JP3668923B2 - 医用テレメータシステム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は患者に電極を装着して患者の容体をモニタするための医用テレメータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
救急現場から搬送先の救急救命室などの施設まで、患者の容体をモニタする場合、従来は図９に示すように、各場所でモニタ装置などの医療機器が異なる毎にセンサや入力コードの変換が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように各場所でセンサやコードを変換すると、その都度患者に負担を強いることになり、また、一刻を争う救急救命の現場ではその交換に要する時間が問題である。
【０００４】
本発明は、このような従来の欠点に鑑みなされたもので、その目的は、センサからの信号を処理する機器が変わっても、患者に負担を強いることなく、迅速にかつ簡単な操作でその機器にその信号を入力することができるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るシステムは、患者に装着される電極からコードを介して生体信号を得るための生体信号入力部を有する表示装置と、生体信号を検出するセンサ部と、前記センサ部からの生体信号を無線信号にして送出する送信手段と、を備えたセンサ装置と、
前記センサ装置から送出された無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段の出力信号の振幅を調節する振幅調節手段と、前記振幅調節手段の出力信号を前記表示装置の前記生体信号入力部に与えるための接続手段と、を備えた受信機と、
を具備し、
前記コードと前記受信機の接続手段は、前記表示装置の前記生体信号入力部と、それぞれ着脱自在になっていることを特徴とする。
請求項２に係るシステムは、請求項１記載のシステムにおいて、前記受信機の接続手段と、前記表示装置の前記生体信号入力部が嵌合できない場合、変換コネクタを用いて着脱可能とすることを特徴とする。
【０００６】
このようなシステムにおいて、受信機はセンサ装置から送出された生体信号を受信して振幅を調節し、接続手段を介して表示装置の生体信号入力部に与える。
【０００７】
請求項３に係るシステムは、請求項１記載のシステムにおいて、前記振幅調節手段は、前記受信手段の出力信号を、前記センサ部により検出される信号レベルと同程度に調節することを特徴とする。これにより表示装置の生体信号入力部には前記センサ部により検出される信号レベルと同程度のレベルの生体信号が与えられる。
【０００８】
請求項４に係るシステムは、請求項１に記載のテレメータシステムであって、
前記センサ装置は、前記センサ部から出力される信号に基づいて前記センサ部が生体信号を検出できない状態にあることを検出しその旨を示す不検状態信号を出力する第１の検出手段をさらに備え、
前記センサ装置の前記送信手段は、さらに前記第１の検出手段からの不検状態信号を無線信号にして送出し、
前記受信手段は、前記受信手段の出力信号から前記不検状態信号を検出し、前記表示装置にその不検状態を知らせる第２の検出手段をさらに備えることを特徴とする。このようなシステムにおいて、センサ装置から送出された生体信号は不検状態信号と共に他の装置へ送出される。
【０００９】
請求項５に係るシステムは、請求項４記載のシステムにおいて、前記第２の検出手段は、前記不検状態信号を検出したときにインピーダンスを変化させるための可変インピーダンス手段を有することを特徴とする。これにより不検状態がインピーダンス変化によって表示装置に報知される。
【００１０】
請求項６に係るシステムは、生体信号を検出するセンサ部と、前記センサ部から出力される信号に基づいて前記センサ部が生体信号を検出できない状態にあることを検出しその旨を示す不検状態信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段からの不検状態信号と前記センサ部からの生体信号を無線信号にして送出する送信手段と、を備えたセンサ装置と、前記センサ装置から送出された無線信号を受信する受信手段と、前記無線信号が電波切れであることを検出する電波切れ検出手段と、前記受信手段の出力信号から前記不検状態信号を検出するための第２の検出手段と、前記電波切れ検出手段の出力に基づき電波切れ状態を検出する直前の前記不検状態信号の検出状態を維持するように制御するための制御手段と、を備えた受信機と、を具備することを特徴とする。これにより電波切れ状態を検出する直前の前記不検状態信号の検出状態が維持される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２に本発明の医用テレメータシステムの全体構成を示す。この図に示すように、患者にはセンサ装置１が装着されている。このセンサ装置１は、生体信号を検出し、その信号を無線信号にして携帯型患者監視装置２に送出するものである。携帯型患者監視装置２は、表示装置３と受信機４とから成っている。受信機４は図３に示すようにコネクタ５Ａを備え、表示装置３のコネクタ５Ｂに対し着脱自在となっている。これらコネクタ５Ａ，５Ｂが接合したときには、図２に示したように表示装置３と受信機４は１つの箱型を形成する。図４にはベッドサイドモニタとして使用される表示装置７の外観が示されている。図２に示した受信機４のコネクタ５Ａは表示装置７の生体信号入力部であるコネクタ８に対しても着脱自在となっている。また、コネクタＡが他のベッドサイドモニタの入力部であるコネクタ８に対して嵌合できない場合は、変換コネクタ８ａを使用して着脱できるようにしてもよい。
【００１７】
図３にはまた、センサ装置１が拡大されて示されている。センサ装置１は、送信機６とセンサ部９とから成り、センサ部９は、１対の電極９ａ，９ｂとから成っている。
【００１８】
センサ装置１と受信機４のそれぞれの内部構成を図１に示す。センサ装置１のセンサ部９は、上記の構成であり、送信機６は、直流増幅部３６、ＡＣ増幅部１１、電極はずれ検出部１２、トーン発振部１３、加算回路１４、変調部１５、送信部１６、アンテナ１７および電源部１８とから成っている。
【００１９】
ＡＣ増幅部１１は、センサ部９の１対の電極９ａ，９ｂの電位を増幅する回路であり、生体信号と見做される０．０５〜１００Ｈｚの信号を増幅するものである。
【００２０】
電極はずれ検出部１２は、直流増幅部３６の出力信号から電極はずれの状態を検出する回路である。すなわち被験者に装着した電極がはずれたり、被験者と電極との接触抵抗が高くなったり、被験者と電極の間の分極電圧が過大となった時、これを検出するようにする。例えば特開平６−２６９４１７号に記載されたように、直流増幅部３６の出力信号が設定値を超えた場合にその旨を示す信号を出力するようにする。また、例えば実公昭６２−１０８７５号に記載された手法によっても良い。この電極はずれを示す信号はトーン発振部１３に所定の周波数３２０Ｈｚの信号を出力させるための制御信号となっている。
【００２１】
加算回路１４は、ＡＣ増幅部１１の出力信号と、トーン発振部１３の出力信号を加算する回路である。
【００２２】
変調部１５は、加算回路１４の出力信号に応じて搬送波信号を変調する回路であり、送信部１６は変調部１５の出力信号を無線信号にしてアンテナ１７から送信する回路である。電源部１８は電池であり、上記各部に必要な電力を供給するものである。更に送信機６は、電池切れ検出部１２ａと、トーン発振部１３ａとを備えている。電池切れ検出部１２ａは、電源部１８の電池切れを検出するとその旨を示す信号をトーン発振部１３ａに出力するものであり、この信号によりトーン発振部１３ａは周波数５４０Ｈｚの信号を出力するものである。加算回路１４は、この信号も加算するようになっている。
【００２３】
ここで、電極はずれ検出部１２およびトーン発振部１３が、第１の検出手段を構成し、ＡＣ増幅部１１、加算回路１４、変調部１５、送信部１６およびアンテナ１７が送信手段を構成する。
【００２４】
