JP2006095263A - 医療機器監視装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 医療機器の発する単なる予報音やモニタ音に反応せず、警報音にのみ反応してナースコール設備に信号を発報するようにして医療従事者の効果的なサポートを可能とする。
【解決手段】 医療機器が発する音が、所定周波数の音であるか否か、または所定周波数を超える周波数範囲の音であるか否か、さらには警報音特有の音圧レベルを備えるか否か等によって、警報音と他の音との識別を行い、警報音を検知したときにのみナースコール設備へ信号発報を行う。
【選択図】 図４

Description

本発明は、病院内の患者に対して用いる各種医療機器の警報を検知してナースコール設備へ信号を発する医療機器監視装置に関するものである。

従来、患者の生体情報を計測する医療機器や、患者に対する医療の状況を検知する医療機器等においては、何らかの異常状態となれば、それを看護師や医師などの医療従事者に知らせる警報発報機能を備えている。この警報機能には、警報音を報知したり、表示部へ所定の表示を行ったりするものが一般的であった。

ところが、この医療機器本体が発する異常警報では、その場に看護師や医師等の医療従事者が居ないと、その警報に気付かないことがあり、このことが事故を誘発する要因となりかねなかった。

医療従事者の目の届く範囲内でのみ医療機器を使用するという環境であれば、上記問題は生じないが、患者数、医療機器数、医療従事者数の比率から判断しても、そのような環境は非現実的である。仮に、患者本人に、ベッドサイドの医療機器の警報発報時にナースコールを使用して、その旨を医療従事者に知らせるように指導できたとしても、患者本人の異常状態を医療機器が検知しているような状況では、その患者本人からの通報が得られる可能性は低く、医療従事者が緊急状態を迅速に把握できる可能性もおのずと低いものとなる。

一部の医療機器には、外部の機器や設備に対して発報機能を持つものもあるが、その機能が加わるだけで、申請や認定に多大な時間と費用が必要となるため、その医療機器は非常に高価なものとなる。

そこで、このような医療機器から発せられる警報音をナースコールへの信号の取り出しに利用する方法が提案されている（特許文献１参照）。
特開平１０−２３４６８０号公報

特許文献１に記載の発明では、医療機器から発せられた音をディジタル化してオーディオデータとして一旦記録し、その後に、同様にして生成したオーディオデータと比較し、両者が一致したとき、それが異常時の警報音であるものと見なして外部へ信号を送出するものである。

しかしながら、比較対象として先に記録するオーディオデータが警報音によるものであるか否かは判定できず、または警報音を記録したという保証がなく、単に同一音響が後に入力されたときに外部へ警報情報信号を出力するだけである。医療機器から発せられる音は警報音だけでなく、「警報」にまで至らなくても、異常になりつつある状態を「予報」として知らせるために警報音とは異なる予報音が発せられる。また、患者の生体情報（例えば心拍）の計測音（モニタ音）を報知することもある。

このような音はいずれも繰り返し音であり、時間的に前後する２つの音のオーディオデータを比較するといった方法では、上記予報音や計測音を警報音として誤検知するおそれがあった。このような誤検知があると、看護師や医師の無用な呼出がなされることになり、多忙を極め、且つ緊急時の的確な対応が要求される医療従事者のサポートを却って阻害することになる。

そこで、この発明の目的は、医療機器の発する警報にのみ反応してナースコール設備に信号を発報するようにし、上述の問題を解消した医療機器監視装置を提供することにある。

前記課題を解消するために、この発明は次のように構成する。
（１）患者の生体情報の計測または患者に対する医療状況の検知を行うとともに、その結果に応じた音を発する医療機器からの、前記音を検出する音響検出手段と、該音響検出手段により検出された音が特定音であるか否かを識別する特定音識別手段と、ナースコール設備へ信号を発する信号発報手段と、を備え、
前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が所定の周波数（前記医療機器の発する警報音特有の周波数）であるか否か、または所定の周波数を超える周波数範囲（前記警報音の周波数を含む特定の周波数範囲）の音であるか否かを少なくとも１つの識別条件として識別することを特徴とする。

（２）前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が例えば所定時間以上持続する音であるか否かを前記識別条件の他の条件とする。

（３）患者の生体情報の計測または患者に対する医療状況の検知を行うとともに、その結果に応じた音を発する医療機器からの、前記音を検出する音響検出手段と、該音響検出手段により検出された音が特定音であるか否かを識別する特定音識別手段と、ナースコール設備へ信号を発する信号発報手段と、を備え、
前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が所定時間（前記医療機器の発する警報音特有の持続時間）以上持続する音であるか否かを少なくとも１つの識別条件として識別することを特徴とする。

