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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023013503
(43)【公開日】2023-01-26
(54)【発明の名称】生体情報モニター
(51)【国際特許分類】
   A61B 5/00 20060101AFI20230119BHJP
   H04B 17/318 20150101ALI20230119BHJP
【FI】
A61B5/00 A
H04B17/318
【審査請求】未請求
【請求項の数】4
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021117734
(22)【出願日】2021-07-16
(71)【出願人】
【識別番号】000112602
【氏名又は名称】フクダ電子株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】河上 裕重
(72)【発明者】
【氏名】武部 慎太郎
(72)【発明者】
【氏名】吉田 直樹
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 秀明
(72)【発明者】
【氏名】坂橋 伸吉
【テーマコード(参考)】
4C117
【Fターム(参考)】
4C117XB03
4C117XE15
4C117XE17
4C117XE37
4C117XG55
4C117XH02
4C117XH12
4C117XJ42
4C117XJ46
4C117XJ47
(57)【要約】
【課題】外部計測器としてスペクトルアナライザーを必要とせず、かつ、生体情報のモニタリングの状況に関わらず電波状態を測定することができる生体情報モニターを提供すること。
【解決手段】セントラルモニターは、複数の生体情報取得端末から無線にて送られた複数の生体情報をそれぞれ復調する複数の復調回路を有する復調部と、復調部とは別に設けられ、少なくとも復調部が復調する全周波数帯を含む医用テレメーター帯の電界強度を測定する電界強度測定部と、を有する。
【選択図】図3
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の生体情報取得端末から無線にて送られた複数の生体情報をそれぞれ復調する複数の復調回路を有する復調部と、
前記復調部とは別に設けられ、少なくとも前記復調部が復調する全周波数帯を含む医用テレメーター帯の電界強度を測定する電界強度測定部と、
を備える生体情報モニター。
【請求項2】
前記電界強度測定部による前記電界強度の測定は、前記復調部による前記生体情報の復調と同時に行われる、
請求項1に記載の生体情報モニター。
【請求項3】
前記復調部と前記電界強度測定部の前段側には、アンテナからの信号を増幅する増幅器が設けられており、
前記復調部及び前記電界強度測定部は、同一の増幅器を共用している、
請求項1又は2に記載の生体情報モニター。
【請求項4】
前記復調部と前記電界強度測定部の前段側には、アンテナからの信号を分配する分配器が設けられており、
前記復調部及び前記電界強度測定部は、同一の分配器を共用している、
請求項1から3のいずれか一項に記載の生体情報モニター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無線にて送信された生体情報を受信する生体情報モニターに関し、例えばセントラルモニターに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、複数の患者の状態を監視する生体情報モニターとして、医療機関においてナースステーションに設置されるセントラルモニターが知られている。セントラルモニターは、集中治療室や病室などに居る各患者のベッドサイドに設置されたベッドサイドモニターから各患者の生体情報(例えば、心電図、血圧、動脈血酸素飽和度など)を受信してそれを画面に表示する(例えば、特許文献1参照)。また、セントラルモニターは、患者に装着されるテレメーター送信機などから無線にて送信された生体情報を受信して表示することもできる。
【0003】
無線にて伝送された生体情報をセントラルモニターが収集して表示するためには、当然ではあるが、無線送信された生体情報をセントラルモニターが正しく復調できなければならない。
【0004】
