JP4904292B2 - 生理学的パラメータを測定、伝達、処理、そして表示する為のセンサシステム - Google Patents

Description

本発明は請求項１の前提部分に記載の生理学的パラメータを測定、伝達、処理、そして表示する為のセンサシステムに関している。

その種のセンサシステムは特許文献１より公知である。引用文献１には、一方ではケーブルに接続されたセンサと共に機能するセンサシステムが、他方ではケーブルフリーのセンサと共に機能するセンサシステムが記載されている。特許文献２から複数のテレメトリセンサを有したセンサシステムが公知である。請求項１の前提部分に記載の更なるセンサシステムは周知の先使用より既知である。上記の既知のセンサシステムを使用する際、患者は対応するセンサと繋がれる。上記センサはケーブルを介してデータ処理モジュールに接続される。それにより、患者の生理学的パラメータを測定、伝達、処理、そして表示することが可能となる。この際、患者は静止した状態で観察されなければならないことが欠点である。
ＵＳ２００４／０１２２２９７Ａ１ ＵＳ６６９４１８０Ｂ１ ＷＯ０２／０６２２１５Ａ２ ＤＥ１０２３９７３４Ａ１

従って、本願発明の課題は、冒頭に挙げられた種類のセンサシステムを、その適応性が向上するように改良することである。

上記課題は、本発明にしたがって、請求項１の特徴部分に記載された特徴を有するセンサシステムによって解決される。

本願発明にしたがって、適した拡張構成要素が備えられる場合、既知のケーブルに接続されたセンサと共に機能するベーシックセンサシステムを、ケーブルフリーのテレメトリセンサとの協働の為に適応できることが明らかになった。その際、既知のケーブルで接続されたセンサシステムのデータ処理モジュールが通常、外部のデータ通信の為にインターフェースを有するという事実が利用される。上記インターフェースは大抵の場合は標準的なインターフェースである。拡張モジュールはここで、例えば特許文献３から既知のテレメトリセンサとの通信の為に既知のベーシックセンサシステムの拡張を自由に行える可能性を提供する。既知のセンサシステムのデータ通信での広範囲に及ぶ変化を必要とせずに、追加の拡張モジュールを用いることにより、ここでテレメトリセンサのデータも測定、伝達、処理、そして表示することが出来る。それにより、患者をモニタリングする際に、ケーブルに接続されたセンサを補う為にケーブルフリーなテレメトリセンサを使用することも可能となる。ケーブルフリーなテレメトリセンサのデータを排他的に処理することさえも可能であり、その際、有効性が示された構成要素、「データ処理モジュール」及び「表示装置」をなしで済まさなければならないことはない。拡張モジュールを用いて、データ処理ユニットに、対応するエミュレーションによって、単に追加のケーブルで接続されたセンサを、シミュレーションすることさえも考えられる。この場合、既知のセンサシステムのハードウェア又はソフトウェアへの介入は全く必要ない。従って、上記センサシステムは非常に柔軟に使用することが出来る。

請求項２に記載の拡張モジュールは、データ処理モジュールでの処理をより速くまたより効率的に行えるように、データ処理モジュールから仕事を引き受けることが出来る。代わりに、データ処理モジュールで完全なデータ処理が行えるように、拡張モジュールを純粋な伝達モジュールとして中間的なデータ処理なしに実現することも可能である。

請求項３に記載の拡張モジュールの分割は例えば、テレメトリセンサの読み込みをリーダーユニットを用いて直接患者の体で行うことを可能にし、それによりテレメトリセンサのセンサ無線モジュールが有利には低い出力を有することが出来る。従って、テレメトリセンサデータの読み込み及び伝達が様々な位置において柔軟に行われる。

請求項４に記載の拡張モジュールの場合、適応性は改めて有利に高められる。例えば、患者が、自身の通常の日常生活の仕事に専念しながら、リーダーユニットを持ち歩くことが可能である。上記リーダーユニットは読み出されたテレメトリセンサのデータをケーブルフリーのテレメトリラインを介して伝達ユニットに転送出来る。これは例えば、インターネットを介して行うことが出来る。