（４）前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が例えば所定の音圧を超える音であるか否かを前記識別条件の他の条件とする。

この発明によれば、次のような効果を奏する。
（１）音響検出手段は、医療機器の発する音を検出し、特定音識別手段は、その音響検出手段により検知された音が所定の周波数であるか否かまたは所定の周波数を超える範囲の音であるか否かを１つの識別条件として識別するので、上記所定の周波数を、医療機器の発する警報音特有の周波数に定めておくことによって、警報音とは周波数の異なる前記予報音や計測音を警報音として誤って検知することがなく、ナースコール設備への誤発報を防止できる。

（２）前記音響検出手段により検出された音が所定時間以上持続する音であるか否かを前記識別条件の他の条件とし、上記所定時間を医療機器の発する警報音特有の持続時間とすることによって、周波数軸と時間軸の二つの次元で警報音とその他の音との識別をより的確に行うことができる。

（３）前記特定音識別手段が、前記時間軸上で警報音とその他の音との識別を行うことによって、警報音とその他の音（例えば予報音）がほぼ同一周波数である場合でも警報音以外の音を警報音として誤って検知することがなく、ナースコール設備への誤発報を防止できる。

（４）前記音響検出手段により検出された音が例えば所定の音圧を超える音であるか否かを前記識別条件の他の条件とすることにより、音圧の次元について警報音とその他の音との識別を行うことができ、識別のための次元がさらに増えて、警報音識別能力が高まる。

図１は、ナースコール設備に本発明の医療機器監視装置を適用したシステムの構成を示す図である。また、図２はそのシステムにおけるベッドサイドでの使用状況を示す斜視図である。さらに、図３は本発明の係る医療機器監視装置の外観図である。

このシステム全体の動作は次のとおりである。
患者やその付添人は看護師や医師等の医療従事者を呼び出したい際に、握り押ボタン７を押す。これにより、患者別廊下灯５が点灯し、ナースコール親機４が鳴動し、携帯端末２にも呼出がかかる。このとき、医療従事者がナースコール親機４または携帯端末２を操作すると、ナースコール子機６を介して医療従事者との通話が可能となる。ナースコール親機４・携帯端末２にはどこからの呼出なのかを識別する機能を備えている。

本発明の医療機器監視装置８は、図３に示すように、医療機器監視装置８本体からリードを介して電源プラグ１３、ナースコール接続用プラグ１４、電子音検出センサ１６をそれぞれ引き出している。医療機器監視装置８本体には表示部１７、設定部２０を設けている。この表示部１７は、電源オン状態を示す緑色のＬＥＤ、何らかの音を検出している状態を示す橙色のＬＥＤ、および警報音の検知状態（ナースコール設備へ発報を行った状態）を示す赤色のＬＥＤを備えている。また、設定部２０は、医療機器から警報音が発せられたときにのみナースコール設備へ警報発報を行うように、警報音の識別条件を設定するための操作部である。この医療機器監視装置８は、心電図・血圧・動脈血酸素飽和濃度・体温・呼吸数などの生体情報をモニタリングする生体情報モニタ、人工呼吸器、点滴装置等の各種医療機器に適用するものであるので、その医療機器の発する警報音の特性に応じて、上記識別条件の設定を適宜変更可能としている。

上記医療機器監視装置８は、図２に示すように、ベッドサイドに置かれる各種医療機器１０に取り付けて使用する。この医療機器監視装置８の電子音検出センサ（マイク）１６を医療機器が警報音を発するスピーカ付近に取り付ける。具体的には、電子音検出センサ１６の集音面にドーナツ形状の両面接着シートを貼付していて、その両面接着シートを介して電子音検出センサを医療機器のスピーカ部分に貼着する。このように、独立した電子音検出センサ１６を医療機器１０の警報音を発するスピーカ部に設置することによって高ＳＮ比のもとで警報音の検出を可能としている。

後に詳述するように、医療機器１０が警報音を発すると、医療機器監視装置８がそれを検知し、握り押ボタン７を押した場合と同様に、ナースコール親機４が鳴動し、携帯端末２にも呼出がかかる。その際、ナースコール親機４・携帯端末２ではどこからの呼出であるかを識別できるため、どの患者に使用している医療機器が警報を発しているのかが分かり、迅速な対応が可能となる。

図４は、医療機器監視装置８の構成を示すブロック図である。ここで、増幅回路３１は、電子音検出センサ１６が検出した音響信号を所定のゲインで増幅する。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２は、増幅回路３１により増幅された音響信号のうち、警報音の周波数帯域のみ通過させ、それ以外の周波数帯域を減衰させる。検波回路３３はバンドパスフィルタ３２の出力信号を検波し、その信号レベルに応じた電圧信号を出力する。もう一つの検波回路３４は、バンドパスフィルタ３２を通さない音響信号を直接検波し、その音響信号の音圧レベルに応じた電圧信号を出力する。

