センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部となり得るセンサ及び/またはアクチュエータの支持装置
センサ/アクチュエータの無線ネットワーク内の結節素子または端末装置(10)のセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置が、複数の面(2)を有する基体または基部モジュール(1)を具え、これにセンサ及び/またはアクチュエータのモジュールまたはブロック、及び電源ブロック/モジュールが装着される。基体1の主要な特徴は、結節素子(10)に、さらなるセンサ及び/またはアクチュエータ(3)、並びにアダプタ素子、ブリッジインタフェース素子(60)、または拡張モジュール(50)を追加する可能性にある。基体(1)は、確動係合手段(54)を有する複数の接続面を有することができ、これらの接続面は上述したモジュールを組み立てることを可能にする。確動係合手段(54)は、多数のモジュールどうしの電気接続を可能にし、さらに、ユーザにとって容易で直感的な使いやすさを可能にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本発明は、センサ及び/またはアクチュエータの無線ネットワークを監視し制御する装置に関するものである。特に、この装置は、患者に装着可能なセンサ及び/またはアクチュエータを用いて生理的パラメータを監視する無線ボディエリア・ネットワーク(WBAN:Wireless Body Area Network)または無線ボディセンサ・ネットワーク(WBSN:Wireless Body Sensor Network)に関係する生物医学分野に応用可能である。
【背景技術】
【0002】
(技術的課題の説明)
従来の患者用の監視装置のうち、記録されるパラメータ毎にそれぞれの専用装置を設けた大型で高価なシステムは知られている。この理由により、監視または検出手順は、病院またはヘルス(医療)センターでしか実行することができなかった。
【0003】
こうした種類の監視装置では、データを記憶して送信するように構成された携帯装置と、生理的パラメータを検出するように構成されたセンサとの間の接続は通常、無線接続である。特に患者の皮膚に接触させるこうしたセンサは、配線が患者の動きを制限するので患者の邪魔になる。
【0004】
無線通信を用いることによる、そして低消費電力技術を用いることによる、配線接続の除去が知られている。特に、検出結節のネットワークが知られ、各結節は自前のバッテリ素子を有し、各結節は患者の身体上に配置され、これらの結節は、異なる生理的パラメータを検出し、これらのパラメータを記憶し、及び/またはこれらのパラメータを無線的方法でより強力な装置に伝達し、このより強力な装置は、これらのパラメータを記録すること、及び/またはこれらのパラメータを遠隔的な中央演算装置に伝達することができる。
【0005】
こうした装置は、特に、通常は「無線センサ・ネットワーク(WSN:Wireless Sensor Network)」と称されるシステムを用いて生理的パラメータを監視する際に使用される。
【0006】
無線センサ・ネットワーク(WSN)は、小型結節で構成されるネットワークであり、これらの小型結節はセンサを収容することができ、適切なネットワーク・プロトコルを通して互いに通信することができる。こうしたセンサ・ネットワークは一般に、結節が検出するデータの性質に特化した用途向けに開発されている。生物医学分野では、例えば、温度、圧力、ECG信号、移動、位置、血圧、等のようないくつかのデータを測定する。WSNプラットフォームは、種々の用途に適した複数の特徴を有することが興味深い。これらのネットワークの主要な特徴は次の通りである:
結節を形成する剛性:これらの結節は、特定用途に応じた容易な配置を可能にするようにサイズが低減されている;
専用インフラストラクチャ(基盤)を持つ必要なしにネットワークを形成すること;
複数年間持続しなければならないバッテリを使用することのできる方法で、ネットワークを動作させるために必要な低エネルギー;
結節の多様性、及びコネクタの多様性;
単一結節の低い計算能力及び通信能力。
【0007】
この種のネットワークはさらに、動的である、というのは、一部の結節が壊れても、結節の数が変化しても、またはバッテリが欠損しても、あるいは結節が移動しても、ネットワークに関する問題は存在しないからである。
【0008】
「無線ボディエリア・ネットワーク(WBAN)」または「無線ボディセンサ・ネットワーク(WBSN)」は、異なるセンサ付きの小型結節を提供し、各結節は「ボディセンサユニット(BSU)」と称され、端末装置とも称され、これらの結節は無線的方法で、患者が装着するか患者の付近に配置することのできる中央装置に接続され、この中央装置はボディ中央装置(BCU:Body Central Unit)と称する。
【0009】
具体的には、端末装置はネットワークの末端結節であり、患者の身体に接触するか、あるいは周囲環境内に配置され、監視の機能及び/または患者との能動的相互作用の機能を実行するのに適したセンサ及び/またはアクチュエータを設けられている。
【0010】
多数のBSUによって得られたデータは、これらのBSUとインターネット環境との間の接続によってオンラインで受け取ることができ、この接続は、WLAN(Wireless Local Area Network:無線ローカルエリア・ネットワーク)、GPRS(General Packet Radio Service:汎用パケット無線システム)、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System:汎用移動通信システム)、等のような異なる技術によって得ることができる。
【0011】
このようにして、WBANによって監視される患者を、医師または病院のスタッフが連続して遠隔的に見て、あり得る合併症を防止することができる。これらのデータを周期的に専用サーバーに記憶して、医師は任意の所望瞬時に完結した検査を実行することができる。緊急の場合には、警報により、適切な対応策を短時間でとることができ、この警報は、患者自身によって、及び生理的パラメータのあらゆる異常に監視システムが応答することによって、共に起動することができる。
【0012】
端末装置の限界/問題、及び現在市販されているWBAN製品一般の限界/問題は、次の通りである:
医師、看護師、または患者自身のようなユーザがシステム構造を変更することができない「閉じた」システムが、現在利用可能であること;
端末装置は、生産者/提供者/供給者、あるいは高度な資格保有者の手助けがなければ、ユーザが変更することのできない機能に応じて設計され作製されていること;
端末装置は、当該装置に装着された特定のセンサ/アクチュエータに応じた単一機能を有するように規定及び設計され、特定の測定及び/または動作機能(例えば、測定するパラメータの種類)を追加または変更する可能性がない。
センサ/アクチュエータ、及び/またはバッテリは、程度の差はあるがユーザが容易に置き換えることのできる唯一のブロックであるが、非常に類似した装置、即ち同じ機能を有する装置としか置き換えできない。
【0013】
これらの問題は、限界対フレキシビリティ(柔軟性)が関係する、というのは、所定の生理的パラメータを測定するために作製された端末装置は、他のパラメータを測定するためにユーザが変更することができないからである。このことは、装置の上手でない利用も生じさせる、というのは、一旦、システムがその機能を完了するか、あるいは、そのパラメータがもはや関心事でなくなると、装置全体がその有用性を完全に失い、異なる機能を実行するように変更することができないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
従って、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、複数のセンシング構成要素及び/またはアクチュエータ構成要素を単一結節内に統合する可能性を提供する。
【0015】
本発明の他の特徴は、患者が装着可能なセンサ及び/またはアクチュエータを用いて生理的パラメータを監視するための無線ボディエリア・ネットワーク(WBAN)または無線ボディセンサ・ネットワーク(WBSN)の関係の一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、複数のセンサ及び/またはアクチュエータを支持することができ、同時に、接着手段または他の接続システムによって人体に容易に固定することができる。
【0016】
また、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、家庭内環境または産業環境で使用することができる。
【0017】
また、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、構成要素に関してモジュール化可能及び再構成可能である。
【0018】
本発明の他の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置では、経験の浅いユーザが、患者の病状から生じる、あるいは患者における以前の検出または制御から生じる、患者に合わせた必要性に応じて、装置のセンシング構成要素及び/またはアクチュエータ構成要素を選定して組み立てることができる。
【0019】
本発明の他の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置では、装置のセンシング構成要素のみが開発され、患者に対する侵襲を最小にし、ユーザフレンドリな(使い勝手の良い)方法で、扱い易く簡素な接続具とのインタフェースをとることができる。
【0020】
また、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置の長期的コストは低く、これにより、エンドユーザは、同じ主要な枠組みを維持しながら、必要なセンシング構成要素を異なる時点で購入し、損耗した、及び/または未使用の各ブロックを置き換え、並びに他のブロックの導入により新たな機能を追加することができる。
【課題を解決するための手段】
【0021】
これら及び他の目的は、センシング結節及び/またはアクチュエータ結節のネットワーク内の結節素子のセンサ及び/またはアクチュエータの支持装置によって達成され、この支持装置は:
複数の面を有する基体(ベースボディ)であって、少なくとも1つのセンサ及び/またはアクチュエータ、及び電源ブロックを付加することのできる基体と;
この基体を支持装置に固定するための固定手段と;
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む、前記基体内の制御装置と;
前記制御装置と通信し、複数の設定パラメータ、ファームウェア、及びデータを記憶するように構成された、前記基体内の記憶装置と;
上記マイクロプロセッサが遠隔装置と通信するための無線センサ・ネットワークを形成するように構成された無線通信手段とを具え、これらの遠隔装置は、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータを有する他の基体、及び上記基体と信号を交換するのに適した少なくとも1つのデータ制御装置を具え、
この支持装置の主要な特徴は、
上記基体の少なくとも2つの面が、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータの接続面であること、及び、
上記基体が:
上記センサ及び/またはアクチュエータと、上記基体の上記接続面との確動(確実な)係合を形成するための確動係合手段と;
この確動係合手段の所にあり、上記センサ及び/またはアクチュエータと上記制御装置との間のインタフェースを構成するインタフェース手段と;
上記確動係合手段及び上記インタフェース手段によって上記基体に接続された所定のセンサ及び/またはアクチュエータを識別する識別手段とを具えていることにある。
【0022】
特に、上記無線通信手段は、上記基体内に配置されている。
【0023】
上記センシング結節及び/またはアクチュエータ結節のネットワーク内の上記結節素子は、センチメートルのオーダーに低減されたサイズを有することが好ましい。しかし、スケーラブル(拡大縮小可能)なアーキテクチャは、さらなる小型化を可能にする。
【0024】
上記基体は平らな形状を有し、特に、略長方形の細長い4つの接続面を有する平行六面体であることが有利であり、上記センサ及び/またはアクチュエータとの確動係合を形成するための上記確動係合手段の少なくとも1つは、上記長方形の接続面にある。
【0025】
上記接続面上に固定することのできるアダプタ素子または「フロントエンド」素子を設けることが有利であり、このフロントエンド素子は、少なくとも1つの対応するセンサ及び/またはアクチュエータとの確動係合接続を行い、このアダプタ素子は、次の素子またはその組合せのうちの1つを具えている:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
信号調整装置;
アナログ/デジタル変換器、及び/または、デジタル/アナログ変換器;
上記基体とのインタフェース;
識別装置;
上記センサ及び/またはアクチュエータとのインタフェース。
【0026】
少なくとも2つの上記基体どうしを接続するブリッジインタフェース素子を設けることが好ましく、このブリッジインタフェース素子は、次の素子またはその組合せの1つを具えている:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
第1基体との第1インタフェース;
識別装置;
第2基体との第2インタフェース。
【0027】
このようにして、上記ブリッジインタフェース素子によって、接続面の数を増加させることができ、従って、接続することのできるセンサ及び/またはアクチュエータの数を増加させることができる。さらに、ネットワークの結節素子の能力及び/または機能を増加させることができる。
【0028】
上記基体は、少なくとも1つのハードウェア入力ポートを具えていることが好ましく、このハードウェア入力ポートは、例えば、上記センサによって測定したパラメータを表示するディスプレイ、あるいはメモリ拡張装置、等のような補助外部装置の接続に適合している。このようにして、このディスプレイにより、例えば、圧力、温度、等のような数値を表示することができるが、画像も表示することができる。その代わりに、基体のメモリまたは計算能力を増強するためには、並びに、長期データ、例えば24/28時間分の患者のデータを記憶し、監視ステップの終了時にこれらのデータを最終的にアップロードするためには、メモリ拡張装置が必要になり得る。
【0029】
上記基体上には、上記接続面の1つと係合可能な少なくとも1つのバッテリ素子が設けられていることが有利であり、このバッテリ素子は、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータを有する上記基体、あらゆるフロントエンド素子、あらゆるブリッジインタフェース素子、及びあらゆる補助外部装置に電力供給を行うように構成されている。
【0030】
特に、上記ハードウェア入力ポートは、上記基体の上面及び/または下面に配置されている。
【0031】
上記バッテリ素子を、上記基体の上面上及び/または下面上に係合する手段を設けることが有利である。
【0032】
特に、上記確動係合手段は、ユーザによる誤った係合を妨げるための特定の幾何学的形状を有することが好ましい。
【0033】
上記識別手段は、次のものから成るグループから選択することが有利である:
物理量を測定することのできるアナログ識別手段;
デジタル識別手段(またはデジタルデータ交換に基づく手段)。
【0034】
上記識別手段は、上記制御装置内の起動手段を提供して、上記センサ及び/またはアクチュエータ、上記フロントエンド素子、上記ブリッジインタフェース素子、補助外部素子から成るグループから選択した装置が上記基体に差し込まれ(プラグインされ)たか否かを識別して、所定のアナログ及び/またはデジタルの対話処理を開始することが有利である。
【0035】
