JPH02154737A - 医用テレメータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、無拘束状態での被検者の脳波や心電図等を監
視し測定する医用テレメータ装置に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、生体信号を測定して送信する送信部と、この
送信部からの信号を受信する受信部とより成る医用テレ
メータ装置において、上記受信部の受信レベルを示す信
号成分を入力して制御用信号として送信する制御信号発
生部と、該制御信号発生部からの信号を受信して上記制
御用信号に基づく出力制御用信号を発生し、上記送信部
に伝える出力制御信号発生部とを備え、受信部側の受信
強度がほぼ一定になる様に構成することにより、最小の
発信強度で常に良好な通信が確保できるようにしたもの
である。

〔従来の技術〕

近時、測定の多様化に伴って、いわゆる無拘束状態での
被検者の脳波や心電図を監視し測定する必要性が高まっ
ている。

心疾患患者の心電図の常時監視、てんかん患者の脳波測
定、運動中の筋電図測定、小動物の慢性実験などは、自
由環境で生体電気現象を把握できて始めて意義があるも
のとなる。

一方、病院では日増しに増える医療費の抑制に迫られて
おり、必ずしも完全に治癒していない患者もある程度の
安全が確認されれば、自宅で治療するいわゆる在宅医療
が開発されつつある。この場合には患者は自然な生活を
営みつつ、時には心電図や体温などの生体現象を監視さ
れることが必要であるから、是非とも無拘束生体測定が
求められる。

一般に無拘束測定手段は大別してデータレコーダ携帯式
のものと、テレメータ弐のものとがある。

前者は生体信号用増幅器と共に小型のデータレコーダも
携帯させて被検者の生体信号を収録するもので、場所を
選ばずにどこでも確かなデータを記録できる利点を持つ
が、データの確認はオフラインでなければできないため
、危険な状態になるおそれのある被検者には使用するこ
とができない。

之に対して、後者のテレメータ弐の場合は無線等により
リアルタイムでのモニタが可能であり、全ての被検者を
対象にできるという利点を有する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の医用テレメータ装置、特に送信機
の出力は通信状態によって制御されることがないため以
下のような不都合点を持っていた。

即ち、サービス領域限界でも良質の通信が行えるだけの
出力を常に発信しているーため、例えば受信アンテナに
非常に近い位置から発信する場合は１／１０でも充分良
質の通信が行なえるにもかかわらず発信出力は一定であ
り、消費電力の面から見て非常に効率が悪い。

また、医用テレメータ装置は無許可で誰でもが使えるよ
うに、電波法規制以下（１５μＶ／ｍ以下）の微弱電波
を用いる場合が多いため、良質の通信が確保できるよう
にするために受信機は充分高感度になっている。従って
、例えば２台の受信機が同じ場所にあり、一方の送信機
がそこから１ｍ。

他方が５０ｍの位置にあったとすると、両送信機の受信
アンテナに於ける電界強度は恐ら＜　３０ｄＢ以上の差
をもって同一受信機に受信されるが、弱い方の電波も受
信したいことから高感度のままになっている（ＡＧＣを
掛けない）ので、強い方の電波によって受信機の高周波
段では飽和現象を生じ、思わぬ不要信号を発生させてし
まい、遠い所にある送信機の通信ができないという不都
合がある。

また、送信機から発せられる電波は、壁や床。

天井で反射しながら受信アンテナに到達する。従って電
波はその経路によって位相遅れを有し、受信アンテナで
加算合成すると、時として電界強度が非常に小さくなる
いわゆるフェージング現象が発生する。従来から、この
フェージング現象に対する対策が検討されているが、い
まだ有効な対策が提案されていない。