マルチプレクサ（ＭＰＸ）３５は、検波回路３３の出力信号または検波回路３４の出力信号のいずれかを選択的に入力し、ＡＤコンバータ３６へ与える。ＡＤコンバータ３６はマルチプレクサ３５の出力信号を一定周期でサンプリングするとともに所定ビット数のディジタルデータ列に順次変換する。

マイクロプロセッサ３８は、インタフェース３７を介して上記ディジタルデータを読み取る。また、このマイクロプロセッサ３８はインタフェース３７を介してマルチプレクサ３５の入力の切替を行う。また、バンドパスフィルタ３２の通過周波数帯域の切替を行う。さらに、増幅回路３１のゲインを制御する。また、マイクロプロセッサ３８はインタフェース３９を介して設定部２０の設定入力を読み取り、表示部１７に対して表示出力を行い、さらにリレー４０を制御する。このリレー４０は、ナースコール接続用プラグ１４の２極の端子間を導通または開放するものであり、導通状態でナースコール設備へ信号を発報することになる。

図５は、図４に示した医療機器監視装置８を適用する医療機器が発する各種音の周波数、音圧レベルおよび警報音の検知領域の関係を示す図である。この医療機器は生体監視モニタであり、モニタ音は心拍音などの計測音である。予報音は、例えば人工呼吸器の場合、人工呼吸器の動作タイミングと患者の呼吸サイクルとがかみ合わないときに、また生体監視モニタの場合、電極の脱落など、何らかの障害で一時的に生体情報（心筋の電気的変化）を検出できないとき等に発せられる音である。この図５に示す例では、「ピーン・ポーン」という予報音の「ピーン」部分が予報音１、「ポーン」部分が予報音２である。警報音は患者の生体情報が異常であるときに発せられる音であり、この警報音の発生時は緊急な対応が必要とされる。前記医療機器監視装置８は、この警報音が鳴ったときにナースコール設備へ信号発報を行い、他の音（モニタ音、予報音１，予報音２）の発生に対してはナースコール設備へ信号発報を行わないようにする必要がある。

図５に示した例では、警報音の周波数が８２３．６［Ｈｚ］、その音圧レベルが−１１．６（ｄＢ）、予報音１の周波数が７５３．７［Ｈｚ］、その音圧レベルが−１２．１（ｄＢ）であるので、両者は接近しているものの、周波数および音圧レベルがそれぞれ異なる。したがって、この周波数の違いを警報音とその他の音との識別条件とする。または音圧レベルの違いを警報音とその他の音との識別条件とする。さらには、「周波数」と「音圧」という２次元の情報で警報音とその他の音との識別を行う。

図４に示したマイクロプロセッサ３８は、マルチプレクサ３５を短時間周期で繰り返し切り替えてバンドパスフィルタ３２を通した場合の信号レベルと、通さない場合の信号レベルとの違いによって、電子音検出センサ１６が検出した音が警報音であるか否かを識別する。すなわち、バンドパスフィルタ３２の通過帯域の中心周波数を警報音の周波数８２３．６［Ｈｚ］に設定し、バンドパスフィルタ３２を通した場合の信号レベルと、通さない場合の信号レベルとの差がほぼ同一となったとき、警報音が入力されたものと見なして、リレー４０を一定時間オンする（導通させる）。

マイクロプロセッサ３８は、設定部２０のうち周波数に関する入力をインタフェース３９を介して読み取り、インタフェース３７を介してバンドパスフィルタ３２の通過帯域の中心周波数を設定する。

また、マイクロプロセッサ３８は、バンドパスフィルタ３２を通した音響信号の信号レベルが予め定めたレベルを超えているか否かをもう一つの識別条件とすることによって警報音とその他の音との識別を行う。このレベルは、マイクロプロセッサ３８が設定部２０のうち音圧レベルに関する入力を、インタフェース３９を介して読み取り、設定する。

なお、ＡＤコンバータ３６により変換されたディジタルデータの値に応じて、増幅回路３１が飽和したりゲイン不足になったりせずに警報音とその他の音との音圧レベルの差がデータ上に大きな違いとなって現れるように増幅回路３１のゲイン調整を行う。

なお、バンドパスフィルタ３２を通した音響信号の信号レベルが所定のしきい値を超えるか否かを判定するようにしたことによって、警報音の音圧レベルはその他の周波数の音に比べて相対的に高くなる。そのため、警報音の音圧レベルは、図５に示した予報音１の音圧レベルに比べて、その差が拡大することになり、警報音の識別をより確実に行うことができる。

