JP2010518900A - 体内の生理的状態を測定する装置 - Google Patents

Abstract

【解決手段】測定システムは、患者体内の生理的状態を測定すると共に測定されたデータを外部装置に提供する生理的状態センサが遠位端に設けられるセンサワイヤを備え、前記測定システムは、前記センサワイヤの近位端に接続されるように構成される送受信部と、前記外部装置と接続して配置される通信部とを備える。前記送受信部は、測定されたデータを前記外部装置に転送するために、通信信号を用いて前記通信部と通信するように構成される。前記測定されたデータを含む前記通信信号は、前記送受信部によって生成され、出力信号として転送され、前記通信部は、前記外部装置の規格入出力コネクタに接続されると共に確立された規格または確立された規格の関連部、例えばＢＰ２２またはＵＳＢ、に従って外部装置と通信するように配置される。前記測定システムは、前記送受信部と前記通信部との間に配置される物理光通信リンクを更に備え、前記通信信号は、前記光通信リンクによって転送される光信号である。前記送受信部は、前記状態センサと、前記送受信部と、更に前記光通信リンクの遠位部とに電圧を印加するように構成されたエネルギー手段を更に備える。

Description

本発明は、独立請求項のプリアンブルにかかる、患者体内の生理的状態を測定するための送受信部および通信部を備えた測定システムに関する。

多くの医療処置では、医療従事者は患者の体腔内の様々な生理的状態を監視する必要がある。通常、これらの生理的状態は、圧力、温度、流速などの本質的に物理的なものであり、医師や医療技術者に患者の状態に関する重要な情報を提供するものである。明らかに、こうしたパラメータが測定され監視される方法は、安全、正確で信頼性のあるものでなければならない。

こうした状態を監視するために広く使われている装置の一つに血圧変換器がある。血圧変換器は、患者の血圧を感知し、それを示す電気信号へと変換する。その後、この電気信号は、患者の血圧を表示または記録、あるいは監視する患者用モニタに供給される。

元来、血圧変換器は、ホイートストンブリッジ型回路配列で接続されるピエゾ抵抗素子に機械的に結合される圧力応答ダイヤフラムにより構成される。このダイヤフラムが体腔（例えば動脈や静脈系内）と流動的に通じるように設置されると、ダイヤフラムの圧力に誘発されたたわみにより抵抗素子が伸びる（または、それらの配向によっては圧縮される）。周知の原理によると、これは印加圧力に比例するように素子の抵抗を変化させる。よって、印加圧力の大きさは、励起電力信号（通常は電圧の形態）をホイートストンブリッジ型回路の入力に与え、同時にブリッジ出力信号を監視することにより検知されることが可能である。この信号の大きさは、オームの法則によれば、ブリッジ抵抗が変化した量を反映している。

通常、電気ケーブルは、変換器センサのホイートストンブリッジ部を患者用モニタに含まれる変換器増幅回路に接続する。この増幅回路は、励起電力信号をホイートストンブリッジに供給し、同時にブリッジ出力信号を監視する。励起電力信号は、通常、電圧の形態であり、モニタの種類と製造元とによるが、時間依存（正弦曲線、矩形波、パルス波）および時間非依存（ＤＣ）のいずれであっても良い様々な大きさや形式であることが可能である。

従来のホイートストンブリッジ型変換器が作動する原理によると、多くの患者用モニタの変換器増幅回路は、励起電力信号の大きさに比例すると共に感知された圧力の大きさに比例する大きさのセンサ出力信号を求めるように設計されている。異なるモニタは、異なる大きさおよび／または周波数の励起電力信号を供給するので、基準比例定数が発展している。これらの基準比例定数により、いずれのセンサも、いずれの患者用モニタと共に容易に使用でき、比例基準に準拠するように調整されることが可能になる。

この互換性によりいくつかの利益が提供される。血圧変換器は、異なる製造元の患者用モニタを交換可能に使用することが可能である。そして、医療従事者は、特定のモニタと共に使用するための特定の変換器を選ぶ必要がない。更に、これまでの患者用モニタへの病院の投資は保たれるので、コストが削減できる。その結果、これらの比例基準に準拠する生体情報モニタ（ｖｉｔａｌ ｓｉｇｎｓ ｍｏｎｉｔｏｒ）は医療環境においてほぼ世界的に受け入れられている。

