JPS59171533A - Medical apparatus - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は生体情報を検出する医療用装置に関するもので
あり、特に計測装置本体と、センササブユニットの間を
電気的に絶縁した医療用装置に量子るものである。[Detailed Description of the Invention] Technical Field The present invention relates to a medical device for detecting biological information, and particularly to a medical device in which a measuring device body and a sensor subunit are electrically insulated. be.

従来技術 医療用装置、特に医用計測装置においては、被測：定生
体に医療用装置からのリーク電流が流れることを防止す
るため計測装置本体と、生体との接続部を含むプローブ
等のサブユニット間で電気的絶縁を保たせることは重要
な所である。従って従来は絶縁物質で被い絶縁したり、
電源回路に絶縁トランス等を用い、絶縁を行ったりして
いる。しかし、装置の使用される場所の電＃設備の状況
により、または、アースのとり方により、これらの絶縁
が意味をなさない場合がある。更に、生体との接続部に
金属を使わなければならないセンサーを使用する計測器
では、計測器からのリーク電流が被測定生体に流れない
よう絶縁に適した特別の構造にしなければならなく、装
置の部品や構造が複雑になっている。これらの例として
は、電磁血流計や血圧計トランジューサ等がある。また
更に最近では、医療技術の進歩とともに、生体情報を得
るための各種センサーが開発されており、生体の血液等
へセンサーを直接入れて測定するものが出来つつある。Conventional medical devices, especially medical measuring devices, have a measuring device main body and a subunit such as a probe that includes a connecting part with the living body to prevent leakage current from the medical device from flowing into the living body to be measured. It is important to maintain electrical insulation between them. Therefore, in the past, it was covered with an insulating material for insulation.
An isolation transformer is used in the power supply circuit to provide insulation. However, depending on the state of the electrical equipment at the location where the device is used or the way the device is grounded, these insulations may not make sense. Furthermore, measuring instruments that use sensors that require the use of metal in the connection with the living body must have a special structure suitable for insulation to prevent leakage current from the measuring instrument from flowing into the living body being measured. The parts and structure of the product are becoming more complex. Examples of these include electromagnetic blood flow meters and blood pressure transducers. Furthermore, in recent years, with the advancement of medical technology, various sensors for obtaining biological information have been developed, and sensors that can be directly inserted into the blood of a living body to make measurements are becoming available.

これには例えば、ＰＨセンサー、温度センサー、Ｐ　Ｏ
２センサー、ＰＣＯ，、センサー等がある。しかし、こ
れ等のセンサーには、次の様な問題点がある。This includes, for example, PH sensors, temperature sensors, P O
There are 2 sensors, PCO, sensors, etc. However, these sensors have the following problems.

１、装置にアイソレーションアンプあるいはアイソレー
ショントランスを入れて絶縁しなければならない。1. An isolation amplifier or isolation transformer must be installed in the equipment for insulation.

２、装置を電池式にした場合でも、記録計との接続にア
イソレーションが必要となる。2. Even if the device is battery-powered, isolation is required for connection to the recorder.

３、金属部を絶縁物で被う必要があるが絶縁物による血
栓との関係を考慮しなければならない。3. It is necessary to cover the metal part with an insulating material, but the relationship between the insulating material and blood clots must be considered.

４、計測器本体との接続端子を有するので、生体への感
染を防止する為の減菌処理をしなくてはならず、血液に
直接触れるセンサー等には使用上不便が大きい。4. Since it has a connection terminal with the main body of the measuring instrument, it must be sterilized to prevent infection to living organisms, which is very inconvenient for use with sensors that come into direct contact with blood.

発明の目的 本発明の目的は、生体の血液等へ直接センサー分を接続
する装置のプローブ、センサー等のサブユニットへ完全
に絶縁した形で電気エネルギーを供給し、更に絶縁を保
ったまま信号の受渡を行う装置を提供する。また、サブ
ユニットの外面を防水および絶縁構造とすることにより
減菌処理を容易にする所にある。Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to supply electrical energy in a completely insulated manner to subunits such as probes and sensors of devices that connect sensors directly to the blood of a living body, and to further transmit signals while maintaining insulation. Provides equipment for delivery. Furthermore, the outer surface of the subunit has a waterproof and insulating structure to facilitate sterilization.

本発明の他の目的は、信号伝送線路上で電気信号に加わ
る雑音の影響を少なくする所にある。Another object of the present invention is to reduce the influence of noise added to electrical signals on a signal transmission line.

