JP4627344B2 - 双方向通信を備えた患者監視システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は患者監視システムに関し、特に、患者が病院設備のケアユニットを通って移動できるようにする患者監視システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
患者を病院設備のケアユニットを通して移動させるほとんどの患者監視システムは、テレメトリ・ベースの通信スキームを使用している。そのもっとも一般的な形態では、患者は共通のＥＣＧ（心電図）電極を使用して患者に装着されたテレメトリ送信器を身につける。テレメトリ送信器はＥＣＧ信号を得、そのＥＣＧ信号に公称量のフィルタリング処理を行い、一般的にはケアユニットの天井にあるアンテナ・アレーへＥＣＧ信号を送信する。ＥＣＧ信号は、アンテナ・アレーを介してテレメトリ受信器に伝わり、テレメトリ受信器は中央局に接続され、そこでケアユニットに配属されている臨床医が観察して評価するために、ＥＣＧ情報を分析し、表示する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、状況から患者に問題があると分かった場合、ケアユニット内の患者の位置をすぐに突き止めることが望ましい場合がある。また、中央局からテレメトリ送信器へデータを送り戻せることが望ましい場合もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、臨床医がテレメトリ送信器の位置を決定できるようにし、また、臨床医が中央局からテレメトリ送信器へデータを送信できるテレメトリ・ベースの患者監視システムを提供する。
【０００５】
さらに詳しくは、本発明は携帯テレメトリ送信器を含む。テレメトリ送信器は患者から生理的信号を受信し、これらの信号をアンテナ・アレーに送信するために患者に接続されている。テレメトリ送信器はＲＦ受信器を含む。
【０００６】
本発明はまた、生理的信号を分析し表示するための中央局を含む患者監視システムを提供する。患者監視システムはさらに、中央局に接続された受信器サブシステムと、受信器サブシステムに接続されたアンテナ・アレーとを含む。アンテナ・アレーは、各々がＲＦ増幅器と制御する回路とに接続された複数のアンテナを含む。各アンテナはまた、それに接続されている送信器を有する。本発明の一形態では、各アンテナはプリント回路板を含み、送信器はアンテナ回路、つまりＲＦ増幅器と制御回路を備えるプリント回路板に装着されている。本発明の別の形態では、送信器は、患者監視システムを「改造する」ために、システムがすでにケア設備に取りつけられた後でもアンテナに接続できるような、分離した構成要素とされている。
【０００７】
各アンテナは個別のアドレスを与えられ、与えられたアドレスは中央局中にプログラムされている。アンテナはアンテナ送信器を使用して、低電力ビーコンとしてアドレスを送信する。ビーコンがテレメトリ送信器によって受信された時、テレメトリ送信器は生理的データをアドレスと組み合わせ、組み合わされたデータ信号をアンテナ・アレーを介して受信器サブシステムに送信する。データは受信器サブシステムから中央局に送信され、臨床医の必要に応じて処理され表示される。
【０００８】
受信器サブシステムはまた、中央局から各アンテナに関連した送信器への通信をも可能にする。もっとも一般には、データは音声通信の形態であり、テレメトリ送信器へ送信され、通信が患者またはその患者を看護する臨床医が聞くことができるように、送信器からスピーカに出力される。
【０００９】
本発明のさらに別の形態では、各テレメトリ送信器は、音声データを受信し中央局に送り戻すマイクロフォンを含む。
【００１０】
本発明の主な利点は、音声データと生理学上のデータの両方を完全に双方向通信できるようにし、また臨床医がテレメトリ送信器の位置を正確に検出することができる、テレメトリ・ベースの患者監視システムを提供することである。
【００１１】
本発明の別の利点は、アンテナ・アレー内の各アンテナに送信器を備えた既存のテレメトリ・ベースの患者監視システムを改造する方法を提供できることである。それによって、音声データと生理学上のデータの両方を完全に双方向通信とすることができ、また臨床医がテレメトリ送信器の位置を正確に決定することを可能にする。
【００１２】
本発明の他の機能と利点は、特許請求の範囲と以下の詳細な説明、および図面で記述される。
【００１３】
