体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法
【課題】無線通信に要する消費電力を抑制する。
【解決手段】患者の体外に配置されるレピータから送られてくる無線信号を受信する受信ＲＦ処理部３３と、レピータに無線信号を送信する送信ＲＦ処理部３９と、受信ＲＦ処理部３３により受信された無線信号のＲＳＳＩ値を算出するＲＳＳＩ算出部３５と、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定し、そのＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていると判定した場合に、送信ＲＦ処理部３９からレピータへの無線信号の送信を許可し、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていないと判定した場合に、送信ＲＦ処理部３９からレピータへの無線信号の送信を停止させる制御部３７とを備えるＩＣＤを提供する。
【解決手段】患者の体外に配置されるレピータから送られてくる無線信号を受信する受信ＲＦ処理部３３と、レピータに無線信号を送信する送信ＲＦ処理部３９と、受信ＲＦ処理部３３により受信された無線信号のＲＳＳＩ値を算出するＲＳＳＩ算出部３５と、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定し、そのＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていると判定した場合に、送信ＲＦ処理部３９からレピータへの無線信号の送信を許可し、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていないと判定した場合に、送信ＲＦ処理部３９からレピータへの無線信号の送信を停止させる制御部３７とを備えるＩＣＤを提供する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＤ（植込み型除細動装置）のように、患者の体内に挿入して身体の情報を外部に送信する体内導入型の医療装置においては、無線通信手段を備えることが必須であるが、長期に渡るモニタリングを想定すると無線通信手段を低消費電力で行うことが要求される。ここで、無線通信手段による送信電力を制御する通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の通信システムは、基地局装置から送信される通信信号を受信した移動局装置が、受信した通信信号の受信電力の情報に基づいて、移動局装置から基地局装置に通信信号を送信する際の送信電力を決定することにより、移動局装置による送信電力を制御することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の通信システムによる送信電力の制御では、通信信号の受信電力のレベルが低い状況、すなわち、基地局装置から移動局装置に通信信号を送信する際に多大な電力が必要となっている状況においては、移動局装置から基地局装置に通信信号を送信する場合も多大な電力を消費するという問題がある。また、通信信号の受信電力のレベルが低すぎる状況においては、移動局装置から基地局装置に送信する通信信号の送信電力を制御しても、基地局装置が通信信号を受信することができないこともあるという問題もある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、無線通信に要する消費電力を抑制することができる体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体の体内に導入され、該生体の体外に配置される体外装置との間で通信信号を送受信する体内導入型医療装置であって、前記体外装置から送られてくる通信信号を受信する受信部と、前記体外装置に通信信号を送信する送信部と、前記受信部により受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出部と、該受信強度算出部により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定部と、該受信強度判定部により、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていると判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を許可し、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を停止させる制御部とを備える体内導入型医療装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、受信部が受信した体外装置からの通信信号の受信強度が算出部により算出され、制御部により、その受信強度に応じて、送信部から体外装置に通信信号を送信するか否かが制御される。ここで、受信部により受信される通信信号の受信強度が低いということは、通信信号を送信するのに必要な電力が大きいということになり、一方、受信部により受信される通信信号の受信強度が高いということは、通信信号を送信するのに必要な電力が小さいということになる。
【０００９】
したがって、受信強度判定部により通信信号の受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定し、制御部により、通信信号の受信強度が所定の閾値を超えている場合、すなわち、通信信号を送信するのに必要な電力が小さい場合に送信部から体外装置への通信信号の送信を許可し、通信信号の受信強度が所定の閾値を超えていない場合、すなわち、通信信号を送信するのに必要な電力が大きい場合に送信部から体外装置への通信信号の送信を停止させることで、消費電力が大きい期間の通信信号の送信を回避し、無線通信に要する消費電力の抑制を図ることができる。
【００１０】
上記発明においては、前記受信強度判定部により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出部と、該検出部により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定部とを備え、前記制御部が、前記姿勢判定部により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信部による通信信号の受信を停止させることとしてもよい。
【００１１】
生体の姿勢の変化量が小さい場合、例えば、生体が就寝している場合は、生体自身が通信信号の送信の障害となり、受信部による通信信号の受信強度が低くなる傾向がある。そのため、このような生体の姿勢の変化量が小さい期間においては、体外装置から送られてくる通信信号を受信部により受信したとしても、制御部により、送信部による通信信号の送信が停止される可能性が高く、受信部により通信信号を受信するための電力も無駄になることが多い。
【００１２】
本発明によれば、受信強度が所定の閾値よりも小さい場合に、検出部により生体の姿勢の変化量を検出し、判定部によりその変化量が所定の閾値を超えているか否かが判定される。そして、生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、制御部により、生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで受信部による通信信号の受信を停止させることで、無駄な電力消費を削減し、無線通信に要する消費電力をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記検出部が、前記生体の加速度を検出し、検出した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算するもよいし、前記生体の心拍レートを検出し、検出した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算することとしてもよい。
【００１４】
本発明は、上記いずれかの体内導入型医療装置と、前記体外装置とを備える医療システムを提供する。
本発明によれば、体内導入型医療装置から体外装置に送信する通信信号の消費電力を低減し、無線通信に要する消費電力を抑制して生体の診察を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、生体の体外に配置された体外装置から送信された通信信号を、生体の体内に導入された体内装置が受信する受信工程と、該受信工程により前記体内装置によって受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出工程と、該受信強度算出工程により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定工程と、該受信強度判定工程により判定された前記受信強度が所定の閾値を越えている場合に、前記体内装置から前記体外装置に通信信号を送信する通信工程とを含む身体情報通信方法を提供する。
【００１６】
本発明によれば、受信強度判定工程により、体内装置が受信した通信信号の受信強度が所定の閾値を超えていると判定された場合、すなわち、通信信号を送信するのに必要な電力が小さい場合に、通信工程により体内装置から体外装置に通信信号を送信することで、消費電力が大きい期間の通信信号の送信を回避し、消費電力を抑制して身体情報の無線通信を行うことができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記受信強度判定工程により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出工程と、該検出工程により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定工程とを含み、該姿勢判定工程により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信工程が前記前記体内装置による通信信号の受信を停止するもよい。
