(57)【要約】  本発明は、生理学的パラメータを決定するための、指カフ等の端カフに関する。端カフは、端部分を周囲方向に解放可能に囲むための端モジュールを備える。端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムを含む。更に、指モジュールは、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムを含む。ブラダシステムは、互いに独立して拡張可能および収縮可能である多数のブラダ容積を含む。
2020505141.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部分を周囲方向に解放可能に囲むための端モジュールを備える、生理学的パラメータを決定するための端カフであって、前記端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムと、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムと、を含み、前記ブラダシステムは、互いに独立して拡張可能および収縮可能である多数のブラダ容積を含む、端カフ。
【請求項２】
前記多数のブラダ容積は、互いに独立して膨張可能および収縮可能である、請求項1に記載の端カフ。
【請求項３】
前記ブラダ容積は、前記端モジュールの別個の周囲部分に配列されている、請求項1に記載の端カフ。
【請求項４】
前記ブラダ容積は、前記端モジュールの共通の周囲部分に配列されている、請求項1に記載の端カフ。
【請求項５】
前記ブラダ容積は、前記端モジュールの周囲方向に部分的または完全に重複している、請求項1に記載の端カフ。
【請求項６】
第1ブラダ容積が、液体によって充填され、第2ブラダ容積が、気体によって充填される、請求項1に記載の端カフ。
【請求項７】
前記フォトプレチィスモグラフシステムは、指組織の方向に放射を放出するためのエミッタと、前記指組織からの放射を検出するための検出器と、を含む、請求項1に記載の端カフ。
【請求項８】
前記エミッタは、LEDであり、前記検出器は、フォトダイオードである、請求項7に記載の端カフ。
【請求項９】
前記端モジュールに動作可能に接続された中間モジュールを更に備え、前記中間モジュールは、前記多数のブラダ容積にそれぞれ動作可能に接続された多数の流体圧力ラインを含む、請求項1に記載の端カフ。
【請求項１０】
前記中間モジュールは、前記フォトプレチィスモグラフシステムに接続された電気通信回路を更に含む、請求項9に記載の端カフ。
【請求項１１】
請求項10に記載の端カフおよび制御ユニットを備えるカフ測定システムであって、前記制御ユニットは、前記電気通信回路を介して前記フォトプレチィスモグラフシステムを制御するため、および独立して拡張可能および収縮可能なブラダ容積内の圧力を調節するプロセスを制御するためのものである、カフ測定システム。
【請求項１２】
生理学的パラメータを決定するための方法であって、
端部分を周囲方向に解放可能に囲むための指モジュールを備える端カフを提供するステップであって、前記端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムと、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムと、を含み、前記ブラダシステムは、互いに独立して拡張可能および収縮可能である多数のブラダ容積を含む、ステップと、
前記独立して拡張可能および収縮可能なブラダ容積のサイズを調節するプロセスを制御するステップと、を備える方法。
【請求項１３】
端部分を周囲方向に解放可能に囲むための端モジュールを備える端カフを用いて、生理学的パラメータを決定するためのコンピュータプログラム製品であって、前記端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムと、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムと、を含み、前記ブラダシステムは、互いに独立して拡張可能および収縮可能である多数のブラダ容積を含み、前記コンピュータプログラム製品は、独立して拡張可能および収縮可能なブラダ容積内のサイズを調節するプロセスを制御するステップをプロセッサに実行させるためのコンピュータ可読コードを備える、コンピュータプログラム製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生理学的パラメータを決定するための指カフ等の端カフに関し、当該端カフは、端部分を周囲方向に解放可能に囲むための端モジュールを備え、端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムと、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムと、を含む。
【背景技術】
【０００２】
