JP6639860B2 - 生体情報処理システム - Google Patents

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Description

本発明は、生体に装着されるセンサを通じて取得される生体情報を処理するシステムに関する。
この種のシステムにおいては、例えば、非特許文献１に記載されたベッドサイドモニタが生体情報処理装置として用いられる。生体に装着されたセンサから出力される信号は、ベッドサイドモニタに入力される。ベッドサイドモニタは、所定の信号処理を行なうことにより、生体情報をユーザに提示する。非特許文献１に記載のベッドサイドモニタは、アナログ信号を入力するためのコネクタとデジタル信号を入力するためのコネクタを独立に備えている。アナログ信号用のコネクタには、生体に装着されるセンサから出力されるアナログ信号が入力される。デジタル信号用のコネクタには、生体に装着される別のセンサから出力されるデジタル信号、あるいは当該センサから出力されたアナログ信号がＡ／Ｄ変換されたデジタル信号が入力される。
「Welch Allyn 1500 Patient Monitor」、Welch Allyn、［平成２７年１０月９日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：http://intl.welchallyn.com/documents/Patient%20Monitoring/Continuous%20Monitoring/1500/DFU_ENG_1500PatientMonitor.pdf＞
主にベッドサイドモニタの小型化やコスト抑制を目的として、デジタル信号用のコネクタとアナログ信号用のコネクタを統合したいというニーズが存在する。しかしながら、デジタル信号通信は電圧変化に基づく通信であるため、空間容量結合に起因する雑音がアナログ信号の通信経路に混入しやすい。雑音の混入を回避するためには、コネクタ内にアナログ信号経路を雑音から保護するシールドを設けたり、デジタル信号経路とアナログ信号経路をできる限り離間させたりするなどの対策が必要である。その結果、コネクタの大型化やコスト上昇が避けられず、上述の小型化やコスト抑制の目的に沿うことが難しい。
本発明は、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、ベッドサイドモニタなどの生体情報処理装置の大型化やコスト上昇を抑制することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第一の態様は、生体情報処理システムであって、
生体に装着される第一センサが接続される第一入力コネクタと、
前記生体に装着される第二センサが接続される第二入力コネクタと、
前記第一入力コネクタを通じて前記第一センサから入力される第一アナログ電圧信号を第一デジタル電圧信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
前記第一デジタル電圧信号を第一アナログ電流信号に変換する第一電圧電流変換部と、
前記第二入力コネクタを通じて前記第二センサから入力される第二アナログ電圧信号と前記第一アナログ電流信号を出力可能な第一インターフェースコネクタと、
前記第一アナログ電流信号と前記第二アナログ電圧信号が入力される第二インターフェースコネクタを備えている生体情報処理装置と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第一アナログ電流信号を第一生体情報信号に変換する第一信号処理部と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第二アナログ電圧信号をデジタル電圧信号である第二生体情報信号に変換する第二信号処理部と、
を備えている。
このような構成によれば、第一センサの出力に由来する信号と第二センサの出力に由来する信号とを、単一の第二インターフェースコネクタを介して生体情報処理装置に入力できる。ここで、第一センサから出力される第一アナログ電圧信号は、Ａ／Ｄ変換部により第一デジタル電圧信号に変換され、さらに第一電圧電流変換部により第一アナログ電流信号に変換されている。第一センサの出力に由来する信号と第二センサの出力に由来する信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタと第二インターフェースコネクタ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。これにより、各センサに由来する信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第二インターフェースコネクタを小型化できる。
さらに、第一アナログ電圧信号が一旦第一デジタル電圧信号に変換されているため、通信に必要な端子数を減らすことができる。すなわち、生体情報処理装置の側に単一のコネクタを設け、第一センサから出力される第一アナログ電圧信号と第二センサから出力される第二アナログ電圧信号を当該コネクタに入力する構成と比較すると、第二インターフェースコネクタの端子数を減らすことができる。このことによっても、第二インターフェースコネクタを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置の大型化やコスト上昇を抑制できる。
上記第一の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記第一生体情報信号は、デジタル電圧信号である。
この場合、デジタル電圧信号である第二生体情報信号と同様に第一生体情報信号を取り扱うことができる。そのため、生体情報処理装置内における後段の信号処理の容易性や自由度が向上する。
上記第一の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記第一インターフェースコネクタは、ケーブルの先端に設けられており、前記第二インターフェースコネクタに直接接続される。
このような構成によれば、第一センサの出力に由来する第一アナログ電流信号と第二センサの出力に由来する第二アナログ電圧信号が、同一のケーブル内を並列的に伝送される構成でありながら、雑音の混入に伴う信号品質の低下を回避できる。また、中継装置と生体情報処理装置の配置自由度を確保できる。
上記第一の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記第一電圧電流変換部は、抵抗素子により構成されている。
この場合、非常に簡易かつ安価な構成により、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置の大型化やコスト上昇を抑制できる。
上記第一の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記Ａ／Ｄ変換部と前記第一電圧電流変換部の間に減結合回路を備えている。
減結合回路が必要となるのは、第一センサが使用される場合に限られる。すなわち、第一センサは常時使用されるとは限らず、第二センサの出力のみを生体情報処理装置に入力するという利用形態も可能である。常に使用されるとは限らない減結合回路を生体情報処理装置内に設けることは、生体情報処理装置の大型化とコスト上昇に繋がる。減結合回路が生体情報処理装置の外部（本実施形態においては中継装置の内部）に設けられることにより、生体情報処理装置の大型化やコスト上昇を抑制しつつ、基礎絶縁を提供できる。
上記第一の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
第三入力コネクタと第四入力コネクタの少なくとも一方が設けられている筐体を備えており、
前記第一電圧電流変換部は、前記筐体内に配置されており、
前記第三入力コネクタは、前記第一デジタル電圧信号を出力可能な第一出力コネクタと接続可能であり、
