JP2002535026A - 汎用/アップグレード用パルス酸素濃度計 - Google Patents
汎用/アップグレード用パルス酸素濃度計Info
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Abstract
Description
であると、数分で脳障害や脳死をもたらす虞があることから、血中酸素濃度の低
下を早期に検知することは、例えば重傷者管理や外科的処置等の医療分野におい
て重要である。パルス酸素測定は、酸素供給の指標である動脈血の酸素飽和度を
測定するための、広く容認された無侵襲的手法である。パルス酸素測定システム
は、患者に取り付けるセンサ、パルス酸素濃度計、センサとパルス酸素濃度計と
を接続する患者用ケーブルから構成される。
、呼吸速度、心電図等の測定も行うマルチパラメータ型患者監視システムにモジ
ュール又は一部分として内蔵させることもできる。一般に、パルス酸素濃度計は
、患者の酸素飽和度の数値情報、脈拍数の数値情報、各脈動時に発生される可聴
のインジケータ、即ち「ビープ音」を提供する。更に、パルス酸素濃度計は、患
者の脈圧曲線及び脈拍数を視覚化したものである、患者のプレチスモグラフを表
示することもできる。
を示している。一般に、パルス酸素測定センサ110は、発光ダイオード(LE
D)エミッタ112(主として赤色光及び赤外線の波長用)と、光ダイオード検
出部114を備える。センサ110はふつう患者が大人であれば指、幼児であれ
ば足に取り付けて使用する。センサ110は、エミッタ112が指の爪を通して
その下の血管及び毛細血管に光を投じるように、指に対して配置される。LED
エミッタ112はパルス酸素濃度計100からの駆動信号122により起動され
る。検出部114は、LEDより放射された光が指の組織から現れると、それを
検知するように、爪と反対側の指先に配置される。光ダイオードにより発生され
る信号124はケーブルを通ってパルス酸素濃度計100に送られる。
吸収の差を計算することによって酸素飽和度(SpO2)を決定する。パルス酸
素濃度計100は、センサインタフェース120、SpO2プロセッサ130、
機器管理部140、ディスプレイ150、可聴インジケータ(トーン発生部)1
60、キーパッド170を含む。センサインタフェース120は、センサの赤色
光用LEDエミッタ112と赤外線用LEDエミッタ112を交互に起動する、
LED駆動電流122を提供する。また、センサインタフェース120は、患者
の組織部位を通って伝達される間に減衰される赤色光及び赤外線エネルギーに相
当する信号である、光ダイオード検出部114より発せられる信号124の増幅
及びフィルタリングを行う入力回路を備える。SpO2プロセッサ130は、検
出された赤色光と赤外線の強さの比率を計算し、得られた比率に基づいて動脈の
酸素飽和値を経験的に決定する。機器管理部140は、ディスプレイ150、可
聴インジケータ160、キーパッド170を管理するためのハードウェアインタ
フェース及びソフトウェアインタフェースである。ディスプレイ150は上述の
如くして計算された酸素の状態を表示する。可聴インジケータ160は、脱飽和
事象を示す警告のほか、パルスビープ音を発生する。キーパッド170は警告の
閾値、警告の許可、ディスプレイオプション等のためのユーザ・インタフェース
である。
b)の動脈血中のそれぞれの濃度を決定するために、それぞれの光吸収の差を基
にして行われる。詳細には、パルス酸素測定は、脱酸素化ヘモグロビンの赤色光
吸収量が酸化ヘモグロビンのそれよりも多く、逆に酸化ヘモグロビンの赤外線吸
収量が脱酸素化ヘモグロビンのそれよりも多くなるよう選択された赤色光波長及
び赤外線波長(例えば、660nm(赤色光)と905nm(赤外線))で実施
される。
エミッタ112に駆動電流122を与え、所与の時間にはいずれか一方のみが発
光するようにしている。例えば、各々が4分の1周期の間だけ起動され、別の4
分の1周期の間起動状態との区別を行うようにし、それぞれのエミッタ112の
オンとオフを周期的に切り替えてもよい。これにより、赤色光信号と赤外線信号
を区別し、下流の信号処理により周囲光レベルを除去することが可能となる。検
出部114は1つしか使用されないことから、検出部114は赤色光と赤外線の
両方の発光に反応し、時分割多重化された(「変調された」)出力信号124を
発生する。この変調信号124はセンサインタフェース120の入力と結合され
る。
にも基づいて、ヘモグロビンによる吸収を周辺組織の他の成分による吸収と区別
している。収縮期と拡張期とでは光吸収が異なるが、これは辺縁の組織部位にお
ける動脈血の流入量及び流出量が異なるためである。この辺縁組織部位には、そ
れぞれ光吸収を行う皮膚、筋、骨、静脈血、脂肪、色素等がある。これらの周辺
組織による背景吸収量は変動がないため、無視してもよいと考えられている。従
って、血中酸素飽和度の測定は、以下に示すように、検出される赤色光信号(R
D/Red)及び赤外線信号(IR)の、時間変化するAC部と時間変化しない
DC部との比率に基づいて行われる。 RD/IR = (RedAC/RedDC)/(IRAC/IRDC) この比率より、所望のSpO2測定値が計算される。RD/IRとSpO2との
関係は、志願者より得られる経験的測定値、及び酸素飽和度の較正測定値の統計
的回帰により、極めて正確に決定される。パルス酸素測定デバイスでは、入力さ
れるRD/IR測定値に応答してSpO2をメモリから直接読み出すことができる
よう、この経験的関係を「較正曲線」として読出し専用メモリ(ROM)のルッ
クアップ・テーブルに記憶させることができる。
れる処置である。需要に応じて多くの製造業者がパルス酸素濃度計やセンサを製
造してきた。しかし、これらのパルス酸素濃度計又はセンサの間には性能や互換
性上の規格がないのが実情である。このため、製造元の異なるセンサとパルス酸
素濃度計とを組み合わせて使用できる可能性は低い。また、従来のパルス酸素濃
度計とセンサでは、末梢において循環の悪い患者や、動作アーチファクトにより
身体の一部又は全身に障害をもつ患者の酸素測定を行うことは不可能であるが、
本発明の譲受人により製造された高度なパルス酸素濃度計は、これらの条件下で
も機能する。この高度なパルス酸素濃度計の出現で、患者への酸素投与監視にお
ける信頼度の向上を望む病院関係者や他の加療者はジレンマに陥ることになる。
即ち、彼らの設備で使用するパルス酸素濃度測定装置として、現在使用している
パルス酸素濃度計(マルチパラメータ型患者監視システムを含む)を一新するか
、或いは多くの専門業者の製造による非互換性センサ及び性能上劣るパルス酸素
濃度計を使い続けるか、という選択を余儀なくされるのである。
院関係者や他の加療者の悩みの種となっている。例えば、患者を救急車から病院
の救急治療室(ER)へ搬入する場合、救急車からERへ搬入する間は監視を行
うことは難しく、またセンサを取り外し、ERの非互換性センサを取り付ける必
要がある。外科、集中治療室(ICU)、回復用設備の間で患者を相互に移動さ
せる際にも同様の問題が生じている。このような互換性及び搬送上の問題は、パ
ルス酸素測定モジュールを一測定パラメータとして組み込んだ、高価で非可搬型
のマルチパラメータ型患者監視システムが普及したために、更に解決しにくくな
っている。
能、互換性、搬送上の問題の解決に焦点を当てた。UPOは、患者が設備間で搬
送される際に患者から取り外すことを必要とせず、間断なく患者の監視を行うこ
とができる、可搬型パルス酸素濃度計を提供する。更に、UPOは、他のパルス
酸素濃度計のセンサ入力を起動する合成出力を提供する。これにより、UPOは
、互換性のないセンサを他のパルス酸素濃度測定機器と整合させる、汎用インタ
フェースとして機能する。また、UPOは、組織潅流が少ないことや動作アーチ
ファクトにより悪影響を受ける現行のパルス酸素濃度計をアップグレードする機
能をもつ。更に、UPOはマルチパラメータ型患者監視システムのSpO2セン
サ入力を駆動し、これによりUPOは関連するマルチパラメータ・ディスプレイ
、患者記録保持システム、警告管理機能と一体化され得る。
測定装置である。センサは組織部位に取り付けられるよう構成された少なくとも
1つのエミッタと、エミッタと関連する検出部とを備える。検出部は組織部位に
おける動脈血中の酸素量に応答して強度信号を提供する。第1のパルス酸素濃度
計は検出部と通信し、強度信号に基づいて酸素飽和度測定値を計算する。波形発
生部は第1のパルス酸素濃度計と通信し、酸素飽和度測定値に基づいて波形を発
生する。第2のパルス酸素濃度計は波形発生部と通信し、波形に基づいた酸素飽
和値を表示する。波形は、酸素飽和値が酸素飽和度測定値と略同一の値となるよ
う合成される。
サポート、アップグレード用ポート、信号プロセッサ、波形発生部を含む。アッ
プグレード用ポートは生理的監視装置の第2のセンサポートに接続可能となって
いる。信号プロセッサは第1のセンサポートへの信号入力に基づき、生理的測定
