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特表2023-518929多光路光電容積脈波測定装置を用いて生物学的指標及び血管形状を測定するためのシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-05-09
(54)【発明の名称】多光路光電容積脈波測定装置を用いて生物学的指標及び血管形状を測定するためのシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
A61B 5/1455 20060101AFI20230427BHJP
A61B 5/0245 20060101ALI20230427BHJP
A61B 5/02 20060101ALI20230427BHJP
【ＦＩ】
A61B5/1455
A61B5/0245 Z
A61B5/02 310A
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022555101
(86)(22)【出願日】2021-04-11
(85)【翻訳文提出日】2022-09-12
(86)【国際出願番号】 US2021026763
(87)【国際公開番号】W WO2022220784
(87)【国際公開日】2022-10-20
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】519350432
【氏名又は名称】アリオ， インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110001139
【氏名又は名称】ＳＫ弁理士法人
(74)【代理人】
【識別番号】100130328
【弁理士】
【氏名又は名称】奥野 彰彦
(74)【代理人】
【識別番号】100130672
【弁理士】
【氏名又は名称】伊藤 寛之
(72)【発明者】
【氏名】アファナシエフ， アンドレイ
(72)【発明者】
【氏名】ミラー， フォレスト
(72)【発明者】
【氏名】オノレ， フランシス
(72)【発明者】
【氏名】フランネリー， アンソニー
【テーマコード（参考）】
4C017
4C038
【Ｆターム（参考）】
4C017AA02
4C017AA12
4C017AC26
4C017BB12
4C017BC11
4C038KK00
4C038KK01
4C038KL05
4C038KL07
4C038KX02
4C038KY01
(57)【要約】
血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成される可撓性基板のパッチを用いて血流指標を監視するためのシステム及び方法。パッチは、行列を形成するように基板上に配置される複数の光源と、ＬＥＤの行と実質的に平行に基板上に配置される光検出器の行を含む。パッチは、各光源を駆動し、光検出器の１つに強度信号を入力するように構成される光信号インタフェースを含む。強度信号は、各光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比を決定するために用いられる。ＡＣ／ＤＣ成分比は、各光路について計算され、ＲｏＲ値を決定するために用いられる。少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合が、生物学的指標又は血管断面積を決定するために用いられる。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器と実質的に同軸であるＣ列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
交流成分Ｉｒｃ，ＡＣと直流成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対して一定期間にわたり測定した複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
各光路に対してＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣを決定し、
第一の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第二の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）を決定し、
少なくも１つの前記ＲｏＲ値の部分集合を用いて、生物学的指標を決定する、
システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記処理システムは、前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、ＡＣ／ＤＣ成分比の各行におけるＡＣ／ＤＣ成分比を、前記光検出器の行に最も近いＬＥＤの行に対する前記光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行における前記ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって決定される、
システム。
【請求項3】
請求項１に記載のシステムであって、前記処理システムは前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、光検出器の行に最も近いＬＥＤの行に係る前記光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の１行におけるＡＣ／ＤＣ成分比をそれ自体で除し、
第２行から始まる各行のＡＣ／ＤＣ成分比を、次に続くＡＣ／ＤＣ成分比の行で除すことにより決定される、
システム。
【請求項4】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のＬＥＤは、複数の赤外光を放射する赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記処理システムの前記メモリは、前記処理システムによって実行されるプログラム命令を含み、
前記生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲ値の部分集合を用いる際、前記生物学的指標はヘマトクリット濃度Ｈｃｔであり、
前記ヘマトクリット濃度Ｈｃｔは、Ｈｃｔ＝Ｆ（ＲｏＲ'）を用いて決定され、
Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲ値から決定される基準ヘマトクリット濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の値の範囲に相関させ、
ＲｏＲ'は、少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である、
システム。
【請求項5】
請求項４に記載のシステムであって、前記ＲｏＲ値の部分集合は、ＬＥＤの中心列に対応するＲｏＲ値を含む、
システム。
【請求項6】
請求項４に記載のシステムであって、前記ＲｏＲ'値は、前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含む、
システム。
【請求項7】
請求項４に記載のシステムであって、前記ＲｏＲ'値は、前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含み、
前記処理システムは、前記伝達関数に従って前記ＲｏＲ'値の表面フィッティングをするように構成される、
システム。
【請求項8】
請求項４に記載のシステムであって、前記伝達関数Ｆは、前記ヘマトクリット濃度を決定するために２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングする、
システム。
【請求項9】
請求項８に記載のシステムであって、強度測定前に、前記伝達関数ＦはＨｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ、ｂ、及びｃは、既知のＨｃｔの値を決定するために基準値Ｒ＝ＲｏＲから決定される、
システム。
【請求項10】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のＬＥＤは、前記赤外領域にある第１の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記システムは、さらに赤色領域にある第２の波長で発光する複数の赤色ＬＥＤを備え、
前記複数の赤色ＬＥＤの各々は、前記Ｒ×Ｃ行列にある前記複数のＩＲＬＥＤの各々に隣接するように前記基板上に配置され、
前記光信号インターフェースは、独立したＩＲ及び赤色光路であるＯＰIR,ｒｃとＯＰｒｅｄ，ｒｃを形成するように、ＩＲＬＥＤと赤色ＬＥＤをそれぞれ独立に駆動するように構成され、
前記処理システムは、
前記光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに対応する複数の赤色強度測定値と、前記光路ＯＰIR,ｒｃに対応する複数のＩＲ強度測定値ＩIR,ｒｃを、複数の各波長における各光路の強度測定値を受信する期間にわたって受信し、
赤色ＡＣ成分Iｒｅｄ，ｒｃ，ＡＣ及び赤色ＤＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各赤色光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
ＩＲのＡＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ及びＩＲのＤＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各ＩＲ光路ＯＰＩＲ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
赤色ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｅｄ，ｒ，ｃ＝Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ａｃ／Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ｄｃを各赤色光路について決定し、
ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比：ＲＩＲ，ｒ，ｃ＝ＩＩＲ，ｒｃ，ａｃ／ＩＩＲ，ｒｃ，ｄｃを各ＩＲ光路について決定し、
各赤色又はＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々を、ＩＲ又は赤色のＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々で、全ての前記赤色及びＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比が取り込まれるまで除すことにより、複数の合成ＲｏＲを決定し、
第１の複数の選択された合成ＲｏＲを第２の複数の選択された合成ＲｏＲで除すことにより、複数のＲｏＲ値を決定し、
生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いることにより、酸素飽和指標を測定するように構成される、
システム。
【請求項11】
請求項１１に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合は、前記酸素飽和ＳｐＯ２を、
ＳｐＯ２＝Ｆ（ＲｏＲ'）
に従って決定するために用いられ、
Ｆは、基準酸素飽和測定システムを用いて測定される前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合から決定される基準酸素飽和濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲を酸素飽和の範囲に相関させる伝達関数である、
システム。
【請求項12】
請求項１２に記載のシステムであって、前記伝達関数Ｆは、前記酸素飽和濃度を決定するために、２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
システム。
【請求項13】
請求項１３に記載のシステムであって、強度測定前に、前記伝達関数ＦはＳｐＯ２＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ，ｂ，及びｃは、ＳｐＯ２の既知の値を決定するために基準値Ｒ＝ＲｏＲから決定される、
システム。
【請求項14】
請求項１に記載のシステムであって、前記パッチは、前記基板上に搭載される通信インターフェースを含み、
前記複数の強度を、１つ以上のネットワーク化計算機器を動作させる前記処理システムに伝達するように構成される、
システム。
【請求項15】
請求項１に記載のシステムであって、前記パッチは、前記パッチの基板上に搭載される処理システムと、
ネットワーク上で生物学的指標を通信するように構成される通信インターフェースを含む、
システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
近年、医療診断業界では、患者を遠隔で監視する医療従事者を支援するように構成される、携帯型、さらには装着型の診断装置の開発に多大な努力が払われている。このような遠隔監視は、理想的には、トレンドラインデータなど他の方法では得られないデータを医療従事者に提供し、患者が診療所、研究所、その他の検査センターに出向く回数を減らすものである。この目的は、全世界を掌握したＣＯＶＩＤ－１９の大流行に直面したこの１年で、より一層重要なものとなった。ＣＯＶＩＤ－１９の大流行は、医療インフラに負荷をかけた。ウイルスの急速な拡大により、病院は限界点を超えた。過密状態、スタッフの過労、資源不足により、医療システムはＣＯＶＩＤ－１９の患者だけでなく、他の種類の治療を必要とする患者にも対応することが困難になった。
【0002】
このような状況は、慢性疾患を持つ患者など、弱い立場の患者層にとって特に困難なものである。弱い立場の患者層は、ＣＯＶＩＤに感染した場合、症状が重篤化するリスクが最も高くなる。また、これらの患者は、慢性疾患を監視、治療、管理するためにケア提供者のもとを頻繁に訪れなければならない。例えば、透析患者は現在でも週に３回透析に通う必要があり、糖尿病、心不全、貧血など管理すべき併存疾患が多いため、非常に高いリスクを抱えている。
【0003】
病院から自宅へのケアの移行を可能にするために、多くの遠隔医療サービスが利用されている。しかし、今日の遠隔医療は、臨床医に客観的データではなく、主観的なデータへのアクセスしか提供していない。弱い立場の人々にとって、彼/彼女らが遭遇する最も重要な問題について、診療所での検査を自宅で再現したり、補足したりする方法は現在のところ存在しない。ほとんどの場合、(診断テストと対照的な)予後スクリーニングツールがあれば、クリニックでの検査負担を補い軽減するのに十分であろう。正確な家庭用スクリーニングシステムは、患者と医師の診療所での検査負担と曝露リスクを減らすことになる。自動化された在宅スクリーニングを用いることで、在宅スクリーニングで検出された重大な変化によって示唆された場合にのみ、臨床検査が行われるように指示することが可能である。
【0004】
非侵襲的な遠隔モニタリングが有効な重要な指標には、ヘモグロビン及びヘマトクリット(Ｈｂ／Ｈｃｔ)が含まれる。透析患者は、改善された非侵襲的なモニタリングが有効な患者タイプの一例である。多くの透析患者は、通常、毎月採血を行い、Ｈｂ／Ｈｃｔ値を検査している。これらの患者は、透析治療と並行して、貧血を管理するためにエリスロポエチン（ＥＰＯ）を服用していることが多い。このような患者のＨｂ／Ｈｃｔ値は、必要に応じてＥＰＯの投与量や透析量を調整することができるように、注意深くモニターする必要がある。過剰透析の結果は深刻で、患者は低血圧になり、入院や死亡に至ることもある。
【0005】
採血の頻度が少ないため、医師は、患者が投与量の調節を必要とする時期を判断するために、患者による症状の自己申告及び／又は透析センタースタッフの判断を頼りにしている。透析プロセスにおいて重要な役割を果たすこれらの情報を客観的に評価する方法がないことが、透析患者の入院率や死亡率が高い原因となっている。
【0006】
毎月の採血を補い、より頻繁にＨｂ／Ｈｃｔ値を評価し、臨床医に潜在的な問題を警告することが望ましいと思われる。このため、毎月の採血を補い、毎週クリニックで検査を行うために、多くのＨｂ／Ｈｃｔ測定装置が採用されるようになった。これらのＨｂ／Ｈｃｔ監視装置は誤差が大きいものの、採血と比較して使用が容易であるため、Ｈｂ／Ｈｃｔのトレンドライン化を可能とし、それにより更に臨床的洞察を提供する。
【0007】
現在利用可能なＨｂ／Ｈｃｔ監視ツールは重大となり得る誤差を示す傾向があり、患者が採血のために検査センターへ行く必要性に取って代わることは出来ていない。より正確なＨｂ／Ｈｃｔの監視が可能になればより正確なトレンドライン化が可能になり、透析患者だけでなく他の疾患を持つ患者にとっても、その病院訪問の必要性を削減できる可能性がある。
【発明の概要】
【0008】
上記を考慮し、複数の光源及び光検出器からの複数の光路を用いて血流指標を監視するためのシステム及び方法が提供される。一例では、可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部に貼り付けられるように構成される。複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）はＲ×Ｃ行列を形成するように基板上に配置され、Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の１行は、各光検出器に実質的に同軸であるＣ個の列を形成するように延在するＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように、基板上に配置される。光信号インターフェースは基板上に搭載され、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、オン期間中に光検出器の１つで光信号を入力するように構成される。強度測定値は、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃについて受信される。処理システムは、処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するメモリを備え、
（ａ）光路ＯＰｒｃに対応する複数の強度測定値を、各光路の複数の強度測定値を受信する期間にわたって受信し、
（ｂ）交流成分Ｉｒｃ，ＡＣと直流成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対して一定期間にわたり測定した複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
（ｃ）各光路に対してＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣを決定し、
（ｄ）第一の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第二の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）を決定し、
（ｅ）少なくも１つのＲｏＲ値の部分集合を用いて、生物学的指標を決定するように構成される。
（ａ）光路ＯＰｒｃに対応する複数の強度測定値を、各光路の複数の強度測定値を受信する期間にわたって受信し、
（ｂ）交流成分Ｉｒｃ，ＡＣと直流成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対して一定期間にわたり測定した複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
（ｃ）各光路に対してＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣを決定し、
（ｄ）第一の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第二の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）を決定し、