しかしながら、以前から使用されていた血圧変換器と、モニタと、発達してきた結果としての基準とには、欠点が伴わないわけではない。例えば、これらのシステムで使用されるセンサは、通常、患者の体外に位置し、流体で満たされたカテーテルラインを介して体腔と流体通信する。体腔内の圧力変動は、カテーテルラインと共に含まれる流体を経由してダイヤフラムに間接的に伝達される。そのため、こうしたシステムの精度は、静圧の変動と流柱に関連する他の不整合性によって崩れている。

この問題に応じて、高度な半導体技術を用いた小型センサが開発されてきた。こうした種類の変換センサは極めて精確で安価であると共に依然として公知のホイートストンブリッジ型の回路配置を利用しており、これは通常、少なくとも一部がシリコンダイヤフラム上に直接組み立てられる。更に、センサは、挿入可能なガイドワイヤやカテーテルの先端に実際に設置できるように充分に小さく、患者の動脈、組織、または臓器内部に直接存在する。これにより、流体圧が変換器ダイヤフラムに伝達されるので、流体ラインが不要となる。この結果、先端変換器や先端カテーテル変換器とよく称されるこれらのセンサは、より精確な患者の血圧測定を提供する。

残念ながら、こうした小型半導体センサの電気構成に、必ずしも既存の患者用モニタ内の変換増幅器との互換性があるわけではない。例えば、小型センサは、様々な種類の患者用モニタに見られる励起信号の大きさおよび周波数全域で作動することができない場合が多い。このため、小型センサは、既に使用されている患者用モニタの多くに直接接続できない。こうした既存のモニタと共に使用されるには、特別なインターフェースがセンサとモニタとの間に設置されなければならない。こうした配置は、インターフェース上に追加の回路を必要とし、また、既存のモニタは限られた量の電力のみを供給するように設計されているので、追加の回路は独立の電源を必要とする。この結果、新型小型センサの使用によりシステム全体のコストと複雑さが増す場合が多い。

更に、上記の制限により、これらのセンサは、感知された圧力に比例する出力信号を生成するように構成されなければならない場合が多いが、この出力信号は、例えば異なる感度で、生理学的モニタによって直接使用できるように、モニタがセンサに供給する励起信号には関係しない。論じたように、これは、市販され広く使用されているモニタの多くに求められる電気的形式に適合していない。したがって、新型センサは、ただ特定のモニタタイプと共にのみ使用可能であるので、追加の、多くの場合重複する機器の購入が求められる。これは、今日の医療環境に広く普及する価格重視性を考えると、特に望ましくないものである。

Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ Ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｓｔｕｍｅｎｔａｔｉｏｎ（ＡＡＭＩ）は、生理学的モニタの電力要件を規定しており、特に、センサワイヤセンブリに対する入出力コネクタはＡｍｅｒｉｃａｎ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ（ＡＮＳＩ）／ＡＡＭＩＢＰ２２‐１９９４（以下「ＢＰ２２」と称す）に準拠しなければならない。

ＢＰ２２規格によると、５本線コネクタケーブルの近位端に配置された入出力コネクタは、一対の差動出力信号線を備える。これらの出力信号線は、回路の出力デジタル／アナログコンバータを採用するセンサにより駆動される。差動出力信号線は、一例として、５μＶ／ｍｍＨｇ／Ｖ_ＥＸＣで作動する。よって、１５０μＶ／Ｖ〜１６５０μＶ／Ｖの作動範囲は、感知された圧力範囲３０〜３３０ｍｍＨｇを表す。差動出力信号の典型分解能（最小ステップ）は０．２ｍｍＨｇである。

特許文献１は、センサを患者用モニタにインターフェース接続するためのインターフェース回路を開示している。このインターフェース回路は、患者用モニタによって生成される励起電力信号を受信し、インターフェース回路上の電気素子によって使用される規制された供給電圧および非規制の供給電圧を励起電力信号から導き出す電源供給回路を備える。更に、電源供給回路は、適切なセンサ励起信号を生成する。インターフェース回路は、センサによって生成されたセンサ出力信号を受信するための受信回路を更に備える。スケール回路は、そのセンサ出力信号を、センサが検知した生理的状態および患者用モニタが生成する励起電力信号に比例するパラメータ信号へ増減する。

