JPH10509083A - 生活機能監視用個人装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、生活機能の非侵襲性測定に適した１つ以上の消息子を備えた、着装者の生活機能を監視するための個人用の歩行許容形装置に関する。本発明の特徴は、この装置が酸素濃度計と、データ処理ユニットと、記憶機構と、独立した電源とを具備し、これら全ての構成要素が同一のケーシング内又は同一の吊りストラップ（１６）上に配置されることにある。好適な実施形態によれば、酸素濃度計は、皮下組織（１１）から反射される光の測定に基づくものである。

Description

【発明の詳細な説明】 生活機能監視用個人装置 本発明は、着装者の生活機能を非侵襲式に監視及び測定する個人用の携帯用な いし歩行許容形の装置に関する。 従来技術水準 人の生活機能を監視するための装置は、様々な種類のものが開発されている。 多くの装置は、患者をベッドや少なくとも非携帯式装置のすぐ近くに拘束する病 院環境用に設計されたモデルである。歩行許容形の使用のために設計された監視 装置も開発されている。その例を、以下の特許公報を引用して説明する。 国際公開公報第９３／１６６３６号は、皮膚の温度及び伝導性を動作と共に測 定する消息子を備えたリストストラップに連結される装置を開示する。この装置 はさらにラジオ送信器を備え、必要に応じて別体の受信器に警報を送ることがで きるようになっている。 国際公開公報第９０／００３６６号に開示されるリスト装置は、血液流量の超 音波測定により検出された脈拍のみを評価する。さらに、他の測定をこの装置に 組入れることもできるとの記載がある。 しかしこれら特許出願は、酸素濃度計、すなわち血液の酸素飽和度を測定する 装置について記述しない。これは、患者の健康状態の診断や監視において血液の 酸素飽和度を継続的に測定することが特に重要となる場合があるので、明らかな 欠点である。 米国特許公報第５，２７５，１５９号は、患者の心拍数及び血液酸素飽和度を 監視するための睡眠無呼吸診断用の携帯用装置を開示する。ここで使用される酸 素濃度計は、指を透過する光の測定に基 づいた一般的形式のものである。しかしこの装置は、酸素濃度計による解決策及 び他の構成部品による解決策に起因して、監視対象の人の正常な生活を著しく制 限する。そのためにこの装置は、真の意味で使用が容易な歩行許容形の装置とし て見做すことができない。 既存の酸素濃度計による解決策の利益と課題 組織を透過する光の測定に基づいた従来の酸素濃度計は、消息子を耳介や指の 先端等の透過法が可能な位置に配置しなければならない。これらの位置は循環が 激しいので大きな信号振幅をもたらすが、歩行可能な患者を長期に渡り監視する にはこのような配置は実用的でない。反射型の酸素濃度計は、消息子を原則的に 自由に配置できる利点を有するが、皮膚の毛細管系の密度が身体の異なる部分で 著しく変化するという課題を残す。さらに、組織から反射する入射光の部分は指 や耳介を透過する入射光の部分の５倍も小さく、また消息子を患者に十分良好に 取付ける点でも課題がある。 上記した課題により、指の酸素濃度計は、手術中や集中治療中の患者のような 動かない又は僅かに歩行可能な患者の生活機能を監視するためだけに使用される 。反射型の酸素濃度計を使用することは未だ一般的でなく、許容測定領域を顔に 限定する密な毛細管系の領域内で測定を行う幾つかの商業的モデルが入手可能な だけである。 継続監視用に設計された近年の酸素濃度計は、独立した消息子を例外なく備え る。この消息子は電線により、しばしば主操作される独立したデータ処理及び記 憶ユニットに接続される。 発明の目的 本発明の目的は、被験者の正常な生活を妨げることのない血液の酸素濃度の継 続的測定を可能にすることにある。さらに、新規な特 性を容易に備えることができ、しかも従来の装置における制限を有しないような 、生活機能を歩行可能に監視するための新規かつ多用途の装置を得ることにある 。 本発明の特徴は請求項１に記載される。 本発明に係る装置の概略的説明 本発明に係る装置は、着装者の主として酸素飽和度及び脈拍を測定すると共に 、他の生活機能を選択的に測定する。本装置は、測定消息子に加えて、記憶機構 、データ処理ユニット及び独立した電源を備える。さらに本装置は、ディスプレ イ、警報器及び／又はデータ通信ゲートを備えることができる。本装置はその着 装者にストラップを用いて固定することができ、例えば手首や胸に保持できる。 １つ以上の付属ユニットを連続して、主装置と共に吊りストラップに取付けるこ とができる。特定の適用では、主装置の諸機能を吊りストラップの全体に分布さ せることができる。記憶機構内のデータは、より精密な分析のためにマイクロコ ンピュータに回収することができる。それにより、人の生活機能の長期に渡る記 録が可能になる。本装置は無線長距離警報システムに接続できる。 