JP7280246B2 - 子宮収縮及び胎児心拍数を測定する装置 - Google Patents

Description

本発明は、ヘルスケアモニタリングの分野に関し、特に、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するために対象の腹部に配置される装置に関する。

産科では、特に分娩時に、胎児の健康を評価するために２つの医療パラメータが重要である。これらの２つのパラメータは、胎児心拍数及び子宮収縮（又は子宮活動）である。胎児の状態を決定するには、両方のパラメータを経時的に同時に記録することが重要である。最新の医療機器は、外部トランスデューサを使用してこれらのパラメータを得る。通常、この目的には超音波ドップラー（ＵＳ）トランスデューサ及びひずみゲージトランスデューサーが使用される。この場合、超音波ドップラートランスデューサーは、胎児心拍数を測定するセンサを備え、ひずみゲージトランスデューサーは、子宮収縮を測定するセンサを備えている。

子宮収縮及び胎児心拍数を同時に測定する場合、最高の信号品質を得るための腹部における最適な位置は通常、２つの測定に対して同一ではない。例えば、胎児心拍数トランスデューサは胎児の心臓の上に直接配置されなければならない。なぜなら、心拍数信号は、ノイズの多い受信超音波信号に含まれることが多いからである。このため、胎児心拍数トランスデューサ及び子宮収縮トランスデューサは、最適化のために個別に調整できるよう、伝統的に分離されている。２つのトランスデューサを分離することは、腹部における所定の位置にトランスデューサを固定するために独立した弾性ベルトが必要になることを意味する。しかしながら、ベルトの配置及び取り付けは時間がかかり、妊婦にとっては不便である。

トランスデューサの数を減らし、理想的には、単一のトランスデューサで最も重要なパラメータをキャプチャすることが有益である。例えば、これは、妊娠中の母親にとってより快適であり、技術的な要素が少なくて済むため、コストが低くなる。しかしながら、２つの測定原理の組み合わせに関連する問題は、ハウジング設計に関する要件及びそれぞれの最適なトランスデューサの配置が互いに適合しない点にある。例えば、胎児心拍数を測定する超音波トランスデューサは、圧電素子を接着できるハウジングベースを必要とする。利用可能な音場の大きさは、均一な量の観測をカバーするために重要である。一方、子宮収縮を測定する陣痛計（ｔｏｃｏ）トランスデューサの感知エリアのサイズは、感度と直接相関するため、調整可能であるべきである。感度の不足（例えば、脂肪層が広がっている場合）は、突き出ているフィーラーピンにより補償されることができる。

しかしながら、突き出しフィーラーピンは、圧力マーク、皮膚の炎症、身体的な不快感をもたらす。また、トランスデューサのベース上の圧電要素の機械的配置は固定されており、簡単に変更されることはできない。従って、トランスデューサの設計に子宮収縮センサを含めることから生じる構造的な変化は、トランスデューサの性能を低下させるリスクがあり、病院でのトランスデューサの検証の必要性も課す。このため、胎児心拍数（又は超音波）機能に関連するハウジング部品の機械的及び電気的構造の変更又は修正を避けることが望ましい。

ＥＰ０３０００６９号は、トランスデューサの例を開示し、そこでは、トランスデューサの機械的及び電気的構造に修正が加えられ、胎児心拍数センサに加えて子宮活動センサが組み込まれる。開示されたトランスデューサは、胎児心拍数測定用の圧電結晶を運ぶ可動ベースプレートと、子宮活動を測定するための抵抗線ひずみ要素とを含む。抵抗線ひずみ要素は、ガイドプレートを介して可動ベースプレートに接続され、これは、ベースプレートにより感知された機械的運動を抵抗線ひずみ要素に伝達し、子宮活動のインジケーションを与える。

抵抗線ひずみ要素は、トランスデューサに追加の機械要素が提供されることを必要とする。潜在的に故障する可能性のある要素が多くなるため、これは、トランスデューサが故障するリスクを高め、トランスデューサを可能な限り小さく保つための要件とも矛盾する。更に、胎児心拍数を測定するための圧電結晶と子宮活動を測定するための抵抗線ひずみ要素とを運ぶベースプレートは、機械的に接続されるため、これらの部品のいずれかに欠陥がある場合、これらの部品の両方が交換される必要がある。また、可動ベースプレートへの要素の機械的接続は、ベースプレートを損傷する可能性がある。強力な液体（消毒液など）の適用も、可動ベースプレートを損傷する可能性があり、トランスデューサにおける漏れをもたらす場合がある。

従って、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するための改善された装置が必要である。

上記のように、既存の装置に伴う制限は、何らかの方法でセンサを機械的に接続することなしに、単一の装置で胎児心拍センサ及び子宮収縮センサを組み合わせることができないことであり、従って、装置は、機械的に複雑であり、欠陥が起こるのがセンサの１つか又は両方かに関係なく、装置全体の交換が必要とされる。従って、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するための既存の問題を克服する改善された装置を有することは価値があるだろう。

従って、本発明の第１の態様によれば、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するために対象の腹部に配置される装置が提供される。装置は、対象の腹部に配置するための剛性基部と、剛性基部に接続するよう構成されたカバーとを有する。カバーは、対象の子宮収縮に基づき移動可能な可撓性部分を含む。この装置は、剛性基部に取り付けられ、胎児心拍数を測定するよう構成された胎児心拍数センサも備えている。装置は、装置内に配置され、対象の子宮収縮を測定するよう構成された子宮収縮センサを更に含む。

いくつかの実施形態では、カバー全体が可撓性部分であり得るか、又はカバーは、可撓性部分が配置される開口部を備え得るか、又は可撓性部分は、カバーの周囲に延在し、剛性基部に接続されるよう構成され得る。

