JPH02501892A - 携帯型身体監視装置 - 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】 携帯型身体監視装置 ［産業上の利用分野］ 本発明は携帯型監視装置、特に脈拍・呼吸・体温などの生命徴候を取得し、解析 し、記憶し２表示するのに適した携帯型監視装置に関する。

［従来の技術］ 従来、生命徴候を取得して記憶する装置は提案されている。しかしながら、これ らの装置は、ただ一つの生命徴候だけを扱うようになされているだけである。さ らに、多くの装置は、真にポータプルではない。

したがって、特に病院においては、患者の病理状態に関する情報を取得するため に、数多くの装置が使用されている。これらの装置の多くは、自立装置に取り付 けられており、患者から別の自立装置への接続のためのケーブルが必要である。

公知技術として、米国特許第４．６０６，３５２号明細書に示されたものがある 。この特許明細書には、ｌポケットサイズでかつ完全型の、ドツトマトリックス 液晶表示器付の心電図（ＥＣＧ）監視装置が記載されている。この装置は、ＥＣ Ｇ信号を検出して表示するだけである。ＥＣＧ信号は。

人体から得られる生態徴候情報の一つにすぎない。医者が患者の状態を正確に把 握するためには、多数の生態徴候情報が必要とされる。

英国特許第２．１４２，７２７号明細書には、制限された情報しか扱えない同様 の欠点を有する装置が記載されている。

米国特許第３．８４８．５８２号および３．８５８．５７６号明細書には。

同様だがより不完全な装置が示されている。

米国特許第４，２５０．８８９号、４，２３０．１２７号、３，７９２，７００ 号および４，０８３．３Ｇ６号明細書には、長時間にわたって使用者に着用でき るようになされるか、使用者への半永久的接続形式のＥＣＧ監視装置が示されて いる。

ＥＣＧ信号の処理およびそれらの信号の表示に関して詳細に示した公知文献は多 数ある。それらの例として、米国特許第３．８０９．０７１号、４．３４１１ｉ 、３７８号および４，２５０．５０３０号明細書がある。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の技術においては、使用者の観点からは、波形の歪は全く考慮されていなか った。

情報が使用者と通信される方法は、常に非常に重要である。例えば、医者は永年 従来型の聴診器を使用して訓練しており、従来型の聴診器からの音を聞き分けて いる。同様に、開業医も訓練し、患者から直接得られ高解像度モニターに表示さ れた「非処理Ｊ　ＥＣＧ信号を理解するように熟練する。情報を得る技術が変化 しても、従来の装置で既に得られている経験を開業医が使用できるように、その 情報が使用され続けられることが重要である。

本発明の目的は、同時に複数の生態徴候情報を測定して表示できる携帯型の監視 装置を得ることである。

本発明の他の目的は９従来型の装置で得られた種々の経験が使用できるように、 電気的取得手段を使用して、経験ある使用者に情報を提供する監視装置を得るこ とである。

本発明のさらに他の目的は、上述の欠点を実質的に解決して、複数の生態徴候情 報を監視できる携帯型監視装置を得ることである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、第一の表面に対して平面状に配置された多機能電極と、前記多 機能電極から得られた信号を解析するデー、夕処理手段と、前記データ処理手段 で解析された情報を出力する出力手段とを有し、実時間で同時に複数の生態徴候 情報を検出して表示する携帯型でかつ完全型の身体監視装置が得られる。

［実施例］ 次に９本発明の実施例を示した図面を参照して１本発明をより詳細に説明する。

本発明の特徴を示すために、第２図は理想化された心電図（ＥＣＧ）波形を示す 。記号Ｐ、Ｑ、ＲおよびＳならびにそれらの関係は、ＥＣＧ監視装置および患者 の心臓の鼓動の状態を示すのに熱線した医者によって使用される。本発明の第一 および第二の実施例の装置は１周知のアルゴリズムに応じて、この波形の特徴を 解析するとともに、第一および第二の実施例のユニットの一部を構成するビデオ 表示器に、患者の検出波形を表示する。さらに、第一および第二の実施例の装置 は、同時に他の生態徴候情報を検出する。これらの生態徴候情報も実時間にビデ オ表示器に表示される。