ヒトまたは動物の体の端の組織内の生理学的パラメータを決定するそのようなカフが、例えば、欧州特許第2182839(B1)号に開示された指カフとして公知である。フォトプレチィスモグラフシステムおよびブラダシステムは、非侵襲性方法で、動脈の圧力波形を決定するために用いられてもよい。開示された指カフは、適切に機能するけれども、更なる改善の必要性が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】欧州特許第2182839(B1)号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、向上した測定精度を有する、序文に従う端カフを提供することである。そのため、序文に従う端カフが提供され、ブラダシステムが、互いに独立して拡張可能および収縮可能である多数のブラダ容積を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
互いに独立して拡張および収縮してもよいブラダ容積を提供することによって、不均一圧力プロファイルが、ヒトの体の端に適用されて、それにより測定精度の改善につながる端カフの動作挙動についてのより良い制御が得られる。
【０００６】
更に、簡略化された製品設計が得られることがあり、同時に、システムコンポーネントを小型化することおよびカフとしての1組のセンササイズを低減することが、広範囲にわたる端サイズに対して有用である、すなわち、1つのサイズが全てに適合する。更に、そのカフは、使いやすく、そして設計が柔軟なために製品設計に対して別の機会を可能にする。そのカフは、コストを下げて製造されてもよく、そして患者に対する向上した快適性レベルを有する。
【０００７】
ブラダ容積を端モジュールの別個の周囲部分に配列することによって、特定の圧力プロファイルまたは作用が、適用されてもよい。一例として、第1ブラダ容積が、そのとき圧力計測目的で用いられてもよく、同時に、第2ブラダ容積が、経時的に一連の圧力計測によって生じる指形状、サイズおよび/または体積変化における変動を補償するために用いられてもよい。更に特定のブラダ容積が用いられて、指カフを装着しているユーザの快適性を増大させ、および/または測定を安定化させてもよい。
【０００８】
代替として、ブラダ容積が、端モジュールの共通の周囲部分に配列されていてもよく、および/または、互いに部分的または完全に重複してもよい。
【０００９】
有利な方式では、第1ブラダ容積が、液体によって充填され、第2ブラダ容積が、気体によって充填される。液体充填式ブラダ容積は、例えば、静的または準静的補償のために、例えば、経時的に一連の圧力計測によって生じる指形状、サイズおよび/または体積変化の変動に対する補償の目的で、および/またはユーザに対する快適性を増大させるために、および/または測定を安定化させるために、用いられてもよい。
【００１０】
気体充填式ブラダ容積は、好ましくは、圧力計測に用いられて、低いエネルギ消費および迅速な応答という長所を有する。
【００１１】
本発明は、また、方法に関する。
【００１２】
更に、本発明は、コンピュータプログラム製品に関する。コンピュータプログラム製品は、フラッシュメモリ、CDまたはDVD等であるがこれらに限定されず、データキャリアに記憶された1組のコンピュータ実行可能命令を備えてもよい。また、プログラム可能コンピュータが上記で規定された方法を実行することを可能にする1組のコンピュータ実行可能命令が、例えばアプリとして、例えばインターネットを介したリモートサーバからのダウンロードで利用可能であってもよい。
【００１３】
本発明に従う別の有利な実施形態が、後続の特許請求の範囲に記載されている。
【００１４】
単に例として、本発明の実施形態が、ここで以下の添付図面を参照して説明されることになる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に従う指カフの第1実施形態についての概略斜視図である。
【図２】本発明に従うカフ測定システムについての概略システム図である。
【図３ａ】本発明に従う指カフの第2実施形態についての概略断面図である。
【図３ｂ】本発明に従う指カフの第3実施形態についての概略断面図である。
【図３ｃ】本発明に従う指カフの第4実施形態についての概略断面図である。
【図３ｄ】本発明に従う指カフの第5実施形態についての概略断面図である。
【図４】本発明に従う方法についての流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図は、本発明に従う好ましい実施形態を単に示すにすぎない。図において、同一の参照番号は、同等のまたは対応する部分を指す。
【００１７】
図1は、本発明に従う指カフ1の第1実施形態についての概略斜視図である。指カフ1は、生理学的パラメータを決定する、例えば、動脈の圧力波形を測定するように適合されている。更に、容積脈波および血圧データが、心拍出量等の更なる情報を非侵襲的方法で決定するために用いられてもよい。
【００１８】
