インピーダンス測定値の分析

专利摘要:
被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する方法であって、本方法は、処理システムにおいて、被験者の少なくとも１つの脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、少なくとも１つの脚体節での細胞外液レベルを示し静脈不全の評価に使用される指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、を含む。
公开号:JP2011511679A
申请号:JP2010546182
申请日:2009-02-12
公开日:2011-04-14
发明作者:リアンヌ ガウ、リッチェル
申请人:インぺディメッド リミテッドＩｍｐｅｄｉｍｅｄ Ｌｉｍｉｔｅｄ；
IPC主号:A61B5-05

专利说明:

[0001] 本発明は、インピーダンス測定値の分析に使用するための方法及び装置に関し、特に、インジケータの細胞外液レベルの指標を、インピーダンス測定値を使用して求めるための方法及び装置に関し、インジケータは静脈不全、リンパ浮腫、及び／又は浮腫の特定に使用可能である。]
背景技術

[0002] 本明細書においては先行刊行物（又は、刊行物から得られる情報）、又は公知になっている事項を参照するが、このような参照を行うことが、先行刊行物（又は、刊行物から得られる情報）又は公知の事項が、本明細書に関係する開発分野において共通の一般的な知識の一部分を構成するという認識又は容認、或いはいずれかの形態の示唆であるとは決して捉えられるものではなく、かつ捉えられるべきではない。]
[0003] 静脈不全は、静脈が血液を心臓に十分に戻すことができないことを特徴とする状態である。通常、被験者が起立した状態の場合、被験者の下肢静脈の血液は、下肢静脈の筋肉の収縮等のメカニズムの組合せにより、及び静脈内での一方向弁の作用を通じて、重力に逆らい、心臓に向かって押し戻される。しかし、静脈内の内圧の高進、深部静脈血栓症（ＤＶＴ）、静脈炎等の状態が生じ、下肢内に血液の滞留を招くことがある。]
[0004] 慢性静脈疾患（ＣＶＤ）は珍しいものではなく、罹患率は３〜７％であり、経済的損失は年間１０億ドル（米ドル）に及ぶ。
静脈不全の一般的な検出方法は、下肢又は足首の腫れ、ふくらはぎの締め付け感、下肢の疲労感、歩行時の痛み等の身体症状がないか診察することである。又、静脈不全は静脈瘤と関係することもある。]
[0005] 静脈不全を判定するためのその他の手法として、歩行静脈圧の測定が含まれ、これは足の甲の静脈に針を刺すことで実行される。これは血行動態の最も基準になる検査とみなされる一方で、侵襲的な措置であり、このため代わりとなる非侵襲的な手法を見つけることが望ましい。このような方法がエアープレチスモグラフィー（ＡＰＧ）とストレインゲージプレチスモグラフィー（ＳＰＧ）の２つである。]
[0006] ＳＰＧは、例えばＮｉｃｏｌａｉｄｅｓ ＡＮ （２０００）“Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｈｒｏｎｉｃ Ｖｅｎｏｕｓ Ｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｃｙ： Ａ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ Ｓｔａｔｅｍｅｎｔ”Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ １０２：１２６−１６３に記載されているように、脚容量の変化率を読み取るために較正された、シラスティックバンドに入れた水銀ストレインゲージをふくらはぎの筋肉の回りに巻き付ける。このような測定は、静脈の再充満時間及び放出容量を算定できるよう、通常、運動療法時に行われる。ＡＰＧは空気袋を使用し、膝から足首までの下肢に巻く。空気袋を既知の圧力まで膨らませ、一連の姿勢の変化における空気袋の圧力の変化に基づいてふくらはぎの筋肉の体積の変化を判定する。]
[0007] しかしながら、こうした手法は精度に欠け、有効な測定を得るには、大幅な較正及び訓練が必要となり得る。
リンパ浮腫は、リンパの運搬能力の低下、及び／又は正常なリンパの負荷の存在下での組織の蛋白質分解能力の低下に起因する組織内の過剰な蛋白質及び浮腫を特徴とする状態である。後天的又は二次性のリンパ浮腫は、リンパ管の損傷又は閉塞に起因する。最も一般的な誘発事象は外科手術及び／又は放射線療法である。しかしながら、リンパ浮腫の発症は予測不能であり、その原因から数日以内に発現することもあれば、その原因から何年も経って発現することもある。]
[0008] 液量等、被験者に関する生物学的パラメータを判定するための既存の１つの手法は、生体電気インピーダンスの使用を伴う。これは、皮膚表面に配置した一連の電極を使用して、被験者の身体の電気インピーダンスの測定を伴う。身体の表面の電気インピーダンスの変化を使用して、心周期又は浮腫に関係する、液量の変化等のパラメータを判定する。]
[0009] 米国特許出願公開第２００６／０１１１６５２号明細書には、人間の四肢における血液及びリンパの流れを改善するための方法が記載されている。この方法の一部として、インピーダンスの測定を使用して、手足内の各部分の血流を算定する。]
[0010] 米国特許出願公開第２００５／０１７７０６２号明細書では、身体又は身体セグメントの電気インピーダンスに基づいて、誘電性体液の体積、組成、及び移動を測定するためのシステムが記載されている。これは、主として、血行動態パラメータを判定するための電気機械的カルジオグラフィ（ＥＬＭＥＣ）又はインピーダンスカルジオグラフィ（ＩＫＧ）測定に使用される。]
[0011] 国際公開第００／７９２５５号パンフレットでは、単一の低周波交流で同一の被験者の２つの異なる解剖学的領域の電気インピーダンスを測定することによる、浮腫の検出の方法が記載されている。この２つの測定値を分析して、正規母集団から取得したデータと比較することで、組織浮腫の存在の徴候を取得する。]
発明が解決しようとする課題

[0012] 本発明は、従来技術に関連する問題の中の１つ又は複数の問題の改良を追及するものである。]
課題を解決するための手段

[0013] 第１の一般的な形態において、本発明は、被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する方法の提供を試みる。本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者の少なくとも１つの脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、
ｂ）少なくとも１つのインピーダンス値を使用して指標を求めるステップであって、指標が、少なくとも１つの脚体節での細胞外液レベルを示し、静脈不全の評価に使用されるステップと、
を含む。]
[0014] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）指標を基準値と比較するステップと、
ｂ）比較の結果を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、
を含む。]
[0015] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者が第１の姿勢の状態で、第１の指標値を求めるステップと、
ｂ）被験者が第２の姿勢の状態で、第２の指標値を求めるステップと、
ｃ）第１の液体指標値と第２の液体指標値との指標差に基づいて、静脈不全の評価に使用される指標の変化を求めるステップと、
を含む。]
[0016] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）指標の変化を基準値と比較するステップと、
ｂ）比較の結果を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、
を含む。]
[0017] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、少なくとも１つのインピーダンス値を使用してインデックスを求めるステップであって、インデックスが少なくとも１つの脚体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示し、インデックスが静脈不全の評価に使用されるステップを含む。]
[0018] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）インデックスを基準値と比較するステップと、
ｂ）比較の結果を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、
を含む。]
[0019] 典型的に、本方法は、
ａ）指標が第１の基準値より小さく、且つ
ｂ）インデックスが第２の基準値より大きい場合に、静脈不全が存在すると診断するステップを含む。]
[0020] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者が第１の姿勢の状態で、第１のインデックス値を求めるステップと、
ｂ）被験者が第２の姿勢の状態で、第２のインデックス値を求めるステップと、
ｃ）第１の液体インデックス値と第２の液体インデックス値とのインデックス差に基づいて、静脈不全の評価に使用されるインデックスの変化を求めるステップと、
を含む。]
[0021] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者が第１の姿勢の状態で、第１の指標値を求めるステップと、
ｂ）被験者を所定の期間、第２の姿勢にした後で、被験者を第１の姿勢にして第２の指標値を求めるステップと、
ｃ）第１の液体指標値と第２の液体指標値との差を求めるステップであって、その差が静脈不全の評価に使用されるステップと、
を含む。]
[0022] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）差を監視するステップと、
ｂ）差が基準値を下回るまでにかかる時間を求めるステップと、
ｃ）所要時間を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、
を含む。]
[0023] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者の治療の前に治療前指標値を求めるステップと、
ｂ）静脈不全についての被験者の治療の後に、治療後指標値を求めるステップと、
ｃ）治療前指標値と治療後指標値との差に基づいて、静脈不全の評価に使用される指標値の変化を求めるステップと、
を含む。]
[0024] 典型的に、本方法は、指標の変化が基準値より大きい場合に静脈不全が存在すると診断するステップを含む。
典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者の別の手足について求められた指標又はインデックス、
ｂ）サンプル集団から求められた基準値、及び
ｃ）被験者について前に求められた指標又はインデックス
のうちの少なくとも１つである基準値を使用するステップを含む。]
[0025] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）指標、
ｂ）インデックス比、
ｃ）インデックス、
ｄ）指標の変化、
ｅ）インデックスの変化、
ｆ）１つ又は複数のインピーダンスパラメータ値、及び
ｇ）比較の結果
のうちの少なくとも１つを表示するステップを含む。]
[0026] 典型的に、少なくとも１つのインピーダンス値が、
ａ）１００ｋＨｚ未満、
ｂ）５０ｋＨｚ未満、及び
ｃ）１０ｋＨｚ未満
のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定される。]
[0027] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、少なくとも１つのインピーダンス測定値を、ゼロ測定周波数での被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む。
