JP5847703B2 - 集積回路およびこれを使用した医療機器 - Google Patents

集積回路およびこれを使用した医療機器 Download PDF

Info

Publication number
JP5847703B2
JP5847703B2 JP2012509380A JP2012509380A JP5847703B2 JP 5847703 B2 JP5847703 B2 JP 5847703B2 JP 2012509380 A JP2012509380 A JP 2012509380A JP 2012509380 A JP2012509380 A JP 2012509380A JP 5847703 B2 JP5847703 B2 JP 5847703B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
integrated circuit
medical device
function
medical devices
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012509380A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2011125439A1 (ja
Inventor
森田 孝司
孝司 森田
吉久 菅原
吉久 菅原
丈晴 岩田
丈晴 岩田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Original Assignee
TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TRUMO KABUSHIKI KAISHA filed Critical TRUMO KABUSHIKI KAISHA
Priority to JP2012509380A priority Critical patent/JP5847703B2/ja
Publication of JPWO2011125439A1 publication Critical patent/JPWO2011125439A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5847703B2 publication Critical patent/JP5847703B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02208Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the Korotkoff method
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/145Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
    • A61B5/14532Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue for measuring glucose, e.g. by tissue impedance measurement
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/142Pressure infusion, e.g. using pumps
    • A61M5/145Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons
    • A61M5/1452Pressure infusion, e.g. using pumps using pressurised reservoirs, e.g. pressurised by means of pistons pressurised by means of pistons
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/172Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic
    • A61M5/1723Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body electrical or electronic using feedback of body parameters, e.g. blood-sugar, pressure
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2560/00Constructional details of operational features of apparatus; Accessories for medical measuring apparatus
    • A61B2560/04Constructional details of apparatus
    • A61B2560/0443Modular apparatus
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B2562/00Details of sensors; Constructional details of sensor housings or probes; Accessories for sensors
    • A61B2562/16Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors
    • A61B2562/166Details of sensor housings or probes; Details of structural supports for sensors the sensor is mounted on a specially adapted printed circuit board
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M5/00Devices for bringing media into the body in a subcutaneous, intra-vascular or intramuscular way; Accessories therefor, e.g. filling or cleaning devices, arm-rests
    • A61M5/14Infusion devices, e.g. infusing by gravity; Blood infusion; Accessories therefor
    • A61M5/168Means for controlling media flow to the body or for metering media to the body, e.g. drip meters, counters ; Monitoring media flow to the body
    • A61M5/16831Monitoring, detecting, signalling or eliminating infusion flow anomalies
    • A61M2005/16863Occlusion detection
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61MDEVICES FOR INTRODUCING MEDIA INTO, OR ONTO, THE BODY; DEVICES FOR TRANSDUCING BODY MEDIA OR FOR TAKING MEDIA FROM THE BODY; DEVICES FOR PRODUCING OR ENDING SLEEP OR STUPOR
    • A61M2205/00General characteristics of the apparatus
    • A61M2205/50General characteristics of the apparatus with microprocessors or computers

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Anesthesiology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Infusion, Injection, And Reservoir Apparatuses (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
  • Measuring And Recording Apparatus For Diagnosis (AREA)