いくつかの実施形態では、子宮収縮センサは、子宮収縮を表す圧力における変動を測定する圧力センサと、子宮収縮を表す光強度における変動を測定する光学センサと、子宮収縮を表す静電容量における変動を測定する静電容量センサと、子宮収縮を表すインダクタンスにおける変動を測定する誘導センサのいずれか１つ又は複数を有する。いくつかの実施形態では、光学センサは、剛性基部に取り付けられ、可撓性部分に向かって光を発するように配置された光源と、剛性基部に取り付けられ、可撓性部分から反射する光を検出するように配置された光検出器とを備えてもよい。いくつかの実施形態では、静電容量センサは、一対の導体を備えてもよく、剛性基部は、導体の対の一方を備えてもよく、カバーは、導体の対の他方を備えてもよい。いくつかの実施形態では、誘導センサは、コイル及び導電性プレートを備えてもよい。いくつかの実施形態では、誘導センサは、一対のインダクタを備えてもよく、剛性基部は、一対のインダクタの一方を備え、カバーは、一対のインダクタの他方を備えてもよい。

いくつかの実施形態では、胎児心拍数センサは、超音波センサ又はマイクロフォンを備えてもよい。いくつかの実施形態では、装置は、剛性基部上の異なる位置に取り付けられた複数の胎児心拍数センサを備えてもよい。これらの実施形態では、各胎児心拍数センサは、胎児心拍数を測定するよう構成されてもよい。いくつかの実施形態では、装置は、装置内の異なる位置に配置された複数の子宮収縮センサを備えてもよい。これらの実施形態では、各子宮収縮センサは、子宮収縮を測定するよう構成されてもよい。

いくつかの実施形態では、カバーは、剛性基部から取り外し可能であってもよい。いくつかの実施形態では、装置は、実質的に気密又は実質的に水密であってもよい。いくつかの実施形態では、装置は、支持部材により対象の腹部に対して保持されるよう構成されてもよい。これらの実施形態では、支持部材は、対象の腹部の周りに装着されるよう構成され得、子宮収縮に基づき可撓性部分の動きを引き起こすために装置と接触するように更に構成され得る。

いくつかの実施形態では、センサは、胎児心拍数及び子宮収縮を同時に測定するよう構成されてもよい。

第２の態様によれば、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するため、対象の腹部に置かれるときに装置を作動させる方法が提供される。装置は上記のとおりである。この方法は、胎児心拍数を測定するために胎児心拍数センサを制御するステップ、及び／又は子宮収縮を測定するために子宮収縮センサを制御するステップを含む。

本発明の第３の態様によれば、コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品が提供され、コンピュータ可読媒体は、その中に組み込まれたコンピュータ可読コードを有し、コンピュータ可読コードは、適切なコンピュータ又はプロセッサにより実行されるとき、コンピュータ又はプロセッサに上記の方法を実行させるよう構成される。

上述の態様及び実施形態によれば、既存の装置の制限が対処される。特に、上記の態様及び実施形態によれば、最小限の構造変化で単一の装置で対象の子宮収縮及び胎児心拍数の両方を確実に測定することが可能である。こうして、２つの測定値を取得するために使用される必要のある装置（及びベルトなどの対応する固定要素）の数が削減される。これは、実際に必要とされる技術的労力も削減し、対象の不快感も最小化する。

更に、上記の態様及び実施形態は、監視品質を損なうことなくこれを可能にする。例えば、カバーは子宮収縮に基づき移動可能な可撓性部分を備えているため、子宮収縮は、胎児心拍数センサの性能を損なうことなく、この動きから測定されることができる。従って、胎児心拍数センサ及び子宮収縮センサの両方から信頼できる測定値が取得されることができる。ここで、２つのセンサは、１つの装置に配置される。胎児心拍数センサの機械的配置及び性能は、子宮収縮センサが斯かる複合装置に配置される場合でも、変更されないままとすることができる。装置のカバーが可撓性部分を含み、一方で装置の基部が剛性であるという事実は、腹部に配置される装置の基部が、攻撃的な液体（消毒液など）に対してより強く、漏れにくいことを意味する。一方、装置の可撓性部分は、子宮収縮の影響を受けやすいため、これが測定されることができる。

更に、子宮収縮により生成される力から生じる、特性における変動を測定するための非機械的センサ（圧力センサ、光学センサ、静電容量センサ、及び／又は誘導センサなど）の使用は、装置を非常に簡素化し、他の方法では必要とされる場合がある機械部品を削減（又は排除）する。これは、装置のサイズが小さくされることを可能にし、更に、装置が機械的な故障に遭遇するリスクを最小化する。

従って、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するための既存の問題を克服する改善された装置が提供される。

一実施形態による装置のブロック図である。 一実施形態による装置のブロック図である。 一実施形態による装置の図である。 一実施形態による装置の一部の図である。 一実施形態による使用中の装置の一部の図である。 一実施形態による装置により測定された圧力における変動のグラフ表示である。

実施形態の好適な理解のため、及びそれらがどのように実現されるかをより明確に示されるため、単なる例として、添付の図面が参照される。

上記のように、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するための既存の問題を克服する改良された装置が提供される。

図１Ａ及び図１Ｂは、一実施形態による、対象の子宮収縮及び胎児心拍数（ＦＨＲ）を測定するために対象の腹部１０２に配置される装置１００の例を示す。本書で説明される装置１００は、トランスデューサと呼ばれ、又はいくつかの実施形態では、組み合わせられた陣痛計（トコ）超音波トランスデューサとも呼ばれる。本書で言及される子宮収縮は、子宮活動（ＵＡ）とも呼ばれ得る。子宮収縮は、子宮筋の硬化又は緊張を含み、対象の腹部１０２に置かれた装置１００における力をもたらす。

