説明

患者内の自動電気コヒーレンス分析のための携帯型医療装置

【課題】 従来技術の装置の欠点を示さない患者の生理学的信号、特に震せん信号を監視するための医療装置を提供する。
【解決手段】 この医療装置は監視周波数の関数として、第一の患者目標領域の表面での第一組の電気信号、及び第二の患者目標領域の表面での第二組の電気信号をそれぞれ測定するための第一センサと第二センサを含む測定ユニット、及びこの測定ユニットに連結された処理ユニットを含み、この処理ユニットが第一組と第二組の電気信号間のコヒーレンスの分析を含む電気信号の分析を可能とするように構成されており、更に装置内の種々のユニット間の無線通信接続が確保されていることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は医療装置の分野に関する。
【0002】
より正確には、本発明は患者内の生理学的信号、好ましくは震せんを分析するための新規な装置に関する。
【背景技術】
【0003】
人の震せんは筋肉のリズム活性に相当し、最も一般的な運動障害である。最近の研究は60才を越える年齢の人口の3から4%が手足及び/または頭に震せんを示すことを示した。
【0004】
患者内の生理学的信号を監視するために、すなわち筋電図信号を監視するために、種々の医療装置が従来技術で既に提案されている。商業的に入手できる遠隔測定装置の例はMyoMonitor(EMG Systems),MT8 Telemetry system(MIE Medical Research Ltd)及びMESPEC 4000 Telemetry(MEGA Electronics)である。
【0005】
日常生活時の信号を監視するためのツールもまた、提案されている。例えば、Keijsers N.L.ら(“Online monitoring of dyskinesia in patients with parkinson’s disease”,IEEE EMB Magazine,vol.May/june,pp.96−103,2003)はジスキネジアのオンライン監視のための加速度計を提案している。
【0006】
前記装置の殆どは脳及び筋肉を含む患者の特定の目標領域に置かれる表面電極または針電極の形の震せん信号を測定するためのセンサを使用する。
【0007】
しかし、前記医療装置はそれらの使用を制限する幾つかの欠点を提示する。実際には、前記装置は診断のために医者によりそれ自体即座に使用されることができる測定された信号についての関連情報を自動的に提供しない。対照的に、前記装置により収集されたデータは専用センターでそのために訓練された非常に専門化された人の管理下の更なる研究を必要とする。加えて、前記装置の寸法は患者のベッドでの信号監視(臨床検査)が不可能であり、患者の移動が必要であるようなものである。
【0008】
言い換えれば、従来技術の装置は時間消費的な、高価なかつ患者にとって不快な信号監視を提供する。
【0009】
従って、改善された医療装置、すなわち震せん分析に適合した医療装置に対するかなり重要な要求がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は上に開示したような従来技術の装置の欠点を示さない、患者の生理学的信号、特に震せん信号を監視するための医療装置を提供することを目的とする。
【0011】
特に、本発明は使用が容易で、適度の費用のものであり、かつ診断のために医者により直接使用されることができる測定信号の関連分析をもし必要なら即座に自動的に提供する携帯型医療装置を提供することを目的とする。
【0012】
本発明の別の目的は非侵襲性の医療装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明は患者内の目標領域の電気活性の自動監視のための携帯型医療装置に関し、前記医療装置は:
− 監視周波数の関数として、第一の患者目標領域の表面での第一組の電気信号、及び第二の患者目標領域の表面での第二組の電気信号をそれぞれ測定するための第一センサと第二センサを少なくとも含む測定ユニット;
− この測定ユニットに連結された処理ユニット;
を含み、前記処理ユニットが:
(i)測定ユニットにより測定された第一組の電気信号を収集するための従属ユニット;
(ii)従属ユニットにより収集された第一組の電気信号を受けるために前記従属ユニットに連結された、第二センサにより測定された第二組の電気信号を収集するための(及びこのようにして収集された第一組と第二組の電気信号を分析するための)マスターユニット;
(iii)マスターユニットに連結された、マスターユニットにより実施された電気信号分析の結果を少なくとも提示するためのLCDディスプレーのような視覚化ユニット;及び
(iv)マスターユニットにより収集された第一組と第二組の電気信号を受けかつ記録する(それらを分析しかつ得られた分析結果を臨床医のために適切な形で提示する)ためのマスターユニットに連結された多分基本ユニット;
を含み、マスターユニットと基本ユニットが監視周波数の関数として第一組と第二組の電気信号間のコヒーレンスの分析を含む電気信号の分析を可能とするように構成されており、この装置がこの装置の種々のユニット間の無線通信接続を確保するための無線通信ユニットを更に含む。