Description

本発明は、集積回路およびこれを使用した医療機器に関する。
従来、医療用機器の内部回路は、マイクロコンピュータやオペアンプといった電子部品を配線基板上にハイブリット実装して構成していた。
複数の部品を単一の集積回路に集積化(以下、「ワンチップ化」と称する)して部品の低コスト化を実現する技術としては下記文献(特許文献1)に記載されたものがある。
特開2001−212098号公報
しかし、上記従来技術によりワンチップ化された集積回路は、一の機器用の専用部品としてカスタマイズされるため、使用する集積回路に要求される機能が異なる他の機器に実装される共通の部品として使用することができない。このため、複数の機器において部品を共通化することによるさらなる低コスト化を実現できないという問題がある。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、医療機器用部品およびこれを使用した医療機器のさらなる低コスト化を実現することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る集積回路は、複数の医療機器にそれぞれ使用される共通の集積回路であって、前記集積回路は演算部を有し、前記演算部は、前記複数の医療機器のうち、少なくともいずれかと比較して低い演算機能を必要とする医療機器の機能を達成するのに十分である程度に低い演算処理能力を有し、前記複数の医療機器のうち、前記演算処理能力よりも高い演算処理能力を必要とする医療機器に使用される前記集積回路は、前記医療機器の機能に応じて前記集積回路の一部の機能を補完する機能補完集積回路に接続される。
また、本発明に係る医療機器は、上記機能補完集積回路を使用してなる。
本発明に係る集積回路によれば、複数の医療機器にそれぞれ使用される共通の部品群をプラットフォーム集積回路として共通化するとともに、高機能な機器についてはプラットフォーム集積回路の一部の機能を補完する集積回路(以下、「機能補完集積回路」と称する)をプラットフォーム集積回路と併用する。これにより、複数の医療機器の部品の共通化、対象となる医療機器の範囲の拡大、および、共通化した集積回路のチップサイズの低減、が可能となるため、医療機器用部品およびこれを使用した医療機器のさらなる低コスト化を実現することができる。
本発明の実施形態に係る医療機器のうちシリンジポンプおよび輸液ポンプの機能ブロック図を示す図である。 本発明の実施形態に係る医療機器のうち血糖計および血圧計の機能ブロック図を示す図である。 本発明の実施形態に係るプラットフォーム集積回路の機能ブロック構成を説明するための説明図である。 本発明の実施形態に係るシリンジポンプにおけるプラットフォーム集積回路の使用形態を示す図である。 本発明の実施形態に係る輸液ポンプにおけるプラットフォーム集積回路の使用形態を示す図である。 本発明の実施形態に係る血圧計におけるプラットフォーム集積回路の使用形態を示す図である。 本発明の実施形態に係る血糖計におけるプラットフォーム集積回路の使用形態を示す図である。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る集積回路およびこれを使用した医療機器について詳細に説明する。
図1は、本実施形態に係る医療機器のうちシリンジポンプおよび輸液ポンプの機能ブロック図を示す図である。
図2は、本実施形態に係る医療機器のうち血糖計および血圧計の機能ブロック図を示す図である。
なお、図1、2において、医療機器の一部の機能ブロックを省略している。
図1、2に示すように、本実施形態に係る医療機器には、本実施形態に係る集積回路100(以下、「プラットフォーム集積回路」と称する)がそれぞれ共通に使用される。
図1、2に示す医療機器10、11は、それぞれに備えられたセンサ120により検出された信号(以下、「検出信号」と称する)がプラットフォーム集積回路100に入力されると、検出信号はプラットフォーム集積回路100が有する信号処理部210で増幅される。
医療機器10、11は、シリンジポンプ、輸液ポンプ、血糖計および血圧計のいずれかとすることができる。
センサ120は、医療機器10、11がシリンジポンプおよび輸液ポンプである場合は閉塞圧力センサが、医療機器10、11が血圧計である場合は圧力センサおよびマイクが、医療機器10、11が血糖計である場合は血糖センサが、該当する。
プラットフォーム集積回路100が有するCPU(Central Processing Unit、演算部)221は、増幅された検出信号に基づいて演算を行い、検出結果を算出し、医療機器10、11の制御を行う。検出結果は、医療機器10、11に備えられたフラッシュメモリ284に記録され、LCD(Liquid Crystal Display)282に表示されることができる。また、測定の完了を判断したときや異常を検出したときは、医療機器10、11に備えられたブザー281を鳴らすような制御をすることができる。