【００１８】
このように構成することで、生体の姿勢の変化量が小さい場合、すなわち、生体自身が通信信号の送信の障害となり、体内装置による通信信号の受信強度が小さくなる傾向が大きい期間において、体内装置により通信信号を受信するための無駄な電力消費も防ぎ、消費電力をより効果的に抑制して身体情報の無線通信を行うことができる。
【００１９】
上記発明においては、前記検出工程が、前記生体の加速度を測定し、測定した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算することとしてもよいし、前記生体の心拍レートを測定し、測定した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、無線通信に要する消費電力を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療システムを示す概略構成図である。
【図２】図１のレピータを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るＩＣＤとレピータを示す概略構成図である。
【図４】図３のＩＣＤを示すブロック図である。
【図５】通信信号の受信強度とＲＳＳＩとの関係を示す図である。
【図６】通信信号のＲＳＳＩと送信電力との関係を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る身体情報通信方法を示すフローチャートである。
【図８】時間経過と１時間ごとに取得される通信信号のＲＳＳＩとの関係を示す図である。
【図９】第１実施形態の比較例の時間間隔とＲＳＳＩ値と消費電力とを示す図である。
【図１０】第１実施形態の時間間隔とＲＳＳＩ値と消費電力とを示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るＩＣＤを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る身体情報通信方法を示すフローチャートである。
【図１３】１日における患者の状態とＲＳＳＩとの関係を示す図である。
【図１４】第２実施形態の時間間隔とＲＳＳＩ値と消費電力とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る医療システム１００は、図１に示すように、患者（生体）Ａの体外に配置されたレピータ（体外装置）３と、患者Ａの体内に導入され、心臓Ｈの情報をレピータ３に送信するＩＣＤ（Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ Ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ、体内導入型医療装置）１とを備えている。
【００２３】
レピータ３は、ＩＣＤ１と通信ネットワーク５との間の無線通信を中継するようになっている。具体的には、レピータ３は、ＩＣＤ１から患者Ａの身体情報を無線経由で受取り、有線または無線による広域の通信ネットワーク５に接続して、その身体情報を医療機関またはメーカー等が用意するデータサーバ（図示略）へと送るようになっている。このレピータ３は、図２に示すように、１本の空中線１８を有しており、通信信号取得部１１と、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部１３と、受信ＲＦ処理部１５と、通信信号取得部１７とを備えている。
【００２４】
通信信号取得部１１は、通信ネットワーク５から送られてくる通信信号を取得し、その通信信号を送信ＲＦ処理部１３に出力するようになっている。
送信ＲＦ処理部１３は、通信信号取得部１１から入力された通信信号の周波数を無線周波数に変換し、無線信号を空中線１８を介してＩＣＤ１に送信するようになっている。
【００２５】
受信ＲＦ処理部１５は、ＩＣＤ１から送られてくる無線信号を空中線１８を介して受信し、その無線信号を通信信号に周波数変換して通信信号取得部１７に出力するようになっている。
通信信号取得部１７は、受信ＲＦ処理部１５から入力された通信信号を取得し、その通信信号を通信ネットワーク５に送信するようになっている。
【００２６】
ＩＣＤ１は、図３に示すように、装置本体３０と、装置本体３０から延び、装置本体３０と心臓Ｈとを電気的に接続する３本のリード２３とを備えている。
３本のリード２３は、それぞれ導電性の材料からなる電極２５を備えており、１本は電極２５がＲＡ（右心房）に取り付けられ、他の１本は電極２５がＲＶ（右心室）に取り付けられ、さらに他の１本は電極２５がＬＶ（左心室）に取り付けられている。図３において、ＬＡは左心房を示している。
【００２７】
装置本体３０は、図４に示すように、１本の空中線３８を有しており、センサ部３１と、受信ＲＦ処理部（受信部）３３と、ＲＳＳＩ算出部（受信強度算出部）３５と、制御部（受信強度判定部、制御部）３７と、送信ＲＦ処理部（送信部）３９とを備えている。
【００２８】
センサ部３１には、３本のリード２３が電気的に接続されている。センサ部３１は、各電極２５からリード２３を介して送られてくる心電信号を検出し、その心電信号を送信ＲＦ処理部３９に出力するようになっている。
【００２９】
受信ＲＦ処理部３３は、レピータ３から送信されてきた無線信号を空中線３８を介して受信し、その無線信号を通信信号に周波数変換してＲＳＳＩ算出部３５に出力するようになっている。
【００３０】
ＲＳＳＩ算出部３５は、入力された通信信号の受信強度として、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、受信電波強度）を算出するようになっている。ＲＳＳＩ値と受信強度（ｄＢ）の関係は、図５に示すように、受信強度が大きくなるほどＲＳＳＩ値も大きくなるような一定の比例関係を有している。また、ＲＳＳＩ算出部３５は、算出したＲＳＳＩ値を制御部３７に出力するようになっている。
【００３１】
制御部３７は、ＲＳＳＩ値の大きさを判定する所定の閾値を記憶することができるようになっている。また、制御部３７は、ＲＳＳＩ算出部３５から入力されるＲＳＳＩ値が所定の閾値（本実施形態においては、例えば、閾値７９とする。）を超えているか否かを判定するようになっている。この所定の閾値としては、例えば、運用開始時、患者Ａとレピータ３の周辺環境、つまり使用環境において通信を行い、通信環境が良好時の実測したＲＳＳＩ値、または想定される使用環境に対応した測定値の平均的な値のＲＳＳＩ値を用いることができる。
【００３２】
制御部３７は、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていると判定すると、送信ＲＦ処理部３９による無線信号の送信を許可し、一方、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていないと判定すると、送信ＲＦ処理部３９による無線信号の送信を停止させるようになっている。また、制御部３７は、ＲＳＳＩ値が連続して閾値７９を超えずに所定の時間（本実施形態にいては、例えば、２４時間。）経過した場合に、送信電力を最大に設定して送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信を許可するようになっている。
【００３３】
また、制御部３７は、図６に示すようなＲＳＳＩ値と送信電力との関係に基づいて、送信ＲＦ処理部３９から送信させる無線信号の送信電力を設定するようになっている。制御部３７は、例えば、ＲＳＳＩ値が１００から２０までは、ＲＳＳＩ値が低くなるほど送信電力を一定の反比例関係（５ｍＡから３０ｍＡまで）で大きくしていき、ＲＳＳＩ値が２０以下になると送信電力を一定の値（３０ｍＡ）に制御するようになっている。
【００３４】
送信ＲＦ処理部３９は、センサ部３１から入力される心電信号の周波数を無線周波数に変換するようになっている。また、送信ＲＦ処理部３９は、制御部３７により無線信号の送信が許可されると、制御部３７の指示に従う送信電力により、無線信号を空中線３８を介してレピータ３に送信するようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態に係るＩＣＤ１および医療システム１００を用いた身体情報通信方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る身体情報通信方法は、患者Ａの体外に配置されたレピータ３から送信された無線信号を、患者Ａの体内に導入されたＩＣＤ１により受信する受信工程ＳＡ１と、ＲＳＳＩ算出部３５により、ＩＣＤ１によって受信された無線信号のＲＳＳＩ（受信強度）を算出する受信強度算出工程ＳＡ２と、制御部３７により、ＲＳＳＩ算出部３５によって算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定工程ＳＡ３と、制御部３７により、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていると判定した場合にＩＣＤ１からレピータ３に無線信号を送信する通信工程ＳＡ７とを含んでいる。
【００３６】
患者Ａの体内に導入されたＩＣＤ１においては、センサ部３１によりリード２３を介して心臓Ｈの心電信号が検出され、送信ＲＦ処理部３９によりその心電信号が無線信号に変換される。
【００３７】
患者Ａの体外に配置されたレピータ３においては、通信ネットワーク５から送られてくる通信信号が通信信号取得部１１により取得され、その通信信号が送信ＲＦ処理部３９により無線信号に変換されて空中線１８を介してＩＣＤ１に送信される。