【0014】
好ましくは、電気信号は震せん信号に相当する。
【0015】
有利には、センサは筋電図センサ、脳造影センサ及び/または皮質センサからなる群から選ばれる。
【0016】
好ましくは、前記センサは表面電極、(筋肉内)針電極またはマイクロ電極のような生化学的センサ電極である。
【0017】
有利には、本医療装置は筋肉間または筋肉内震せんコヒーレンス分析のために適合している。
【0018】
好ましくは、前記医療装置は約0.1Hzと約30Hzの間、好ましくは約3Hzと約16Hzの間、より好ましくは約3Hzと約12Hzの間からなる監視周波数での作業に適合している。
【0019】
好ましくは、基本ユニットは操作条件での装置の構成パラメーターを設定する構成ツールを含み、前記構成パラメーターはマスター及び従属ユニットが作動しなければならないサンプリング周波数と監視周波数を含む。
【0020】
有利には、本医療装置の無線通信ユニットはブルートゥース技術を使用する。
【0021】
本発明は、また本医療装置の特定の病気に関する震せんを特徴付けるツールとしての使用に関する。
【0022】
有利には、本医療装置はまた、震せんにおける医薬の効果を試験するためのツールとして使用されることができる。
【0023】
しかし、本発明による医療装置は震せんに関する中間結果に相当する身体データを提供し、それらデータはそれら自身で診断または治療における医者または外科医による決定を可能としないことは注目されなければならない。
【0024】
図面の簡略説明
図1は本発明による装置の種々のユニットの概略図を示す。
【0025】
図2aは肢内震せんコヒーレンスを監視するための前記装置の適用例を示す。
【0026】
図2b−2c及び図3は肢内震せんコヒーレンスを監視するための前記装置の適用例を示す。
【0027】
図4は本発明による医療装置の一実施態様により得られたEMG信号の例を与える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0028】
図1は本発明による携帯装置の種々の要素及びそれらの互いの関係が示されている図を示す。
【0029】
図1に示されるように、前記医療装置は少なくとも第一センサ2と第二センサ3を含む測定ユニット1を含む。前記センサ2,3は筋電図センサ、脳造影センサ、または皮質センサであることができ、好ましくは所望により電池(15)に連結されかつ低域または高域フィルタと組合された電極の形を取ることができる。前記電極は例えば表面電極または所望により界面接着剤13により皮膚12に結合されるかまたは筋肉14(特定場所10,11)内に挿入された(筋肉内)針電極であることができる。
【0030】
更に、この装置は有利に信号/雑音比を改善する筋電図増幅器を含むことができる。
【0031】
第一及び第二センサ2,3の両者は作動状態で約0.1Hzと約30Hzの間、好ましくは約3Hzと約16Hzの間、より好ましくは約3Hzと約12Hzの間からなる監視周波数での電気活性を測定することができる。
【0032】
本発明による医療装置はまた、測定ユニット1に、例えばブルートゥース技術またはHomeRFまたはWiFi技術またはIrDA技術を用いる無線通信網により連結された処理ユニット4を含む。
【0033】
処理ユニット4の機能は臨床医に直接利用できる関連情報を提供するような方法でセンサ2,3により測定されかつ伝送された電気信号に関するデータを作動状態で処理(増幅、フィルタ、分析)すること(得られた干渉値が計算され、記憶されかつ表示される)であるが、それはまた追加の表示ハードウエア及びソフトウエアによりオフラインで監視され、更に分析されることもできる。
【0034】
より正確には、前記処理ユニット4は前記第一センサ2により測定された第一組の電気信号を収集するための第一センサ2に連結された従属ユニット5を含む。
【0035】
前記従属ユニット5はマスターユニット6が作動状態で従属ユニット4により収集された第一組の電気信号を受けることができるような方法でマスターユニット6に連結されている。
【0036】
マスターユニット6はまた、前記第二センサ3により測定された第二組の電気信号を収集するための第二センサ3に連結されている。
【0037】
加えて、マスターユニット6はこのようにして収集された第一組及び第二組の電気信号の分析を可能とするように構成されている。
【0038】
基本ユニット8は所望によりマスターユニット6により収集された第一組及び第二組の電気信号を受けて記録するためにマスターユニット6に連結されており、それらを分析し、前記分析の結果を臨床医に対し適切な形で提示する。
【0039】
言い換えれば、マスターユニット6及び基本ユニット8の両者はマスターユニット6により収集された第一組及び第二組の電気信号の分析を実施することができる。
【0040】
医療装置はマスターユニット6及び所望により要求あり次第マスターユニット6により実施された電気信号分析の結果を提示することができる基本ユニット8に連結されたLCDディスプレー(8欄×2行の文字ディスプレー)のような視覚化ユニット7を更に含む。
【0041】
