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公開番号2025083361
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-30
出願番号2025031978,2020543820
出願日2025-02-28,2019-02-15
発明の名称ワイヤレス医療センサおよび方法
出願人ノースウェスタンユニヴァーシティ,NORTHWESTERN UNIVERSITY,リハビリテーションインスティテュートオブシカゴ
代理人個人,個人
主分類A61B 5/00 20060101AFI20250523BHJP(医学または獣医学;衛生学)
要約【課題】リアルタイム個人メトリックを測定するための医療センサおよび関係する方法を提供する。
【解決手段】医療センサは、加速度計を備えるセンサを有する電子デバイスと、センサからの出力信号を外部デバイスへ送信し、外部コントローラから電子デバイスにコマンドを受信するための電子デバイスに電子的に接続されている双方向ワイヤレス通信システムとを備え得る。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
a.加速度計を備えるセンサを有する電子デバイスと、
b.前記センサからの出力信号を外部デバイスへ送信し、外部コントローラから前記電子デバイスへのコマンドを受信するために前記電子デバイスに電子的に接続されている双方向ワイヤレス通信システムと、
を具備する医療センサ。
続きを表示（約 870 文字）【請求項２】
ウェアラブルであり、組織装着されるか、もしくは埋め込み可能であるか、または被験者の組織と機械的に通信するか、もしくは直接機械的に通信する請求項1に記載の医療センサ。
【請求項３】
前記電子デバイスに給電するためのワイヤレス給電システムをさらに備える請求項1または2に記載の医療センサ。
【請求項４】
リアルタイムメトリックを提供するためのプロセッサをさらに備える請求項1から3のいずれか一項に記載の医療センサ。
【請求項５】
前記プロセッサは、前記電子デバイスに搭載されるか、または前記医療センサから距離をおいて配置され前記ワイヤレス通信システムとワイヤレス通信する外部デバイス内に位置決めされる請求項4に記載の医療センサ。
【請求項６】
前記プロセッサは、携帯型スマートデバイスの一部である請求項5に記載の医療センサ。
【請求項７】
リアルタイムメトリックを連続的に監視し、生成する請求項1から6のいずれか一項に記載の医療センサ。
【請求項８】
前記リアルタイムメトリックは、社会的メトリックまたは臨床的メトリックである請求項7に記載の医療センサ。
【請求項９】
前記臨床的メトリックは、嚥下パラメータ、呼吸パラメータ、吸引パラメータ、咳パラメータ、くしゃみパラメータ、温度、心拍数、睡眠パラメータ、パルス酸素濃度、いびきパラメータ、身体の動き、引っ掻きパラメータ、便通パラメータ、新生児被験者診断パラメータ、脳性麻痺診断パラメータ、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される請求項8に記載の医療センサ。
【請求項１０】
前記社会的メトリックは、会話時間、単語数、発声パラメータ、言語的談話パラメータ、対話パラメータ、睡眠の質、摂食行動、身体活動パラメータ、およびこれらの任意の組合せからなる群から選択される請求項8に記載の医療センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、矛盾しない範囲で参照により本明細書に各々が組み込まれている、2018年2月16日に出願した米国仮特許出願第62/710,324号、2018年2月17日に出願した米国仮特許出願第62/631,692号、および2018年10月31日に出願した米国仮特許出願62/753,203号の利益および優先権を主張するものである。
続きを表示（約 2,300 文字）【０００２】
本明細書において提供されるのは、限定はしないが振動モータ、スピーカー、またはLEDインジケータを含む、オンボードマイクロフォンおよびフィードバック刺激と結合されている、機械音響感知電子機器を含む、医療センサである。3軸高周波加速度計を使用して身体に由来する機械音響電気生理学的信号を感知する電子機器のためのシステムおよび方法が提供される。これらのデバイスは、本明細書では、Bluetooth(登録商標)対応システムと互換性があることを含む、高度な電力節約機能およびワイヤレス通信能力を備えた、柔らかい、可撓性を有するウェアラブルであると称される。システム内には、広範な生理学的および環境信号に対するマルチモードセンシングのためのプラットフォームを提供する信号処理、信号分析、および機械学習機能があり、これらの信号は、限定はしないが、音声、会話時間、呼吸数、心拍数、肺容量、嚥下機能、身体的活動、睡眠の質、運動、摂食行動を含む。これらのシステムおよび方法は、オンボードマイクロフォン、パルス酸素濃度計、ECG、およびEMG(他にもあるがとりわけ)のうちの1つまたは複数を含む、追加のセンサの使用に適合している。