特に、上記アナログ識別手段は、コンデンサの容量、または受動回路の他の物理的特徴を測定して、上記基体に接続された上記センサ及び/またはアクチュエータ、または上記アダプタ素子、あるいは上記ブリッジインタフェース素子を一意的に識別し、上記容量または上記他の物理量を所定値と比較する。
【0036】
上記遠隔装置は、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント(個人用情報端末)、コンピュータ、ホームオートメーションシステム、またはサーバーコンピュータから成るグループから選択することが有利である。
【0037】
上記基体を支持面に固定するための上記固定手段は、上記基体上、または上記センサ及び/またはアクチュエータ内、あるいは上記アダプタ素子内、さらには上記ブリッジインタフェース素子内に統合することができることが有利である。
【0038】
特に、医療分野では、上記固定手段を、次のものから成るグループから選択する:
特に患者の腕の手首の所に固定することのできるブレスレット;
特に患者の導体に固定することのできるベルト。
上記ブレスレット及び/または上記ベルトの一部分は、上記確動係合手段によって、上記基体の1つ以上の接続面に接続される。例えば、これらのブレスレットまたはベルトは、その平面に直交する向きに、接続面への接続部を有するか、互いに逆側の2つの接続面への2つの接続端部を持つ2つの端部を有することができる。
【0039】
上記ブレスレットはセンサの機能を有し、上記基体の接続面の1つに確動係合する形状を有する接続部を具えていることが有利である。このようにして、上記ブレスレットは監視センサとなり、この監視センサに、上記基体がその接続面の1つを介して接続され、この目的で、上記ブレスレットは、上記基体のそれぞれの接続面との接続用の1つ以上の確動係合部、例えばプラグ/ソケットつめ(爪)係合部を具えることができる。
【0040】
特に、このブレスレットは、患者の「心拍」、より一般的には血圧を検出するように構成された圧力測定センサを具えている。特に、このセンサは、ブレスレット形の接続部から始まって広がる検出面を具えている。
【0041】
同様に、上記ベルトはセンサの機能を有し、上記基体との接続部を具えている。特に、このベルトは、この接続部から始まって広がる、患者の体のインピーダンスを測定するための少なくとも一対の検出電極を具えている。
【0042】
上記ベルト及び上記ブレスレットは長さを調整可能であり、そして、上記接続部上に作製されたハウジングと、結合部によって接続することができることが有利であり、この結合部は、ベルト/ブレスレットを患者に締結することに加えて、統合型センサの動作を起動する。
【0043】
あるいはまた、上記ブレスレット及び/または上記ベルトは、迅速に解放可能な締結手段を用いて互いに接続される2つの部分を具えている。このようにして、上記ブレスレット及び/または上記ベルトは、患者の動きを妨げることなしに、容易かつ迅速に調整して付けることができる。
【0044】
以下の、図面を参照した本発明の好適な実施例の説明により、本発明をより明確にし、この実施例は例示的であり限定的ではない。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明によるセンサ用の支持装置を具えた、センシング結節及び/またはアクチュエータ結節あるいは端末装置のネットワーク内の、結節素子の基本的構成を示す図である。
【図1A】本発明による接続モジュール素子の、図1のセンシング結節及び/またはアクチュエータ結節あるいは端末装置のネットワーク内の、結節素子の基体を示す図である。
【図2】基体内に存在する不可欠な構成要素のブロック図である。
【図3】例えば生理的パラメータを監視するために患者に適用される、すべてが図1の基本構成を有する結節素子のネットワークを示す図である。
【図4】図4Aは、本発明による、他の拡張供給モジュールを接続するためのハードウェア型接続部の部分拡大図であり、図4B、図4Cは、本発明による、センサ及び/またはアクチュエータに接続するように構成された確動係合手段を示す部分拡大図である。
【図5】図5Aは、本発明による、センサ及び/またはアクチュエータに接続するように構成された確動係合手段を示す部分拡大図である。
【図6】支持装置、横方向に装着されたセンサ及び/またはアクチュエータ、及びその最下部に付加したバッテリ素子を具えた端末装置の側立面図である。
【図7】図6の装置の分解斜視図であるが、給電バッテリは見えない。
【図7A】図7の装置を組み立てた状態の斜視図である。
【図8】図1の略図に対して、センサと基体との間に配置されたアダプタ素子またはフロントエンド素子を具えた略図である。
【図9】給電バッテリを示した、図8の装置の側立面図である。
【図10】図8及び図9の装置の分解斜視図であり、給電バッテリは図示しない。
【図11】図10の装置の組立図である。
【図12】図9に示す装置に対して他の拡張素子を有する統合型指示装置を示す図である。
【図13】使用中に、基体とセンサ及び/またはアクチュエータとの間に配置されるアダプタまたはフロントエンド素子の不可欠な構成要素のブロック図である。
【図14】センサ及び/またはアクチュエータの内部構造部分のブロック図である。
【図14A】センサ及び/またはアクチュエータの内部構造部分のブロック図である。
【図15】使用中に2つの基体間に配置されるブリッジインタフェース素子の不可欠な構成要素のブロック図である。
【図16】本発明による、2つの基体間の接続ブリッジの組立図である。
【図16A】本発明による、2つの基体間の接続ブリッジの分解図である。
【図16B】本発明による、2つの基体間の接続ブリッジを積み重ねた形式で示す図である。
【図17】図16の接続ブリッジを介して統合した2つの基体の可能な構成のブロック図である。
【図18】電源投入時の、基体の自己構成ステップのブロック図である。
【図19】基体がモジュールの接続を識別することのできる方法の動作の略図である。
【図20】基体とモジュールとの間に配置されるアナログ型識別手段の好適な実施例の電気回路図であり、モジュールは、センサ及び/またはアクチュエータ、インタフェース素子、またはブリッジ接続素子から成るグループから選択される。
【図21】図19の好適な実施例を、発生するモジュールの接続が、基体とセンサ及び/またはアクチュエータとの間に配置されるインタフェースアダプタ素子またはフロントエンド素子を含む場合に拡張した図である。
【図22】アナログ識別手段が順に実行する論理ステップ・シーケンスを記述するフローシートである。
【図23】デジタル識別手段が順に実行する論理ステップ・シーケンスを記述するフローシートである。
【図24】図23のフローシートのブロックの1つである、いわゆるハンドシェイク手順の略図である。
【図25】2つの基体間の接続ブリッジを含む他の構成例を示す図である。
【図26】接続ブリッジの場合に実行する、図25の略図のブロックの1つであるハンドシェイク手順の略図である。
【図27】センサ及び/またはアクチュエータを、インタフェース素子付きまたはインタフェース素子なしで接続面上に設けた支持装置を示す図である。
【図28】患者の手首に固定することのできる血圧測定用のセンサ付きブレスレットを示す図であり、特に基体との接続を示す。
【図28A】患者の手首に固定することのできる血圧測定用のセンサ付きブレスレットを示す図であり、特に基体との接続を示す。
【図29】図28のブレスレットの、患者の「心拍」を測定することへの可能な応用を示す図である。
【図30】基体及び相対する電極センサ用の支持ベルトを示す図である。
【図31】図30の特別な場合を示す図であり、基体への接続を示す。
【図32】インピーダンス検出用に患者の胴体に付けられる、図30のベルトの可能な用途を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0046】
(好適な実施例の説明)
図1及び1Aを参照すれば、好適な実施例におけるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置が、センサ/アクチュエータの無線ネットワーク20(図3に示す)の結節素子または端末装置10として図示されている。特に、端末装置10の構造的アーキテクチャは、図1Aに詳細に示す基体または基部(ベース)モジュール1を具えているという独特の特徴を有し、基体1は複数の面2を有し、これらの面に、センサ及び/またはアクチュエータ・ブロック/モジュール3及び電源ブロック/モジュール4が装着される。基体1の主要な特徴は、さらなるセンサ及び/またはアクチュエータ3並びに他の電源モジュール4、あるいは、さらに図面に示す拡張モジュールを追加することによる、統合型結節素子10の可能性である。
【0047】
図1Aに、好適な、平らな平行六面体形状の基体1を示し、基体1は、ほぼ長方形の細長い4つの面を有し、これらの長方形の接続面2の各々において、センサ及び/またはアクチュエータ3との確動係合を行う。
【0048】
さらに、補助モジュールを設け、これらは例えば、センサ及び/またはアクチュエータ3と基体1との間に配置されたアダプタ素子40またはフロントエンドモジュール、ディスプレイ、LED素子、拡張メモリ、等のような拡張モジュール50(図12に示す)、並びに2つの基体1を互いに接続することのできるブリッジインタフェース素子またはブリッジモジュール60(図15に示す)である。
【0049】
基体1はさらに、接続面を提供するいずれかの面2に、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータ、またはアダプタ素子40、あるいはブリッジ素子60を受け入れるように構成された確動係合手段54を具えている。好適な実施例では、確動係合手段54は、多数のブロックどうしの電気機械的結合を保証し、さらに、ユーザにとって直感的で容易な使いやすさを可能にする。後者の詳細な説明は以下に後続する。
【0050】
これに加えて、単一のセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュールまたはブロック3の各々は、容易な用法及び小型の外観を有し、このため、エンドユーザは、このモジュールまたはブロック3を困難なしに組み立てて、所望の特徴及び機能を有する最終装置を得ることができる。
【0051】
さらに、例えば、できれば装置10全体のカバーを設けて装置を完全に密封することができ、これにより、装置はセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3の所のみで患者21の体(図3に示す)に接触することができる。
【0052】
図2を参照すれば、端末装置10の機能及び正常性にとって必要であり、基体1の一部とすることのできる内部素子を示す。特に、こうした素子は、マイクロプロセッサ(図示せず)を含む制御装置5、制御装置5と通信し、複数の設定パラメータ、ファームウェアデータを記憶する記憶装置6、並びにマイクロプロセッサが遠隔装置と通信するための無線センサ・ネットワーク(図3に示す)を形成するように構成された無線通信手段7を具えている。
【0053】
さらに、インタフェースポート面2、11を設け、インタフェースポート面2、11のそれぞれは、センサ及び/またはアクチュエータ3、あるいはアダプタ素子40の接続手段54との確動係合を可能にするが、ブリッジインタフェース素子60及びハードウェア接続部11の拡張素子50(図12に示す)との確動係合も可能にする。
【0054】
無線センサ・ネットワーク20を参照すれば、図3に示す遠隔装置は他の基体1を具え、他の基体1は、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータ3、及び関係する電源ブロック4、並びに基体1と信号を交換するのに適した少なくとも1つのデータ制御装置30を有する。
【0055】
特に、基体1は、この基体を、例えば生理的パラメータを監視される患者21用の支持面に固定し、あるいは、家庭内分野では、温度、圧力、等を測定するための家庭内の面に固定する固定手段を提供する。
【0056】
図3に、ヘルスケア(健康管理)または家庭内分野で、生理的パラメータまたは他のパラメータを測定するように構成された結節素子のネットワーク20の例を示す。特に、ネットワーク20は、基本構成内に複数の装置10を具え、これらの装置は、1人以上の患者21に対して定められた監視点に応じて配置されている。
【0057】
そして、図1の略図によれば、各端末装置10は、基体1上に装着された電源ブロック4及び少なくとも1つのセンサ及び/またはアクチュエータを具え、これらを用いて、温度、圧力、心拍、呼吸、等のような対応するパラメータを検出する。圧力検出の特別な場合は、図28、28A、及び29を参照して説明する。
【0058】
基体1を構成することのできる可能な方法は、極めてフレキシブルであり、特に生理的パラメータを監視する分野では多数の用途に対して実現することのできる結節素子を得ることを可能にする。実際に、異なる機能を有するセンサ及び/またはアクチュエータ3を、基体1に対して置き換えまたは統合する特徴、並びに複数の基体1を互いに接続する可能性は、広範な解決法を可能にする。
【0059】
さらに、各基体1は無線的方法でデータ制御装置またはBCU30に接続され、データ制御装置またはBCU30も、患者21が携帯装置30’として装着することができる。
【0060】
データ制御装置30は、他の制御装置、例えば携帯装置30’に無線的方法で接続して、データ交換ネットワーク31を得ることもできる。
【0061】
BCU30のみに関しては、基体1と同じ構成要素を具えることができ、そして一般に、パーソナル・デジタル・アシスタント33、携帯電話32、またはパーソナルコンピュータ34のようなより強力な電子装置への有線または無線型の接続部36を有することができ、あるいは接続37によるサーバー35に直接接続することができる。一般に、より旧式のケーブル電源を設けなければ、BCU30は基体1より大きいサイズを有して、より強力な電源4を収容することができる。
【0062】
ネットワーク20の単一の基体1の各々の動作によれば、基体1は、この基体に物理的に接続された他の基体1またはデータ制御装置30と通信し、ネットワークの単一結節素子の各々が送信しなければならないデータの適切性に応じた優先度指標(プライオリティ・インデックス)があり得る。
【0063】
例えば、医療分野では、基体1は、温度センサを有する基体より高い優先度を有するECGセンサを具えることができ、この優先度は明らかに、監視される病状に依存することができる。
【0064】
逆に、通信モジュールの不在は、基体1に問題が存在すること、あるいは単なるセンサ及び/またはアクチュエータ3の除去を示す。この場合は、データ制御装置30に信号通知して、同じ初期化ステップが新たに開始された状態変化を基体1が信号通知するまで、この基体を読み出すべきデータのリストから除外する。
【0065】
図4及び5を参照すれば、基体1のそれぞれ上及び下から見た図を示す。
【0066】
図4Aを参照すれば、基部モジュール1を拡張ブロック50(図12に示す)と統合するように構成された、あるいは、図16Bに示すように基部ブロック1を他の基部ブロック1と接続するためのハードウェア接続11を示す。特に、ハードウェア接続11は、基体1の上面上に配置され、対応するポート14を、拡張モジュール50上(図12に概略的に示す)、あるいは他の基体1(図5に示す)上に有する。このようにして、細長い部分11’とその協働部分14’(図5に示す)とが、接続を一意的に識別する。基体1の下部にあるポート14はさらに、1つ以上の電源ブロック4を接続するための電源接点を有する。
【0067】
図4B、4C、及び5Aは、基体1の面2上に作製された所定の接続ゾーンの拡大図を示し、モジュールの組立てステップを支援して装着誤りを回避するために使用される確動係合手段54を示す。
【0068】
特に、確動係合手段54は、図4Bに示す凹部54を提供し、この凹部と、止め(締結)歯8(図7に示す)とが係合する。このようにして、ユーザは止め歯を静かに押して、前に基体1内に挿入されたセンサ及び/またはアクチュエータ3を除去する。この好適な実施例は、センサ及び/またはアクチュエータ3’とフロントエンド40(図10に示す)との接続、あるいは基体1とフロントエンド40との接続用に用いることもでき、さらには、ブリッジ素子60を2つの基体1(図16に示す)に接続するために用いることもできる。
