JPS61288829A - 生体情報テレメトリ装置 - 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〕 この発明は、例えば室内に居住する被験者の生体情報を
集中管理するための特に光を用いた生体情報テレメ）　
ＩＪ装置に関する。

〔技術的背景〕

生体情報、例えば、心電図や脳波を測定しようとする場
合、患者は測定器忙縛シつけられ自由な運動ができない
のが普通である。そこで患者に無線送信機を装着し、自
由に運動している状態で心電図などを離れた位置から計
測する方法が提案された。これが生体遠隔計測（バイオ
テレメトリ）である。このような利点から、無線電波に
よるバイオテレメトリが諸方面で用いられるようになシ
、一般病院でも入院患者の集中監視など罠広く使われて
いる。しかし、これらのパイオテレメ）　ＩＪは無線電
波を用いたものがほとんどであって多くの制約を伴い、
その利用には限界がある。例えば、電波は他の電気機器
からの雑音を受けやすく、また他の電気電子機器に妨害
を与えることから、電波法によりその使用には厳しい制
約が加えられ自由に用いることができない。特に病院の
ように直接生命に関わる所で、しかも多様な電気電子機
器が用いられている現場での電波の使用には問題が多く
、十分くバイオテレメトリの特長を生かし切れないのが
現状である。

〔発明が解決°ｔべき問題点〕

この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、被験
者の心電図や体温などを計測する場合に一被験者の活動
を拘束せずに、Ｌかも電波を伝送媒体としたときに生じ
る他の電気電子機器この相互干渉を起こさずに、生体情
報を集中管理できるようＫするテレメトリ装置を提供し
ようとするもの。

〔問題点を解決するための手段〕

すなわち、この発明に係る光による生体情報テレメトリ
装置にありては、室内を自由に移動できる被験者の例え
ば胸ポケットに送信機を取り付け、上記送信機に接続す
る心電図電極とサーミスタを体表に装着し、そこから取
り出した多種類の情報を送信システムを通して電気−光
変換させ、被験者の肩または腕に取り付けた送光器の発
光ダイオードの輝度を変化させて光伝送し、これを天井
や壁面に固定した受光器がとらえ、光−電気変換して受
信システムによシ復元するようにしたもの。

〔作用〕

上記のように構成される光による生体情報テレメトリ装
置にあっては、被験者の胸ポケットに取り付けた送信機
が被験者の心電図や体温を収集し、その信号を受けて肩
または胸に取り付けた送光器の発光ダイオードが駆動さ
れ多方向に光データ信号として放射される。その光は天
井または壁に固定した受光器によってとらえられ、受信
機を通して光−電気変換され、この光信号は電気信号に
復元される。このようにして、室内で自由運動中の被験
者から心電図および体温の計測を無拘束で行なうことを
可能にする。

〔実施例〕

以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は、光テレメトリ装置の構成を示すもので、セン
サ・トランスデユーサ部Ｉｎ、多重化・変調部１１．送
光部１２から成る送信システムと、受光部１３および分
離復調部１４から成る受信システムと、信号処理部１５
から成る信号処理システムの３つのシステムから構成さ
れている。

センサ・トランスデユーサ部１０は、被験者の心電図や
体温などの生体信号を電気信号に変換する部分である。

このトランスデユーサ部１０は、例えば心電図３チヤネ
ル、体ｆｉｌチャネルの測定データを得る心電図電極お
よびサーミスタにより構成され、ここで心電図信号は、
標準肢誘導心電図を測定する場合には四肢誘導用の結線
回路を経て、また胸部誘導心電図を測定する場合には胸
部誘導用の結線回路を経て前置増幅器などく供給され、
前処理を受けた後、多重化・変調回路１１に入力される
。また、体温信号はサーミスタの抵抗変化としてとらえ
られ、周波数変化に変換された後、多重化・変調回路１
１に人力される。

第２図は多重化・変調回路１ノのブロック図、また第３
図は上記多重化−変調回路１１のタイムチャートである
。上記センサ・トランスデユーサ部１０からの心電図信
号ＡｌｔＡ！ｙム３と体温信号Ｂの４つの信号は、それ
ぞれ独立的に多重化回路２０に入力されるようになって
いる。上記信号は、クロック信号Ｆを用いてそれぞれ時
分割多重され、信号Ｃおよび信号りとして出力される。

上記信号Ｃおよび信号りはＰＤＭ変換回路゛２ノによシ
、信号ＥのようなＰＤＭ信号として変換されるが、デユ
ーティ−比のことを考慮し、ＰＰＭ変換回路２３で／４
’ルス位置変調とし、信号Ｇのような紳１いｉ４ルスと
して出力されるようにする。また、信号Ｅはフリッデフ
ロッゾ回路２２によシ信号Ｆのように分周され、多重化
回路２０のクロック信号に使われる。

このようにして得られたＰＰＭ信号は送光部１２で、発
光素子の輝度変化に変換され、光伝送される。

第４図および第５図は、上記信号を光伝送するための送
光器の構造と装着図である。第４図は被験者の両肩光に
取り付けた場合の図で、（ａ）図はその構造図である。

送光器４０の表面に発光ダイオード４１　ｍ　、　４　
ｌ　ｂ　、　４１　ａ　・・−が多数設置されている。

（ｂ）図は（＆）図の送光器４０を装着したときの図で
ある。送光器４０は被験者の行動を妨げないように肩の
部分に固定され、この送光器４θは、被験者の上腕の動
きが小ないとき使用される。第５図は被験者の両腕上部
に取り付けた場合の図で、（ａ）図はその構造図である
。放射光が広範囲一様に行きわたるように送光器５０の
表面に発光ダイオード５１　ｍ　、　５Ｊｂ。

