センサユニットおよび警報装置
【課題】
利便性良く物理量を検出するセンサユニット、および利便性良く物理量を検出して警報を報知する警報装置を提供する。
【解決手段】
複数種類の物理量の中から任意に選択された物理量を検出するとともに、得られた検出信号と他の同種のセンサユニットで得られた検出信号とをマージして出力するセンサユニット、および複数種類の物理量の中から任意に選択された検出対象の物理量を表す検出信号について信号処理を行い、信号処理後の信号が所定のアラーム条件に合致したか否かを判定し、アラーム条件に合致した場合にアラームを報知する警報ユニットを備えた。
利便性良く物理量を検出するセンサユニット、および利便性良く物理量を検出して警報を報知する警報装置を提供する。
【解決手段】
複数種類の物理量の中から任意に選択された物理量を検出するとともに、得られた検出信号と他の同種のセンサユニットで得られた検出信号とをマージして出力するセンサユニット、および複数種類の物理量の中から任意に選択された検出対象の物理量を表す検出信号について信号処理を行い、信号処理後の信号が所定のアラーム条件に合致したか否かを判定し、アラーム条件に合致した場合にアラームを報知する警報ユニットを備えた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出するセンサユニット、および物理量を検出してアラームを報知する警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院内では、各種の医療用モニタなど、医用警報信号を発するさまざまな医療機器が使用されている。これらの医療機器は、医用警報信号によって、患者の異常や医療機器の異常な動作状態を伝える。このような医療機器が複数存在する場合、それぞれの医療機器が発する医用警報信号を一箇所に集中的に集めて管理することができれば、こうした医療機器を個別に監視する場合に比べると、労力が軽減することになる。このような目的のために、医用警報信号を一箇所に集中的に集めて、まとめて管理する医用警報集中装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された医用警報集中装置は、電気的警報信号が入力されるようになっている複数の入力端子を備えており、入力端子から電気的警報信号が入力されると個々の信号に応じた表示を行い、さらに、信号源になっている機器が警報を発している状態にあることを、ブザーを鳴らして報知する機能を有している。電気的警報信号を発する機器でありさえすれば、その信号は、この医用警報集中装置に対する入力信号となるため、この装置は、医療機器以外の機器に対しても警報集中装置として機能する。
【特許文献１】特開昭６２−８４７３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら機器の中には、電気的警報信号ではなく音や光、磁気といった様々な種類の非電気的な物理量によって警報を発するものも多い。このような非電気的警報信号を発する機器に対しては、上記の医用警報集中装置は、このままでは警報装置としての役割を
果たさない。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、物理量を利便性良く検出するセンサユニット、および物理量を利便性良く検出し検出信号を処理して警報を報知する警報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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明のセンサユニットは、所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、センサユニット本体に一端部が接続されそのセンサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニットであって、
上記センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子と結合する第２の接続端子を備え、同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明のセンサユニットは、そのセンサユニットの第１の接続端子と、他の同種のセンサユニットの第２の接続端子とを結合することにより、複数台からなるセンサユニットの列を作り、それら複数のセンサユニットからの検出信号を共通の第１の接続端子から出力することができる。このようなセンサユニットの列は、検出対象となる物理量の発生源が複数存在する状況においても、複数の発生源で発生した複数の物理量を検出して検出信号を出力することができるひとつのセンサユニットとして機能する。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の警報装置は、
所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、センサユニット本体に一端部が接続され該センサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニット、および
上記第１の接続端子と結合する第３の接続端子と、上記センサユニット本体で検出される複数種類の物理量の中から選択された、前記センサユニットによる検出対象の物理量を表す検出信号について信号処理を行う信号処理部と、信号処理部での信号処理後の信号が
所定のアラーム条件に合致したか否かを判定する判定部と、判定部によりアラーム条件に合致した場合にアラームを報知するアラーム報知部とを備えた警報ユニットを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の警報装置は、検出対象となる物理量を検出するセンサを有するセンサユニットを備えている。また警報ユニットも、そのセンサユニットで検出する物理量が複数種類の物理量のうちのいずれの物理量であってもその物理量に応じた信号処理を行い、必要に応じてアラームを報知することができる。
【０００９】
ここで、上記警報装置は、上記第３の接続端子を複数備え、上記信号処理部は、複数の第３の接続端子それぞれに対応してそれぞれ選択された検出対象の物理量を表す各検出信号について信号処理を行うものであってもよい。
【００１０】
このように、上記第３の接続端子を複数備えることにより、上記センサユニットを複数台接続することができ、複数の機器を集中的に監視することができる。
【００１１】
また、本発明の警報装置は、センサユニットが、種類の異なる複数の物理量を検出して
電気的な検出信号に変換する複数種類のセンサそれぞれを備えたセンサユニット本体を有する複数種類のセンサユニットからなるものであってもよい。
【００１２】
このように、種類の異なる複数の物理量を検出する複数種類のセンサをそれぞれ有するセンサユニットを備えることにより、本発明の警報装置は、種類の異なる物理量を発生する機器に対しても警報装置として機能する。
【００１３】
また、本発明の警報装置は、複数種類の物理量の中から検出対象の物理量を選択して、
信号処理部に、選択した検出対象の物理量の検出信号について信号処理を行わさせる検出物理量設定部を備えたものであってもよい。
【００１４】
このような検出物理量設定部を備えると、本発明の警報装置の使用者は、上記センサユニットに検出させる物理量を、警報装置に監視される機器の性質に応じて設定することができる。
【００１５】
また、上記警報装置の上記センサユニットは、上記複数種類の物理量のうちの少なくとも一つとして音を検出するものであってもよく、あるいは、光を検出するものであってもよく、あるいは、磁気を検出するものであってもよい。
【００１６】
また、本発明の警報装置のアラーム報知部は、画像を表示する表示部を備え上記表示部への表示によりアラームを報知するものであってもよく、あるいは音を発する音発生部を備え上記音発生部にアラーム音を発生させることによってアラームを報知するものであってもよく、あるいは外部機器との通信を行う通信部を備え上記通信部に外部機器に向けてアラーム信号を送信させることによってアラームを報知するものであってもよい。
【００１７】
また、本発明の警報装置は、検出対象の物理量についてセンサユニットがアラーム条件に合致しない状況の物理量を検出しているタイミングとセンサユニットがアラーム条件に合致した状況の物理量を検出しているタイミングの通知を受けてアラーム条件を学習するアラーム条件学習部を備えたものであってもよい。
【００１８】
この場合、上記のアラーム条件学習部を備えると監視対象の機器に適したアラーム条件が学習により容易に設定される。そして、判定部は、機器がアラームを発しているか否かを、アラーム条件学習部が学習したアラーム条件に基づいて判定することができる。
【００１９】
さらに上記アラーム条件学習部を備えた警報装置の場合、センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子とを結合する第２の接続端子を備え、同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものものであり、上記アラーム条件学習部は複数のセンサユニットからのマージされた検出信号に対しては各センサユニットごとのアラーム条件を学習するものであってもよい。
【００２０】
このような第２の接続端子を備えたセンサユニットを用いると、第１の接続端子と、他の同種のセンサユニットの第２の接続端子とを結合して、複数台からなるセンサユニットの列を作り、それら複数のセンサユニットからの検出信号を共通の第１の接続端子から出力することができる。このようなセンサユニットの列を作り、入力されたそれぞれの機器の検出信号に対するアラーム条件を学習することによって、それぞれの機器からの信号が各センサユニットごとに学習したアラーム条件に合致したか否かを判定し、合致した場合はアラームを報知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のセンサユニットによれば、複数種類の非電気的物理量を利便性良く検出し検出信号を出力することができるとともに、得られた検出信号と他の同種のセンサユニットで得られた検出信号とをマージして出力することができる。
【００２２】
また、本発明の警報装置によれば、機器から発生する物理量が複数種類の非電気的物理量のいずれであってもその物理量を利便性良く検出し、その検出された物理量に応じた信号処理および機器の状態の判定を行い、異常があればアラームを報知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態の警報装置を用いて構築された医療機器の集中アラームシステムを示す図である。
【００２５】
図１において、本実施形態の警報装置は、警報ユニット本体１、ホストモニタ２１、ケーブル２２およびセンサユニット３によって構成され、警報ユニット本体１、ホストモニタ２１およびケーブル２２を合わせたものが、本発明の警報ユニットに相当し、センサユニット３が、本発明のセンサユニットに相当する。本実施形態では、この警報装置を用いて、例えば製造メーカーが違うために他の機器と電気的に接続できない医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５を監視する。それぞれの機器には、それぞれの機器の発する物理量を検出するセンサユニット３が、それぞれの機器にテープで取り付けられ、検出信号を警報ユニット本体１に向けて出力する。シリンジポンプ４４からの信号を検出するセンサユニット３と、輸液ポンプ４５からの信号を検出するセンサユニット３は、いわゆるカスケード接続されている。医療用モニタ４１、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５は音によって警報を発し、人工呼吸器４２は光によって警報を発し、無停電電源装置４３は磁気によって装置の異常を伝える。これらの物理量に対応して、音を検出するセンサユニット３が医療用モニタ４１、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５に取り付けられ、光を検出するセンサユニット３が人工呼吸器４２に取り付けられ、磁気を検出するセンサユニット３が無停電電源装置４３に取り付けられている。一般に多くの機器では、警報や異常は、音や光によって伝えられる。しかし、機器の中には、本実施形態の無停電電源装置４３のように、発音・発光手段を持たない機器もあり、こうした機器に対して機器が正常な動作状態からはずれていることを機器内部に手を加えることなく検知するためには、機器表面に現れる微弱な磁界の変化を検知する必要があることが多い。このため、本実施形態の警報装置は、音や光を検出するセンサユニット３に加え、磁気の変化を検出するセンサユニット３を備えている。
【００２６】