本書に記載の装置１００は、密閉容積を含むことができる。密閉容積は、ある容積の気体（例えば、空気）を含むことができる。図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、装置１００は、対象の腹部１０２上に配置される（又は適応する）剛性基部（例えば、剛性基板）１０４を備える。装置１００は、剛性基部１０４に接続するよう構成されたカバー（例えば、蓋）１０６を更に備える。カバー１０６及び剛性基部１０４は、互いに接続可能な２つの別個の部品であり得る。従って、実際には、装置１００は、ケーシング（ハウジングとも呼ばれ得る）を備え、ケーシングは、剛性基部１０４及びカバー１０６を備える。剛性基部１０４及びカバー１０６は、一緒にケーシング（又はハウジング）を提供する。装置１００のカバー１０６は、可撓性部分（図１Ａ及び図１Ｂにて図示省略）を含む。この可撓性部分は、対象の子宮収縮に基づき可動である。

剛性基部１０４に接続されるとき、カバー１０６は剛性基部１０４により支持される。剛性基部１０４及びカバー１０６は、互いに接続されるとき、両方とも外部（又は周囲）環境にさらされる。使用中、対象の腹部１０２に配置されるよう構成された装置１００の剛性基部１０４は、対象の腹部１０２と接触している（より具体的には直接接触している）。一方、装置１００のカバー１０６は、対象の腹部１０２と接触していない。剛性基部１０４は、使用時に、カバー１０６と対象の腹部１０２との間の分離を提供するよう構成される。従って、使用中、装置１００のカバー１０６は、剛性基部１０４により対象の腹部１０２から分離される。

図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、装置１００は、胎児心拍数センサ１０８を備える。胎児心拍数センサ１０８は、剛性基部１０４に取り付けられている。胎児心拍数センサ１０８は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、装置１００内に配置されるか、又は装置１００の外部（外部表面上など）に配置される。胎児心拍数センサ１０８は、胎児心拍数を測定するよう構成される。装置１００はまた、子宮収縮センサ１１０（陣痛計センサーと呼ばれることもある）を含む。子宮収縮センサ１１０は、装置１００内に配置され、対象の子宮収縮を測定するよう構成される。

胎児心拍センサ１０８は、剛性基部１０４に取り付けられており、剛性基部１０４は、対象の腹部１０２に配置され、胎児心拍センサ１０８は、装置１００の一部に配置され、これは、対象の腹部１０２に配置される。いくつかの実施形態では、子宮収縮センサ１１０は、装置１００の剛性基部１０４に取り付けられるなど、対象の腹部１０２に配置される装置１００の一部に配置されてもよい。図１Ａに示されるような他の実施形態では、子宮収縮センサ１１０は、対象１００の腹部１０２に配置される装置１００の部分に対して装置１００の対向する部分（又は対象の腹部１０２に配置される装置１００の部分とは反対の装置１００の部分）に配置されることができる。例えば、子宮収縮センサ１１０は、対象の腹部１０２に配置される装置１００の剛性基部１０４の反対側にある装置１００のカバー１０６に取り付けられてもよい。図１Ｂに示されるような更に他の実施形態では、子宮収縮センサ１１０は、剛性基部１０４とカバー１０６との間の空間に取り付けられてもよい。例えば、子宮収縮センサ１１０は、剛性基部１０４とカバー１０６との間の空間内に延びる支持部材に取り付けられてもよい。

装置１００内の子宮収縮センサ１１０の位置についていくつかの例が提供されたが、他の例も可能であり、子宮収縮センサ１１０は実際には、装置１００内の任意の位置に配置できる点を理解されたい。

本書に記載の実施形態のいずれにおいても、対象の子宮収縮は、対象の子宮収縮に対する装置１００の可撓性部分の反応として子宮収縮センサ１１０により測定されることができ、これは、対象の腹部１０２に配置される装置１００の剛性基部１０４での対象の子宮収縮の作用に等しい。これは、最適化された影響のない配置を可能にする。また、胎児心拍数センサ１０８の位置は、維持されるか、又は不変に保たれ得る。

本書で言及される子宮収縮センサ１１０は、子宮収縮を表す特性における変動を測定するよう構成された任意のセンサであり得る。特性における変動は、子宮収縮に基づき装置１００の可撓性部分の動きによりもたらされる変動である。子宮収縮センサ１１０は、非機械的センサであり得る。より具体的には、子宮収縮センサ１１０は、追加の機械的要素を必要とせずに子宮収縮を測定できる任意のセンサであり得る。子宮収縮センサ１１０は例えば、圧力センサ、光学センサ、容量性センサ、誘導センサ、子宮収縮を測定するのに適した他のセンサ、又は子宮収縮を測定するのに適したセンサの組み合わせの１つ又は複数を含むことができる。子宮収縮センサ１１０が圧力センサを含む実施形態では、圧力センサは、子宮収縮を表す（及びこれにより引き起こされる）圧力における変動又は変化を測定するよう構成される。例えば、圧力センサは、子宮収縮により引き起こされる対象の子宮筋における張力変動又は変化を、圧力における変動又は変化として測定することができる。圧力における変動又は変化は例えば、装置１００内に封入された気体の体積の圧縮及び／又はその後の減圧により生じる。装置１００内に封入された気体の体積の圧縮及び／又はその後の減圧から生じる圧力は、圧力センサにより測定されることができる。いくつかの実施形態では、圧力センサは、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースの圧力センサを備えてもよい。こうして、装置１００のサイズが縮小されることができる。

