脈のうちの１つ以上から選択されてもよい。
【００２９】
別の態様では、被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間のＰＴＴを判定するための非侵襲的方法が提供される。本方法は、第１の固定位置に近接して第１のウェアラブルセンサベースのデバイスを配置することであって、第１のデバイスが、被験者の皮膚に接触する、配置することと、第２の固定位置に近接して第２のウェアラブルセンサベースのデバイスを配置することであって、第２のデバイスが、被験者の皮膚に接触する、配置することと、を含む。本方法は、第１のデバイスを介して被験者の心周期内のタイミングキューを検出することと、第２のデバイスを介して第２の固定位置を通過する脈圧波を検出することと、第２の固定位置を通過する脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定することと、をさらに含む。
【００３０】
本方法は、ＰＴＴからＰＷＶ測定値を判定すること、および／または血圧測定値を判定することをさらに含み得る。検出された脈圧波のうちの１つ以上の圧力波形を分析するステップが含まれ得る。
【００３１】
この方法で使用されるデバイスが、必要に応じて、第１の態様に関連して説明された特徴のいずれかによってさらに定義されてもよい。
【００３２】
さらに別の態様では、被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための携帯型装置が提供され、本装置は、少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサベースのデバイスを含む。本装置は、少なくとも第１のデバイスを含み、第１のデバイスが、被験者の皮膚に接着できるパッチと、表面ＥＣＧの少なくとも１つのセンサを含み、第１のパッチが、心臓である第１の固定位置に近接して配置され、また、本装置は、少なくとも第２のデバイスを含み、第２のデバイスが、被験者の皮膚に接着できるパッチと超音波トランスデューサとを含み、第２のパッチは、第２の固定位置に近接して配置される。本装置は、第１のデバイスおよび第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールをさらに含む。第１のデバイスが、ＥＣＧからタイミングキューを検出するように構成されており、第２のデバイスが、第２の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている。データ収集モジュールは、第２の固定位置を通過する脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈拍伝播時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする。
【００３３】
この装置は、第３のデバイスをさらに含み得る。第３の装置が、被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、第３のパッチが、第３の固定位置に近接して配置され、第３の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている。第２の固定位置が頸動脈であってもよく、第３の固定位置が大腿動脈であってもよい。
【００３４】
本装置は、第４のデバイスをさらに含み得る。第４のデバイスは、被験者の皮膚にすることが接着できるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、第４のパッチが、第４の固定位置に近接して配置され、第４の固定位置を通過する脈圧波を検出するように構成されている。第４の固定位置が上腕動脈であってもよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、データ収集モジュールが、固定位置を通過する脈圧波の遷移に関するデータを収集し、それにより、固定位置の任意の組み合わせの間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする。
【００３６】
さらに別の態様では、被験者の心血管系内の少なくとも第１の固定位置と第２の固定位置との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）を判定するための携帯型装置が提供され、本装置は、少なくとも第１および第２のウェアラブルセンサベースのデバイスを含む。本装置は、少なくとも第１のデバイスを含み、第１のデバイスが、被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、第１のパッチが、頸動脈に近接して配置される。また、本装置は、少なくとも第２のデバイスを含み、第２のデバイスが、被験者の皮膚に接着することができるパッチと、超音波トランスデューサと、を含み、第２のパッチが、大腿動脈に近接して配置される。本装置は、第１のデバイスおよび第２のデバイスと通信するデータ収集モジュールをさらに含む。第１のデバイスが、頸動脈を通過する脈圧波を検出するように構成されており、第２のデバイスが、大腿動脈を通過する脈圧波を検出するように構成されている。データ収集モジュールは、頸動脈および大腿動脈を通過する脈圧波の推移に関するデータを収集し、それにより、頸動脈と大腿動脈との間の脈波伝達時間（ＰＴＴ）の判定を可能にする。
【００３７】
後者の態様の装置が、必要に応じて、前の態様に関連して説明された特徴のいずれかによってさらに定義されてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
本発明は、添付の図面にさらに図示されている。
【００３９】
【図１】本発明の１つ以上の実施形態による、被験者の血圧を連続的に記録するためのセンサのシステムで使用するためのパッチの下側（皮膚接触側）の概略図を示す。
【図２】本発明のさらなる実施形態による別のパッチの下側の概略図を示す。
【図３】図２に示される実施形態内に含まれる特徴の拡大図を示す。
【図４】本発明のいくつかの実施形態によるシステムの概略図を示しており、１つ以上のパッチが被験者の身体に配置されている。
【図５】本発明のいくつかの実施形態によるシステムの概略図を示し、被験者から収集された情報が記録され、クラウドシステムにアップロードすることができる。
【図６】本発明の実施形態による、データの収集および出力値の計算における主要な段階を示す概念的なシステム（概略）を示す。
【図７Ａ】頸動脈、上腕動脈、および大腿動脈における被験者の脈波到達の超音波測定を示す。
【図７Ｂ】時間０での大動脈弁の開放と、頸動脈、上腕動脈および大腿動脈における脈波の到着との間の時間のグラフを示す。
【図７Ｃ】超音波／ＥＣＧ法と標準的なカフ測定によって判定されたＰＷＶ測定の違いを示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