ところで、一般に、病院内におけるベッドサイドモニターやテレメーター送信機(以下、これらを「生体情報取得端末」と呼ぶ)と、セントラルモニターとの無線通信は、セントラルモニターに配設されたアンテナや、廊下の天井裏などに配設されたアンテナを介して行われており、生体情報取得端末の位置や無線伝搬環境によってはセントラルモニターで生体情報を正しく復調できない場合がある。例えば生体情報取得端末がアンテナから遠い位置に存在する場合、又は、アンテナと生体情報取得端末との間に電波を遮断するような障害物が存在する場合、或いは、ノイズによる干渉が生じる場合に、セントラルモニターで生体情報を復調できなくなる可能性がある。
【0005】
従来、セントラルモニターには、メンテナンス機能の一つとして、生体情報取得端末からの受信電界強度を測定し、測定結果を表示する機能を有するものがある。そして、例えば、生体情報取得端末からの受信電界強度が所定の閾値よりも低い場合には、セントラルモニターにそのことを表示する。
【0006】
これにより、セントラルモニターのユーザーは、生体情報取得端末がセントラルモニターに生体情報を送信できるような適切な位置に配置されていないこと、つまり生体情報取得端末が無線環境の悪い位置に配置されていることを認識できる。このようなメンテナンス機能を用いれば、生体情報取得端末を適切な無線環境下に配置することを促すことができるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開2005-124903号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
ところで、セントラルモニターは、複数の受信モジュールを有することにより、複数の生体情報取得端末からの生体情報を同時に受信できるようになっている。セントラルモニターを適切な場所に設置したり、適切なチャネルに生体情報取得端末を割り当てるためには、この医用テレメーターで使われる電波の周波数帯(以下これを「医用テレメーター周波数帯」と呼ぶ)の電波状態を知る必要がある。例えば、セントラルモニターをあるフロアに設置するにあたっては、医用テレメーター周波数帯へのフロアノイズの影響などを知る必要がある。
【0009】
そのため、セントラルモニターは、メンテナンス機能として、医用テレメーター周波数帯の電波特性を測定するスペクトラムアナライザーの機能を有するものが多い。このスペクトラムアナライザーの機能は、例えば、それぞれ送信周波数の異なる複数の生体情報取得端末からの生体情報を復調するための複数の受信モジュールのうち、生体情報を受信していない空き状態の受信モジュールを用いて行われる。
【0010】
ところが、当然ではあるが、スペクトラムアナライザーの機能のために用いている受信モジュールは、その処理を行っている期間は生体情報の復調(以下ではこれを生体情報のモニタリングと言うこともある)には用いることができないといった不都合が生じる。逆に、全ての受信モジュールを生体情報のモニタリングに使用している期間は、電波状態の測定を行うことができないといった不都合が生じる。
【0011】
セントラルモニターとは別に外部計測器としてスペクトラムアナライザーを設けて電波状態の測定を行うことも考えられるが、そのようにするとシステム構成の複雑化を招く。外部計測器としてのスペクトラムアナライザーは一般に高額であり、また操作には高度な専門性が要求される。医用テレメーターの周波数帯の電波状態を測定する為だけに、ユーザーが外部計測器としてのスペクトラムアナライザーを購入しかつ操作に習熟することは現実的ではない。
【0012】
本発明は、以上の点を考慮してなされたものであり、外部計測器としてスペクトルアナライザーを必要とせず、かつ、生体情報のモニタリングの状況に関わらず医用テレメーターの周波数帯の電波状態を測定することができる生体情報モニターを提供する。
【課題を解決するための手段】
【0013】
本発明の生体情報モニターの一つの態様は、
複数の生体情報取得端末から無線にて送られた複数の生体情報をそれぞれ復調する複数の復調回路を有する復調部と、
前記復調部とは別に設けられ、少なくとも前記復調部が復調する全周波数帯を含む医用テレメーター帯の電界強度を測定する電界強度測定部と、
を備える。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、外部計測器としてスペクトルアナライザーを必要とせず、かつ、生体情報のモニタリングの状況に関わらず医用テレメーターの周波数帯の電波状態を測定することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
