特許 7502279 光学血圧測定パッチ、装置、ウェアラブル装置、監視システム及び方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-10

(45)【発行日】2024-06-18

(54)【発明の名称】光学血圧測定パッチ、装置、ウェアラブル装置、監視システム及び方法

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/022 20060101AFI20240611BHJP

   A61B 5/02 20060101ALI20240611BHJP

【ＦＩ】

A61B5/022 400F

A61B5/02 310Z

【請求項の数】 38

(21)【出願番号】P 2021516854

(86)(22)【出願日】2019-05-31

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-09-27

(86)【国際出願番号】 US2019034856

(87)【国際公開番号】W WO2019232334

(87)【国際公開日】2019-12-05

【審査請求日】2022-02-17

(31)【優先権主張番号】62/679,435

(32)【優先日】2018-06-01

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】520470523

【氏名又は名称】カーディオ リング テクノロジーズ インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】110000578

【氏名又は名称】名古屋国際弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】チャン クアン－フ

(72)【発明者】

【氏名】ワン ユ－チ

(72)【発明者】

【氏名】チェン ラン－チュン

(72)【発明者】

【氏名】チェン ジン－ミン

(72)【発明者】

【氏名】シー ウン－ピン

【審査官】藤原 伸二

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２２３５４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１３０８４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００２９９１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ６１Ｂ ５／０２－５／０３

Ｇ０１Ｌ １／００

Ｇ０１Ｌ １／２４

Ｇ０１Ｌ １１／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

平面形状を有する透明バッキング材であって、前記平面形状の反対側に第一表面及び第二表面を含む前記透明バッキング材と、
前記透明バッキング材の前記第一表面に位置し、力をかけることで光透過性が変化する第一エラストマーと、
前記透明バッキング材の前記第二表面に位置し、各個人の指、手首または腕に適合するように構成する環状体ハウジングと、を備え、
組織の表面領域に位置した場合は、前記表面領域の脈動流によって生じる力が前記第一エラストマーの変形を引き起こし、前記第一エラストマーの光透過性が変化することを特徴とする組織の表面領域の脈動流によって生じる力を検知する装置。

【請求項2】

前記透明バッキング材の前記第一表面に位置し、力をかけることで光透過性が変化する第二エラストマーと、
前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーの間に位置し、その間での光の伝播をブロックする不透明デバイダーと、
前記透明バッキング材の反対側の前記第二エラストマーに位置する補強層と、を更に備え、
前記表面領域に位置した場合は、前記第二エラストマーの光透過性を変化させる力を前記補強層が阻止し、前記第二エラストマーは前記第一エラストマーの変形を確定する基準を提供することを特徴とする請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記透明バッキング材の反対側に位置し、前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーを覆う不透明カバーを更に備え、前記補強層は前記不透明カバーに位置すると共に前記第二エラストマーに隣接することを特徴とする請求項２に記載の装置。

【請求項4】

前記透明バッキング材の反対側に位置する前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーを覆う不透明カバーを更に備え、前記補強層は前記第二エラストマー及び前記不透明カバーに位置すると共に前記不透明カバーに隣接することを特徴とする請求項２に記載の装置。

【請求項5】

前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーに隣接するように位置する発光源及び光検出素子を更に備え、前記発光源は前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーに照射するように構成し、前記光検出素子は前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーへの光の吸収を決定するように構成することを特徴とする請求項２に記載の装置。

【請求項6】

前記光検出素子はコントローラーに信号を伝送するように構成し、前記信号は前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーへの光の吸収のデータを含み、前記表面領域の前記力を確定することを特徴とする請求項５に記載の装置。

【請求項7】

組織の領域に隣接するようにアセンブリを配置し、前記アセンブリは力をかけると光透過性を変化させる第一ポリマーと、各個人の指、手首または腕に適合するように構成する環状体ハウジングを含むように構成し、前記組織の領域が変形することで前記第一ポリマーが変形するステップと、
前記第一ポリマーに光を照射するステップと、
前記第一ポリマーに前記組織の領域内にある動脈から生じる力をかけている間に前記第一ポリマーから射出される光を観察するステップと、
前記力をかけたことによる射出される光の変化を確定することにより前記動脈内の血圧を計算するステップと、を含むことを特徴とする組織の領域内にある動脈の血圧測定方法。

【請求項8】

前記アセンブリは第二ポリマーを更に備え、前記第二ポリマーは前記組織の領域の変形により前記第二ポリマーが変化しないように構成することを特徴とする請求項７に記載の方法。

【請求項9】

前記第一ポリマーに光を照射している間に前記第二ポリマーに光を照射するステップを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。

