【文献】
小原 彰浩 他,顔面軟組織形状と歯列石膏模型の三次元データ統合精度の検討,日本顎変形症学会雑誌,2009年12月,19巻4号,p.193-198
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記コンパイルユニットは、前記患者の顔の上にあるランドマークに基づいて、前記患者の顔の異なる3Dモデルを相関させるために構成される、請求項1に記載の電子機器。
患者インタフェース装置のクッションの形状の本体を持ち、前記本体に形成される複数の開口を含むエアークッションをさらに有し、前記エアークッションは、前記複数の開口を介して前記患者の顔に、前記送風機により発生した気流を供給するように構成される、請求項1に記載の電子機器。
前記気流が前記患者の顔を操作する領域において前記患者の顔の上にレーザーのドットを生じさせるために構成されるレーザーポインタをさらに有する、請求項1に記載の電子機器。
【発明を実施するための形態】
【0011】
明細書において、特に文脈上はっきりと述べていない限り、複数あると述べていなくても、それらが複数あることを含む。明細書において、2つ以上の部品又は構成要素が"結合される"と述べることは、連動している限り、これらの部品が直接的に又は間接的、すなわち1つ以上の中間部品若しくは構成要素を介しての何れかにより接合される又は共に動作することを意味している。明細書において、"直接結合される"は、2つの要素が互いに直に接していることを意味している。明細書において、"固定して結合される"又は"固定される"は、2つの構成要素が互いに対し一定の方向を維持している間、1つとして移動するように結合されることを意味している。
【0012】
明細書に用いられる方向の用語、例えば限定ではないが、頂部、底部、左側、右側、上方、下方、前方、後方及びそれらの派生語は、図面に示される要素の方位に関連し、特に明瞭に言わない限り、請求項を制限しない。
【0013】
明細書に用いられるような、"処理器"、"処理ユニット"及び類似の用語は、データを記憶、取り込む及び処理することができるプログラム可能なアナログ及び/又はデジタル装置、制御器、制御回路、コンピュータ、ワークステーション、パーソナルコンピュータ、マイクロ処理器、マイクロ制御器、マイクロコンピュータ、中央処理ユニット、メインフレームコンピュータ、ミニコンピュータ、サーバー、ネットワーク処理器又は如何なる適切な処理装置又は機器を意味する。
【0014】
明細書に用いられるような、"患者の顔に関する追加の情報"という用語は、患者の顔の外部形状に加えて、ある情報を意味し、例えば限定ではないが、硬組織の場所に関する情報、軟組織の深さに関する情報及び軟組織の伸展性に関する情報を含む。
【0015】
図1において、患者に呼吸療法のレジメンを施すのに適したシステム2が一般的に示される。システム2は、圧力/フロー発生装置4、送出導管回路6、患者インタフェース装置8及び患者インタフェース装置8を患者の頭部(番号無し)に固定するためのヘッドギア10を含む。圧力発生装置4は、呼吸ガスのフローを生成するように構成され、限定ではないが、換気装置、定圧支援装置(例えば持続的気道陽圧装置、すなわちCPAP装置)、変圧支援装置(例えばPhilips Respironics of Murrysville, Pennsylvaniaにより製造及び流通されるBiPAP、Bi−Flex又はC−Flex装置)及び自動滴定圧力支援装置を含む。送出導管6及び患者インタフェース装置8はしばしば、まとめて患者回路と呼ばれる。
【0016】
BiPAP装置は、患者に供給される圧力が患者の呼吸周期と共に変化するので、呼気中よりも吸気中の方がより高い圧力が送出されるバイレベル(bi-level)装置である。自動滴定圧力支援システムは、圧力が患者の状態と共に変化する、例えば患者がいびきをかいているか又は無呼吸若しくは呼吸低下を体験しているかで変化するシステムである。本目的のために、圧力/フロー発生装置4は、圧力勾配が生じると、フローが起こるので、ガス流発生装置とも呼ばれる。本発明は、圧力/フロー発生装置4は、上に要約された圧力支援システム及び非侵襲的な換気システムを含む、患者の気道にガスのフローを送出するため、又は患者の気道においてガスの圧力を上昇させるための如何なる従来のシステムであることを考えている。