請求項５に記載の双方向の信号接続は、センサシステムの利用可能性を相当広げる。

請求項６に記載の制御ユニットは、データ処理モジュール又は拡張モジュールによるセンサの制御又は調節を可能にする。センサ、つまり少なくとも１つのケーブルに接続されたセンサ及び／または少なくとも１つのテレメトリセンサを例えば、初期化、稼動中に変更、及び／または環境の変化に適応、させることが出来る。

生理学的パラメータを測定する為の請求項７にあげられたセンサを、有利にはセンサシステムで利用することが出来る。それは結果として様々な診断状況及び治療状況での患者のパラメータの効果的なモニタリングをもたらす。

請求項８に記載の少なくとも１つの外部センサはセンサシステムのカリブレーションの為に特に適している。

請求項９に記載の外部センサ装置はコンパクトなセンサシステムを導く。

請求項１０に記載のテレメトリ‐インターフェースは、センサシステムでの使用の為に有利な水準であることが明らかになった。

本願発明の具体的な実施例は以下で図１を用いてより詳しく説明される。

図１全体において符号１で示されるセンサシステムは、１つ以上の生理学的パラメータを測定する為のセンサ２を含んでいる。その種のセンサは、例えば特許文献３や特許文献４に記載されている。上記センサ２によって少なくとも１つの、以下に列挙する生理学的パラメータ、すなわち脳圧、体液又は体組織の酸素含有量、体液又は体組織の二酸化炭素含有量、体液のｐＨ値、体温、血糖値、血流が測定される。上記パラメータの少なくとも１つを測定する為のセンサ２は、患者の頭部又は身体に接続されるか、或いは、その内部に埋め込まれる。センサシステム１に複数のセンサ２を組み込むこともまた可能である。

信号ケーブル３を介して、センサ２はデータ処理モジュール４と信号接続状態にある。信号接続は信号ケーブル３を介して、双方向に実行される。データ処理モジュール４はセンサデータの読み込み、そしてそれらを処理する為に、つまり特に、センサデータを記録、保存、そして分析する為に利用される。加えて、データ処理モジュール４によってセンサ２を制御又は調整することが出来る。そのため、データ処理モジュール４は組み込まれた制御ユニット５を有する。センサ２によって取得されたデータを処理する為に、データ処理モジュール４は処理ユニット６を有し、上記処理ユニットは特にマイクロプロセッサー及びメモリーを有する。

非図示の実施例の場合、データ処理モジュール４は、センサデータの読み込みの為のリーダーユニットと、センサデータの読み出しの為のデータ処理ユニットに分けられる。

環境パラメータの検出の為に、データ処理モジュール４に少なくとも１つの外部センサ７が組み込まれる。上記外部センサ７によって、例えば環境の気圧及び／または環境の温度をセンサシステム１のカリブレーションの為に測定することが出来る。

信号線８を介してデータ処理モジュール４は表示ユニット９と、例えばＰＣ、ラップトップ又はＰＤＡと、接続状態にある。非図示の実施例の場合、表示ユニット９もまた、データ処理モジュール４又は前記データ処理モジュールのデータ処理ユニットに組み込むことが可能である。表示ユニット９を用いて、データ処理モジュール４によって転送されたデータは視覚化され、又、場合によっては更に加工される。

少なくとも１つのセンサ２、データ処理モジュール４、そして表示ユニット９によって、センサシステム１はケーブルに接続されたセンサ２を使用する場合、完全に作動する。少なくとも１つの既に列挙された患者の生理学的パラメータ測定用のテレメトリセンサを統合する為、センサシステム１は拡張される。加えてセンサシステム１は、インターフェース１１及び信号線１２を介してデータ処理モジュール４のインターフェース１３と接続される拡張モジュール１０を含む。上記インターフェース１１、１３は特にＲＳ２３２−インターフェースである。データ処理モジュール４のそれぞれの構成要素に対応して、拡張モジュール１０もまた、制御ユニット１４、処理ユニット１５、及び外部センサ１６を有する。