ＥＣＧ検出方式はすでに過去にあるが、これらは体に別の電極を装着する必要が ある。本発明の装置は９体の上に一つのユニットを置くだけであり、ＥＣＧ波形 および他の波形が同じユニット上に表示される。これにより、コンパクトになり 、装置の電極配置をオフセットする。複数個の多機能電極は、複数の生態徴候情 報を得て、同一時間に表示させる。これにより、有力な診断装置が提供できる。

第１図を参照すると１本発明の実施例が機能的に次のように示されている。

生態徴候検出器２ この検出器は１人体から検出器／バッファ回路２２（図示せず）によって１種々 の生態徴候信号を得る。これらの信号は、実時間に表示され解析される。これら の信号を集めるために人体に接続された検出器は、胸部の外部皮膚に対して配さ れる三つの多機能電極から構成される。これらの検出器は心臓の電気信号を検出 するＥＣＧ電極の機能と。

心臓の音を検出するマイクロフォンと、温度を計測する温度検出器と、呼吸を検 出するインピーダンス検出技術とを合成する。

検出器からの種々の電気信号は、後段の測定および表示用にディジタル情報に交 換するために、増幅・ろ波される。

この信号処理器は、不要信号および雑音を取り除く。処理された信号は、外部出 力手段２１に送られ、そこから聴診器、プリンタ、媒体、コンピュータ等の外部 装置は送られる。

アナログ−ディジタル変換器４ アナログ電気信号は、その後の処理が容易になるように。

ディジタル情報に変換される。

計測／計算器５ 生態徴候信号から得られたディジタル情報は、使用者が使いやすいようなパラメ ータを表示するように処理される必要がある。心拍率はＥＣＧの平均周期を計測 して計算される。呼吸率は呼吸信号の平均周期を計測して計算される。

波形および計算された値は、使用者が使用できるものでなければならない。この 表示器の機能はスクリーン（望ましくは、高解像度ドツトマトリックスＬＣＤ表 示器）に。

種々のアナログ波形をスクリーン上のトレースとして、および計算された値を数 値として同一スクリーン上に表示させることである。さらに、スクリーンは、使 用者に欠陥やトラブルおよび動作の現在のモードを知らせるのに使用される。以 前に記憶された情報は、再解析のために使用者によってスクリーンに再読出しが 行なわれる。ＬＣＤスクリーンは、２インチ対角表示器上に矩形の２４０Ｘ２２ ０絵素を有する。表示は、１秒間に１２．５ｃｍの割合のスィーブ率で更新され る。このような表示ユニットは１例えばエプソン、カシオ、東芝等のメーカから 販売されている。

記憶手段７ 波形および計算された値はメモリに記憶され、使用者による再読出しを可能にし 、外部出力を介して接続されているプリンタでハードコピーを作ることや再解析 のためスクリーン上に再表示することを可能にしている。

多の種々の手段の動作は、この制御手段によって制御される。使用者は、どの信 号が取得され処理され表示される必要があるかを制御マイクロプロセッサに示す 制御スイッチ９を介して装置の動作を制御する。

第一の実施例 第３図を参照すると、第一の実施例の外形特徴が示されている。この実施例は、 ケース８から突出した電極１１゜１２および１３を有している。これらの電極１ １．１２および１３の皮膚と接触する部分は、同一平面となっている。

電極１１は、マイクロフォン１９を内臓している。マイクロフォンの受信面は電 極１１の皮膚接触面と同一平面となっている。マイクロフォンは、心臓音や肺の 音を検出するようになっている。

電極１３は、サーミスタのような温度検出器２０を有している。温度検出器の検 出面は電極１３の皮膚接触面と同一平面となっている。電極１３は皮膚と接して おり、温度検出器２０は皮膚／体温を検出する。

