【発明の詳細な説明】
発明の名称：外科用手袋、その他の防護具に対する強化された監視装置
発明者：ジョン ケイ．ベネット
マーク マクサム
ウイリアム エイチ．マーシャル
ロバート イー．ウイリアムズ
この出願は、1990年5月25日に出願された同時係属中の特許出願第07/528,926
号、発明の名称「危険な用途に用いる手袋の実際の欠陥又は欠陥らしきものを検
出する方法及び装置」の一部継続出願である。発明の分野
この発明は、外科手術、その他の医療処置に用いる手袋、コンドーム、外科用
上着、その他の防護具等のように危険な用途に用いる物品（critical use artic
les）の欠陥（adulteration）を検出することにあって、技術的に可能な限り速
やかにこの欠陥を検出するものである。欠陥を早期検出することにより、装着者
が患者の体液にさらされる危険を少なくする。また、欠陥を早期検出することに
より、患者の方も、手袋装着者の体液から保護される。発明の背景
外科用手袋、コンドーム等の如く危険な用途に用いられる物品に欠陥が存在す
ると、健康は危険にさらされることになる。本明細書中で使用される欠陥とは、
物品の製造中にできた孔だけでなく、その後の使用中において何らかの理由によ
り形成された孔をも含むものである。なお、孔は、体液等の如く潜在的な危険性
を有する流動体の通路となるものである。「孔（”holes”又は”perforations
”）は、流動体が初めから通過できる孔だけでなく、初期段階では流動体が通過
できない程の小さなものであっても、時間の経過によって拡大して、物品の防護
具としての完全性を損なうようなものも含むものとする。このような孔は、流動
体が実際に通過する程の大きさに達するまでに、既に危険状態におかれているか
もしれない。なぜなら、細菌は、流動体が通過できないような小さな孔でも理論
的には通過することができるからである。しかし、細菌をメンブレンを通して運
搬するために、流体キャリヤ（fluid carrier）が必要とされることは多いであ
ろう。
危険な用途で使用する物品の一例として、外科用手袋がある。外科用手袋に関
連する問題について説明するが、コンドーム、外科用上着、外科用ドレイプ等の
如き他の物品についても同様な問題があることは理解されるであろう。外科的処
置に使用される手袋の欠陥に関する問題は、医者又はその他の医療従事者の関心
事であった。外
科用手袋の使用前、又は使用中に生じる孔については、共通する２つの発生原因
がある。発生原因の１つは、製造者に起因するもので、品質管理の不備、又は製
造工程における問題により、製造段階で既に孔ができている場合である。1990年
頃、連邦食品医薬局（Federal Food and Drug Administration）の実地検査によ
り、使用前の外科用手袋に3〜16％の不良品のあることが確認されている。ＦＤ
Ａは、さらに、患者検査用の手袋の平均不良率は14〜18％に達することを確認し
ている。最近、外科用手袋の品質管理の強化が図られており、ＦＤＡでは、手袋
の欠陥検出法を、基本的技術として周知なA．S．T．M．の「注水テスト（water
fill test）」に依存している。この注水テストでは、水の通過が視覚的に検出
できる大きさの孔を検出できるにすぎない。注水テストにおいて、水の通過が視
覚的に観察できるような大きさの孔はなくても、有害な細菌やウイルスであれば
通過できる大きさの孔があれば、危険が存在することになる。
第２の発生原因は、手袋の使用中に生じる孔である。
例えば、外科医が手袋を手に装着したとき、孔ができたり、孔に至る危険性の高
い薄肉部ができることがある。また、外科的処置を施している間に手袋に孔がで
きることもある。外科処置中、鋭利な物体に接触して孔ができることもあるし、
手袋製造段階で生じた薄肉部、又は手若しくは操作器具に装着した際に薄くなっ
た部分が破損
することもある。外科用手袋に欠陥があると、その欠陥部を通じて、外科医は患
者の体液と実際に接触するか、又は接触する可能性がある。かかる欠陥部は、外
科医又は患者にとって、常に細菌の感染又は伝染源となる可能性があり、肝炎及
びエイズウイルスの驚くべき広まりによって重大な問題が生じてきた。つまり、
治癒不能の病気が、患者から外科医、又は外科医から患者に広まる虞れがある。
このため、外科用手袋の実際の欠陥（actual-adulteration）又は欠陥に近い状
態（near-adulteration）を正確かつ迅速に検出する必要性が高まってきている
。これは、患者から外科医、又は外科医から患者への治癒不能の病気の伝染能力
が、現在では高いレベルにあるためである。
しかしながら、エイズウイルス感染に関する問題は、外科医の他、手術室に入
る看護婦、麻酔医等の者に限られるものではない。例えば、歯科医、歯科助手の
如く、危険処置用手袋を使用するその他の使用者も、治療中、患者の体液に触れ
るため、同じように感染の可能性がある。また、可能性としてはおそらく少ない
と思われるが、身体検査中に患者から医者に重大な病気が伝染する可能性もある
。なお、本明細書において、医者、歯医者、看護婦等、手袋その他の防護具を通
じて罹病の危険にさらされる者も、「医療従事者」とする。人と人のバリヤとし
て作用する材料の欠陥によって、人と人との間で病気
が伝染する問題は、外科用手袋に限られるものでなく、外科用上着、マスク、コ
ンドーム等の物品についても同様な問題がある。
ＦＤＡは簡単な注水テストという初歩的な方法によって、製造された手袋の漏
れを調べるようにしているが、このような簡易な方法では、使用中の手袋に生じ
る欠陥を検出することができない。これまでにも、外科用手袋が医師の手にはめ
られた後にできる孔を検出しようとする試みがなされており、それらは全て、孔
を検出するためのパラメータとして抵抗レベルを検出するものである。このレベ
ル検出という考え方は、数十年前から知られている。最近、この検出機構につい
て地味ではあるが一層の改善努力がなされており、測定されるべき基本的パラメ
ータとして抵抗レベル検出を用いることは引き継がれている。
ジョン・ホボーン及びウルリッチ・クレブスの米国特許第4,321,925号は、患
者−医師との間で手袋の導電率のレベルを規則正しい時間間隔で検出し、予め定
められたレベルにある導電率を測定し、所定レベルにあるときは警報を発せられ
るようにした電子検出器を開示している。’925特許の検出回路は、実際には外
科医の靴の片方に配置され、外科医と電気的に接触させるために靴の内底に配置
された第１の接点と、手術室の床に置かれた導電板に接触する第２の接点を含ん
でおり、これによって、
手術台、患者、医師、靴の中に配備された電子装置、手術室の床に配置された円
形の導電要素又は導電板との間で閉回路を形成している。’925特許は、回路は
靴の内底の接点と足底の接点を毎秒５回短絡させることにより、内底の接触によ
って医師に蓄積したかもしれない静電気を放電できるようにしている。回路を短
絡させる毎に、回路は２つの接点間で開き、電圧レベルセンサーを用いて、接点
間の外部で生じる導電レベルを検出するようにしている。
外科用手袋を構成するゴム又はラテックスのインピーダンスは高い。もし、外
科医の手術用手袋に孔があると、インピーダンスは低下し、手袋の導電率は大き
くなる。’925特許は、手術用手袋に孔が生じると、外科医と患者との間の導電
率がかなり高くなることを利用して、所定の導電率レベルに達すると警報音を発
するようにした検出装置を開示している。
導電率を適当なレベルに設定することは、厳密には設計上の問題である。この
ため、’925特許の１つの欠点は、警報をトリガするために必要な導電率のレベ
