JP4788884B2 - 医療用テレメータシステム及び医療用テレメータシステムの送受信方法 - Google Patents

Description

本発明は、生体より検出した心電、呼吸、血圧波等の測定信号を無線によってサーバーに伝送する医療用テレメータシステム及び医療用データ収集方法に関する。

病院等に設置される従来の医療用テレメータシステムを図３を用いて説明する。
図３は従来の医療用テレメータシステムの構成を示す図である。
図３において、１は病院内にいる患者に装着され生体より検出した心電、呼吸、脈波、血圧等の測定データ等を無線によって送信する子機（テレメータ）である。
２−１〜２−８は病院内に設置され前記子機１から無線で送信される測定信号等を受信するアンテナであり、３−１，３−２で示す第1の集合器で集合される。
第1の集合器３−１，３−２は、病院のフロア単位若しくは病棟単位に配置されている。
４は第２の集合器であって、フロア単位若しくは病棟単位に配置された第１の集合器３−１，３−２で集合された子機からの測定データ等を病院単位で集合する。
第２の集合器で集合された子機１からの測定データ等は、分配器５及び受信機６を介してサーバー７に伝送されて蓄積管理される。

図３において、第1の集合器３−１の近辺に信号成分：１とノイズ成分：４と示されているのは、１個の子機からの信号１に対して集合器３−１には４個のアンテナ２−１〜２−４からのノイズが集合されていることを示している。
また、第1の集合器３−２の近辺に信号成分：０とノイズ成分：４と示されているのは、子機からの信号がゼロであるのに対して集合器３−２には４個のアンテナ２−１〜２−４からのノイズが集合されていることを示している。
さらに、第２の集合器４の近辺に信号成分：１とノイズ成分：８と示されているのは、
第１の集合器３−１，３−２の出力が合計されて、 子機からの信号が１に対して集合器４には８個のアンテナ２−１〜２−８からのノイズが集合されていることを示してＳ／Ｎ比が良くない状態を示している。

なお、従来から測定値データあるいは外部計測データを無線送信するときに使用されるキャリア周波数を変更するために専用の外部コネクタを設ける必要がなく、また、他人に容易に変更されないようにした医用テレメータ装置として、以下のものが知られている。

外部医用計測器で計測された外部計測データを受信する入力手段を有し、生体を測定して得た生体測定信号と前記外部計測データを電波信号で送信する医用テレメータ装置において、前記生体測定信号と前記外部計測データとをキャリア周波数の前記電波信号に変換する電波信号発生手段を有するとともに、前記キャリア周波数を可変する周波数可変手段を有する送信手段と、前記入力手段を介して入力される周波数設定データを前記外部計測データとを識別情報によって区別して検出し、検出された周波数設定データを前記周波数可変手段に供給する検出手段とを含み、前記周波数可変手段は、前記検出手段で検出された前記周波数設定データに基づいて前記キャリア周波数を可変することを特徴とする医用テレメータ装置。（特許文献１参照）
特開平１１−５６７９１号公報（請求項２）

図３の従来の医療用テレメータシステムでは、子機から測定データを伝送するチャンネルが各子機毎に固定であったため、１つのテレメータシステムで利用可能なチャンネル数に、例えば日本においては４８０チャンネルの制限があり、それ以上の子機を１つのテレメータシステムで扱うことができなかった。
また、子機からの測定データ等を病院内のどのエリアのアンテナから受信したのかを判別することができず、子機の位置を特定することができなかった。
また、広いエリアにこのテレメータシステムを構築する場合に、多数のアンテナを配置する必要があり、それに伴なって集合器も複数段設置しなければならず、子機から伝送された測定データ等に重畳されるノイズが多くなって、受信機に届く信号のＳ／Ｎ比が良くなかった。