【００３８】
本実施形態に係る身体情報通信方法により患者Ａの身体情報を通信するには、レピータ３から無線信号が送信されると、ＩＣＤ１の受信ＲＦ処理部３３により空中線３８を介してその無線信号が受信される（ステップＳＡ１）。レピータ３からＩＣＤ１には、例えば、１時間ごとに無線信号が送信される。
【００３９】
次いで、受信ＲＦ処理部３３により受信された無線信号は通信信号に変換されてＲＳＳＩ算出部３５に入力される。そして、ＲＳＳＩ算出部３５により、図５に示す受信強度とＲＳＳＩ値との関係に基づいて、入力された通信信号の受信強度を示すＲＳＳＩ値が算出される（ステップＳＡ２）。ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値は制御部３７に入力される。
【００４０】
次いで、制御部３７により、入力されたＲＳＳＩ値が閾値７９を超えているか否かが判定される（ステップＳＡ３）。ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていない（８０未満）と判定されると（ステップＳＡ３「ＮＯ」）、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていない期間が連続して２４時間経過していない場合はステップＳＡ１に戻る（ステップＳＡ４「ＹＥＳ」）。
【００４１】
ＲＳＳＩ値が連続して閾値７９を超えずに２４時間経過すると（ステップＳＡ４「ＮＯ」）、警報部（図示略）の作動により患者Ａにブザー音で警告される（ステップＳＡ５）。この場合、制御部３７により送信電力が最大に設定され、送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が許可される。
ここで、患者Ａへの警告はブザー音だけでなく、振動や超近距離無線による警告等を用いてもよい。
【００４２】
一方、ステップＳＡ３において、制御部３７により、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えている（８０以上）と判定されると（ステップＳＡ３「ＹＥＳ」）、図６に示されるＲＳＳＩ値と送信電力の関係に基づいて、ＲＳＳＩ値に対応する送信電力が設定される（ステップＳＡ６）。そして、制御部３７により、送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が許可される。
【００４３】
ステップＳＡ５またはステップＳＡ６により、送信ＲＦ処理部３９による無線信号の送信が許可されると、送信ＲＦ処理部３９により、制御部３７からの指示に従う送信電力で、無線信号（心電信号）が空中線１８を介してレピータ３に送信される（ステップＳＡ７）。これにより、レピータ３の受信ＲＦ処理部３３によって無線信号が受信されて心電信号に周波数変換され、その心電信号が通信信号取得部１７を介して通信ネットワーク５に送信される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係るＩＣＤ１、医療システム１００および身体情報通信方法によれば、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されるレピータ３からの通信信号のＲＳＳＩ値に応じて、制御部３７によりＩＣＤ１からレピータ３への心電信号の送信が制御される。ここで、ＲＳＳＩ算出部３５により算出される通信信号のＲＳＳＩ値が低いということは、心電信号を送信するのに必要な電力が大きいということになる。また、ＲＳＳＩ値が低い場合に、仮にＩＣＤ１からレピータ３に心電信号を送信したとしても通信エラーになる可能性がある。一方、ＲＳＳＩ算出部３５により算出される通信信号のＲＳＳＩ値が高いということは、心電信号を送信するのに必要な電力が小さいということになる。
【００４５】
したがって、制御部３７によりＲＳＳＩ値が閾値７９を超えているか否かを判定し、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えている場合、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が小さい場合にＩＣＤ１からレピータ３に心電信号を送信させ、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていない場合、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が大きい場合にＩＣＤ１からレピータ３への心電信号の送信を停止させることで、消費電力が大きい期間の心電信号の送信を回避し、無線通信に要する消費電力を抑制することができる。
【００４６】
例えば、図８に示すように、ＩＣＤ１により最初に無線信号が受信されてから９時間経過するまでＲＳＳＩ値が連続して閾値を超えなかったとする。この場合において、本実施形態の比較例として、ＩＣＤ１により１時間間隔で無線信号が受信される度に、そのＲＳＳＩ値の大きさに対応した送信電力でＩＣＤ１から無線信号（心電信号）を送信したとすると、図９に示すように、１時間目から９時間目までは通信エラーとなる。その結果、１０時間目に心電信号の送信が成功するまでに合計２８０ｍＡｈの消費電力がかかることになる。
【００４７】
これに対し、本実施形態に係るＩＣＤ１、医療システム１００および身体情報通信方法によれば、図８に示す場合に、最初から９時間目までのＲＳＳＩ値が所定の閾値（閾値７９）を超えていない期間、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が大きい期間は、図１０に示すように心電信号の送信を停止し、１０時間目にＲＳＳＩ値が所定の閾値（閾値７９）を超えたとき、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が小さいときにＩＣＤ１から心電信号を送信させることで、１０時間で４０ｍＡｈの消費電力で済み、消費電力を大幅に抑制することができる。
【００４８】
なお、遠隔モニタリングでは長期変動で診断を行う性質が強く、１日周期の通信が守れていれば問題ない。ＲＳＳＩ値が連続して閾値７９を超えずに２４時間経過した場合に、患者Ａにブザー音で警告するとともに、制御部３７により、送信電力を最大に設定して送信ＲＦ処理部３９からレピータ３に無線信号（心電信号）を送信させることで、患者Ａの状態の異常に対応を施すことができる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法について説明する。
本実施形態に係る医療システム２００は、図１１に示すように、ＩＣＤ１０１のセンサ部（検出部）３１が、制御部３７によりＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて患者Ａの姿勢の変化量を検出する点と、制御部３７が受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を制御する点と、センサ部３１により検出された患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定部１３２とを備える点で第１実施形態と異なる。
【００５０】
また、本実施形態に係る身体情報通信方法は、図１２のフローチャートに示されるように、受信強度判定工程ＳＡ３によりＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、センサ部３１により所定の時間間隔をあけて患者Ａの姿勢の変化量を検出する検出工程ＳＢ１と、姿勢判定部１３２により、センサ部３１によって検出された患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定工程ＳＢ２とを含む点で、第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係るＩＣＤ１０１、医療システム１００および身体情報通信方法と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
センサ部３１は、心電信号を検出するとともに、例えば、リード２３に微小電流を印加して心臓Ｈのインピーダンスを測定することができるようになっている。また、センサ部３１は、インピーダンス計測により心拍出量の変化（心拍レート）を検出し、検出した心拍出量の変化量を患者Ａの姿勢の変化量に換算して姿勢判定部１３２に出力するようになっている。
【００５２】
制御部３７は、姿勢判定部１３２により患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていると判定されると、受信ＲＦ処理部３３による次の無線信号の受信も許可するようになっている。一方、姿勢判定部１３２により患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定されると、制御部３７は、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止させるようになっている。
【００５３】
次に、このように構成されたＩＣＤ１０１および医療システム２００を用いた身体情報通信方法の作用について説明する。
本実施形態に係るＩＣＤ１０１および医療システム２００を用いた身体情報通信方法により患者Ａの身体情報を通信する場合は、制御部３７によりＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていないと判定されると（ステップＳＡ３「ＮＯ」）、センサ部３１により心拍出量の変化を検出され、患者Ａの姿勢の変化量に換算される（ステップＳＢ１）。
【００５４】
