JP7556895B2 - 監視した生体データを変更するための身体に装着するセンサからのデータの使用 - Google Patents

Description

本出願の優先権は、２０１９年６月２６日付で出願され、「Using Data From a Body Worn Sensor to Modify Monitored Physiological Data」と題された米国特許仮出願番号第６２／８６６，６２１号に基づいている。

本明細書は、健康に関するパラメータを一般に監視することに関連し、より詳細には、生体情報を修正、調整、あるいは変更するために、モーションセンサのようなセンサであって、人間についての活動および相対位置情報を提供するためのセンサを人間の身体に装着し、使用する方法やシステムに関連する。さらに、本明細書は、モーションセンサと、少なくとも１つの他のセンサとを統合する単一ワイヤ通信システムを用いることに関する。

ほとんどのモニタ装置が不規則な心臓の鼓動、あるいは、不規則または異常な生体活動を測定する。携帯型心電計（ＡＥＣＧ）は、一週間以上にわたって２４時間常に装着されるものであり、心電図（ＥＣＧ）データを監視する。同様に血圧（ＢＰ）モニタ装置は、高血圧の管理や心臓の監視に用いられる。このようなモニタ装置は、異常状態を検出することに応じて、単一または様々なレベルの緊急事態の警報を生成する。しかしながら、患者が実際には健康であり、患者の健康状態が警報を正当化するものではないにも関わらず、患者の位置の変化や、患者の移動によって、センサが異常な生体活動に見えることを検出することがしばしば存在する。このことは移動する患者において特にあてはまる。例えば、検出されたＢＰレベルが異常を示しているときに、ＢＰモニタ装置を使用している人間が運動をしていることがありうる。同様に、着用者が運動中に着用者の鼓動が異常を示しているようにみえるときに、ＡＥＣＧモニタ装置が誤って警報を鳴らすことがありうる。

運動が生体監視を歪めている可能性があっても、鋭敏さの低い患者は自身の回復を行うために迅速に行動することが求められる。従って、ある期間にわたって患者の動きを監視することできることが求められるかもしれない。いくつかのモニタ装置は、異なる種類の生体データについての情報を組合わせて、当該モニタ装置（複数ありうる）の装着者（患者）が異常な健康状態を経験しているかを判断している。例えば、様々な製造業者からのＢＰモニタ装置のいくつかのモデルが開発されており、これらのモデルは、変則的な鼓動の検出を検出する機能が付加されている。しかしながら、これらのモニタ装置は、実際には健康な人間が運動しているときに、偽陽性を提供する傾向がある。運動のほかに、身体的ストレスなどの外部の事象、例えば、物体を持ち上げること、疲労、環境の変化などによって偽陽性が生成されるかもしれない。時には、睡眠時の姿勢の変化でさえ偽陽性を生成するかもしれない。

従って、効果的に生体データを監視し、生理学的モニタ装置によって生成される偽陽性を低減あるいはなくすことができるように、モーションセンサなどを介した移動検出情報を組合わせることが必要とされている。患者の動き（モーション）情報および／または位置情報と、他の生体データとを関連させて、生体データ監視の信頼性と正確性を高め、診断を向上することが求められている。ここで、上記のデータは、継続的に、定期的に、または、リアルタイムに監視されてもよい。現在のＡＥＣＧなどの生体監視システムは、動き位置情報を効果的に統合（一体化）することができない。監視システムは、回路レベルの変更や、それ以外の形態におけるシステムに関連した変更を導入することなしに、存在する構成要素の範囲でモーション検出器を効果的に組み合わせることに失敗している。従って、単純な方法とシステムが継ぎ目なく、現存する監視システムと統合され、モーション検出の能力を付加することが求められている。また、モーション検出情報と生体監視情報とを組合わせ、相関のあるデータをユーザに提供することが求められている。

多くの現存する通信方法では、ひとつの電子機器が、一つあるいはいくつかの別の装置と複数のワイヤを介して通信可能である。モーションセンサデータと別の目的の装置とを組合わせて、このような組み合わせに必要なコストや装置を最小化する通信方法が求められている。しかしながら、いくつかの設計では、通信に必要となるワイヤの数を最小化することが最も実践的である。双方向通信のための単一のワイヤバスを用いる装置が知られている。双方向通信のための単一ワイヤ接続は、２またはそれ以上の装置を相互に接続することができる。マスター装置は、１または複数のスレーブ装置に接続され、データの通信が行われ、マスター装置からスレーブ装置に電力を供給することが知られている。モーション検出装置と、他の生体監視装置の間で、効率的で、低コスト、かつ、信頼性の高い通信を可能にするシステムが求められている。

以下の実施の形態およびその側面は、システム、ツール、方法と共に記載および説明されるが、これらは例示であり説明のためのものにすぎず、範囲を限定するものではない。

本明細書は、人間の動きと、前記人間の生体パラメータ（生理学上のパラメータ）とを監視するように構成された生体リードワイヤであって、第１端部と、前記第1端部の他端である第２端部とを有する接続ワイヤと、前記第１端部に装着される接続プラグであって、前記生体リードワイヤを生体監視システムに電気的に接続するように構成されている接続プラグと、第２端部に設けられたレセプタクルであって、人間に取付られるように構成されているレセプタクルと、前記レセプタクルに一体化されたモーション検出器であって、人間の位置および動き情報を取得し、前記位置および動き情報を接続ワイヤを通じて送信するように構成されているモーション検出器と、前記レセプタクルに一体化された生体センサであって、前記人間の生体データを取得し、前記生体データを前記接続ワイヤを通じて送信するように構成されている生体センサであって、前記生体データは、心電図（ＥＣＧ）データと、呼吸データと、経皮的動脈血酸素飽和度（ＳＰＯ２）データと、血圧データとの少なくとも一つを有することを特徴とする生体センサと、を備える生体リードワイヤを開示する。

前記接続ワイヤは、更に前記モーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていてもよい。

前記生体センサは前記人間の心臓の活動により生成された電気信号を検出するように構成された電極を有していてもよい。前記電極は、前記レセプタクルの外部に部分的に露出していてもよい。前記電極は、前記人間の心臓の活動によって生成された前記電気信号を前記接続ワイヤを介して送信してもよい。前記電極は、前記モーション検出器に隣接し、前記モーション検出器は、その内部に、電力変換器を有するプリント回路基板と、プロセッサと、比較器と、３つの部材の少なくとも一つと、を統合的に備え、前記３つの部材は、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせであってもよい。

また、本明細書は、人間の動きと、前記人間の心臓で生成された電気信号とを監視するように構成された生体監視システムであって、前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを受信する監視装置であって、少なくとも２つのポートを有する監視装置と、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第１電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第１電気心電計リードワイヤと、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第２電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極と、モーション検出器とを有し、前記モーション検出器は、前記人間の位置および動き情報を取得し、前記位置および動き情報を前記第２電気心電計リードワイヤを通じて送信するように構成されていることを特徴とする第２電気心電計リードワイヤと、を備えることを特徴とする生体監視システムを開示する。

前記第２電気心電計リードワイヤは、更にモーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていてもよい。

前記第１電気心電計リードワイヤにおいて、前記電極は、前記レセプタクルの外部に部分的に露出し、前記電気信号を検出するように構成され、前記電極は、前記第１電気心電計リードワイヤと電気的通信をしており、前記第２電気心電計リードワイヤにおいて、前記電極は、前記レセプタクルの外部に部分的に露出し、前記電気信号を検出するように構成され、前記電極は、前記第１電気心電計リードワイヤと電気的通信をしていてもよい。

前記第２電気心電計リードワイヤにおいて、前記電極は、前記モーション検出器に隣接し、前記モーション検出器は、その内部に、電力変換器を有するプリント回路基板と、プロセッサと、比較器と、３つの部材の少なくとも一つと、を統合的に備え、前記３つの部材は、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせであってもよい。

第３のポートを更に備えていてもよい。前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第３電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第３電気心電計リードワイヤを更に備えていてもよい。第４のポートを更に備えていてもよい。前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第４電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第４電気心電計リードワイヤを更に備えていてもよい。前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとは、構造的に同じであり、同一の形のコネクタを受けるように構成されていてもよい。