次に受信機４について説明する。受信機４は、アンテナ２１と、アンテナ２１を介して無線信号を受信する受信部２２と、受信部２２が受信した信号を復調する復調部２３と、復調部２３の出力信号のうち０．０５〜１００Ｈｚの信号を抽出するＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２４と、ＢＰＦ２４の出力信号を減衰または増幅させる振幅調節部２５と、復調部２３の出力信号のうち３２０Ｈｚの信号を抽出するＢＰＦ２６と、ＢＰＦ２６の出力信号を整流検波する整流検波器２７と、整流検波器２７の出力信号が設定した閾値を超えたかを判断する比較器２８と、比較器２８がその信号が閾値を超えたと判断した場合に出力する切替え信号により同時に切替わる１対の切替え部２９ａ，２９ｂを備えたスイッチ２９と、スイッチ２９の各切替え部２９ａ，２９ｂの出力端子に接続され他の装置の接続部に接続される接続部３０と、電源部３１とを備える。電源部３１は電池であり、上記各部に必要な電力を供給するものである。
【００２５】
スイッチ２９の切替え部２９ａの一方の端子には振幅調節部２５の出力信号が至るようにされている。接続部３０は、３つのピンからなるコネクタ５Ａを備えており、そのうち＋側ピンはスイッチ２９の切替え部２９ａの他方の端子に接続され、−側ピンはスイッチ２９の切替え部２９ｂの一方の端子に接続され、アースピンはスイッチ２９の切替え部２９ｂの他方の端子に接続されている。また、スイッチ２９の１対の切替え部２９ａ，２９ｂは、比較器２８からの切替え信号がないときは常時閉となるものである。また、切替え部２９ａ，２９ｂは、半導体を利用したアナログスイッチ、リレー、光を利用したフォトスイッチを利用してもよい。本説明では、１対の切替え部２９ａ，２９ｂとしたが、切替え部２９ａまたは切替え部２９ｂのいずれか一つだけ利用した構成にしてもよい。
【００２６】
また、振幅調節部２５は、上記のように復調部２３で復調された信号を減衰または増幅させるものであるが、その減衰または増幅の程度は、生体電極から直接得られる微弱な生体信号振幅のレベルとなっている。
【００２７】
また、受信機４は、送信機６から送信された信号を受信部２２が受信しているか否かを検出する電波切れ検出部２２ａと、この電波切れ検出部２２ａが電波切れを検出したときに警報を発するアラーム１００ａを備えている。更に受信機４は、復調部２３の出力信号のうち５４０Ｈｚの信号を抽出するＢＰＦ２６ａと、ＢＰＦ２６ａの出力信号を整流検波する整流検波器２７ａと、整流検波器２７ａの出力信号が設定した閾値を超えたかを判断する比較器２８ａと、比較器２８ａがその信号が閾値を超えたと判断した場合に出力する信号により警報を発するアラーム１００ｂを備えている。更に受信機４は、電源部１８の電池切れを検出する電池切れ検出部３１ａと、電池切れ検出部３１ａが電池切れを検出したときに警報を発するアラーム１００ｃを備えている。更に受信機４は、比較器２８がスイッチ２９に出力する切替え信号により警報を発するアラーム１００ｄを備えている。
【００２８】
ここで、アンテナ２１、受信部２２、復調部２３およびＢＰＦ２４が受信手段を構成し、ＢＰＦ２６、整流検波器２７、比較器２８およびスイッチ２９が第２の検出手段を構成し、振幅調節部２５が振幅調節手段を構成し、接続部３０が接続手段を構成する。
【００２９】
次にこのように構成されたテレメータシステムの動作を説明する。最初に、患者が自由に移動できる状態にあるときに、図２に示した携帯型患者監視装置２の表示装置３によって心電図信号をモニタし、次にベッドサイドモニタの表示装置７により心電図信号をモニタする場合について説明する。
【００３０】
尚、表示装置３のコネクタ５Ｂ、表示装置７のコネクタ８は、患者に装着される電極からの信号をコードを介して得るための接続部（生体信号入力部）として設けられているものである。さらに、表示装置３、表示装置７は、これらコネクタ５Ｂ、コネクタ８から入力される信号に基づいて、電極はずれを検出する手段およびそれが検出された場合に警報を出すなどの手段を備えている。
【００３１】
まず、患者にセンサ装置１を装着する。すなわち、センサ装置１の１対の電極９ａ，９ｂを患者に装着し、送信機６の電源スイッチ（図示せず）をオンにする。ここで、図３に示したようにコネクタ５Ａとコネクタ５Ｂとは接続され、受信機４は表示装置３に装着されて図２に示した状態となっている。また、受信機４の電源スイッチ（図示せず）もオンにしておく。
【００３２】
この状態において、センサ装置１では電極９ａ，９ｂから得られる心電図信号が直流増幅部３６と、ＡＣ増幅部１１で増幅されて、加算回路１４に至る。このとき、電極はずれ検出部１２が電極はずれを検出していないので、加算回路１４はＡＣ増幅部１１から与えられた信号をそのまま変調部１５に出力する。変調部１５はその信号に基づき搬送波信号を変調し、これを送信部１６に出力する。送信部１６は、この被変調波信号をアンテナ１７を介して送出する。
【００３３】
一方受信機４では送信機６から送出された信号をアンテナ２１を介して受信部２２で受信し、これを復調部２３で復調する。このとき復調された信号は、０．０５〜１００Ｈｚの心電図信号であるからＢＰＦ２４によりその信号が抽出され、振幅調節部２５で減衰または増幅され、スイッチ２９を介して接続部３０に至る。表示装置３は、この信号に基づく表示を行う。ここで、ＢＰＦ２４により抽出された信号は、振幅調節部２５で減衰または増幅されているので、表示装置３はセンサから直接コードを介して接続された場合に与えられる信号と同じレベルの信号を得ている。
【００３４】
次に、センサ装置１の電極９ａ，９ｂのいずれかまたは両者が患者からはずれた場合、送信機６の電極はずれ検出部１２は、その状態を検出し、制御信号をトーン発振部１３に送出し、トーン発振部１３に３２０Ｈｚの信号を出力させる。これにより、加算回路１４はＡＣ増幅部１１から与えられる信号にトーン発振部１３から出力された３２０Ｈｚの信号を加算する。変調部１５はその信号に基づき搬送波信号を変調し、これを送信部１６に出力する。送信部１６は、この被変調波信号をアンテナ１７を介して送出する。
【００３５】
一方受信機４では送信機６から送出された信号をアンテナ２１を介して受信部２２で受信し、これを復調部２３で復調する。このとき復調された信号には、３２０Ｈｚのトーン信号が含まれでいるので、この信号はＢＰＦ２６で抽出され、整流検波器２７で整流検波される。そしてその整流検波器２７の出力信号は、比較器２８において設定された閾値と比較される。比較器２８は、閾値より大きいと判断すると、スイッチ２９の１対の切替え部２９ａ，２９ｂを開とする切替え信号を出力する。このため、接続部３０は振幅調節部２５との接続が断たれた状態となり、この接続部３０に接続された表示装置３にとっては、患者に装着された電極をコードにより直接接続された場合にその電極がはずれたときと同じ状態となる。表示装置３は、受信機４からの信号に基づいて電極はずれを検出し、警報を出すなどの処理を行う。
【００３６】
電極９を再度装着すれば、電極はずれ検出部１２は制御信号の送出を止めるので、トーン発振部１３はそのトーン信号の送出を止め、加算回路１４の出力はＡＣ増幅部１１の出力信号のみとなる。このため、受信機４では、ＢＰＦ２６の出力がなくなり、比較器２８から切替え信号が送出されなくなるので、スイッチ２９の切替え部２９ａ，２９ｂは閉となり、振幅調節部２５の出力が接続部３０に至るようになる。このため、表示装置３は再度、心電図信号を表示する。
【００３７】
次に患者がベッドサイドに戻り、ベッドサイドモニタである表示装置７に心電図信号をモニタさせるとする。このとき、表示器３から受信機４をはずし、このコネクタ５を表示装置７のコネクタ８に接合させる。この場合においても、表示器３と同様に、あたかもコード付きの電極から得られる信号を処理するのと同様の処理が行われる。
【００３８】
また本システムの各装置は種々のアラームを備えており、受信機４の電源部３１の電圧低下が生じると電池切れ検出部３１ａはこれを検出し、アラーム１００ｃによって電池交換の必要性を示す警報を発する。また、受信部２２で、センサ装置１の送信機６から送信される電波が検出できないときは電波切れ検出部２２ａはその旨の信号をアラーム１００ａに出力し、アラーム１００ａはその旨を示す警報を発する。
【００３９】
また送信機６の電源部１８の電圧が低下したならば、電池切れ検出部１２ａはこれを検出し、トーン発振部１３ａは５４０Ｈｚの信号を出力する。この信号は、加算回路１４、変調部１５、送信部１６を介して心電図信号と共に電波として伝送され、そして受信機４のＢＰＦ２６ａ、整流検波器２７ａ、比較器２８ａを介して検知され、アラーム１００ｂによって電池交換の必要性を示す警報が発せられる。
【００４０】