値を計算するよう構成されている。波形発生部は生理的測定値に基づいて波形を
発生し、この波形はアップグレード用ポートで利用できるようになっている。波
形は、アップグレード用ポートが第2のセンサポートに取り付けられると、生理
的監視装置が生理的測定値と略同一の値を表示するよう、調節することができる
。
信号を感知するステップと、強度信号に基づいて酸素飽和度測定値を計算するス
テップとを含む測定方法である。他のステップとして、酸素飽和度測定値に基づ
いて波形を発生するステップと、パルス酸素濃度計が酸素飽和度測定値と略同一
の酸素飽和値を表示するよう、波形をパルス酸素濃度計のセンサ入力に提供する
ステップとがある。
的測定値を計算するステップと、波形を生理的測定値の関数として合成するステ
ップとを含む測定方法である。更なるステップとして、生理的監視装置のセンサ
入力に波形を出力するステップがある。合成ステップは、測定装置が生理的測定
値に相当する値を表示するよう実行される。
和度及び脈拍数の測定を行う第1のパルス酸素濃度計を備える測定装置である。
この測定装置は、酸素飽和度測定値と脈拍数の測定値に基づいて信号を発するた
めの波形発生手段を更に備える。更に、信号を第2のパルス酸素濃度計に送るた
めの通信手段を備える。
キング・コネクタを備える可搬部を含む測定装置である。センサポートは組織部
位における動脈血中の酸素量に応答する強度信号を受信するよう構成されている
。プロセッサは強度信号に基づいて酸素飽和値を計算し、得られた値をディスプ
レイに出力するようプログラムされている。ドッキング・ステーションは可搬部
用コネクタを備え、可搬部を収容するときにはドッキング・コネクタが可搬部用
コネクタと結合されるよう構成されている。このように構成することで、ドッキ
ング・ステーションと可搬部の間の電気接続が可能となる。可搬部はドッキング
・ステーションとは離れた非ドッキング位置を有し、この位置では可搬部はハン
ドヘルド・パルス酸素濃度計として機能する。また、可搬部は、少なくとも部分
的にドッキング・ステーション内に保持されるドッキング位置を有する。この位
置では、可搬部とドッキング・ステーションが組み合わさることで、可搬部が非
ドッキング位置にある場合に比べ、少なくとも1つの付加機能を有する。
う構成された測定装置である。この測定装置は、生理的状態に応答する信号を受
信するよう構成されたセンサポートを備える。また、この装置は重力に応答して
出力を行うチルトセンサを備える。更に、センサポートとチルトセンサの出力と
の間で通信するプロセッサを備える。プロセッサは、信号に基づいて生理的測定
値を計算し、測定装置が第1と第2のいずれの向きにあるかを、チルトセンサの
出力に基づいて決定するようプログラムされている。ディスプレイは第1のモー
ドと第2のモードを有しており、プロセッサにより駆動される。ディスプレイは
、装置が第1の向きにあるときには第1のモードに測定値を表示し、第2の向き
にあるときには第2のモードに測定値を表示する。
信号に基づいて生理的測定値を計算するステップとを含む測定方法である。更に
、チルトセンサの空間的向きを決定するステップと、この決定ステップに基づい
たモードで生理的測定値を表示するステップとが含まれる。
)210の使用法を図示したものである。パルス酸素測定センサ110は患者(
図示せず)に取り付けられ、変調赤色光及び赤外線プレチスモグラフ信号を患者
用ケーブル220を通じてUPO210に送る。UPO210は、センサ信号か
ら患者の酸素飽和度及び脈拍数を計算し、必要に応じて患者の酸素状態を表示す
る。UPO210は、例えば公知のアルカリ蓄電池や充電式電源のような内部電
源212を組み込むことができる。UPO210は、外部降圧変圧器や内部又は
外部交流/直流コンバータと結合された標準的な110VのAC電源等の外部電
源214を利用することもできる。
パルス酸素濃度計268により受信される信号を発生する。この信号は、外部パ
ルス酸素濃度計268がUPO210で算出される飽和度及び脈拍数と同一の飽
和度及び脈拍数を計算するよう、UPO210で算出された飽和度から合成され
る。UPOからの信号を受信する外部パルス酸素濃度計268は、パルス酸素濃
度測定モジュール268、スタンドアロン・パルス酸素濃度計機器、或いはSp
O2を測定することのできるこの他のホスト機器を組み込んだ、マルチパラメー
タ型患者監視システム(MPMS)260とすることもできる。図2に示される
MPMS260は、血圧、心電図、呼吸気、SpO2等の患者のパラメータを監
視するための多数のモジュールを収容するラック262を備える。このような多
数のモジュールにより行われる測定は、典型的にはビデオ(CRT)デバイスで
あるマルチパラメータ・ディスプレイ264に表示される。UPO210は現行
のMPMS260にケーブル230を介して接続されるが、このときUPO酸素
状態測定値をMPMSの他の測定値と統合するのがよい。これにより、UPOに
よる計算を、他の患者データとネットワークされ、電子患者記録に記録され、警
告管理に組み込まれた、即ち加療者に便宜を与えるMPMS機能である、重要な
患者パラメータの統合ディスプレイ上に表示することが可能となる。
ションとしてのディスプレイ340を含む、UPO210の主要機能を図示して
いる。センサ110と外部パルス酸素濃度計260がUPO210に取り付けら
れる。この分野でよく知られているように、内部パルス酸素濃度計310は、セ
ンサの赤色光LEDと赤外線LEDとを交互に起動する駆動信号312をセンサ
110に送る。これに対応する検出部信号314が内部パルス酸素濃度計310
に受信される。内部酸素濃度計310は酸素飽和度、脈拍数、及び態様によって
はパルス発生、プレチスモグラフ特性、測定値の信頼度等の他の生理的パラメー
タを計算する。これらのパラメータ318は波形発生部320へ出力される。こ
れらのパラメータの一部は、患者の状態を例えばUPOのLEDや液晶表示(L
CD)ディスプレイモジュール340上で読み取ることができるよう、ディスプ
レイ駆動信号316を発生するために使用してもよい。
部パルス酸素濃度計260をアップグレードするためには、従来のパルス酸素濃
度計では検出できなかった低潅流や動作アーチファクトにも対応できる高度なパ
ルス酸素濃度計とすることもできる。内部パルス酸素濃度計310として使用可
能な高度なパルス酸素濃度計が、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,632,
272号に開示されている(該特許を参照によって本明細書中に援用する)。また
、内部パルス酸素濃度計310に取り付けられるセンサ110として使用可能な
高度なパルス酸素濃度測定センサが、本発明の譲受人に譲渡された米国特許第5,
638,818号に開示されている(該特許を参照によって本明細書中に援用する)。
更に、高度なMasimo SET(登録商標)として展開されているパルス酸
素濃度計のOEMボードやセンサが、本発明の譲受人から入手可能である。
力される、鋸歯形や対称三角形の三角波形等の波形を合成する。駆動入力322
と波形発生部320の変調出力324とは外部パルス酸素濃度計260のセンサ
ポート262に接続される。合成波形は、外部パルス酸素濃度計260が、内部
パルス酸素濃度計310とセンサ110とにより測定された飽和度及び脈拍数と
同一の値の飽和度及び脈拍数を計算して表示することにより、発生される。本実
施形態では、パルス酸素濃度測定用の波形は、外部パルス酸素濃度計260に対
し5%の潅流レベルを示すよう選択される。従って、外部パルス酸素濃度計26
0は常に強い信号を受け取ることになる。これに代わる実施形態では、外部パル
ス酸素濃度計用に合成される波形の潅流レベルを、内部パルス酸素濃度計310
により監視されている患者の潅流レベルと同じ或いはそれに近い潅流レベルを示
すよう設定することができる。発生される波形に代わるものとして、デジタルデ
ータ出力326が外部パルス酸素濃度計260のデータポート264に接続され
る。この方法では、飽和度及び脈拍数の測定値と、変調されない合成波形のサン
プルは、外部パルス酸素濃度計の信号処理機能を無視して、表示のために外部パ
ルス酸素濃度計260と直接通信することができる。内部パルス酸素濃度計31
0より出力されるプレチスモグラフ波形の測定サンプルも、デジタルデータ出力
326を通じて外部パルス酸素濃度計260と通信してもよい。
いる患者からの生理的データではなく、内部パルス酸素濃度計310で計算され
る酸素飽和度及び脈拍数と同一の、或いは(臨床上の有意域内で)略同一の酸素
飽和度及び脈拍数を外部パルス酸素濃度計260に計算させるために、記憶され
ている所定の波形データから合成された波形であることが理解されるであろう。
本実施形態では、検出部が患者から受け取る実際の生理的波形は外部パルス酸素
濃度計260には供給されない。実際、外部パルス酸素濃度計に供給される波形
は、内部パルス酸素濃度計260で監視を行っている患者からの生理的データの