ルは、手袋の材質、厚さ、直列回路の全体導電率（general conductivity）に影
響を及ぼす可能性のあるその他の要素によって、手袋によって異なる点にある。
また、影響を及ぼす要素には、医師と患者だけでなく、医師の靴、手術室の床に
接地された円形板、手術台そのものも含まれる。こ
のため、’925特許は、手袋の特性がその電圧レベルセンサーに選定された特定
の電圧レベルに適合するある種の手袋に対してはうまく機能するかもしれないが
、その他多くの種類の手袋に対してはうまく機能しない。正しく機能させるため
に、’925特許の抵抗レベルセンサーは、使用する手袋の種類に応じて設定値を
調節せねばならない。
おそらくより重要なことであるが、ラテックスの手袋は、使用中に流体を吸収
する傾向にあり、これは、’925特許及びその他類似の抵抗レベル検出装置では
解決できないファクターである。天然ゴムラテックスの手袋は大部分のものが、
時間と共に相当量の水を吸収する。これは水和作用（hydration）と称される。
この水和効果により、手袋の導電性は著しく増加し、その抵抗は低下する。結果
として、手袋の電気抵抗は孔のある手袋と同じくらいに小さくなる。このように
、’925特許の如き装置は、多くの種類の外科用手袋に対して、孔がないときで
も警報を発する結果となる。手袋の絶対導電率（absolute conductivity）は手
袋材質の水和作用により変動するから、’925特許の装置のセンサーの有効性は
損なわれる。その他に、レベル検出型の装置を開示した特許はあるが、’925特
許と同様な欠点がある。これらの特許として、ラングドンの米国特許第4,956,63
5号と、デニンソンの米国特許第5,036,309号を挙げることができる。
その他の公知の装置として、導電性流体（conductivefluid）が入ったベイス
ン（容器）の中に外科医が手袋を装着した手を浸漬し、手袋に品質欠陥があるか
どうかを判定するようにしたものがある。例えば、ベックの米国特許第2,981,88
6号、マラブルの米国特許第4,810,971号、アルビンの米国特許第4,909,069号、
及びラングドンの米国特許第4,956,635号を挙げることができる。もし、ベイス
ン中の導電性流体が手袋の中に入ったり、欠陥手袋内に既に侵入した体液と接触
すると、導電度が上昇し、これが検出される。その他装置及び関連する従来技術
については情報開示陳述書の中に記載している。
外科的処置その他感染の危険性がある状態で使用する手袋の欠陥を検出するた
めに、より精巧な検出方法及び検出装置の開発が必要とされている。この検出方
法は、使用者の通常の行動を妨げないで行なえるものが望ましい。さらに、特定
の作業手袋の導電率の絶対的レベルに必ずしも依存せずに、手袋状態の急な変化
を検出できる検出法が必要とされている。さらにまた、長期間に亘り、高い信頼
性を以て手袋の完全性を監視することができ、かつ、異なる手袋メーカーの異な
る種類の手袋にも適用できる検出法が望ましい。
１つの解決法が米国特許出願第07/528,92号に記載されており、これはクリテ
ィカル状態で使用する外科用手袋の如き防護具の電気特性の変化量を検出する技
術を開
示している。発明の要旨
本発明は、手袋、その他の防護具（barriers）の中の孔を検出するための新規
で改良された監視装置に関するものである。本発明に係る監視装置は、手袋の一
層長い使用期間に亘って、その完全性を確実に監視することができ、この装置は
各種の手袋製造業者からの多種類の形式の手袋に使用できるのである。この監視
装置は、プログラムし、設定値を決め（configurable）、自己調節（self-adapt
ing）ができる装置である。この装置は、患者と医療従事者と手袋を含んで構成
した回路中の医療従事者が着用している手袋を横切る抵抗と、その抵抗の変化率
即ち一次導函数（derivative）と、変化率即ち二次導函数を絶えず監視するもの
である。この装置は、手袋の穴または貫通孔によって起こる抵抗変化と、手袋の
通常の水和作用（hydration）によって生じる抵抗変化とを区別する。
システムに通電されると、多くの変数は初期化され、装置には所定の危険値（
risk level）が設定される。ある高度に危険な作業の場合は、所定の変数の設定
値を調節し、注意報を出やすくすることによって、通常の設定値の場合よりもも
っと小さな欠陥が検出できるようにする。装置は、手袋に加わる電圧レベルを絶
えず監視し、電圧レベルを装置が最も精度良く測定できる範囲に保つ範囲自動調
節機能を発揮する。この範囲自動調節機能（autor
ange function）は、手袋が使用によって水和化すると手袋に流れる電流を上昇
させるように働き、それによって電圧レベルを前記範囲に保持するのである。こ
の機能は、手袋の監視が信頼できる期間を著しく延長する。それに加えて装置は
かなりの強さの電気ノイズが存在する状況のもとで、手袋を通じた抵抗を絶えず
監視し、検出された抵抗に線形及び非線形フィルターの組合せを用いた平滑化機
能（smoothing function）を作用させる。ソフトウェアによるこれらフィルター
は、間違い警報を起こす抵抗値の測定ミスを減少し、システムの信頼性を高める
。線形フィルターは平均化作用（averaging）を具え、非線形フィルターは５点
中間フィルター作用（5-point median filter）を具える。
装置は手袋を通る一次及び二次導函数を計算して、穴または貫通孔状況が生じ
たか否かを判定するための手助けに用いる。装置はこの様に作動するから、もし
手袋をとおる抵抗値が所定のしきい値（以下「注意レベル」（ARMING POINT）と
いう）よりも下がり、手袋を通る抵抗の一次または二次導函数の何れかが手袋に
貫通孔条件が生じたことを示した場合、装置は注意状態（ARMED）に入り、第１
段階に入ったことを表示し、孔警報の発出に向かう。装置が注意報を発し、そし
て手袋を通る抵抗値が第２危険しきい値（「穴レベル」（HOLE POINT）という）
よりも低下すると、「使用中止警報」（END-OF-USE ALARM）が発
せられる。「使用中止警報」は、第一義的には手袋の穴または貫通孔を表示する
ものであるが、医療従事者に対してショックを与える危険があるため、着用する
ことが安全でない時に信号を発するようにしてもよい。もし、装置が、予め設定
した時間よりも長い間注意報（ARMED）を発しており、そして抵抗は孔レベルよ
り下に下がらないとき、装置の注意報は解除され、注意報は手袋や防護具の損傷
を意味したのではなく、迅速な水和作用であったことが推定される。
もし手袋が所定レベルの水和状態に達し、抵抗は所定の最小値（「水和レベル
」（HYDRATION POINT））以下に低下し、しかも装置は注意報（ARMED）を出して
いないとき、「使用中止警告」（END-OF-USE WARNING）が表示される。「使用中
止警告」は、助言的な信号であって、手袋は近い将来取替時期が来ていることを
警告（warning）するものである。この警告は、医療従事者に対して最も都合の
よい時期、そして患者の安全が確保されたときに手袋の交換をすることを考える
余裕を与える。この信号は、手袋に穴又は貫通孔の有無の判定に信頼性が失われ
るようなレベルに接近したときに発せられる。従って、使用中止警告（END-OF-U
SE WARNING）が出たときは、医療従事者は出来る限り早い時期に手袋の交換をす
るように警告している。
本発明においては、一対の手袋を通じる抵抗及び、抵
抗の一次、二次導函数を絶えず監視し、手袋の穴又は貫通孔を検出するものであ
る。装置は、手袋がある程度の時間使用されて水和化したとき、手袋を通って生