【0017】
図1に示される例示的なシステム2において、患者インタフェース装置8は、導管6に直接又は何らかの適切な結合機構を介して間接的にの何れかにより結合されるフェースプレート14の一般的に硬質なフレーム部材に結合されるクッション12の形状の患者封止アセンブリを含む鼻/口マスクとして表されている。しかしながら、本明細書に開示される概念の範囲内にある限り、患者の気道に呼吸ガスのフローを送出するのを容易にする、及び患者の気道から呼気ガスのフローを除去するのを容易にする如何なる種類の患者インタフェース装置8、例えば限定ではないが、患者の鼻を覆う鼻マスク、患者の鼻孔内に収容される鼻カニューレを持つ鼻クッション又は患者の顔を覆うフルフェイスマスクが使用されてよい。
【0018】
患者の顔に関する追加の情報を決定するための電子機器20の概略図が
図2に示される。追加の情報は、患者の顔の外部形状に加えて、ある情報であり、限定ではないが、患者の顔における硬組織(例えば限定ではないが、骨格構造)の場所、軟組織の深さ、並びに軟組織及び/又は硬組織の伸展性に関する情報を含んでもよい。
【0019】
電子機器20は、顔スキャンユニット22、コンパイルユニット24及び出力ユニット26を含む。顔スキャンユニット22、コンパイルユニット24及び出力ユニット26は、ハウジングを共有し、1つの装置を形成してもよい。しかしながら、顔スキャンユニット22、コンパイルユニット24及び出力ユニット26は、開示される概念の範囲から外れることなく、別々の装置において別々のハウジングに置かれてよいことも考えられる。
【0020】
顔スキャンユニット22は、例えば患者の顔をスキャンすることにより、患者の顔の3Dモデルを生成するように構成される。顔スキャンユニット22は、限定ではないが、3D光学スキャナ、カメラ、押しピンアレイ(push-pin array)又は患者の顔の3Dモデルを生成するのに適した他の如何なる装置でもよい。顔スキャンユニット22は、例えば異なる時間に患者の顔をスキャンすることにより、患者の顔の複数の3Dモデルを生成するように構成される。顔スキャンユニット22は、これら患者の顔の異なる3Dモデルをコンパイルユニット24に出力するように構成される。
【0021】
コンパイルユニット24は、顔スキャンユニット22から患者の顔の複数の異なる3Dモデルを受信するように構成される。例えば、患者の顔の第1の3Dモデルにおいて、患者の顔はスキャン中に操作(manipulate)されないのに対し、患者の顔の第2の3Dモデルにおいて、患者の顔は、患者の顔の第1の3Dモデルと患者の顔の第2の3Dモデルとが異なるように、スキャン中に何らかの方法で操作される。
【0022】
図3A及び3Bを参照すると、開示される概念の例示的な実施例に従う患者の顔の操作の例が示される。
図3Aは、患者の顔の第1の3Dモデルの生成中の患者の顔を示す。
図3Aに示されるように、患者の口は閉じられている。
図3Bは、患者の顔の第2の3Dモデルの生成中の患者の顔を示す。
図3Bに示されるように、患者の顔は、患者に自分の口を開かせ、歯を見えさせることにより操作される。故に、患者の顔の第1及び第2の3Dモデルは、患者の顔を操作しているので、異なっている。
【0023】
図2に戻り参照すると、コンパイルユニット24は、患者の顔の異なる3Dモデルを比較するように構成される。この比較から、コンパイルユニット24は、患者の顔に関する追加の情報を決定する。上に述べたように、追加の情報は、患者の顔の外部形状に加えて、ある情報であり、例えば限定ではないが、患者の顔における硬組織の場所、軟組織の深さ、並びに軟組織及び/又は硬組織の伸展性に関する情報を含んでよい。
【0024】