（ｅ）少なくも１つのＲｏＲ値の部分集合を用いて、生物学的指標を決定するように構成される。
【0009】
一形態において、前記複数のＬＥＤは、赤外光を放射する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤである。前記処理システムのメモリは、前記生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いる際に前記処理システムによって実行されるプログラム命令を含み、前記生物学的指標はヘマトクリット濃度Ｈｃｔであり、Ｈｃｔ＝Ｆ（ＲｏＲ'）を用いて決定される。ここで、Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲの値から決定される基準ヘマトクリット濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の範囲に相関させる伝達関数であり、ＲｏＲ'は少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【0011】
【0012】
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、生物学的指標及び下にある血管の断面積を測定するためのシステム及び方法について説明する。例示的な実施形態では、システムは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けられるように構成されるパッチを含む。このパッチは、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）と複数の光検出器を含む。ＬＥＤは、Ｃ個の光検出器の各々がＲ行の列と平行に配置されるように、Ｒ行×Ｃ列の格子に配置されてもよい。ＬＥＤと光検出器の行列は、ＬＥＤからの光がＬＥＤと光検出器の間に、血管と実質的に交差する光路を形成するように、血管上の領域を覆うように配置される。
【0029】
ＬＥＤは、測定される生物学的指標に対応する任意の適切な波長で発光してもよい。例えば、ヘマトクリットは、赤外（ＩＲ）光を使用して測定されてもよい。例えば、酸素飽和度などの測定値は、赤色光及び赤外光からの光学的測定値を用いて測定されてもよい。ＬＥＤの波長は、測定される指標に対する光と組織の特性の相互作用に基づいて選択されてもよい。例えば、血液を通して測定されるＩＲ信号の強度は、赤血球中のヘモグロビンとの相互作用の関数であるので、ＩＲ光はＨｃｔを測定するために選択される。本開示は、ヘマトクリット（Ｈｃｔ）、ヘモグロビン（Ｈｇｂ）、及び酸素飽和度（ＳｐＯ２）の測定に焦点を当てている。しかしながら、以下に説明する例示的な技術を用いて、類似した波長の光を用いて他の指標が測定されてもよい。
【0030】
例示的な実施形態では、システムは、ｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏと呼ばれるフォトプレスチモグラフィー（ＰＰＧ）パラメータに伝達関数を適応することによってＨｃｔを計算するように構成される。ｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ、すなわちＲｏＲは、それ自体がレシオメトリックである２つの値の比を指す。２つのＬＥＤ－フォトダイオードの組の各々について（ここで、赤外ＬＥＤは同じフォトダイオードから異なる距離に配置されている）、信号の振幅の比率を信号のＤＣ値で割る。このＡＣ／ＤＣ値は、ＰＰＧセンサの用途に応じて、拡散反射率または灌流指数と呼ばれる。
【0031】
例示的な実施形態では、パッチは、行及び列を有し、光源の行に対して実質的に平行な光検出器の行から延在する、アレイに配置される複数の光源を用いて、ＰＰＧ測定を行うように構成されてもよい。各光源は、各光検出器と光路を形成してもよい。各光路について、ＡＣ／ＤＣ値、又は灌流指数が決定されてもよい。複数のチャネルは、ＰＰＧグリッドの複数の光検出器に対応するように画定されてもよい。
【0032】
光の検出器として光検出器を用い、 光源として発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いたＰＰＧグリッドを以下に説明するが、光源又は光検出器を特定のデバイスに限定する意図はない。任意の例示的なＰＰＧグリッドのＬＥＤは、任意の適切な波長のＬＥＤを含んでもよく、波長は、測定される生物学的指標に応じても良い。複数の波長を有するＬＥＤがＰＰＧグリッドで用いられてもよく、これもまた、測定される生物学的指標に依存してもよい。
【0033】
以下に説明するＰＰＧグリッドは、１行に並んだ３つの光検出器と、光検出器に対して実質的に平行に延在する５行のＬＥＤを含む。しかし、ＰＰＧグリッドは、任意の適切な数の光検出器および任意の適切な数のＬＥＤを用いて実装されてもよい。光検出器及びＬＥＤの数並びに構成要素間の間隔は、所望の複雑さの度合い、想定される血管の幾何学的形状、血管のおおよその深さ、及び他の要素などの要因に依存し得る。一般に、ＰＰＧグリッドの幾何学的形状は、ターゲットとなる血管内を流れる血液に対する光信号の最大相互作用が得られるように構成されてもよい。
【0034】
複数のＲｏＲは、１つのＬＥＤに対する光路のＡＣ／ＤＣ値を別のＬＥＤに対する光路のＡＣ／ＤＣ値で除すことによって計算されてもよい。いくつかの例において、各々の近接したＬＥＤに対応する光路のＡＣ／ＤＣ値は、次に続くＬＥＤに対応する光路のＡＣ／ＤＣ値で除されてもよい。いくつかの例において、選択されたＬＥＤに対応する光路についてのＡＣ／ＤＣ値は基準として用いられてもよく、各ＬＥＤに対応するＲｏＲを決定する際に用いられてもよい。
【0035】
一般に、ＲｏＲは、Ｈｃｔ、Ｈｇｂ、ＳｐＯ２、その他（例えば血管の幾何学的指標を含む）などの血液指標を決定する際に分析上の利点をもたらすことができる方法で決定されてもよい。Ｈｃｔ及びＳｐＯ２を決定するためにＰＰＧグリッド及びＰＰＧグリッドから計算されるＲｏＲを使用する例は、図５Ａ～５Ｄ、６Ａ～６Ｂ、７Ａ～７Ｂを参照して以下に説明される。血管形状を決定するためにＲｏＲを使用する例は、図８Ａ及び図８Ｂを参照して以下に説明される。
【0036】
いくつかの例示的な実施形態において、ＲｏＲは、各光検出器に対応するＬＥＤの列における光路について決定されてもよい。列のＲｏＲは、例えば、血液指標を決定するために使用するＲｏＲの最適な列を決定するために分析されてもよい。別の例では、ＲｏＲの列で決定される複数のＲｏＲは、血液指標を決定するために用いられてもよい。１つの列または複数の列における複数のＲｏＲは、選択された血液指標の伝達関数に従って曲線フィッティングがなされてもよい。別の例では、複数のＲｏＲは、伝達関数に表面フィッティングがなされてもよい。
【0037】
各チャネルのＲｏＲの値は、血管上のＬＥＤの各列の位置に依存し得ることに留意されたい。血管上の皮膚にパッチを配置しても、必ずしも血管と任意のチャネルが正確に位置合わせされるとは限らない。各チャネルに形成される光路は、血管に対して部分的にしか収束しない可能性がある。ＲｏＲ値は、所望の血液指標を決定するための最適な列を決定するために用いてもよい。一例では、ＬＥＤの最適な列は、最も高いＲｏＲ値（又は複数の最も高いＲｏＲ値）を有する列として特定してもよい。別の例では、列のＲｏＲは、測定されたピークＲｏＲと比較されてもよく、最も高いＲｏＲ（又は複数のＲｏＲ）の百分率を有する列からのＲｏＲ値（又は複数のＲｏＲ値）を、血液指標を決定する際に用いてもよい。
【0038】
最適な単一のＲｏＲであるＲｏＲ'は決定され、式[Ｈｃｔ]＝ｆ（ＲｏＲ'）に従ってＨｃｔ濃度を決定する伝達関数において用いられてもよい。伝達関数は、血管との光路の収束の数学的構築の分析から導出されてもよい。一例では、伝達関数は、ＲｏＲ'パラメータに対する２次多項式：Ｈｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃにフィッティングする。ここで、変数ａ、ｂ、及びｃは、Ｈｃｔの既知の値を決定するためにＲ＝ＲｏＲの基準値を曲線フィッティングすることによって決定される。所望のヘマトクリット濃度の範囲にわたる任意の非線形性に対応するために、異なるＲｏＲに対してルックアップテーブルを用いることで、さらなる改善を図ることができる。
【0039】
いくつかの例において、Ｈｃｔは、複数のＲｏＲ値を用いて決定されてもよい。例えば、ＲｏＲ値の最適列は、［Ｈｃｔ］＝ｆ（ＲｏＲ｜最適列）のように表される伝達関数において用いられてもよい。この例では、最適列とみなされる列のＲｏＲ値は、既知の回帰分析技術を用いて決定される多変数曲線関数にフィッティングされてもよい。他の例では、Ｈｃｔは、［Ｈｃｔ］＝ｆ（全ＲｏＲ値）を用いて決定されてもよい。ＲｏＲ値の集合は、回帰分析技術を用いて関数にフィッティングさせてもよい。他の例では、伝達関数は、表面フィッティング技術を使用してもよい。
【0040】
上記は、例示的な実施形態において、Ｈｃｔ値がどのように決定され得るかを示す。同様の技術は、他の血液指標を決定するために実装されてもよい。例えば、酸素飽和度の決定に関して、ＲｏＲを組み込んだ同様の分析がなされてもよいが、２つの波長を用いる。例示的な実装は、図６Ａ～６Ｃを参照してより詳細に説明される。
【0041】
ＰＰＧ装置での強度測定値からのＲｏＲの計算はまた、光信号で照会されている血管の断面積を決定するために用いられてもよい。例示的な実施形態において、ＲｏＲは、パッチによって測定される光路の列にわたって決定されてもよい。ＲｏＲの最適な行が特定されてもよく、その値は、基準ＲｏＲと血管の中心からの距離の比の百分率との間の曲線的関係と比較されてもよい。血管の幾何学的特性を決定するためのＲｏＲの行の使用例は、図７を参照して以下に説明される。
【0042】
図１を参照すると、血流指標を監視するためのシステム１００は、ターゲット血管１０３の上の皮膚１０１の領域上に取り付けられるパッチ１０２を含む。パッチ１０２は、パッチ上に配置されるＬＥＤ及び光検出器を用いて光信号を測定するように構成されてもよい。光信号、一般に強度値は、生の強度信号としてＰＰＧデータ処理システム１０６に伝達されてもよい。いくつかの実施形態では、生体指標を得るためのデータ処理の一部または全ては、パッチ１０２上で実行されてもよい。ノイズキャンセル、フィルタリング、ＳＮＲ低減などのいくつかの信号処理は、パッチ１０２上で実行され、生の強度としてＰＰＧデータ処理システム１０６に伝達されてもよい。
【0043】
パッチ１０２は、診療所または検査センターから遠隔に位置する患者によって使用されるように構成されてもよいことに留意されたい。すなわち、ＰＰＧデータ処理システム１０６に、または測定結果を受け取るように構成される場所にデータ転送が行われるとき、患者は自宅にいてもよい。このようなデータ転送は、ＰＰＧデータ処理システム１０６にデータを転送し、その結果を必要とする医師、または医療関係者にデータを転送するために、ＷｉＦｉ、セルラー通信インフラ、または他の任意の適切な通信媒体を用いてもよい。
【0044】
例示的な実施形態において、ＰＰＧデータ処理システム１０６はクラウドサービスとして動作する。データ中継器１０４は、パッチ１０２とＰＰＧデータ処理システム１０６との間のデータ転送を媒介するように用いられてもよい。データ中継器１０４は、例えば、スマートフォンアプリとして動作してもよく、クラウドサービスとして動作し得るＰＰＧデータ処理システム１０６に通信するために、データのレポートをフォーマットしてもよい。データ中継器１０４は、一般に、特別に構成されるブリッジ型ネットワーク構成要素、または生の強度信号を受信し、生の強度信号をＰＰＧデータ処理システム１０６に伝達するように構成される任意の他の適切なネットワーク構成要素であってもよい。
【0045】
図１のデータ中継器１０４は、スマートフォンのように携帯可能であってもよいし、パッチ１０２を装着している患者が頻繁に訪れる部屋に配置されるように意図されてもよいことに留意されたい。データ中継器１０４は、パッチ１０２と実質的に同位置にあるときにオンデマンド接続を確立し、接続中にパッチ１０２とＰＰＧデータ処理システム１０６の間でデータを通信するように構成されてもよい。
【0046】
図２Ａを参照すると、パッチ１０２は、血管１０３上の皮膚１０１の領域に取り付けるように構成される可撓性基板１１２として実装されてもよい。この基板は、その上に組み込まれる電子部品を支持することができる任意の適切な材料で作られてもよい。一方の表面は皮膚に付着するように処理されてもよく、また、光がＬＥＤから皮膚に向かって基板から放射されることを可能にするポートと、光が皮膚から光検出器に入射することを可能にする追加のポートを含んでもよい。パッチ１０２は、Ｒ×Ｃ行列を形成するように基板上に配置される複数のＬＥＤ１３０ａ～ｏと、基板上に配置されるＣ個の光検出器１２０ａ～ｃからなる行を含む。このＣ個の光検出器１２０ａ～ｃからなる行は、Ｒ個のＬＥＤの行に対して実質的に平行であり、これらのＬＥＤは、光検出器１２０の各々に対して実質的に同軸であるＣ個の列を形成するように延在する。
【0047】
光信号インターフェース（図２Ａでは、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）として示されている）１２６は、基板１１２に取り付けられ、オン期間の間、各ＬＥＤ１３０を駆動し、そのオン期間の間、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～Ｃの位置にあるＬＥＤ１３０と光信号を受け取る光検出器１２０とによって形成される光路ＯＰｒｃについての強度測定値を受信する光検出器１２０の１つに光信号を入力するように構成される。そのオン期間の時間は、１つの光路から単一の強度を得るのに十分である。各ＬＥＤ１３０は、光検出器１２０とともに少なくとも１つの光路を形成する。１つの例示的な実施形態では、列中の各ＬＥＤ１３０の間に複数の光路が形成され、それらの各々が光検出器１２０の１つから延在する。各列のＬＥＤ１３０の各々に対する複数の光路は、光検出器１２０の各々に対する光路のチャネルを形成する。
【0048】
システム１００は、生物学的指標及び血管１０３の断面積を決定する処理システムによって実行するためのプログラム命令を格納するためのメモリを備える処理システムを含む。プロセッサ１２４は、強度から生物学的指標を決定する処理システムの一部として、他の機能を実行してもよい。プロセッサ１２４は、ＬＥＤ１３０の作動及び光検出器１２０からの強度の読み取りを制御するためにパッチ１０２上に設けられてもよい。プロセッサ１２４は、生の強度を読み取るための光路の生成を制御してもよく、信号処理機能を実行してもよく、強度から生物学的指標を得るための追加の機能を実行するために生の強度をＰＰＧ処理システム１０６に伝達してもよい。いくつかの実施形態において、プロセッサ１２４はまた、生物学的指標を決定する機能を実行するように構成されてもよい。パッチ上のプロセッサ１２４が生物学的指標を決定する機能を実行する程度は、パッチ１０２に搭載されるプロセッサの処理能力及び電力性能、並びにパッチ１０２上に収容可能なメモリの量に依存する。パッチ１０２は電池によって電力供給されてもよい。電池は電荷を失い、再充電またはパッチの廃棄および交換が必要になるであろう。
【0049】
図２Ａのパッチ１０２は、電池によって電力供給されてもよい。以下の説明で明確にするために、プロセッサ１２４は、生物学的特性及び血管１０３の断面積を決定する処理システムの一部として（ＰＰＧデータ処理システム１０６と共に）実装されてもよい。例示的な実施形態において、パッチ１０２上のプロセッサ１２４は、光強度の測定を制御し、生物学的指標を計算するための追加ステップの実行のために、生の強度をＰＰＧデータ処理システム１０６に伝達する。
【0050】
例示的な実施形態において、クラウドベースのサービスであってもよいＰＰＧ処理システム１０６は、各光路に対応する複数の強度測定値を受信するために、一定期間にわたり、光路ＯＰｒｃに対応する複数の強度測定値Iｒｃを受信する。強度がＰＰＧ処理システム１０６によって受信される期間は、複数回の心拍が血管を通じて血液を送り出すのに十分であってもよい。処理システム１０６は、心拍により血管１０３内を血液が流れる際の強度の変化を検出するように、各光路に対する生の強度を経時的に分析する。
【0051】
ＰＰＧ処理システム１０６は、その期間にわたり、ＡＣ成分Iｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Iｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対する複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定してもよい。強度測定値は、心臓が血液を送り出す際に生成される任意の心電図（ＥＣＧ）信号と対応するように解析されてもよい。ＥＣＧ信号との対応は、強度の経時変化から判断され、心拍による予想される強度変化のパターンと比較されてもよい。ＡＣ／ＤＣ成分の算出については、以下、図５Ａ及び図５Ｂを参照し、より詳細に説明される。
【0052】
一度各光路のＡＣ成分及びＤＣ成分が決定されると、ＡＣ／ＤＣ成分比：Rｒ，ｃ＝Iｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣが各光路に対して決定されてもよい。ＡＣ／ＤＣ成分比は、次に、第１の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を、第２の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）の値を決定するために用いられてもよい。第１の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比および第２の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比は、光測定値を得るために最適な信号を１つ又は複数有する光路を示す可能性があるＲｏＲ値を生成するように選択されてもよい。選択されたＲｏＲ値は、以下に説明するように、血液指標及び／又は血管の幾何学的特性を決定するために用いられてもよい。
【0053】
図２Ａに示されるパッチ１０２は、行数Ｒ＝５、列数Ｃ＝３のＬＥＤを含む。任意の特定の実施形態における行の数Ｒ及び列の数Ｃは、それぞれ任意の適切な数であってよく、照会される血管の一般的なおおよその寸法に依存してもよい。同様に、チャネル間の距離、又はＬＥＤ及び光検出器の列は、照会される血管の一般的なおおよその寸法に依存してもよい。
【0054】
図２Ｂは、生物学的指標を測定するための例示的なパッチ１０２上に配置される例示的なシステムの概略図である。パッチ１０２の例示的な実施形態は、動きを検出するための加速度計、心拍数を検出するための収音器、ＥＣＧをとるための単一リードセンサなど、他の機能を実行するための追加の構成要素を含んでもよいことに留意されたい。図２Ｂの例示的な実施形態は、プロセッサ１２４、記憶素子（メモリ）１３０、通信インタフェース１４０、光信号インタフェース１２６、複数のＬＥＤ１３０、及び複数の光検出器１２０を含む。
【0055】
プロセッサ１２６は、任意の適切な処理要素であってもよい。例示的な実施形態において、プロセッサ１２６は、励起パターンに従って、光信号の読み取りおよびＬＥＤの作動を制御する。プロセッサ１２６は、次に、光信号、すなわち生の強度値を、通信インターフェース１４０を介してＰＰＧデータ処理システム１０６に伝達する。通信インターフェース１４０は、例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） ｌｏｗ ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ（登録商標））、ＷｉＦｉ信号、または他の適切な代替物など、任意の適切な無線インターフェースであってもよい。無線インターフェースは、例えば、セルラー通信システム、またはインターネットに接続されるＷｉＦｉを介するなど、ＰＰＧデータ処理システム１０６と直接通信するように構成されてもよい。例示的な実施形態では、パッチ１０２上の無線インターフェースは、データ中継器１０４を介してＰＰＧデータ処理システム１０６と通信する（図１）。データ中継器１０４は、例えばＢＬＥ（登録商標）を介するなど、パッチ上の通信インターフェース１４０とデータ中継器１０４との間でより複雑でないインターフェース接続を可能にし、それによってパッチ１０２の電力需要を減少させる。次に、データ中継器１０４は、クラウドサーバ上のＰＰＧデータ処理システム１０６、またはセルラーネットワーク、インターネットに接続されるＷｉFｉインターフェース、または任意の他の適切なネットワークインフラを使用する他の適切なネットワーク構成要素に接続されてもよい。