従って本発明によれば、電気的絶縁が問題となる医療装
置並びに信号伝送経路における雑音が問題となる装置の
問題が解消でき、従来、困難であった微小電気信号の処
理が容易となる。Therefore, according to the present invention, the problems of medical devices in which electrical insulation is a problem and in devices in which noise in a signal transmission path is a problem can be solved, and processing of minute electrical signals, which has been difficult in the past, becomes easier.

このような本発明の目的は、計測装置本体と信号を検出
するセンササブユニットを接続し、電源線路並びに信号
線路をなす光ガイドと、前記計Ａ＋１１装置本体に設け
られた電力−光変換手段と、前記センササブユニットに
設けられた、前記光力イトを介して受けた光を電力に変
換する光−電力変換手段と、該変換手段で得られた電力
を用いて検出した信号に基づく電気信号を光信号に変換
する電気信号−光信号変換手段と、前記計測装置本体に
設けられた前記光ガイドを介して光信号を受信し、電気
信号に変換する光信号−電気信号変換手段とを備えるこ
とを特徴とする医療用装置によって達成される。An object of the present invention is to connect a measuring device main body and a sensor subunit that detects a signal, and to connect a light guide forming a power supply line and a signal line, and a power-to-light conversion means provided in the A+11 device main body. , a light-to-power conversion means provided in the sensor subunit for converting light received through the optical power source into electric power; and an electric signal based on a signal detected using the electric power obtained by the conversion means. and an optical signal-to-electrical signal converting means that receives the optical signal via the light guide provided in the measuring device main body and converts it into an electrical signal. This is achieved by a medical device characterized by the following.

好ましい態様に従えば、かかる医療用装置は少なくとも
２木の光ガイドを有し、該ガイドの１本が電力供給ライ
ンであり、他の１本が信号送信用ラインである。また、
他の好ましい態様に従えば、医療用装置は少なくとも３
木の光ガイドを有し、該ガイドの１本がセンササブユニ
ットの制御信号の供給ラインであり、センササブユニッ
ｉ・は防水構造である。According to a preferred embodiment, such a medical device has at least two light guides, one of which is a power supply line and the other one is a signal transmission line. Also,
According to another preferred embodiment, the medical device has at least 3
It has a wooden light guide, one of which is a supply line for the control signal of the sensor subunit, and the sensor subunit i is of waterproof structure.

実施例の説明 以下、実施例に従って本発明を説明する。Description of examples Hereinafter, the present invention will be explained according to examples.

参照番号１の計測装置本体は、ハロゲンランプ、レザー
光源あるいは、受光器に対応して一番効率の良い波長の
光源２と、レンズ３と、通常の計測器等の信号処理装置
４と、光信号→電気信号変換器５よりなり、レコーダ、
ＣＲＴディスプレイ、コンピュータ等のデータ表示装置
６と、電源用光ファイバー７と、信号用光ファイバー８
と接続されている。The measuring device main body with reference number 1 includes a light source 2 of the most efficient wavelength corresponding to a halogen lamp, a laser light source, or a light receiver, a lens 3, a signal processing device 4 such as a normal measuring instrument, and a light Consists of a signal → electrical signal converter 5, a recorder,
A data display device 6 such as a CRT display or computer, a power optical fiber 7, and a signal optical fiber 8
is connected to.

プローブ等のサブユニットには、光フアイバーカップラ
ー９′を外表面に有する液圧筺体内に太陽電池等の光−
電力変換器９と、電気→光信号変換器１０と、信号処理
とをする回路１１とを設けてなる。なお、現在の技術で
は、太陽電池の効率は１０〜２０％程度であるが実際に
は、これで充分である。電子回路はＩＣ化技術により超
小型化でき防水構造のサブユニット全体を非常に小型化
できる。A subunit such as a probe is equipped with a light source such as a solar cell in a hydraulic housing having an optical fiber coupler 9' on the outer surface.
A power converter 9, an electrical to optical signal converter 10, and a circuit 11 for signal processing are provided. Note that with current technology, the efficiency of solar cells is about 10 to 20%, which is actually sufficient. The electronic circuit can be miniaturized using IC technology, and the entire waterproof subunit can be made extremely compact.

サブユニット１２は、ＰＨ，ＰＯ２、グルコース、心電
計、圧力計、温度計、血流計等の生体用センサー１３並
びに、重布用ファイバー７と信号用ファイバー８に筺体
表面に設けられたカプラーで接続されている。The subunit 12 includes biological sensors 13 such as PH, PO2, glucose, electrocardiograph, pressure gauge, thermometer, and blood flow meter, as well as couplers provided on the surface of the housing for the heavy fabric fiber 7 and the signal fiber 8. connected with.