また、前述したように送信機６の電極はずれ検出部１２によって電極はずれが検出されると、受信機４では比較器２８がスイッチ２９を断とする信号を出力するが、この信号はアラーム１００ｄにも至り、これによってアラーム１００ｄは電極はずれを示す警報を発する。
【００４１】
アラーム１００ａ〜１００ｄの具体例としては、図１０に示すように、視覚的に知らせるＬＥＤや液晶であっても良いし、また聴覚的に知らせるブザーなどであっても良い。
【００４２】
本システムを救急現場で用いた例を図５を参照して説明する。この図に示すように、まず患者にセンサ装置１（センサＺ）を装着して救急車に乗せる。ここで受信機４は救急車内のモニタ装置Ａに取り付け、このモニタ装置Ａに心電図を表示させる。次に病院に着き、受信機４をモニタ装置ＡからはずしてＩＣＵ内のモニタ装置Ｂに取り付け、このモニタ装置Ｂに心電図を表示させる。次に、受信機４をモニタ装置Ｂからはずして検査室に行き、受信機４をその部屋のモニタ装置Ｃに取り付け、このモニタ装置Ｃに心電図を表示させる。次に、受信機４をモニタ装置Ｃからはずしてモニタ装置Ｄに取り付け、このモニタ装置Ｄに心電図を表示させた状態で、患者を搬送する。次に手術室に着き、受信機４をモニタ装置Ｄからはずして手術室内のモニタ装置Ｅに取り付け、このモニタ装置Ｅに心電図を表示させる。このように患者の移動先でモニタ装置がいかように変わっても、患者に取り付けたセンサ装置１は、一切取り外すことなく、また患者に何等の負担をかけることなく、各場所に設置されているモニタ装置に心電図を表示させる。また、センサ装置１の送信周波数に対応した受信機５を病院内の各モニタ装置にあらかじめ接続しておけば受信機５の付け替えを省略できる。
【００４３】
次に第２の実施の形態を説明する。本実施の形態が上記第１の実施の形態と異なるのは、図６に示すように送信機６Ａの構成である。すなわち、第１の実施の形態の加算回路１４の代わりに選択スイッチ３５を設け、通常はＡＣ増幅部１１と変調部１５を接続し、次に電極はずれ検出部１２が電極はずれを検出し制御信号を出力すると、ＡＣ増幅部１１と変調部１５との接続を断ち、トーン発振部１３と変調部１５とが接続されるように構成したものである。ここで、ＡＣ増幅部１１、選択スイッチ３５、変調部１５、送信部１６およびアンテナ１７が送信手段を構成する。他の構成は第１の実施の形態と同じである。但し、各種アラームを発生させるための手段は省略しているが、これらの手段を付加した構成としても良い（以下の実施の形態も同様である）。このような構成によっても、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００４４】
次に第３の実施の形態を説明する。本実施の形態が上記第１の実施の形態と異なるのは、図７に示すように送信機６Ｂおよび受信機４Ｂの構成である。すなわち、送信機６Ｂでは、第１の実施の形態のトーン発振部１３を設ける代わりに電極はずれ検出部１２Ｂが電極はずれを検出したときに所定のＤＣ電圧を加算回路１４に与えるようにしたものである。電極はずれ検出部１２Ｂは、直流増幅部３６によって増幅されたセンサ部９の出力信号から電極はずれを検出するものである。
【００４５】
ここで、電極はずれ検出部１２Ｂが第１の検出手段を構成し、直流増幅部３６、ＡＣ増幅部１１、加算回路１４、変調部１５、送信部１６およびアンテナ１７が送信手段を構成する。
【００４６】
一方、受信機４Ｂでは、第１の実施の形態のＢＰＦ２６および整流検波器２７が無く、比較器２８は復調部２３からの信号を直接受け、設定された閾値（上記電極はずれ検出部１２が加算回路１４に印加した電圧より低い値）との比較を行うようになっている。この比較結果に応じてスイッチ２９の切替え部２９ａ，２９ｂをオン、オフすることは第１の実施の形態と同じである。ここで、比較器２８およびスイッチ２９が第２の検出手段を構成する。他の構成は第１の実施の形態と同じである。本実施の形態によれば全体の構成が簡単になるという効果の他、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００４７】
次に第４の実施の形態を説明する。本実施の形態は、検出した心電図信号をデジタル化して処理したものである。本実施の形態のセンサ装置１Ｃおよび受信機４Ｃの構成を図８に示す。この図に示すように、センサ装置１Ｃは、センサ部９Ｃと送信機６Ｃとから成る。センサ部９Ｃは上記の各実施の形態と同じである。送信機６Ｃは、センサ部９Ｃの出力信号を増幅する直流増幅部３６とＡＣ増幅部１１と、直流増幅部３６の出力信号から電極はずれを検出しその旨のデジタル信号を出力する電極はずれ検出部３８と、増幅部３７の出力信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部３９と、電極はずれ検出部３８およびＡ／Ｄ変換部３９からの信号を時分割多重化する時分割多重化部４０と、時分割多重化部４０の信号により搬送波信号を変調する変調部４１と、変調部４１からの信号を無線信号として外部に送出する送信部４２およびアンテナ４３と、各部に必要な電力を供給する電源部４４から成る。
【００４８】
ここで、電極はずれ検出部３８が第１の検出手段を構成し、増幅部３７、時分割多重化部４０、変調部４１、送信部４２およびアンテナ４３が送信手段を構成する。
【００４９】
一方、受信機４Ｃは、アンテナ５１と、アンテナ５１を介して無線信号を受信する受信部５２と、受信部５２が受信した信号を復調する復調部５３と、復調部５３が出力した心電図信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部５４と、Ｄ／Ａ変換部５４の出力信号を減衰または増幅させる振幅調節部５５と、復調部５３が復調した信号から電極はずれ信号を検出する電極はずれ信号検出部５６と、電極はずれ信号検出部５６が電極はずれ信号を検出したときに送出する制御信号により同時に切替わる１対の切替え部５９ａ，５９ｂを備えたスイッチ５９と、スイッチ５９の各切替え部５９ａ，５９ｂそれぞれの一方の端子に接続され他の装置の入力部に接続される接続部６０と、電源部６１とから成る。電源部６１は電池であり、上記各部に必要な電力を供給するものである。
【００５０】
スイッチ５９の切替え部５９ａの他方の端子には振幅調節部５５の出力信号が至るようにされている。接続部６０は、３つのピンからなるコネクタを備えていることは上記各実施の形態と同じであり、そのうち＋側ピンはスイッチ５９の切替え部５９ａの前記一方の端子に接続され、−側ピンはスイッチ５９の切替え部５９ｂの前記一方の端子に接続され、アースピンはスイッチ５９の切替え部５９ｂの他方の端子に接続されている。また、スイッチ５９の１対の切替え部５９ａ，５９ｂは、電極はずれ信号検出部５６からの制御信号がない場合は常時、閉となるものである。
【００５１】
ここで、アンテナ５１、受信部５２、復調部５３およびＤ／Ａ変換部５４が受信手段を構成し、電極はずれ信号検出部５６およびスイッチ５９が第２の検出手段を構成し、振幅調節部５５が振幅調節手段を構成し、接続部６０が接続手段を構成する。
【００５２】
このような構成によれば、上記の各実施の形態と同様の作用効果が得られる他、送信機６Ｃと受信機４Ｃとの間ではデジタル信号の送受が行われるので、ノイズの影響を受けにくく、より正確に心電図信号をモニタすることができる。
【００５３】
上記の各実施の形態において、受信機４、４Ｂ，４Ｃは、種々の他の生体信号入力部に接続され、一定の位置に固定されないためどんな状況でも受信感度を確保する必要がある。そこで、より確実な受信を行うために偏波ダイバーシティ機能を有し、様々な他の機器に接続されても安定な受信を確保するようにする。例えば、図１１に示すように、２種類のアンテナ２１ａ，２１ｂと、これらの切り替えるアンテナ切替え部２１ｃを備える構成とし、電波切れ検出部２２ａが電波切れを検出すると、アンテナ切替え部２１ｃによってアンテナ２１ａ，２１ｂを切り替えるようにする。
【００５４】
また図１２の分解図、図１３の外観図に示す受信機の例は、小型チップ誘電体アンテナ２１ａ，２１ｂを異なる方向、例えばお互いが直交する向きに実装し、アンテナ２１ａに近接する回路基板２００ａのグランド方向と、アンテナ２１ｂに近接する回路基板２００ｂのグランド方向がお互いに直交するように筐体４Ａ（１対のケース４ａ，４ｂから成る）の上面と側面から突出するように配置し、お互いの指向性を補うようにしたものである。
【００５５】
