JP2006167400A - 医療機器管理システム - Google Patents

Abstract

【課題】医療機器の生体情報、稼動情報およびアラームを含むモニタ信号を、離れた場所にいる医師や看護師等の医療関係者にリアルタイムで送信する医療機器管理システムを提供する。
【解決手段】エージェント指向をベースとしたシステムであって、エージェントは患者の生体情報、医療機器の稼動情報およびアラームを含むモニタ信号等の情報をリアルタイムで収集し、マネージャに情報を送信する。マネージャはエージェントを制御して必要な情報を収集し、自身のデータベースに記録・保持する。離れた場所に居る医師や看護師等の医療従事者は、モニタ端末からマネージャにアクセスし、患者の生体情報をモニタすることができ、更に医療機器の稼動情報も管理・制御することができるため、医療機器の管理不足による医療事故を防止し、医療業務の効率化が実現できることを特徴とする医療機器管理システム。
【選択図】 図１

Description

本発明は、病院内の集中治療室、検査室あるいは一般病棟等に設置された生体情報モニタ、人工呼吸器、輸液ポンプ等医療機器の生体情報、機器稼動情報あるいはモニタ信号等を、無線／有線の通信ネットワークを介して病院内の医局やナースセンタ等に設置されたモニタ装置等に送信し、医師、看護師等の医療従事者が、患者の状態や機器の稼動状態およびアラーム等を常時モニタリングして監視・管理できる医療機器管理システムに関する。

病室における患者の体温、血圧、心拍等の生体情報を測定する生体情報モニタや、人工呼吸器、輸液ポンプ等医療機器の稼動情報およびアラームを含むモニタ信号を特定小電力無線、無線ＬＡＮ等の無線通信や病院内ＬＡＮ等の有線通信による方法で、ネットワークを介して病室から離れた医局やナースセンタのモニタ装置等に送信し、医師あるいは看護師等が患者の状態をモニタリングあるいは医療機器の稼動状態を監視・管理できるシステムが数多く提案されている。このようなシステム例として、医療情報収集装置及び医療情報収集システム（例えば特許文献１）や生体情報配信方法及び生体情報配信システム（例えば特許文献２）がある。次に、複数の医療機器のモニタ（アラームを含む）信号を１つにまとめて院内ＬＡＮを介してナースステーションに送信するシステム例として、医療用機器接続用端子及びそれを用いた集中システム（例えば特許文献３）がある。

また、医療機器と接続された通信端末とナースセンタや医局に配置された通信装置間を通信回線で結んで監視し、患者の状態に応じて自動的にナースセンタや医局等の最適な連絡先を呼び出して、必要かつ十分な情報を迅速に通報することができるシステム例として、ナースコールシステム（例えば特許文献４）がある。
特開２００４−８１６８２号公報 特開２００３−３１９９１３号公報 特開２００２−１７７２２５号公報 特開２００２−１４３１００号公報

従来のシステムでは、患者の体温、血圧、心拍等を測定する生体情報モニタや人工呼吸器および輸液ポンプ等の医療機器の生体情報、稼動情報およびアラーム等のモニタ信号を専用通信機器あるいは通信端末等に接続し、これらの機器あるいは端末から病院内ＬＡＮあるいは携帯電話網を介して、遠隔の医局あるいはナースセンタに患者の状態あるいは医療機器の稼動状況を送信する方法を用いている例が多い。

例えば特許文献１では、医療機器を病院内ＬＡＮと接続する手段として、医療情報収集装置という専用の装置を必要とする。この専用装置はＣＰＵを搭載したコンピュータ機器であり、複数の医療機器から時々刻々送信される各種生体情報や医療機器の異常を示すアラーム情報を瞬時に医局やナースセンタに送信する場合、リアルタイム性に難がある。また患者一人に対し装置が１台必要になるため、病院内の入院患者を対象にするには、設備導入時に非常にコストがかかる。

次に特許文献２では、生体情報モニタが病院内ＬＡＮに直接接続されており、ＬＡＮ内のＷｅｂサーバーに生体情報が蓄積され、必要に応じてインターネット及び携帯電話網を介して遠隔の医師等にメールで通知し、メールに記載されたＵＲＬでＷｅｂサーバーの所定のページにアクセスして情報を閲覧する方法を提案している。しかしこの方法を採用する前提として、医療機器にＬＡＮインターフェースと所定のＷｅｂサーバーにデータを配信するソフトが必要になる。通常、医療機器にはＬＡＮインターフェースやソフトは搭載されておらず、本文献ではこれに関する詳細な説明の記述もないので、病院内にある既存の医療機器に本システムを適用することは難しい。

また特許文献３では、複数の医療機器のモニタ信号用入力端子を複数備え、これを１個の出力端子にまとめる端子装置を使い、この端子集約装置および病院内ＬＡＮを介して遠隔のナースステーションのモニタ装置に送信する方法を提案している。しかしながら、本文献では複数のモニタ信号を１つに多重化する手段として時分割としか記載されておらず、実現手段の詳細が説明されていない。また、端子集約装置とモニタ装置は専用の装置であり、本システムを導入する場合、設備投資費用が汎用の機器を購入する場合と比べて高価になるという難点がある。