典型的に、本方法は、少なくとも１つの第２のインピーダンス値を測定するステップであって、少なくとも１つの第２のインピーダンス値が、
ａ）２００ｋＨｚ超、
ｂ）５００ｋＨｚ超、及び
ｃ）１０００ｋＨｚ超
のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定されるステップを含む。]
[0028] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、少なくとも１つの第２のインピーダンス測定値を、無限測定周波数での被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む。
典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）複数のインピーダンス値を求めるステップと、
ｂ）複数のインピーダンス値から少なくとも１つのインピーダンスパラメータ値を求めるステップと、
を含む。]
[0029] 典型的に、インピーダンスパラメータ値が、
ゼロ周波数での抵抗であるＲ0、
無限周波数での抵抗であるＲ∞、及び
特性周波数での抵抗であるＺc
のうちの少なくとも１つを含む。]
[0030] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）測定されたインピーダンス値からインピーダンスパラメータＲ0及びＲ∞の値を求めるステップと、
ｂ）インデックス（Ｉ）を次式]
[0031] を使用して算出するステップと、
を含む。]
[0032] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
パラメータ値を次式]
[0033] を使用して求めるステップを含み、
式中、
Ｚが角周波数ωでの測定インピーダンスであり、
τが時定数であり、
αの値が０〜１の範囲にある。]
[0034] 典型的に、本方法は、コンピュータシステムにおいて、インピーダンス測定を実行させるステップを含む。
典型的に、本方法は、コンピュータシステムにおいて、
ａ）第１の電極セットを使用して１つ又は複数の電気信号を被験者に印加させるステップと、
ｂ）印加された１つ又は複数の信号に応答して、被験者に印加された第２の電極セットに発生した電気信号を測定するステップと、
ｃ）印加信号と測定信号から、少なくとも１つの測定インピーダンス値を求めるステップと、
を含む。]
[0035] 第２の一般的形態では、本発明は、被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する装置の提供を試み、本装置は、
ａ）被験者の少なくとも脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求め、且つ
ｂ）少なくとも脚体節での細胞外液レベルを示し静脈不全の評価に使用される指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求める
ための処理システムを有する。]
[0036] 典型的に、本装置は、
ａ）第１の電極セットを使用して１つ又は複数の電気信号を被験者に印加させ、
ｂ）印加された１つ又は複数の信号に応答して、被験者に印加された第２の電極セットに発生した電気信号を測定し、且つ
ｃ）印加信号と測定信号から、少なくとも１つの測定インピーダンス値を求める
ための処理システムを有する。]
[0037] 典型的に、本装置は、
ａ）電気信号を生成するための信号発生器と、
ｂ）電気信号を検知するためのセンサと、
を有する。]
[0038] 第３の一般的形態では、本発明は、静脈不全の有無又は重症度の評価に使用する方法の提供を試み、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者の少なくとも脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、
ｂ）少なくとも１つのインピーダンス値を使用して指標を求めるステップであって、指標が、少なくとも脚体節での細胞外液レベルを示し、静脈不全の評価に使用されるステップと、
を含む。]
[0039] 第４の一般的形態では、本発明は、被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する方法の提供を試み、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、
ｂ）少なくとも１つの体節での細胞外液レベルを示す指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、
ｃ）少なくとも１つの体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示すインデックスを、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、
ｄ）指標を第１の基準値と比較するステップと、
ｅ）インデックスを第２の基準値と比較するステップと、
ｆ）比較の結果を示すステップと、
を含む。]
[0040] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、単一の低周波数で実行されるインピーダンス測定を使用して指標を求めるステップを含む。
典型的に、少なくとも１つのインピーダンス測定値が、
ａ）１００ｋＨｚ未満、
ｂ）５０ｋＨｚ未満、及び
ｃ）１０ｋＨｚ未満
のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定される。]
[0041] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、少なくとも１つのインピーダンス測定値を、ゼロ測定周波数での被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む。
典型的に、本方法は、少なくとも１つの第２のインピーダンス値を測定するステップであって、少なくとも１つの第２のインピーダンス値が、
ａ）２００ｋＨｚ超、
ｂ）５００ｋＨｚ超、及び
ｃ）１０００ｋＨｚ超
のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定されるステップを含む。]
[0042] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、少なくとも１つの第２のインピーダンス測定値を、無限測定周波数での被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む。
典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）複数のインピーダンス値を求めるステップと、
ｂ）複数のインピーダンス値から少なくとも１つのインピーダンスパラメータ値を求めるステップと、
を含む。]
[0043] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）３つの周波数のそれぞれにて、被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスに関連して第１及び第２のインピーダンスパラメータの第１及び第２のパラメータ値を求めるステップと、
ｂ）第１及び第２のインピーダンスパラメータに関して定義された円を表す連立方程式を解いて円パラメータ値を求めるステップであって、連立方程式が３つの周波数のそれぞれで第１及び第２のパラメータ値を使用して解かれるステップと、
ｃ）円パラメータ値を使用してそれぞれの周波数で第３のインピーダンスパラメータ値を求めるステップと、
ｄ）第３のインピーダンスパラメータ値を使用して、被験者の体節内の相対的な液体レベルを示す指標を求めるステップと、
を含む。]
[0044] 典型的に、第１及び第２のパラメータ値が抵抗値とリアクタンス値である。
典型的に、インピーダンスパラメータ値が、
（１）ゼロ周波数での抵抗であるＲ0、
（２）無限周波数での抵抗であるＲ∞、及び
（３）特性周波数での抵抗であるＺc
のうちの少なくとも１つを含む。]
[0045] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）測定されたインピーダンス値からインピーダンスパラメータＲ0及びＲ∞の値を求めるステップと、
ｂ）インデックス（Ｉ）を次式]
[0046] を使用して算出するステップと、
を含む。]
[0047] 典型的に、本方法は、処理システムにおいて、
パラメータ値を次式]
[0048] を使用して求めるステップを含み、
式中、
Ｚが角周波数ωでの測定インピーダンスであり、
τが時定数であり、
αの値が０〜１の範囲にある。]
[0049] 第５の一般的形態では、本発明は、被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する装置の提供を試み、本装置は、
ａ）被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求め、
ｂ）少なくとも１つの体節での細胞外液レベルを示す指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求め、
ｃ）少なくとも１つの体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示すインデックスを、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求め、
ｄ）指標を第１の基準値と比較し、
ｅ）インデックスを第２の基準値と比較し、且つ
ｆ）比較の結果を示す、
ための処理システムを有する。]
[0050] 典型的に、処理システムが、
ａ）第１の電極セットを使用して１つ又は複数の電気信号を被験者に印加させ、
ｂ）印加された１つ又は複数の信号に応答して、被験者に印加された第２の電極セットに発生した電気信号を測定し、且つ
ｃ）印加信号と測定信号から、少なくとも１つの測定インピーダンス値を求める、
ためにある。]
[0051] 典型的に、本装置は、
ａ）電気信号を生成するための信号発生器と、
ｂ）電気信号を検知するためのセンサと、
を有する。]
[0052] 第６の一般的形態では、本発明は、被験者における浮腫及びリンパ浮腫の存在の区別で使用する方法の提供を試み、本方法は、処理システムにおいて、
ａ）被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、
ｂ）少なくとも１つの体節での細胞外液レベルを示す指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、
ｃ）少なくとも１つの体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示すインデックスを、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、
ｄ）指標を第１の基準値と比較するステップと、
ｅ）インデックスを第２の基準値と比較するステップと、
ｆ）浮腫とリンパ浮腫を区別するのに使用される比較の結果を示すステップと、
を含む。]
[0053] 本発明の一般的形態は、個々に又は組み合わせて使用すること、並びに静脈不全の評価、更に或る範囲の症状及び疾病の有無又は重症度の診断に使用することができる。尚、症状及び疾病としては、浮腫、リンパ浮腫、身体組成変化等を挙げることができる。]
[0054] 次に添付の図面を参照しながら本発明の例を説明する。]
図面の簡単な説明

[0055] インピーダンス測定装置の第１の例の模式図である。
インピーダンス測定値の分析で使用するプロセスの例を示すフローチャートである。
インピーダンス測定装置の第２の例の模式図である。
コンピュータシステムの例を示す模式図である。
インピーダンス測定を実行するためのプロセスの例を示すフローチャートである。
生体組織の理論的等価回路の例を模式的に示す。
「Ｗｅｓｓｅｌ」プロットとして知られるインピーダンス軌跡の例である。
インピーダンス測定値を分析して静脈不全かどうかの判定を可能にするプロセスの第１の具体的な例のフローチャートである。