プレチスモグラフ波形に近似したものではない。
ブル230(図2参照)は、所定の外部パルス酸素測定較正曲線の識別を可能と
するモニタID328をUPOに与える。例えば、このケーブルはレジスタのよ
うな符号化デバイスや、波形発生部320により読み取られるPROM1010
(図10参照)のようなメモリデバイスを組み込むことができる。符号化デバイ
スは公知の較正曲線、LED駆動信号特性、変調信号特性を有する特定のタイプ
の外部パルス酸素濃度計260を一意的に識別する値を提供する。外部パルス酸
素濃度計260の較正曲線は考慮されるものの、実際のセンサ110の波形はモ
ニタID328により示される較正曲線、或いは外部パルス酸素濃度計260の
ために想定される較正曲線と一致している必要はない。即ち、内部パルス酸素濃
度計310に取り付けられるセンサ110の波形は、外部パルス酸素濃度計26
0とは関係なく、また外部パルス酸素濃度計260により識別されることはない
。
る。この実施形態はハードウェアとして図示及び説明されているが、当業者は波
形発生部の機能がソフトウェアやファームウェア、或いはハードウェア、ソフト
ウェア、ファームウェアの組合せにおいて実行され得ることを理解するであろう
。波形発生部320は波形ルックアップ・テーブル(「LUT」)410、波形
成形部420、及び波形分割部430により、波形を合成する。波形LUT41
0は、1つの波形を含む1つ又はそれより多くの波形の部分や波形の区分のサン
プルを含むROM(読出し専用メモリ)等のメモリデバイスであると好都合であ
る。記憶されている区分は、鋸歯形や対称三角形の三角波形の一周期のような単
純なものであってもよく、また上昇期、下降期、重複切痕等の種々の生理的特徴
を有する模擬プレチスモグラフパルスのような複雑なものであってもよい。
に波動する波形を形成する。波形成形部420は内部パルス酸素濃度計310(
図3参照)から出力されるパラメータ318から緩衝(470)された成形パラ
メータ入力422及び事象インジケータ入力424とを有する。成形パラメータ
入力422は波形LUT410の中の特定の波形区分を決定する。選択された波
形区分はアドレスライン426上で波形LUT410に伝送される第1のアドレ
スで特定される。選択された波形区分は波形データライン412上の一連のサン
プルとして波形成形部420へ送られる。
理されるプレチスモグラフ波形におけるパルスの発生を特定する。例えば、事象
インジケータは前に検出された下降パルス端の発生からのデルタ時間であっても
よく、またパルス発生の実時間又はほぼ実時間のインジケータであってもよい。
波形成形部420は、合成波形出力428のパルス間の相当するデルタ時間を形
成するように、波形LUT410にアクセスする。ある実施形態では、波形成形
部は所定のサンプル速度で刻時される。記憶されている波形区分毎の既知数のサ
ンプルと、事象インジケータより入力されるデルタ時間から、波形成形部420
はサンプル間をスキップするための連続アドレス数を決定し、この数に応じて波
形LUT410にアクセスする。これにより、UPOにより検出される連続する
2つのパルス間の時間と一致するように、検索された波形区分が効率よく「伸縮
」する。
れる第1の波形(赤色波形等)に相当する第1の波形432と、外部パルス酸素
濃度計260により予測される第2の波形(赤外線等)434とを生成する。第
1の波形432と第2の波形434の相対振幅は、較正曲線LUT440から出
力される比率444と一致するよう調整される。このようにして、飽和度入力4
42における酸素飽和度測定値の各値について、較正曲線LUT440が対応す
る比率の出力444を行う。この結果、内部パルス酸素濃度計310(図3参照
)による酸素飽和度測定値と同値となるように、外部パルス酸素濃度計260(
図3参照)により計算される振幅比率を有する、第1の波形432と第2の波形
434とが生成される。
長が、外部パルス酸素濃度計260(図3参照)が必要とする動作波長、即ち、
外部パルス酸素濃度計が利用する(1つ又は複数の)較正曲線と一致する動作波
長と関連していない態様である。較正曲線LUT440は、外部パルス酸素濃度
計260(図3参照)で用いられる較正曲線に基づき、外部パルス酸素濃度計2
60(図3参照)により予測される合成波形の生成を許可するのみである。較正
曲線LUT440は、モニタID入力328により特定される、外部パルス酸素
濃度計260(図3参照)の既知の較正曲線に関するデータを含む。即ち、実際
に合成される波形は患者プレチスモグラフ波形とは異なる。外部パルス酸素濃度
計が適切な酸素飽和値及び脈拍数を計算する際に利用することのできる波形は、
記憶された波形のみである。これにより、外部パルス酸素濃度計上には臨床医用
の患者プレチスモグラフが提供されないが、実際に求められる計算値は正確であ
ろう。
の波形434より得られる変調波形出力324を発生する。また、データ通信イ
ンタフェース460は、飽和度442、脈拍数462、及び合成波形428の入
力から得られるデータを、デジタルデータ出力326として送信する。
UPO500はキーパッド入力510、LCDディスプレイ520、外部電源入
力530、外部パルス酸素濃度計と接続するための出力ポート540、及び頂部
面(図では見えない)のセンサ入力550を備える。ディスプレイ520は酸素
飽和度測定値522、脈拍数測定値524、脈拍数即ち脈動事象と同期された脈
動バー526、飽和度測定値及び脈拍数測定値の信頼度を示す信頼度バー528
を表示する。また、電池の電力低下572、警告許可574の状況インジケータ
も表示される。
機械的に受け取り、それに電気的に接続されるドッキング・ステーションと共同
して機能してもよい。ドッキング・ステーションは患者監視システムと同一場所
に置くことができ、対応するSpO2モジュール・センサポート、外部電源、プ
リンタ、遠隔計測デバイス等のオプションに接続されることができる。この構成
では、患者が第1の場所から第2の場所へ搬送される場合、ハンドヘルドUPO
は第1のドッキング・ステーションから取り外され、搬送する間患者に随伴して
連続的に監視を行う。第2の場所への到着後、ハンドヘルドUPOは第2のドッ
キング・ステーションに都合よく配置されることができ、UPO測定値はこの場
所の患者監視システムで表示される。
ステーション660との間で分割されている、UPOの一実施形態を示すブロッ
ク図である。可搬型パルス酸素濃度計610(以下「可搬部」)は電池で動作す
る、完全機能型のスタンドアロン・パルス酸素濃度測定機器である。可搬部61
0は、患者用ケーブルコネクタ618に取り付けられたUPO患者用ケーブル2
20(図2参照)を介してセンサ110(図2参照)に接続されている。当該技
術でよく知られているように、可搬部610は、センサの赤色LEDと赤外線L
EDとを交互に起動する駆動信号612をセンサ110(図2参照)に供給する
。また、可搬部は対応する検出部信号614をセンサから受信する。更に、本発
明の譲受人に譲渡された米国特許第5,758,644号(「Manual and Automatic Prob
e Calibration」)(該特許を参照によって本明細書中に援用する)に開示され
ているように、可搬部は駆動信号ライン612上にセンサIDを入力することも
できる。
更に機能を広げることができる。可搬部610は、ドッキング・ステーション6
60内に設置されている間は、ドッキング・ステーション660が外部電源66
8に接続されていれば、ドッキング・ステーション660から電力を得ることが
できる。ドッキング・ステーション660が外部電源668と接続されていない
場合、可搬部610は電力662をドッキング・ステーション660に供給する
こともできる。可搬部610は、二方向のシリアルデータライン664上でドッ
キング・ステーションと通信する。特に、可搬部610はセンサ検出部信号61
4より計算されるSpO2、脈拍数、関連するパラメータをドッキング・ステー
ションに提供する。可搬部610が設置されると、ドッキング・ステーション6
60は可搬部610の外部にあるホスト機器260(図2参照)を駆動すること
ができる。或いは、図13に関連させて後述するように、可搬部610とドッキ
ング・ステーション660とを組み合わせ、スタンドアロン・パルス酸素濃度測
定機器として機能させることもできる。
グ・ステーション660はいかなる動作も行わない。ドッキング・ステーション
660用のユーザ・インタフェース(キーパッドやディスプレイ)は可搬部61
0側にある。可搬部がドッキングされると、ドッキング・ステーション660の
インジケータLEDが点灯する。ドッキング・ステーション660は、ホスト機
器からのLED駆動信号672、可搬部610から受信するSpO2値、及び関
連するパラメータに応答し、ホスト機器260(図2参照)への検出器信号出力
674を生成する。更に、ドッキング・ステーション660はシリアルデータ出
力682、ナースコール684、アナログ出力688を行う。