【0056】
プロセッサ１２４は、メモリ１３０に格納される命令を実行する。メモリ１３０はまた、光検出器１２０から収集される生データ、及びプロセッサ１２４が実行するようにプログラムされている任意の信号処理から生じるデータを格納するために用いられてもよい。処理されたデータは、生の強度信号としてＰＰＧデータ処理システム１０６に伝達されてもよい。
【0057】
プロセッサ１２４は、パッチ１０２に埋め込まれるバス１５０上で動作してもよい。光信号インターフェース１２６は、Ｉ／Ｏデバイスとしてバス１５０に接続されてもよい。光信号インターフェース１２６は、１つ又は複数ののＬＥＤ１３０をオン期間の間、作動してオン状態にする制御回路を含んでもよい。同じオン期間の間、光信号インターフェース１２６上の制御回路は、選択された光検出器１２０から光強度値に対応する電流の信号を受信する。光信号インターフェース１２６は、ＬＥＤを選択して作動し、ＬＥＤ１３０の作動を引き起こし、選択回路を制御するように構成されるクロック信号及びタイミング回路を用いて、光検出器を選択してそこから入力を受けてもよい。例示的な実施形態では、選択回路は、必要なオン期間のために選択されたＬＥＤを作動するために電力信号を出力するデマルチプレクサを選択することによってデマルチプレクサアレイ１３８を制御するように構成されるＬＥＤ制御器１３４を含んでもよい。同じオン期間の間、光検出器制御器１３６は、選択された経路に接続される光検出器から電流の信号を受信するための経路を選択する。
【0058】
プロセッサ１２４は、プログラム制御を通じて、各光検出器とＲ×Ｃ個のＬＥＤの各々との間に形成される光路に対応するＣ個の光検出器の各々から電流信号を受信するまで、オン期間のシーケンスを通じてＬＥＤ及び光検出器を選択してもよい。Ｒ×Ｃ個のＬＥＤがオンとなっている間のシーケンス中に、Ｃ個の光検出器とＲ×Ｃ個のＬＥＤに対応する各光路に対して強度が測定されてもよい。Ｒ×Ｃ個のＬＥＤがオンとなっている間のシーケンスは、少なくとも １ つの心拍をカバーするのに十分な期間にわたって各光路に対応する生の強度を収集するために、より長い期間にわたって繰り返されてもよい。さらに、パッチ１２０とＰＰＧデータ処理システム１０６（またはデータ中継器１０４）との間の接続が有効である間、生の強度が連続的に収集されてもよい。強度値は、心拍の心周期に対応して変化する、血管を通る体積流量に応じて変化する。
【0059】
生の強度値は、ＰＰＧデータ処理システム１０６によって受信され、データを解釈し、所望の指標を導出するために処理される。強度値のさらなる処理は、図５Ａ～５Ｂ及び６Ａ～６Ｃを参照して上述されている。
【0060】
図２Ｃは、基板２１２上に形成され、生物学的指標を測定するための複数の光路を生成するように構成されるパッチ２００の別の例示的な実施形態の模式図である。図２Ｃのパッチ２００は、２つ以上の波長に関係し得る生物学的指標を決定するように構成される。例示的な実施形態では、図２Ａの例示的なパッチ１０２は、ヘマトクリット濃度と、ＩＲ光との組織相互作用から決定され得る任意の他の指標を測定するためにＩＲ光を放出するＬＥＤを用いて動作するように構成されてもよい。図２Ｃのパッチ２００は、複数のＩＲＬＥＤ２３０ａ～ｏと、各々がＩＲＬＥＤの対応する１つに隣接する複数の赤色ＬＥＤ２３２ａ～ｏとを含んでもよい。赤色ＬＥＤ２３２ａ～ｏ及びＩＲＬＥＤ２３０ａ～ｏは、好ましくは、異なる波長で実質的に収束する光路を生成するように、赤色ＬＥＤがＩＲＬＥＤと同位置にあるとみなされ得るように互いに十分に近接される。
【0061】
パッチ２００はまた、Ｒ×Ｃ個のＩＲＬＥＤ及びＲ×Ｃ個の赤色ＬＥＤからＩＲ及び赤色光を受信するように構成されるＣ個の光検出器２２０を含む。代替の実施形態では、パッチ２００は、ＩＲＬＥＤから主にＩＲ光を受信するように構成されるＣ個のＩＲ光検出器と、赤色ＬＥＤから主に赤色光を受信するように構成されるＣ個の赤色光検出器とを含んでもよい。図２Ｃのパッチ２００は、本開示に記載されているように、ＩＲＬＥＤ２３０からのＩＲ光路を用いてＨｃｔ濃度を決定し、ＩＲＬＥＤからのＩＲ光路及び赤色ＬＥＤ２３２からの赤色光路を用いてＳｐＯ２を決定するように構成されてもよい。
【0062】
パッチ２００は、プロセッサ２２４と、光信号インターフェース２２６と、メモリ（図示せず）と、通信インターフェース（図示せず）とを含む。光信号インターフェース２２６は、ＰＤ－ＩＲＬＥＤの組によって生成されるＩＲ光路、及びＰＤ－赤色ＬＥＤの組によって生成される赤色光路から生の強度値を受信するように構成されてもよい。光信号インターフェース２２６は、図２Ａ及び図２Ｂを参照して上述したパッチ１０２について生成されるＰＤ－ＬＥＤ光路について、上述したように、各光路のオン期間を用いて動作してもよい。
【0063】
図３は、血管３０３上にあり、複数の光路３５０を生成するパッチ３０２の一例を示す模式的な側断面図である。パッチ３０２は、実質的に同じ距離ｄｒだけ離れて配置される５つのＬＥＤ３３０ａ～ｅを有する列に沿って整列される光検出器３２０を示すように断面が描かれている。パッチ３０２は、血管３０３の上の皮膚３０１に適用されることが示されている。各ＬＥＤ３３０が作動されると、ＬＥＤ３３０は光検出器３２０と光路３５０を形成する。
【0064】
各光路は、各ＬＥＤから放射され、光検出器３２０によって受光される光３５０として図示されている。各ＬＥＤから放射される光３５０は、ＬＥＤから実質的に全方位に分布してもよいし、実質的に光検出器３２０に向かうように分布してもよい。光路３５０は、光検出器３２０に到達する光であって、他の方向に分散される光ではないため、実質的にバナナ型のパターンで描かれている。図３に示すように、光路３５０ａは、ＬＥＤ３３０ａが皮下組織を透過するように発光し、光検出器３２０で受光される際に形成される。光路３５０ｂは、ＬＥＤ３３０ｂが皮下組織を透過するように発光し、光検出器３２０で受光される際に形成される。光路３５０ｃは、ＬＥＤ３３０ｃが皮下組織を透過するように発光し、光検出器３２０で受光される際に形成される。光路３５０ｄは、ＬＥＤ３３０ｄが皮下組織を透過するように発光し、光検出器３２０で受光される際に形成される。光路３５０ｅは、ＬＥＤ３３０ｅが皮下組織を透過するように発光し、光検出器３２０で受光される際に形成される。
【0065】
図３の各光路３５０は、光検出器３２０で読み取られる強度が個々の光路に対応するように、順番に、一度に１つの光路が照射されてもよい。光路３５０のシーケンスは、ＬＥＤ３３０ａ～ｅの任意の列に沿って照会される。ＬＥＤの各列は、光路のチャネルと呼ばれてもよい。
【0066】
図３の例は、５行のＬＥＤ３３０ａ～ｅを有するパッチ３０２を示している。例示的な実施形態において、ＬＥＤ３３０ａ及び光検出器３２０から生成される光路３５０ａは、光検出器からより遠くに位置するＬＥＤ３３０ｂ～ｅから生成される光路よりも高い強度を有していてもよい。また、光路３５０ａが延在する深さは、５つの光路３５０のうちで最も浅い。光検出器３２０と最も遠いＬＥＤ３３０ｅとの間の光路３５０ｅは、血管３０３に向かって最も深く、そしてある程度の深さのところまで延在している。最も正確な測定値は、血管と最も重なる光路から得られる可能性がある。任意の実施形態について、ＬＥＤのＲ×Ｃ行列とＣ個の光検出器は、異なる断面積の血管を照会するために設けられてもよい。より小さな血管は、Ｒ×Ｃ個の光路の部分集合で照会されてもよい。さらに、より大きなＬＥＤ行列と光検出器は、より大きな血管を照会するためにパッチ上に配置されてもよいが、より小さな血管を照会するために、より大きな行列の部分集合を用いるように構成されてもよい。
【0067】
いくつかの実施形態において、光路のチャネルは、任意の光検出器と光路を形成する他の列にあるＬＥＤを含んでもよいことに留意されたい。本明細書で説明する実施形態においては、光路のチャネルは、任意の光検出器と整列した任意の列のＬＥＤを備える。
【0068】
図４Ａは、複数の光路４１０ａ～ｃ、４１２ａ～ｃ、及び４１４ａ～ｃを生成する、血管４０３の上に実質的に中心を置くパッチ４０２の一例の正面断面模式図である。この断面図は、ＬＥＤ（図示せず）からの光を光路を通じて受け取る、実質的に同じ距離ｄｃだけ離間した３つの光検出器を描写している。図４Ａは、血管断面を正面から見たときの、光路４１０ａ～ｃ、４１２ａ～ｃ、及び４１４ａ～ｃの正面断面図である。光路４１０ａ～ｃ、４１２ａ～ｃ、４１４ａ～ｃは、血管４０３の断面と重なりを有する実質的に円形の断面としてチャネル４１０、４１２、４１４を形成する。光路４１０、４１２、４１４は、光検出器によって感知されるＬＥＤから放出される光によって形成され、他の場所に向けられた光ではない。血管４０３の断面と最も重なる断面を有するチャネルは、血管４０３内を流れる血液と最も相互作用する信号経路を表す。このような光路は、血液から任意の生物学的指標を決定するために、最も正確な測定値を提供し得る。
【0069】
使用中、パッチ４０２は、パッチ４０２から光学データを収集するために、システムを構成する前に、医療従事者によって皮膚上に配置されることがある。パッチ４０２の配置の目的は、チャネルの大部分の断面積が血管４０３の断面に重なるようにすることである。通常、この最適配置は、２つの最も外側にある光検出器間の長さの中心Ｃ１が、２つの最も外側にある光検出器間の線に垂直な線ｌ２に沿って、血管の中心Ｃ２と一致するときに達成される。最適な配置は常に可能であるとは限らず、図４Ｂに示すように、パッチ４０２はしばしば、血管の中心ｃ２が誤差距離の分だけオフセットされるように配置されてもよい。血管の中心と光検出器の行の中心間の整列に対するオフセットに関係なく、指標測定値を得るための最適な光路又は複数の最適な光路を決定するために、以下に説明するさらなる分析が実行されてもよい。
【0070】
図５Ａは、Ｒ＝５かつＣ＝３の１５個のＬＥＤ（ＬＥＤｒｃ）とＣ＝３の光検出器（ＰＤｃ）との間に複数の光路ＯＰｒｃを有するパッチ５０２の一例を示す上面概略図である。パッチ５０２は、この例では、ヘマトクリット濃度（Ｈｃｔ）について血管５０１を照会するように、血管５０１上に配置されている。
【0071】
例示的な実施形態では、光路ＯＰｒｃは、ＬＥＤの１つであるＬＥＤｒｃの作動、およびＬＥＤｒｃと同じ列の光検出器ＰＤｒｃへの入力によって形成される。光路ＯＰｒｃは、図５Ｂにおいてオン状態で描かれているが、光路は、ある期間中のオン期間中に１つずつ形成（すなわちオン状態に）されてもよい。
【0072】
図５Ｂを参照すると、パッチ５０２は、各光路ＯＰｒｃが形成されると、光検出器ＰＤｃを介して５０５で生の強度信号を受信する。生の強度信号は、ノイズ除去、圧縮、フィルタリングまたは他の信号処理技術を用いてさらに処理されてもよい。次に、生の強度値は、５２０において、ＡＣ成分及びＤＣ成分を計算するために用いられる。
【0073】
AC成分は、Ｉｒｃ，ＡＣ＝ｆ（Ｉｒｃ）を用いて決定されてもよい。ここで、ｆ（Ｉｍｒ）は、特定の実装に対して実験的に決定され得る１次または高次のバンドパスフィルタである。例示的な実施形態では、ＰＰＧ信号を処理するために有限インパルス応答（ＦＩＲ）バンドパスフィルタを用いても良い。ＦＩＲフィルタの特定のパラメータは、健康な被験者であっても３倍ほど変動し得る患者の心拍数にかかわらず同じ波形特徴を維持するように、検出された各データ記録の心拍数に基づいて調整されてもよい。この処理済みの波形は、個々の心拍波形を特定するための自己相関アルゴリズムを用いて解析することができる。波形のＡＣ成分は、これらの心拍波形の平均振幅として計算することができる。
【0074】
ＤＣ成分は、ある期間にわたって収集されるｎ個のサンプルに対する平均Ｉｒｃとして、
を用いて決定されてもよい。ＡＣ成分及びＤＣ成分は、少なくとも１つの心拍を包含するのに十分な長さを持つ期間にわたって、各光路からの強度値に対して計算されてもよい。この期間は、任意の所望の時間だけ繰り返すことができるサイクルを構成してもよい。例示的な実施形態では、パッチ５０２は、パッチ５０２を装着している患者の動きを示す信号を伝達する加速度計を含む。動きの信号は、動きによって値が影響を受ける可能性がある任意のＡＣ及びＤＣ成分を特定するために、ＡＣ及びＤＣ成分と時系列で比較されてもよい。動きによって影響を受けたＡＣ成分およびＤＣ成分は、廃棄されるか、または他の方法で適宜処理されてもよい。
【数1】
【0075】
５２０でＡＣ成分およびＤＣ成分が決定されると、ＡＣ／ＤＣ成分比Ｒｒｃが５３０で各光路に対して決定される。ＡＣ成分のＤＣ成分に対する比は、ＬＥＤのＲ×Ｃ行列に対応する行列として、図５Ｂにおいて５４０で示される。各列は、各光検出器に関連する列に対応する。ＡＣ成分のＤＣ成分に対する比の最も上の行は、光検出器の行に最も近いＬＥＤの行によって形成される光路に対応する。
【0076】
図５Ｂの行列５４０に示されるように複数のＡＣ／ＤＣ成分比が決定されると、ＡＣ／ＤＣ成分比は、光路を介して受信される信号をさらに分析する枠組みを提供するために、互いに、または基準となるＡＣ／ＤＣ成分比によってさらに除されてもよい。図５Ｃは、さらなる分析に使用され得る代替的なＲｏＲの定式化を示す。図５Ｃの５５０において、図５Ｂの行列５４０における各行のＡＣ／ＤＣ成分比は、図５Ｂの行列５４０におけるＡＣ／ＤＣ成分比の１行目のＡＣ／ＤＣ成分比によって除される。図５Ｃの５６０において、各近接ＬＥＤに対応する光路のＡＣ／ＤＣ成分比は、最近接ＬＥＤに対応する光路に対応する１行目の後の、次に続くＬＥＤに対応する光路のＡＣ／ＤＣ成分比により除される。最近接ＬＥＤに対応する光路について決定されるＲｏＲは、ＡＣ／ＤＣ成分比をそれ自体で除した値であり、それぞれ１、すなわち１００％となる。
【0077】
図５Ｃの行列５５０及び５６０は、ＲｏＲがどのように決定され得るかの２つの例に過ぎない。ＲｏＲを決定する他の方法が実施されてもよく、ＲｏＲを決定する最適な方法は、グリッドの寸法（行および列の数）、構成要素間の距離（ｄｒおよびｄｃ）、照会されている血管のおおよその寸法、ＰＰＧグリッド内のＬＥＤの波長、および他の要素に依存し得る。
【0078】
例示的な実施形態では、ＲｏＲの配列は、上述の伝達関数で用いるために決定されてもよい。伝達関数は、回帰分析技術を用いて、既知の血液指標を有する血管から測定される基準ＲｏＲから導出されてもよい。図６は、例示的なＰＰＧグリッド上のＬＥＤ及び光検出器の位置に対応するＲｏＲ値の２つのプロットを示している。
【0079】
図６を参照すると、第１のプロット６００は、２次元平面上のＬＥＤの位置に対応するようにプロットされる縦軸のＲｏＲ値を示している。二次元平面は、一方の軸に列の間隔を有し、他方の軸にＬＥＤの光検出器（ＰＤ）に対する間隔を有する。第１のプロット６００では、光検出器の行に最も近いＬＥＤの行が、基準として選択される。第１のプロット６００にプロットされるＲｏＲ値は、例えば、図５Ｃの行列５５０において上述したＲｏＲを決定する方法を用いて決定されてもよい。
【0080】
第１のプロット６００に対応するデータは、ＲｏＲの部分集合に対して構成される伝達関数において使用するためにＲｏＲの部分集合を選択するように分析されてもよい。例えば、伝達関数は、最適な列であると決定されるＲｏＲの列におけるＲｏＲに基づいて、Ｈｃｔ濃度などの血液指標を決定するように構成されてもよい。第１のプロット６００に図示される例に基づいて、伝達関数は、最適な列において最大５つのＲｏＲ値を使用するように構成されるであろう。他の実施形態では、伝達関数は、ＬＥＤ及び光検出器の行列の寸法（Ｒ×Ｃ）及び実装に望まれる複雑さの程度に応じて、異なる数のＲｏＲ値を入力として有してもよい。
【0081】
ＲｏＲ値はまた、最適性を決定するために分析されてもよい。例えば、図５Ｂを参照して上述した技術を用いて決定されるＲｏＲ値は、Ｈｃｔを決定するために使用する最適な、１つ以上の光路を決定するために分析されてもよい。一つの例示的な実施形態では、ＲｏＲ値の最大値は、Ｈｃｔを決定するのに最適な光路の列に対応するとみなされてもよい。別の例では、ＲｏＲ値は、伝達関数で使用するＡＣ／ＤＣ成分比を選択するのに最適な光路を決定するために使用されてもよい。このような例では、最適な光路は、最も高いＲｏＲ値を有する光路に対応してもよい。
【0082】
また、伝達関数は、ＰＰＧグリッドのすべてのＲｏＲ値を使用するように構成されてもよい。ＲｏＲ値は、例えば、離散値として伝達関数で用いられてもよい。また、伝達関数は、ＲｏＲ値の集合の表面フィッティングに対応してもよい。図６の第２のプロット６０２は、例示的なＰＰＧグリッド上のＬＥＤの位置および光検出器に対する表面としてプロットされるＲｏＲ値を示している。第２のプロット６０２は、ＲｏＲ値によって定義される表面を、基準データによって定義される表面にフィッティングさせる伝達関数を伴う可能性のあるデータモデルを図示している。したがって、伝達関数は、ＲｏＲ値の集合全体ではなく、この表面を定義する係数を入力として取ることができ、伝達関数の複雑さを軽減し得る。ＲｏＲ値と共に使用される伝達関数は、計算の複雑さ、基準測定システムに対して測定される性能、測定データの品質重み付けの使用可能性、および選択された技術が異なるＰＰＧグリッドに適応されやすいかどうかに応じて選択されてもよい。
【0083】
図５Ａ、図５Ｂ及び図６を参照した上記の説明は、単一の波長で発光する複数の光源と光検出器を有するＰＰＧグリッドによる光学測定から得られるＲｏＲ値の計算及び使用を説明するものである。
Ｈｃｔ測定の際、ＩＲ信号はＩＲ光と赤血球中のヘモグロビンとの相互作用の関数であるため、波長はスペクトルのＩＲ領域にあってもよい。他の血液指標は、組織と他の波長の光との相互作用に基づいて決定されてもよい。他の血液指標については、複数の波長の光を用いて測定がなされてもよい。
Ｈｃｔ測定の際、ＩＲ信号はＩＲ光と赤血球中のヘモグロビンとの相互作用の関数であるため、波長はスペクトルのＩＲ領域にあってもよい。他の血液指標は、組織と他の波長の光との相互作用に基づいて決定されてもよい。他の血液指標については、複数の波長の光を用いて測定がなされてもよい。
【0084】
上記の分析アプローチは、２つ以上の波長を用いる他の血液指標について取り入れてもよい。例えば、ＳｐＯ２のような血液指標を決定するために、２つの波長で測定される光による比率分析が用いられてもよい。図７Ａは、例示的なパッチ上に２つの波長で形成される複数の光路の他の例の上面概略図と、２つの異なる波長でＡＣ／ＤＣ成分比を決定するための他の例示的な方法の動作を示すフロー図である。図７Ｂ～７Ｄは、２つの波長における複数の光路のＲｏＲを決定するための方法の例を示すフロー図と行列である。図７Ａ～７Ｄを参照して説明した例は、例えば、ＳｐＯ２を決定する際に用いられてもよい。
【0085】
図７Ａに示すように、パッチ７０２は、光検出器の行と、各光検出器から列状に延在する複数のＬＥＤ対の行とを含んでもよく、各ＬＥＤ対はＩＲＬＥＤ及び赤色ＬＥＤを含む。パッチ７０２は、図２Ｃのパッチ２０２の一例であってもよい。赤色ＬＥＤからの生の強度値７０５及びＩＲＬＥＤからの生の強度値７０７は、図５Ａ及び５Ｂを参照して上述した方法と同様の方法で、少なくとも１つの心周期にまたがる期間中のオン期間で受信されてもよい。各赤色ＬＥＤに対応する各光路からの赤色強度値７０５は、７１０で赤色ＡＣ成分及び赤色ＤＣ成分を計算するために用いられてもよい。各ＩＲＬＥＤに対応する各光路からのＩＲ強度値７０７は、７１２において、ＩＲのＡＣ成分およびＩＲのＤＣ成分を計算するために用いられてもよい。ＡＣ成分およびＤＣ成分は、図５Ａを参照して上述した方法と同様の方法で計算されてもよい。７１４において、赤色ＡＣ／ＤＣ成分比は、赤色ＬＥＤの各々に対応する光路のＡＣ値およびＤＣ値から決定されてもよい。７１６において、ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比は、ＩＲＬＥＤの各々に対応する光路のＡＣ値およびＤＣ値から決定されてもよい。
【0086】