本発明は、このような点に鑑み成されたもので、その目
的とするところは、送信機が発信する出力を管理するこ
とにより、効率的に常に良好な通信が確保できる医用テ
レメータ装置を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の医用テレメータ装置は、生体信号（Ｓ）を測定
して送信する送信部（Ａ）と、この送信部（Ａ）からの
信号（ｗｌ）を受信する受信部（Ｂ）とより成る医用テ
レメータ装置において、受信部（Ｂ）側に接続され、受
信部（Ｂ）の受信レベルを示す信号成分（Ｓ、）を入力
して制御用信号（Ｃ）として送信する制御信号発生部（
Ｃ）と、この制御信号発生部（Ｃ）からの信号を受信し
て制御用信号（Ｃ）に基づく出力制御用信号（ｓ２）を
発生し、送信部（Ａ）に伝える出力制御信号発生部ＣＤ
）とを備えて送信部（Ａ）側の送信出力を制御すること
により、受信部（Ｂ）側の受信強度がほぼ一定となる様
に構成する。

尚、送信部（Ａ）からの送信信号及び制御信号発生部（
Ｃ）からの制御用信号は電波、光、超音波を含むものと
する。

（作用〕 上述の本発明の構成によれば、送信部（Ａ）では、脳波
や心電図などの生体信号（Ｓ）を例えば電波（ｗｌ）と
して送信し、受信部（Ｂ）では、該電波＜Ｗ、）を生体
信号（Ｓ）に再生すると共に、受信部（Ｂ）に接続され
た制御信号発生部（Ｃ）に受信レベルの大きさを示す信
号（Ｓ、）を入力させ、そして、制御信号発生部（Ｃ）
では、該信号（Ｓｌ）を制御用信号（Ｃ）に変換したの
ち、送信部（Ａ）に接続された出力制御信号発生部（Ｄ
）へ例えば電波（Ｗ２）として送信し、出力制御信号発
生部（Ｄ）では、受信した上記制御用信号（Ｃ）を出力
制御用信号（Ｓ２）に変換したのち、該信号（Ｓ２）を
送信部（Ａ）に出力して送信部（Ａ）の出力を制御し、
受信部（Ｂ）での受信強度を一定にするようにしたので
、常に良好な通信が確保できる最小の発信強度を維持す
ることができ、消費電力の面から見ても効率が良く、か
つ品質の高い通信を行なうことができる。

また、上記制御用信号を音声信号と共に上記出力制御信
号発生部（Ｄ）へ送信するようにすれば、監視者は受信
データを見ながら被検者に対し、適格なアドバイスをリ
アルタイムに伝えることが可能となる。

〔実施例］ 以下、第１図を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本実施例に係る医用テレメータ装置の概略を示
すブロック図である。

同図に示す医用テレメータ装置−は、電波を用いた小規
模通信方式を採用したものであり、基本構成としては、
被検者の生体信号（Ｓ）（例えば脳波や心電図など）を
増幅させる生体アンプ（１）と、生体信号（Ｓ）を変調
し電波（Ｗ、）として送信する送信部（Ａ）と、該電波
（Ｗ、）を受信して復調し、生体信号に再生して出力ア
ンプ（２）に入力させる受信部（Ｂ）と、受信部で感知
した受信レベルの大きさを示す信号を制御信号に変換し
、電波（Ｗ２）として送信する制御信号発生部（Ｃ）と
、制御信号発生部（Ｃ）からの電波（ｗ２）を受信して
上記制御用信号（Ｃ）を出力制御用信号（ｓ２）に変換
したのち、該信号（ｓ２）を送信部（Ａ）に出力して送
信部（Ａ）の出力を制御する出力制御信号発生部（Ｄ）
とから成る。

送信部（Ａ）は送信機（３）及び生体信号用送信アンテ
ナ（４）から成り、受信部（Ｂ）は、生体信号用受信ア
ンテナ（５）、高周波アンプ（６）及びＦＭ復調器（７
）とから成る。