米国特許第５，５６８，８１５号明細書

しかしながら、特許文献１の装置の明らかな欠点は、センサをモニタに接続するために、インターフェース回路の形態で分離した追加ユニットが必要となることである。

更に、特許文献１では、患者と電子監視装置機器との両方に接続された圧力変換器のような電気伝導装置を有する場合について論議されている。電流が、標準電力線の周波数で、患者から変換器の接続部を通ってアースに流れないことを保証するために、充分な注意を払わなければならない。取り付けられた導電性の変換器を有し、除細動が行われる特許には、更なるリスクがある。

上記に参照した米国特許では、監視装置への計測データの転送を達成するため絶縁の問題を知らせる光遮断機を備えることを推奨している。センサによって使用されるエネルギーは、モニタ側からセンサへ、例えばＤＣ／ＤＣ接続によって、転送される。

本発明は、現在利用可能なシステムよりも小型であり軽量であると共にユーザーが使い易く、更に、除細動手順が行われる際に共に用いられる今日のシステムよりも安全な、改良型の装置を実現することを主な目的とする。

上記目的は、独立請求項に係る本発明によって達成される。

好ましい実施形態は、従属請求項で説明される。

特に、本発明は、扱いやすい送受信部と通信部との間の物理光リンク接続部を配置することにより、患者と監視装置との間の物理的な電気的（ｇａｌｖａｎｉｃ）接続の必要性を取り除き、特に、計測された圧力データは送受信部に受信され、圧力データが処理されその後出力信号として通信部に転送されることが好ましい。送受信部は内蔵型であり、圧力センサから圧力センサデータを受信した際またはその後で、通信装置に対するデータ光伝送を生成する。送受信部には、センサと、送受信部と、光通信リンクとにも電圧を印加するように構成されるエネルギー手段が設けられ、通信部から送受信部へのエネルギー転送の必要性を除去する。従って、光通信リンクは、送受信部が通信部から電気的に完全に独立することを保証する。

通信部は、背景技術の部分で簡単に論じたように、確立された規格に準拠または確立された規格の関連部分、例えばＢＰ２２やＵＳＢ、に応じた規格入出力コネクタによって外部装置に接続されるように構成される。

生体測定に使用される機器は、その機器は体外除細動の間患者内部で安全に使用され、外部装置（例えば、モニタ）は除細動ショックから保護されると考えられる。したがって、除細動ショックが体外除細動器によって起こされ、患者は体内、例えば心臓に、ガイドワイヤを有する場合、ガイドワイヤは外部モニタ（機器）から電気的に絶縁されている。

更に、本発明の主たる利点は、システムを使用するためにユーザー入力が必要とされることがなく、代わりに、プラグ接続が出来る状態で直接使用でき、センサ信号適合回路が自動的に出力を印加センサ信号に適合する点にある。

図１は、先行技術に係る、応用可能なガイドワイヤに取付けられる例示的なセンサを示す。 図２は、本発明に係る測定システムを模式的に表す。 図３は、本発明の好適な一実施形態に係る送受信部を模式的に表すブロック図を示す。 図４は、本発明の好適な一実施形態に係るセンサ信号適合回路を備える送受信部を模式的に表すブロック図を示す。 図５は、本発明に係る光通信リンクを模式的に表すブロック図を示す。 図６は、本発明の代替実施形態に係る通信部を模式的に表すブロック図を示す。

先行技術では、センサをガイドワイヤに取り付け、生体血管内でガイドワイヤを介してセンサの位置決めを行い、圧力や温度等の生理的パラメータを検知することは周知である。センサは、パラメータを直接的または間接的に感知する素子を備える。生理的パラメータ測定用の各種センサについて記載された数々の特許が、本出願人により所有されている。例えば、米国特許第６，６１５，０６７号明細書に記載されるように、温度反応型抵抗を有する導体の抵抗を観察することにより温度測定が可能になる。別の例示的なセンサが米国特許第６，１６７，７６３号明細書に見られ、これは、血流がセンサ上に圧力を及ぼし、及ぼされた圧力を示す信号を伝達する。センサに電力を印加し、計測された生理的変量を表す信号を外部の生理学的モニタへ通信させるには、これらの信号を伝達するための一以上のケーブルまたはリード線をセンサに接続し、従来は物理ケーブルを介して、ガイドワイヤに沿って血管から外部生理学的モニタへと通される。更に、ガイドワイヤには、通常、センサの支持部および（任意で）センサへの電気接続部として、軸心金属ワイヤ（コアワイヤ）と、リードと、保護チューブとが設けられる。