ここで小型チップ誘電体アンテナ２１ａ，２１ｂは、送信周波数の波長に対して数十分の一程度の大きさであり、モノポールアンテナ（波長の四分の一）に対してかなり小型である。アンテナ２１ａ，２１ｂは、数ミリ〜数センチメートルのキャップで保護されて利便性を損なわないようにしている。このような受信機を図１に示した実施の形態に対応させると、回路基板２００ａ，２００ｂには、受信部２２、復調部２３、ＢＰＦ２６、整流検波器２７、比較器２８、振幅調節部２５、スイッチ２９、電波切れ検出部２２ａ、ＢＰＦ２６ａ、整流検波器２７ａ、比較器２８ａ、電池切れ検出部３１ａが配置される。
【００５６】
また、上記の各実施の形態において、スイッチ２９（または５９）は図１４に示すようなスイッチ２９ｃ，２９ｄにしても良く、接続部３０からみた抵抗分が高インピーダンスになった状態を作り出しても良い。またスイッチ２９（または５９）は、図１５に示すように振幅調節部２５と接続部３０の間の抵抗を切り替えるようにしたスイッチ２９ｅ、２９ｆとしても良く、接続部３０からみた抵抗が高インピーダンスになった状態を作り出す構成であれば良い。
【００５７】
また、センサ装置１からの電波が到達しなくなった場合、センサ装置１の電極はずれ検出部１２によって検出され送信されたトーン信号が、受信機４のＢＰＦ２６で検出できなくなることに対処して、スイッチ２９（または５９）を図１６に示す構成としても良い。すなわち、このスイッチ２９（または５９）は、切替え部２９ａを備え、この切替え部２９ａがＤタイプ−フリップフロップ２９３、ＡＮＤ回路２９２、ＯＲ回路２９１で構成される制御回路に制御されるようにする。そしてＤタイプ−フリップフロップ２９３のＤ入力端子には比較器２８の出力が至るようにし、そのクロック端子には電波切れ検出部２２ａの出力が至るようにする。切替え部２９ａの出力は接続部３０の＋側ピンに接続されている。この構成によれば送信されたトーン信号を受信機４のＢＰＦ２６で検出できなくなっても電波切れ検出部２２ａからＤタイプ−フリップフロップ２９３への入力信号によって電波切れ直前状態の比較器２８の信号の状態を保持できる。
【００５８】
例えば、センサ装置１からの電波が、受信機４に到達し、かつ、センサ装置１の電極はずれ検出部１２によって発信されたトーン信号が受信機４のＢＰＦ２６で検出できる状態では、比較器２８の出力はHighレベルであるのでＯＲ回路２９１の出力もHighレベルになり、スイッチ２９ａは、開の状態になる。そこで、センサ装置１からの電波が到達しなくなり、センサ装置１の電極はずれ検出部１２によって検出されたトーン信号が、受信機４のＢＰＦ２６で検出できなくなると、比較器２８の出力は、HighからLow レベルになりＤタイプ−フリップフロップ２９３とＯＲ回路２９１に入力される。また、同時に電波切れ検出部２２ａの出力はLow からHighレベルになりＤタイプ−フリップフロップ２９３とＡＮＤ回路２９２に入力される。この結果、Ｄタイプ−フリップフロップ２９３はLow からHighレベルに反転し、ＡＮＤ回路２９２の出力はHighレベルになるのでＯＲ回路２９１の出力もHighレベルとなりスイッチ２９ａは、開の状態になる。
【００５９】
このため、接続部３０は振幅調節部２５との接続が断たれた状態となり、この接続部３０に接続された表示装置３にとっては、患者に装着された電極をコードにより直接接続された場合にその電極がはずれたときと同じ状態となる。また、電波切れが突然生じても、電波切れ直前のスイッチの開の状態を保持できるようにしたので表示装置３にとっては、センサ装置１の電極はずれ状態を表示し続けられる。
【００６０】
また、センサ装置から発信される無線信号は他のセンサ装置と混信を避ける周波数に設定する。また、センサ装置と受信機の対がユーザーに視覚的に確認されやすいように、その対ごとに筐体を色分けし、または筐体にシール添付することで識別できるようにしておくと便利である。また、センサ装置のセンサ部は、電極に限らず、血圧、体温測定センサなど被験者の他の生体信号を検出するものであっても良い。
【００６１】
また、上記各実施の形態において第１の検出部は電極はずれを検出したものであり、第２の検出部はその電極はずれを示す信号を検出するようにした。しかし電極はずれに限らず、センサ部が生体信号を検出できない他の不検状態を検出し、処理するようにしても良い。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１−３に係るシステムによれば、センサ装置と、このセンサ装置が検出した生体信号を処理する表示装置との間の信号の授受は、無線信号によって行われるので、受信機を上記表示装置の生体信号入力部に接続するだけで、その装置に生体信号を入力することができる。このため、センサ装置からの信号を処理する機器が変わっても、患者に装着したセンサ装置はそのままとして、患者に負担を強いることなく、迅速にかつ簡単な操作でその機器に生体信号を入力することができる。
【００６３】
請求項４および５に係るシステムによれば、センサ装置が生体信号を検出できない状態が生じたとき、受信機は上記表示装置にその旨を知らせることができる。したがって、それに対応した処理を行う機能を有する装置は十分その機能を発揮することができる。
【００６４】
請求項６に係るシステムによれば、不検状態のときに電波切れが突然生じても表示装置に不検状態を知らせることを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のセンサ装置と受信機のそれぞれの内部構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す図。
【図３】図２に示したシステムの使用方法を説明するための図。
【図４】図２に示したシステムをモニタ装置を変えて使用する場合の説明図。
【図５】異なる場所において、図１に示したセンサ装置と受信機の使用状態を説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施の形態のセンサ装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第３の実施の形態のセンサ装置と受信機のそれぞれの構成を示す図。
【図８】本発明の第４の実施の形態のセンサ装置と受信機のそれぞれの構成を示す図。
【図９】異なる場所において、従来のセンサ装置とモニタ装置との接続状態を説明するための図。
【図１０】第１の実施の形態の受信機の外観を示す図。
【図１１】２つのアンテナを備えた受信機の要部を示す図。
【図１２】２つのアンテナを備えた受信機の分解斜視図。
【図１３】図１２に示した受信機の外観図。
【図１４】スイッチ２９の他の例を示す図。
【図１５】スイッチ２９の更に他の例を示す図。
【図１６】スイッチ２９の更に他の例を示す図。
【符号の説明】
１，１Ｃ センサ装置
４，４Ｂ，４Ｃ 受信機
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 送信機
９ センサ部
１１ ＡＣ増幅部
１２，１２Ｂ，３８ 電極はずれ検出部
１３ トーン発信部
１４ 加算回路
１５，４１ 変調部
１６，４２ 送信部
１７，２１，４３，５１，２１ａ，２１ｂ アンテナ
２２，５２ 受信部
２３，５３ 復調部
２４，２６ ＢＰＦ
２５，５５ 振幅調節部
２７ 整流検波
２９，５９ スイッチ
２８ 比較器
３０，６０ 接続部
３５ 選択スイッチ
３７ 増幅部
３９ Ａ／Ｄ変換部
４０ 時分割多重化部
５４ Ｄ／Ａ変換部
【発明の属する技術分野】
本発明は患者に電極を装着して患者の容体をモニタするための医用テレメータシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
救急現場から搬送先の救急救命室などの施設まで、患者の容体をモニタする場合、従来は図９に示すように、各場所でモニタ装置などの医療機器が異なる毎にセンサや入力コードの変換が必要であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このように各場所でセンサやコードを変換すると、その都度患者に負担を強いることになり、また、一刻を争う救急救命の現場ではその交換に要する時間が問題である。
【０００４】
本発明は、このような従来の欠点に鑑みなされたもので、その目的は、センサからの信号を処理する機器が変わっても、患者に負担を強いることなく、迅速にかつ簡単な操作でその機器にその信号を入力することができるようにすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るシステムは、患者に装着される電極からコードを介して生体信号を得るための生体信号入力部を有する表示装置と、生体信号を検出するセンサ部と、前記センサ部からの生体信号を無線信号にして送出する送信手段と、を備えたセンサ装置と、