インピーダンス測定値を分析して静脈不全かどうかの判定を可能にするプロセスの第２の具体的な例のフローチャートである。
インピーダンス測定値を分析して静脈不全かどうかの判定を可能にするプロセスの第３の具体的な例のフローチャートである。
インピーダンス測定値を分析して静脈不全かどうかの判定を可能にするプロセスの第４の具体的な例のフローチャートである。
インピーダンス測定値を分析して静脈不全かどうかの判定を可能にするプロセスの第５の具体的な例のフローチャートである。]
実施例

[0056] ここでは、被験者の生体電気インピーダンスの分析を実行するのに適した装置の例を、図１を参照しながら説明する。
図示のように装置は測定機器１００を備える。測定機器１００は処理システム１０２を備えており、この処理システム１０２は、第１のリード線１２３Ａ、１２３Ｂを介して１つ又は複数の信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂにそれぞれ接続され、第２のリード線１２５Ａ、１２５Ｂを介して１つ又は複数のセンサ１１８Ａ、１１８Ｂにそれぞれ接続される。必須ではないが、この接続はマルチプレクサ等のスイッチ素子を介して行うことができる。] 図１
[0057] 使用状態では、信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂは、駆動電極としての役割を果たす２つの第１の電極１１３Ａ、１１３Ｂに接続され、これにより、被験者Ｓに信号を印加できるようになる。一方、１つ又は複数のセンサ１１８Ａ、１１８Ｂは、センス電極としての役割を果たす第２の電極１１５Ａ、１１５Ｂに接続され、これにより、被験者Ｓに誘導される信号を検出できるようになる。]
[0058] 信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂとセンサ１１８Ａ、１１８Ｂは、処理システム１０２と電極１１３Ａ、１１３Ｂ、１１５Ａ、１１５Ｂとの間の任意の位置に設けることができ、そのために測定機器１００に統合することが可能である。]
[0059] 但し、一例では、信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂとセンサ１１８Ａ、１１８Ｂは、電極システムに統合されるか、被験者Ｓの近傍に設けられた別のユニットに統合される。この場合、リード線１２３Ａ、１２３Ｂ、１２５Ａ、１２５Ｂによって信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂとセンサ１１８Ａ、１１８Ｂが処理システム１０２に接続される。こうすることにより、信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂと電極１１３Ａ，１１３Ｂとの間、センサ１１８Ａ、１１８Ｂと電極１１５Ａ、１１５Ｂとの間の接続長を短縮することが可能である。これにより、接続部同士の間、接続部と被験者との間、接続部と周囲にある物品（被験者が使用するベット等）との間の寄生容量が最小限に抑えられ、測定誤差が少なくなる。]
[0060] 上記のシステムは２チャンネル装置として説明することが可能であり、各チャネルはそれぞれ接尾語Ａ、Ｂで明示する。２チャネル装置の使用は例示に過ぎず、必要に応じて任意の数のチャネルを設けることが可能である。]
[0061] オプションの外部インターフェイス１０３を使用すれば、有線、無線、又はネットワーク接続を介して、外部データベース、コンピュータシステム、バーコードスキャナ等の１つ又は複数の周辺装置１０４に測定機器１００を結合することができる。処理システム１０２はまた、通常は、タッチスクリーン、ディスプレイ付きキーパッド等の任意の適切な形態を取り得るＩ／Ｏ機器１０５を含むことになる。]
[0062] 使用状態では、処理システム１０２は制御信号を生成するように構成され、この制御信号は信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂに指示を与えて、適切な波形の電圧信号又は電流信号等の１つ又は複数の交流信号を生成させる。これらの交流信号は第１の電極１１３Ａ、１１３Ｂを介して被験者に印加され得る。次に、センサ１１８Ａ、１１８Ｂは、被験者Ｓに発生する電圧、又は被験者Ｓを流れる電流を、第２の電極１１５Ａ、１１５Ｂを使用して求め、適切な信号を処理システム１０２に転送する。]
[0063] したがって、処理システム１０２は、任意の形態の処理システムとすることができ、当該任意の形態の処理システムは適切な制御信号を生成し、測定信号を少なくとも部分的に解釈することにより、被験者の生体電気インピーダンスを求め、更に必要に応じて、静脈不全の有無若しくは重症度、又は他の病状のような他の情報を求める。]
[0064] したがって、処理システム１０２は、ラップトップ、デスクトップ、ＰＤＡ、スマート電話機等のような適切にプログラムされたコンピュータシステムとすることができる。或いは、以下に詳述するように、処理システム１０２はＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）のような特殊仕様ハードウェアや、プログラムされたコンピュータシステムと特殊仕様ハードウェアの組み合わせ等により構成することができる。]
[0065] 使用状態では、１つ又は複数の信号を被験者Ｓに投入できるように第１の電極１１３Ａ、１１３Ｂは被験者に装着される。第１の電極の装着箇所は、調査中の被験者Ｓの体節によって変わる。したがって、例えば、心機能の分析で使用する場合、第１の電極１１３Ａ、１１３Ｂは、胸腔のインピーダンスを求めることができるように被験者の胸部及び頸部に装着可能である。或いは、浮腫分析又は静脈不全の判定等で使用する場合は、被験者の手首及び足首に電極を装着すると、手足及び／又は全身のインピーダンスを求めることができる。]
[0066] 一旦、電極が装着されると、１つ又は複数の交流信号が第１の電極１１３Ａ、１１３Ｂを介して被験者Ｓに印加される。交流信号の性質は、測定機器の性質とその後実施する分析とによって変わる。]
[0067] 例えば、システムでは生体インピーダンス分析（ＢＩＡ）を使用することができる。この生体インピーダンス分析では単一の低周波信号が被験者Ｓに投入され、測定されたインピーダンスは、浮腫、ひいては静脈不全の指標となり得る細胞外液レベルのような生物学的パラメータを求める際に直接使用される。]
[0068] 一例では、印加される信号の周波数は、１００ｋＨｚ未満、より典型的には５０ｋＨｚ未満、より好ましくは１０ｋＨｚ未満といったように、比較的低い周波数となる。この場合、かかる低周波信号はゼロの印加周波数でのインピーダンスの推定値として使用可能であり、この推定値は一般にインピーダンスパラメータ値Ｒ0として参照され、細胞外液レベルの指標となる。]
[0069] 或いは、印加される信号の周波数は、２００ｋＨｚを超える、より典型的には５００ｋＨｚ又を超える又は１０００ｋＨｚを超えるといったような比較的高い周波数となり得る。この場合、かかる高周波信号は無限の印加周波数でのインピーダンスの推定値として使用可能であり、この推定値は一般にインピーダンスパラメータ値Ｒ∞として参照され、細胞外液レベルと細胞内液レベルとの組み合わせを示すものである。詳細は以下に説明する。]
[0070] 逆に、生体インピーダンス分光法（ＢＩＳ）装置は、選択された周波数範囲にわたって複数の周波数でインピーダンス測定を実行する。任意の周波数範囲を使用できるが、典型的な範囲は非常に低い周波数（４ｋＨｚ）から高い周波数（１５０００ｋＨｚ）に及ぶ。同様に、任意の回数の測定を実行できるが、一例では、システムはこの範囲内の２５６種類以上の周波数を使用して、この範囲内で複数のインピーダンス測定を実行させることができる。]
[0071] 複数の周波数でインピーダンス測定が行われると、これらを使用して、Ｒ0（ゼロ周波数）値、Ｚc（特性周波数）値、Ｒ∞（無限周波数）値のような、１つ又は複数のインピーダンスパラメータ値を得ることができる。これらのパラメータを使用することにより、以下に詳細に説明するような細胞外液レベルと細胞内液レベルに関する情報を求めることができる。]
[0072] 更なる代替えは、システムが多周波数生体インピーダンス分析（ＭＦＢＩＡ）を使用するというものであり、この場合は、それぞれが個別の周波数を有する複数の信号が被験者Ｓに投入され、測定されたインピーダンスが液体レベルの判定に使用される。一例では、４つの周波数を使用することができ、各周波数で結果として得られたインピーダンス測定値を使用して、インピーダンスパラメータ値を、例えば、測定されたインピーダンス値を「Ｃｏｌｅ」モデルに適合させることにより、導き出す。詳細は以下に説明する。或いは、各周波数でのインピーダンス測定値は、個別に使用することも組み合わせて使用することもできる。]
[0073] したがって、測定機器１００は好適な実施形態に応じて、単一周波数での交流信号を印加すること、複数の周波数での交流信号を同時に印加すること、又は様々な周波数での多数の交流信号を順次印加することができる。印加信号の周波数又は周波数範囲はまた、実行される分析に左右される。]
[0074] 一例では、印加される信号は電圧発生器で生成され、これにより被験者Ｓに交流電圧が印加される。但し、別の方法として交流電流信号を印加してもよい。
一例では、電圧源は、通常、対称的に及び／又は区別を付けて配置され、信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂのそれぞれは個別に制御可能となるので、被験者で発生する電位を変化させることができる。これを実施すれば、電極で検知された電圧が非対称（「不均衡」と称する状況）である場合に発生する不均衡の影響を軽減することができる。この場合、リード線内の信号の大きさに差があると、ノイズ及び干渉によって様々な影響が生じる場合がある。]
[0075] 電圧を対称に印加すれば影響を軽減することが可能であるが、２つの駆動電極１１３Ａ、１１３Ｂの電極インピーダンスがマッチングしていない場合（実際の環境ではよくあること）、この方法は必ずしも効果的でない。しかし、駆動電極１１３Ａ、１１３Ｂのそれぞれに印加された差動駆動電圧を調整すれば、異なる電極インピーダンスが補正され、センス電極１１５Ａ、１１５Ｂでの電圧の所望の対称性が回復する。これを実現するには、センス電極で電圧を測定し、印加信号の大きさ及び／又は位相を調整して検知電圧の大きさのバランスをとる。本明細書中ではこのプロセスをバランス調整と称し、このバランス調整は一例では同相信号の大きさを最小限に抑えることにより実行される。]
[0076] 電位差及び／又は電流は、第２の電極１１５Ａ、１１５Ｂ間で測定される。一例では、電圧の差分が測定される。これは、センサ１１８Ａ、１１８Ｂを使用してそれぞれ第２の電極１１５Ａ、１１５Ｂでの電位を測定するので、シングルエンドシステムと比較して電位の半分を測定するだけで済むことを意味する。]
[0077] 獲得信号及び測定信号は、ＥＣＧ（心電図）等の人体によって生成される電位分布、印加信号によって生成される電位分布、及び周囲の電磁波妨害によって生じる他の信号を重畳したものとなる。したがって、不要な成分を除去するためにフィルタリング又は他の適切な分析を導入することができる。]
[0078] 通常は、獲得信号を復調して印加周波数での系のインピーダンスを取得する。重畳周波数を復調するための一つの適切な方法は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）アルゴリズムを使用して、時間領域データを周波数領域に変換するというものである。この方法は、通常、印加電流信号が印加周波数を重畳したものである場合に使用される。測定信号に対して窓掛け処理が不要となる別の技法として、スライディングウィンドウＦＦＴがある。]
[0079] 印加電流信号が種々の周波数の掃引によって形成される場合は、信号の相関化のような信号処理技法を使用するのがより一般的である。この技法を実現するには、測定信号に、信号発生器から生成される基準正弦波及び余弦波、即ち測定正弦波及び余弦波を乗算し、複数のサイクル全体に渡って積分する。このプロセスは、直交復調又は同期検波として多岐にわたり知られており、無相関又は非同期信号を全て拒否し、ランダムノイズを大幅に低減する。]