制御信号発生部（Ｃ）は、ＤＣアンプ（８）、エンコー
ダ（９）、高周波アンプ０ω及び制御用送信アンテナ（
１１）とから成り、受信部（Ｂ）に接続されている。

一方、出力制御信号発生部（Ｃりは、制御用受信アンテ
ナａり、高周波アンプ側、復調器（ロ）及びデコーダ０
ωとから成り、送信部（Ａ）に接続されている。

次に、上記実施例の動作を説明する。

まず、被検者から検出した脳波や心電図等の生体信号（
Ｓ）は生体アンプ（１）にて増幅され、送信機（３）に
てＦＭ変調されて生体信号用送信アンテナ（４）から電
波（ｗｌ）として伝播する。送信アンテナ（４）から、
伝播した電波（ｗｌ）は、生体信号用受信アンテナ（５
）で受信され、高周波アンプ（６）にて増幅されたのち
、ＦＭ復調器（７）で復調されて生体信号（Ｓ）に再生
され、出力アンプ（２）に入力される。その後は出力ア
ンプ（２）からアナログ信号（ａ）として出力されて既
知の表示装置又は記録装置に入力される。

一方受信部（Ｂ）内のＦＭ復調器（７）からは入力され
た電波の電界強度に比例する信号成分（Ｓ、）が現われ
るため、その信号成分（Ｓ、）を制御信号発生部（Ｃ）
に入力させる。

制御信号発生部（Ｃ）では、入力された信号成分（Ｓ、
）をＤＣアンプ（８）にて増幅し、その直流信号（ｄ）
をエンコーダ（９）に入力させる。エンコーダ（９）は
直流信号（ロ）に対応するコード（Ｃ）に変換して高周
波アンプ００にて増幅したのち、制御用送信アンテナθ
ｌ）から電波（Ｗりとして伝播する。出力制御信号発生
部（Ｄ）では送信アンテナ（１０からの電波（ｗｔ）を
制御用受信アンテナ０２１にて受信し、高周波アンプ０
３）にて増幅したのち、復調器０４）にて復調してコー
ド（Ｃ）に再生する。その後、コード（Ｃ）はデコーダ
０５）で解読されてコード（Ｃ）に対応する出力制御信
号、即ち生体信号用受信アンテナ（５）における電界強
度を一定にするための出力制御信号（ｓ２）に変換され
て送信機（３）に入力される。

コード（Ｃ）は生体信号用受信アンテナ（５）における
電界強度の大きさをコード化したものであり、そのコー
ド（Ｃ）の内容によって出力制御信号（Ｓ２）の内容及
び送信機（３）の出力に対する制御方法が異なる。

次に、受信アンテナ（５）における電界強度の大きさと
コード（Ｃ）との対応を一つの例にとって説明する。

ここで仮に、良好な通信状態を得るための受信アンテナ
（５）における電界強度が１０μＶ／ｍとする。

この条件下において、例えば受信アンテナ（５）におけ
る電界強度が１０μＶ／ｍ未満例えば８μＶ／ｍまで低
下したとすると、エンコーダ（９）において例えば表１
に示すようなデータテーブルに基づいてコード化する場
合、エンコーダ（９）からはコード″１°°が出力され
る。そして出力制御信号発生部（Ｄ）のデコーダ０ωに
おいてコードパ１“°が入力された場合、出力増加とい
う情報を送信機（３）に与える。送信機（３）側では、
出力増加の情報が入力されると、増幅器の増幅度を上げ
るなどして出力を増加させていく。エンコーダ（９）は
受信アンテナ（５）における電界強度が１０μＶ／ｍに
なるまでコード°“ｌ”″を出力する。

表 次に、受信アンテナ（５）における電界強度が１０μＶ
／ｍになった場合、エンコーダ（９）はコード“０゛を
出力する。一方、デコーダ０５）は、コード“０″。

が入力された場合、送信機（３）に対して出カ一定とい
う情報を与え、送信機（３）側では現在の出力を維持す
る。

次に、受信アンテナ（５）における電界強度が１０μＶ
／ｍよりも高い例えば１３μＶ／ｍまで上昇したとする
と、エンコーダ（９）は、コード“−１゛を出力する。

一方、デコーダ０ωは、コード“−１°゛が入力された
場合、送信機（３）に対して出力低下という情報を与え
、送信機（３）側では、増幅器の増幅度を下げるなどし
て出力を低下させる。エンコーダ（９）は、受信アンテ
ナ（５）における電界強度が１０μＶ／ｍになるまでコ
ード“−１°°を出力する。