更に特許文献４では、ナースセンタや医局に配備された通信装置と病室等に配備された通信端末から構成され、医療機器に通信端末を接続し、医療機器の生体情報が通信端末から通信路を経由して通信装置に送信することにより、ナースセンタや医局でモニタできる方法を提案している。しかし特許文献１と同様に、通信装置と通信端末は専用装置で構成され、これらと装置はＣＰＵを搭載したコンピュータ機器であり、複数の医療機器からの生体情報やアラーム情報を瞬時に医局やナースセンタに送信する場合、リアルタイム性に難がある。また患者一人に対し装置が１台必要になるため、病院内の入院患者を対象にするには、設備導入時に非常にコストがかかる点も同様である。

発明が解決するための手段

上記課題を解決するため、本発明は、医療機器に接続して生体情報や稼動情報を収集する通信端末に半導体を採用し、通信端末が収集するデータの種類や測定間隔を遠隔から制御する管理機器に市販のサーバー機を使い、汎用のデータベース管理ソフトとネットワーク管理ソフトで構成されるシステムを提案する。

先ず請求項１には、本システムを構成する要件を記載している。すなわち、本発明はエージェント指向により医療機器を遠隔から監視・管理・制御するシステムであって、医療機器の生体情報、稼動情報、モニタ信号を入力データとし、医療機器の制御データを出力データとして送受信する機能と、無線あるいは有線を介し前記データの処理を定義したプログラムとマネージャから設定された環境設定条件に従い、経路情報で指定された外部と通信する通信機能と、前記機能を使用して独自に判断し処理する自律処理機能、およびマネージャからの要求に応じて処理する目的処理機能を備えるエージェントと、無線あるいは有線通信を介し、複数の前記エージェントを遠隔から監視・管理・制御を行う機能と、複数の前記エージェントから医療機器に関するデータを収集する機能、および前記収集したデータをデータベース化して記録・検索・管理する機能を備えるマネージャと、から構成される事を特徴とする。

次に請求項２では、システムの構成要素であるエージェントの要件について記載している。すなわちエージェントは、医療機器と無線あるいは有線でデータを送受信する機能と、前記プログラム、処理条件および外部と通信する際に必要な経路情報を記録・保持するメモリ機能と、前記プログラム、処理条件および経路情報を使用して前記データを処理するプロセッサ機能と、医療機器からの各種データをＩＰパケットに加工する機能と、前記マネージャと無線あるいは有線で通信を行う通信機能と、マネージャと通信を始める場合、相互に認証を行う認証機能と、前記認証が完了後、マネージャとはデータを暗号化して通信するための暗号処理機能および前記マネージャからの要求を医療機器の制御用データに変換する機能を備える事を特徴とする。

請求項３では、無線通信におけるエージェントの通信モードに関して、無線基地局との通信を行うインフラモードでの要件について記載している。すなわちエージェントは、無線基地局に接続できる場合あるいはあらかじめマネージャからインフラモードを設定された場合、自律的に無線基地局と接続を行いマネージャとのセッションを確立し、相互に認証を行う機能と、認証が完了後に医療機器から受信した生体情報、稼動情報およびモニタ信号からなるデータをマネージャに送信する機能を備える事を特徴とする。

次に請求項４では、無線通信におけるエージェントの通信モードに関して、アドホックネットワークで通信を行うアドホックモードでの要件について記載している。すなわちエージェントは、無線基地局との接続ができない場合あるいはあらかじめマネージャからアドホックモードを設定された場合、他の複数のエージェントとアドホックネットワークを形成して経路情報を交換し、少なくとも２以上の経路を探索し、探索結果を前記メモリ機能に記録・更新する機能と、前記探索結果を含む経路情報に基づいて次ホップのエージェントあるいはマネージャとの通信接続状態を確認する機能と、前記通信接続状態をチェックし必要に応じて経路情報を再探索する機能と、少なくとも２以上の経路情報の中から最適な経路を自律的に選択し、データをエージェントあるいはマネージャに送信する機能を備える事を特徴とする。

請求項５では、無線通信におけるエージェントの通信モードに関して、自身が基地局として動作するモードでの要件について記載している。すなわちエージェントは、基地局として動作するモードを前記マネージャから設定された場合、有線ネットワーク上の中継機器と経路情報を交換し、マネージャへの最適経路を示す次ホップの経路情報としてメモリ機能に記録する機能と、他のエージェントとアドホックネットワークを形成して経路情報を交換し、探索結果を前記メモリ機能に記録・更新する機能と、アドホックネットワーク上の他のエージェントと通信したデータを、前記経路情報に基づいて次ホップの有線ネットワーク上の中継機器に送信する機能を備える事を特徴とする。

請求項６では、医療機器からの生体情報の値が閾値を超えた場合あるいはアラーム等のモニタ信号を受信した場合、エージェントの動作要件を規定している。すなわち、前記エージェントは、医療機器からのデータの値があらかじめ設定された閾値を超えた場合あるいは医療機器からのモニタ信号を受信した場合、ＩＰパケットでマネージャに医療機器の状態を通知する機能と、必要に応じて上記通知と同時に医療機器の生体情報、稼動情報をマネージャに送信する機能を備える事を特徴とする。