図1】実施の形態のセントラルモニターが適用される生体情報モニタリングシステムの概略構成を示す図
図2】セントラルモニターの要部構成を示すブロック図
図3】受信部の構成を示すブロック図
図4】セントラルモニターにおける生体情報の表示例を示す図
図5】セントラルモニターにおける電界強度表示画面の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【0017】
図1は、本実施の形態のセントラルモニターが適用される生体情報モニタリングシステムの概略構成を示す図である。図1の生体情報モニタリングシステム10は、例えば病院内に配設されている。
【0018】
ナースステーションにはセントラルモニター100が設けられており、セントラルモニター100は、ベッドサイドモニター20(20-1~20-n)又はテレメーター送信機30-1~30-mなどの生体情報取得端末から無線送信された各患者の生体情報をアンテナAN1、AN2-1、AN2-2、AN2-3を介して受信する。
【0019】
アンテナAN1、AN2-1、AN2-2、AN2-3は、セントラルモニター100に直接取り付けられ、又は、セントラルモニター100にケーブルにより接続されている。具体的には、アンテナAN1はセントラルモニター100に直接取り付けられており、アンテナAN2(AN2-1~AN2-3)はケーブル400を介してセントラルモニター100に接続されている。アンテナAN2は、例えば病院の廊下の天井裏などに配設されている。
【0020】
アンテナAN2の構成としては、いわゆる空中線方式が採用されていてもよく、漏洩同軸ケーブル方式が採用されていてもよい。空中線方式はホイップアンテナなどをアンテナとして用いるものであり、アンテナAN2-1~AN2-3間が有線にて接続される。漏洩同軸ケーブル方式は漏洩同軸ケーブルをアンテナAN2-1~AN2-3として用いるものである。アンテナAN1、AN2は、特定小電力無線の規格に準拠したものであればどのような方式であってもよい。また、アンテナの数も図1の例に限定されるものではない。
【0021】
実際上、ベッドサイドモニター20及びテレメーター送信機30(つまり生体情報取得端末)から無線送信された生体情報は、先ず、アンテナAN1又はAN2で受信される。図1の例の場合、テレメーター送信機30-mから送信された生体情報はアンテナAN1で受信され、ベッドサイドモニター20-1、20-n、テレメーター送信機30-1から送信された生体情報は有線接続されたアンテナAN2で受信される。
【0022】
このようにして、ベッドサイドモニター20やテレメーター送信機30などの医療端末から無線送信された生体情報がセントラルモニター100で受信されて収集され、セントラルモニター100に表示される。
【0023】
図2は、本実施の形態によるセントラルモニター100の要部構成を示すブロック図である。
【0024】
セントラルモニター100は、アンテナAN1、AN2で受信した信号を受信部200に入力する。受信部200は、入力信号に所定の無線処理を施すことにより、変調された生体情報を復調する。また、受信部200は、医用テレメーター周波数帯(420MHz~450MHz)の電波の電界強度を測定する機能を有する。受信部200の詳しい構成については後述する。
【0025】
ここで、医用テレメーター周波数帯について簡単に説明しておく。電子情報技術産業協会(JEITA)によって決められた「小電力医用テレメーターの運用規定」によれば、420~450MHzを医用テレメーターの使用周波数帯として規定されている。さらに、420~450MHzの範囲に6つの周波数帯(バンドと言ってもよい)1~6が割り当てられている。各周波数帯1~6には、40、80又は120個のチャネル(「床」又は「生体情報取得端末」と言ってもよい)が割り当て可能である。因みに、各チャネルの間隔は、12.5kHzである。
【0026】
受信部101によって復調された生体情報は、生体情報解析部110に入力される。生体情報解析部110は、生体情報から、生体情報波形を形成したり、最大値、最小値、平均値などを算出する。
【0027】