本明細書は、さらに、人間の動きと、前記人間の呼吸によって生成された電気信号とを監視するように構成された呼吸監視システムであって、前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを受信する監視装置であって、少なくとも２つのポートを有する監視装置と、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第１ワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、呼吸センサを有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第１ワイヤと、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第２ワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、呼吸センサと、モーション検出器とを有し、前記モーション検出器は、前記人間の位置および動き情報を取得し、前記位置および動き情報を前記第２ワイヤを通じて送信するように構成されていることを特徴とする第２ワイヤと、を備えることを特徴とする呼吸監視システムを開示する。

前記第２ワイヤは、更にモーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていてもよい。

本明細書は、さらに、人間の動きと、前記人間の酸素飽和度よって生成された電気信号とを監視するように構成された酸素飽和度監視システムであって、前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを受信する監視装置であって、少なくとも２つのポートを有する監視装置と、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第１ワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、血中酸素飽和度センサを有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第１ワイヤと、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第２ワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、血中酸素飽和度センサと、モーション検出器とを有し、前記モーション検出器は、前記人間の位置および動き情報を取得し、前記位置および動き情報を前記第２ワイヤを通じて送信するように構成されていることを特徴とする第２ワイヤと、を備えることを特徴とする酸素飽和度監視システムを開示する。

前記第２ワイヤは、更にモーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていてもよい。

また、本明細書は、人間の動きと、前記人間の心臓の活動によって生成された電気信号とを監視するための方法であって、前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを受信するように構成され、少なく２つのポートを有する監視装置を取得する工程と、第１電気心電計リードワイヤを前記少なくとも２つのポートのいずれかに接続する工程であって、前記第１電気心電計リードワイヤは、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有し、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする接続する工程と、前記第１電気心電計リードワイヤの電極を前記人間に取付ける工程と、第２電気心電計リードワイヤを前記少なくとも２つのポートのいずれかに接続する工程であって、前記第２電気心電計リードワイヤは、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有し、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極と、モーション検出器とを有し、前記モーション検出器は、前記人間の位置および動き情報を取得し、前記位置および動き情報を前記第２電気心電計リードワイヤを通じて送信するように構成されていることを特徴とする接続する工程と、前記第２電気心電計リードワイヤの電極を人間に取付ける工程と、監視装置を起動する工程と、前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを記録する工程と、を含む方法を開示する。

前記第２ワイヤは、モーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていてもよい。

前記第２電気心電計リードワイヤにおいて、前記電極は、前記モーション検出器に隣接し、前記モーション検出器は、その内部に、電力変換器を有するプリント回路基板と、プロセッサと、比較器と、３つの部材の少なくとも一つと、を統合的に備え、前記３つの部材は、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせであってもよい。

第３電気心電計リードワイヤを前記少なくとも２つのポートと第３のポートとのいずれか一つに接続する工程であって、前記第３電気心電計リードワイヤは、前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有し、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする接続する工程と、前記第３電気心電計リードワイヤを前記人間に取付ける工程と、を更に含んでいてもよい。第４電気心電計リードワイヤを前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと第４のポートとのいずれか一つに接続する工程であって、前記第４電気心電計リードワイヤは、前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有し、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする接続する工程と、前記第４電気心電計リードワイヤを前記人間に取付ける工程と、を更に含んでいてもよい。前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとは、構造的に同じであり、同一の形のコネクタを受けるように構成されていてもよい。

本明細書は、生体監視システムであって、当該システムの装着者を監視するための生体監視システムであって、少なくとも１つの接続ワイヤであって、各接続ワイヤは、当該接続ワイヤの第１端部にプラグと、当該接続ワイヤの第２端部にレセプタクルとを有し、第１端部は、前記接続ワイヤの第２端部と反対側にあることを特徴とする少なくとも１つの接続ワイヤと、前記レセプタクルの近傍に設けられたモーションセンサシステムであって、前記装着者の位置および動き情報を検知し、前記接続ワイヤを通じて当該情報を送信するモーションセンサシステムと、を備え、前記接続ワイヤは、前記モーションセンサシステムに電力およびモーションセンサシステムとの双方向データ通信を供給するためのチャンネルとを備えることを特徴とする生体監視システムを開示する。

前記プラグは、電源に接続するインターフェースを有していてもよい。

前記プラグは、データ記憶装置に接続するインターフェースを有していてもよい。

前記レセプタクルは、装着者の身体に取り付けられるスナップコネクタレセプタクルであってもよい。

前記レセプタクルは、心電図計（ＥＣＧ）リードスナップと同様に、装着者の身体に取り付けられてもよい。前記プラグは、生体監視装置にインターフェース接続されてもよい。前記生体監視装置は、ＥＣＧｋ暗視装置でもよい。

前記モーションセンサシステムは、前記位置および動き情報を検出する少なくとも１つのモーションセンサと、検出された情報を受信し処理するプロセッサとを有してもよい。前記モーションセンサは、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組み合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせとの少なくとも１つを有していてもよい。前記モーションセンサは、傾き検出器を有していてもよい。前記モーションセンサは、全方向に関する動き示度（動き値）を提供するように構成されていてもよい。前記モーションセンサは、２軸に関する角度示度（角度値）を提供するように構成されていてもよい。

前記モーションセンサは、少なくとも１つの他の生体監視装置とデータの送受信を行ってもよい。当該少なくとも１つの他の生体（生理学上の）装置は、ＥＣＧ監視装置、呼吸監視装置、血圧（ＢＰ）監視装置、または、ＥＣＧ監視装置と呼吸監視装置と血圧（ＢＰ）監視装置との２以上の組み合わせであってもよい。

本明細書は、生体監視システムであって、当該システムの装着者を監視するための生体監視システムであって、少なくとも１つの接続ワイヤであって、各接続ワイヤは、当該接続ワイヤの第１端部にプラグと、当該接続ワイヤの第２端部にレセプタクルとを有し、第１端部は、前記接続ワイヤの第２端部と反対側にあることを特徴とする少なくとも１つの接続ワイヤと、前記レセプタクルの近傍に設けられたモーションセンサシステムであって、前記装着者の位置および動き情報を検知し、前記接続ワイヤを通じて当該情報を送信するモーションセンサシステムと、を備え、前記接続ワイヤは、前記モーションセンサシステムに電力およびモーションセンサシステムとの双方向データ通信を供給するためのチャンネルとを備えることを特徴とする生体監視システムを開示する。

前記プラグは、電源に接続するインターフェースを有していてもよい。前記プラグは、データ記憶装置に接続するインターフェースを有していてもよい。

前記レセプタクルは、装着者の身体に取り付けられるスナップコネクタレセプタクルであってもよい。前記レセプタクルは、心電図計（ＥＣＧ）リードスナップと同様に、装着者の身体に取り付けられてもよい。

前記プラグは、生体監視装置にインターフェース接続されてもよい。前記生体監視装置は、ＥＣＧ監視装置でもよい。

前記モーションセンサシステムは、前記位置および動き情報を検出する少なくとも１つのモーションセンサと、検出された情報を受信し処理するプロセッサとを有してもよい。前記モーションセンサは、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組み合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせとの少なくとも１つを有していてもよい。前記モーションセンサは、傾き検出器を有していてもよい。前記モーションセンサは、全方向に関する動き示度（動き値）を提供するように構成されていてもよい。

前記モーションセンサは、２軸に関する角度示度（角度値）を提供するように構成されていてもよい。

前記モーションセンサは、少なくとも１つの他の生体監視装置とデータの送受信を行ってもよい。当該少なくとも１つの他の生体（生理学上の）装置は、ＥＣＧ監視装置、呼吸監視装置、血圧（ＢＰ）監視装置、または、ＥＣＧ監視装置と呼吸監視装置と血圧（ＢＰ）監視装置との２以上の組み合わせであってもよい。

本明細書は、生体監視システムであって、当該システムの装着者を監視するための生体監視システムであって、少なくとも１つの接続ワイヤであって、各接続ワイヤは、当該接続ワイヤの第１端部にプラグを有し、前記プラグは、前記生体監視装置上のレセプタクルとインターフェース接続するように構成されていることを特徴とするプラグと、前記接続ワイヤの第２端部にハウジングとを有し、前記第1端部は前記第２端部と反対側に位置することを特徴とするハウジングと、前記ハウジング内に設けられたモーションセンサシステムとを有し、前記モーションセンサシステムは、前記装着者の位置および移動情報を検出し、当該情報を前記接続ワイヤを通じて送信し、前記モーションセンサシステムは、電源からの電力を変換する電力コンバータを有し、前記接続ワイヤは、前記生体監視システムの電源から前記モーションセンサシステムに電力を送信し、前記モーションセンサシステムから位置および移動情報を伝達するチャンネルを提供する生体監視装置を開示する。