じる電流を絶えず検出し、調節して手袋の監視に信頼をおける時間を長くする。
手袋を通る抵抗が所定の警告レベルより下がると、外科医師は手袋を交換すべき
ことが知らされる。次の点は、本願発明が従来の装置と比べて特筆すべき特徴で
あることを指摘しておく。即ち、手袋が徐々に水和化されて、予め設定された所
定抵抗レベルより低下し、従来装置であれば少なくとも理論的には警報を発する
ような場合であっても、本願発明の場合は、「使用中止警報」（END-OF-USE ALA
RM）の信号は発しないことである。その理由は、本願発明の場合、「使用中止警
報」を発するためには、予め設定された低い抵抗レベルに達する直前で、抵抗の
急激な低下（大なる一次及び二次導函数）を必要とするからである。
他の実施例において、監視装置は、検査すべき手袋その他の防護具を通る交流
またはパルス化された直流の時間変化する電流パルスを発生する。これによって
、手袋または防護具の電気的特性、特に抵抗と防護具インピーダンスの容量リア
クタンス成分を完全に明らかにし、検査精度を向上させる。
「発明の要旨」に記載した点は、後述する「望ましい実施例の説明」に一層詳
しく記載された実施例や特徴の
全てを記載したものではない。更に、出願人が望んでいる特許保護は、この要旨
によってではなく、請求の範囲の記載によることを予定している。図面の簡単な説明
次の図面を参考にして、後述の望ましい実施例に関する詳細な記載を検討する
ことによって、本発明を一層よく理解することができる。図面中、
第１図は発明の望ましい実施例における手袋監視装置のブロック図である。
第２Ａ−Ｄ図は、第１図の監視装置の動作を表すフローチャートである。
第３Ａ−Ｆ図は、各種状況のもとでの水和作用及び破裂の時の手袋を通じた抵
抗と抵抗の一次及び二次導函数に対する時間の関係を示すグラフである。
第４Ａ−Ｄ図は、本発明の第２実施例における監視装置の動作を示すフローチ
ャートである。望ましい実施例の詳細な説明
第１図において、望ましい実施例の監視装置が示されている。望ましい実施例
では、監視装置は外科用手袋の状況を監視するために使用されている。しかしな
がら、監視装置は体液とか、その他の危険な液体が人に移ることを防止するため
の防護具となるその他の品物の状況を監視するために使用できることは勿論であ
る。従って監視装置は、コンドーム、外科用上着、外科用マスク、外
科用掛け布に限定するものではないが、これらを含むその他の品物の監視に使用
できる。
監視装置は、９ボルトの電池（12）を具えており、これは電圧コンバータ及び
レギュレータ（14）へ印加する。電池（12）は、また、電圧コンバータ及びレギ
ュレータ（14）に対し、論理的接地（logical ground）を供給することが望まし
い。
電圧コンバータ及びレギュレータ（14）は、９ボルトを受け取り、ＡＶ＋、Ａ
Ｖ−、ＡＧ、ＤＶ＋、ＤＧで示される電圧を出力する。望ましい実施例では、Ａ
Ｖ＋は直流６ボルト、ＡＶ−は直流の−６ボルトであり、ＤＶ＋は直流の＋５ボ
ルトである。更にＡＧはアナログ接地、ＤＧはデジタル接地である。望ましい実
施例においては、ＡＧ及びＤＧは低インピーダンスのインダクターＬを介して一
点で接続されており、接地のループができることを回避している。電圧コンバー
タ及びレギュレータ（14）もまたＢＡＴＴ−ＬＯＷ*で示される電池の電圧低下
警報信号を出力する。次に説明するとおり、ＢＡＴＴ−ＬＯＷ*信号は、電圧が
所定値より低下すると、ＬＥＤを点灯する。ＢＡＴＴ−ＬＯＷ*警報は、他の装
置の警報とは独立しており、マイクロプロセッサによって形成される。従って、
仮令電気電圧が他の警報回路を作動させるには低過ぎるようになっても、電池の
電圧低下警報回路は機能している。
モニター装置は、処理システム即ちマイクロコントローラ（20）を具えている
。マイクロコントローラ（20）は、モトローラセミコンダクター社製のMC68HC11
マイクロコントローラを用いることが望ましいが、他のコントローラを用いるこ
ともできる。モトローラMC68HC11に関する更に詳しい説明は、モトローラ社の発
行に係るHCMOSMC68HC11単一チップマイクロコントローラ技術データを参照すれ
ばよく、このデータブックを引用することによって、本願への記載加入とする。
図面に示すとおり、マイクロコントローラ（20）は電圧ＤＶ＋とＤＶ−が加えら
れている。マイクロコントローラ（20）は、ＣＰＵ（22）、リードオンリーメモ
リー（ＲＯＭ）（24）、ランダムアクセスメモリー（ＲＡＭ）（26）、ＥＥＰＲ
ＯＭ（電気的消去可能プログラム可能リードオンリーメモリー）（28）、各種タ
イマー（30）及び４個のアナログからデジタルへのコンバータ（Ａ／Ｄ）を含む
ブロック図で示した回路（32）を具えている。マイクロコントローラ（20）は更
に、直列ポート（34）と、ポートＢ（36）、ポートＣ（38）、ポートＤ（40）で
表す並列ポートを具えている。直列ポート（34）は、直列リンクを経て情報を中
央コンピュータ（図示せず）へ供給するために使用されることが望ましい。マイ
クロコントローラ（20）が含んでいる各種構成要素の夫々は、図示するように共
通バス（21）を経て互いに接続されている。
並列ポートＢ（36）は、８ビットのポートであり、以下
ＰＢ＜０：７＞で表すとおり８ビットのデータをデジタルアナログコンバータ（
Ｄ／Ａ）（42）へ出力する。Ｄ／Ａコンバータ（42）は、図示するようにＡＶ＋
とＡＶ−の電圧が印加されて電力供給を受けている。Ｄ／Ａコンバータ（42）は
、電流から電圧へのコンバータ（図示せず）を具えて並列ポートＢ（36）から供
給された８ビット値のデータに比例する電圧を出力する。Ｄ／Ａコンバータ（42
）からの出力電圧は、以下Ｖoutと記載するが、それは次のように計算される。
この式において、4.6はＤ／Ａコンバータ（直流６ボルト）への供給電圧であ
って、２個のダイオード降下電圧（各々直流0.7ボルト）よりも小さい。従って
、Ｄ／Ａコンバータ（42）は、０から4.6ボルトの間の電圧を出力する。
Ｄ／Ａコンバータ（42）の出力は、抵抗（44）を経て演算増幅器（オペアンプ
）（46）の逆相入力（inverting input）に接続され、医師と患者のインターフ
ェース（手袋）に加えられる電流の制御された電流源となる。この電流は、Ｄ／
Ａコンバータ（42）の出力電圧Ｖoutに比例している。オペアンプ（46）の逆相
入力は、仮想接地（virtual ground）されているから、手袋電流Ｉｇはオームの
法則によって定まり、Ｖout／Ｒ44に等しい。抵抗（44）を流れる電
流は、Ｉｇと記す。電流Ｉｇは、オペアンプ（46）の入力端から離れてＤ／Ａコ
ンバータ（42）へ向かう方向へ通例に倣って図示している。オペアンプ（46）の
非逆相入力端子は、抵抗（48）を経てＡＧに接続され、オペアンプ（46）のオフ
セットバイアスエラーを減少する。オペアンプ（46）は、ＡＶ＋とＡＶ−の電力
を受けている。オペアンプ（46）の逆相入力端子は、抵抗（50）を経て、ジャッ
ク（52）へ接続されている。該ジャックは、検査されるべき手袋を使用している
各医療従事者Ｈに対し、リードを経て接続されている。図示するように手袋は、
キャパシターと並列な抵抗としてモデル化できる。手袋を通る抵抗は、Ｒｎで示
す。オペアンプ（46）の出力は、抵抗（54）を経てジャック（56）に接続されて
いる。該ジャックは、リードを経て、診察すべき患者Ｐに繋がっている。オペア
ンプ（46）は電流源として働き、抵抗（54）、患者Ｐを通じてリードを経てジャ
ック（56）に接続され、手袋を経て、リードによってジャック（52）に接続し、