図７Ｂを参照すると、７２０における赤色ＡＣ／ＤＣ成分比は、７２２における比の集合を得るために、各赤色光路について決定されてもよい。７３０におけるＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比は、７３２における比の集合を導出するために、各赤色光路について決定されてもよい。図７Ｃを参照すると、赤色ＡＣ／ＤＣ成分比７２１およびＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比７３１は、７４０に示されるように合成ＲｏＲを得るために除されてもよい。７４０における合成ＲｏＲは、赤色ＬＥＤ用のＡＣ／ＤＣ成分比をＩＲＬＥＤ用のＡＣ／ＤＣ成分比で除した比である。
【0087】
合成ＲｏＲは、解析のためのＲｏＲ値を決定するために用いられてもよい。合成ＲｏＲの第１行の合成ＲｏＲは、合成ＲｏＲの第１行をそれ自体で除すことによって基準として用いられてもよく、光検出器からさらに位置付けられる各ＬＥＤの組に対応する合成ＲｏＲの各行は、７５０に示すように、第１行の合成ＲｏＲによって除されてもよい。図７Ｄを参照すると、ＲｏＲ値の他の例示的な集合は、上述のように合成ＲｏＲの第１行を基準として使用し、７６０で示すように合成ＲｏＲのさらなる各行を、合成ＲｏＲの次に近い行で除すことによって決定されてもよい。７５０又は７６０のＲｏＲは、図５Ａ及び５Ｂを参照して上述した方法と同様の方法で、伝達関数に使用するＲｏＲ値を選択するための分析に用いられてもよい。
【0088】
図５Ａ～５Ｃ、６及び７Ａ～７Ｄを参照して上述したＲｏＲ分析は、ＨｃｔやＳｐＯ２などの生体指標をより正確に決定することを都合よく可能にする。例示的な実施形態では、ＲｏＲ分析はまた、照会されている血管の幾何学的特性に関連する情報を決定するために使用されてもよい。
【0089】
血管上の患者に取り付けられるパッチ上に配置されるＬＥＤ及び光検出器の行列から受信される光信号を分析することによって血液指標を決定するシステム及び方法の例示的な実施形態は、図１～７Bを参照して上述されている。光検出器で受信される光学的測定値は、行列内のＬＥＤ及び光検出器によって形成される光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行列を生成するために用いられる。ＲｏＲ分析は、Ｈｃｔ、ＳｐＯ２などの血液指標を提供するための伝達関数に曲線フィッティングされてもよい。伝達関数は、上述のように、血液指標レベルが既知である分析を実行するために、ＬＥＤ及び光検出器の行列を血管上に配置することによって構築されてもよい。次に、伝達関数は、パッチ上のＬＥＤ及び光検出器の行列から受信した光学的測定値からのＲｏＲ分析に基づいて、血液指標を決定するために用いられてもよい。
【0090】
ＬＥＤ及び光検出器の行列の例示的な実施形態はまた、より正確な血液指標のためだけでなく、血管の幾何学的特性に関連する情報を得るために、行を跨いだＲｏＲ分析に使用されてもよい。図８Ａは、基準曲線関係を生成し、血管の幾何学的特性を決定するために基準曲線関係に対してＲｏＲの集合を分析する方法の一例の動作を説明するフローチャートである。例示的な実施形態において、ＲｏＲの集合の分析はまた、血管における血流の血液指標を測定するために用いられてもよい。
【0091】
基準曲線関係の生成は、（図１中の）パッチ１０２の校正又は構成ステップとして実行されてもよい。基準曲線関係は、異なる寸法の血管を照会する際に受信した光学的測定値のＲｏＲデータを曲線フィッティングするための選択肢を提供する。信号と血液組織との間のより高い相互作用に対応する結果を保証することによって、血液指標の測定精度が向上する。
【0092】
図８Ａのステップ８０２において、複数の基準曲線関係がパッチ１０２（図１）に対して生成されてもよい。このステップは、複数のパッチは又は単一のパッチの構成ステップとして、配置前に実行されてもよい。例示的な実施形態では、パッチは、異なる寸法の血管をそれぞれ有する複数の血管から光学的測定値を収集することによって構成されてもよい。構成中、パッチは、ＬＥＤ及び光検出器の行列の中心列が、血管の断面積の中心を通る想像上の線の真上に位置するように配置されてもよい。血管上のパッチのセンタリング、及び血管の直径の決定は、例えば、光学データの収集中又は実質的に同時に、イメージング技術を用いて成し遂げられてもよい。基準曲線関係を生成するための光学的測定は、任意の適切な構成を用いて実施されてもよい。
【0093】
上述のように、基準曲線関係は、光学的測定値を主に光子と血液との間の相互作用として処理することを可能にする。図３を参照すると、光路３５０のＩＲ信号は、主にＩＲエネルギーと赤血球中のヘモグロビンとの相互作用の関数である。血管に近接している場合、各光学チャネルの結果としての信号は、光路と血管の断面積の重なりの関数である。この関係は次のように表すことができる。
【0094】
【数2】
【0095】
ここで、ｋｒｃは光検出器ＰＤｃとＬＥＤｒｃ間の光路に対するスケーリング定数であり、
【0096】
Ｒｒｃは光検出器ＰＤｃとＬＥＤｒｃのＡＣ／ＤＣ比である。
【0097】
血管の形状を決定する際の各光路のスケーリング定数は、形状や深さによる強度の違いに対してチャネル応答を正規化するためのものである。血管の形状と深さは、血管半径の外側から移動しながら血管断面積のスライスを取ることによって近似することができる。各光学チャネルのＲｏＲは、光学チャネルと血管の重なり量に対応する大きさを持つべきである。光路が血管と完全に重なっている場合、その光路のＲｏＲの大きさは、ＲｏＲのピーク値に近づく。光路が血管領域を横切るにつれて、光路が血管に重なる部分は少なくなる。この関係を利用し、血管幅が共線チャネルの間隔に対して変化する（すなわち、血管を横断する）ときの光チャネルについて予想されるＲｏＲを計算すると、図８Ｂを参照して以下に説明するように複数の曲線を生成することができる。
【0098】
図８Ｂのグラフ８３０には、光幅径に対する血管径の異なる比率にそれぞれ対応する８つの基準曲線関係、すなわち基準曲線（曲線１～曲線８）が描かれている。すなわち、各基準曲線は、光路の面積と血管の面積との相関関係を表している。基準曲線の上方では、３つの受光素子８５０ａ、８５０ｂ、８５０ｃが、グラフ上に重畳される３つの光路ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３の終点を示している。光検出器８５０は、互いに距離ｄｃ（図４Ａ及び図４Ｂを参照）をあけて配置されている。距離ｄｃは、パッチ上の光検出器間の距離に相当する。
【0099】
図８Ｂのグラフ８３０は、ＲｏＲのピーク値に対するＲｏＲの百分率８３２に対応する縦軸を有する。図８Ｂのグラフ８３０の横軸は、血管中心からの直径の百分率８３４である。曲線は、ピークに対するＲｏＲの百分率の値と、血管中心からの距離に対する各光路の中心の位置８３４とを、血管径の百分率に基づき相関させる。
【0100】
ＲｏＲのピーク値は、ＬＥＤアレイの中心列の光路が血管の断面と完全に重なるように位置合わせされる際の測定値について計算されるＲｏＲ値であってもよい。基準曲線（曲線１～曲線８）は、血管と整列した中心列を有するアレイから取得した測定値を用いてプロットされてもよい。各曲線にプロットされるＲｏＲ値は、一行に並んだＬＥＤによって形成される光路に対応してもよい。ＲｏＲ値は、ＬＥＤの行における各光路のＡＣ／ＤＣ成分比を、所定の行における中心列からのＬＥＤによって形成される光路のＡＣ／ＤＣ成分比によって除すことによって決定されてもよい。
【0101】
図８Ｂのグラフ８３０は、図８Ｂに示される曲線に対応するデータ要素及び関係を備えるデータ構造としてメモリに格納されてもよいことに留意されたい。本開示で提供される説明に従って光学的測定値を処理するためのアルゴリズムが開発され、グラフのプロットに頼ることなくシステムに組み込まれてもよい。機械学習、ルックアップテーブル、及び他の技術を組み込んでもよいアルゴリズムは、例えば、パッチ１２０（図１）からの光学的測定値を本明細書に記載のように処理するために、システム１００（図１）の一部としてメモリに格納されるソフトウェアプログラムとして実装されてもよい。
【0102】
図８Ｂの曲線を生成する際、光学測定値が受信され、上述したように光路を処理する。光学測定値は、各光路のＡＣ／ＤＣ成分比を決定するために用いられる。中央列にあるＬＥＤ（各行ｒ＝１～５にあるＲｒ２）の光路は、中央の列が血管に対して整列するときに、ＲｏＲ値を定義する。中央列の光路のＡＣ／ＤＣ成分は、ＡＣ／ＤＣ成分のピーク値である。ピークに対する百分率ＲｏＲ値は１００％となる。従って、図８Ｂの曲線１～曲線８の各々について、ピークに対する百分率ＲｏＲ値は１００％である。
【0103】
図８Ａのステップ８０４において、図３～図８Ｂを参照して上述した基準曲線の構築によって構成される（図１中の）パッチ１０２は、血管形状及び／又は血液指標を決定するために血管上に位置決めされてもよい。光学的測定値は、図５A～５Ｃを参照して上述したように、各光路についてＡＣ／ＤＣ成分比を決定するために用いられる可能性がある強度値として、上述したように受信されてもよい。例えば、ステップ８０６において、強度測定値は、（図１中の）パッチ１０２上のＬＥＤ及び光検出器のＲ×Ｃ行列によって形成される光路について受信されてもよい。生の強度値は、ステップ８０８において、ＡＣ成分及びＤＣ成分、次いでＡＣ／ＤＣ成分比を決定するために用いられてもよい。
【0104】
グラフ８３０の曲線は、光路が血管の中心から遠ざかるにつれて生じるＲｏＲ値の変化を追跡している。血管の中心におけるＲｏＲ値は、そのピーク値にあるであろう。光路が中心から離れるように配置されると、光路の断面はほとんど血管と交差しなくなるため、ＲｏＲ値は減少する。図８Ｂに示すように、２つの外側にある光検出器８５０ａ及び８５０ｃに対応する光路ＯＰ１及びＯＰ３は、領域８６０及び８７０によって示されるように、血管８３３と部分的にしか交差しない。第１の基準曲線である曲線１は、グラフ８００について測定される最大の血管に対応する。血管の面積が大きいことによって光路の重なりがより遅い速度で減少可能となるので、光路が血管の中心から遠ざかるにつれて、ＲｏＲ値はよりゆっくりと減少する。したがって、曲線１は、８本の曲線の中で最も平坦となる。図示の例では、曲線１は、光路幅の１６３％の直径を有する血管に対応する。第２の曲線である曲線２、およびそれに続く各曲線は、光路が血管の中心から遠ざかるにつれて、より早く落ち込む。血管径の光路幅に対する比は、図８Ｂの右側の凡例に示すように、各曲線に対応する。
【0105】
ステップ８１０において、光路のＡＣ／ＤＣ成分比は、行をまたぐＲｏＲの表を計算するために用いられる。以下の説明では、光学測定値は、図８ＣのＲｏＲテーブル８８０に示されるように、ＲｏＲの集合を生成するために処理される。ステップ８０８で生成されてもよい、図５Aの５４０における表と同様のＡＣ／ＤＣ成分の表が、図８ＣのＲｏＲの表８８０を生成するために処理されてもよい。図８Ｃのテーブル８８０は、上述したように、光路の行列の３列のＡＣ／ＤＣ成分比（図５Ｂの５４０）を中央列のＡＣ／ＤＣ成分比（図５Ｂの５４０のＲｒ２個の成分）で除すことによって決定されるＲｏＲ値を含む。
【0106】
ステップ８１０において、図８ＣのＲｏＲの表８８０は、中央列のＡＣ／ＤＣ成分を除数として使用し行にわたって計算されるＲｏＲのシートであることに留意されたい。代わりに、ＡＣ／ＤＣ成分の表は、既知の血管径及び血液指標値を用いて構成中に決定されるピーク基準値で除されてもよい。ピーク基準ＡＣ／ＤＣ成分を除数として用いると、図８ＣのＲｏＲの表８９０になる。
【0107】
図８Ａのステップ８１２において、図８ＣのＲｏＲ値の表８８０は最適な行を決定するために分析されてもよく、最適な行は最も高い値を有する行に対応してもよい。最適な行を決定するために代わりとなる方法が用いられてもよいことに留意されたい。例えば、すべての行の加重平均が、各列について決定されてもよい。３つの加重平均ＲｏＲ値は、図８Ｂのグラフ８３０と共に使用されてもよい。
【0108】
３つのＲｏＲの値は、図８Ｂのグラフ８３０にプロットされてもよい。図８Ｂに点８４０、８４２、８４４として示される点は、３つの光検出器８２０ａ～ｃと整列して位置する各光路ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３の中心部に対応する。ステップ８１４において、３つの点の位置は、各光路と中心列の間の距離と相関してもよい。ステップ８１６において、ＲｏＲ曲線関係が３つの点に対して特定される。３つのＲｏＲ値８４０、８４２、８４４は、曲線８４５（値８４０、８４２、８４４を通る破線曲線）に対して、グラフ８３０にプロットされる基準曲線（曲線１～曲線８）のうちの１つと整列又は一致し得る曲線関係でフィッティングされてもよい。ステップ８１８で、ＲｏＲの曲線関係は、基準曲線の１つに一致させてもよい。
【0109】
実装中に、中心ＲｏＲ値８４２が、血管８３３の中心に対応する曲線ピークと一致しない場合があることに留意されたい。これは、図８ＢのＨ－オフセットで示されるように、最も外側の光検出器間の線の中心点が血管の中心と一致しないように光検出器が配置されていないことを示すであろう。曲線８４５のピーク８４７は、基準曲線（曲線１～曲線８）のピーク（ピークに対するＲｏＲが１１００％のところ）より高くてもよく、グラフ８３０においてＶ－オフセットとして指定されている。プロットされる点を横や下にずらすことで、曲線８４５を曲線の１つ又は２つの曲線の間に合わせられる可能性がある。
【0110】
３つの点８４０、８４２、８４４が整列する曲線は、図８Ｂの凡例に示すように、パーセントで表される光路に対する血管径の比に対応する。中心列の光検出器が曲線の中心と一致するように３つの点８４０、８４２、８４４をシフトしたときの光検出器８５０と３点８４０、８４２、８４４との整列により、血管の中心から既知の距離ｄｃ（例えば図４において）の位置に外側点８４０及び８４４が配置される。この既知の距離ｄｃ（例えば図４において）は、外側の点が横軸と整列する場所と比較されてもよく、百分率である。
【0111】
決定ブロック８２０において、計算されるデータ（ＲｏＲの表８８０又は８９０）と、曲線の１つからの基準曲線関係とのデータマッチングは、血管の幾何学的特性を決定するか又は血液指標を決定するために用いられてもよい。
【0112】
一旦ＲｏＲ点８４０、８４２、８４４が横軸上に配置されると、光路径が決定されてもよい。さらに、一旦点８４０、８４２、８４４が曲線の１つに関連付けられると、光路幅に対する血管径の比は、血管径を決定するのに用いられてもよく、血管の断面積を決定するのに用いられてもよい。
【0113】
ステップ８２８において、図８Ｂは、ＬＥＤ－ＰＤ行列によって照会される血管の断面積を決定するために、曲線（曲線１～曲線８）と、ＲｏＲ値に対する曲線フィッティングであるデータとの整合を用いることを説明している。このようにして、ＬＥＤ行列内のＬＥＤ－ＰＤの組によって形成される光路に対応するＲｏＲ値と、照会される血管の直径を横切る光路の中心との間の曲線関係は、血管の断面積を決定するために用いられてもよい。比較は、ＬＥＤ－ＰＤ行列について測定されるＲｏＲ値を曲線フィッティングし、異なる血管径を有する血管についての基準測定値を用いてプロットされ得る複数の基準曲線関係に対して曲線をプロットすることによって、上述したように達成される。ＲｏＲ曲線関係と複数の基準曲線関係との比較はまた、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組合せにより実施されてもよい。
【0114】
ステップ８２２から８２６において、図８Ａ及び８Ｂを参照して説明した分析は、選択された血液指標を測定するために用いられてもよい。一例を説明すると、一度ＲｏＲ値の集合が曲線フィッティングされ基準曲線（曲線１～曲線８）の１つと整合すると、ステップ８２２でＶ―オフセットを決定するために、測定曲線のＲｏＲピーク値が（１００％の位置にある）基準曲線ピークと比較されてもよい。ステップ８２４で、図５Ｂの表５４０（例）からのＡＣ／ＤＣ成分は、中心列ベースのＲｏＲを生成するために処理されてもよい。例示的な実施形態では、中心列ベースのＲｏＲは、表５５０または表５６０のいずれかであってよく、血液指標ための伝達関数と共に用いられるように構成されてもよい。この例では、Ｈｃｔ濃度の伝達関数は、ステップ８２６で［Ｈｃｔ］＝ｆ（ＲｏＲ＿ｃｅｎｔｅｒ＿ｃｏｌ）として定義されてもよく、ＬＥＤ－ＰＤ行列は、中心列が照会される血管と整列するように位置決めされる。ＲｏＲ測定に使用されるＬＥＤ－ＰＤ行列が血管と整合しない場合、測定されたＲｏＲ値を曲線フィッティングした結果のＲｏＲピーク値は、１００％より大きい可能性がある。この場合、ＲｏＲピーク値は、ｘ＞１００％となり、ＲｏＲ中心列の１００％を超過する。この百分率は比較され、［Ｈｃｔ］＝ｆ（ｘ×ＲｏＲ＿ｃｅｎｔｅｒ＿ｃｏｌ）のような伝達関数中で用いられてもよい。
【0115】
図８Ａを参照して説明される例は、Ｈｃｔ濃度の決定に関するものであることに留意されたい。同様の解決策は、他の血液指標を決定するために用いられてもよい。
【実施例】
【0116】
上記の観点から、血液指標の監視及び／又は血管の幾何学的特性を決定するためのシステム及び方法は、以下のものを含む。
【0117】
実施例１：
血流指標監視システムであって、
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、
前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器と実質的に同軸であるＣ個の列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
交流成分Ｉｒｃ，ＡＣと直流成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対して一定期間にわたり測定した複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
各光路に対してＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣを決定し、
第一の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第二の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）を決定し、 少なくも１つのＲｏＲの部分集合を用いて、生物学的指標を決定する、
システム。
血流指標監視システムであって、
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、
前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器と実質的に同軸であるＣ個の列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
交流成分Ｉｒｃ，ＡＣと直流成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対して一定期間にわたり測定した複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
各光路に対してＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣを決定し、
第一の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第二の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）を決定し、 少なくも１つのＲｏＲの部分集合を用いて、生物学的指標を決定する、
システム。
【0118】
実施例２：
実施例１に記載のシステムであって、
前記処理システムは、前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、ＡＣ／ＤＣ成分比の各行におけるＡＣ／ＤＣ成分比を、前記光検出器の行に最も近いＬＥＤの行に係る前記光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行におけるＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって決定される、
システム。
実施例１に記載のシステムであって、