信号線１７を介して、拡張モジュール１０の伝達ユニット１８は、上記拡張モジュールのリーダーユニット１９と接続状態にある。信号線８、１２、１７の場合、信号ケーブル又はテレメトリライン、つまりケーブルで接続されていない信号接続、であることも可能である。信号線８、１２、１７を介してのケーブルを用いない信号接続の場合、インターフェースはブルートゥース・インターフェースとして設計される。

リーダーユニット１９は、一方では第１のケーブルレス・テレメトリライン２１を介する少なくとも１つのテレメトリセンサ２０と拡張モジュール１０の、他方では第２のケーブルレス・テレメトリライン２１を介するセンサ２と拡張モジュール１０の、データ通信の為に利用される。テレメトリライン２１、２２は特にブルートゥース・インターフェースを有してもよい。

伝達ユニット１８はリーダーユニット１９によって取得されたセンサデータをデータ処理モジュール４に転送する為に利用される。転送されたセンサデータを、伝達ユニット１８で既に事前に処理すること、又は完全に表示する為に表示ユニット９で準備すること、が可能である。この場合、データ処理モジュール４は単純に、伝達ユニット１８から表示ユニット９上へセンサデータを伝達する為の構成要素として利用される。処理ユニット１５は伝達ユニット１８でセンサデータの処理を行う為に用いられる。

加えて、拡張モジュール１０を介して、センサ２又はテレメトリセンサ２０の制御が可能である。その為に拡張モジュール１０は伝達ユニット１８に組み込まれた制御ユニット１４を有する。制御データは信号線１７、リーダーユニット１９及び対応するテレメトリライン２１、２２を介して、センサ２、２０へ伝達される。信号線１７と同様にテレメトリライン２１、２２も、双方向性の信号接続を保障する。

テレメトリライン２１、２２を実現する為に、一方ではセンサ２、２０が、もう一方ではリーダーユニット１９が、その為に必要となるそしてそれ自体が既知の構成要素を有する。センサ２、２０にはトランスポンダが備えられ、上記トランスポンダは例えば１３．５６ＭＨｚの送信周波数を持つ。リーダーユニット１９には対応する構成要素が備えられ、上記構成要素は上記周波数で機能する、すなわち、読み込みアンテナ及び受信機が備えられる。

センサシステム１は以下に述べるように使用される。ケーブルで接続されたセンサ２を介して得られた生理学的パラメータを測定、伝達、処理、そして表示する為に設計され、またセンサ２、データ処理モジュール４及び表示ユニット９を有するベーシックシステムは、拡張モジュール１０を用いて、そして少なくとも１つのテレメトリセンサ２０によって、センサシステム１まで拡張される。ここで、センサシステム１を用いて、必要に応じて、ケーブルで接続された及び／またはケーブルレスで接続されたセンサ２、２０のセンサデータを測定、伝達、処理、そして表示することが出来る。従って、ベーシックシステムはセンサシステム１への拡張後、その機能において明らかに拡張される。当然、単独のケーブルで接続されたセンサ２を用いずにセンサシステム１を稼動し、それにより患者の運動の自由度を高めることは可能である。

生理学的パラメーターを測定、伝達、処理、そして表示する為のセンサシステムの概略図である。

符号の説明

１ センサシステム
２ センサ
３ 信号ケーブル
４ データ処理モジュール
５ 制御ユニット
６ 処理ユニット
７ 外部センサ
８ 信号線
９ 表示ユニット
１０ 拡張モジュール
１１ インターフェース
１２ 信号線
１３ インターフェース
１４ 制御ユニット
１５ 処理ユニット
１６ 外部センサ
１７ 信号線
１８ 伝達ユニット
１９ リーダーユニット
２０ テレメトリセンサ
２１、２２ テレメトリライン