上記の制御方法は、あくまでも一つの例であり、その他
、良好な通信状態での受信アンテナ（５）における電界
強度と現在の電界強度との差をとり、その値をコード化
、例えば差が＋２μν／ｍあれば例えばコード“２”に
変換し、デコーダθωにおいてコード“２′に対応する
出力幅の信号に変換して送信機（３）に入力させるよう
にしてもよい。尚、制御信号が受信アンテナ０２１に受
信されない場合、送信機（３）の出力を最大になるよう
に回路設計しておく。

またこの医用テレメータ装置においては、自己校正手段
即ち、通信機器が正常に作動しているかどうかを監視者
に伝達する手段を有する。

ここで、監視者側即ち、表示装置あるいは記録装置に生
体信号（Ｓ）が入力されない場合、２つの原因が考えら
れる。即ち、被検者に何らかの事故（死亡など）が起き
たか、又は医用テレメータ装置自体が故障したかである
。これを確かめるためには被検者室に訪関し、生死を確
認した上で、テレメータ装置の故障であるか否かを判断
するしかない。監視者がいちいち被検者室まで出向くと
いうことは非常にわずられしく、測定上も効率が悪い。

そのため、後述する自己校正手段を備えることにより、
上記の判断を迅速化させることができる。

この自己校正手段は、基本的には、生体アンプ（１）か
ら一種の模擬信号を出力してもらうことで解決する。こ
の手段の一例としては、制御信号発生部（Ｃ）に例えば
切換えスイッチを接続しておき、受信部ＣＢ）に生体信
号（Ｓ）が人力されなくなったとき、切換えスイッチを
介してエンコーダ（９）に対し割込みを行なう。エンコ
ーダ（９）は、その割込み信号に対応したコードを出力
する。

デコーダ０５）では、上記コードが入力された場合、送
信機（３）に対して機器チエツクという情報を与える。

送信機（３）側では、機器チエ’）りという情報が入力
されたとき、生体アンプ（１）に対して割込みを行なう
。生体アンプ（１）は、割込みが発生すると、送信機（
３）に対して模擬信号を出力する。そして監視者は模擬
信号を受信したかどうかを表示装置又は記録装置にて確
認し、模擬信号が受信された場合、被検者に何らかの事
故が発生したと判断し、模擬信号が入力されなかった場
合、テレメータ装置自体の故障であると判断する。

上述のように本例によれば、受信部（Ｂ）の受信状態を
制御信号として送信部（Ａ）側に伝えて送信機（３）を
制御し、生体信号用受信アンテナ（５）における電界強
度を一定にするようにしたので、常に良好な通信が確保
できる最小の発信強度を維持することができる。また、
自己校正手段を持たせることが可能であるため、機器の
故障１被検者の事故を迅速に判断することができる。

次に、上記医用テレメータ装置において、監視者側から
被検者側に対して音声信号を送れるようにした第２実施
例を説明する。

この第２実施例は基本的には上記第１実施例と同様に送
信部（Ａ）、受信部（Ｂ）及び制御信号発生部（Ｃ）及
び出力制御信号発生部（Ｄ）を有する。ただ異なるのは
再発生部（Ｃ）及び（Ｄ）を制御信号の他に音声信号も
伝達できるように構成したことである。その構成の一例
を概略的に示すと、制御信号発生部（Ｃ）において例え
ば制御信号をＦＭ変調し、音声信号をＡ″ＭＭ変調よう
な多重変調とし、出力制御信号発生部（Ｄ）側でそれぞ
れの信号を検波して制御信号は送信機へ音声信号はスピ
ーカへ供給するようにする。

具体的に第２図に基づいて説明すると、エンコーダ（９
）から出力されるコード（Ｃ）は送信機（３）に対する
制御信号となるため、ＦＭ変調器θωにてＦＭ変調した
のち、高周波アンプ０ωに入力する。