次いで、姿勢判定部１３２により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定されると（ステップＳＢ２「ＮＯ」）、制御部３７により、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信が停止される。そして、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていない期間が連続して２４時間経過していない場合はステップＳＢ１に戻る（ステップＳＡ４「ＹＥＳ」）。そして、制御部３７により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止させられる。
【００５５】
患者Ａの姿勢の変化量が連続して所定の閾値を超えずに２４時間経過すると（ステップＳＡ４「ＮＯ」）、警報部（図示略）の作動により患者Ａにブザー音で警告され（ステップＳＡ５）、制御部３７により、送信電力が最大に設定されて送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が許可される。
【００５６】
一方、ステップＳＢ２において、姿勢判定部１３２により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていると判定されると（ステップＳＢ２「ＹＥＳ」）、制御部３７により、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信が許可され、ステップＳＡ１に戻る。そして、ＲＳＳＩ算出部３５により、次の無線信号が受信され（ステップＳＡ１）、そのＲＳＳＩ値が算出され（ステップＳＡ２）、制御部３７により、算出されたＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていると判定されると（ステップＳＡ３「ＹＥＳ」）、ステップＳＡ６を介して、ＲＳＳＩ値に対応する送信電力で送信ＲＦ処理部３９により心電信号が送信される（ステップＳＡ７）。
【００５７】
以上説明してように、本実施形態に係る本実施形態に係るＩＣＤ１０１、医療システム２００および身体情報通信方法によれば、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を越えていない場合に、センサ部３１により患者Ａの姿勢の変化量が検出され、姿勢判定部１３２によりその変化量が所定の閾値を超えているか否かが判定される。
【００５８】
ここで、患者Ａの姿勢の変化量が小さい場合、例えば、図１３に示されるように、患者Ａが就寝しているような場合は、患者Ａ自身が無線信号の送信の障害となり、ＲＳＳＩ値が低く、無線信号を送信するのに必要な電力が大きくなる傾向がある。そのため、このような期間においては、レピータ３から送信されてくる無線信号を受信ＲＦ処理部３３により受信したとしても、送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が停止される可能性が高く、受信ＲＦ処理部３３により無線信号を受信するための電力も無駄になることが多い。
【００５９】
そこで、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、制御部３７により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止させることで、無駄な電力消費を削減し、無線通信に要する消費電力をより効果的に抑制することができる。
【００６０】
例えば、図１４に示す場合に、２時間目から９時間目までの患者Ａの姿勢に閾値を超える変化がない期間、すなわち、ＲＳＳＩ値が低くなる可能性が高い期間は、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止し、１０時間目の患者Ａの姿勢に閾値を超える変化があったときに受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を許可することで、受信ＲＦ処理部３３による無駄な通信信号の受信も回避することができる。そして、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を越えたとき、すなわち、無線信号を送信するのに必要な電力が小さいときにＩＣＤ１から無線信号（心電信号）の送信させることで、例えば、１０時間で１３ｍＡｈの消費電力で済み、消費電力をより効果的に抑制することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【００６２】
また、上記実施形態においては、制御部３７が、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定することとしたが、制御部３７がその判定を行うのではなく、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定部を別個に設けることとしてもよい。また、上記実施形態においては、通信信号取得部１１が、通信ネットワーク５から送られてくる通信信号を取得しているが、これに限らず、通信信号取得部１１が、レピータ３内部に保存された情報を取得し、通信信号として送信ＲＦ処理部１３に出力することとしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態においては、制御部３７が所定の閾値を記憶することとしたが、これに代えて、例えば、装置本体３０が、所定の閾値を記憶するメモリ（図示略）を備え、制御部３７が、メモリから所定の閾値を読み出して、ＲＳＳＩ値の大きさの判定を行うこととしてもよい。
また、上記実施形態においては、体内導入型医療装置としてＩＣＤ１，１０１を例示して説明したが、生体の体内に導入されて対外装置３に身体情報を通信するものであればよく、例えば、体内導入型医療装置として、カプセル内視鏡、ペースメーカ、人工臓器等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１０１ ＩＣＤ（体内導入型医療装置）
３ レピータ（体外装置）
３１ センサ部（検出部）
３３ 受信ＲＦ処理部（受信部）
３５ ＲＳＳＩ算出部（受信強度算出部）
３７ 制御部（制御部、受信強度判定部）
３９ 送信ＲＦ処理部（送信部）
１００，２００ 医療システム
１３２ 姿勢判定部
ＳＡ１ 受信工程
ＳＡ２ 受信強度算出工程
ＳＡ３ 受信強度判定工程
ＳＡ７ 通信工程
ＳＢ１ 検出工程
ＳＢ２ 姿勢判定工程
【技術分野】
【０００１】
本発明は、体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＩＣＤ（植込み型除細動装置）のように、患者の体内に挿入して身体の情報を外部に送信する体内導入型の医療装置においては、無線通信手段を備えることが必須であるが、長期に渡るモニタリングを想定すると無線通信手段を低消費電力で行うことが要求される。ここで、無線通信手段による送信電力を制御する通信システムが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
特許文献１に記載の通信システムは、基地局装置から送信される通信信号を受信した移動局装置が、受信した通信信号の受信電力の情報に基づいて、移動局装置から基地局装置に通信信号を送信する際の送信電力を決定することにより、移動局装置による送信電力を制御することとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３４９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の通信システムによる送信電力の制御では、通信信号の受信電力のレベルが低い状況、すなわち、基地局装置から移動局装置に通信信号を送信する際に多大な電力が必要となっている状況においては、移動局装置から基地局装置に通信信号を送信する場合も多大な電力を消費するという問題がある。また、通信信号の受信電力のレベルが低すぎる状況においては、移動局装置から基地局装置に送信する通信信号の送信電力を制御しても、基地局装置が通信信号を受信することができないこともあるという問題もある。
【０００６】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、無線通信に要する消費電力を抑制することができる体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、生体の体内に導入され、該生体の体外に配置される体外装置との間で通信信号を送受信する体内導入型医療装置であって、前記体外装置から送られてくる通信信号を受信する受信部と、前記体外装置に通信信号を送信する送信部と、前記受信部により受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出部と、該受信強度算出部により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定部と、該受信強度判定部により、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていると判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を許可し、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を停止させる制御部とを備える体内導入型医療装置を提供する。
【０００８】
本発明によれば、受信部が受信した体外装置からの通信信号の受信強度が算出部により算出され、制御部により、その受信強度に応じて、送信部から体外装置に通信信号を送信するか否かが制御される。ここで、受信部により受信される通信信号の受信強度が低いということは、通信信号を送信するのに必要な電力が大きいということになり、一方、受信部により受信される通信信号の受信強度が高いということは、通信信号を送信するのに必要な電力が小さいということになる。