【請求項10】

前記第一ポリマーに前記力をかけている間に前記第一ポリマーから射出される光を観察するステップは、前記第二ポリマーから射出される光を観察するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記第一ポリマーから射出される光の変化を確定するステップは、前記第一ポリマーから射出される光を前記第二ポリマーから射出される光と比較するステップを含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記アセンブリを前記組織の領域に隣接するように配置するステップは、前記アセンブリを手の指に隣接するように配置するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。

【請求項13】

前記アセンブリを前記組織の領域に隣接するように配置するステップは、前記アセンブリを腕に配置するステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。

【請求項14】

前記血圧を個人の電子装置に伝送するステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。

【請求項15】

前記第一ポリマーに一定期間継続的に光を照射し、前記動脈内の前記血圧を一定期間継続的に計算するステップを更に含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。

【請求項16】

透明バッキング材と、
前記透明バッキング材の一表面に位置する光吸収感知エラストマーと、を備え、
前記光吸収感知エラストマーによる光の吸収は、静的及び変動する外力を受けて前記光吸収感知エラストマーが変形したことを示し、各個人の指、手首または腕に適合するように構成する環状体ハウジングと接続していることを特徴とする脈動流によって生じる力を光吸収の変化に変換するパッチ。

【請求項17】

前記透明バッキング材及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えていることを特徴とする請求項１６に記載のパッチ。

【請求項18】

前記透明バッキング材の前記表面及び前記光吸収感知エラストマーの一側の近隣に位置する光吸収基準エラストマーを更に備え、
光吸収基準エラストマーの光の吸収は、静的な外力を受けて前記光吸収基準エラストマーが変形したことを示すことを特徴とする請求項１６に記載のパッチ。

【請求項19】

前記光吸収基準エラストマー及び前記光吸収感知エラストマーの間での光の伝播を阻止する不透明デバイダーを更に備えていることを特徴とする請求項１８に記載のパッチ。

【請求項20】

前記透明バッキング材及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマー及び前記光吸収基準エラストマーの表面を覆う不透明カバーを更に備えていることを特徴とする請求項１８に記載のパッチ。

【請求項21】

前記不透明カバー及び前記光吸収基準エラストマーの間の境界面に対向する前記不透明カバー表面の一部分に位置する補強層を更に備えていることを特徴とする請求項２０に記載のパッチ。

【請求項22】

前記透明バッキング材及び前記光吸収基準エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収基準エラストマーの表面に位置する補強層を更に備えていることを特徴とする請求項１８に記載のパッチ。

【請求項23】

その下に動脈が走っている皮膚に、外力を光吸収の変化に変換する各個人の指、手首または腕に適合するように構成する環状体ハウジングに接続されたパッチを付けるステップと、
光を少なくとも前記パッチに照射するステップと、
前記パッチから伝播する光を測定するステップと、
前記パッチから伝播する光の測定を血圧に変換するステップと、を含むことを特徴とする血圧測定方法。

【請求項24】

外力を光吸収の変化に変換する各個人の指、手首または腕に適合するように構成する環状体ハウジングに接続されたパッチと、
光を少なくとも前記パッチに照射する発光素子と、
前記パッチから伝播した光を測定する光検出器と、
前記パッチから伝播した光の測定を血圧に変換するアルゴリズムと、を備えていることを特徴とする連続的血圧監視システム。

【請求項25】

前記パッチは、
透明バッキング材と、
前記透明バッキング材の一表面に位置する光吸収感知エラストマーと、を備え、
前記光吸収感知エラストマーの光の吸収は、静的及び変動する外力を受けて前記光吸収感知エラストマーが変形したことを示すことを特徴とする請求項２４に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項26】

前記パッチは、前記透明バッキング材及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えていることを特徴とする請求項２５に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項27】

前記パッチは、前記透明バッキング材の表面及び前記光吸収感知エラストマーの一側の近隣に位置する光吸収基準エラストマーを更に備え、
前記光吸収基準エラストマーの光の吸収は、静的外力を受けて前記光吸収基準エラストマーが変形したことを示すことを特徴とする請求項２５に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項28】

前記パッチは、前記光吸収基準エラストマー及び前記光吸収感知エラストマーの間での光の伝播を阻止する不透明デバイダーを更に備えていることを特徴とする請求項２７に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項29】

前記パッチは、前記透明バッキング材及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマー及び前記光吸収基準エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えていることを特徴とする請求項２７に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項30】

前記パッチは、前記不透明カバー及び前記光吸収基準エラストマーの間の境界面に対向する前記不透明カバー表面の一部分に位置する補強層を更に備えていることを特徴とする請求項２９に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項31】

前記パッチは、前記透明バッキング材及び前記光吸収基準エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収基準エラストマーの前記表面に位置する補強層を更に備えていることを特徴とする請求項２９に記載の連続的血圧監視システム。