[0080] 他の適切なデジタル及びアナログ復調技法は、この技術分野の当業者には公知である。
ＢＩＳの場合、インピーダンス測定値又はアドミタンス測定値は、被験者に発生する記録電圧と被験者を流れる記録電流を使用して各周波数で信号から求めることができる。復調アルゴリズムによって、各周波数での振幅及び位相を表わす信号が生成される。これを使用することにより、必要に応じて、１つ又は複数のインピーダンスパラメータ値を導出することができる。]
[0081] 前述したプロセスの一部として、第２の電極の位置を評価し、記録することができる。同様に、身長、体重、年齢、性別、健康状態、任意の介入、及び介入が行なわれた日時のような被験者に関する他のパラメータ（被験者パラメータ）を記録することもできる。電流治療のような他の情報を記録することもできる。これは、インピーダンス測定値の更なる分析を実行する際に使用することができ、それにより静脈不全及び／又は浮腫の有無又は重症度を判定することや身体組成変化を評価することが可能になる。]
[0082] 次に、図１の装置を使用してインピーダンス測定値を分析するプロセスの例について、図２を参照しながら説明する。
ステップ２００では、被験者の脚の少なくとも一体節のインピーダンスを示す少なくとも１つの第１のインピーダンス値を求める。この処理を実現するには、信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂに指示して少なくとも１つの第１の信号を被験者Ｓへ第１の電極１１３Ａ、１１３Ｂを介して印加させる。この結果、被験者Ｓに発生する電圧信号が第２の電極１１５Ａ、１１５Ｂを介してセンサ１１８Ａ、１１８Ｂによって測定される。被験者を流れる電流及び被験者で発生した電圧の指標値が処理システム１０２に提供され、インピーダンス又はインピーダンスパラメータが求められる。] 図１ 図２
[0083] ステップ２１０では、第１のインピーダンスを使用して指標が求められる。この指標は、通常、被験者の細胞外液レベルを示す。したがって、一例では、インピーダンス測定は、１００ｋＨｚ未満の単一の低い周波数、例えば５ｋＨｚにて実行され、指標は、直接、測定値に基づいたものとなる。或いは、複数の測定を複数の周波数で実行することができ、その場合、指標は、ゼロの印加周波数Ｒ0でのインピーダンス等、測定から導出された適切なインピーダンスパラメータ値に基づくものとなる。詳細は以下に説明する。]
[0084] オプションとして、ステップ２２０では、静脈不全の評価、又は浮腫やリンパ浮腫等の他の病状の評価において指標を使用できる。この点に関して、脚体節の高い細胞外液レベルは脚に浮腫があることを示し、更にこのことは静脈不全が発生している可能性があることを示すものである。一例では、指標を浮腫の基準といったような基準と比較して、浮腫の有無又は重症度を求められるようにすることができる。詳細は以下に説明する。]
[0085] 浮腫の存在を判定しただけでは、静脈不全又はリンパ浮腫の有無又は重症度について決定的とは言えないので、追加のステップが必要に応じて実行される。
一例では、手順２３０で、被験者は静脈不全の治療を受けることができる。治療は、アブレーションを実施するなど、複数の方法のうちのいずれか１つで実施可能である。これに続き、ステップ２４０では、前述したインピーダンス測定を繰り返して、治療後の指標を求めるようにすることができる。治療前に求められた治療前指標と治療後指標との差に基づいて、細胞外液レベルが減少しているかどうかを判定できる。外液レベルに減少がみられれば、治療が少なくとも部分的に成功したことになり、これによりステップ２５０で静脈不全の存在を確認することができるようになる。]
[0086] この例では、両方の測定とも、通常は、被験者が起立した状態又はこれに相当する姿勢（寄り掛った状態又は脚を実質的に垂直に垂らして座っている状態）で実施される。それにより静脈不全に起因する血液滞留が細胞外液レベルに及ぼす影響が大きくなる。以降の説明では、「起立」という用語は、被験者の脚における血液滞留を最大にする又は増大するいかなる姿勢も包含するものと理解されたい。]
[0087] 別の例では、ステップ２６０で、第１の指標を求めるのに使用された被験者の姿勢が変更され、異なる姿勢をとった場合の指標の変化が手順２７０で求められる。
したがって、被験者を第１の姿勢にした状態で第１の指標を求めることにより、基本的な測定値を設定できるようになる。一例では、この処理は、例えば被験者を仰向けにする、必要ならば脚を心臓の位置より最大で２０ｃｍ高くするなど、被験者を、血液滞留の低減又は最小化が意図された姿勢にして実行される。以降の説明では、「仰向け」という用語は、被験者の脚における血液滞留を最小にするいかなる姿勢も包含するものと理解されたい。]
[0088] 次に、被験者が、起立した状態、寄り掛った状態、又は脚を実質的に垂直に垂らして座った状態で、第２の指標を求めることができる。指標値の変化は脚における細胞外液レベルの変化を示すものであり、これを静脈不全の分析で使用できる。]
[0089] 或いは、被験者を起立させたままにして、血液を滞留させることもできる。この後、被験者は仰向けの姿勢に戻され、指標値の監視が可能になる。指標値が、基本的な値に復帰、又は閾値の範囲内に復帰するのにかかる時間を、静脈不全の分析で使用することができる。]
[0090] 別の例では、ステップ２８０で第２のインピーダンス測定が実行され、ステップ２９０でインデックスを求めることができるようになる。インデックスは、通常、脚又は脚体節の細胞内液レベルと細胞外液レベルとの比を示すものであり、リンパ浮腫の存在を分析するのに使用できる。浮腫とリンパ浮腫とを区別できることは、静脈不全を分析する上で助けになる。]
[0091] 前述した例では、測定が被験者の脚で実施される。測定を被験者の脚で実施すると、血液の滞留の影響が最大になり、それによって静脈不全の識別で使用可能な指標を求めるための測定手順の有効性が最大限に高められるからである。但し、この技法をリンパ浮腫等の他の病状を識別するのに使用する場合は、腕等の他の体節にプロセスを適用することができる。詳細は以下に説明する。]
[0092] 次に、図３に関連して装置の特定の例を詳細に説明する。
この例において、測定システム３００はコンピュータシステム３１０と独立した測定機器３２０とを備える。測定機器３２０はインターフェイス３２１に接続されることで、コンピュータシステム３１０との有線又は無線通信が可能になる。処理システム３３０はまた、必要に応じて、３２２、３２３、３２４、３２５、３２６で図示したような各種メモリ等、１つ又は複数のストアにも接続することができる。] 図３
[0093] 一例では、インターフェイスはブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）スタックであるが、適切な任意のインターフェイスの使用が可能である。メモリとしては、ブートアッププロセスで必要とされる情報を格納するためのブートメモリ３２２と、デバイスのシリアル番号をプログラム可能なプログラマブルシリアル番号メモリ３２３を含み得る。メモリとしてはまた、オペレーション中に使用するＲＯＭ（読み出し専用メモリ）３２４、フラッシュメモリ３２５、及びＥＰＲＯＭ（電気的プログラム可能型ＲＯＭ）３２６を含み得る。当技術分野の当事者には明らかなように、これらのメモリは、例えば、ソフトウェア命令を格納するため、及び処理中のデータを格納するために使用することができる。]
[0094] 処理システム３３０をセンサ１１８Ａ、１１８Ｂ及び信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂに接続するために、複数のアナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）３２７Ａ、３２７Ｂ、３２８Ａ、３２８Ｂとデジタル・アナログ・コンバータ（ＤＡＣ）３２９Ａ、３２９Ｂとが設けられている。詳細は以下に説明する。]
[0095] 処理システム３３０の起動制御のために、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、プログラマブル・ロジック・デバイス等のコントローラを提供することも可能である。但し、通常は、処理システム３３０によって実行されるソフトウェア命令によって、これらの制御は行われる。]
[0096] コンピュータシステム３１０の例を図４に示す。この例で、コンピュータシステム３１０は、プロセッサ４００と、メモリ４０１と、キーボードやディスプレイ等の入力／出力装置４０２と、外部インターフェイス４０３とを備え、これらは図示のようにバス４０４によって互いに接続されている。外部インターフェイス４０３を使用して、コンピュータシステムと測定機器３２０とが有線又は無線接続を介して必要に応じて通信できるようにすることができる。尚、この外部インターフェイスはネットワークインターフェイスカードやブルートゥーススタック等の形態とすることができる。] 図４
[0097] 使用状態では、コンピュータシステム３１０を使用して測定機器３２０の動作を制御することができるが、この制御は或いは測定機器３００に設けられた独立したインターフェイスによって実現することも可能である。更に、コンピュータシステム３１０を使用して、インピーダンス測定の分析の少なくとも一部を実行できるようにすることも可能である。]
[0098] したがって、コンピュータシステム３１０は、適切にプログラムされたＰＣ、インターネット端末、ラップトップ、ハンドヘルドＰＣ、スマートフォン、ＰＤＡ、サーバ等の適切な処理システムで構成することができ、これにより、適切なアプリケーションソフトウェアを実施して必要なタスクを実行することができる。]
[0099] その一方で、通常は処理システム３３０によって特定の処理タスクが実行され、コンピュータシステム３１０での処理要件が軽減される。したがって、処理システムは、通常、命令を実行して信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂを制御するための制御信号が生成されるようにする共に、瞬時インピーダンス値を求める処理を実行する。]
[0100] 一例では、処理システム３３０は、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）のようなカスタムハードウェア等で構成される。但し、磁気論理モジュール等の任意の適切な処理モジュールを使用してもよい。]
[0101] 一例では、処理システム３３０はプログラマブルハードウェアを備え、そのハードウェアの動作は、埋め込み型ソフトウェア命令の形態の命令で制御される。プログラマブルハードウェアを使用することにより、被験者Ｓに様々な信号を印加することができると共に、測定機器３２０によって様々な分析を実行することができる。したがって、例えば、種々の周波数で順次印加される信号の使用の場合に照らして、複数の周波数でのインピーダンスが同時に分析されるように信号を使用する必要がある場合、様々な埋め込み型ソフトウェアが利用される。]
[0102] 使用する埋め込み型ソフトウェア命令は、コンピュータシステム３１０からダウンロード可能である。或いは、フラッシュメモリ３２５等のメモリに命令を格納することができる。こうすれば、測定機器３２０に設けられた入力装置を使用するか、コンピュータシステム３１０を使用して、必要な命令を選択することができる。結果として、コンピュータシステム３１０を使用して、処理システム３３０によって実施される埋め込み型ソフトウェア等の命令を制御することができ、これにより、処理システム３３０の動作が変更される。]
[0103] 更に、コンピュータシステム３１０は、処理システム３３０によって求められたインピーダンスを分析するよう動作することができ、これにより生体パラメータが求められる。
単一の処理システムを備えた別の配置を使用することができるが、コンピュータシステム３１０と処理システム３３０との間で処理を分配することにより、いくつかの利点がもたらされる。]
[0104] 第１に、処理システム３３０を使用すれば、適切な埋め込み型ソフトウェアによってカスタムハードウェア構成をより簡単に適合させることができる。更に、これにより単一の測定機器を使用して、様々な異なるタイプの分析を実行することができる。]