前記センサ装置から送出された無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段の出力信号の振幅を調節する振幅調節手段と、前記振幅調節手段の出力信号を前記表示装置の前記生体信号入力部に与えるための接続手段と、を備えた受信機と、
を具備し、
前記コードと前記受信機の接続手段は、前記表示装置の前記生体信号入力部と、それぞれ着脱自在になっていることを特徴とする。
請求項２に係るシステムは、請求項１記載のシステムにおいて、前記受信機の接続手段と、前記表示装置の前記生体信号入力部が嵌合できない場合、変換コネクタを用いて着脱可能とすることを特徴とする。
【０００６】
このようなシステムにおいて、受信機はセンサ装置から送出された生体信号を受信して振幅を調節し、接続手段を介して表示装置の生体信号入力部に与える。
【０００７】
請求項３に係るシステムは、請求項１記載のシステムにおいて、前記振幅調節手段は、前記受信手段の出力信号を、前記センサ部により検出される信号レベルと同程度に調節することを特徴とする。これにより表示装置の生体信号入力部には前記センサ部により検出される信号レベルと同程度のレベルの生体信号が与えられる。
【０００８】
請求項４に係るシステムは、請求項１に記載のテレメータシステムであって、
前記センサ装置は、前記センサ部から出力される信号に基づいて前記センサ部が生体信号を検出できない状態にあることを検出しその旨を示す不検状態信号を出力する第１の検出手段をさらに備え、
前記センサ装置の前記送信手段は、さらに前記第１の検出手段からの不検状態信号を無線信号にして送出し、
前記受信手段は、前記受信手段の出力信号から前記不検状態信号を検出し、前記表示装置にその不検状態を知らせる第２の検出手段をさらに備えることを特徴とする。このようなシステムにおいて、センサ装置から送出された生体信号は不検状態信号と共に他の装置へ送出される。
【０００９】
請求項５に係るシステムは、請求項４記載のシステムにおいて、前記第２の検出手段は、前記不検状態信号を検出したときにインピーダンスを変化させるための可変インピーダンス手段を有することを特徴とする。これにより不検状態がインピーダンス変化によって表示装置に報知される。
【００１０】
請求項６に係るシステムは、生体信号を検出するセンサ部と、前記センサ部から出力される信号に基づいて前記センサ部が生体信号を検出できない状態にあることを検出しその旨を示す不検状態信号を出力する第１の検出手段と、前記第１の検出手段からの不検状態信号と前記センサ部からの生体信号を無線信号にして送出する送信手段と、を備えたセンサ装置と、前記センサ装置から送出された無線信号を受信する受信手段と、前記無線信号が電波切れであることを検出する電波切れ検出手段と、前記受信手段の出力信号から前記不検状態信号を検出するための第２の検出手段と、前記電波切れ検出手段の出力に基づき電波切れ状態を検出する直前の前記不検状態信号の検出状態を維持するように制御するための制御手段と、を備えた受信機と、を具備することを特徴とする。これにより電波切れ状態を検出する直前の前記不検状態信号の検出状態が維持される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図２に本発明の医用テレメータシステムの全体構成を示す。この図に示すように、患者にはセンサ装置１が装着されている。このセンサ装置１は、生体信号を検出し、その信号を無線信号にして携帯型患者監視装置２に送出するものである。携帯型患者監視装置２は、表示装置３と受信機４とから成っている。受信機４は図３に示すようにコネクタ５Ａを備え、表示装置３のコネクタ５Ｂに対し着脱自在となっている。これらコネクタ５Ａ，５Ｂが接合したときには、図２に示したように表示装置３と受信機４は１つの箱型を形成する。図４にはベッドサイドモニタとして使用される表示装置７の外観が示されている。図２に示した受信機４のコネクタ５Ａは表示装置７の生体信号入力部であるコネクタ８に対しても着脱自在となっている。また、コネクタＡが他のベッドサイドモニタの入力部であるコネクタ８に対して嵌合できない場合は、変換コネクタ８ａを使用して着脱できるようにしてもよい。
【００１７】
図３にはまた、センサ装置１が拡大されて示されている。センサ装置１は、送信機６とセンサ部９とから成り、センサ部９は、１対の電極９ａ，９ｂとから成っている。
【００１８】
センサ装置１と受信機４のそれぞれの内部構成を図１に示す。センサ装置１のセンサ部９は、上記の構成であり、送信機６は、直流増幅部３６、ＡＣ増幅部１１、電極はずれ検出部１２、トーン発振部１３、加算回路１４、変調部１５、送信部１６、アンテナ１７および電源部１８とから成っている。
【００１９】
ＡＣ増幅部１１は、センサ部９の１対の電極９ａ，９ｂの電位を増幅する回路であり、生体信号と見做される０．０５〜１００Ｈｚの信号を増幅するものである。
【００２０】
電極はずれ検出部１２は、直流増幅部３６の出力信号から電極はずれの状態を検出する回路である。すなわち被験者に装着した電極がはずれたり、被験者と電極との接触抵抗が高くなったり、被験者と電極の間の分極電圧が過大となった時、これを検出するようにする。例えば特開平６−２６９４１７号に記載されたように、直流増幅部３６の出力信号が設定値を超えた場合にその旨を示す信号を出力するようにする。また、例えば実公昭６２−１０８７５号に記載された手法によっても良い。この電極はずれを示す信号はトーン発振部１３に所定の周波数３２０Ｈｚの信号を出力させるための制御信号となっている。
【００２１】
加算回路１４は、ＡＣ増幅部１１の出力信号と、トーン発振部１３の出力信号を加算する回路である。
【００２２】
変調部１５は、加算回路１４の出力信号に応じて搬送波信号を変調する回路であり、送信部１６は変調部１５の出力信号を無線信号にしてアンテナ１７から送信する回路である。電源部１８は電池であり、上記各部に必要な電力を供給するものである。更に送信機６は、電池切れ検出部１２ａと、トーン発振部１３ａとを備えている。電池切れ検出部１２ａは、電源部１８の電池切れを検出するとその旨を示す信号をトーン発振部１３ａに出力するものであり、この信号によりトーン発振部１３ａは周波数５４０Ｈｚの信号を出力するものである。加算回路１４は、この信号も加算するようになっている。
【００２３】
ここで、電極はずれ検出部１２およびトーン発振部１３が、第１の検出手段を構成し、ＡＣ増幅部１１、加算回路１４、変調部１５、送信部１６およびアンテナ１７が送信手段を構成する。
【００２４】
次に受信機４について説明する。受信機４は、アンテナ２１と、アンテナ２１を介して無線信号を受信する受信部２２と、受信部２２が受信した信号を復調する復調部２３と、復調部２３の出力信号のうち０．０５〜１００Ｈｚの信号を抽出するＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２４と、ＢＰＦ２４の出力信号を減衰または増幅させる振幅調節部２５と、復調部２３の出力信号のうち３２０Ｈｚの信号を抽出するＢＰＦ２６と、ＢＰＦ２６の出力信号を整流検波する整流検波器２７と、整流検波器２７の出力信号が設定した閾値を超えたかを判断する比較器２８と、比較器２８がその信号が閾値を超えたと判断した場合に出力する切替え信号により同時に切替わる１対の切替え部２９ａ，２９ｂを備えたスイッチ２９と、スイッチ２９の各切替え部２９ａ，２９ｂの出力端子に接続され他の装置の接続部に接続される接続部３０と、電源部３１とを備える。電源部３１は電池であり、上記各部に必要な電力を供給するものである。
【００２５】
スイッチ２９の切替え部２９ａの一方の端子には振幅調節部２５の出力信号が至るようにされている。接続部３０は、３つのピンからなるコネクタ５Ａを備えており、そのうち＋側ピンはスイッチ２９の切替え部２９ａの他方の端子に接続され、−側ピンはスイッチ２９の切替え部２９ｂの一方の端子に接続され、アースピンはスイッチ２９の切替え部２９ｂの他方の端子に接続されている。また、スイッチ２９の１対の切替え部２９ａ，２９ｂは、比較器２８からの切替え信号がないときは常時閉となるものである。また、切替え部２９ａ，２９ｂは、半導体を利用したアナログスイッチ、リレー、光を利用したフォトスイッチを利用してもよい。本説明では、１対の切替え部２９ａ，２９ｂとしたが、切替え部２９ａまたは切替え部２９ｂのいずれか一つだけ利用した構成にしてもよい。