子宮収縮センサ１１０が光学センサを含む実施形態では、光学センサは、子宮収縮を表す（及び子宮収縮により引き起こされる）光強度における変動又は変化を測定するよう構成される。例えば、子宮収縮により引き起こされる対象の子宮筋における張力変動又は変化は、光強度における変動又は変化として光学センサにより測定されることができる。例示的な光学センサの実施形態では、光学センサは、剛性基部１０４に取り付けられ、可撓性部分に向けて光を発するように配置された光源と、同様に剛性基部１０４に取り付けられ、可撓性部分から反射する光を検出するように配置された光検出器とを備えてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、可撓性部分は反射材料を含むことができる。例えば、可撓性部分の少なくとも一部は反射材料から形成されてもよく、又は可撓性部分は反射材料で少なくとも部分的にコーティングされてもよい。

子宮収縮センサ１１０が容量性センサを含む実施形態では、容量性センサは、子宮収縮を表す（及びこれにより引き起こされる）静電容量における変動又は変化を測定するよう構成される。例えば、子宮収縮により引き起こされる対象の子宮筋における張力変動又は変化は、静電容量における変動又は変化として容量性センサにより測定されることができる。例示的な静電容量センサの実施形態では、静電容量センサは一対の導体を備えてもよい。例えば、装置１００の剛性基部１０４は導体の対の一方を備えてもよく、装置１００のカバー１０６は導体の対の他方を備えてもよい。即ち、剛性基部１０４は、一対の導体の一方の導体を含むことができ、カバー１０６は、一対の導体の他方の導体を含むことができる。

子宮収縮センサ１１０が誘導センサを含む実施形態では、誘導センサは、対象の子宮収縮を表す（及びこれにより引き起こされる）インダクタンスにおける変動又は変化を測定するよう構成される。例えば、子宮収縮により引き起こされる対象の子宮筋における張力変動又は変化は、インダクタンスにおける変動又は変化として誘導センサにより測定されることができる。例示的な誘導センサの実施形態では、誘導センサは一対のインダクタを備えてもよい。例えば、装置１００の剛性基部１０４は、一対のインダクタの一方を備えてもよく、装置１００のカバー１０６は、一対のインダクタの他方を備えてもよい。即ち、剛性基部１０４は、一対のインダクタの一方のインダクタを含むことができ、カバー１０６は、一対のインダクタの他方のインダクタを含むことができる。別の例示的な誘導センサの実施形態では、誘導センサは、コイル及び導電性（例えば、金属）プレートを備えてもよい。

子宮収縮センサ１１０のタイプについていくつかの例が提供されたが、他の例も可能であり、子宮収縮センサ１１０は実際、子宮収縮を測定するのに適した任意のセンサ、又は子宮収縮を測定するのに適したセンサの任意の組み合わせを含むことができる。

本書に記載の実施形態のいずれにおいても、胎児心拍センサ１０８の一部又は全体、及び子宮収縮センサ１１０の一部又は全体は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に配置又は接続されることができる。いくつかの実施形態では、胎児心拍数センサ１０８及び／又は子宮収縮センサ１１０は、１つ又は複数の他の要素（例えば、後に詳述されるプロセッサなど）に接続されるコンピューティング及び／又は通信インターフェース（例えば、回路又はデジタルインターフェース）を備えてもよい。

いくつかの実施形態では、本書に記載の装置１００は、気密（又は実質的に気密）又は水密（又は実質的に水密）とすることができる。これは、装置１００が水中用途で使用されることができるという有利な効果を有する。これらの実施形態のいくつかでは、子宮収縮センサ１１０は、少なくとも圧力センサを備えてもよい。いくつかの実施形態では、装置１００を試験して、例えば試験段階で真空測定により水密又は気密（又は十分に水密又は気密）であるかどうかが決定されることができる。いくつかの実施形態では、対象の腹部１０２に配置される装置１００の剛性基部１０４が、装置１００のカバー１０６とは異なる材料、又は装置１００の可撓性部分とは異なる材料で作られることができる（この場合、装置１００のカバー１０６の残りは、剛性基部１０４と同じ材料で作られてもよい。）。例えば、対象の腹部１０２に配置される装置１００の剛性基部１０４は、装置のカバー１０６の材料又は装置１００の可撓性部分の材料よりも強く、より弾力性があり、より耐性があり、及び／又は硬い材料で作られることができる。これは、対象の腹部１０２に配置される装置１００の剛性基部１０４が攻撃的な液体（攻撃的な消毒液など）と接触する場合に有益である。攻撃的な液体は、柔らかい材料を損傷する可能性があり、装置１００における漏れを引き起こす場合がある。従って、装置１００は、対象の子宮収縮に基づき移動可能な可撓性部分を含む装置１００のカバー１０６により子宮収縮に敏感であり、装置１００はより堅牢でもある。

本書に記載の実施形態のいずれにおいても、剛性である装置１００の一部（例えば、装置１００の基部１０４、及びオプションで装置１００のカバー１０６の一部）は、子宮収縮に対してその構造を維持する部分であり得る。例えば、剛性である装置１００の一部は、子宮収縮により生成される力に関係なくその構造を維持し得る。剛性である装置１００の一部は例えば、硬く、変形不能及び／又は非可撓性である装置１００の一部であってもよい。いくつかの実施形態において、剛性である装置１００の一部は、剛性材料（例えば、硬質プラスチック、ポリフェニルスルホンＰＰＳＵ、ガラス繊維強化アクリルニトリルブタジエン－スチロール共重合体ＡＢＳ、又はその他の剛性材料などの非弾性材料）で形成される装置１００の一部であり得る。いくつかの実施形態によれば、剛性材料は例えば、複合材料であってもよい。本書に記載される実施形態のいずれかにおいて、可動である装置１００の可撓性部分は、変形可能又は可撓性である部分であり得る。いくつかの実施形態では例えば、可動である装置１００の可撓性部分は、柔らかく、変形可能及び／又は可撓性のある材料（例えば、ゴム、ポリウレタンＰＵＲ、ポリアミドＰＵ、又は他の柔らかい、変形可能な、及び／若しくは可撓性のある材料などのエラストマー又は弾性材料）で形成される部分であり得る。いくつかの実施形態によれば、柔らかく、変形可能及び／又は可撓性のある材料は例えば、複合材料であってもよい。