ホスト機器の患者用ケーブル230(図2)に接続される。LED駆動信号67
2と検出部信号出力674とは、ドッキング・ステーション660とホスト機器
260(図2参照)との間でインタフェース・ケーブル690を介して通信され
る。インタフェース・ケーブル690は、ドッキング・ステーション660への
同期データ出力692、通信センサデータ、ホスト機器データ(例えば、図3に
示すモニタID328)、及び較正曲線データを提供する。ドッキング・ステー
ション660がこのデータを用いて特定のホスト機器上に、患者の測定値を提供
する特定のセンサとして現れるようにするとよい。
酸素濃度測定プロセッサ710、管理プロセッサ720、電源730、ディスプ
レイ740、キーパッド750が含まれる。パルス酸素濃度測定プロセッサ71
0は、可搬部とセンサ110(図2参照)とのインタフェースとなり、SpO2
、脈拍数、プレチスモグラフ及びパルスインジケータを導き出す、内部パルス酸
素濃度計として機能する。パルス酸素濃度測定プロセッサ710として利用でき
る高度なパルス酸素濃度計が上で参照した米国特許第5,632,272号に開示されて
いる。また、パルス酸素濃度測定プロセッサ710に取り付けるセンサ110(
図2参照)として使用する高度なパルス酸素濃度測定センサが上で参照した米国
特許第5,638,818号に開示されている。更に、高度なMasimo SET(登
録商標)として展開されているパルス酸素濃度計のOEMボードやセンサが、本
発明の譲受人から入手可能である。ある実施形態において、パルス酸素濃度測定
プロセッサ710はMasimo SET(登録商標)MS-3Lボード、又は
低出力のMS-5ボードを用いる。
リアルデータ通信724、ドッキングステーション660(図6参照)との同期
シリアル通信762を含む、可搬部のさまざまな機能を制御する。ドッキング・
ステーション660(図6参照)との物理的接続はドッキング・ステーション・
コネクタ763を介して、電気接続はドッキング・ステーション・インタフェー
ス760を介して行われる。プロセッサ720は、傾向データを生成するための
SpO2パラメータと共に記憶された時間及び日付の情報を含む、リアルタイム
クロック702を利用して、現在の日付及び時間を維持する。共通ルーチンを共
用し、符号解明時間を最小化するため、可搬部610のプロセッサとドッキング
・ステーション660(図6参照)とは同一系統のものとすることができる。
を含むディスプレイ740に転送することにより、またキーパッド750からの
キーストロークデータを解釈することにより、ユーザ・インタフェース800(
図8(A)参照)を制御する。プロセッサ720は、スピーカ駆動部770を制
御する許可信号728を通じて、必要に応じてさまざまな警告信号を発する。ス
ピーカ駆動部770は、例えば警告やパルスビープ音等の可聴インジケータを発
するスピーカ772を起動する。更に、プロセッサ720は電池残量を示す電池
状態736、可搬部610のドッキング・ステーション660(図6参照)への
接続の有無を示すドッキング状態764を含む、システム状態を監視する。可搬
部610がドッキングされ、可搬部の電源がオンであるとき、プロセッサ720
は更にドッキング・ステーションの電力732のターンオン及びターンオフを行
う時期を決定する。
ング・ステーション660をマルチパラメータ型患者監視システム等の外部パル
ス酸素濃度計に接続したことを感知したとき、加療者が可搬部のディスプレイ7
40の動作及び警告について設定(即ち、適合或いはプログラム)できるとよい
。例えば、あるユーザ設定では、外部パルス酸素濃度計への接続が行われると、
加療者は同一の値を患者監視システム上で見ることができるため、混乱を防ぐ目
的で可搬部のディスプレイ740はSpO2値811及び脈拍数813(共に図
8参照)の表示をストップする。このとき、ディスプレイ740はプレチスモグ
ラフ815及び視覚的パルスインジケータ817(共に図8参照)の波形の表示
は続けている。このようなユーザ設定を行うためには、可搬部の警告は起動状態
にある。
がある。ウオッチドッグ780はウオッチドッグデータ入力782上でプロセッ
サ状態を監視し、故障が検出された場合にはμPリセット出力784を行使する
。これにより管理プロセッサ720がリセットされ、可聴及び視覚的警告により
故障が表示される。
・インタフェース760を介してドッキング・ステーション660(図6参照)
から供給される電力766より得られる。電力管理部790はキーパッド750
上のオン/オフスイッチを監視し、監視結果に応じて可搬部の電源をオンにする
。また、電力管理部790はプロセッサ720からのコマンドに従い可搬部の電
源をオフにする。電源730のDC/DCコンバータは可搬部610及びドッキ
ング・ステーション電力732の作動に必要とされる電圧738を発生する。可
搬部の電池はアルカリ充電池やそれ以外の再生可能な電源とすることができる。
ドッキング・ステーション660(図6参照)が外部電源に接続されていないと
きは、電源730の電池がドッキング・ステーション電力732を供給する。ド
ッキング・ステーション電源内の電池充電器は電源730内の充電式電池に充電
電流768を供給する。ドッキング・ステーション電源990(図9参照)は充
電式電池パックのサーミスタからの温度734を監視し、電池の充電状態を表示
する。
されている。本実施形態では、メモリ706は、ブートデータ、製造通し番号、
診断ミス履歴、成人のSpO2警告限度と脈拍数警告限度、新生児のSpO2警告
限度と脈拍数警告限度、SpO2と脈拍数の傾向データ、及びプログラムデータ
を記憶させておく、消去可能型フィールド・リプログラマブル・デバイスである
。この他のタイプの不揮発性メモリも知られている。SpO2に関連するアルゴ
リズムパラメータと同様に、SpO2警告限度と脈拍数警告限度は、可搬部61
0に接続されるセンサ110(図2参照)のタイプ、即ち成人用と新生児用の別
に基づき、自動的に選択されることができる。
おいて視距離を拡大するため、バックライトにLEDを使用している。バックラ
イトの強度は可搬部610用の電源により決定される。可搬部610が電源73
0内の電池パック或いはドッキング・ステーション電源990(図9参照)の電
池パックから電力供給を受けている場合には、バックライトの強度は最低限であ
る。可搬部610が外部電源668(図6参照)から電力供給を受けている場合
には、視距離及び視角を拡大するため、バックライト強度はより高くなる。ある
実施形態では、可搬部のボタンを押すことでこれらの強度設定を無効にすること
ができ、強度の調整を手動で行うことができる。バックライトの制御方法は2つ
ある。可搬部をドッキングさせ、外部電源から電力供給を受ける場合を除き、何
らかのキーを押すことでいつでもバックライトを一定の秒数間照明させ、その後
オフとすることができる。可搬部がドッキングされ、外部電源から電力供給を受
けている場合には、可搬部610のキーでオフにしない限り、バックライトは通
常オンになっている。
・インタフェース800を示している。ある実施形態では、ディスプレイ740
は160×480画素のドット・マトリクスLCDデバイスである。ディスプレ
イ740は、図8(B)に示すような縦長表示や、図8(C)に示すような横長
表示が可能である。ドッキング・ステーション660(図6参照)のチルトセン
サ950(図9参照)又は可搬部610(図6参照)のディスプレイ・モード・
キーを用いて、縦長モード又は横長モードのいずれかを決定する。チルトセンサ
950(図9参照)は重力により動作するスイッチ、或いは向きに反応する他の
デバイスとすることができ、可搬部610(図6参照)側に配置することもでき
る。ある実施形態において、チルトセンサ950(図9参照)は、Comus Intern
ational社(www.comus-intl.com)(所在地:米国ニュージャージー州、ナトリー)
より部品番号CW 1300-1として市販されている非水銀チルトスイッチであ
る。チルトセンサ950(図9参照)は水銀チルトスイッチとしてもよい。
インジケータ817、ソフトキーアイコン820を、縦長モード及び横長モード
で表示する際のディスプレイ領域の使用例をそれぞれ図8(B)及び図8(C)
に示す。図8(B)及び図8(C)に示される表示情報のカテゴリー、レイアウ
ト、サイズを変更する際には、管理プロセッサ720(図7参照)のソフトウェ
アプログラムを容易に変更することができる。これらの他に表示できれば都合の
よい情報として、SpO2限度値、警告、無効にされた警告、例外的なメッセー
ジ、電池状態が挙げられる。
ー880はそれぞれ固定された機能をもつ。各ソフトキー870の機能はプログ
ラムすることができ、その機能はソフトキー870に近接するソフトキーアイコ
ン820のうちの1つで表示することができる。即ち、特定のソフトキーアイコ
ン820が特定のソフトキー870に近接する位置に配置されており、このアイ