５１ａ・・・が多数設置されている。（ｂ）図は送光器
５０を装着したときの図である。送光器５０は被験者の
行動を妨げないように、腕の上部に固定される。この送
光器５０は被験者の上腕の動きが大きいとき使用される
。

この場合、送光器４０および５０は、それぞれ、その取
り付は場所に応じて、多数の方向に向けた多数の面を有
するように構成されるもので、その各面に対して発光ダ
イオード４１ｍ。

４　　ｌ　　ｂ　　、　　４　１　　ｃ　　・−、５１
ｍ　　、　　５　　ｌ　　ｂ、　　、　　５　１　　ｏ
　　・−が配置設定されている。

上記のようＫして送光器４０または５０から発光された
信号は、受光部１３１分離復調部１４から成る受信シス
テムによって処理される。

受光部１３は、天井または壁面に固定した受光器により
て、送光器４０または５０からの光信号をとらえ、光−
電気変換を行ない、電気信号がケーブルによシ受信機に
導かれるように構成されている。受光器で光信号を室内
でとらえる際、太陽光、照明光などの背景光が同時に入
射してくるため、受光部１３では、光学フィルタを用い
て照明光（螢光灯）の影響を除去し、太陽光は、光信号
を電気信号に変換後、遮断周波数１　ｋＨｚのハイ／Ｉ
Ｆスフィルタを通して、その影響を除去している。さら
に高周波帯におけるノイズを減少させるため、５００　
ｋＨｚのローパスフィルタを用い前記バイパスフィルタ
と合わせて、１　ｋＨｚ　−５００ｋＨｚの通過帯を持
つバンドｉ＋スフイルタを構成している。このようＫし
て得られた信号波形は波形整形回路を通シ、分離・復調
部１４に入力される。

第６図は分離・復調部１４のブロック図である。そのタ
イムチャートを第７図に示す。受光器から得られたＰＰ
Ｍ信号Ａは、７リツプ＠７０ツブ回路６０によｊ５　Ｐ
ＤＭ信号Ｂ、Ｃに復元され・９ルス幅信号振幅変換回路
６１および６２によシ心電図１チャネルと体！１チャネ
ルの情報をもった三角波Ｅと残シの心電図２チヤネルの
情報をもった三角波りが得られるようになっている。サ
ンプルホールド回路６４により前記三角波Ｅのピーク値
をサンプルホールドすることによシ、心電図１チヤネル
と体温ｌチャネルを時分割多重した信号Ｇを得る。また
、三角波りもサンプルホールド回路６３を通して、残シ
の心電図２チヤネルを時分割多重した信号を得る。

このよ５Ｋしてサンプルホールド回路６３および６４か
ら得た２つの信号は、分離回路６５によって、３種の心
電図信号工と体温信号Ｈの４つの信号に分離される。こ
こで分離のためのクロック信号としてクリップ７０ッデ
回路６０の出力Ｂ、Ｃを用いる。さらに心電図信号■を
ロー　ノ４スフイルタに通すことにより送信心電図が再
生され、体温信号■は波形整形して矩形波にした後、周
波数−電圧変換回路６６により、送信体温変化が電圧変
化と復調・再生されるような構成になっている。しかし
、このように、パルス順序に従って４チヤネルの信号を
区別する場合、雑音等によるチャネルの誤９を生じる可
能性があるため、波形り、Ｅにおいて波高値が、ある設
定値を越えた場合を検出し７リツデフロ、デ回路６ｎに
対し、チャネル同期パルスＦを送シ、正確な分離再生が
行なわれるように構成されている。

このような構成によシ、受信、再生された４チヤネルの
信号は、例えば、１６ビツト系パーソナルコンピユータ
およびその周辺装置によって構成される信号処理システ
ム１５ｔｌＣよって、処理される。

〔発明の効果〕

以上のようＫこの発明によれば、室内で自由運動中の被
験者から心電図３チヤネルおよび体温ｌチャネルの計測
を無拘束で実現できる。また、他の電気電子機器からの
電磁干渉を受けず、他の機器へも干渉を及ぼすことなく
、情報を伝送できる。また、生体に対する危険性や酸素
ガスの使用下でのスノヤークや引火の心配なしに、この
発明を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を説明する光にＬ！。 よる生体情報テレメトリｍのブロック図、第２図は上記
システムの多重化書変調部のブロック図、第３図は上記
多重化・変調部のタイムチャート、第４図および第５図
は送光器の構造図と装着図、第６図は上記システムの分
離復調部のブロック図、第７図は上記分離復調部のタイ
ムチャートである。 ４０．５θ・・・送光器、４１＆、４ノｂ　、　４１ａ
　。 ５１＊、５１ｂ、５１ａ・・・発光ダイオード。 第１図 第２図 第４図 （ａ） （ｂ） 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 人体に取り付けられたセンサ類からの検出信号が供給さ
   れ、その検出信号に対応した変調信号を発生する携帯用
   の送信機と、 人体の一部に取り付け設定され多数の異なる方向に向け
   て多数の発光素子を配置設定した送光器と、 この送光器の多数の発光素子を上記送信機の変調信号に
   基き発光駆動する手段と、室内の壁面等に多数個配置さ
   れた受光器とを具備し、この受光器で検知された上記発
   光素子からの光信号を復調し生体情報として記録される
   ようにしたことを特徴とする生体情報テレメトリ装置。