医療従事者Ｈに繋がり、そして抵抗（50）及び（44）に戻る（オペアンプ（46）
を流れる電流が存在しないからである）。従って、医療従事者Ｈ、患者Ｐ、医療
従事者Ｈが着用している手袋の間に回路が形成される。抵抗（50）及び（54）は
、患者と医療従事者のインターフェースに加わる最大電流を回路破損の最悪の場
合でも10ミリアンペアより低くする。手袋を流れる電流Ｉｇは、Ｄ／Ａコンバー
タ（42）からの出力電
圧Ｖoutに比例的である。Ｖoutがほぼ4.6ボルトの最大値の時、手袋を流れる電
流Ｉｇは9.7マイクロアンペアである。Ｖoutが最小値である約0.06ボルトの時、
電流Ｉｇは120ナノアンペアである。
一対の保護ダイオード（57）（58）がオペアンプ（46）の出力と抵抗（54）の
間に接続される。ダイオード（57）のカソードは、オペアンプ（46）と抵抗（54
）の間に接続される。ダイオード（57）のアノードは、ＡＶ−に接続される。ダ
イオード（58）のアノードは、オペアンプ（46）と抵抗（54）の間に接続され、
ダイオード（58）のカソードは、ＡＧに接続される。ダイオード（57）（58）は
、低漏洩型クランプダイオードであって、オペアンプ（46）の出力電圧が仮想接
地より6.7ボルト以上低い場合、または仮想接地より0.7ボルト高い場合に導通し
、これによって、万一医療従事者Ｈが患者Ｐの細動除去（defibrillation）の際
に監視装置を除去することを怠っても、電圧の過渡現象から医療従事者Ｈと装置
の両方を保護するのである。
ＪＦＥＴオペアンプ（60）の非逆相入力端子が、保護ダイオード（57）（58）
と抵抗（54）の間に接続される。ＪＦＥＴオペアンプ（60）の非逆相入力端子は
、超大型の入力インピーダンスを具えており、電流Ｉｇの一切が漏れ出ることを
防止する。オペアンプ（46）と（60）の入力端子は、高い入力インピーダンスを
有しているから、手袋を通って流れる電流Ｉｇは抵抗（44）を流れる電流Ｉｇと
同一で
ある。またマイクロコントローラ（20）は、Ｄ／Ａコンバータ（42）からの出力
と、抵抗（44）の抵抗値を記憶しているから、マイクロコントローラ（20）は手
袋を流れる電流Ｉｇを容易に決めることができる。もしマイクロコントローラ（
20）において手袋を流れる電流Ｉｇを変えるには、並列ポートＢ（36）の値を変
え、それによってＤ／Ａコンバータ（42）から異なった電圧を出力するようにす
る。
ＪＦＥＴオペアンプ（60）は、図示するとおり単位利得帯域バッファ（unity
gain buffer）として設定されている。オペアンプ（60）は、電圧ＡＶ＋とＡＶ
−から電力を得る。オペアンプ（60）の出力は、オペアンプ（60）の逆相入力に
接続されている。抵抗（62）がオペアンプ（60）の出力とオペアンプ（64）の逆
相入力に接続され、オペアンプ（64）の電源インピーダンスを構成する。オペア
ンプ（64）は、低利得インバータを構成し、電圧ＡＶ＋とＡＶ−によって電力を
得る。オペアンプ（64）の出力は、フィードバック抵抗（66）を経て、オペアン
プ（64）の逆相入力に接続されている。オペアンプ（64）の非逆相入力は、抵抗
（68）を経て、アナログ接地ＡＧへ接続され、これによってオペアンプ（64）の
オフセットバイアス誤差を軽減する。オペアンプ（64）の出力側には、Ｖｇで示
す電圧を生じている。Ｖｇは、マイクロコントローラ（29）のブロック回路（32
）中の１つのＡ／Ｄコンバータの入力側に供給される。マイクロコントローラ（
20）は、定期的にＶｇを測定
し、監視している手袋の抵抗を次のように判断する。手袋を通る電流Ｉｇは、上
記の通り端子Ｂ（36）に設定された値によって決る。電圧Ｖｇは、手袋を横切る
電圧であって、マイクロコントローラ（20）内部のＡ／Ｄコンバータ（32）によ
ってバッファした後、直接に測定される。従って、手袋を通る抵抗はＲｎで示さ
れ、オームの法則によって計算される。
マイクロコントローラ（20）が、手袋を通る抵抗Ｒｎを定期的に測定し、測定
値を用いて手袋の孔を検出する方法は、ＲＯＭ（26）中に記憶したソフトウェア
によって制御され、もっと詳細に以下に説明する。
並列ポートＤ（40）は、ＲＥＤ（赤）*、ＹＥＬ（黄）*、ＧＲＮ（緑）*によ
って示す３つの信号を出力する。以下の説明では、後ろに*を付けた信号名称は
、論理状態が低い値の時に信号が生じることを意味している。ＲＥＤ（赤）*信
号が発光ダイオード（70）のカソードに供給され、それのアノードは抵抗（71）
を経てＤＶ＋に接続されている。ＹＥＬ（黄）*は、ＬＥＤ（72）のカソードに
接続されており、それのアノードは抵抗（73）を経てＤＶ＋に接続されている。
ＧＲＮ（緑）*は、緑ＬＥＤ（74）のカソードに接続されており、それのアノー
ドは抵抗（75）を経てＤＶ＋に接続されている。並列ポートＤは更に、警報（AL
ARM）
で示される信号を出力し、該信号は抵抗（76）を経てPNP型トランジスター（78
）へ供給される。トランジスター（78）のコレクター入力側は、接地に接続され
る。エミッターは、ピエゾ電子トランスデューサー（80）の入力に接続される。
スピーカ（80）の他方の入力側は、９ボルトに接続される。警報（ALARM）信号
は、また図面に示すとおり、振動型警報回路（81）に供給することが望ましい。
信号型警報回路（81）は、＋９ボルトと接地に接続される。電圧コンバータ及び
レギュレータ（14）からのＢＡＴＴ−ＬＯＷ*信号の出力は、ポートＣ（38）の
入力側に接続される。ＬＥＤ（69）のカソードもまた、ＢＡＴＴ−ＬＯＷ*信号
に接続される。ＬＥＤ（69）のアノードは、ＤＶ＋に接続される。第２Ａ−２Ｄ図のソフトウェア
第２Ａ−Ｄ図には、監視装置の作動を制御するソフトウェアの動作がフローチ
ャートで示されている。フローチャートは、明瞭にするために４部分に分けてお
り、４つの部分は、円で囲んだ文字Ａ乃至Ｅを参考にして結合される。ソフトウ
ェアは、監視装置の電力オンによってステップ（100）の動作を始める。電力オ
ンのリセットにより、ＬＥＤ（赤）*、ＹＥＬ（黄）*、ＧＲＮ（緑）*の信号は
、無効化してハイとなり、よって対応するＬＥＤ（70）（72）（74）はＯＦＦと
なる。警報（ALARM）信号は、無効化してロウとなり、警報（80）（81）は開路
される。
ステップ（102）において、マイクロコントローラ（20）はソフトウェアで使
用される各種変数を初期化する。並列ポートＢ（36）は、初期は値０を持ち、Ｄ
／Ａコンバータ（42）から最小の電圧出力を供給する。前述したとおり、ポート
Ｂが値０のとき、抵抗（44）を流れる実際の電流Ｉｇは120ｎＡである。ＩｇＭ
ＡＸで表される電流Ｉｇの最大値は、２8−１即ち255に設定されており、これは
9.7マイクロアンペアである。ＩｇＭＩＮで表される値は１であって、これは最
小電流値120ｎＡに相当する。最後にポートＢは、値０に初期化されているから
、変数Ｉｇは初期はＩｇＭＩＮにセットされ、これはパワーオンリセットにおけ
る０である。ｔで表わされる時間変数は、タイマーブロック（30）のタイマーに
よってカウントされる時間系列を保持するものであるが、これは０に設定される
。２つの変数Ｖｇ下限閾値とＶｇ上限閾値は2.5ボルトと4.375ボルトに夫々設定
される。以下に説明するように、手袋を通る抵抗Ｒｎの最適読み値を得るために
、マイクロコントローラ（20）は電圧Ｖｇを2.5ボルト乃至4.375ボルトの範囲に
維持する。Ｒｇ及びＲｇＬａｓｔ（Ｒｇ最終）で表わされる抵抗変数は、２段階
ソフトウエアのフィルター処理の出力である。フィルター処理は５位置非線形中
間フィルターの後に２段階線形平均化フィルターを通すものであり、両変数は、