前記第四入力コネクタは、前記第二アナログ電圧信号を出力可能な第二出力コネクタと接続可能である。
このような構成によれば、中継装置を小型化できるだけでなく、第一センサと第二センサが装着される生体に対する中継装置の配置自由度が向上する。
上記第一の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第二生体情報信号を、前記第二インターフェースコネクタより出力される第二アナログ電流信号に変換する第二電圧電流変換部と、
前記第一インターフェースコネクタより入力される前記第二アナログ電流信号を、第二デジタル電圧信号に変換する電流電圧変換部と、
前記第二デジタル電圧信号を出力可能な信号端子と、
を備えている。
このような構成によれば、第二デジタル電圧信号をコンピュータに入力し、生体情報処理装置の品質検査等を行なうことができる。このような信号を取り出すための端子を第二インターフェースコネクタに統合できるため、専用の信号取り出しポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置のコスト上昇を抑制できる。また、デジタル電圧信号である第二生体情報信号は、第二電圧電流変換部によりアナログ電流信号に変換されてから中継装置との通信に供される。したがって、第二デジタル電圧信号を得るための信号通信に雑音が混入することを回避できる。
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第二の態様は、生体情報処理システムであって、
アナログ信号である第一信号が入力される第一入力端子と、
アナログ信号である第二信号が入力される第二入力端子と、
前記第一信号と前記第二信号のいずれかを、アナログ出力信号として出力可能なスイッチと、
前記アナログ出力信号を出力可能な第一インターフェースコネクタと、
前記アナログ出力信号が入力される第二インターフェースコネクタを備えている生体情報処理装置と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記アナログ出力信号を生体情報信号に変換する信号処理部と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第一信号と前記第二信号のいずれかを選択するために、デジタル電圧信号である第一選択信号を出力する信号選択部と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第一選択信号をアナログ電流信号に変換し、前記第二インターフェースコネクタから出力する電圧電流変換部と、
前記第一インターフェースコネクタを通じて入力された前記アナログ電流信号を、デジタル電圧信号である第二選択信号に変換する電流電圧変換部と、
を備えており、
前記スイッチは、前記第二選択信号に基づいて、前記第一信号と前記第二信号の一方を選択する。
このような構成によれば、第一信号と第二信号を、単一の第二インターフェースコネクタを介して生体情報処理装置へ選択的に入力できる。これにより、センサごとに信号入力用のコネクタを設ける必要がなくなり、生体情報処理装置のコスト上昇を抑制できる。
また、信号選択を行なうための第一選択信号は、電圧電流変換部によりアナログ電流信号に変換され、第二インターフェースコネクタより出力されている。信号処理の対象を選択するための信号と、当該信号への応答として入力される信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタと第二インターフェースコネクタ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。そのため、信号処理の対象を選択する信号を出力するための端子を第二インターフェースコネクタに統合できる。これにより、専用の信号出力ポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置のコスト上昇を抑制できる。また、選択信号とセンサからの出力信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第二インターフェースコネクタを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置の大型化やコスト上昇を抑制できる。
上記第二の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記第一信号は、生体に装着される第一センサからの出力信号であり、
前記第二信号は、前記生体に装着される第二センサからの出力信号である。
あるいは、上記第二の態様に係る生体情報システムは、以下のように構成されうる。
前記第一信号は、生体に装着されるセンサにおける第一素子からの出力信号であり、
前記第二信号は、前記センサにおける第二素子からの出力信号である。
上記の目的を達成するために、本発明がとりうる第三の態様は、生体情報処理システムであって、
生体に装着されたセンサの第一素子と電気的に接続される第一出力端子と、
前記センサの第二素子と電気的に接続される第二出力端子と、
第一インターフェースコネクタを備えている生体情報処理装置と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第一素子と前記第二素子を駆動するアナログ信号である素子駆動信号を、前記第一インターフェースコネクタから出力する素子駆動部と、
前記素子駆動信号が入力される第二インターフェースコネクタと、
前記第一出力端子と前記第二出力端子のいずれかから、前記第二インターフェースコネクタから入力された前記素子駆動信号を出力可能なスイッチと、
前記生体情報処理装置内に設けられ、デジタル電圧信号である第一選択信号を出力する信号選択部と、
前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第一選択信号をアナログ電流信号に変換し、前記第一インターフェースコネクタから出力する電圧電流変換部と、
前記第二インターフェースコネクタを通じて入力された前記アナログ電流信号を、デジタル電圧信号である第二選択信号に変換する電流電圧変換部と、
を備えており、
前記スイッチは、前記第二選択信号に基づいて、前記第一出力端子と前記第二出力端子の一方を選択する。
このような構成によれば、第一素子を駆動するための信号と第二素子を駆動するための信号とを、単一の第一インターフェースコネクタを介して中継装置へ出力できる。これにより、駆動対象の素子ごとに信号出力用のコネクタを設ける必要がなくなり、生体情報処理装置のコスト上昇を抑制できる。
また、信号選択を行なうための第一選択信号は、電圧電流変換部によりアナログ電流信号に変換され、第一インターフェースコネクタより出力されている。駆動の対象とする素子を選択するための信号と、選択された素子を駆動するための信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタと第二インターフェースコネクタ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。そのため、素子を選択する信号を出力するための端子を第一インターフェースコネクタに統合できる。これにより、専用の信号出力ポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置のコスト上昇を抑制できる。また、選択信号と素子からの出力信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第一インターフェースコネクタを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置の大型化やコスト上昇を抑制できる。
