JP3962250B2 - 生体内情報検出システム及びこれに用いるタグ装置、中継装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生体内情報検出システム及びこれに用いるタグ装置、中継装置に関し、特に、人間や動物の身体内部に埋め込んだタグ装置で各種の生体内情報を検出し、それを身体外部から無線通信で得ることを可能にするシステムに用いて好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、人間や動物の体内に埋め込みあるいは留置可能なタグ装置を用いて各種の生体内情報を検出し、それを医療に活用する方法が行われている。例えば、タグ装置は温度センサや圧力センサを備え、生体内の体温や血圧などを検出して、その情報を身体の外部に無線で送出できるようになっている。
【０００３】
図５は、医療用タグ装置の従来例を示す図である。このうち図５（ａ）は、医療用タグ装置の外観構成を示す。同図に示すように、医療用タグ装置は、プラスチック製等のカプセル５１内にバッテリ５２および回路基板５３を備えて構成されている。バッテリ５２と回路基板５３とは電気的に接続されており、回路基板５３の動作電力は、バッテリ５２から得るようになっている。
【０００４】
図５（ｂ）は、上記回路基板５３の主な回路構成を示す。同図において、制御回路６１は、医療用タグ装置の全体制御やデータ処理を行うものである。センサ６２は、例えば温度センサや圧力センサなどであり、医療用タグ装置が埋め込まれた生体内で体温や血圧などを検出する。センサ６２の出力信号は、制御回路６１に与えられて、二値化等の所定のデータ処理が施される。
【０００５】
メモリ６３は、医療用タグ装置の動作に必要なデータをあらかじめ保存しておくものであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等により構成される。変調部６４は、送信信号をＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）方式やＦＳＫ（Frequency Shift Keying）方式等で伝送用の信号に変調し、送信アンテナ６５に供給するものである。送信アンテナ６５からは、変調された生体内情報が外部の情報処理装置に送信される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の医療用タグ装置では、回路基板５３の動作電力を得るためにバッテリ５２を内蔵することが必要であり、そのために医療用タグ装置は大きなものとなっている。特に、生体内情報を外部に送信するためには大きな送信電力が必要であり、自ずからバッテリ５２も大きくせざるを得ない。現在用いられている医療用タグ装置の大きさは、カプセル５１の直径が約１０ｍｍ、長さが約４０ｍｍもある。そのため、この医療用タグ装置を体内に埋め込む人間や動物に対し、不自由を強いたり、大きな抵抗感や苦痛を与えることになるという問題があった。
【０００７】
また、バッテリ５２には寿命があるため、医療用タグ装置を長時間生体内に留置して使用することができないという問題もあった。生体内情報を継続的に取得してこれを治療に役立てたり、健康管理のためなどに使用する目的のためには、医療用タグ装置を長時間生体内に留置して使用することが望ましい。ところが、従来の医療用タグ装置では、バッテリ５２の残存量が少なくなると使用できなくなるため、体内から取り出して新たに埋め込み直す必要があった。
【０００８】
バッテリ５２として充電可能な２次電池を用い、カプセル５１に着脱可能な導線を通して、体外にある外部電源から体内のバッテリ５２に動作電力の補給を行うようにしたものも存在する。しかし、この従来例では、カプセル５１に内蔵されたバッテリ５２に電力を補給する際に、導線が生体の体内に挿入されるため、やはり生体に不自由を強いたり、大きな苦痛を与えることになるという問題があった。
【０００９】
本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、タグ装置の小型化を図り、これを埋め込む生体に不自由を強いたり、大きな抵抗感や苦痛を与えるたりすることがなくなるようにすることを目的とする。