コンはこのソフトキー870の機能を示す文又は形状を有する。ある実施形態で
は、キーパッド750の各キーのボタン部は蛍光物質で作られ、暗い環境下でも
キー870、880が見やすくなっている。
と、3つの固定キー880からなる列を一列ずつ有する。当然ながら、これ以外
の構成も可能であるから、構成の如何は重要でない。3つの固定キー880の機
能は電源、警告の消音、及び照明/コントラストである。電源機能はオン/オフの
トグルボタンである。警告消音機能及び照明/コントラスト機能は、キーを押す
時間によって変わる二重目的を有する。警告消音機能に相当するキーを瞬間的に
押すと、可聴の警告を一定期間の間無効にする。可聴の警告を無期限に無効とし
たい場合には、警告消音機能に相当するキーをある程度長く押す。警告消音機能
に相当するキーを可聴警告が聞こえなくなるまで押すと、可聴警告が再度オンと
なる。照明/コントラスト機能に相当するキーを瞬間的に押す場合、このキーは
バックライト用のオン/オフのトグルボタンである。照明/コントラスト機能に相
当するキーを長く押すと、可能な値の範囲でディスプレイコントラストが循環す
る。
の音量アップと音量ダウン、メニュー選択、及びディスプレイ・モード変換であ
る。これらの機能は上向き矢印、下向き矢印、「メニュー」、曲り矢印で示すソ
フトキーアイコン820により、ディスプレイ上にそれぞれ表示されている。音
量アップ及び音量ダウン機能は、検出される各パルスに関連する可聴音即ち「ビ
ープ音」の大きさを増減させる。ディスプレイ・モード機能は、対応するキーを
押す度に縦長モード(図8(B)参照)及び横長モード(図8(C)参照)を含
む、直交する4つの向きを全て循環させる。メニュー選択機能により、ソフトキ
ー870の機能性を上述したデフォルト機能から変更することができる。このメ
ニュー特性を利用して選択することのできる付加的なソフトキー機能の例として
、SpO2の上限及び下限の設定、脈拍数の上限及び下限の設定、警告音量の設
定、傾向データの表示、印刷、消去の各設定、平均時間の設定、感度モードの設
定、同期化の実行、充電池のメンテナンス(電池メモリを除去するための大規模
な放電及び再充電)、製品の版番号の表示が挙げられる。
0、波形発生部930、PROMインタフェース940、チルトセンサ950、
可搬部のインタフェース970及び関連するコネクタ972、状態インジケータ
982、シリアルデータ・ポート682、ナースコール出力684、アナログ出
力688及び電源990を含む、ドッキング・ステーション660を更に詳細に
示したものである。ある実施形態では、ドッキング・ステーション660は、病
院の救急治療室のマルチパラメータ患者監視機器等の固定された(可搬式でない
)ホスト機器と関連されることを意図している。可搬式の実施形態では、ドッキ
ング・ステーション660は移動可能であり、電源990内に電池パックを備え
ている。
60の動作を統合する。プロセッサ910は図3及び図4に示すようなパラメー
タ932を波形発生部930に提供する。更に、プロセッサ910は、外部デバ
イスとの通信のための非同期シリアルデータ912、及び可搬部610(図6参
照)との通信のための同期シリアルデータを提供する。また、プロセッサ910
は、同期状態942、チルト状態952、及び電力状態992を含むシステム状
態を決定する。可搬部管理プロセッサ720(図7参照)はドッキング・ステー
ション・プロセッサ910のためのウオッチドッグ機能を有する。ドッキング・
ステーション・プロセッサ910の正確な動作を確実にするため、ドッキング・
ステーション・プロセッサ910はウオッチドッグ・メッセージを同期シリアル
データ972の一部として可搬部プロセッサ720(図7参照)に送る。
発性メモリにアクセスする。不揮発性メモリはプログラム変更が可能であり、機
器通信プロトコル、同期化情報、ブート画像、製造履歴、及び診断ミス履歴を含
むプロセッサ910用のプログラム・データを含む。
計算し例外的メッセージを表示するために従来技術のパルス酸素濃度計が処理す
ることのできる同期波形を発生する。しかしながら、すでに述べたように、本実
施形態では、波形発生部の出力は生理的波形を反映しない。即ち、外部パルス酸
素濃度計が正確な飽和度及び脈拍数を計算することを可能とする、単なる波形で
ある。これに代わる実施形態では、生理的データを外部パルス酸素濃度計に提供
することはできるが、一般的に外部パルス濃度計は適切な飽和値を計算すること
ができず、アップグレード特性が失われる。図10に関連して後述される、有効
な同期化情報を有するインタフェース・ケーブル690(図6参照)が接続され
ると、波形発生部930に許可が与えられる。インタフェース・ケーブル690
が接続されなければ、波形発生部930への電力供給は行われない。
可搬部の電池充電状態、ドッキング・ステーションの電池充電状態及び警告を含
むさまざまな状況を表示するための、ドッキング・ステーション660の前部に
ある1組のLEDである。シリアルデータ・ポート682はコンピュータ、従来
のパルス酸素濃度計のシリアル・ポート、シリアル・プリンタのいずれかを標準
的なRS-232 DB-9コネクタ962を介してインタフェースで接続するた
めに用いられる。このポート682は傾向メモリ、SpO2、脈拍数を出力する
ことができ、さまざまな製造業者のシステム・プロトコルを支援する。アナログ
出力688はコネクタ964を介してアナログ入力チャート・レコーダとインタ
フェースで接続するために用いられ、「実時間」又は傾向SpO2データ、脈拍
数データを出力することができる。上限或いは下限を所定秒間連続して越えた場
合、コネクタ964からのナースコール出力684が起動される。別の実施形態
では、アップグレード用パルス酸素濃度計の遠隔利用を可能とするため、警告を
含むデータを任意数の通信ポートに送ることができる。この場合インターネット
の利用も可能である。
図10参照)上でPROM1010(図10参照)からの同期化データ692に
アクセスし、同期化状態942をドッキング・ステーション・プロセッサ910
に送る。可搬部インタフェース970はドッキング・ステーション・インタフェ
ース760(図7参照)を通じて可搬部610(図6参照)との相互接続を提供
する。
ッチ969を通じてドッキング・ステーション660に外部電力668が与えら
れる。ドッキング・ステーション660が外部電力668を有するとき、電源9
90は可搬部電源730(図7参照)の電池、及びドッキング・ステーションの
電源990(ある場合)を充電する。可搬部610が取り外されている場合又は
電源がオフの場合、ドッキング・ステーション電力973は供給されず、ドッキ
ング・ステーション660は電源990の電池充電部を除いて電源オフとなる。
ドッキングされた可搬部610(図6参照)の電源がオンであるときには常にド
ッキング・ステーション電源973がオンとなり、その結果ドッキング・ステー
ション660の電源もオンとなる。可搬部610(図6参照)は、外部電源66
8が取り外され或いは故障している場合、電池のないドッキング・ステーション
660の一実施形態に電力を供給する。
図2参照)の患者用ケーブル230(図2参照)との接続に用いられるインタフ
ェース・ケーブル690を更に詳細に示したものである。インタフェース・ケー
ブル690は、特定のホスト機器にインタフェースで接続され、ホスト機器にと
って特定のセンサとなるよう構成されている。インタフェース・ケーブル690
に組み込まれたPROM1010は、センサのタイプ、特定のホスト機器、特定
のホスト機器の較正曲線を識別する情報を含んでいる。PROM情報はドッキン
グ・ステーション660(図6参照)により同期化データ692として読み出さ
れ得る。同期化データ692は、ドッキング・ステーション660(図6参照)
がホスト機器に対し、可搬部610(図6参照)により計算されるものと同値の
SpO2値をホスト機器に表示させる波形を発生させ得るものであるとよい。イ
ンタフェース・ケーブル690はLED駆動パス672を含む。図10に示され
た実施形態では、LED駆動パス672は共通陽極LED用に構成されており、
IR陰極信号、レッド陰極信号、及び共通陽極信号を含む。インタフェース・ケ
ーブル690は検出部陽極信号と検出部陰極信号とを含む、検出部駆動パス67
4を更に備える。
を現場で計算することが可能となる。手動で同期化することにより、ドッキング
・ステーション660(図6参照)はホスト機器260(図2参照)に対し波形
を発生し、SpO2の予期値を表示する。ユーザはホスト機器上に表示されたS
pO2値を可搬部のキーパッド750(図7参照)を使って入力する。これらの
ステップは所定数のデータポイントが入力され、可搬部とホスト機器に表示され
るSpO2値が同値となるまで反復される。
実施形態を示したものである。図12(A)及び図12(B)は図6に関連して
上述したドッキング・ステーション660の一実施形態を示す。図13は、図6