指示されたＲｎの逐次的値に適用される。抵抗Ｒｇと、Ｒｇの一次導函数及
び二次導函数は、後述する如く、コントローラ（20）が、手袋の中に孔が形成さ
れたかどうか判断するのに用いた値である。ＲｇＭＩＮで示される変数は、フィ
ルター処理後の抵抗Ｒｇの最小観察値を表わしている。ＲｇＭＩＮは、初期化の
ときに、可能な最高値２16−１に設定される。ｄＲｇで示される変数は、Ｒｇの
一次導函数を記憶（store）し、ｄ2Ｒｇで示される変数はＲｇの二次導函数を記
憶する。ＲｇＬＡＳＴで示される変数は、Ｒｇの最後の計算値を記憶するもので
、初期化時に可能な最高値２16−１、つまり65,535に設定される。ｄＲｇＬＡＳ
Ｔ（ｄＲｇ最終）で表わされる変数は、マイクロコントローラ（20）によって監
視された変数ｄＲｇの最終値を格納するもので、これもまた２16−１に設定され
る。ＲｇＡＶＧ（Ｒｇ平均）で示される変数は、装置の最後の”搏動（heartbea
t）”以降における、Ｒｇの平均を記憶する。この”搏動”は、約８秒が望まし
い。装置の”搏動”とは、装置の心搏を表わすため、つまり装置が正しく作動し
ていることを表示するために、緑色のＬＥＤ（74）とトランスデューサ（80）が
望ましくは８秒毎にオン、オフする事実を意味するものである。Ｒｇ平均（RgAV
G）は２16−１に初期化することが望ましい。
注意レベル（ARM_PT）で表わされる変数は、抵抗値を記憶するもので、該抵抗
値に対して抵抗Ｒｇが比較される。注意レベル（ARM PT）の変数は、認識される
危険度に応じ
た値に設定されることが望ましく、この値は、注意する潜在的事象（potential
events）を監視装置が考慮すべきかどうかを判断するために使用される。注意報
（ARMED）として示されるブール変数（boolean variable）は、装置が注意状態
にあるときに表示される。これは抵抗Ｒｇが注意レベル（ARM_PT）以下に下がっ
たときに起こるもので、抵抗Ｒｇの一次変数又は二次変数のどちらかの変数が、
孔ができたかもしれないことを表示する。初期化することにより、注意報（ARME
D）の変数は、間違い（false）にセットされる。孔レベル（HOLE_PT）で表わさ
れる変数は、手袋中に孔が存在することを示す抵抗にセットされる。この設定値
は、認識される危険に応じた値であることが望ましい。以下に説明する如く、Ｒ
ｇが孔レベル（HOLE_PT）よりも低下し、装置が注意状態にあるとき、「使用中
止注意」（END-OF-USE ALARM）の注意報が発せられる。水和レベル（HYD_PT）で
表わされる変数は、そのレベル以下では監視装置による孔の高精度検出がやがて
できなくなる抵抗にセットされ、手袋装着者に警告が与えられる。このレベルは
、認識される危険に応じてセットされる。この警告は、「使用中止警告」（END-
OF-USE WARNING）と称される。以下に説明する如く、Ｒｇ平均（RgAVG）が水和
レベル（HYD_PT）よりも下に下がると、装置の注意状態は解除され、次に「使用
中止警告」が発せられる。注意待機（ARMWAIT）で表わされる変数は、監視装置
が孔を検
出することなく注意状態におくことのできる時間を格納する。監視装置が、注意
待機（ARMWAIT）の時間よりも長い時間注意状態にあるとき、監視装置の注意状
態は解除される。注意待機（ARMWAIT）の変数は５秒に設定することが望ましい
。ｄＲｇ＿ＰＣＴとｄ2Ｒｇ＿ＰＣＴで示される変数は、Ｒｇ＿ＭＩＮの値の変
化パーセントを表わしており、これは装置そのものが注意状態になる前に、Ｒｇ
の一次導函数又は二次導函数のどちらかに起こらねばならない。
ステップ（104）において、コントローラ（20）は、オペレータによってＥＥ
ＰＲＯＭ（28）に格納された設定値を判断する。望ましい実施例では、異なる４
つの保護設定値（０、１、２、３）の可能性を格納するために２ビットが使用さ
れる。２つの保護設定ビットが２．進値０を有するとき、マイクロコントローラ
（20）の中には、標準レベルの保護のプログラムが入れられる。この場合、孔レ
ベル（HOLE_PT）、注意レベル（ARM_PT）、水和レベル（HYD_PT）、ｄＲｇ＿Ｐ
ＣＴ及びｄ2Ｒｇ＿ＰＣＴといった変数は、適当なルーチン使用のレベルにセッ
トされる。これらのレベルは、特定の手袋又は手袋群の電気的特性に合わせても
よいし、全ての手袋に対して適した値にセットすることもできる。標準レベル保
護のとき、これらの値の一般的な設定は、現在では次のように行なわれることが
知られている。注意レベル（ARM_PT）：750ｋ、水和レベル
（HYD_PT）：2.0Ｍ、孔レベル（HOLE_PT）：600ｋ、ｄＲｇ＿ＰＣＴ：50％、ｄ2
Ｒｇ＿ＰＣＴ：50％。従って、標準保護設定が選択されるとき、Ｒｇの一次導函
数又はＲｇの二次導函数のどちらかの函数は、装置自体が注意状態になる前に、
Ｒｇ＿ＭＩＮの50％よりも大きくあらねばならない。値１が保護レベルとして格
納される場合、レベル１の保護となり、そのときの変数の一般的な設定は、現在
では次のように行なわれることが知られている。注意レベル（ARM_PT）：1.4Ｍ
、孔レベル（HOLE_PT）：1.2Ｍ、水和レベル（HYD_PT）：3.0Ｍ、ｄＲｇ＿ＰＣ
Ｔ：50％、ｄ2Ｒｇ＿ＰＣＴ：50％。保護レベルが値２にセットされる場合、レ
ベル２の保護となり、そのときの変数の一般的な設定は、現在では次のように行
なわれることが知られている。注意レベル（ARM_PT）：2.6Ｍ、孔レベル（HOLE_
PT）：2.4、水和レベル（HYD_PT）：4.OＭ、ｄＲｇ＿ＰＣＴ：50％、ｄＲｇ2＿
ＰＣＴ：５０％。保護レベルが値３にセットされる場合、最高レベルの保護とな
り、そのときの変数の一般的な設定は、現在では次のように行なわれることが知
られている。注意レベル（ARM_PT）：5.OＭ、孔レベル（HOLE_PT）：4.8Ｍ、水
和レベル（HYD_PT）：6.0Ｍ、ｄＲｇ＿ＰＣＴ：50％、ｄ2Ｒｇ＿ＰＣＴ：50％。
ｄＲｇ＿ＰＣＴとｄ2Ｒｇ＿ＰＣＴの百分率の値の演算（operation）については
、さらに後述する。上記以外の変数のうち、Ｖｇ下限閾値、Ｖｇ上限閾値のよう
な
変数については、前記の保護レベルの設定に基づいて修正することができる。そ
の他種類の危険設定を選択できることも留意されるべきである。以下の表は、欠
陥レベル設定（default settings）に関する前記情報をまとめたものである。
ステップ（106）において、監視装置は、回路要素の許容範囲を設定するため
に、種々の変数を調節する。装置を作動する前、つまり、製造中及びステップ（
100）の前に、各々の手袋監視装置は、装置を構成する種々部品の様々な許容値
を設定するためのテストが行なわれる。望ましくは、既知の抵抗がジャック（56
）とジャック（52）の間に配置され、電圧Ｖｇが測定される。種々のデータが、
マイクロコントローラ（20）のＥＥＰＲＯＭ（24）の中に記憶され、測定値Ｖｇ
が期待値と異なる量が表示される。これらの値は、ステップ（106）において、
上記変数を調節して装置を形成する種々要素の許容範囲を設定するために用いら
れる。ステップ（106）では、このデータは設
定値を適当に変更するために用いられ、次に、これらの値はＲＡＭ（26）の中に
格納される。ステップ（108）において、マイクロコントローラ（20）によって
電力オン表示され、トランスデューサ（80）にビー音を発し、ＬＥＤ（70）（72
）（74）の全てが点灯する。ステップ（110）において、マイクロコントローラ
（20）は、種々のサブシステムについて、様々なシステム診断チェックを実行し