開示される概念の幾つかの例示的な実施例において、コンパイルユニット24は、患者の顔の異なる3Dモデルを相関させることにより、患者の顔の異なる3Dモデルを比較するように構成される。コンパイルユニット24は、この相関を容易にするために、患者の顔の上にある解剖学的ランドマークを検出する。幾つかの解剖学的ランドマーク、例えば限定ではないが、セリオン(sellion)、目頭(eye corner)及び眉間は、患者が表情を変えるときでも変化しないままでいる。従って、これらのランドマークは、3Dモデル間で患者が表情を変えている、患者の顔の異なる3Dモデルを相関させるのに使用されることができる。
【0025】
図3A−3Cは、患者の顔に関する追加の情報を決定するために、患者の顔の異なる3Dモデルがどの位相関しているかの一例を示す。
図3A及び3Bは、患者の顔の異なる3Dモデルの生成中の患者の顔を例示している。患者の表情が
図3Aと
図3Bとの間で変わったとしても、幾つかの解剖学的ランドマーク、例えばセリオン30、目頭32及び眉間34は位置を変えていない。コンパイルユニット24は、患者の顔の異なる3Dモデルを相関させるために、これらのランドマークを検出及び使用する。セリオン30、目頭32及び眉間34が例示的なランドマークとして示されているが、開示される概念の範囲から外れることなく、他のランドマークがコンパイルユニット24により検出及び使用されてよいことを当業者は分かっている。例えば限定ではないが、開示される概念の例示的な実施例において、目の外側又は中心部、鼻先及び/又は口角がコンパイルユニット24により検出及び使用されるランドマークである。互いに離れているランドマークは、頭の位置をより正確にトラッキングすることを可能にし、さらにランドマーク間の距離が大きくなるにつれて、顔の表情の変化に対するランドマークの安定性は重要さを失う。
【0026】
図3Cは、
図3A及び3Bに示されるような、患者の顔をスキャンすることにより得られる患者の顔の異なる3Dモデルの相関性の表示を示している。患者の顔の異なる3Dモデルを相関させることにより、患者の顔に関する追加の情報、例えば患者の顔における軟組織の下にある硬組織の場所(例えば限定ではないが、患者の歯の場所)に関する情報が決定される。この追加の情報は、
図3Cにおいてアウトライン36として示される。しかしながら、この追加の情報は、如何なる適切な方法、例えば限定ではないが、画像形式又は生データの形式で提供されてもよいことを当業者は分かっている。
【0027】
図2に戻り参照すると、コンパイルユニット24は、患者の顔に関する追加の情報を出力ユニット26に出力するように構成される。出力ユニット26は、この追加の情報をシステム20のユーザ、例えば介護人、患者インタフェース装置の製造業者又はこの追加の情報を使用する他の如何なるエンティティに出力するように構成される。出力ユニット26は、この追加の情報を有用な方法で出力するための如何なる適切な装置、例えば限定ではないが表示装置でもよい。出力ユニット26は、例えば限定ではないが、患者インタフェース装置の組み立て又はフィッティングに使用され得るデータ(例えば限定ではないが、3D形状ファイル)を出力することも考えられる。開示される概念の幾つかの例示的な実施例において、出力ユニット26は、ネットワーク接続を介して、遠隔の記憶装置の場所(例えば限定ではないが、クラウドベースの記憶装置)にデータを出力してもよいこともさらに考えている。
【0028】
追加の情報は、患者に対し最適にフィットする患者インタフェース装置を決めるのに有用である。追加の情報、例えば限定ではないが、硬組織の場所、軟組織の深さ、並びに軟組織及び/又は硬組織の伸展性は、患者インタフェース装置が患者にどの位フィットしているのかに影響を及ぼすことがある。例えば、硬組織が位置特定され、軟組織が少しの深さ又は伸展性を持つ患者の顔の領域は、その領域に患者インタフェースが圧力を加える場合、炎症の懸念がある。この追加の情報は、硬組織が位置特定され、軟組織の深さ及び伸展性が低い患者の顔の領域に圧力を加えない、又は僅かな圧力しか加えない患者インタフェース装置を選択及び/又は設計するのに使用されることができ、故に、患者インタフェース装置が患者の顔の外部形状だけに基づいて選択又は設計された場合よりも、より良好にフィットする患者インタフェース装置をもたらす。患者インタフェース装置と患者との間のフィット性を決定するアルゴリズムは、患者に対する患者インタフェース装置のフィット性をより正確に最適化するために、前記追加の情報を使用することができる。