前記生体監視システムの前記レセプタクルは、複数のレセプタクルの一つであってもよい。レセプタクルの形状は、前記複数のレセプタクルの残りとは異なる形状であっても、同じ形状であってもよい。

本明細書における上記および他の実施の形態は、図面と下記に示される詳細な説明においてより徹底的に説明される。

本明細書における上記およびその他の特徴および効果は以下の詳細な説明を添付の図面を考慮して参照することにより、よりその意義が理解されるものである。

本明細書のいくつかの実施の形態におけるモーションセンサを有する接続ワイヤを説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における図１Ａの接続ワイヤと接続可能なアダプタを説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、モーション検知システムとインターフェースで接続する独立コネクタを有する生体監視装置の別の実施の形態を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、人間の動きと、人間の心臓によって生成される電気信号との両方を監視する処理の例を示すフローチャートである。 本明細書のいくつかの実施の形態における、図１に示すレセプタクル（容器）の正射影図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、図２に示すモーションセンサシステムの構成要素を保持するよう構成されたＰＣＢの第１部分を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、図２に示すモーションセンサシステムの構成要素を保持するよう構成されたＰＣＢの第１部分とは反対側の第２部分を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、単一のワイヤによって電力と通信とを共有する２つの装置の構成要素を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、単一のワイヤによる通信を行う模擬回路の例を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、図５の模擬回路を用いて第１装置から第２装置へのデータの転送の例を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、図５の模擬回路を用いて第２装置から第１装置へのデータの転送の例を説明する図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、ワイヤのプラグ部の写真である。 図７Ａに示されるワイヤのプラグ部の線図であり、ワイヤのハウジングの断面図を伴った図である。 ワイヤの構成要素の寸法に則った図７Ａに示されるワイヤのプラグ部の模式図である。 本明細書のいくつかの実施の形態における、ワイヤのレセプタクル部（容器部）の平面図である。 図８Ａに示されるワイヤのレセプタクル部の側面図である。 図８Ａに示されるワイヤのレセプタクル部の側面視断面図である。 図８Ａに示されるワイヤのレセプタクル部の底面図である。

様々な実施の形態において、本明細書は、モーション検出システムを存在する生体監視装置にシームレスに統合する方法やシステムを提供する。モーション検出システムは、生体監視システムの装着者の位置および／または動き（移動、動作）の変化を監視する。監視された変化は、ほかの生体監視データと関連づけられ、生体の異常（生理学上の異常）を特定し、診断の向上を助ける。単一ワイヤの通信システムは、位置および／または動き（移動、動作）検知装置と、存在するまたは従来の生体モニタ装置とのインターフェースによる接続を可能にする。

本明細書の実施の形態は、ＥＣＧリードワイヤ（リード線）の形状および構造を有する接続ワイヤ（接続線）の中に埋め込まれることが可能な監視センサシステムを提供する。接続ワイヤは、ＥＣＧ監視装置のような監視装置に対応している。接続ワイヤは、心臓の信号を計測するほかのＥＣＧリードワイヤと同様にかつこれらに加えて、生体監視装置に接続される。接続ワイヤは、ＥＣＧリードワイヤの先端部分に統合されるモーションセンサシステムに電力を供給し、モーションセンサシステムと監視装置との間の双方向通信をサポートしている。別の実施の形態において、モーションセンサシステムを伴った接続ワイヤは、ＥＣＧ監視装置に加えてそのほかの生体監視装置に対応している（コンパチブルである）。実施の形態において、異常を特定し、診断を向上するために、モーションセンサ情報は、１つまたは複数の生体センサからの情報と組み合わされている。

本明細書は、複数の実施の形態を記載している。以下の開示は、通常の技術を有するものが発明を実施するのを可能にするために提供される。本明細書で用いられる言葉は、特定の実施の形態を一般に否認するものとして解釈すべきものでも、また、特許請求の範囲の述語の意味を超えて当該請求の範囲を制限するのに用いられるものでもない。ここで定義される一般的な原理は、発明の精神および範囲を超えない限り、別の実施の形態や別の応用例に適用されてもよい。また、用いられる用語や表現は、代表的な実施の形態を説明するのに用いられており、制限を課すものとして理解されるべきではない。本発明は、おびただしい例や変形を含む最も広い範囲と一致し、開示されている原理や特徴と同等でありかつ一貫するものである。明確化のため、不必要に本発明を不明瞭にしないために、本発明の技術分野において知られている技術的項目については、その詳細を省略する。

本願の記載および特許請求の範囲において、「有する」、「含む」、「備える」などの各言葉は、その言葉が関連付けられている可能性のあるリストの構成に必ずしも限定されるものではない。明確にそうでないと示されるものを除いて、特定の実施の形態に関連付けられているいかなる特徴や構成要素は、ほかの実施の形態において用いられたり実施されたりしてもよい。

本明細書の実施の形態は、ＥＣＧモニタ装置などの生体監視装置と接続可能な接続ワイヤ（接続線）を提供している。なお、本明細書においてＥＣＧモニタ装置は、ＥＣＧ装置、ＥＣＧ監視装置などとも称する。接続ワイヤの実施の形態は、図４、５、６Ａ、６Ｂを用いて以下に記載される。一つの実施の形態において、ＥＣＧ装置は、心臓の電気的な活動を記録することにより、ＥＣＧ信号を検知し解析するシステムである。監視は、患者や、他の個体などの対象／人間の肌に配置される電極を用いてある期間にわたって行われる。実施の形態において、人間は、本明細書のシステムによって監視される観察対象の患者あるいは他の生物である。典型的なＥＣＧ装置は、接続リードワイヤ（ＥＣＧリードワイヤ）を介して電極とインターフェース接続される。リードワイヤは、（本体に近い）一端において、対象の肌に配置される電極と接続する取付機構を有している。リードワイヤの他端（末端）は、ＥＣＧ装置とインターフェース接続されるプラグを有している。心筋の電気生理学的な脱分極および再分極のパターンが測定され、時間に対する電圧のグラフ（心電図）の形式で視覚化される。心電図は、ＥＣＧ装置に装着された画面でみることができ、および／または、紙に印刷されることができる。

携帯型ＥＣＧ装置は、対象に装着された小さな監視装置を用いる。当該監視装置は、無線通信を用いて、離れた監視ステーションに監視したデータを送信する。ＥＣＧ装置は、自身でＥＣＧデータの記録、解析、通信を行う。この装置のハードウェア構成は、検知および記憶を可能にし、ソフトウェア要素はデータの処理を可能にする。

血行動態の監視が、心臓の監視と共に時々行われる。血行動態の監視は、通常、血流の特徴を監視する水力学的（流体圧）回路（hydraulic circuits）を用いて行われる。いくつかのモニタ装置は、呼吸の監視とＥＧＣ監視および／または血行動態の監視、または、血圧（ＢＰ）の監視とを組合わせる。呼吸監視装置は、呼吸の速度、振幅、およびそのほかの特徴などの呼吸データを示している。これらの及びその他の監視装置のほとんどが対象に関するデータを受信するとともに、対象の動き（モーション）によって生じうるノイズを受信する傾向にある。モーションデータが、他の生体監視データと組み合わされたときに、対象に関する重要な診断情報を提供する。

本明細書の実施の形態は、ＥＣＧ装置、呼吸監視装置、ＢＰ監視装置、他の生体監視装置、またはこれらの装置の２つ以上の組み合わせとインターフェース接続するように構成されても良い。例えば、実施の形態は、非侵襲性ＢＰ（ＮＩＢＰ）のカフ（cuff）または経皮的動脈血酸素飽和度（ＳｐＯ２）センサを装着した患者において使用されても良い。本明細書の実施の形態から導かれるモーション情報は、集められたＮＩＢＰデータまたはＳｐＯ２データについての状況（文脈、コンテキスト）を提供するのに用いられてもよい。ここで、状況は、例えば、データの読み込み（取得）時において、患者が上体を起こしたか否かや、患者が活動的であったか否かなどである。本明細書の実施の形態におけるシステムは、ＥＣＧ装置の文脈で説明されるが、本明細書のシステムは、動作するためにＥＣＧ構成要素に依存しているわけではない。なお、ここでのＥＣＧ装置は、同様にＥＣＧ電極を装着したシステムなどであり、ＥＣＧリードワイヤと同じ方法でコンバイナ（ヨーク（Yoke））ケーブルなどを介してモニタ装置に装着可能なシステムや、直接モニタ装置への装着が可能なシステムである。本明細書の実施の形態は、データと電力のための単一のワイヤを介して、対象の位置と動き（移動、動作）に関連したデータを追加的に監視する低コストで携帯できる選択肢を提供し、モーションデータを他の生体データと組合わせることを提供することで、健康とフィットネスのレベルを判断することに加えて医療的診断を向上させる。