【請求項32】

環状体と、
前記環状体の内面にある監視面に配置する発光素子と、
前記環状体の前記内面及び前記発光素子の一側の近隣にある監視面に配置する光検出器と、
前記発光素子及び前記光検出器を被覆する光吸収感知エラストマーと、を備え、
前記光検出器が測定した前記光吸収感知エラストマーによる光の吸収は、装着者の血圧を示すことを特徴とする血圧を継続的に監視するウェアラブル装置。

【請求項33】

前記発光素子及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えていることを特徴とする請求項３２に記載のウェアラブル装置。

【請求項34】

環状体と、
前記環状体の内面にある監視面に配置する発光素子と、
前記環状体の前記内面及び前記発光素子の一側の近隣にある監視面に配置する光検出器と、
前記発光素子の一部分及び前記光検出器の一部分を被覆する光吸収感知エラストマーと、
前記発光素子の残りの部分及び前記光検出器の残りの部分を被覆する光吸収基準エラストマーと、を備え、
前記光検出器が測定した前記光吸収感知エラストマー及び前記光吸収基準エラストマーの光の吸収を比較することにより、装着者の血圧を示すことを特徴とする血圧を継続的に監視するウェアラブル装置。

【請求項35】

前記光吸収基準エラストマー及び前記光吸収感知エラストマーの間での光の伝播を阻止する不透明デバイダーを更に備えていることを特徴とする請求項３４に記載のウェアラブル装置。

【請求項36】

前記発光素子及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマー及び前記光吸収基準エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えていることを特徴とする請求項３４に記載のウェアラブル装置。

【請求項37】

前記不透明カバー及び前記光吸収基準エラストマーの間の境界面に対向する前記不透明カバー表面の一部分に位置する補強層を更に備えていることを特徴とする請求項３６に記載のウェアラブル装置。

【請求項38】

前記発光素子及び前記光吸収基準エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収基準エラストマーの前記表面に位置する補強層を更に備えていることを特徴とする請求項３６に記載のウェアラブル装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

[関連出願の相互参照]
本国際出願は、２０１８年６月１日に出願された米仮出願62/679,435の非仮出願の全内容を本出願に参照により援用する。

【背景技術】

【0002】

心血管疾患（CVD）は世界の死亡者のうちのかなりの割合を占めている。CVDには心臓発作及び心不全と共にCVD死亡者の大部分を占めている冠動脈疾患（CHD）を含む。更に多くの者がCVDの症状を抱えながら生きている。このようにCVDの症状を抱えている人々は急性心臓発作、脳卒中及び他の慢性病のリスクが高く、個人の生活品質に長期にわたって悪影響を及ぼしている。究極的には、CVDは患者の死亡率を高めるリスクがある。このため、各国政府、医療提供者、さらに一般市民に至るまでCVDの予防について大いなる関心を抱いている。

【0003】

スマートフォン、スマートウォッチ、フィットネスモニター等の携帯型スマート装置の隆盛により、各個人がCVDの症状を示す健康パラメータを監視可能になる便利なツールを手に入れることとなった。健康パラメータは血圧及び心拍数を含む。このような装置は健康な人にとっても健康に関するデータを監視し、CVDの兆候を捉え、進行を食い止めることができる有意義なものである。さらに、種々の薬物または治療方針により心血管疾患の治療や処置を行う。結果として、人々の短期間及び長期間の心血管疾患のリスクを予測することが治療にとって重要となっている。最後に、心血管疾患の種類毎に病因は異なるが、多くは特定の身体的兆候を監視することで予防的な評価が可能である。多くの心血管疾患は高血圧症及び低血圧症を含み、どちらも血圧に関連するが、その監視技術は十分に発展しておらず、広く実用されてもおらず、一般家庭や病院で簡単に使用できる血圧を監視する監視装置または監視方法を確立し、発展させることが求められている。

【0004】

無侵襲血圧測定装置として血圧計及びフォトプレチスモグラフィを含み、患者の血圧の監視することであらゆる心血管疾患を予防するために、或いは医者が早期診断を行うために用いられている。しかしながら、これらの装置のほとんどは大きくて重く、屋外での使用や長期間の監視には不便である。

【0005】

さらには、患者にとって不快ではない血圧を監視する装置が求められている。

【0006】

先行する米国特許第20180049655号及び第WO2018005298号にはウェアラブル血圧監視装置によるリアルタイムの監視及び携帯性の記載があり、各々の全内容を参照により援用する。しかしながら、携帯型の邪魔にならない装置で血圧をより精確に測定することが求められている。

