(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記データ送信手段が前記送信単位を送信する周波数は、前記生体モニタ装置が備えるCPUにおけるベースタイマの周波数の10分の1以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の生体モニタ装置。
前記第2のデータは、心拍数、脈拍数、動脈血酸素飽和度、体温、体位情報、及び活動量情報から成る群から選ばれる1以上を含むことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載の生体モニタ装置。
前記第2のデータは、心拍数、脈拍数、及び動脈血酸素飽和度からなる群から選ばれる1以上と、体位情報、及び活動量情報からなる群から選ばれる1以上と、を含むことを特徴とする請求項9に記載の生体モニタ装置。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ネットワークが不安定となった場合、計測データの一部が正常に送受信できない現象(以下、データ抜けとする)が生じる。この点に関し、特許文献1には、ネットワーク負荷に応じて通信データ量を制限することが記載されている。
【0005】
しかしながら、通信データ量を制限した場合も、送受信できない計測データが生じる。送受信できない計測データの内容によっては、患者の適切なモニタリングが困難になることがある。
【0006】
本発明は以上の点に鑑みなされたものであり、ネットワークの不安定性に対してロバストであり、適切なモニタリングを可能とする生体モニタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の生体モニタ装置は、生体に関する第1のデータを第1の周期で取得する第1のデータ取得手段と、生体に関する第2のデータを第1の周期よりも長い第2の周期で取得する第2のデータ取得手段と、第1のデータ及び第2のデータを含む送信単位ごとにデータの送信を行うデータ送信手段とを備え、同一の第2のデータを含む送信単位の数は、同一の第1のデータを含む送信単位の数よりも大きいことを特徴とする。
【0008】
第2のデータは取得周期が長いので、仮に、第2のデータを正常に送受信できないと、その影響が大きい。本発明の生体モニタ装置は、同一の第2のデータを、第1のデータの場合よりも多い回数繰り返し送信する。そのことにより、第2のデータのデータ抜けが生じにくくなる。よって、患者のモニタリングを適切に行うことができる。
【0009】
また、本発明の生体モニタ装置において、同一の第1のデータを繰り返し送信する回数は第2のデータの場合より少ないので、全てのデータを第2のデータと同様に繰り返し送信する場合に比べて、送信の負荷を低減することができる。なお、第1のデータは短い周期で取得されるので、仮に、第1のデータにおいてデータ抜けが生じても、第2のデータのデータ抜けに比べて影響は小さい。
【0010】
前記第1の周期に対応する周波数(例えば、第1の周期がN(sec)である場合、それに対応する周波数は、1/N(Hz))は、例えば、40Hz以上とすることができる。この場合、第1のデータとして、例えば、心電図の波形や脈波波形、体動などの生体信号の変化を直感的に捉える情報を提供することが容易となる。
【0011】
前記第2の周期に対応する周波数(例えば、第2の周期がN(sec)である場合、それに対応する周波数は、1/N(Hz))は、例えば、1Hz以上とすることができる。第2のデータを、例えば、心拍数や血圧に代表される生体信号とした場合、それらの生体信号は急激には変化しにくいため、第1のデータにおける周期と同様の周期で計測しても有用な情報が得られにくい一方で、生体モニタ装置本体の負荷やネットワークの負荷を上昇させてしまう。そのため、第2の周期に対応する周波数を1Hz以上とすることで、生体モニタ装置本体やネットワークの負荷を減らし、かつ有用な情報を得ることが容易となる。
【0012】
前記データ送信手段が前記送信単位を送信する周波数は、例えば、生体モニタ装置が備えるCPUにおけるベースタイマの周波数の10分の1以下とすることができる。この場合、送信処理の負荷が低減され、安定した送信が容易になる。
【0013】