図１Ａは、接続ワイヤ１０２を説明する図である。本明細書のいくつかの実施の形態における接続ワイヤ１０２は、モーション検知システムを有する。ワイヤ１０２は、対向する２つの端部を有している。かかる２つの端部は、第１の端部（末端）にコネクタ／プラグ１０４を有し、第２の端部（本体側）にレセプタクル（容器）１０６を有している。１つの実施例では、プラグ１０４は、ＥＣＧリードワイヤのプラグと同様であり、従って従来のＥＣＧ監視装置に対応している（コンパチブルである）。さらにプラグ１０４は、装置１１０とインターフェース接続可能である。一つの実施の形態において、装置１１０は、ＥＣＧ装置であり、プラグ１０４は、ＥＣＧリードワイヤ１０８が装置１１０に接続するのと同様な方法により、プラグ１０４が装置１１０とインターフェース接続する。このように、本発明は、一端においてコネクタを有するリードワイヤに関する。ここで、当該コネクタは、構造的に従来のＥＣＧ監視装置の接続ポート、従来の呼吸監視装置の接続ポート、従来のＳｐＯ２監視装置の接続ポート、または、従来のＢＰ監視装置の接続ポートと同様なものであることにより、当該コネクタが、このような従来のＥＣＧ監視装置の接続ポート、従来の呼吸監視装置の接続ポート、従来のＳｐＯ２監視装置の接続ポート、または、従来のＢＰ監視装置の接続ポートに対応する（コンパチブルである）。なお、これらの従来のＥＣＧ監視装置、呼吸監視装置、ＳｐＯ２監視装置、および、ＢＰ監視装置のいずれもがその内部にモーションセンサを備えてはいない。

本明細書の実施の形態における図１Ａの電気生体監視システムは、人間の動き（モーション）を監視し、人間の心臓から生成される電気信号を監視するように構成されている。ＥＣＧ監視装置１１０は、１または複数のＥＣＧリードワイヤからの電気信号を示すデータを受信する。ここで、１または複数のＥＣＧリードワイヤは、リードワイヤ１０８およびモーションセンサリードワイヤ１０２を含むが、これらの構成に限定されるものではない。さらに、モーションセンサリードワイヤ１０２は、人間の動き（モーション）を示すデータを提供する。装置１１０は複数のポート１２０を有し、これらのポートの少なくとも１つはモーションセンサリードワイヤ１０２を接続するのに用いられる。レセプタクル（容器）１０６は、モーションセンサリードワイヤ１０２の第２の端部（本体側）に位置しており、患者に取り付けられる。レセプタクル１０６は、電極と、モーション検出器とを有している。モーション検出器は、患者の位置情報および動き（移動、動作）情報を取得し、当該情報をモーションセンサリードワイヤ１０２に送信する。装置１１０の残りの１つまたは複数のポート１２０は、モーション検出器を備えていない１つまたは複数のリードワイヤ１０８に接続する。

１つの実施の形態において、レセプタクル（容器）１０６は、ＥＣＧリードワイヤ１０８のスナップ取付（snap-attach）レセプタクル（容器）と同様に構成される。スナップコネクタは、はさみクリップとして知られ、対象の身体に取り付けられる。ここで対象は、監視システムを装着する患者またはその他の生物であってよく、本明細書の様々な実施の形態により監視される対象である。レセプタクル１０６は、患者の身体に取り付けられる手段として、ＥＣＧ粘着スナップを用いても良い。実施の形態において、患者の身体にレセプタクル１０６を位置、配置することは、ＥＣＧ電極を配置することとは独立している。いくつかの実施の形態では、レセプタクル１０６を配置する最適の位置が患者に提案されることで、より良い呼吸活動の検出（呼吸データの検証や、呼吸困難や呼吸ストレスを知らせるのに用いられる）をもたらす。

一つの実施の形態において、ＥＣＧ粘着パッドは、レセプタクル１０６を対象に取付るのに用いられる。様々な実施の形態において、レセプタクル１０６は、任意のＥＣＧ電極コネクタと同様に構成される。ＥＣＧ電極コネクタは、例えば、ワイヤダンベル（wire dumbbell）コネクタ、ロッキングスロット（locking slot）コネクタ、キーホール（keyhole）コネクタなどであるが、これらに限定されるものではない。実施の形態において、レセプタクル１０６に近接して、好ましくはレセプタクル１０６のハウジング内に、少なくとも１つのモーションセンサシステムが埋め込まれている。一つの実施の形態においてワイヤ１０２の第２端部においてハウジングが、レセプタクル１０６の内部に位置するモーションセンサを収容している。接続ワイヤ１０２は、モーション検出データをレセプタクル１０６からプラグ１０４に単独で伝達するように構成され、当該データは、装置１１０内の独立した回路によって記録され、および／または、処理される。接続ワイヤ１０２は、レセプタクル１０６内のモーション検知装置に電力を供給し、モーション検知システムと装置１１０との双方向通信を可能にする単一の経路を供給する。実施の形態において、モーションセンサシステムを介して収集されるデータは、呼吸データや血圧（ＢＰ）データのようなＥＣＧ監視装置、および／または、ほかの生体監視装置からのデータと関連付けられる。

一つの実施の形態において、１つのアダプタケーブルが、複数のモーションセンサシステムを装置１１０（図１）のような生体監査システムに接続することができる。アダプタのプラグ部は、特定の装置１１０に接続されるように構成されており、プラグ１０４をワイヤ１０２に接続させるのに必要な任意の安全のための特徴、又は、固有の／特別な態様を含んでいても良い。複数のレセプタクル（容器）が、アダプタケーブル、プラグ１０４、ワイヤ１０２を介して装置１１０と電気的に接続される。図１Ｂは、本明細書のいくつかの実施の形態における複数のワイヤを図１の装置１１０に接続するアダプタケーブル１１２を示している。プラグ１０４は、アダプタ１１２のコネクタ１１２ａと接続され、同時に、アダプタ１１２の別のコネクタ部１１２ｂは別のモーションセンサシステムのような別のワイヤに利用可能である。図１Ｃは、装置１１０ａの別の実施の形態を説明している。装置１１０ａは、プラグ１０４に接続する独立したコネクタ１１６を有している。生体監視装置１１０ａをインターフェース接続するために、従来のコネクタに加えて、コネクタ１１６が設けられていてもよい。コネクタ１０６は、複数のセンサを接続するために、アダプタ１１２とインターフェース接続してもよい。従って、コネクタは、第１のコネクタ部１１２と、当該コネクタ部１１２から延び、２つ以上の先端部に分岐するワイヤとを有している。第１のコネクタ部１１２は、従来のＥＣＧ監視装置の接続部、従来の呼吸監視装置の接続部、または、従来のＢＰ監視装置の接続部に接続するように構成されている。２つ以上の先端部のそれぞれは、ＥＣＧリードワイヤの接続部、呼吸センサのケーブル、または、血圧カフ（cuff）のケーブルを受けるように構成されたポート（１１２ａ、１１２ｂなど）につながっている。図１Ａは、２つに分岐する接続を示しているが、分岐の数３、４、５、６、７、８、９、１０、または、１００などの任意の整数に増やすことができる。