【発明の概要】

【0007】

本開示はエラストマー性ポリマーを使用して装置にかかる力を確定する力検出装置を含む。一変形例では、本開示は、組織の表面領域の力を検出する装置を含む。例えば、前記装置は平面形状を含み、前記平面形状の反対側に第一表面及び第二表面を含む透明バッキング材と、前記透明バッキング材の前記第一表面に位置し、力をかけることで光透過性が変化する第一エラストマーと、を備えており、組織の表面領域に位置した場合は、前記表面領域の力が前記第一エラストマーの変形を引き起こし、前記第一エラストマーの光透過性が変化することを特徴とする。前記装置のさらなる変形例では、前記透明バッキング材は選択的に設置され、装置本体と置換可能である。

【0008】

ここで説明する構成はポリマー及び光学装置を使用し、前記光学装置はチップに一体に統合し、前記装置を更に小型化する。前記装置の構成は、前記光学装置がスマートフォンのカメラモジュールでもよく、必要に応じてユーザーが自身の血圧を測定可能にする。本構成では、この測定方法を指のみならず身体の他の部位にも応用可能である。

【0009】

前記装置の変形例では、前記透明バッキング材の前記第一表面に位置し、力をかけることで光透過性が変化する第二エラストマーと、前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーの間に位置し、その間での光の伝播をブロックする不透明デバイダーと、前記透明バッキング材の反対側にある前記第二エラストマーに位置する補強層と、を更に備えている。前記表面領域に位置した場合は、前記第二エラストマーの光透過性を変化させる力を前記補強層が阻止し、前記第二エラストマーは前記第一エラストマーの変形を確定する基準を提供する。

【0010】

前記装置の変形例では、前記透明バッキング材の反対側に位置する前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーに位置する不透明カバーを更に備えている。前記補強層は前記不透明層に位置すると共に前記第二エラストマーに隣接する。

【0011】

本発明の他の変形例では、前記透明バッキング材の反対側に位置する前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーに位置する不透明カバーを備えている。前記補強層は前記第二エラストマー及び前記不透明層に位置すると共に前記不透明カバーに隣接する。前記装置の変形例では、前記エラストマーの何れかの部分に付加するか補強する補強層を備えている。

【0012】

前記装置は、前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーに隣接するように位置する発光源及び光検出素子を更に備えている。前記発光源は前記第一エラストマー及び第二エラストマーを照射するように構成し、前記光検出素子は前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーでの光の吸収を確定するように構成する。

【0013】

前記装置の他の変形例では、コントローラーに信号を伝送するように構成する前記光検出素子を備えている。前記信号は前記第一エラストマー及び前記第二エラストマーでの光の吸収のデータを含み、前記表面領域の前記力を確定する。

【0014】

本開示は組織の領域内にある動脈の血圧測定方法を含む。一定期間または必要に応じて継続的に測定を行う。一例では、前記組織の領域に隣接するようにアセンブリを配置するステップであって、前記アセンブリは力をかけると光透過性を変化させる第一ポリマーを含むように構成し、前記組織の領域が変形することで前記第一ポリマーが変形することを特徴とするステップと、前記第一ポリマーに照射するステップと、前記第一ポリマーに力をかけている間に前記第一ポリマーから射出される光を観察するステップであって、前記力は前記動脈から生じることを特徴とするステップと、前記力をかけたことによる射出される光の変化を確定し、前記動脈内の血圧を計算するステップと、を含む。

【0015】

前記方法の変形例では、第二エラストマーを有するアセンブリを備えている。前記第二ポリマーは前記組織の領域の変形により前記第二ポリマーが変化しないように構成する。前記方法は前記第一ポリマーに照射している間に前記第二ポリマーに照射するステップを更に含む。

【0016】

前記方法の変形例では、前記第一ポリマーに前記力をかけている間に前記第二ポリマーから射出される光を観察するステップを更に含む。

【0017】

前記方法は前記第一ポリマーから射出される光を前記第二ポリマーから射出される光と比較するステップを含む。

【0018】

ここでは、前記方法は、指、腕、足、他の身体の部位等の組織の領域で実行し、測定する組織は動脈の血流によって変位する。

【0019】

ここでは、前記方法及び装置は、前記血圧情報を有線または無線接続により個人用電子装置に伝送する。前記個人用電子装置はスマートフォン、スマートウォッチ、活動量計、タブレット端末、コンピューター、及び／またはネットワークを含むが、これらに限られない。

【0020】

前記方法及び前記装置は前記第一ポリマーを一定期間継続的に照射し、前記動脈の前記血圧を一定期間継続的に計算する。

【0021】

ここでは、前記装置の他の変形例では、外力を光吸収の変化に変換するパッチを備え、前記パッチは、透明バッキング材及び前記透明バッキング材の一表面に位置する光吸収感知エラストマーを含む。光吸収感知エラストマーによる光の吸収は、静的及び変動する外力による前記エラストマーの変形を示す。