【０００９】
したがって、受信強度判定部により通信信号の受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定し、制御部により、通信信号の受信強度が所定の閾値を超えている場合、すなわち、通信信号を送信するのに必要な電力が小さい場合に送信部から体外装置への通信信号の送信を許可し、通信信号の受信強度が所定の閾値を超えていない場合、すなわち、通信信号を送信するのに必要な電力が大きい場合に送信部から体外装置への通信信号の送信を停止させることで、消費電力が大きい期間の通信信号の送信を回避し、無線通信に要する消費電力の抑制を図ることができる。
【００１０】
上記発明においては、前記受信強度判定部により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出部と、該検出部により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定部とを備え、前記制御部が、前記姿勢判定部により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信部による通信信号の受信を停止させることとしてもよい。
【００１１】
生体の姿勢の変化量が小さい場合、例えば、生体が就寝している場合は、生体自身が通信信号の送信の障害となり、受信部による通信信号の受信強度が低くなる傾向がある。そのため、このような生体の姿勢の変化量が小さい期間においては、体外装置から送られてくる通信信号を受信部により受信したとしても、制御部により、送信部による通信信号の送信が停止される可能性が高く、受信部により通信信号を受信するための電力も無駄になることが多い。
【００１２】
本発明によれば、受信強度が所定の閾値よりも小さい場合に、検出部により生体の姿勢の変化量を検出し、判定部によりその変化量が所定の閾値を超えているか否かが判定される。そして、生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、制御部により、生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで受信部による通信信号の受信を停止させることで、無駄な電力消費を削減し、無線通信に要する消費電力をより効果的に抑制することができる。
【００１３】
また、上記発明においては、前記検出部が、前記生体の加速度を検出し、検出した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算するもよいし、前記生体の心拍レートを検出し、検出した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算することとしてもよい。
【００１４】
本発明は、上記いずれかの体内導入型医療装置と、前記体外装置とを備える医療システムを提供する。
本発明によれば、体内導入型医療装置から体外装置に送信する通信信号の消費電力を低減し、無線通信に要する消費電力を抑制して生体の診察を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、生体の体外に配置された体外装置から送信された通信信号を、生体の体内に導入された体内装置が受信する受信工程と、該受信工程により前記体内装置によって受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出工程と、該受信強度算出工程により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定工程と、該受信強度判定工程により判定された前記受信強度が所定の閾値を越えている場合に、前記体内装置から前記体外装置に通信信号を送信する通信工程とを含む身体情報通信方法を提供する。
【００１６】
本発明によれば、受信強度判定工程により、体内装置が受信した通信信号の受信強度が所定の閾値を超えていると判定された場合、すなわち、通信信号を送信するのに必要な電力が小さい場合に、通信工程により体内装置から体外装置に通信信号を送信することで、消費電力が大きい期間の通信信号の送信を回避し、消費電力を抑制して身体情報の無線通信を行うことができる。
【００１７】
また、上記発明においては、前記受信強度判定工程により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出工程と、該検出工程により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定工程とを含み、該姿勢判定工程により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信工程が前記前記体内装置による通信信号の受信を停止するもよい。
【００１８】
このように構成することで、生体の姿勢の変化量が小さい場合、すなわち、生体自身が通信信号の送信の障害となり、体内装置による通信信号の受信強度が小さくなる傾向が大きい期間において、体内装置により通信信号を受信するための無駄な電力消費も防ぎ、消費電力をより効果的に抑制して身体情報の無線通信を行うことができる。
【００１９】
上記発明においては、前記検出工程が、前記生体の加速度を測定し、測定した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算することとしてもよいし、前記生体の心拍レートを測定し、測定した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算することとしてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、無線通信に要する消費電力を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る医療システムを示す概略構成図である。
【図２】図１のレピータを示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るＩＣＤとレピータを示す概略構成図である。
【図４】図３のＩＣＤを示すブロック図である。
【図５】通信信号の受信強度とＲＳＳＩとの関係を示す図である。
【図６】通信信号のＲＳＳＩと送信電力との関係を示す図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係る身体情報通信方法を示すフローチャートである。
【図８】時間経過と１時間ごとに取得される通信信号のＲＳＳＩとの関係を示す図である。
【図９】第１実施形態の比較例の時間間隔とＲＳＳＩ値と消費電力とを示す図である。
【図１０】第１実施形態の時間間隔とＲＳＳＩ値と消費電力とを示す図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るＩＣＤを示すブロック図である。
【図１２】本発明の第２実施形態に係る身体情報通信方法を示すフローチャートである。
【図１３】１日における患者の状態とＲＳＳＩとの関係を示す図である。
【図１４】第２実施形態の時間間隔とＲＳＳＩ値と消費電力とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る医療システム１００は、図１に示すように、患者（生体）Ａの体外に配置されたレピータ（体外装置）３と、患者Ａの体内に導入され、心臓Ｈの情報をレピータ３に送信するＩＣＤ（Ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ Ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ Ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ、体内導入型医療装置）１とを備えている。
【００２３】
レピータ３は、ＩＣＤ１と通信ネットワーク５との間の無線通信を中継するようになっている。具体的には、レピータ３は、ＩＣＤ１から患者Ａの身体情報を無線経由で受取り、有線または無線による広域の通信ネットワーク５に接続して、その身体情報を医療機関またはメーカー等が用意するデータサーバ（図示略）へと送るようになっている。このレピータ３は、図２に示すように、１本の空中線１８を有しており、通信信号取得部１１と、送信ＲＦ（Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）処理部１３と、受信ＲＦ処理部１５と、通信信号取得部１７とを備えている。
【００２４】
通信信号取得部１１は、通信ネットワーク５から送られてくる通信信号を取得し、その通信信号を送信ＲＦ処理部１３に出力するようになっている。
送信ＲＦ処理部１３は、通信信号取得部１１から入力された通信信号の周波数を無線周波数に変換し、無線信号を空中線１８を介してＩＣＤ１に送信するようになっている。
【００２５】
受信ＲＦ処理部１５は、ＩＣＤ１から送られてくる無線信号を空中線１８を介して受信し、その無線信号を通信信号に周波数変換して通信信号取得部１７に出力するようになっている。
通信信号取得部１７は、受信ＲＦ処理部１５から入力された通信信号を取得し、その通信信号を通信ネットワーク５に送信するようになっている。
【００２６】
ＩＣＤ１は、図３に示すように、装置本体３０と、装置本体３０から延び、装置本体３０と心臓Ｈとを電気的に接続する３本のリード２３とを備えている。
３本のリード２３は、それぞれ導電性の材料からなる電極２５を備えており、１本は電極２５がＲＡ（右心房）に取り付けられ、他の１本は電極２５がＲＶ（右心室）に取り付けられ、さらに他の１本は電極２５がＬＶ（左心室）に取り付けられている。図３において、ＬＡは左心房を示している。
【００２７】