図１Ｄは、本明細書のいくつかの実施の形態における、人間の動き（モーション）と、人間の心臓で生成される電気信号との両方を監視する処理の例を示すフローチャートである。人間は、本明細書のシステムによる監視される観察対象の患者や生物である。図１Ａ、１Ｄに示されるように、ステップ１５２において、医師や、人に対するケアワーカーのような人間が、装置１１０のような電気信号を示すデータや、人間の動き（モーション）を示すデータなどを受信するように構成された監視装置を入手する。監視装置１１０は、２つ以上のポートを有する。当該２つ以上のポートは、リードワイヤ１０８のような自身のレセプタクル（容器）内にモーション検出器を有さないＥＣＧリードワイヤと接続し、および、自身のレセプタクル（容器）内にモーション検出器を有するワイヤ１０２と接続するのに用いられる。装置１１０のかかる２つ以上のポートのそれぞれは、構造的に同一であり、同一の形状のコネクタを受けるように構成されている。ステップ１５４において、ワイヤ１０８のような第１ＥＣＧリードワイヤが第１ポートに接続される。実施の形態において、ワイヤ１０８はモーション検出器を有していない。第１ポートは、装置１１０の前記２つ以上のポートの任意の１つであってもよい。ワイヤ１０８の第１端部は、装置１１０のポートに接続するように構成されたコネクタを有している。ワイヤ１０８の第２端部は、人間に取り付けるように構成されたレセプタクル（容器）を有している。このレセプタクルは、電極を有しているが、モーション検出器を有していない。ステップ１５６において、第１ＥＣＧリードワイヤが人間の身体の適切な位置に取り付けられる。ステップ１５８において、ワイヤ１０２のような第２ＥＣＧリードワイヤが、装置１１０の前記２つ以上のポート１２０の第２ポートに接続される。第２ＥＣＧリードワイヤはプラグ１０４のようなコネクタを有する第１端部を有し、当該第１端部は、装置１１０のポートに対応するように構成されている。ワイヤ１０２の第２端部は、レセプタクル１０６のようなレセプタクル（容器）を有する。当該レセプタクルは、電極およびモーション検出器を有し、人間に取り付けられるように構成されている。モーション検出器は、起動しているときに、人間の位置および動き（動作、位置）情報を取得し、当該位置および動き情報を第２ＥＣＧリードワイヤ（ワイヤ１０２）を介して監視装置１１０に送信するように構成されている。ひとたび装置１１０が起動されると、ワイヤ１０２は、電力をモーション検出器に伝達し、モーション検出器にデータを送受信する。ステップ１６０において、リードワイヤ１０８のような他のＥＣＧリードワイヤと同様な方法で、第２ＥＣＧリードワイヤの電極が人間に取り付けられる。いくつかの実施の形態において、第３ＥＣＧリードワイヤが装置１１０の前記２つ以上のポート１２０の第３ポートに取付けられる。第３ＥＣＧリードワイヤは第１のＥＣＧワイヤ１０８と同様であり、モーションセンサを有していない。第１ファイヤ１０８と同様に第３ワイヤのレセプタクルは人間に取り付けられる。いくつかの実施の形態において、第４ＥＣＧリードワイヤが装置１１０の前記２つ以上のポート１２０のさらに別のポートに取付けられる。第４ＥＣＧリードワイヤは第１および第３のＥＣＧワイヤ１０８と同様であり、モーションセンサを有していない。第１ファイヤ１０８と同様に第４ワイヤのレセプタクルは人間に取り付けられる。ステップ１６２において、監視装置１１０が起動する。装置１１０を動作させることが可能な電力によって装置１１０は起動する。尚、装置１１０を起動する際に、ボタンのようなユーザインタフェースを介して、装置１１０を起動するための１つ以上の選択肢を選択してもよい。ステップ１６４において、装置１１０は電気信号を示すデータと、人間の動き（モーション）を示すデータとを記録する。

従来の生体監視装置は、当該装置が意図する生体パラメータに関するデータを記録し、解析する。位置および／または動き（動作、移動）に関連したデータをリアルタイムの生体データと統合することは、対象の生理機能の変化を決定するのに効果的である。対象の姿勢あるいは動き（移動、動作）の変化の結果として生体データが監視される。

図２は、本明細書におけるいくつかの実施例における図１に示されるレセプタクル（容器）２００の正射影図を示している。レセプタクル２００はハウジング２０６を有している。ハウジング２０６は、統合型モーションセンサシステム２０４の構成要素を取り囲んでいる。ＥＣＧ電極コネクタと同様に、レセプタクル２００を対象の身体に取り付けるために、リードコネクタ２０８は、ハウジング２０６の一部内であって接続ワイヤ２０２の先端部に配置され、電極コネクタとインターフェース接続する。モーションセンサシステム２０４は、プリント回路基板（ＰＣＢ）に配置され、複数の構成要素を有していてもよい。ここで、複数の構成要素は、位置および動き（移動、動作）に関連するデータを検出し処理する要素を含む。一つの実施の形態において、本発明は、ハウジングと、ハウジングに埋め込まれハウジングから露出した電極と、ハウジングに統合（一体化）され電極に隣接するモーション検出器とを有するＥＣＧ電極に関する。

図３Ａは、本明細書のいくつかの明細書における、ＰＣＢの第１部材３００ａを示している。第１部材３００ａは、図２のモーションセンサシステム２０４の構成要素を保持するように構成されている。図３Ｂは、本明細書のいくつかの明細書における、ＰＣＢの第２部材３００ｂを示している。第２部材３００ｂは、第１部材３００ａと反対側に設けられ、図２のモーションセンサシステム２０４の構成要素を保持するように構成されている。図３Ａ、３Ｂに示されるように、ＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）は、リード接続ワイヤのレセプタクル（容器）のハウジング内に収容されている。ここで、リード接続ワイヤは、モーションセンサシステムを監視装置と接続し、当該監視装置は、モーションセンサデータを単体で、あるいは、他の生体監視データと組み合わせて、記憶および処理する。実施の形態において、ＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）は、レセプタクル（容器）のハウジング内に収まるような大きさに構成されている。一つの実施の形態において、ＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）は、長さ０．５インチ、幅０．３インチであり、電気および電子部品を両面に有している。いくつかの実施の形態において、ＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）上の電気パッド３０２は、アースおよび電力／通信ワイヤをＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）に半田づけするように構成されている。

接続ワイヤは、ＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）の構成要素と、電源と、生体データ監視装置との間の通信を可能にするように、電気パッドの１つに半田付けされている。電源からの電力は、接続ワイヤを通じて伝達され、電力コンバータ３０４に供給される。電力コンバータ３０４は、ケーブル上の電力を推奨チップ電圧まで降下させ、信号送信によって生じた電力の変動を取り除くように構成されることで、ＰＣＢ（３００ａ、３００ｂ）の構成要素に電力を供給する。プロセッサ３０６は、センサデータを処理すると共に、生体監視装置との双方向の通信を促すように構成されている。モーションセンサ３０８は位置および動き（移動、動作）に関するデータを検出し、プロセッサ３０６に当該データを供給する。いくつかの実施の形態において、モーションセンサ３０８は多軸加速度計である。一つの実施の形態において、モーションセンサ３０８は３軸加速度計である。他の実施の形態として、モーションセンサ３０８は、６軸センサ（３軸加速度計と３軸ジャイロスコープ）、または、９軸センサ（３軸加速度計と、３軸ジャイロスコープと、３軸磁力計）を有していても良い。これらのセンサは、患者の向きを決定するのに用いることが可能な３軸の位置及び方位情報を提供するのに用いられる。かかる向きを決定することは、例えば、患者が廊下を横切る際に廊下の下を向いているか否かを決定することである。加速度計における１Ｇの値が（重力による）まっすぐな下方向を示しているとすると、加速度計は、患者の傾きを決定するのに用いられてもよい。加速度計によって示される加速度の急激な変化は、対象が動いていること（モーション）を示してもよく、加速度のゆっくりした変化は傾きの変化（例えば、起き上がりや、転がり）を示していてもよい。モーションセンサ３０８は、対象の位置、傾き、動き（移動、動作）の少なくとも１つを検出する。

本明細書の実施の形態は、呼吸監視装置、ＢＰ監視装置、複数の生体パラメータを監視する装置のような異なる種類の生体監視装置とインターフェース接続可能なように構成されている。但し、これらの各装置は、患者の身体に位置する従来の生体センサのハウジング内に位置していることが好ましい。