【0069】
確動係合手段54はさらに、拡大図4Cに示す溝12’を提供し、溝12’は一意的接続を行ってユーザによるセンサ及び/またはアクチュエータ3の装着を支援する。
【0070】
図5Aに、センサ及び/またはアクチュエータ3、またはアダプタ素子40、さらにはブリッジモジュール60の基体1への一意的接続を行う他の素子12”を示す。特に、これらの素子間の区別は、接続しなければならないモジュールの種類に応じた、インタフェースポート2のエッジからの距離が、基部のコーナー(隅部)に設けられていることにある。
【0071】
より詳細には、基体1は、特定のセンサ及び/またはアクチュエータと係合するように構成された種類のものとして提供することができ、そして、所定の幅を有するポートを設けることができ、他の基体は、他の種類のセンサ及び/またはアクチュエータと係合するように構成されたものとして提供することができ、異なる幅のポートを有する。従って、前者の種類の基体のセンサ及び/またはアクチュエータは、他の種類の基体に適合することはできず、一意的接続が保証される。
【0072】
確動係合54は複数の接続ピンを提供することができ、これらの接続ピンはそれぞれ、モジュール/ブロックの電源用、自動識別用、及びデジタル及び/またはアナログ型の双方向データ通信用である。
【0073】
ハードウェア入力ポート11も複数の接続ピンを具え、これらの接続ピンはそれぞれ、モジュールの電源用、好適には同期シリアル型のデジタル通信を可能にするためのもの、及び基体1による接続されたブロックの自動識別を可能にするためのもの、並びに専用通信プロトコルを用いたデータの双方向通信を実行するためのものである。
【0074】
図6に、図1に略図で示した装置の側立面図を示し、この装置は基体1を具え、基体1に、バッテリ素子4及びセンサ及び/またはアクチュエータ3が接続されている。
【0075】
図7及び7Aにそれぞれ、装置の分解図及び組立図を示し、電源モジュール4は示さない。この構成では、センサ及び/またはアクチュエータ3が、基体1の面2上に存在する確動係合手段54に適合する係合部48を有する。さらに、センサ及び/またはアクチュエータ3は止め歯8を有する。このようにして、接続が極めて容易でユーザにとって直感的になり、誤った接続が生じ得ない、というのは、センサ及び/またはアクチュエータ3’が、図10に示すようにアダプタ素子40に接続されなければ、それぞれの確動係合手段54及び係合部48は互いに適合しないからである。
【0076】
図8に、アダプタ素子40またはフロントエンドモジュールを設けた端末装置10’を示す。特に、図9及び10の拡大図に示すように、端末装置10’は基体1、フロントエンドモジュール40、センサ及び/またはアクチュエータ3’、及び電源ブロック4のそれぞれを提供する。
【0077】
図9に好適な実施例を、図8に略図で示す装置の側立面図として示す。特に、ここでは電源ブロック4は、電源接点ピン16’を用いて基体1の下部に付加されているように見えるのに対し、図10の斜視図では、基体1、アダプタ素子40、及びセンサ及び/またはアクチュエータ3’を示している。この好適な実施例では、センサ及び/またはアクチュエータ3’はソケット係合部48を有し、ソケット係合部48は、フロントエンドモジュール40のプラグ係合部46に係合することができる。
【0078】
このようにして、経験の浅いユーザが、センサ及び/またはアクチュエータ3’を誤って基体1に直接接続することができず、代わりにインタフェース素子40を必要とする。
【0079】
図11に上述した装置を示し、この装置は単一の端末装置10’に組み立てられ、端末装置10’は、図3の監視ネットワーク20用の結節素子の他の構成である。図10及び11では、電源4は図示していない。
【0080】
図12に、端末装置10”の側立面図を示し、端末装置10”は、図9の端末装置に加えて、ハードウェアコネクタ11によって対応部分14(図5に詳細に示す)に接続される拡張モジュール50を具えている。特に、拡張モジュール50は、ディスプレイ、タイマー、カウンタモジュール、シリアル通信モジュール、バッテリ状態監視ブロック、メモリ拡張ブロック、等から成るグループから選択することができる。
【0081】
図13に、アダプタ手段40またはフロントエンドモジュールを示し、これは、センサ及び/またはアクチュエータ3’と基体1との間にある確動係合手段54の所で基体1に固定することができる。
【0082】
フロントエンドモジュール40内には、少なくとも次のハードウェア構成要素が存在しなければならない:マイクロコントローラ41、信号調整ブロック42、アナログ/デジタル変換器及び/またはデジタル/アナログ変換器43、フロントエンド素子の識別手段45、基体1との入力/出力インタフェースポート44、及びセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’との少なくとも1つのインタフェースポート46または入力/出力係合部。
【0083】
特に、識別手段45は、物理量を測定することのできるアナログ手段、または、例えば専用通信プロトコルで動作するデジタル手段から成るグループから選択される。
【0084】
このようにして、マイクロコントローラ41は、アダプタ素子40に接続された、あり得るセンサ及び/またはアクチュエータ3’から来る信号、またはこれに向かう信号を駆動することができる。マイクロコントローラ41はさらに、モジュール識別部、並びに基体1との通信を駆動する。
【0085】
信号調整ブロック42は、フロントエンド40に接続されたあり得るセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’から来る信号を調整するように構成されている。こうしたモジュールは、例えば、増幅器、マルチプレクサ(多重器)、スイッチ、デジタル・ポテンショメータ回路の応用、等で構成することができる。
【0086】
フロントエンドモジュール40の識別メカニズム45に関しては、このモジュールにおいて、基体1が、インタフェースポート44によって当該基体に接続されるあらゆるアダプタ素子40を一意的に識別するようになっていることが望ましい。
【0087】
同じ手順を、フロントエンド40による、当該フロントエンドを接続することのできるセンサ及び/またはアクチュエータ3’の識別のために実行することができる。
【0088】
図14及び14Aにそれぞれ、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’、及びセンサ及び/またはアクチュエータ3を示し、これらは特に、センサ及び/またはアクチュエータ47、入力/出力ポート48または48’を具え、入力/出力ポート48、48’はそれぞれ、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’をフロントエンドモジュール40に接続し、センサ及び/またはアクチュエータ3を基体1に直接接続する電気機械的部分であり、そして前の場合のように、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’を識別する識別メカニズム49を具え、これにより、このモジュールは、インタフェースポート48に接続されているセンサ及び/またはアクチュエータ3’の種類を一意的方法で識別することができる。特に、インタフェース48及び48’の接続部の表面は、フロントエンドモジュール40が必要であるか否かに応じて互いに異なる。使用におけるこの構造的な相違は、図7及び10に示す。
【0089】
図15に、ブリッジインタフェース素子またはブリッジモジュール60のハードウェア構成要素を示し、これらは次の通りである:マイクロプロセッサ81、ブリッジモジュールの識別手段85、及び、入力/出力インタフェース84が1つの基体1に接続するための対応する2つの接続ポート面である。他の接続の可能性を図16及び16Aに示し、これは、2つの基体1のそれぞれを、それぞれのインタフェース84を介して接続するブリッジインタフェース素子60を提供する。このようにして、接続面2の数を増加させることができ、従って、接続可能なセンサ及び/またはアクチュエータ3の数を増加させることができる。さらに、ネットワーク20の単一結節素子の各々の能力及び/または機能を増加させることができる。
【0090】
ブリッジモジュール60とフロントエンドモジュール40との主な相違は、一方では、図13及び15に示す異なる構成要素にあり、他方では、その構造的態様にある、というのは、図10に示すように、フロントエンド40の同じ側にあるそれぞれの部分13’は、ブリッジモジュール60では、2つの基体1の接続を可能にするために、互いに逆の側に配置されている。あるいはまた、図16Bに示すように、2つの基体1間の接続は、ハードウェア接続11、特に、基体1の下部に作製されたポート14(図5に示す)への結合部11を用いることによって形成することができる。
【0091】
図17に、ブリッジ素子60による2つの基体1間の可能な接続構成のブロック図を示す。
【0092】
特に、各端末装置10は通常、ブロック図に示す次のモジュールによって構成されている:
基部(ベース)モジュール1;
センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3または3’、これは、信号を調整するためのアダプタ素子40を有することも有しないこともできる;
信号を調整するためのフロントエンドモジュールまたはアダプタ素子40;
電源モジュール4(図では電源と称する);
2つの基体1を接続することのできるブリッジモジュール60;
あり得る拡張モジュール50.これは、(メモリの拡張、表示、等の)機能を基体1に追加することができる。
【0093】
上述したブロック(図4及び5に示す)間の接続部及び電気機械的コネクタ54は、直感的な「プラグ・アンド・プレイ」手順、及びユーザにとって容易な利用を保証するように作製されている。
【0094】
特に、基体1への多数のモジュールの接続は、まず、少なくとも1つの電源モジュール4を接続し、次に、他のモジュールを不特定順序で接続することによって達成される。一意的接続は、接続された多種のセンサ及び/またはアクチュエータを区別することを可能にするキーロック型の機械的インタフェース(図4及び5に詳細に示す)によって保証される。接続時に、小型のキースイッチによってシステムを電源投入することができ、あるいは、最初にバッテリをプラグインした際に電源投入することができる。
【0095】
図18に、電源投入後に基体1が実行する論理ステップを記述するフローシート(工程図)を示す。
【0096】
特に、基体1内に存在するマイクロコントローラは、エンドユーザによる極めて容易な使用及びシステム全体の完全な設定可能性を、単一結節10、及び多数の単一結節で構成されるネットワーク20全体(図3に示す)について共に保証するコード(ファームウェア)でプログラムされている。具体的には、基体1が電源投入される際にトリガされる、無線ネットワーク内の単一の基体1から成る自己設定システムが提供され、並びに、基体1に接続された複数ブロックから成る自己設定システムが提供される。
【0097】
図18に概略的に示すプログラムのフローシートは、次のステップを提供する:
1.電源投入するステップ、即ち、第1電源モジュール4を接続するか、あるいは、基体1上に配置されたスイッチを切り替えるステップ;
2.無線ネットワークの存在を制御し、可能であれば無線ネットワークに接続するステップ;
3.基体1に接続された他のモジュールの存在を制御し、以下に記載する手順を続けるステップ;
4.(上記ネットワーク及び接続されたモジュールの)状態を、ネットワーク・コーディネータ(調整者)に送信するステップ;
5.コーディネータからのコマンドを待機するステップ;
6.コマンドを受信した場合に、このコマンドを実行するステップ;
7.スリープモード、即ち、低電力消費モードを開始し、特定時間後にステップ25に戻るステップ。
【0098】
ネットワーク状態の変更、及び基体に接続されたモジュールの設定状態の変更は、専用の割込みサブルーチンが関与し、この変更は、上記プログラムの上述したリストの時点2または3からの再開をトリガする。
【0099】
システムを電源投入すると、基体1は起動手順を開始し、この起動手順中に、基体1は接続された(複数の)単モジュール及びそれらの機能を識別する。
【0100】
こうした起動手順は、マイクロプロセッサシステムにとって標準的なものと考えることができる、というのは、マイクロプロセッサシステムは、基板上に設けられたコントローラの基本パラメータを定義するだけであるからである。そして、所定の専用プロトコルに基づく無線パラメータの起動専用のステップが後続する。
【0101】
無線ネットワークに対するデータ更新ステップを、起動ステップの終わりに設け、この段階中に、ネットワーク20の単一基体1の各々が、他の基体1またはデータ制御装置30に、当該基体に接続されたモジュールの情報、及びネットワークの単一結節素子の各々が伝送しなければならないデータに応じた優先度の指標を伝達する。
【0102】
図19に好適なメカニズムを示し、このメカニズムに従って、基体1が、先験的に未知の種類のモジュールがインタフェースの面2、11または14上に存在することを知る。この事象は、図22のステップ26に相当する。特に、部分64は、基体1のエッジからの2つの接続ピン64’及び64”を表わすのに対し、部分63は、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3上、またはフロントエンドモジュール40上、あるいはブリッジモジュール60上に存在する2つの短絡ピン63’及び63”を表わし、これらは、ポート2による基体1への接続用、あるいはポート11または14による基体1への接続用の拡張モジュール50への接続用である。より正確には、部分64はインタフェースポート2、11及び14のサブシステムであるのに対し、部分63は、インタフェース44または48の接続ポート面のサブシステム、またはブリッジモジュール60のインタフェースポート44のサブシステム、あるいは拡張モジュール50のインタフェースポート14のサブシステムである。接続部70は、基体側にあるコネクタの部分64によって規定される、というのは、ピン64’は、他方の側にあるコネクタ63を通して接地に短絡されるからである。従って、アナログ型接続の識別70を必要とするモジュールとデジタル型接続の識別70’を必要とするモジュールとの区別に応じて、2つの異なる識別手順を用意する。特に、この区別は、コンデンサ65の容量を通して、あるいはポート2の代わりに接続ポート面11または14を通して判断する。
【0103】
接続ポート面2に接続されたすべてのモジュールが、図22及び25に記載の第1アナログ識別ステップを実行し、このステップは、コンデンサ65の容量の異なる値に基づく。拡張モジュール50のようなより複雑なモジュールは、図23及び24に記載のデジタル識別メカニズムを必要とし、ポート11または14のみに接続することができ、従って、基体1のマイクロプロセッサ5(図2に示す)が実行すべきアナログまたはデジタル識別手順を知るためにコンデンサ65を必要としない。
【0104】
図20に、モジュールのアナログ識別ステップ70を示し、このステップは、接続に成功した際の自動充電のプロセス、及び基部モジュール1のピンによって起動されるコンデンサ65の放電によって実行される。この放電のプロセスは検出され、そしてコンデンサ65上の電圧が基部モジュール1の入力ピン61を通して特定しきい値以下に降下するのに必要な時間として測定される。同種の接続70に属する2つの異なるモジュールどうしを区別する能力は、異なるモジュール上に実装されたコンデンサ65の異なる容量値によって達成される。
【0105】