なお、図４に示した医療機器監視装置８は、その電源のオフ状態でリレー４０の接点はオン状態である。すなわちノーマルＯＮの接点を用いる。このことにより、医療機器監視装置８に対する電源や内蔵の電源が異常にオフされたときも、ナースコール設備へ信号発報が行われる。したがって、この医療機器監視装置８の異常な操作にも迅速に対応できるようになる。

次に、第２の実施形態に係る医療機器監視装置の構成を図６を基に説明する。
第１の実施形態は医療機器監視装置８をマイクロプロセッサを用いて構成したのに対し、この第２の実施形態では、それをハードウエアのみで構成し、信号処理によって動作するようにしている。増幅回路３１は、電子音検出センサ１６が検出した音響信号を所定のゲインで増幅する。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２は、増幅回路３１により増幅された音響信号に対して警報音の周波数帯域のみ通過させ、それ以外の阻止帯域を減衰させる。検波回路３３はバンドパスフィルタ３２の出力信号を検波し、その信号レベルに応じた電圧信号を出力する。バンドエリミネーションフィルタ（ＢＥＦ）４８は、増幅回路３１により増幅された音響信号に対して警報音の周波数帯域を阻止し、それ以外の周波数帯域を通過させる。検波回路３４は、バンドエリミネーションフィルタ４８を通過した音響信号を検波し、その信号レベルに応じた電圧信号を出力する。

コンパレータ４１は、２つの検波回路３３，３４の出力信号をそれぞれ入力し、その電圧の大小関係に応じて、タイマ回路４２への入力信号レベルを反転する。これによりタイマ回路４２はリレー４０を一定時間駆動する。リレー４０は、ナースコール接続用プラグ１４の２極の端子間を導通または開放するものであり、導通状態でナースコール設備へ信号を発報する。

バンドパスフィルタ３２の通過帯域の中心周波数とバンドエリミネーションフィルタ４８の阻止帯域の中心周波数は、ともに警報音の周波数に設定する。

このようにして、警報音が入力されると検波回路３３の出力信号レベルが検波回路３４の出力信号レベルより高くなり、コンパレータ４１の出力が反転する。これによりタイマ回路４２はリレー４０を一定時間オンさせる。

なお、このように周波数フィルタを介した結果の信号レベルの大小によって、警報音であるか否かを判定するようにしたので、図５に示した周波数と音圧レベルの両方を識別条件にして、警報音と他の音との識別を行うことになる。

次に、第３の実施形態に係る医療機器監視装置について図７・図８を基に説明する。
図７は医療機器監視装置８の構成を示すブロック図である。図６に示した構成と異なるのは、用いるフィルタの特性である。図６に示した例では、警報音の周波数を通過させるバンドパスフィルタ３２と警報音の周波数を遮断するバンドエリミネーションフィルタ４８を用いたが、この図７に示す例では、警報音の周波数またはその近傍の周波数をカットオフ周波数とするハイパスフィルタ５１と、予報音の周波数またはその近傍の周波数をカットオフ周波数とするローパスフィルタ５２を用いている。検波回路３３はハイパスフィルタ５１の出力信号を検波して信号レベルＶＨを出力し、検波回路３４はローパスフィルタ５２の出力信号を検波して、その信号レベルＶＬを出力する。コンパレータ４１は、２つの信号レベルＶＨ，ＶＬをそれぞれ入力し、その電圧の大小関係に応じて、タイマ回路４２への入力信号レベルを反転する。これによりタイマ回路４２はリレー４０を一定時間駆動する。リレー４０は、ナースコール接続用プラグ１４の２極の端子間を導通または開放するものであり、導通状態でナースコール設備へ信号を発報する。

図８は、この第３の実施形態に係る医療機器監視装置を適用する医療機器の発する警報音・予報音の周波数および上記ハイパスフィルタ・ローパスフィルタの周波数特性の関係を示している。この例では警報音は予報音より周波数が高く、ハイパスフィルタＨＰＦのカットオフ周波数よりローパスフィルタＬＰＦのカットオフ周波数が低いので、２つのフィルタの通過域から減衰域にかけての減衰特性直線がクロスする周波数より高周波数側に警報音、低周波数側に予報音が存在する。そのため、警報音が入力されたとき、ハイパスフィルタを通した音響信号の信号レベルがローパスフィルタを通した音響信号の信号レベルより高くなる。逆に、予報音が入力されたとき、ローパスフィルタを通した音響信号の信号レベルがハイパスフィルタを通した音響信号の信号レベルより高くなる。

