JP2002543864A - 生理的信号取得ケーブル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 生理学的信号取得モニタリング装置は、電気的に絶縁されたバイオ取得ユニット（１３，３０）にケーブル手段（１２）によって接続されたバイオセンサー（１１，３１）を有し、前記バイオ取得ユニットは、前記生理学的信号の結果としてのグラフィック表示をリアルタイムで表示するためのディスプレイ装置（１７）にケーブル手段（１６）によってシリアル接続されている増幅（１４，３２）・制御手段（１５）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （発明の属する技術分野） 本発明は、患者の生理的観察に関し、特に、シリアルＲＳ２３２ポートを介し
て取得した信号のリアルタイム及び／又は同時の伝送を提供する生理的信号取得
ケーブルにする。 （発明の背景） 患者の看護、診療における変化は、観察の性質を変化させつつある。ますます
、病院は、高鋭敏性（high-acuity）の患者をできるだけ早く集中治療室（ＩＣ
Ｕ）から中間看護又は一般病棟領域に移すことによって治療費用を低減しようと
している。

【０００２】 この傾向は、ＩＣＵにおいて典型的に採用されている高級な据え置きの多重パ
ラメータ観察システムの必要性を劇的に減少させた。このことが、低鋭敏性（lo
w-acuity）の領域に容易に集約され、且つ個々の患者の要求に対して構成され得
る、より柔軟な、従ってより安価なシステムの要求を強調した。

【０００３】 これは、特に、ＥＣＧが良く知られた観察方法である心拍数の観察において正
しい。

【０００４】 胎児の観察においては、胎児の心拍数（ＦＨＲ）が、胎児の生存の第１の指標
である。現在の方法は、ＦＨＲチャートを使用し、且つ超音波装置及び臨床医又
は看護婦による判断を介しての心臓の機械的な活動の観察に基づいている。

【０００５】 胎児の心臓の電気的活動は、今世紀初めから解析されている。しかし、胎児の
信号の小さい振幅及びノイズの影響に関する問題は、胎児ＥＣＧ（ＦＥＣＧ）を
困難にしていた。表面電極から得られたＦＥＣＧは非常に小さい振幅を有してお
り、ＦＥＣＧデータは母親のＥＣＧによってマスクされている。この問題によっ
て、胎児の心拍数の計算のために高価な超音波解析システムが必要となる。

【０００６】 従って、第２及び最後の３ヶ月の間における全ての妊娠の監視を可能とするた
めに、且つ特に母親及び胎児の危険の可能性を最小にするための処置の適切性を
決定するために、高価な観察技術が必要であると考えられている。

【０００７】 従って、取得した信号のリアルタイムの及び／又は同時の伝送を提供する、公
知の装置よりもより簡単で、従ってより安価な生理的信号取得装置を提供するこ
とが有益である。 （発明の目的） 上記した不都合を実質的に解決又は改善する生理的信号取得装置を提供するこ
とが、本発明の目的である。少なくとも、本発明の目的は、公知の生理的信号取
得装置の代替を提供することである。 （発明の開示） 開示されている本発明の一つの要旨は、リアルタイムで生理的信号のグラフィ
カルな描写を表示するためのディスプレイ装置に、ケーブル手段によって直列に
接続された増幅手段と制御手段を含む電気的に絶縁されたバイオ取得ユニットに
、ケーブル手段によって接続されたバイオセンサを有する、生理的信号取得モニ
タリング装置にある。

【０００８】 前記ディスプレイ装置は、ノートブック型パーソナルコンピュータ、パームト
ップ型パーソナルコンピュータまたはスマートパネルであることが好ましい。

【０００９】 前記生理的信号取得ケーブルモニタは、ＥＣＧ、ＦＥＣＧを取得し表示するこ
とに用いられるか、又は血圧、喘息管理、ペースメーカー監視、酸素飽和度監視
、糖尿病測定（diabetes measurement）、心音、その他の監視に用いられること
が好ましい。

【００１０】 前記バイオセンサは、電極またはその他のピックアップ装置であることが好ま
しい。

【００１１】 前記結果は、リアルタイムで表示されるようなディスプレイ装置によって記録
されることが好ましい。

【００１２】 開示されている本発明の一つの要旨は、生物学的な信号の取得、表示および生
物学的なデータの記憶用のポータブルで多目的の医療装置にあり、この医療装置
は、 第１のハウジングと、取得したデータを表示するための前記第１のハウジング
に設けられたディスプレイスクリーンと、データ取得オプション、取得したデー
タの記憶および医療装置のその他の応用の特定な機能を制御するために前記第１
のハウジングに配置された制御手段とを含む表示および記憶装置、 第２のハウジングと、複数の生物学的センサと、前記複数の生物学的センサか
らの生物学的信号を増幅し予備調整するためのアナログ回路と、前記生物学的信
号をディジタル化し、前記生物学的データを前記第１のハウジングに送信するデ
ィジタル回路、および 前記第１と第２のハウジングを接続する接続手段を備えている。