図1に示すように、本実施形態に係る機器のうち、医療機器10については、プラットフォーム集積回路100とともにゲートアレイ110が用いられる。一方、図2に示すように、本実施形態に係る機器のうち、医療機器11については、ゲートアレイ110は用いられない。
このように、本実施形態に係るプラットフォーム集積回路100は、用いられる医療機器10、11の機能に応じて、ゲートアレイ110を併用することができる。ゲートアレイ110は、プラットフォーム集積回路100の一部の機能を補完するように構成される。
ゲートアレイ110は、例えば、配線の変更によりカスタマイズする方式(例えば、アルミマスタスライス方式)のゲートアレイであってもよく、論理回路の書込みまたは再書込みによりプログラマブルにカスタマイズする方式のゲートアレイ(例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array))であってもよい。ゲートアレイ110は、汎用部品として市販されているものを用いてもよい。
一般的に、シリンジポンプおよび輸液ポンプに用いる集積回路には、演算処理能力の高い高機能(高性能)な演算装置すなわちCPUが必要とされる。一方、血圧計および血糖計に用いる集積回路には、シリンジポンプおよび輸液ポンプに用いるCPUほど高機能なCPUは要求されない。このため、プラットフォーム集積回路100のCPU221によって、上述した4つの医療機器10、11すべての機能を達成しようとすると、CPUの機能をシリンジポンプおよび輸液ポンプに合わせざるを得ず、血圧計および血糖計に用いる場合には、プラットフォーム集積回路100のCPU221はオーバースペックとなる。すなわち、プラットフォーム集積回路100のチップサイズの増大を招き、効果的に部品コストの低減を実現することが困難となる。
そこで、本実施形態に係るプラットフォーム集積回路100は、そのCPUの機能を、血圧計および血糖計の機能を達成するのに十分な程度の、比較的低い演算処理能力を有するものとする。そして、シリンジポンプおよび輸液ポンプに用いられる場合には、プラットフォーム集積回路100のCPU221とゲートアレイ110とを接続し、プラットフォーム集積回路100のCPU221とゲートアレイ110との並列処理により演算処理を行なう。すなわち、血圧計および血糖計は医療機器11の構成とし、シリンジポンプおよび輸液ポンプは医療機器10の構成とし、医療機器10においては、プラットフォーム集積回路100は、プラットフォーム集積回路100のCPUとの並列処理によりプラットフォーム集積回路100のCPUの機能を補完するためのゲートアレイ110が接続可能なように構成する。シリンジポンプおよび輸液ポンプに設けたゲートアレイ110が補完する機能としては、例えば、チューブ内の気泡を検出するための気泡検出機能、点滴状態を検出する点滴検出機能、モーター制御機能などがあげられ、他の機能はCPU221のみに存在する。
このように、本実施形態に係るプラットフォーム集積回路100によれば、複数の医療機器10、11に共通に用いられるプラットフォーム集積回路100のCPU221の規模を小さくすることができるため、チップサイズを低減し、部品コストを低減することができる。チップサイズ低減効果を向上させるために、プラットフォーム集積回路100はフルカスタムであるASIC(Application Specific Integrated Circuit)で構成することが望ましいが、セミカスタムであるスタンダードセルで構成してもよい。
また、本実施形態に係るプラットフォーム集積回路100によれば、プラットフォーム集積回路100の一部の構成要素の機能を比較的低い機能を有するように構成しても、該機能よりも高い機能が要求される測定装置にまで適用対象範囲を拡大することができる。このため、量産効果により、さらに部品コストを低減することができる。
図3は、本発明の実施形態に係るプラットフォーム集積回路の機能ブロック構成を説明するための説明図である。図3においては、プラットフォーム集積回路100とともに、本実施形態に係る医療機器10、11の構成要素、および、医療機器10、11に接続される外部装置(電源292、外部システム291)も示している。
本実施形態に係る医療機器10は、例えば、シリンジポンプおよび輸液ポンプとすることができ、医療機器11は、例えば、血糖計および血圧計とすることができ、これらの医療機器10、11には、本実施形態に係るプラットフォーム集積回路100がそれぞれ共通に使用される。図3においては、医療機器10の場合にプラットフォーム集積回路と接続されるゲートアレイは図示していない。