本発明による医療装置において、マスターユニット6及び所望により基本ユニット8は監視周波数の関数として第一組及び第二組の電気信号間のコヒーレンスの分析を含む電気信号の分析を可能とするように構成されている。
【0042】
マスターユニット6及び基本ユニット8による二組の電気信号の処理は次のコヒーレンスアルゴリズムを適用するこれらのユニット(6及び8)の構成により得られたコヒーレンスの関数の計算を含む。コヒーレンスは線形相関の有限測度であり、二つの信号xとyに対して次のように定義される:

ここでfは考慮された周波数を示し、Gxy

により示される複素クロスパワースペクトル(complex cross power spectrum)であり、かつクロス相関関数のフーリエ変換である:

ここでxとy(EMG信号)は実数であり、E[ ]は数学的期待値を示す。
【0043】
コヒーレンスは一つの信号が第二信号の線形関数であるとき1に等しく、コヒーレンスは線形独立の場合0に等しい。
【0044】
本医療装置の種々のユニット(要素)の寸法、構成及び重量は、それが携帯可能でありかつそれが衣服のポケット内に容易に置かれることができるようなものであることに注目されるべきである。
【0045】
この装置はまた、取得した信号を適切に増幅し、信号/雑音比を改善するための一つまたはそれ以上の(筋電図)増幅器を含むことができる。
【0046】
この装置の種々の要素間の通信網は無線形式のものであり、例えばブルートゥース技術またはHomeRFまたはWiFi技術またはIrDA技術を使用する。
【0047】
結果として、この医療装置はどのような電気設備からも独立しているという利点を持ち、例えば道路事故犠牲の迅速検査のためのような極端な状態で使用されることができるだろう。
【0048】
別の結果として、この医療装置は患者の臨床検査時に容易に使用されることができ、従来技術の装置より患者に対しより快適である。
【0049】
図2a、図2b−2c及び図3はかかる医療装置の二つの可能な応用例を示す。図2aに示すように、肢筋肉内震せんコヒーレンスを監視するために患者の同じ上肢に位置する二つの異なる領域10,11にセンサが置かれることができる。センサ2,3はまた、図2b−2c及び図3に示すように肢筋肉間震せんコヒーレンスを監視するために患者の異なる上肢上にそれぞれ位置した二つの異なる領域10,11に置かれることができる。
【0050】
しかし、本医療装置は前記例示に限定されないことに注目することが重要である。本発明による医療装置の他の応用は当業者により予想されることができるだろう。
【0051】
例えば、センサは他の筋肉または脳のような他の患者の目標領域に固定するのに適合されることができる。
【0052】
図4は本発明による医療装置の一実施態様により取得されたEMG信号の例を与える。前記実施態様の医療装置の技術的特性は次のとおりであった:
− マスターユニット:
・ 3.6リチウムイオン再充電可能電池
・ マイクロコントローラー3.3V
・ 3.3V電圧調節器
・ 信号調節ブロック
・ 115kbpsのシリアルポートを用いるブルートゥースモデュールによる通信
・ 7.32MHzシステムクロック
・ サンプリング周波数:512Hz
− 従属ユニット:マスターユニットと同じ
− 信号調節モデュール(マスターと従属ユニットの両者):
・ 信号増幅
・ 低域フィルタ(400Hz)
・ 信号修正
・ ダイオードクリッピング回路
− コンピュータ(基本ユニット8):
・ ウインドウズオペレーティングシステム
・ 開発されたTCAソフトウエア
・ RS232−シリアルポート
・ ブルートゥースモデュール
【0053】
筋肉震せんコヒーレンス分析以外に、この医療装置はまた、皮質と皮質のコヒーレンス分析及び皮質と筋肉のコヒーレンス分析のような電気活性測定を通して検出可能な他の生理学的信号間のコヒーレンスの監視を可能とするように構成されることができる。
【0054】
更に、この医療装置は医者の日常業務で医者により使用可能なルーチンツールとしてだけでなく、種々の研究のための探索ツールしても使用されることができるだろう。
【0055】
例えば、この医療装置はもし震せんを発生する独特の発生器があるならまたはもし互いに相互作用する幾つかの震せん発生器があるなら、患者を研究するツールとして使用されることができるだろう。その観点から、この医療装置は医者または臨床医により良い診断を確立させることを助けることができるデータを提供する有用なツールとして考えられることができるだろう(コヒーレンス値の直接表示を持つリアルタイムの筋電図信号の分析)。
【0056】
本医療装置はまた、電気活性(変化、事象、作用)への医薬または他種の刺激の影響を筋電図信号間のコヒーレンスへの前記医薬及び刺激の影響の直接評価により試験するために臨床医または製薬会社により使用されることができるだろう。
【0057】
本医療装置はまた、次のような有用な用途を見出す:
− コヒーレンスへの深層脳刺激(視床核Vimの刺激、視床下核STNの刺激)の推定;
− 起立性震せんの筋肉間コヒーレンスの値のオンライン直接評価;
− 高周波同期放電で観察されるような、低コヒーレンスから高コヒーレンスへの移動の検出;
− パーキンソン病及び本態性震せんにおける筋肉間コヒーレンスの疫学的分析;