警報ユニット１には、ホストモニタ２１がケーブル２２を介して接続されている。ホストモニタ２１は、警報ユニット１に入力される信号のもとになる物理量の種類をモニタ画面上で設定する機能を持つ。さらに、ホストモニタ２１の画面上では、医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５から検出信号のデータが表示され、監視対象の機器のいずれかに異常があると、対応する機器が警報を発している旨が画面上に表示されるとともに、アラーム音を発して異常を伝える。このホストモニタ２１とケーブル２２が、本実施形態において、本発明の検出物理量設定部の一部である。またホストモニタ２１は、表示部にアラームを発するアラーム報知部であるとともにアラーム音を発生させるアラーム報知部の機能も備えている。
【００２７】
図２は、図１に示されている本実施形態の警報ユニットのうち、警報ユニット本体１の外観図である。
【００２８】
この警報ユニット本体１の詳細な内部構造については、後述のハードウェアの説明の際に合わせて詳説することとし、ここでは警報ユニット本体の外観に現れている部分について説明する。図２に示す本実施形態の警報ユニット本体１は、発光して異常を周囲に知らせるためのアラームランプ１０を備えている。また、図１に示されているホストモニタ２１と接続するためのコネクタであるシリアル通信コネクタ１１が用意されている。また、ナースコールと通信するために、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２が備えられている。さらにセンサユニット接続ジャック１３〜１６が、図１に示されているセンサユニット３とのインターフェースとして用意されている。またセンサユニットからの入力信号を学習するため、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａが各々のセンサユニット接続ジャック１３〜１６の近傍に配置されている。またモード設定ボタン１７がアラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａとは別に設けられている。
【００２９】
図３は、図１に示されている本実施形態のセンサユニット３の外観図である。
【００３０】
本実施形態は、複数のセンサユニット３を有し、各センサユニットのそれぞれを構成するセンサユニット本体３１には、磁気センサ、音響センサ、光センサのうちいずれか１つが内蔵されている。図３に示すセンサユニット本体３１には、開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂの２つが示されているが、音響センサを内蔵しているセンサユニット本体３１のみ開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂの両方を備えていて、磁気センサおよび光センサをそれぞれ内蔵しているセンサユニット本体３１は、開ロ部３２ａだけを備えており、図３では、音響センサを内蔵しているセンサユニット本体３１が代表として示されている。音響センサのセンシングを行う部分は２つあり、それぞれ開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂの近傍に配置されている。また、磁気センサおよび光センサのセンシングを行う部分は１つであり、開ロ部３２ａの直下に配置されている。３種類のセンサのセンシングを行う部分をこのように配置することにより、３種類のセンサユニット本体３１は、それぞれ磁気、音、および光を効率よく検出し電気信号に変換できる。また、監視したい機器にセンサユニット本体３１をそのままテープで取り付けることができ、取り付け作業は、センサを直接取り付ける作業に比べて簡単である。また、センサユニット本体３１には、ケーブル３３の一端が接続されており、ケーブル３３のもう一方の先端には接続プラグ３４が備えられている。この接続プラグ３４は、図２に示されているセンサユニット接続ジャック１３〜１６に接続される接続プラグである。本実施形態においては、この接続プラグ３４が本発明の警報装置の第１の接続端子に相当する。
【００３１】
また、センサユニット本体３１には、図２に示されているセンサユニット接続ジャック１３〜１６と同一形状のセンサユニット接続ジャック３５が用意されている。このセンサユニット接続ジャック３５は、他の同種のセンサユニット３の接続プラグ３４’を挿入することができ、これによってセンサユニット３を他の同種のセンサユニット３といわゆるカスケード接続することができる。本実施形態においては、このセンサユニット接続ジャック３５が本発明の警報装置の第２の接続端子に相当する。
【００３２】
接続ブラグ３４には、正電源端子３６、プラス信号出力端子３７、マイナス信号出力端子３８および負電源端子３９からなる４つの端子が備えられており、正電源端子３６は正電源と接続され、負電源端子３９は負電源と接続される。また、プラス信号出力端子３７からは、センサユニット本体３１に内蔵されたセンサからのプラス出力信号が出力され、
マイナス信号出力端子３８からは、そのセンサからのマイナス出力信号が出力される。
【００３３】
以下、図４〜図６を参照して、センサユニット本体３１に内蔵された３種類のセンサの構造を説明する。これらの図には、各センサがセンサユニット本体３１に内蔵されたものであることを示すために、センサユニット本体３１の外枠についても模式的に示されている。これら図４〜図６それぞれにおいて、開ロ部３２ａ、開ロ部３２ｂおよび４つの端子３６〜３９は、図３に示した開ロ部３２ａ、開ロ部３２ｂおよび４つの端子３６〜３９に相当する。
【００３４】
図４は、磁気センサの構造を表した図である。
【００３５】
この磁気センサにはホール素子３１１が使用されている。ホール素子３１１に、図２に示す正電源端子３６と負電源端子３９の間に電圧を与え抵抗３１２を介して電流を流すと、既知のホール効果により電流とは垂直な方向に電圧を発生するため、この電圧を抵抗３１３および抵抗３１４を介して、プラス信号出力端子３７およびマイナス信号出力端子３８からプラス出力信号およびマイナス出力信号をそれぞれ出力する。ホール素子３１１の周波数特性は５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度である。
【００３６】
図５は、音響センサの構造を表した図である。
【００３７】
開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂから音を検出するために、それぞれに対応してコンテンサ入力型マイクロホン３２１、３２２が１つずつ配置されている。外来ノイズの影響をキャンセルするためにこれらのマイクロホン３２１、３２２は逆並列接続されている。マイクロホンは外部から入力された音のエネルギーに対して起電力を発生するため、正電源端子３６および負電源端子３９は不要であり接続しない。回路は対称であり、どちらかの開ロ部を機器側に密着してもよく、プラス出力信号をプラス信号出力端子３７から出力するとともに、マイナス出力信号をマイナス信号出力端子３８から出力する。各マイクロフォン３２１、３２２の周波数特性は、可聴域の５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度、入力感度は、マイナス４０ｄＢ程度である。
【００３８】
図６は、光センサの構造を表した図である。
【００３９】
センサとしてフォトトランジスタ３３１が使用されている。フォトトランジスタ３３１は負荷抵抗３３２を介して正電源端子３６および負電源端子３９に接続され、プラス出力信号がプラス信号出力端子３７から出力する。マイナス信号出力端子３８は使用されない。フォトトランジスタ３３１の波長特性は可視光領域すなわち４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度、入力感度は５０ルクス〜６０００ルクス程度である。
【００４０】
次に、図１に示されている警報ユニット本体１の内部構造について説明する。
【００４１】
図７は、警報ユニット本体１内部のハードウェアブロック図である。
【００４２】
この図７のハードウェアブロック図には、警報ユニット本体１内部の回路を表す図であることを明確にするために警報ユニット本体１の外枠が破線で示されており、さらにその外枠に取り付けられている、図２に示すアラームランプ１０、シリアル通信コネクタ１１、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２、センサユニット接続ジャック１３〜１６、モード設定ボタン１７、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａについてもそれぞれ示されている。
【００４３】
以下において、この図７に示されているハードウェアブロック図の構成要素とその機能について詳しく説明する。電源１００は、装置内のすべての回路に電力を供給する。ＣＰＵ１０１は装置内の回路を統括して制御する。リード・オンリ・メモリ（以下ＲＯＭと略す）１０１ａは、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムおよび必要なデータを保持している
メモリである。ランダム・アクセス・メモリ（以下ＲＡＭと略す）１０１ｂは、ＣＰＵ１０１が演算および一時的な記憶に使用するメモリである。アナログ・デジタル・コンバータ（以下ＡＤＣと略す）１０１ｃ、タイマ１０１ｄは、ＣＰＵ１０１に内蔵され、それぞれアナログ値からデジタル値への変換、計時を行う。また、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａは、センサユニット接続ジャック１３〜１６に入力された信号をＣＰＵ１０１に学習させるためのボタンであり、モード設定ボタン１７はＣＰＵ１０２の入出カポートに接続され、起動時に読み込む設定を選択するためのボタンである。
【００４４】
図３に示すセンサユニット本体３１に内蔵された各種のセンサによって検出され出力された信号は、センサユニット接続ジャック１３〜１６に入力される。以下では、センサユニット接続ジャック１３に入力される場合を例にとって説明する。センサユニット接続ジャック１３からの入力信号を処理する回路には、ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１０６によって構成される、音響および磁気から得られる電気的検出信号を処理する音響・磁気処理回路と、ヘッドアンプ１０８〜ゲインアンプ１１１によって構成される、光から得られる電気的検出信号を処理する光処理回路との２種類がある。
【００４５】
まず、音響・磁気処理回路について説明する。ここでは音響から得られる検出信号の場合を例にとって説明する。センサユニット本体３１に内蔵された音響センサによって検出され出力された検出信号は、センサユニット接続ジャック１３に入力され、ヘッドアンプ１０２で差動増幅され、低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４を通過する。
低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４は、振動などの低域の周波数の影響を防ぐため、および音声領域を超える不要な高域の周波数帯を遮断し信号対雑音比を向上させるために必要である。低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４のそれぞれの遮断周波数はソフトウェア的に変更される可変な定数であり、音響による入力信号の場合は、低域の遮断周波数は５００Ｈｚに設定し、高域の遮断周波数は５０００Ｈｚに設定する。低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４によって処理された信号は、平滑回路１０５によって整形される。整形された信号は、ゲインアンプ１０６により、ＣＰＵ１０１内部のＡＤＣ１０１ｃがこの信号をアナログ／デジタル変換できるレベルにまで増幅されて、マルチプレクサ１０７に入力される。磁気から得られる検出信号の場合の信号処理は、音響による入力信号の場合と比べ、低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４の遮断周波数が異なる以外は同じである。
【００４６】
次に光処理回路について説明する。センサユニット本体３１に内蔵された光センサによって検出され出力された信号は、センサユニット接続ジャック１３に入力され、ヘッドアンプ１０８によって増幅され、低域通過フィルタ１０９を通過する。検出される光の周波数は通常１ヘルツ以下〜数ヘルツ程度と音や磁気の周波数に比べて非常に低いため、低域周波数を遮断する必要はないが、インバータ式蛍光灯やリモコン送信機などの影響を防ぐために低域通過フィルタのみ必要である。高域の遮断周波数は２０Ｈｚである。低域通過フィルタ１０９によって処理された信号は、平滑回路１１０を通じて整形される。さらにゲインアンプ１１１により、ＣＰＵ１０１内のＡＤＣ１０１ｃがこの信号をアナログ／デジタル変換できるレベルにまで増幅されて、マルチプレクサ１０７に入力される。
【００４７】
ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１０６により構成される音響・磁気処理回路と、ヘッドアンブ１０８〜ゲインアンプ１１１により構成される光処理回路はいずれもマルチプレクサ１０７に導かれるが、実際の動作にあたっては、どの種類のセンサを内蔵したセンサユニットを使用するかをあらかじめ選択する作業が入るので、２つの処理回路の出力のうちＣＰＵによって実際に処理されるのは、選択された片方の処理回路の出力のみである。また、センサユニット接続ジャック１３と同形状のセンサユニット接続ジャック１４〜１６があり、それぞれに同じ構成の回路が存在するので、全部で４系統の処理回路が存在している。
【００４８】
シリアル通信ドライバ１１ａは、シリアル通信コネクタ１１を介して図１に示したようにケーブル２２によってホストモニタ２１と接続され、ホストモニタ２１と通信を行う。
また、ゲートアレー１２ａは、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２を介してナースコールと通信する。リレー１０ａは、アラームランプ１０を、点灯あるいは点滅させる。ブザー１１２は、ＣＰＵ１０１によって駆動され、キー操作の完了やエラーを音により操作者に知らせる機能を報知する機能を持つ。
【００４９】
本実施形態においては、センサユニット接続ジャック１３〜１６のそれぞれが本発明の警報ユニットの第３の接続端子に相当し、ＣＰＵ１０１が本発明の警報ユニットの判定部に相当する。また、ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１１１が本発明の警報ユニットの信号処理部を構成する。さらに、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａおよびＣＰＵ１０２が本発明の警報ユニットのアラーム条件学習部に相当し、モード設定ボタン１７、シリアル通信ドライバ１１ａ、シリアル通信コネクタ１１、図１に示されたホストモニタ２１およびケーブル２２が、本発明の警報ユニットの検出物理量設定部を構成する。また、アラームランプ１０と、そのアラームランプ１０を点灯・点滅させるためのリレー１０ａは、光によってアラームを報知するアラーム報知部である。また、ゲートアレー１２ａを介して、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２からアラーム信号をナースコールに送信する
アラーム報知機能が備えられており、ゲートアレー１２ａとデジタル／アナログ入出力コネクタ１２も、本発明の警報ユニットのアラーム報知部を構成している。また、図１に示されたホストモニタ２１には、その表示画面上でアラームを表示するとともに、アラーム音を発する機能があり、シリアル通信ドライバ１１ａ、シリアル通信コネクタ１１、ケーブル２２、ホストモニタ２１は、本発明の警報ユニットの画面上にアラームを表示するアラーム報知部の機能も兼ねている。
【００５０】
図８は集中アラームシステムの動作の大まかな流れを表すメインフローチャートである。
【００５１】
以下では、図８に従い、警報ユニット本体１からみた集中アラームシステムの動作の大まかな流れを説明する。まず、図１に示されているように、監視対象となる機器にそれぞれ取り付けられたセンサユニット３に関して、ＣＰＵ１０１に蓄えられているメモリや変数などの初期化を行う（Ｓ１０１）。次に、モード設定を行う。モード設定の作業は、警報ユニット本体１の設定を行うために、図１に示されているホストモニタ２１を使用してその画面上で行うモードを選択するか、あるいは、ホストモニタ２１を使用しないで設定を行うモードを選択するかを、図２および図７に示されているモード設定ボタン１７で決定する作業である。ここではホストモニタ２１を使用してその画面上で警報ユニット本体１の設定を行うモードを選択する（Ｓ１０２）。モード設定に続いて、警報ユニット本体１が、ホストモニタ２１と通信するために必要な設定を行う（Ｓ１０３）。次に、警報ユニット本体１において、ホストモニタ２１が利用しているシリアル通信の通信ポートを監視し、ホストモニタ２１から、図１に示されているセンサユニット３それぞれに関する情報が送られてきていないかを確認する（Ｓ１０４）。その情報が送られていなければステップＳ１０５でＮｏが選択され、ステップＳ１０４に戻る。ホストモニタ２１からセンサユニット３それぞれに関する情報が送られていれば、センサユニット設定に必要な作業を行う（Ｓ１０６）。このセンサユニット設定については後述する。ここまでが起動時に一度のみ行う処理である。続いて、図１に示した、医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５を監視するための作業のフローを説明する。この作業のフローのスタート時点においては、それぞれの機器からの異常や警報を伝える信号（以下、アラーム要因と呼ぶ）が検出されてはいない状況であるという前提で話を進める。まず、ホストモニタ２１との通信を行い（Ｓ１０７）、ホストモニタ２１に対してアラーム要因が検出されてはいない旨を通知し、ホストホストモニタの画面上のアラーム表示、およびアラーム音があれば、停止させる。続いて異常が発生している機器や警報を発している機器の有無を調べるため、それぞれのセンサニット３を監視する（Ｓ１０８）。このセンサユニット監視の作業の詳細は後述する。ここでセンサニット３のすべてにおいて、アラーム要因が検出されなければステップＳ１０９でＮｏが選択され、ステップＳ１０７に戻り、再び同じ処理を繰り返す。アラーム要因が検出された場合、発生源の機器を特定し（Ｓ１１０）、アラーム要因を検出したセンサユニット３に関するアラーム検出フラグをセットし、アラームランプ１０を点灯しアラームを発生する（Ｓ１１１）。そして再びホストモニタ２１との通信を行い、アラーム要因が発生していることをホストモニタ２１に伝え（Ｓ１１２）、ホストモニタの画面上にアラームの発生とその内容を表示させるとともに、同時にアラーム音を発生させる。次に再びホストモニタとの通信を行い、後述のアラーム監視の作業を行い、アラーム要因を検出したセンサユニット３を監視する（Ｓ１１３）。この作業で、まだアラーム要因が検出される場合はステップＳ１１４でＮｏが選択され、ステップＳ１１２に戻り、再び同じ処理を繰り返す。アラーム要因が検出されない場合には、アラーム要因を検出したセンサユニット３に関するアラーム検出フラグをクリアし、アラームランプを消灯して（Ｓ１１５）、Ｓ１０７に戻る。
【００５２】
以下、センサユニット設定の作業を説明する。センサユニット設定の作業には、ホストモニタ２１が実行する作業と警報ユニット本体１のＣＰＵ１０１の実行する作業の２つの作業がある。まず、ホストモニタ２１が実行する作業を説明する。
【００５３】
図９は、ホストモニタの画面上でセンサユニット設定の作業を実行するためのメニュー操作を示す図である。
【００５４】
図９（ａ）は、図１に示したホストモニタ２１を前面から見た図である。
【００５５】
ホストモニタ２１は画面がタッチキーとなっており、画面の所定の場所に指で触れることにより所望の動作を実行する。ここではメニューキーＫ０１を押す。
【００５６】
図９（ｂ）は、メニューキーＫ０１を押すことによって現れるメニュー画面をホストモニタ２１が表示している様子を表す図である。ここでＰ０１は、図１に示した、医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５によって伝えられる情報を表示する画面の上に重ねて表示されたウィンドウである。
【００５７】
図９（ｃ）は、このウィンドウのみを切り出した図である。このウィンドウには、ウィンドウを閉じて前の画面に戻るための「戻る」キーＫ０２が右上に配置されている。メニュー画面では様々な機能を実行するためのキーが並んでいるが、ここで機器の設定に関す
るキーであるセットアップキーＫ０３を押す。
【００５８】
図９（ｄ）は、セットアップキーＫ０３を押すと現れるセットアップメニューＰ０２を表す図である。ここでは、各種モード設定に関するキーであるプリセットキーＫ０４を押す。
【００５９】
図９（ｅ）は、プリセットキーＫ０４を押すと現れるプリセットメニューＰ０３を表す図である。画面右端上段に「アラーム集中システム設定」というキーＫ０５があり、このキーＫ０５を押す。
【００６０】
図９（ｆ）は、キーＫ０５を押すと現れるアラーム集中システム設定メニューＰ０４を表す図である。この画面では、図１に示す４つのセンサユニット接続端子１３〜１６に、
それぞれ入力端子１〜４と名前をつけ、それぞれの入力端子１〜４と接続されているセンサユニット３の個数や内蔵しているセンサの種別についてのセンサユニット情報を入力する。センサユニット３がカスケード接続されて入力端子と接続している場合は、連結されたセンサユニット３の総数をセンサユニット３の個数として入力する。センサユニット３の個数については、個数設定キーＫ０６で、センサユニット３それぞれが内蔵しているセンサの種別については種別設定キーＫ０７でそれぞれ入力作業を行う。例えば、図１に示したアラーム集中システムの構成では、入力端子１に音によって異常を伝える医療用モニタ４１に、音響センサを内蔵しているセンサユニット３が取り付けられている。従って、入力端子１では、センサユニット個数＝１、センサ種別＝音を選択する。キーの左上の小
さい四角が選択の有無を示すマークであり、白い四角は選択されていない状態、黒い四角は選択されている状態をそれぞれ示している。入力端子２〜４についても同様に選択する。すべてのセンサユニットの個数とそれぞれのセンサユニットのセンサの種別の選択が済んだら、左上の「設定する」キーＫ０８を押す。
【００６１】
図９（ｇ）は、「設定する」キーＫ０８を押すと現れる、各入力端子ごとのセンサユニット情報が読み込まれている際の画面Ｐ０５を表す図である。センサユニット設定の進行
状況はインジケータＩ０１に反映される。ここで入力したセンサユニット情報は、警報ユニット本体１に送信され、記憶される。その実行に伴い、実行作業の各段階でのメッセージが画面上に表示される。図９（ｇ）に示したメッセージＭ０１はそのメッセージの一例である。
【００６２】
図９（ｈ）は、センサユニット設定の作業が正常に終わると現れる画面Ｐ０６を表す図である。メッセージＭ０２が現れ、センサユニット設定の作業が終了したことを表示する。ここで、中央下部の「戻る」キーＫ０９を押すと図９（ａ）に示したセンサユニット設定の作業前のモニタ画面に戻る。
【００６３】
続いて、警報ユニット本体１のＣＰＵ１０１の実行するセンサユニット設定の作業を説明する。
【００６４】
図１０は、警報ユニット本体１のＣＰＵ１０１の実行するセンサユニット設定の作業の流れを表すフローチャートである。
【００６５】
まずホストモニタ２１と通信し、アラーム集中システム設定メニュー図９（ｆ）で設定した入力端子１〜４に接続する図１に示すセンサユニット３の個数とそれぞれのセンサ機能の種別に関する情報を取得する（Ｓ２０１）。ここで、入力端子１〜４に対応した変数を変数ｋとする。つまり、ｋ＝１ならば入力端子１、ｋ＝２ならば入力端子２、…、ｋ＝４ならば入力端子４というように一対一に対応している。以下、入力端子１についての設定を例にとって説明する。まず、変数ｋに１を入力し（Ｓ２０２）、入力端子１に接続されたセンサユニット３の個数を確認する（Ｓ２０３）。本実施形態では、図１に示すように入力端子１には、音によって異常を伝える医療用モニタ４１を監視するため音響センサを内蔵しているセンサユニット３が接続されているが、もし、この医療用モニタ４１を監視する必要がなくセンサユニット３を接続していない場合は、以下の設定は無意味なので、ステップＳ２１７にジャンプする。ここでは、音響センサを内蔵しているセンサユニット３が接続されている前提で説明する。このセンサユニット内の音響センサによって検出された音による警報が電気的出力信号として警報ユニットの入力端子１（図２および図７に示したセンサユニット接続ジャック１３）に入力される。ここで入力されるセンサユニット３のセンサ機能が音響センサなので、ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１０６によって構成される磁気・音響センサを処理する回路が用いられる。この段階で、低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４の遮断周波数を設定する作業もあわせて行う（Ｓ２０４）。次に図２および図７に示した学習ボタン１３ａを押し（Ｓ２０５）、ＣＰＵ１０１にアラームが発生していないときの周囲の音量（周囲ノイズレベル）の学習させる（Ｓ２０６）。このときアラームランプ１０を１Ｈｚの周期で点滅させ、学習中であることを示す。所定の時間が過ぎたら学習動作を終了しアラームランプ１０を消灯する（Ｓ２０７）。操作を誤って１３ａ以外の学習ボタン１４ａ〜１６ａのいずれかが押されると、ＣＰＵ１０１は、ブザー１１２を駆動しピープ音を鳴らして操作の誤りを告げる。続いて監視対象の医療用モニタ４１が異常を伝える音を発生している状況で、学習ボタン１５ａを押し（Ｓ２０８）、モニタ４１が異常を伝えている状況でのアラームの音量（アラームレベル）の学習をする（Ｓ２０９）。このときアラームランプ１０を１Ｈｚの周期で点滅させ学習中であることがわかるようにする。所定の時間が過ぎたら学習動作を終了し、アラームランプ１０を消灯する（Ｓ２１０）。ステップＳ２０６で学習した周囲ノイズレベルと、ステップＳ２０９で学習したアラームレベルとから、医療用モニタ４１に対する適切なアラーム閾値を算出し、図７に示したＲＡＭ１０２ｂに設定する（Ｓ２１１）。