また、本発明は、バッテリの寿命に関係なく、タグ装置を長時間生体内に留置して使用することができるようにすることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の生体内情報検出システムは、生体の身体内部におい生体内情報を検出するタグ装置と、上記生体の身体内部に入れたタグ装置の近傍の身体外部に設置される中継装置とを備え、上記タグ装置は、当該タグ装置の外部より供給される電磁波から内部動作電力を生成する電力生成手段を備え、上記中継装置は、上記タグ装置により検出された生体内情報を上記タグ装置より受信し、上記受信した生体内情報を当該中継装置の外部に送信する送受信手段を備える。
本発明の他の態様では、上記中継装置は、上記送受信手段の動作電力源である電源部を備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態による生体内情報検出システムの全体構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態の生体内情報検出システムは、人間や動物などの生体の身体内部に埋め込みまたは飲み込ませて使用するタグ装置１と、身体内部に入れられたタグ装置１の近傍の身体外部に設置される中継装置２と、中継装置２との間で信号の送受信を行う主送受信機３と、タグ装置１により検出された生体内情報を取得して処理する情報処理装置４とを備えている。
【００１２】
タグ装置１は、プラスチック製等のカプセル５の中に、送受信アンテナや微小なモジュール基板６を備えて構成されている。モジュール基板６は、後述するように、ＲＦＩＤ（Radio Frequency Identification）チップや用途に応じた各種センサ類などを搭載している。ＲＦＩＤチップは、中継装置２との間で高周波信号（ＲＦ信号）の送受信を行うＲＦ送受信部などを備えている。このタグ装置１は、生体の身体内部の所望位置に留置して使用する。
【００１３】
中継装置２は、送受信アンテナやモジュール基板を備えて構成されている。当該モジュール基板は、後述するように、タグ装置１や主送受信機３との間でＲＦ信号の送受信（信号の中継）を行うＲＦ送受信部や、所定のデータ処理を行うＩＣチップなどを備えている。ＲＦ送受信部は、タグ装置１に起電力を与えるための電磁波（電波）を送る役目も果たす。
【００１４】
この中継装置２は、身体内部に留置されているタグ装置１の近傍の身体外部に設置して使用する。例えば、患者が寝ているベッド、ＭＲＩ（Magnetic Resonance Imaging）やＣＴ（Computerized Tomography）スキャン、ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）などの各種検査機器に設置して使用する。また、身体表面に粘着テープ、包帯、ベルトその他の固定器具などによって固定したり、患者の衣類に装着したりしても良い。この場合には、中継装置２が固定された場所の近くに患者が常にいる必要はないので、患者の自由行動を実現することができる。要するに、中継装置２は、タグ装置１と通信可能な程度の近傍であれば、どのように設置しても良い。
【００１５】
主送受信機３は、中継装置２との間で必要なデータの授受を行う。本実施形態では特に、情報処理装置４からのコマンドを受け取って、これを身体近傍に設置した中継装置２を介して身体内部のタグ装置１に送信したり、身体内部のタグ装置１により検出された生体内情報を中継装置２を介して受信して、これを情報処理装置４に送出したりする処理を行う。
【００１６】
情報処理装置４は、例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）などで構成されるものであり、身体内部のタグ装置１を制御するための各種コマンドを発生して主送受信機３に出力したり、タグ装置１を用いて取得した生体内情報を表示、分析するなどして、生体の治療、診断、病気管理、健康管理、医療研究、生態調査などに活用する。なお、ここでは主送受信機３と情報処理装置４とを別体で構成する例について説明しているが、情報処理装置４自身が主送受信機３の無線通信機能を備えるようにしても良い。