前記データ送信手段が前記送信単位を送信する周波数は、例えば、1〜10Hzとすることができる。この場合、例えば、セントラルモニタのような送信先で、適切な患者モニタリングを行なうことが容易となる。また、10Hz以下とすることで、生体モニタ装置本体及びネットワークの負荷を低減した送信が容易となる。
【0014】
送信単位の再送信は、例えば、行わないようにすることができる。この場合、ネットワークの負担を減らし、ロバストなデータ送信が容易になる。
データ送信手段は、例えば、無線通信により送信を行うことができる。無線通信においては、障害物などにより通信環境が大きく変動することがあるが、本発明によれば、通信環境の変化があっても、ロバストな通信が容易になる。
【0015】
前記第1のデータは、例えば、心電電位、脈波、及び加速度情報から成る群から選ばれる1以上とすることができる。この場合、送信先で第1のデータを医療従事者が観察することにより、心電電位により不整脈などの状態、脈波により末梢の循環動態、加速度により動きの有無や姿勢など、患者の状態を把握することができ、適切なモニタリングが容易となる。一方で、これら情報は主に医療従事者の観察により判断されるため、データ抜けが生じたとしても医療従事者が判断することができるため、致命的なエラーには繋がりにくい。
【0016】
前記第2のデータは、例えば、心拍数、脈拍数、動脈血酸素飽和度、体温、体位情報、及び活動量情報から成る群から選ばれる1以上とすることができる。特に、前記第2のデータは、例えば、心拍数、脈拍数、及び動脈血酸素飽和度からなる群から選ばれる1以上と、体位情報、及び活動量情報からなる群から選ばれる1以上と、を含むことができる。
【0017】
この場合、第2のデータは、例えば、送信先で医療従事者の観察に加えて、送信先の装置自身が、内部に設定された閾値により、アラームを出すのに用いるパラメータとすることができる。例えば、心拍数が30以下のデータを送信先(セントラルモニタ)が受信した場合、患者に異常があると判断し、音やLEDを用いてアラームを出すことができる。本発明では、第2のデータを複数回送信できるため、第1のデータよりも、通信の不安定性に対してロバストになり、適切な患者モニタリングが容易となる。
【0018】
特に第2のデータが、心拍数、脈拍数、及び動脈血酸素飽和度からなる群から選ばれる1以上と、体位情報、及び活動量情報からなる群から選ばれる1以上と、を含む場合、通信が不安定な状況における、少ないデータ送信数においても、適切な患者モニタリングが可能となる。例えば、第2のデータとして心拍数と活動量情報とを同時に送信する場合、心拍数の急激な変動が生じたときに、活動量情報を見ることで、原因が患者の異常であるか、計測のエラーであるかが判断でき、より適切な患者モニタリングが可能となる。
【0019】
前記第2のデータの少なくとも一部は、例えば、前記第1のデータに基き算出することができる。この場合、通信の不安定性に対して、一層ロバストな患者モニタリングが容易となる。例えば、第1のデータが脈波である場合を考える。脈波信号から波の数を数えることにより脈拍数が求まるため、例えば、送信先装置に脈波信号を送信することにより、脈拍数を算出することが可能である。しかし、通信の不安定性が生じた場合には、このようなやり方では間違った脈拍数を算出し、適切なモニタリングができなくなる場合がある。そのため、第2のデータを本発明の生体モニタ装置内にて算出してから、送信することにより、第2のデータを確実に送信でき、通信の不安定性に対してロバストな患者モニタリングが容易になる。
【0020】
前記第1のデータに基き算出された前記第2のデータのデータサイズは、例えば、前記第1のデータの1データよりも小さくすることができる。この場合、ネットワーク負荷を一層低減し、一層安定な通信が容易となる。ここで、1データとは、解析前の第1のデータのある時点での値のことを意味する。例えば、前述のように脈波信号から脈拍数を算出する場合、脈波信号の1点のデータサイズは、脈波の揺らぎを考慮して、例えば12bitとすることができるが、算出された脈拍数は、通常、30bpm〜300bpmで算出されるため、8bit程度のデータサイズで十分である。
【0021】
前記送信単位は、例えば、前記第2のデータとともに、その第2のデータ取得時における時刻情報、又は計測条件情報を含むことができる。この場合、万が一データが抜けた場合に、次の受信時に、どの程度データが抜けたのか、どのような条件でデータを計測したのかが把握でき、適切な患者モニタリングが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0023】