図１は、本発明に応用可能な従来設計に従ったガイドワイヤに取り付けられる例示的なセンサを示す。センサガイドワイヤ１０１は、空洞チューブ１０２と、コアワイヤ１０３と、第１の螺旋部１０４と、第２の螺旋部１０５と、ジャケットスリーブ１０６と、ドーム型先端部１０７と、センサ素子または先端１０８と、一以上の電気リード線１０９とを備える。チューブ１０２は、通常、センサガイド構成に摩擦の少ないなめらかな外表面を与えている。第１の螺旋部１０４の近位端は空洞チューブ１０２の遠位端に取り付けられる一方で、第１の螺旋部１０４の遠位端はジャケット１０６の近位端に取り付けられる。第２の螺旋部１０５の近位部は、ジャケット１０６の遠位端に接続され、ドーム型先端１０７は、第２の螺旋部１０５の遠位端に取り付けられる。コアワイヤ１０３は、少なくとも一部が、コアワイヤ１０３の遠位部が空洞チューブ１０２を抜けて第２の螺旋部１０５内部へと伸びるように、空洞チューブ１０２の内部に配置される。センサ素子１０８は、コアワイヤ１０３にジャケット１０６の位置で取り付けられ、外部生理学的モニタ（図１には不図示）に電気リード線１０９を介して接続される。センサ素子１０８は、薄膜（図１には不図示）の形態の圧力反応装置を備え、圧力反応装置は、センサガイドワイヤ１０１の遠位部周辺の血液等の媒体にジャケット１０６の開口１１０を介して接触する。

図２は、本発明の応用例を説明する概略外観図である。本発明にかかる測定システムは、患者体内の生理的状態であって例えば圧力を測定し、外部装置に測定したデータを提供するセンサを有するセンサワイヤを備える。センサワイヤは、その近位端で送受信部に接続されるように構成され、送受信部は、測定したデータを転送するために、外部装置（外部生理学的モニタとも称する）に接続して配置される通信部と光信号を介して光学的に通信するように構成される。

外部装置は、モニタを設けることが好ましい専用装置、すなわち患者監視装置、または測定システムから測定されたデータを受信し処理する対応ソフトウェアと外部接続部とを設けたＰＣであってもよい。ここで応用できる専用装置の一例が米国特許第６，５６５，５１４号明細書に開示されている。

図３は、本発明にかかる送受信部を模式的に表すブロック図を示す。図２に示すように、送受信部は、患者体内の生態状態であって例えば圧力を測定するセンサが遠位端に設けられたセンサワイヤの近位端に接続されるように構成される。送受信部は、以下に詳述するセンサ信号適応回路２と、センサ信号適応回路２に接続され、通信部との通信を取り扱う通信モジュール４とを備える。一方向通信および双方向通信の両方が使用されてもよい。

以下に更に論じるが、測定されたデータは、送受信部によって独立して生成され、出力信号として規定の形式で通信部に転送される。

出力信号は、デジタル、つまりデータパケット、であることが好ましく、データは、測定値を取り出し可能に、また外部装置が利用可能に、さらに外部装置が提示可能に暗号化される。

他の伝送として、アナログデータ伝送でもよい。

センサワイヤは、送受信部の細長い開口８に挿入されるように構成される。開口の内面には、センサワイヤが開口８に挿入された際にセンサワイヤの近位端で電極面に接続される多数の電気接続面（不図示）が設けられる。送受信部には、ワイヤが開口に正確に挿入された際にワイヤをしっかりと固定するワイヤ固定手段（不図示）が更に設けられる。

好ましい実施形態によると、送受信部は、外径０．３５ｍｍのセンサワイヤの近位端を支持するように構成される。すなわち、細長い開口８の内径は０．３５ｍｍより若干大きくなければならない。