図21に、基部ブロック1内に存在するマイクロコントローラ5及びフロントエンドモジュール内に存在するマイクロコントローラ41の両方が同時に、最小数の電気接続を用いて、インタフェース46及び48を通したセンサ及び/またはアクチュエータ3’とフロントエンドモジュール40との間の「接続状態」の発生を実現することのできる方法を示す。一旦、この接続状態が識別されると、マイクロコントローラ41は、図20に示すものと同様の手順を駆動するが、この場合は、コンデンサ65は、フロントエンドモジュール40に接続されたセンサモジュール3’の基板上にあり、コンデンサ65の充電及び放電は、フロントエンドモジュール40内に存在するマイクロプロセッサ41によって作動する。一旦、この識別が行われると、マイクロコントローラ41は、マイクロコントローラ5に、接続されたセンサ及び/またはアクチュエータ3’の性質をデジタル的に伝達する。この場合に、基部モジュール1は、フロントエンドモジュール40に、設定ステップを開始すべきことを信号通知し、このステップは、フロントエンドモジュール40の基板上に挿入されたマイクロプロセッサ41によって実行され、基体1のピン64を介して作動するコンデンサ(図示せず)の充電によって作動する。一旦、この設定開始信号(コンデンサが充電されたこと)が識別されると、マイクロプロセッサ41は、接続されたセンサ及び/またはアクチュエータに対して同様の充電及び放電を開始することに進む。
【0106】
フロントエンドモジュール40に接続されているセンサ及び/またはアクチュエータ3’が存在しないことはエラー状態を表わし、このエラー状態は、図21に示すように構成された適切なデジタル線を通して基体1に信号通知され、このデジタル線の状態の変化は、エラー状態が解決したことを基体1に信号通知する。
【0107】
図22に、上述した、多数のセンサ及び/またはアクチュエータ3並びにフロントエンドモジュール40のアナログ識別手順用に採用される一連の論理ステップのフローシートを示す。
【0108】
図23に、デジタル識別手順用に採用される一連の論理ステップのフローシートを示し、これらの論理ステップは、拡張モジュール60の基体1によって実行されるか、この基体の接続ポート面11及び/または14に接続された他の基体1によって実行される。上述したフローシートに示す解決法は、単一線上で実行されるいわゆるハンドシェイクステップを提供し、このハンドシェイクステップは、2つのモジュール間のデジタル識別専用である。特に、基体1は出力として設定されたピンを活性化し、このピンは、「ハードウェア」モジュールまたは拡張モジュール50の入力として設定され、この「ハードウェア」モジュールまたは拡張モジュール50は、接続されたモジュールの種類を識別するビット列で応答する前に、信号を受信したこのピンを出力ピンに転換する。同様に、基体1はその出力ピンを、所定時間後にメッセージを受信するための入力ピンに転換する。次のピンの転換は、基体1がメッセージの適正な受信にさらなるインパルスで確認応答することを可能にする。通信プロセス全体は、基体1によって発生され、インタフェースポート11または14上に接続されたモジュール50専用のピンによって送信されるクロック信号によって同期される。
【0109】
図24に、図23に示して上述したいわゆるハンドシェイクステップのデータフローを概略的に示し、このハンドシェイクステップは、基体1の接続ポート面11または14と係合する拡張モジュール50または他の基体1を識別する。この場合は、前の場合のように、アナログ識別では不十分である、というのは、拡張モジュール50または他の基体1は、ディスプレイ、外部メモリ、多種のインタフェース素子、等のような多数の異なる種類の装置であり、基体1との通信用に複雑な通信プロトコルを必要とするからである。
【0110】
図25を参照すれば、ブリッジブロック/モジュール60の識別ステップを表わすフローシートが示されている。
【0111】
図26に、いわゆるハンドシェイクステップ中のデジタルデータフローを詳細に示す。この場合は、図16に示すように、ブリッジモジュール60は2つの基体1を、それぞれのインタフェース2の接続ポート面を通して接続する。図25に識別されるように、一旦、ブリッジブロック60が、当該ブリッジブロックが接続された2つの基体1によって識別されると、ハンドシェイク手順が開始され、この手順では、ブリッジ60によって2つの基体1に、マスター72としての機能、即ち無線を経由したすべてのデータの取得及び伝送、並びにスレーブ71としての機能、即ちブリッジ60によるマスター72に対するデータの取得及び伝送の機能が与えられる。
【0112】
図27に、すべての接続面2に、センサ及び/またはアクチュエータ3’がフロントエンド40を利用して接続され、センサ及び/またはアクチュエータ3がフロントエンド40を利用せずに接続された基体1を示す。この解決法はいくつかの利点を有し、例えば、センサ及び/またはアクチュエータ3を異なる機能を有する他のモジュールに置き換える可能性、並びに、医療及び/または家庭内分野におけるあらゆる監視及び/または操作機能用の他の多数の構成を提供する可能性である。
【0113】
特に、医療分野では、ブレスレット80(図28及び28A)のような固定手段が選択され、この固定手段は患者の手首90(図29)に固定することができ、あるいは患者21の胴体に固定することのできるベルト100(図30または31)に固定することができる。
【0114】
両種類の固定手段は、患者における生理的パラメータを監視/測定するために用いることができる。
【0115】
図28及び28Aの例では、ブレスレット80は、患者の「心拍」、あるいはより一般的には血圧を検出するように構成されたセンサの機能を有する。従って、構造的には、このブレスレットは内部監視センサ84及び接続部81を具え、これらに、接続ポート54の1つを介して基体1を接続する。より正確には、基体1との接続用の確動係合接続部81は、基体1の接続部54と係合する止め歯8を有する。
【0116】
より詳細には、センサ84は、接続部81から突出し、使用中に患者の橈骨動脈に接触する検出面84’(詳細には図示せず)を具えている。このようにして、基体1へのセンサ84及び他の可能なセンサ及び/またはアクチュエータの付加が容易かつ有効になり、装置を所望通りに変更することを可能にする。モジュール方式に加えた他の利点は、患者がブレスレットを長時間でも容易に持ち運ぶことのできるような、既知の装置より小型のサイズである。
【0117】
同様に、図30に示すように、ベルト100は生理的パラメータを検出するためのセンサを具え、そしてブレスレット80の場合のように、図31に示すような基体1との接続部105を具え、接続部105は、センサを基体に電気接続するように構成されている。特に、これらのセンサは一対の検出電極102及び104であり、それぞれ配線101及び103を用いて接続部105に配線されて、図32に示すように、患者21の体のインピーダンスを測定する。
【0118】
可能な実施例では、ベルト100及びブレスレット80は長さを調整可能であり、筐体(図示せず)付きの相互結合部を、それぞれの接続部105及び80上に設けることができ、この相互結合部は、ベルト/ブレスレットを患者に固定することに加えて、センサがあればこのセンサも作動させる。
【0119】
他の好適な実施例では、ブレスレット80及びベルト100を、迅速に解放可能な固定手段を用いて互いに接続された2つの部分で構成することができる。このように、これらのブレスレット80及びベルト100を調整して、患者の動きを妨害または阻止することなしに、患者21の手首90または胴体に容易かつ迅速に適合させることができる。
【0120】
以上の特定実施例の説明は、概念的観点によれば本発明を十分に開示し、これにより、他者は現在の知識を適用することによって、さらなる調査研究なしに、本発明から逸脱することなしに、こうした実施例を変更及び/または種々の用途に適合させることができ、従って、こうした適合及び変更はこうした特定実施例と等価であることは明らかである。この理由で、本明細書に記載した異なる機能を実現するための手段及び材料は、本発明の分野から逸脱しない。本明細書で用いている言い回し及び用語は説明目的であり、限定目的ではない。
【技術分野】
【0001】
(発明の分野)
本発明は、センサ及び/またはアクチュエータの無線ネットワークを監視し制御する装置に関するものである。特に、この装置は、患者に装着可能なセンサ及び/またはアクチュエータを用いて生理的パラメータを監視する無線ボディエリア・ネットワーク(WBAN:Wireless Body Area Network)または無線ボディセンサ・ネットワーク(WBSN:Wireless Body Sensor Network)に関係する生物医学分野に応用可能である。
【背景技術】
【0002】
(技術的課題の説明)
従来の患者用の監視装置のうち、記録されるパラメータ毎にそれぞれの専用装置を設けた大型で高価なシステムは知られている。この理由により、監視または検出手順は、病院またはヘルス(医療)センターでしか実行することができなかった。
【0003】
こうした種類の監視装置では、データを記憶して送信するように構成された携帯装置と、生理的パラメータを検出するように構成されたセンサとの間の接続は通常、無線接続である。特に患者の皮膚に接触させるこうしたセンサは、配線が患者の動きを制限するので患者の邪魔になる。
【0004】
無線通信を用いることによる、そして低消費電力技術を用いることによる、配線接続の除去が知られている。特に、検出結節のネットワークが知られ、各結節は自前のバッテリ素子を有し、各結節は患者の身体上に配置され、これらの結節は、異なる生理的パラメータを検出し、これらのパラメータを記憶し、及び/またはこれらのパラメータを無線的方法でより強力な装置に伝達し、このより強力な装置は、これらのパラメータを記録すること、及び/またはこれらのパラメータを遠隔的な中央演算装置に伝達することができる。
【0005】
こうした装置は、特に、通常は「無線センサ・ネットワーク(WSN:Wireless Sensor Network)」と称されるシステムを用いて生理的パラメータを監視する際に使用される。
【0006】
無線センサ・ネットワーク(WSN)は、小型結節で構成されるネットワークであり、これらの小型結節はセンサを収容することができ、適切なネットワーク・プロトコルを通して互いに通信することができる。こうしたセンサ・ネットワークは一般に、結節が検出するデータの性質に特化した用途向けに開発されている。生物医学分野では、例えば、温度、圧力、ECG信号、移動、位置、血圧、等のようないくつかのデータを測定する。WSNプラットフォームは、種々の用途に適した複数の特徴を有することが興味深い。これらのネットワークの主要な特徴は次の通りである:
結節を形成する剛性:これらの結節は、特定用途に応じた容易な配置を可能にするようにサイズが低減されている;
専用インフラストラクチャ(基盤)を持つ必要なしにネットワークを形成すること;
複数年間持続しなければならないバッテリを使用することのできる方法で、ネットワークを動作させるために必要な低エネルギー;
結節の多様性、及びコネクタの多様性;
単一結節の低い計算能力及び通信能力。
【0007】
この種のネットワークはさらに、動的である、というのは、一部の結節が壊れても、結節の数が変化しても、またはバッテリが欠損しても、あるいは結節が移動しても、ネットワークに関する問題は存在しないからである。
【0008】
「無線ボディエリア・ネットワーク(WBAN)」または「無線ボディセンサ・ネットワーク(WBSN)」は、異なるセンサ付きの小型結節を提供し、各結節は「ボディセンサユニット(BSU)」と称され、端末装置とも称され、これらの結節は無線的方法で、患者が装着するか患者の付近に配置することのできる中央装置に接続され、この中央装置はボディ中央装置(BCU:Body Central Unit)と称する。
【0009】
具体的には、端末装置はネットワークの末端結節であり、患者の身体に接触するか、あるいは周囲環境内に配置され、監視の機能及び/または患者との能動的相互作用の機能を実行するのに適したセンサ及び/またはアクチュエータを設けられている。
【0010】
多数のBSUによって得られたデータは、これらのBSUとインターネット環境との間の接続によってオンラインで受け取ることができ、この接続は、WLAN(Wireless Local Area Network:無線ローカルエリア・ネットワーク)、GPRS(General Packet Radio Service:汎用パケット無線システム)、UMTS(Universal Mobile Telecommunication System:汎用移動通信システム)、等のような異なる技術によって得ることができる。
【0011】
このようにして、WBANによって監視される患者を、医師または病院のスタッフが連続して遠隔的に見て、あり得る合併症を防止することができる。これらのデータを周期的に専用サーバーに記憶して、医師は任意の所望瞬時に完結した検査を実行することができる。緊急の場合には、警報により、適切な対応策を短時間でとることができ、この警報は、患者自身によって、及び生理的パラメータのあらゆる異常に監視システムが応答することによって、共に起動することができる。
【0012】
端末装置の限界/問題、及び現在市販されているWBAN製品一般の限界/問題は、次の通りである:
医師、看護師、または患者自身のようなユーザがシステム構造を変更することができない「閉じた」システムが、現在利用可能であること;
端末装置は、生産者/提供者/供給者、あるいは高度な資格保有者の手助けがなければ、ユーザが変更することのできない機能に応じて設計され作製されていること;
端末装置は、当該装置に装着された特定のセンサ/アクチュエータに応じた単一機能を有するように規定及び設計され、特定の測定及び/または動作機能(例えば、測定するパラメータの種類)を追加または変更する可能性がない。
センサ/アクチュエータ、及び/またはバッテリは、程度の差はあるがユーザが容易に置き換えることのできる唯一のブロックであるが、非常に類似した装置、即ち同じ機能を有する装置としか置き換えできない。
【0013】
これらの問題は、限界対フレキシビリティ(柔軟性)が関係する、というのは、所定の生理的パラメータを測定するために作製された端末装置は、他のパラメータを測定するためにユーザが変更することができないからである。このことは、装置の上手でない利用も生じさせる、というのは、一旦、システムがその機能を完了するか、あるいは、そのパラメータがもはや関心事でなくなると、装置全体がその有用性を完全に失い、異なる機能を実行するように変更することができないからである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
従って、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、複数のセンシング構成要素及び/またはアクチュエータ構成要素を単一結節内に統合する可能性を提供する。
【0015】
本発明の他の特徴は、患者が装着可能なセンサ及び/またはアクチュエータを用いて生理的パラメータを監視するための無線ボディエリア・ネットワーク(WBAN)または無線ボディセンサ・ネットワーク(WBSN)の関係の一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、複数のセンサ及び/またはアクチュエータを支持することができ、同時に、接着手段または他の接続システムによって人体に容易に固定することができる。
【0016】
また、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、家庭内環境または産業環境で使用することができる。
【0017】
また、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置は、構成要素に関してモジュール化可能及び再構成可能である。
【0018】
本発明の他の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置では、経験の浅いユーザが、患者の病状から生じる、あるいは患者における以前の検出または制御から生じる、患者に合わせた必要性に応じて、装置のセンシング構成要素及び/またはアクチュエータ構成要素を選定して組み立てることができる。
【0019】