本発明の実施形態を図面に基き説明する。
1.生体モニタ装置1の構成
生体モニタ装置1の構成を
図1に基き説明する。生体モニタ装置1は、心電電極3、酸素飽和度センサ5、加速度センサ7、温度センサ9、及びECU11を備える。
【0024】
心電電極3は患者に取り付けられ、心電電位を検出する。酸素飽和度センサ5は患者の指先、耳たぶ等に取り付けられる周知のパルスオキシメータである。酸素飽和度センサ5は、赤色光及び赤外光を発する発光部と、これらの光が患者の指先等を透過した透過光を受光する受光部とを備え、赤色光の吸収度と赤外光の吸収度との対比結果に基き、動脈血酸素飽和度を検出する。
【0025】
加速度センサ7は、患者に取り付けられ、3次元の加速度を検出する。温度センサ9は患者に取り付けられ、その体温(皮膚温も含む)を検出する。
ECU11は入力IF(インターフェース)13、演算部15、及び出力IF(インターフェース)17を備える。入力IF13は、心電電極3、酸素飽和度センサ5、加速度センサ7、及び温度センサ9の検出信号を受け取り、演算部15に出力する。演算部15は後述する処理を実行して送信するデータの送信単位を作成し、出力IF17に出力する。出力IF17は、1個の送信単位ごとに、順次データを送信する。データの送信は無線通信により行う。演算部15(CPUの一実施形態)におけるベースタイマの周波数は、後述する、送信単位の送信周波数(2Hz)の10倍以上である。
【0026】
なお、出力IF17が送信したデータは、セントラルモニタ101が受信する。セントラルモニタ101は、出力IF17が送信したデータを受信する入力IF103と、受信したデータを表示する表示装置105と、表示したデータが所定の条件を満たした場合にアラームを発する報知装置107とを備える。
【0027】
2.生体モニタ装置1が実行する処理
生体モニタ装置1(特に演算部15)が実行する処理を
図2〜
図6に基き説明する。
図2のフローチャートに示す処理は、使用者が生体モニタ装置1の測定開始ボタン(図示略)を押したときに実行される。
【0028】
図2のステップ1では、第2のデータを取得し、計測パケットP2に入れる。第2のデータとしては、体温、心拍数、脈拍数、動脈血酸素飽和度、体位情報、及び活動量情報がある。第2のデータのうち、体温及び動脈血酸素飽和度は、本ステップで温度センサ9及び酸素飽和度センサ5を用いて計測し、取得する。第2のデータのうち、心拍数、脈拍数、体位情報、及び活動量情報は、後述するステップ6を前回実行したときの計測結果に基き取得する。第2のデータの具体的な内容は以下のものである。
【0029】
体温:温度センサ9を用いて取得した患者の体温。
心拍数:後述するステップ6の処理を前回実行したときに得られる、50個の心電電位(心電図)に基き算出される値。なお、心拍数のデータサイズは、50個の心電電位のデータサイズより小さい。
【0030】
脈拍数:後述するステップ6の処理を前回実行したときに得られる50個の脈波(脈波波形)に基き算出される値。なお、脈拍数のデータサイズは、50個の脈波のデータサイズより小さい。
【0031】
動脈血酸素飽和度:酸素飽和度センサ5を用いて取得した患者の動脈血酸素飽和度。
体位情報:後述するステップ6の処理を前回実行したときに得られる50個の加速度信号に基き得られる患者の体位(立位、座位、仰臥位、伏臥位のいずれか一つ)。なお、体位情報のデータサイズは、50個の加速度信号のデータサイズより小さい。
【0032】
活動量情報:後述するステップ6の処理を前回実行したときに得られる50個の加速度信号に基き得られる患者の活動の程度。なお、活動量情報のデータサイズは、50個の加速度信号のデータサイズより小さい。
【0033】
ステップ2では、第1のデータを計測して取得し、計測パケットP1に入れるということを、0.01秒ごとに(100Hzに該当する周期で)50回繰り返す。第1のデータとしては、心電電位、脈波、及び加速度信号がある。第1のデータの具体的な内容は以下のものである。
【0034】
心電電位:心電電極3を用いて取得した、本ステップの実行時における患者の心電電位。
脈波:酸素飽和度センサ5における、本ステップの実行時での出力値。