このように、警報音と予報音とで、コンパレータ４１の出力論理レベルが異なるので、警報音が入力されている状態でタイマ回路４２がリレー４０を一定時間オンするように、回路の条件を定めておく。このことによって、予報音が入力されたときにリレー４０がオンされず、警報音が入力されたときにのみリレー４０がオンされて、ナースコール設備へ信号が発報される。

次に、第４の実施形態に係る医療機器監視装置について図９・図１０を基に説明する。
図１０は、この第４の実施形態に係る医療機器監視装置を適用する医療機器の発する警報音と予報音との違いを示す図である。この医療機器は例えば人工呼吸器であり、予報音と警報音は同一周波数の音であり、且つその音圧レベルも同一である。但し、予報音は図１０の（Ａ）に示すように、４秒間で「ピー・ピー・ピー・ピー」という４回まで持続するトーンバースト波であり、警報音は、（Ｂ）に示すように、「ピー・ピー・ピー・ピー・ピー・・・・」というように、５回以上持続する（止めるまで鳴り続ける）トーンバースト波である。

図９は医療機器監視装置８の構成を示すブロック図である。図９において増幅回路３１は電子音検出センサ１６の検出した音響信号を所定ゲインで増幅する。バンドパスフィルタ３２は警報音の周波数を中心周波数とする所定周波数帯域を通過させ、その他の周波数帯域を遮断する。検波回路３３はバンドパスフィルタ３２の出力信号を検波して、音響信号のエンベロープ信号を出力する。タイマ回路４８は所定時定数の積分回路であり、検波回路３３の出力信号を積分し、所定のしきい値を超えたとき、リレー４０をオンする。設定回路４３は、タイマ回路４８の上記しきい値を設定する回路であり、検波回路３３から出力される矩形波状の電圧信号の波数が所定数に達したときリレー４０が駆動されるように、上記しきい値の設定を行う。

このようにして、図９に示した医療機器監視装置８は、入力した音響信号のトーンバースト波の波数（バースト数）が所定数以上となったとき、リレーがオンしてナースコール設備へ信号が発報される。

次に、第５の実施形態に係る医療機器監視装置について、図１１を基に説明する。
図１１は医療機器監視装置８の構成を示すブロック図である。増幅回路３１は、電子音検出センサ１６が検出した音響信号を所定のゲインで増幅する。バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）３２は、増幅回路３１により増幅された音響信号に対して警報音の周波数帯域のみ通過させ、それ以外の周波数帯域を減衰させる。検波回路３３はバンドパスフィルタ３２の出力信号を検波し、その信号レベルに応じた電圧信号を出力する。波形整形回路４４は検波回路３３の出力信号を論理レベルの信号に変換する。カウンタ４６は波形整形回路４４の出力信号をカウントし、カウント値が所定値に達したときリレー４０をオンする。分周器４５はクロック信号発生回路からのクロック信号を分周して、その出力信号でカウンタ４６をリセットする。設定回路４７はカウンタ４６のリセット時に所定値をプリセットする。

図１１に示した回路の動作は次のとおりである。
波形整形回路４４の出力信号は図１０に示したようなバースト波のエンベロープに相当する論理レベルの信号であり、カウンタ４６は、上記バースト波の波数（バースト数）を所定値からダウンカウントする。そして、バースト波を所定数カウントした時点で（図１０に示した例では例えばカウント値が“５”から始まって“０”に達したとき）リレー４０をオンする。したがって、予報音のときにはリレー４０がオンせず、警報音のときにリレー４０がオンするように、設定回路４７のプリセット値を例えば“５”に定めておく。

なお、図１０に示した例で、予報音の持続時間（４秒）より長い周期、例えば５〜８秒毎に分周器４５がカウンタ４６をリセット（プリセット）するように設定しておく。このことにより、一定時間をおいて予報音が何度も発せられたとしてもカウンタ４６のカウント値が“０”に達することがなく、断続的に繰り返される予報音によって誤ってナースコール設備へ信号発報が行われることはない。

次に、第６の実施形態に係る医療機器監視装置について、図１２〜図１４を基に説明する。図１２はその医療機器監視装置８の構成を示すブロック図である。増幅回路３１は、電子音検出センサ１６が検出した音響信号を所定のゲインで増幅する。検波回路３４は増幅回路３１の出力信号を検波し、入力音圧レベルに応じた電圧信号を出力する。波形整形回路４４は検波回路３４の出力信号を論理レベルの信号に変換する。マイクロコントローラ６０はマイクロプロセッサ６２，インタフェース６１，６３等を備えていて、波形整形回路４４の出力信号を入力し、後述する処理を行って、リレー４０を駆動する。リレー４０は、ナースコール接続用プラグ１４の２極の端子間を導通または開放するものであり、導通状態でナースコール設備へ信号を発報する。また、設定部２０の入力を読み取り、表示部１７への表示出力も行う。