いくつかの実施形態では、装置１００のカバー１０６全体が可撓性部分であり得る。他の実施形態では、装置１００のカバー１０６は、開口部を含むことができる。この開口部に、又は開口部を横切って、可撓性部分が配置される。例えば、可撓性部分は、装置１００のカバー１０６の開口部内に又は開口部を横切って配置される可撓性膜などの可撓性表面を備えてもよい。装置１００のカバー１０６の開口部はオプションで、環状溝などの溝により囲まれていてもよい。開口部を囲むカバー１０６の少なくとも一部は剛性であってもよい。可撓性部分が配置される開口を備える装置１００のカバー１０６の代わりに又はこれに加えて、いくつかの実施形態によれば、可撓性部分は、装置１００のカバー１０６の周囲に延在することができる。これらの実施形態では、装置１００のカバー１０６の周囲に延びる可撓性部分は、装置１００の剛性基部１０４に接続されるよう構成されてもよい。従って、いくつかの実施形態では、装置１００は、可撓性部分がカバー１０６と剛性基部１０４との間に（例えば、可撓性バンドとして）配置されるコンサーティーナ配置を有してもよい。これらの実施形態のいくつかでは、可撓性部分が間に配置される基部１０４とカバー１０６との両方が剛性であり得る。

いくつかの実施形態では、子宮収縮センサ１１０の感度は、可動である可撓性部分の範囲及び／又は装置１００内の気体の密閉容積に基づき調整可能であってもよい。いくつかの実施形態によれば、単一の可撓性部分のみが提供されてもよいが、他の実施形態によれば、複数の可撓性部分が存在することも可能である。先に述べたように、子宮収縮は、子宮筋の硬化又は緊張を含み、これは、対象の腹部１０２に置かれた装置１００に力をもたらす。より具体的には、力は装置１００の可撓性部分に作用する。この力は、可撓性部分の動きを引き起こし、従って、可撓性部分は、気体の圧縮により装置１００内部の気体の体積を減少させる。

図２は、一実施形態による、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するために対象の腹部１０２に配置される装置１００の例を示す。装置１００は、対象の腹部１０２に配置される剛性基部１０４と、剛性基部１０４に接続されるよう構成されたカバー１０６とを含む。装置１００のカバー１０６は、子宮収縮に基づき移動可能な可撓性部分２００を含む。

この図示された例示的な実施形態では、装置１００のカバー１０６は、可撓性部分２００が配置される開口を含む。より具体的には、この図示された例示的な実施形態における可撓性部分２００は、装置１００のカバー１０６における開口部を横切って配置された可撓性表面（可撓性膜など）を含む。この図示された例示的な実施形態では、開口部は環状溝により囲まれている。可撓性部分２００は、装置１００の内側における開口部にわたって配置される。より具体的には、この図示された例示的な実施形態では、可撓性部分２００は、装置のカバー１０６の内面全体を覆う。図示されたこの例示的な実施形態における可撓性部分２００はまた、開口部を通って延びて、装置１００のカバー１０６の表面上に突出する。

この図示された例示的な実施形態による装置１００は、剛性ボタン２０２も備える。剛性ボタン２０２は、装置１００のカバー１０６の開口部に配置され、可撓性部分２００（又は、より具体的には、開口部を通り延在する可撓性部分２００の部分）により装置１００のカバー１０６に接続される。剛性ボタン２０２はまた、装置１００のカバー１０６の表面上に突出する。剛性ボタン２０２の目的は、装置１００を支持部材（ベルト、ストラップ、又は他の支持部材など）に取り付けることである。これは、対象の腹部１０２に対して装置１００を保持するよう、対象の腹部１０２の周りに装着されるよう構成される。これについては後でより詳細に説明される。しかしながら、これは、装置１００の１つの例示的な実施形態にすぎず、他の例示的な実施形態では、剛性ボタン２０２が存在しなくてもよく、装置１００が別の態様で対象の腹部１０２に対して所定の位置に保持されてもよい点を理解されたい。

装置が剛性ボタン２０２を含むいくつかの実施形態では、剛性ボタン２０２の端部は、装置１００の内部容積内に延在することができる。子宮収縮センサ１１０が光学センサを含むこれらの実施形態では、装置１００の内部容積内に延在する剛性ボタン２０２の端部は反射面を含むことができる。例えば、光源が剛性基部１０４に取り付けられて、剛性ボタン２０２の反射面に向かって光を放射するように配置されることができる。光検出器も剛性基部１０４に取り付けられ、剛性ボタン２０２の反射面から反射された光を検出するように配置されてもよい。剛性ボタン２０２が可撓性部分２００により装置１００のカバー１０６に接続されるとき、子宮収縮に応答する可撓性部分２００の動きは、剛性ボタン２０２の動きをもたらし、その結果、子宮収縮を表す光強度における変動が光検出器で検出される。しかしながら、これは子宮収縮が測定されることができる方法の一例にすぎず、他の例では、装置１００は、子宮収縮を測定するよう構成された他の任意のセンサを含むことを理解されたい。