本発明に係る装置の詳細な技術的説明 以下、添付図面を参照して本発明を説明する。図面において、 図１は、本発明に係る装置の基本的機能を図式的に示す図、 図２は、本発明に係る装置で使用される酸素濃度計の測定原理を示す図、 図３は、付属ユニットを取付けた吊りストラップに固定される本発明に係る装 置を示す図、 図４は、本発明に係る装置の皮膚に対して配置される側と、一実 施形態による酸素飽和度消息子とを示す図である。 図１は、本発明の一実施形態による装置の構成要素群を図式的に示すものであ り、その左側に、酸素濃度計消息子１と、温度消息子２と、他の選択的な消息子 ３とを示す。測定信号はＡ／Ｄ変換器４によりデジタル形式に変換される。デー タ処理ユニット５は、各消息子からの測定データを受取って比較かつ分析し、起 こり得る所定警報限度の超過を監視するとともに、必要に応じて警報器６を作動 する。この装置は、測定データを記憶機構７に年代順に記憶する。記憶されたデ ータはコード化され、記憶容量を節約するために圧縮される。測定及びデータ処 理作業は、電力消費を低減するために特定の間隔で実施される。装置のタイマー ８は装置の動作サイクルを制御する。任意の付属ユニットへの接続及び測定機器 とＰＣとの間のデータ転送は、データ通信バス９を介して管理される。測定の結 果及び警報の原因は、ディスプレイ１０から読取ることができる。 図２は、本発明の装置で使用される酸素濃度計の測定原理を示す。この形式の 消息子は、皮下組織１１の血管１２から反射される光の変化の測定に基づくもの である。光源１３は、２つ以上の独立した波長を放射するのに必要な構成要素を 含む。この解決策では、光源１３及び受信器１４は、測定対象の組織の同一側の 皮膚の表面１５に置くことができる。したがって、消息子を備えた装置全体を例 えば手首や胸に配置でき、ストラップにより患者に固定することもできる。それ により、酸素濃度計に基づく携帯用の生活機能監視装置を達成することが可能に なる。この場合、装置の使用が腕時計の使用とさほど変わらないので、監視が患 者の正常な生活を制限することはない。 図３は本発明に係る装置を示す。この装置はディスプレイ１０を備え、付属ユ ニット１７を取付けた吊りストラップ１６に固定され る。データ通信ゲート１９はストラップの係着機構１８に配置される。係着機構 は装置の作動スイッチとしても機能できる。 図４は、本発明の装置の皮膚に対して配置される側と、本発明の一実施形態に よる酸素濃度計消息子の構造とを示す。光源１３及び受信器１４は、装置ケーシ ングの底部２０の膨出部２１に配置される。このようにして消息子は、（患者に 不便を感じさせない）僅かな押圧力で皮膚に密に押付けられるようになる。押付 けは、測定領域における動脈血より低圧の静脈血の部分を縮減するので、信号振 幅を増加させる。そうしなければ静脈血の部分は測定を妨げるであろう。対応の 消息子は光ファイバを使用することにより達成でき、次いで送信器及び受信器を 装置内に配置できる。光ファイバの端部のみが膨出部内にある。 酸素飽和度及び脈拍の測定 血液の酸素飽和度は、２つの波長（赤及び赤外）の光を連続して組織内に送る 脈拍酸素濃度計の原理において光学的に測定される。プレチスモグラフの脈拍曲 線が、両波長と、組織を透過した光又は組織から反射された光の強度変化に十分 に感応する消息子とを用いて観測される。血液の酸素飽和度は、脈拍曲線といわ ゆるＤＣレベル曲線との振幅の比から算出できる。飽和度はまた、脈拍が観測さ れないときにも概算できるが、そのときの測定結果は、血液の酸素飽和度の絶対 値を示すものではなく飽和度の変化のみを示す。 反射光の測定に基づいた酸素濃度計はそれ自体公知であるが、本発明による携 帯用の装置にそれを使用することを提案する文献はない。さらに、図４及びその 説明文に記載した酸素濃度計消息子の物理的構造は従来技術では知られておらず 、また、酸素濃度計の結果の信頼性評価のために酸素濃度計測定に組入れられる 後述する測定 の使用も知られていない。 下記の測定のうち１つ以上を、機器ケーシング、吊りストラップ又はそれに連 結された付属ユニットに固定的に、本発明に係る装置に追加することができる。 温度測定 測定は、一方が周囲温度を測定し他方が皮膚の表面温度を測定する２つのサー ミスタにより達成される。また、装置自体が発生する熱量及び熱伝導率の知識に より、真の体温を評価することができる。温度評価の際には、身体上の装置の位 置を考慮しなければならない。温度情報は、酸素濃度計の結果の信頼性評価にも 使用できる。 身体の運動機能及び姿勢 身体の運動機能及び姿勢は、十字配置された水銀スイッチか、又は加速度計に より測定できる。動作感応消息子は、運動機能の測定においてそれらが提供する 情報を使用するために和カウンタに接続できる。それによりデータ処理ユニット は、スイッチの状態に継続的に追従する必要がなくなる。