本明細書で引用される全ての参考文献は、参照によりその全体が組み込まれる。別段の定義がない限り、本明細書で使用される全ての技術用語および科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般に理解されるのと同じ意味を有する。
【００４１】
本発明を説明する前に、本発明の理解を助ける多くの定義が提供される。
【００４２】
この説明で使用される単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈から明らかにそうでないと示されない限り、複数の指示対象を含む。したがって、例えば、「センサ」という用語は、単一のセンサ、または複数のセンサ、またはセンサのアレイを意味することを意図している。本明細書の目的のために、「前方」、「後方」、「前」、「後」、「右」、「左」、「上方」、「下方」などの用語は、便宜上の言葉であり、限定的な用語として解釈されるべきではない。加えて、「本明細書に組み込まれている」と言及されている任意の参照は、その全体が組み込まれていると理解されるべきである。
【００４３】
本明細書で使用される「含む」という用語は、規定される要素のうちのいずれかが必ず含まれ、他の要素も同様に任意選択的に含まれ得ることを意味する。「から本質的になる」は、任意の規定される要素が必ず含まれ、列挙される要素の基本的および新規の特性に実質的に影響を及ぼす要素が除外され、他の要素が任意選択的に含まれ得ることを意味する。「からなる」は、列挙される要素以外の全ての要素が除外されることを意味する。これらの用語の各々によって定義される実施形態は、本発明の範囲内である。
【００４４】
本明細書で使用される用語「携帯型」は、本明細書で説明するデバイスおよび／またはシステムが、いくつかの場合、歩行可能患者、すなわち移動可能であり、歩行または他の方法で移動できる患者によって使用されるように設計されることを意味する。これは、デバイスが持ち運び可能であり、かさばる外部電源や他の機器への常時接続を必要とすることなく、診療所の外で使用できることを意味する。
【００４５】
「超音波トランスデューサ」という用語は、超音波を生成／送信および受信できるデバイスを指し、ターゲットからの反射信号を解釈することによって超音波スキャンアプリケーションで使用できる。この用語は、「超音波トランシーバー」、「超音波センサ」、「超音波プローブ」という用語と同義であることを意図している。トランスミッターとレシーバーとして機能するトランスデューサの部分は、別々または組み合わせてもよい。必要な侵入の深さに応じて、超音波のさまざまな周波数を使用できる。したがって、使用される超音波設定の選択は、トランスデューサによって監視される場所に依存することがある。例えば、１５〜３５ＭＨｚのトランスデューサを使用できるが、少なくとも脈波ドップラースキャン技術を使用して上腕動脈、頸動脈、大腿動脈を監視するには、少なくとも０．５ＭＨｚ、適切には少なくとも１ＭＨｚの周波数を使用できる。より低い周波数を使用する利点には、電力使用量の削減が含まれる。これにより、デバイスの寿命が延び、かさばる電源の必要性を減らすことができる。
【００４６】
本明細書で使用される「超音波ウィンドウ」という用語は、下にあるものの効果的な超音波画像化が達成されることを可能にする体表面上の領域を指す。超音波トランスデューサが「登録されて」配置される（すなわち、それぞれの超音波エコーウィンドウに対応する視線の近くに配置され、それを所有する）場合、特定の身体構造のスキャンを可能にすることができる。
【００４７】
本明細書で使用される「ＥＣＧセンサ」という用語は、心電計（ＥＣＧ）または心臓の電気的活動を測定するための装置を指す。ＥＣＧ記録は、心臓線維におけるイオン活動電位電流の伝播によって生成される電気信号を測定する。臨床現場でＥＣＧデータを測定するためのデバイスには、１２誘導、５誘導、および３誘導ＥＣＧデバイスが含まれる。「ホルターモニター」として知られることがあるＥＣＧのためのポータブルデバイスも知られており、静止した録音よりも長い時間の録音を可能にする。ＥＣＧを測定するためのデバイスは、ＥＣＧのウェアラブルで、「オンボディ」な非侵襲的記録のための接着パッチに組み込まれており、そのようなデバイスは既知であり、本明細書ではいわゆる「ＥＣＧパッチ」と呼ばれる。
【００４８】
ＥＣＧトレースの古典的な機能には、心臓組織で発生する特定の電気的イベントを示すレターで参照される特徴的な「波」が含まれる。Ｐ波は、洞房（ＳＡ）ノードから房室（ＡＶ）ノードに向かって広がる心房の脱分極を表す。この波は通常、比較的遅い正の波として現れる。ＱＲＳ複合体（Ｒ波とも呼ばれる）は、心室の脱分極（心室収縮にも対応）を表し、大きな正の信号の両側に小さな負の偏向として現れる。最後に、遅い正のＴ波は心室の再分極を表す。ＱＲＳ複合は、心室の相対的なサイズのために最大の振幅を有する。このため、この複合のＲピーク間の時間であるＲ−Ｒ間隔が心拍数の測定に使用されることが多く、心拍数はＲ−Ｒ間隔の逆数として計算される。ＥＣＧトレースのＰ波の間隔も、心拍数の測定に使用されることがある。
【００４９】
本明細書で使用される「圧力波形」または「パルス波形」という用語は、特定の血管における経時的な圧力の測定、または圧力測定の代用を指す。所与の血管内の血圧は、特に大動脈および動脈において、心臓から加圧された血液を運ぶそれらの機能により、心周期の過程で変化する。一般に、動脈圧の波形は、収縮期の高圧（心臓の収縮）に対応するピークと、拡張期の低圧（心臓の弛緩および補充）に対応するくぼみを有する。
【００５０】
本明細書で使用される「圧力波面」または「脈波面」という用語は、監視された血管における心臓心室収縮によって駆動される圧力変化の到達を指す。この波の到着のタイミングは、いくつかの方法で測定され得る。
【００５１】
「タイミングキュー」または「ゼロ時点」という用語は、他の検出されるイベントの時間、適切には特定の血管における圧力波面の到着が比較される、心周期中の時点を指す。通常、この時点は、他の検出されるイベントの時間より前である。タイミングキューは、Ｑ波、Ｒ波、ＱＲＳ複合などのＥＣＧトレース内のイベントである。タイミングキューは、心房または心室の収縮または弛緩、大動脈弁の開放など、心臓自体にある事象の時間であり得る。このようなイベントは、ＥＣＧ測定、聴診、ｓｅｉｓｍｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ、心臓活動の超音波記録など、さまざまな適切な方法で検出され得る。タイミングキューは、超音波走査によって測定される、頸動脈などの特定の血管における圧力波面の到着など、心臓の外部にあるイベントの時間であることもできる。
【００５２】