装置本体３０は、図４に示すように、１本の空中線３８を有しており、センサ部３１と、受信ＲＦ処理部（受信部）３３と、ＲＳＳＩ算出部（受信強度算出部）３５と、制御部（受信強度判定部、制御部）３７と、送信ＲＦ処理部（送信部）３９とを備えている。
【００２８】
センサ部３１には、３本のリード２３が電気的に接続されている。センサ部３１は、各電極２５からリード２３を介して送られてくる心電信号を検出し、その心電信号を送信ＲＦ処理部３９に出力するようになっている。
【００２９】
受信ＲＦ処理部３３は、レピータ３から送信されてきた無線信号を空中線３８を介して受信し、その無線信号を通信信号に周波数変換してＲＳＳＩ算出部３５に出力するようになっている。
【００３０】
ＲＳＳＩ算出部３５は、入力された通信信号の受信強度として、ＲＳＳＩ（Ｒｅｃｉｖｅｄ Ｓｉｇｎａｌ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ Ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ、受信電波強度）を算出するようになっている。ＲＳＳＩ値と受信強度（ｄＢ）の関係は、図５に示すように、受信強度が大きくなるほどＲＳＳＩ値も大きくなるような一定の比例関係を有している。また、ＲＳＳＩ算出部３５は、算出したＲＳＳＩ値を制御部３７に出力するようになっている。
【００３１】
制御部３７は、ＲＳＳＩ値の大きさを判定する所定の閾値を記憶することができるようになっている。また、制御部３７は、ＲＳＳＩ算出部３５から入力されるＲＳＳＩ値が所定の閾値（本実施形態においては、例えば、閾値７９とする。）を超えているか否かを判定するようになっている。この所定の閾値としては、例えば、運用開始時、患者Ａとレピータ３の周辺環境、つまり使用環境において通信を行い、通信環境が良好時の実測したＲＳＳＩ値、または想定される使用環境に対応した測定値の平均的な値のＲＳＳＩ値を用いることができる。
【００３２】
制御部３７は、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていると判定すると、送信ＲＦ処理部３９による無線信号の送信を許可し、一方、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていないと判定すると、送信ＲＦ処理部３９による無線信号の送信を停止させるようになっている。また、制御部３７は、ＲＳＳＩ値が連続して閾値７９を超えずに所定の時間（本実施形態にいては、例えば、２４時間。）経過した場合に、送信電力を最大に設定して送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信を許可するようになっている。
【００３３】
また、制御部３７は、図６に示すようなＲＳＳＩ値と送信電力との関係に基づいて、送信ＲＦ処理部３９から送信させる無線信号の送信電力を設定するようになっている。制御部３７は、例えば、ＲＳＳＩ値が１００から２０までは、ＲＳＳＩ値が低くなるほど送信電力を一定の反比例関係（５ｍＡから３０ｍＡまで）で大きくしていき、ＲＳＳＩ値が２０以下になると送信電力を一定の値（３０ｍＡ）に制御するようになっている。
【００３４】
送信ＲＦ処理部３９は、センサ部３１から入力される心電信号の周波数を無線周波数に変換するようになっている。また、送信ＲＦ処理部３９は、制御部３７により無線信号の送信が許可されると、制御部３７の指示に従う送信電力により、無線信号を空中線３８を介してレピータ３に送信するようになっている。
【００３５】
次に、本実施形態に係るＩＣＤ１および医療システム１００を用いた身体情報通信方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。
本実施形態に係る身体情報通信方法は、患者Ａの体外に配置されたレピータ３から送信された無線信号を、患者Ａの体内に導入されたＩＣＤ１により受信する受信工程ＳＡ１と、ＲＳＳＩ算出部３５により、ＩＣＤ１によって受信された無線信号のＲＳＳＩ（受信強度）を算出する受信強度算出工程ＳＡ２と、制御部３７により、ＲＳＳＩ算出部３５によって算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定工程ＳＡ３と、制御部３７により、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていると判定した場合にＩＣＤ１からレピータ３に無線信号を送信する通信工程ＳＡ７とを含んでいる。
【００３６】
患者Ａの体内に導入されたＩＣＤ１においては、センサ部３１によりリード２３を介して心臓Ｈの心電信号が検出され、送信ＲＦ処理部３９によりその心電信号が無線信号に変換される。
【００３７】
患者Ａの体外に配置されたレピータ３においては、通信ネットワーク５から送られてくる通信信号が通信信号取得部１１により取得され、その通信信号が送信ＲＦ処理部３９により無線信号に変換されて空中線１８を介してＩＣＤ１に送信される。
【００３８】
本実施形態に係る身体情報通信方法により患者Ａの身体情報を通信するには、レピータ３から無線信号が送信されると、ＩＣＤ１の受信ＲＦ処理部３３により空中線３８を介してその無線信号が受信される（ステップＳＡ１）。レピータ３からＩＣＤ１には、例えば、１時間ごとに無線信号が送信される。
【００３９】
次いで、受信ＲＦ処理部３３により受信された無線信号は通信信号に変換されてＲＳＳＩ算出部３５に入力される。そして、ＲＳＳＩ算出部３５により、図５に示す受信強度とＲＳＳＩ値との関係に基づいて、入力された通信信号の受信強度を示すＲＳＳＩ値が算出される（ステップＳＡ２）。ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値は制御部３７に入力される。
【００４０】
次いで、制御部３７により、入力されたＲＳＳＩ値が閾値７９を超えているか否かが判定される（ステップＳＡ３）。ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていない（８０未満）と判定されると（ステップＳＡ３「ＮＯ」）、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていない期間が連続して２４時間経過していない場合はステップＳＡ１に戻る（ステップＳＡ４「ＹＥＳ」）。
【００４１】
ＲＳＳＩ値が連続して閾値７９を超えずに２４時間経過すると（ステップＳＡ４「ＮＯ」）、警報部（図示略）の作動により患者Ａにブザー音で警告される（ステップＳＡ５）。この場合、制御部３７により送信電力が最大に設定され、送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が許可される。
ここで、患者Ａへの警告はブザー音だけでなく、振動や超近距離無線による警告等を用いてもよい。
【００４２】
一方、ステップＳＡ３において、制御部３７により、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えている（８０以上）と判定されると（ステップＳＡ３「ＹＥＳ」）、図６に示されるＲＳＳＩ値と送信電力の関係に基づいて、ＲＳＳＩ値に対応する送信電力が設定される（ステップＳＡ６）。そして、制御部３７により、送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が許可される。
【００４３】
ステップＳＡ５またはステップＳＡ６により、送信ＲＦ処理部３９による無線信号の送信が許可されると、送信ＲＦ処理部３９により、制御部３７からの指示に従う送信電力で、無線信号（心電信号）が空中線１８を介してレピータ３に送信される（ステップＳＡ７）。これにより、レピータ３の受信ＲＦ処理部３３によって無線信号が受信されて心電信号に周波数変換され、その心電信号が通信信号取得部１７を介して通信ネットワーク５に送信される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係るＩＣＤ１、医療システム１００および身体情報通信方法によれば、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されるレピータ３からの通信信号のＲＳＳＩ値に応じて、制御部３７によりＩＣＤ１からレピータ３への心電信号の送信が制御される。ここで、ＲＳＳＩ算出部３５により算出される通信信号のＲＳＳＩ値が低いということは、心電信号を送信するのに必要な電力が大きいということになる。また、ＲＳＳＩ値が低い場合に、仮にＩＣＤ１からレピータ３に心電信号を送信したとしても通信エラーになる可能性がある。一方、ＲＳＳＩ算出部３５により算出される通信信号のＲＳＳＩ値が高いということは、心電信号を送信するのに必要な電力が小さいということになる。
【００４５】
したがって、制御部３７によりＲＳＳＩ値が閾値７９を超えているか否かを判定し、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えている場合、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が小さい場合にＩＣＤ１からレピータ３に心電信号を送信させ、ＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていない場合、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が大きい場合にＩＣＤ１からレピータ３への心電信号の送信を停止させることで、消費電力が大きい期間の心電信号の送信を回避し、無線通信に要する消費電力を抑制することができる。
【００４６】
例えば、図８に示すように、ＩＣＤ１により最初に無線信号が受信されてから９時間経過するまでＲＳＳＩ値が連続して閾値を超えなかったとする。この場合において、本実施形態の比較例として、ＩＣＤ１により１時間間隔で無線信号が受信される度に、そのＲＳＳＩ値の大きさに対応した送信電力でＩＣＤ１から無線信号（心電信号）を送信したとすると、図９に示すように、１時間目から９時間目までは通信エラーとなる。その結果、１０時間目に心電信号の送信が成功するまでに合計２８０ｍＡｈの消費電力がかかることになる。