【0022】

前記パッチは、前記透明バッキング材及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えている。

【0023】

前記パッチの変形例では、前記透明バッキング材の前記表面及び前記光吸収感知エラストマーの一側の近隣に位置する光吸収基準エラストマーを更に備えている。光吸収基準エラストマーの光の吸収は、静的な外力による前記エラストマーの変形を示す。

【0024】

前記パッチは、前記光吸収基準エラストマー及び前記光吸収感知エラストマーの間での光の伝播を阻止する不透明デバイダーを更に備えている。

【0025】

前記パッチの他の変形例では、前記透明バッキング材及び前記光吸収感知エラストマーの間の境界面に対向する前記光吸収感知エラストマー及び前記光吸収基準エラストマーの表面に位置する不透明カバーを更に備えている。

【0026】

本開示は血圧測定方法を含む。例えば、前記方法は、その下に動脈が走っている皮膚に、外力を光吸収の変化に変換するパッチを付けるステップと、光を少なくとも前記パッチに照射するステップと、前記パッチから伝播する光を測定するステップと、前記パッチから伝播する光を測定し、血圧に変換するステップと、を含む。

【0027】

本開示は継続的血圧監視システムの変形例を含む。例えば、前記システムは、外力を光吸収の変化に変換するパッチと、光を少なくとも前記パッチに照射する発光素子と、前記パッチから伝播した光を測定する光検出器と、前記パッチから伝播した光を測定し、血圧に変換するアルゴリズムと、を備えている。

【0028】

前記継続的血圧監視システムの変形例では、透明バッキング材及び前記透明バッキング材の一表面に位置する光吸収感知エラストマーを備えている。前記光吸収感知エラストマーの光の吸収は、静的及び変動する外力による前記エラストマーの変形を示す。

【0029】

本開示は血圧を継続的に監視するウェアラブル装置を備えている。前記装置は、環状体と、前記環状体の内面にある監視面に配置する発光素子と、前記環状体の内面及び前記発光素子の一側の近隣にある監視面に配置する光検出器と、前記発光素子及び前記検出器を被覆する光吸収感知エラストマーと、を備えている。前記光検出器が測定した前記光吸収感知エラストマーによる光の吸収は、装着者の血圧を示す。

【0030】

血圧を継続的に監視するウェアラブル装置の他の例では、環状体と、前記環状体の内面にある監視面に配置する発光素子と、前記環状体の内面及び前記発光素子の一側の近隣にある監視面に配置する光検出器と、前記発光素子の一部分及び前記検出器の一部分を被覆する光吸収感知エラストマーと、前記発光素子の残りの部分及び前記検出器の残りの部分を被覆する光吸収基準エラストマーと、を備えている。前記光検出器が測定した前記光吸収感知エラストマー及び前記光吸収基準エラストマーの光の吸収を比較することにより、装着者の血圧を示す。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1A】組織内の血管内の血流によって引き起こされる組織の運動を利用して血圧を監視するように構成する装置の一例の前面図を図示する。

【図1B】組織内の血管内の血流によって引き起こされる組織の運動を利用して血圧を監視するように構成する装置の一例の斜景図を図示する。

【図2A】他の変形例に係る血圧測定装置で使用する組織変位アセンブリの他の変形例を図示する。

【図2B】他の変形例に係る血圧測定装置で使用する組織変位アセンブリの他の変形例を図示する。

【図3A】力検出装置が運動を検出するための部材を図示する。

【図3B】他の変形例に係る第二エラストマーまたは基準エラストマーが第一エラストマーに隣接するように位置する力検出装置の部材を図示する。

【図4A】他の変形に係る透明バッキング材に位置すると共に不透明デバイダーにより隔離される第一エラストマー及び第二エラストマーを示す力検出装置の部材を図示する。

【図4B】変形例に係る力検出装置の作動を表現する図４Ａに図示する前記部材の線４Ｂ～４Ｂに沿った断面図を図示する。

【図5A】変形例に係る力検出装置を指に装着し、血管に隣接する組織の変位を利用して指の血管の血圧を検出するものを図示する。

【図5B】図５Ａの前記装置の線５Ｂ～５Ｂに沿った断面図を図示する。

【図5C】図５Ａの線５Ｃ～５Ｃに沿った断面図を図示する。

【図6A】他の変形例に係る装置が環状体に配置する力検出装置を有するものを図示する。

【図6B】他の変形例に係る装置が環状体に配置する力検出装置を有するものを図示する。

【図6C】他の変形例に係る装置が環状体に配置する力検出装置を有するものを図示する。

【図6D】他の変形例に係る装置が環状体に配置する力検出装置を有するものを図示する。

【発明を実施するための形態】

【0032】

ここでの方法及び装置は組織の領域の血管内の血圧を監視するためのものである。ここでの前記方法及び前記装置は、手の指または身体の他の部位の血圧を監視し、血管内の血液の脈動流が隣接する組織を変位させたことを前記組織の表面から検出する。さらに、開示する前記方法及び前記装置は、身体の組織の領域の運動の検出精度が向上し、組織の血管内の血圧が変化することで組織が運動する。選択的に、ここでの装置及び方法はウェアラブル装置及びリアルタイムの無侵襲血圧監視に使用可能である。