「脈波伝達時間」または「ＰＴＴ」という用語は、本明細書では、各心拍の圧力波が２つの場所、適切には本明細書で説明されるシステムおよび装置のオペレータによって事前に判定された場所の間、例えば、心臓から特定の監視される血管まで、または２つの動脈位置の間を移動するのにかかる時間を指す。監視される正確な位置は、本発明のデバイスの配置に依存することがあるが、これらの位置は、「固定位置」と呼ばれ得る。例えば、頸動脈が監視される場合、ＰＴＴの計算に使用される位置は、この場所に最も近い被験者に配置される本発明のデバイスによって最も効果的に監視されるこの血管の部分である。固定位置は、互いに比較的離れることができ、または隣接することができる。タイミングキューが、心室収縮や大動脈弁開放などの心臓にあるイベントに関する場合、ＰＴＴは、タイミングキューと監視される血管における波面の到着の検出との間の経過時間である。タイミングキューが心臓にある別のイベントである場合、または特定の血管における圧力波の到達など、心臓の外部にあるイベントの時間であると見なされる場合、経過時間は心臓から移動する圧力波に対応し、それに応じて経過時間を調整する必要があり得る。したがって、「固定」という用語は、センサが被験者に配置される解剖学的位置または点を事前に判定するオペレータの選択を指すことが理解されよう。
【００５３】
「脈波速度」または「ＰＷＶ」という用語は、収縮する心臓および特定の血管によって生成される圧力波の速度を指す。これは、２つの場所の間の圧力波が移動した距離を関連するＰＴＴで除算することで計算できる。上記のように、タイミングキューが心臓の外部にあるイベントに対応する場合、タイミングキューの位置と監視される血管との間の距離を測定できる。このような場合、補正するために、測定された経過時間、２つの位置の間の距離、またはその両方を調整する必要があり得る。例えば、測定された経過時間が頸動脈と大腿動脈の波面到達時間の差に対応している場合、圧力波の実際の移動距離は、頸動脈から大腿動脈までの巻尺距離に０．８を掛けた値よって推定できる（Ｈｕｙｂｒｅｃｈｔｓ  ｅｔ  ａｌ「Ｃａｒｏｔｉｄ  ｔｏ  ｆｅｍｏｒａｌ  ｐｕｌｓｅ  ｗａｖｅ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ：ａ  ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ  ｏｆ  ｒｅａｌ  ｔｒａｖｅｌｌｅｄ  ａｏｒｔｉｃ  ｐａｔｈ  ｌｅｎｇｔｈｓ  ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ  ｂｙ  ＭＲＩ  ａｎｄ  ｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ」Ｊ  Ｈｙｐｅｒｔｅｎｓ．２０１１  Ａｕｇ；２９（８）：１５７７−８２、およびＢｏｒｔｅｌ  ｅｔ  ａｌ、「Ｅｘｐｅｒｔ  ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ  ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ｏｆ  ａｏｒｔｉｃ  ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ  ｉｎ  ｄａｉｌｙ  ｐｒａｃｔｉｃｅ  ｕｓｉｎｇ  ｃａｒｏｔｉｄ−ｆｅｍｏｒａｌ  ｐｕｌｓｅ  ｗａｖｅ  ｖｅｌｏｃｉｔｙ」Ｊ  Ｈｙｐｅｒｔｅｎｓ．２０１１  Ｄｅｃ；２９（１２）：２４９１を参照）。
【００５４】
「動脈硬化」という用語は、個人の動脈に見られる弾性の程度を指す。動脈硬化の増加は、加齢とアテローム性動脈硬化の結果として発生することがあり、心血管イベントのリスクと関連する。ＰＷＶは動脈硬化とともに増加する。この関係により、ＰＷＶは個人の動脈状態を監視するために頻繁に使用される。
【００５５】
「電源」という用語は、超音波トランスデューサ、ＥＣＧセンサ、データ収集モジュールなどの１つ以上の電気または電子構成要素に電力を供給する任意の適切な手段を指すことができる。適切な電源には、例えば、セル、リチウムイオン電池を含む電池などが含まれ得る。
【００５６】
本明細書で使用される「データ収集モジュール」という用語は、本発明のセンサによって収集されるデータを照合、処理、および／または記憶するための任意の適切な手段を指す。データ収集モジュール（５０）は、プロセッサおよびフラッシュメモリなどのデータ記憶手段を含み得る。データ収集モジュール（５０）は、本発明のデバイスに含まれるセンサ、例えば、ＥＣＧセンサおよび超音波トランスデューサと通信し、センサからのデータを収集する。
【００５７】
本明細書で使用される「被験者」という用語は、本発明が適用されるヒトまたは動物を指す。典型的には、被験者は、経時的な血圧監視が望まれる人間であり得る。本明細書で説明される本発明の様々な実施形態は、被験者としてのヒトへの適用に有用であり得るが、動物に適用される場合にも有用であり得る。獣医学的使用には、家畜、ペット、その他の飼育動物、競走馬、見世物の動物、製薬および類似の試験で使用されている動物などの監視が含まれ得る。明らかに、これは、対象となる動物に応じて変化するであろう血流距離の計算などに関して大幅な修正がなされることを必要とするであろう。
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施形態を示し、デバイス（１０）は、デバイスが被験者の皮膚に適用されることを可能にする接着パッチ（１１）を含む。パッチは、パッチによって覆われる領域内に含まれるいくつかの構成要素を含み、それにより、それらの機能を実行するために、皮膚と密接または直接接触して配置される。本発明のこの実施形態によれば、構成要素は、少なくとも１つの電力セル（２０）、ＥＣＧセンサ（３０）、超音波トランスデューサ（４０）、およびデータ収集モジュール（５０）を含む。
【００５９】
接着パッチ（１１）は、親水コロイドまたは同等の生体適合性接着剤を使用して被験者の皮膚に接着する。接着パッチ（１１）は、好ましくは、被験者の形状に適合するために、起伏があり、可撓性である。パッチ（１１）は、体の上下（または頭尾）軸に沿って特定の配向に、つまり一端が頭に近く、もう一端が足に近い位置に取り付けられるように構成されている。接着パッチは、被験者の胴体上部の単一の部位に適用してもよく、または追加のパッチを被験者の身体の複数の部位に適用して、異なる血管における圧力波面を測定してもよい。複数のパッチが利用される実施形態、いわゆるパッチアレイでは、圧力波面は、ＰＷＶの判定の改善された相関を可能にする複数の位置から監視されてもよい。本発明の一実施形態では、本発明の少なくとも１つのデバイスは、ヒトの被験者の胸骨の最も近く、適切には、胸骨の肋骨縁、剣状突起および／または肋骨角の最も近くに適用される。いくつかの例では、パッチは、頸動脈、上腕動脈および大腿動脈のうちの１つ以上の圧力波形を測定するように配置および構成されている。
【００６０】
パワーセル（２０）は、一体型電源を提供する。パワーセル（２０）が、リチウムセルまたはバッテリーであってもよく、デバイス内の他の構成要素と電気的に接続されているホルダーまたは他の適切なマウントアセンブリ内に含まれてもよい。
【００６１】