この医療機器監視装置８は、警報音とその他の音（予報音や計測音など）との識別をバースト波の周期によって行うものである。図１４は、図１２に示した波形整形回路４４の出力信号の例である。入力信号がバースト波であれば、このような矩形波形が得られ、その周期Ｔを計測し、この周期Ｔが所定時間より短ければ、その音を警報音であるものと見なして、リレー４０を一定時間オンする。

図１３は、図１２に示したマイクロプロセッサ６２の処理手順を示すフローチャートである。まず、カウンタをリセットする（Ｓ１０）。その後、波形整形回路４４の出力信号レベルを読み取り、その変化があるまでの時間をカウントする（Ｓ１１→Ｓ１２→Ｓ１３・・・）。変化があれば、カウンタをインクリメントし、そのカウント数が所定数Ｎに達するまで、上記の処理を繰り返す（Ｓ１４→Ｓ１５→Ｓ１１→・・・）。カウント数がＮに達すれば、上記時間Ｔの平均値を平均周期Ｔaとして求める（Ｓ１６）。そして、このバースト波Ｎ回分の平均周期Ｔaと、予め定めた最低時間Ｔｍｉｎとの大小比較を行う（Ｓ１７）。Ｔａ＜Ｔｍｉｎであれば、警報音が入力されている状態であるものと見なしてリレー４０を一定時間オンする（Ｓ１８）。そうでなければ、上記処理を繰り返す（Ｓ１７→Ｓ１０→Ｓ１１→・・・）。

このようにしてバースト波の繰り返し周期Ｔが警報音特有の短い周期であれば、リレー４０をオンしてナースコール設備へ信号発報を行う。

次に、第７の実施形態に係る医療機器監視装置について図１５を基に説明する。
この第７の実施形態に係る医療機器監視装置のハードウエアの構成は図１２に示した波形整形回路４４をＡＤコンバータに置換したものである。図１５は、その場合のマイクロプロセッサ６２の処理手順を示すフローチャートである。まず、上記ＡＤコンバータの入力値を読み込み、その値が所定値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１→Ｓ２２）。学習モードのとき、所定値以上の入力があれば、その値を平均化して、それを医療機器が発する音の音圧レベルＬＬとして記憶する。（Ｓ２２→Ｓ２３→Ｓ２４→Ｓ２５）。

その後、学習モードでない通常モードで、入力信号のレベルが、上記学習モードで求めた音圧レベルＬＬの半分以上であるか否かを判定する。（Ｓ２６）。この条件を満足すれば、入力信号状態を１（有意な信号）とする（Ｓ２７）。そうでなければ、雑音であるものと見なして信号状態を０とする（Ｓ２８）。そして、この信号状態１／０に応じて、図１３に示したものと同様の処理によってバースト波の波数のカウントを行い、それによって警報音であるか否かの識別を行う（Ｓ２９）。

すなわち、第６の実施形態では、図１２に示したように、ハードウエアとしての波形整形回路４４を用いたが、この第７の実施形態では、入力信号を所定ビット数のディジタルデータとして入力し、そのレベルの有無に応じて信号状態を二値論理の状態に変換する。このことによって、医療機器が発する音の広範囲な音量について（広いダイナミックレンジで）バースト波の検出を可能とする。

なお、上記の例では、信号状態のしきい値を学習により求めた音圧レベルＬＬの１／２としたが、この音圧レベルＬＬに対する係数は、環境に応じて適宜定めればよい。

次に、第８の実施形態係る医療機器監視装置について図１６を基に説明する。
この第８の実施形態に係る医療機器監視装置のハードウエアの構成は、図１２に示した波形整形回路４４をＡＤコンバータに置換して所定ビット数のディジタルデータで入力するようにしたものに等しい。図１６は、その場合のマイクロプロセッサ６２の処理手順を示すフローチャートである。まず、入力信号を所定時間に亘ってサンプリングし（一定時間に亘るディジタルデータ列の読込みを行い）、一定データ数のデータを抽出し、そのデータ列からバースト部分を抽出する（Ｓ３１→Ｓ３２）。そして、バースト部分について、ＦＦＴなどにより周波数解析を行う（Ｓ３３）。

学習モードで上記バースト部分の周波数をｆｏとして記憶する（Ｓ３４→Ｓ３５）。その後、同様のバースト部分の抽出および周波数解析を行って、通常モードでのバースト部分の周波数ｆが、学習モードで記憶した周波数ｆｏと等しいか否かを判定する（Ｓ３６）。等しければ、リレー４０を一定時間オンして、ナースコール設備へ信号発報を行う（Ｓ３７）。