− 静止、体位及び動的震せんのコヒーレンスへの外的負荷の影響の研究;
− 筋肉間のコヒーレンスへの疲労または振動の影響の研究;
− 一つまたは異なる筋肉からの二つまたはそれ以上の筋線維間のコヒーレンスの評価(それらの放電は好ましくはマイクロ電極を用いて記録される)。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明による装置の種々のユニットの概略図を示す。
【図2】肢内震せんコヒーレンスを監視するための本装置の適用例を示す。
【図3】肢内震せんコヒーレンスを監視するための本装置の適用例を示す。
【図4】本発明による医療装置の一実施態様により得られたEMG信号の例を与える。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
患者内の目標領域(10,11)の電気活性の自動監視のための携帯型医療装置であって、前記医療装置が:
− 監視周波数の関数として、第一の患者目標領域(10)の表面での第一組の電気信号、及び第二の患者目標領域(11)の表面での第二組の電気信号をそれぞれ測定するための第一センサ(2)と第二センサ(3)を少なくとも含む測定ユニット(1);及び
− この測定ユニットに連結された処理ユニット(4);
を含み、前記処理ユニット(4)が:
(i)測定ユニットにより測定された第一組の電気信号を収集するための従属ユニット(5);
(ii)従属ユニット(5)により収集された第一組の電気信号を受けるために前記従属ユニット(5)に連結された、第二センサ(3)により測定された第二組の電気信号を収集するためのマスターユニット(6);
(iii)マスターユニットに連結された、マスターユニット(6)により実施された電気信号分析の結果を少なくとも提示するための視覚化ユニット(7);及び
(iv)マスターユニット(6)により収集された第一組と第二組の電気信号を受けかつ記録し、それらを分析しかつ前記分析結果を臨床医のために適切な形で提示するための、マスターユニット(6)に連結された基本ユニット(8);
を含み、マスターユニット(6)と基本ユニット(8)が監視周波数の関数として前記第一組と第二組の電気信号間のコヒーレンスの分析を含む電気信号の分析を可能とするように構成されており、この装置がこの装置の種々のユニット間の無線通信接続を確保するための無線通信ユニット(16)を更に含むことを特徴とする医療装置。
【請求項2】
電気信号が震せん信号に相当することを特徴とする請求項1に記載の医療装置。
【請求項3】
センサ(2,3)が筋電図センサ、脳造影センサ及び/または皮質センサからなる群から選ばれることを特徴とする請求項1に記載の医療装置。
【請求項4】
センサ(2,3)が生化学的センサ電極であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の医療装置。
【請求項5】
筋肉間震せんコヒーレンス分析のために適合していることを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記載の医療装置。
【請求項6】
約0.1Hzと約30Hzの間、好ましくは約3Hzと約16Hzの間、より好ましくは約3Hzと約12Hzの間からなる監視周波数での作業に適合していることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の医療装置。
【請求項7】
基本ユニット(8)が操作条件での装置の構成パラメーターを設定する構成ツールを含み、前記構成パラメーターはマスター及び従属ユニットが作動しなければならないサンプリング周波数と監視周波数を含むことを特徴とする請求項1から6のいずれか一つに記載の医療装置。
【請求項8】
無線通信ユニット(16)がブルートゥース技術を使用することを特徴とする請求項1に記載の医療装置。
【請求項9】
視覚化ユニット(7)がLCDディスプレーであることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の医療装置。
【請求項10】
電極が表面電極、針電極またはマイクロ電極からなる群から選ばれることを特徴とする請求項4に記載の医療装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公表番号】特表2008−501447(P2008−501447A)
【公表日】平成20年1月24日(2008.1.24)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2007−526131(P2007−526131)
【出願日】平成17年6月9日(2005.6.9)
【国際出願番号】PCT/BE2005/000095
【国際公開番号】WO2005/120347
【国際公開日】平成17年12月22日(2005.12.22)
【公序良俗違反の表示】
(特許庁注:以下のものは登録商標)
1.ウィンドウズ
【出願人】(505371070)ユニヴェルシテ リブル ドゥ ブリュッセル (8)
【出願人】(506405507)インスティテュート デ オートマティカ インダストリアル, シーエスアイシー (1)
【Fターム(参考)】