、システムチェックがＯＫのとき、緑ＬＥＤ（74）とトランスデューサ（80）を
オンオフする。望ましくは、緑ＬＥＤ（74）とトランスデューサ（80）は、装置
の搏動を表わすため、つまり全ての自己テストをパスして装置が正しく作動して
いることを表示するために、８秒毎にオン、オフする。
ステップ（112）において、手袋監視装置は、最後の８秒間のＲｇの平均値で
あるＲｇＡＶＧを計算する。Ｒｇはパワーアップ時、ある値に初期化されている
ので、とられるべきＲｎの値がない場合、ＲｇＡＶＧの初期値は２16−１である
。ステップ（114）において、コントローラ（20）は変数の注意報（ARMED）は真
（true）のものかどうか判断される。もし、ステップ（114）において、装置が
注意状態のとき、時間変数ｔはステップ（116）で１だけ増加し、コントローラ
（20）はステップ（118）に進む（第２図Ｂ参照）。もし、装置が注意状態でな
いとき、装置は次にステップ（118）に進む。
ステップ（118）において、コントローラ（20）は、装置
が注意待機（ARMWAIT）時間（望ましくは約５秒間）よりも長く注意状態にある
か判断する。もし注意状態の方が長い場合、装置はステップ（120）で注意状態
を解除し、ステップ（122）に進む。装置が注意待機時間よりも長く注意状態に
なかった場合、装置はステップ（122）に進む。ステップ（122）において、コン
トローラ（20）は論理ブロック（32）のＡ／Ｄコンバータからの受ける電圧Ｖｇ
を測定する。望ましい実施例において、コントローラ（20）はＶｇを４回測定し
、これら４つの値を比較する。これらの値の差が設定値よりも小さい場合、４つ
の値は平均化されて、そのサンプリングに対するＶｇを決定する。もし、どれか
の値の差が設定量よりも大きい場合、新たに４つの測定値を求めて、この工程が
繰り返される。新しいＶｇ値がうまく得られると、コントローラ（20）はステツ
プ（124）に進む。範囲自動調節機能
ステップ（124）乃至ステップ（138）は、範囲自動調節機能を構成しており、
コントローラ（20）は、手袋の電圧Ｖｇを測定した後、手袋に供給される電流Ｉ
ｇの調節を行なうことにより、直面する抵抗範囲に亘って最高精度を維持できる
ようにしている。抵抗が手袋の水和作用によって低下するので、電圧Ｖｇを所望
範囲に維持するため、手袋に供給される電流は増加する。ステップ（124）にお
いて、コントローラ（20）は、電圧ＶｇがＶｇ下限閾値よ
りも小さいかどうか判断する。ステップ（126）において、電圧ＶｇがＶｇ下限
閾値よりも小さいと判断されると、マイクロコントローラ（20）は電流ＩｇがＩ
ｇＭＩＮに等しいかどうか、つまり値１が並列ポートＢに書き込まれているかど
うかを判断する。前述したように、値１がポートＢに書かれている場合、電流Ｉ
ｇは最小値120ナノアンペアである。Ｉｇがステップ（126）のＩｇＭＩＮに等し
い場合、ステップ（128）においてＩｇは１のままであり、フローチャートは次
にステップ（110）に戻る。もし、Ｉｇがステップ（126）のＩｇＭＩＮに等しく
ない場合、次に、ステップ（128）において、コントローラ（20）はＩｇがＩｇ
ＭＡＸに等しいかどうか判断する。なお、ＩｇＭＡＸは、この場合では255であ
り、9.7マイクロアンペアに対応している。ステップ（130）においてＩｇがＩｇ
ＭＡＸに等しいと判断されると、コントローラ（20）は次にステップ（110）に
戻す。ここでは、電圧Ｖｇを高めるために、電流Ｉｇをこれ以上増加させること
はできない。このような場合、抵抗Ｒｇは非常に低くて、使用中止警告（END-OF
-USE WARNING）は既に発せられているため、実際上、この状態が起こるのは稀で
あろう。これについては後で説明する。ステップ（130）においてＩｇがＩｇＭ
ＡＸに等しくない場合、ステップ（132）において、Ｉｇはコントローラ（20）
によって増分され、並列ポートＢに書かれた値を増分する。コントローラ（20）
は、次に
ステップ（110）に戻す。システムのパワーアップの時、ＩｇはＩｇＭＩＮにセ
ットされているであろうから、ステップ（128）におけるＩｇの初期値は１に設
定されるであろう。その後、ソフトウエアは、電圧ＶｇがＶｇ下限閾値よりも大
きい値にＩｇが増分されるまで、数回ループする。
ステップ（124）において、ＶｇがＶｇ下限閾値よりも大きくならないとき、
次にステップ（134）で、コントローラ（20）はＶｇがＶｇ上限閾値よりも大き
いかどうか判断する。もし、ステップ（134）においてＶｇがＶｇ上限閾値より
も大きくない場合、コントローラはステップ（140）に進む（第２Ｃ図参照）。
ステップ（134）において、ＶｇがＶｇ上限閾値よりも大きい場合、次にステッ
プ（136）において、コントローラはＩｇがＩｇＭＩＮに等しいかどうか判断す
る。ステップ（136）において、ＩｇがＩｇＭＩＮに等しい場合、抵抗Ｒｇは非
常に高いレベルにある。この場合、コントローラ（20）はステップ（110）に戻
り、そのプロセスを繰り返す。Ｒｇは結果的に手袋の水和作用によって低下し、
ＶｇがＶｇ上限閾値以下に低下すると考えることができる。ステップ（136）に
おいて、もしＩｇがＩｇＭＩＮに等しくない場合、ステップ（138）においてＩ
ｇはコントローラ（20）によって増分され、ポートＢ（36）に対する電流値より
も１少ない値を書き込む。
残りの監視期間中、ステップ（124）乃至ステップ（138）
において、範囲自動調節機能により、電圧ＶｇはＶｇ下限閾値とＶｇ下限閾値の
間に維持される。従って、抵抗Ｒｇが水和作用により降下するとき、Ｖｇを所定
範囲に維持するため、電流Ｉｇを着実に増加させる。Ｖｇをこの閾値の間に維持
することにより、コントローラ（20）は、より長い時間に亘って、Ｖｇをより正
確に読み取ることができる。このように、手袋を精度良く監視できる時間を長く
することができる。さらにまた、範囲自動調節機能は、抵抗が様々で種類の異な
る手袋に対しても、手袋を横切る電圧が依然として読取り可能範囲となるように
、設定することができる。
前述したように、ステップ（124）と（134）において、ＶｇがＶｇ下限閾値と
Ｖｇ上限閾値の間にあるとき、コントローラ（20）は、第２Ｃ図のステップ（14
0）に進む。ステップ（140）において、コントローラ（20）はＲｎの値を計算す
る。この値は、手袋の当初の抵抗（raw resistance）である。抵抗Ｒｎは、オー
ムの法則により計算される
Ｒｎ＝Ｖｇ／Ｉｇ
ステップ（144）において、コントローラ（20）は５点非線形中間フィルター
を用いて、先の４つの値と共にＲｎ値を平滑にする。換言すれば、Ｒｎ、Ｒｎ-1
、Ｒｎ-2、Ｒｎ-3、Ｒｎ-4の値がグループ分けされ、中間値は新しい値を形成す
るために選択され、この値はＲｎｓとして
指定される。ステップ（144）において、平均化線形フィルターを用いて、Ｒｇ
とＲｇＬａｓｔを計算する。Ｒｇは（Ｒｎs、Ｒｎs−1、Ｒｎs−2及びＲｎs−3
）の平均、つまり平滑化されたＲｎの最後の４つの値の平均に等しくなるように
セットされる。ＲｇＬａｓｔは、（Ｒｎs−4、Ｒｎs−5、Ｒｎs−6及びＲｎs−7
）の平均、つまり、Ｒｇを計算するために用いた４つの値の直前に平滑処理した
４つの値の平均にセットされる。
ステップ（146）において、コントローラ（20）はＲｇの一次導函数ｄＲｇと
、二次導函数ｄ2Ｒｇを計算する。
これらの値は次の式により計算される：
ｄＲｇ＝ｍａｘ（（ＲｇＬＡＳＴ−Ｒｇ），０）
ｄ2Ｒｇ＝ｍａｘ（（ｄＲｇＬＡＳＴ−ｄＲｇ），０）
従って、Ｒｇの一次導函数ｄＲｇは先の計算値からＲｇの差、又はゼロのどち
らか最大のものに等しくなるようにセットされる。同じように、Ｒｇの二次導函