【００２６】
また、振幅調節部２５は、上記のように復調部２３で復調された信号を減衰または増幅させるものであるが、その減衰または増幅の程度は、生体電極から直接得られる微弱な生体信号振幅のレベルとなっている。
【００２７】
また、受信機４は、送信機６から送信された信号を受信部２２が受信しているか否かを検出する電波切れ検出部２２ａと、この電波切れ検出部２２ａが電波切れを検出したときに警報を発するアラーム１００ａを備えている。更に受信機４は、復調部２３の出力信号のうち５４０Ｈｚの信号を抽出するＢＰＦ２６ａと、ＢＰＦ２６ａの出力信号を整流検波する整流検波器２７ａと、整流検波器２７ａの出力信号が設定した閾値を超えたかを判断する比較器２８ａと、比較器２８ａがその信号が閾値を超えたと判断した場合に出力する信号により警報を発するアラーム１００ｂを備えている。更に受信機４は、電源部１８の電池切れを検出する電池切れ検出部３１ａと、電池切れ検出部３１ａが電池切れを検出したときに警報を発するアラーム１００ｃを備えている。更に受信機４は、比較器２８がスイッチ２９に出力する切替え信号により警報を発するアラーム１００ｄを備えている。
【００２８】
ここで、アンテナ２１、受信部２２、復調部２３およびＢＰＦ２４が受信手段を構成し、ＢＰＦ２６、整流検波器２７、比較器２８およびスイッチ２９が第２の検出手段を構成し、振幅調節部２５が振幅調節手段を構成し、接続部３０が接続手段を構成する。
【００２９】
次にこのように構成されたテレメータシステムの動作を説明する。最初に、患者が自由に移動できる状態にあるときに、図２に示した携帯型患者監視装置２の表示装置３によって心電図信号をモニタし、次にベッドサイドモニタの表示装置７により心電図信号をモニタする場合について説明する。
【００３０】
尚、表示装置３のコネクタ５Ｂ、表示装置７のコネクタ８は、患者に装着される電極からの信号をコードを介して得るための接続部（生体信号入力部）として設けられているものである。さらに、表示装置３、表示装置７は、これらコネクタ５Ｂ、コネクタ８から入力される信号に基づいて、電極はずれを検出する手段およびそれが検出された場合に警報を出すなどの手段を備えている。
【００３１】
まず、患者にセンサ装置１を装着する。すなわち、センサ装置１の１対の電極９ａ，９ｂを患者に装着し、送信機６の電源スイッチ（図示せず）をオンにする。ここで、図３に示したようにコネクタ５Ａとコネクタ５Ｂとは接続され、受信機４は表示装置３に装着されて図２に示した状態となっている。また、受信機４の電源スイッチ（図示せず）もオンにしておく。
【００３２】
この状態において、センサ装置１では電極９ａ，９ｂから得られる心電図信号が直流増幅部３６と、ＡＣ増幅部１１で増幅されて、加算回路１４に至る。このとき、電極はずれ検出部１２が電極はずれを検出していないので、加算回路１４はＡＣ増幅部１１から与えられた信号をそのまま変調部１５に出力する。変調部１５はその信号に基づき搬送波信号を変調し、これを送信部１６に出力する。送信部１６は、この被変調波信号をアンテナ１７を介して送出する。
【００３３】
一方受信機４では送信機６から送出された信号をアンテナ２１を介して受信部２２で受信し、これを復調部２３で復調する。このとき復調された信号は、０．０５〜１００Ｈｚの心電図信号であるからＢＰＦ２４によりその信号が抽出され、振幅調節部２５で減衰または増幅され、スイッチ２９を介して接続部３０に至る。表示装置３は、この信号に基づく表示を行う。ここで、ＢＰＦ２４により抽出された信号は、振幅調節部２５で減衰または増幅されているので、表示装置３はセンサから直接コードを介して接続された場合に与えられる信号と同じレベルの信号を得ている。
【００３４】
次に、センサ装置１の電極９ａ，９ｂのいずれかまたは両者が患者からはずれた場合、送信機６の電極はずれ検出部１２は、その状態を検出し、制御信号をトーン発振部１３に送出し、トーン発振部１３に３２０Ｈｚの信号を出力させる。これにより、加算回路１４はＡＣ増幅部１１から与えられる信号にトーン発振部１３から出力された３２０Ｈｚの信号を加算する。変調部１５はその信号に基づき搬送波信号を変調し、これを送信部１６に出力する。送信部１６は、この被変調波信号をアンテナ１７を介して送出する。
【００３５】
一方受信機４では送信機６から送出された信号をアンテナ２１を介して受信部２２で受信し、これを復調部２３で復調する。このとき復調された信号には、３２０Ｈｚのトーン信号が含まれでいるので、この信号はＢＰＦ２６で抽出され、整流検波器２７で整流検波される。そしてその整流検波器２７の出力信号は、比較器２８において設定された閾値と比較される。比較器２８は、閾値より大きいと判断すると、スイッチ２９の１対の切替え部２９ａ，２９ｂを開とする切替え信号を出力する。このため、接続部３０は振幅調節部２５との接続が断たれた状態となり、この接続部３０に接続された表示装置３にとっては、患者に装着された電極をコードにより直接接続された場合にその電極がはずれたときと同じ状態となる。表示装置３は、受信機４からの信号に基づいて電極はずれを検出し、警報を出すなどの処理を行う。
【００３６】
電極９を再度装着すれば、電極はずれ検出部１２は制御信号の送出を止めるので、トーン発振部１３はそのトーン信号の送出を止め、加算回路１４の出力はＡＣ増幅部１１の出力信号のみとなる。このため、受信機４では、ＢＰＦ２６の出力がなくなり、比較器２８から切替え信号が送出されなくなるので、スイッチ２９の切替え部２９ａ，２９ｂは閉となり、振幅調節部２５の出力が接続部３０に至るようになる。このため、表示装置３は再度、心電図信号を表示する。
【００３７】
次に患者がベッドサイドに戻り、ベッドサイドモニタである表示装置７に心電図信号をモニタさせるとする。このとき、表示器３から受信機４をはずし、このコネクタ５を表示装置７のコネクタ８に接合させる。この場合においても、表示器３と同様に、あたかもコード付きの電極から得られる信号を処理するのと同様の処理が行われる。
【００３８】
また本システムの各装置は種々のアラームを備えており、受信機４の電源部３１の電圧低下が生じると電池切れ検出部３１ａはこれを検出し、アラーム１００ｃによって電池交換の必要性を示す警報を発する。また、受信部２２で、センサ装置１の送信機６から送信される電波が検出できないときは電波切れ検出部２２ａはその旨の信号をアラーム１００ａに出力し、アラーム１００ａはその旨を示す警報を発する。
【００３９】
また送信機６の電源部１８の電圧が低下したならば、電池切れ検出部１２ａはこれを検出し、トーン発振部１３ａは５４０Ｈｚの信号を出力する。この信号は、加算回路１４、変調部１５、送信部１６を介して心電図信号と共に電波として伝送され、そして受信機４のＢＰＦ２６ａ、整流検波器２７ａ、比較器２８ａを介して検知され、アラーム１００ｂによって電池交換の必要性を示す警報が発せられる。
【００４０】
また、前述したように送信機６の電極はずれ検出部１２によって電極はずれが検出されると、受信機４では比較器２８がスイッチ２９を断とする信号を出力するが、この信号はアラーム１００ｄにも至り、これによってアラーム１００ｄは電極はずれを示す警報を発する。
【００４１】
アラーム１００ａ〜１００ｄの具体例としては、図１０に示すように、視覚的に知らせるＬＥＤや液晶であっても良いし、また聴覚的に知らせるブザーなどであっても良い。
【００４２】
本システムを救急現場で用いた例を図５を参照して説明する。この図に示すように、まず患者にセンサ装置１（センサＺ）を装着して救急車に乗せる。ここで受信機４は救急車内のモニタ装置Ａに取り付け、このモニタ装置Ａに心電図を表示させる。次に病院に着き、受信機４をモニタ装置ＡからはずしてＩＣＵ内のモニタ装置Ｂに取り付け、このモニタ装置Ｂに心電図を表示させる。次に、受信機４をモニタ装置Ｂからはずして検査室に行き、受信機４をその部屋のモニタ装置Ｃに取り付け、このモニタ装置Ｃに心電図を表示させる。次に、受信機４をモニタ装置Ｃからはずしてモニタ装置Ｄに取り付け、このモニタ装置Ｄに心電図を表示させた状態で、患者を搬送する。次に手術室に着き、受信機４をモニタ装置Ｄからはずして手術室内のモニタ装置Ｅに取り付け、このモニタ装置Ｅに心電図を表示させる。このように患者の移動先でモニタ装置がいかように変わっても、患者に取り付けたセンサ装置１は、一切取り外すことなく、また患者に何等の負担をかけることなく、各場所に設置されているモニタ装置に心電図を表示させる。また、センサ装置１の送信周波数に対応した受信機５を病院内の各モニタ装置にあらかじめ接続しておけば受信機５の付け替えを省略できる。