【0035】
加速度信号:加速度センサ7を用いて取得した、本ステップの実行時における患者の加速度。
本ステップの処理により、計測パケットP1が50個得られる。それぞれの計測パケットP1には、それぞれ、心電電位、脈波、及び加速度信号が1個ずつ含まれる。
【0036】
ステップ3では、前記ステップ1で得られた1個の計測パケットP2と、前記ステップ2で得られた50個の計測パケットP1とを合わせて、1個の送信単位とする。そして、その1個の送信単位を、直前のステップ7(後述)で送信単位を送信してから0.5秒経過したタイミングで、出力IF17を用いて送信する。
【0037】
ステップ4では、送信単位の内容をリセットする。
ステップ5では、直前の前記ステップ1で取得した第2のデータを計測パケットP2にいれる。
【0038】
ステップ6では、前記ステップ2と同様に、第1のデータを取得し、計測パケットP1に入れるということを、0.01秒ごとに(100Hzに該当する周期で)50回繰り返す。
【0039】
ステップ7では、前記ステップ5で得られた1個の計測パケットP2と、前記ステップ6で得られた50個の計測パケットP1とを合わせて、1個の送信単位とする。そして、その送信単位を、直前の前記ステップ3で送信単位を送信してから0.5秒経過したタイミングで、出力IF17を用いて送信する。
【0040】
ステップ8では、送信単位の内容をリセットする。
ステップ9では、終了FlagがONであるか否かを判断する。ONである場合は本処理を終了し、OFFである場合はステップ1に進む。なお、終了Flagは測定終了ボタン(図示略)を押した場合にONになり、測定終了ボタンが押されない場合にはOFFのままである。
【0041】
なお、生体モニタ装置1は、既に送信した送信単位の再送信は行わない。
次に、
図3に基き、送信単位、第1のデータ、及び第2のデータの関係を説明する。送信単位は、前記ステップ3、及び前記ステップ7で1個ずつ送信され、送信の間隔は0.5秒である。よって、送信単位は、0.5秒の周期(2Hzに該当する周期)で送信される。
【0042】
各送信単位には、50個の計測パケットP1が含まれる。各パケットP1には、同じ種類の第1のデータが1個入れられているので、各送信単位には、同じ種類の第1のデータが50個含まれる。この50個の第1のデータは、0.5秒間の間に、0.01秒の周期(100Hzに該当する周期)で繰り返し取得されたものである。なお、0.01秒は第1の周期の一実施形態である。
【0043】
任意の第1のデータは、1個の送信単位にのみに含まれる。すなわち、いずれの第1のデータも、2個以上の送信単位に含まれることはない。例えば、
図3に示すように、前記ステップ2、又はステップ6において第1のデータを50個取得する0.5秒間の時間帯をそれぞれT1、T2、T3・・・・とし、送信単位をそれぞれU1、U2、U3・・・としたとき、時間帯T1で取得された任意の第1のデータは、送信単位U1にのみ含まれ、送信単位U2、U3・・・・に含まれることはない。同様に、時間帯T2で取得された任意の第1のデータは、送信単位U2にのみ含まれ、送信単位U1、U3・・・・に含まれることはない。
【0044】
各送信単位には、1個の計測パケットP2が含まれる。1個の計測パケットP2には、同じ種類の第2のデータが1個含まれるので、各送信単位には、同じ種類の第2のデータが1個含まれる。また、任意の第2のデータは、2個の連続した送信単位にそれぞれ含まれる。すなわち、前記ステップ1で取得した第2のデータは、前記ステップ3で作成される送信単位に含まれ、送信されるとともに、その次の送信単位である、前記ステップ7で作成される送信単位にも含まれ、送信される。
【0045】
例えば、
図3に示すように、前記ステップ1において第2のデータを取得するタイミングをV1、V2、V3・・・としたとき、タイミングV1で取得された第2のデータは、送信単位U1とU2との両方に含まれる。同様に、タイミングV2で取得された第2のデータは、送信単位U3とU4との両方に含まれる。
【0046】
よって、同一の第2のデータを含む送信単位の数は2個である。一方、上述したとおり、同一の第1のデータを含む送信単位の数は1個である。
第2のデータが新たに取得される周期(前記ステップ1が実行される周期であって、
図3におけるViとVi+1との間隔(iは自然数))は1秒である。なお、1秒は第2の周期の一実施形態である。