本発明の一実施例を詳細に説明する前に、本発明はその用途が以下の説明または図面に示された構成要素の構造と配置の詳細に限定されないことを理解されたい。本発明は他の実施形態も可能であり、種々の方法で実行することが可能である。また、ここに使用された言い回しや専門用語は説明のためのものであり、限定的なものと見なすべきではないことを理解されたい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図面の図１に、本発明を実施しているテレメトリ・ベースの患者監視システム１０の構成図を示す。当技術分野で一般に知られているように、患者監視システム１０は中央局１４を含む。中央局１４は一般的にＣＰＵすなわち中央処理装置１８を有する。中央処理装置のもっとも一般的な形式はコンピュータである。中央局１４はまた、ＣＰＵ１８に接続されたディスプレイまたは表示ユニット２２を含む。ディスプレイ２２は一般的には患者の波形やその他のデータを示す。
【００１５】
中央局１４は、臨床医がＣＰＵ１８と対話するための種々の手段を含む。図面に示すようにこれらの手段は、患者に関する情報を入力するためのキーボード２６、ＣＰＵの動作を制御するマウス３０、音による警告、データまたはその他の情報を生成するスピーカ３４、音響情報を受信し、その情報を電子的な形でＣＰＵ１８へ送信するマイクロフォン３８を含む。
【００１６】
中央局１４は、受信器サブシステム４２に接続されている。受信器サブシステム４２は、中央局１４に接続された単一の入出力（Ｉ／Ｏ）ポート４６と複数のアンテナ５４に接続された一連のＩ／Ｏポート５０とを含む。アンテナ５４は、受信器サブシステム４２に接続されるアンテナ・アレーを形成するように、ケアユニットの周囲に間隔を開けて配置されている。アンテナ５４の数は特定の状況で変化するが、アンテナ５４はすべて同じであるので、従って、図１に示された単一のアンテナ５４のみについて説明する。
【００１７】
アンテナ５４は、無線周波数（ＲＦ）増幅器に結合された制御回路５８を含む。共通ＲＦアンテナ６２が制御回路とＲＦ増幅器５８に接続されている。着信した無線周波数信号はＲＦアンテナ６２によってピックアップされ、制御回路とＲＦ増幅器５８に送信され、ここで信号はフィルタリングされ、増幅されて、受信器サブシステム４２へ送信される。
【００１８】
アンテナ５４はまた、制御回路とＲＦ増幅器５８に接続されたアンテナ送信器回路６６を含む。アンテナ送信器回路６６は、低電力ＲＦ搬送波信号７０を生成する（図１では破線として表わされている）。図２は、アンテナ送信器回路６６の概念図を示す。図２に示されたようにアンテナ送信器回路は、反転バッファ７８と送信器８２を介してＲＦアンテナ７２に接続された、ＥＰＲＯＭベースの８ビットＣＭＯＳマイクロコントローラ６８（Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ．Ｐａｒｔ Ｎｏ．ＰＩＣ１６Ｃ６２Ｘ）を含む。任意の適切な送信器を使用することができるが、好ましい実施形態で使用されている送信器８２は、３０３．８２５メガヘルツのハイブリッド送信器である。（ＭｏｄｅｌＮｏ．ＨＸ１００６，ＲＦ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｓ Ｉｎｃ．製）。図２に示されたように、アンテナ送信器回路６６はまた、発振器８６、種々の支持回路、電力接続９０、共通接続９４を含んでおり、当業者であればこれらはすべてアンテナ送信器回路６６を動作させるために必要であることを理解するであろう。
【００１９】
再び図１を参照すると、テレメトリ・ベースの患者監視システム１０は、携帯テレメトリ・モニタ９８を含む。使用に際して、携帯テレメトリモニタ９８は、ＥＣＧリード線（図示せず）を介して、または、他の患者パラメータを測定する適切な患者接続を介して患者（図示せず）に接続されている。一度患者に接続されると、患者は望む通りまたは可能な範囲で自由にケアユニットを移動することができる。当技術分野で一般に知られているように、携帯テレメトリ・モニタ９８は、送信アンテナ１０６に接続された送信副回路１０２を含む。送信副回路１０２は、患者データと他のデータをアンテナ・アレーに送信するＲＦ搬送波信号１１０を生成する。（図１では破線として表わされている）。
【００２０】