【００６６】
図１に示すアラーム集中システムの構成のように、入力端子１に接続するセンサユニット３の数が１個なので、これ以上設定するセンサユニット３がない場合はステップＳ２１２でＹｅｓが選択されステップＳ２１７にジャンプする。もし音響センサを内蔵しているセンサユニット３が２個カスケード接続されて、入力端子１に接続している状況では、同じ設定をもう一度する必要がある。具体的にはアラームを監視したい機器で警報を発生させておき、学習ボタン１５ａが押されたら（Ｓ２１３）、アラームレベルの学習をし（Ｓ２１４）、所定の時間が過ぎたら学習動作を終了し、アラームランプ１０を消灯する（Ｓ２１５）。ステップＳ２０６で学習した周囲ノイズレベルと、ステップＳ２１４で学習したアラームレベルとから機器の適切なアラーム閾値を算出し、ＲＡＭ１０２ｂに設定する
（Ｓ２１６）。以上の操作を、変数ｋが１〜４のすべての場合について行う。つまりステップＳ２０３にジャンプして、変数ｋが４に達するまで、以上の操作を繰り返す（Ｓ２１７）。最後に変数ｋが４に達した時に、この作業は終了する。この作業により、すべての監視対象の機器の適切なアラーム閾値が設定される。
【００６７】
図１１は、図８に示したステップＳ１０８で行われるセンサユニット監視の作業のフロチャートである。
【００６８】
入力端子１〜４のいずれかを表す前述の変数ｋが１の場合からこの作業はスタートする
（Ｓ３０１）が、以下では、任意の変数ｋの場合、すなわち入力端子ｋの場合を想定し、話を進める。この入力端子ｋに接続したセンサユニット３の数が０個ならばこのセンサユニットを監視する必要がないので、ステップＳ３０２で０個が選択されステップＳ３０９にジャンプする。０個ではない場合は、図７に示したタイマ１０１ｄをセットし（Ｓ３０３）、入力端子ｋに接続したセンサユニット３による検出結果の入力を開始する（Ｓ３０
４）。以下では、入力端子ｋに接続したセンサユニット３の個数が１個である場合の作業を説明する。まず、タイマ１０１ｄがタイムアップしていればステップＳ３０５でＹｅｓが選択され、ステップＳ３０８にジャンプし、タイムアップしていなければ、入力端子ｋに接続したセンサユニット３の出力する検出信号のレベルとセンサユニット設定の作業で決定したアラーム閾値を比較して、異常や警報を伝える信号（アラーム要因）が監視対象の機器から発せられていないかどうか判定する（Ｓ３０６）。アラーム要因が検出されている場合は、入力端子ｋに接続したセンサユニット３に関するアラーム出力フラグをセットして（Ｓ３０７）、このセンサユニット監視の作業を終了し、後述のアラーム監視の作業に進む。タイマ１０２ｄがタイムアップするまでにアラーム要因が検出されていない場合は、入力端子ｋに接続したセンサユニット３による検出結果の検討作業を終了する（Ｓ３０８）。以上は、入力端子ｋに接続したセンサユニット３の個数が１個の場合であるが、カスケード接続することにより、センサユニット３の個数が２個以上の場合は、以上の作業をカスケード接続したセンサユニット３すべてについて行う。変数ｋが４に達していればステップＳ３０９でＹｅｓが選択され、このセンサユニット監視の作業を終了する。
変数ｋが４に達していなければ、この変数ｋを１だけ増分したものを新たな変数ｋとして（Ｓ３１０）、ステップＳ３０２に戻り、新たな変数ｋに対応する入力端子に接続されたセンサユニットの監視をする作業を行う。
【００６９】
図１２は、図８に示したステップＳ１１３のアラーム監視の作業の具体的な内容を表すフロチャートである。
【００７０】
このアラーム監視の作業は、図１１に示したセンサユニット監視の作業のステップＳ３０７の後で行う作業である。図１１に示したセンサユニット監視の作業のステップＳ３０７において、アラーム要因を検出したセンサユニットは既知である。そこで、まずタイマ１０１ｄをセットし（Ｓ４０１）、このセンサユニットから送られてくる検出信号を入力し（Ｓ４０２）、アラーム要因が検出されている状態が続いているかどうかを確認する（Ｓ４０３）。アラーム要因が検出されていない場合、このセンサユニットに関するアラーム検出フラグをクリアして終了する（Ｓ４０５）。アラーム要因が検出されている場合、
タイマ１０１ｄがタイムアップしていなければステップＳ４０４でＮｏが選択され、ステップＳ４０２に戻り、タイムアップするか、あるいは、アラーム要因が検出されない状態になるまでアラーム要因の検出を続ける。
【００７１】
以上が医療機器と本実施形態の警報装置とを接続して医療機器の集中アラームシステムを構築した場合の動作の説明である。
【００７２】
本実施形態においては、警報ユニット本体１は独立したひとつの装置であるが、これをベッドサイドモニタあるいはセントラルモニタなどのモニタに内蔵させたり、病棟やＩＣＵ、あるいは手術室で使用されるような生体情報を監視する様々な装置の中に組み込んでもよい。
【００７３】
また本実施形態においては、ある機器のアラーム要因がなくなるまで他の機器のアラーム信号は受けつけないが、あらかじめ監視すべき必要性の高い機器のアラーム要因を検出した場合は、そのような機器の監視作業を優先するようあらかじめＣＰＵ１０１に学習させてもよい。
【００７４】
本実施形態では、ナースコールと通信はさせてはいないが、図７に示したデジタル／アナログ入出力コネクタ１２と接続してナースコールと通信させてもよく、また、スピーカーを内蔵させ、音声によりアラームを報知させる機能を持たせてもよい。また、本実施形態のブザー１１２に、アラーム音を発してアラームを報知する機能を持たせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態の警報装置を使用した集中アラームシステムの構成図である。
【図２】本実施形態の警報ユニットのうち警報ユニット本体の外観である。
【図３】本実施形態のセンサユニットの外観である。
【図４】本実施形態のセンサユニットに内蔵された磁気センサの構造である。
【図５】本実施形態のセンサユニットに内蔵された音響センサの構造である。
【図６】本実施形態のセンサユニットに内蔵された光センサの構造である。
【図７】本実施形態の警報ユニットのうち警報ユニット本体の内部のハードウェブロック図である。
【図８】集中アラームシステムの動作のおおまかな流れを表すメインフローチャートである。
【図９】ホストモニタからセンサユニット設定を行う際のメニューである。
【図１０】警報ユニット本体で行うセンサユニット設定のフローチャートである。
【図１１】センサユニット監視の作業のフローチャートである。
【図１２】アラーム監視の作業のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１ 警報ユニット本体
１０ アラームランプ
１１ シリアル通信コネクタ
１２ デジタル／アナログ入出力コネクタ
１３、１４、１５、１６ センサユニット接続ジャック
１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ アラーム学習ボタン
１７ モード設定ボタン
１００ 電源
１０１ ＣＰＵ
１０１ａ リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）
１０１ｂ ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
１０１ｃ アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）
１０２、１０８ ヘッドアンプ
１０３、１０９ 低域通過フィルタ
１０４ 高域通過フィルタ
１０５、１１０ 平滑回路
１０６、１１１ ゲインアンプ
１０７ マルチプレクサ
１１２ ブザー
２１ ホストモニタ
２２ ケーブル
３ センサユニット
３１ センサユニット本体
３２ａ、３１ｂ 開口部
３３ ケーブル
３４、３４’ 接続ブラグ
３５ センサユニット接続ジャック
３６ 正電源端子
３７ プラス信号出力端子
３８ マイナス信号出力端子
３９ 負電源端子
３１１ ホール素子
３１２、３１３、３１４ 抵抗
３２１、３２２ マイクロホン
３３１ フォトトランジスタ
３３２ 抵抗
４１ 医療用モニタ
４２ 人工呼吸器
４３ 無停電電源装置（ＵＰＳ）
４４ シリンジポンプ
４５ 輸液ポンプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物理量を検出するセンサユニット、および物理量を検出してアラームを報知する警報装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
病院内では、各種の医療用モニタなど、医用警報信号を発するさまざまな医療機器が使用されている。これらの医療機器は、医用警報信号によって、患者の異常や医療機器の異常な動作状態を伝える。このような医療機器が複数存在する場合、それぞれの医療機器が発する医用警報信号を一箇所に集中的に集めて管理することができれば、こうした医療機器を個別に監視する場合に比べると、労力が軽減することになる。このような目的のために、医用警報信号を一箇所に集中的に集めて、まとめて管理する医用警報集中装置が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１に記載された医用警報集中装置は、電気的警報信号が入力されるようになっている複数の入力端子を備えており、入力端子から電気的警報信号が入力されると個々の信号に応じた表示を行い、さらに、信号源になっている機器が警報を発している状態にあることを、ブザーを鳴らして報知する機能を有している。電気的警報信号を発する機器でありさえすれば、その信号は、この医用警報集中装置に対する入力信号となるため、この装置は、医療機器以外の機器に対しても警報集中装置として機能する。
【特許文献１】特開昭６２−８４７３７公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら機器の中には、電気的警報信号ではなく音や光、磁気といった様々な種類の非電気的な物理量によって警報を発するものも多い。このような非電気的警報信号を発する機器に対しては、上記の医用警報集中装置は、このままでは警報装置としての役割を
果たさない。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑み、物理量を利便性良く検出するセンサユニット、および物理量を利便性良く検出し検出信号を処理して警報を報知する警報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】
【０００５】
上記目的を達成するための本発明のセンサユニットは、所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、センサユニット本体に一端部が接続されそのセンサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニットであって、
上記センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子と結合する第２の接続端子を備え、同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものであることを特徴とする。
【０００６】
本発明のセンサユニットは、そのセンサユニットの第１の接続端子と、他の同種のセンサユニットの第２の接続端子とを結合することにより、複数台からなるセンサユニットの列を作り、それら複数のセンサユニットからの検出信号を共通の第１の接続端子から出力することができる。このようなセンサユニットの列は、検出対象となる物理量の発生源が複数存在する状況においても、複数の発生源で発生した複数の物理量を検出して検出信号を出力することができるひとつのセンサユニットとして機能する。
【０００７】
また、上記目的を達成するための本発明の警報装置は、
所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、センサユニット本体に一端部が接続され該センサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニット、および
上記第１の接続端子と結合する第３の接続端子と、上記センサユニット本体で検出される複数種類の物理量の中から選択された、前記センサユニットによる検出対象の物理量を表す検出信号について信号処理を行う信号処理部と、信号処理部での信号処理後の信号が
所定のアラーム条件に合致したか否かを判定する判定部と、判定部によりアラーム条件に合致した場合にアラームを報知するアラーム報知部とを備えた警報ユニットを具備することを特徴とする。