米国特許第５，９３８，６２４号明細書は、ガイドワイヤ用の連続表面を有する雄コネクタに関し、雄コネクタは、本発明に係る送受信部に接続されるセンサワイヤの近位端用の雄コネクタとして応用されることが好ましい。雄コネクタは、コアワイヤと、コアワイヤに沿って縦方向に離間した導電部材とを備える。連続する絶縁材料は、ガイドワイヤと導電部材との間に配置され、絶縁部材は、導電部材の外面と同延の外面を有する。

上述したように、本発明に係る送受信部には、ワイヤの近位端を送受信部に固定する固定手段が設けられる。固定手段は、米国特許第６，４２８，３３６号明細書に開示される種類の雌コネクタであってもよく、雄コネクタの接触面との電気的接触を提供するために、上記した種類の雄コネクタがこの雌コネクタに挿入され固定される。雌コネクタは、雄コネクタの導電部材と接触する３つの空洞接触部材を入れる絶縁空洞筐体を備える。雌コネクタの遠位端には、雌コネクタ内で雄コネクタを固定するための固定手段が設けられる。

本発明に関して使用されるセンサワイヤの雄コネクタは、米国特許第６，４２８，３３６号明細書に開示される雌コネクタと互換性があることが好ましい。

センサワイヤが送受信部に固定された場合、送受信部は、患者にセンサワイヤを挿入する間、センサワイヤを誘導する「ハンドル」として使用されることができる。送受信部には誘導手段１０が設けられることが好ましく、誘導手段１０は、例えば、送受信部の外面の多数の伸長リブの形態であってもよいし、送受信部の表面部を粗くしてもよい。

センサワイヤは、送受信部がその縦軸に沿って回転しながらセンサワイヤも回転するように、送受信部に固定されてもよく、これは挿入過程でセンサワイヤを誘導するために必要である場合が多い。また、センサワイヤは、センサワイヤが送受信部に対して回転できるように送受信部に固定されても良い。そして、片手で送受信部をしっかりと保持し、もう一方でセンサワイヤを回転させることにより、センサワイヤを回転させることができる。

送受信部は、送受信部の筐体に配置された起動ボタン１２を介して起動され開始されることが好ましい。起動ボタンは、機械的に起動されることが好ましい。

別の実施形態によれば、送受信部は、センサワイヤの近位端が正確に送受信部に挿入された場合に起動され開始される。これは、例えば、ワイヤが挿入される空洞の底部にプッシュボタンを配置することにより達成されてもよい。

別の実施形態によれば、送受信部は、対応する雄コネクタと雌コネクタの各電気接触面間で電気的接続が確立された場合に、起動され開始される。

更に別の実施形態によれば、送受信部は、監視装置からの命令に応じて通信部から生成された遠隔信号によって起動され開始される。

送受信部は、送受信部に電圧を印加するエネルギー手段と、接続されたセンサワイヤの回路と、光通信リンク、より正確には光通信リンクの遠位部、とを備える。エネルギー手段は、例えばセンサ信号適合回路に含まれるバッテリーやキャパシタであることが好ましい。

センサワイヤも、送受信部同様、使い捨てのユニットであることが好ましく、使用前に殺菌できるものでなければならない。

図４は、本発明に係る送受信部を模式的に表すブロック図を示す。

図１および図２を参照すると、センサワイヤは、変量計測用であると共にこの変量に応じてセンサ信号を生成するセンサ素子と、好ましくは遠位端に近い遠位部にセンサ素子を有し、体内でセンサ素子を位置決めするために体内に挿入されるように構成されたガイドワイヤと、を備える。送受信部は、センサ信号適合回路（図４）を備え、センサ信号は、計測された変量が外部装置によって取り出せる形式でセンサ信号に関連する出力信号を生成するように構成された適合回路に印加される。好ましい実施形態によると、センサ信号適合回路は、プログラマブルセンサ調節手段と、較正データが供給され、保存され、変更される記録手段である較正手段、例えば、ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ（ＥＥＰＲＯＭ）と、エネルギー手段と、出力増幅手段と、を備える。