方、マイクロフォンθつから出力した音声信号（■）は
オーディオアンプ側にてＡＭ変調されたのち、高周波ア
ンプ００）に入力する。その後、上記のＦＭ変調された
コード信号に音声信号（ＡＭ）が混入したかたちで送信
アンテナ（１１）から電波（Ｗ、）として伝播する。伝
播した電波（Ｗ、）は受信アンテナθりで受信され、Ｆ
Ｍ復調器（１９）とＡＭ検波器Ｑ（Ｄに人力される。

ＦＭ信号とＡＭ信号の混合信号（Ｓ、）は、ＦＭ復調器
０９）内において振幅制限器などによりＡＭ成分を除去
されたのちコード（Ｃ）に再生されてデコーダ０９に入
力し、その後制御信号（Ｓ２）として送信機（３）に入
力される。

一方、混合信号（ｓ：ｌ）は、ＡＭ検波器（至）内にお
いてＡＭ成分（ｖ）のみが取出され、そのＡＭ成分（■
）は音声アンプ（２１）を介してスピーカ（２２）に入
力されて音声として出力する。

上述のように第２実施例によれば、上記第１実施例と同
様の効果を有することはもちろん、制御信号を音声信号
と共に被検者側に送信するようにしたので、監視者は、
受信データを見ながら、被検者に対し、適格なアドバイ
スをリアルタイムに伝えることができる。

尚、第１及び第２実施例とも、電波を用いて情報を伝達
させるようにしたが、その他光、超音波等を用いてもよ
い。

〔発明の効果〕

本発明に係る医用テレメータ装置は、生体信号を測定し
て送信する送信部と、この送信部からの信号を受信する
受信部とより成る医用テレメータ装置において、上記受
信部の受信レベルを示す信号成分を入力して制御用信号
として送信する制御信号発生部と、該制御信号発生部か
らの信号を受信して上記制御用信号に基づく出力制御用
信号を発生し、上記送信部に伝える出力制御信号発生部
とを備えて、受信部側の受信強度がほぼ一定となる様に
構成したので、最小の発信強度で常に良好な通信を確保
することができる。

また、上記本発明に係る医用テレメータ装置において、
制御信号と共に音声信号を被検者側に伝えるように構成
したので、上記効果を有すると共に被検者に対し、適格
なアドバイスをリアルタイムに伝えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本実施例に係る医用テレメータ装置を示すブロ
ック図、第２図は第２実施例を示すブロック図である。 （Ａ）は送信部、（Ｂ）は受信部、（Ｃ）は制御信号発
生部、（Ｄ）は出力制御信号発生部、（１）は生体アン
プ、（２）は出力アンプ、（３）は送信機、（４）は生
体信号用送信アンテナ、（５）は生体信号用受信アンテ
ナ、（７）はＦＭ復調器、（９）はエンコーダ、Ｑｌ）
は制御用送信アンテナ、θ′ＩＪは制御用受信アンテナ
、側は復調器、０ωはデコーダ、ＧＯはＦＭ変調器、０
７）はマイクロフォン、０８）はオーディオアンプ、Ｑ
９）はＦＭ復調器、ＱａｌはＡＭ検波器、（２１）は音
声アンプ、（２２）はスピーカである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、生体信号を測定して送信する送信部と、この送信部
   からの信号を受信する受信部とより成る医用テレメータ
   装置において、 上記受信部の受信レベルを示す信号成分を入力して制御
   用信号として送信する制御信号発生部と、 該制御信号発生部からの信号を受信して上記制御用信号
   に基づく出力制御用信号を発生し、上記送信部に伝える
   出力制御信号発生部とを備え、 受信部側の受信強度がほぼ一定となる様に構成したこと
   を特徴とする医用テレメータ装置。 ２、上記制御信号発生部が上記制御用信号と共に音声信
   号を送信するようになしたことを特徴とする特許請求の
   範囲第１項に記載の医用テレメータ装置。