【0029】
追加の情報は、患者に最適にフィットする、その患者用の患者インタフェース装置を選択、調節又はカスタマイズするのに使用されてよいことを考えている。その上、この追加の情報は、患者に最適にフィットする、その患者用のカスタム患者インタフェース装置を作るのに使用されてよいことも考えている。
【0030】
患者の顔は、患者の顔の異なる3Dモデルを生成するために、如何なる適切は方法で操作されてもよいことを考えている。
図3Aから3Cに示されるように、患者に表情を変えさせ、患者の歯を露出することにより、患者の顔が操作され、編集を可能にする。この種類の操作の変形例が
図4に示される。
図4に示されるように、患者に表情を変えさせ、患者の歯を露出するのではなく、患者の歯を露出するのにリップリトラクタ40を患者に使用させることにより、患者の顔が操作される。
【0031】
開示される概念の他の幾つかの実施例において、患者の顔は気流を使用することにより操作される。開示される概念の幾つかの実施例において、患者の顔は、患者を風洞内に置き、風の気流が患者の顔を変形させることを可能にすることにより操作される。開示される概念の他の幾つかの実施例において、気流が生成され、単に患者の顔の選択された領域に向けて吹きかけられる。
【0032】
図5は、開示される概念の実施例に従うエアークッション42を例示している。エアークッション42は、本体44を含む。本体44は一般的に、患者インタフェース装置のクッションの形状を有する。しかしながら、本体44が開示される概念の範囲から外れることなく異なる形状(例えば限定ではなく、平坦な輪郭)を持ってもよいことを当業者は分かっている。多数の開口46は、患者の顔に面している側の本体44に形成される。本体44は、この本体44を通り、開口46から排出される空気圧を発生させる送風機(図示せず)に接続されるように構成される。送風機が
図5に示されていなくても、送風機54に類似する送風機、又はCPAP機械により通常は供給されるよりも高い空気圧を供給する送風機のような如何なる適切な送風機が用いられてよいことを当業者は分かっている。エアークッション42が患者の顔の近くに置かれるとき、開口46から吹く空気は、開口46の近くにおいて患者の顔を変形させることにより患者の顔を操作する。気流を使用することにより患者の顔を操作することは、限定ではないが、患者の顔における硬組織の場所、軟組織の深さ、並びに軟組織及び/又は硬組織の伸展性に関する追加の情報を提供する。
【0033】
図6は、開示される概念のもう1つの実施例に従う改良される顔スキャンユニット50の概略図である。この改良される顔スキャンユニット50は、3Dカメラ52、送風機54及びレーザーポインタ56を含む。
【0034】
改良される顔スキャンユニット50は、患者の顔の異なる3Dモデルを生成するように構成される。この範囲で、3Dカメラ52は、患者の顔の3Dモデルを生成するのに使用するための患者の顔の3D画像を撮る。送風機54は、患者の顔の方向に気流を発生させるために構成される。この気流は、患者の顔の一部を変形させることにより患者の顔を操作する。送風機54が患者の顔の一部を操作するための気流を発生させていないときに患者の顔の3D画像を撮ること、及び送風機54が患者の顔の一部を操作するための気流を発生させているときに患者の顔の3D画像を撮ることにより、改良される顔スキャンユニット50により、患者の顔の異なる3Dモデルが生成される。
【0035】