【００１３】 前記接続手段は、前記第１と第２のハウジングを直列に接続するケーブル手段
であることが好ましい。

【００１４】 前記ディスプレイ装置は、ノートブック型パーソナルコンピュータ、パームト
ップ型パーソナルコンピュータ及び／又はスマートパネルであることが好ましい
。

【００１５】 前記生理的信号のモニタリング、ディスプレイ装置は、マルチリードＥＣＧ、
ＦＥＣＧ、ＥＥＧ、ＥＭＧ、酸素測定（オキシメトリィ）、侵襲的又は非侵襲的
な手段によって検出されたか否かに係わりなく血圧、呼吸、温度、心音、子宮収
縮抑制（トコリティック）、血糖値、ｐＣＯ2、ｐO2およびペースメーカーパル
スを含むグループのうちの少なくとも１つを測定する複数のセンサからの生理的
信号を取得すること、前記信号を調整すること、及び前記ディスプレイ装置の入
出力部にリアルタイムで信号を表示するデータを送信することとに同時に用いら
れることが好ましい。

【００１６】 回路手段は、絶縁部、非絶縁部、及び両者を隔離する絶縁壁を有し、絶縁部は
ディスプレイ装置の入力／出力ポートから絶縁されていることが好ましい。絶縁
部は、センサから信号を受けて増幅し、データを絶縁壁を通して転送する前に、
この信号を、信号の種類に特有のデータに変換する。

【００１７】 また、非絶縁部は、絶縁壁を通して転送されたデータを受け取り、第１ハウジ
ング内の入力／出力インターフェイスと、装置の第２ハウジングであるディスプ
レイ装置の入力／出力ポートへのケーブル手段とを介して、ディスプレイ装置の
入出力ポートへ転送するためのデータを準備する。 （発明の実施の形態） 生理学的信号取得ケーブルモニタリング装置１０の一実施形態が、図１及び図
２に示されている。この装置１０は、好ましくはＥＣＧを取得し、ケーブル１２
によって取得ユニット１３に接続された電極或いはバイオセンサ１１を備えてい
る。ユニット１３は、バイオ増幅器１４とコントロールユニット１５とを備えて
いる。取得ユニット１３は、ケーブル１６によってラップトップディスプレイと
記憶装置１７にシリアル接続されている。

【００１８】 取得ユニット１３はＥＣＧを取得し、同時にＥＣＧの波形をラップトップディ
スプレイ上にリアルタイムに表示する。ディスプレイのタイプと表示用ソフトウ
ェアにより、分析、表示、及び／または記録すべき心臓情報のレベルが決定され
る。

【００１９】 ケーブル１６は、ラップトップから取得ユニット１３への電源ライン１８と、
シリアルコントロールデータライン１９と、出力シリアルデータライン２０とを
備えている。ケーブルはＲＳ２３２シリアルポート２１を介してラップトップに
接続されており、このシリアルポートにより種々の信号が取得され、リアルタイ
ムに表示される。

【００２０】 しかしながら、本発明はＥＣＧ信号のみの取得に限定されるものではない。例
えば、ＦＥＣＧ，ＥＥＧ，ＥＭＧ，オキシメトリー、侵入的或いは非侵入的手段
により検知される血圧、呼吸、体温、心音図、子宮収縮抑制、血中グルコース、
ｐＣＯ２，ｐＯ２、ペースメーカパルスを取得することができる。

【００２１】 他のＥＣＧ取得モジュール３０のブロック図が図３に示されている。ＥＣＧ信
号は、センサ３１を介して収集され、増幅器３２によって増幅される。増幅器３
２は仮想グランドジェネレータ３３によって生成された仮想グランド電位によっ
て直流バイアスされる。増幅されたアナログ信号は、アナログ／デジタル変換器
（ＡＤＣ）に入力される。ＡＤＣ１２は２つのコントロール入力（−ＣＳとＣＬ
Ｋ）と、１つの出力（ＤＯ）とを備えている。コントロール信号−ＣＳとＣＬＫ
とは、ディスプレイ装置１７により、シリアルポート２１、コネクタ、ケーブル
１６を介してＥＣＧ取得モジュール３０のシリアルポートインターフェイス３５
に入力される。

【００２２】 増幅されたアナログ信号は、デジタルＥＣＧデータ（ＤＯ）に変換され、ＥＣ
Ｇ取得モジュール３０のシリアルポートインターフェイス３５、ケーブル１６、
コネクター、及びディスプレイと記憶装置１７内部の電気回路構成要素を介して
でディスプレイ装置１７に転送される。