本発明の課題（目的）は、１つのテレメータシステムで利用可能な子機の数を増加させると共に、子機からの測定データ等を病院内のどのエリアのアンテナから受信したのかを判別して子機の位置を特定することができ、受信機に届く信号のＳ／Ｎ比を改善できる医療用テレメータシステムを提供することにある。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、サーバーにより管理される複数の子機の移動範囲を複数のエリアに分割して、前記子機から各エリアに応じたチャンネルで前記サーバーに生体情報の測定データ等を伝送する医療用テレメータシステムであって、前記サーバーには、各エリア毎のエリア名，子機のＩＤ及び空きチャンネルを管理するエリア管理手段を設け、前記各エリア毎に前記エリア管理手段の保有するデータを含む第１データ群をエリア内に存在する前記子機に対して医療用テレメータが使用可能な周波数帯以外の周波数帯で送信するエリア送信手段を設け、前記第１データ群を受信した子機は、前記第１データ群に基づく空きチャンネルを使用して前記測定データを含む第２データ群を当該エリアの受信機に医療用テレメータが使用可能な周波数帯で送信することを特徴とする。

また、前記第１データ群にはエリア名，認識している子機のＩＤ及び空きチャンネルを少なくとも含み、前記第２データ群には、エリア名，子機ＩＤ、使用するチャンネルの許可申請データ及び測定データを少なくとも含むことを特徴とする。（請求項２）
また、前記複数のエリアは、隣接するエリア間に重複する領域を含むと共に、隣接するエリア以外では前記子機からエリア受信機に第２のデータ群を送信するチャンネルとして同じチャンネルの使用を許可することを特徴とする。（請求項３）

また、前記課題を解決するために、請求項４に記載の発明では、サーバーから複数のエリアを構成する送信機を介して各エリア内に存在する子機に第１データ群を医療用テレメータが使用可能な周波数帯以外の周波数帯で送信するステップと、前記第１データ群を受信した子機は、該第１データ群に含まれる空きチャンネルを使用して生体情報の測定データを含む第２データ群を医療用テレメータが使用可能な周波数帯で前記サーバーに接続された受信機に送信するステップと、前記サーバーでは、受信した第２データ群に基づいて、個々の機器がどのエリアに存在し、現在どのチャンネルが空きチャンネルであるのかを把握するステップと、を循環して実行することを特徴とする。

また、前記第１データ群にはエリア名，認識している子機のＩＤ及び空きチャンネルを少なくとも含み、前記第２データ群には、エリア名，子機ＩＤ、使用するチャンネルの許可申請データ及び測定データを少なくとも含むことを特徴とする。（請求項５）

本発明によって、１つのテレメータシステムで利用可能な子機の数を増加させると共に、子機からの測定データ等を病院内のどのエリアのアンテナから受信したのかを判別して子機の位置を特定することができ、受信機に届く信号のＳ／Ｎ比を改善できる医療用テレメータシステムを実現できる。

病院等に設置される本発明の医療用テレメータシステムを図１を用いて説明する。
図１は本発明の医療用テレメータシステムの構成を示す図である。
図１において、１は病院内にいる患者に装着され生体より検出した心電、呼吸、脈波、血圧等の測定データ等を無線によって送信する子機（テレメータ）である。
２−１〜２−１２は病院内に設置され前記子機１から無線で送信される測定信号等を受信するアンテナであり、３−１〜３−３で示す第1の集合器で集合される。
第1の集合器３−１〜３−３は、病院のフロア単位若しくは病棟単位に配置されている。
第１の集合器で集合された子機１からの測定データ等は、分配器５−１〜５−３，受信機６−１〜６−３及び第１のサーバ７−１〜７−３を介して第２のサーバー７に伝送されて蓄積管理される。
なお、第１のサーバー７−１〜７−３はフロア単位若しくは病棟単位に配置されて子機からの測定データをフロア単位又は病棟単位に蓄積管理するものであるが、この第１のサーバー７−１〜７−３を省略して、直接第２のサーバー７に測定データを蓄積管理しても良い。

本発明の特徴は、複数の送信機８−１〜８−３及び送信用アンテナ９−１〜９−１２によって、互いに重なり合う領域を含む複数のエリア（Ａ〜Ｃ）を構成して、各エリアに設けられた送信機８−１〜８−３から送信用アンテナ９−１〜９−１２を介して第１データ群（データ１）を送信し、各エリアに存在する子機１からは前記受信した第１データ群（データ１）に基づいて第２データ群（データ２）を送信する点である。