電極１２は基準電極であるが、任意の電極がＥＣＧ読取りの電気信号を提供でき るように基準電極として使用できる。

電極１２および１３は、はぼ１．８ｃｏの直径を有し、電極１１は皮膚接触面で ほぼ３．２０！１１の直径を有している。電極１１と１２との中心間距離および 電極１２と１３との中心間距離は６ＣＯ＋であり、電極１１と１３との中心間距 離は８．５ｃ＋ｏである。

ケース１８はスピーカ１６およびビデオ表示器１７を収容している。ビデオ表示 器は、グラフィック表示を行なうのに適した高解像度で、約６ｃＩｌ平方の寸法 のスクリーンを有することが望ましい。

付加制御が第３図に示されている。第３図に示された付加制御機能は、外部人力 ５０と１表示器度制御５１と、イヤピース（聴診器用）５２と、聴診器オン・オ フ制御５３と、電源オン・オフ・スイッチ５４と、レコーダ／モニターへの外部 出力５５と、電池充電端子５６およびレコードボタン５７．キャリプレイド５８ ．スイープボタン５９゜フリーズボタン６０．リセットボタン６１を有するビデ オ表示器動作制御とを備えている。

実際に使用する場合、装置は、患者の胸部の皮膚表面に当てられる。正しく位置 づけするために、使用者は心拍率。

呼吸１体温、心音および肺音とともにＥＣＧ波形を監視することができる。心音 および肺音以外のすべてのパラメータは２表示ユニット１７に出力される。心音 および肺音はスピーカ１６から出力されるか、外部音声出力へ出力される。

得られた情報は記録媒体に記録されるか、外部モニータ装置に出力される。

可能な機能は、記憶表示システムに示されているように。

キャリプレイド、スィーブ、フリーズおよびレコードである。

装置の電源は外部手段あるいは内部充電可能な電池から構成される装置は、聴診 器から音声または電気入力を受けることができる。装置はまた。より精巧な処理 および表示のために、１２のＥＣＧ入力を受けることができる。

オプションの外部装置としては、温度検出器、プリンタ。

充電器、血圧計、レコーダ／コンピュータおよび中央患者監視装置がある。

第４図は本実施例のビデオ表示器１７の出力例を示す。

表示は、ＥＣＧ波形２３を含み、その上に心拍率２４および体温２５がディジタ ルで表示される。使用者は、−目で実時間に複数の生態徴候情報を得ることがで き；これにより患者の状態に対する早期で適切な対応がその場で可能となる。

照番号は第３図の場合に対応し、同じ構成要素を表している。第一および第二の 実施例の本質的な違いは、電極１１゜１２および１３の電極形状にある。第二の 実施例においては、電極１１および１２間の最大距離は１図示のように。

ケースの大きさの制限内になる。

第６図を参照すると、第二の実施例は表示器１７に、実時間で、ＥＣＧ波形をア ナログ形式で、心拍率２４１体温゛２５および呼吸率２６をディジタルで表示す る。

第７図には、第二の実施例の電気回路のブロック図が示されている。この実施例 は、マイクロプロセッサ３０．ＥＰＲＯＭ３１．ＲＡＭ３２．表示制御器３３． アドレスデ０は、呼吸１体温およびＥＣＧのアナログ入力と、制御スイッチから のディジタル入力とを受ける。直列Ｉ１０リンク３９はプリンタやコンピュータ との接続用に設けられている。