図3に示すように、プラットフォーム集積回路100は、シリンジポンプ、輸液ポンプ、血糖計および血圧計に共通に使用できるように、これらの複数の医療機器10、11に共通に必要とされる部品群(機能ブロック)を有するように構成して1チップ化される。これにより、部品の1チップ化および部品の共通化による部品コストおよび実装コストの低減が可能となる。
本実施形態に係るプラットフォーム集積回路100は、例えば、信号処理部210、制御部220、演算部230、記憶部240、入出力部250、内部クロック部260および電源部270を有する。
信号処理部210は、増幅部210a、マルチプレクサ214、AD変換器215により構成される。
増幅部210aは、PGA(Programmable Gain Amp)211と、増幅器A212、増幅器B213とを有し、プラットフォーム集積回路100の外部に配置される各外部センサからのアナログ入力信号を増幅する。PGA211は3つのオペアンプおよび抵抗器を用いて増幅率可変の差動増幅器として構成してもよい。増幅器A212、増幅器B213はそれぞれオペアンプを用いてシングル入力の増幅器として構成してもよい。
マルチプレクサ214は、PGA211、増幅器A212、増幅器B213で増幅されたアナログ入力信号を内部クロック部260が生成した内部クロックの所定のタイミングで時分割多重する。
図3においては、マルチプレクサ214は、増幅部210aからのアナログ信号のみを多重化しているが、マルチプレクサ214は、増幅部210aを介さないアナログ入力信号(図示せず)を含め、複数のアナログ入力信号を多重化することができるように構成することができる。マルチプレクサ214は8チャンネルの信号を多重化できるものを用いてもよい。
AD変換器215は、マルチプレクサが多重したアナログ入力信号をデジタル信号にデジタル変換する。
多重化されデジタル変換されたアナログ入力信号は、SPI(Serial Peripheral Interface)を介して、プラットフォーム集積回路100外部に実装されたフラッシュメモリ284に記憶されることができる。
制御部220は、CPU221、カレントドライバ222、DA変換器223、デジタルコントローラ224、ブザーコントローラ225、LCDドライバ226、音声部227を有する。
CPU221は、記憶部に記憶されたプログラム(内部プログラム)に基づいて、プラットフォーム集積回路100の各構成要素を制御する。また、CPU221は演算部230を兼ね、記憶部240に記憶されたプログラムに基づいて各種演算を行う。
カレントドライバ222は定電流源回路を有し、医療機器に実装された閉塞圧力センサなどの各種センサに電流を印加する。
DA変換器223は、CPU221またはデジタルコントローラ224からのデジタル制御信号をアナログに変換し、アナログ制御信号により、医療機器10、11のそれぞれの機能に応じたPGA211のゲインを設定する。
ブザーコントローラ225は、医療機器に実装されたブザー281を制御する。
LCDドライバ226は、医療機器に実装されたLCD282を制御して、LCD282に表示される画像を制御する。
音声部227は、CODEC(Coder/Decorder)とDA変換器とを有し、記憶部240に記憶したデジタル音声信号を複合およびDA変換し、医療機器に実装された音声アンプで増幅しスピーカ283から音声を出力させる。
演算部230はCPU221により構成され、制御部220の指示により各種演算を行う。
記憶部240はROM(Read Only Memory)およびRAM(Random Access Memory)を有する。ROMは不揮発性の記憶装置であり、各医療機器10、11用のプログラムを記憶する。外部システム291からROMに各医療装置10、11用のプログラムをインストールすることがきるようにしてもよい。RAMは、CPU221が直接アクセスする主記憶装置として機能させてもよい。
入出力部250は、SPI、I2C(Inter−Integrated Circuit)、UART(Universal Asynchronous Receiver)若しくはUSB(Universal Serial Bus)およびFeliCaインタフェースを有して構成することができる。例えば、SPIおよびI2Cはそれぞれフラッシュメモリ284および充電池残量計285とのインタフェースに、UART、USB、FeliCaインタフェースは、外部システム291(例えば、コンピュータ)とのインタフェースとして採用することができる。
内部クロック部260は、RTC(Real Time Clock)、PLL(Phase Locked Loop)、タイミング生成部、WDT(Watch Dog Timer)を有する。