前記処理システムは、前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、ＡＣ／ＤＣ成分比の各行におけるＡＣ／ＤＣ成分比を、前記光検出器の行に最も近いＬＥＤの行に係る前記光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行におけるＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって決定される、
システム。
【0119】
実施例３：
実施例１に記載のシステムであって、
前記処理システムは、前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、
前記光検出器の行に最も近いＬＥＤの光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行におけるＡＣ／ＤＣ成分比を、それ自体で除し、
第２行から始まる各行のＡＣ／ＤＣ成分比を、次に続くＡＣ／ＤＣ成分比におけるＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって決定される、
システム。
実施例１に記載のシステムであって、
前記処理システムは、前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、
前記光検出器の行に最も近いＬＥＤの光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行におけるＡＣ／ＤＣ成分比を、それ自体で除し、
第２行から始まる各行のＡＣ／ＤＣ成分比を、次に続くＡＣ／ＤＣ成分比におけるＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって決定される、
システム。
【0120】
実施例４：
実施例１に記載のシステムであって、
前記複数のＬＥＤは、赤外光を放射する複数の赤外(ＩＲ)ＬＥＤであり、
前記処理システムの前記メモリは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を含み、
前記処理システムは、前記生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲ値の部分集合を用いる際、Ｈｃｔ＝Ｆ(ＲｏＲ')を用いて前記生物学的指標であるヘマトクリット濃度Ｈｃｔを決定し、
Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲから決定される基準ヘマトクリット濃度に基づいてＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の範囲に相関させる伝達関数であり、
ＲｏＲ'は少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である、
システム。
実施例１に記載のシステムであって、
前記複数のＬＥＤは、赤外光を放射する複数の赤外(ＩＲ)ＬＥＤであり、
前記処理システムの前記メモリは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を含み、
前記処理システムは、前記生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲ値の部分集合を用いる際、Ｈｃｔ＝Ｆ(ＲｏＲ')を用いて前記生物学的指標であるヘマトクリット濃度Ｈｃｔを決定し、
Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲから決定される基準ヘマトクリット濃度に基づいてＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の範囲に相関させる伝達関数であり、
ＲｏＲ'は少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である、
システム。
【0121】
実施例５：
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ値の部分集合がＬＥＤの１つの行に対応するＲｏＲ値を含む、
システム。
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ値の部分集合がＬＥＤの１つの行に対応するＲｏＲ値を含む、
システム。
【0122】
実施例６：
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ値の部分集合が最大ＲｏＲ値を特定することによって選択されるＲｏＲ値を含む、
システム。
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ値の部分集合が最大ＲｏＲ値を特定することによって選択されるＲｏＲ値を含む、
システム。
【0123】
実施例７：
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ'値が前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含む、
システム。
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ'値が前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含む、
システム。
【0124】
実施例８：
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ'値は前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含み、前記処理システムは伝達関数に従ってＲｏＲ'値を表面フィッティングするように構成される、
システム。
実施例４に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ'値は前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含み、前記処理システムは伝達関数に従ってＲｏＲ'値を表面フィッティングするように構成される、
システム。
【0125】
実施例９：
実施例４に記載のシステムであって、
前記伝達関数Ｆは、前記ヘマトクリット濃度を決定するために２次多項式を前記ＲｏＲ'にフィッティングする、
システム。
実施例４に記載のシステムであって、
前記伝達関数Ｆは、前記ヘマトクリット濃度を決定するために２次多項式を前記ＲｏＲ'にフィッティングする、
システム。
【0126】
実施例１０：
実施例８に記載のシステムであって、
強度測定前に、前記伝達関数ＦはＨｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ、ｂ、及びｃは、Ｈｃｔの既知の値を決定するために基準値Ｒ＝ＲｏＲより決定される、システム。
実施例８に記載のシステムであって、
強度測定前に、前記伝達関数ＦはＨｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ、ｂ、及びｃは、Ｈｃｔの既知の値を決定するために基準値Ｒ＝ＲｏＲより決定される、システム。
【0127】
実施例１１：
実施例１に記載のシステムであって、
前記複数のＬＥＤは、前記赤外領域にある第１の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記システムは、さらに赤色領域にある第２の波長で発光する複数の赤色ＬＥＤを備え、
前記複数の赤色ＬＥＤの各々は、前記Ｒ×Ｃ行列にある前記複数のＩＲＬＥＤの各々に隣接するように前記基板上に配置され、
前記光信号インターフェースは、独立したＩＲ及び赤色光路であるＯＰIR,ｒｃとＯＰｒｅｄ，ｒ，ｃを形成するように、ＩＲＬＥＤと赤色ＬＥＤをそれぞれ独立に駆動するように構成され、
前記処理システムは、
前記光路ＯＰｒｅｄ，ｒ，ｃに対応する複数の赤色強度測定値と、前記光路ＯＰIR,ｒｃに対応する複数のＩＲ強度測定値ＩIR,ｒｃを、複数の各波長における各光路の強度測定値を受信する期間にわたって受信し、
赤色ＡＣ成分Iｒｅｄ，ｒｃ，ＡＣ及び赤色ＤＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各赤色光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
ＩＲのＡＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ及びＩＲのＤＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各ＩＲ光路ＯＰＩＲ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
赤色ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｅｄ，ｒ，ｃ＝Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ａｃ／Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ｄｃを各赤色光路について決定し、
ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比：ＲＩＲ，ｒ，ｃ＝ＩＩＲ，ｒｃ，ａｃ／ＩＩＲ，ｒｃ，ｄｃを各ＩＲ光路について決定し、
各赤色又はＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々を、ＩＲ又は赤色のＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々で、全ての前記赤色及びＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比が取り込まれるまで除すことにより、複数の合成ＲｏＲを決定し、
第１の複数の選択された合成ＲｏＲを第２の複数の選択された合成ＲｏＲで除すことにより、複数のＲｏＲ値を決定し、
生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いることにより、酸素飽和指標を測定するように構成される、
システム。
実施例１に記載のシステムであって、
前記複数のＬＥＤは、前記赤外領域にある第１の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記システムは、さらに赤色領域にある第２の波長で発光する複数の赤色ＬＥＤを備え、
前記複数の赤色ＬＥＤの各々は、前記Ｒ×Ｃ行列にある前記複数のＩＲＬＥＤの各々に隣接するように前記基板上に配置され、
前記光信号インターフェースは、独立したＩＲ及び赤色光路であるＯＰIR,ｒｃとＯＰｒｅｄ，ｒ，ｃを形成するように、ＩＲＬＥＤと赤色ＬＥＤをそれぞれ独立に駆動するように構成され、
前記処理システムは、
前記光路ＯＰｒｅｄ，ｒ，ｃに対応する複数の赤色強度測定値と、前記光路ＯＰIR,ｒｃに対応する複数のＩＲ強度測定値ＩIR,ｒｃを、複数の各波長における各光路の強度測定値を受信する期間にわたって受信し、
赤色ＡＣ成分Iｒｅｄ，ｒｃ，ＡＣ及び赤色ＤＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各赤色光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
ＩＲのＡＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ及びＩＲのＤＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各ＩＲ光路ＯＰＩＲ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
赤色ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｅｄ，ｒ，ｃ＝Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ａｃ／Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ｄｃを各赤色光路について決定し、
ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比：ＲＩＲ，ｒ，ｃ＝ＩＩＲ，ｒｃ，ａｃ／ＩＩＲ，ｒｃ，ｄｃを各ＩＲ光路について決定し、
各赤色又はＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々を、ＩＲ又は赤色のＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々で、全ての前記赤色及びＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比が取り込まれるまで除すことにより、複数の合成ＲｏＲを決定し、
第１の複数の選択された合成ＲｏＲを第２の複数の選択された合成ＲｏＲで除すことにより、複数のＲｏＲ値を決定し、
生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いることにより、酸素飽和指標を測定するように構成される、
システム。
【0128】
実施例１２：
実施例１１に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合は、ＳｐＯ２＝Ｆ（ＲｏＲ'）に従って前記酸素酸素飽和度ＳｐＯ２を決定するために用いられ、
Ｆは、基準酸素飽和測定システムを用いて測定されるＲｏＲ値の少なくとも１つの部分集合から決定される基準酸素飽和濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲を酸素飽和値の範囲に相関させる伝達関数である、
システム。
実施例１１に記載のシステムであって、
前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合は、ＳｐＯ２＝Ｆ（ＲｏＲ'）に従って前記酸素酸素飽和度ＳｐＯ２を決定するために用いられ、
Ｆは、基準酸素飽和測定システムを用いて測定されるＲｏＲ値の少なくとも１つの部分集合から決定される基準酸素飽和濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲を酸素飽和値の範囲に相関させる伝達関数である、
システム。
【0129】
実施例１３：
実施例１２に記載のシステムであって、
前記伝達関数Ｆは、前記酸素飽和濃度を決定するために、２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
システム。
実施例１２に記載のシステムであって、
前記伝達関数Ｆは、前記酸素飽和濃度を決定するために、２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
システム。
【0130】
実施例１４：
実施例１３に記載のシステムであって、
強度測定前に、前記伝達関数Ｆは、式ＳｐＯ２＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ、ｂ、ｃは、ＳｐＯ２の既知の値を決定するために、基準値Ｒ＝ＲｏＲから決定される、
システム。
実施例１３に記載のシステムであって、
強度測定前に、前記伝達関数Ｆは、式ＳｐＯ２＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ、ｂ、ｃは、ＳｐＯ２の既知の値を決定するために、基準値Ｒ＝ＲｏＲから決定される、
システム。
【0131】
実施例１５：
実施例１に記載のシステムであって、
前記パッチは前記基板上に搭載される通信インターフェースを含み、
前記複数の強度測定値を１つ以上のネットワーク化された計算機上で動作する前記処理システムと通信するように構成される、
システム。
実施例１に記載のシステムであって、
前記パッチは前記基板上に搭載される通信インターフェースを含み、
前記複数の強度測定値を１つ以上のネットワーク化された計算機上で動作する前記処理システムと通信するように構成される、
システム。
【0132】
実施例１６：
実施例１に記載のシステムであって、
前記パッチは、前記パッチの前記基板上に搭載される前記処理と、ネットワーク上で生物学的指標を通信するよう構成される通信インターフェースとを含む、
システム。
実施例１に記載のシステムであって、
前記パッチは、前記パッチの前記基板上に搭載される前記処理と、ネットワーク上で生物学的指標を通信するよう構成される通信インターフェースとを含む、
システム。
【0133】
実施例１７：
血管の幾何学的特性を決定するためのシステムであって、
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、
前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器に実質的に同軸であるＣ列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、ある期間にわたって各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
ＡＣ／ＤＣ成分比Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを各光路について決定し、
各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、前記ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１行が複数のＲｏＲに取り込まれるまで、高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、前記複数のＲｏＲを決定し、
大部分が前記血管と交差する光路の１行に対応するＲｏＲの最適な行を特定し、
前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心列の間の距離に対して相関させ、
前記最適なＲｏＲの行についてのＲｏＲ曲線関係を特定し、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較し、
前記基準曲線関係は、ＡＣ／ＤＣ成分比（基準ＲｏＲ）の基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対する百分率の値を含み、
それぞれの値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心の間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準曲線関係の決定のために強度値が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上で中心となるように位置合わせされるように配置される前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記基準曲線関係の前記既知の血管径から前記血管の断面積を決定する、
システム。
血管の幾何学的特性を決定するためのシステムであって、
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、
前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器に実質的に同軸であるＣ列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、ある期間にわたって各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
ＡＣ／ＤＣ成分比Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを各光路について決定し、
各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、前記ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１行が複数のＲｏＲに取り込まれるまで、高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、前記複数のＲｏＲを決定し、