さて、電力は計測装置本体で光源２により光に変換され
、レンズ３を介して電源用ファイバー７に送り込まれる
。光は電源用ファイバーを伝ってサブユニット１２に送
られ、光−電力変換器９により電力に変換され、電子回
路１１および電気信号−光信号変換器１０の電源として
与えられる。Now, the electric power is converted into light by the light source 2 in the main body of the measuring device, and sent to the power fiber 7 via the lens 3. The light is transmitted to the subunit 12 through the power fiber, converted to electric power by the optical power converter 9, and provided as power to the electronic circuit 11 and the electric signal to optical signal converter 10.

生体１４の血液等に接触するセンサー１３により検出が
れた信号は、電子回路１１に送られ、必要に応じた処理
が行われ、その出力電気信号は電気信号→光信号変換器
ｌＯにより光信号に変換され、信号用光ファイバー８に
送られる。光信号は、信号用光ファイバー８を経て計測
器本体に送られる。計測器本体ｌては、信号用光ファイ
バー８を介して送られて来た光信号を、光信号→電気信
号変換器５により電気信号に変換し、その出力を信号処
理装置４にて処理し、必要に応じ、データ表示装置６へ
出力し表示する。以上の様に構成すれば、計測器本体１
と、サブユニット１２は電気的に絶縁分離できることが
理解できよう。The signal detected by the sensor 13 that comes into contact with the blood, etc. of the living body 14 is sent to the electronic circuit 11, where it is processed as necessary, and the output electrical signal is converted into an optical signal by the electrical signal → optical signal converter lO. and sent to the signal optical fiber 8. The optical signal is sent to the measuring instrument main body via the signal optical fiber 8. The main body of the measuring instrument converts the optical signal sent via the signal optical fiber 8 into an electrical signal using the optical signal to electrical signal converter 5, and processes the output using the signal processing device 4. If necessary, the data is output to the data display device 6 and displayed. If configured as above, the measuring instrument body 1
It will be understood that the subunit 12 can be electrically isolated.

更に、第２図に示すように計測装置本体１に電気信号−
光信号変換器１０′と、サブユニット１２に光信号−電
気信号変換器５′を供え、５１測装置本体１よりサブユ
ニット１２へ信号用光ファイバーを設けることにより、
測定レンジ、変換パラメータ測定開始、終了等のパラメ
ータや命令を計Ａｌｌ＋装置本体１よりサブユニット１
２へ送ることができる。　更に、信号用光ファイバーを
周波数分割又は時分割を用いて計測装置本体とサブユニ
ツＩ・間の信号の送信並びに受信を多重化することによ
り、電源用光ファイ／−１木と、信号用光フアイバー１
木で、両方向の信号伝送と、計測装置本体よりサブユニ
ットへの電力供給ができる。Furthermore, as shown in FIG.
By providing an optical signal converter 10' and an optical signal-to-electrical signal converter 5' in the subunit 12, and providing a signal optical fiber from the 51 measuring device main body 1 to the subunit 12,
All parameters and commands such as measurement range, conversion parameter measurement start and end, etc. + subunit 1 from device main body 1
It can be sent to 2. Furthermore, by multiplexing the transmission and reception of signals between the measuring device main body and subunit I using frequency division or time division of the signal optical fiber, the power supply optical fiber /-1 tree and the signal optical fiber 1 can be multiplexed.
The wood allows signal transmission in both directions and power supply from the measurement device itself to the subunits.

更に電源用光ファイバーを用いて信号の送受を行なえる
ことは現在の技術からして明らかである。Furthermore, it is clear from current technology that signals can be transmitted and received using power optical fibers.

ここで第３図に示すようなサーミスタを用いたセンサー
でもって、センサーサブユニットを構成すれば、ブリッ
ジ回路３０を駆動するに要する電力として１ｍＷ、ブリ
ッジ駆動部、アンプ（Ａｍｐ）、Ｖ／Ｆコンバーク等か
ら成る構成３１をＣ−ＭＯ３ＩＣで実現すると、これに
要する電力は０．１ｍＷ、赤外発光ダイオード３２を最
少光発光条件で駆動するに要する電力は０．４ｍＷであ
る。従って、合計１．５ｍＷの電力供給が必要となり、
これに対して、２ｍＷの電力供給を太陽電池から得よう
とすれば、面積当り１０ｍＷの太陽電池を用いるとすれ
ば、２ｍＷの電力供給を行うためには太陽電池の実効受
光面積は０．２ｃｍ２でよい。従って、光ガイドの直径
は約０．５ｃｍの円となる。Here, if the sensor subunit is configured with a sensor using a thermistor as shown in FIG. When the configuration 31 consisting of the above is realized with a C-MO3IC, the power required for this is 0.1 mW, and the power required to drive the infrared light emitting diode 32 under the minimum light emission condition is 0.4 mW. Therefore, a total power supply of 1.5mW is required,
On the other hand, if you want to supply 2 mW of power from a solar cell, if you use a solar cell with a capacity of 10 mW per area, the effective light-receiving area of the solar cell is 0.2 cm2 in order to supply 2 mW of power. That's fine. Therefore, the diameter of the light guide is a circle of approximately 0.5 cm.