【００２３】 ディスプレイ装置１７内に記憶されているデジタルＥＣＧデータには、表示、
計算、及び上書きのためにアクセス可能である。制御及びデータ信号の流れは、
ディスプレイ装置１７により確定される。 ハードウェア装備 ＥＣＧ増幅器３２は、高入力インピーダンスフロントステージ電圧フォロア（
Ｕ１ａ、Ｕ１ｂ）、計装用増幅器Ｕ２、ハイパスフィルタ（Ｃ３、Ｒ４）、第２
の増幅ステージＵ１ｄ及びローパスアンチエイリアシングフィルタ（Ｒ７、Ｃ４
）からなる。

【００２４】 フロントステージ電圧フォロアは、入力電流が１ｎＡ未満の、National Semic
onductors製の普及しているＬＭＣ６４６４演算増幅器を用いている。

【００２５】 記載の好ましい実施形態は、図３において見られるように、電気絶縁バリヤー
３６を含む、ＡＡＭＩ及びＡＮＳＩが推奨するＥＣＧの安全規格に満たしている
と思われる。

【００２６】 全てのデジタル信号は、デジタル光アイソレータを介して転送される。ハイパ
スフィルタは、取得されるＥＣＧ信号の周波数帯域の最低（low end）を０．０
５Ｈｚに確定する。ローパスフィルタは、ＡＤＣの入力時における高周波雑音を
除去する。選択されたフィルタに対するＥＣＧ増幅器の周波応答値は、０．０５
Ｈｚから１００Ｈｚである。１００Ｈｚの最高 (high end)周波数は、ＡＡＭＩ
及びＡＮＳＩが推奨する周波応答規格に従って、２００Ｈｚのサンプリング周波
数を選択することによって確定される。

【００２７】 Burr-Brown Corporation製の計装用増幅器ＩＮＡ１２６は、ＶＣＣ／利得とし
て計算される５．ＤＣオフセット電圧の利得が得られるように構成されており、
ＶＣＣ＝５Ｖ、及び、利得＝５．ＤＣオフセット電圧Ｖｄｃ＝５／５＝±５００
ｍＶは、ＡＡＭＩ及びＡＮＳＩのＥＣＧ規格により要求されている最低値±３０
０ｍＶよりかなり上である。

【００２８】 ＥＣＧ取得モジュール３０は、ディスプレイ装置１７のシリアルコネクターか
ら得られる単一の正電圧を用いている。

【００２９】 バイポーラＡＣ ＥＣＧ信号をひずみなしに増幅するために、入力ステージ電
圧フォロア及び計装用増幅器では、仮想グランドジェネレータＵ１ｃにより生成
されるＡＭＰ＿ＲＥＦ電圧＝ＶＣＣ／２への参照が行われる。

【００３０】 増幅器の第２ステージでは、同様に出力信号をＡＤＣ基準電圧の半分とするよ
うにＡＭＰ＿ＲＥＦへの参照が行われる。

【００３１】 第２の増幅器ステージの利得は、数値Ｒ５とＲ６とにより確定され、１５１に
設定される。全体の利得は７５５となる。

【００３２】 前の記載は、本発明のいくつかの実施形態のみを説明したものであって、本発
明の範囲を逸脱しない限り、当業者に明白な変更を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る装置の好ましい実施形態を示す斜視図である。

【図２】 図１の装置のブロック図である。

【図３】 本発明に係る装置の好ましい他の実施形態のブロック図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ａ６１Ｂ 5/08 Ａ６１Ｂ 5/04 ３１０Ｊ Ａ６１Ｎ 1/08 ３１０Ｎ 1/37 ３２０Ｚ ３３０ (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ， ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ， ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，Ｋ Ｐ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ， ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，Ｓ Ｇ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 プラット ハリー ルイス オーストラリア 2031 エヌエスダヴリュ ー ランドウィック ベルモア ロード 14／166 (72)発明者 ジャンコブ ヴラディミア オーストラリア 2031 エヌエスダヴリュ ー ランドウィック ベルモア ロード 14／166 Ｆターム(参考） 4C027 AA00 AA02 AA03 AA04 BB01 BB05 CC00 DD04 EE01 FF01 GG18 JJ00 KK03 4C038 KK01 KK04 KK05 KK10 KL01 KL05 KL09 KM00 KX01 SS00 ST00 SX20 4C053 KK02 KK03 KK04 KK07