ＥＣＧセンサ（３０）は、上側／頭側の位置に（頭に向かって、被験体の心臓よりも上側にあるように）配置されるようにパッチの一方の端にある。ＥＣＧセンサ（３０）は、心室収縮の開始、したがって脈波面の開始を判定するために、ＥＣＧ波形のＱＲＳ複合の測定を実行するために使用され得る。
【００６２】
超音波トランスデューサ（４０）は、パッチ（１１）内の中央、ＥＣＧセンサ（３０）よりも下側／尾側の位置にあり、それにより、下行大動脈の表面にある。適切には、超音波トランスデューサ（４０）は、圧電トランスデューサである。一実施形態では、トランスデューサは、フェーズドアレイ超音波撮像トランスデューサであってよい。超音波トランスデューサ（４０）は、超音波信号を送信および受信し、したがって、適切な超音波エコーウィンドウを通して、下行大動脈（または他の適切な血管）における脈波面の到着を検出することができる。したがって、本発明のデバイスは、被験者の体内の主要な血管を通る脈波面の進行を直接測定することができる。一実施形態では、デバイスは、主要な血管を組み込んだ超音波エコーウィンドウのフィールドにわたって脈波面が進行するのにかかる時間を測定することによって、脈波面の進行を直接判定することができる。本発明の第２の実施形態では、心室収縮の開始、したがって、タイミングキューまたは「ゼロ」時点としての脈波面の開始を判定するために、ＥＣＧ波形のＱＲＳ複合の測定を使用してもよく、離れて配置された超音波エコーウィンドウでの波面の到着が終了時点を判定するために使用される。したがって、本発明のこの実施形態によれば、ＰＷＶは、ＥＣＧ波形のＱＲＳ複合によって判定される心室収縮の開始と超音波エコーウィンドウ内の脈波面の検出との間の経過時間から、例えば、適切には下行大動脈内の位置で計算される。
【００６３】
データ収集モジュール（５０）は、パッチ（１１）の下端にある。データ収集モジュール（５０）は、プロセッサおよびフラッシュメモリなどのデータ記憶手段を含み得る。データ収集モジュール（５０）は、ＥＣＧセンサ（３０）および超音波トランスデューサ（４０）と通信し、それらからデータを収集する。データ収集モジュール（５０）間の通信は、ワイヤ、ストリップ、リボン、または他の適切な電気接続を介して行われ得る。図１に示すデバイスによれば、電気構成要素（２０、３０、４０、５０）は、電気ストリップ（６０）によって接続されており、電気ストリップ（６０）は、好ましくは、被験者の位置または移動の変化にかかわらず、構成要素間の接続を維持するように可撓性がある。
【００６４】
データ収集モジュール（５０）は、データストアとして、パッチからリモートデバイスへのデータの無線送信機として単純に機能し、および／またはＥＣＧセンサ（３０）および超音波トランスデューサ（４０）から収集されたデータを分析することができるコントローラまたはプロセッサを含み得る。後者の場合、分析されたデータは、データ収集モジュール内に保存するか、リモートで送信してもよい。収集されたデータの分析は、ＰＴＴおよびＰＷＶを計算することを含んでもよく、それにより、リアルタイムの心拍ごとの基準で中央ＢＰを判定することができる。データ収集モジュール（５０）は、Ｗｉ−Ｆｉ、４Ｇ、および／またはＢｌｕｅｔｏｏｔｈネットワーク対応の送信機／受信機モジュール（５１）をさらに含んでもよく、データを他の場所にあるデバイスと比較して、被験者上またはクラウドベースのソフトウェアプラットフォーム（図示せず）にデータを送信する。
【００６５】
図２は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示される特徴を含み、パッチ（１１）の上端に位置する第１のＥＣＧセンサ（３０）と、パッチの下端（１１）に位置する第２のＥＣＧセンサ（３１）と、を含む。第２のＥＣＧセンサ（３１）は、第１のＥＣＧセンサ（３０）と組み合わせて機能して、被験者の表面ＥＣＧを測定する。この実施形態では、パッチ（１１）は、超音波トランスデューサ（４０）が位置する中央の非接着部分（１２）を含む。接着パッチ（１１）は、被験者の胴体上部の単一の部位に適用されてもよく、または追加のパッチが、被験者の身体の複数の部位に適用されてもよい。複数のパッチが利用される場合、図１で説明した先の実施形態と同様の方法で、圧力波面は、ＰＷＶの判定の改善された相関を可能にする複数の位置から監視され得る。このような場合、ＰＷＶは、さまざまな血管、例えば頸動脈と大腿動脈の波の到達時間を比較することを通じて判定できる。これらの条件下では、頸動脈における特定の波の到達が、「ゼロ時点」またはタイミングキューを構築してもよい。さらなる実施形態では、図１および図２で説明されたタイプのパッチは、パッチアレイ内で組み合わせて使用されてもよい。
【００６６】
本発明の他の実施形態では、複数のＥＣＧセンサがデバイス（１０）内に含まれてもよい。そのような実施形態によれば、センサデータの収集を最適化するために、パッチは適切に配向および配置され得る。
【００６７】
図３は、図２に示される実施形態内に含まれる特徴の拡大図を示す。これは、パッチ（１１）が、構造／サポート材料（１３）、親水コロイドまたは同等の生体適合性接着剤を使用した接着層（１４）、ヒドロゲル構成要素（１５）および外側ライナー（１６）を含むいくつかの層から組み立てら得ることを示す。図３は、構成要素を接続する電気ストリップ（６０）が、電気回路（６３）を作成するために２層の電気回路絶縁体（６１、６２）をさらに含み得ることをさらに示す。
【００６８】
一実施形態では、本発明は、複数のパッチ（１１）が被験者に適用され、それらのデータモジュール（５０）の調整を通じて組み合わせて機能する構成を組み込む。複数のパッチ（１１）は、ケーブルシステムを介して、またはＷｉ−Ｆｉ、４ＧまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信機／受信機（５１）を介して相互接続され、協力して、プリロードおよびアフターロードのボリューム、中央収縮期ＢＰ、中央拡張期ＢＰ、中心脈圧、血流量に関連する姿勢の変化、血流と恒常性の変化に関連する大きな動脈／静脈の収縮と拡張から選択されるようなリアルタイムパラメータを測定し、正確に判定するのに必要なセンサデータを生成する。
【００６９】
いくつかの実施形態では、超音波トランスデューサ（４０）は、適切な超音波エコーウィンドウを介して、大動脈弓、下行大動脈、下大静脈、上大静脈、頸動脈、上腕動脈、大腿動脈、これらの位置の任意の組み合わせから選択される１つ以上の血管を監視するように配置される。本発明のさらなる実施形態（図示せず）では、デバイス（１０）は、従来のホルターデバイスなどの別個の携帯型ＥＣＧ監視システムと組み合わせて動作してもよい。したがって、この実施形態では、パッチ（１１）は一体型ＥＣＧセンサ（３０）を含む必要がなくてもよく、ＥＣＧ監視システムと直接通信してＥＣＧ監視システムからＥＣＧデータを受信してもよい。
【００７０】