【００１７】
図２は、タグ装置１の構成例を示す図である。図２に示すように、タグ装置１のモジュール基板６は、ＲＦＩＤチップ１１および生体内情報検出部１２を備えている。また、モジュール基板６のＲＦＩＤチップ１１には、送受信アンテナ１３が電気的に接続されている。
【００１８】
送受信アンテナ１３は、例えば数ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚ、あるいは５．７５ＧＨｚのＲＦ信号を送受信するためのものであり、タグ装置１の小型化に貢献するために、例えば高周波用の平面ループアンテナにより構成される。なお、図２には送受信アンテナ１３を１つのみ示しているが、送信アンテナと受信アンテナとを別体に設けても良い。
【００１９】
図３に、平面ループアンテナ１３の形成例を示す。図３（ａ）は、モジュール基板６上にＲＦＩＤチップ１１が搭載される領域とは別の領域に平面ループアンテナ１３を形成する例である。図３（ｂ）は、ＲＦＩＤチップ１１の周囲を囲むように平面ループアンテナ１３を形成する例である。図３（ｃ）は、図３（ｂ）と同様にＲＦＩＤチップ１１の周囲を囲むように平面ループアンテナ１３を形成する例であるが、この例では、モジュール基板６上に平面ループアンテナ１３をパターンとしてプリントしている。
【００２０】
図３（ｄ）は、ＲＦＩＤチップ１１が搭載されるモジュール基板６の周囲を囲むように平面ループアンテナ１３を形成する例である。例えば、カプセル５の表面上に平面ループアンテナ１３をメタル印刷により形成することが可能である。また、特別に平面ループアンテナ１３を設けずに、タグ装置１の筐体であるカプセル５そのものを高周波アンテナとして利用することも可能である。高周波領域においては寄生要素や浮遊要素が発生し、特に小型の機器では、筐体そのものが高周波電流の経路として働くようになる。したがって、誘電率の高い材料で構成するなどして条件を整えることにより、カプセル５そのものを高周波アンテナとして利用することが可能である。
【００２１】
図３（ａ）のように平面ループアンテナ１３を形成した場合には、平面ループアンテナ１３の占有面積の分だけタグ装置１が大きくなる。これに対し、図３（ｂ）〜（ｄ）のように形成した場合は、平面ループアンテナ１３の占有面積によってタグ装置１が大きくならないようにすることができる。特に、カプセル５そのものを高周波アンテナとして利用した場合には、平面ループアンテナ１３そのものを設ける必要がなくなり、タグ装置１をより小型にすることができる。
【００２２】
なお、ここでは平面ループアンテナを用いているが、それ以外の高周波アンテナを用いても良いことは言うまでもない。また、ここでは、タグ装置１と中継装置２との間の通信を高周波信号により行うため、使用する送受信アンテナ１３として平面ループアンテナを用いたが、通信を１ＭＨｚ以下（例えば１４０ＫＨｚ）の低周波信号により行う場合は、導体をコイル状に巻回したコイルアンテナを用いても良い。
【００２３】
図２に戻り、ＲＦＩＤチップ１１および生体内情報検出部１２の構成について説明する。ＲＦＩＤチップ１１は、ＲＦ送受信部２１、非同期式ロジック２２、電源部２３およびフラッシュＲＯＭ２４を備えている。ＲＦ送受信部２１は、送受信アンテナ１３を介して中継装置２との間でＲＦ信号の送受信を非接触で行う。このＲＦ送受信部２１は、送信信号をＡＳＫ方式やＦＳＫ方式等で伝送用の信号に変調する変調機能、受信信号をＰＳＫ（Phase Shift Keying）方式等で内部処理用の信号に復調する復調機能などを備えている。
【００２４】
非同期式ロジック２２は、ＲＦＩＤチップ１１および生体内情報検出部１２の全体制御やデータ処理を行う信号処理部である。例えば、情報処理装置４から主送受信機３および中継装置２を介して送られてきたコマンドに従って、生体内情報検出部１２を制御する処理を行う。また、生体内情報検出部１２より出力された体内環境の測定データを二値化したり、フラッシュＲＯＭ２４に記憶されている暗号化ＩＤを用いてデータを暗号化したりする処理を行う。暗号化された生体内情報は、ＲＦ送受信部２１で変調された後、身体外部の中継装置２に送信される。