マイクロプロセッサ３０としては、モトローラ社のＭＣ６８ＨＣ１１マイクロコ ントローラチツプが使用できる。

質的に適した低電力化を含む他の機能とともに、アナログ・ディジタル変換機能 を有している。本実施例において。

ＬＣＤ表示器は２４０Ｘ２２０絵素の表示器であり、１秒間に１２．５０Ｉ＋の スィーブレイトで更新される。これにより。

診断の質量子であるが、ベットサイドでは充分である約５０Ｈｚの有効スクリー ン帯域幅が得られる。

マイクロプロセッサ３０のアナログ・ディジタル変換器でのデータ取込みは、１ 秒間に約２００サンプルであり。

はぼ１００Ｈｚの帯域の診断能力が得られる。

通常動作時には、スクリーンは得られたＥＣＧ波形をスクリーンに水平方向にス クロールし、２インチ対角スクリーン上で波形出力をほぼ３秒間保持する。フリ ーズボタン６０（第３図および第５図）は、希望により波形をそのままにしてお く　（フリーズ）こともできる。

ＲＡＭ３２は、約３２にのメモリを有し、ディジタル的に得られたＥＣＧ波形を 保持するため１６Ｋが使われる。

したがって１通常状態では、ＥＣＧ波形の８０秒バッファとして動作する。この ユニットが８０秒以上使用されると。

情報はファースト・イン・ファースト・アウト形式で書き込まれる。メモリ内容 は直列Ｉ１０ポート３９を使って。

プリンタ／パーソナルコンピュータにダンプできる。このボートは赤外線リンク で構成することが望ましい。それにより、装置１が使用状態にあっても、必要な ら情報ダンプが可能である。他の方法として、ＲＡＭ３２または少なくともその 一部は、特定のフローズン画面を記憶するのに使用できる。

第８図には、第一および第二の実施例で使用できる入力回路の列が示されている 。この入力回路は、電極１３内に設けられサーミスタ２０からの信号を受ける皮 膚温度検出回路を有しており、その信号はマイクロプロセッサ３０へ供給される 前に増幅器４０に印加される。サーモメータはタカラのタイプＭＢが使用できる 。また、電極１１内に設けられているマイクロフォン１９からの信号を受けるマ イクロフォン回路が示されており、その信号はバッファ増幅器４１．バンドパス フィルタ４２．マイクロプロセッサ３０に順に供給され、必要ならイヤーホーン ４４０を駆動するバッファ増幅器４３にも供給される。イヤーホーンが使用され れば、電子聴診器が提供できる。

通常電極はステンレススチールで構成され１本実施例ではＤＣオフセットを避け るために、プラチナめっきしたステンレススチールが使用される。

電極１３内のサーミスタ２０は１体温変化に迅速にかつ忠実に応答できるように 、電気的および熱的に電極構造と分離されていなければならない。口や直腸の温 度検知のために、サーミスタは外部入力ボート５０に接続するプローブを有して いる。

第８図に示すように、マイクロフォン１９を有する聴診器アセンブリは、従来の 聴診器で使われているのと同様に膜でカバーされており、皮膚接触膜とマイクロ フォン１９の受信ホーンとの間に音響チャンバーが形成される。

第８図には、ＥＣＧ信号用のバッファ入力回路も示されている。三つの電極１１ ，１２および１３は、電極１１からｒＥｃＧＩＪ正信号が負電極１３からｒＥ　 ＣＧ　２Ｊ信号およびバッファ入力回路への基準信号を提供する。バッファ回路 自身は、４００ＭＨｚ定電流源４４ならびにマイクロプロセッサ３０への供給前 にバンドパスフィルタ４６および増幅器４７へ供給する増幅器４５を有している 。ＲＭＳ電圧検出器は、ＥＣＧ波形のＲＭＳ信号をマイクロプロセッサ３０に供 給する。

第９．１０および１１図は、マイクロプロセッサ３０の動作を示すフローチャー トである。第９図のＥＣＧおよび心拍率表示駆動のソフトウェアを示す。第１０ 図は呼吸表示のソフトウェアを示す。第１１図は温度表示のソフトウェアを示す 。このソフトウェアは、マイクロプロセッサ３９を制御する他のソフトウェアと ともにＥＰＲＯＭ３１内に記憶されている。