このようにして、学習モードで試験的に警報音を発生させて、その警報音の周波数を学習させた後、実際の使用状態で、警報音が医療機器から発せられれば、直ちにナースコール設備へ信号が発報されるように構成したことにより、その他の周波数の異なった予報音や計測音が入力されても信号発報が行われない。

このように、ＦＦＴ等による周波数解析であれば、警報音と、それに周波数軸上で近接する予報音とを峻別でき、予報音による誤った信号発報を防止できる。

次に、第９の実施形態に係る医療機器監視装置について、図１７を基に説明する。
この医療機器監視装置のハードウエアの構成は図１２に示したものと同様である。図１７はそのマイクロプロセッサ６２の処理手順を示すフローチャートである。

まず、入力信号を一定時間サンプリングし、バースト波の断続周期と繰り返し回数Ｎとを検出する（Ｓ４１→Ｓ４２）。初めの学習モードでは、予報音を入力している状態で求めた断続周期Ｔと繰り返し回数Ｎを、その予報音の特徴量Ｔｐ，Ｎｐとして記憶する（Ｓ４３→Ｓ４４）。その後、通常モードで求めた断続周期Ｔと繰り返し回数Ｎについて、上記予報音の特徴量Ｔｐ，Ｎｐとの大小比較を行う（Ｓ４５，Ｓ４７）。Ｎ＞Ｎｐであれば、すなわち、予報音よりバースト波の繰り返し回数の多い音であれば、それを警報音と見なして、リレーを一定時間オンする（Ｓ４５→Ｓ４６）。また、断続周期Ｔが予報音の断続周波数Ｔｐより短ければ、その音が警報音であるものと見なして、やはりリレーを一定時間オンする（Ｓ４７→Ｓ４６）。

このようにして、予報音の特徴量を予め学習させ、それとの比較によって警報音が入力されたときにのみナースコール設備への信号発報を確実に行えるようにする。

次に、第１０の実施形態に係る医療機器監視装置について。図１８を基に説明する。
この医療機器監視装置のハードウエアの構成は図１２に示したものと同様である。図１８はそのマイクロプロセッサ６２の処理手順を示すフローチャートである。まず、入力信号を一定時間サンプリングし、バースト波の断続周期Ｔを検出する（Ｓ５１→Ｓ５２）。初めの学習モードでは、警報音を入力している状態で求めた断続周期Ｔを、その警報音の特徴量Ｔａとして記憶する（Ｓ５３→Ｓ５４）。その後、通常モードで求めた断続周期Ｔについて、上記警報音の特徴量Ｔａとの比較を行う（Ｓ５５）。Ｔ＝Ｔａであれば、すなわち断続周期Ｔが警報音の断続周波数Ｔａに等しければ、その音が警報音であるものと見なして、リレーを一定時間オンする（Ｓ５６）。

このようにして、警報音の特徴量を予め学習させ、それとの比較によって警報音が入力されたときにのみナースコール設備への信号発報を確実に行えるようにする。

次に、第１１の実施形態に係る医療機器監視装置について、図１９を基に説明する。
この実施形態に係る医療機器監視装置についても、ハードウエアの構成は図１２に示したものと同様である。図１９は、そのマイクロプロセッサ６２の処理手順を示すフローチャートである。

まず、一定時時間のサンプリングを行い、その時間内のデータ列に含まれている定常音を抽出する（Ｓ６１→Ｓ６２→Ｓ６３→Ｓ６１・・・）。この定常音は比較的安定した周期で発せられる断続音であり、例えば心拍音等の計測音である。

定常音の抽出に成功すれば、その後、再び一定時間のサンプリングを行い、次は非定常音の検出を行う（Ｓ６４→Ｓ６５）。これは、上記ステップＳ６２で抽出した定常音とは異なるパターンの音の有無を検出するものであり、非定常音が検出されなければ、再びステップＳ６４へ戻って同様の処理を繰り返す（Ｓ６６→Ｓ６４→・・・）。そして、非定常音が検出されれば、リレーを一定時間オンする（Ｓ６６→Ｓ６７）。

このようにして、ナースコール設備に対して信号発報を行わない定常音を一旦学習させて、それ以外の非定常音を警報音と見なして確実に信号発報を行う。

なお、以上に示した幾つかの実施形態では、断続音（トーンバースト波）を入力したとき、その断続回数と断続周期に着目して、警報音とその他の音との識別を行うようにしたが、上記トーンバースト波の「断」区間と「続」区間によるデューティ比を検出し、そのデューティ比が警報音特有のデューティ比であるか否かによって警報音を検知するようにしてもよい。または、上記トーンバースト波の「続」区間の時間を検出し、その時間が警報音特有の時間であるか否かによって警報音を検知するようにしてもよい。