酸素濃度計の結果の信 頼性も、測定された運動機能に基づいて評価できる。 圧力及び位置の変化に反応するエレクトレット膜を、吊りストラップに配置す ることもできる。装置を例えば胸に取付ける場合、膜に加わる力により誘導され る電圧変化により、特に、熱の機械的作用、呼吸運動及び運動機能を測定するこ とができる。 酸素濃度計消息子から得られた信号を、運動が信号を障害として顕示する運動 機能の測定に使用することもできる。この信号の強度から、測定状況が要求する 通りに装置が配置されているか否かを評価することもできる。 他の測定 上記から明らかなように、本装置に選択的に組入れることができる以下に示す 測定は、従来技術から明らかな実施形態を有するものではない。 本装置の全体から明らかないかなる消息子も用いずに達成できるＥＫＧのよう な他の測定を、本装置に組入れることができる。さらに、気体濃度、音及び照明 等の周囲因子を測定することができる。 添付の請求の範囲の限定内で、本発明の多様な実施形態を変更できることは、 当業者にとって自明である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，Ｕ Ｇ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，Ｂ Ｙ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ， ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，Ｖ Ｎ (71)出願人 ツオミネン，パウリ フィンランド国，エフイーエン−20540 トゥルク，ヨーキレー 78 アー ７ (72)発明者 アイホーネン，ユッカ フィンランド国，エフイーエン−20540 トゥルク，ヨーキレー ８ デー ８ (72)発明者 ペンティレ，ハイッキ フィンランド国，エフイーエン−00270 ヘルシンキ，クーシティエ ３ アー 15 (72)発明者 シルキエ，ヨウニ フィンランド国，エフイーエン−20500 トゥルク，テーターンカツ ６ (72)発明者 ツオミネン，パウリ フィンランド国，エフイーエン−20100 トゥルク，サイラシュオネーンカツ 10 ベー 10

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．生活機能の非侵襲性測定に適した１以上の消息子を備え、着装者の生活機 能を監視する個人用の歩行許容形装置において、酸素濃度計と、データ処理ユニ ット（５）と、記憶機構（７）と、独立した電源とを具備し、これら構成要素が 同一のケーシング内又は同一の吊りストラップ（１６）上に配置されることを特 徴とする装置。 ２．前記酸素濃度計が、皮下組織（１１）から反射される光の測定に基づくも のであることを特徴とする請求項１に記載の装置。 ３．前記酸素濃度計の消息子の送信器（１３）と受信器（１４）又はそれに関 連付けられた光伝送要素が、皮膚に対して押付けられる膨出部（２１）に配置さ れることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。 ４．装置の動作サイクルの制御を可能にするタイマー（８）を具備したことを 特徴とする請求項１、２又は３に記載の装置。 ５．前記酸素濃度計の動作の点検を可能にする運動機能及び／又は温度の測定 用の構成要素を具備したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の 装置。 ６．ディスプレイ（１０）、データ通信ゲート（１９）及び／又は１つ以上の 警報器（６）を備えたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の装 置。 ７．和カウンタに接続される動作感応スイッチ及び／又は圧力及び位置の変動 に感応するエレクトレット膜を、動作測定のために前記吊りストラップ（１６） に取付けて具備したことを特徴する請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。 ８．皮膚の表面温度と外部温度との比を比較する構成要素を具備 したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。 ９．吊りストラップ（１６）に、１つ以上の付属ユニット（１７）を接続可能 なデータ通信バス（９）を組入れたことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１ 項に記載の装置。 10．同一の機器ケーシング及び／又は吊りストラップ（１６）に接続可能な、 他の生活機能及び／又は外部因子を測定するための１つ以上の消息子を具備した ことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の装置。