生体情報解析部110の出力は、表示制御部120及びアラーム制御部130に入力される。表示制御部120は操作部180からの操作信号に基づいて表示を切り替える。表示制御部120は、心電図、SpO2及び血圧等の生体情報を表示部140に表示する。また、表示制御部120は、アラーム制御部130からアラーム出力指示信号を入力すると、表示部140にアラームを表示する。また、アラーム制御部130からのアラーム出力指示信号は、LED(Light Emitting Diode)やスピーカー等からなるアラームインジケーター150にも入力され、光や音でもアラーム出力が行われる。
【0028】
一方、受信部200により測定された電波の電界強度の情報は、表示制御部120に出力される。ここでの電界強度情報とは、例えば、電界強度を、横軸を周波数、縦軸を電力(又は電圧)とした2次元のグラフで表した情報である。この2次元グラフは表示制御部120により表示部140に表示される。
【0029】
また、セントラルモニター100は、制御部170、操作部180及びバーコードリーダー190を有する。制御部170は、操作部180又はバーコードリーダー190から入力された生体情報取得端末識別情報に基づいて、各生体情報取得端末とキャリア周波数の割り当て及び紐付けを行い、周波数割り当て情報を受信部200に出力する。
【0030】
図3は、受信部200の構成を示すブロック図である。
【0031】
受信部200は、各アンテナAN1、AN2で受信された信号をバンドパスフィルター(BPF)210及び増幅器(AMP)220を介して分配器230に入力する。
【0032】
分配器230は、入力した受信信号を復調部240及び電界強度測定部250に出力する。ここで、分配器230は、例えば、アンテナAN1又はアンテナAN2の信号のいずれか一方を選択して復調部240及び電界強度測定部250に出力してもよく、アンテナAN1及びアンテナAN2の信号を合成したものを復調部240及び電界強度測定部250に出力してもよい。
【0033】
分配器230の分配は、例えばユーザーによる操作部180の操作によって制御される。これにより、例えばユーザーがアンテナAN1の受信信号に基づく電界強度を知りたい場合には、分配器230は電界強度測定部250にアンテナAN1の受信信号を出力する。
【0034】
また、分配器230は、復調部240に含まれる各復調回路1~12ごとにアンテナA1、AN2のどの受信信号を分配するかを選択してもよい。例えば、復調回路1に図1のテレメーター送信機30-1が割り当てられている場合を考えると、テレメーター送信機30-1からの信号はアンテナAN1よりもアンテナAN2で大きくなるはずなので、分配器230は復調回路1にアンテナAN2の受信信号を分配するとよい。
【0035】
復調部240は、床数(「チャネル数」或いは「生体情報取得端末数」と言ってもよい)分の復調回路(「受信モジュール」と言ってもよい)を有する。図3の例では、12床分の復調回路1~12を有する。具体的には、各復調回路1~12はそれぞれ入力される信号にそれぞれ異なるキャリア周波数を乗ずることにより生体情報を復調する。例えば復調回路1はキャリア周波数1を、復調回路2はキャリア周波数2を、………、復調回路12はキャリア周波数12を乗じる。
【0036】
復調部240により復調された各床(各生体情報取得端末)の生体情報は、変換回路270により生体情報解析部110(図2)での解析に適したデータに変換される。
【0037】
かかる構成に加えて、本実施の形態のセントラルモニター100の受信部200は、生体情報を復調する復調部240とは別に、電界強度測定部250を有する。電界強度測定部250は、少なくとも復調部240が復調する全復調周波数帯を含む医用テレメーター帯の電界強度を測定する。
【0038】
本実施の形態の電界強度測定部250は、掃引方式により医用テレメーター帯の電界強度を測定する。掃引方式を用いた電界強度測定については、既知の技術なので、ここでは簡単に説明する。電界強度測定部250は、入力信号をミキサーと局部発振器を使用してIF(中間周波数)に変換する。このとき、局部発振器の周波数を自動掃引させながらIFに変換し、狭帯域のIFフィルタを通過した電力値を電界強度情報として出力する。なお、電界強度測定部250は、掃引方式に代えて、FFT方式によって電界強度情報を測定してもよい。
【0039】
電界強度測定部250によって、医用テレメーター帯の電波の電界強度を測定し表示することにより、ユーザーは生体情報取得端末が割り当てられたチャネルの電波環境を把握することができるようになる。
【0040】