【００４３】
次に第２の実施の形態を説明する。本実施の形態が上記第１の実施の形態と異なるのは、図６に示すように送信機６Ａの構成である。すなわち、第１の実施の形態の加算回路１４の代わりに選択スイッチ３５を設け、通常はＡＣ増幅部１１と変調部１５を接続し、次に電極はずれ検出部１２が電極はずれを検出し制御信号を出力すると、ＡＣ増幅部１１と変調部１５との接続を断ち、トーン発振部１３と変調部１５とが接続されるように構成したものである。ここで、ＡＣ増幅部１１、選択スイッチ３５、変調部１５、送信部１６およびアンテナ１７が送信手段を構成する。他の構成は第１の実施の形態と同じである。但し、各種アラームを発生させるための手段は省略しているが、これらの手段を付加した構成としても良い（以下の実施の形態も同様である）。このような構成によっても、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００４４】
次に第３の実施の形態を説明する。本実施の形態が上記第１の実施の形態と異なるのは、図７に示すように送信機６Ｂおよび受信機４Ｂの構成である。すなわち、送信機６Ｂでは、第１の実施の形態のトーン発振部１３を設ける代わりに電極はずれ検出部１２Ｂが電極はずれを検出したときに所定のＤＣ電圧を加算回路１４に与えるようにしたものである。電極はずれ検出部１２Ｂは、直流増幅部３６によって増幅されたセンサ部９の出力信号から電極はずれを検出するものである。
【００４５】
ここで、電極はずれ検出部１２Ｂが第１の検出手段を構成し、直流増幅部３６、ＡＣ増幅部１１、加算回路１４、変調部１５、送信部１６およびアンテナ１７が送信手段を構成する。
【００４６】
一方、受信機４Ｂでは、第１の実施の形態のＢＰＦ２６および整流検波器２７が無く、比較器２８は復調部２３からの信号を直接受け、設定された閾値（上記電極はずれ検出部１２が加算回路１４に印加した電圧より低い値）との比較を行うようになっている。この比較結果に応じてスイッチ２９の切替え部２９ａ，２９ｂをオン、オフすることは第１の実施の形態と同じである。ここで、比較器２８およびスイッチ２９が第２の検出手段を構成する。他の構成は第１の実施の形態と同じである。本実施の形態によれば全体の構成が簡単になるという効果の他、第１の実施の形態と同様の作用効果が得られる。
【００４７】
次に第４の実施の形態を説明する。本実施の形態は、検出した心電図信号をデジタル化して処理したものである。本実施の形態のセンサ装置１Ｃおよび受信機４Ｃの構成を図８に示す。この図に示すように、センサ装置１Ｃは、センサ部９Ｃと送信機６Ｃとから成る。センサ部９Ｃは上記の各実施の形態と同じである。送信機６Ｃは、センサ部９Ｃの出力信号を増幅する直流増幅部３６とＡＣ増幅部１１と、直流増幅部３６の出力信号から電極はずれを検出しその旨のデジタル信号を出力する電極はずれ検出部３８と、増幅部３７の出力信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換部３９と、電極はずれ検出部３８およびＡ／Ｄ変換部３９からの信号を時分割多重化する時分割多重化部４０と、時分割多重化部４０の信号により搬送波信号を変調する変調部４１と、変調部４１からの信号を無線信号として外部に送出する送信部４２およびアンテナ４３と、各部に必要な電力を供給する電源部４４から成る。
【００４８】
ここで、電極はずれ検出部３８が第１の検出手段を構成し、増幅部３７、時分割多重化部４０、変調部４１、送信部４２およびアンテナ４３が送信手段を構成する。
【００４９】
一方、受信機４Ｃは、アンテナ５１と、アンテナ５１を介して無線信号を受信する受信部５２と、受信部５２が受信した信号を復調する復調部５３と、復調部５３が出力した心電図信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換部５４と、Ｄ／Ａ変換部５４の出力信号を減衰または増幅させる振幅調節部５５と、復調部５３が復調した信号から電極はずれ信号を検出する電極はずれ信号検出部５６と、電極はずれ信号検出部５６が電極はずれ信号を検出したときに送出する制御信号により同時に切替わる１対の切替え部５９ａ，５９ｂを備えたスイッチ５９と、スイッチ５９の各切替え部５９ａ，５９ｂそれぞれの一方の端子に接続され他の装置の入力部に接続される接続部６０と、電源部６１とから成る。電源部６１は電池であり、上記各部に必要な電力を供給するものである。
【００５０】
スイッチ５９の切替え部５９ａの他方の端子には振幅調節部５５の出力信号が至るようにされている。接続部６０は、３つのピンからなるコネクタを備えていることは上記各実施の形態と同じであり、そのうち＋側ピンはスイッチ５９の切替え部５９ａの前記一方の端子に接続され、−側ピンはスイッチ５９の切替え部５９ｂの前記一方の端子に接続され、アースピンはスイッチ５９の切替え部５９ｂの他方の端子に接続されている。また、スイッチ５９の１対の切替え部５９ａ，５９ｂは、電極はずれ信号検出部５６からの制御信号がない場合は常時、閉となるものである。
【００５１】
ここで、アンテナ５１、受信部５２、復調部５３およびＤ／Ａ変換部５４が受信手段を構成し、電極はずれ信号検出部５６およびスイッチ５９が第２の検出手段を構成し、振幅調節部５５が振幅調節手段を構成し、接続部６０が接続手段を構成する。
【００５２】
このような構成によれば、上記の各実施の形態と同様の作用効果が得られる他、送信機６Ｃと受信機４Ｃとの間ではデジタル信号の送受が行われるので、ノイズの影響を受けにくく、より正確に心電図信号をモニタすることができる。
【００５３】
上記の各実施の形態において、受信機４、４Ｂ，４Ｃは、種々の他の生体信号入力部に接続され、一定の位置に固定されないためどんな状況でも受信感度を確保する必要がある。そこで、より確実な受信を行うために偏波ダイバーシティ機能を有し、様々な他の機器に接続されても安定な受信を確保するようにする。例えば、図１１に示すように、２種類のアンテナ２１ａ，２１ｂと、これらの切り替えるアンテナ切替え部２１ｃを備える構成とし、電波切れ検出部２２ａが電波切れを検出すると、アンテナ切替え部２１ｃによってアンテナ２１ａ，２１ｂを切り替えるようにする。
【００５４】
また図１２の分解図、図１３の外観図に示す受信機の例は、小型チップ誘電体アンテナ２１ａ，２１ｂを異なる方向、例えばお互いが直交する向きに実装し、アンテナ２１ａに近接する回路基板２００ａのグランド方向と、アンテナ２１ｂに近接する回路基板２００ｂのグランド方向がお互いに直交するように筐体４Ａ（１対のケース４ａ，４ｂから成る）の上面と側面から突出するように配置し、お互いの指向性を補うようにしたものである。
【００５５】
ここで小型チップ誘電体アンテナ２１ａ，２１ｂは、送信周波数の波長に対して数十分の一程度の大きさであり、モノポールアンテナ（波長の四分の一）に対してかなり小型である。アンテナ２１ａ，２１ｂは、数ミリ〜数センチメートルのキャップで保護されて利便性を損なわないようにしている。このような受信機を図１に示した実施の形態に対応させると、回路基板２００ａ，２００ｂには、受信部２２、復調部２３、ＢＰＦ２６、整流検波器２７、比較器２８、振幅調節部２５、スイッチ２９、電波切れ検出部２２ａ、ＢＰＦ２６ａ、整流検波器２７ａ、比較器２８ａ、電池切れ検出部３１ａが配置される。
【００５６】
また、上記の各実施の形態において、スイッチ２９（または５９）は図１４に示すようなスイッチ２９ｃ，２９ｄにしても良く、接続部３０からみた抵抗分が高インピーダンスになった状態を作り出しても良い。またスイッチ２９（または５９）は、図１５に示すように振幅調節部２５と接続部３０の間の抵抗を切り替えるようにしたスイッチ２９ｅ、２９ｆとしても良く、接続部３０からみた抵抗が高インピーダンスになった状態を作り出す構成であれば良い。
【００５７】
