JP7045832B2

JP7045832B2 - 生体情報測定装置

Info

Publication number: JP7045832B2
Application number: JP2017210371A
Authority: JP
Inventors: 雄介椎野
Original assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Current assignee: Fukuda Denshi Co Ltd
Priority date: 2017-10-31
Filing date: 2017-10-31
Publication date: 2022-04-01
Anticipated expiration: 2037-10-31
Also published as: JP2019080786A

Description

本発明は、生体情報測定装置に関し、特に、電池駆動可能な生体情報測定装置に関する。

従来より、電池駆動可能な様々な装置が普及している。電池駆動可能な装置において、電池の種別を判定する構成として、例えば、特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１には、装置を起動した際に、電池の内部抵抗を測定することにより、電池の種別を判定することが開示されている。

特許第４６７１５９０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、装置の起動後に一度電池の種別を判定してから装置を停止するまで電池の種別を判定しない。そのため、特許文献１に記載の構成を生体情報測定装置に適用した場合、装置が電池の種別を誤判定したり、ユーザが電池残量表示の設定を誤ったりすると、装置を停止するまで正しい電池残量表示に設定することができなくなる。つまり、当該構成は、電池種別の判定精度向上に一定の限界のある構成となっていた。また、従来、電池の種別を判定する構成を、電池駆動可能な生体情報測定装置に適用することについては、従来、提案されていない。

本発明の目的は、電池の種別を正確に判定することが可能な生体情報測定装置を提供することである。

本発明に係る生体情報測定装置は、
電池駆動可能な生体情報測定装置であって、
電池を収容する収容部と、
前記電池から電力供給を受けて生体情報を測定する測定部と、
前記生体情報の測定開始時及び測定異常時に、前記電池の種別を判定する判定部と、
を有する。

本発明によれば、電池の種別を正確に判定することができる。

本発明の実施の形態における医療用テレメータシステムの構成例を示すブロック図である。生体情報測定装置の送信側表示部の表示画面例を示す図である。生体情報測定装置の送信側表示部の表示画面例を示す図である。生体情報測定装置の送信側表示部の表示画面例を示す図である。生体情報測定装置の送信側表示部の表示画面例を示す図である。受信機の受信側表示部の表示画面例を示す図である。生体情報測定装置における電池判定制御の動作例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本実施の形態における生体情報測定装置を備える医療用テレメータシステム１の構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、医療用テレメータシステム１は、例えば患者（被検者）の生体を連続的にモニタリングするために使用され、生体情報測定装置１００と、受信機１０とを備える。

生体情報測定装置１００は、患者から生体情報（例えば、心電図や心拍数、ＳｐＯ２（酸素飽和度）等）を測定し、その測定結果を受信機１０に無線送信するための送信機である。生体情報測定装置１００は、アルカリ乾電池やニッケル水素電池等の電池で駆動可能であり、収容部１１０と、測定部１２０と、送信側表示部１３０と、送信部１４０と、制御部１５０とを有する。

収容部１１０は、生体情報測定装置１００を動作させる電力を供給可能な電池を収容する部分であり、生体情報測定装置１００に設けられた電源スイッチ（図示せず）が押下されると、電池が放電して電力を生体情報測定装置１００内の各ブロックに供給する。なお、電源スイッチは生体情報測定装置１００に設けられていなくても良く、その場合は、収容部１１０に電池が収容されると、電池が放電して生体情報測定装置１００内の各ブロックに電力を供給する。

測定部１２０は、収容部１１０に収容される電池から電力供給を受けて、患者から生体情報を測定する。測定部１２０は、患者の測定対象となる部分に配置されるセンサ等（図示せず）に接続されている。測定部１２０は、測定した生体情報を制御部１５０の生体情報処理部１５４に出力する。生体情報処理部１５４は、取得した生体情報を処理することにより送信側表示部１３０の表示態様に適した表示データを生成して送信側表示部１３０に出力する。また、生体情報処理部１５４は、取得した生体情報を処理することにより送信部１４０から受信機１０への無線送信に適した送信データを生成して送信部１４０に出力する。