【００４７】
これに対し、本実施形態に係るＩＣＤ１、医療システム１００および身体情報通信方法によれば、図８に示す場合に、最初から９時間目までのＲＳＳＩ値が所定の閾値（閾値７９）を超えていない期間、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が大きい期間は、図１０に示すように心電信号の送信を停止し、１０時間目にＲＳＳＩ値が所定の閾値（閾値７９）を超えたとき、すなわち、心電信号を送信するのに必要な電力が小さいときにＩＣＤ１から心電信号を送信させることで、１０時間で４０ｍＡｈの消費電力で済み、消費電力を大幅に抑制することができる。
【００４８】
なお、遠隔モニタリングでは長期変動で診断を行う性質が強く、１日周期の通信が守れていれば問題ない。ＲＳＳＩ値が連続して閾値７９を超えずに２４時間経過した場合に、患者Ａにブザー音で警告するとともに、制御部３７により、送信電力を最大に設定して送信ＲＦ処理部３９からレピータ３に無線信号（心電信号）を送信させることで、患者Ａの状態の異常に対応を施すことができる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態に係る体内導入型医療装置、医療システムおよび身体情報通信方法について説明する。
本実施形態に係る医療システム２００は、図１１に示すように、ＩＣＤ１０１のセンサ部（検出部）３１が、制御部３７によりＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて患者Ａの姿勢の変化量を検出する点と、制御部３７が受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を制御する点と、センサ部３１により検出された患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定部１３２とを備える点で第１実施形態と異なる。
【００５０】
また、本実施形態に係る身体情報通信方法は、図１２のフローチャートに示されるように、受信強度判定工程ＳＡ３によりＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、センサ部３１により所定の時間間隔をあけて患者Ａの姿勢の変化量を検出する検出工程ＳＢ１と、姿勢判定部１３２により、センサ部３１によって検出された患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定工程ＳＢ２とを含む点で、第１実施形態と異なる。
以下、第１実施形態に係るＩＣＤ１０１、医療システム１００および身体情報通信方法と構成を共通する箇所には、同一符号を付して説明を省略する。
【００５１】
センサ部３１は、心電信号を検出するとともに、例えば、リード２３に微小電流を印加して心臓Ｈのインピーダンスを測定することができるようになっている。また、センサ部３１は、インピーダンス計測により心拍出量の変化（心拍レート）を検出し、検出した心拍出量の変化量を患者Ａの姿勢の変化量に換算して姿勢判定部１３２に出力するようになっている。
【００５２】
制御部３７は、姿勢判定部１３２により患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていると判定されると、受信ＲＦ処理部３３による次の無線信号の受信も許可するようになっている。一方、姿勢判定部１３２により患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定されると、制御部３７は、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止させるようになっている。
【００５３】
次に、このように構成されたＩＣＤ１０１および医療システム２００を用いた身体情報通信方法の作用について説明する。
本実施形態に係るＩＣＤ１０１および医療システム２００を用いた身体情報通信方法により患者Ａの身体情報を通信する場合は、制御部３７によりＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていないと判定されると（ステップＳＡ３「ＮＯ」）、センサ部３１により心拍出量の変化を検出され、患者Ａの姿勢の変化量に換算される（ステップＳＢ１）。
【００５４】
次いで、姿勢判定部１３２により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定されると（ステップＳＢ２「ＮＯ」）、制御部３７により、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信が停止される。そして、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていない期間が連続して２４時間経過していない場合はステップＳＢ１に戻る（ステップＳＡ４「ＹＥＳ」）。そして、制御部３７により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止させられる。
【００５５】
患者Ａの姿勢の変化量が連続して所定の閾値を超えずに２４時間経過すると（ステップＳＡ４「ＮＯ」）、警報部（図示略）の作動により患者Ａにブザー音で警告され（ステップＳＡ５）、制御部３７により、送信電力が最大に設定されて送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が許可される。
【００５６】
一方、ステップＳＢ２において、姿勢判定部１３２により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていると判定されると（ステップＳＢ２「ＹＥＳ」）、制御部３７により、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信が許可され、ステップＳＡ１に戻る。そして、ＲＳＳＩ算出部３５により、次の無線信号が受信され（ステップＳＡ１）、そのＲＳＳＩ値が算出され（ステップＳＡ２）、制御部３７により、算出されたＲＳＳＩ値が閾値７９を超えていると判定されると（ステップＳＡ３「ＹＥＳ」）、ステップＳＡ６を介して、ＲＳＳＩ値に対応する送信電力で送信ＲＦ処理部３９により心電信号が送信される（ステップＳＡ７）。
【００５７】
以上説明してように、本実施形態に係る本実施形態に係るＩＣＤ１０１、医療システム２００および身体情報通信方法によれば、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を越えていない場合に、センサ部３１により患者Ａの姿勢の変化量が検出され、姿勢判定部１３２によりその変化量が所定の閾値を超えているか否かが判定される。
【００５８】
ここで、患者Ａの姿勢の変化量が小さい場合、例えば、図１３に示されるように、患者Ａが就寝しているような場合は、患者Ａ自身が無線信号の送信の障害となり、ＲＳＳＩ値が低く、無線信号を送信するのに必要な電力が大きくなる傾向がある。そのため、このような期間においては、レピータ３から送信されてくる無線信号を受信ＲＦ処理部３３により受信したとしても、送信ＲＦ処理部３９による無線信号（心電信号）の送信が停止される可能性が高く、受信ＲＦ処理部３３により無線信号を受信するための電力も無駄になることが多い。
【００５９】
そこで、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、制御部３７により、患者Ａの姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止させることで、無駄な電力消費を削減し、無線通信に要する消費電力をより効果的に抑制することができる。
【００６０】
例えば、図１４に示す場合に、２時間目から９時間目までの患者Ａの姿勢に閾値を超える変化がない期間、すなわち、ＲＳＳＩ値が低くなる可能性が高い期間は、受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を停止し、１０時間目の患者Ａの姿勢に閾値を超える変化があったときに受信ＲＦ処理部３３による無線信号の受信を許可することで、受信ＲＦ処理部３３による無駄な通信信号の受信も回避することができる。そして、ＲＳＳＩ値が所定の閾値を越えたとき、すなわち、無線信号を送信するのに必要な電力が小さいときにＩＣＤ１から無線信号（心電信号）の送信させることで、例えば、１０時間で１３ｍＡｈの消費電力で済み、消費電力をより効果的に抑制することができる。
【００６１】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本発明を上記の一実施形態および変形例に適用したものに限定されることなく、これらの実施形態および変形例を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定されるものではない。
【００６２】
また、上記実施形態においては、制御部３７が、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定することとしたが、制御部３７がその判定を行うのではなく、ＲＳＳＩ算出部３５により算出されたＲＳＳＩ値が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定部を別個に設けることとしてもよい。また、上記実施形態においては、通信信号取得部１１が、通信ネットワーク５から送られてくる通信信号を取得しているが、これに限らず、通信信号取得部１１が、レピータ３内部に保存された情報を取得し、通信信号として送信ＲＦ処理部１３に出力することとしてもよい。