プログラマブルセンサ調節手段は、特にブリッジセンサ用に設計されたＰＧＡ３０９プログラマブルアナログセンサ調節器（テキサスインスツルメンツ社から入手可）であることが好ましい。

本発明の好ましい実施形態によると、外部装置は、センサ信号適合回路に光学コネクタリンクを介して参照電圧値を供給し、対応する電圧は、送受信部でエネルギー手段から印加される。外部装置が準拠し参照電圧を用いて適合回路に示される信号規格と、センサ素子によって測定される物理パラメータの実際の値とを考慮することにより、信号適合回路は、モニタによって期待された規格に従った適合信号が選択的に外部装置に送り戻されるようにセンサ素子からの信号を処理する。

送受信部は同様に通信部に接続される光コネクタリンクに接続される。

光コネクタリンクは、送受信部へのまたは送受信部からの通信を取り扱う、つまり、送受信部からの電気信号を光信号にまたはその逆に変換する送受信部に電気的に接続された第１の通信手段を備える。

また、光コネクタリンクは、通信部へのまたは通信部からの通信を取り扱う、つまり、送受信部からの光信号を電気信号にまたはその逆に変換する通信部に電気的に接続された第２の通信手段を備える。

第１の通信手段には、送受信部内に配置されるエネルギー手段によって電圧が印加される。

光コネクタリンクは、少なくとも一つの市販の光カプラ、例えばヒューレット・パッカード社（Ｈｅｗｌｅｔｔ‐Ｐａｃｋａｒｄ）製のＧａＡｓＰ発光ダイオードと高ゲイン光検出器を一体化する光結合ゲートである商品番号６Ｎ１３７、ＨＣＰＬ‐２６ＸＸ／０６ＸＸ／４６６１またはＨＣＮＷ１３７／２６Ｘ１、により実現される。

上記したように、アナログ光伝送が使用されてもよい。利用可能なアナログ光カプラの例として、例えば、アジレント・テクノロジー社（Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ）製の６Ｎ１３５、ＨＣＰＬ‐０５００やＣＮＷ１３５がある。これらの種類の光カプラを用いる場合における回路変更は、当業者にとって自明である。

デジタルであってもアナログであっても、光カプラの種類を選択する際、光カプラのエネルギー消費は考慮すべき重要なパラメータである。

光カプラは、測定システムの遠位部と近位部との電気的接続がないことを保証する。

第１の実施形態によると、通信は送受信部（およびセンサ）から通信部（および外部装置）への一方向通信である。本実施形態では、発光ダイオードは、送受信部に対向する側に配置され、光検知部は通信部に対向する。

本発明の第２の実施形態では、通信は双方向通信であり、この場合、２つの光カプラが配置されて双方向の通信を可能にしている。

両実施形態に対し、一以上の光カプラがどちらの方向にも配置されて光通信リンクの冗長性を両方向に提供する。

センサワイヤが送受信部に挿入されており、通信部が外部装置に接続されると、システムが使用できる状態になる。例えば、起動ボタンをオンにして、または別の方法で送受信部を起動することにより、送受信部が起動されて光コネクタリンクを介して通信部との光通信を確立しようとする。これは、送受信部を特定する従来のハンドシェイク手順によって行われることが好ましい。こうして、システムは計測されたセンサデータを受信できる状態になる。

センサ値は、Ａ／Ｄ変換され、パルス列として光通信リンクに供給されることが好ましい。

プログラマブルセンサ調節手段は、ＰＧＡ３０９プログラマブルアナログセンサ調節部により実装されることが好ましい。ＰＧＡ３０９は、特に、抵抗ブリッジセンサの応用に設計されており、差動入力ブリッジセンサ信号をスケーリングするための３つの主なゲインブロックを含む。従って、上述したように、計測した生理的変量を表す信号は、モニタによって期待された形式の信号が提供されるように適合されてもよい。この信号形式は、センサ信号適合回路に供給される参照電圧とセンサによって測定される信号の実際の値とによって決定される。ＰＧＡ３０９は、内部または外部参照電圧と共に使用されるように構成される。本発明によると、例えば、＋２．５Ｖの内部参照電圧がエネルギー手段からＰＧＡ３０９に供給される。