指カフ1は、指部分3を周囲方向Cに解放可能に囲む指モジュール2を備える。図1において、指モジュール2は、基節骨を囲んでいる。しかし、指モジュール2は、代替として別の指節骨、例えば指の中節骨を囲んでもよい。指モジュール2は、指部分3の指組織に圧力を作用させるように配列されているブラダシステム4を含む。更に、指モジュール2は、指部分3の指組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムを含む。示している実施形態では、指モジュール2の周囲端部分は、例えば、指部分3を囲むための面ファスナ材料12または別の締結手段を用いて、互いに接続される。
【００１９】
留意すべきは、上述のように、指モジュール2が、指の周りに巻き付けられて指部分3を周囲方向Cに閉じ込めてもよいことである。しかし、指モジュール2は、代替の方法では、例えば、クランプ固定するかまたは締め付けるように配列されている構成を用いて配置されてもよい。更に、指モジュール2は、収縮壁を含んでもよく、当該収縮壁は、最初に指部分を受け取り、次いで収縮することによりその指部分を囲んでクランプ固定する。更に、指モジュール2は、2個のモジュール要素を含んでもよく、当該モジュール要素は、指部分に締付け力を及ぼすように互いに対して可動である。これに関連して、留意すべきは、指モジュールは、指部分を周囲方向Cに完全に閉じ込めるか、またはその指部分をその周囲方向Cに部分的に囲んでもよいことである。
【００２０】
ブラダシステム4は、第1ブラダ容積5aを含み、当該第1ブラダ容積は、それ自体に給送する第1流体圧力ライン6aと接続されている。同様に、ブラダシステム4は、指(図1に示さず)の反対側に配列された第2ブラダ容積を含み、第2ブラダ容積は、第2流体圧力ライン6bと接続されている。指カフの使用中、第1および第2ブラダ容積5内の圧力が、監視され、制御されてもよい。第1および第2流体圧力ライン6a、bは、それぞれの膨張可能ブラダ容積5の好適な膨張および収縮を互いに独立に可能にする。
【００２１】
通常、第1および第2ブラダ容積5a〜bは、制御可能な方式で拡張および縮小してもよい。
【００２２】
ブラダ容積5は、選択により、薄く可撓性の半透明材料から形成された壁を有する。一例として、ブラダ容積5は、2枚のフィルムから製造され、当該フィルムは、それらの周辺部の周りが一緒に熱融着されて空洞を形成している。カフ1は、ヒトの指の周りに嵌合されるように配列される。このために、膨張可能ブラダ容積5は、指組織から離れる方に外側に向いた背面層と、組織に面して組織と接触させられると思われる表面層と、を提供してもよい。
【００２３】
原理的には、ブラダ容積5は、代替の方式では、例えば、電気信号に応じて拡張または収縮するボディとして実装されてもよく、ボディは、例えば圧電性材料を含んでいる。
【００２４】
フォトプレチィスモグラフシステムは、指部分3の指組織の方向に放射を放出するためのエミッタ7と、その指組織からの放射を検出するための検出器8と、を含む。好ましくは、エミッタ7は、LEDとして実装され、検出器8は、フォトダイオードとして実装される。
【００２５】
膨張式ブラダ容積5に、開口部が提供されて、そこにエミッタ7および検出器8を装着してもよい。膨張式ブラダ容積5は、フレキシブル配線基板上に更に装着されてもよく、当該基板が用いられて、エミッタ7および検出器8を含むカフの電気部品に給電し、そして測定信号を指モジュール2から、測定データを処理するためのデータ処理ユニットまで伝送する。
【００２６】
フォトプレチィスモグラフシステムは、それ自体、公知である。フォトプレチィスモグラフシステムの動作原理は、それぞれの心臓周期によって、心臓が身体の周辺部まで血液を送出するという事実に基づいている。
【００２７】
心臓収縮の圧脈拍によって生じさせられた動脈または細動脈の体積変化は、LED 7から放出された光等の好適な放射によって皮膚を照明し、次いで検出器8まで組織によって透過または反射された光量を測定することによって検出される。それぞれの心臓周期は、フォトプレチィスモグラフシステムからの信号のピークとして現れる。フォトプレチィスモグラフシステムからの信号波形の形状は、被験者毎に異なり、そしてカフが組織に取り付けられている位置および方式によって変化する。
【００２８】
エミッタ7によって放出され、検出器8によって検出される放射は、赤色または別の可視光等の視覚スペクトル内側、または赤外線IRまたは深赤外線放射等の視覚スペクトル外側にあってもよい。
【００２９】
図1に示す指カフ1は、指モジュール2に動作可能に接続された中間モジュール9を更に備える。中間モジュール9は、複数のブラダ容積5にそれぞれ動作可能に接続されている2個の流体圧力ライン6a〜bを含む。更に、中間モジュール9は、フォトプレチィスモグラフシステムに、および下記のデータユニットに接続された電気通信回路10を含む。流体圧力ライン6および電気通信回路10は、好ましくは可撓性外側ケーブル11に包まれていることにより、指カフ1の安全で信頼性の高い動作を保証する。
【００３０】