【００２５】
電源部２３は、中継装置２から送受信アンテナ１３を介して送られてくるＲＦ信号（電磁波）から電磁誘導により交流電圧を発生させ、それを直流電圧に整流することにより、ＲＦＩＤチップ１１や生体内情報検出部１２の駆動に必要な動作電力を内部で作り出すものである。上述したＲＦ送受信部２１や非同期式ロジック２２および後述するフラッシュＲＯＭ２４等は、この電源部２３にて生成された動作電力によって駆動される。
【００２６】
フラッシュＲＯＭ２４は、上述の暗号化ＩＤや、生体の属性情報（人間の個人情報など）などをあらかじめ保存しておくものである。ここに記憶されている情報が非同期式ロジック２２により読み出され、ＲＦＩＤチップ１１での処理に利用される。なお、ここではフラッシュＲＯＭを用いているが、これは単なる例に過ぎず、ＥＥＰＲＯＭやＲＡＭなど他のメモリを用いても良い。
【００２７】
また、生体内情報検出部１２は、温度センサ２５、圧力センサ２６、各種バイオセンサ２７、各種制御装置２８などを備えており、これらによって生体の身体内部の環境を測定する。例えば、生体内の体温、血圧、血糖値、血液その他の体液の組成、ｐＨ値、脈拍、心拍、体内壁の硬さや粘度、光反射特性などを測定する。
【００２８】
また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）素子等を用いた小型カメラによって体内の映像を撮像したり、小型マイクによって体内の音声を採取できるようにしても良い。小型カメラを用いて体内を撮像する場合、電源部２３による起電力を得て体内を照明する小型の照明装置を設けるのが好ましい。なお、ここに挙げたものは単なる例であって、これに限定されるものではない。
【００２９】
このような生体内情報の収集は、情報処理装置４からのコマンドに従って生体内情報検出部１２を制御することによって行うことも可能であるし、情報処理装置４からのコマンドとは関係なく生体内情報検出部１２が主体的に行うことも可能である。コマンドを使用する場合、例えば生体内情報の検出タイミングや検出時間を制御したり、収集すべきデータを指定したり、照明のＯＮ／ＯＦＦを制御したり、小型カメラのパン・チルトを制御したりすることが可能である。
【００３０】
上記タグ装置１の構成において、ＲＦ送受信部２１および送受信アンテナ１３は、本発明のタグ受信手段およびタグ送信手段を構成する。また、電源部２３は本発明の電力生成手段を構成し、生体内情報検出部１２は本発明の生体内情報検出手段を構成する。また、非同期式ロジック２２は、本発明の制御手段を構成する。
【００３１】
図４は、中継装置２の構成例を示す図である。図４に示すように、中継装置２のモジュール基板は、ＲＦ送受信部３１、セルベースＩＣチップ３２および電源部３３を備えている。ＲＦ送受信部３１には、送受信アンテナ３４が電気的に接続されている。
【００３２】
送受信アンテナ３４は、例えば数ＭＨｚ〜２．４５ＧＨｚ、あるいは５．７５ＧＨｚのＲＦ信号を送受信するためのものであり、例えば高周波用の平面ループアンテナにより構成される。図４には送受信アンテナ３４を１つのみ示しているが、送信アンテナと受信アンテナとを別体に設けても良い。
【００３３】
なお、中継装置２は、生体の身体内部に埋め込まれるタグ装置１と異なり、身体外部にて用いられるので、タグ装置１ほど小型にする必要はない。そのため、平面ループアンテナよりも送受信効率のよい高周波アンテナを用いても良い。また、タグ装置１との通信を低周波信号により行う場合は、コイルアンテナを用いても良い。
【００３４】
ＲＦ送受信部３１は、送受信アンテナ３４を介してタグ装置１や主送受信機３との間でＲＦ信号の送受信を非接触で行う。例えば、主送受信機３から送られてきたコマンド等のＲＦ信号を身体内部のタグ装置１に伝え、また身体内部のタグ装置１から送られてきた生体内情報等のＲＦ信号を主送受信機３に伝える。このＲＦ送受信部３１は、送信信号をＡＳＫ方式やＦＳＫ方式等で伝送用の信号に変調する変調機能、受信信号をＰＳＫ方式等で内部処理用の信号に復調する復調機能などを備えている。