呼吸計測用電極ＥＣＧＩ　（電極１１）は、約１１人の４００　Ｋ）ｌｚ正弦波 電流を人体に流すのに使われる。酸素量の変化による人体インピーダンス変化は 、基準電源の電圧変動として現われる。ＲＭＳ電圧検出器４８は、この変動のＲ ＭＳ読取りでマイクロプロセッサ３０へ提供する。第１０図に概要を示したソフ トウェアを使って、患者の呼吸率が表示器に出力される（第６図に２６で示す） 。

第二の実施例は、第一の実施例と同様に動作する。さらに、第６図に示すように 、呼吸率読出し２６も提供できる。

上に述べた実施例の他にも１種々の変形が本願の特許請求の範囲内で可能である 。

特に、電極の構造として種々の変形が使用できる。さらに１本願装置の構成およ び方向性については１表示されたＥＣＧ波形は周知の技術で「標準」とされてい るように表示されているだけであることが重要である。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は理想化された心電図（ＥＣＧ） 波形を示す図、第３図は第一の実施例の外形の特徴を示す図、第４図は第一の実 施例におけるビデオ出力装置での出力例を示す図、第５図は第二の実施例の外形 の特徴を示す図、第６図は第二の実施例におけるビデオ出力装置での出力例を示 す図、第７図は第二の実施例におけるハードウェア部のブロック図、第８図は第 一および第二の実施例に適用可能な入力バッフ７回路のブロック図、第９図はＥ ＣＧおよび心拍率表示用ソフトウェアの動作を示すフローチャート、第１０図は 呼吸表示用ソフトウェアの動作を示すフローチャート、第１１図は温度表示用ソ フトウェアの動作を示すフローチャートである。

Ｆｌｅ、１ ＦＩＣｙ、４ ＦＩＣｙ、６ 補正書の翻訳文提出書（特許法第１８４条の８）平成１年７月２４日 特許庁長官　吉　１）文　毅　殿 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＡＵ８８１０００１θ ２、発明の名称 ３、特許出願人 住　所　オーストラリア連邦、ニューサウスウェイルズ２０４１、パルメイン、 ダーリング　ストリート名　称　マイクロメディカル　インダストリーズピーテ ィーグイ。リミテッド ４、代理人　〒１０５ 住　所　東京都港区西新橋１丁目４番１０号第三森ビル　置５Ｂ！−１５０７・ １５２３５、補正書の提出年月日 ＜１）補正書の翻訳文　１通 藷求の範に 特許請求の範囲 （１）第一の表面に対して平面状に配置された複数個の多機能電極と、前記多機 能電極から得られた信号を解析するデータ処理手段と、前記データ処理手段で解 析された情報を出力する出力手段とを有し、実時間で同時に複数の生態徴候情報 を検出して表示することを特徴とする携帯型身体監視装置。

（２）前記複数個の多機能電極の少なくとも二つは、前記監視装置が患者の胸部 の皮膚に当てられたとき、前記電極の皮膚接触表面から心電図信号を受けるよう にし、前記電極は前記心電図信号を前記データ処理手段へ送るようにしたことを 特徴とする請求項１記載の携帯型身体監視装置。

（３）前記複数個の多機能電極の少なくとも一つが音検出器であることを特徴と する請求項１または２記載の携帯型身体監視装置。

（４）前記複数個の多機能電極の少なくとも一つが患者の皮膚温度を検出する温 度検出器であることを特徴とする請求項１または２記載の携帯型身体監視装置。

（５）前記電極が、皮膚に接触する表面で、１．５〜３．５ＣＩｌ＋の範囲の直 径を有することを特徴とする請求項１〜４の一つに記載された携帯型身体監視装 置。

（６）前記出力手段が、波形およびディジタルデータを表示するビデオ表示器を 有することを特徴とする請求項１〜５の一つに記載された携帯型身体監視装置。

（７）前記複数個の多機能電極が、第一および第二の電極を有することを特徴と する請求項１〜６の一つに記載された携帯型身体監視装置。

（８）前記複数個の多機能電極が、第一、第二、第三および第四の電極を有する ことを特徴とする請求項１〜６の一つに記載された携帯型身体監視装置。

（９）前記複数個の多機能電極が、同一平面上にかつ三角形状に配置された第一 、第二および第三の電極を有することを特徴とする請求項１〜６の一つに記載さ れた携帯型身体監視装置。