本明細書の実施の形態は、対象のエクササイズデータを監視するのに用いられる。活動レベルは、対象が行うエクササイズについての有用な指標を提供するように定量化されていてもよい。例えば、歩数が監視されても良い。本明細書の実施の形態は、対象によって行われる一つまたは複数の活動の種類や期間を示すのに用いられてもよい。例えば、生体データは、姿勢情報と組合わされることで、対象の健康が持続している間に、対象が座っているか、立っているか、覚醒しているか、眠っているかを判断してもよい。同様に、実施の形態は、休息（無活動）のレベルを判断するのに用いられてもよい。例えば、寝たきりの対象者が、休息している期間（場合によっては複数の期間）に監視され、床ずれを避けるために対象者が移動する必要があることを示す警報や、あるいは、対象者が死亡したか否かを知らせる警報が生成される。実施の形態は、対象の落下を検出するのに用いられることも可能である。実施の形態は、不当な、偶発的な、あるいは、不健康な動き（移動、動作）が対象により行われたことを検知するのに用いることも可能である。例えばベッドにいる対象による動き（移動、動作）は、対象が自分自身でそこを去るとは考えられない場合に検出されてもよい。実施の形態は、発作（脳卒中）、身震い、てんかん性の出来事、震え、不快による早い呼吸、咳、嘔吐、ベッド内での回転などの急速な動き（移動、動作）を検知可能である。なお、ここで示した急速な動きの例は、一例にすぎず、これらに限定されるものではない。

本明細書の実施の形態は、呼吸検出データをモーションセンサデータに組合せることで、胸部の動きを監視し、無呼吸を検出する。さらに、健康なエクササイズの養生法を行っている間は呼吸の特性を測定することが抑制されていてもよい。同様に、ＢＰ測定データを組合わせることで、対象が過剰に活動的であると特定されるときには、監視の試みが、中止され、遅れさせられ、後にリトライされることも可能である。

本明細書の実施の形態は、ＥＣＧ ＳＴ セグメントの誤った警報を最小化するのを促す。尚、かかる誤った警報は位置の変化に起因する。さらに、v-tach（心室の頻拍）、v-run（ventricular run）、あるいは、ほかのＥＣＧパラメータなどのＥＣＧリズムの誤った警報を最小化するのを促す。これらＥＣＧリズムの誤った警報は、位置の変化や、動きに起因する。本明細書の実施の形態において、例えば、心拍数が低下し、パルス振幅が減少したときなどの対象が危険な状態にいるときに、ＥＣＧデータ、呼吸データ、ＢＰデータをモーションセンサデータと組み合わせることにより、適切な警報を検出し、警報を伝えることが可能になる。

図４は、本明細書のいくつかの実施の形態による、電力とデータ通信のための単一のワイヤ４０２を用いて接続される２つの装置のブロック図４００を示している。実施の形態にておいて、装置４０６は生体監視を行うのに用いられる装置１１０（図１Ａ）に対応し、装置４０８はレセプタクル１０６（図１Ａ）内に設けられた統合型モーションセンサシステム２０４（図２）に対応する。実施の形態において、第１装置４０６はと第２装置４０８とは、それぞれ、マスター装置と、スレーブ装置とを構成する。装置４０６は、装置４０８に電力を供給し、これらの装置の両方は互いにワイヤ４０２を介して通信する。いくつかの実施の形態において、複数のスレーブ装置は第１装置４０６に接続される。

一つの実施の形態において、通常動作の間、第１装置４０６の第１トランジスタ４１０は非導通状態であり、電源からの電力を電源モジュール４１２、第２トランジスタ４１６、第１抵抗４１４を経てワイヤ４０２に供給し、ひいては、装置４０８のような接続された任意の装置に供給する。第１装置４０６と第２装置４０８とは、それぞれ、非導通状態のトランジスタ４１６とトランジスタ４１８とを有している。第２装置４０８におけるトランジスタ４１８は、通常は非導通状態である。従って、装置４０６からワイヤ４０２を経て装置４０８に供給される電力は、装置４０８内において、トランジスタ４１８と電源モジュール４２２との間に位置するダイオード４２０を通過し、電源モジュール４２２に流れる。装置４０８内において、比較器４２４は、ワイヤ４０２を介して供給された電力を受ける。比較器４２４は、入力電力線を参照電圧と比較し、装置４０８のプロセッサ４２６に設けられた受信ピンに「ロー」を出力する。

一つの実施の形態において、ビット信号を第１／マスター装置４０６から第２／スレーブ装置４０８に送信するために、第１トランジスタ４１０は、導通状態に移行させられ、かかる導通状態となった第１トランジスタ４１０により、トランジスタ４１６が非導通状態に切り替わる。第１抵抗器４１４のワイヤ４０２に接続される側は、導通したトランジスタ４１０を介して「ロー」になる。ワイヤ４０２の他方側、第２装置４０８内において、比較器４２４は、入力供給が「ロー」に移行したことを検知し、プロセッサ４２６の受信ピンを「ハイ」に切り替える。いくつかの実施の形態において、「ロー」と「ハイ」は、電圧のレベルを示し、デジタル回路において、バイナリデータとして解釈されることが可能である。いくつかの実施の形態において「ハイ」状態と「ロー」状態とは置き換え可能、即ち、ここで「ロー」として説明されたものを「ハイ」とし、「ハイ」として説明されたものを「ロー」とすることが可能である。いくつかの実施の形態において、受信ピンが「ロー」から「ハイ」に遷移することがバイナリ「１」を示す。ダイオード４２０は、第２装置４０８の電源モジュール４２２にかかる電圧が急速に低下するのを防ぐ。コンデンサ４２８は、接地点と、ダイオード４２０および電源モジュール４２２とを結ぶ線との間に設けられる。コンデンサ４２８は、装置４０８に電源モジュール４２２を介して供給された電力が当該ノード４２２から電流の排出を開始するときに、少量の電力を供給する。ダイオード４２０とコンデンサ４２８との組み合わせは、電源モジュール４２２からの電源供給における電圧降下を瞬間的に最小化させる。

第２モジュールがワイヤからの入力が「ロー」であることを見るのに十分な長さの時間が与えられたら、第１装置４０６は、第１トランジスタ４１０を非導通状態に戻し、非導通状態に戻った第１トランジスタ４１０はトランジスタ４１６を導通状態に移行させ、通常量の電流がワイヤ４０２を介して流れる。第１トランジスタ４１０が導通状態に変化し、比較的短期間に非導通状態に戻ると、第２装置４０８はこの変化をデータとして登録するが、第２装置４０８への電力は一定に維持される。トランジスタ４１０が自身の状態をオンからオフに変化する時間の長さは、装置４０８（複数ありうる）によって消費される電流の量、ダイオード４２０を戻る電流の漏洩量、コンデンサ４２８の容量によって決定されてもよい。

第２装置４０８がビットデータを第１装置４０６に送信するために、トランジスタ４１６と、従って、トランジスタ４１８とがプロセッサ４２６によって導通状態に移行させられる。ワイヤ４０２から抵抗器４３０を介した入力は瞬間的に「ロー」に戻される。ここで、抵抗器４３０は、ワイヤ４０２の出力と、装置４０８の抵抗器４１８との間に位置している。第１装置４０６の比較器４３２は、抵抗器４１４を介した電力出力が「ロー」に降下するのを検知し、その結果、第１装置４０６のプロセッサ４３４の受信ピンを「ハイ」に変化させる。十分な時間が経過した後、第２装置４０８のプロセッサ４２６は、トランジスタ４１８の導通をオフに切り替える。これにより、ワイヤ４０２の第２装置４０８への入力が接地しなくなるので、当該入力が急激に上昇し供給レベルにまで戻る。比較器４３２は出力電圧が「ハイ」に戻るのを検出し、第1装置４０６のプロセッサ４３４の受信ピンを「ロー」に設定する。

実施の形態において、装置４０６の抵抗器４１４は、第２装置４０８による転送の際に電源ラインにみられる断続的な短絡が発生している間に、第１装置４０６のレギュレータ（電源供給）を過電流から保護する。これらの転送の際に、トランジスタ４１６、４１０は導通状態にあるため、ワイヤ４０２の瞬間的な短絡が、システム４００を過電流状態にさせる電源モジュール４１２によって検出される。

ワイヤ４０２を介した通信は非同期通信であるため、装置（装置４０６または装置４０８）は任意の時間にワイヤ４０２上の通信を開始できる。従って、装置４０６、４０８のそれぞれが、おこりうるデータ衝突（コリジョン）を検出できることが重要である。データ衝突は、装置４０６、４０８の両方が同時にデータを送信しているときに生じる。装置がデータの送信を行おうとするとき、装置は転送状態に移行する。かかる転送状態において、装置のプロセッサにおける送信ピンを変化させたときには、受信ピンの状態の変化のみを検出すべきである。送信ピンが変化していないときに受信ピンが変化した場合、プロセッサ（４３４，４２６）は、衝突を検知したと結論づけ、プロセッサ４３４と４２６の上位レベルのプロトコルがそのような衝突を知らせる。上位レベルのプロトコル次第では、任意の修正処置（通常、ランダムな時間の待機（バックオフ）の後にリトライを行うこと）が開始される。