大部分が前記血管と交差する光路の１行に対応するＲｏＲの最適な行を特定し、
前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心列の間の距離に対して相関させ、
前記最適なＲｏＲの行についてのＲｏＲ曲線関係を特定し、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較し、
前記基準曲線関係は、ＡＣ／ＤＣ成分比（基準ＲｏＲ）の基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対する百分率の値を含み、
それぞれの値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心の間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準曲線関係の決定のために強度値が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上で中心となるように位置合わせされるように配置される前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記基準曲線関係の前記既知の血管径から前記血管の断面積を決定する、
システム。
【0134】
実施例１８：
実施例１７に記載のシステムであって、
前記最適な行の特定は、各列におけるＲｏＲ値の加重平均の計算と、前記ＲｏＲの加重平均を前記最適な行における前記ＲｏＲとして使用することを含む、
システム。
実施例１７に記載のシステムであって、
前記最適な行の特定は、各列におけるＲｏＲ値の加重平均の計算と、前記ＲｏＲの加重平均を前記最適な行における前記ＲｏＲとして使用することを含む、
システム。
【0135】
実施例１９：
実施例１７に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ曲線関係と前記複数の基準曲線関係を比較する際、前記ＲｏＲ曲線関係と前記基準曲線関係の間のオフセットを決定し、
前記オフセットは、前記Ｒ×Ｃ行列の前記中心列と、前記基準曲線関係におけるピークの位置によって示される前記血管の前記中心との間の距離に対応する、
システム。
実施例１７に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ曲線関係と前記複数の基準曲線関係を比較する際、前記ＲｏＲ曲線関係と前記基準曲線関係の間のオフセットを決定し、
前記オフセットは、前記Ｒ×Ｃ行列の前記中心列と、前記基準曲線関係におけるピークの位置によって示される前記血管の前記中心との間の距離に対応する、
システム。
【0136】
実施例２０：
実施例１７に記載のシステムであって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の基準曲線関係の１つであり、
各基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対するＡＣ／ＤＣ成分比の基準百分率の値（基準ＲｏＲ）を備え、
各々の値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各々の値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記複数の基準曲線関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各々の基準血管上で中心に位置合わせされるような前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記プロセッサは、前記複数の基準曲線関係を格納するように構成される、
システム。
実施例１７に記載のシステムであって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の基準曲線関係の１つであり、
各基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対するＡＣ／ＤＣ成分比の基準百分率の値（基準ＲｏＲ）を備え、
各々の値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各々の値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記複数の基準曲線関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各々の基準血管上で中心に位置合わせされるような前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記プロセッサは、前記複数の基準曲線関係を格納するように構成される、
システム。
【0137】
実施例２１：
実施例１７に記載のシステムであって、
記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比が前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値である、
システム。
実施例１７に記載のシステムであって、
記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比が前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値である、
システム。
【0138】
実施例２２：
実施例１７に記載のシステムであって、
記ＲｏＲ曲線関係と前記基準曲線関係の前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、またはそれらの任意の組み合わせを含む、
システム。
実施例１７に記載のシステムであって、
記ＲｏＲ曲線関係と前記基準曲線関係の前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、またはそれらの任意の組み合わせを含む、
システム。
【0139】
実施例２３：
血流指標を監視するためのシステムであって、
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、
前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器に実質的に同軸であるＣ列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、ある期間にわたって各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
ＡＣ／ＤＣ成分比Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを各光路について決定し、
各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、前記ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１行が第１の複数のＲｏＲに取り込まれるまで、高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、前記第１の複数のＲｏＲを決定し、
大部分が前記血管と交差する光路の１行に対応するＲｏＲの最適な行を特定し、
前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心列の間の距離に対して相関させ、
前記最適なＲｏＲの行についてのＲｏＲ曲線関係を特定し、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較し、
前記基準曲線関係は、ＡＣ／ＤＣ成分比（基準ＲｏＲ）の基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対する百分率の値を含み、
それぞれの値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心の間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準曲線関係の決定のために強度値が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上で中心となるように位置合わせされるように配置される前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記基準曲線関係のＲｏＲピークと、前記基準曲線関係の前記基準ピークの間のオフセットを決定し、
前記基準曲線関係の基準ＲｏＲピーク上の前記ＲｏＲ曲線関係のＲｏＲピークを特定し、前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比に対する前記ＲｏＲ曲線関係の前記ピークのＲｏＲの百分率としてＲｏＲ相関因子を決定し、
各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、第２の複数のＲｏＲの中心列に係るＲｏＲを決定するための他の行における前記ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、前記第２の複数のＲｏＲを決定し、
前記ＲｏＲ相関因子は、血液指標を決定するための伝達関数において、前記第２の複数のＲｏＲの前記中心列に係る前記ＲｏＲとともに用いられる、
システム。
血流指標を監視するためのシステムであって、
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、
前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器に実質的に同軸であるＣ列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、ある期間にわたって各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
ＡＣ／ＤＣ成分比Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを各光路について決定し、
各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、前記ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１行が第１の複数のＲｏＲに取り込まれるまで、高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、前記第１の複数のＲｏＲを決定し、
大部分が前記血管と交差する光路の１行に対応するＲｏＲの最適な行を特定し、
前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心列の間の距離に対して相関させ、
前記最適なＲｏＲの行についてのＲｏＲ曲線関係を特定し、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較し、
前記基準曲線関係は、ＡＣ／ＤＣ成分比（基準ＲｏＲ）の基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対する百分率の値を含み、
それぞれの値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心の間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準曲線関係の決定のために強度値が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上で中心となるように位置合わせされるように配置される前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記基準曲線関係のＲｏＲピークと、前記基準曲線関係の前記基準ピークの間のオフセットを決定し、
前記基準曲線関係の基準ＲｏＲピーク上の前記ＲｏＲ曲線関係のＲｏＲピークを特定し、前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比に対する前記ＲｏＲ曲線関係の前記ピークのＲｏＲの百分率としてＲｏＲ相関因子を決定し、
各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、第２の複数のＲｏＲの中心列に係るＲｏＲを決定するための他の行における前記ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、前記第２の複数のＲｏＲを決定し、
前記ＲｏＲ相関因子は、血液指標を決定するための伝達関数において、前記第２の複数のＲｏＲの前記中心列に係る前記ＲｏＲとともに用いられる、
システム。
【0140】
実施例２４：
実施例２３に記載のシステムであって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の曲線関係の１つであり、
各々の基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対するＡＣ／ＤＣ成分比の基準百分率（基準ＲｏＲ）の値を含み、
各々の値は、前記基準血管中心と、基準ＲｏＲの各々の値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、強度が前記複数の基準曲線関係を決定するために測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各基準血管上で中心にくるように位置合わせされるような前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記プロセッサは、前記複数の基準曲線関係を格納するように構成されている、
システム。
実施例２３に記載のシステムであって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の曲線関係の１つであり、
各々の基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対するＡＣ／ＤＣ成分比の基準百分率（基準ＲｏＲ）の値を含み、
各々の値は、前記基準血管中心と、基準ＲｏＲの各々の値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、強度が前記複数の基準曲線関係を決定するために測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各基準血管上で中心にくるように位置合わせされるような前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記プロセッサは、前記複数の基準曲線関係を格納するように構成されている、
システム。
【0141】
実施例２５：
実施例２３に記載のシステムであって、
前記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比が前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークである、
システム。
実施例２３に記載のシステムであって、
前記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比が前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークである、
システム。
【0142】
実施例２６：
実施例２３に記載のシステムであって、
前記ＡＣ／ＤＣ成分比は、各行の中心列における前記光路に係るものである、
システム。
実施例２３に記載のシステムであって、
前記ＡＣ／ＤＣ成分比は、各行の中心列における前記光路に係るものである、
システム。
【0143】
実施例２７：
実施例２３に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ曲線関係の前記基準曲線関係との前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組み合わせを含む、
システム。
実施例２３に記載のシステムであって、
前記ＲｏＲ曲線関係の前記基準曲線関係との前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組み合わせを含む、
システム。
【0144】
実施例２８：
血流指標を監視するための方法であって、
シーケンス中のオン期間中、Ｒ×Ｃ個の発光ダイオード（ＬＥＤ）のうち少なくとも１つを駆動する工程と、
各々がオン期間の間にＣ個の光検出器のうち少なくとも１つから複数の強度測定値を受信する工程と、
前記期間にわたり、ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに係る前記複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定する工程と、
各光路についてＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
第１の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第２の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、複数のＲｏＲ値を決定する工程と、
生物学的指標を決定するために前記ＲｏＲ値の部分集合の少なくとも１つを利用する工程を含み、
前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤは、血管上に配置されるパッチの基板にあるＣ個の列とＲ個の行に沿って配置され、
前記ＬＥＤと光検出器の各々は、前記オン期間中に動作し光路を形成し、
前記Ｃ個の光検出器は、前記Ｒ個のＬＥＤの行に平行である光検出器の行に沿って配置され、
各々の光検出器は、前記光検出器から延在する前記Ｃ個のＬＥＤの列を定義する、
方法。
血流指標を監視するための方法であって、
シーケンス中のオン期間中、Ｒ×Ｃ個の発光ダイオード（ＬＥＤ）のうち少なくとも１つを駆動する工程と、
各々がオン期間の間にＣ個の光検出器のうち少なくとも１つから複数の強度測定値を受信する工程と、
前記期間にわたり、ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣ及びＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに係る前記複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定する工程と、
各光路についてＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
第１の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第２の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、複数のＲｏＲ値を決定する工程と、
生物学的指標を決定するために前記ＲｏＲ値の部分集合の少なくとも１つを利用する工程を含み、
前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤは、血管上に配置されるパッチの基板にあるＣ個の列とＲ個の行に沿って配置され、
前記ＬＥＤと光検出器の各々は、前記オン期間中に動作し光路を形成し、
前記Ｃ個の光検出器は、前記Ｒ個のＬＥＤの行に平行である光検出器の行に沿って配置され、
各々の光検出器は、前記光検出器から延在する前記Ｃ個のＬＥＤの列を定義する、
方法。
【0145】
実施例２９：
実施例２８に記載の方法であって、
前記複数のＬＥＤは、前記ＩＲ領域の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記方法は、
ヘマトクリット濃度Ｈｃｔ決定するために、少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いる際、Ｈｃｔ＝Ｆ（ＲｏＲ'）を用いて決定される前記生物学的指標であるヘマトクリット濃度Ｈｃｔを決定する工程を含み、
Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲから決定される基準ヘマトクリット濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の値の範囲に相関させる伝達関数であり、
ＲｏＲ'は少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である、
方法。
実施例２８に記載の方法であって、
前記複数のＬＥＤは、前記ＩＲ領域の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記方法は、
ヘマトクリット濃度Ｈｃｔ決定するために、少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いる際、Ｈｃｔ＝Ｆ（ＲｏＲ'）を用いて決定される前記生物学的指標であるヘマトクリット濃度Ｈｃｔを決定する工程を含み、
Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲから決定される基準ヘマトクリット濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の値の範囲に相関させる伝達関数であり、
ＲｏＲ'は少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である、
方法。
【0146】
実施例３０：
実施例２９に記載の方法であって、
前記伝達関数Ｆは、前記ヘマトクリット濃度を決定するために２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
方法。
実施例２９に記載の方法であって、
前記伝達関数Ｆは、前記ヘマトクリット濃度を決定するために２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
方法。
【0147】
実施例３１：
実施例３０に記載の方法であって、
強度測定前に、式Ｈｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて前記伝達関数Ｆを決定する工程を含み、
変数ａ、ｂ、及びｃは、Ｈｃｔの既知の値を決定するためにＲ＝ＲｏＲの基準値から決定される、
方法。
実施例３０に記載の方法であって、
強度測定前に、式Ｈｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて前記伝達関数Ｆを決定する工程を含み、
変数ａ、ｂ、及びｃは、Ｈｃｔの既知の値を決定するためにＲ＝ＲｏＲの基準値から決定される、
方法。
【0148】
実施例３２：
実施例２８に記載の方法であって、
前記複数のＬＥＤは、第１の前記赤外領域の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記システムは第２の前記赤色の波長で発光する複数のＬＥＤをさらに含み、
前記複数のＬＥＤの各々は、前記Ｒ×Ｃ行列の前記複数のＩＲＬＥＤの各々に隣接するように前記基板上に配置され、
前記光信号インターフェースは、独立したＩＲ光路ＯＰＩＲ，ｒ，ｃ及び赤色光路ＯＰｒｅｄ，ｒ，ｃを形成するように、ＩＲＬＥＤと赤色ＬＥＤの各々を独立して駆動するように構成されており、
前記方法は、さらに、酸素飽和指標を測定する工程を含み、
各波長の光路についての複数の強度測定値を受信する期間にわたり、前記光路ＯＰＩＲ，ｒｃに対応する複数の赤色強度測定値Ｉｒｅｄ，ｒｃ及び複数のＩＲ強度測定値ＩＩＲ，ｒｃを受信し、
赤色ＡＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＡＣ及び赤色ＤＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり、各光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値の関数として決定し、
ＩＲのＡＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ及びＩＲのＤＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり、各光路ＯＰＩＲ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値の関数として決定し、
各光路について、赤色ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｅｄ，ｒ，ｃ＝Ｉｒｅｄ，ｒｃ／Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを決定し、
各光路について、ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比：ＲＩＲ，ｒｃ，ＡＣ＝ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ／ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを決定し、
全ての前記赤色及びＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比が取り込まれるまで、赤色またはＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のいずれかの各々を、赤色またはＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のいずれかの各々を、赤色またはＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のいずれかの各々で除すことによって、複数の合成ＲｏＲを決定し、
第１の複数の選択された合成ＲｏＲを第２の複数の選択された合成ＲｏＲで除すことによって、複数のＲｏＲ値を決定し、
生物学的指標を決定するために少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合を用いることにより、酸素飽和指標が測定される、
方法。
実施例２８に記載の方法であって、
前記複数のＬＥＤは、第１の前記赤外領域の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記システムは第２の前記赤色の波長で発光する複数のＬＥＤをさらに含み、
前記複数のＬＥＤの各々は、前記Ｒ×Ｃ行列の前記複数のＩＲＬＥＤの各々に隣接するように前記基板上に配置され、
前記光信号インターフェースは、独立したＩＲ光路ＯＰＩＲ，ｒ，ｃ及び赤色光路ＯＰｒｅｄ，ｒ，ｃを形成するように、ＩＲＬＥＤと赤色ＬＥＤの各々を独立して駆動するように構成されており、
前記方法は、さらに、酸素飽和指標を測定する工程を含み、
各波長の光路についての複数の強度測定値を受信する期間にわたり、前記光路ＯＰＩＲ，ｒｃに対応する複数の赤色強度測定値Ｉｒｅｄ，ｒｃ及び複数のＩＲ強度測定値ＩＩＲ，ｒｃを受信し、
赤色ＡＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＡＣ及び赤色ＤＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり、各光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値の関数として決定し、
ＩＲのＡＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ及びＩＲのＤＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり、各光路ＯＰＩＲ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値の関数として決定し、
各光路について、赤色ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｅｄ，ｒ，ｃ＝Ｉｒｅｄ，ｒｃ／Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを決定し、
各光路について、ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比：ＲＩＲ，ｒｃ，ＡＣ＝ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ／ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを決定し、
全ての前記赤色及びＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比が取り込まれるまで、赤色またはＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のいずれかの各々を、赤色またはＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のいずれかの各々を、赤色またはＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のいずれかの各々で除すことによって、複数の合成ＲｏＲを決定し、
第１の複数の選択された合成ＲｏＲを第２の複数の選択された合成ＲｏＲで除すことによって、複数のＲｏＲ値を決定し、
生物学的指標を決定するために少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合を用いることにより、酸素飽和指標が測定される、
方法。
【0149】
実施例３３：
実施例２８に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合は、前記酸素飽和指標ＳｐＯ２を、
ＳｐＯ２＝Ｆ（ＲｏＲ'）
に従って決定するために用いられ、
Ｆは、基準酸素飽和測定システムを用いて測定されるＲｏＲ値の少なくとも１つの部分集合から決定される基準酸素飽和濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲を酸素飽和の範囲に相関させる伝達関数である、
方法。
実施例２８に記載の方法であって、
前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合は、前記酸素飽和指標ＳｐＯ２を、
ＳｐＯ２＝Ｆ（ＲｏＲ'）
に従って決定するために用いられ、
Ｆは、基準酸素飽和測定システムを用いて測定されるＲｏＲ値の少なくとも１つの部分集合から決定される基準酸素飽和濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲を酸素飽和の範囲に相関させる伝達関数である、
方法。
【0150】
実施例３４：
実施例３３に記載の方法であって、
前記伝達関数Ｆは、前記酸素飽和濃度を決定するために、２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
方法。
実施例３３に記載の方法であって、
前記伝達関数Ｆは、前記酸素飽和濃度を決定するために、２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
方法。
【0151】
実施例３５：
実施例３３に記載の方法であって、
ＳｐＯ２＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて前記伝達関数Ｆを決定する工程を含み、
変数ａ、ｂ、及びｃは、ＳｐＯ２の既知の値Ｒ＝ＲｏＲの基準値を用いて決定される、
方法。
実施例３３に記載の方法であって、
ＳｐＯ２＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて前記伝達関数Ｆを決定する工程を含み、
変数ａ、ｂ、及びｃは、ＳｐＯ２の既知の値Ｒ＝ＲｏＲの基準値を用いて決定される、
方法。
【0152】
実施例３６：
血管の幾何学的特性を決定するための方法であって、
シーケンス中のオン期間の間、血管上に配置されるパッチの基板上にあるＲ個の行とＣ個の列に沿って配置される、Ｒ×Ｃ個の発光ダイオード（ＬＥＤ）の少なくとも１つを駆動する工程と、
各々のオン期間の間、Ｃ個の光検出器の少なくとも１つから複数の強度測定値を受信する工程と、
ある期間にわたり、各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値の関数として、ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣとＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
各光路について、ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
前記ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１行が前記複数のＲｏＲに取り込まれるまで、各行のＡＣ／ＤＣ成分比を高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、複数のＲｏＲを決定する工程と、
大部分が前記血管と交差する光路の１行に対応するＲｏＲの最適な１行を特定する工程と、
前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心行の間の距離に相関させる工程と、
前記最適なＲｏＲの行について、ＲｏＲ曲線関係を特定する工程と、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較する工程と、
前記基準曲線関係の前記既知の血管径から前記血管の断面積を決定する工程を含み、
前記ＬＥＤと光検出器の各々は、前記オン期間中に光路を形成し、
前記Ｃ個の光検出器は、前記ＬＥＤのＲ個の行に平行な光検出器の行に沿って配置され、前記光検出器の各々から延在する前記Ｃ個のＬＥＤの列を定義し、
前記基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対するＡＣ／ＤＣ成分比（基準ＲｏＲ）の百分率の値を含み、
各値は、前記基準血管の中心と基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上の中心にくるように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成される、
方法。
血管の幾何学的特性を決定するための方法であって、
シーケンス中のオン期間の間、血管上に配置されるパッチの基板上にあるＲ個の行とＣ個の列に沿って配置される、Ｒ×Ｃ個の発光ダイオード（ＬＥＤ）の少なくとも１つを駆動する工程と、
各々のオン期間の間、Ｃ個の光検出器の少なくとも１つから複数の強度測定値を受信する工程と、
ある期間にわたり、各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値の関数として、ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣとＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
各光路について、ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
前記ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１行が前記複数のＲｏＲに取り込まれるまで、各行のＡＣ／ＤＣ成分比を高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、複数のＲｏＲを決定する工程と、
大部分が前記血管と交差する光路の１行に対応するＲｏＲの最適な１行を特定する工程と、
前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心行の間の距離に相関させる工程と、
前記最適なＲｏＲの行について、ＲｏＲ曲線関係を特定する工程と、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較する工程と、
前記基準曲線関係の前記既知の血管径から前記血管の断面積を決定する工程を含み、
前記ＬＥＤと光検出器の各々は、前記オン期間中に光路を形成し、
前記Ｃ個の光検出器は、前記ＬＥＤのＲ個の行に平行な光検出器の行に沿って配置され、前記光検出器の各々から延在する前記Ｃ個のＬＥＤの列を定義し、
前記基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対するＡＣ／ＤＣ成分比（基準ＲｏＲ）の百分率の値を含み、
各値は、前記基準血管の中心と基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上の中心にくるように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成される、
方法。
【0153】
実施例３７：
実施例３６に記載の方法であって、
前記最適な行を特定する工程は、各列のＲｏＲの加重平均の計算する工程と、前記最適な行における前記ＲｏＲとして前記加重平均ＲｏＲ値を用いる工程を含む、
方法。
実施例３６に記載の方法であって、
前記最適な行を特定する工程は、各列のＲｏＲの加重平均の計算する工程と、前記最適な行における前記ＲｏＲとして前記加重平均ＲｏＲ値を用いる工程を含む、
方法。
【0154】
実施例３８：
実施例３６に記載の方法であって、
前記ＲｏＲ曲線関係を前記複数の基準曲線関係と比較する際、前記ＲｏＲ曲線歓喜会と前記基準曲線関係の間のオフセットを決定し、
前記オフセットは、前記Ｒ×Ｃ行列の前記中心列と、前記基準曲線関係におけるピーク位置によって示される前記血管の前記中心との間の距離に対応する、
方法。
実施例３６に記載の方法であって、
前記ＲｏＲ曲線関係を前記複数の基準曲線関係と比較する際、前記ＲｏＲ曲線歓喜会と前記基準曲線関係の間のオフセットを決定し、
前記オフセットは、前記Ｒ×Ｃ行列の前記中心列と、前記基準曲線関係におけるピーク位置によって示される前記血管の前記中心との間の距離に対応する、
方法。
【0155】
実施例３９：
実施例３６に記載の方法であって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の曲線関係の１つであり、
各基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対する基準ＡＣ／ＤＣ成分比の百分率（基準ＲｏＲ）の値を含み、
各値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記複数の基準曲線関係を決定するために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各基準血管上の中心となるように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記方法は、更に前記複数の基準曲線関係を格納する、
方法。
実施例３６に記載の方法であって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の曲線関係の１つであり、
各基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対する基準ＡＣ／ＤＣ成分比の百分率（基準ＲｏＲ）の値を含み、
各値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記複数の基準曲線関係を決定するために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各基準血管上の中心となるように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記方法は、更に前記複数の基準曲線関係を格納する、
方法。
【0156】
実施例４０：
実施例３７に記載の方法であって、
前記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比は前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値である、実施例３７に記載の方法。
実施例３７に記載の方法であって、