（１０）前記同一平面上でかつ三角形状によって決まるすべての辺が１０口以下 であることを特徴とする請求項９記載の携帯型身体監視装置。

（１１）前記複数個の多機能電極のいくつかが、特殊なシングルタスクのデータ を提供することを特徴とする請求項１〜１０の一つに記載された携帯型身体監視 装置。

（１２）前記タスクが、心電図波形の検出、音の検出、温度の検出、呼吸の検出 および呼吸率の検出の−っであることを特徴とする請求項１１記載の携帯型身体 監視装置。

（１３）前記複数個の多機能電極の個々の電極が、二つ以上のタスクを提供し、 前記複数個の多機能電極の少なくとも二つが心電図信号を検出する共通タスクを 有し、前記複数個の多機能電極のいくつかが、心電図波形の検出、音の検出。

温度の検出、呼吸の検出および呼吸率の検出の中から選択されたタスクを処理す ることを特徴とする請求項１〜１０の一つに記載された携帯型身体監視装置。

（１４）請求項１〜１３の一つに記載された携帯型身体監視装置を患者の胸部に 当てて、身体の生態徴候情報を監視することを特徴とする生態徴候監視方法。

（１５）第一の表面に対して平面状に配置された複数個の多機能電極と、前記多 機能電極から得られた信号を解析するデータ処理手段と、前記データ処理手段で 解析された情報を出力する出力手段とを有し、実時間で同時に複数の生態徴候情 報を検出して表示する携帯型身体監視装置を患者の胸部に当てて、身体の生態徴 候情報を監視することを特徴とする生態徴候監視方法。

国際調査報告 、、、、、、、、、、、、　、、、、、、、、、、　、、、　ＰＣＴ／ＡＵ　８ ８１０００１６）Ｍｙ、■フ正り江ロαＭゴαＧＬ９スχ万斑２αぴαフ江ジヘ にｎ００Ｌｕηゴ０明−蓬穢工■コ層　８８０００１６

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一の表面に対して平面状に配置された複数個の多機能電極と、前記多機 能電極から得られた信号を解析するデータ処理手段と，前記データ処理手段で解 析された情報を出力する出力手段とを有し，実時間で同時に複数の生態徴候情報 を検出して表示することを特徴とする携帯型身体監視装置。
2. （２）前記複数個の多機能電極が，同一平面上に三角形状に配置された第一，第 二および第三の電極を有することを特徴とする請求項１記載の携帯型身体監視装 置。
3. （３）前記第一の電極が音検出器を有し，前記第二の電極が温度検出器を有する ことを特徴とする請求項１６記載の携帯型身体監視装置。
4. （４）前記同一平面上でかつ三角形状によって決まるすべての辺が１０ｃｍ以下 であることを特徴とする請求項１６または１７記載の携帯型身体監視装置。
5. （５）前記電極が，皮膚に接触する表面で，１．５〜３．５ｃｍの範囲の直径を 有することを特徴とする請求項１６〜１８の一つに記載された携帯型身体監視装 置。
6. （６）前記出力手段が，ＥＣＧ波形およびディジタルデータを表示するビデオ表 示器を有することを特徴とする請求項１６〜１９の一つに記載された携帯型身体 監視装置。
7. （７）第一の表面に対して平面状に配置された複数個の多機能電極と，前記多機 能電極から得られた信号を解析するデータ処理手段と，前記データ処理手段で解 析された情報を出力する出力手段とを有し，実時間で同時に複数の生態徴候情報 を検出して表示する携帯型身体監視装置を患者の胸部に当てて，身体の生態徴候 情報を監視することを特徴とする生態徴候監視方法。