図５は、本明細書のいくつかの実施の形態によるシミュレーション回路５００の例を示す一つの実地の形態において、装置５００の左側は、図４に示される装置４０６に対応する装置５０６に関するものである。同様に、装置５００の右側は、図４に示される装置４０８に対応する装置５０８に関するものである。ワイヤ５０２（４０２）は、装置５０６（４０６）と装置５０８（４０８）とを接続する。図５の構成要素は、図４の様々な構成要素に対応し、同様な参照番号を付す。例えば、トランジスタ５１０、５１６は、第１装置４０６／５０６のトランジスタ４１０、４１６に対応する。別の実施の形態において、ワイヤ５０２を介して装置５０６と接続される装置５０８と同様な複数の装置が存在しうる。実施の形態において、ワイヤ５０２を介して装置５０６に接続される装置５０８と同様な装置の数は、装置５０６によって供給され、複数の装置５０８によって消費される電力に制限される。さらに、複数の装置５０８の数は、装置の特定の数以上を個別に処理するプロトコルの能力に制限される。一つの実施の形態において、８つの装置５０８までが装置５０６に接続される。

図４に戻り、Vgateに接続される電圧供給シミュレーション「HostProc」が、プロセッサ４３４との相互作用をシミュレートしている。プロセッサ４３４のその他の部分はシミュレートされていない。同様に、電圧供給シミュレーション「DevProc」はプロセッサ４２６との相互作用をシミュレートしており、プロセッサのその他の部分はシミュレートされていない。図５において、抵抗「WIreR_1」５４０と静電容量「WireC_1」５４２とは、ワイヤ５０２に寄生する抵抗および静電容量をシミュレートしている。最後に、第１装置５０６の電源供給５１２において構成要素Ｕ５と関連する構成要素Ｃ９～Ｃ１３はオプションである。いくつかの実施の形態において電圧分割器とオペアンプとが比較器部材５２４、５３２を構成する。比較器部材５２４と５３２とは、それぞれ、回路５００における装置５０８と５０６内に設けられている。しかしながら、回路の部材にはいかなる制限もなく、内部参照を有した回路のような別の回路が用いられてもよい。

図６Ａは、本明細書の実施の形態における、図４、５に記載の第１装置４０６／５０６から第２装置４０８／５０８へのデータ送信を示している。図４、５との同時参照によってグラフの説明が強化される。図は、値「0xffff」（８ビット分の「１」の２つのセット）の送信を示している。下のグラフ６０２は、送信トランジスタ（図４の送信トランジスタ４１０の送信ピン）に供給される入力を示している。真ん中のグラフ６０４は、第２装置４０８／５０８における比較器４２４／５２４オペアンプへの入力を示しており、グラフ６０４にわたって引かれた線６０６は参照電圧である。一つの実施例において、参照電圧は２．１９Ｖと２．３Ｖとの間である。上のグラフ６０８は、比較器４２４／５２４の出力を示し、この出力は、実質的な用途において送信された入力と同じものである。典型的な実施の形態において、それらの送信は、１００ＫＨｚのレートでシミュレートされる。

図６Ｂは、本明細書のいくつかの実施の形態において、図６Ａのデータ送信に応じた、第２装置４０８／５０８から第１装置４０６／５０８へのデータの送信を示している。第１グラフ６３２において、上部の軌跡６３２は、第２装置４０８／５０８のレギュレータ４２２へのへの入力供給線を示している。ある程度の下落が軌跡６３２に見られるが、これは、電力入力が断続的に下落したことによって生じたものである。しかし、グラフ６３２の下側の軌跡６３６に示されるように、供給の出力は、一定値３．３Ｖで維持されている。これは入力が、レギュレータのドロップアウトリミットより上だからである。いくつかの実施の形態において、ドロップアウトが低いレギュレータが選択されることにより、第２装置４０８／５０８のようなスレーブ装置の電圧が低下してレギュレータのドロップアウト範囲になるのを防ぐことができる。あるいは、いくつかの実施の形態において、抵抗器４１４のような電源抵抗器は調整される。第２グラフ６３０は、抵抗器４１４を流れる電流を示す。グラフ６３０の下のグラフ６２８は、第１装置４０６／５０６の比較器４３２の出力を示しているが、このグラフ６２８は、装置４０６／５０６および装置４０８／５０８の両方の入力に一致する。第４グラフ６２２は、第１装置４０６／５０６のオペアンプ入力６２４を示し、直線６２６は、参照入力電圧を示す。グラフ６１８は、比較器４２４の出力６２０を示す。グラフ６１６の軌跡６１４は、比較器４２４への信号入力と参照入力とをそれぞれ示す。下のグラフ６１２の軌跡６１０は、第２装置４０８／５０８のトランジスタ４１８への入力である。

さらに、送信するビットのパルス幅を最小化し、複数の転送間の十分なリカバリタイムを確保することが求められる。従って、各ビットのパルス幅は制御される。送信が駆動しているときのバンド幅（ボーレート）は、各ビットのパルス幅を制御するための一要素である。ボーレートと無関係に、実際の転送レートが低い場合、印加電圧の低下は少ない。転送レートが増加し、チャンネルのフルバンド幅（ボーレート）に近づくと、電圧低下は悪化する。いくつかの実施の形態において、これらの信号はｋＨｚの範囲であり、パルスの底部は最小化される。実施の形態において、パルス幅は、各プロセッサ（４３４、４２６）の速度と、各装置４０８の電流の流れに依存する。コンデンサ４２８の容量、ダイオード４２０の漏洩、レギュレータ４２２のドロップアウト電圧もまた、パルス幅に影響を与える。１ｋＨｚから１００ｋＨｚのハイとローの幅が同じパルスは、より大きく、高価な構成要素を必要とすることなく調節可能である。

図７Ａ、７Ｂ、７Ｃは、本明細書のいくつかの実施の形態における、第1マスター装置４０６（図４）と第２スレーブ装置４０８（図４）とを接続するワイヤの第１端部７００の画像である。第１端部７００は、図１の装置１１０のような生体監視装置と接続されるワイヤのプラグ部である。図７Ａは、本明細書のいくつかの実施の形態におけるプラグ部７００の写真を示す。図７Ｂは、プラグ部７００のハウジングの断面図を含むプラグ部７００の線図である。図７Ｃは、プラグ部７００の線図であり、プラグ部７００の構成要素の大きさを示す図である。図７Ａ、７Ｂ、７Ｃに示されるように、プラグ部は、ピン７０２を有している。ピン７０２は、生体監視装置の対応する雌ポート内に配置され、ワイヤと生体監視システムとの間の電気接続を提供する。ピン７０２の先端は、約３．９ｍｍの長さ伸びており、直径約２．３５ｍｍである。当該ピン７０２の先端は、約０．８ｍｍの帯部から現れている。帯部は、ピン７０２の先端と、ピン７０２の他端とを接続する。ピン７０２の他端は、約６．７ｍｍの長さ延びており、直径約２．４６ｍｍである。他端において、ピン７０２は、保護ハウジング７０４に接続されている。ハウジング７０４は、ワイヤの電気部品と共にスイッチを取り囲んでいる。ここで、ピン７００が生体監視装置に差し込まれたときに、前記ワイヤは、電力およびデータの生体監視装置との双方向の伝達を提供する。プラグ部７００の全長は約２５．９ｍｍである。実施の形態において、ピン部７００は、生体監視装置の特別なピンに差し込まれ、あるいは、ヨーク（yoke）に組み込まれる。