図２の図示された例示的な実施形態では、可動である可撓性部分２００を除いて、装置１００のカバー１０６及び装置１００の基部１０４は剛性である（例えば、硬質プラスチックなどの硬質材料で形成される）。図２にて図示省略されるが、胎児心拍数センサ１０８は、装置１００内の剛性基部１０４に取り付けられ、剛性基部１０４は、対象の腹部１０２に配置されるためのものである。子宮収縮センサ１１０も装置１００内に配置される。図示された例示的な実施形態では、子宮収縮により引き起こされる装置１００に対する力は、装置１００の剛性基部１０４に対して可撓性部分２００を動かし、可撓性部分２００のこの動きは、装置１００内部の気体の体積を圧縮する。

図３は、装置１００の例を示し、これは、胎児心拍数センサ１０８が位置する対象の腹部１０２上に配置するよう構成された剛性基部１０４を備える。この図示された例示的な実施形態では、胎児心拍数センサ１０８は、複数の感知要素１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇを備える。この例示的な実施形態による装置１００は７つの感知要素を含むが、他の任意の数の感知要素も可能である点を理解されたい。いくつかの実施形態では、複数の感知要素は、互いに等距離に配置、又は等間隔に配置されることができる。例示のために、腹部１０２上に配置される装置１００の剛性基部１０４のみが図３に示される。しかしながら、装置１００は、カバー１０６及び子宮収縮センサ１１０も含む点を理解されたい。

いくつかの実施形態では、本書で説明される胎児心拍数センサ１０８は、超音波センサであり得る。いくつかの実施形態では、超音波センサ１０８は、複数の超音波感知要素１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１０８ｄ、１０８ｅ、１０８ｆ、１０８ｇ（例えば、図３に示されるように配置される）を備えてもよい。これらの実施形態のいくつかでは、複数の超音波感知素子は、互いに等距離に配置、又は等間隔に配置されてもよい。これは例えば、より均一な音場を提供することができる。装置１００が備え得る胎児心拍センサ１０８のタイプの例が提供されたが、胎児心拍数を測定するのに適した他のタイプのセンサ又はセンサの任意の組み合わせも可能である点を理解されたい。例えば、胎児心拍数センサ１０８の別の例はマイクロフォンであり、当業者は胎児心拍数測定に使用されることができる他のセンサも知っているであろう。

いくつかの実施形態では、装置１００は単一の胎児心拍数センサ１０８を備えてもよく、一方、他の実施形態では、装置１００は複数の胎児心拍数センサ１０８を備えてもよい。装置１００が複数の胎児心拍数センサ１０８を含む実施形態では、複数の胎児心拍数センサ１０８は、剛性基部１０４上の異なる位置に取り付けられ、各胎児心拍数センサ１０８は、胎児心拍数を測定するよう構成され得る。同様に、いくつかの実施形態では、装置１００は単一の子宮収縮センサ１１０を備えてもよく、他の実施形態では、装置１００は複数の子宮収縮センサ１１０を備えてもよい。装置１００が複数の子宮収縮センサ１１０を含む実施形態では、複数の子宮収縮センサ１１０は、装置１００内の異なる位置に配置されてもよく、各子宮収縮センサ１１０は、子宮収縮を測定するよう構成されてもよい。

本書に記載の実施形態のいずれにおいても、装置１００のカバー１０６は、装置１００の剛性基部１０４から取り外し可能であってもよい。従って、装置１００のカバー１０６は、いくつかの実施形態によれば交換可能であり得る。これは、有利である。なぜなら、装置１００のカバー１０６及び／又は装置１００内に位置する子宮収縮センサ１１０が、胎児心拍数センサ１０８が取り付けられる装置１００の剛性基部１０４を交換する必要なく交換されることができるからである。同様に、胎児心拍センサ１０８が取り付けられる装置１００の剛性基部１０４は、装置１００のカバー１０６及び／又は装置１００内に位置する子宮収縮センサ１１０を交換する必要なく交換されることができる。

従って、本書では、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するための改善された装置１００が提供される。対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するため、対象の腹部１０２に置かれるとき、本書に記載の装置１００を作動させる方法も提供される。この方法は、胎児心拍数を測定するために胎児心拍数センサ１０８を制御するステップを含む。代替的又は追加的に、この方法は、子宮収縮を測定するために子宮収縮センサ１１０を制御するステップを含む。胎児心拍数及び子宮収縮の両方が測定されるいくつかの実施形態では、センサ１０８、１１０は、胎児心拍数及び子宮収縮を同時に測定するよう構成されてもよい。例えば、胎児心拍数センサ１０８は、胎児心拍数を測定するよう制御されてもよく、子宮収縮センサ１１０は、子宮収縮を同時に測定するよう制御されてもよい。

いくつかの実施形態によれば、プロセッサ（図示省略）は、本書に記載の態様で胎児心拍数センサ１０８を制御して胎児心拍数を測定し、子宮収縮センサ１１０を制御して子宮収縮を測定するよう構成され得る。図にて図示省略されるが、いくつかの実施形態では、装置１００はプロセッサを備えてもよい。他の実施形態では、プロセッサは、装置１００の外部にある（即ち、装置１００とは別、又は装置１００から離れている）とすることができる。例えば、プロセッサは別の装置の一部とすることができる。プロセッサは、１つ若しくは複数のプロセッサ（１つ若しくは複数のマイクロプロセッサＭＰＵなど）、１つ若しくは複数の処理ユニット、１つ若しくは複数のマルチコアプロセッサ、及び／又は１つ若しくは複数のコントローラ（１つ若しくは複数のマイクロコントローラＭＣＵなど）を含むことができる。これは、本書に記載の態様で胎児心拍数センサ１０８を制御して胎児心拍数を測定し、子宮収縮センサ１１０を制御して子宮収縮を測定するよう構成又はプログラムされる。特定の実現では、プロセッサは、複数のソフトウェア及び／又はハードウェアモジュールを含むことができる。それぞれは、装置１００に関連して本書で説明される方法の個々のステップ又は複数のステップを実行するように、又は実行するために構成される。