プラットフォーム集積回路100の内部の基準クロックである内部クロックは、プラットフォーム集積回路100外部から入力される水晶発信器293の発振信号に基づいてPLLにより発生させることができる。タイミング生成部は、プラットフォーム集積回路100の各構成要素の動作タイミングを生成する。例えば、マルチプレクサ214における時分割多重におけるPGA211、増幅器A212および増幅器B213からのアナログ入力信号の選択の切替タイミングを生成する。
電源部270は、DC/DCコンバータ、レギュレータおよび電圧検出器を有する。これらの構成要素により、電源部270は、外部の電源292から供給される電圧を、所望の電圧値を有する安定な内部電源電圧に変換する。
次に、本実施形態に係る医療機器におけるプラットフォーム集積回路100の使用形態について図4〜7を参照して説明する。
上述したように、プラットフォーム集積回路100を医療機器10としてのシリンジポンプおよび輸液ポンプに使用する場合は、プラットフォーム集積回路100にはプラットフォーム集積回路100のCPU221の演算機能を補完するゲートアレイ110が接続される。図4〜7において、医療機器の一部の機能ブロックを省略している。
図4は、本実施形態に係るシリンジポンプにおけるプラットフォーム集積回路100の使用形態を示す図である。
シリンジポンプは、集中治療室(ICU)などで患者への栄養補給や輸血、化学療法剤や麻酔薬といった薬液注入を高い精度で比較的長時間行なうことを主目的とした医療機器であり、その薬液流量制御が他の形式のポンプと比較して優れている。
シリンジポンプが有する閉塞圧力センサにより検出された閉塞圧力は、差動電圧信号(検出信号)としてPGA211に入力されて増幅され、マルチプレクサ214に1チャンネル分の信号として入力される。PGA211の増幅率はDA変換器223により適切な値に設定される。
電源電圧(二次電池の出力電圧)、モータ駆動電圧、スライダ位置検出、シリンジサイズ検出の各信号は、プラットフォーム集積回路100の入力部である入力A〜Dにそれぞれ入力され、それぞれマルチプレクサ214に1チャンネル分の信号として入力される。
増幅された閉塞圧力と、電源電圧、モータ駆動電圧、スライダ位置検出、シリンジサイズ検出の各信号とは、マルチプレクサ214で時分割多重され、AD変換器215でデジタル変換される。デジタル変換された各信号はSPI121を介して外部のフラッシュメモリ284に記憶させ、シリンジポンプの制御用信号、異常検出信号として利用することができる。
図5は、本実施形態に係る輸液ポンプにおけるプラットフォーム集積回路100の使用形態を示す図である。
輸液ポンプは、設定した一時間あたりの点滴量で、持続的に薬剤を投与する医療機器であり、例えば、手術後における患者に、正確に点滴をしたい時に使用される。
輸液ポンプが有する二つの閉塞圧力センサにより検出された閉塞圧力1、閉塞圧力2は、スイッチSWで選択されたいずれか一方の閉塞圧力が差動電圧信号(検出信号)としてPGA211に入力され、PGA211により増幅された後、マルチプレクサ214に1チャンネル分の信号として入力される。PGA211の増幅率はDA変換器223により適切な値に設定される。
電圧および温度の各信号は、プラットフォーム集積回路100の入力部である入力Aおよび入力Bにそれぞれ入力され、マルチプレクサ214にそれぞれ1チャンネル分の信号として入力される。
増幅された二つの閉塞圧力と、電源電圧(二次電池の出力電圧)および温度の各信号とは、マルチプレクサ214で時分割多重され、AD変換器215でデジタル変換される。デジタル変換された各信号はSPIを介して外部のフラッシュメモリ284に記憶させ、輸液ポンプの制御信号、異常検出信号として利用することができる。
図6は、本実施形態に係る血圧計におけるプラットフォーム集積回路100の使用形態を示す図である。
血圧計は、人間の血圧を測定する医療機器である。
血圧計が有する圧力センサにより検出された圧力信号(検出信号)は、アナログ差動電圧信号としてPGA211に入力され、PGA211により差動増幅された後、マルチプレクサ214に1チャンネル分の信号として入力される。PGA211の増幅率はDA変換器223により適切な値に設定される。
さらに、PGA211により差動増幅された圧力信号は、増幅器A212とともにバンドパスフィルタを構成するバンドパスフィルタBPF1により増幅およびフィルタリングされた後、マルチプレクサ214に1チャンネル分の信号として入力される。圧力信号をバンドパスフィルタBPF1でフィルタリングすることで、圧力信号から血圧測定に直接利用できる脈波成分のみを抽出することができる。
圧力センサからの圧力信号はオシロメトリック法による血圧測定に利用することができる。
マイクからの音声信号(電圧の検出信号)は、増幅器B213とともにバンドパスフィルタを構成するバンドパスフィルタBPF2により増幅およびフィルタリングされた後、マルチプレクサ214に1チャンネル分の信号として入力される。