[0105] 第２に、カスタム構成の処理システム３３０を使用することにより、コンピュータシステム３１０における処理要件が軽減される。これにより、比較的に簡単なハードウェアを使用してコンピュータシステム３１０を実現することができるが、それでも測定機器はインピーダンスを解釈するのに十分な分析を実行することができる。例えば、これには、「Ｗｅｓｓｅｌ」プロットの生成、インピーダンス値を使用した心臓機能に関連するパラメータの特定、リンパ浮腫の有無の判定が含まれ得る。]
[0106] 第３に、測定機器３２０の更新が可能になる。したがって、例えば、分析アルゴリズムが改良された場合、又は特定のインピーダンス測定タイプについて現行のシーケンスが改良された場合は、フラッシュメモリ３２５又は外部インターフェイス３２１を介して新しい埋め込み型ソフトウェアをダウンロードすることにより、測定機器を更新することができる。]
[0107] 使用状態では、処理システム３３０がデジタル制御信号を生成すると、この信号はＤＡＣ ３２９によってアナログの電圧駆動信号ＶＤに変換され、信号発生器１１７に転送される。被験者に印加された駆動信号ＩＤの電流を示すアナログ信号と、第２の電極１１５Ａ、１１５Ｂで測定された被験者電圧ＶＳは、信号発生器１１７とセンサ１１８から受信され、ＡＤＣ３２７、３２８によってデジタル化される。このデジタル信号は、予備分析のために処理システム３３０に戻すことができる。]
[0108] この例では、２つのチャネル（参照番号として接尾語Ａ、Ｂで示す）のそれぞれに、ＡＤＣ３２７、３２８、及びＤＡＣ ３２９のセットを使用する。これにより、信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂのそれぞれを個別に制御することができ、センサ１１８Ａ、１１８Ｂを使用して電極１１５Ａ、１１５Ｂからの信号をそれぞれ検出することができる。したがって、これは２チャネル装置を意味し、各チャネルは参照番号Ａ、Ｂで示される。]
[0109] 実際には、好適な実施形態に応じて適切な数のチャネルを使用できる。したがって、例えば、４チャネル配置を使用することが望ましい場合がある。この配置では、４つの駆動電極と４つのセンス電極が提供され、センス電極と駆動電極の各ペアは各手足に結合される。この場合は、ＡＤＣ３２７、３２８が８つとＤＡＣ ３２９が４つという配置が使用されるので、各チャネルはそれぞれＡＤＣ ３２７、３２８及びＤＡＣ ３２９を備えることを理解されたい。或いは、当技術分野の当業者には明らかなように、ＡＤＣ ３２７、３２８とＤＡＣ ３２９の２チャネル配置を４チャネル電極配置に選択的に接続するための多重システムを含める等、他の配置を使用することもできる。]
[0110] 次に、インピーダンス測定を実行するためのプロセスの例を、図５を参照しながら説明する。
ステップ５００で、必要に応じて被験者に電極が装着される。脚のインピーダンスが求められるようにするための一般的な配置は、測定対象の半身において、手の指関節の付け根と、足の足指の付け根に駆動電極１１３Ａ、１１３Ｂを装着するというものである。更に、センス電極１１５Ａを、測定する脚のくるぶしの前面に装着し、センス電極１１５を反対側に位置する脚の任意の場所に装着する。] 図５
[0111] この構成では等電位の理論を使用することで、インピーダンス測定について再現可能な結果をもたらす電極位置を可能にしていることを理解されたい。オペレータによる好ましくない電極配置に起因する測定の変動を大幅に減少させているので、この構成は有利である。]
[0112] 但し、これに代わり、他の配置も使用可能である。例えば、対象となる脚の任意の場所にセンス電極を装着することができ、これにより脚全体に沿って、又はふくらはぎ体節等の脚の一部分（一般には脚体節と称する）についてインピーダンス測定が実行される。]
[0113] ステップ５１０では、コンピュータシステム３１０を使用してインピーダンス測定のタイプが選択され、処理システムは、適宜、インピーダンス測定プロトコルを決定し、処理システム３３０を設定できるようになる。これを実現するには、通常は、前述したような処理システム３３０内のファームウェア又はソフトウェアの命令を設定する。]
[0114] 処理システム３００は、ステップ５２０で次の測定周波数ｆｉを選択し、ステップ５３０で信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂに指示して選択周波数で第１の信号を被験者に対して印加させる。ステップ５４０で信号発生器１１７Ａ、１１７Ｂ及びセンサ１１８Ａ、１１８Ｂは脚体節に流れる電流及び脚体節に発生する電圧の指標を処理システム３３０に提供する。]
[0115] ステップ５５０で、処理システム３３０は、全ての周波数が終了したかどうかを判定し、まだ終了していない場合はステップ５２０に戻り、次の測定周波数を選択する。ステップ５６０では、１つ又は複数の測定インピーダンス値が、コンピュータシステム３１０、処理システム３３０、又はこの２つの組み合わせによって前述の技法を使用して求められる。ステップ５７０では、１つ又は複数のインピーダンスパラメータ値を必要に応じて取得することができる。]
[0116] これに関連して、図６Ａに生体組織の電気的な振る舞いを効果的にモデル化した等価回路の例を示す。この等価回路には、細胞外液の中を流れる電流と細胞内液の中を流れる電流をそれぞれ示す２つの分岐がある。生体インピーダンスの細胞外液成分は細胞外抵抗Ｒeで示され、一方、細胞内液成分は細胞内抵抗Ｒiと細胞膜を表す容量Ｃで示される。] 図６Ａ
[0117] 交流電流（ＡＣ）のインピーダンスの細胞外成分と細胞内成分の相対振幅は周波数に依存する。ゼロ周波数では、キャパシタは完全な絶縁体として働き、全ての電流が細胞外液を流れるので、ゼロ周波数Ｒ0での抵抗は細胞外抵抗Ｒeに等しい。無限周波数では、キャパシタは完全な導体として働くので、電流は並列合成抵抗を流れる。無限周波数Ｒ∞での抵抗は、次式で与えられる。]
[0118] したがって、角周波数ω（式中、ω＝２π＊周波数）における、図６Ａの等価回路のインピーダンスは次式で与えられる。] 図６Ａ
[0119] 式中、
Ｒ∞＝無限印加周波数でのインピーダンス、
Ｒ0＝ゼロ印加周波数でのインピーダンス（＝Ｒe）、及び、
τは容量性回路の時定数である。]
[0120] 但し、上記は理想的な状況を示すものであり、細胞膜はキャパシタとして不完全であるということを考慮していない。このことを考慮すると、修正モデルがもたらされ、次式で表わされる。]
[0121] 式中、
αの値は０と１の間にあり、αは理想モデルからの実システムの偏差を示す指標とみなすことができる。]
[0122] インピーダンスパラメータＲ0、Ｒ∞、又はＺcの値は、以下に示す複数の方法のいずれで求めることが可能である。
・選択された各周波数で実行されたインピーダンス測定値に基づいた値を推定する。
・様々な周波数で求められたインピーダンス値に基づいて連立方程式を解く。
・反復数学的技法を使用する。
・図６Ｂに図示したのと類似した「Ｗｅｓｓｅｌプロット」による外挿法を実行する。
・多項式関数を使用する等の関数あてはめ技法を実行する。] 図６Ｂ
[0123] 例えば、Ｗｅｓｓｅｌプロットは、しばしば生体インピーダンス分光法（ＢＩＳ）装置で使用され、この装置は４ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚのような周波数範囲に渡って、この範囲内の２５６以上の様々な周波数を使用して複数の測定を実行する。回帰手法を使用して、理論的な半円形の軌跡に、測定されたデータをあてはめると、Ｒ∞及びＲ0の値を算出することができる。]
[0124] 回帰分析は計算コストが高く付くため、計算を実行するのに非常に高い処理能力を備えたデバイスを必要とする。その結果、装置によって消費される電力が比較的に高くなり、大きなバッテリが必要であり、装置の重量増とサイズ増につながる。]
[0125] 更なる問題点として、回帰分析を実行するにはデータ点が多数必要であるが、通常、測定は周波数ごとに順次実行されるので、測定プロセスに時間を要する（数秒）ということが挙げられる。これは、計測状態が長い期間続くと、被験者を不快にさせる可能性があるので、望ましくない。更に、測定手順の間に被験者が動く場合があるが、そのような被験者の動きは、例えば被験者と、環境、リード線、及び電極との間の容量性及び／又は誘導性の結合の変化が原因となり、測定されたインピーダンスに悪影響を及ぼす可能性がある。これは、測定値の正確性が失われる原因となり得る。]
[0126] 円は次式で記述することが可能である。]
[0127] 式中、ｉとｊは円の中心であり、ｒは半径である。]
[0128] 更に、円形は図４に示すように軌跡上に位置する３つの座標点（ｘ1〜3、ｙ1〜3）によって一意的に定義することが可能である。したがって、次式（４）に示すように、３つの連立方程式を定義することが可能であり、３点が当てはまる円を記述した３つの軌跡のそれぞれについて１つずつ定義される。] 図４
[0129] ３つの連立方程式を解くと半径（ｒ）の計算と円（ｉ、ｊ）の中心の座標の計算が可能である。これらのデータを基にＲ0及びＲ∞は幾何学的第１原理から簡単に算出される。]
[0130] したがって、この技法を使用すると、回帰分析を実行する場合と比較して、Ｒ0及び（必要ならば）Ｒ∞の値をより低い計算コストで導き出すことができる。更に、この場合は必要なデータ点数が少なくて済む。このため、ＢＩＳ及び回帰分析を使用してＲ0の値を求めるよりも、迅速に、且つより基本的なプロセッサを使用してＲ0の値を求めることができる。この結果としてＲ0の値を求めるのに必要なデバイスの製造コストが削減される。]
[0131] 特に、この技法は少なくとも３つの周波数でインピーダンス測定を実行することにより達成される。各周波数で第１及び第２のインピーダンスパラメータを求めるには、信号の指標が使用される。インピーダンスパラメータ値の性質は、好適な実施形態に応じて変わる。したがって、例えば、インピーダンスパラメータ値には、測定信号に関係する振幅情報や位相情報が含まれる。但し、一例では、インピーダンスパラメータ値は、振幅及び位相信号から導出されるような抵抗やリアクタンスを示す。]
[0132] これが完了すると、３つの周波数のそれぞれで求められた第１及び第２のインピーダンスパラメータ値を使用して連立方程式が解かれ、円パラメータを求められるようになる。パラメータ値によって定義された空間内の円の弧の少なくとも一部分に対応する軌跡を、円パラメータを使用して定義する。したがって、一例では、連立方程式は前述した「Ｗｅｓｓｅｌプロット」の場合と同様に、リアクタンス／抵抗空間で提供される円形の軌跡を表す。]
[0133] Ｒ0やＲ∞等の理論的なインピーダンスパラメータ値は、円パラメータから求めることができる。
連立方程式を使用した場合の潜在的な問題点は、何らかの理由でインピーダンス測定のいずれかが正確でない場合に、これが原因でＲ0の計算値に大きな偏差が生じ得るということである。したがって一例ではインピーダンスの測定は４つ以上の周波数で実行され、３つの周波数でのインピーダンス測定の可能な組み合わせの全てについて円パラメータが計算される。Ｃｏｌｅモデルへのデータの適合度の尺度として、標準偏差と共に平均が提供され得る。測定のいずれかが正確でない場合、これを考慮に入れるには、平均から最も大きくずれている測定、又は平均からずれている標準偏差の個数が設定個数を超えている測定等、１つ又は複数の異常値測定を除外する。]
[0134] このプロセスでは、４つ又は５つの測定といったように追加の測定を使用するが、ＢＩＳ測定プロトコルを使用する場合に通常２５６種類以上の周波数で実行することに比べれば、回数はまだはるかに少ないので、測定プロセスをより迅速に実行することが可能である。]
[0135] 一例では、使用される周波数は０ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚの範囲内にあり、具体例では、２５ｋＨｚ、５０ｋＨｚ、１００ｋＨｚ、及び２００ｋＨｚの周波数での４つの測定が記録される。但し、任意の適切な測定周波数の使用が可能である。]