携帯テレメトリ・モニタ９８はまた、受信アンテナ１１８に接続された受信器副回路１１４、スピーカ１２２、マイクロフォン１２６を含む。図３は、受信器副回路１１４の概念図をさらに詳細に示す。図３に示されたように、受信器副回路１１４は、アンテナ１１８に接続されたＲＦ受信器１３０を含む。任意の適切なＲＦ受信器を使用することができるが、好ましい実施形態で使用されているＲＦ受信器１３０は、３０３．８２５メガヘルツの増幅器シーケンス・ハイブリッド受信器である。（Ｍｏｄｅｌ Ｎｏ．ＲＸ１１２０，ＲＦ Ｍｏｎｏｌｉｔｈｉｃｓ Ｉｎｃ．製）。受信器副回路１１４はまた、支持回路、電力入力１３４、共通接続１３８を含んでおり、当業者であればこれらはすべて受信器副回路１１４を動作させるために必要であることを理解するであろう。受信器副回路１１４はまた、携帯テレメトリ・ユニットのマイクロプロセッサ（図示せず）に接続されたマイクロプロセッサ入力１４２も含む。マイクロプロセッサは、すべての生理的データと他の着信信号を受信し、これらを送信器副回路１０２へルーティングする役割を果たす。反転バッファ１４４はマイクロプロセッサ入力１４２とＲＦ受信器１３０の間に接続されている。
【００２１】
動作においては、アンテナ送信器回路６６は一般に、デフォルト・モードまたはビーコン・モードで機能する。このモードでは、アンテナ送信器回路６６は、８ビットのアドレスを生成し、その８ビットのアドレスを（低電力ＲＦ搬送波７０を介して）送信する。低電力ビーコン・モードでは搬送波７０は、ＲＦアンテナ６２から約３メートル〜３.６メートル（約１０フィート〜１２フィート）の範囲にある携帯テレメトリ・モニタ９８で受信できる。低電力ビーコン・モードの範囲は変化するが、その範囲が別のアンテナ送信器の低電力ビーコン・モード送信と重複しないように十分に限定されることが重要である。ＲＦアンテナ６２の位置は、設置時点で８ビットのアドレスを使用して中央局１４中にプログラム化されている。好ましい実施形態では、８ビットのアドレスは５００ミリ秒ごとに再送信され、アンテナ送信器の使用可能な放送時間全体の約５パーセントに相当する。アンテナ送信器の放送時間の残りの９５パーセントは、データ通信に使用できるように残されている。
【００２２】
携帯テレメトリ・モニタ９８内の受信器副回路１１４は、８ビット・シーケンスをピックアップし、８ビットのシーケンスを携帯テレメトリ・モニタ９８によって得られた患者の生理学上のデータに組み合わせる。次に携帯テレメトリ・モニタ９８内の送信器副回路１０２は、組み合わされた８ビットのアドレスと生理学上のデータ信号を、ＲＦ搬送波信号１１０を介してアンテナ・アレーへ放送で戻す。次に種々のアンテナ５４における信号は、受信器サブシステム４２に送信され、そこから中央局１４に送信されて処理され、その後表示される。
【００２３】
データ通信が望まれる場合、つまり臨床医が情報を中央局１４から携帯テレメトリ・モニタ９８へ送信したい場合、アンテナ送信器回路６６は通信モードに切り替わる。この動作モードで、ディジタル信号は中央局１４によって符号化され、アンテナ・アレー内のすべてのアンテナ５４へルーティングされ、ここでアンテナ送信器６６を介して携帯テレメトリ・モニタ９８内の受信器副回路１１４へ送信される。このデータ内に含まれる情報は、ディジタル音声通信データまたは、システム・コマンド・データである。データは各携帯テレメトリ・モニタ９８に一意的なヘッダ・アドレスと共に送信される。このようにして、情報の受信先として意図された携帯テレメトリ・モニタ９８だけがその情報を処理しそれに応答する。
【００２４】
本発明の種々の機能と利点は上記の特許請求の範囲に記述されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施した患者監視システムの構成図である。
【図２】アンテナ送信器サブシステムの構成図である。
【図３】携帯テレメトリ装置受信器サブシステムの構成図である。
【符号の説明】
１０ 患者監視システム
１４ 中央局
１８ ＣＰＵまたは中央処理装置
２２ ディスプレイまたは表示ユニット
２６ キーボード
３０ マウス
３４ スピーカ
３８ マイクロフォン
４２ 受信器サブシステム
４６ 入力／出力ポート
５０ 入力／出力ポート
５４ アンテナ
５８ 制御回路とＲＦ増幅器
６２ 共通ＲＦアンテナ

Claims (14)

1. 患者監視システムであって、
   患者から生理的データを受信するため患者に接続され、かつ送信副回路（１０２）と受信器副回路（１１４）を備える、動作可能な携帯テレメトリ・モニタ（９８）と、
   少なくとも１つのアンテナ（５４）と、
   前記アンテナ（５４）に接続されたシステム受信器（４２）と、を具備し、
   前記アンテナ（５４）は前記携帯テレメトリ・モニタ（９８）へ低電力でアンテナの個別アドレスを送信するように構成され、
   前記携帯テレメトリ・モニタ（９８）の前記受信器副回路（１１４）は、前記アンテナ（５４）により送信された前記アドレスを受信し、前記生理的データと前記アドレスを組み合わせるように構成され、前記送信副回路（１０２）は前記組み合わされたアドレスと前記生理的データを前記アンテナ（５４）に送信するように構成されることを特徴とするシステム。