第一実施形態に係る生体情報処理システムの機能構成を示す図である。 図１に示される中継装置と生体情報処理装置の接続法を説明する図である。 図１に示される中継装置の変形例を示す図である。 第二実施形態に係る生体情報処理システムの機能構成を示す図である。 第三実施形態に係る生体情報処理システムの機能構成を示す図である。 第四実施形態に係る生体情報処理システムの機能構成を示す図である。 第五実施形態に係る生体情報処理システムの機能構成を示す図である。 第六実施形態に係る生体情報処理システムの機能構成を示す図である。
添付の図面を参照しつつ、実施形態の例を以下詳細に説明する。各図面においては、説明の便宜を優先し、各構成要素の大きさに係る縮尺を適宜変更している。
図１は、第一実施形態に係る生体情報処理システム１の機能的構成を模式的に示している。生体情報処理システム１は、第一センサ２、第二センサ３、中継装置４、および生体情報処理装置５を備えている。
第一センサ２は、生体１００に装着可能に構成されている。第一センサ２は、第一アナログ電圧信号ＶＡ１を出力可能に構成されている。第一センサ２の例としては、ＳｐＯ２プローブ、心電センサ、脳波センサなどが挙げられる。
ＳｐＯ２プローブの場合、第一センサ２は、発光素子と受光素子を備えている。発光素子から出射されて生体組織（生体１００の手指先、足指先、耳朶など）を透過または反射した光は、受光素子により検出される。生体組織を流れる血流の脈動に応じて変化する受光強度に応じた信号が、第一アナログ電圧信号ＶＡ１として出力される。
心電センサまたは脳波センサの場合、第一センサ２は、電極を備えている。電極は、生体１００の所定箇所に装着され、当該箇所における生体電位を検出する。生体電位に応じた信号が、第一アナログ電圧信号ＶＡ１として出力される。
第二センサ３は、生体１００に装着可能に構成されている。第二センサ３は、第二アナログ電圧信号ＶＡ２を出力可能に構成されている。第二センサ３の例としては、ＳｐＯ２プローブ、心電センサ、脳波センサなどが挙げられる。各例の構成については、第一センサ２と同様であるため、繰り返しとなる説明を省略する。
中継装置４は、第一入力コネクタ４ａ、第二入力コネクタ４ｂ、Ａ／Ｄ変換部４ｃ、第一電圧電流変換部４ｄ、および第一インターフェースコネクタ４ｅを備えている。
第一入力コネクタ４ａは、第一センサ２を接続可能に構成されている。第二入力コネクタ４ｂは、第二センサ３を接続可能に構成されている。
Ａ／Ｄ変換部４ｃは、第一入力コネクタ４ａを通じて第一センサ２から入力される第一アナログ電圧信号ＶＡ１を第一デジタル電圧信号ＶＤ１に変換するように構成されている。Ａ／Ｄ変換部４ｃは、第一アナログ電圧信号ＶＡ１を第一デジタル電圧信号ＶＤ１に変換することによって可能になる各種の信号処理を併せて行なうように構成されうる。
第一電圧電流変換部４ｄは、第一デジタル電圧信号ＶＤ１を第一アナログ電流信号ＩＡ１に変換するように構成されている。例えば、第一電圧電流変換部４ｄは、帯域制限を有し、パルス信号の基本周波数と三倍高調周波数を通過させ、五倍高調周波数以上を減衰させるローパスフィルタとして構成される。
第一インターフェースコネクタ４ｅは、単一のコネクタである。第一インターフェースコネクタ４ｅは、第一電圧電流変換部４ｄから出力される第一アナログ電流信号ＩＡ１と、第二入力コネクタ４ｂを通じて第二センサ３から入力される第二アナログ電圧信号ＶＡ２とを出力可能に構成されている。すなわち、第一アナログ電流信号ＩＡ１を出力する信号端子と第二アナログ電圧信号ＶＡ２を出力する信号端子が、単一のコネクタハウジング内に配置されている。
生体情報処理装置５は、例えば、ベッドサイドモニタやパルスフォトメータである。生体情報処理装置５は、第二インターフェースコネクタ５ａ、第一信号処理部５ｂ、および第二信号処理部５ｃを備えている。
第二インターフェースコネクタ５ａは、単一のコネクタである。第二インターフェースコネクタ５ａは、第一インターフェースコネクタ４ｅから出力される第一アナログ電流信号ＩＡ１および第二アナログ電圧信号ＶＡ２を入力可能に構成されている。すなわち、第一アナログ電流信号ＩＡ１が入力される信号端子と第二アナログ電圧信号ＶＡ２が入力される信号端子が、単一のコネクタハウジング内に配置されている。
第一信号処理部５ｂは、第二インターフェースコネクタ５ａを通じて入力された第一アナログ電流信号ＩＡ１を第一生体情報信号ＳＧ１に変換するように構成されている。第一生体情報信号ＳＧ１は、第一センサ２を通じて検出された生体情報を、ユーザに提示可能にするための信号である。ユーザへの提示は、視覚的、聴覚的、あるいはそれらの組合せとして行なわれる。
例えば、第一センサ２がＳｐＯ２プローブである場合、第一生体情報信号ＳＧ１は、生体１００の動脈血酸素飽和度や心拍数をユーザに提示するための信号である。第一センサ２が心電センサや脳波センサである場合、第一生体情報信号ＳＧ１は、生体１００の心電波形や脳波形をユーザに提示するための信号である。すなわち、第一信号処理部５ｂは、入力される第一アナログ電流信号ＩＡ１から上記のような第一生体情報信号ＳＧ１を得るために必要な演算処理を行なうように構成されている。演算処理それ自体は周知であるため、詳細な説明は省略する。
第二信号処理部５ｃは、第二インターフェースコネクタ５ａを通じて入力された第二アナログ電圧信号ＶＡ２を第二生体情報信号ＳＧ２に変換するように構成されている。第二生体情報信号ＳＧ２は、第二センサ３を通じて検出された生体情報を、ユーザに提示可能にするための信号である。ユーザへの提示は、視覚的、聴覚的、あるいはそれらの組合せとして行なわれる。第二生体情報信号ＳＧ２の例は、第一生体情報信号ＳＧ１と同様である。第二生体情報信号ＳＧ２は、デジタル電圧信号である。すなわち、第二信号処理部５ｃは、入力される第二アナログ電圧信号ＶＡ２をＡ／Ｄ変換するとともに、上記のような第二生体情報信号ＳＧ２を得るために必要な演算処理を行なうように構成されている。演算処理それ自体は周知であるため、詳細な説明は省略する。
本実施形態の構成によれば、第一センサ２の出力に由来する信号と第二センサ３の出力に由来する信号とを、単一の第二インターフェースコネクタ５ａを介して生体情報処理装置５に入力できる。ここで、第一センサ２から出力される第一アナログ電圧信号ＶＡ１は、Ａ／Ｄ変換部４ｃにより第一デジタル電圧信号ＶＤ１に変換され、さらに第一電圧電流変換部４ｄにより第一アナログ電流信号ＩＡ１に変換されている。第一センサ２の出力に由来する信号と第二センサ３の出力に由来する信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタ４ｅと第二インターフェースコネクタ５ａ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。これにより、各センサに由来する信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第二インターフェースコネクタ５ａを小型化できる。
さらに、第一アナログ電圧信号ＶＡ１が一旦第一デジタル電圧信号ＶＤ１に変換されているため、通信に必要な端子数を減らすことができる。すなわち、生体情報処理装置５の側に単一のコネクタを設け、第一センサ２から出力される第一アナログ電圧信号ＶＡ１と第二センサ３から出力される第二アナログ電圧信号ＶＡ２を当該コネクタに入力する構成と比較すると、第二インターフェースコネクタ５ａの端子数を減らすことができる。このことによっても、第二インターフェースコネクタ５ａを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置５の大型化やコスト上昇を抑制できる。
本実施形態において、第一信号処理部５ｂは、Ａ／Ｄ変換機能を備えうる。すなわち、第一生体情報信号ＳＧ１は、デジタル電圧信号でありうる。
この場合、デジタル電圧信号である第二生体情報信号ＳＧ２と同様に第一生体情報信号ＳＧ１を取り扱うことができる。そのため、生体情報処理装置５内における後段の信号処理の容易性や自由度が向上する。