【００３５】
セルベースＩＣチップ３２は、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路４１、ベースバンド通信プロトコル制御部４２、復号化制御部４３、ＳＲＡＭ（スタティックＲＡＭ）４４および外部インタフェース４５を備えている。ＰＬＬ回路４１は、ＲＦ送受信部３１で使用する局部発振周波数の信号を生成して出力する。
【００３６】
ベースバンド通信プロトコル制御部４２は、中継装置２とタグ装置１との間の通信、中継装置２と主送受信機３との間の通信を、所定の通信プロトコルに従って制御する。概略的には、主送受信機３から送られてくる生体内情報取得の要求信号やその他の各種コマンドをタグ装置１に伝送し、その応答としてタグ装置１から返されてくる生体内情報を主送受信機３に伝送する処理を制御する。
【００３７】
復号化制御部４３は、タグ装置１で暗号化されたデータを復号化する処理を行う。その復号化処理の際に、ＳＲＡＭ４４をワークメモリとして使用する。外部インタフェース４５は、情報処理装置４との間で種々のデータをやり取りするものである。通常、中継装置２と情報処理装置４との間のデータのやり取りは、主送受信機３を介して行う。その際、中継装置２と主送受信機３との間の通信は、中継装置２のＲＦ送受信部３１を用いて非接触で行う。これに加えて、外部インタフェース４５を介して情報処理装置４との間でダイレクトにデータのやり取りを行うこともできるようになっている。
【００３８】
例えば、タグ装置１で測定された生体内情報をＲＦ送受信部３１で受信してそれをセルベースＩＣ３２内のＳＲＡＭ４４あるいは別に設けた専用のメモリ（図示せず）に蓄積しておく。そして、メモリに蓄積しておいた測定データを、外部インタフェース４５を介して後から情報処理装置４に送ることが可能である。また、後に情報処理装置４から中継装置２の外部インタフェース４５に所定の要求信号を送ることにより、メモリに蓄積された測定データを、ＲＦ送受信部３１を介して主送受信機３に送信することも可能である。上記所定の要求信号は、ユーザが情報処理装置４に明示的に指示を与えたときに送っても良いし、情報処理装置４が定期的に自動発信するようにしても良い。
【００３９】
なお、生体内情報を蓄積するメモリは、タグ装置１の中に設けても良い。この場合、タグ装置１は、情報処理装置４から中継装置２の外部インタフェース４５に供給され、ＲＦ送受信部３１から送られてくる要求信号に応じて、タグ装置１内のメモリに蓄積されている生体内情報を中継装置２に送信する。中継装置２は、タグ装置１から受け取った生体内情報を外部インタフェース４５から情報処理装置４に転送する。
【００４０】
電源部３３は、ＲＦ送受信部３１やセルベースＩＣチップ３２に対して動作電力を供給するものであり、例えば中継装置２に着脱可能な電池により構成されている。この電池は、活物質を全部反応させたら使用できない１次電池と、充電することによって繰り返し使用できる２次電池または蓄電池との何れを用いても良い。また、２つ以上の蓄電池を組み合わせて所定のエネルギを得るようにしたバッテリを用いても良い。中継装置２は身体外部に付けるものであるから、電池の交換や充電が容易であり、人間や動物に負担を強いることはない。
【００４１】
上記中継装置２の構成において、ＲＦ送受信部３１および送受信アンテナ３４は、本発明の中継受信手段および中継送信手段を構成する。
【００４２】
次に、以上のように構成した生体内情報検出システムの動作を説明する。ここでは、タグ装置１は生体の身体内部の所望位置に留置され、中継装置２はそのタグ装置１の近傍の身体表面に粘着テープ等によって固定されているものとする。
【００４３】