このため、調節手段は、計測された生理的変量、すなわち圧力が外部装置によって取り出されるように、センサ信号に関連したアナログ出力電圧信号を生成する。

各センサ素子は独自の特徴を持った個別のものであるので、各センサセンブリは、較正手段、好ましくは、各個別センサワイヤセンブリに対して実施されるセンサ素子の較正中に得られる個別の較正データを含むＥＥＰＲＯＭ（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ ｅｒａｓａｂｌｅ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｒｅａｄ‐ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）、を備える。較正は、センサワイヤの製造に関連して行われる。較正データには、電圧オフセットや温度ドリフト等のパラメータが考慮される。

ブリッジセンサには、ＰＧＡ３０９回路により生成される励起電圧Ｖ_ＥＸＣを介してＰＧＡ３０９から電圧が印加されるのが好ましく、今度は電圧供給源によって電圧が印加される。代わりに、別の電圧供給源、例えば、送受信部内に配置されたバッテリーやキャパシタ手段、によってセンサに電圧が印加されてもよい。

例えば、ＰＧＡ３０９回路によって生成される所定の励起電圧Ｖ_ＥＸＣに関し、ブリッジの出力電圧（Ｖ_ＩＮ１−Ｖ_ＩＮ２）は生理的状態、例えばセンサに印加される圧力、に比例する。従って、ブリッジのセンサ出力電圧（Ｖ_ＩＮ１−Ｖ_ＩＮ２）（図４のセンサ信号）は、例えば、所定の電圧に対し印加される励起電圧に伴い変化しセンサに印加される圧力に比例する。このセンサ出力電圧は、センサの場所での温度変化を補償され、ＰＧＡ３０９回路に印加されるのが好ましい。ＰＧＡ３０９回路は、上記した出力増幅手段に加えて使用されるＰＧＡ３０９回路からの出力信号を調整するためのゲインブロックを備える。

別の好ましい実施形態によると、処理手段、好ましくはマイクロプロセッサ（例えば、図４に点線で示すＰＩＣ１６Ｃ７７０やＲＦ２４Ｅ１）が調節されたセンサのアナログ出力電圧Ｖ_ＯＵＴを処理し適合させるために更に採用され、この出力電圧はＰＧＡ３０９プログラマブルアナログセンサ調節部を介して供給される。ＰＧＡ３０９回路からのアナログ出力信号は、処理手段に印加される前にＡ／Ｄ変換される。センサ信号をＢＰ２２信号規格に適合させるには、センサ信号が生理学的モニタに印加されるより更に前にセンサ信号を処理する必要がある。例えば、可能であれば処理手段が備える多重ＤＡＣ（ｄｉｇｉｔａｌ‐ａｎａｌｏｇ ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）には、センサ素子が測定した信号および参照電圧を示すデジタルデータ（例えば、１２ビットワード）が供給される。その結果得られたものは、光通信リンクと、通信部とを介して外部装置へ送信され、測定されたセンサ信号と基準電圧とに比例する。

ここで説明した好ましい実施形態では、センサ信号を例えばＢＰ２２信号規格といった規格に適合することは、送受信部内、特にセンサ信号適合回路で行われる。しかし、この適合は、全体または一部を、通信部に配置される対応する回路により代わりに行われてもよい。この実施形態は、図６に模式的に表される。伝送されるセンサ値は、「未加工（ｒａｗ）」の計測データの形態でもよく、このデータは、正しい形式で前述の規格形式に従って供給されるために通信部内の調節手段によって調整されてもよい。

送受信部と、光通信リンクと、通信部とは、例えば、プラスチック材料から成る共通の筐体内に配置されることが好ましく、電気ワイヤ接続部は、通信部を外部装置に接続する。

本発明は、上述の好ましい実施形態に限定されない。様々な代替例、変形例、および同等例が使用されてもよい。よって、上記の実施形態は添付の請求項により定義される本発明の範囲を制限するものとみなされるべきではない。

Claims (24)