送信側表示部１３０は、例えば、図２Ａ～図２Ｄに示すような表示画面を表示するディスプレイであり、測定部１２０から取得した生体情報を表示する。また、送信側表示部１３０は、制御部１５０を介して、収容部１１０における電池残量表示Ｒの情報を取得し、当該情報を表示する。

電池残量表示Ｒは、図２Ａ～図２Ｄに示すように、電池の出力電圧に基づく電池の残量レベルを３段階で表したものである。図２Ａに示す残量レベルは、電池の残量が十分に多い状態を示すレベル３である。図２Ｂに示す残量レベルは、電池の残量がレベル３よりは少ない状態であるが、電池切れ状態に対して比較的余裕のある状態を示すレベル２である。

図２Ｃに示す残量レベルは、電池の残量がレベル２よりも少ない状態であり、電池切れ状態に対して比較的余裕のない状態を示すレベル１である。レベル１の状態から、電池切れ状態となると、図２Ｄに示すように、電池残量表示Ｒが非点灯状態となる。

このように、電池の残量レベルを複数段階で表示させることにより、ユーザが電池の残量状態を容易に把握することができる。

図１に示すように、送信部１４０は、制御部１５０の制御の下、測定部１２０から取得した生体情報を受信機１０に送信する。

制御部１５０は、例えば演算処理装置（ＣＰＵ：Central Processing Unit）を有し、記憶部１５２に記憶されたプログラムを実行することで、生体情報測定装置１００の各部における動作を制御する。制御部１５０の制御の詳細については後述する。

受信機１０は、受信部１１と、受信側表示部１２とを有する。受信部１１は、送信部１４０より受信した生体情報を受信側表示部１２に出力する。受信側表示部１２は、図３に示すように、受信した生体情報を表示する。これにより、生体情報測定装置１００にて測定した生体情報を監視するオペレータが、当該生体情報を迅速に把握することができる。

また、受信側表示部１２は、電池の残量がレベル１となった際の、後述する警告指令を受信部１１から取得した場合、警告表示Ｗを表示する。これにより、オペレータが生体情報測定装置１００の電池の状態を迅速に把握することができる。

次に、生体情報測定装置１００における制御の詳細について説明する。図１に示すように、制御部１５０は、各部の制御の他、収容部１１０に収容される電池の種別を判定するための制御を行う。制御部１５０は、電圧測定部１５１と、記憶部１５２と、判定部１５３とを有する。

電圧測定部１５１は、収容部１１０に収容される電池の出力電圧を測定する。また、生体情報測定装置１００は、収容部１１０の回路接続部（図示せず）に対して電気的な接続／切り離しが可能な図示しない負荷を有する。

電圧測定部１５１は、収容部１１０の電池の種別を判定する制御を行う際、当該負荷を収容部１１０から切り離した状態における電池の開放電圧である第１電圧と、当該負荷を収容部１１０に接続した状態における電池の出力電圧である第２電圧とを測定する。電圧測定部１５１は、測定した第１電圧の値及び第２電圧の値を記憶部１５２に出力する。

記憶部１５２は、電圧測定部１５１から出力された第１電圧及び第２電圧を取得し、記憶する。なお、記憶部１５２は、制御部１５０に組み込まれていない構成であっても良い。

判定部１５３は、記憶部１５２に記憶された第１電圧の値と第２電圧の値とを取得し、第１電圧の値と第２電圧の値から電池の内部抵抗を算出する。判定部１５３は、算出した内部抵抗から電池の種別を判定する。

電池は、種別に応じて内部抵抗が異なることが知られている。例えば、アルカリ乾電池とニッケル水素電池とでは、ニッケル水素電池の方がアルカリ乾電池よりも内部抵抗が小さくなっている。

ところで、生体を連続的にモニタリングするように長時間連続して生体情報の測定を行う場合には特に電池切れによって測定が中断されてしまうことのないよう、測定途中に電池切れ状態になることを避ける必要がある。しかし、電池の種別に応じて、電池が満タン状態から電池切れ状態になるまでの生体情報測定装置１００の駆動時間が異なる。そのため、ユーザが電池の種別を正確に把握して、その電池に対応した電池残量表示Ｒになるように生体情報測定装置１００を設定する必要がある。