請求項７では、エージェントとマネージャ間の動作を規定している。すなわちエージェントは、マネージャからの各種要求に対して前記メモリ機能に要求の内容を変更・更新・記録し、要求に従い医療機器からのデータを編集・加工してマネージャに送信する機能を備える事を特徴とする。

次に請求項８では、システムの構成要素であるマネージャについて要件を記載している。すなわちマネージャは、前記エージェントから送信された閾値を超えた旨の通知あるいはモニタ信号を受信して画面上に表示する機能と、エージェントを介して、医療機器の生体情報の種類や内容の選択および送信の有無、あるいはモニタ信号の種類選択、動作制御を行う機能と、前記データベースに記録された任意の医療機器の生体情報、稼動情報およびモニタ信号の情報を検索し閲覧する事ができる機能を備える事を特徴とする。

請求項９はマネージャ以外のコンピュータ機器あるいは携帯端末から、認証を経てマネージャに蓄積されたデータを検索・閲覧できる機能を記載している。すなわちマネージャは、エージェント以外の通信機器あるいはコンピュータ機器から自身のデータベースにアクセス要求がある場合、認証データを要求してアクセス認証を行う機能と、必要に応じて前記通信機器あるいはコンピュータ機器を操作するユーザー認証を行う機能と、前記アクセス認証あるいはユーザー認証終了後に前記通信機器あるいはコンピュータ機器との通信を暗号化して行う機能と前記通信機器あるいはコンピュータ機器からの要求に応じて、任意の医療機器の情報を前記データベースから検索し抽出する機能と、前記抽出した情報を前記通信機器あるいはコンピュータ機器に送信する機能と、エージェントから送信された閾値を超えた旨の通知あるいはモニタ信号を受信した際、アクセス認証を完了した前記通信機器あるいはコンピュータ機器に情報を送信する機能を備える事を特徴とする。

発明の効果

本発明により上記課題が解決され、以下に示す効果が得られる。
先ず、エージェントの主要部分を半導体で構成する事で、データ及び通信処理が高速で遅延が少なく、信頼性も高く低消費電力で、さらに量産化により低価格化が実現できるという半導体の特性がシステムに反映される。これによりシステムの信頼性が高まり、データ処理と通信処理の高速性が実現される。また、病院内に多数設置された医療機器にエージェントを接続しても、単価を低く抑える事ができるため、システム全体の価格を低く抑える事ができる。更に、非常時等でバッテリー駆動になった場合にも、低消費電力なため医療機器本体の動作への影響を低く抑えることができ、バッテリー異常等のモニタ信号発信も安定して動作させる事ができる。

次に、本システムはエージェント指向アーキテクチャを採用しており、主にネットワーク管理で広く普及し、システムの安定性が実証されている汎用ネットワーク管理ソフトが適用できることから、高い安定性と信頼性が要求される医療機器の監視・管理システムには最適である。また、汎用ソフトを利用できるため、システムの構築費用が低く抑える事ができる。また本システムは個人の生体情報を扱う事を考慮し、マネージャを操作する医療関係者を認証する手段、エージェントとマネージャ間の機器認証手段を採用し、エージェントとマネージャ間の通信は暗号化処理を行うことにより、セキュリティ面でも高い安全性を考慮している。

また、特定小電力無線を使用した医用テレメトリング装置およびシステムは、既にベッドサイドモニタあるいは生体情報モニタで実用化されているが、特定小電力無線を使用しているため伝送帯域が低く、生体情報モニタの場合、心電図波形と呼吸波形を送信できるだけで、それ以外のＳｐＯ２値、血圧、体温、呼気酸素濃度等のデータは送信できない。本システムでは広帯域の無線ＬＡＮや携帯電話網を使用しており、生体情報モニタが測定した生体情報を全て送信する事ができ、更に機器の稼動情報も送信する事が出来る。

このように医師、看護師あるいは臨床工学技師等の医療関係者は、遠隔から患者の生体情報や医療機器の稼動情報およびモニタ信号の各種情報を収集して監視・管理・制御する事ができるので、患者へのきめ細かにかつ効率的な監視が可能になる。例えば医療機器のアラーム信号が発信された場合、担当の医師や看護師等が医局、ナースセンタ等の離れた場所にいても、モニタ装置にアラームが音と共に表示され、患者の状態と位置が特定されるので直ぐに対応する事ができる。また、アラームは担当者に通知され不要になれば、モニタ端末からマネージャに要求し、依頼を受けたマネージャがエージェント経由で制御して止める事が出来るので、重大な事故原因になりかねないアラーム動作をオフにしておくといった危険な設定もなくす事ができる。

更に、生体情報モニタ等の医療機器の生体情報が異常な値を示した場合、本発明ではリアルタイム性に優れた半導体をエージェントに搭載しているので、異常な値をトリガーにして他の生体情報の値も全て同時に収集する事ができ、医師、看護師等の医療従事者が、異常が生じた際の患者の状態を的確に把握する上で非常に有効である。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は請求の範囲にかかる発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明されている特長の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１に、本発明の実施形態に係る医療機器管理システム１の基本構成例を示す。医療機器管理システム１は図に示したように生体情報モニタ１３、輸液ポンプ１４、人工呼吸器１５、人工透析器等の医療機器７と、医療機器７の通信端子に接続されたエージェント１１およびマネージャ１０の３つの要素から構成される。