一実施形態では、被験者に適用するための携帯型装置を含むシステムが提供され、装置は、身体の様々な部分に適用され、１時間以上、１日以上、または１週間以上の継続期間となり得る期間にわたって所定の位置に留まる複数のパッチを含み得る。パッチは、必要に応じて、図２に示す特徴の一部または全部を有することがある。例えば、説明するシステムのいくつかの実施形態（図４を参照）では、１つ以上のＥＣＧセンサ（および超音波トランスデューサありまたはなし）を含むパッチが、タイミングキューとして機能するＥＣＧ信号を記録するために、心臓（１０１）の上に位置する一方で、超音波トランスデューサを含むが、ＥＣＧセンサを含まない１つ以上のパッチが、頸動脈（１０２）、大腿動脈（１０３）、および／または上腕動脈（１０４）などの監視される１つ以上の動脈の上に位置する。他のシステムでは、ＥＣＧセンサを含むパッチがないことがあるが、超音波トランスデューサを含む複数のパッチが１つ以上の動脈の上に位置すれば、１つがタイミングキューの位置として選択されることで、これらの位置で取られた圧力測定値の比較が行われる。このようなシステムでは、パッチは、上記のように互いにデータを比較するために互いに通信するか、および／または複数のパッチからの情報を比較できるように、別のデバイスと通信し得るデータモジュールを含んでもよい。
【００７１】
この装置は、例えば、ＰＴＴ、ＰＷＶおよび関連する血圧推定値のリアルタイム監視を提供するように活動する。これらの測定値は、被験者自体、医療専門家などの本発明のユーザが利用できるようにしてもよい。したがって、装置は、本発明のユーザが見るための関連デバイス上にあり得るディスプレイを含んでもよく、または有線または無線システムを介してリモートコンピュータに、その後の検査のためにリモートまたはローカルストレージデバイスに、および／または電話、ラップトップ、タブレットなどの１つ以上のいわゆる「スマート」デバイスに情報を送信してもよい。
【００７２】
そのような携帯型装置は、非臨床条件下で血圧を継続的に監視することを可能にする。これにより、他の場合には無症候性であるされる可能性がある極端な血圧のインスタンスが検出されること、および被験者および／または医療専門家に警告することを可能にすることができる。同様に、血圧の挙動を長期間にわたって確認および／または記録することができるため、異常なレベルの長期にわたる検出、または経時的な血圧読み取りの傾向の検出を可能にする。
【００７３】
このアプローチは、特定の治療の効果を監視するために使用する場合に特に有用であり得る。高血圧または非高血圧の状態に対する医薬品およびその他の治療は、臨床現場での検査時に気付かれないことがある、直接または間接的にＰＷＶおよび血圧に影響を与える可能性がある。結果として、血圧は、特定の患者の製薬戦略の変更など、特定の状況下の様々な現実の条件下で表示および／または記録できる。これにより、高血圧治療の有効性や非高血圧治療の血圧への副作用などの結果を測定することを可能にすることができ、結果として投与量を修正することを可能にすることができる。
【００７４】
技術的な利点は、本発明のデバイスが医療感知への最小限の介入アプローチを介してリアルタイムでＢＰデータを提供できることである。これは、被験者に、中心ＢＰの真の表現を取得するために、日常の活動を不便にしたり妨害したりしない、快適なウェアラブルデバイスの重要な利点を与える。
【００７５】
本発明のデバイスのさらに別の実施形態によれば、追加のセンサが、１つ以上のパッチ（１１）内、または別個のパッチまたはデバイス内に含まれてもよい。別個のパッチまたはデバイスは、加速度計、フォトプレチスモグラフ、パルスオキシメータなどの脈拍検出センサ、電気皮膚反応センサ（汗センサ）、汗中のグルコース、乳酸、ナトリウム、カリウム含有量を含む汗の組成を測定するセンサ、および熱電対またはサーミスタ（温度）を含むがこれらに限定されない。追加のセンサは、データ収集モジュール（５０）と通信し、データにおいて予後的または診断的となり得る補足的な生理学的データを提供してもよい。例えば、これらのデータの変化は特定の血圧値（またはその逆）と相関することがあり、それにより異常な血圧の任意のエピソードの検出の精度を向上させることを可能にする。
【００７６】
本発明は、１つ以上の追加の実施形態において、被験者の中心、収縮期および／または拡張期ＢＰを判定するための少なくとも１つの非侵襲的方法を提供し、被験者の皮膚に適用される少なくとも１つの超音波センサの使用を介して、被験者の身体内に位置する血管におけるＰＷＶを判定することを含む。適切には、超音波センサは、圧電超音波トランスデューサ、任意選択で、フェーズドアレイ撮像超音波トランスデューサを含む。本発明の一実施形態では、方法は、少なくとも１時間、適切には少なくとも２時間、少なくとも６時間、少なくとも２４時間、少なくとも４８時間および１週間以上の期間にわたって行われる。さらなる実施形態では、方法は、１カ月以上、６カ月以上の期間にわたって、任意選択で、１年以上にわたって行われる。
【００７７】
本発明の特定の例示的実施形態では、システム全体は、遠隔制御を介して右腕圧力および左腕圧力を同時にまたは別々に測定することができる２つの較正済み標準自動上腕血圧ユニットからなる。彼らは繰り返しの読み取りを完了し、ＢＰ平均を作成し、所定のまたはプログラム可能なプロトコルに従って、被験者の送信機／受信機超音波アレイを含む複合センサパッチを較正する。センサパッチは、標準のコンピュータに接続されるか、そうでなければ標準コンピュータと通信するか、またはリアルタイムの監視と被験者データの入力と較正のためにタブレットのようなデバイスまたはスマートフォンデバイスに接続してもよい。
【００７８】
一態様において、本発明のデバイスは、一体型電源（例えば、リチウム電池または電池）およびパッチの位置および必要な被写界深度のための適切な超音波エコートランスデューサを含む起伏のある接着パッチを含み得るセンサパッチである。本発明の一実施形態では、超音波トランスデューサはフェーズドアレイ超音波撮像トランスデューサを含む。センサパッチは互いに接続されて、ケーブルシステムまたはＢｌｕｅｔｏｏｔｈ／Ｗｉ−Ｆｉ／４Ｇを介して、データおよび指示の通信を容易にし、またレコーダシステムに接続されてもよい。各センサパッチはその位置に固有であり、被験者の快適さのためにその解剖学的構造にフィットするように起伏があってもよい。センサパッチは、以下の標準的な超音波エコーウィンドウのいずれかまたは全てを監視できるが、これらは排他的ではなく、これらに限定されない。
心尖部長軸
胸骨上
傍胸骨長軸左心室
傍胸骨短軸大動脈弁レベル
大動脈弓の高さの後部
腸骨分岐部のすぐ上の後部
左頸動脈
右頸動脈
肋骨下４室短軸（ＩＶＣ）
右鎖骨上（ＳＶＣ）
左上腕動脈
右上腕動脈
左大腿動脈
右大腿動脈
【００７９】
センサパッチ内に含まれる超音波トランスデューサは、脈動血流、血管壁運動、血液量などのパラメーターを監視し、血液が大動脈ツリーを通過するときに左心室からのゲートされた脈波を判定するために必要なデータを収集する。表面ＥＣＧ上の心室拍からのＱＲＳ複合をタイミングキューとして使用することにより、左心室からの単一の血液脈が１つ以上の超音波パッチの各々を通過するのにかかる時間を正確に測定できる。それぞれの超音波トランスデューサからのデータを組み合わせることにより、大きな血管壁運動、拡張と収縮、血流と血液量の特性を直接的に測定することができ、ＰＷＶ、ＰＴＴ、心臓前負荷、心臓後負荷、中心収縮期ＢＰ、中心拡張期ＢＰ、中心脈圧、増大指数、増大圧、駆出時間、心拍数、反射までの時間、心拍出量、一回拍出量および他の心臓指標を導出できる。