図2は、本発明に従うカフ測定システム20についての概略システム図である。カフ測定システム20は、図1を参照して上述した指カフ1と、電気通信回路10を介してフォトプレチィスモグラフシステムを制御するための制御ユニット21と、を備える。示している実施形態では、電気通信回路10は、エミッタ7によって実行される光放出プロセスを制御するためにエミッタ7に接続された制御ライン10aと、検出器8から光検出データを伝送するために検出器8に接続されたデータライン10bと、を含む。制御ユニット21は、独立して膨張可能な第1および第2ブラダ容積5a〜b内の圧力を調節するプロセスを制御するように、更に配列されている。
【００３１】
第1ブラダ容積5aを膨張および収縮させるプロセスは、第2ブラダ容積5bを膨張および収縮させるプロセスから独立している。一例として、第1ブラダ容積5aは、第2ブラダ容積5bが一定圧力に維持されながら、膨張させられてもよく、その逆もまた同じである。
【００３２】
制御ユニット21は、検出器8から伝送された測定データを処理するためのデータ処理ユニット22を含む。それに加えて、電気通信回路10が、データ処理ユニット22に接続されている。更に、制御ユニット21は、流体圧力ライン6a〜bを加圧および減圧することにより、それに対応するブラダ容積5a〜bを膨張および収縮させるためのポンプユニット23a〜bを含む。原理的には、制御ユニット21は、流体圧力ライン6a〜bを減圧するためのバルブを更に含んでもよい。また、制御ユニット21は、流体圧力ライン6a〜b内の圧力を測定するための圧力センサ24a〜bを含む。
【００３３】
留意すべきは、カフ測定システム20は、通常、例えば、フォトプレチィスモグラフシステムのエミッタ7および検出器8を含むアクティブ電気部品に電気エネルギを提供するための更なるモジュールおよび接続を含むことである。
【００３４】
図3aは、指カフ1の第2実施形態についての概略断面図である。指モジュール2によって囲まれた指部分3が、骨31と、2個の動脈32、33を含む。2個のブラダ容積5a〜bが、指モジュール2の別個の周囲部分26、27に、指部分3に関して互いに反対側にある。図1に示す指カフ1の第1実施形態とは逆に、エミッタ7および検出器8は、ブラダ容積5a、b内ではなく、指モジュール2の中間部分25内に配列されている。指カフ1の使用中、エミッタ7は、放射ビームBを指組織中に伝送し、検出器8は、反射された、屈折されたおよび/または伝送された放射信号を検出する。
【００３５】
図3aに示す実施形態では、2個のブラダ容積5a〜bが、指動脈32、33の左側および右側に設置される。しかしなから、図3dに示すような代替実施形態では、第1ブラダ容積5aは、指動脈32、33下方に設置され、一方、第2ブラダ容積5bは、第1ブラダ容積5aの反対側、すなわち指部分3内の骨31よりも上方に設置される。
【００３６】
指動脈32、33の下方にある第1ブラダ容積5aは、次いで、圧力計測目的に用いられてもよく、一方、骨31の上方にある第2ブラダ容積5bは、一連の圧力計測によって経時的に生じる指形状、サイズおよび/または体積変化における変動を補償するために用いられてもよい。更に、第2ブラダ容積5bは、指カフ1を装着しているユーザの快適性を増大させるために用いられてもよい。それに加えて、第2ブラダ容積5bは、測定を安定化させるために用いられてもよい。
【００３７】
図3bは、本発明に従う指カフ1の第3実施形態の概略断面図である。ここで、第1および第2ブラダ容積5a〜bは、指モジュール2の共通の周囲部分に、すなわち、ほとんど指部分3の周りの周囲外形全体に沿って配列されている。ブラダ容積は、周囲方向Cにほとんどまたは大体完全に重複している。
【００３８】
図3cは、本発明に従う指カフの第4実施形態についての概略断面図である。この場合もまた、第1および第2のブラダ容積5a〜bは、指モジュール2の共通の周囲部分に配列されている、すなわち、ブラダ容積5a〜bは、周囲部分28を共有している。第1および第2のブラダ容積5a〜bは、部分的に重複している。第1ブラダ容積5aは、指部分3をほとんど完全に囲んでおり、一方、第2ブラダ容積5bは、上記の共通の周囲部分28に設置されている。
【００３９】
図3dは、図3aに示す実施形態の代替として上記に示すような、本発明に従う指カフの第5実施形態についての概略断面図である。図3aに示す第2実施形態を参照すると、2個のブラダ容積5a、bは、この場合もまた、互いに反対側の別個の周囲位置に設置されている。しかし、第5実施形態では、別個の周囲位置26'、27'が、ここでは指部分3の上面および底面にあり、図3aの場合のように指部分3の左側および右側にはない。指モジュール2の中間部分25'、25"は、指部分3の右側および左側にある2個のブラダ容積5a、bの間にある。
【００４０】
留意すべきは、通常、エミッタ7および検出器8の位置は、離れていてもよいことである。一例として、エミッタ7および検出器は、指部分3に対して互いに反対側に設置されてもよい。
【００４１】
通常、流体は、ブラダ容積5を膨張および収縮させるために用いられる。好ましくは、第1ブラダ容積5は、液体によって充填され、第2ブラダ容積5bは、空気等の気体によって充填され、またその逆も同じである。
【００４２】