また、図にて図示省略されるが、いくつかの実施形態では、装置１００は通信インターフェース（又は回路）を備えてもよい。通信インターフェースは、装置１００が１つ又は複数の他の装置と通信（又は接続）することを可能にするようにするためのものであり得る。例えば、プロセッサが装置１００の外部にある（即ち、装置１００とは別又はこれから離れている）実施形態では、プロセッサは、通信インターフェースを介して、胎児心拍数センサ１０８を制御して胎児心拍数を測定し、及び／又は子宮収縮センサ１１０を制御して子宮収縮を測定することができる。通信インターフェースは、無線、有線接続、又は他の通信（又はデータ転送）機構を介して通信するよう構成されてもよい。いくつかの無線の実施形態では、通信インターフェースは例えば、通信のために無線周波数（ＲＦ）、ブルートゥース、又は他の無線通信技術を使用してもよい。いくつかの実施形態では、装置１００は、測定値（又はデータ若しくは情報）を１つ又は複数の他の装置に転送してもよい。例えば、装置１００は、測定された胎児心拍数及び／又は測定された子宮収縮を１つ又は複数の他の装置に転送してもよい。これらの実施形態では、測定値（又はデータ若しくは情報）は、通信インターフェースを介して転送されることができる。

本書では、装置１００は特定の要素を含むものとして説明されるが、装置１００は、前述のものに追加の又は代替の要素を等しく含み得る点を理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、装置１００は、装置１００に電力を供給するためのバッテリ若しくは他の電源を有し、又は装置１００を主電源、他の要素若しくは要素の任意の組み合わせに接続する手段を有することができる。

図４は、例示的な実施形態による、使用中の対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するために対象の腹部１０２に配置される装置１００の図である。図４に示されるように、いくつかの実施形態では、本書に記載の装置１００は、対象の腹部１０２（又は周囲）に着用するよう構成された支持部材（ベルト、ストラップ、又は他の支持部材など）４００に取り付け可能とすることができる。装置１００は、支持部材４００により対象の腹部１０２に対して保持されるよう構成されることができる。従って、支持部材４００は、対象の腹部１０２上の適所に装置１００を保持する（又は装置１００を固定する）ことができる。支持部材４００は例えば、腹部１０２で対象の体の胴の周りに延在するよう構成されることができる。支持部材４００は、弾性材料から形成されてもよく、又は弾性材料を含んでもよい。支持部材４００は更に、子宮収縮に基づき可撓性部分の動きを引き起こすために装置１００と接触するよう構成され得る。剛性基部１０４は、装置１００の使用中に対象の腹部１０２と皮膚接触するが、カバー１０６は対象の腹部１０２と皮膚接触しない。図示されたこの例示的な実施形態では、代わりに、カバー１０６が支持部材４００と接触している。

図４に示される例示的な実施形態では、装置１００は、図２に示される形態である。しかしながら、装置１００は、他の形態をとってもよく、任意の適切な取り付け機構により支持部材４００（図４又は他の種類の支持部材など）に依然として取り付け可能であり得る点を理解されたい。図４に示される例示的な実施形態では、装置１００の剛性ボタン２０２は、支持部材４００における穴（例えば、ボタン穴又はスリット）を通して配置される。こうして、支持部材４００は装置１００に固定されることができる。従って、剛性ボタン２０２を使用して、装置１００は所定の位置に保持されることができる。いくつかの実施形態では、装置１００は、規定された力の伝達を確実にするため、支持部材４００の中心に置かれてもよい。

図４の例示的な実施形態に示されるように、装置１００を対象の腹部１０２上の特定の位置に保持するため、装置１００を対象の腹壁に押し付ける力Ｆ１が必要である。図示されたこの例示的な実施形態では、この力は、装置１００を対象の腹部１０２上の適所に保持する支持部材４００により生成される。装置１００が動くのを防ぐため、対象の腹壁の弾性により生成される等しい反力Ｆ２が必要とされる。子宮筋収縮の場合、第３の力Ｆ３が生成され、この力が反力Ｆ２を増加させる。装置１００を静止状態に保つため、支持部材４００はこの力のバランスをとる。結果として、装置１００を腹壁に押し付ける力Ｆ１及び反力Ｆ２は常に同じである。この理由のため、子宮収縮により引き起こされる力は、装置１００内に位置する子宮収縮センサ１１０により測定され得る。

支持部材４００に装置１００を取り付けるための剛性ボタン２０２を装置１００が備える例示的な実施形態が図２及び図４を参照して説明されたが、当業者は、装置１００を支持部材４００に取り付けるための他の機構（図４に示されるような）に気付くであろう。例えば、剛性ボタン２０２の代わりに、装置１００は、装置１００を支持部材４００に取り付けるためのクリップ（アダプタークリップなど）を備えてもよい。より具体的には、装置１００のカバー１０６はクリップを備えてもよい。他の実施形態では、装置１００は単に、支持部材４００と対象の腹部１０２との間に配置されてもよい。また、装置１００が対象の腹部１０２上の適所に保持される態様についていくつかの例が提供されたが、他の例も可能であり、当業者はこれらの他の例を知っているであろう。