本実施の形態では、収容部１１０に収容される電池の内部抵抗を算出することで、電池の種別を判定することができるので、ユーザが電池の種別を正確に把握することができる。

制御部１５０は、判定部１５３による電池の種別判定を生体情報の測定開始時又は測定異常時に行う。測定開始時には、生体情報測定装置１００における電源スイッチを押下したタイミングや、実際に測定を開始する直前のタイミング等、生体情報の測定開始前における一連の期間が含まれる。また、測定開始時には、例えば、測定開始時において電池残量表示Ｒの残量がレベル１であるようなときに、ユーザに電池交換するかの選択をさせる期間を設けるため等、測定開始直後に何らかの一時中断期間を設けることがある場合、そのような期間も含まれる。また、測定開始時には、測定開始直後において、送信側表示部１３０に波形の表示例を示す等の期間を設ける場合、そのような期間も含まれる。

例えば、生体情報測定装置１００が、被検者に装着された装着物を用いて生体情報を測定する装置の場合、「測定異常時」には、当該装着物が外れたタイミングが含まれる。具体的には、生体情報測定装置１００が被検者に装着された心電図電極を用いて心電図を測定する装置の場合、装着物は心電図電極であり、当該装着物が外れたタイミングは、いわゆる電極外れが発生したタイミングである。電極外れとは、心電図電極が被検者の体表面から外れたり、心電図電極のリード線が生体情報測定装置１００の本体から抜けて測定部１２０との電気的接続が切断されたりすることである。また、生体情報測定装置１００がＳｐＯ_２を測定するパルスオキシメータ等の装置である場合、装着物は、被検者の指や耳等に装着されるパルスオキシメータプローブであり、当該装着物が外れたタイミングは、当該パルスオキシメータが被検者から外れたタイミングである。なお、装着物が外れたことの検出方法には、公知の技術等が用いられる。また、装着物としては、被検者に装着されて、生体情報を測定するために用いられるものであれば、どのような物であっても良い。

また、生体情報測定装置１００が被検者の体動の影響を受ける生体情報、例えば心電図を測定する装置の場合、「測定異常時」には、体動の影響により、心電図の振幅が過剰に大きくなったタイミング等も含まれる。また、加速度センサ等により、体動等を検出可能である場合、加速度センサが過剰な体動を検出したタイミング等も「測定異常時」としても良い。なお、体動の検出方法は、加速度センサを用いる方法に限られず、体動を検出可能であればどのような方法を用いても良い。

また、本実施の形態のように生体情報測定装置１００と受信機１０とが無線通信を行う場合、「測定異常時」には、例えば、生体情報測定装置１００と受信機１０とが遠く離れる等の原因で無線通信の通信品質が低下して通信異常が発生したタイミング等も含まれる。なお、通信異常の検出方法には、無線通信分野において一般的に用いられるような技術等が用いられる。

例えば、測定開始時のみに一度電池の種別を判定するのみとすると、装置を停止するまで電池の種別を判定することができないので、装置が電池の種別を誤判定したり、ユーザが電池残量表示Ｒの設定を誤ったりすると、装置を停止するまで正しい設定に電池残量表示Ｒを設定することができなくなる。

しかし、本実施の形態では、測定異常が発生したような場合にも、電池の種別を判定することができるので、電池の誤判定が発生する確率を低減することができる。すなわち、電池の種別をより正確に判定することができる。

また、制御部１５０は、判定部１５３により判定した電池の種別に応じて、電池の残量閾値を変更する制御を行う。残量閾値は、電池の残量レベルのレベル３の状態とレベル２の状態との間、レベル２の状態とレベル１の状態との間、レベル１の状態と電池切れ状態との間に、それぞれ設定されている、電池の残量に関する閾値であり、例えば、記憶部１５２に電池の種別毎に設定されている。なお、電池切れ状態の直前の状態であるレベル１は、後述する「警告レベル」に相当する。