に関連して上述されているように、可搬部610がドッキング・ステーション6
60にドッキングされている、UPO210の一実施形態を示している。
連して上述した患者用ケーブル・コネクタ618を有する。コネクタ618は取
り付けられる患者用ケーブル(図示せず)のストレスを最小化するよう、回転可
能に取り付けられるとよい。ある実施形態では、コネクタ618は前部パネル1
110に平行な平面と側部パネル1130に平行な平面との間で自在に旋回する
ことができる。別の実施形態では、コネクタ618は3つの固定位置の間で旋回
自在であり、取外し可能な状態に保持される。図示される如く、第1の固定位置
はコネクタが前部パネル1110に平行な平面にある位置である。第2の固定位
置はコネクタ618が側部パネル1130に平行な平面にある位置である。コネ
クタ618は第1の固定位置と第2の固定位置との間に、45°の中間固定位置
を更に有する。コネクタ618はドッキング・ステーション660への取付け時
には第1の位置に配置される。
連して上述したスピーカ772を有する。また、前部パネル1110には図8に
関連して上述した一列のソフトキー870、及び固定キー880がある。更に、
前部パネル1110は、ドッキング・ステーション660の対応するキャッチ1
244(図12(A)参照)上に固定され、可搬部610がドッキング・ステー
ション660に取外し可能に保持されることを可能とする、指で起動するラッチ
1120を有する。前部パネル1110の窪み部分1112にOEMラベルを貼
付することができる。
ソケット763、ポール・クランプ嵌合面1160、及び電池パック室1170
がある。ソケット763は対応するドッキング・ステーション・プラグ972(
図12(A)参照)と嵌合するよう構成されている。ソケット763とプラグ9
72(図12(A)参照)は可搬部610とドッキング・ステーション660(
図12(A)参照)との間に電気接続インタフェースを提供する。ソケット76
3はドッキング・ステーション・プラグ972(図12(A)参照)のめっきを
施したエッジコネクタ部を圧縮するマルチプルスプリング接触子を収容する。従
来のポール・クランプ(図示せず)は嵌合面1160に着脱可能に取り付けるこ
とができる。これにより、可搬部610を患者の隣やベッドサイドのハンドフリ
ー・パルス酸素濃度測定監視用のさまざまな取付位置に置くことが可能である。
可搬部電源730(図7参照)は電池パック室1170内に収容される。電池パ
ック室1170は、可搬部の電池パックの保護、電池の装填、取外しのための、
着脱可能なカバー1172を備える。特定の可搬部を識別する通し番号等の製品
ラベルを背面パネルのくぼみ1142に貼付することができる。
1210にはドッキング・コンパートメント1220、ポール・クランプ凹部1
230、ピボット1242、キャッチ1244、プラグ・コネクタ972及びL
ED状態インジケータ982がある。図13に示すように、ドッキング・コンパ
ートメント1220は可搬部610(図11(A)及び図11(B)参照)を受
容し保持する。可搬部610(図11(A)及び図11(B)参照)がコンパー
トメント1220にドッキングされると、ポール・クランプ凹部1230が可搬
部のポール・クランプ嵌合面1160(図11(B)参照)に取り付けられたポ
ール・クランプ(図示せず)を収容し、ポール・クランプが閉位置にあると想定
する。可搬部610(図11(A)及び図11(B)参照)は可搬部の側部面1
130の対応する穴に嵌合されるピボット1242、及び可搬部のラッチ112
0(図11(A)参照)と係合するキャッチ1244によりコンパートメント1
220に保持される。従って、可搬部610(図11(A)及び図11(B)参
照)はまずその一端をピボット1242に取り付け、ピボット1242を軸にし
て回転させることでコンパートメント1220にドッキングされる。可搬部61
0はコンパートメント1220のキャッチ1244上の位置に受容される。可搬
部610(図11(A)及び図11(B)参照)はこの逆の手順により、即ちま
ず可搬部をキャッチ1244から取り外すためにラッチ1120(図11(A)
参照)を押し、ピボット1242を軸にして可搬部610(図11(A)及び図
11(B)参照)を回転させてコンパートメント1220から取り出し、ピボッ
ト1242から取り外すことにより、取り外される。可搬部が回転しながらコン
パートメントに収容されるとき、ドッキング・ステーション・プラグ972が可
搬部のソケット763(図11(B)参照)に挿入され、可搬部610とドッキ
ング・ステーション660との間に電気的インタフェースを提供する。状態イン
ジケータ982は図9に関連して上述した通りである。
1260にはシリアル(RS-232又はUSB)コネクタ962、アナログ出
力及びナースコール・コネクタ964、アップグレード用ポート・コネクタ96
6、AC電力プラグ968、オン/オフスイッチ969及び接地ラグ1162が
ある。背面1260の一端にはハンドル1180が、他端にはファン孔1170
が形成されている。背面1260の付近には1対の脚1190がある。これに対
応する1対の脚(図示せず)が前面1210(図12(A)参照)の付近に形成
されている。前面1210付近の脚は前面1210(図12(A)参照)を上向
きに傾斜させるよう延出しており、これによりドッキングされた可搬部610(
図13参照)のディスプレイ740(図13参照)が見やすくなっている。
いる。可搬部610及びドッキング・ステーション660は3つの別々のパルス
酸素濃度測定機器を構成している。第1に、図11(A)及び図11(B)に示
すように、可搬部610はそれ自体が救急車やER環境のように電池による電力
とかなり自由な可搬性が必要とされる種々の患者監視タスクに適用することので
きるハンドヘルド・パルス酸素濃度計である。第2に、図13に示すように、ド
ッキング・ステーション660にドッキングされた可搬部610は、病室から手
術室のように広範にわたる典型的な患者監視環境に適用することのできるスタン
ドアロン・パルス酸素濃度計である。第3に、本明細書中に述べているように、
可搬部610がドッキングされ、アップグレード用ポート966(図12(B)
参照)が、マルチパラメータ患者監視機器260(図2参照)或いは他の一般的
なパルス酸素濃度計内の一般的なパルス酸素濃度計モジュール268(図2参照
)のセンサ・ポートにインタフェース・ケーブルを介して接続されているとき、
可搬部610は汎用/アップグレード用パルス酸素濃度計(UPO)機器210
である。従って、UPO210の可搬部610とドッキング・ステーション66
0の構成は、スリーインワンのパルス酸素濃度測定機器としての機能性を有する
ものが好ましい。
れる入力ポート、及びマルチパラメータ型患者監視システム(MPMS)の血圧
センサポートに接続される出力ポートを含むものがある。ドッキング・ステーシ
ョン660は、血圧センサからの入力に基づいて血圧測定値を計算する信号プロ
セッサを含む。また、ドッキング・ステーション660は計算された測定値に基
づいて同期化された波形を発生する出力ポートに接続された波形発生部を含む。
波形発生部の出力は、MPMSに表示される血圧値が算出された血圧値と同値と
なるよう調整され得る。また、可搬部610がドッキング・ステーション660
にドッキングされ、血圧センサが入力ポートに接続されると、可搬部は算出され
た血圧値に応じて血圧値を表示する。従って、本実施形態では、ドッキング・ス
テーション660は血圧とSpO2とに汎用/アップグレード用の能力を提供する
。
の生命徴候の測定のための汎用/アップグレード用機器として機能し得る。本実
施形態では、ドッキング・ステーション660は、MPMSやスタンドアロン機
器に接続される関連するセンサ・コネクタ、関連するセンサの信号プロセッサ、
及びアップグレード用コネクタを含む。このようにすると、さまざまな生命徴候
の測定値をドッキング・ステーション660に組み込むことができる。このとき
、測定値は個別と組合せの如何を問わず、測定パラメータとしてのSpO2の有
無を問わず、また可搬部610の使用の有無を問わない。更に別の実施形態では
、ドッキング・ステーション660はSpO2プロセッサと、SpO2センサ用の
患者用ケーブルコネクタとを含む、可搬部610の有無に関わらず機能する1つ
のSpO2アップグレード用ボックスとして構成することもできる。
なスタンドアロン構成は、縦向き又は横向きで機器を作動させることのできる、
回転可能なディスプレイ740を有する。チルトセンサ950(図9参照)は、
底部面1310が水平面に沿って配置されている時、即ち水平の向きに置かれて
いる時に表示を行う。この水平の向きにあるとき、ディスプレイ740は横長モ
ード(図8(C)参照)にある。また、チルトセンサ950(図9参照)は側面
1320が水平面に沿って配置されている時、即ち水平の向きに置かれている時
に表示を行う。この垂直の向きにあるとき、ディスプレイ740は縦長モード(