分配器230、復調部240及び電界強度測定部250の動作は無線制御部260により制御される。例えば、無線制御部260は、制御部170からの周波数割り当て情報に基づいて、復調回路1~12のどの復調回路を動作させるかを制御する。例えば、ベッドサイドモニター20-1にキャリア周波数1が割り当てられ、ベッドサイドモニター20-nにキャリア周波数2が割り当てられ、テレメーター送信機30-1にキャリア周波数7が割り当てられ、テレメーター送信機30-mにキャリア周波数9が割り当てられた場合には、復調回路1、2、7、9を動作させる。
【0041】
また、無線制御部260は、各復調回路1~12のキャリア周波数1~12を設定することで、各復調回路1~12に床(「チャネル」又は「生体情報取得端末」と言ってもよい)を割り当てる。
【0042】
図4は、セントラルモニター100の表示部140に表示される生体情報の表示例を示す図である。なお、図4の例では、8床分の生体情報が表示されているが、上述した図3の構成によれば、無線での受信に関して最大で12床分の生体情報を表示させることができる。
【0043】
図5は、セントラルモニター100の表示部140に表示される受信電界強度表示画像の例を示す図である。
【0044】
図5の例では、電界強度測定選択領域AR1、電界強度グラフ領域AR2、バンド選択領域AR3、アンテナ選択領域AR4、スキャン開始位置調整領域AR5が表示されている。なお、本実施の形態の場合、表示部140は、タッチパネル構成となっており、ユーザーのタッチ操作に応じた操作信号が制御部170に入力され、操作信号に応じて各種の制御が変更されるようになっている。
【0045】
受信強度測定選択領域AR1には、「スペアナ専用」ボタンが表示される。「スペアナ専用」ボタンがタッチ操作されると、電界強度測定部250による電界強度測定が行われる。加えて、受信強度測定選択領域AR1には、RF-01~RF-12のボタンが表示される。これらのボタンは、復調回路1~12に対応するものであり、例えばRF-01のボタンがタッチ操作されると復調回路1によって電界強度の測定が行われ、例えばRF-02のボタンがタッチ操作されると復調回路2によって電界強度の測定が行われる。
【0046】
つまり、復調回路1~12は、生体情報の復調を行う機能に加えて、電界強度測定部250と同様に医用テレメーター帯の電界強度を測定する機能を有する。つまり、生体情報を復調するためにはミキサーや局部発振器などの電界強度測定部250と同様の構成が必要なので、復調回路1~12はこれらの構成を用いて電界強度も測定できるようになっている。ただし、本実施の形態の生体情報の復調は行わず、電界強度測定専用の電界強度測定部250を有するので、生体情報のモニタリングの状況に関わらず、医用テレメーターの周波数帯の電波状態を測定することができる。
【0047】
電界強度グラフ領域AR2には、各チャネルの電界強度が表示される。図の例の場合、医用テレメーター帯を構成する6つのバンド(1000番台、2000番台、3000番台、4000番台、5000番台、6000番台)のうち、2000番台のバンドの電界強度が表示されている。ユーザーはバンド選択領域AR3のうちの所望のバンドを選択することで、どのバンドの電界強度を測定し表示するかを決定することができる。図の例の場合、各バンドでは120個のチャネル分の電界強度が表示される。
【0048】
ユーザーは、アンテナ選択領域AR4をタッチ操作することで、電界強度を測定するアンテナを選択することができる。例えば「アンテナ1」ボタンをタッチ操作するとアンテナAN1の受信信号の電界強度が測定されて表示され、「アンテナ2」ボタンをタッチ操作するとアンテナAN2の受信信号の電界強度が測定されて表示される。ちなみに、いずれか1つのアンテナを選択する場合に限らず、全ての2つ以上のアンテナを選択して、それらの合成受信信号の電界強度を測定して表示するようにしてもよい。
【0049】
ユーザーは、スキャン開始位置調整領域AR5をタッチ操作することで、電界強度を測定及び表示するスキャン開始位置を調整することができる。ここで、バンド内の全てのチャネルの電界強度をスキャンするためには、機器の性能にもよるが例えば数十秒の時間を要する。従って、単純に周波数の最も小さいチャネルからスキャンを開始した場合であり、注目するチャネルが周波数の高いチャネルであった場合には、その注目チャネルの周辺の電界強度を知るためにはユーザーは長く待たなければならない。
【0050】