生体情報モニタ１３はベッドサイドモニタとも呼ばれ、患者の胸に電極を張り、心電図（ＥＣＧ）、呼吸曲線、血圧、動脈血酸素濃度（ＳｐＯ２）、心拍、体温、吸気／呼気酸素濃度等の生体情報を測定するもので、ＩＣＵ／ＣＣＵ２０や一般病棟１９において患者一人に１台あるいは数人に１台が配置されている。最近市販されている機器の場合、特定小電力無線でナースセンタ２３のセンタモニタに心電図波形と呼吸曲線を送信する方法、汎用シリアル通信でパソコン等と結びＬＡＮ８に接続する方法、および専用ネットワークカードを機器のスロットに挿入して病院内ＬＡＮ８に接続する方法がある。

本システムでは、生体情報モニタ１３とエージェント１１を汎用シリアル通信３１で結び有線／無線ネットワーク８に接続する手段、あるいはエージェント１１が内蔵された専用ネットワークカードを生体情報モニタ１３の専用スロットに挿入する手段で、有線／無線ネットワーク８に接続することができる。図１の場合は、生体情報モニタ１３にエージェント１１が内蔵されたネットワークカードを挿入して、無線ネットワーク（無線ＬＡＮ等）６に接続している例を示している。

市販されている輸液ポンプ１４には、ナースコール用端子または汎用シリアル通信用の端子が装備されている。この場合は、エージェント１１に実装されているエージェントＡＳＩＣ３０のＤＩＯ４１あるいはＵＡＲＴ４２を介してナースコール用端子やシリアル端子に接続する事ができるので、市販の輸液ポンプ１４も簡単に無線／有線ネットワーク８に接続する事ができる。図１では、輸液ポンプ１４にエージェント１１をシリアル回線等で接続して無線ネットワーク６化している例を示している。

ＩＣＵ／ＣＣＵ２０等に設置された人工呼吸器１５に関しても、ネットワーク接続用のＩ／Ｆまたは汎用シリアル通信用の端子が装備されている。図１の例では、人工呼吸器１５の汎用シリアル回線経由でエージェント１１と接続することで、無線ネットワーク６に接続することができる。

一般病棟１９の様に、多くの患者に生体情報モニタ１３や輸液ポンプ１４等が接続されている場合、有線ＬＡＮだと配線が多くなり、更に頻繁に移動させるため、病室内が配線で煩雑になる。一方、無線でネットワーク接続が可能になれば、上記の問題も無くなり取り扱いが非常に簡便になる。本システムでは、ＩＣＵ・ＣＣＵ２０、検査室２１、個室あるいは比較的少人数の病室では、無線基地局１６と生体情報モニタ１３や輸液ポンプ１４等の医療機器７を無線で接続し、比較的大きな病室１９や通路、ホール等では無線アドホックネットワーク６による無線接続を行う。

マネージャ１０は、病院のコンピュータ室あるいはシステム室等に設置され、データベース装置１２と併設される。マネージャ１０は、生体情報モニタ１３や輸液ポンプ１４等の医療機器７に接続されたエージェント１１と双方向通信を行い、エージェント１１の管理・監視・制御を行う事ができ、エージェント１１を介して医療機器７の制御を行う事も可能である。

具体的にはマネージャ１０からエージェント１１の環境条件設定を行う事で、医療機器７の収集する生体情報（心電図、呼吸波形、ＳｐＯ２値、心拍数、血圧等）の種類選択、収集間隔等の条件設定や医療機器の測定条件の設定、アラームの条件設定等を自由に設定・変更することができる。また、不要になったアラームをマネージャ１０から制御して停止することもできる。

本システムでは、マネージャの環境設定により、病院内の医局２２やナースセンタ２３のモニタ端末１７から医師や看護師等がマネージャ１０にアクセスする事ができるようになる。アクセス許可後にモニタ端末１６からマネージャ１０に要求を出すと、マネージャは要求内容をエージェント１１に送信することで、エージェント１１は医療機器７と通信を行い、生体情報や稼動情報およびアラーム等のモニタ信号をエージェント１１に送信し、エージェント１１はデータをＩＰパケット化して無線ネットワーク６および病院内ＬＡＮ８を介してマネージャ１０に送信する。

マネージャ１０はデータを受信するとデータベース１２に蓄積するので、医局２０やナースセンタ２１のモニタ端末１７からデータベースにアクセスしてデータ検索を行い、必要な情報見る事ができる。なお、マネージャ１０の環境設定により、ゲートウェイ１８を介して携帯電話あるいはＰＨＳ２８を所持した医師、看護師等の医療関係者にメール等でアラームの発生を通知することができる。

次に図２を使い本システムの拡張例を説明する。図１では病院内でのネットワークシステム例を示したが、インターネットや携帯電話網等を通じて、遠隔の病院や大学の医局あるいはナースセンタに設置されたモニタ端末１７に生体情報や稼動情報およびモニタ信号を配信・閲覧する事ができる。