まず、主送受信機３から中継装置２に対し、生体内情報を取得すべく要求信号を送信する。この要求信号は、情報処理装置４からの指示に応じて送信しても良いし、主送受信機３が主体的に送信しても良い。ＲＦ送受信部３１で要求信号を受け取った中継装置２は、その要求信号をＲＦ送受信部３１からタグ装置１に転送する。タグ装置１は、中継装置２から送られてくる要求信号をＲＦ送受信部２１で受信するとともに、当該要求信号の電磁波をもとに電源部２３で内部動作電力を発生する。
【００４４】
電源部２３により動作電力を得たタグ装置１は、生体内情報検出部１２によって各種の生体内情報を測定し、その測定した生体内情報をＲＦ送受信部２１から中継装置２に返信する。ＲＦ送受信部３１で生体内情報を受け取った中継装置２は、その生体内情報をＲＦ送受信部３１から主送受信機３に転送する。そして、主送受信機３で受信した生体内情報を情報処理装置４にて取得する。
【００４５】
以上により、１回分の生体内情報の取得動作が終了する。この動作を繰り返し行うことにより、生体内情報の計時変化を把握することができ、生体の治療、診断、病気管理、健康管理、医療研究、生態調査などに活用することができる。なお、主送受信機３で受信した生体内情報をその受信の都度情報処理装置４に送るようにしても良いし、主送受信機３に蓄積しておき、これを任意のタイミングで情報処理装置４が取得できるようにしても良い。
【００４６】
以上のように、本実施形態によれば、タグ装置１の駆動に必要な動作電力は、ＲＦＩＤなどの手段を用いて、外部から供給される電磁波に基づき内部で発生するようにしている。そのため、タグ装置１は電池やバッテリなどを備える必要がなく、その分小型化することができる。すなわち、タグ装置１のカプセル５を例えば直径約３ｍｍ、長さ約１０ｍｍ程度に小さくすることができる。
【００４７】
また、取得する生体内情報の的を絞って数少ないセンサのみ搭載するようにすれば、タグ装置１を更に小型化することができる。さらに、センサをＲＦＩＤチップ内に取り込むことにより、タグ装置１をＲＦＩＤチップと送受信アンテナだけで構成することもできる。この場合のＲＦＩＤチップは、１ｍｍ角程度の大きさで構成することができるため、タグ装置１は十分に小さくすることができる。したがって、このタグ装置１を体内に入れる人間や動物に対し、不自由を強いたり、大きな抵抗感や苦痛を与えることが少なくなる。
【００４８】
また、本実施形態のタグ装置１はバッテリレスで、外部からの電磁波をもとに起電力するので、タグ装置１を最初に１回体内に埋め込めば、これを取り換えたり、体外から体内に導線を通して動作電力を補給したりすることなく、タグ装置１を半永久的に使用することができる。したがって、この点でも、タグ装置１を体内に埋め込む人間や動物に対し、抵抗感や苦痛を和らげることができる。
【００４９】
また、タグ装置１は非常に小型であるため、これを口から飲み込む際にも抵抗感や苦痛は少なくて済む。そして、飲み込んだタグ装置１が胃や腸などに留置している間に、各種の生体内情報を収集することが可能である。その後、タグ装置１は体外に自然と排出されるので、タグ装置１を身体内部から取り出す際にも抵抗感や苦痛を与えないようにすることができる。
【００５０】
また、本実施形態では、タグ装置１と主送受信機３との間で信号のやり取りを直接行うのではなく、中継装置２を介して行っている。タグ装置１は、外部から与えられる電磁波をもとに、内部で動作電力を発生している。そのため、あまり大きな電力を得ることができず、通信可能な距離は長くできない。送受信アンテナ１３を大きくすれば多少通信距離を伸ばせるが、それでも限界はあるし、タグ装置１が大きくなってしまう。
【００５１】
そこで、タグ装置１の近傍に設置して使用する中継装置２を設け、中継装置２に電源部３３を備えることにより、タグ装置１と中継装置２との間では近距離の通信をしつつも、中継装置２と主送受信機３との間では通信距離を長くすることができる。これにより、タグ装置１を大きくすることなく、大きな送信電力を得ることができ、タグ装置１と主送受信機３との間の通信距離をかせぐことができる。
【００５２】