図8(B)参照)にある。可搬部610のソフトキー870によりチルトセンサ
の表示を無効にすることができ、ディスプレイをあらゆる90°の向き、即ち縦
長、横長、上下を逆さにした縦長及び上下を逆さにした横長に配置することが可
能である。ハンドヘルド構成(図11(A)参照)でもソフトキー870を用い
てディスプレイ740をあらゆる90°の向きに配置することができる。但し、
上に示した実施形態では、可搬部610はチルトセンサを備えておらず、従って
ドッキングされていないときにはディスプレイの向きの変更はソフトキー870
で行う。
グ・ステーション660を示している。ここに示すLANは、セントラルLAN
サーバ1420を利用して多くのLANクライアント1430、及びプリンタや
記憶装置(図示せず)等の他のシステム・リソースを相互接続する、イーサネッ
ト(登録商標)・ベース1460である。イーサネット・コントローラ・モジュ ール1410はドッキング・ステーション660に組み込むことができる。コン トローラ・モジュール1410はドッキング・ステーション660のハウジング に組み込んでもよく、また外部ユニットとして構成することも可能である。この ようにすると、本発明のUPOはLAN又はインターネット1490を介して他 のデバイスと通信することができる。
ド社(HP)のBFOOT-10501等のウェブ・サーバ・ファームウェアに
組み込むことができる。モジュール1410は、イーサネット1460との接続
用の10BASE-Tイーサネット・インタフェースと、ドッキング・ステーシ
ョン660への接続用のRS-232又はUSB等のシリアル・インタフェース
のとの両方を具備する。モジュール・ファームウェアはワールド・ワイド・ウェ
ブを介した標準的な通信用のHTTP及びTCP/IPプロトコルを含む。ファ
ームウェアは、遠隔クライアントが例えばインターネットを通じてカスタム・ウ
ェブ・ページを閲覧できるようにする、マイクロ・ウェブ・サーバを更に含む。
カスタムC++プログラミングによりデータ整理、事象検出及び動的ウェブ・ペ
ージ構成等のより広い能力が可能となる。
タフェースへは数多くのアプリケーションがある。多数のUPOを病院のLAN
に接続することができ、またLANに接続されたコンピュータを使って多くのU
POから脈拍数や飽和度データをアップロードし、結果を表示させることができ
る。従って、このイーサネット・インタフェースを利用して病院内の中央パルス
酸素濃度監視ステーションを実施することができる。更に、世界中のあらゆる場
所にある多数のUPOをインターネットを通じて中央位置で監視することができ
る。各UPOは個々のウェブ・サイトとしてアドレス可能であり、標準的なブラ
ウザで閲覧可能なウェブ・ページをダウンロードする。ウェブ・ページにはUP
Oからダウンロードされる酸素飽和度、脈拍数及び関連する生理的測定値が表示
されている。この特徴により、加療者は患者の位置或いは加療者の位置に関わら
ず患者の監視を行うことができる。例えば、加療者がある都市の自宅又はある病
院にいて、患者が別の都市の自宅或いは同じ又は別の病院にいる場合、加療者は
患者の測定値をダウンロードすることができる。他のアプリケーションとして、
新たに導入されたUPOのトラブルシューティング、ソフトウェアパッチのアッ
プロード、インターネットを通じたUPOへのアップグレードが挙げられる。ま
た、患者を監視している臨床医のURLに警告を送ることもできる。
至図13に関連して述べたような可搬部610とドッキング・ステーション66
0の組合せの他にも種々に構成することができる。UPOはアームストラップ、
ネックレス又は同様の手段により患者に着脱可能に固定することのできるモジュ
ールとすることもできる。このときディスプレイの有無は問わない。更に小型の
実施形態では、このUPOモジュールはセンサをパルス酸素濃度計に取り付ける
際に用いるケーブル又はコネクタに一体的に組み込むこともできる。また、UP
Oはスタンドアロン・パルス酸素濃度計又はマルチパラメータ型患者監視システ
ムに外部又は内部より差し込み或いは嵌め込むことのできる、回路カード又はモ
ジュールとすることもできる。或いは、UPOは単純なスタンドアロン・アップ
グレード用機器として構成してもよい。
様に関して説明してきたが、本発明は例えば血圧、呼吸速度、脳波図、心電図等
、他の生理的測定パラメータにも同様に適用することが可能である。また、生理
的測定パラメータを1つのみ扱うもの、多数の測定パラメータ能力を有するもの
、そして例えばハンドヘルド、スタンドアロン、可搬型、ドッキング・ステーシ
ョン、モジュール、プラグイン、回路カードとして構成される汎用/アップグレ
ード用機器も、本発明の範囲に含まれる。
形態は実施例を挙げて開示したが、これらは請求の範囲で定義される本発明の範
囲を限定するものではない。当業者であれば、本発明の範囲内で多くの変更や修
正を行うことは可能であろう。
監視システムを示す図である。
別の実施形態を示すトップ・レベル・ブロック図である。
・インタフェースを示す図である。 (B)は、縦長モードを示す、可搬型パルス酸素濃度計のディスプレイを示す図
である。 (C)は、横長モードを示す、可搬型パルス酸素濃度計のディスプレイを示す図
である。
ェースの一実施形態のブロック図である。
Claims (47)
- 【請求項1】 組織部位に取り付けられるよう構成された少なくとも1つの
エミッタとそれに関連する検出部と有するセンサであって、前記検出部が、前記
エミッタが前記組織部位を通過した後に前記エミッタからのエネルギー強度に応
答して検出部信号を提供するセンサと、 前記検出部と通信する第1のパルス酸素濃度計であって、前記検出部信号に基
づいて酸素飽和度測定値を計算するよう構成された第1のパルス酸素濃度計と、 前記酸素飽和度測定値に応答して、前記酸素飽和度測定値に基づいて少なくと
も1つの波形を発生する波形発生部であって、前記少なくとも1つの波形が、前
記波形を受け取る第2のパルス酸素濃度計が前記酸素飽和度測定値と略同一の酸
素飽和値を計算するよう合成されている波形発生部とを備える測定装置。 - 【請求項2】 前記少なくとも1つの波形が第1の波形と第2の波形とを含
み、前記第1の波形と第2の波形の振幅比率が、前記酸素飽和値が前記酸素飽和
度測定値と略同値となるよう選択される、請求項1に記載の測定装置。 - 【請求項3】 前記第1の波形と第2の波形がルックアップ・テーブルから
発生される、請求項2に記載の測定装置。 - 【請求項4】 前記第1の波形と第2の波形が三角波形である、請求項3に
記載の測定装置。 - 【請求項5】 前記第1のパルス酸素濃度計が、前記検出部信号と、前記発
生された波形を受け取る前記第2のパルス酸素濃度計が脈拍数測定値と略同値の
脈拍値を計算することができるよう部分的に前記脈拍測定値に基づいて前記発生
された波形とに基づいて脈拍数測定値を更に計算する、請求項1に記載の測定装
置。 - 【請求項6】 前記第1のパルス酸素濃度計を含む可搬部と、 前記波形発生部を含むドッキング・ステーション部であって、前記可搬部が着
脱可能に取り付けられ、前記可搬部が前記ドッキング・ステーションに取り付け
られているときには前記可搬部が前記ドッキング・ステーション部と通信するド
ッキング・ステーション部とを更に備える、請求項1に記載の測定装置。 - 【請求項7】 前記可搬部に取り付けられたディスプレイを更に備える、請
求項6に記載の測定装置。 - 【請求項8】 チルトセンサを更に備え、前記ディスプレイのモードが前記
チルトセンサの出力より決定される、請求項7に記載の測定装置。 - 【請求項9】 前記チルトセンサが前記ドッキング・ステーション部により
提供される、請求項8に記載の測定装置。 - 【請求項10】 前記ディスプレイ上の画像の向きが前記チルトセンサに応
答して決定される、請求項9に記載の測定装置。 - 【請求項11】 前記ディスプレイ上の画像の向きを前記ディスプレイの向
きに対して90°単位で回転させることができる、請求項7に記載の測定装置。 - 【請求項12】 センサに接続することのできる第1のセンサポートと、 外部測定装置の第2のセンサポートに接続することのできるアップグレード用
ポートと、 前記第1のセンサポートへの信号入力に基づいて測定値を計算する信号プロセ
ッサと、 前記測定値に応答して合成された信号を発生する信号発生部であって、前記合
成された信号が前記アップグレード用ポートに供給され、前記アップグレード用
ポートが前記第2のセンサポートに取り付けられているとき、前記合成された信
号は前記外部測定装置が前記測定値と略同一の値を計算することができるよう発
生される信号発生部とを備える測定装置。 - 【請求項13】 前記センサが前記第2のセンサポートとの間に一般的に互
換性をもたない、請求項12に記載の測定装置。 - 【請求項14】 前記信号プロセッサが、前記外部測定装置から改良された
測定装置である、請求項12に記載の測定装置。 - 【請求項15】 前記測定装置が、生理的パラメータを計算する生理的モニ