例えば民間の病院２４等で離れた場所に複数の病院があり、専門医を両方の病院に配置できない場合、専門医の常駐する医局にモニタ端末を設置し、遠隔から患者の状態を監視する事ができれば、医療サービスの向上に寄与できる。そのような利用を想定したシステム構成例である。

次に図３はエージェント１１の機能ブロックと医療機器７とのＨ／Ｗ接続図で、エージェント１１はエージェントＡＳＩＣ３０、通信Ｉ／Ｆ３１、ＬＩＮＥ−Ｉ／Ｆ３２およびＥＥＰＲＯＭ３３から構成される。通信Ｉ／Ｆ３１は医療機器のアナログ端子７ａ、ナースコール等のデジタル端子７ｂあるいは汎用シリアル端子７ｃ等で、これらの端子を通じてエージェント１１から医療機器７の生体情報、稼動情報、モニタ信号あるいは医療機器７の計測条件の設定・変更、モニタ信号の制御をする事ができる。

マネージャ１０からエージェント１１の設定について説明すると、マネージャ１０は有線・無線ネットワーク８を介してエージェントＡＳＩＣ２５にアクセスし、エージェントＡＳＩＣ２５内部の環境設定を追加・変更・修正すると、その内容がＥＥＰＲＯＭ３３に記録・保持される。なお図３では、ＬＩＮＥ−Ｉ／Ｆ３２が有線・無線ネットワーク８用のＩ／Ｆで記載しているが、具体的にはＬＡＮや無線ＬＡＮあるいはブルートゥース等のＩ／Ｆでもよい。

図４は本システムの核となるエージェントＡＳＩＣ３０のＨ／Ｗブロックを示した図である。エージェントＡＳＩＣ３０は、インターネット等のＩＰネットワークで通信するためのプロトコルであるＴＣＰ／ＩＰ処理を高速に実行するＴＣＰ／ＩＰエンジン３４、ＩＰパケットを高速に暗号化／復号化する暗号化エンジン３５、上位アプリケーションや暗号処理を実行するＣＰＵ３６、データやアプリの記憶領域あるいは処理実行時のワークエリアであるＲＡＭ／ＲＯＭ３７、各種医療機器７のアナログ通信Ｉ／Ｆ７ａであるＳＰＩ−Ｉ／Ｆ４０、デジタル通信Ｉ／Ｆ７ｂであるＤＩＯ３７およびシリアル通信Ｉ／Ｆ７ｃであるＵＡＲＴ４２から構成される。

図５は、専用ネットワークカードによりネットワーク接続が可能な医療機器が既に市販されているので、専用ネットワークカードに搭載可能なエージェントＡＳＩＣ３０ｂのＨ／Ｗブロックを示した図である。図４と異なるのは、医療機器側のシステムバスとの通信Ｉ／Ｆ部３１を搭載している点である。これ以外は図４と同じである。これにより、医療機器のネットワークカード用スロットにエージェントＡＳＩＣ３０ｂが搭載されたネットワークカードを挿入することで、簡単にネットワーク接続ができる。

図４はエージェントＡＳＩＣ３０の機能ブロックを示した図である。一般的にエージェントの基本機能として自律性と目的指向性が挙げられるが、エージェントＡＳＩＣ３０にもこれらの機能が搭載されている。すなわち、自身の判断で各種イベントおよびタスクをその時の状況に応じて処理する自律処理機能（自律性）とマネージャ１３からの要求に応じて処理を実行する目的処理機能（目的指向性）がある。これらの処理は図の自律処理部・目的処理部５０が行い、更に通信処理４３、暗号処理４４、認証処理４５、プログラム処理４６、バッファ処理４７および信号処理４８の各機能も統括して管理・制御する。なお、各処理は同時並行処理が可能で、高いリアルタイム性を実現している。

外部との通信は、ＴＣＰ／ＩＰより上位のレイヤの処理を行う通信処理部４３、ＴＣＰ／ＩＰの処理をＨ／Ｗで高速に処理するＴＣＰ／ＩＰエンジン部３４および有線・無線ネットワーク用のフレームフォーマットにするＭＡＣ３８および物理Ｉ／ＦであるＰＨＹ３９を介して有線・無線ＬＡＮネットワーク８で行う。なお、ＭＡＣ３８とＰＨＹ３９を変更すればブルートゥースやＵＷＢ等の無線通信も可能である。

なお、医療機器７で計測された血圧、脈拍、心電図等の生体情報は個人情報なので、インターネット２７を介して遠隔の病院や大学の医局２２等に生体情報を送信する場合、セキュリティに十分配慮する必要がある。本システムでは、利用するユーザーの認証とモニタ端末１７の機器認証およびモニタ端末１７、マネージャ１０およびエージェント１１間の通信では暗号化を行い、高度なセキュリティを実現している。