特に、制御部１５０は、種別を判定した電池において、電池の残量が警告レベルまで減ってからの生体情報測定装置１００の駆動時間が所定時間（例えば、８時間）以上となるように、生体情報測定装置１００におけるレベル２の状態とレベル１の状態との間の残量閾値の設定を自動で変更し、これに合わせて、レベル３の状態とレベル２の状態との間や、レベル１の状態と電池切れ状態との間の残量閾値を調整する。これにより、電池の残量が警告レベルまで減ってから、電池切れ状態となる時間を電池の種別に関係なく、同じ時間とすることができるので、ユーザが電池の種別毎に電池残量表示Ｒの設定を変更する手間を省くことができる。

ところで、測定開始時から測定終了時までは、前述したように電池切れ状態が発生しないようにすることが好ましい。例えば、夜間等のように長時間にわたり病棟内の人手が不足するような時間帯に生体情報を測定する際、当該時間帯の間は、特に電池切れ状態が発生しないようにしておく必要がある。しかし、そのような時間帯の途中に電池の残量が警告レベルとなると、電池の種別によっては、当該時間帯の間に電池切れ状態となる場合が起こり得る。

しかし、本実施の形態では、電池の残量が警告レベルになってから、電池切れ状態となるまでの時間を電池の種別に関係なく同じ時間にすることができる。そのため、当該時間帯の途中に電池の残量が警告レベルとなっても、上述した所定時間を、当該時間帯の合計時間程度に設定することにより、当該時間帯の間に電池切れ状態が発生することを未然に防ぐことができる。

また、制御部１５０は、電池の残量が警告レベルに相当する残量閾値以下となった場合、警報を出力する制御を行う。具体的には、制御部１５０は、電池の残量が残量閾値以下となった場合、警告指令を受信機１０に送信するように送信部１４０を制御する。

これにより、電池残量の状態を迅速に受信機１０に伝達することができる。なお、警報を出力する制御には、生体情報測定装置１００の周囲でユーザが当該警報を認識できるような、例えば、ランプを点灯させたり、警告音を発信したりするような通知を出力する制御が含まれる。

次に、生体情報測定装置１００における電池判定制御を実行するときの動作例について説明する。図４は、生体情報測定装置１００における電池判定制御の動作例を示すフローチャートである。図４における処理は、例えば、生体情報測定装置１００の電源がＯＮにされたとき等に適宜実行される。

図４に示すように、制御部１５０は、収容部１１０における電池の第１電圧を測定し、その値を記憶部１５２に記憶させる（ステップＳ１０１）。次に、制御部１５０は、負荷を収容部１１０に接続する制御を行う（ステップＳ１０２）。次に、制御部１５０は、収容部１１０における電池の第２電圧を測定し、その値を記憶部１５２に記憶させる（ステップＳ１０３）。次に、制御部１５０は、収容部１１０から負荷を切り離す制御を行う（ステップＳ１０４）。

次に、制御部１５０は、記憶部１５２に記憶された第１電圧の値と第２電圧の値とを比較して、電池の種別を判定する（ステップＳ１０５）。次に、制御部１５０は、判定した電池の種別に応じて、残量閾値を設定する（ステップＳ１０６）。次に、制御部１５０は、患者の生体情報の測定を開始する（ステップＳ１０７）。

次に、制御部１５０は、当該測定において測定異常があるか否かについて判定する（ステップＳ１０８）。判定の結果、測定異常がある場合（ステップＳ１０８、ＹＥＳ）、処理はステップＳ１０１に戻る。一方、測定異常がない場合（ステップＳ１０８、ＮＯ）、制御部１５０は、電池残量が残量閾値以下であるか否かについて判定する（ステップＳ１０９）。

判定の結果、電池残量がいずれの残量閾値より多い場合（ステップＳ１０９、ＮＯ）、処理はステップＳ１１３に遷移する。一方、電池残量が、前回の閾値判定時と比べていずれかの残量閾値を下回った場合（ステップＳ１０９、ＹＥＳ）、制御部１５０は、その判定結果に応じて電池残量表示Ｒを変更するように送信側表示部１３０を制御する（ステップＳ１１０）。