[0136] Ｒ0及びＲ∞のようなインピーダンスパラメータ値を求める更なる別の方法は、単一周波数でインピーダンス測定を実行し、これらをパラメータ値の推定値として使用するものである。この場合、単一の低周波数で実行される測定を使用してＲ0を推測することができるが、単一の高周波数での測定を使用してＲ∞を推定することも可能である。]
[0137] 前述した等価回路は、抵抗率を定数値としてモデル化するが、被験者のインピーダンス応答を正確に反映しない、具体的には、被験者の血流内の赤血球の向きの変化、又は他の緩和効果を正確にモデル化しない。人体の電気導電性を正常にモデル化するには、改良かれたＣＰＥベースのモデルを代替えとして使用してもよい。]
[0138] いかなる場合も、Ｒ0、Ｚc、及びＲ∞等のパラメータ値を決定する技法として適切であれば、どんな技法でも使用できることを理解されたい。
インピーダンス測定値を分析して静脈不全についての判断を可能にするプロセスの第１の具体例を、図７を参照しながら説明する。] 図７
[0139] この例では、ステップ７００で、前述した方法を使用して少なくとも１つの第１のインピーダンス値が求められる。測定は、通常、仰向け又は起立した姿勢等、被験者を特定の姿勢にさせて実行される。これは、血液滞留の影響を最大又は最小にするために実行され、実施する分析に応じて変わる。]
[0140] この第１の具体例では、例えば５分〜１５分のような設定された期間、被験者を起立させて血液滞留の影響を最大にする。一般に、５分後に血液滞留が著しく増大し、約１５分後に血中濃度が比較的に安定した最大値に達する。したがって、被験者を１５分間起立させて血液滞留を最大にすることが好ましいが、５分後でも測定を実行するには十分な血液滞留が発生する。このことから、選択する時間の長さは、測定プロセスに利用できる時間や被験者が起立した姿勢を維持できる能力等の要因に応じて変化し得ることを理解されたい。]
[0141] 更に、被験者は、例えば５分〜１５分のように起立姿勢をとる前に設定された期間、仰向けに横たわることが必要な場合がある。これを実行して、起立姿勢をとる前に血液滞留を最小にしておけば、測定を実行する前に被験者のより正確な基本状態を提供することができる。この場合も同様に、５分後に血液滞留が著しく減少し、約１５分後に血液滞留のレベルが、通常、比較的に安定した最小値に達するので、使用する時間の長さは測定に利用できる時間等の要因に依存する。]
[0142] ステップ７１０では、インピーダンスパラメータ値Ｒ0が必要に応じて求められる。複数のインピーダンス値を求める場合は、このステップを実行する。そうでない場合は、単一のインピーダンス測定を例えば１０ｋＨｚ未満のように低周波数で実行することができる。これによって十分に近いＲ0の近似値が提供されるからである。]
[0143] ステップ７２０では、被験者の細胞外Ｒeの液体レベルを示す指標が求められ、この指標はステップ７３０でユーザに表示される。
指標値は、インピーダンスパラメータ値Ｒ0の値に基づく数値のように、適切な指標の形態を取り得る。指標は、静脈不全又は浮腫の有無又は重症度を示す数値を提供するようにスケーリングすることもできる。指標はまた、数値を、浮腫の基準値のような基準値と比較した結果に基づくことも可能である。]
[0144] 浮腫の基準値については、任意の適切な基準値の形態とすることが可能である。したがって、一例では、浮腫の基準値は、腕等の被験者の異なる手足について求められた等価なインピーダンスパラメータ値に基づくことができる。これが可能となるのは、被験者が静脈不全を患っていない場合に異なる手足間の細胞外液レベル間に予測可能な関係が存在するからである。したがって、例えば、細胞外液レベルについて一般的な変化を引き起こす、静脈不全以外の病状に悩まされている場合、それは判断可能な形式で体節に影響を及ぼすので、静脈不全を識別することができる。]
[0145] 健康な被験者では様々な体節間で組織にわずかなばらつきを生じる。これは比較において許容誤差を設けることにより、考慮に入れることができる。したがって、例えば、普通の健康な被験者の異なる手足間において自然に予測されるばらつき（例えば手足の優位性や被験者に関する前回の分析等に起因する）を考慮に入れることが可能である。許容誤差はまた、被験者の年齢、体重、性別、及び身長等の複数の要因に左右される場合があり、また、それぞれの範囲はこれらの要因に基づいて選択することができる。]
[0146] 或いは、浮腫の基準値は、サンプル集団等から導出された基準値に基づくことも可能である。浮腫の基準値は被験者パラメータに基づいて選択することができる。したがって、指標値は、同様の被験者パラメータを有する他人のサンプル集団の調査結果から導出された指標値と比較される。]
[0147] 更なる代替えとして、浮腫の基準値は前に被験者について測定された基準値（例えば被験者が静脈浮腫又は浮腫に悩まされる前に求められた）に基づくことも可能である。これにより縦断的解析を実行することができるので、静脈不全の発症や進行を判断することが可能になる。]
[0148] 指標は追加として又は別の方法としてグラフィカル均等目盛又は不均目盛に表示することが可能であり、目盛り上のポインタの位置が細胞外液レベルと、浮腫又は静脈不全の有無又は重症度を示す。一例では、均等目盛は、サンプル集団データや他の基準値から導出されるような、閾値を含めて腫又は静脈不全の有無を示す範囲を表すことができる。]
[0149] ステップ７４０では、指標を使用して更なる調査が必要かどうかを判断することができる。この点では、浮腫の存在を示す高い細胞外液レベルは、被験者に静脈不全があることを示すわかりやすい兆候であるが、これについては更なる測定及び／又は分析にて確認を要する場合がある。]
[0150] 上記した例では、静脈不全が存在するかどうかの迅速な判断が可能である。これについてはＢＩＡを使用して実行することができる。ＢＩＡを使用すると、比較的単純な装置と処理を使用できるので、複雑な技法に比べて、静脈不全を判断するのに必要な装置のコストを削減することができる。このような簡略化にも関わらず、プロセスはＳＰＧやＡＰＧ等の現行の非侵襲性の技法より信頼性が高い。この点について、液体レベルの変化は、通常、インピーダンス測定を使用し、液体レベルの変化が手足の体積に及ぼす影響が大きくなる前に検出可能であるため、インピーダンス測定プロセスは、ＳＰＧ又はＡＰＧ等の他の技法に比べて感度が高くなる。]
[0151] 次に、更なる調査を実行するための例について詳細に説明する。
図８の具体例において、ステップ８００では、図７に関連して説明したように被験者に起立の姿勢をとらせて血液滞留を最大にした状態で第１の指標値が求められる。これは、第１の指標が前治療の指標としての役割を果たすように、被験者の治療が行われる前に実施される。ステップ８１０では、アブレーション等を実施することにより、被験者に対して静脈不全の治療が行われる。次いで、ステップ８２０では、同様の技法を使用して（即ち、被験者に起立の姿勢をとらせて）、治療後の指標としての役割を果たす第２の指標値が求められる。] 図７ 図８
[0152] 処理システム１０２は、次に、ステップ８３０で、第１の指標値と第２の指標値との差を求め、その差はステップ８４０にて治療基準値等の基準値と比較される。これにより、変化の妥当性を評価することができる。比較の結果が、閾値を超える細胞外液レベルの減少を示している場合は、治療が成功したか、治療が少なくとも影響していることを示すものであり、ステップ８５０で静脈不全の存在を確定することができる。また、差の大きさを使用して、静脈不全の重症度、及び／又は治療の効果を判断することもできる。]
[0153] この場合も、複数の方法のいずれかで、治療基準を導き出すことができる。例えば、被験者のサンプル集団から収集したデータを基に治療基準を取得することが可能であり、このサンプル集団はデータのプールとして役割を果たし、このデータのプールから、正常な治療を受けた被験者、治療を受けていない被験者、及び／又は健康な被験者について正規化された期待差を求めることができる。次に治療基準は、年齢、性別、身長、体重、人種、介入等の被験者パラメータに基づいて被験者に関連するように求められた基準値を選択することで生成される。]
[0154] この場合、図７の手順に従って静脈不全が存在するという予備的な指標が与えられた場合は、被験者に対して治療が行われ、細胞外液レベルの減少がもたらされたという意味において治療が成功した場合は静脈不全の存在が確定される。したがって、これにより静脈不全の評価の信頼性を高めることが可能である。しかし、静脈不全の治療も同時に行い、被験者が、追加の分析を待機する必要なく、可能な限り迅速な治療を受けられるようにすることが有利である。被験者に静脈不全がない場合、治療を行っても悪影響はない。また、これにより初期評価を実施するのに使用したのと同じ装置を使用して分析を確認することができ、従って、評価を実施する関連の医療従事者のために分析を簡略化できることも理解されたい。] 図７
[0155] 図９の具体例において、ステップ９００では、被験者を仰向けにした状態で第１の指標値が求められる。この測定は、通常、５分〜１５分といったように被験者をある設定された時間だけ休ませた状態にした後で実行される。これにより、血液滞留の結果が減少し、基本的な測定値を確立することができる。次に、被験者は例えば５分〜１５分のように所定の期間、起立させて血液滞留を最大にする。次いで、ステップ９１０にて前述した技法を使用して第２の指標値が求められる。先の場合と同様に、第１及び第２の指標値は、細胞外液レベルを示すものであり、１つ又は複数の周波数インピーダンス測定又はインピーダンス測定から何らかの方法で導出されたインピーダンスパラメータ値Ｒ0に基づくことが可能である。] 図９
[0156] ステップ９２０では、処理システム１０２が第１と第２の指標値の差を求め、この差はステップ９３０で滞留基準値のような基準値と比較される。
先の場合と同様に、滞留基準値はサンプル集団等から導き出された類似の指標値に基づくことが可能である。或いは、滞留基準値は、例えば静脈不全の発症前に、被験者についてあらかじめ求められている第１及び第２の指標値に基づくことも可能であり、縦断的解析の実行が可能である。]
[0157] 一例では、基準値は基本的な測定値からの変化率として求められるので、変化が１５％のような所定量より小さい場合は、被験者が静脈不全を有していないことを示す。変化率が１５％のような所定量より大きい場合、滞留レベルは異常であり、被験者が静脈不全を有する可能性があることを示し、変化率の大きさは静脈不全の重症度を示す。したがって、変化が２０％より大きい場合、通常は、静脈不全を示す。]
[0158] ステップ９４０では、変化の関連性を評価できるように、比較の結果を表示することができる。この点について、比較を行った結果、細胞外液レベルの増大が滞留基準から求められた量を超えている場合は、被験者に著しい血液滞留が存在していることを示し、このことは静脈不全があることを示すものである。このことから、第１及び第２の指標値の差の大きさは、静脈不全の重症度を示し得ることを理解されたい。]
[0159] この場合、図７の手順に従って静脈不全が存在するという予備的な指標が与えられた場合は、被験者の姿勢を変えて、測定を再度実行する。この点について、図７のプロセスで導出された指標が起立した姿勢で作成された場合、これは第２の指標としての役割を果たし得るものであり、第１の指標を求められるように被験者の姿勢が変えられる。したがって、「第１」及び「第２」という用語は、それぞれの指標を識別するために使用されるものであり、必ずしも測定の順番を暗示又は要求しているものではない。] 図７
[0160] 但し、これは必須ではないが、一般に第１の指標を最初に測定すると正確な基本値を確立できるようになる。これにより、従来技術の技法で達成するよりも高い信頼性で静脈不全の評価を行うことができ、初期評価を実行するのに使用するのと同じ装置を使用して分析を確認することができる。また、被験者に対して治療を行わなくても評価を確認することができるので、評価のコスト負荷を削減することができる。]
[0161] 図１０の具体例では、ステップ１０００で、被験者を仰向けにした状態で第１の指標を求める。前の例と同様に、このステップを実行することにより、基本的な測定値を設定できるようになる。ステップ１０１０で、被験者は５分〜１５分といったような所定の期間、起立した状態を保ち血液滞留を最大にし、それからステップ１０２０にて、仰向け姿勢に戻り、前述した技法を使用して第２の指標値を求める。] 図１０