本実施形態において、第一電圧電流変換部４ｄは、少なくとも一つの抵抗素子により構成されうる。
この場合、非常に簡易かつ安価な構成により、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置５の大型化やコスト上昇を抑制できる。
図１に示されるように、生体情報処理システム１は、さらに減結合回路４ｆを備えてもよい。減結合回路４ｆは、Ａ／Ｄ変換部４ｃと第一電圧電流変換部４ｄの間に設けられている。減結合回路４ｆは、生体情報処理装置５の側から予期せず流れ込む電流に対して基礎絶縁を提供するために設けられている。減結合回路４ｆは、トランスやフォトカプラにより実現されうる。
減結合回路４ｆが必要となるのは、第一センサ２が使用される場合に限られる。すなわち、第一センサ２は常時使用されるとは限らず、第二センサ３の出力のみを生体情報処理装置５に入力するという利用形態も可能である。常に使用されるとは限らない減結合回路４ｆを生体情報処理装置５内に設けることは、生体情報処理装置５の大型化とコスト上昇に繋がる。減結合回路４ｆが生体情報処理装置５の外部（本実施形態においては中継装置４の内部）に設けられることにより、生体情報処理装置５の大型化やコスト上昇を抑制しつつ、基礎絶縁を提供できる。
図２は、第一インターフェースコネクタ４ｅと第二インターフェースコネクタ５ａの接続構成例を模式的に示している。
図２の（Ａ）に示されるように、第一インターフェースコネクタ４ｅと第二インターフェースコネクタ５ａは、直接接続されうる。この場合、第一インターフェースコネクタ４ｅは、ケーブル４ｇの先端に設けられている。
このような構成によれば、第一センサ２の出力に由来する第一アナログ電流信号ＩＡ１と第二センサ３の出力に由来する第二アナログ電圧信号ＶＡ２が、同一のケーブル４ｇ内を並列的に伝送される構成でありながら、雑音の混入に伴う信号品質の低下を回避できる。また、中継装置４と生体情報処理装置５の配置自由度を確保できる。
あるいは、図２の（Ｂ）に示されるように、第一インターフェースコネクタ４ｅと第二インターフェースコネクタ５ａは、中継ケーブル６を介して通信可能に接続されうる。
図３は、別例に係る中継装置１４を模式的に示している。中継装置１４は、図１に示される中継装置４の機能の一部が第一中継ケーブル１４ａおよび第二中継ケーブル１４ｂとして分離されたものに相当する。
第一中継ケーブル１４ａは、前述した第一入力コネクタ４ａとＡ／Ｄ変換部４ｃを備えている。第一中継ケーブル１４ａは、第一出力コネクタ４ｈをさらに備えている。第一出力コネクタ４ｈは、第一デジタル電圧信号ＶＤ１を出力可能に構成されている。
第二中継ケーブル１４ｂは、前述した第二入力コネクタ４ｂを備えている。第二中継ケーブル１４ｂは、第二出力コネクタ４ｉをさらに備えている。第二出力コネクタ４ｉは、第二アナログ電圧信号ＶＡ２を出力可能に構成されている。
中継装置１４（筐体の一例）は、第三入力コネクタ４ｊと第四入力コネクタ４ｋを備えている。第三入力コネクタ４ｊは、第一出力コネクタ４ｈと接続可能に構成されている。第四入力コネクタ４ｋは、第二出力コネクタ４ｉと接続可能に構成されている。第一電圧電流変換部４ｄと減結合回路４ｆは、中継装置１４内に配置されている。
このような構成によれば、中継装置１４を小型化できるだけでなく、第一センサ２と第二センサ３が装着される生体１００に対する中継装置１４の配置自由度が向上する。
なお、中継装置１４は、必ずしも第一中継ケーブル１４ａと第二中継ケーブル１４ｂの双方を備えていることを要しない。第一中継ケーブル１４ａと第二中継ケーブル１４ｂのいずれか一方は、中継装置１４に統合されうる。すなわち、第三入力コネクタ４ｊと第四入力コネクタ４ｋは、第一出力コネクタ４ｈと第二出力コネクタ４ｉの有無に応じて、少なくとも一方が設けられうる。
図４は、第二実施形態に係る生体情報処理システム２１の機能構成を模式的に示している。第一実施形態に係る生体情報処理システム１の構成要素と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。生体情報処理システム２１は、中継装置２４と生体情報処理装置２５を備えている。
生体情報処理装置２５は、第二電圧電流変換部５ｄを備えている。第二電圧電流変換部５ｄは、第二信号処理部５ｃより出力された第二生体情報信号ＳＧ２を、第二アナログ電流信号ＩＡ２に変換するように構成されている。第二電圧電流変換部５ｄは、第一電圧電流変換部４ｄと同様に、例えばローパスフィルタとして構成されうる。第二電圧電流変換部５ｄは、少なくとも一つの抵抗素子により実現されうる。第二アナログ電流信号ＩＡ２は、第二インターフェースコネクタ５ａより出力される。
中継装置２４は、電流電圧変換部４ｍを備えている。電流電圧変換部４ｍは、第一インターフェースコネクタ４ｅを通じて入力される第二アナログ電流信号ＩＡ２を、第二デジタル電圧信号ＶＤ２に変換するように構成されている。具体的には、電流電圧変換部４ｍは、第二電圧電流変換部５ｄが通過させる周波数帯域に追従できる素子（高速オペアンプなど）を備えている。この場合、フィルタリング動作の安定化の観点から、電流電圧変換部４ｍのカットオフ周波数は、第二電圧電流変換部５ｄのカットオフ周波数以上となるように定められる。これにより、第二電圧電流変換部５ｄと電流電圧変換部４ｍ間の信号線におけるノイズが抑制される。
中継装置２４は、出力端子４ｎを備えている。出力端子４ｎは、第二デジタル電圧信号ＶＤ２を出力可能に構成されている。出力端子４ｎは、ＵＳＢ端子などの汎用データ通信端子として構成されている。
このような構成によれば、第二デジタル電圧信号ＶＤ２をコンピュータに入力し、生体情報処理装置５の品質検査等を行なうことができる。このような信号を取り出すための端子を第二インターフェースコネクタ５ａに統合できるため、専用の信号取り出しポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置５のコスト上昇を抑制できる。また、デジタル電圧信号である第二生体情報信号ＳＧ２は、第二電圧電流変換部５ｄにより第二アナログ電流信号ＩＡ２に変換されてから中継装置２４との通信に供される。したがって、第二デジタル電圧信号ＶＤ２を得るための信号通信に雑音が混入することを回避できる。
本実施形態に係る中継装置２４もまた、図３に示される中継装置１４のように、その機能の一部を第一中継ケーブルと第二中継ケーブルの少なくとも一方として分離した構成とされうる。
図５は、第三実施形態に係る生体情報処理システム３１の機能構成を模式的に示している。第一実施形態に係る生体情報処理システム１の構成要素と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。生体情報処理システム３１は、中継装置３４と生体情報処理装置３５を備えている。
中継装置３４は、第一入力端子３４ａ、第二入力端子３４ｂ、スイッチ３４ｃ、および第一インターフェースコネクタ３４ｄを備えている。
第一入力端子３４ａは、第一センサ２から出力される第一信号Ａ１が入力されるように構成されている。第一信号Ａ１は、アナログ信号である。
第二入力端子３４ｂは、第二センサ３から出力される第二信号Ａ２が入力されるように構成されている。第二信号Ａ２は、アナログ信号である。
スイッチ３４ｃは、第一信号Ａ１と第二信号Ａ２のいずれかを、アナログ出力信号ＯＡとして出力可能に構成されている。アナログ出力信号ＯＡは、第一インターフェースコネクタ３４ｄを通じて中継装置３４から出力される。
生体情報処理装置３５は、第二インターフェースコネクタ３５ａ、信号処理部３５ｂ、信号選択部３５ｃ、および電圧電流変換部３５ｄを備えている。
第二インターフェースコネクタ３５ａは、図２を参照して説明した態様のいずれかにより、第一インターフェースコネクタ３４ｄと接続されうる。したがって、アナログ出力信号ＯＡは、第二インターフェースコネクタ３５ａを通じて生体情報処理装置３５に入力される。