なお、中継装置２に関してもバッテリレスとし、主送受信機３より送られてくる電磁波から電磁誘導により内部動作電力を得るようにすることも可能である。この場合、身体外部に取り付ける中継装置２では大きさの制限が緩いことから、電力効率の良い送受信アンテナを用いるなどして通信距離を伸ばすことが可能である。ただし、電源部３３を設けた方が大きな電力を得ることができるので、より遠くまでデータの送信が可能であり、好ましい。
【００５３】
以上のような生体内情報検出システムを例えば病院で利用することにより、軽病人から重病人までほとんど全ての患者にタグ装置１を抵抗なく埋め込んだり飲ませたりすることができ、患者の治療等だけでなく、患者のコンディションを中央の情報処理装置４で全て管理することができる。また、タグ装置１を胎児に埋め込んで経過を見たり、出生前診断をしたりするなどの使い方もできる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、生体内情報取得の要求信号や各種コマンド等を主送受信機３から中継装置２を介してタグ装置１に送信しているが、主送受信機３からタグ装置１に直接送信するようにしても良い。タグ装置１が起電力不足で遠距離の通信を行うことができないのは、生体内情報検出部１２での測定データを外部に送信する際のことであり、主送受信機３は遠距離でも信号を送信する能力を持ち、タグ装置１はそれを受信する能力を持っている。したがって、生体内情報取得の要求信号等については主送受信機３からタグ装置１に直接送信し、測定した生体内情報についてはタグ装置１から中継装置２を介して主送受信機３に返信するようにすることが可能である。
【００５５】
また、上記実施形態では、生体内情報を取得するための要求信号等を主送受信機３から中継装置２を介してタグ装置１に送信しているが、中継装置２が上記要求信号等を発生してタグ装置１に送信するようにしても良い（本発明の第２の中継送信手段に相当）。この場合、中継装置２は、内蔵バッテリを使って継続的に要求信号等を送ることが可能である。
【００５６】
また、主送受信機３が中継装置２と通信可能な位置になくても、タグ装置１を動作させることが可能である。ただし、この場合には、タグ装置１の生体内情報検出部１２で測定した生体内情報を中継装置２から主送受信機３に転送できないので、中継装置２内のＳＲＡＭ４４あるいは別に設けた専用のメモリ（図示せず）に測定データを蓄積しておくようにする。
【００５７】
このようにすれば、仮に測定データを中継装置２から主送受信機３に転送できなくても、メモリに蓄積された測定データを、外部インタフェース４５を介して後から情報処理装置４に送ることが可能である。また、後に主送受信機３から中継装置２に所定の要求信号を送ることにより、メモリに蓄積された測定データを、中継装置２のＲＦ送受信部３１から主送受信機３に送ることも可能である。
【００５８】
なお、上述したように生体内情報を蓄積するメモリは、タグ装置１の中に設けても良い。この場合、タグ装置１は、主送受信機３から直接供給される要求信号、あるいは中継装置２を介して供給される要求信号に応じて、タグ装置１内のメモリに蓄積されている生体内情報を中継装置２に送信する。中継装置２は、タグ装置１から受け取った生体内情報をＲＦ送受信部３１から主送受信機３に転送する。
【００５９】
生体内情報取得要求信号等を主送受信機３から送信する場合でも同様に、生体内情報を蓄積するためのメモリをタグ装置１あるいは中継装置２に設けるようにしても良い。このようにすれば、例えば主送受信機３からタグ装置１に向けて要求信号等を送信した後に人間や動物が移動し、中継装置２と主送受信機３との距離が離れて生体内情報を返信できなくなっても、メモリに蓄積しておいた生体内情報を後で一括して主送受信機３や情報処理装置４に供給することができ、情報処理装置４における生体内情報の取得洩れを防ぐことができる。
【００６０】
また、生体内情報を蓄積するメモリを中継装置２に設けた場合において、主送受信機３が中継装置２から生体内情報を受信したときに応答信号（Ａｃｋ信号）を中継装置２に返すようにする。そして、中継装置２が生体内情報を主送受信機３に送信したにもかかわらず、応答信号が一定時間内に返されてこなかった場合に、メモリに蓄積しておいた生体内情報を再度送信するようにしても良い。
【００６１】