次に、制御部１５０は、変更された電池残量表示Ｒがレベル１であるか否かについて判定する（ステップＳ１１１）。判定の結果、電池残量表示Ｒがレベル１ではない場合（ステップＳ１１１、ＮＯ）、処理はステップＳ１１３に遷移する。

一方、電池残量表示Ｒがレベル１である場合（ステップＳ１１１、ＹＥＳ）、制御部１５０は、警告指令を受信機１０に送信するように送信部１４０を制御する（ステップＳ１１２）。

次に、制御部１５０は、生体情報の測定を終了するか否かについて判定する（ステップＳ１１３）。判定の結果、測定を終了しない場合（ステップＳ１１３、ＮＯ）、処理はステップＳ１０８に戻る。一方、測定を終了する場合（ステップＳ１１３、ＹＥＳ）、本制御は終了する。

以上のように構成された本実施の形態によれば、測定開始時及び又は測定異常時に電池の種別を判定するので、電池の種別の誤判定が発生する確率を低減し、ひいては電池の種別をより正確に判定することができる。特に、測定開始時及び測定異常時の双方において電池の種別を判定することで、電池種別の判定精度を確実に向上させることができる。

また、判定した電池の種別に応じて電池の残量閾値を変更するので、電池の残量レベルがレベル１となってから、電池切れ状態となるまでの時間を同じ時間とすることができる。そのため、ユーザが電池の種別毎に電池残量表示Ｒの設定を変更する手間を省くことができるので、ユーザが電池残量表示Ｒの設定を誤設定することを防止することができるとともに、ユーザが電池切れ状態となる時間を把握しやすくすることができる。

また、電池の残量が残量閾値以下となった場合、警告指令を受信機１０に送信するので、電池の不足状態を受信機１０に迅速に伝達することができる。そのため、オペレータが生体情報測定装置１００の電池の状態を迅速に把握することができる。

なお、上記実施の形態では、制御部１５０に判定部１５３が組み込まれた構成であったが、本発明はこれに限定されず、判定部が制御部とは別のＣＰＵで動作するような構成であっても良い。

その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明に係る生体情報測定装置は、電池の種別を正確に判定することが可能な生体情報測定装置として有用である。

１医療用テレメータシステム
１０受信機
１１受信部
１２受信側表示部
１００生体情報測定装置
１１０収容部
１２０測定部
１３０送信側表示部
１４０送信部
１５０制御部
１５１電圧測定部
１５２記憶部
１５３判定部
１５４生体情報処理部

Claims

電池駆動可能な生体情報測定装置であって、
電池を収容する収容部と、
前記電池から電力供給を受けて生体情報を測定する測定部と、
前記生体情報の測定開始時及び測定異常時に、前記電池の種別を判定する判定部と、
を有する生体情報測定装置。
前記判定部により判定した前記電池の種別に応じて、前記電池の残量閾値を変更する制御を行う制御部を有する、
請求項１に記載の生体情報測定装置。
前記制御部は、前記電池の残量が警告レベルまで減ってからの前記生体情報測定装置の駆動時間が所定時間以上となるように、前記残量閾値を設定する、
請求項２に記載の生体情報測定装置。
前記制御部は、前記電池の残量が、前記警告レベルに相当する前記残量閾値以下となった場合、警報を出力する制御を行う、
請求項３に記載の生体情報測定装置。
前記生体情報測定装置は、被検者に装着された装着物を用いて生体情報を測定する装置であり、
前記測定異常時は、前記装着物が前記被検者から外れた時である、
請求項１～４の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
前記生体情報測定装置は、被検者の体動の影響を受ける前記生体情報を測定する装置であり、
前記測定異常時は、前記被検者の体動が過剰に大きくなった時である、
請求項１～５の何れか１項に記載の生体情報測定装置。
前記生体情報を受信機へ送信する送信部を有し、
前記測定異常時は、前記送信部と前記受信機との間の通信異常時である、
請求項１～６の何れか１項に記載の生体情報測定装置。