Claims (10)

1. 生理学的パラメーターを測定、伝達、処理、そして表示する為のセンサシステム（１）にして、
   ‐１つ以上の生理学的パラメータを測定する為の、患者に埋め込み可能な少なくとも１つのセンサ（２）、
   ‐信号ケーブル（３）を介してセンサ（２）と接続可能な少なくとも１つのデータ処理モジュール（４）、
   ‐信号線（８）を介してデータ処理モジュール（４）と信号接続状態にある少なくとも１つの表示ユニット（９）、
   を有する上記センサシステムにおいて、
   ‐データ処理モジュール（４）にインターフェース（１３）が設けられていること、
   ‐センサシステム（１）に拡張モジュール（１０）が設けられており、拡張モジュール（１０）はインターフェース（１３）及び信号線（１２）を介してデータ処理モジュール（４）と信号接続状態にあること
   ‐拡張モジュール（１０）がケーブルフリーなテレメトリライン（２２）を介して少なくとも１つのセンサ（２）と信号接続状態にあること、又は、拡張モジュール（１０）がケーブルフリーな他のテレメトリライン（２１）を介して少なくとも１つの追加のセンサ（２０）と信号接続状態にあること、
   ‐センサ（２０）とデータ処理モジュール（４）の間の通信が、拡張モジュール（１０）を介して実行されること、
   を特徴とするセンサシステム。
2. 請求項１に記載のセンサシステムにおいて、拡張モジュール（１０）がセンサ（２、２０）によって取得されたデータを処理する為の処理ユニット（１５）を有することを特徴とするセンサシステム。
3. 請求項１又は２に記載のセンサシステムにおいて、拡張モジュール（１０）が、テレメトリライン（２１、２２）を介したデータ通信の為のリーダーユニット（１９）、及びそこから分離した、データ処理モジュール（４）と接続された伝達ユニット（１８）を有することを特徴とするセンサシステム。
4. 請求項３に記載のセンサシステムにおいて、伝達ユニット（１８）がケーブルフリーのテレメトリラインを介してリーダーユニット（１９）と接続されることを特徴とするセンサシステム。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のセンサシステムにおいて、データ処理モジュール（４）及び／または拡張モジュール（１９）が双方向の信号接続（３、２１、２２）を介して少なくとも１つのセンサ（２）又は少なくとも１つの追加のセンサ（２０）と接続されることを特徴とするセンサシステム。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサシステムにおいて、データ処理モジュール（４）及び／または拡張モジュール（１０）がセンサを制御する為の制御ユニット（５、１４）を有することを特徴とするセンサシステム。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサシステムにおいて、少なくとも１つのセンサ（２）又は少なくとも１つの追加のセンサ（２０）が、以下の生理学的パラメータ
   ‐脳圧
   ‐体液又は体組織の酸素含有量
   ‐体液又は体組織のＣＯ２含有量
   ‐体液のｐＨ値
   ‐体温
   ‐血糖値
   ‐血流
   の内、少なくとも１つを測定することを特徴とするセンサシステム。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサシステムにおいて、気圧又は温度の内少なくとも１つのセンサシステムの環境パラメータを測定する少なくとも１つの更なる外部センサ（７，１６）がセンサシステム内に設けられていることを特徴とするセンサシステム。
9. 請求項８に記載のセンサシステムにおいて、外部センサ（７）がデータ処理モジュール（４）内に組み込まれていること、及び／または、外部センサ（１６）が拡張モジュール（１０）内に組み込まれることを特徴とするセンサシステム。
10. 請求項１から９のいずれか一項に記載のセンサシステムにおいて、テレメトリライン（２１、２２）がブルー・トゥース・インターフェースを有することを特徴とするセンサシステム。

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