・データ１は、サーバーから子機に送信される通信データであって、日本国内においては、医療用テレメータが使用可能な周波数帯を外れた、例えば２．４ＧＨｚ帯で送信され、以下のデータを含んでいる。
(a) アンテナがカバーしているエリア情報（エリア名）
(b) エリア内で認識している子機のＩＤ
(c) 空きチャンネル
・データ２は、子機からサーバに送信される通信データであって、例えば、日本国内においては、医療用テレメータが使用可能な周波数帯である４００MＨｚ帯で送信され、以下のデータを含んでいる。
(a) 認識しているエリア名
(b) 子機ＩＤ
(c) データ（使用するチャンネルの許可申請であるチャンネル使用要請コマンド，生体より検出した心電、呼吸、脈波、血圧等の測定データ等）

図１に示す如く、本発明の医療用テレメータシステムでは、第２のサーバー７から送信機８−１〜８−３及びアンテナ９−１〜９−１２を介して子機１にデータ１が送信され、子機１では受信したデータ１に基づいてデータ２をアンテナ２−１〜２−１２，集合器３−１〜３−３，分配機５−１〜５−３，受信機６−１〜６−３，第１のサーバー７−１〜７−３を介して第２のサーバー７にデータ２が循環して送信される。

次に、図１の本発明の医療用テレメータシステムの動作を図２のフローチャートを用いて説明する。
・サーバー７に接続された複数のエリアを構成する送信機８−１〜８−３は、アンテナ９−１〜９−１２を介して子機１に上記データ１に示す情報を送信する。（ステップＳ１）
・データ１を受信した子機１は、データ１に含まれる空きチャンネルを使用して、データ１に含まれるエリア名，子機ＩＤ及びデータ（チャンネル使用要請コマンド，生体より検出した心電、呼吸、脈波、血圧等の測定データ等）を送信する。（ステップＳ２）
・子機１からのデータ２を受信したサーバー７は、受信したデータを蓄積管理する（ステップＳ３）と共に、個々の子機１が現在どのエリアにいるのかを把握し（ステップＳ４）、また、現在どのチャンネルが使用されていて、どのチャンネルが空きチャンネルであるのかを把握する（ステップＳ５）。

図１の本発明の医療用テレメータシステムでは、エリアＡ，エリアＢ及びエリアＣは互いに重なり合う領域を有しているため、子機を所有した患者等がエリアを跨って移動した場合には、子機は受信したデータ１に基づいて送信に使用するチャンネルを変更するので、スムーズなデータ収集が可能である。

このため、１つのエリアで使用するチャンネルは、隣接するエリアでは使用することができないが、隣接しないエリアでは同じチャンネルを使用可能である。（図１の例では、エリアＡで使用するチャンネルはエリアＣでもそのまま使用可能である。）
したがって、エリアを多数設けることによって、理論上では無限個の子機を使用できることになる。

図１において、第1の集合器３−１〜３−３の近辺に信号成分：１とノイズ成分：４と示されているのは、１個の子機からの信号１に対して集合器３−１には４個のアンテナ２−１〜２−４からのノイズが集合されていることを示している。
このように、図１の例では、システム全体を複数のエリアに分割して構成するので、１つのエリアが受け持つ領域が小さくでき、個々のエリア内に設置するアンテナから受信機までの経路が短縮されるため、従来のシステムに比較してＳ／Ｎ比を改善できる。

次に図２のフローチャートを用いて、本発明の医療用テレメータシステムの送受信方法の動作（手順）を説明する。
・先ず、サーバー７から複数のエリア（１０−１，〜１０−３）を構成する送信機（８−１〜８−３）から送信用アンテナ（９−１〜９−４，９−５〜９−８，９−９〜９−１２）を介して各エリア内に存在する子機１に第１データ群（データ１）を送信する。（ステップＳ１）
・第１データ群を受信した子機１は、該第１データ群に含まれるエリア情報及び空チャンネル情報を取得して設定を行い、自己の測定データを含む第２データ群を空チャンネルを使用して送信する。（ステップＳ２）
・送信された第２データ群は、エリア毎に設けられたアンテナ（２−１〜２−４，２−５〜２−８，２−９〜２−１２）、集合器（３−１〜３−３）、分配器（５−１〜５−３）、受信機（６−１〜６−３）サーバー（７−１〜７−３）を介してサーバー７で受信して蓄積・管理する。（ステップＳ３）
・サーバー７では、受信した第２データ群に含まれるエリア名に基づいて、個々の機器がどのエリアに存在するかを把握する。（ステップＳ４）
・また、サーバー７では、受信した第２データ群に基づいて、個々の機器がどのチャンネルを使用し、どのチャンネルが空チャンネルであるのかを把握する。（ステップＳ５）
・上述のステップＳ１〜Ｓ５を繰返す。
なお、ステップＳ４、Ｓ５の順序は入れ替わっても良い。