【０００８】
本発明の警報装置は、検出対象となる物理量を検出するセンサを有するセンサユニットを備えている。また警報ユニットも、そのセンサユニットで検出する物理量が複数種類の物理量のうちのいずれの物理量であってもその物理量に応じた信号処理を行い、必要に応じてアラームを報知することができる。
【０００９】
ここで、上記警報装置は、上記第３の接続端子を複数備え、上記信号処理部は、複数の第３の接続端子それぞれに対応してそれぞれ選択された検出対象の物理量を表す各検出信号について信号処理を行うものであってもよい。
【００１０】
このように、上記第３の接続端子を複数備えることにより、上記センサユニットを複数台接続することができ、複数の機器を集中的に監視することができる。
【００１１】
また、本発明の警報装置は、センサユニットが、種類の異なる複数の物理量を検出して
電気的な検出信号に変換する複数種類のセンサそれぞれを備えたセンサユニット本体を有する複数種類のセンサユニットからなるものであってもよい。
【００１２】
このように、種類の異なる複数の物理量を検出する複数種類のセンサをそれぞれ有するセンサユニットを備えることにより、本発明の警報装置は、種類の異なる物理量を発生する機器に対しても警報装置として機能する。
【００１３】
また、本発明の警報装置は、複数種類の物理量の中から検出対象の物理量を選択して、
信号処理部に、選択した検出対象の物理量の検出信号について信号処理を行わさせる検出物理量設定部を備えたものであってもよい。
【００１４】
このような検出物理量設定部を備えると、本発明の警報装置の使用者は、上記センサユニットに検出させる物理量を、警報装置に監視される機器の性質に応じて設定することができる。
【００１５】
また、上記警報装置の上記センサユニットは、上記複数種類の物理量のうちの少なくとも一つとして音を検出するものであってもよく、あるいは、光を検出するものであってもよく、あるいは、磁気を検出するものであってもよい。
【００１６】
また、本発明の警報装置のアラーム報知部は、画像を表示する表示部を備え上記表示部への表示によりアラームを報知するものであってもよく、あるいは音を発する音発生部を備え上記音発生部にアラーム音を発生させることによってアラームを報知するものであってもよく、あるいは外部機器との通信を行う通信部を備え上記通信部に外部機器に向けてアラーム信号を送信させることによってアラームを報知するものであってもよい。
【００１７】
また、本発明の警報装置は、検出対象の物理量についてセンサユニットがアラーム条件に合致しない状況の物理量を検出しているタイミングとセンサユニットがアラーム条件に合致した状況の物理量を検出しているタイミングの通知を受けてアラーム条件を学習するアラーム条件学習部を備えたものであってもよい。
【００１８】
この場合、上記のアラーム条件学習部を備えると監視対象の機器に適したアラーム条件が学習により容易に設定される。そして、判定部は、機器がアラームを発しているか否かを、アラーム条件学習部が学習したアラーム条件に基づいて判定することができる。
【００１９】
さらに上記アラーム条件学習部を備えた警報装置の場合、センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子とを結合する第２の接続端子を備え、同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものものであり、上記アラーム条件学習部は複数のセンサユニットからのマージされた検出信号に対しては各センサユニットごとのアラーム条件を学習するものであってもよい。
【００２０】
このような第２の接続端子を備えたセンサユニットを用いると、第１の接続端子と、他の同種のセンサユニットの第２の接続端子とを結合して、複数台からなるセンサユニットの列を作り、それら複数のセンサユニットからの検出信号を共通の第１の接続端子から出力することができる。このようなセンサユニットの列を作り、入力されたそれぞれの機器の検出信号に対するアラーム条件を学習することによって、それぞれの機器からの信号が各センサユニットごとに学習したアラーム条件に合致したか否かを判定し、合致した場合はアラームを報知することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明のセンサユニットによれば、複数種類の非電気的物理量を利便性良く検出し検出信号を出力することができるとともに、得られた検出信号と他の同種のセンサユニットで得られた検出信号とをマージして出力することができる。
【００２２】
また、本発明の警報装置によれば、機器から発生する物理量が複数種類の非電気的物理量のいずれであってもその物理量を利便性良く検出し、その検出された物理量に応じた信号処理および機器の状態の判定を行い、異常があればアラームを報知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施形態について具体的に説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態の警報装置を用いて構築された医療機器の集中アラームシステムを示す図である。
【００２５】
図１において、本実施形態の警報装置は、警報ユニット本体１、ホストモニタ２１、ケーブル２２およびセンサユニット３によって構成され、警報ユニット本体１、ホストモニタ２１およびケーブル２２を合わせたものが、本発明の警報ユニットに相当し、センサユニット３が、本発明のセンサユニットに相当する。本実施形態では、この警報装置を用いて、例えば製造メーカーが違うために他の機器と電気的に接続できない医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５を監視する。それぞれの機器には、それぞれの機器の発する物理量を検出するセンサユニット３が、それぞれの機器にテープで取り付けられ、検出信号を警報ユニット本体１に向けて出力する。シリンジポンプ４４からの信号を検出するセンサユニット３と、輸液ポンプ４５からの信号を検出するセンサユニット３は、いわゆるカスケード接続されている。医療用モニタ４１、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５は音によって警報を発し、人工呼吸器４２は光によって警報を発し、無停電電源装置４３は磁気によって装置の異常を伝える。これらの物理量に対応して、音を検出するセンサユニット３が医療用モニタ４１、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５に取り付けられ、光を検出するセンサユニット３が人工呼吸器４２に取り付けられ、磁気を検出するセンサユニット３が無停電電源装置４３に取り付けられている。一般に多くの機器では、警報や異常は、音や光によって伝えられる。しかし、機器の中には、本実施形態の無停電電源装置４３のように、発音・発光手段を持たない機器もあり、こうした機器に対して機器が正常な動作状態からはずれていることを機器内部に手を加えることなく検知するためには、機器表面に現れる微弱な磁界の変化を検知する必要があることが多い。このため、本実施形態の警報装置は、音や光を検出するセンサユニット３に加え、磁気の変化を検出するセンサユニット３を備えている。
【００２６】
警報ユニット１には、ホストモニタ２１がケーブル２２を介して接続されている。ホストモニタ２１は、警報ユニット１に入力される信号のもとになる物理量の種類をモニタ画面上で設定する機能を持つ。さらに、ホストモニタ２１の画面上では、医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５から検出信号のデータが表示され、監視対象の機器のいずれかに異常があると、対応する機器が警報を発している旨が画面上に表示されるとともに、アラーム音を発して異常を伝える。このホストモニタ２１とケーブル２２が、本実施形態において、本発明の検出物理量設定部の一部である。またホストモニタ２１は、表示部にアラームを発するアラーム報知部であるとともにアラーム音を発生させるアラーム報知部の機能も備えている。
【００２７】
図２は、図１に示されている本実施形態の警報ユニットのうち、警報ユニット本体１の外観図である。
【００２８】
この警報ユニット本体１の詳細な内部構造については、後述のハードウェアの説明の際に合わせて詳説することとし、ここでは警報ユニット本体の外観に現れている部分について説明する。図２に示す本実施形態の警報ユニット本体１は、発光して異常を周囲に知らせるためのアラームランプ１０を備えている。また、図１に示されているホストモニタ２１と接続するためのコネクタであるシリアル通信コネクタ１１が用意されている。また、ナースコールと通信するために、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２が備えられている。さらにセンサユニット接続ジャック１３〜１６が、図１に示されているセンサユニット３とのインターフェースとして用意されている。またセンサユニットからの入力信号を学習するため、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａが各々のセンサユニット接続ジャック１３〜１６の近傍に配置されている。またモード設定ボタン１７がアラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａとは別に設けられている。
【００２９】
図３は、図１に示されている本実施形態のセンサユニット３の外観図である。
【００３０】
本実施形態は、複数のセンサユニット３を有し、各センサユニットのそれぞれを構成するセンサユニット本体３１には、磁気センサ、音響センサ、光センサのうちいずれか１つが内蔵されている。図３に示すセンサユニット本体３１には、開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂの２つが示されているが、音響センサを内蔵しているセンサユニット本体３１のみ開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂの両方を備えていて、磁気センサおよび光センサをそれぞれ内蔵しているセンサユニット本体３１は、開ロ部３２ａだけを備えており、図３では、音響センサを内蔵しているセンサユニット本体３１が代表として示されている。音響センサのセンシングを行う部分は２つあり、それぞれ開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂの近傍に配置されている。また、磁気センサおよび光センサのセンシングを行う部分は１つであり、開ロ部３２ａの直下に配置されている。３種類のセンサのセンシングを行う部分をこのように配置することにより、３種類のセンサユニット本体３１は、それぞれ磁気、音、および光を効率よく検出し電気信号に変換できる。また、監視したい機器にセンサユニット本体３１をそのままテープで取り付けることができ、取り付け作業は、センサを直接取り付ける作業に比べて簡単である。また、センサユニット本体３１には、ケーブル３３の一端が接続されており、ケーブル３３のもう一方の先端には接続プラグ３４が備えられている。この接続プラグ３４は、図２に示されているセンサユニット接続ジャック１３〜１６に接続される接続プラグである。本実施形態においては、この接続プラグ３４が本発明の警報装置の第１の接続端子に相当する。
【００３１】
また、センサユニット本体３１には、図２に示されているセンサユニット接続ジャック１３〜１６と同一形状のセンサユニット接続ジャック３５が用意されている。このセンサユニット接続ジャック３５は、他の同種のセンサユニット３の接続プラグ３４’を挿入することができ、これによってセンサユニット３を他の同種のセンサユニット３といわゆるカスケード接続することができる。本実施形態においては、このセンサユニット接続ジャック３５が本発明の警報装置の第２の接続端子に相当する。
【００３２】
接続ブラグ３４には、正電源端子３６、プラス信号出力端子３７、マイナス信号出力端子３８および負電源端子３９からなる４つの端子が備えられており、正電源端子３６は正電源と接続され、負電源端子３９は負電源と接続される。また、プラス信号出力端子３７からは、センサユニット本体３１に内蔵されたセンサからのプラス出力信号が出力され、
マイナス信号出力端子３８からは、そのセンサからのマイナス出力信号が出力される。
【００３３】
以下、図４〜図６を参照して、センサユニット本体３１に内蔵された３種類のセンサの構造を説明する。これらの図には、各センサがセンサユニット本体３１に内蔵されたものであることを示すために、センサユニット本体３１の外枠についても模式的に示されている。これら図４〜図６それぞれにおいて、開ロ部３２ａ、開ロ部３２ｂおよび４つの端子３６〜３９は、図３に示した開ロ部３２ａ、開ロ部３２ｂおよび４つの端子３６〜３９に相当する。
【００３４】
図４は、磁気センサの構造を表した図である。
【００３５】