なお、光ファイ／ヘーに代えて、プラスチック等の光ガ
イドを用いることも可能である。Note that it is also possible to use a light guide made of plastic or the like instead of the optical fiber.

発明の具体的効果 以上の説明のように、本発明によれば、装置と生体との
間の電気的絶縁が完全にでき、装置本体側に医療機器と
して特別の絶縁処理をする必要がなく、コストが下がる
と同時に、電源回路にアイソレーショントランス等が不
要となり、形状が小型化でき、更に雑音の心配がなく、
計測装置本体とサブユニットの間を自由に長くとれ、現
在問題となっている電気メス、デイフエプリレーク等の
障害問題も解消できる。また、サブユニットを４＼型で
液室とできるので）賊菌処理が容易であり、血液等に直
接触れることが可能である一方、一旦血液で汚損したサ
ブユニットを都度廃棄すること力く構造的にも価格的に
も容易となる。Specific Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, it is possible to completely electrically insulate the device and the living body, and there is no need for special insulation treatment on the device body side as a medical device. At the same time as the cost is reduced, there is no need for an isolation transformer in the power supply circuit, the shape can be made smaller, and there is no need to worry about noise.
The distance between the main body of the measuring device and the subunit can be made as long as you like, and the current problems with electric scalpels, defective leaks, etc., can be solved. In addition, since the subunit is 4\ type and can be used as a liquid chamber), it is easy to dispose of germs, and while it is possible to directly touch blood, etc., the structure makes it easy to discard the subunit once it has been contaminated with blood. This makes it easier both in terms of cost and cost.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は本発明の詳細な説明するためのブロック図、 第２図は本発明の他の実施例を説明するためのブロック
図、 第３図はセンササブユニットの具体例を示すブロック図
である。 ここで、１・・・計測装置本体、７，８・・・光ファイ
バー、９・・・太陽電池、１２・・・サブユニット、１
３・・・センサーである。Fig. 1 is a block diagram for explaining the present invention in detail, Fig. 2 is a block diagram for explaining another embodiment of the present invention, and Fig. 3 is a block diagram showing a specific example of the sensor subunit. be. Here, 1... Measuring device main body, 7, 8... Optical fiber, 9... Solar cell, 12... Sub unit, 1
3... It is a sensor.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）計■Ｉ１１装置本体と信号を検出するセンササブ
ユニットを接続し、電源線路並びに信号線路をなす光ガ
イドと、前記計測装置本体に設けられた電力−光変換手
段と、前記センササブユニットに設けられた、前記光ガ
イドを介して受けた光を電力に変換する光−電力変換手
段と、該変換手段で得られた電力を用いて検出した信号
に基づく電気信号を光信号に変換する電気信号−光信号
変換手段と、前記計測装置本体に設けられた前記光ガイ
ドを介して光信号を受信し、電気信号に変換する光信号
−電気信号変換手段とを備えることを特徴とする医療用
装置。(1) A light guide that connects the I11 device main body and a sensor subunit that detects a signal and forms a power line and a signal line, a power-light conversion means provided in the measuring device main body, and the sensor subunit a light-to-power conversion means for converting the light received through the light guide into electric power, and converting an electric signal based on the detected signal into an optical signal using the electric power obtained by the conversion means. A medical device comprising an electrical signal-to-optical signal converting means, and an optical signal-to-electrical signal converting means for receiving an optical signal via the light guide provided in the measuring device main body and converting it into an electrical signal. equipment. （２）少くとも２木の光ガイドを有し、該ガイドの１本
が電力供給ラインであり、他の１木が信号送信ラインで
あることを特徴とする医療用装置。(2) A medical device comprising at least two optical guides, one of which is a power supply line and the other one is a signal transmission line. （３）少くとも３木の光ガイドを有し、該ガイドの１本
がセンササブユニットの制御信号の供給ラインであるこ
とを特徴とする第１項記載の医療用装置。(3) The medical device according to item 1, characterized in that it has at least three light guides, one of which is a supply line for control signals of the sensor subunit. （４）センササブユニットが防水構造であることずれか
に記載の医療用装置面。(4) The medical device according to any one of the above, wherein the sensor subunit has a waterproof structure.