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気的に絶縁されたバイオ取得ユニットにケーブル手段によ
   って接続されたバイオセンサーを有する生理学的信号取得モニタリング装置であ
   って、前記バイオ取得ユニットは、前記生理学的信号の結果としてのグラフィッ
   ク表示をリアルタイムで表示するためのディスプレイ装置にケーブル手段によっ
   てシリアル接続されている増幅・制御手段を有していることを特徴とする前記生
   理学的信号取得モニタリング装置。
2. 【請求項２】 前記ディスプレイ装置は、ノートブック型パーソナルコンピ
   ュータ、パームトップ型パーソナルコンピュータ、及び／又はスマートパネルで
   あることを特徴とする請求項１記載の生理学的信号取得モニタリング装置。
3. 【請求項３】 生理学的信号取得ケーブルモニターが、ＥＣＧ、ＦＥＣＧを
   取得して表示するために使用されるか、或いは、血圧、喘息制御、ペースメーカ
   ーモニタリング、モニタリング酸素飽和、糖尿病測定、心音等をモニターするた
   めに使用されることを特徴とする請求項１記載の生理学的信号取得モニタリング
   装置。
4. 【請求項４】 前記バイオセンサーは、電極又は他のピックアップ装置であ
   ることを特徴とする請求項１記載の生理学的信号取得モニタリング装置。
5. 【請求項５】 前記結果が、前記ディスプレイ装置によってリアルタイムで
   表示されうるとともに、記録されることを特徴とする請求項１記載の生理学的信
   号取得モニタリング装置。
6. 【請求項６】 生物学的信号取得、画面表示、及び生物学的信号記憶のため
   の多目的医療装置であって、： 第１のハウジング； 取得されたデータを画面表示するために前記第１のハウジングに備えられた表
   示画面；及び、 データ取得オプション、取得データの記憶、及び前記医療装置の他のアプリケ
   ーション特定機能を制御するために前記第１のハウジングに設置された制御手段
   ； を有する該画面表示・記憶装置と、： 第２のハウジング； 複数の生物学的センサー； 該複数の生物学的センサーからの生物学的信号を増幅し条件付けするためのア
   ナログ回路； 前記生物学的信号をデジタル化してその生物学的信号を前記第１のハウジング
   に送るためのデジタル回路；及び、 前記第１のハウジングと前記第２のハウジングとを接続するための接続手段；
   を有する生物学的信号取得モジュールと、： を有することを特徴とする前記多目的医療装置。
7. 【請求項７】 前記接続手段が、前記第１と第２のハウジングを直列に接続
   するケーブル手段である請求項６に記載の生物学的信号取得、画面表示、及び生
   物学的信号記憶のための多目的医療装置。
8. 【請求項８】 前記ディスプレイ装置が、ノートブック型パーソナルコンピ
   ュータ、パームトップ型パーソナルコンピュータ及び／又はスマートパネルであ
   る請求項６に記載の生物学的信号取得、画面表示、及び生物学的信号記憶のため
   の多目的医療装置。
9. 【請求項９】 前記生理的信号のモニタリング、ディスプレイ装置は、マル
   チリードＥＣＧ、ＦＥＣＧ、ＥＥＧ、ＥＭＧ、酸素測定（オキシメトリィ）、侵
   襲的又は非侵襲的な手段によって検出されたか否かに係わりなく血圧、呼吸、温
   度、心音、子宮収縮抑制（トコリティック）、血糖値、ｐＣＯ2、ｐO2及びペー
   スメーカーパルスを含むグループのうちの少なくとも１つを測定する複数のセン
   サからの生理的信号を取得すること、前記信号を調整すること、及び前記ディス
   プレイ装置の入出力部にリアルタイムで信号を表示するデータを送信することと
   に、同時に用いられる請求項６に記載の生物学的信号取得、画面表示、及び生物
   学的信号記憶のための多目的医療装置。
10. 【請求項１０】 回路手段が、絶縁部、非絶縁部、及び両者を隔離する絶縁
    壁を有し、絶縁部はディスプレイ装置の入力／出力ポートから絶縁されている請
    求項６に記載の生物学的信号取得、画面表示、及び生物学的信号記憶のための多
    目的医療装置。
11. 【請求項１１】 絶縁部が、センサから信号を受けて増幅し、データを絶縁
    壁を通して転送する前に、この信号を、信号の種類に特有のデータに変換する請
    求項１０に記載の生物学的信号取得、画面表示、及び生物学的信号記憶のための
    多目的医療装置。
12. 【請求項１２】 非絶縁部が、絶縁壁を通して転送されたデータを受け取り
    、第１ハウジング内の入力／出力インターフェイスと、装置の第２ハウジングで
    あるディスプレイ装置の入力／出力ポートへのケーブル手段とを介して、ディス
    プレイ装置の入出力ポートへ転送するためのデータを準備する請求項１１に記載
    の生物学的信号取得、画面表示、及び生物学的信号記憶のための多目的医療装置
    。