この磁気センサにはホール素子３１１が使用されている。ホール素子３１１に、図２に示す正電源端子３６と負電源端子３９の間に電圧を与え抵抗３１２を介して電流を流すと、既知のホール効果により電流とは垂直な方向に電圧を発生するため、この電圧を抵抗３１３および抵抗３１４を介して、プラス信号出力端子３７およびマイナス信号出力端子３８からプラス出力信号およびマイナス出力信号をそれぞれ出力する。ホール素子３１１の周波数特性は５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度である。
【００３６】
図５は、音響センサの構造を表した図である。
【００３７】
開ロ部３２ａおよび開ロ部３２ｂから音を検出するために、それぞれに対応してコンテンサ入力型マイクロホン３２１、３２２が１つずつ配置されている。外来ノイズの影響をキャンセルするためにこれらのマイクロホン３２１、３２２は逆並列接続されている。マイクロホンは外部から入力された音のエネルギーに対して起電力を発生するため、正電源端子３６および負電源端子３９は不要であり接続しない。回路は対称であり、どちらかの開ロ部を機器側に密着してもよく、プラス出力信号をプラス信号出力端子３７から出力するとともに、マイナス出力信号をマイナス信号出力端子３８から出力する。各マイクロフォン３２１、３２２の周波数特性は、可聴域の５００Ｈｚ〜５０００Ｈｚ程度、入力感度は、マイナス４０ｄＢ程度である。
【００３８】
図６は、光センサの構造を表した図である。
【００３９】
センサとしてフォトトランジスタ３３１が使用されている。フォトトランジスタ３３１は負荷抵抗３３２を介して正電源端子３６および負電源端子３９に接続され、プラス出力信号がプラス信号出力端子３７から出力する。マイナス信号出力端子３８は使用されない。フォトトランジスタ３３１の波長特性は可視光領域すなわち４００ｎｍ〜９００ｎｍ程度、入力感度は５０ルクス〜６０００ルクス程度である。
【００４０】
次に、図１に示されている警報ユニット本体１の内部構造について説明する。
【００４１】
図７は、警報ユニット本体１内部のハードウェアブロック図である。
【００４２】
この図７のハードウェアブロック図には、警報ユニット本体１内部の回路を表す図であることを明確にするために警報ユニット本体１の外枠が破線で示されており、さらにその外枠に取り付けられている、図２に示すアラームランプ１０、シリアル通信コネクタ１１、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２、センサユニット接続ジャック１３〜１６、モード設定ボタン１７、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａについてもそれぞれ示されている。
【００４３】
以下において、この図７に示されているハードウェアブロック図の構成要素とその機能について詳しく説明する。電源１００は、装置内のすべての回路に電力を供給する。ＣＰＵ１０１は装置内の回路を統括して制御する。リード・オンリ・メモリ（以下ＲＯＭと略す）１０１ａは、ＣＰＵ１０１が実行するプログラムおよび必要なデータを保持している
メモリである。ランダム・アクセス・メモリ（以下ＲＡＭと略す）１０１ｂは、ＣＰＵ１０１が演算および一時的な記憶に使用するメモリである。アナログ・デジタル・コンバータ（以下ＡＤＣと略す）１０１ｃ、タイマ１０１ｄは、ＣＰＵ１０１に内蔵され、それぞれアナログ値からデジタル値への変換、計時を行う。また、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａは、センサユニット接続ジャック１３〜１６に入力された信号をＣＰＵ１０１に学習させるためのボタンであり、モード設定ボタン１７はＣＰＵ１０２の入出カポートに接続され、起動時に読み込む設定を選択するためのボタンである。
【００４４】
図３に示すセンサユニット本体３１に内蔵された各種のセンサによって検出され出力された信号は、センサユニット接続ジャック１３〜１６に入力される。以下では、センサユニット接続ジャック１３に入力される場合を例にとって説明する。センサユニット接続ジャック１３からの入力信号を処理する回路には、ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１０６によって構成される、音響および磁気から得られる電気的検出信号を処理する音響・磁気処理回路と、ヘッドアンプ１０８〜ゲインアンプ１１１によって構成される、光から得られる電気的検出信号を処理する光処理回路との２種類がある。
【００４５】
まず、音響・磁気処理回路について説明する。ここでは音響から得られる検出信号の場合を例にとって説明する。センサユニット本体３１に内蔵された音響センサによって検出され出力された検出信号は、センサユニット接続ジャック１３に入力され、ヘッドアンプ１０２で差動増幅され、低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４を通過する。
低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４は、振動などの低域の周波数の影響を防ぐため、および音声領域を超える不要な高域の周波数帯を遮断し信号対雑音比を向上させるために必要である。低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４のそれぞれの遮断周波数はソフトウェア的に変更される可変な定数であり、音響による入力信号の場合は、低域の遮断周波数は５００Ｈｚに設定し、高域の遮断周波数は５０００Ｈｚに設定する。低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４によって処理された信号は、平滑回路１０５によって整形される。整形された信号は、ゲインアンプ１０６により、ＣＰＵ１０１内部のＡＤＣ１０１ｃがこの信号をアナログ／デジタル変換できるレベルにまで増幅されて、マルチプレクサ１０７に入力される。磁気から得られる検出信号の場合の信号処理は、音響による入力信号の場合と比べ、低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４の遮断周波数が異なる以外は同じである。
【００４６】
次に光処理回路について説明する。センサユニット本体３１に内蔵された光センサによって検出され出力された信号は、センサユニット接続ジャック１３に入力され、ヘッドアンプ１０８によって増幅され、低域通過フィルタ１０９を通過する。検出される光の周波数は通常１ヘルツ以下〜数ヘルツ程度と音や磁気の周波数に比べて非常に低いため、低域周波数を遮断する必要はないが、インバータ式蛍光灯やリモコン送信機などの影響を防ぐために低域通過フィルタのみ必要である。高域の遮断周波数は２０Ｈｚである。低域通過フィルタ１０９によって処理された信号は、平滑回路１１０を通じて整形される。さらにゲインアンプ１１１により、ＣＰＵ１０１内のＡＤＣ１０１ｃがこの信号をアナログ／デジタル変換できるレベルにまで増幅されて、マルチプレクサ１０７に入力される。
【００４７】
ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１０６により構成される音響・磁気処理回路と、ヘッドアンブ１０８〜ゲインアンプ１１１により構成される光処理回路はいずれもマルチプレクサ１０７に導かれるが、実際の動作にあたっては、どの種類のセンサを内蔵したセンサユニットを使用するかをあらかじめ選択する作業が入るので、２つの処理回路の出力のうちＣＰＵによって実際に処理されるのは、選択された片方の処理回路の出力のみである。また、センサユニット接続ジャック１３と同形状のセンサユニット接続ジャック１４〜１６があり、それぞれに同じ構成の回路が存在するので、全部で４系統の処理回路が存在している。
【００４８】
シリアル通信ドライバ１１ａは、シリアル通信コネクタ１１を介して図１に示したようにケーブル２２によってホストモニタ２１と接続され、ホストモニタ２１と通信を行う。
また、ゲートアレー１２ａは、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２を介してナースコールと通信する。リレー１０ａは、アラームランプ１０を、点灯あるいは点滅させる。ブザー１１２は、ＣＰＵ１０１によって駆動され、キー操作の完了やエラーを音により操作者に知らせる機能を報知する機能を持つ。
【００４９】
本実施形態においては、センサユニット接続ジャック１３〜１６のそれぞれが本発明の警報ユニットの第３の接続端子に相当し、ＣＰＵ１０１が本発明の警報ユニットの判定部に相当する。また、ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１１１が本発明の警報ユニットの信号処理部を構成する。さらに、アラーム学習ボタン１３ａ〜１６ａおよびＣＰＵ１０２が本発明の警報ユニットのアラーム条件学習部に相当し、モード設定ボタン１７、シリアル通信ドライバ１１ａ、シリアル通信コネクタ１１、図１に示されたホストモニタ２１およびケーブル２２が、本発明の警報ユニットの検出物理量設定部を構成する。また、アラームランプ１０と、そのアラームランプ１０を点灯・点滅させるためのリレー１０ａは、光によってアラームを報知するアラーム報知部である。また、ゲートアレー１２ａを介して、デジタル／アナログ入出力コネクタ１２からアラーム信号をナースコールに送信する
アラーム報知機能が備えられており、ゲートアレー１２ａとデジタル／アナログ入出力コネクタ１２も、本発明の警報ユニットのアラーム報知部を構成している。また、図１に示されたホストモニタ２１には、その表示画面上でアラームを表示するとともに、アラーム音を発する機能があり、シリアル通信ドライバ１１ａ、シリアル通信コネクタ１１、ケーブル２２、ホストモニタ２１は、本発明の警報ユニットの画面上にアラームを表示するアラーム報知部の機能も兼ねている。
【００５０】
図８は集中アラームシステムの動作の大まかな流れを表すメインフローチャートである。
【００５１】
以下では、図８に従い、警報ユニット本体１からみた集中アラームシステムの動作の大まかな流れを説明する。まず、図１に示されているように、監視対象となる機器にそれぞれ取り付けられたセンサユニット３に関して、ＣＰＵ１０１に蓄えられているメモリや変数などの初期化を行う（Ｓ１０１）。次に、モード設定を行う。モード設定の作業は、警報ユニット本体１の設定を行うために、図１に示されているホストモニタ２１を使用してその画面上で行うモードを選択するか、あるいは、ホストモニタ２１を使用しないで設定を行うモードを選択するかを、図２および図７に示されているモード設定ボタン１７で決定する作業である。ここではホストモニタ２１を使用してその画面上で警報ユニット本体１の設定を行うモードを選択する（Ｓ１０２）。モード設定に続いて、警報ユニット本体１が、ホストモニタ２１と通信するために必要な設定を行う（Ｓ１０３）。次に、警報ユニット本体１において、ホストモニタ２１が利用しているシリアル通信の通信ポートを監視し、ホストモニタ２１から、図１に示されているセンサユニット３それぞれに関する情報が送られてきていないかを確認する（Ｓ１０４）。その情報が送られていなければステップＳ１０５でＮｏが選択され、ステップＳ１０４に戻る。ホストモニタ２１からセンサユニット３それぞれに関する情報が送られていれば、センサユニット設定に必要な作業を行う（Ｓ１０６）。このセンサユニット設定については後述する。ここまでが起動時に一度のみ行う処理である。続いて、図１に示した、医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５を監視するための作業のフローを説明する。この作業のフローのスタート時点においては、それぞれの機器からの異常や警報を伝える信号（以下、アラーム要因と呼ぶ）が検出されてはいない状況であるという前提で話を進める。まず、ホストモニタ２１との通信を行い（Ｓ１０７）、ホストモニタ２１に対してアラーム要因が検出されてはいない旨を通知し、ホストホストモニタの画面上のアラーム表示、およびアラーム音があれば、停止させる。続いて異常が発生している機器や警報を発している機器の有無を調べるため、それぞれのセンサニット３を監視する（Ｓ１０８）。このセンサユニット監視の作業の詳細は後述する。ここでセンサニット３のすべてにおいて、アラーム要因が検出されなければステップＳ１０９でＮｏが選択され、ステップＳ１０７に戻り、再び同じ処理を繰り返す。アラーム要因が検出された場合、発生源の機器を特定し（Ｓ１１０）、アラーム要因を検出したセンサユニット３に関するアラーム検出フラグをセットし、アラームランプ１０を点灯しアラームを発生する（Ｓ１１１）。そして再びホストモニタ２１との通信を行い、アラーム要因が発生していることをホストモニタ２１に伝え（Ｓ１１２）、ホストモニタの画面上にアラームの発生とその内容を表示させるとともに、同時にアラーム音を発生させる。次に再びホストモニタとの通信を行い、後述のアラーム監視の作業を行い、アラーム要因を検出したセンサユニット３を監視する（Ｓ１１３）。この作業で、まだアラーム要因が検出される場合はステップＳ１１４でＮｏが選択され、ステップＳ１１２に戻り、再び同じ処理を繰り返す。アラーム要因が検出されない場合には、アラーム要因を検出したセンサユニット３に関するアラーム検出フラグをクリアし、アラームランプを消灯して（Ｓ１１５）、Ｓ１０７に戻る。