[0162] ステップ１０３０で、処理システム１０２は第１の指標値と第２の指標値との差を求め、次いでステップ１０４０で、その差が復帰基準値のような基準値を下回っているかどうか判定する。基準値を下回っていない場合、プロセスはステップ１０２０に戻り、新しい第２の指標が求められる。]
[0163] 基準値は、サンプル集団、被験者に関する前の測定等から導き出すことができる。或いは、基準値は基本的な測定値からの特定の変化率と見なされる。したがって、この例では、基本的な測定値の５〜１０％以内に復帰するのにかかる時間を求めることができる。]
[0164] 第１の指標と第２の指標との差が復帰基準値を下回るまで、ステップ１０２０〜１０４０が繰り返される。ステップ１０５０で、差が滞留基準を下回るのにかかった時間の長さが求められ、ステップ１０６０でこれがユーザに表示される。]
[0165] 基本的な値（又は基準値）へ復帰するのにかかった時間が基準量（例えば１５分）より短い場合は、これは被験者に静脈不全がないことを示している。但し、かかった時間が基準時間を超えた場合、これは被験者に静脈不全があることを示す。]
[0166] この点に関して、健康な被験者では血液量は比較的迅速に基本的な量に復帰するが、静脈不全を持つ被験者の場合はこれに数分を要する場合がある。したがって、脚の血液滞留が減少するのにかかる時間は静脈不全の有無や重症度を示す。復帰基準を使用すれば、自然な変異を考慮して、適正な期間で測定を実行できるようにすることができる。]
[0167] この場合、被験者が基本的な測定値に復帰するのにかかる時間を測定することにより、静脈系が血液滞留を中和する能力に直接相関性を提供する。これにより静脈不全の重症度が直接的に示される。したがって、治療や複雑な装置を必要とすることなく静脈不全の重大度を評価する正確な技法が実現される。]
[0168] 次に、図１１を参照しながら浮腫とリンパ浮腫を区別するためのプロセスの例について説明する。一例では、このプロセスを使用することにより静脈不全の存在を容易に評価することができる。例えば、被験者の脚で測定が実施され、被験者には浮腫があるがリンパ浮腫はないと判断された場合、この判断結果は被験者に静脈不全があることを示している。或いは、この技法を使用して腕等の他の体節において浮腫とリンパ浮腫を区別することもできる。これにより、被験者の病状に応じて、最適な管理プログラムを容易に特定することができる。] 図１１
[0169] したがって、この例では、浮腫とリンパ浮腫を区別できるように体節に一般に適用される技法を説明する。この技法を使用して静脈不全を特定する場合、被験者の脚でプロセスが実行されるが、他の体節にもこのプロセスを適用可能であることを理解されたい。]
[0170] 図１１の具体的な例では、ステップ１１００にて複数の異なる周波数で体節についてインピーダンス値が求められる。この技法を使用して静脈浮腫を特定するのに使用できる指標を求める場合、該当する測定は、通常、被験者を起立姿勢にさせ血液滞留を最大にした状態で実行される。] 図１１
[0171] ステップ１１１０では、処理システム１０２が、上記の詳細説明のようにインピーダンスパラメータＲ0、Ｒ∞の値を求める。したがって、この処理の場合は、ＢＩＳ測定に適用される回帰分析を使用して実行可能である。或いは、プロセスでは、ＭＦＢＩＡ及び連立方程式の解を使用して、インピーダンスパラメータ値を求めることが可能である。選択された周波数での個々の測定の組み合わせが使用される他の技法を、適宜、使用することも可能である。したがって、例えば、それぞれ低周波数及び高周波数での単一の測定を、Ｒ0及びＲ∞の推定値として使用することが可能である。]
[0172] ステップ１１２０では、インピーダンスパラメータ値Ｒ0を使用して第１の指標値が求められる。この値は或いは前述した単一の低周波数インピーダンス測定から導出することもできるが、別の例では、後続のステップのために複数の周波数での測定を使用することも可能で、その場合は、追加の単一周波数測定を行う必要性を回避できることを理解されたい。]
[0173] ステップ１１３０では、体節について、細胞内液と細胞外液との配分を示すインデックスが求められる。一例では、インデックスは細胞外液と細胞内液との比（Ｒi／Ｒe）を示す。この点について、上記の細胞外液抵抗Ｒeと細胞内液抵抗Ｒiの値を使用すると、インデックスＩが次式で与えられる。]
[0174] ステップ１１４０では、第１の指標値が、前述した浮腫基準値等の第１の基準値と比較され、その比較の結果により浮腫の存在を判断することができる。]
[0175] ステップ１１５０では、インデックス値が第２の基準値と比較され、その比較の結果により被験者にリンパ浮腫があるかどうかを判断することができる。複数の方法のいずれか１つで、第２の基準値を求めることができる。]
[0176] 一例では、インデックスが、別の手足について求められた基準インデックス値と比較される。これは、リンパ浮腫を持たない被験者の場合、異なる体節間であっても通常は細胞内液レベルと細胞外液レベルの度合いが類似しているために、可能となる。通常、異なる体節間では、例えば異なる手足間における生来の違いや手足の優位性に起因して組織内にわずかなばらつきを生じる。これらのばらつきは前述と同様の方法で適切な許容誤差を使用して考慮することができる。追加の方法として、及び／又は、替わりの方法として、サンプル集団や被験者に対して前に行った測定等から導出される基準値のような様々な基準値を使用することができる。]
[0177] 被験者に浮腫及び／又はリンパ浮腫があるかどうかを評価できるように、比較の結果をユーザに表示することができる。
被験者が起立の姿勢をとっている状態で被験者の脚で測定が行われ、被験者にリンパ浮腫ではない浮腫が存在すると予想された場合、これは被験者に静脈不全があることを示している。この場合には、指標値とインデックス値の大きさを基に静脈不全の重症度を評価することができる。或いは、この技法を身体の他の部位で使用して、浮腫とリンパ浮腫を区別することができる。]
[0178] 更なる例では、被験者が仰向け及び起立した姿勢をとっている状態で前述したプロセスを繰り返すことができる。この場合、指標値及びインデックス値の変化が更に、静脈不全の有無又は重症度の評価の助けとなる。]
[0179] この例では更に、より複雑なＢＩＳ装置が必要であるが、従来技術又は他の技法を使用するよりも、静脈不全の重大度をより正確に示すことが可能である。更に、上記したＢＩＳ装置を使用すれば、一部の被験者に適切でない場合がある運動療法を被験者が受ける必要なく、評価を迅速に実行することが可能である。]
[0180] 上記の例では、「インピーダンス」という用語は一般に測定されたインピーダンス値又はその値から導き出されるインピーダンスパラメータ値を示す。「抵抗」という用語は、リアクタンス測定のアドミタアンス等、インピーダンスに関連する任意の測定値を示す。]
[0181] 「処理システム」という用語は、処理を実行することができる任意のコンポーネントを含むことを意図し、１つ又は複数の処理システム及びコンピュータを含めることができる。]
[0182] 当技術分野の当事者ならば、多くの変形形態及び変更形態が明らかになることを理解できよう。当技術分野の当業者にとって明白となる、かかる変形形態及び変更形態は全て、記載の前に概して示される本発明の思想及び範囲内に包含されると考えられるべきである。]
[0183] 前述した種々の例の特徴は、必要に応じて、互いに入れ替えて使用することができる。したがって、例えば、複数の異なる指標を求め、それぞれの閾値と比較することができる。]
[0184] 更に、上記の例では、ヒトのような被験者に注目したが、上記した測定機器や技法は、いかなる動物にも適用することができ、動物として、これらには限定されないが、霊長類、家畜類、競走馬のような競技用動物などを挙げることができる。]
[0185] 上記した処理は生体指標を求める際に使用でき、生体指標は、ある範囲の病状及び疾患の有無又は重症度を診断するのに使用できる。尚、病状及び疾患として、これに限定されるものではないが、浮腫、リンパ浮腫、身体組成変化等が挙げられる。]
[0186] 更に、上記の例では、電圧信号を印加して被験者に電流を流す方法に注目したが、これは必須ではなく、電流信号を印加する際にプロセスを使用することもできる。
また、「インピーダンス測定」という用語は、アドミタンスや他の関連する測定を網羅することも理解されたい。]

权利要求:

請求項1
被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する方法であって、処理システムにおいて、ａ）前記被験者の少なくとも１つの脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、ｂ）前記少なくとも１つのインピーダンス値を使用して指標を求めるステップであって、前記指標が、前記少なくとも１つの脚体節での細胞外液レベルを示し、静脈不全の評価に使用されるステップと、を含む方法。
請求項2
処理システムにおいて、ａ）前記指標を基準値と比較するステップと、ｂ）前記比較の結果を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、を含む請求項１に記載の方法。
請求項3
処理システムにおいて、ａ）前記被験者が第１の姿勢の状態で、第１の指標値を求めるステップと、ｂ）前記被験者が第２の姿勢の状態で、第２の指標値を求めるステップと、ｃ）前記第１の液体指標値と前記第２の液体指標値との指標差に基づいて、静脈不全の評価に使用される指標の変化を求めるステップと、を含む請求項１に記載の方法。
請求項4
前記処理システムにおいて、ａ）前記指標の変化を基準値と比較するステップと、ｂ）前記比較の結果を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、を含む請求項３に記載の方法。
請求項5
前記処理システムにおいて、前記少なくとも１つのインピーダンス値を使用してインデックスを求めるステップであって、前記インデックスが前記少なくとも１つの脚体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示し、前記インデックスが静脈不全の評価に使用されるステップを含む、請求項１に記載の方法。
請求項6
前記処理システムにおいて、ａ）前記インデックスを基準値と比較するステップと、ｂ）前記比較の結果を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、を含む請求項５に記載の方法。
請求項7
ａ）指標が第１の基準値より小さく、且つｂ）インデックスが第２の基準値より大きい場合に、静脈不全が存在すると診断するステップを含む請求項６に記載の方法。
請求項8
処理システムにおいて、ａ）前記被験者が第１の姿勢の状態で、第１のインデックス値を求めるステップと、ｂ）前記被験者が第２の姿勢の状態で、第２のインデックス値を求めるステップと、ｃ）前記第１の液体インデックス値と前記第２の液体インデックス値との差に基づいて、静脈不全の評価に使用されるインデックスの変化を求めるステップと、を含む請求項５に記載の方法。
請求項9
前記処理システムにおいて、ａ）前記被験者が第１の姿勢の状態で、第１の指標値を求めるステップと、ｂ）前記被験者を所定の期間、第２の姿勢にした後で、前記被験者を前記第１の姿勢にして、第２の指標値を求めるステップと、ｃ）前記第１の液体指標値と前記第２の液体指標値との差を求めるステップであって、前記差が静脈不全の評価に使用されるステップと、を含む請求項１に記載の方法。
請求項10
前記処理システムにおいて、ａ）前記差を監視するステップと、ｂ）前記差が基準値を下回るまでにかかる所要時間を求めるステップと、ｃ）前記所要時間を示し、静脈不全の有無又は重症度を判定できるようにするステップと、を含む請求項９に記載の方法。
請求項11
処理システムにおいて、ａ）前記被験者の治療の前に治療前指標値を求めるステップと、ｂ）静脈不全についての前記被験者の治療の後に、治療後指標値を求めるステップと、ｃ）前記治療前指標値と前記治療後指標値との差に基づいて、静脈不全の評価に使用される指標値の変化を求めるステップと、を含む請求項１に記載の方法。