【００８０】
血管を画像化する超音波法、特に血管内の血流を測定する方法は、ドップラー効果を利用してもよい（Ｋｉｓｓｌｏ  ＪＡ  ａｎｄ  Ａｄａｍｓ  ＤＢ  “Ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ  ｏｆ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｅｃｈｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ  ａｎｄ  ｔｈｅ  Ｄｏｐｐｌｅｒ  Ｅｘａｍｉｎａｔｉｏｎ  ＃１”．Ｌｏｎｄｏｎ：Ｃｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ．１９８７）。超音波と相互作用するオブジェクト（血液の成分など）が、超音波エミッターに対して相対的に移動することができ、接近または後退することで、それにより受信したエコーに正または負のドップラーシフトを引き起こす。この測定値の変化が、撮像された血管内の流量の変化を示すことができるこの方法で行われた測定は、他の方法とよく一致してＰＷＶを判定するために使用でき、監視される血管内の血流の経時的な詳細な読み取り値を生成できる（例えば、Ｃａｌａｂｉａ  ｅｔ  ａｌ．Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ  ２０１１、９：１３を参照）。
【００８１】
本発明のいくつかの実施形態では、超音波トランスデューサが上腕／大腿動脈に位置し、心臓によって引き起こされる血流の変化を監視するドップラーシフトによって検出する際に、脈波の開始が判定される。これを検出する方法は、連続またはパルス超音波を使用できる。連続波は比較的高速な流量を確実に測定できるが、深さを区別する能力がないため、組織全体の深さからのノイズの影響を受ける可能性がある。したがって、パルス波ドップラーが、特定の深さからのみデータを検出するように調整できるため、本文脈においてより有用であってもよい。
【００８２】
脈波到達の検出とＰＷＶの計算
心室収縮によって引き起こされる圧力波面が、本分野で知られているように、いくつかの方法で判定することができる。ＰＴＴおよびＰＷＶの計算のための脈波到達の実際の時点を判定するために使用される方法は、利用可能なデータの品質に依存することがある。ノイズの多いトレースの場合、トレースによって設定された脈波到達時間がしきい値を超え、バックグラウンドノイズのレベルより上に設定されたしきい値測定を使用することが最も信頼性が高くなってよい。より明確で詳細なデータが利用可能である場合、波形の特徴も測定でき、そのような場合、ピークなどの詳細を脈波到達のためのマーカーとして使用できる。波形分析が、コンピュータによって実行される場合など、自動的であるか、または医療専門家などの人間の入力を必要としてもよい。場合によっては、人間のユーザからの入力および／または改善された自動アルゴリズムによって自動分析を調整できる。同様のアプローチを使用して、ＥＣＧトレースから導出されるタイミングキューなどの他の機能を判定できる。ＥＣＧトレースの部分を自動的に判定する多くの方法も同様に、当該技術分野で見られ、例えば、ＮＥＭｏｎソフトウェアである。
【００８３】
測定されたイベントのタイミングが判定されると、タイミングキューと測定されたイベントとの間の経過時間を減算によって簡単に計算することができ、ＰＴＴを得る。この値は、一般に、ＰＷＶの計算に使用される。場合によっては、ＰＷＶは、超音波センサで監視されているウィンドウにわたって圧力波の進行を追跡することで直接的に判定できる。ただし、多くの場合、ＰＷＶは、血管系に沿って血液が移動した距離を、圧力波がその距離を移動するためにかかったＰＴＴ測定値で除算して計算される。
【００８４】
ＰＴＴ測定からＰＷＶを判定するには、血管系内の血液が移動した距離の測定または推定が必要である。磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）スキャンなどの強力な方法を使用して、さまざまな血管の移動経路を正確に測定できるが、これは必ずしも各被験者に対して実行するのが現実的ではない。身体表面の巻尺測定や、被験者の身長や体重に基づく値など、距離を推定する他の方法を使用できる。これらの推定に含まれる計算を改善して、大動脈の移動距離のより正確な測定値を得て、より正確な読み取りを得るために、様々な研究が使用されてきた。２０１０年、Ｎｅｍｅｔｈら（“Ｔｈｅ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｔｏｒｓｏ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ  ｔｈｅ  Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  ｏｆ  Ｐｕｌｓｅ  Ｗａｖｅ  Ｖｅｌｏｃｉｔｙ  ｔｏ  Ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ  Ｍｏｒｔａｌｉｔｙ”  Ａｍ  Ｊ  ＨＴＮ，Ｖｏｌ．  ２４  Ｎｕｍｂｅｒ  ２，１５５−１６１  Ｆｅｂ  ２０１１）は、大腿動脈の胸骨上切痕を測定し、それを胸骨上切痕から頸動脈までの距離から減算すると、これらの構造間の距離のより正確な測定値を取得できることを示した。最近になって、Ｈｕｙｂｒｅｃｈｔｓらは、頸動脈から大腿動脈までの巻尺測定距離に０．８を掛けると、実際に移動される大動脈経路の長さと最もよく対応することを実証した（Ｂｏｒｔｅｌらも参照）。
【００８５】
血圧測定値の計算
ＰＷＶおよび／またはＰＴＴ値から血圧測定値を判定する可能な方法に関しては、かなりの作業が行われている。
【００８６】
一部の方法は、少なくとも比較的正常な生理学的範囲（極端な場合の相関関係で精度が低下する）では、血圧とＰＷＶの間の明らかな比例関係に依存して、ＰＷＶのみを入力として利用する。この関係は、コンプライアンスと圧力の観点から動脈壁の弾性をＰＷＶに関連付けるＭｏｅｎｓ−ＫｏｒｔｗｅｇおよびＢｒａｍｗｅｌｌ−Ｈｉｌｌの式から実験的および理論的にも導き出されている（Ｍｕｋｋａｍａｌａ  ｅｔ  ａｌ．“Ｔｏｗａｒｄｓ  Ｕｂｉｑｕｉｔｏｕｓ  Ｂｌｏｏｄ  Ｐｒｅｓｓｕｒｅ  Ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ  ｖｉａ  Ｐｕｌｓｅ  Ｔｒａｎｓｉｔ  Ｔｉｍｅ：Ｔｈｅｏｒｙ  ａｎｄ  Ｐｒａｃｔｉｃｅ”ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓ  Ｂｉｏｍｅｄ  Ｅｎｇ．２０１５  Ａｕｇ；６２（８）：１８７９−９０１）。ＰＷＶとＰＴＴは互いに反比例するため、血圧もＰＴＴに反比例すると言える。この逆関係は次のように表すことができる。