【0047】
次に、計測パケットP2の具体例を
図5に示す。この計測パケットP2は、第2のデータと、時刻情報と、計測条件情報とを含む。時刻情報は、第2のデータを取得した時刻を表す情報である。計測条件情報は、第2のデータの計測に関連する情報であって、具体的には、心電の誘導番号、光量ゲインを含む。また、計測パケットP1の具体例を
図6に示す。この計測パケットP1は、第1のデータを含む。
【0048】
なお、セントラルモニタ101は、生体モニタ装置1が送信したデータを受信し、表示装置105を用いて、
図4に示す画像の表示を行う。この表示では、HR(心拍数)、SpO
2(動脈血酸素飽和度)、仰臥位(体位情報)、心電図(生体モニタ装置1から送信された心電電位に基き作成したもの)、及び脈波波形を表示している。
【0049】
また、セントラルモニタ101は、表示する内容のうち、第2のデータに関するもの(体温、心拍数、脈拍数、動脈血酸素飽和度、体位情報、活動量情報)が所定の条件を満たすと、報知装置107を用いてアラームを発する。
【0050】
3.生体モニタ装置1が奏する効果
(1)第2のデータは取得周期が長いので、仮に、第2のデータをセントラルモニタ101で受信できないこと(データ抜け)が生じると、その影響が大きい。生体モニタ装置1は、同一の第2のデータを、2個の送信単位にそれぞれ含めて、2回送信する。そのことにより、第2のデータのデータ抜けが生じにくくなる。よって、生体モニタ装置1は患者のモニタリングを適切に行うことができる。
【0051】
また、生体モニタ装置1では、同一の第1のデータは1回だけ送信するので、全てのデータを複数回送信する場合に比べて、無線通信の負荷を低減することができる。なお、第1のデータは短い周期で取得されるので、仮に、第1のデータにおいてデータ抜けが生じても、第2のデータのデータ抜けに比べて影響は小さい。
【0052】
(2)生体モニタ装置1は無線通信によりデータの送信を行うので、生体モニタ装置1とセントラルモニタ101とを有線ケーブルで接続する場合に比べて、患者の拘束性を低減することができる。
【0053】
(3)第2のデータの少なくとも一部(心拍数、脈拍数、体位情報、活動量情報)は、第1のデータに基き算出されるものである。生体モニタ装置1は、その第2のデータのデータ抜けを低減できる。
【0054】
(4)送信単位は、計測パケットP2に、第2のデータとともに、その第2のデータ取得時における時刻情報、及び計測条件情報を含む。そのことにより、パケット構成を簡素化できる。
【0055】
4.その他の実施形態
(1)第1のデータは、上述したもの以外のデータであってもよい。また、第1のデータは、心電電位、脈波、及び加速度情報のうちの任意の1種、又は2種であってもよい。また、第2のデータは、上述したもの以外のデータであってもよい。また、第2のデータは、心拍数、脈拍数、動脈血酸素飽和度、体温、体位情報、及び活動量情報のうちの任意の1種〜5種であってもよい。
【0056】
(2)生体モニタ装置1は、セントラルモニタ101に対し、有線通信によりデータを送信してもよい。
(3)同一の第2のデータを、3個以上の送信単位にそれぞれ含め、3回以上送信してもよい。
【0057】
(4)第1のデータの一部(例えば、0.5秒間の時間帯の初期、又は終期に取得された第1のデータ)又は全部を、2個以上の送信単位にそれぞれ含め、2回以上送信してもよい。なお、この場合も、同一の第2のデータを含む送信単位の数は、同一の第1のデータを含む送信単位の数よりも多くすることができる。
【0058】
(5)生体モニタ装置1は、第1のデータ、及び第2のデータに加えて、それ以外の生体に関するデータ(以下、第3のデータとする)を取得してセントラルモニタ101に送信してもよい。第3のデータの取得周期は任意に設定できる。また、同一の第3のデータを含む送信単位の数は、任意に設定でき、例えば、1、2、3・・・個とすることができる。
【0059】
(6)第1の周期、第2の周期は、0.01秒、1秒には限定されず、両者の大小関係の条件を満たす限り、適宜設定できる。
(7)同一の第2のデータを含む送信単位の数は、第2のデータの種類により異なっていてもよい。例えば、心拍数については、同一の第2のデータを含む送信単位の数を2とし、脈拍数については、同一の第2のデータを含む送信単位の数を3とすることができる。