本発明の他の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置では、装置のセンシング構成要素のみが開発され、患者に対する侵襲を最小にし、ユーザフレンドリな(使い勝手の良い)方法で、扱い易く簡素な接続具とのインタフェースをとることができる。
【0020】
また、本発明の特徴は、センサ/アクチュエータの無線ネットワークの一部とすることのできるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置を提供することにあり、この支持装置の長期的コストは低く、これにより、エンドユーザは、同じ主要な枠組みを維持しながら、必要なセンシング構成要素を異なる時点で購入し、損耗した、及び/または未使用の各ブロックを置き換え、並びに他のブロックの導入により新たな機能を追加することができる。
【課題を解決するための手段】
【0021】
これら及び他の目的は、センシング結節及び/またはアクチュエータ結節のネットワーク内の結節素子のセンサ及び/またはアクチュエータの支持装置によって達成され、この支持装置は:
複数の面を有する基体(ベースボディ)であって、少なくとも1つのセンサ及び/またはアクチュエータ、及び電源ブロックを付加することのできる基体と;
この基体を支持装置に固定するための固定手段と;
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを含む、前記基体内の制御装置と;
前記制御装置と通信し、複数の設定パラメータ、ファームウェア、及びデータを記憶するように構成された、前記基体内の記憶装置と;
上記マイクロプロセッサが遠隔装置と通信するための無線センサ・ネットワークを形成するように構成された無線通信手段とを具え、これらの遠隔装置は、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータを有する他の基体、及び上記基体と信号を交換するのに適した少なくとも1つのデータ制御装置を具え、
この支持装置の主要な特徴は、
上記基体の少なくとも2つの面が、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータの接続面であること、及び、
上記基体が:
上記センサ及び/またはアクチュエータと、上記基体の上記接続面との確動(確実な)係合を形成するための確動係合手段と;
この確動係合手段の所にあり、上記センサ及び/またはアクチュエータと上記制御装置との間のインタフェースを構成するインタフェース手段と;
上記確動係合手段及び上記インタフェース手段によって上記基体に接続された所定のセンサ及び/またはアクチュエータを識別する識別手段とを具えていることにある。
【0022】
特に、上記無線通信手段は、上記基体内に配置されている。
【0023】
上記センシング結節及び/またはアクチュエータ結節のネットワーク内の上記結節素子は、センチメートルのオーダーに低減されたサイズを有することが好ましい。しかし、スケーラブル(拡大縮小可能)なアーキテクチャは、さらなる小型化を可能にする。
【0024】
上記基体は平らな形状を有し、特に、略長方形の細長い4つの接続面を有する平行六面体であることが有利であり、上記センサ及び/またはアクチュエータとの確動係合を形成するための上記確動係合手段の少なくとも1つは、上記長方形の接続面にある。
【0025】
上記接続面上に固定することのできるアダプタ素子または「フロントエンド」素子を設けることが有利であり、このフロントエンド素子は、少なくとも1つの対応するセンサ及び/またはアクチュエータとの確動係合接続を行い、このアダプタ素子は、次の素子またはその組合せのうちの1つを具えている:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
信号調整装置;
アナログ/デジタル変換器、及び/または、デジタル/アナログ変換器;
上記基体とのインタフェース;
識別装置;
上記センサ及び/またはアクチュエータとのインタフェース。
【0026】
少なくとも2つの上記基体どうしを接続するブリッジインタフェース素子を設けることが好ましく、このブリッジインタフェース素子は、次の素子またはその組合せの1つを具えている:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
第1基体との第1インタフェース;
識別装置;
第2基体との第2インタフェース。
【0027】
このようにして、上記ブリッジインタフェース素子によって、接続面の数を増加させることができ、従って、接続することのできるセンサ及び/またはアクチュエータの数を増加させることができる。さらに、ネットワークの結節素子の能力及び/または機能を増加させることができる。
【0028】
上記基体は、少なくとも1つのハードウェア入力ポートを具えていることが好ましく、このハードウェア入力ポートは、例えば、上記センサによって測定したパラメータを表示するディスプレイ、あるいはメモリ拡張装置、等のような補助外部装置の接続に適合している。このようにして、このディスプレイにより、例えば、圧力、温度、等のような数値を表示することができるが、画像も表示することができる。その代わりに、基体のメモリまたは計算能力を増強するためには、並びに、長期データ、例えば24/28時間分の患者のデータを記憶し、監視ステップの終了時にこれらのデータを最終的にアップロードするためには、メモリ拡張装置が必要になり得る。
【0029】
上記基体上には、上記接続面の1つと係合可能な少なくとも1つのバッテリ素子が設けられていることが有利であり、このバッテリ素子は、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータを有する上記基体、あらゆるフロントエンド素子、あらゆるブリッジインタフェース素子、及びあらゆる補助外部装置に電力供給を行うように構成されている。
【0030】
特に、上記ハードウェア入力ポートは、上記基体の上面及び/または下面に配置されている。
【0031】
上記バッテリ素子を、上記基体の上面上及び/または下面上に係合する手段を設けることが有利である。
【0032】
特に、上記確動係合手段は、ユーザによる誤った係合を妨げるための特定の幾何学的形状を有することが好ましい。
【0033】
上記識別手段は、次のものから成るグループから選択することが有利である:
物理量を測定することのできるアナログ識別手段;
デジタル識別手段(またはデジタルデータ交換に基づく手段)。
【0034】
上記識別手段は、上記制御装置内の起動手段を提供して、上記センサ及び/またはアクチュエータ、上記フロントエンド素子、上記ブリッジインタフェース素子、補助外部素子から成るグループから選択した装置が上記基体に差し込まれ(プラグインされ)たか否かを識別して、所定のアナログ及び/またはデジタルの対話処理を開始することが有利である。
【0035】
特に、上記アナログ識別手段は、コンデンサの容量、または受動回路の他の物理的特徴を測定して、上記基体に接続された上記センサ及び/またはアクチュエータ、または上記アダプタ素子、あるいは上記ブリッジインタフェース素子を一意的に識別し、上記容量または上記他の物理量を所定値と比較する。
【0036】
上記遠隔装置は、携帯電話、パーソナル・デジタル・アシスタント(個人用情報端末)、コンピュータ、ホームオートメーションシステム、またはサーバーコンピュータから成るグループから選択することが有利である。
【0037】
上記基体を支持面に固定するための上記固定手段は、上記基体上、または上記センサ及び/またはアクチュエータ内、あるいは上記アダプタ素子内、さらには上記ブリッジインタフェース素子内に統合することができることが有利である。
【0038】
特に、医療分野では、上記固定手段を、次のものから成るグループから選択する:
特に患者の腕の手首の所に固定することのできるブレスレット;
特に患者の導体に固定することのできるベルト。
上記ブレスレット及び/または上記ベルトの一部分は、上記確動係合手段によって、上記基体の1つ以上の接続面に接続される。例えば、これらのブレスレットまたはベルトは、その平面に直交する向きに、接続面への接続部を有するか、互いに逆側の2つの接続面への2つの接続端部を持つ2つの端部を有することができる。
【0039】
上記ブレスレットはセンサの機能を有し、上記基体の接続面の1つに確動係合する形状を有する接続部を具えていることが有利である。このようにして、上記ブレスレットは監視センサとなり、この監視センサに、上記基体がその接続面の1つを介して接続され、この目的で、上記ブレスレットは、上記基体のそれぞれの接続面との接続用の1つ以上の確動係合部、例えばプラグ/ソケットつめ(爪)係合部を具えることができる。
【0040】
特に、このブレスレットは、患者の「心拍」、より一般的には血圧を検出するように構成された圧力測定センサを具えている。特に、このセンサは、ブレスレット形の接続部から始まって広がる検出面を具えている。
【0041】
同様に、上記ベルトはセンサの機能を有し、上記基体との接続部を具えている。特に、このベルトは、この接続部から始まって広がる、患者の体のインピーダンスを測定するための少なくとも一対の検出電極を具えている。
【0042】
上記ベルト及び上記ブレスレットは長さを調整可能であり、そして、上記接続部上に作製されたハウジングと、結合部によって接続することができることが有利であり、この結合部は、ベルト/ブレスレットを患者に締結することに加えて、統合型センサの動作を起動する。
【0043】
あるいはまた、上記ブレスレット及び/または上記ベルトは、迅速に解放可能な締結手段を用いて互いに接続される2つの部分を具えている。このようにして、上記ブレスレット及び/または上記ベルトは、患者の動きを妨げることなしに、容易かつ迅速に調整して付けることができる。
【0044】
以下の、図面を参照した本発明の好適な実施例の説明により、本発明をより明確にし、この実施例は例示的であり限定的ではない。
【図面の簡単な説明】
【0045】
【図1】本発明によるセンサ用の支持装置を具えた、センシング結節及び/またはアクチュエータ結節あるいは端末装置のネットワーク内の、結節素子の基本的構成を示す図である。
【図1A】本発明による接続モジュール素子の、図1のセンシング結節及び/またはアクチュエータ結節あるいは端末装置のネットワーク内の、結節素子の基体を示す図である。
【図2】基体内に存在する不可欠な構成要素のブロック図である。
【図3】例えば生理的パラメータを監視するために患者に適用される、すべてが図1の基本構成を有する結節素子のネットワークを示す図である。
【図4】図4Aは、本発明による、他の拡張供給モジュールを接続するためのハードウェア型接続部の部分拡大図であり、図4B、図4Cは、本発明による、センサ及び/またはアクチュエータに接続するように構成された確動係合手段を示す部分拡大図である。
【図5】図5Aは、本発明による、センサ及び/またはアクチュエータに接続するように構成された確動係合手段を示す部分拡大図である。
【図6】支持装置、横方向に装着されたセンサ及び/またはアクチュエータ、及びその最下部に付加したバッテリ素子を具えた端末装置の側立面図である。
【図7】図6の装置の分解斜視図であるが、給電バッテリは見えない。
【図7A】図7の装置を組み立てた状態の斜視図である。
【図8】図1の略図に対して、センサと基体との間に配置されたアダプタ素子またはフロントエンド素子を具えた略図である。
【図9】給電バッテリを示した、図8の装置の側立面図である。
【図10】図8及び図9の装置の分解斜視図であり、給電バッテリは図示しない。
【図11】図10の装置の組立図である。
【図12】図9に示す装置に対して他の拡張素子を有する統合型指示装置を示す図である。
【図13】使用中に、基体とセンサ及び/またはアクチュエータとの間に配置されるアダプタまたはフロントエンド素子の不可欠な構成要素のブロック図である。
【図14】センサ及び/またはアクチュエータの内部構造部分のブロック図である。
【図14A】センサ及び/またはアクチュエータの内部構造部分のブロック図である。
【図15】使用中に2つの基体間に配置されるブリッジインタフェース素子の不可欠な構成要素のブロック図である。
【図16】本発明による、2つの基体間の接続ブリッジの組立図である。
【図16A】本発明による、2つの基体間の接続ブリッジの分解図である。
【図16B】本発明による、2つの基体間の接続ブリッジを積み重ねた形式で示す図である。
【図17】図16の接続ブリッジを介して統合した2つの基体の可能な構成のブロック図である。
【図18】電源投入時の、基体の自己構成ステップのブロック図である。
【図19】基体がモジュールの接続を識別することのできる方法の動作の略図である。
【図20】基体とモジュールとの間に配置されるアナログ型識別手段の好適な実施例の電気回路図であり、モジュールは、センサ及び/またはアクチュエータ、インタフェース素子、またはブリッジ接続素子から成るグループから選択される。
【図21】図19の好適な実施例を、発生するモジュールの接続が、基体とセンサ及び/またはアクチュエータとの間に配置されるインタフェースアダプタ素子またはフロントエンド素子を含む場合に拡張した図である。
【図22】アナログ識別手段が順に実行する論理ステップ・シーケンスを記述するフローシートである。
【図23】デジタル識別手段が順に実行する論理ステップ・シーケンスを記述するフローシートである。
【図24】図23のフローシートのブロックの1つである、いわゆるハンドシェイク手順の略図である。
【図25】2つの基体間の接続ブリッジを含む他の構成例を示す図である。
【図26】接続ブリッジの場合に実行する、図25の略図のブロックの1つであるハンドシェイク手順の略図である。
【図27】センサ及び/またはアクチュエータを、インタフェース素子付きまたはインタフェース素子なしで接続面上に設けた支持装置を示す図である。
【図28】患者の手首に固定することのできる血圧測定用のセンサ付きブレスレットを示す図であり、特に基体との接続を示す。
【図28A】患者の手首に固定することのできる血圧測定用のセンサ付きブレスレットを示す図であり、特に基体との接続を示す。
【図29】図28のブレスレットの、患者の「心拍」を測定することへの可能な応用を示す図である。
【図30】基体及び相対する電極センサ用の支持ベルトを示す図である。
【図31】図30の特別な場合を示す図であり、基体への接続を示す。
【図32】インピーダンス検出用に患者の胴体に付けられる、図30のベルトの可能な用途を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0046】
(好適な実施例の説明)
図1及び1Aを参照すれば、好適な実施例におけるセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置が、センサ/アクチュエータの無線ネットワーク20(図3に示す)の結節素子または端末装置10として図示されている。特に、端末装置10の構造的アーキテクチャは、図1Aに詳細に示す基体または基部(ベース)モジュール1を具えているという独特の特徴を有し、基体1は複数の面2を有し、これらの面に、センサ及び/またはアクチュエータ・ブロック/モジュール3及び電源ブロック/モジュール4が装着される。基体1の主要な特徴は、さらなるセンサ及び/またはアクチュエータ3並びに他の電源モジュール4、あるいは、さらに図面に示す拡張モジュールを追加することによる、統合型結節素子10の可能性である。
【0047】
図1Aに、好適な、平らな平行六面体形状の基体1を示し、基体1は、ほぼ長方形の細長い4つの面を有し、これらの長方形の接続面2の各々において、センサ及び/またはアクチュエータ3との確動係合を行う。
【0048】
さらに、補助モジュールを設け、これらは例えば、センサ及び/またはアクチュエータ3と基体1との間に配置されたアダプタ素子40またはフロントエンドモジュール、ディスプレイ、LED素子、拡張メモリ、等のような拡張モジュール50(図12に示す)、並びに2つの基体1を互いに接続することのできるブリッジインタフェース素子またはブリッジモジュール60(図15に示す)である。
【0049】