図５は、一実施形態による装置１００の子宮収縮センサ１１０により測定された経時的な圧力における変動のグラフ表示である。従って、この図示された実施形態では、装置１００の子宮収縮センサ１１０は、子宮収縮を表す圧力における変動を測定するよう構成された圧力センサである。図５に示されるように、圧力センサは十分な解像度で圧力における変動を検出することができる。図示された実施形態では、装置１００の試験中にシミュレートされた子宮収縮により０．０２５Ｎの力増分が生成される。この図示された実施形態では、圧力における変動ΔFは０．０３Ｎとして測定され、これは、圧力センサが十分な精度及び有意なステップ間隔で値を提供できることを示す。

従って、本書では、対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するための改善された装置１００及び改善された装置１００を作動させる方法が提供される。本書に記載の装置及び方法は例えば、妊娠中、陣痛中及び出産中に対象及び胎児を監視するのに有用であり得る。

コンピュータ可読媒体を含むコンピュータプログラム製品が更に提供され、コンピュータ可読媒体は、その中に具現化されたコンピュータ可読コードを有し、適切なコンピュータ又はプロセッサによる実行時に、コンピュータ又はプロセッサが本書に記載の方法を実行することともたらすよう構成される。より具体的には、適切なコンピュータ又はプロセッサによる実行時に、コンピュータ又はプロセッサは、本書に記載の方法に従って装置を作動させることができる。

開示された実施形態に対する変形は、図面、開示、及び添付の特許請求の範囲の研究から、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解及び達成され得る。請求項において、「有する」という語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を排除するものではない。単一のプロセッサ又は他のユニットは、特許請求の範囲に記載されたいくつかのアイテムの機能を果たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。コンピュータプログラムは、他のハードウェアとともに、又はその一部として提供される光学式記憶媒体又はソリッドステート媒体などの適切な媒体において格納／配布されることができるが、インターネット又は他の有線若しくは無線通信システムを介してといった他の形式で配布されることもできる。請求項における参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims (14)

1. 対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するために前記対象の腹部に配置される装置であって、
   前記対象の腹部に配置される剛性基部と、
   前記剛性基部に接続するよう構成されたカバーであって、前記カバーは、前記剛性基部が前記腹部に配置されたときに前記対象の腹部と接触せず、前記カバーは、前記対象の子宮収縮に基づき移動可能な可撓性部分を含み、前記剛性基部及び前記カバーは、前記装置のケーシングを提供する、カバーと、
   前記剛性基部に取り付けられ、前記胎児心拍数を測定する胎児心拍数センサと、
   前記装置内に配置され、前記子宮収縮に対する前記可撓性部分の反応として前記対象の子宮収縮を測定する子宮収縮センサとを有し、
   前記装置が、支持部材により前記対象の腹部に対して保持され、前記支持部材は、前記対象の腹部の周りに装着され、前記子宮収縮に基づき前記可撓性部分の動きをもたらすよう前記装置と接触する、
   装置。
2. 前記カバー全体が可撓性部分であるか、又は
   前記カバーが、前記可撓性部分が配置される開口を含むか、又は
   前記可撓性部分が、前記カバーの周辺に延在し、前記剛性基部に接続される、請求項１に記載の装置。
3. 前記子宮収縮センサが、
   子宮収縮を表す圧力における変動を測定する圧力センサと、
   子宮収縮を表す光強度における変動を測定する光学センサと、
   子宮収縮を表す静電容量における変動を測定する静電容量センサと、
   子宮収縮を表すインダクタンスにおける変動を測定する誘導センサのいずれか１つ又は複数を有する、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記光学センサが、
   前記剛性基部に取り付けられ、前記可撓性部分に向かって光を発するように配置された光源と、
   前記剛性基部に取り付けられ、前記可撓性部分から反射された光を検出するように配置された光検出器とを有する、請求項３に記載の装置。
5. 前記静電容量センサが一対の導体を含み、前記剛性基部は前記一対の導体の一方の導体を含み、前記カバーが前記一対の導体の他方の導体を含む、請求項３に記載の装置。
6. 前記誘導センサが、
   コイル及び導電板；又は
   一対のインダクタを含み、前記剛性基部は、前記一対のインダクタの一方のインダクタを含み、前記カバーが、前記一対のインダクタの他方のインダクタを含む、請求項３に記載の装置。
7. 前記胎児心拍数センサが、超音波センサ又はマイクロフォンを含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. 前記装置が、前記剛性基部上の異なる位置に取り付けられた複数の胎児心拍センサを含み、各胎児心拍センサは、前記胎児心拍数を測定する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の装置。
9. 前記装置が、前記装置内の異なる位置に配置された複数の子宮収縮センサを含み、各子宮収縮センサは、子宮収縮を測定する、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の装置。
10. 前記カバーが、前記剛性基部から取り外し可能である、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の装置。
11. 前記装置が、実質的に気密又は実質的に水密である、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 前記胎児心拍数センサ及び前記子宮収縮センサが、前記胎児心拍数及び前記子宮収縮を同時に測定する、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 対象の子宮収縮及び胎児心拍数を測定するため、前記対象の腹部に配置されるとき、装置を作動させる方法において、
    前記装置が、請求項１乃至１２のいずれか一項に記載される通りであり、
    前記方法は、
    前記胎児心拍数センサを制御して前記胎児心拍数を測定するステップ、及び／又は
    前記子宮収縮センサを制御して前記子宮収縮を測定するステップを有する、方法。
14. コンピュータに請求項１３に記載の方法を実行させるコンピュータ可読コードを含むコンピュータプログラム。

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