液体充填式ブラダ容積は、例えば、静的または準静的補償のために、例えば、経時的に一連の圧力計測によって生じる指形状、サイズおよび/または体積変化の変動に対する補償の目的で、および/またはユーザに対する快適性を増大させるために、および/または測定を安定化させるために、用いられてもよい。
【００４３】
気体充填式ブラダ容積は、好ましくは、圧力計測に用いられて、低いエネルギ消費および迅速な応答という長所を有する。
【００４４】
留意すべきは、代替として、両方のブラダ容積5a〜bが液体によって充填されてもよく、または両方が気体によって充填されてもよく、例えば、それぞれにおいて、同一の液体または気体によってもよい。
【００４５】
図4は、本発明に従う方法の流れ図である。方法100は、生理学的パラメータを決定するために用いられる。方法100は、端部分を周囲方向に解放可能に囲むための端モジュールを備える端カフ110を提供するステップであって、端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムと、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムと、を含み、ブラダシステムは、互いに独立して拡張可能および収縮可能である多数のブラダ容積を含む、ステップと、独立して膨張可能なブラダ容積のサイズを調節するプロセスを制御するステップ120と、を備える。
【００４６】
生理学的パラメータを決定するための方法は、FPGAおよび/またはASICコンポーネント等の専用ハードウェア構造を用いて実行されてもよい。そうでなければ、方法は、また、コンピュータプログラム製品を用いて少なくとも部分的に実行されてもよく、当該コンピュータプログラム製品は、コンピュータシステムのプロセッサまたは制御ユニットに、本発明に従う方法の上記ステップを実行させるための命令、または、少なくともそのサブステップ、例えば、独立して膨張可能なブラダ容積内の圧力を調節するプロセスを制御するステップを備える。
【００４７】
全てのステップは、原理的には、シングルプロセッサにおいて実行されてもよい。しかし、留意されるべきは、少なくとも1つのサブステップが、別個のプロセッサにおいて実行されてもよいことである。プロセッサは、特定のソフトウェアモジュールによってロードされてもよい。専用ソフトウェアモジュールが、提供されてもよい。
【００４８】
本発明は、本明細書に記載された実施形態に限定されない。多くの変形が可能であることが理解されるであろう。
【００４９】
一例として、ブラダシステムは、互いに独立して膨張可能な2個を超えるブラダ容積、例えば、3個または4個の、独立して膨張可能なブラダ容積を含んでもよい。
【００５０】
更に留意すべきは、カフは、足指または耳朶等の、ヒトまたは動物体の別の端部を測定するように設計されてもよいことである。通常、指カフ等の端カフは、生理学的パラメータを決定するように提供されて、端部分を周囲方向に解放可能に囲むための端モジュールを備え、端モジュールは、端組織に圧力を及ぼすためのブラダシステムと、端組織において放射測定を実行するためのフォトプレチィスモグラフシステムと、を含み、ブラダシステムは、互いに独立して拡張可能および収縮可能な多数のブラダ容積を含む。上述の記載された実施形態では、端カフは、指カフであり、端モジュールは、指部分を囲む指モジュールである。
【００５１】
これらのおよび別の実施形態は、当業者には明かであり、そして、以下のクレームにおいて規定されるような本発明の範囲内にあると見なされる。明快さおよび簡潔な説明のために、特徴が、同一または別個の実施形態の部分として本明細書において記載されている。しかし、本発明の範囲が、説明された特徴の全部または一部の結合を有する実施形態を含んでもよいことが理解されるであろう。
【符号の説明】
【００５２】
1  指カフ
2  指モジュール
3  指部分
4  ブラダシステム
5a  第1ブラダ容積
5b  第2ブラダ容積
6a  第1流体圧力ライン
6b  第2流体圧力ライン
7  エミッタ、LED
8  検出器
9  中間モジュール
10  電気通信回路
11  可撓性外側ケーブル
12  面ファスナ材料
20  カフ測定システム
21  制御ユニット
22  データ処理ユニット
23a  ポンプユニット
23b  ポンプユニット
24a  圧力センサ
24b  圧力センサ
25  指モジュールの中間部分
26  指モジュールの周囲部分
27  指モジュールの周囲部分
31  骨
32  動脈
33  動脈
【図１】
2020505141.tif 000003
【図２】
2020505141.tif 000004
【図３Ａ】
2020505141.tif 000005
【図３Ｂ】
2020505141.tif 000006
【図３Ｃ】
2020505141.tif 000007
【図３Ｄ】
2020505141.tif 000008
【図４】
2020505141.tif 000009
【国際調査報告】
2020505141.tif 000010
2020505141.tif 000011