2. 前記携帯テレメトリ・モニタ（９８）は前記送信副回路（１０２）をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の患者監視システム。
3. 患者データを分析し、表示するため、システム受信器（４２）に接続され中央局（１４）であって、少なくとも１つの前記アンテナは前記システム受信器（４２）に接続されたアンテナ・アレーと複数のアンテナを有し、各アンテナはそれぞれの送信器に接続されている、前記中央局をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の患者監視システム。
4. 前記システム受信器サブシステム（４２）に接続された中央局（１４）であって、前記システム受信器サブシステム（４２）は前記アンテナからのデータを前記中央局に送信し、前記中央局からのデータをアンテナ送信器に送信するように構成される、前記中央局をさらに備えることを特徴とする請求項１記載の患者監視システム。
5. 前記携帯テレメトリ・モニタ（９８）は、前記送信器に接続された、患者から前記中央局へ音声データの送信を可能にするマイクロフォン（１２６）と、前記受信器に接続された、前記中央局から患者へ音声データの送信を可能にするスピーカとを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の患者監視システム。
6. 前記送信器、あるいは各送信器は、前記それぞれのアンテナに対し一意的な位置符号を生成し、前記送信器から送信されたデータは前記位置符号と組み合わされて前記中央局へ送信されることを特徴とする請求項２または４に記載の患者監視システム。
7. 前記それぞれの送信器はテレメトリ送信器であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の患者監視システム。
8. 前記アンテナあるいは各アンテナは回路基板を有し、それぞれの前記送信器は前記回路基板上に装着されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の患者監視システム。
9. 前記アンテナ、あるいは各アンテナは、それぞれの前記送信器とは別の構成要素であることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の患者監視システム。
10. 患者監視システムを操作する方法であって、前記システムは、
    患者から生理的データを受信するため患者に接続され、かつ送信副回路（１０２）と受信器副回路（１１４）を備える携帯テレメトリ・モニタ（９８）と、
    少なくとも１つのアンテナ（５４）と、
    前記アンテナ（５４）に接続されたシステム受信器サブシステム（４２）と、を具備し、前記方法は、
    前記アンテナ（５４）は前記携帯テレメトリ・モニタ（９８）へ低電力でアンテナの個別アドレスを送信するステップと、
    前記携帯テレメトリ・モニタ（９８）の前記受信器副回路（１１４）が前記アンテナ（５４）によって送信された前記アドレスを受信して、前記アドレスと前記生理的データを組み合わせるステップと、
    組み合わされた前記アドレスと前記生理的データを前記送信副回路（１０２）が前記アンテナ（５４）に送信するステップと、から成ることを特徴とする方法。
11. 少なくとも１つの前記アンテナ（５４）は複数のアンテナのうちの１つであって、各アンテナ（５４）は各位置する方法であって、前記中央局（１４）内に前記アンテナの各位置をプログラミングするステップをさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. データを前記中央局（１４）から前記アンテナ・アレーに送信するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. データを前記中央局から前記アンテナ・アレーへ送信するステップは、各アンテナに一意的なヘッダ・アドレスを送信するステップを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. データは音声データであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。

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