基体1はさらに、接続面を提供するいずれかの面2に、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータ、またはアダプタ素子40、あるいはブリッジ素子60を受け入れるように構成された確動係合手段54を具えている。好適な実施例では、確動係合手段54は、多数のブロックどうしの電気機械的結合を保証し、さらに、ユーザにとって直感的で容易な使いやすさを可能にする。後者の詳細な説明は以下に後続する。
【0050】
これに加えて、単一のセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュールまたはブロック3の各々は、容易な用法及び小型の外観を有し、このため、エンドユーザは、このモジュールまたはブロック3を困難なしに組み立てて、所望の特徴及び機能を有する最終装置を得ることができる。
【0051】
さらに、例えば、できれば装置10全体のカバーを設けて装置を完全に密封することができ、これにより、装置はセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3の所のみで患者21の体(図3に示す)に接触することができる。
【0052】
図2を参照すれば、端末装置10の機能及び正常性にとって必要であり、基体1の一部とすることのできる内部素子を示す。特に、こうした素子は、マイクロプロセッサ(図示せず)を含む制御装置5、制御装置5と通信し、複数の設定パラメータ、ファームウェアデータを記憶する記憶装置6、並びにマイクロプロセッサが遠隔装置と通信するための無線センサ・ネットワーク(図3に示す)を形成するように構成された無線通信手段7を具えている。
【0053】
さらに、インタフェースポート面2、11を設け、インタフェースポート面2、11のそれぞれは、センサ及び/またはアクチュエータ3、あるいはアダプタ素子40の接続手段54との確動係合を可能にするが、ブリッジインタフェース素子60及びハードウェア接続部11の拡張素子50(図12に示す)との確動係合も可能にする。
【0054】
無線センサ・ネットワーク20を参照すれば、図3に示す遠隔装置は他の基体1を具え、他の基体1は、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータ3、及び関係する電源ブロック4、並びに基体1と信号を交換するのに適した少なくとも1つのデータ制御装置30を有する。
【0055】
特に、基体1は、この基体を、例えば生理的パラメータを監視される患者21用の支持面に固定し、あるいは、家庭内分野では、温度、圧力、等を測定するための家庭内の面に固定する固定手段を提供する。
【0056】
図3に、ヘルスケア(健康管理)または家庭内分野で、生理的パラメータまたは他のパラメータを測定するように構成された結節素子のネットワーク20の例を示す。特に、ネットワーク20は、基本構成内に複数の装置10を具え、これらの装置は、1人以上の患者21に対して定められた監視点に応じて配置されている。
【0057】
そして、図1の略図によれば、各端末装置10は、基体1上に装着された電源ブロック4及び少なくとも1つのセンサ及び/またはアクチュエータを具え、これらを用いて、温度、圧力、心拍、呼吸、等のような対応するパラメータを検出する。圧力検出の特別な場合は、図28、28A、及び29を参照して説明する。
【0058】
基体1を構成することのできる可能な方法は、極めてフレキシブルであり、特に生理的パラメータを監視する分野では多数の用途に対して実現することのできる結節素子を得ることを可能にする。実際に、異なる機能を有するセンサ及び/またはアクチュエータ3を、基体1に対して置き換えまたは統合する特徴、並びに複数の基体1を互いに接続する可能性は、広範な解決法を可能にする。
【0059】
さらに、各基体1は無線的方法でデータ制御装置またはBCU30に接続され、データ制御装置またはBCU30も、患者21が携帯装置30’として装着することができる。
【0060】
データ制御装置30は、他の制御装置、例えば携帯装置30’に無線的方法で接続して、データ交換ネットワーク31を得ることもできる。
【0061】
BCU30のみに関しては、基体1と同じ構成要素を具えることができ、そして一般に、パーソナル・デジタル・アシスタント33、携帯電話32、またはパーソナルコンピュータ34のようなより強力な電子装置への有線または無線型の接続部36を有することができ、あるいは接続37によるサーバー35に直接接続することができる。一般に、より旧式のケーブル電源を設けなければ、BCU30は基体1より大きいサイズを有して、より強力な電源4を収容することができる。
【0062】
ネットワーク20の単一の基体1の各々の動作によれば、基体1は、この基体に物理的に接続された他の基体1またはデータ制御装置30と通信し、ネットワークの単一結節素子の各々が送信しなければならないデータの適切性に応じた優先度指標(プライオリティ・インデックス)があり得る。
【0063】
例えば、医療分野では、基体1は、温度センサを有する基体より高い優先度を有するECGセンサを具えることができ、この優先度は明らかに、監視される病状に依存することができる。
【0064】
逆に、通信モジュールの不在は、基体1に問題が存在すること、あるいは単なるセンサ及び/またはアクチュエータ3の除去を示す。この場合は、データ制御装置30に信号通知して、同じ初期化ステップが新たに開始された状態変化を基体1が信号通知するまで、この基体を読み出すべきデータのリストから除外する。
【0065】
図4及び5を参照すれば、基体1のそれぞれ上及び下から見た図を示す。
【0066】
図4Aを参照すれば、基部モジュール1を拡張ブロック50(図12に示す)と統合するように構成された、あるいは、図16Bに示すように基部ブロック1を他の基部ブロック1と接続するためのハードウェア接続11を示す。特に、ハードウェア接続11は、基体1の上面上に配置され、対応するポート14を、拡張モジュール50上(図12に概略的に示す)、あるいは他の基体1(図5に示す)上に有する。このようにして、細長い部分11’とその協働部分14’(図5に示す)とが、接続を一意的に識別する。基体1の下部にあるポート14はさらに、1つ以上の電源ブロック4を接続するための電源接点を有する。
【0067】
図4B、4C、及び5Aは、基体1の面2上に作製された所定の接続ゾーンの拡大図を示し、モジュールの組立てステップを支援して装着誤りを回避するために使用される確動係合手段54を示す。
【0068】
特に、確動係合手段54は、図4Bに示す凹部54を提供し、この凹部と、止め(締結)歯8(図7に示す)とが係合する。このようにして、ユーザは止め歯を静かに押して、前に基体1内に挿入されたセンサ及び/またはアクチュエータ3を除去する。この好適な実施例は、センサ及び/またはアクチュエータ3’とフロントエンド40(図10に示す)との接続、あるいは基体1とフロントエンド40との接続用に用いることもでき、さらには、ブリッジ素子60を2つの基体1(図16に示す)に接続するために用いることもできる。
【0069】
確動係合手段54はさらに、拡大図4Cに示す溝12’を提供し、溝12’は一意的接続を行ってユーザによるセンサ及び/またはアクチュエータ3の装着を支援する。
【0070】
図5Aに、センサ及び/またはアクチュエータ3、またはアダプタ素子40、さらにはブリッジモジュール60の基体1への一意的接続を行う他の素子12”を示す。特に、これらの素子間の区別は、接続しなければならないモジュールの種類に応じた、インタフェースポート2のエッジからの距離が、基部のコーナー(隅部)に設けられていることにある。
【0071】
より詳細には、基体1は、特定のセンサ及び/またはアクチュエータと係合するように構成された種類のものとして提供することができ、そして、所定の幅を有するポートを設けることができ、他の基体は、他の種類のセンサ及び/またはアクチュエータと係合するように構成されたものとして提供することができ、異なる幅のポートを有する。従って、前者の種類の基体のセンサ及び/またはアクチュエータは、他の種類の基体に適合することはできず、一意的接続が保証される。
【0072】
確動係合54は複数の接続ピンを提供することができ、これらの接続ピンはそれぞれ、モジュール/ブロックの電源用、自動識別用、及びデジタル及び/またはアナログ型の双方向データ通信用である。
【0073】
ハードウェア入力ポート11も複数の接続ピンを具え、これらの接続ピンはそれぞれ、モジュールの電源用、好適には同期シリアル型のデジタル通信を可能にするためのもの、及び基体1による接続されたブロックの自動識別を可能にするためのもの、並びに専用通信プロトコルを用いたデータの双方向通信を実行するためのものである。
【0074】
図6に、図1に略図で示した装置の側立面図を示し、この装置は基体1を具え、基体1に、バッテリ素子4及びセンサ及び/またはアクチュエータ3が接続されている。
【0075】
図7及び7Aにそれぞれ、装置の分解図及び組立図を示し、電源モジュール4は示さない。この構成では、センサ及び/またはアクチュエータ3が、基体1の面2上に存在する確動係合手段54に適合する係合部48を有する。さらに、センサ及び/またはアクチュエータ3は止め歯8を有する。このようにして、接続が極めて容易でユーザにとって直感的になり、誤った接続が生じ得ない、というのは、センサ及び/またはアクチュエータ3’が、図10に示すようにアダプタ素子40に接続されなければ、それぞれの確動係合手段54及び係合部48は互いに適合しないからである。
【0076】
図8に、アダプタ素子40またはフロントエンドモジュールを設けた端末装置10’を示す。特に、図9及び10の拡大図に示すように、端末装置10’は基体1、フロントエンドモジュール40、センサ及び/またはアクチュエータ3’、及び電源ブロック4のそれぞれを提供する。
【0077】
図9に好適な実施例を、図8に略図で示す装置の側立面図として示す。特に、ここでは電源ブロック4は、電源接点ピン16’を用いて基体1の下部に付加されているように見えるのに対し、図10の斜視図では、基体1、アダプタ素子40、及びセンサ及び/またはアクチュエータ3’を示している。この好適な実施例では、センサ及び/またはアクチュエータ3’はソケット係合部48を有し、ソケット係合部48は、フロントエンドモジュール40のプラグ係合部46に係合することができる。
【0078】
このようにして、経験の浅いユーザが、センサ及び/またはアクチュエータ3’を誤って基体1に直接接続することができず、代わりにインタフェース素子40を必要とする。
【0079】
図11に上述した装置を示し、この装置は単一の端末装置10’に組み立てられ、端末装置10’は、図3の監視ネットワーク20用の結節素子の他の構成である。図10及び11では、電源4は図示していない。
【0080】
図12に、端末装置10”の側立面図を示し、端末装置10”は、図9の端末装置に加えて、ハードウェアコネクタ11によって対応部分14(図5に詳細に示す)に接続される拡張モジュール50を具えている。特に、拡張モジュール50は、ディスプレイ、タイマー、カウンタモジュール、シリアル通信モジュール、バッテリ状態監視ブロック、メモリ拡張ブロック、等から成るグループから選択することができる。
【0081】
図13に、アダプタ手段40またはフロントエンドモジュールを示し、これは、センサ及び/またはアクチュエータ3’と基体1との間にある確動係合手段54の所で基体1に固定することができる。
【0082】
フロントエンドモジュール40内には、少なくとも次のハードウェア構成要素が存在しなければならない:マイクロコントローラ41、信号調整ブロック42、アナログ/デジタル変換器及び/またはデジタル/アナログ変換器43、フロントエンド素子の識別手段45、基体1との入力/出力インタフェースポート44、及びセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’との少なくとも1つのインタフェースポート46または入力/出力係合部。
【0083】
特に、識別手段45は、物理量を測定することのできるアナログ手段、または、例えば専用通信プロトコルで動作するデジタル手段から成るグループから選択される。
【0084】
このようにして、マイクロコントローラ41は、アダプタ素子40に接続された、あり得るセンサ及び/またはアクチュエータ3’から来る信号、またはこれに向かう信号を駆動することができる。マイクロコントローラ41はさらに、モジュール識別部、並びに基体1との通信を駆動する。
【0085】
信号調整ブロック42は、フロントエンド40に接続されたあり得るセンサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’から来る信号を調整するように構成されている。こうしたモジュールは、例えば、増幅器、マルチプレクサ(多重器)、スイッチ、デジタル・ポテンショメータ回路の応用、等で構成することができる。
【0086】
フロントエンドモジュール40の識別メカニズム45に関しては、このモジュールにおいて、基体1が、インタフェースポート44によって当該基体に接続されるあらゆるアダプタ素子40を一意的に識別するようになっていることが望ましい。
【0087】
同じ手順を、フロントエンド40による、当該フロントエンドを接続することのできるセンサ及び/またはアクチュエータ3’の識別のために実行することができる。
【0088】
図14及び14Aにそれぞれ、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’、及びセンサ及び/またはアクチュエータ3を示し、これらは特に、センサ及び/またはアクチュエータ47、入力/出力ポート48または48’を具え、入力/出力ポート48、48’はそれぞれ、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’をフロントエンドモジュール40に接続し、センサ及び/またはアクチュエータ3を基体1に直接接続する電気機械的部分であり、そして前の場合のように、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3’を識別する識別メカニズム49を具え、これにより、このモジュールは、インタフェースポート48に接続されているセンサ及び/またはアクチュエータ3’の種類を一意的方法で識別することができる。特に、インタフェース48及び48’の接続部の表面は、フロントエンドモジュール40が必要であるか否かに応じて互いに異なる。使用におけるこの構造的な相違は、図7及び10に示す。
【0089】
図15に、ブリッジインタフェース素子またはブリッジモジュール60のハードウェア構成要素を示し、これらは次の通りである:マイクロプロセッサ81、ブリッジモジュールの識別手段85、及び、入力/出力インタフェース84が1つの基体1に接続するための対応する2つの接続ポート面である。他の接続の可能性を図16及び16Aに示し、これは、2つの基体1のそれぞれを、それぞれのインタフェース84を介して接続するブリッジインタフェース素子60を提供する。このようにして、接続面2の数を増加させることができ、従って、接続可能なセンサ及び/またはアクチュエータ3の数を増加させることができる。さらに、ネットワーク20の単一結節素子の各々の能力及び/または機能を増加させることができる。
【0090】
ブリッジモジュール60とフロントエンドモジュール40との主な相違は、一方では、図13及び15に示す異なる構成要素にあり、他方では、その構造的態様にある、というのは、図10に示すように、フロントエンド40の同じ側にあるそれぞれの部分13’は、ブリッジモジュール60では、2つの基体1の接続を可能にするために、互いに逆の側に配置されている。あるいはまた、図16Bに示すように、2つの基体1間の接続は、ハードウェア接続11、特に、基体1の下部に作製されたポート14(図5に示す)への結合部11を用いることによって形成することができる。
【0091】
図17に、ブリッジ素子60による2つの基体1間の可能な接続構成のブロック図を示す。
【0092】
特に、各端末装置10は通常、ブロック図に示す次のモジュールによって構成されている:
基部(ベース)モジュール1;
センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3または3’、これは、信号を調整するためのアダプタ素子40を有することも有しないこともできる;
信号を調整するためのフロントエンドモジュールまたはアダプタ素子40;
電源モジュール4(図では電源と称する);
2つの基体1を接続することのできるブリッジモジュール60;
あり得る拡張モジュール50.これは、(メモリの拡張、表示、等の)機能を基体1に追加することができる。
【0093】
上述したブロック(図4及び5に示す)間の接続部及び電気機械的コネクタ54は、直感的な「プラグ・アンド・プレイ」手順、及びユーザにとって容易な利用を保証するように作製されている。
【0094】
特に、基体1への多数のモジュールの接続は、まず、少なくとも1つの電源モジュール4を接続し、次に、他のモジュールを不特定順序で接続することによって達成される。一意的接続は、接続された多種のセンサ及び/またはアクチュエータを区別することを可能にするキーロック型の機械的インタフェース(図4及び5に詳細に示す)によって保証される。接続時に、小型のキースイッチによってシステムを電源投入することができ、あるいは、最初にバッテリをプラグインした際に電源投入することができる。
【0095】
図18に、電源投入後に基体1が実行する論理ステップを記述するフローシート(工程図)を示す。
【0096】
特に、基体1内に存在するマイクロコントローラは、エンドユーザによる極めて容易な使用及びシステム全体の完全な設定可能性を、単一結節10、及び多数の単一結節で構成されるネットワーク20全体(図3に示す)について共に保証するコード(ファームウェア)でプログラムされている。具体的には、基体1が電源投入される際にトリガされる、無線ネットワーク内の単一の基体1から成る自己設定システムが提供され、並びに、基体1に接続された複数ブロックから成る自己設定システムが提供される。
【0097】
図18に概略的に示すプログラムのフローシートは、次のステップを提供する:
1.電源投入するステップ、即ち、第1電源モジュール4を接続するか、あるいは、基体1上に配置されたスイッチを切り替えるステップ;
2.無線ネットワークの存在を制御し、可能であれば無線ネットワークに接続するステップ;
3.基体1に接続された他のモジュールの存在を制御し、以下に記載する手順を続けるステップ;
4.(上記ネットワーク及び接続されたモジュールの)状態を、ネットワーク・コーディネータ(調整者)に送信するステップ;
5.コーディネータからのコマンドを待機するステップ;
6.コマンドを受信した場合に、このコマンドを実行するステップ;
7.スリープモード、即ち、低電力消費モードを開始し、特定時間後にステップ25に戻るステップ。
【0098】
ネットワーク状態の変更、及び基体に接続されたモジュールの設定状態の変更は、専用の割込みサブルーチンが関与し、この変更は、上記プログラムの上述したリストの時点2または3からの再開をトリガする。
【0099】
システムを電源投入すると、基体1は起動手順を開始し、この起動手順中に、基体1は接続された(複数の)単モジュール及びそれらの機能を識別する。
【0100】
こうした起動手順は、マイクロプロセッサシステムにとって標準的なものと考えることができる、というのは、マイクロプロセッサシステムは、基板上に設けられたコントローラの基本パラメータを定義するだけであるからである。そして、所定の専用プロトコルに基づく無線パラメータの起動専用のステップが後続する。
【0101】
無線ネットワークに対するデータ更新ステップを、起動ステップの終わりに設け、この段階中に、ネットワーク20の単一基体1の各々が、他の基体1またはデータ制御装置30に、当該基体に接続されたモジュールの情報、及びネットワークの単一結節素子の各々が伝送しなければならないデータに応じた優先度の指標を伝達する。
【0102】
図19に好適なメカニズムを示し、このメカニズムに従って、基体1が、先験的に未知の種類のモジュールがインタフェースの面2、11または14上に存在することを知る。この事象は、図22のステップ26に相当する。特に、部分64は、基体1のエッジからの2つの接続ピン64’及び64”を表わすのに対し、部分63は、センサ及び/またはアクチュエータ・モジュール3上、またはフロントエンドモジュール40上、あるいはブリッジモジュール60上に存在する2つの短絡ピン63’及び63”を表わし、これらは、ポート2による基体1への接続用、あるいはポート11または14による基体1への接続用の拡張モジュール50への接続用である。より正確には、部分64はインタフェースポート2、11及び14のサブシステムであるのに対し、部分63は、インタフェース44または48の接続ポート面のサブシステム、またはブリッジモジュール60のインタフェースポート44のサブシステム、あるいは拡張モジュール50のインタフェースポート14のサブシステムである。接続部70は、基体側にあるコネクタの部分64によって規定される、というのは、ピン64’は、他方の側にあるコネクタ63を通して接地に短絡されるからである。従って、アナログ型接続の識別70を必要とするモジュールとデジタル型接続の識別70’を必要とするモジュールとの区別に応じて、2つの異なる識別手順を用意する。特に、この区別は、コンデンサ65の容量を通して、あるいはポート2の代わりに接続ポート面11または14を通して判断する。
【0103】
接続ポート面2に接続されたすべてのモジュールが、図22及び25に記載の第1アナログ識別ステップを実行し、このステップは、コンデンサ65の容量の異なる値に基づく。拡張モジュール50のようなより複雑なモジュールは、図23及び24に記載のデジタル識別メカニズムを必要とし、ポート11または14のみに接続することができ、従って、基体1のマイクロプロセッサ5(図2に示す)が実行すべきアナログまたはデジタル識別手順を知るためにコンデンサ65を必要としない。
【0104】
図20に、モジュールのアナログ識別ステップ70を示し、このステップは、接続に成功した際の自動充電のプロセス、及び基部モジュール1のピンによって起動されるコンデンサ65の放電によって実行される。この放電のプロセスは検出され、そしてコンデンサ65上の電圧が基部モジュール1の入力ピン61を通して特定しきい値以下に降下するのに必要な時間として測定される。同種の接続70に属する2つの異なるモジュールどうしを区別する能力は、異なるモジュール上に実装されたコンデンサ65の異なる容量値によって達成される。
【0105】
図21に、基部ブロック1内に存在するマイクロコントローラ5及びフロントエンドモジュール内に存在するマイクロコントローラ41の両方が同時に、最小数の電気接続を用いて、インタフェース46及び48を通したセンサ及び/またはアクチュエータ3’とフロントエンドモジュール40との間の「接続状態」の発生を実現することのできる方法を示す。一旦、この接続状態が識別されると、マイクロコントローラ41は、図20に示すものと同様の手順を駆動するが、この場合は、コンデンサ65は、フロントエンドモジュール40に接続されたセンサモジュール3’の基板上にあり、コンデンサ65の充電及び放電は、フロントエンドモジュール40内に存在するマイクロプロセッサ41によって作動する。一旦、この識別が行われると、マイクロコントローラ41は、マイクロコントローラ5に、接続されたセンサ及び/またはアクチュエータ3’の性質をデジタル的に伝達する。この場合に、基部モジュール1は、フロントエンドモジュール40に、設定ステップを開始すべきことを信号通知し、このステップは、フロントエンドモジュール40の基板上に挿入されたマイクロプロセッサ41によって実行され、基体1のピン64を介して作動するコンデンサ(図示せず)の充電によって作動する。一旦、この設定開始信号(コンデンサが充電されたこと)が識別されると、マイクロプロセッサ41は、接続されたセンサ及び/またはアクチュエータに対して同様の充電及び放電を開始することに進む。
【0106】
フロントエンドモジュール40に接続されているセンサ及び/またはアクチュエータ3’が存在しないことはエラー状態を表わし、このエラー状態は、図21に示すように構成された適切なデジタル線を通して基体1に信号通知され、このデジタル線の状態の変化は、エラー状態が解決したことを基体1に信号通知する。
【0107】
図22に、上述した、多数のセンサ及び/またはアクチュエータ3並びにフロントエンドモジュール40のアナログ識別手順用に採用される一連の論理ステップのフローシートを示す。
【0108】
図23に、デジタル識別手順用に採用される一連の論理ステップのフローシートを示し、これらの論理ステップは、拡張モジュール60の基体1によって実行されるか、この基体の接続ポート面11及び/または14に接続された他の基体1によって実行される。上述したフローシートに示す解決法は、単一線上で実行されるいわゆるハンドシェイクステップを提供し、このハンドシェイクステップは、2つのモジュール間のデジタル識別専用である。特に、基体1は出力として設定されたピンを活性化し、このピンは、「ハードウェア」モジュールまたは拡張モジュール50の入力として設定され、この「ハードウェア」モジュールまたは拡張モジュール50は、接続されたモジュールの種類を識別するビット列で応答する前に、信号を受信したこのピンを出力ピンに転換する。同様に、基体1はその出力ピンを、所定時間後にメッセージを受信するための入力ピンに転換する。次のピンの転換は、基体1がメッセージの適正な受信にさらなるインパルスで確認応答することを可能にする。通信プロセス全体は、基体1によって発生され、インタフェースポート11または14上に接続されたモジュール50専用のピンによって送信されるクロック信号によって同期される。
【0109】
図24に、図23に示して上述したいわゆるハンドシェイクステップのデータフローを概略的に示し、このハンドシェイクステップは、基体1の接続ポート面11または14と係合する拡張モジュール50または他の基体1を識別する。この場合は、前の場合のように、アナログ識別では不十分である、というのは、拡張モジュール50または他の基体1は、ディスプレイ、外部メモリ、多種のインタフェース素子、等のような多数の異なる種類の装置であり、基体1との通信用に複雑な通信プロトコルを必要とするからである。
【0110】
図25を参照すれば、ブリッジブロック/モジュール60の識別ステップを表わすフローシートが示されている。
【0111】
図26に、いわゆるハンドシェイクステップ中のデジタルデータフローを詳細に示す。この場合は、図16に示すように、ブリッジモジュール60は2つの基体1を、それぞれのインタフェース2の接続ポート面を通して接続する。図25に識別されるように、一旦、ブリッジブロック60が、当該ブリッジブロックが接続された2つの基体1によって識別されると、ハンドシェイク手順が開始され、この手順では、ブリッジ60によって2つの基体1に、マスター72としての機能、即ち無線を経由したすべてのデータの取得及び伝送、並びにスレーブ71としての機能、即ちブリッジ60によるマスター72に対するデータの取得及び伝送の機能が与えられる。
【0112】
図27に、すべての接続面2に、センサ及び/またはアクチュエータ3’がフロントエンド40を利用して接続され、センサ及び/またはアクチュエータ3がフロントエンド40を利用せずに接続された基体1を示す。この解決法はいくつかの利点を有し、例えば、センサ及び/またはアクチュエータ3を異なる機能を有する他のモジュールに置き換える可能性、並びに、医療及び/または家庭内分野におけるあらゆる監視及び/または操作機能用の他の多数の構成を提供する可能性である。
【0113】
特に、医療分野では、ブレスレット80(図28及び28A)のような固定手段が選択され、この固定手段は患者の手首90(図29)に固定することができ、あるいは患者21の胴体に固定することのできるベルト100(図30または31)に固定することができる。
【0114】
両種類の固定手段は、患者における生理的パラメータを監視/測定するために用いることができる。
【0115】
図28及び28Aの例では、ブレスレット80は、患者の「心拍」、あるいはより一般的には血圧を検出するように構成されたセンサの機能を有する。従って、構造的には、このブレスレットは内部監視センサ84及び接続部81を具え、これらに、接続ポート54の1つを介して基体1を接続する。より正確には、基体1との接続用の確動係合接続部81は、基体1の接続部54と係合する止め歯8を有する。
【0116】
より詳細には、センサ84は、接続部81から突出し、使用中に患者の橈骨動脈に接触する検出面84’(詳細には図示せず)を具えている。このようにして、基体1へのセンサ84及び他の可能なセンサ及び/またはアクチュエータの付加が容易かつ有効になり、装置を所望通りに変更することを可能にする。モジュール方式に加えた他の利点は、患者がブレスレットを長時間でも容易に持ち運ぶことのできるような、既知の装置より小型のサイズである。
【0117】
同様に、図30に示すように、ベルト100は生理的パラメータを検出するためのセンサを具え、そしてブレスレット80の場合のように、図31に示すような基体1との接続部105を具え、接続部105は、センサを基体に電気接続するように構成されている。特に、これらのセンサは一対の検出電極102及び104であり、それぞれ配線101及び103を用いて接続部105に配線されて、図32に示すように、患者21の体のインピーダンスを測定する。
【0118】
可能な実施例では、ベルト100及びブレスレット80は長さを調整可能であり、筐体(図示せず)付きの相互結合部を、それぞれの接続部105及び80上に設けることができ、この相互結合部は、ベルト/ブレスレットを患者に固定することに加えて、センサがあればこのセンサも作動させる。
【0119】
他の好適な実施例では、ブレスレット80及びベルト100を、迅速に解放可能な固定手段を用いて互いに接続された2つの部分で構成することができる。このように、これらのブレスレット80及びベルト100を調整して、患者の動きを妨害または阻止することなしに、患者21の手首90または胴体に容易かつ迅速に適合させることができる。
【0120】
以上の特定実施例の説明は、概念的観点によれば本発明を十分に開示し、これにより、他者は現在の知識を適用することによって、さらなる調査研究なしに、本発明から逸脱することなしに、こうした実施例を変更及び/または種々の用途に適合させることができ、従って、こうした適合及び変更はこうした特定実施例と等価であることは明らかである。この理由で、本明細書に記載した異なる機能を実現するための手段及び材料は、本発明の分野から逸脱しない。本明細書で用いている言い回し及び用語は説明目的であり、限定目的ではない。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
センシング結節及び/またはアクチュエータ結節のネットワーク内の結節素子のセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置であって、
複数の面を有し、少なくとも1つのセンサ及び/またはアクチュエータ、及び電源ブロックが付加可能な基体と;
前記基体を支持面に固定するための固定手段と;
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた、前記基体内の制御装置と;
前記制御装置と通信し、複数の設定パラメータ、ファームウェア、及びデータを記憶するように構成された、前記基体内の記憶装置と;
前記マイクロプロセッサが遠隔装置と通信するための無線センサ・ネットワークを形成するように構成された無線通信手段とを具え、
前記遠隔装置が、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータを有する他の基体、及び前記基体と信号を交換するのに適した少なくとも1つのデータ制御装置を具えている支持装置において、
前記基体の少なくとも2つの面が、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータの接続面であり、
前記基体が、
前記センサ及び/またはアクチュエータと、前記基体の前記接続面との確動係合を形成するための確動係合手段と;