【００８７】
【数１】
2020537589.tif 000003
【００８８】
ここで、Ｋ１およびＫ２は未知であり、被験者に固有の値である。非線形の関係を使用する試みが試みられてきましたが、これらが複数の未知数を伴っており、各被験者に対して判定することが難しい。ただし、比較的単純な線形モデルを使用しても、個人間には非常に大きな違いがあるため、様々な条件下での各被験者に対して、方程式における定数を判定することを可能にする重要な較正ステップが必要である。
【００８９】
この非侵襲的手法を介して各個々の被験者のＢＰを正確に測定するために、システムに被験者設定の一部として較正ステップが実行されてもよい。セットアップが、収縮期血圧、拡張期血圧、脈圧および心拍数の標準的な測定値を提供する標準的なデジタル上腕圧カフの使用を含んでもよい。センサパッチと直接通信する標準的なキャリブレーションが実行されると、センサから取得したデータに数学的変換関数が適用されてもよい。最近の臨床データでは、適切な数学的変換関数を使用して、脈波伝播速度（ＰＷＶ）のみの計算が正確に示され、中央収縮期ＢＰと中央脈圧の値も判定できるようになった。中心ＢＰを測定するこれらの値は、末梢ＢＰよりも終末器官損傷のより重要な予後的値を有する（Ｓｕｅｔａ  ｅｔ  ａｌ，ＩＪＣ  ｈｅａｒｔ  ａｎｄ  ｖａｓｃｕｌａｔｕｒｅ  ８（２０１５）；  ５２−５４）。
【００９０】
較正のベストプラクティスは、被験者が静かな部屋でスツールに座って５分間安静にし、利き腕ではない腕を３回連続して測定しながら、３つの記録の平均をベースラインとして使用する、血圧測定の標準的な手法を含み得る。加速度計が本発明のセンサパッチ内に含まれる場合、測定することができる様々な活動についてより良い正確さを得るために、いくつかの位置で被験者を測定することが賢明であり得る。一例として、ベースライン測定は、被験者が座っている、立っている、仰向けの間に取られてもよく、３つの記録が各位置で使用され、それぞれの平均（中間）が使用される。左腕と右腕の両方を様々な位置で同時に測定することも賢明であり得る。
【００９１】
以下に示すように、所定の較正プログラムに従ってもよい。
１．被験者と手順を話し合い、必要な同意を得る
２．被験者が横になっている間に、少なくとも１つのセンサパッチを位置付ける
３．末梢血圧レコーダーへの試験デバイスの接続
４．被験者を５分間横にする
５．自動ＢＰ記録および加速度計を用いたデータ／身体位置データを補足してセンサパッチへの平均のアップロード
６．１分間放置する
７．自動ＢＰ記録および加速度計を用いたデータ／身体位置データを補足してセンサパッチへの平均のアップロード
８．１分間腕をそばのテーブルにリラックスして置いてスツールに座る
９．動ＢＰ記録および加速度計を用いたデータ／身体位置データを補足してセンサパッチへの平均のアップロード
１０．患者を較正ユニットから外す
【００９２】
上記は、１つの特定の較正プロトコルを表し、本発明の方法または装置を決して限定するものではない。もちろん、較正の推定は、血圧とＰＷＶ／ＰＴＴの測定値のペアが多いほど正確である。使用できる血圧を摂動させるさらなる方法には、コールドプレッサー（被験者の手または四肢を冷水に浸す）、身体運動、暗算、持続的な握り、制御された呼吸、およびニトログリセリンなどの医薬的介入が含まれる。これらは、姿勢の変化のみの場合よりも血圧の摂動をもたらすことができ、較正を改善する。
【００９３】
ＰＷＶから血圧を測定する方法は、圧力波形自体の比較的詳細な分析も含むことができる。これにより、より多くの情報を取得できるが、圧力波形の正確なピクチャーを利用可能とする必要はない。
【００９４】
例えば、これにより、圧力波形の異なる部分に関連する異なるＰＴＴの検出を可能とすることができる。血圧は、例えば、８０ｍｍＨｇ（拡張期）から１２０ｍｍＨｇ（収縮期）まで、心周期にわたって変化する。これは、ＰＴＴが圧力トレースの異なる部分に対して異なることを意味する。波形の詳細なレポートが利用可能な場合、同じ条件下で複数のＰＴＴ／ＰＷＶ値を生成でき、最高血圧に対するＰＴＴは収縮期血圧に対応し、最低血圧に対するＰＴＴは拡張期血圧に対応する。このアプローチでは、正確な比較を行うために、拡張期と収縮期対して別々のタイミングキューを取得する必要もある。
【００９５】
超音波によって収集された圧力データから血圧を計算するように作用するアルゴリズムは、中央で開発され、本発明によって生成されたデータに適用され得る。例えば、心臓カテーテル法（特に左心心臓カテーテル法）を受けている患者は、臨床設定ではあるが、脈波の到着、ＰＴＴおよびＰＷＶデータ、および中心血圧を直接測定できる内部カテーテルを装着していることがある。そのような患者はまた、本発明によるデバイスまたはシステムで同時に収集された超音波データを有することができる。次いで、カテーテルによって生成されたデータを使用して、脈波の到着などの特徴に関連する同時超音波トレースの特徴を判定できる。内部で測定された中央の測定値を、適用されたパッチによって収集されたデータと組み合わせると、独立して収集されたパッチデータと比較できるより良いベースラインを可能にする。このベースラインは、さらにデータが収集されるときに継続的に更新できる。この種のシステムの例を図５に示すことができ、医療施設（２０３）から収集されたデータがクラウドベースのサービス（２０２）にアップロードされ、本発明による携帯型システムによって収集された超音波トレースの特徴を判定するために開発されたアルゴリズムが使用される。偽りの情報の処分を可能にする監督を維持できる。
【００９６】
本発明が、何百もの心拍の長期にわたる継続的な記録、および関連付けられたＰＷＶおよび血圧の計算を可能にすることができるとすれば、較正は、各被験者について経時的に継続でき、血圧を計算するために使用されるモデルを更新できる。加えて、複数の被験者からのデータをプールして、例えば、性別、民族性、ボディマスインデックス（ＢＭＩ）、喫煙状況など、他の有力な要因の影響を考慮することができるようにする。これらのデータは、強化されたより良い較正モデルを開発するために、継時的に複数の被験者で開発されたコンピュータモデルに供給できる。
【００９７】