また、センサ装置１からの電波が到達しなくなった場合、センサ装置１の電極はずれ検出部１２によって検出され送信されたトーン信号が、受信機４のＢＰＦ２６で検出できなくなることに対処して、スイッチ２９（または５９）を図１６に示す構成としても良い。すなわち、このスイッチ２９（または５９）は、切替え部２９ａを備え、この切替え部２９ａがＤタイプ−フリップフロップ２９３、ＡＮＤ回路２９２、ＯＲ回路２９１で構成される制御回路に制御されるようにする。そしてＤタイプ−フリップフロップ２９３のＤ入力端子には比較器２８の出力が至るようにし、そのクロック端子には電波切れ検出部２２ａの出力が至るようにする。切替え部２９ａの出力は接続部３０の＋側ピンに接続されている。この構成によれば送信されたトーン信号を受信機４のＢＰＦ２６で検出できなくなっても電波切れ検出部２２ａからＤタイプ−フリップフロップ２９３への入力信号によって電波切れ直前状態の比較器２８の信号の状態を保持できる。
【００５８】
例えば、センサ装置１からの電波が、受信機４に到達し、かつ、センサ装置１の電極はずれ検出部１２によって発信されたトーン信号が受信機４のＢＰＦ２６で検出できる状態では、比較器２８の出力はHighレベルであるのでＯＲ回路２９１の出力もHighレベルになり、スイッチ２９ａは、開の状態になる。そこで、センサ装置１からの電波が到達しなくなり、センサ装置１の電極はずれ検出部１２によって検出されたトーン信号が、受信機４のＢＰＦ２６で検出できなくなると、比較器２８の出力は、HighからLow レベルになりＤタイプ−フリップフロップ２９３とＯＲ回路２９１に入力される。また、同時に電波切れ検出部２２ａの出力はLow からHighレベルになりＤタイプ−フリップフロップ２９３とＡＮＤ回路２９２に入力される。この結果、Ｄタイプ−フリップフロップ２９３はLow からHighレベルに反転し、ＡＮＤ回路２９２の出力はHighレベルになるのでＯＲ回路２９１の出力もHighレベルとなりスイッチ２９ａは、開の状態になる。
【００５９】
このため、接続部３０は振幅調節部２５との接続が断たれた状態となり、この接続部３０に接続された表示装置３にとっては、患者に装着された電極をコードにより直接接続された場合にその電極がはずれたときと同じ状態となる。また、電波切れが突然生じても、電波切れ直前のスイッチの開の状態を保持できるようにしたので表示装置３にとっては、センサ装置１の電極はずれ状態を表示し続けられる。
【００６０】
また、センサ装置から発信される無線信号は他のセンサ装置と混信を避ける周波数に設定する。また、センサ装置と受信機の対がユーザーに視覚的に確認されやすいように、その対ごとに筐体を色分けし、または筐体にシール添付することで識別できるようにしておくと便利である。また、センサ装置のセンサ部は、電極に限らず、血圧、体温測定センサなど被験者の他の生体信号を検出するものであっても良い。
【００６１】
また、上記各実施の形態において第１の検出部は電極はずれを検出したものであり、第２の検出部はその電極はずれを示す信号を検出するようにした。しかし電極はずれに限らず、センサ部が生体信号を検出できない他の不検状態を検出し、処理するようにしても良い。
【００６２】
【発明の効果】
請求項１−３に係るシステムによれば、センサ装置と、このセンサ装置が検出した生体信号を処理する表示装置との間の信号の授受は、無線信号によって行われるので、受信機を上記表示装置の生体信号入力部に接続するだけで、その装置に生体信号を入力することができる。このため、センサ装置からの信号を処理する機器が変わっても、患者に装着したセンサ装置はそのままとして、患者に負担を強いることなく、迅速にかつ簡単な操作でその機器に生体信号を入力することができる。
【００６３】
請求項４および５に係るシステムによれば、センサ装置が生体信号を検出できない状態が生じたとき、受信機は上記表示装置にその旨を知らせることができる。したがって、それに対応した処理を行う機能を有する装置は十分その機能を発揮することができる。
【００６４】
請求項６に係るシステムによれば、不検状態のときに電波切れが突然生じても表示装置に不検状態を知らせることを維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のセンサ装置と受信機のそれぞれの内部構成を示す図。
【図２】本発明の第１の実施の形態の全体構成を示す図。
【図３】図２に示したシステムの使用方法を説明するための図。
【図４】図２に示したシステムをモニタ装置を変えて使用する場合の説明図。
【図５】異なる場所において、図１に示したセンサ装置と受信機の使用状態を説明するための図。
【図６】本発明の第２の実施の形態のセンサ装置の構成を示す図。
【図７】本発明の第３の実施の形態のセンサ装置と受信機のそれぞれの構成を示す図。
【図８】本発明の第４の実施の形態のセンサ装置と受信機のそれぞれの構成を示す図。
【図９】異なる場所において、従来のセンサ装置とモニタ装置との接続状態を説明するための図。
【図１０】第１の実施の形態の受信機の外観を示す図。
【図１１】２つのアンテナを備えた受信機の要部を示す図。
【図１２】２つのアンテナを備えた受信機の分解斜視図。
【図１３】図１２に示した受信機の外観図。
【図１４】スイッチ２９の他の例を示す図。
【図１５】スイッチ２９の更に他の例を示す図。
【図１６】スイッチ２９の更に他の例を示す図。
【符号の説明】
１，１Ｃ センサ装置
４，４Ｂ，４Ｃ 受信機
６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ 送信機
９ センサ部
１１ ＡＣ増幅部
１２，１２Ｂ，３８ 電極はずれ検出部
１３ トーン発信部
１４ 加算回路
１５，４１ 変調部
１６，４２ 送信部
１７，２１，４３，５１，２１ａ，２１ｂ アンテナ
２２，５２ 受信部
２３，５３ 復調部
２４，２６ ＢＰＦ
２５，５５ 振幅調節部
２７ 整流検波
２９，５９ スイッチ
２８ 比較器
３０，６０ 接続部
３５ 選択スイッチ
３７ 増幅部
３９ Ａ／Ｄ変換部
４０ 時分割多重化部
５４ Ｄ／Ａ変換部
Claims (6)
- 患者に装着される電極からコードを介して生体信号を得るための生体信号入力部を有する表示装置と、
生体信号を検出するセンサ部と、前記センサ部からの生体信号を無線信号にして送出する送信手段と、を備えたセンサ装置と、
前記センサ装置から送出された無線信号を受信する受信手段と、前記受信手段の出力信号の振幅を調節する振幅調節手段と、前記振幅調節手段の出力信号を前記表示装置の前記生体信号入力部に与えるための接続手段と、を備えた受信機と、
を具備し、
前記コードと前記受信機の接続手段は、前記表示装置の前記生体信号入力部と、それぞれ着脱自在になっていることを特徴とする医用テレメータシステム。 - 前記受信機の接続手段と、前記表示装置の前記生体信号入力部が嵌合できない場合、変換コネクタを用いて着脱可能とすることを特徴とする請求項１記載の医用テレメータシステム。
- 前記振幅調節手段は、前記受信手段の出力信号を、前記センサ部により検出される信号レベルと同程度に調節することを特徴とする請求項１記載の医用テレメータシステム。
- 請求項１に記載のテレメータシステムであって、
前記センサ装置は、前記センサ部から出力される信号に基づいて前記センサ部が生体信号を検出できない状態にあることを検出しその旨を示す不検状態信号を出力する第１の検出手段をさらに備え、
前記センサ装置の前記送信手段は、さらに前記第１の検出手段からの不検状態信号を無線信号にして送出し、
前記受信手段は、前記受信手段の出力信号から前記不検状態信号を検出し、前記表示装置にその不検状態を知らせる第２の検出手段をさらに備えることを特徴とする医用テレメータシステム。 - 前記第２の検出手段は、前記不検状態信号を検出したときにインピーダンスを変化させるための可変インピーダンス手段を有することを特徴とする請求項４記載の医用テレメータシステム。
- 生体信号を検出するセンサ部と、
前記センサ部から出力される信号に基づいて前記センサ部が生体信号を検出できない状態にあることを検出しその旨を示す不検状態信号を出力する第１の検出手段と、
前記第１の検出手段からの不検状態信号と前記センサ部からの生体信号を無線信号にして送出する送信手段と、を備えたセンサ装置と、
前記センサ装置から送出された無線信号を受信する受信手段と、
前記無線信号が電波切れであることを検出する電波切れ検出手段と、
前記受信手段の出力信号から前記不検状態信号を検出するための第２の検出手段と、
前記電波切れ検出手段の出力に基づき電波切れ状態を検出する直前の前記不検状態信号の検出状態を維持するように制御するための制御手段と、を備えた受信機と、
を具備することを特徴とする医用テレメータシステム。
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