【0033】

図１Ａ及び図１Ｂは、組織内の血管内の血流によって引き起こされる組織の運動を利用して血圧を監視するように構成する監視装置１００の一例の前面図及び斜景図を各々図示する。図１Ａ及び図１Ｂに図示する例では、前記監視装置１００の変形例は、組織１５０の領域の力を検出する装置を内設する環状体１０２を備え、前記力検出装置１５０の一部分が前記環状体１００の内面１０４から突出する。この変形例は各個人の手の指に装着するのに適しており、指／組織内の血管の脈動流による前記指の組織の運動を検出する。しかしながら、本開示に係る血圧監視装置の他の変形例では、環状装置に限られない。前記運動検出装置１５０は前記指の組織の運動を監視し、前記組織の運動は血圧が変化したことで引き起こされる前記血管の振動に起因して起こる。図示するように、前記装置１００はユーザーインターフェース１２０と通信１２６（有線、ワイヤレス接続、クラウドベース伝送等による）を行う。前記ユーザーインターフェース１２０として身体装着型装置またはコンピューター、スマートフォン、タブレット、他の電子装置を含む。前記ユーザーインターフェース１２０の変形例としてフィードバック部分１２２（視聴覚的なもの等）及び／或いは操作部１２４を含む。

【0034】

図２Ａ及び図２Ｂは他の変形例に係る組織変位アセンブリ１５０を他の変形例に係る血圧測定装置１００に使用するものを図示する。図２Ａに示す変形例では、指カフまたはクレードル１１０に１つまたは1つ以上の力検出装置１５０を内設する。図示するように、手２０の指２２を前記装置１１０内またはその上に位置させ、１つまたは1つ以上の力検出アセンブリ１５０により組織の運動を検出すると共に情報（有線またはワイヤレス接続１２６により）をユーザーインターフェース装置１２０に伝送し（上述）、血圧を監視する。図２Ｂに図示する従来の血圧カフ１２２はポンプまたは空気袋１１４を有し、前記カフ１１２を患者の足または腕に固定するために用いている。前記カフ１１２は、前記カフ１１２に隣接する組織内の血管内の血液の脈動流によって生じる組織の変位を測定するためのいくつかの力検出装置１５０を備えている。

【0035】

図３Ａには力検出装置１５０の運動を検出するための部材を図示する。前記装置１５０の変形例では、前記組織内の動脈の血流により生じる組織の運動を監視するために用いている。前記力検出装置１５０は透明バッキング材１５４の第一表面１５６に位置する第一エラストマー１５２を備え、前記第一エラストマー１５２に力をかけることで前記第一エラストマー１５２の光透過性が変化する。前記第一エラストマー１５２及び前記第二エラストマー１６０は同じ材料を含んでいても異なる材料を含んでいてもよい。しかしながら、後述するように、前記装置１５０では、前記第一エラストマー１５２及び前記第二エラストマー１６０の作動は多様に変化する。

【0036】

この前記装置１５０の変形例では、前記透明バッキング材１５４の前記第一表面１５６は組織に対向するように配置し、前記第二表面１５８が前記第一表面１５６と反対となり、組織の反対に向けられている。前記透明バッキング材１５４は表面の歪みを測定するために展延性を有し、或いは表面に順応する形状を呈する。

【0037】

前記透明バッキング材の変形例は、シリコーンゴム、ポリカーボネート、PDMS、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、PMMA、ゼラチン、ヒドロゲル、高分子分散型液晶、アモルファス共重合ポリエステル、ポリ塩化ビニル、環状オレフィンコポリマー、アイオノマー樹脂、ポリプロピレン、フッ化エチレンプロピレン、メタクリル酸メチルスチレンを含むが、これらに限定されない。前記第一ポリマー材料／第二ポリマー材料は、上述のものと同じであり、これらの複合材料またはナノ複合材料は酸化チタン、酸化ケイ素、キャビティ、または他のナノ材料を加えている。

【0038】

図３Ｂは他の変形例に係る力検出装置１５０の部材を図示し、第二エラストマーまたは基準エラストマー１６０が第一エラストマー１５２に隣接するように位置する。前記第二エラストマー１６０は前記第一エラストマー１５２と間隔を空けるか、前記第一エラストマー１５２と接触するように配置する。選択的に、不透明バリア（例えば、フィルム、塗装、層等）１６５を前記第一エラストマー１５２及び前記第二エラストマー１６０の間に配置し、各エラストマーの光透過性を有効に分離測定することを可能にする。