マイクからの音声信号は、コロトコフ音法による血圧測定に利用することができる。
カレントドライバ222は、圧力センサに電流を印加する。
プラットフォーム集積回路100の入力部である入力A〜Eは、血圧値の測定に関する他の信号が入力されてもよい。
増幅された圧力、さらに増幅およびフィルタリングされた圧力、音声の各信号は、マルチプレクサ214で時分割多重され、AD変換器215でデジタル変換される。デジタル変換された各信号はSPIを介して外部のフラッシュメモリ284に記憶させ、血圧計の測定結果(検出結果)、制御信号、異常検出信号として利用することができる。
図7は、本実施形態に係る血糖計におけるプラットフォーム集積回路100の使用形態を示す図である。
血糖計は、人間の血糖値を測定する医療機器である。
血糖計が有する血糖センサにより検出された光信号(電流の検出信号)は、外付の抵抗器とともにトランスインピーダンスアンプを構成する増幅器A212により電流/電圧変換され増幅された後、マルチプレクサ214に1つのチャンネルとして入力される。
血糖センサ(光センサ)は、LED(Light−emitting Diode)とPD(Photo Diode)とで構成される。
さらに、増幅器A212により増幅された光信号は、差動信号の一方としてPGA211に入力されるとともに、差動信号の他方としてローパスフィルタLPFを介してPGA211に入力される。
PGA211は、LPFを介して入力される光信号とLPFを介さずに入力される光信号との差を増幅する。これにより、光信号のうち血糖値の測定に利用する高周波成分を高精度に抽出することができる。PGA211により増幅された信号は、マルチプレクサ214に1つのチャンネルとして入力される。PGA211の増幅率はDA変換器223により適切な値に設定される。
カレントドライバ222は、血糖センサを構成するLEDに電流を印加する。
プラットフォーム集積回路100の入力部である入力A〜Eは、血糖値の測定に関する他の信号が入力されてもよい。例えば、血糖値の補正のために温度を測定するサーミスタからの温度信号が入力されてもよい。
増幅された光信号と、高周波成分が抽出された光信号とは、マルチプレクサ214で時分割多重され、AD変換器215でデジタル変換される。デジタル変換された各信号はSPIを介して外部のフラッシュメモリ284に記憶させ、血糖計の測定結果(検出結果)、制御信号、異常検出信号として利用することができる。なお、血糖計で用いる血糖センサとして光センサを例示したが、これに限定されず、アンペロメトリー等を利用した電極センサを適用してもよい。
このように、本実施形態に係る集積回路およびこれを使用した医療機器によれば、複数の医療機器にそれぞれ使用される共通の部品群をプラットフォーム集積回路として共通化するとともに、高機能な医療機器については機能補完集積回路をプラットフォーム集積回路と併用する。これにより、複数の医療機器の部品の共通化、対象となる医療機器の範囲の拡大、および、共通化した集積回路のチップサイズの低減、が可能となるため、医療機器用部品およびこれを使用した医療機器のさらなる低コスト化を実現することができる。
以上、本発明の実施形態に係る集積回路およびこれを使用した医療機器について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述した実施形態においては、集積回路を、シリンジポンプ、輸液ポンプ、血糖計および血圧計の4つの医療機器に共通に用いるものとして説明をしているが、これ以外の医療機器について共通に用いるものであってもよく、また、共通に用いる医療機器の数は限定されない。
また、上述した実施形態においては、機能補完集積回路が補完する集積回路の一部の機能としてCPUの演算機能を例として説明しているが、例えば、ブザーコントローラやLCDドライバの機能を機能補完集積回路が補完してもよい。
上述した実施形態においては、機能補完集積回路として汎用品であるゲートアレイを例として説明しているが、機能補完集積回路は、セミカスタムのスタンダードセルであってもよく、フルカスタムのASICであってもよい。
本出願は、2010年3月31日に出願された日本特許出願番号2010−080224号に基づいており、その開示内容は、参照され、全体として、組み入れられている。
10、11 医療機器、
100 プラットフォーム集積回路、
110 ゲートアレイ、
120 センサ、
210 信号処理部、
220 制御部、
230 演算部、
240 記憶部、
250 入出力部、
260 内部クロック部、
270 電源部、
281 ブザー、
282 LCD、
283 音声アンプとスピーカ、
284 フラッシュメモリ、
285 充電池残量計、
291 外部システム、
292 電源、
293 水晶発振器。