数ｄ2Ｒｇは、一次導函数Ｒｇの最終計算値からの変化又はゼロのどちらか最大
のものに等しくなるようにセットされる。
ステップ（148）において、コントローラ（20）は監視装置が注意状態である
かどうか判断する。この判断は、抵抗Ｒｇが注意レベル（ARM_PT）の変数よりも
小さくて、一次導函数ｄＲｇがＲｇＭＩＮ×ｄＲｇ＿ＰＣＴよりも大きいか、又
は二次導函数ｄ2ＲｇがＲｇＭＩＮ×ｄ2Ｒｇ
＿ＰＣＴよりも大きいかどうかに基づいている。この判断は次の如く記載するこ
とができる：
Rg＜ARM_PTアンド（（dRg＞（RgMIN×dRg_PCT））オア
（d2Rg＞（RgMIN×d2Rg_PCT）））
装置が注意報を発すべきかどうかを判断するのに、ｄＲｇとｄ2Ｒｇの変化だ
け、又はｄ2Ｒｇだけの変化の如く、他の基準を用いることもできることは理解
されるべきである。
それゆえ、注意報を発すべきかどうかの決定は、抵抗Ｒｇが注意レベル（ARM_
PT）よりも下がったかどうか、一次導函数又は二次導函数がＲｇＭＩＮの先の最
小値に関して十分に変化したかどうかにより判断される。ステップ（104）にお
いて選択され、保護レベルの設定を表わすパーセントファクターｄＲｇ＿ＰＣＴ
とｄ2Ｒｇ＿ＰＣＴが用いられる。ステップ（148）において、Ｒｇ、ｄＲｇ、ｄ2
Ｒｇ及び注意レベル（ARM_PT）の値が、監視装置に注意報を発すべき状態であ
るとき、次のステップ（150）において、注意報（ARMED）の変数は、真（TRUE）
にセットされ、コントローラ（20）はステップ（152）に進む。ステップ（148）
において、Ｒｇ、ｄＲｇ及びｄ2Ｒｇの値が、装置に注意報を発すべき状態にな
いとき、コントローラ（20）は次にステップ（152）に進む。ステップ（152）に
おいて、コントローラ（20）は注意報の変数（ARMED）が真のものかどうかを判
断する。ステップ（152）において注意報
の変数が真である場合、次のステップ（154）において、コントローラ（20）は
、抵抗Ｒｇが孔レベル（HOLE_PT）よりも小さいかどうかを判断する。ステップ
（154）において、Ｒｇが孔レベル（HOLE_PT）よりも小さい場合、次のステップ
（156）において、コントローラ（20）は、装置が注意待機（ARMWAIT）時間より
も長く注意状態にあるかどうかを判断する。ステップ（156）において、装置が
注意待機（ARMWAIT）時間よりも長く注意状態になかったとき、次にステップ（1
58）（第２Ｄ図参照）において、使用中止（END-OF-USE）の命令が出される。こ
こで、トランスデューサ（80）は音が発せられ、赤ＬＥＤ（70）が点滅する。コ
ントローラ（20）は次にステップ（160）に進み、ここで値ＲｇＭＩＮはゼロに
リセットされ、コントローラ（20）は次にステップ（166）に進む。
望ましい実施例では、装置が注意状態にあり、Ｒｇが孔レベル（HOLE_PT）よ
りも小さいとき、ステップ（158）において使用中止（END-OF-USE）の警告音が
出される。しかしながら、使用中止警報（END-OF-USE ALARM）の警告音を発する
ときの基準は、装置が使用中止状態にあって、孔ができたことをｄＲｇ又はｄ2
Ｒｇのどちらかが表示する時の如く、他の基準でもよい。さらにまた、ｄ2Ｒｇ
又はｄＲｇの変化量のみに基づいて、使用中止警報（END-OF-USE ALARM）の警報
音を発することもできる。
ステップ（152）（第２Ｃ図）において、注意報（ARMED）の
変数が真でない場合、コントローラ（20）はステップ（162）に進む。さらにま
た、ステップ（152）において注意報（ARMED）の変数が真であるが、ステップ（
154）において抵抗Ｒｇが孔レベル（HOLE_PT）よりも小さくない場合、コントロ
ーラ（20）は次にステップ（162）に進む。もし、ステップ（156）において、変
数ｔが注意待機（ARMWAIT）時間以上の場合、次のステップ（157）において、コ
ントローラ（20）は注意報を解除し、ステップ（162）に進む。ステップ（162）
において、コントローラ（20）は抵抗の平均（RgAVG）が水和レベル（HYD_PT）
よりも小さいかどうかを判断する。ここで、コントローラ（20）は、手袋監視装
置が手袋内の孔をもはや合理的に検出できなくなるレベルにまで平均抵抗（RgAV
G）が降下したかどうかを調べる。もし、ステップ（162）において、平均抵抗（
RgAVG）が水和レベル（HYD PT）の変数よりも小さい場合、次にステップ（164）
において、水和状態となり、使用中止警告（END-OF-USEWARNING）が発せられる
。使用中止警告（END-OF-USE WARNING）は、望ましくは、黄色ＬＥＤ（72）を発
光し、トランスデューサ（80）に固有の信号音を発する。コントローラ（20）は
、次にステップ（166）（第２Ｄ図参照）に進む。ステップ（162）において、平
均抵抗（RgAVG）が水和レベル（HYD_PT）よりも小さくない場合、コントローラ
（20）は次にステップ（166）に進む。
ステップ（166）において、コントローラ（20）は変数ｄ
ＲｇＬＡＳＴを新しい値に更新する。変数ｄＲｇＬＡＳＴはｄＲｇと等しくなる
ようにセットされる。コントローラ（20）は、次にステップ（168）に進み、抵
抗ＲｇがＲｇＭＩＮよりも小さいかどうかを判断する。ステップ（168）におい
て、ＲｇがＲｇＭＩＮよりも小さい場合、次のステップ（170）にて、ＲｇＭＩ
ＮはＲｇに等しくなるようにセットされる。コントローラ（20）は次にステップ
（110）に戻る。ステップ（168）において、ＲｇがＲｇＭＩＮよりも小さくない
場合、コントローラ（20）はステップ（110）に戻る。このように、Ｒｇの新し
い値がＲｇＭＩＮの先の値よりも下に降下した場合、Ｒｇだけが変えられる。こ
れは、外科医が自分の手を患者から引っ込めたとき、外科医の手が患者から遠ざ
かることにより抵抗性が低下する問題を補正するものである。この場合、外科医
が自分の両手を患者から引く前に、ＲｇＭＩＮは最低値を記録する。前記したよ
うに、変数ＲｇＭＩＮは、監視装置がステップ（148）において、ＲｇＭＩＮの
変化率に基づいて注意報を発すべきかどうかを判断するのに用いられる。このた
め、外科医が自分の手を患者の背後に置いたために抵抗が著しく低下するときで
も、変数ＲｇＭＩＮを使用することにより、ステップ（148）において注意報が
発されないことが保証される。これは、一次導函数と二次導函数が、これまでの
最低抵抗値であるＲｇＭＩＮの変化パーセントと比較されるためであり、単に
抵抗に発生した変化量だけに基づくものでないからである。
コントローラ（20）はステップ（110）からステップ（170）まで連続的に進み
、手袋（19）の一次導函数と二次導函数だけでなく、手袋を横切る抵抗を監視し
、これらの値を用いて手袋の中に孔ができたかどうかを判断する。ステップ（12
4）からステップ（138）の範囲自動調節機能は、測定電圧Ｖｇを、より長時間に
亘って所定範囲に維持するもので、より長時間に亘って監視装置を作動させるこ
とができる。一次導函数と二次導函数を用いることにより、欠陥又は欠陥に近い
ものが発生するときに、より正確な判断が可能となる。さらにまた、手袋を横切
る抵抗が、信頼性をもって監視することができなくなる値にまで下降したとき、
監視装置は医療従事者に警告を発する。このようにして、安全性はさらに高めら
れる。第３図のグラフの説明
第３図を参照すると、水和作用中と孔の状態の夫々について、手袋の抵抗−時
間の関係、一次導函数−時間の関係、二次導函数−時間の関係を表わす種々のグ