【0039】

図４Ａは他の変形例に係る力検出装置１５０の部材を図示し、第一エラストマー１５２及び第二エラストマー１６０は透明バッキング材１５４に位置し、前記エラストマーは不透明デバイダー１６４により分離されている。この変形例では、前記装置１５０の組織表面からの不要な照射を阻止する不透明カバー１６６を備えている。上述のように、前記第二エラストマー１６０は前記第二エラストマー１６０の変形を防ぐ補強材料または補強層１６２を含む。

【0040】

図４Ｂは図４Ａに図示する前記部材の線４Ｂ～４Ｂに沿った断面図を図示し、変形例に係る力検出装置１５０の作動を表現する。ここでは、前記透明バッキング材１５４に対向する前記装置１５０の表面は、表面に隣接するように配置され監視される。一例では、監視する前記表面は動脈を有する組織の領域であり、前記動脈の血流に起因する血圧の差異により前記の領域が変位する。前記変位により力３０が形成され、前記装置１５０の表面に作用する。前記第一エラストマー性材料１５２は変形した線３６で描写するように変形する（いずれかの不透明層１６６と共に）。これに対し、前記第二エラストマー１６０は通常補強層１６２を変形に抵抗するように構成する（前記エラストマーの光透過性に影響を与えないように前記ポリマーを補強する代替方法も本開示の範囲内に含まれる）。

【0041】

図４Ｂには前記第二エラストマー１６０で作用するが前記第二エラストマー１６０を変位させることができない力３０を図示する。図４Ｂには、前記透明バッキング材１５４を通過して前記第一エラストマー１５０及び前記第二エラストマー１６０に電磁放射（例えば、可視光または他の電磁放射）を照射する発射装置１８０（例えば、レーザー、LED、或いは他の発光源）を図示する。図示された発射装置１８０は一つであるが、発射装置の数量はいくつでもよい。前記装置１５０は１つまたは複数の検出器１８２を備えている（例えば、検出器は反射光及び／または放射を測定するように構成する）。前記第一エラストマー１５２が変形することで前記エラストマー１５２の光学特性が変化し、光（又は他の放射）の吸収が変化する。よって、前記第一エラストマー１５２からの反射光４２は非変形の前記第二エラストマー１６０からの反射光４４とは異なる。この反射光の変化は、前記装置１５０にかかる前記力３０を確定するために用い、これにより前記動脈の血圧に起因する変位３０を確定するのに用いられる。図示するように、前記エラストマー１５２、１６０は不透明デバイダー１６４または他の構造により光学的に分離されている。

【0042】

上述の例では第二エラストマーまたは基準エラストマーを図示したが、前記装置１５０の変形例ではこの基準エラストマーを省略し、単一のエラストマーの変化を監視することでかけられている力を確定することもできる。

【0043】

図５Ａには変形例に係る指２２に装着し、前記血管に隣接する組織の変位を利用して指２２の血管１０の血圧を検出する力検出装置１５０を図示する。図示する前記装置１５０の変形例では、１つまたは複数の光発射装置１８０及び１つまたは複数の光検出器１８２を備えている。図５Ｂには図５Ａの前記装置の線５Ｂ～５Ｂに沿った断面図を図示する。この断面図では、変形例に係る運動検出装置１５０は、前記透明バッキング材層１５４を指２２に適合する形状に形成するか適合する形状に変形可能である。次いで、前記エラストマー性ポリマー１５２及び前記不透明バリア層１６６は前記指２２の動脈１０に隣接する組織１２に適合する。この変形例では、２本の前記血管１０が前記指の骨２４に沿って走っている。前記血管１０内の血液の脈動流が組織１２を変位させ、前記バリア層１６６及び前記第一エラストマー１５２の歪みを生じさせている。ここでは、前記エラストマー１５２の歪みによって前記エラストマー１５２の光学特性が変化する。このため、照射部材１８０から照射した光４０が圧縮された／変位したエラストマー１５２に吸収されて光検出器１８２に反射４２する。前記検出器１８２は、前記装置１５０にかかる力を確定し、前記動脈１０内の血圧を計算するために用いる信号を発信する。