信号処理部３５ｂは、第二インターフェースコネクタ３５ａを通じて入力されたアナログ出力信号ＯＡを生体情報信号ＳＧに変換するように構成されている。生体情報信号ＳＧは、第一センサ２または第二センサ３を通じて検出された生体情報を、ユーザに提示可能にするための信号である。ユーザへの提示は、視覚的、聴覚的、あるいはそれらの組合せとして行なわれる。そのような生体情報を得るための演算処理自体は周知であるため、詳細な説明は省略する。
信号選択部３５ｃは、第一選択信号Ｓ１を出力するように構成されている。第一選択信号Ｓ１は、第一センサ２からの出力と第二センサ３からの出力のいずれを信号処理部３５ｂによる信号処理に供させるかを選択するための信号である。第一選択信号Ｓ１は、デジタル電圧信号である。
電圧電流変換部３５ｄは、信号選択部３５ｃより出力された第一選択信号Ｓ１をアナログ電流信号ＩＡに変換し、第二インターフェースコネクタ３５ａから出力するように構成されている。電圧電流変換部３５ｄは、第一電圧電流変換部４ｄと同様に、例えばローパスフィルタとして構成される。電圧電流変換部３５ｄは、少なくとも一つの抵抗素子により実現されうる。
アナログ電流信号ＩＡは、第一インターフェースコネクタ３４ｄを通じて中継装置３４に入力される。中継装置３４は、電流電圧変換部３４ｅをさらに備えている。電流電圧変換部３４ｅは、第一インターフェースコネクタ３４ｄを通じて入力されたアナログ電流信号ＩＡを、第二選択信号Ｓ２に変換するように構成されている。第二選択信号Ｓ２は、デジタル電圧信号である。電流電圧変換部３４ｅは、電流電圧変換部４ｍと同様に、例えば高速オペアンプにより実現されうる。
スイッチ３４ｃは、第二選択信号Ｓ２に基づいて第一信号Ａ１と第二信号Ａ２の一方を選択するように構成されている。第二選択信号Ｓ２が第一信号Ａ１の選択を指示している場合、スイッチ３４ｃは、第一信号Ａ１をアナログ出力信号ＯＡとして出力する。この場合、第一センサ２の出力が信号処理部３５ｂによる信号処理に供される。第二選択信号Ｓ２が第二信号Ａ２の選択を指示している場合、スイッチ３４ｃは、第二信号Ａ２をアナログ出力信号ＯＡとして出力する。この場合、第二センサ３の出力が信号処理部３５ｂによる信号処理に供される。
本実施形態の構成によれば、第一センサ２の出力に由来する信号と第二センサ３の出力に由来する信号とを、単一の第二インターフェースコネクタ３５ａを介して生体情報処理装置３５へ選択的に入力できる。これにより、センサごとに信号入力用のコネクタを設ける必要がなくなり、生体情報処理装置３５のコスト上昇を抑制できる。
また、信号選択を行なうための第一選択信号Ｓ１は、電圧電流変換部３５ｄによりアナログ電流信号ＩＡに変換され、第二インターフェースコネクタ３５ａより出力されている。信号処理の対象とするセンサを選択するための信号と、当該信号への応答として入力されるセンサからの出力信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタ３４ｄと第二インターフェースコネクタ３５ａ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。そのため、センサを選択する信号を出力するための端子を第二インターフェースコネクタ３５ａに統合できる。これにより、専用の信号出力ポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置３５のコスト上昇を抑制できる。また、選択信号とセンサからの出力信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第二インターフェースコネクタ３５ａを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置３５の大型化やコスト上昇を抑制できる。
本実施形態に係る中継装置３４もまた、図３に示される中継装置１４のように、その機能の一部を第一中継ケーブルと第二中継ケーブルの少なくとも一方として分離した構成とされうる。
図６は、第四実施形態に係る生体情報処理システム４１の機能構成を模式的に示している。第一実施形態に係る生体情報処理システム１の構成要素と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。生体情報処理システム４１は、センサ７、中継装置４４、および生体情報処理装置４５を備えている。
センサ７は、第一素子７ａと第二素子７ｂを備えている。第一素子７ａと第二素子７ｂは、同一のセンサ内において異なる有意な信号を出力する素子である。第一素子７ａと第二素子７ｂは、同一の生体パラメータの検出に係る素子であってもよいし、異なる生体パラメータの検出に係る素子であってもよい。第一素子７ａと第二素子７ｂの例としては、ＳｐＯ２プローブにおいて異なる波長に対応付けられた複数の受光素子、生体電位計において異なる位置に対応付けられた複数の電極などが挙げられる。
中継装置４４は、第一入力端子４４ａ、第二入力端子４４ｂ、スイッチ４４ｃ、および第一インターフェースコネクタ４４ｄを備えている。
第一入力端子４４ａは、第一素子７ａから出力される第一信号Ａ１が入力されるように構成されている。第一信号Ａ１は、アナログ信号である。
第二入力端子４４ｂは、第二素子７ｂから出力される第二信号Ａ２が入力されるように構成されている。第二信号Ａ２は、アナログ信号である。
スイッチ４４ｃは、第一信号Ａ１と第二信号Ａ２のいずれかを、アナログ出力信号ＯＡとして出力可能に構成されている。アナログ出力信号ＯＡは、第一インターフェースコネクタ４４ｄを通じて中継装置４４から出力される。
生体情報処理装置４５は、第二インターフェースコネクタ４５ａ、信号処理部４５ｂ、信号選択部４５ｃ、および電圧電流変換部４５ｄを備えている。
第二インターフェースコネクタ４５ａは、図２を参照して説明した態様のいずれかにより、第一インターフェースコネクタ４４ｄと接続されうる。したがって、アナログ出力信号ＯＡは、第二インターフェースコネクタ４５ａを通じて生体情報処理装置４５に入力される。
信号処理部４５ｂは、第二インターフェースコネクタ４５ａを通じて入力されたアナログ出力信号ＯＡを生体情報信号ＳＧに変換するように構成されている。生体情報信号ＳＧは、第一素子７ａまたは第二素子７ｂを通じて検出された生体情報を、ユーザに提示可能にするための信号である。ユーザへの提示は、視覚的、聴覚的、あるいはそれらの組合せとして行なわれる。そのような生体情報を得るための演算処理自体は周知であるため、詳細な説明は省略する。
信号選択部４５ｃは、第一選択信号Ｓ１を出力するように構成されている。第一選択信号Ｓ１は、第一素子７ａからの出力と第二素子７ｂからの出力のいずれを信号処理部４５ｂによる信号処理に供させるかを選択するための信号である。第一選択信号Ｓ１は、デジタル電圧信号である。
電圧電流変換部４５ｄは、信号選択部４５ｃより出力された第一選択信号Ｓ１をアナログ電流信号ＩＡに変換し、第二インターフェースコネクタ４５ａから出力するように構成されている。電圧電流変換部４５ｄは、第一電圧電流変換部４ｄと同様に、例えばローパスフィルタとして構成されている。電圧電流変換部４５ｄは、少なくとも一つの抵抗素子により実現されうる。
アナログ電流信号ＩＡは、第一インターフェースコネクタ４４ｄを通じて中継装置４４に入力される。中継装置４４は、電流電圧変換部４４ｅをさらに備えている。電流電圧変換部４４ｅは、第一インターフェースコネクタ４４ｄを通じて入力されたアナログ電流信号ＩＡを、第二選択信号Ｓ２に変換するように構成されている。第二選択信号Ｓ２は、デジタル電圧信号である。電流電圧変換部４４ｅは、電流電圧変換部４ｍと同様に、例えば高速オペアンプにより実現されうる。