ラフを示している。第３Ｂ図に示す如く、手袋の抵抗と時間の関係を調べること
により、孔つまり欠陥を検出することができる。しかしながら、手袋の抵抗を観
察するだけでは、孔と、手袋の水和作用によるものとは簡単には区別がつかない
。第３Ｄ図に示されるように、抵抗の一次導
函数と時間の関係のグラフは、単なる抵抗よりも手袋に欠陥ができたかどうかを
より明瞭に示すことができる。しかしながら、手袋を通る抵抗の二次導函数と時
間の関係を調べることにより、欠陥が生じたかどうかをより一層容易に判断する
ことができる。ここで、抵抗の突然の変化により、抵抗の二次導函数にスパイク
が生じており、これは、手袋の水和作用によるものと簡単に区別することができ
る（第３Ｅ図と第３Ｆ図を参照）。第３Ｄ図と第３Ｆ図のグラフ中のスパイクは
、導函数を表わしており、正の整数として記憶される。
第１図、第２Ａ図乃至第２Ｄ図の実施例に関して、本発明をさらに小型化でき
ることは理解されるであろう。実際の使用を考慮して、手袋監視装置は、単一の
集積回路にまで、又は電流パッケージングと単一回路の間のサイズにまで小型化
することができる。装置が十分に小型化されたと仮定した場合、装置と手袋着用
者のＥＫＧパッチを一体化することができ、使い捨て式の装置として販売するこ
ともできる。
開示された特徴を少なくとも幾つか有する実施例は、手袋監視装置の機能性を
拡大することによって、あらゆる製造者から供給される手袋を、再び手袋をはめ
る間隔に要する時間よりも長い時間に亘って検査することができるであろう。さ
らにまた、コンドーム、外科用上着、マスク、種々の外科用ドレイプ等のように
、防護具とし
ての役割を果たすその他物品についても、防護具を通過すると病気伝染の可能性
がある場合、それら物品の欠陥及び欠陥に近い状態を検出するために、監視装置
を用いることができる。第２実施例、時間で変動する電流：インピーダンス測定
本発明の他の実施例において、手袋の電気特性をより正確に監視できるように
するため、手袋監視装置は、交流又は脈動直流のどちらかの電流のパルスを発生
させる。手袋の電気特性には周波数依存性の特性が含まれており、この電気特性
は、完全に特徴づけられることにより、さらに高いレベルのテスト精度がもたら
される。この他の実施例の作動原理は、次の通りである。手袋水和物として、そ
の直流抵抗は減少し、そのキャパシタンスは増加する。これは、水の吸収による
誘電率の上昇と、膨張（swelling）による誘電厚さの増加によるものである。容
量性リアクタンス（Ｘｃ）は、周波数とキャパシタンスの両方に反比例するから
、
キャパシタンスの増加は、印加された信号の周波数の増加と結合して、手袋の電
気特性、特にインピーダンスの変化の可視性（visibility）が著しく高められる
から、手袋の孔の検出能力を向上させることができる。
他の実施例は、第１図に示す装置と同じものを用いる
ことが望ましいが、制御ソフトウエアは変更されたものを用いる。第４Ａ図乃至
第４Ｄ図を参照すると、他の実施例もまた、第２Ａ図乃至第２Ｄ図に示す望まし
い実施例と同様なコンピュータ制御された適応アルゴリズムを含んでいる。第４
Ａ図乃至第４Ｄ図に示される他の実施例と、第２Ａ図乃至第２Ｄ図に示される実
施例との主な違いは、第４Ｂ図は、ステップ（122）の前に、追加のステップ（1
21）を含んでいることである。ステップ（121）において、ソフトウエアがフロ
ーチャートをループするとき、並列ポートＢ（36）に書き込まれた値を連続的に
変化させることにより、コンピュータ（20）は波形を発生させる。従って、ソフ
トウエアは、交流信号、脈動直流信号、矩形波、又はその他様々な波形が発生す
るように設計することができる。第２の実施例は、この波形によって、手袋の抵
抗と容量性効果を監視することができる。このように、第４Ａ図乃至第４Ｄ図に
示される他の実施例と、第２Ａ図乃至第２Ｄ図に示される実施例とのもう１つの
相違点は、第４Ａ図乃至第４Ｄ図の実施例では、装置によるインピーダンスＺｎ
の計算は、単なる抵抗Ｒｎの代わりに、次式に基づいて行なわれることである：
この他の実施例では、Ｉｇは時間で変動する電流であるから、前述したように、
ＩｇとＶｇは両方とも時間依存
性である。従って、Ｚｎの値には、抵抗成分と容量性リクタンス成分の両成分が
含まれることになる。第４Ａ図乃至第４Ｄ図において、変数ＲｎとＲｇは、Ｒｎ
とＲｇに基づく他の変数と同じように、夫々、ＺｎとＺｇに変えられている。
それゆえ、この他の実施例は、インピーダンス（単に抵抗に対するものとして
）、そのインピーダンスの変化率、並びに、患者、医療従事者及び医療従事者が
装着する手袋によって構成される回路を横切るインピーダンスの二次導函数を測
定することによって作動する。これらのインピーダンス測定は、手袋のインピー
ダンスに対する抵抗の寄与と容量性リアクタンスの寄与を考慮している。このよ
うに、この他の実施例では、測定の精度と分析を改善するために、手袋を電気装
置としてより正確にモデル化しており、手袋の孔によってもたらされる手袋の電
気特性の変化と、水和作用によりもたらされる変化との区別がよりうまく行なわ
れるようにしている。
前記以外について、第２実施例の動作は第１実施例と同じである。
前記した本発明の開示及び記載は、例示的なものであって、要素、回路構成及
びフローチャートについて、発明の精神から逸脱することなく種々の変形をなし
得るであろう。例えば、この発明の技術は、望ましい実施例に記載の如く、医療
従事者が使用する手袋に関連している
が、前述した概念及び技術、例えば電気特性の変化の検出、電気特性の変化率、
電気特性の二次導函数等を、例えば、外科用手袋、マスク、ドレイプ、コンドー
ム、衣服その他防護具として供されるその他の物品に適用することはできる。な
お、前掲した物品は例示であって、限定するものではない。ここに記載した発明
は、手袋等の防護具が欠陥を生ずる虞れのある医療に関連している。その他に、
防護具の製造工程と、使用中におけるその他の段階において適用される。
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(51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ
Ｇ０１Ｍ 3/16 Ｚ 9309−2Ｇ
3/40 Ａ 9309−2Ｇ
Ｇ０１Ｎ 27/20 Ｚ 7707−2Ｊ
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，
ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ
Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ
，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＳＮ，ＴＤ，
ＴＧ)，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＨ，
ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＨＵ，ＪＰ，Ｋ
Ｐ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ
，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＫ
(72)発明者 マクサム，マーク
アメリカ合衆国 75080 テキサス，リチ
ャードソン，メドウクレスト 404
(72)発明者 ベネット，ジョン ケイ.
アメリカ合衆国 77079 テキサス，ヒュ
ーストン，ボヒーム 13106