1. 患者体内の生理的状態を測定すると共に測定されたデータを外部装置に提供する生理的状態センサが遠位端に設けられるセンサワイヤを備える測定システムであり、
   前記センサワイヤの近位端に接続されるように構成される送受信部と、
   前記外部装置と接続して配置される通信部とを備え、
   前記送受信部は、測定されたデータを前記外部装置に転送するために、通信信号を用いて前記通信部と通信するように構成され、前記測定されたデータを含む前記通信信号は、前記送受信部によって生成され、出力信号として転送され、前記通信部は、前記外部装置の規格入出力コネクタに接続されると共に確立された規格または例えばＢＰ２２またはＵＳＢなどの確立された規格の関連部に従って外部装置と通信するように配置される測定システムにおいて、
   前記送受信部と前記通信部との間に配置される物理光通信リンクを更に備え、
   前記通信信号は、前記光通信リンクによって転送される光信号であり、
   前記送受信部は、前記状態センサと、前記送受信部と、前記光通信リンクの遠位部とに電圧を印加するように構成されたエネルギー手段を備えることを特徴とする測定システム。
2. 前記光通信リンクは、前記送受信部からの電気信号を光信号にまたはその逆に変換するために前記送受信部への通信および前記送受信部からの通信を取り扱う前記送受信部に電気的に接続される第１の通信手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
3. 前記光コネクタリンクは、光信号を電気信号にまたはその逆に変換するために前記通信部への通信および前記通信部からの通信を取り扱う前記通信部に電気的に接続される第２の通信手段を備えることを特徴とする請求項２に記載の測定システム。
4. 前記送受信部内の前記エネルギー手段は、前記光通信リンクの前記第１の通信手段に電圧を印加するように構成されることを特徴とする請求項２に記載の測定システム。
5. 前記光通信リンクの前記第２の通信手段には、前記通信部から電圧が印加されることを特徴とする請求項３に記載の測定システム。
6. 前記データストリームは、データパケットの形態であることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
7. 前記送受信部と、前記通信部とには、前記光通信リンクを介した双方向通信を行う手段が設けられることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
8. 前記通信信号は、赤外線信号であることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
9. 前記光通信リンクは、発光ダイオードと、一体型高ゲイン光検知器とを備える光カプラであることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
10. 前記送受信部は、起動手段によって起動され開始されることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
11. 前記起動手段は、前記送受信部に配置される起動ボタンであることを特徴とする請求項１０に記載の測定システム。
12. 前記起動手段は、前記送受信部および前記センサワイヤの近位端の雌コネクタおよび雄コネクタの対応する電気接触面間にそれぞれ電気的接続が確立された際、前記送受信部を起動すると共に開始させることを特徴とする請求項１０または１１に記載の測定システム。
13. 前記送受信部は、前記センサワイヤの雄コネクタの導電面と接触する所定数の空洞接触面を含む絶縁空洞筐体を備える雌コネクタを備えることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
14. 前記雌コネクタの遠位端に、前記雌コネクタ内に前記雄コネクタを固定するための固定手段が設けられることを特徴とする請求項１３に記載の測定システム。
15. 前記送受信部には、患者体内に挿入する間、前記センサワイヤを誘導する誘導手段が設けられることを特徴とする請求項１３または１４に記載の測定システム。
16. 前記送受信部は、前記センサワイヤから受信した信号をフィルタリングし、処理し、形式を合わせるように構成されるセンサ信号適合回路を備えることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
17. 前記センサ信号適合回路は、プログラマブルセンサ調節手段と、較正部と、エネルギー手段と、出力増幅部とを備えることを特徴とする請求項１６に記載の測定システム。
18. 前記プログラマブルセンサ調節手段は、ＰＧＡ３０９プログラマブルアナログセンサ調節器であることを特徴とする請求項１７に記載の測定システム。
19. 前記エネルギー手段は、バッテリー手段またはキャパシタ手段であることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
20. 前記通信手段は、「未加工（ｒａｗ）」の計測されたデータの形態のセンサ値を受信し、所定の規格形式に従って前記外部装置に供給される前記計測されたデータを処理し調節するために前記データを処理・調節手段に与えるように構成されることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
21. 前記状態センサは、圧力センサであることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
22. 前記圧力センサは、ピエゾ抵抗センサ、ピエゾ容量センサ、圧電センサ、または光センサであることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
23. 前記センサは、温度センサであることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。
24. 前記センサは、電流センサであることを特徴とする請求項１に記載の測定システム。

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