スイッチ４４ｃは、第二選択信号Ｓ２に基づいて第一信号Ａ１と第二信号Ａ２の一方を選択するように構成されている。第二選択信号Ｓ２が第一信号Ａ１の選択を指示している場合、スイッチ４４ｃは、第一信号Ａ１をアナログ出力信号ＯＡとして出力する。この場合、第一素子７ａの出力が信号処理部４５ｂによる信号処理に供される。第二選択信号Ｓ２が第二信号Ａ２の選択を指示している場合、スイッチ４４ｃは、第二信号Ａ２をアナログ出力信号ＯＡとして出力する。この場合、第二素子７ｂの出力が信号処理部４５ｂによる信号処理に供される。
本実施形態の構成によれば、第一素子７ａの出力に由来する信号と第二素子７ｂの出力に由来する信号とを、単一の第二インターフェースコネクタ４５ａを介して生体情報処理装置４５へ選択的に入力できる。これにより、信号を出力可能な素子ごとに信号入力用のコネクタを設ける必要がなくなり、生体情報処理装置４５のコスト上昇を抑制できる。
また、信号選択を行なうための第一選択信号Ｓ１は、電圧電流変換部４５ｄによりアナログ電流信号ＩＡに変換され、第二インターフェースコネクタ４５ａより出力されている。信号処理の対象とする素子を選択するための信号と、当該信号への応答として入力されるセンサからの出力信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタ４４ｄと第二インターフェースコネクタ４５ａ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。そのため、素子を選択する信号を出力するための端子を第二インターフェースコネクタ４５ａに統合できる。これにより、専用の信号出力ポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置４５のコスト上昇を抑制できる。また、選択信号と素子からの出力信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第二インターフェースコネクタ４５ａを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置４５の大型化やコスト上昇を抑制できる。
本実施形態に係る中継装置４４もまた、図３に示される中継装置１４のように、その機能の一部を第一中継ケーブルと第二中継ケーブルの少なくとも一方として分離した構成とされうる。
図７は、第五実施形態に係る生体情報処理システム５１の機能構成を模式的に示している。第一実施形態に係る生体情報処理システム１の構成要素と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。生体情報処理システム５１は、センサ７、中継装置５４、および生体情報処理装置５５を備えている。
センサ７は、第一情報要素７ｃ（第一素子の一例）と第二情報要素７ｄ（第二素子の一例）を備えている。第一情報要素７ｃは、例えば図６に示される第一素子７ａの種別や動作状態などを示す要素である。第二情報要素７ｄは、例えば図６に示される第二素子７ｂの種別や動作状態などを示す要素である。第一情報要素７ｃと第二情報要素７ｄの例としては、抵抗素子の値、コンデンサ素子の値、インダクタ素子の値、ダイオードの順方向降下電圧値、短絡導体、メモリ、気圧センサ、温度センサなどが挙げられる。
中継装置５４は、第一入力端子５４ａ、第二入力端子５４ｂ、スイッチ５４ｃ、および第一インターフェースコネクタ５４ｄを備えている。
第一入力端子５４ａは、第一情報要素７ｃから出力される第一信号Ａ１が入力されるように構成されている。第一信号Ａ１は、アナログ信号である。
第二入力端子５４ｂは、第二情報要素７ｄから出力される第二信号Ａ２が入力されるように構成されている。第二信号Ａ２は、アナログ信号である。
スイッチ５４ｃは、第一信号Ａ１と第二信号Ａ２のいずれかを、アナログ出力信号ＯＡとして出力可能に構成されている。アナログ出力信号ＯＡは、第一インターフェースコネクタ５４ｄを通じて中継装置５４から出力される。
生体情報処理装置５５は、第二インターフェースコネクタ５５ａ、動作設定部５５ｂ、要素選択部５５ｃ、および電圧電流変換部５５ｄを備えている。
第二インターフェースコネクタ５５ａは、図２を参照して説明した態様のいずれかにより、第一インターフェースコネクタ５４ｄと接続されうる。したがって、アナログ出力信号ＯＡは、第二インターフェースコネクタ５５ａを通じて生体情報処理装置５５に入力される。
動作設定部５５ｂは、第二インターフェースコネクタ５５ａを通じて入力されたアナログ出力信号ＯＡに基づいて生体情報処理装置５５の動作を設定するように構成されている。動作の設定は、センサ７による検出動作の前後に行なわれてもよいし、検出動作中に行なわれてもよい。
要素選択部５５ｃは、第一選択信号Ｓ１を出力するように構成されている。第一選択信号Ｓ１は、動作設定部５５ｂが行なう動作設定のために第一情報要素７ｃと第二情報要素７ｄのいずれを参照するかを選択するための信号である。第一選択信号Ｓ１は、デジタル電圧信号である。
電圧電流変換部５５ｄは、要素選択部５５ｃより出力された第一選択信号Ｓ１をアナログ電流信号ＩＡに変換し、第二インターフェースコネクタ５５ａから出力するように構成されている。電圧電流変換部５５ｄは、第一電圧電流変換部４ｄと同様に、例えばローパスフィルタとして構成されている。電圧電流変換部５５ｄは、少なくとも一つの抵抗素子により実現されうる。
アナログ電流信号ＩＡは、第一インターフェースコネクタ５４ｄを通じて中継装置５４に入力される。中継装置５４は、電流電圧変換部５４ｅをさらに備えている。電流電圧変換部５４ｅは、第一インターフェースコネクタ５４ｄを通じて入力されたアナログ電流信号ＩＡを、第二選択信号Ｓ２に変換するように構成されている。第二選択信号Ｓ２は、デジタル電圧信号である。電流電圧変換部５４ｅは、電流電圧変換部４ｍと同様に、例えば高速オペアンプにより実現されうる。
スイッチ５４ｃは、第二選択信号Ｓ２に基づいて第一信号Ａ１と第二信号Ａ２の一方を選択するように構成されている。第二選択信号Ｓ２が第一信号Ａ１の選択を指示している場合、スイッチ５４ｃは、第一信号Ａ１をアナログ出力信号ＯＡとして出力する。この場合、動作設定部５５ｂは、第一情報要素７ｃを参照して動作設定を行なう。第二選択信号Ｓ２が第二信号Ａ２の選択を指示している場合、スイッチ４４ｃは、第二信号Ａ２をアナログ出力信号ＯＡとして出力する。この場合、動作設定部５５ｂは、第二情報要素７ｄを参照して動作設定を行なう。
本実施形態の構成によれば、第一情報要素７ｃの出力に由来する信号と第二情報要素７ｄの出力に由来する信号とを、単一の第二インターフェースコネクタ５５ａを介して生体情報処理装置５５へ選択的に入力できる。これにより、情報要素ごとに信号入力用のコネクタを設ける必要がなくなり、生体情報処理装置５５のコスト上昇を抑制できる。
また、信号選択を行なうための第一選択信号Ｓ１は、電圧電流変換部５５ｄによりアナログ電流信号ＩＡに変換され、第二インターフェースコネクタ５５ａより出力されている。参照する情報要素を選択するための信号と、当該信号への応答として入力される情報要素からの出力信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタ４４ｄと第二インターフェースコネクタ４５ａ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。そのため、情報要素を選択する信号を出力するための端子を第二インターフェースコネクタ５５ａに統合できる。これにより、専用の信号出力ポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置５５のコスト上昇を抑制できる。また、選択信号と情報要素からの出力信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第二インターフェースコネクタ５５ａを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置５５の大型化やコスト上昇を抑制できる。
本実施形態に係る中継装置５４もまた、図３に示される中継装置１４のように、その機能の一部を第一中継ケーブルと第二中継ケーブルの少なくとも一方として分離した構成とされうる。