ユーザーは、スキャン開始位置調整領域AR5をタッチ操作することで、このような不都合を回避できる。例えば、注目チャネルが2115番のチャネルであった場合、ユーザーは、スキャン開始位置調整領域AR5の中の「110」のボタンをタッチ操作する。この結果、「2110」番のチャネルから順に電界強度の測定及び表示のスキャンが行われるので、ユーザーは注目チャネルである2115番の周辺の電界強度を短時間で知ることができるようになる。
【0051】
以上説明したように、本実施の形態によれば、セントラルモニター100は、複数の生体情報取得端末(ベッドサイドモニター20、テレメーター送信機30)から無線にて送られた複数の生体情報をそれぞれ復調する複数の復調回路(復調回路1~12)を有する復調部240と、復調部240とは別に設けられ、少なくとも復調部240が復調する全周波数帯を含む医用テレメーター帯の電界強度を測定する電界強度測定部250と、を有する。
【0052】
これにより、復調部240の復調回路1~12の使用状況に関係なく電界強度測定部250によって電波状況を測定できるので、外部計測器としてスペクトルアナライザーを必要とせず、かつ、生体情報のモニタリングの状況に関わらず電波状態を測定することができるセントラルモニター100を実現できる。
【0053】
具体的には、電界強度測定部250による電界強度の測定は、復調部240による生体情報の復調と同時に行われる。これにより、生体情報のモニタリングを中断することなく、電波状態を測定できる。
【0054】
また、本実施の形態によれば、復調部240と電界強度測定部250前段側には、アンテナAN1、AN2からの信号を増幅する増幅器220が設けられており、復調部240及び電界強度測定部250は、同一の増幅器220を共用している(換言すれば、同一の増幅器220からの信号を入力している)。これにより、例えば電界強度測定部をセントラルモニター100の外部に設けて電界強度を測定するシステムなどと比較して、増幅器を共用している分だけシステム全体として見たときに信号の増幅を行う部分の構成を簡単化できる。
【0055】
また、本実施の形態によれば、復調部240と電界強度測定部250前段側には、アンテナAN1、AN2からの信号を分配する分配器230が設けられており、復調部240及び電界強度測定部250は、同一の分配器230を共用している(換言すれば、同一の分配器220からの信号を入力している)。これにより、例えば電界強度測定部をセントラルモニター100の外部に設けて電界強度を測定するシステムなどと比較して分配器を別途設ける必要がないので、構成を簡単化できる。
【0056】
ちなみに、本実施の形態では、分配器230による、復調部240へのアンテナ信号の分配と電界強度測定部250へのアンテナ信号の分配は同一となっている。例えば、復調部240にアンテナAN1の信号を分配した場合には、電界強度測定部250にもアンテナAN1の信号を分配する。これは、電界強度を測定すべきアンテナの信号は、復調するアンテナの信号と同じでなければ意味がないからである。
【0057】
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【0058】
上述の実施の形態では、本発明をセントラルモニターに適用した場合について述べたが、これに限らず、要は、複数の生体情報取得端末から無線にて送られた複数の生体情報をそれぞれ復調して表示する生体情報モニターに広く適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【0059】
本発明は、外部計測器としてスペクトルアナライザーを必要とせず、かつ、生体情報のモニタリングの状況に関わらずに電波状態を測定することができるといった効果を有し、例えばセントラルモニターに好適である。
【符号の説明】
【0060】
10 生体情報モニタリングシステム
20(20-1~20-n) ベッドサイドモニター
30(30-1~30-m) テレメーター送信機
100 セントラルモニター
110 生体情報解析部
120 表示制御部
130 アラーム制御部
140 表示部
150 アラームインジケーター
170 制御部
180 操作部
190 バーコードリーダー
200 受信部
210 バンドパスフィルター(BPF)
220 増幅器(AMP)
230 分配器
240 復調部
250 電界強度測定部
260 無線制御部
270 変換回路
AN1、AN2-1、AN2-2、AN2-3 アンテナ
AR1 電界強度測定選択領域
AR2 電界強度グラフ領域
AR3 バンド選択領域
AR4 アンテナ選択領域
AR5 スキャン開始位置調整領域
図1
図2
図3
図4
図5