また、以上に示した各実施形態では、警報音または警報音以外の音について、それらが有する特徴を所定方法で検出し、その検出した結果によって警報音を識別するようにしたが、上記特徴の検出方法を組み合わせて、総合的に警報音の識別を行うようにしてもよい。

さらに、警報音または警報音以外の音について、周波数の時間変化のパターンや音圧の時間変化のパターンなどの特徴量を抽出し、それと所定特徴量との比較によって警報音または警報音以外の音のパターンを認識する方法で、入力した音響信号が警報音によるものであるか、それ以外の音によるものであるかを識別するようにしてもよい。

また、以上に示した各実施形態では、いずれも音響信号を入力して警報音とその他の音との識別を行うようにしたが、医療機器の表示部に表示される情報を光学的に検出し、警報発報時の表示状態を検出するようにし、この光学的な検出手段と組み合わせて、警報音が発せられている状態を総合的に判定するように構成してもよい。

ナースコール設備に本発明の医療機器監視装置を適用したシステムの構成を示す図である。 同システムにおけるベッドサイドでの使用状況を示す図である。 第１の実施形態に係る医療機器監視装置の外観図である。 同医療機器監視装置の構成を示すブロック図である。 同医療機器監視装置を適用する医療機器の発する各種音の周波数・音圧レベルおよび警報音の検知領域の関係を示す図である。 第２の実施形態に係る医療機器監視装置の構成を示すブロック図である。 第３の実施形態に係る医療機器監視装置の構成を示すブロック図である。 同医療機器監視装置を適用する医療機器の発する各種音の周波数と２つのフィルタのカットオフ周波数との関係を示す図である。 第４の実施形態に係る医療機器監視装置の構成を示すブロック図である。 同医療機器監視装置を適用する医療機器の発する各種音の断続パターンの例を示す図である。 第５の実施形態に係る医療機器監視装置の構成を示すブロック図である。 第６の実施形態に係る医療機器監視装置の構成を示すブロック図である。 同医療機器監視装置の処理手順を示すフローチャートである。 同医療機器監視装置内の波形整形後の信号波形の例である。 第７の実施形態に係る医療機器監視装置の処理手順を示すフローチャートである。 第８の実施形態に係る医療機器監視装置の処理手順を示すフローチャートである。 第９の実施形態に係る医療機器監視装置の処理手順を示すフローチャートである。 第１０の実施形態に係る医療機器監視装置の処理手順を示すフローチャートである。 第１１の実施形態に係る医療機器監視装置の処理手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１−携帯端末基地局
２−携帯端末（リモート副親機）
３−携帯端末主装置
４−ナースコール親機
５−患者別廊下灯
６−ナースコール子機
７−握り押ボタン
８−医療機器監視装置
９−ナースコール用二股コンセント
１０−医療機器
１１−メディカルコンソールユニット
１２−患者用ベッド
１３−電源プラグ
１４−ナースコール接続用プラグ
１６−電子音検出センサ
１７−表示部
２０−設定部
３１−増幅回路
３２−バンドパスフィルタ
３５−マルチプレクサ
３６−ＡＤコンバータ
３７−インタフェース
３８−マイクロプロセッサ
４１−コンパレータ
４４−波形整形回路
４８−バンドエリミネーションフィルタ
６０−マイクロコントローラ

Claims (4)

1. 患者の生体情報の計測または患者に対する医療状況の検知を行うとともに、その結果に応じた音を発する医療機器からの、前記音を検出する音響検出手段と、該音響検出手段により検出された音が特定音であるか否かを識別する特定音識別手段と、ナースコール設備へ信号を発する信号発報手段と、を備えた医療機器監視装置であって、
   前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が所定の周波数であるか否か、または所定の周波数を超える周波数範囲の音であるか否かを少なくとも１つの識別条件として識別することを特徴とする医療機器監視装置。
2. 前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が所定時間以上持続する音であるか否かを前記識別条件の他の条件とした請求項１に記載の医療機器監視装置。
3. 患者の生体情報の計測または患者に対する医療状況の検知を行うとともに、その結果に応じた音を発する医療機器からの、前記音を検出する音響検出手段と、該音響検出手段により検出された音が特定音であるか否かを識別する特定音識別手段と、ナースコール設備へ信号を発する信号発報手段と、を備えた医療機器監視装置であって、
   前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が所定時間以上持続する音であるか否かを少なくとも１つの識別条件として識別することを特徴とする医療機器監視装置。
4. 前記特定音識別手段は、前記音響検出手段により検出された音が所定の音圧を超える音であるか否かを前記識別条件の他の条件とした請求項１〜３のいずれかに記載の医療機器監視装置。
   

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