本実施形態においては、第一情報要素７ｃがセンサ７の第一素子７ａに対応付けられ、第二情報要素７ｄがセンサ７の第二素子７ｂに対応付けられている。しかしながら、第一情報要素７ｃと第二情報要素７ｄは同一の対象に対応付けられた異なる態様の情報要素であってもよい。
また、情報要素は、必ずしもセンサ７に対応付けられるものに限られない。情報要素は、例えば、上記各実施形態における第一センサ２、第二センサ３、中継装置４、中継装置１４、第一中継ケーブル１４ａ、第二中継ケーブル１４ｂ、中継装置２４、中継装置３４、中継装置４４、中継装置５４、およびこれらの装置内に設けられた各種構成要素に対応付けられうる。
図８は、第六実施形態に係る生体情報処理システム６１の機能構成を模式的に示している。第一実施形態に係る生体情報処理システム１の構成要素と同一または同等の構成要素には同一の参照符号を付与し、繰り返しとなる説明は省略する。生体情報処理システム６１は、センサ８、中継装置６４、および生体情報処理装置６５を備えている。
センサ８は、第一素子８ａと第二素子８ｂを備えている。第一素子７ａと第二素子７ｂは、同一のセンサ内において異なる有意な動作を行なう素子である。第一素子７ａと第二素子７ｂは、同一の生体パラメータの検出に係る素子であってもよいし、異なる生体パラメータの検出に係る素子であってもよい。第一素子８ａと第二素子８ｂの例としては、ＳｐＯ２プローブにおいて異なる波長に対応付けられた複数の発光素子などが挙げられる。
生体情報処理装置６５は、第一インターフェースコネクタ６５ａ、素子駆動部６５ｂ、素子選択部６５ｃ、および電圧電流変換部６５ｄを備えている。
中継装置６４は、第一出力端子６４ａ、第二出力端子６４ｂ、スイッチ６４ｃ、および第二インターフェースコネクタ６４ｄを備えている。
第一出力端子６４ａは、第一素子８ａと電気的に接続可能に構成されている。第二出力端子６４ｂは、第二素子８ｂと電気的に接続可能に構成されている。
素子駆動部６５ｂは、第一素子８ａと第二素子８ｂを駆動可能な素子駆動信号ＳＤを、第一インターフェースコネクタ６５ａから出力するように構成されている。素子駆動信号ＳＤは、アナログ信号である。
第一インターフェースコネクタ６５ａは、図２を参照して説明した態様のいずれかにより、第二インターフェースコネクタ６４ｄと接続されうる。したがって、素子駆動信号ＳＤは、第二インターフェースコネクタ６４ｄを通じて中継装置６４に入力される。
スイッチ６４ｃは、第一出力端子６４ａと第二出力端子６４ｂのいずれかから、第二インターフェースコネクタ６４ｄを通じて入力された素子駆動信号ＳＤを出力可能に構成されている。
素子選択部６５ｃは、第一選択信号Ｓ１を出力するように構成されている。第一選択信号Ｓ１は、第一出力端子６４ａと第二出力端子６４ｂのいずれから素子駆動信号ＳＤを出力するかを選択するための信号である。第一選択信号Ｓ１は、デジタル電圧信号である。
電圧電流変換部６５ｄは、素子選択部６５ｃより出力された第一選択信号Ｓ１をアナログ電流信号ＩＡに変換し、第一インターフェースコネクタ６５ａから出力するように構成されている。電圧電流変換部６５ｄは、第一電圧電流変換部４ｄと同様に、例えばローパスフィルタとして構成されている。電圧電流変換部６５ｄは、少なくとも一つの抵抗素子により実現されうる。
アナログ電流信号ＩＡは、第二インターフェースコネクタ６４ｄを通じて中継装置６４に入力される。中継装置６４は、電流電圧変換部６４ｅをさらに備えている。電流電圧変換部６４ｅは、第二インターフェースコネクタ６４ｄを通じて入力されたアナログ電流信号ＩＡを、第二選択信号Ｓ２に変換するように構成されている。第二選択信号Ｓ２は、デジタル電圧信号である。電流電圧変換部６４ｅは、電流電圧変換部４ｍと同様に、例えば高速オペアンプにより実現されうる。
スイッチ６４ｃは、第二選択信号Ｓ２に基づいて第一信号Ａ１と第二信号Ａ２の一方を選択するように構成されている。第二選択信号Ｓ２が第一出力端子６４ａの選択を指示している場合、スイッチ６４ｃは、第一出力端子６４ａから素子駆動信号ＳＤを出力する。この場合、素子駆動信号ＳＤにより第一素子８ａが駆動される。第二選択信号Ｓ２が第二出力端子６４ｂの選択を指示している場合、スイッチ６４ｃは、第二出力端子６４ｂから素子駆動信号ＳＤを出力する。この場合、素子駆動信号ＳＤにより第二素子８ｂが駆動される。
本実施形態の構成によれば、第一素子８ａを駆動するための信号と第二素子８ｂを駆動するための信号とを、単一の第一インターフェースコネクタ６５ａを介して中継装置６４へ出力できる。これにより、駆動対象の素子ごとに信号出力用のコネクタを設ける必要がなくなり、生体情報処理装置６５のコスト上昇を抑制できる。
また、信号選択を行なうための第一選択信号Ｓ１は、電圧電流変換部６５ｄによりアナログ電流信号ＩＡに変換され、第一インターフェースコネクタ６５ａより出力されている。駆動の対象とする素子を選択するための信号と、選択された素子を駆動するための信号が同一のコネクタ（第一インターフェースコネクタ６５ａと第二インターフェースコネクタ６４ｄ）を通過する構成であっても、両者がアナログ信号であるため、通信経路への雑音の混入を回避できる。そのため、素子を選択する信号を出力するための端子を第一インターフェースコネクタ６５ａに統合できる。これにより、専用の信号出力ポートを独立に設ける場合と比較して、生体情報処理装置６５のコスト上昇を抑制できる。また、選択信号と素子からの出力信号が通過する端子同士を接近させたり、効率的に配置したりするなどの設計自由度が高まり、第一インターフェースコネクタ６５ａを小型化できる。
したがって、信号通信への雑音の混入を回避しつつ、生体情報処理装置６５の大型化やコスト上昇を抑制できる。
本実施形態に係る中継装置６４もまた、図３に示される中継装置１４のように、その機能の一部を第一中継ケーブルと第二中継ケーブルの少なくとも一方として分離した構成とされうる。
本実施形態においては、単一のセンサ８が第一素子８ａと第二素子８ｂを備えている。しかしながら、第一素子８ａと第二素子８ｂは、それぞれ異なるセンサに設けられてもよい。
上記の各実施形態は、本発明の理解を容易にするための例示にすぎない。上記の各実施形態に係る構成は、本発明の趣旨を逸脱しなければ、適宜に変更・改良されうる。また、等価物が本発明の技術的範囲に含まれることは明らかである。
１：生体情報処理システム、２：第一センサ、３：第二センサ、４：中継装置、４ａ：第一入力コネクタ、４ｂ：第二入力コネクタ、４ｃ：Ａ／Ｄ変換部、４ｄ：第一電圧電流変換部、４ｅ：第一インターフェースコネクタ、４ｆ：減結合回路、４ｇ：ケーブル、４ｈ：第一出力コネクタ、４ｉ：第二出力コネクタ、４ｊ：第三入力コネクタ、４ｋ：第四入力コネクタ、４ｍ：電流電圧変換部、４ｎ：出力端子、５：生体情報処理装置、５ａ：第二インターフェースコネクタ、５ｂ：第一信号処理部、５ｃ：第二信号処理部、５ｄ：第二電圧電流変換部、６：中継ケーブル、７：センサ、７ａ：第一素子、７ｂ：第二素子、７ｃ：第一情報要素、７ｄ：第二情報要素、８：センサ、８ａ：第一素子、８ｂ：第二素子、１４：中継装置：１４ａ：第一中継ケーブル、１４ｂ：第二中継ケーブル、２１：生体情報処理システム、２４：中継装置、３１：生体情報処理システム、３４：中継装置、３４ａ：第一入力端子、３４ｂ：第二入力端子、３４ｃ：スイッチ、３４ｄ：第一インターフェースコネクタ、３４ｅ：電流電圧変換部、３５：生体情報処理装置、３５ａ：第二インターフェースコネクタ、３５ｂ：信号処理部、３５ｃ：信号選択部、３５ｄ：電圧電流変換部、４１：生体情報処理システム、４４：中継装置、４４ａ：第一入力端子、４４ｂ：第二入力端子、４４ｃ：スイッチ、４４ｄ：第一インターフェースコネクタ、４４ｅ：電流電圧変換部、４５：生体情報処理装置、４５ａ：第二インターフェースコネクタ、４５ｂ：信号処理部、４５ｃ：信号選択部、４５ｄ：電圧電流変換部、５１：生体情報処理システム、５４：中継装置、５４ａ：第一入力端子、５４ｂ：第二入力端子、５４ｃ：スイッチ、５４ｄ：第一インターフェースコネクタ、５４ｅ：電流電圧変換部、５５：生体情報処理装置、５５ａ：第二インターフェースコネクタ、５５ｂ：動作設定部、５５ｃ：要素選択部、５５ｄ：電圧電流変換部、６１：生体情報処理システム、６４：中継装置、６４ａ：第一出力端子、６４ｂ：第二出力端子、６４ｃ：スイッチ、６４ｄ：第二インターフェースコネクタ、６４ｅ：電流電圧変換部、６５：生体情報処理装置、６５ａ：第一インターフェースコネクタ、６５ｂ：素子駆動部、６５ｃ：素子選択部、６５ｄ：電圧電流変換部、１００：生体、ＶＡ１：第一アナログ電圧信号、ＶＡ２：第二アナログ電圧信号、ＶＤ１：第一デジタル電圧信号、ＶＤ２：第二デジタル電圧信号、ＩＡ１：第一アナログ電流信号、ＩＡ２：第二アナログ電流信号、ＳＧ１：第一生体情報信号、ＳＧ２：第二生体情報信号、Ａ１：第一信号、Ａ２：第二信号、ＯＡ：アナログ出力信号、ＩＡ：アナログ電流信号、ＳＧ：生体情報信号、Ｓ１：第一選択信号、Ｓ２：第二選択信号、ＳＤ：素子駆動信号