【背景技術】
【０００３】
機械音響信号は、臨床診断およびヘルスケアアプリケーションのための必須情報を含むことが知られている。特に、自然な生理学的活動の結果生じる身体の組織および体液中を伝播する力学的な波は、心臓弁の閉鎖、骨格筋の収縮、声帯の振動、呼吸のサイクル、引っ掻きの運動および音、ならびに胃腸管の運動などの、個別事象の特徴的痕跡を明らかにする。
【０００４】
これらの信号の周波数は、数分の1Hz(たとえば、呼吸数)から2000Hz(たとえば、発話)の範囲であってよく、多くの場合に聴覚閾値を超える低い振幅を有する。生理学的聴診は、典型的には、臨床検査の際に実施される個別の手順において、アナログまたはデジタル聴診器を使用して行われる。
【０００５】
代替的アプローチは、必要な機械的結合が得られるように典型的にはストラップで身体に物理的に固定される従来の剛体電子機器パッケージ内の加速度計に依存するものである。研究成果のデモンストレーションは、心音図測定(PCG、心臓からの音)、振動性心臓図測定(SCG、心臓の鼓動によって誘発される胸部の振動)、心弾動図測定(BCG、心臓血管圧への反応に随伴する反跳運動)、および呼吸に随伴する音の記録を含む。
【０００６】
心臓血管の健康という文脈において、これらの測定は、心電図測定(ECG)から推論されるものを補完する重要な洞察をもたらす。たとえば、心臓弁内の構造欠陥は、機械音響応答として現れ、ECGトレース内に直接出現することはない。
【０００７】
以前に報告されたデジタル測定方法は、実験室での研究および臨床研究には有用であるが、(i)フォームファクタ(剛体設計および大きいサイズ、たとえば、150mm×70mm×25mm)が装着場所の選択を制限し、ウェアラブルとしての実用性を損なう、(ii)その嵩張る構造は、慣性効果を通じて、重要な生理学的事象に付随する微妙な動きを抑圧する物理的質量を伴う、(iii)その質量密度および弾性率は皮膚とは異なり、それによって皮膚との音響インピーダンス不整合が生じる、および(iv)これらは、たとえばECGおよびPCG/SCG/BCG信号を同時に捕捉することができず、単一動作モードのみをもたらす、(iv)ユーザインターフェースへの通信およびデータ伝送に対するそれらの方法は、デバイスおよびユーザインターフェース機械に繋留されたワイヤを介して行われる、(v)それらの電源管理は、有線接続を通じて行われる、という不利点を有する。本明細書で提供されるデバイスおよび方法は、技術分野におけるこれらの制限に対処する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
BMJ2018:360:K207
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本明細書で提供されるのは、遠隔治療タイプのプラットフォームを提供する方法およびデバイスであり、ユーザに付けた、またはユーザに埋め込まれた医療センサは、医療専門家、友人、または家族などの、介護者が活動する際に基づくことができる有用な情報を提供する。これらのデバイスおよび方法は診断または治療アプリケーションに役立つだけでなく、訓練およびリハビリテーションにも使用できる。これは、行動を求めて情報が外部的に介護者に送信され、嚥下、吸息、呼息、および同様のものを含む、適切なアクションを実行するようユーザに指示することを含む、コマンドが医療センサによって受信され得るように双方向通信を行うデバイスおよびシステムにおいて反映される。
【００１０】
デバイスおよびシステムは、新規臨床メトリック、新規臨床マーカー、および有益なエンドポイントに有用な情報などの、リアルタイム出力を行い、それによってユーザの全般的な健康および福祉を改善することができる。これらのデバイスおよびシステムは、臨床医または介護者のアクションを都合よく、確実に、および容易に引き起こすことができるオフサイトクラウドストレージおよびアナリティクスを利用することに特に適している。
（【００１１】以降は省略されています）

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