Claims (7)

  1. 複数の医療機器にそれぞれ使用される共通の集積回路であって、
    前記集積回路は演算部を有し、
    前記演算部は、前記複数の医療機器のうち、少なくともいずれかと比較して低い演算機能を必要とする医療機器の機能を達成するのに十分である程度に低い演算処理能力を有し、
    前記複数の医療機器のうち、前記演算処理能力よりも高い演算処理能力を必要とする医療機器に使用される前記集積回路は、前記医療機器の機能に応じて前記集積回路の一部の機能を補完する機能補完集積回路に接続されることを特徴とする集積回路。
  2. 記集積回路に接続された前記機能補完集積回路は、前記演算部との並列処理により前記集積回路の演算機能を補完することを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
  3. 前記集積回路には前記医療機器が有するセンサからの検出信号が入力されることを特徴とする請求項1または2に記載の集積回路。
  4. 前記複数の医療機器は、シリンジポンプ、輸液ポンプ、血糖計および血圧計であることを特徴とする請求項3に記載の集積回路。
  5. 前記センサからの検出信号を増幅する増幅部をさらに有し、
    前記演算部は、前記増幅部によって増幅された検出信号を受けて、内部プログラムに応じて検出結果の算出または前記医療機器の制御のための演算処理を行なうことを特徴とする請求項3または4に記載の集積回路。
  6. 前記医療機器が前記シリンジポンプまたは前記輸液ポンプである場合に前記機能補完回路が接続されることを特徴とする請求項4に記載の集積回路。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項に記載の集積回路を使用した医療機器。
JP2012509380A 2010-03-31 2011-03-16 集積回路およびこれを使用した医療機器 Active JP5847703B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012509380A JP5847703B2 (ja) 2010-03-31 2011-03-16 集積回路およびこれを使用した医療機器