Claims (7)

  1. 生体に装着される第一センサが接続される第一入力コネクタと、
    前記生体に装着される第二センサが接続される第二入力コネクタと、
    前記第一入力コネクタを通じて前記第一センサから入力される第一アナログ電圧信号を第一デジタル電圧信号に変換するＡ／Ｄ変換部と、
    前記第一デジタル電圧信号を第一アナログ電流信号に変換する第一電圧電流変換部と、 前記第二入力コネクタを通じて前記第二センサから入力される第二アナログ電圧信号と前記第一アナログ電流信号を出力可能な第一インターフェースコネクタと、
    前記第一アナログ電流信号と前記第二アナログ電圧信号が入力される第二インターフェースコネクタを備えている生体情報処理装置と、
    前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第一アナログ電流信号を第一生体情報信号に変換する第一信号処理部と、
    前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第二アナログ電圧信号をデジタル電圧信号である第二生体情報信号に変換する第二信号処理部と、
    を備えている、
    生体情報処理システム。
  2. 前記第一生体情報信号は、デジタル電圧信号である、
    請求項１に記載の生体情報処理システム。
  3. 前記第一インターフェースコネクタは、ケーブルの先端に設けられており、前記第二インターフェースコネクタに直接接続される、
    請求項１または２に記載の生体情報処理システム。
  4. 前記第一電圧電流変換部は、抵抗素子により構成されている、
    請求項１から３のいずれか一項に記載の生体情報処理システム。
  5. 前記Ａ／Ｄ変換部と前記第一電圧電流変換部の間に減結合回路を備えている、
    請求項１から４のいずれか一項に記載の生体情報処理システム。
  6. 第三入力コネクタと第四入力コネクタの少なくとも一方が設けられている筐体を備えており、
    前記第一電圧電流変換部は、前記筐体内に配置されており、
    前記第三入力コネクタは、前記第一デジタル電圧信号を出力可能な第一出力コネクタと接続可能であり、
    前記第四入力コネクタは、前記第二アナログ電圧信号を出力可能な第二出力コネクタと接続可能である、
    請求項１から５のいずれか一項に記載の生体情報処理システム。
  7. 前記生体情報処理装置内に設けられ、前記第二生体情報信号を、前記第二インターフェースコネクタより出力される第二アナログ電流信号に変換する第二電圧電流変換部と、
    前記第一インターフェースコネクタより入力される前記第二アナログ電流信号を、第二デジタル電圧信号に変換する電流電圧変換部と、
    前記第二デジタル電圧信号を出力可能な信号端子と、
    を備えている、
    請求項１から６のいずれか一項に記載の生体情報処理システム。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107707291B (zh) * 2017-10-30 2023-06-30 珠海格力电器股份有限公司 中继装置以及控制系统

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6462766B1 (en) * 1999-11-05 2002-10-08 Ge Medical Systems Information Technologies, Inc. Thermal recorder for use with battery-powered equipment
JP4399939B2 (ja) * 2000-01-07 2010-01-20 コニカミノルタセンシング株式会社 生体情報測定装置
US20050101875A1 (en) * 2001-10-04 2005-05-12 Right Corporation Non-invasive body composition monitor, system and method
GB0324450D0 (en) * 2003-10-20 2003-11-19 Alertis Medical As Sensor
US7343186B2 (en) * 2004-07-07 2008-03-11 Masimo Laboratories, Inc. Multi-wavelength physiological monitor
RU2380029C2 (ru) * 2004-07-16 2010-01-27 Алертис Медикал Ас Электрохимический датчик для измерений in vivo или ex vivo парциального давления диоксида углерода в живых тканях
US20100331716A1 (en) * 2009-06-26 2010-12-30 Nellcor Puritan Bennett Ireland Methods and apparatus for measuring respiratory function using an effort signal
US9106038B2 (en) * 2009-10-15 2015-08-11 Masimo Corporation Pulse oximetry system with low noise cable hub
DE112010004682T5 (de) * 2009-12-04 2013-03-28 Masimo Corporation Kalibrierung für mehrstufige physiologische Monitore
WO2013074114A1 (en) * 2011-11-18 2013-05-23 Draeger Medical Systems, Inc. Patient electrode impedance measurement
JP5865087B2 (ja) * 2012-01-18 2016-02-17 ラピスセミコンダクタ株式会社 信号発生装置、情報処理装置、及び信号調整方法
EP2906111B1 (en) * 2012-10-12 2020-08-26 CardioInsight Technologies, Inc. Medical amplifier isolation
US10201311B2 (en) * 2013-02-08 2019-02-12 Acutus Medical, Inc. Expandable catheter assembly with flexible printed circuit board (PCB) electrical pathways

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