送風機54は、気流を発生させる及び患者の顔の一部に空気を吹きかけるのに適した如何なる装置でもよい。開示される概念の幾つかの例示的な実施例において、患者の顔の選択した部分に気流を向けることを容易にするために、空気配向部材58、例えば導管が送風機54に取り付けられてよい。開示される概念の幾つかの例示的な実施例において、送風機54は、例えば限定ではないが、発生する気流の振幅を周期的に増大及び減少させることにより、気流を調節するように構成される。調節された気流は、患者の顔の変形の変動を生じさせ、これは、患者の顔の異なる3Dモデルが比較されるとき、患者の顔に関する追加の情報を決定するのを支援する。
【0036】
レーザーポインタ56は、送風機56が患者の顔に空気を吹きかける領域における患者の顔の上にレーザーのドットを生じさせるために構成される。このレーザーのドットは、送風機54の位置をさらに正確に計算するために、送風機54から患者の顔までの距離を三角測量するのに使用されることができる。さらに、送風機54により生成される前記調節された気流は、患者の顔の上にあるレーザーのドットの横振動(lateral oscillation)を生じさせる。これら振動の振幅及び周波数は、患者の顔に関する追加の情報、例えば限定ではないが、軟組織の特性、例えば深さ及び伸展性を示す気流の領域内における軟組織の深さの変動に変換されることができる。
【0037】
改良される顔スキャンユニット50はさらに、制御ボタン60を含む。改良される顔スキャンユニット50のユーザは、制御ボタン60を使用して、改良される顔スキャンユニット50を動作させる又は設定を調節する。
【0038】
改良される顔スキャンユニット50は、上に説明される及び
図2に示されるコンパイルユニット24と一緒に使用されてもよい。改良される顔スキャンユニット50により生成される患者の顔の異なる3Dモデルがコンパイルユニット24に入力される。コンパイルユニット24は、患者の顔の異なる3Dモデル、例えば改良される顔スキャンユニット50により生成される患者の顔の異なる3Dモデルを比較し、その比較から患者の顔に関する追加の情報を決定するために構成される。開示される概念の幾つかの例示的な実施例において、改良される顔スキャンユニット50及びコンパイルユニット24は、1つの装置に一緒に含められることを考えている。出力ユニット26は、改良される顔スキャンユニット50及びコンパイルユニット24と共に1つの装置に含まれてもよいことも考えている。
【0039】
既に説明した患者の顔を操作する方法に加え、開示される概念の範囲から外れることなく、如何なる適切な方法で患者の顔が操作されることを考えている。例えば限定ではないが、患者の顔は、患者の顔を押すこと、如何なる適切な方法で患者の表情を変えさせる(例えば限定ではないが、患者に自分の頬を膨らませる又はへこませる)又は変化した重力の影響が患者の顔を操作するために患者に位置を変えさせる(例えば限定ではないが、立たせる及び横にさせる)ことにより操作されてもよい。
【0040】
図7は、開示される概念の例示的な実施例に従う患者の顔に関する追加の情報を決定する方法のフローチャートである。
図7の方法は、
図2に示される電子機器20において実施される。しかしながら、
図7の方法は、開示される概念の範囲から外れることなく、他の装置と一緒に用いられてもよいことを当業者は分かっている。
【0041】
動作70において、患者の顔の3Dモデルが生成される。この3Dモデルは、如何なる適切な種類の装置、例えば限定ではないが、
図2の顔スキャンユニット22又は
図6の改良される顔スキャンユニット50を使用することにより生成される。動作70において、患者の顔は何らかの方法で操作される。患者の顔は、如何なる方法、例えば限定ではないが、表情を変える、気流を使用する、例えばリップリトラクタのような装置を使用する、患者の顔を押す又は患者の顔を操作する他の如何なる適切な方法で操作されてよい。動作74において、患者の顔が操作されている間、患者の顔の最初の3Dモデルとは異なる患者の顔のもう1つの3Dモデが生成される。動作72及び74は、開示される概念の範囲から外れることなく、患者の顔の如何なる数の異なる3Dモデルを生成するために繰り返されることを当業者は分かっている。