請求項12
前記指標の変化が基準値より大きい場合に、静脈不全が存在すると診断するステップを含む請求項１１に記載の方法。
請求項13
前記処理システムにおいて、ａ）前記被験者の別の手足について求められた指標又はインデックス、ｂ）サンプル集団から求められた基準値、及びｃ）前記被験者について前に求められた指標又はインデックスのうちの少なくとも１つである基準値を使用するステップを含む請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
請求項14
前記処理システムにおいて、ａ）指標、ｂ）インデックス比、ｃ）インデックス、ｄ）指標の変化、ｅ）インデックスの変化、ｆ）１つ又は複数のインピーダンスパラメータ値、及びｇ）比較の結果のうちの少なくとも１つを表示するステップを含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
請求項15
前記少なくとも１つのインピーダンス値が、ａ）１００ｋＨｚ未満、ｂ）５０ｋＨｚ未満、及びｃ）１０ｋＨｚ未満のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定される請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
請求項16
前記処理システムにおいて、前記少なくとも１つのインピーダンス測定値を、ゼロ測定周波数での前記被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む請求項１６に記載の方法。
請求項17
少なくとも１つの第２のインピーダンス値を測定するステップであって、前記少なくとも１つの第２のインピーダンス値が、ａ）２００ｋＨｚ超、ｂ）５００ｋＨｚ超、及びｃ）１０００ｋＨｚ超のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定されるステップを含む請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
請求項18
前記処理システムにおいて、前記少なくとも１つの第２のインピーダンス測定値を、無限測定周波数での前記被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む請求項１６に記載の方法。
請求項19
前記処理システムにおいて、ａ）複数のインピーダンス値を求めるステップと、ｂ）前記複数のインピーダンス値から少なくとも１つのインピーダンスパラメータ値を求めるステップと、を含む請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
請求項20
前記インピーダンスパラメータ値が、ゼロ周波数での前記抵抗であるＲ0、無限周波数での前記抵抗であるＲ∞、及び特性周波数での前記抵抗であるＺcのうちの少なくとも１つを含む請求項１９に記載の方法。
請求項21
前記処理システムにおいて、ａ）測定されたインピーダンス値からインピーダンスパラメータＲ0及びＲ∞の値を求めるステップと、ｂ）前記インデックス（Ｉ）を次式を使用して算出するステップと、を含む請求項２０に記載の方法。
請求項22
前記処理システムにおいて、前記パラメータ値を次式を使用して求めるステップを含み、式中、Ｚが角周波数ωでの測定インピーダンスであり、τが時定数であり、αの値が０〜１の範囲にある、請求項２０又は２１に記載の方法。
請求項23
コンピュータシステムにおいて前記インピーダンス測定を実行させるステップを含む請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
請求項24
コンピュータシステムにおいて、ａ）第１の電極セットを使用して１つ又は複数の電気信号を前記被験者に印加させるステップと、ｂ）前記印加された１つ又は複数の信号に応答して、前記被験者に印加された第２の電極セットに発生した電気信号を測定するステップと、ｃ）前記印加された信号と前記測定された信号とから、少なくとも１つの測定インピーダンス値を求めるステップと、を含む請求項１８に記載の方法。
請求項25
被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する装置であって、ａ）前記被験者の少なくとも脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求め、ｂ）前記少なくとも脚体節での細胞外液レベルを示し静脈不全の評価に使用される指標を、前記少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求める、ための処理システムを有する装置。
請求項26
ａ）第１の電極セットを使用して１つ又は複数の電気信号を前記被験者に印加させ、ｂ）前記印加された１つ又は複数の信号に応答して、前記被験者に印加された第２の電極セットに発生した電気信号を測定し、且つｃ）前記印加された信号と前記測定された信号とから、少なくとも１つの測定インピーダンス値を求める、ための処理システムを有する請求項２５に記載の装置。
請求項27
ａ）電気信号を生成するための信号発生器と、ｂ）電気信号を検知するためのセンサと、を有する請求項２６に記載の装置。
請求項28
静脈不全の有無又は重症度の評価に使用する方法であって、処理システムにおいて、ａ）被験者の少なくとも１つの脚体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、ｂ）前記少なくとも１つのインピーダンス値を使用して指標を求めるステップであって、前記指標が、前記少なくとも脚体節での細胞外液レベルを示し、静脈不全の評価に使用されるステップと、を含む方法。
請求項29
被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する方法であって、処理システムにおいて、ａ）前記被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、ｂ）前記少なくとも１つの体節での細胞外液レベルを示す指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、ｃ）前記少なくとも１つの体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示すインデックスを、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、ｄ）前記指標を第１の基準値と比較するステップと、ｅ）前記インデックスを第２の基準値と比較するステップと、ｆ）前記比較の結果を示すステップと、を含む方法。
請求項30
前記処理システムにおいて、単一の低周波数で実行されるインピーダンス測定を使用して前記指標を求めるステップを含む請求項２９に記載の方法。
請求項31
前記少なくとも１つのインピーダンス測定値が、ａ）１００ｋＨｚ未満、ｂ）５０ｋＨｚ未満、及びｃ）１０ｋＨｚ未満のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定される請求項２４又は２５に記載の方法。
請求項32
前記処理システムにおいて、前記少なくとも１つのインピーダンス測定値を、ゼロ測定周波数での前記被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む請求項３１に記載の方法。
請求項33
少なくとも１つの第２のインピーダンス値を測定するステップであって、前記少なくとも１つの第２のインピーダンス値が、ａ）２００ｋＨｚ超、ｂ）５００ｋＨｚ超、及びｃ）１０００ｋＨｚ超のうちの少なくとも１つの測定周波数で測定されるステップを含む請求項２９〜３２のいずれか一項に記載の方法。
請求項34
前記処理システムにおいて、前記少なくとも１つの第２のインピーダンス測定値を、無限測定周波数での前記被験者の抵抗の推定値として使用するステップを含む請求項３３に記載の方法。
請求項35
前記処理システムにおいて、ａ）少なくとも２つのインピーダンス値を求めるステップと、ｂ）前記少なくとも２つのインピーダンス値から少なくとも１つのインピーダンスパラメータ値を求めるステップと、を含む請求項２９〜３４のいずれか一項に記載の方法。
請求項36
前記処理システムにおいて、ａ）３つの周波数のそれぞれにて、前記被験者の少なくとも１つの体節の前記インピーダンスに関連して第１及び第２のインピーダンスパラメータの第１及び第２のパラメータ値を求めるステップと、ｂ）前記第１及び第２のインピーダンスパラメータに関して定義された円を表す連立方程式を解いて円パラメータ値を求めるステップであって、前記連立方程式を前記３つの周波数のそれぞれで前記第１及び第２のパラメータ値を使用して解くステップと、ｃ）前記円パラメータ値を使用してそれぞれの周波数で第３のインピーダンスパラメータ値を求めるステップと、ｄ）前記第３のインピーダンスパラメータ値を使用して、前記被験者の前記体節内の相対的な液体レベルを示す指標を求めるステップと、を含む請求項３５に記載の方法。
請求項37
前記第１及び第２のパラメータ値が抵抗値とリアクタンス値である請求項３６に記載の方法。
請求項38
前記インピーダンスパラメータ値が、ゼロ周波数での前記抵抗であるＲ0、無限周波数での前記抵抗であるＲ∞、及び特性周波数での前記抵抗であるＺcのうちの少なくとも１つを含む請求項３５〜３７のいずれか一項に記載の方法。
請求項39
前記処理システムにおいて、ａ）測定されたインピーダンス値からインピーダンスパラメータＲ0及びＲ∞の値を求めるステップと、ｂ）前記インデックス（Ｉ）を次式を使用して算出するステップと、を含む請求項３８に記載の方法。
請求項40
前記処理システムにおいて、前記パラメータ値を次式を使用して求めるステップを含み、式中、Ｚが角周波数ωでの測定インピーダンスであり、τが時定数であり、αの値が０〜１の範囲にある請求項３８又は３９に記載の方法。
請求項41
被験者に対して実行されたインピーダンス測定の分析で使用する装置であって、ａ）前記被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求め、ｂ）前記少なくとも１つの体節での細胞外液レベルを示す指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求め、ｃ）前記少なくとも１つの体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示すインデックスを、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求め、ｄ）前記指標を第１の基準値と比較し、ｅ）前記インデックスを第２の基準値と比較し、且つｆ）前記比較の結果を示す、ための処理システムを有する、装置。
請求項42
前記処理システムが、ａ）第１の電極セットを使用して１つ又は複数の電気信号を前記被験者に印加させ、ｂ）前記印加された１つ又は複数の信号に応答して、前記被験者に印加された第２の電極セットに発生した電気信号を測定し、且つｃ）前記印加された信号と前記測定された信号とから、少なくとも１つの測定インピーダンス値を求めるためにある請求項４１に記載の装置。
請求項43
ａ）電気信号を生成するための信号発生器と、ｂ）電気信号を検知するためのセンサと、を有する請求項３３又は３４に記載の装置。
請求項44
被験者における浮腫及びリンパ浮腫の存在の区別で使用する方法であって、処理システムにおいて、ａ）前記被験者の少なくとも１つの体節のインピーダンスを示す少なくとも１つのインピーダンス値を求めるステップと、ｂ）前記少なくとも１つの体節での細胞外液レベルを示す指標を、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、ｃ）前記少なくとも１つの体節での細胞外液レベルと細胞内液レベルとの比を示すインデックスを、少なくとも１つのインピーダンス値を使用して求めるステップと、ｄ）前記指標を第１の基準値と比較するステップと、ｅ）前記インデックスを第２の基準値と比較するステップと、ｆ）浮腫とリンパ浮腫を区別するのに使用される前記比較の結果を示すステップと、を含む方法。