前記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比は前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値である、実施例３７に記載の方法。
【0157】
実施例４１：
実施例３７に記載の方法であって、
前記ＲｏＲ曲線関係の前記基準曲線関係との前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組み合わせを含む、
方法。
実施例３７に記載の方法であって、
前記ＲｏＲ曲線関係の前記基準曲線関係との前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組み合わせを含む、
方法。
【0158】
実施例４２：
血流指標を監視するための方法であって、
シーケンス中のオン期間の間、血管上に配置されるパッチの基板のＣ個の列とＲ個の行に沿って配置されるＲ×Ｃ個の発光ダイオード（ＬＥＤ）の少なくとも１つを駆動する工程と、
各々がオン期間の間、Ｃ個の光検出器の少なくとも１つから、複数の強度測定値を受信する工程と、
ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣとＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、ある期間にわたり各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定する工程と、
各光路について、ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１つの行が第１の複数のＲｏＲに取り込まれるまで、各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、第１の複数のＲｏＲを決定する工程と、
大部分が前記血管と交差する光路の行に対応する最適なＲｏＲの行を特定する工程と、
各前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心列との間の距離に相関させる工程と、
前記最適なＲｏＲの行についてのＲｏＲ曲線関係を特定する工程と、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較する工程と、
前記ＲｏＲ曲線関係のＲｏＲピークと前記基準曲線関係の前記基準ピークとの間のオフセットを決定する工程と、
前記基準曲線関係の基準ＲｏＲピークの上にある前記ＲｏＲ曲線関係のピークＲｏＲを特定し、前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対する前記ＲｏＲ曲線関係の前記ピークＲｏＲの百分率としてＲｏＲ修正因子を決定する工程と、
第２の複数のＲｏＲの中心列についてＲｏＲを決定するために、各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、他の行におけるＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより第２の複数のＲｏＲを決定する工程と
を含み、
前記ＬＥＤと光検出器の各々は、オン期間の間、光路を形成し、
前記Ｃ個の光検出器は、前記Ｒ個のＬＥＤの行に平行な光検出器の行に沿って配置され、
各光検出器は、前記光検出器から延在するＬＥＤのＣ個の列を定義し、
前記基準曲線関係は、ピークの基準ＡＣ／ＤＣ成分比に対するＡＣ／ＤＣ成分比の百分率（基準ＲｏＲ）の値を備え、
各値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準曲線関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上の中心にくるように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記ＲｏＲ修正因子は、血液指標を決定するための伝達関数において、前記第２の複数のＲｏＲの中心列に係るＲｏＲとともに用いられる、
システム。
血流指標を監視するための方法であって、
シーケンス中のオン期間の間、血管上に配置されるパッチの基板のＣ個の列とＲ個の行に沿って配置されるＲ×Ｃ個の発光ダイオード（ＬＥＤ）の少なくとも１つを駆動する工程と、
各々がオン期間の間、Ｃ個の光検出器の少なくとも１つから、複数の強度測定値を受信する工程と、
ＡＣ成分Ｉｒｃ，ＡＣとＤＣ成分Ｉｒｃ，ＤＣを、ある期間にわたり各光路ＯＰｒｃについて受信される複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定する工程と、
各光路について、ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Ｉｒｃ，ＤＣを決定する工程と、
ＡＣ／ＤＣ成分比の少なくとも１つの行が第１の複数のＲｏＲに取り込まれるまで、各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより、第１の複数のＲｏＲを決定する工程と、
大部分が前記血管と交差する光路の行に対応する最適なＲｏＲの行を特定する工程と、
各前記最適な行における各ＲｏＲを、前記対応するＲｏＲの前記光路と中心列との間の距離に相関させる工程と、
前記最適なＲｏＲの行についてのＲｏＲ曲線関係を特定する工程と、
前記ＲｏＲ曲線関係を、既知の血管径を有する基準血管に対応する基準曲線関係と比較する工程と、
前記ＲｏＲ曲線関係のＲｏＲピークと前記基準曲線関係の前記基準ピークとの間のオフセットを決定する工程と、
前記基準曲線関係の基準ＲｏＲピークの上にある前記ＲｏＲ曲線関係のピークＲｏＲを特定し、前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピークに対する前記ＲｏＲ曲線関係の前記ピークＲｏＲの百分率としてＲｏＲ修正因子を決定する工程と、
第２の複数のＲｏＲの中心列についてＲｏＲを決定するために、各行における各ＡＣ／ＤＣ成分比を、他の行におけるＡＣ／ＤＣ成分比で除すことにより第２の複数のＲｏＲを決定する工程と
を含み、
前記ＬＥＤと光検出器の各々は、オン期間の間、光路を形成し、
前記Ｃ個の光検出器は、前記Ｒ個のＬＥＤの行に平行な光検出器の行に沿って配置され、
各光検出器は、前記光検出器から延在するＬＥＤのＣ個の列を定義し、
前記基準曲線関係は、ピークの基準ＡＣ／ＤＣ成分比に対するＡＣ／ＤＣ成分比の百分率（基準ＲｏＲ）の値を備え、
各値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記基準曲線関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が前記基準血管上の中心にくるように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記ＲｏＲ修正因子は、血液指標を決定するための伝達関数において、前記第２の複数のＲｏＲの中心列に係るＲｏＲとともに用いられる、
システム。
【0159】
実施例４３：
実施例４２に記載のシステムであって、
前記最適な行を特定する工程は、各列におけるＲｏＲの加重平均を計算する工程と、前記最適な行におけるＲｏＲとして前記加重平均ＲｏＲを用いる工程を含む、
システム。
実施例４２に記載のシステムであって、
前記最適な行を特定する工程は、各列におけるＲｏＲの加重平均を計算する工程と、前記最適な行におけるＲｏＲとして前記加重平均ＲｏＲを用いる工程を含む、
システム。
【0160】
実施例４４：
実施例４２に記載の方法であって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の曲線関係の１つであり、
各基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対する基準ＡＣ／ＤＣ成分比の百分率（基準ＲｏＲ）の値を含み、
各値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記複数の基準曲線関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各基準血管上で中心が合うように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記方法は、さらに前記複数の基準曲線関係を格納する工程を含む、
方法。
実施例４２に記載の方法であって、
前記基準曲線関係は、各々が既知の血管径を有する基準血管に対応する複数の曲線関係の１つであり、
各基準曲線関係は、基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値に対する基準ＡＣ／ＤＣ成分比の百分率（基準ＲｏＲ）の値を含み、
各値は、前記基準血管の中心と、基準ＲｏＲの各値に対応する基準光路の基準光路中心との間の距離に対応し、
前記基準光路は、前記複数の基準曲線関係の決定のために強度が測定される際、前記Ｒ×Ｃ行列の中心列が各基準血管上で中心が合うように位置合わせされるように、前記Ｒ×Ｃ行列によって形成され、
前記方法は、さらに前記複数の基準曲線関係を格納する工程を含む、
方法。
【0161】
実施例４５：
実施例４２に記載の方法であって、
前記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比は、前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値である、
方法。
実施例４２に記載の方法であって、
前記複数のＲｏＲを決定する際、前記高い基準ＡＣ／ＤＣ成分比は、前記基準ＡＣ／ＤＣ成分比のピーク値である、
方法。
【0162】
実施例４６：
実施例４２に記載の方法であって、
前記光路に係る前記ＡＣ／ＤＣ成分比は、各行に係る中心列にある、
方法。
実施例４２に記載の方法であって、
前記光路に係る前記ＡＣ／ＤＣ成分比は、各行に係る中心列にある、
方法。
【0163】
実施例４７：
実施例４２に記載の方法であって、
前記ＲｏＲ曲線関係の前記基準曲線関係との前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組み合わせを含む、
方法。
実施例４２に記載の方法であって、
前記ＲｏＲ曲線関係の前記基準曲線関係との前記比較は、ルックアップテーブルの使用、アルゴリズム曲線フィッティングの実行、機械学習、又はそれらの任意の組み合わせを含む、
方法。
【0164】
本明細書で提供される開示は、特徴を、その好ましい例示的な実施形態の観点で説明する。多数の他の実施形態、修正及び変形形態は、添付の請求項の範囲及び趣旨から逸脱することなく、本開示の検討を基に、当業者によって実施されるであろう。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【手続補正書】
【提出日】2022-09-12
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
可撓性基板のパッチ、複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）及びＣ個の光検出器（ＰＤ）の行、光信号インターフェース、並びに処理システムを備え、前記可撓性基板のパッチは、血管上の皮膚の一部の領域に貼り付けるように構成され、
前記複数の発光ダイオード（ＬＥＤ）は、Ｒ×Ｃ行列を形成し、
前記Ｃ個の光検出器（ＰＤ）の行は、ＬＥＤのＲ個の行に対して実質的に平行となるように前記基板上に配置され、
前記ＬＥＤのＲ個の行は、各光検出器と実質的に同軸であるＣ列を形成するように延在し、
前記光信号インターフェースは、前記基板上に設けられ、各ＬＥＤをオン期間中に駆動し、行ｒ＝１～Ｒ、列ｃ＝１～ＣにあるＬＥＤと光信号を受信する前記光検出器によって形成される光路ＯＰｒｃの強度測定値を受信する前記光検出器の１つにおいて、前記オン期間中に前記光信号を入力するように構成され、
前記処理システムは、前記処理システムにより実行されるプログラム命令を格納するためのメモリを備え、
交流成分Ｉｒｃ，ＡＣと直流成分Ｉｒｃ，ＤＣを、各光路ＯＰｒｃに対して一定期間にわたり測定した複数の強度測定値Ｉｒｃの関数として決定し、
各光路に対してＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒ，ｃ＝Ｉｒｃ，ＡＣ／Iｒｃ，ＤＣを決定し、
第一の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比を第二の複数の選択されたＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって、複数のｒａｔｉｏ－ｏｆ－ｒａｔｉｏ（ＲｏＲ）を決定し、
少なくも１つの前記ＲｏＲ値の部分集合を用いて、生物学的指標を決定し、
前記処理システムは、前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、ＡＣ／ＤＣ成分比の各行におけるＡＣ／ＤＣ成分比を、前記光検出器の行に最も近いＬＥＤの行に対する前記光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の行における前記ＡＣ／ＤＣ成分比で除すことによって決定される、
システム。
【請求項2】
請求項１に記載のシステムであって、前記処理システムは前記複数のＲｏＲを決定するように構成され、
前記複数のＲｏＲは、光検出器の行に最も近いＬＥＤの行に係る前記光路に対応するＡＣ／ＤＣ成分比の１行におけるＡＣ／ＤＣ成分比をそれ自体で除し、
第２行から始まる各行のＡＣ／ＤＣ成分比を、次に続くＡＣ／ＤＣ成分比の行で除すことにより決定される、
システム。
【請求項3】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のＬＥＤは、複数の赤外光を放射する赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記処理システムの前記メモリは、前記処理システムによって実行されるプログラム命令を含み、
前記生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲ値の部分集合を用いる際、前記生物学的指標はヘマトクリット濃度Ｈｃｔであり、
前記ヘマトクリット濃度Ｈｃｔは、Ｈｃｔ＝Ｆ（ＲｏＲ'）を用いて決定され、
Ｆは、基準ヘマトクリット測定システムを用いて測定される複数の基準ＲｏＲ値から決定される基準ヘマトクリット濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲をヘマトクリット濃度の値の範囲に相関させ、
ＲｏＲ'は、少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合である、
システム。
【請求項4】
請求項３に記載のシステムであって、前記ＲｏＲ値の部分集合は、ＬＥＤの中心列に対応するＲｏＲ値を含む、
システム。
【請求項5】
請求項３に記載のシステムであって、前記ＲｏＲ'値は、前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含む、
システム。
【請求項6】
請求項３に記載のシステムであって、前記ＲｏＲ'値は、前記Ｒ×Ｃ個のＬＥＤの全てに対応するＲｏＲ値の集合を含み、
前記処理システムは、前記伝達関数に従って前記ＲｏＲ'値の表面フィッティングをするように構成される、
システム。
【請求項7】
請求項３に記載のシステムであって、前記伝達関数Ｆは、前記ヘマトクリット濃度を決定するために２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングする、
システム。
【請求項8】
請求項７に記載のシステムであって、強度測定前に、前記伝達関数ＦはＨｃｔ＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ、ｂ、及びｃは、既知のＨｃｔの値を決定するために基準値Ｒ＝ＲｏＲから決定される、
システム。
【請求項9】
請求項１に記載のシステムであって、前記複数のＬＥＤは、前記赤外領域にある第１の波長で発光する複数の赤外（ＩＲ）ＬＥＤであり、
前記システムは、さらに赤色領域にある第２の波長で発光する複数の赤色ＬＥＤを備え、
前記複数の赤色ＬＥＤの各々は、前記Ｒ×Ｃ行列にある前記複数のＩＲＬＥＤの各々に隣接するように前記基板上に配置され、
前記光信号インターフェースは、独立したＩＲ及び赤色光路であるＯＰIR,ｒｃとＯＰｒｅｄ，ｒｃを形成するように、ＩＲＬＥＤと赤色ＬＥＤをそれぞれ独立に駆動するように構成され、
前記処理システムは、
前記光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに対応する複数の赤色強度測定値と、前記光路ＯＰIR,ｒｃに対応する複数のＩＲ強度測定値ＩIR,ｒｃを、複数の各波長における各光路の強度測定値を受信する期間にわたって受信し、
赤色ＡＣ成分Iｒｅｄ，ｒｃ，ＡＣ及び赤色ＤＣ成分Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各赤色光路ＯＰｒｅｄ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
ＩＲのＡＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＡＣ及びＩＲのＤＣ成分ＩＩＲ，ｒｃ，ＤＣを、前記期間にわたり各ＩＲ光路ＯＰＩＲ，ｒｃに係る前記複数の強度測定値Iｒｃの関数として決定し、
赤色ＡＣ／ＤＣ成分比：Ｒｒｅｄ，ｒ，ｃ＝Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ａｃ／Ｉｒｅｄ，ｒｃ，ｄｃを各赤色光路について決定し、
ＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比：ＲＩＲ，ｒ，ｃ＝ＩＩＲ，ｒｃ，ａｃ／ＩＩＲ，ｒｃ，ｄｃを各ＩＲ光路について決定し、
各赤色又はＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々を、ＩＲ又は赤色のＡＣ／ＤＣ成分比のどちらかの各々で、全ての前記赤色及びＩＲのＡＣ／ＤＣ成分比が取り込まれるまで除すことにより、複数の合成ＲｏＲを決定し、
第１の複数の選択された合成ＲｏＲを第２の複数の選択された合成ＲｏＲで除すことにより、複数のＲｏＲ値を決定し、
生物学的指標を決定するために少なくとも１つの前記ＲｏＲの部分集合を用いることにより、酸素飽和指標を測定するように構成される、
システム。
【請求項10】
請求項９に記載のシステムであって、前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合は、前記酸素飽和ＳｐＯ２を、
ＳｐＯ２＝Ｆ（ＲｏＲ'）
に従って決定するために用いられ、
Ｆは、基準酸素飽和測定システムを用いて測定される前記少なくとも１つのＲｏＲ値の部分集合から決定される基準酸素飽和濃度に基づき、ＲｏＲ値の範囲を酸素飽和の範囲に相関させる伝達関数である、
システム。
【請求項11】
請求項１０に記載のシステムであって、前記伝達関数Ｆは、前記酸素飽和濃度を決定するために、２次多項式を前記ＲｏＲ'値にフィッティングさせる、
システム。
【請求項12】
請求項１１に記載のシステムであって、強度測定前に、前記伝達関数ＦはＳｐＯ２＝ａＲ２＋ｂＲ＋ｃを用いて決定され、
変数ａ，ｂ，及びｃは、ＳｐＯ２の既知の値を決定するために基準値Ｒ＝ＲｏＲから決定される、
システム。
【請求項13】
請求項１に記載のシステムであって、前記パッチは、前記基板上に搭載される通信インターフェースを含み、
前記複数の強度を、１つ以上のネットワーク化計算機器を動作させる前記処理システムに伝達するように構成される、
システム。
【請求項14】
請求項１に記載のシステムであって、前記パッチは、前記パッチの基板上に搭載される処理システムと、
ネットワーク上で生物学的指標を通信するように構成される通信インターフェースを含む、
システム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図6】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図8A】
【図8B】
【図8C】
【国際調査報告】