上記説明では、子機からサーバーに送信するデータとして、子機を装着している患者の測定データとして説明しているが、子機から送信されるデータとして、子機を装着している患者の操作に伴うナースコール等の他のデータを含ませることも可能である。

請求項１〜５に記載の発明では、１つのテレメータシステムで利用可能な子機の数を増加させると共に、子機からの測定データ等を病院内のどのエリアのアンテナから受信したのかを判別して子機の位置を特定することができ、受信機に届く信号のＳ／Ｎ比を改善できる医療用テレメータシステムを実現できるので産業上の利用可能性は極めて大きい。

本発明の医療用テレメータシステムの構成を示す図である。 本発明の医療用テレメータシステムの送受信方法の手順を説明するフローチャートである。 従来の医療用テレメータシステムの構成を示す図である。

符号の説明

１ 子機
２−１〜２−１２ 受信アンテナ
３−１〜３−３ 集合器
５−１〜５−３ 分配器
６−１〜６−３ 受信機
７，７−１〜７−３ サーバー
８−１〜８−３ 送信機
９−１〜９−１２ 送信アンテナ
１０−１〜１０−３ エリア

Claims (5)

1. サーバーにより管理される複数の子機の移動範囲を複数のエリアに分割して、前記子機から各エリアに応じたチャンネルで前記サーバーに生体情報の測定データ等を伝送する医療用テレメータシステムであって、
   前記サーバーには、各エリア毎のエリア名，子機のＩＤ及び空きチャンネルを管理する
   エリア管理手段を設け、
   前記各エリア毎に前記エリア管理手段の保有するデータを含む第１データ群をエリア内に存在する前記子機に対して医療用テレメータが使用可能な周波数帯以外の周波数帯で送信するエリア送信手段を設け、
   前記第１データ群を受信した子機は、前記第１データ群に基づく空きチャンネルを使用して前記測定データを含む第２データ群を当該エリアの受信機に医療用テレメータが使用可能な周波数帯で送信することを特徴とする医療用テレメータシステム。
2. 前記第１データ群にはエリア名，認識している子機のＩＤ及び空きチャンネルを少なくとも含み、前記第２データ群には、エリア名，子機ＩＤ，使用するチャンネルの許可申請データ及び測定データを少なくとも含むことを特徴とする請求項１に記載の医療用テレメータシステム。
3. 前記複数のエリアは、隣接するエリア間に重複する領域を含むと共に、隣接するエリア以外では前記子機からエリア受信機に第２のデータ群を送信するチャンネルとして同じチャンネルの使用を許可することを特徴とする請求項１又は２に記載の医療用テレメータシステム。
4. サーバーから複数のエリアを構成する送信機を介して各エリア内に存在する子機に第１データ群を医療用テレメータが使用可能な周波数帯以外の周波数帯で送信するステップと、
   前記第１データ群を受信した子機は、該第１データ群に含まれる空きチャンネルを使用
   して生体情報の測定データを含む第２データ群を医療用テレメータが使用可能な周波数帯で前記サーバーに接続された受信機に送信するステップと、
   前記サーバーでは、受信した第２データ群に基づいて、個々の機器がどのエリアに存在
   し、現在どのチャンネルが空きチャンネルであるのかを把握するステップと、
   を循環して実行することを特徴とする医療用テレメータシステムの送受信方法。
5. 前記第１データ群にはエリア名，認識している子機のＩＤ及び空きチャンネルを少なくとも含み、前記第２データ群には、エリア名，子機ＩＤ，使用するチャンネルの許可申請データ及び測定データを少なくとも含むことを特徴とする請求項４に記載の医療用テレメータシステムの送受信方法。

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