図８Ａ～８Ｄは、本明細書の実施の形態におけるワイヤ８００の異なる図面である。ワイヤ８００はプラグ部８０２を一端部に有し、レセプタクル（容器）８０４を他端部に有する。図８Ａは、ワイヤ８００のレセプタクル部８０４の上面図である。図８Ｂは、ワイヤ８００のレセプタクル部８０４の側面図である。図８Ｃは、ワイヤ８００のレセプタクル部８０４の側面視断面図である。図８Ｄは、ワイヤ８００のレセプタクル部８０４の底面図である。いくつかの実施の形態において、ワイヤ８００は、クロストークを避けるために同軸ケーブルを有する。異なる実施の形態において、ワイヤ８００の長さは、さまざまな応用に応じて異なる。ＥＣＧに用いる場合には、ワイヤ８００の長さはＥＣＧリードワイヤと同じである。同様にＥＣＧに用いる場合には、ワイヤ８００は、ＥＣＧリードワイヤと同じ曲げ半径を有している。実施の形態において、ワイヤ８００は、プラグ部８０２を用いて、ＥＣＧワイヤを差し込み及び取り外すのと同じ力と手法によって接続、取り外しが行われる。レセプタクル部８０４は図２のレセプタクル２００に対応している。レセプタクル部８０４は、統合型モーションセンサシステムの構成要素を取り囲むハウジング８０６を有している。ＥＣＧ電極コネクタと同様に、レセプタクル部８０４を患者の身体に取り付けるために、リードコネクタが、接続ワイヤ８００の一端部であって、ハウジング８０６の一部内に設けられている。ここで、リードコネクタは、電極コネクタとインターフェース接続する。上述のようにモーションセンサシステムは、プリント印刷基板（ＰＣＢ）上に複数の構成要素を有していてもよい。ここで複数の構成要素は、位置および動き（移動、動作）に関するデータを検知し処理する要素を含む。レセプタクル部８０４は、対象の位置に取り付けるために周知の使用されているコネクタを構成していてもよい。

上記の例は、本発明のシステムの応用を説明するためのものにすぎない。本発明のわずかな実施の形態が説明されたものの、本発明は、発明の精神と範囲から離れない限り他の特定の形態であってもよい。従って、ここでの例および実施の形態は説明のためのものであり、なんら制限を課すものではなく、発明は添付の特許請求の範囲内において変更されてもよい。

Claims (21)

1. 人間の動きと、前記人間の生体パラメータとを監視するように構成された生体リードワイヤであって、
   第１端部と、前記第１端部の他端である第２端部とを有する接続ワイヤと、
   前記第１端部に装着される接続プラグであって、前記生体リードワイヤを生体監視システムに電気的に接続するように構成されている接続プラグであって、前記生体監視システムは、心電図（ＥＣＧ）監視装置と、呼吸監視装置と、経皮的動脈血酸素飽和度（ＳＰＯ２）監視装置と、血圧監視装置との少なくとも１つを有する、接続プラグと、
   前記第２端部に設けられたレセプタクルであって、前記人間に取付られるように構成されているレセプタクルと、
   前記レセプタクルに一体化されたモーション検出器であって、プリント回路基板と、プロセッサとを有するモーション検出器であり、前記プロセッサは前記接続ワイヤに接続される受信ポートと送信ポートとを有し、前記人間の位置および動き情報を取得し、前記位置および動き情報を前記接続ワイヤを通じて送信するように構成されているモーション検出器と、
   前記レセプタクルに一体化された生体センサであって、前記人間の生体データを取得し、前記生体データを前記接続ワイヤを通じて送信するように構成されている生体センサであって、前記生体データは、心電図（ＥＣＧ）データと、呼吸データと、経皮的動脈血酸素飽和度（ＳＰＯ２）データと、血圧データとの少なくとも一つを有することを特徴とする生体センサと、
   を備え、
   前記プロセッサは、前記接続ワイヤを通じて、前記生体監視システムと非同期的に通信を行うように構成され、
   前記プロセッサは、前記送信ポートから送信された信号が前記受信ポートで受信された信号と一致しないことに基づいてデータ衝突を検出したことに応じて、送信を一時的に停止することを特徴とする生体リードワイヤ。
2. 前記接続ワイヤは、更に前記モーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の生体リードワイヤ。
3. 前記生体センサは前記人間の心臓の活動により生成された電気信号を検出するように構成された電極を有することを特徴とする請求項１に記載の生体リードワイヤ。
4. 前記電極は、前記レセプタクルの外部に部分的に露出することを特徴とする請求項３に記載の生体リードワイヤ。
5. 前記電極は、前記人間の心臓の活動によって生成された前記電気信号を前記接続ワイヤを介して送信することを特徴とする前記請求項３に記載の生体リードワイヤ。
6. 前記電極は、前記モーション検出器に隣接し、
   前記プリント回路基板は、電力変換器と、比較器と、３つの構成の少なくとも一つと、を統合的に備え、
   前記３つの構成は、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせであることを特徴とする請求項３に記載の生体リードワイヤ。
7. 人間の動きと、前記人間の心臓で生成された電気信号とを監視するように構成された心電図監視システムであって、
   前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを受信する監視装置であって、少なくとも２つのポートを有する監視装置と、
   前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第１電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第１電気心電計リードワイヤと、
   請求項１に記載の生体リードワイヤであって、前記少なくとも２つのポートのいずれかと接続されるように構成された生体リードワイヤであり、前記生体センサは電極を備えることを特徴とする生体リードワイヤと、
   を備えることを特徴とする心電図監視システム。
8. 前記生体リードワイヤは、更に前記モーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の心電図監視システム。
9. 前記第１電気心電計リードワイヤにおいて、前記電極は、前記レセプタクルの外部に部分的に露出し、前記電気信号を検出するように構成され、前記電極は、前記第１電気心電計リードワイヤと電気的通信をしており、
   前記生体リードワイヤにおいて、前記電極は、前記レセプタクルの外部に部分的に露出し、前記電気信号を検出するように構成され、前記電極は、前記第１電気心電計リードワイヤと電気的通信をしていることを特徴とする請求項７に記載の心電図監視システム。
10. 前記生体リードワイヤにおいて、前記電極は、前記モーション検出器に隣接し、前記プリント回路基板は、電力変換器と、比較器と、３つの構成の少なくとも一つと、を統合的に備え、
    前記３つの構成は、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせであることを特徴とする請求項７に記載の心電図監視システム。
11. 前記監視装置は第３のポートを更に備えることを特徴とする請求項７に記載の心電図監視システム。
12. 前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第３電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第３電気心電計リードワイヤを更に備える請求項１１に記載の心電図監視システム。
13. 前記監視装置は第４のポートを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の心電図監視システム。
14. 前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有する第４電気心電計リードワイヤであって、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする第４電気心電計リードワイヤを更に備える請求項１３に記載の心電図監視システム。
15. 前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとは、構造的に同じであり、同一の形状のコネクタを受けるように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載の心電図監視システム。
16. 請求項７の心電図監視システムを用いて、人間の動きと、前記人間の心臓の活動によって生成された電気信号とを監視するための方法であって、
    前記監視装置を起動する工程と、
    前記電気信号を示すデータと、前記人間の動きを示すデータとを記録する工程と、
    前記送信ポートから送信された信号が前記受信ポートで受信された信号と一致しないことに基づいて、前記モーション検出器の前記プロセッサによってデータ衝突を検出する工程と、
    前記プロセッサによって、送信を一時的に停止する工程と、
    を含む方法。
17. 前記生体リードワイヤは、前記モーション検出器に電力を伝達し、データを前記モーション検出器に送受信するように構成されていることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記生体リードワイヤにおいて、前記電極は、前記モーション検出器に隣接し、前記モーション検出器の前記プリント回路基板は、電力変換器と、比較器と、３つの構成の少なくとも一つと、を統合的に備え、
    前記３つの構成は、３軸加速度計と、３軸加速度計とジャイロスコープとの組合わせと、３軸加速度計とジャイロスコープと磁力計との組み合わせであることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 第３電気心電計リードワイヤを前記少なくとも２つのポートと第３のポートとのいずれか一つに接続する工程であって、前記第３電気心電計リードワイヤは、前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有し、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする接続する工程と、
    前記第３電気心電計リードワイヤの前記電極を前記人間に取付ける工程と、
    を更に含む請求項１６に記載の方法。
20. 第４電気心電計リードワイヤを前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと第４のポートとのいずれか一つに接続する工程であって、前記第４電気心電計リードワイヤは、前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとのいずれか一つと接続されるように構成されたコネクタを有する第１端部と、レセプタクルを有する第２端部とを有し、前記レセプタクルは前記人間に取り付けられるように構成され、前記レセプタクルは、電極を有するがモーション検出器を有さないことを特徴とする接続する工程と、
    前記第４電気心電計リードワイヤの前記電極を前記人間に取付ける工程と、
    を更に含む請求項１９に記載の方法。
21. 前記少なくとも２つのポートと前記第３のポートと前記第４のポートとは、構造的に同じであり、同一の形状のコネクタを受けるように構成されていることを特徴とする請求２０に記載の方法。

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