図６は、いくつかの実施形態における本発明の機能に伴う特定のステップを要約した概念的なシステムを示す。１つ以上のステップは、本発明のシステムのデータ収集モジュール内またはこれとは別にあるプロセッサにおいてローカルに、または例えばリモートサーバーもしくはクラウドベースのシステムにおいてリモートで発生することがある。タイミングキューが判定される（３００）−これは、例えば、ＥＣＧセンサによって測定されるＥＣＧトレースの一部、または本発明の一部を形成する超音波トランスデューサによって測定される監視される動脈における圧力波の特徴であり得る。１つ以上の監視される血管からの超音波データが取得および分析され（３０１）、脈波の到着、トレースの他の特徴などの測定されたイベントのタイミングを判定する。検討したように、超音波データの分析は、医療施設によって開発されたアルゴリズムなどの外部ソース（３０７）からの入力で行われることがある。ＰＴＴ値は、タイミングキューと測定されたイベントの比較から判定され（３０２）、ＰＷＶ値は、キャリブレーション時に判定された記憶された距離値を使用して計算される（３０３）。血圧測定値が、例えば、初期の較正段階または進行中の更新されたモデル（３０８）のいずれかから、較正の対象となり得る上記の方法（３０４）のうちの１つ以上によって判定される。この血圧測定値を使用して、任意の適切な手段（３０５）を介して本発明のユーザにフィードバックを提供してもよい。プロセスによって生成されたデータは、ローカルまたはリモートに保存でき、同じ被験者のモデルを修正したり、複数の被験者に使用されるモデルに供給したりするために使用してもよい（３０６）。前述の実施形態は、将来提出される出願で提出される可能性のあるあらゆるクレームの範囲に関して制限し、この出願から条約上の優先権を主張することを意図していない。本発明者は、特許請求の範囲によって定義される本発明の主旨および範囲から逸脱することなく、本発明に対して様々な置換、変更、および修正が行われてもよいことが企図される。
【実施例】
【００９８】
以下の例は、標準的なドップラー心臓超音波検査が頸動脈、上腕動脈、および大腿動脈の血流を正確に捕捉できるかどうかを判定するために実行された。加えて、この例は、固定された安定した基準点、つまり心電図（ＥＣＧ）のＱ波と関連する同じ手法を使用して脈波伝播速度が判定されかどうかを判定することを目的としていた。
【００９９】
方法：
４１歳の健康な男性被験者が、頸動脈（ＣＡ）、上腕動脈（ＢＡ）、および大腿動脈（ＦＡ）にわたって脈波および連続波ドップラー測定の両方を受けた。同じ１５〜３５ＭＨｚプローブ（Ｐｈｉｌｉｐｐｓ  ＩＥ３３）を使用して、脈波と連続波ドップラーの両方を測定した（図７Ａ）。表面ＥＣＧを使用して、血圧波面の開始について安定した基準を提供した。ＥＣＧのＱ波は、これが心周期の特定の部分にロックされているＥＣＧトレースの簡単に区別できる部分であるため、大動脈弁の開放の代用と見なされた。
【０１００】
結果：
安定した患者における連続波および脈波ドップラーを使用して、ベースライン読み取り値からの偏差の検出によって測定された、ターゲット動脈で測定された血圧波面に対する安定したＱＲＳ基準からタイミング間隔が判定された。２つの超音波モダリティ間の違いは見られなかった。
【０１０１】
【表１】
2020537589.tif 000004
【０１０２】
頸動脈と大腿動脈の間の距離を測定し、大動脈経路の長さを推定する（Ｈｕｙｂｒｅｃｈｔｓら）ために、０．８を掛けて、７３ｃｍの値を与えた。大動脈弁から各動脈位置までの測定距離を加算することにより、標準式を使用して脈波伝播速度（ＰＷＶ）を判定でき、ｔは２点間で測定された伝達時間である。
ＰＷＶ＝移動距離／ｔ
【０１０３】
記録時、（標準の膨張カフで測定されるような）血圧は１２８／８５ｍｍＨｇであった。ベルギーのゲント大学のオンラインＰＷＶ計算機を使用して、被験者のＰＷＶを計算した（ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｂｉｏｍｍｅｄａ．ｕｇｅｎｔ．ｂｅ／ｒｅｓｅａｒｃｈ／ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ−ｍｏｄｅｌｉｎｇ−ａｎｄ−ｃａｒｄｉｏｖａｓｃｕｌａｒ−ｉｍａｇｉｎｇ／ｃａｌｃｕｌａｔｏｒ−ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ−ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ−ｃａｒｏｔｉｄ）。これは、頸動脈と大腿動脈との間の波形到着の時間差を使用する。（この場合は２１５−９５＝１２０ｍｓに等しい）。７３ｃｍの測定距離が与えられると、６．０８ｍ／ｓのＰＷＶが計算される（表２を参照）。
【０１０４】
【表２】
2020537589.tif 000005
【０１０５】
測定の精度を確認するために、高血圧の欧州学会認定較正デバイスを使用して、ＰＷＶを測定した。テストモードでモビログラフ（ＩＥＭ、ボン、ドイツ）２４時間携帯型血圧監視を使用して、カフベースのシステムからのＰＷＶを心臓超音波検査の記録直後に測定した。静かな５分間にわたって、この機器を使用して、６．３ｍ／ｓのＰＷＶが測定された。
【０１０６】
ディスカッション：
上記の例では、安定で、静止している個々のドップラー超音波が接近する波面を測定することができることを実証する再現作業を行った。
【０１０７】
データは明らかに、ＣＡ、ＢＡおよびＦＡに固定されたＥＣＧの基準点からのタイミング差を実証する。心房弁からＣＡ／ＢＡ／ＦＡまでの既知の測定距離を追加することにより、脈波伝播速度を判定できる。データは、実証済みのテスト済みシステムのデータで確認され、非常に類似したＰＷＶ結果を達成した（６．０８ｍ／ｓ対６．３ｍ／ｓ、図４Ｃ）。この違いの考えられる原因は、データ収集の様々な方法（心臓超音波検査対カフベース）、ＰＷＶを導出するために使用される異なる数学アルゴリズム、記録中の患者の位置と姿勢（横たわっている対座っている）、または頸動脈から大腿動脈までの距離の測定値の正確性によって説明されてよい。
【０１０８】
この調査においてＥＣＧ測定が、タイミング基準として使用されたが、ＣＡで測定された波面を時間０として使用することができ、これとＦＡでの波面との時間差が、ＰＷＶを正確に計算するために必要とされる唯一の測定値となることが実現可能であり得る。
【０１０９】
この例では脈波と連続波ドップラーとの間に違いが見られなかったが、血管は相対的に位置が固定されており、特に組織の深いところにいるわけではないため、脈波ドップラーは、本出願のために特定の利点を有しており、このアプローチがより良い明瞭性を与える可能性がある。比較すると、連続波ドップラーの使用は、広いおよび／または深い領域をスキャンするのに非常に効果的であるが、異なる深度を区別して除外できないため、アーティファクトの生成が増えることに関連付けられる可能性がある。
【０１１０】
結論として、安定した表面ＥＣＧ基準と組み合わせて標準心臓超音波検査手法および機器を使用して、タイミング間隔を正確に測定して、心臓から上腕動脈、頚動脈および／または大腿動脈への血流の速度を実証することができる。標準的な数学的計算を使用して、これらの値を簡単に変換して脈波伝播速度を判定できる。
【図１】
2020537589.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
2020537589.tif 000012
【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【国際調査報告】
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