先ず、モニタ端末１７のユーザー認証に関して、ユーザーがモニタ端末１７を利用する場合、指紋、虹彩、声紋等の生体認証用センサでユーザー認証を行い、モニタ端末１７の操作者が患者の個人情報を見る場合には、当該個人情報を閲覧することが許可された人間かどうかについてユーザー認証を行う。更にモニタ端末１７からマネージャ１０のデータベース１２にアクセスする場合、モニタ端末１７が予め登録された正規の端末かどうかを認証するために機器認証も行う。

また、モニタ端末１７から直接エージェント１１にアクセスして、医療機器７を勝手に操作して生体情報を見たりする事を防止するため、エージェント１１はマネージャ１０も含めてアクセスしてきた端末１７に対して機器認証を行う。これらの処理を行うのが、図の認証処理部４５および認証で使用するハッシュアルゴリズムや暗号アルゴリズム等を高速に実行する認証・暗号エンジン部３５である。

次に認証を終えたエージェント１１、マネージャ１０およびモニタ端末１７は、データを暗号化して送受信を行なう。暗号化処理はＤＥＳ、トリプルＤＥＳ等に代表される共通鍵方式およびＲＳＡに代表される公開鍵方式の両方に対応可能で、各種暗号アルゴリズムを高速に処理する認証・暗号エンジン３５および暗号処理部４４で暗号化・復号化処理を行なう。

医療機器７の生体情報や稼動情報に対応してエージェント１１で実行する各種処理を予め定義しておく場合には、プログラムを作成してＲＡＭ／ＲＯＭ３７に記録・保持し、生体情報等のデータを測定した際にプログラム処理部４６でプログラムを実行する。例えば血圧の値が設定した閾値を超えた場合には、血圧の他にも脈拍や心拍あるいは動脈血酸素飽和度、体温等を測定して医療関係者に通知し、更に遠隔の医局２２、ナースセンタ２３等にデータを送信するといった処理が可能になる。

バッファ処理部４７は、通信処理や医療機器からの各種データを暗号化処理する際での処理速度の違いや処理のタイミングを補うために、各種データを一時保存しておく処理等を行う。信号処理部４８は血圧、脈拍、心電等の生体情報や医療機器７の稼動情報をＳＰＩ３６経由でデータを取り込む処理等を行う。

次に図５を使いマネージャ１０のソフト構成と機能について説明する。マネージャ１０はサーバー機に本システム用のソフトをインストールすることで本システムのマネージャとして機能する。ソフトは汎用ＯＳ５１、モニタ端末１７を認証し端末１７とマネージャ１０間の通信を暗号化する認証・暗号処理ソフト５２、汎用ネットワーク管理ソフト５３、汎用リレーショナルデータベース５４、および医療機器管理ソフト５５および情報データベース１２から構成される。

このうちインストールするソフトは、上記から汎用ＯＳ５１を除いたもの全てになる。但し、ネットワーク管理ソフト５３とリレーショナルデータベース５４は市販の汎用ソフトを使用するので、既に市販ソフトを使用している場合には、新規に購入する必要がないので導入コストは低く抑えられる。

マネージャソフトの機能は、医療機器管理ソフト５５が汎用ネットワーク管理ソフト５３の機能を使い、エージェント１１が収集した医療機器７の生体情報や稼動情報等の配信を受け、受信したデータを汎用リレーショナルデータベースソフト５４の機能で情報データベース１２に蓄積・記録する。なお、収集したデータは、アクセス許可したモニタ端末１７が検索してみることが出来る機能を提供する。また、モニタ端末１７に閾値を超えた生体情報や稼動情報を配信する機能も備える。

次に、医局２２の医師やナースセンタ２３の看護師等の医療関係者が、モニタ端末１７を使いマネージャ１０にアクセスし、医療機器７から収集する生体情報の項目を追加・変更する場合、あるいはエージェント１１が医療機器７から生体情報、稼動情報等を収集してマネージャ１０に送信し、マネージャ１０のデータベース１２に蓄積された生体情報や機器の稼動情報を検索・閲覧する場合に関してのシステム動作フローを図８に示す。

医療関係者は先ず、モニタ端末１７に装備された指紋等の生体認証センサで、予め登録された正規のユーザーかどうかの認証を行う（Ｓ１）。予め登録された正規のユーザーと判断されれば（Ｓ２）、モニタ端末１７からマネージャ１０にアクセスを行なう。

次にモニタ端末１７とマネージャ１０間で相互に機器認証（Ｓ３）を行う。例えばネットワーク環境で広く普及しているＩＰｓｅｃの機能を使ってもよい。機器認証が成功すれば（Ｓ４）、暗号化通信のセッションを確立（Ｓ５）し、マネージャ１０と通信を開始する。

なお、ユーザー認証（Ｓ２）が成功しない場合、認証エラー処理（Ｓ４２）に移行する。具体的には再度生体認証を試行し、数回試行しても成功しない場合に、その旨を表示し終了処理を行う。同様に、モニタ端末１７とマネージャ１０間で機器認証が成功しない場合（Ｓ４）は、機器認証エラー処理（Ｓ４３）に移行する。具体的にはモニタ端末１７の画面に機器認証の失敗を表示して終了する。