前記確動係合手段の所にあり、前記センサ及び/またはアクチュエータと前記制御装置との間のインタフェースを構成するインタフェース手段と;
前記確動係合手段及び前記インタフェース手段によって前記基体に接続された所定のセンサ及び/またはアクチュエータを識別する識別手段と
を具えていることを特徴とする支持装置。
【請求項2】
前記無線通信手段が、前記基体内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記基体が平らな形状を有し、特に、略長方形の細長い4つの接続面を有する平行六面体であり、前記センサ及び/またはアクチュエータとの確動係合を形成するための前記確動係合手段の少なくとも1つが、前記略長方形の接続面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記確動係合手段によって前記接続面に固定することのできるアダプタ素子またはフロントエンド素子が設けられ、前記フロントエンド素子は、少なくとも1つの対応するセンサ及び/またはアクチュエータとの確動係合接続を行い、前記アダプタ素子が、次の素子:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
信号調整装置;
アナログ/デジタル変換器、及び/または、デジタル/アナログ変換器;
前記基体とのインタフェース;
識別装置;
前記センサ及び/またはアクチュエータとのインタフェース;
またはこれらの素子の組合せ、のうちの1つを具えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項5】
少なくとも2つの前記基体を互いに接続するブリッジインタフェース素子が設けられ、これにより前記接続面の数が増加し、従って、接続することのできるセンサ及び/またはアクチュエータの数が増加し、前記プリッジインタフェース素子が、次の素子:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
第1の前記基体との第1インタフェース;
識別装置;
第2の前記基体との第2インタフェース;
またはこれらの素子の組合せの、うちの1つを具えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記基体が少なくとも1つのハードウェア入力ポートを具え、このハードウェア入力ポートは、前記基体を補助外部装置、特に、前記センサによって測定されたパラメータを表示するディスプレイ、またはメモリ拡張装置に接続するように構成され、特に、前記ハードウェア入力ポートは、前記基体の上面及び/または下面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記基体上に、前記接続面の1つと係合可能な少なくとも1つのバッテリ素子が設けられ、特に、前記バッテリ素子は、それぞれの前記センサ及び/またはアクチュエータを有する前記基体、前記フロントエンド素子、前記ブリッジインタフェース素子、及び前記補助外部装置に電力供給を行うように構成され、特に、前記バッテリ素子を、前記基体の上面上及び/または下面上に係合する手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記確動係合手段が、ユーザによる誤った係合を妨げるための特定の幾何学的形状を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記識別手段を、
物理量を測定することのできるアナログ識別手段;
デジタル識別手段
から成るグループから選択したことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記識別手段が、前記制御装置内の起動手段を提供して、前記センサ及び/またはアクチュエータ、前記フロントエンド素子、前記ブリッジインタフェース素子、及び前記補助外部素子から成るグループから選択した装置が前記基体に差し込まれたか否かを識別して、所定のアナログ及び/またはデジタルの対話処理を開始することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記アナログ識別手段が、コンデンサの容量、または受動回路の他の物理的特徴を測定して、前記基体に接続された前記センサ及び/またはアクチュエータ、または前記アダプタ素子、あるいは前記ブリッジインタフェース素子を一意的に識別し、前記容量または前記他の物理量を所定値と比較することを特徴とする請求項9に記載の装置。
【請求項12】
前記基体を支持面に固定するための前記固定手段が、前記基体上、前記センサ及び/またはアクチュエータ内、前記アダプタ素子内、及び前記ブリッジインタフェース素子内から成るグループから選択した位置に統合されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項13】
医療分野用の前記固定手段が、次のもの:
特に患者の腕の手首の所に固定することのできるブレスレット;
特に患者の胴体に固定することのできるベルト;
から成るグループから選択され、前記ブレスレット及び/または前記ベルトの一部分は、前記確動係合手段によって、前記基体の1つ以上の前記接続面に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項14】
前記ブレスレットがセンサの機能を有し、前記基体の前記接続面の1つに確動係合する形状を有する接続部を具え、特に、前記ブレスレットは、患者の心拍または血圧を検出するように構成された圧力測定センサを具えていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項15】
前記ベルトがセンサの機能を有し、前記基体との接続部を具え、特に、前記ベルトは、前記接続部から始まって広がる、患者の体のインピーダンスを測定するための少なくとも一対の検出電極を具えていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項1】
センシング結節及び/またはアクチュエータ結節のネットワーク内の結節素子のセンサ及び/またはアクチュエータ用の支持装置であって、
複数の面を有し、少なくとも1つのセンサ及び/またはアクチュエータ、及び電源ブロックが付加可能な基体と;
前記基体を支持面に固定するための固定手段と;
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた、前記基体内の制御装置と;
前記制御装置と通信し、複数の設定パラメータ、ファームウェア、及びデータを記憶するように構成された、前記基体内の記憶装置と;
前記マイクロプロセッサが遠隔装置と通信するための無線センサ・ネットワークを形成するように構成された無線通信手段とを具え、
前記遠隔装置が、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータを有する他の基体、及び前記基体と信号を交換するのに適した少なくとも1つのデータ制御装置を具えている支持装置において、
前記基体の少なくとも2つの面が、それぞれのセンサ及び/またはアクチュエータの接続面であり、
前記基体が、
前記センサ及び/またはアクチュエータと、前記基体の前記接続面との確動係合を形成するための確動係合手段と;
前記確動係合手段の所にあり、前記センサ及び/またはアクチュエータと前記制御装置との間のインタフェースを構成するインタフェース手段と;
前記確動係合手段及び前記インタフェース手段によって前記基体に接続された所定のセンサ及び/またはアクチュエータを識別する識別手段と
を具えていることを特徴とする支持装置。
【請求項2】
前記無線通信手段が、前記基体内に配置されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項3】
前記基体が平らな形状を有し、特に、略長方形の細長い4つの接続面を有する平行六面体であり、前記センサ及び/またはアクチュエータとの確動係合を形成するための前記確動係合手段の少なくとも1つが、前記略長方形の接続面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項4】
前記確動係合手段によって前記接続面に固定することのできるアダプタ素子またはフロントエンド素子が設けられ、前記フロントエンド素子は、少なくとも1つの対応するセンサ及び/またはアクチュエータとの確動係合接続を行い、前記アダプタ素子が、次の素子:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
信号調整装置;
アナログ/デジタル変換器、及び/または、デジタル/アナログ変換器;
前記基体とのインタフェース;
識別装置;
前記センサ及び/またはアクチュエータとのインタフェース;
またはこれらの素子の組合せ、のうちの1つを具えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項5】
少なくとも2つの前記基体を互いに接続するブリッジインタフェース素子が設けられ、これにより前記接続面の数が増加し、従って、接続することのできるセンサ及び/またはアクチュエータの数が増加し、前記プリッジインタフェース素子が、次の素子:
マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラを具えた制御装置;
第1の前記基体との第1インタフェース;
識別装置;
第2の前記基体との第2インタフェース;
またはこれらの素子の組合せの、うちの1つを具えていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項6】
前記基体が少なくとも1つのハードウェア入力ポートを具え、このハードウェア入力ポートは、前記基体を補助外部装置、特に、前記センサによって測定されたパラメータを表示するディスプレイ、またはメモリ拡張装置に接続するように構成され、特に、前記ハードウェア入力ポートは、前記基体の上面及び/または下面に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項7】
前記基体上に、前記接続面の1つと係合可能な少なくとも1つのバッテリ素子が設けられ、特に、前記バッテリ素子は、それぞれの前記センサ及び/またはアクチュエータを有する前記基体、前記フロントエンド素子、前記ブリッジインタフェース素子、及び前記補助外部装置に電力供給を行うように構成され、特に、前記バッテリ素子を、前記基体の上面上及び/または下面上に係合する手段が設けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項8】
前記確動係合手段が、ユーザによる誤った係合を妨げるための特定の幾何学的形状を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項9】
前記識別手段を、
物理量を測定することのできるアナログ識別手段;
デジタル識別手段
から成るグループから選択したことを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項10】
前記識別手段が、前記制御装置内の起動手段を提供して、前記センサ及び/またはアクチュエータ、前記フロントエンド素子、前記ブリッジインタフェース素子、及び前記補助外部素子から成るグループから選択した装置が前記基体に差し込まれたか否かを識別して、所定のアナログ及び/またはデジタルの対話処理を開始することを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項11】
前記アナログ識別手段が、コンデンサの容量、または受動回路の他の物理的特徴を測定して、前記基体に接続された前記センサ及び/またはアクチュエータ、または前記アダプタ素子、あるいは前記ブリッジインタフェース素子を一意的に識別し、前記容量または前記他の物理量を所定値と比較することを特徴とする請求項9に記載の装置。
【請求項12】
前記基体を支持面に固定するための前記固定手段が、前記基体上、前記センサ及び/またはアクチュエータ内、前記アダプタ素子内、及び前記ブリッジインタフェース素子内から成るグループから選択した位置に統合されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項13】
医療分野用の前記固定手段が、次のもの:
特に患者の腕の手首の所に固定することのできるブレスレット;
特に患者の胴体に固定することのできるベルト;
から成るグループから選択され、前記ブレスレット及び/または前記ベルトの一部分は、前記確動係合手段によって、前記基体の1つ以上の前記接続面に接続されていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
【請求項14】
前記ブレスレットがセンサの機能を有し、前記基体の前記接続面の1つに確動係合する形状を有する接続部を具え、特に、前記ブレスレットは、患者の心拍または血圧を検出するように構成された圧力測定センサを具えていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【請求項15】
前記ベルトがセンサの機能を有し、前記基体との接続部を具え、特に、前記ベルトは、前記接続部から始まって広がる、患者の体のインピーダンスを測定するための少なくとも一対の検出電極を具えていることを特徴とする請求項13に記載の装置。
【図1】
【図1A】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図7A】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図14A】
【図15】
【図16】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図28A】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図1A】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図7A】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図14A】
【図15】
【図16】
【図16A】
【図16B】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】
【図28A】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【公表番号】特表2011−519588(P2011−519588A)
【公表日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−504561(P2011−504561)
【出願日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【国際出願番号】PCT/IB2009/005264
【国際公開番号】WO2009/127954
【国際公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【出願人】(510275600)ダブリュー アイ エヌ ワイアレス インテグレイティッド ネットワーク エス アール エル (1)
【氏名又は名称原語表記】W.I.N.−WIRELESS INTEGRATED NETWORK S.R.L.
【Fターム(参考)】
【公表日】平成23年7月14日(2011.7.14)
【国際特許分類】
【出願日】平成21年4月16日(2009.4.16)
【国際出願番号】PCT/IB2009/005264
【国際公開番号】WO2009/127954
【国際公開日】平成21年10月22日(2009.10.22)
【出願人】(510275600)ダブリュー アイ エヌ ワイアレス インテグレイティッド ネットワーク エス アール エル (1)
【氏名又は名称原語表記】W.I.N.−WIRELESS INTEGRATED NETWORK S.R.L.
【Fターム(参考)】
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