同様に、生体内情報を蓄積するメモリをタグ装置１に設けた場合において、主送受信機３がタグ装置１から中継装置２を介して生体内情報を受信したときに、応答信号（Ａｃｋ信号）を中継装置２を介してタグ装置１に返すようにする。そして、タグ装置１が中継装置２を介して生体内情報を主送受信機３に送信したにもかかわらず、応答信号が一定時間内に返されてこなかった場合に、メモリに蓄積しておいた生体内情報を再度送信するようにしても良い。
【００６２】
このようにした場合、例えば人間や動物の移動等によって中継装置２から主送受信機３に生体内情報を送信できなくなっても、再び送信可能な状態になって生体内情報の送信が完了するまで、生体内情報の送信動作が繰り返し行われることとなり、情報処理装置４における生体内情報の取得洩れを防ぐことができる。
【００６３】
その他、以上に説明した各実施形態は、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、本発明はその精神、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。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、人間や動物などの生体の身体内部に入れて使用するタグ装置を小型化することができるので、生体に不自由を強いたり、大きな抵抗感や苦痛を与えたりすることなく使用することができるようになる。また、バッテリの寿命に関係なく、タグ装置を長時間生体内に留置して使用することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態による生体内情報検出システムの全体構成例を示す図である。
【図２】本実施形態によるタグ装置の構成例を示す図である。
【図３】本実施形態で用いる平面ループアンテナの形成例を示す図である。
【図４】本実施形態による中継装置の構成例を示す図である。
【図５】タグ装置の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１ タグ装置
２ 中継装置
３ 主送受信機
４ 情報処理装置
５ タグ装置のカプセル
６ タグ装置のモジュール基板
１１ ＲＦＩＤチップ
１２ 生体内情報検出部
１３ 送受信アンテナ
２１ ＲＦ送受信部
２２ 非同期式ロジック
２３ 電源部
２４ フラッシュＲＯＭ
２５ 温度センサ
２６ 圧力センサ
２７ 各種バイオセンサ
２８ 各種制御装置
３１ ＲＦ送受信部
３２ セルベースＩＣチップ
３３ 電源部
３４ 送受信アンテナ
４１ ＰＬＬ回路
４２ ベースバンド通信プロトコル制御部
４３ 復号化制御部
４４ ＳＲＡＭ
４５ 外部インタフェース

Claims (1)

1. 生体の身体内部に入れて使用するタグ装置と、上記生体の身体内部に入れたタグ装置の近傍の身体外部に設置される中継装置と、上記中継装置との間で信号の授受を行う主送受信機とを備え、
   上記タグ装置は、当該タグ装置の外部より供給される電磁波を受信するタグ受信手段と、
   上記タグ受信手段で受信した電磁波から内部動作電力を生成する電力生成手段と、
   上記生体の身体内部の環境を測定し、測定データを出力する生体内情報検出手段と、
   上記生体内情報検出手段より出力された測定データを上記中継装置に送信するタグ送信手段とを備え、
   上記タグ受信手段および上記タグ送信手段は、上記タグ装置の筐体を高周波アンテナとして利用するように成され、
   上記中継装置は、上記タグ装置より送信された上記測定データを受信する中継受信手段と、
   上記中継受信手段で受信した上記測定データを上記主送受信機に送信する中継送信手段と、
   上記測定データを蓄積するデータ蓄積手段とを備え、
   上記中継送信手段は、上記中継装置の外部より供給される要求信号に応じて、上記データ蓄積手段に蓄積されている測定データを上記中継装置の外部に送信する手段を備えたことを特徴とする生体内情報検出システム。

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