機器認証が成功（Ｓ４）すれば、モニタ端末１７とマネージャ１０間でセンションが確立（Ｓ５、Ｓ１６）し、暗号化通信を開始（Ｓ６、Ｓ１７）する。医療関係者はモニタ端末１７からマネージャ１０上の医療機器管理ソフト５５を使い、追加・変更したい生体情報あるいは稼動情報を入力する。

医療機器管理ソフト５５は入力されたデータに関して、モニタ１７からのリクエストの内容が新規項目かどうか判定（Ｓ１９）し、新規項目の場合には、医療機器管理ソフト５５はネットワーク管理ソフト５３を使い、エージェント１１にアクセスするため相互器認証を開始（Ｓ２０、Ｓ３３）する。認証が成功（Ｓ２１、Ｓ３４）するとマネージャ１０とエージェント１１間で暗号通信を開始（Ｓ２２、Ｓ３５）し、ネットワーク管理ソフト５３はデータを送信（Ｓ２３）してエージェント１１のＲＡＭ／ＲＯＭ３７に記録された該当する設定箇所を変更・修正（Ｓ３６）する。

エージェント１１は自身の設定が変更されると医療機器７と通信（Ｓ３７）し、医療機器７の当該生体情報あるいは稼動情報の内容を変更してエージェント１１に送信する。エージェント１１は医療機器７の情報を取得する（Ｓ３８）と、当該情報をマネージャ１０に送信（Ｓ３８）して暗号通信を終了（Ｓ４０）し、マネージャ１０との通信の待機モード（Ｓ４１）に入る。

マネージャ１０はエージェント１１から受信（Ｓ２４）した生体情報あるいは稼動情報を自身の情報データベース１２に記録・蓄積（Ｓ２５）する。マネージャ１０の医療機器管理ソフト５５は、リクエストしたデータが自身の情報データベース１２に記録・蓄積されると、モニタ端末にその旨を通知（Ｓ２７）する。モニタ端末１７は通知を受信する（Ｓ８）と、汎用データベースソフト５４を使い、データベースを検索（Ｓ９、Ｓ２８）し、検索した結果をモニタ端末１７に送信（Ｓ２９）する。

マネージャ１０は検索結果をモニタ端末１７に送信（Ｓ２９）すると、暗号通信を終了（Ｓ３０）し、モニタ端末１７とのセッションを終了（Ｓ３１）する。また、モニタ端末１７も検索結果を受信（Ｓ１０）すると、マネージャ１０とモニタ端末１７間の暗号通信を終了（Ｓ１１）し、続けてセッションの終了（Ｓ１２）を行い、検索結果をモニタ上１７に表示（Ｓ１３）する。

本発明の医療機器管理システムの基本構成例を示す図である。 医療機器管理システムの拡張した構成例を示す図である。 センサとエージェントの接続構成例を示す図である。 エージェントＡＳＩＣのＨ／Ｗブロックを示す図である。 ネットワークカード対応のエージェントＡＳＩＣブロック図である。 エージェントＡＳＩＣの機能構成を示す図である。 マネージャのソフト構成を示す図である。 システム全体の動作フローの一例を示す図である。

符号の説明

１ 医療機器管理システム
２ エージェントと医療機器の接続図
３ エージェントＡＳＩＣブロック図
４ ネットワークカード対応のエージェントＡＳＩＣブロック図
５ エージェントＡＳＩＣの機能構成図
６ 無線ネットワーク
７ 医療機器
８ 有線／無線ネットワーク
９ ベッド
１０ マネージャ
１１ エージェント
１２ 情報データベース
１３ 生体情報モニタ
１４ 輸液ポンプ
１５ 人工呼吸器
１６ 無線基地局
１７ モニタ端末
１８ 音声ゲートウェイ
１９ 一般病棟
２０ ＩＣＵ・ＣＣＵ
２１ 病室
２２ 医局
２３ ナースセンタ
２４ 病院
２５ ルータ
２６ 大学病院・医局
２７ ＩＰネットワーク
２８ 携帯電話・ＰＨＳ
３０ ＡｇｅｎｔＡＳＩＣ
３０ｂ システムバスＩ／Ｆ対応ＡｇｅｎｔＡＳＩＣ
３１ 通信インターフェース
３２ ＬＩＮＥ−Ｉ／Ｆ
３３ ＥＥＰＲＯＭ
３４ ＴＣＰ／ＩＰエンジン
３５ 暗号・認証エンジン
３６ ＣＰＵ
３７ ＲＡＭ／ＲＯＭ
３８ ＭＡＣ
３９ ＰＨＹ
４０ ＳＰＩ−Ｉ／Ｆ
４１ ＤＩＯ
４２ ＵＡＲＴ
４３ 通信処理部
４４ 暗号処理部
４５ 認証処理部
４６ プログラム処理部
４７ バッファ処理部
４８ 信号処理部
５０ 自律処理部・目的処理部
５１ ＯＳ
５２ 認証および暗号処理ソフト
５３ 汎用ネットワーク管理ソフト
５４ 汎用データベースソフト
５５ 医療機器管理ソフト

Claims (9)