【００５２】
以下、センサユニット設定の作業を説明する。センサユニット設定の作業には、ホストモニタ２１が実行する作業と警報ユニット本体１のＣＰＵ１０１の実行する作業の２つの作業がある。まず、ホストモニタ２１が実行する作業を説明する。
【００５３】
図９は、ホストモニタの画面上でセンサユニット設定の作業を実行するためのメニュー操作を示す図である。
【００５４】
図９（ａ）は、図１に示したホストモニタ２１を前面から見た図である。
【００５５】
ホストモニタ２１は画面がタッチキーとなっており、画面の所定の場所に指で触れることにより所望の動作を実行する。ここではメニューキーＫ０１を押す。
【００５６】
図９（ｂ）は、メニューキーＫ０１を押すことによって現れるメニュー画面をホストモニタ２１が表示している様子を表す図である。ここでＰ０１は、図１に示した、医療用モニタ４１、人工呼吸器４２、無停電電源装置（ＵＰＳ）４３、シリンジポンプ４４および輸液ポンプ４５によって伝えられる情報を表示する画面の上に重ねて表示されたウィンドウである。
【００５７】
図９（ｃ）は、このウィンドウのみを切り出した図である。このウィンドウには、ウィンドウを閉じて前の画面に戻るための「戻る」キーＫ０２が右上に配置されている。メニュー画面では様々な機能を実行するためのキーが並んでいるが、ここで機器の設定に関す
るキーであるセットアップキーＫ０３を押す。
【００５８】
図９（ｄ）は、セットアップキーＫ０３を押すと現れるセットアップメニューＰ０２を表す図である。ここでは、各種モード設定に関するキーであるプリセットキーＫ０４を押す。
【００５９】
図９（ｅ）は、プリセットキーＫ０４を押すと現れるプリセットメニューＰ０３を表す図である。画面右端上段に「アラーム集中システム設定」というキーＫ０５があり、このキーＫ０５を押す。
【００６０】
図９（ｆ）は、キーＫ０５を押すと現れるアラーム集中システム設定メニューＰ０４を表す図である。この画面では、図１に示す４つのセンサユニット接続端子１３〜１６に、
それぞれ入力端子１〜４と名前をつけ、それぞれの入力端子１〜４と接続されているセンサユニット３の個数や内蔵しているセンサの種別についてのセンサユニット情報を入力する。センサユニット３がカスケード接続されて入力端子と接続している場合は、連結されたセンサユニット３の総数をセンサユニット３の個数として入力する。センサユニット３の個数については、個数設定キーＫ０６で、センサユニット３それぞれが内蔵しているセンサの種別については種別設定キーＫ０７でそれぞれ入力作業を行う。例えば、図１に示したアラーム集中システムの構成では、入力端子１に音によって異常を伝える医療用モニタ４１に、音響センサを内蔵しているセンサユニット３が取り付けられている。従って、入力端子１では、センサユニット個数＝１、センサ種別＝音を選択する。キーの左上の小
さい四角が選択の有無を示すマークであり、白い四角は選択されていない状態、黒い四角は選択されている状態をそれぞれ示している。入力端子２〜４についても同様に選択する。すべてのセンサユニットの個数とそれぞれのセンサユニットのセンサの種別の選択が済んだら、左上の「設定する」キーＫ０８を押す。
【００６１】
図９（ｇ）は、「設定する」キーＫ０８を押すと現れる、各入力端子ごとのセンサユニット情報が読み込まれている際の画面Ｐ０５を表す図である。センサユニット設定の進行
状況はインジケータＩ０１に反映される。ここで入力したセンサユニット情報は、警報ユニット本体１に送信され、記憶される。その実行に伴い、実行作業の各段階でのメッセージが画面上に表示される。図９（ｇ）に示したメッセージＭ０１はそのメッセージの一例である。
【００６２】
図９（ｈ）は、センサユニット設定の作業が正常に終わると現れる画面Ｐ０６を表す図である。メッセージＭ０２が現れ、センサユニット設定の作業が終了したことを表示する。ここで、中央下部の「戻る」キーＫ０９を押すと図９（ａ）に示したセンサユニット設定の作業前のモニタ画面に戻る。
【００６３】
続いて、警報ユニット本体１のＣＰＵ１０１の実行するセンサユニット設定の作業を説明する。
【００６４】
図１０は、警報ユニット本体１のＣＰＵ１０１の実行するセンサユニット設定の作業の流れを表すフローチャートである。
【００６５】
まずホストモニタ２１と通信し、アラーム集中システム設定メニュー図９（ｆ）で設定した入力端子１〜４に接続する図１に示すセンサユニット３の個数とそれぞれのセンサ機能の種別に関する情報を取得する（Ｓ２０１）。ここで、入力端子１〜４に対応した変数を変数ｋとする。つまり、ｋ＝１ならば入力端子１、ｋ＝２ならば入力端子２、…、ｋ＝４ならば入力端子４というように一対一に対応している。以下、入力端子１についての設定を例にとって説明する。まず、変数ｋに１を入力し（Ｓ２０２）、入力端子１に接続されたセンサユニット３の個数を確認する（Ｓ２０３）。本実施形態では、図１に示すように入力端子１には、音によって異常を伝える医療用モニタ４１を監視するため音響センサを内蔵しているセンサユニット３が接続されているが、もし、この医療用モニタ４１を監視する必要がなくセンサユニット３を接続していない場合は、以下の設定は無意味なので、ステップＳ２１７にジャンプする。ここでは、音響センサを内蔵しているセンサユニット３が接続されている前提で説明する。このセンサユニット内の音響センサによって検出された音による警報が電気的出力信号として警報ユニットの入力端子１（図２および図７に示したセンサユニット接続ジャック１３）に入力される。ここで入力されるセンサユニット３のセンサ機能が音響センサなので、ヘッドアンプ１０２〜ゲインアンプ１０６によって構成される磁気・音響センサを処理する回路が用いられる。この段階で、低域通過フィルタ１０３と高域通過フィルタ１０４の遮断周波数を設定する作業もあわせて行う（Ｓ２０４）。次に図２および図７に示した学習ボタン１３ａを押し（Ｓ２０５）、ＣＰＵ１０１にアラームが発生していないときの周囲の音量（周囲ノイズレベル）の学習させる（Ｓ２０６）。このときアラームランプ１０を１Ｈｚの周期で点滅させ、学習中であることを示す。所定の時間が過ぎたら学習動作を終了しアラームランプ１０を消灯する（Ｓ２０７）。操作を誤って１３ａ以外の学習ボタン１４ａ〜１６ａのいずれかが押されると、ＣＰＵ１０１は、ブザー１１２を駆動しピープ音を鳴らして操作の誤りを告げる。続いて監視対象の医療用モニタ４１が異常を伝える音を発生している状況で、学習ボタン１５ａを押し（Ｓ２０８）、モニタ４１が異常を伝えている状況でのアラームの音量（アラームレベル）の学習をする（Ｓ２０９）。このときアラームランプ１０を１Ｈｚの周期で点滅させ学習中であることがわかるようにする。所定の時間が過ぎたら学習動作を終了し、アラームランプ１０を消灯する（Ｓ２１０）。ステップＳ２０６で学習した周囲ノイズレベルと、ステップＳ２０９で学習したアラームレベルとから、医療用モニタ４１に対する適切なアラーム閾値を算出し、図７に示したＲＡＭ１０２ｂに設定する（Ｓ２１１）。
【００６６】
図１に示すアラーム集中システムの構成のように、入力端子１に接続するセンサユニット３の数が１個なので、これ以上設定するセンサユニット３がない場合はステップＳ２１２でＹｅｓが選択されステップＳ２１７にジャンプする。もし音響センサを内蔵しているセンサユニット３が２個カスケード接続されて、入力端子１に接続している状況では、同じ設定をもう一度する必要がある。具体的にはアラームを監視したい機器で警報を発生させておき、学習ボタン１５ａが押されたら（Ｓ２１３）、アラームレベルの学習をし（Ｓ２１４）、所定の時間が過ぎたら学習動作を終了し、アラームランプ１０を消灯する（Ｓ２１５）。ステップＳ２０６で学習した周囲ノイズレベルと、ステップＳ２１４で学習したアラームレベルとから機器の適切なアラーム閾値を算出し、ＲＡＭ１０２ｂに設定する
（Ｓ２１６）。以上の操作を、変数ｋが１〜４のすべての場合について行う。つまりステップＳ２０３にジャンプして、変数ｋが４に達するまで、以上の操作を繰り返す（Ｓ２１７）。最後に変数ｋが４に達した時に、この作業は終了する。この作業により、すべての監視対象の機器の適切なアラーム閾値が設定される。
【００６７】
図１１は、図８に示したステップＳ１０８で行われるセンサユニット監視の作業のフロチャートである。
【００６８】
入力端子１〜４のいずれかを表す前述の変数ｋが１の場合からこの作業はスタートする
（Ｓ３０１）が、以下では、任意の変数ｋの場合、すなわち入力端子ｋの場合を想定し、話を進める。この入力端子ｋに接続したセンサユニット３の数が０個ならばこのセンサユニットを監視する必要がないので、ステップＳ３０２で０個が選択されステップＳ３０９にジャンプする。０個ではない場合は、図７に示したタイマ１０１ｄをセットし（Ｓ３０３）、入力端子ｋに接続したセンサユニット３による検出結果の入力を開始する（Ｓ３０
４）。以下では、入力端子ｋに接続したセンサユニット３の個数が１個である場合の作業を説明する。まず、タイマ１０１ｄがタイムアップしていればステップＳ３０５でＹｅｓが選択され、ステップＳ３０８にジャンプし、タイムアップしていなければ、入力端子ｋに接続したセンサユニット３の出力する検出信号のレベルとセンサユニット設定の作業で決定したアラーム閾値を比較して、異常や警報を伝える信号（アラーム要因）が監視対象の機器から発せられていないかどうか判定する（Ｓ３０６）。アラーム要因が検出されている場合は、入力端子ｋに接続したセンサユニット３に関するアラーム出力フラグをセットして（Ｓ３０７）、このセンサユニット監視の作業を終了し、後述のアラーム監視の作業に進む。タイマ１０２ｄがタイムアップするまでにアラーム要因が検出されていない場合は、入力端子ｋに接続したセンサユニット３による検出結果の検討作業を終了する（Ｓ３０８）。以上は、入力端子ｋに接続したセンサユニット３の個数が１個の場合であるが、カスケード接続することにより、センサユニット３の個数が２個以上の場合は、以上の作業をカスケード接続したセンサユニット３すべてについて行う。変数ｋが４に達していればステップＳ３０９でＹｅｓが選択され、このセンサユニット監視の作業を終了する。
変数ｋが４に達していなければ、この変数ｋを１だけ増分したものを新たな変数ｋとして（Ｓ３１０）、ステップＳ３０２に戻り、新たな変数ｋに対応する入力端子に接続されたセンサユニットの監視をする作業を行う。
【００６９】
図１２は、図８に示したステップＳ１１３のアラーム監視の作業の具体的な内容を表すフロチャートである。
【００７０】
このアラーム監視の作業は、図１１に示したセンサユニット監視の作業のステップＳ３０７の後で行う作業である。図１１に示したセンサユニット監視の作業のステップＳ３０７において、アラーム要因を検出したセンサユニットは既知である。そこで、まずタイマ１０１ｄをセットし（Ｓ４０１）、このセンサユニットから送られてくる検出信号を入力し（Ｓ４０２）、アラーム要因が検出されている状態が続いているかどうかを確認する（Ｓ４０３）。アラーム要因が検出されていない場合、このセンサユニットに関するアラーム検出フラグをクリアして終了する（Ｓ４０５）。アラーム要因が検出されている場合、
タイマ１０１ｄがタイムアップしていなければステップＳ４０４でＮｏが選択され、ステップＳ４０２に戻り、タイムアップするか、あるいは、アラーム要因が検出されない状態になるまでアラーム要因の検出を続ける。
【００７１】
以上が医療機器と本実施形態の警報装置とを接続して医療機器の集中アラームシステムを構築した場合の動作の説明である。
【００７２】
本実施形態においては、警報ユニット本体１は独立したひとつの装置であるが、これをベッドサイドモニタあるいはセントラルモニタなどのモニタに内蔵させたり、病棟やＩＣＵ、あるいは手術室で使用されるような生体情報を監視する様々な装置の中に組み込んでもよい。
【００７３】
また本実施形態においては、ある機器のアラーム要因がなくなるまで他の機器のアラーム信号は受けつけないが、あらかじめ監視すべき必要性の高い機器のアラーム要因を検出した場合は、そのような機器の監視作業を優先するようあらかじめＣＰＵ１０１に学習させてもよい。
【００７４】
本実施形態では、ナースコールと通信はさせてはいないが、図７に示したデジタル／アナログ入出力コネクタ１２と接続してナースコールと通信させてもよく、また、スピーカーを内蔵させ、音声によりアラームを報知させる機能を持たせてもよい。また、本実施形態のブザー１１２に、アラーム音を発してアラームを報知する機能を持たせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本実施形態の警報装置を使用した集中アラームシステムの構成図である。
【図２】本実施形態の警報ユニットのうち警報ユニット本体の外観である。
【図３】本実施形態のセンサユニットの外観である。