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010080224 2010-03-31
JP2010080224 2010-03-31
PCT/JP2011/056218 WO2011125439A1 (ja) 2010-03-31 2011-03-16 集積回路およびこれを使用した医療機器
JP2012509380A JP5847703B2 (ja) 2010-03-31 2011-03-16 集積回路およびこれを使用した医療機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2011125439A1 JPWO2011125439A1 (ja) 2013-07-08
JP5847703B2 true JP5847703B2 (ja) 2016-01-27

Family

ID=44762399

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012509380A Active JP5847703B2 (ja) 2010-03-31 2011-03-16 集積回路およびこれを使用した医療機器

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2554193B1 (ja)
JP (1) JP5847703B2 (ja)
CN (1) CN102834127B (ja)
WO (1) WO2011125439A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014045323A1 (ja) * 2012-09-21 2014-03-27 テルモ株式会社 医療用ポンプ

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000180515A (ja) * 1998-12-21 2000-06-30 Nec Corp 半導体集積回路の試験装置とその試験方法、タイミング調整方法、テストベクタアドレス調整方法
JP2003284784A (ja) * 2001-11-09 2003-10-07 Ethicon Endo Surgery Inc 薬剤アプリケータを備えた自走式腔内装置及びその使用方法
JP2006503597A (ja) * 2002-01-03 2006-02-02 バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド リモート制御による医療装置
JP2009069864A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Mitsubishi Electric Corp プログラマブルコントローラ
JP2009148375A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Tanita Corp 生体測定装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1080401A (ja) * 1996-09-09 1998-03-31 Fukuda Denshi Co Ltd 心電図解析機能付き血圧計
US20040225252A1 (en) * 2002-06-14 2004-11-11 John Gillespie System and method for operating an infusion pump
US20070270671A1 (en) * 2006-04-10 2007-11-22 Vivometrics, Inc. Physiological signal processing devices and associated processing methods
CN1849996A (zh) * 2006-04-29 2006-10-25 宁耘 一种多功能医疗诊断集成电路
GB0717365D0 (en) * 2007-09-07 2007-10-17 Univ Loughborough Imaging
JP2010080224A (ja) 2008-09-25 2010-04-08 Sony Corp 光学部品の製造方法および光学部品、並びに表示装置の製造方法および表示装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000180515A (ja) * 1998-12-21 2000-06-30 Nec Corp 半導体集積回路の試験装置とその試験方法、タイミング調整方法、テストベクタアドレス調整方法
JP2003284784A (ja) * 2001-11-09 2003-10-07 Ethicon Endo Surgery Inc 薬剤アプリケータを備えた自走式腔内装置及びその使用方法
JP2006503597A (ja) * 2002-01-03 2006-02-02 バクスター・インターナショナル・インコーポレイテッド リモート制御による医療装置
JP2009069864A (ja) * 2007-09-10 2009-04-02 Mitsubishi Electric Corp プログラマブルコントローラ
JP2009148375A (ja) * 2007-12-19 2009-07-09 Tanita Corp 生体測定装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2011125439A1 (ja) 2011-10-13
CN102834127A (zh) 2012-12-19
JPWO2011125439A1 (ja) 2013-07-08
EP2554193A4 (en) 2017-05-31
EP2554193B1 (en) 2023-08-30
CN102834127B (zh) 2016-08-03
EP2554193A1 (en) 2013-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2836324C (en) Systems and methods for determining physiological characteristics of a patient using pulse oximetry
CA2882734C (en) Transducer interface system and method
EP3584799A1 (en) Medical monitoring hub
US3796213A (en) Perfusion monitor
US20190150765A1 (en) Method and measuring system for continuously determining the intra-arterial blood pressure
JP2009136666A (ja) 生体信号測定システム及びこれを用いた健康管理サービス方法
AU2009249221B2 (en) Medical system having a medical unit and a display monitor
JP5847703B2 (ja) 集積回路およびこれを使用した医療機器
JP2000051164A (ja) 脈波検出装置
WO2011122343A1 (ja) 集積回路、およびこれを用いた医療機器
US20150328403A1 (en) Glucose consumption monitor
JP6285966B2 (ja) ケーブル及び受信機を生理学的モニタに接続するインターフェースの作動方法
JP6917633B2 (ja) 生体情報測定装置
CN103415245B (zh) 用于控制特别是与糖尿病相关的数据的设备
KR970061205A (ko) 환자의 생리학적인 신호를 감시하는 장치
Krishnakumar et al. Designing of IoT Based Portable Vital Health Parameter Monitoring System
Parak et al. Modular development telemonitoring system
Reddy et al. Remote Health Monitoring System For Indian Based Scenario Using IOT
JP2023041409A (ja) 滴下センサ及び滴下モニタリング装置
Rokde et al. A Non-Invasive Blood Pressure Measurement Using Wireless Technology
CN117979888A (zh) 用于测量高血糖症和低血糖症的非侵入系统和方法
Myint et al. Design a medical device for blood oxygen concentration and temporal heart beat rate
Adam et al. MCU-based multi parameter patient monitor
RU2016114314A (ru) Радиоканальная система кардиомониторинга и предупреждения критических ситуаций

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140205

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20150526

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20150722

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20151110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20151125

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5847703

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250