1. エージェント指向により医療機器を遠隔から監視・管理・制御するシステムであって、
   医療機器の生体情報、稼動情報、モニタ信号を入力データ、医療機器の制御データを出力データとして送受信する機能と、
   無線あるいは有線を介し前記データの処理を定義したプログラムとマネージャから設定された環境設定条件に従い、経路情報で指定された外部と通信する通信機能と、
   前記機能を使用して独自に判断し処理する自律処理機能と、
   およびマネージャからの要求に応じて処理する目的処理機能と、
   を備えるエージェントと、
   無線あるいは有線通信を介し、複数の前記エージェントを遠隔から監視・管理・制御を行う機能と、
   複数の前記エージェントから医療機器に関するデータを収集する機能と、
   および前記収集したデータをデータベース化して記録・検索・管理する機能と、
   を備えるマネージャと、
   から構成される事を特徴とする医療機器管理システム。
2. 前記エージェントは、
   医療機器と無線あるいは有線でデータを送受信する機能と、
   前記プログラム、処理条件および外部と通信する際に必要な経路情報を記録・保持するメモリ機能と、
   前記プログラム、処理条件および経路情報を使用して前記データを処理するプロセッサ機能と、
   医療機器からの各種データをＩＰパケットに加工する機能と、
   前記マネージャと無線あるいは有線で通信を行う通信機能と、
   マネージャと通信を始める場合、相互に認証を行う認証機能と、
   前記認証が完了後、マネージャとはデータを暗号化して通信するための暗号処理機能と、
   および前記マネージャからの要求を医療機器の制御用データに変換する機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１に記載の医療機器管理システム。
3. 前記エージェントは、
   無線基地局に接続できる場合あるいはあらかじめマネージャからインフラモードを設定された場合、自律的に無線基地局と接続を行いマネージャとのセッションを確立し、相互に認証を行う機能と、
   認証が完了後に医療機器から受信した生体情報、稼動情報およびモニタ信号からなるデータをマネージャに送信する機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１および２に記載の医療機器管理システム。
4. 前記エージェントは、
   無線基地局との接続ができない場合あるいはあらかじめマネージャからアドホックモードを設定された場合、他の複数のエージェントとアドホックネットワークを形成して経路情報を交換し、少なくとも２以上の経路を探索し、探索結果を前記メモリ機能に記録・更新する機能と、
   前記探索結果を含む経路情報に基づいて次ホップのエージェントあるいはマネージャとの通信接続状態を確認する機能と、
   前記通信接続状態をチェックし必要に応じて経路情報を再探索する機能と、
   少なくとも２以上の経路情報の中から最適な経路を自律的に選択し、データをエージェントあるいはマネージャに送信する機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の医療機器管理システム。
5. 前記エージェントは、
   基地局として動作するモードを前記マネージャから設定された場合、有線ネットワーク上の中継機器と経路情報を交換し、マネージャへの最適経路を示す次ホップの経路情報としてメモリ機能に記録する機能と、
   他のエージェントとアドホックネットワークを形成して経路情報を交換し、探索結果を前記メモリ機能に記録・更新する機能と、
   アドホックネットワーク上の他のエージェントと通信したデータを、前記経路情報に基づいて次ホップの有線ネットワーク上の中継機器に送信する機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の医療機器管理システム。
6. 前記エージェントは、
   医療機器からのデータの値があらかじめ設定された閾値を超えた場合あるいは医療機器からのモニタ信号を受信した場合、ＩＰパケットでマネージャに医療機器の状態を通知する機能と、
   必要に応じて上記通知と同時に医療機器の生体情報、稼動情報をマネージャに送信する機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の医療機器管理システム。
7. 前記エージェントは、
   マネージャからの各種要求に対して、前記メモリ機能に要求の内容を変更・更新・記録し、要求に従い医療機器からのデータを編集・加工してマネージャに送信する機能、
   を備える事を特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の医療機器管理システム。
8. 前記マネージャは、
   前記エージェントから送信された閾値を超えた旨の通知あるいはモニタ信号を受信して画面上に表示する機能と、
   前記エージェントを介して、医療機器の生体情報の種類や内容の選択および送信の有無、あるいはモニタ信号の種類選択、動作制御を行う機能と、
   前記データベースに記録された任意の医療機器の生体情報、稼動情報およびモニタ信号の情報を検索し閲覧する事ができる機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の医療機器管理システム。
9. 前記マネージャは、
   エージェント以外の通信機器あるいはコンピュータ機器から自身のデータベースにアクセス要求がある場合、認証データを要求してアクセス認証を行う機能と、
   必要に応じて前記通信機器あるいはコンピュータ機器を操作するユーザー認証を行う機能と、
   前記アクセス認証あるいはユーザー認証終了後に前記通信機器あるいはコンピュータ機器との通信を暗号化して行う機能と
   前記通信機器あるいはコンピュータ機器からの要求に応じて、任意の医療機器の情報を前記データベースから検索し抽出する機能と、
   前記抽出した情報を前記通信機器あるいはコンピュータ機器に送信する機能と、
   前記エージェントから送信された閾値を超えた旨の通知あるいはモニタ信号を受信した際、アクセス認証を完了した前記通信機器あるいはコンピュータ機器に情報を送信する機能と、
   を備える事を特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の医療機器管理システム。

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