【図４】本実施形態のセンサユニットに内蔵された磁気センサの構造である。
【図５】本実施形態のセンサユニットに内蔵された音響センサの構造である。
【図６】本実施形態のセンサユニットに内蔵された光センサの構造である。
【図７】本実施形態の警報ユニットのうち警報ユニット本体の内部のハードウェブロック図である。
【図８】集中アラームシステムの動作のおおまかな流れを表すメインフローチャートである。
【図９】ホストモニタからセンサユニット設定を行う際のメニューである。
【図１０】警報ユニット本体で行うセンサユニット設定のフローチャートである。
【図１１】センサユニット監視の作業のフローチャートである。
【図１２】アラーム監視の作業のフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１ 警報ユニット本体
１０ アラームランプ
１１ シリアル通信コネクタ
１２ デジタル／アナログ入出力コネクタ
１３、１４、１５、１６ センサユニット接続ジャック
１３ａ、１４ａ、１５ａ、１６ａ アラーム学習ボタン
１７ モード設定ボタン
１００ 電源
１０１ ＣＰＵ
１０１ａ リード・オンリ・メモリ（ＲＯＭ）
１０１ｂ ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）
１０１ｃ アナログ・デジタル・コンバータ（ＡＤＣ）
１０２、１０８ ヘッドアンプ
１０３、１０９ 低域通過フィルタ
１０４ 高域通過フィルタ
１０５、１１０ 平滑回路
１０６、１１１ ゲインアンプ
１０７ マルチプレクサ
１１２ ブザー
２１ ホストモニタ
２２ ケーブル
３ センサユニット
３１ センサユニット本体
３２ａ、３１ｂ 開口部
３３ ケーブル
３４、３４’ 接続ブラグ
３５ センサユニット接続ジャック
３６ 正電源端子
３７ プラス信号出力端子
３８ マイナス信号出力端子
３９ 負電源端子
３１１ ホール素子
３１２、３１３、３１４ 抵抗
３２１、３２２ マイクロホン
３３１ フォトトランジスタ
３３２ 抵抗
４１ 医療用モニタ
４２ 人工呼吸器
４３ 無停電電源装置（ＵＰＳ）
４４ シリンジポンプ
４５ 輸液ポンプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、該センサユニット本体に一端部が接続され該センサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、該ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニットであって、
前記センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子と結合する第２の接続端子を備え、該同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものものであることを特徴とするセンサユニット。
【請求項２】
所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、該センサユニット本体に一端部が接続され該センサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、該ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニット、および
前記第１の接続端子と結合する第３の接続端子と、前記センサユニット本体で検出される複数種類の物理量の中から選択された、前記センサユニットによる検出対象の物理量を表す検出信号について信号処理を行う信号処理部と、前記信号処理部での信号処理後の信号が所定のアラーム条件に合致したか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記アラーム条件に合致した場合にアラームを報知するアラーム報知部とを備えた警報ユニットを具備することを特徴とする警報装置。
【請求項３】
前記第３の接続端子を複数備え、前記信号処理部は、複数の第３の接続端子それぞれに対応してそれぞれ選択された検出対象の物理量を表す各検出信号について信号処理を行うものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項４】
前記センサユニットが、種類の異なる複数の物理量を検出して電気的な検出信号に変換する複数種類のセンサそれぞれを備えたセンサユニット本体を有する複数種類のセンサユニットからなることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項５】
前記複数種類の物理量の中から検出対象の物理量を選択して、前記信号処理部に、選択した検出対象の物理量の検出信号について信号処理を行わさせる検出物理量設定部を備えたことを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項６】
検出対象の物理量について前記センサユニットが前記アラーム条件に合致しない状況の物理量を検出しているタイミングと該センサユニットが前記アラーム条件に合致した状況の物理量を検出しているタイミングの通知を受けて前記アラーム条件を学習するアラーム条件学習部を備えたことを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項７】
前記センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子と結合する第２の接続端子を備え、該同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものであり、
前記アラーム条件学習部は、複数のセンサユニットからのマージされた検出信号に対しては各センサユニットごとのアラーム条件を学習するものであることを特徴とする請求項６記載の警報装置。
【請求項８】
前記センサユニットは、前記所定の物理量として音を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項９】
前記センサユニットは、前記所定の物理量として光を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１０】
前記センサユニットは、前記所定の物理量として磁気を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１１】
画像を表示する表示部を備え、前記アラーム報知部は前記表示部への表示によりアラームを報知するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１２】
音を発する音発生部を備え、前記アラーム報知部は、前記音発生部にアラーム音を発生させることによって、アラームを報知するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１３】
外部機器との通信を行う通信部を備え、前記アラーム報知部は、前記通信部に外部機器に向けてアラーム信号を送信させることによってアラームを報知するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１】
所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、該センサユニット本体に一端部が接続され該センサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、該ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニットであって、
前記センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子と結合する第２の接続端子を備え、該同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものものであることを特徴とするセンサユニット。
【請求項２】
所定の物理量を検出して電気的な検出信号に変換するセンサを備えたセンサユニット本体と、該センサユニット本体に一端部が接続され該センサユニット本体で得られた検出信号を伝達するケーブルと、該ケーブルの他端部に接続された第１の接続端子とを備えたセンサユニット、および
前記第１の接続端子と結合する第３の接続端子と、前記センサユニット本体で検出される複数種類の物理量の中から選択された、前記センサユニットによる検出対象の物理量を表す検出信号について信号処理を行う信号処理部と、前記信号処理部での信号処理後の信号が所定のアラーム条件に合致したか否かを判定する判定部と、前記判定部により前記アラーム条件に合致した場合にアラームを報知するアラーム報知部とを備えた警報ユニットを具備することを特徴とする警報装置。
【請求項３】
前記第３の接続端子を複数備え、前記信号処理部は、複数の第３の接続端子それぞれに対応してそれぞれ選択された検出対象の物理量を表す各検出信号について信号処理を行うものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項４】
前記センサユニットが、種類の異なる複数の物理量を検出して電気的な検出信号に変換する複数種類のセンサそれぞれを備えたセンサユニット本体を有する複数種類のセンサユニットからなることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項５】
前記複数種類の物理量の中から検出対象の物理量を選択して、前記信号処理部に、選択した検出対象の物理量の検出信号について信号処理を行わさせる検出物理量設定部を備えたことを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項６】
検出対象の物理量について前記センサユニットが前記アラーム条件に合致しない状況の物理量を検出しているタイミングと該センサユニットが前記アラーム条件に合致した状況の物理量を検出しているタイミングの通知を受けて前記アラーム条件を学習するアラーム条件学習部を備えたことを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項７】
前記センサユニット本体が、同種のセンサユニットの第１の接続端子と結合する第２の接続端子を備え、該同種のセンサユニットのセンサユニット本体で得られて伝達されてきた検出信号と自分のセンサユニット本体で得られた検出信号とをマージして自分のケーブルに送り出すものであり、
前記アラーム条件学習部は、複数のセンサユニットからのマージされた検出信号に対しては各センサユニットごとのアラーム条件を学習するものであることを特徴とする請求項６記載の警報装置。
【請求項８】
前記センサユニットは、前記所定の物理量として音を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項９】
前記センサユニットは、前記所定の物理量として光を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１０】
前記センサユニットは、前記所定の物理量として磁気を検出するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１１】
画像を表示する表示部を備え、前記アラーム報知部は前記表示部への表示によりアラームを報知するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１２】
音を発する音発生部を備え、前記アラーム報知部は、前記音発生部にアラーム音を発生させることによって、アラームを報知するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【請求項１３】
外部機器との通信を行う通信部を備え、前記アラーム報知部は、前記通信部に外部機器に向けてアラーム信号を送信させることによってアラームを報知するものであることを特徴とする請求項２記載の警報装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−８７８０１（Ｐ２００６−８７８０１Ａ）
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−２７９７２５（Ｐ２００４−２７９７２５）
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（０００１１２６０２）フクダ電子株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年４月６日（２００６．４．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年９月２７日（２００４．９．２７）
【出願人】（０００１１２６０２）フクダ電子株式会社 (196)
【Ｆターム（参考）】
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