【００６３】
また、上記実施形態においては、制御部３７が所定の閾値を記憶することとしたが、これに代えて、例えば、装置本体３０が、所定の閾値を記憶するメモリ（図示略）を備え、制御部３７が、メモリから所定の閾値を読み出して、ＲＳＳＩ値の大きさの判定を行うこととしてもよい。
また、上記実施形態においては、体内導入型医療装置としてＩＣＤ１，１０１を例示して説明したが、生体の体内に導入されて対外装置３に身体情報を通信するものであればよく、例えば、体内導入型医療装置として、カプセル内視鏡、ペースメーカ、人工臓器等が挙げられる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１０１ ＩＣＤ（体内導入型医療装置）
３ レピータ（体外装置）
３１ センサ部（検出部）
３３ 受信ＲＦ処理部（受信部）
３５ ＲＳＳＩ算出部（受信強度算出部）
３７ 制御部（制御部、受信強度判定部）
３９ 送信ＲＦ処理部（送信部）
１００，２００ 医療システム
１３２ 姿勢判定部
ＳＡ１ 受信工程
ＳＡ２ 受信強度算出工程
ＳＡ３ 受信強度判定工程
ＳＡ７ 通信工程
ＳＢ１ 検出工程
ＳＢ２ 姿勢判定工程
【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体の体内に導入され、該生体の体外に配置される体外装置との間で通信信号を送受信する体内導入型医療装置であって、
前記体外装置から送られてくる通信信号を受信する受信部と、
前記体外装置に通信信号を送信する送信部と、
前記受信部により受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出部と、
該受信強度算出部により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定部と、
該受信強度判定部により、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていると判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を許可し、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を停止させる制御部とを備える体内導入型医療装置。
【請求項２】
前記受信強度判定部により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定部とを備え、
前記制御部が、前記姿勢判定部により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信部による通信信号の受信を停止させる請求項１に記載の体内導入型医療装置。
【請求項３】
前記検出部が、前記生体の加速度を検出し、検出した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項２に記載の体内導入型医療装置。
【請求項４】
前記検出部が、前記生体の心拍レートを検出し、検出した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項２に記載の体内導入型医療装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の体内導入型医療装置と、
前記体外装置とを備える医療システム。
【請求項６】
生体の体外に配置された体外装置から送信された通信信号を、生体の体内に導入された体内装置が受信する受信工程と、
該受信工程により前記体内装置によって受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出工程と、
該受信強度算出工程により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定工程と、
該受信強度判定工程により前記受信強度が前記所定の閾値を越えていると判定された場合に、前記体内装置から前記体外装置に通信信号を送信する通信工程とを含む身体情報通信方法。
【請求項７】
前記受信強度判定工程により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出工程と、
該検出工程により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定工程とを含み、
該姿勢判定工程により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信工程が前記前記体内装置による通信信号の受信を停止する請求項６に記載の身体情報通信方法。
【請求項８】
前記検出工程が、前記生体の加速度を測定し、測定した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項７に記載の身体情報通信方法。
【請求項９】
前記検出工程が、前記生体の心拍レートを測定し、測定した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項７に記載の身体情報通信方法。
【請求項１】
生体の体内に導入され、該生体の体外に配置される体外装置との間で通信信号を送受信する体内導入型医療装置であって、
前記体外装置から送られてくる通信信号を受信する受信部と、
前記体外装置に通信信号を送信する送信部と、
前記受信部により受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出部と、
該受信強度算出部により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定部と、
該受信強度判定部により、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていると判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を許可し、前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に前記送信部から前記体外装置への通信信号の送信を停止させる制御部とを備える体内導入型医療装置。
【請求項２】
前記受信強度判定部により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出部と、
該検出部により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定部とを備え、
前記制御部が、前記姿勢判定部により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信部による通信信号の受信を停止させる請求項１に記載の体内導入型医療装置。
【請求項３】
前記検出部が、前記生体の加速度を検出し、検出した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項２に記載の体内導入型医療装置。
【請求項４】
前記検出部が、前記生体の心拍レートを検出し、検出した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項２に記載の体内導入型医療装置。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の体内導入型医療装置と、
前記体外装置とを備える医療システム。
【請求項６】
生体の体外に配置された体外装置から送信された通信信号を、生体の体内に導入された体内装置が受信する受信工程と、
該受信工程により前記体内装置によって受信された通信信号の受信強度を算出する受信強度算出工程と、
該受信強度算出工程により算出された受信強度が所定の閾値を超えているか否かを判定する受信強度判定工程と、
該受信強度判定工程により前記受信強度が前記所定の閾値を越えていると判定された場合に、前記体内装置から前記体外装置に通信信号を送信する通信工程とを含む身体情報通信方法。
【請求項７】
前記受信強度判定工程により前記受信強度が前記所定の閾値を超えていないと判定された場合に、所定の時間間隔をあけて前記生体の姿勢の変化量を検出する検出工程と、
該検出工程により検出された前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えているか否かを判定する姿勢判定工程とを含み、
該姿勢判定工程により前記生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えていないと判定された場合に、該生体の姿勢の変化量が所定の閾値を超えるまで、前記受信工程が前記前記体内装置による通信信号の受信を停止する請求項６に記載の身体情報通信方法。
【請求項８】
前記検出工程が、前記生体の加速度を測定し、測定した加速度の変化量を前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項７に記載の身体情報通信方法。
【請求項９】
前記検出工程が、前記生体の心拍レートを測定し、測定した心拍レートを前記生体の姿勢の変化量に換算する請求項７に記載の身体情報通信方法。
【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１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−３８５０１（Ｐ２０１３−３８５０１Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１０２６（Ｐ２０１１−１７１０２６）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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