【0042】
動作76において、患者の顔の異なる3Dモデルは、例えば
図2に示されるコンパイルユニット24のようなコンパイルユニットに供給される。動作78において、患者の顔の異なる3Dモデルが互いに比較される。開示される概念の幾つかの例示的な実施例において、患者の顔の3Dモデルは、患者の顔の上にあるランドマークに基づいて、これら3Dモデルを互いに相関させることにより互いに比較される。例えば限定ではないが、患者の顔の操作で変化していない患者の顔の上にあるランドマークは、患者の顔の3Dモデルを位置合わせるのに使用される。一度3Dモデルが位置合されると、例えば患者の顔の領域内において軟組織がどの位の厚さであるかを決めるために、これら表面は深さ方向において比較される。動作80において、患者の顔に関する追加の情報は、前記比較に基づいて決定される。この追加の情報は、患者の顔の外部形状に加えて、ある情報であり、限定ではないが、硬組織の場所、軟組織の深さ及び軟組織の伸展性を含んでよい。最後に、動作82において、追加の情報が出力される。この追加の情報は、如何なる有用な方法により出力される、例えば限定ではないが、この追加の情報を表示する又は追加の情報を含むデータ(例えば限定ではないが、コンピュータ読取可能なファイル)を出力する。
【0043】
この開示される概念は、電子機器、例えば限定ではないが、モバイル装置、モバイルコンピュータ、タブレットコンピュータ、周辺装置等において具現化されることができる。この開示される概念は、具体的なコンピュータ読取可能な記録媒体上のコンピュータ読取可能なコードとして具現化されることもできる。このコンピュータ読取可能な記録媒体は、コンピュータシステムによりその後で読み取られることができるデータを記憶する如何なるデータ記憶装置である。コンピュータ読取可能な記録媒体の例は、読み取り専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、CD−ROM、磁気テープ、フロッピー(登録商標)ディスク、及び光学式データ記憶装置を含む。
【0044】
本明細書に記載される開示される概念の実施例の何れかと、これら実施例の組み合わせと、又はこれら実施例の改良版と一緒に、患者の顔に関し決定される追加の情報は、患者インタフェース装置を選択する、患者インタフェース装置を調節する、患者インタフェース装置をカスタマイズする又は患者インタフェース装置を作る工程において、例えば限定ではないが、介護人、技術者又は患者により使用され得ることを考えている。
【0045】
請求項において、括弧の間に置かれる如何なる参照符号もその請求項を制限するとは考えない。"有する"又は"含む"という言葉は、請求項に挙げられた以外の要素又はステップの存在を排除するものではない。幾つかの手段を列挙している装置の請求項において、これら手段の幾つかがハードウェアの全く同一のアイテムにより具現化されてもよい。要素が複数あることを述べていなくても、その要素が複数あることを排除するものではない。幾つかの手段を列挙している如何なる装置の請求項において、これら手段の幾つかがハードウェアの全く同一のアイテムにより具現化されてもよい。幾つかの要素が互いに異なる従属請求項に挙げられているという単なる事実は、これらの要素が組み合わされて使用されることができないことを示しているのではない。
【0046】
本発明は、最も実用的及び好ましい実施例であると現在考えられるものに基づいて、説明を目的として詳細に説明されていたとしても、その様な詳細は単に説明を目的とするものであること、及び本発明は開示される実施例に限定されるのではなく、それどころか、添付される請求項の主旨及び範囲内にある修正及び同等の配列にも及んでいることを意図されると理解されるべきである。例えば、本発明は、可能な限り、何れかの実施例の1つ以上の特徴は、他の何れかの実施例の1つ以上の特徴と組み合わされ得ることを考えていると理解されるべきである。