タであって、前記外部測定装置が前記生理的パラメータを計算することのできる
生理的モニタである、請求項12に記載の測定装置。 - 【請求項16】 組織部位の血中酸素量に応答する強度信号を取得するステ
ップと、 前記強度信号に基づいて酸素飽和度測定値を計算するステップと、 前記酸素飽和度測定値に基づいて波形を発生するステップであって、前記波形
が前記波形を受け取るパルス酸素濃度計に前記酸素飽和度測定値と略同一の酸素
飽和値を計算させるよう構成されている波形発生ステップとを含む測定方法。 - 【請求項17】 前記波形をパルス酸素濃度計のセンサ入力に与えることを
更に含む、請求項16に記載の方法。 - 【請求項18】 前記波形発生ステップが、 波形ルックアップ・テーブルから波形値を読み出すことと、 前記波形値に基づいて第1の組の波形データと第2の組の波形データとを生成
することと、 前記第1の組と第2の組の波形データの一部を組み合わせ、前記パルス酸素濃
度計に提供されるよう構成された1組の変調波形データとすることを含む、請求
項17に記載の方法。 - 【請求項19】 前記波形発生ステップが、 前記酸素飽和度測定値を較正曲線ルックアップ・テーブルに入力することと、 前記較正曲線ルックアップ・テーブルから比率を出力することと、 前記第2の組の波形データを前記比率と相関するよう調整することを更に含む
、請求項16に記載の方法。 - 【請求項20】 前記強度信号に基づいて脈拍数測定値を決定することと、 前記波形が、前記波形を受け取る前記パルス酸素濃度計に前記脈拍数測定値と
略同一の脈拍値を表示させるよう構成されるよう、前記波形のサンプル比率を調
整することを更に含む、請求項16に記載の方法。 - 【請求項21】 生理的信号を感知するステップと、 前記信号に基づいて生理的パラメータを計算するステップと、 前記生理的パラメータの関数として波形を合成するステップとを含み、前記合
成が、前記波形を受け取る外部生理的モニタが前記生理的パラメータに対応する
値を確認するよう実行される、測定方法。 - 【請求項22】 前記波形を前記外部生理的監視装置のセンサ入力に出力す
ることを更に含む、請求項21に記載の方法。 - 【請求項23】 インタフェース・ケーブルを前記センサ入力に接続するス
テップを更に含み、前記ケーブルが前記波形を前記生理的監視装置へ伝送し、ま
た前記測定装置用に複数の特徴付けデータを提供するよう構成されており、 前記特徴付けデータを前記ケーブルから読み出すステップを更に含み、前記合
成ステップがこのデータに基づいて実行される、請求項21に記載の方法。 - 【請求項24】 前記生理的信号が、組織部位の血中酸素量に応答する強度
信号であり、前記特徴付けデータが1組の比率を1組の酸素飽和値に関連付ける
較正曲線である、請求項23に記載の方法。 - 【請求項25】 組織部位から得られる強度信号に基づいて酸素飽和度測定
値と脈拍数測定値を決定するよう構成された第1のパルス酸素濃度計と、 前記酸素飽和度測定値及び前記脈拍数測定値に基づいて波形信号を発生する手
段と、 前記波形信号を第2のパルス酸素濃度計に伝送する手段とを備える測定装置。 - 【請求項26】 前記第2のパルス酸素濃度計が前記酸素飽和度測定値と略
同一の酸素飽和値を表示するよう、前記波形信号を較正する手段を更に含む、請
求項25に記載の測定装置。 - 【請求項27】 前記第2のパルス酸素濃度計が前記脈拍数測定値と略同一
の脈拍値を表示するよう、前記波形信号を刻時する手段を更に含む、請求項25
に記載の測定装置。 - 【請求項28】 前記酸素飽和度測定値及び前記脈拍数測定値を前記第1の
パルス酸素濃度計に表示する手段を更に含む、請求項25に記載の測定装置。 - 【請求項29】 重力を感知し、前記表示手段の向きのモードを前記第1の
パルス酸素濃度計の向きの関数として変更する手段を更に含む、請求項28に記
載の測定装置。 - 【請求項30】 前記表示手段の向きのモードを手動で変更する手段を更に
含む、請求項28に記載の測定装置。 - 【請求項31】 センサポート、プロセッサ、及びディスプレイを備える可
搬部であって、前記センサポートが生理的パラメータを示す信号を受け取るよう
構成されており、前記プロセッサが前記強度信号に基づいて生理的パラメータ測
定値を計算し、前記生理的パラメータ測定値を前記ディスプレイに出力するよう
プログラムされており、前記可搬部がハンドヘルド生理的モニタとして動作する
よう構成されている可搬部と、 前記可搬部を収容し、前記可搬部と通信するよう構成されたドッキング・ステ
ーションとを備え、 前記可搬部が、前記可搬部と前記ドッキング・ステーションとを組み合わせる
ことで前記可搬部の機能に少なくとも1つの機能を追加する、前記ドッキング・
ステーションとのドッキング位置を有する、測定装置。 - 【請求項32】 前記少なくとも1つの機能が外部生理的モニタ用の波形を
発生することを含み、前記波形が、前記外部生理的モニタに生理的パラメータ測
定値と略同一の生理的パラメータ値を表示させるよう構成されている、請求項3
1に記載の測定装置。 - 【請求項33】 前記生理的パラメータ測定値が動脈血中の酸素飽和度であ
る、請求項32に記載の測定装置。 - 【請求項34】 前記少なくとも1つの機能が、前記ドッキング・ステーシ
ョンがインターネットを介して遠隔クライアントによりアドレスされると前記生
理的パラメータ測定値を表示するウェブ・ページをダウンロードすることを含む
、請求項31に記載の測定装置。 - 【請求項35】 前記可搬部が、キーで起動される、画像を回転させること
のできるディスプレイを有する、請求項31に記載の測定装置。 - 【請求項36】 前記画像を回転させることのできるディスプレイは、前記
可搬部が前記ドッキング位置にあるとき前記可搬部の向きの関数である、請求項
35に記載の測定装置。 - 【請求項37】 第1の配置の向きと第2の配置の向きのいずれにおいても
機能するよう構成された測定装置であって、 重力に感応して出力を行うチルトセンサと、 第1のモードと第2のモードとを有するディスプレイであって、前記ディスプ
レイが前記チルトセンサに応答して、前記装置が前記第1の配置の向きにあると
きには第1のモードで動作し、前記装置が第2の配置の向きにあるときには第2
のモードで動作し、前記第1及び第2のモードが前記ディスプレイ上のデータの
向きを制御している、ディスプレイとを備える測定装置。 - 【請求項38】 前記測定装置が生理学的モニタである測定装置であって、 生理学的状態に応答する信号を受け取るよう構成されたセンサポートと、 前記センサポート及び前記チルトセンサ出力と通信するプロセッサとを更に備
え、前記プロセッサが、前記信号に基づいて生理的測定値を計算し、前記チルト
センサの出力に基づいて前記測定装置が第1の配置の向きにあるか、第2の配置
の向きにあるかを決定し、前記第1モードまたは前記第2モードでディスプレイ
を駆動するようプログラムされている、請求項37に記載の測定装置。 - 【請求項39】 前記信号が、組織部位における減衰に応答して検出される
光強度であり、前記生理的測定値が酸素飽和値である、請求項38に記載の測定
装置。 - 【請求項40】 起動されると前記ディスプレイを前記第1のモードから前
記第2のモードに切り替えるキーを更に含む、請求項37に記載の測定装置。 - 【請求項41】 前記測定装置が短い第1のエッジと長い第2のエッジを有
する矩形面を有し、前記ディスプレイが前記面の少なくとも一部を形成しており
、前記第1の配置の向きが前記第1のエッジを略垂直に、前記第2のエッジを略
水平に位置合わせした向きであり、前記第1のモードが前記ディスプレイの横長
表示を提供する、請求項37に記載の測定装置。 - 【請求項42】 前記測定装置が短い第1のエッジと長い第2のエッジを有
する矩形面を有し、前記ディスプレイが前記面の少なくとも一部を形成しており
、前記第2の配置の向きが前記第1のエッジを略水平に、前記第2のエッジを略
垂直に位置合わせした向きであり、前記第2のモードが前記ディスプレイの縦長
表示を提供する、請求項37に記載の測定装置。 - 【請求項43】 生理的状態に応答する信号を感知するステップと、 前記信号に基づいて生理的測定値を計算するステップと、 チルトセンサの空間的向きを決定するステップと、 前記生理的測定値を前記決定ステップに基づいたモードで表示するステップと
を含む測定方法。 - 【請求項44】 前記信号が、組織部位における減衰に応答する強度信号で
あり、前記生理的測定値が酸素飽和値である、請求項43に記載の測定方法。 - 【請求項45】 前記モードが前記生理的測定値の縦長表示を含む、請求項
43に記載の測定方法。 - 【請求項46】 前記モードが前記生理的測定値の横長表示を含む、請求項
43に記載の測定方法。 - 【請求項47】 キースイッチを起動させることにより前記モードを切り替
えることを更に含む、請求項43に記載の測定方法。
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