【0044】

図５Ｃは図５Ａの線５Ｃ～５Ｃに沿った断面図を図示する。図示するように、前記第二エラストマー性ポリマー１６０、前記不透明バリア層１６６、及び前記補強層１６２は前記指２２内の前記動脈１０に隣接する組織１２に適合する。前記血管１０内の血液の脈動流が組織１２を変位させるが、補強されているまたは補強層１６２が設けられている前記バリア層１６６及び第二エラストマー１６０は歪まない。よって、前記エラストマー１６２が歪まないため（または、前記第二エラストマー１６０の歪みが認識できないほど小さい）、前記第二エラストマー１６０の光学特性は変化しない。このため、前記照射部材１８０から照射された光４０は前記第二エラストマー１６０に吸収されると共に光検出器１８２に向かって反射４４し、前記第一エラストマーからの反射光４２と比較するための基準として使用する。また、前記検出器１８２は、前記装置１５０にかけられる力を確定し、前記動脈１０内の血圧を計算するために使用する信号を産生する。

【0045】

図６Ａ～図６Ｄは他の変形例に係る環状体１０２に配置する力検出装置を有する装置１００を図示する。図６Ａに図示するように、前記装置１００は、発射装置１８０、及び検出部材１８２と共に前記力検出装置を内設する本体構造１０２を備えている。

【0046】

図６Ｂには図６Ａの前記装置１００及び指２２の線６Ｂ～６Ｂに沿った断面図を図示する。この断面図では、前記環状体１０２を配置する前記指２２は２本の血管に隣接する骨２４を有し、前記力検出装置１５０は動脈１０に隣接するように位置し、前記動脈１０の血流が隣接する組織１２を変位させ、前記力検出装置１５０との境界面に位置する前記組織表面における運動を引き起こす。上述の変形例と相似し、前記力検出装置１５０は前記指２２の皮膚１４に隣接するように位置する不透明カバー１６６を備えている。第一エラストマー１５２は前記カバー１６６に隣接するように位置し、電磁放射の発射装置１８０は前記エラストマー１５２に隣接するように位置し、前記第一エラストマー１５２に電磁放射（例えば、光）を発射する。上述のように、動脈１０の血流によって生じる組織１２の運動の結果として前記第一エラストマー１５２の変形が生じる。前記第一エラストマー１５２の変形が前記エラストマー１５２の光学特性を変化させ、前記エラストマー１５２による電磁放射の吸収が変化する。この反射光４２により前記装置１５０にかかる圧力を確定し、前記動脈１０内の血圧を確定する。

【0047】

図６Ｂに図示するように、前記力検出装置１５０には光学的透明裏材が不要である。選択的に、光学透明バッキング材を前記エラストマー１５２に隣接するように前記装置の本体１０２内部で使用する。

【0048】

図６Ｃは図６Ａの前記装置１００及び指２２の線６Ｃ～６Ｃに沿った断面図を図示する。この断面図に図示するように、前記環状体１０２を装着する前記指２２及び骨２４は２本の血管に隣接し、前記力検出装置１５０は動脈１０に隣接するように位置し、前記動脈１０の血流が隣接する組織１２を変位させ、前記力検出装置１５０との境界面に位置する前記組織の表面を運動させる。また、ここでは、前記第二エラストマー１６０は補強層１６２を備えている（或いは、変形を防止するために補強されている）。結果として、前記組織１２及び皮膚１４の変位は前記第二エラストマーに影響を与えない（或いは、前記第二エラストマーが認識できないほどわずかに圧縮されるのみである）。電磁放射の前記発射装置１８０は前記エラストマー１６０に隣接するように位置し、電磁放射４０（例えば、光）を提供する。前記第二エラストマー１６０が変形しないため、前記エラストマー１６０の光学特性も変化しない。よって、反射した放射または光４４は前記第一エラストマーからの反射光に対する基準として使用する。前記反射光４２は前記装置１５０にかかる圧力を確定するために使用し、前記動脈１０内の血圧を確定する。

【0049】

図６Ｄは図６Ａ～図６Ｃの力検出装置１５０の変形例を図示する。図示するように、前記装置１５０には透明バッキング材が不要である。代わりに、前記第一エラストマー１５２及び前記第二エラストマー１６０が電磁放射発射装置１８０及び検出器１８２に隣接するように位置する。これにより、前記検出素子１８２によって前記第一エラストマー１５２からの前記反射光４２及び前記第二エラストマー１６０からの前記反射光４４を検出し、血管の血圧（或いは、前記装置１５０にかかる他の力）を最終確定する。

【0050】

説明する装置の特徴を不明確にしないため、周知の構造、材料、或いは作業については図示せず、詳細も省略する。本分野の技術者ならば、本記載の実施形態は、本発明の精神または範囲を逸脱せずに種々の改修が可能であることを理解できる。矛盾しない限り、本発明の実施形態及び特徴の例は相互に組み合わせることが可能であることを特に述べておく。よって、当然ながら本記載の実施形態は、本開示に係る可能な実施形態を全て網羅しているわけではなく、本開示の主題に基づいた更なる実施形態も実施可能である

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図6D】