专利名称：便携式生物信号测量/发送系统的制作方法JP-T-2008-526443公开了一种现有技术的测量生物信号的患者监测装置。该现 有技术的患者监测装置在图13至图16中示出。参考图13，该患者监测装置20由接收来 自多个传感器的输入的外壳M所定义，该多个传感器分别形成了生理传感器组件观、32和 36的一部分，在这种情况下是ECG、Sp02和NIBP (非侵入性血压)组件。外壳M包括用于 显示生命迹象数字、波形和其他患者数据的显示器88，以及如14所示的使得监测装置20工 作的用户接口 92。参考图13，显示器88以及定义用户接口 92的多个相邻的可动按钮设置在外壳M 的前表面侧。显示器88是四分之一(QVGA)色彩显示器，并且该显示器88的尺寸是大约 3. 5英寸(对角测量)。更具体地，显示器88是具有MO X 320的像素的IXD。显示器88优 选包括背光灯(未示出)，以提升在暗环境光条件下显示器的可读性。关于装置20的轮廓，外壳M的尺寸大约是5. 3英寸高、7. 5英寸宽以及2. 0英寸 厚。然而，尽管是轻量化设计，但是该装配监测装置20却是极其耐用和坚固的，其中，该装 置被装配成处理在患者相关的设定中遇到的各种负载。例如，为了有助于缓冲该监测装置 20以免受冲击或振动荷载并且实现防止该装置的内部遭遇灰尘或其他污物，外壳M包含 绕着该装置外壳M的外周设置的在前半部壳体与后半部壳体之间的中心橡胶囊或中间橡 胶囊26。为了进一步有助于缓冲该监测装置20，使外壳M的每个拐角都弯曲成设置有效的 廓形。电池盒(未示出)也形成在外壳24中，该电池盒的盖与外壳的后表面侧61基本齐 平，使得该电池盒不从监测装置20的整体轮廓伸出。外壳M的后表面侧61还包括一组橡 胶垫或橡胶座58，使得能够根据需要将该监测装置20放置在平坦表面上。此外，使用户接 口 92中所包含的每个按钮都弹性化，以有助于监测装置20的总体耐用度和坚固性，将各按 钮定位成不从外壳M的正表面84过度地伸出并且使得该装置能够维持相对紧凑的轮廓。装置外壳M的紧凑轮廓使得患者能够佩戴该监测装置20。如图13所示，设置在 装置外壳M的横向相对两侧上的一对扣环132使得能够将监测装置20固定于患者可佩带 的线束135，或者替换地，能够使带子137接合于侧扣环132，从而允许监测装置20的手持 操作或便携操作。带子137可以连同运送带139而额外用于相对于轮床138或其他运送装 置的运送操作。另外并且如上所述，监测装置20能够利用设置在装置外壳M的后表面侧 61上的橡胶垫58而被适当地定位在桌子或其他平坦表面上。除了紧凑和耐用之外，该监测装置20是极其轻量的。如图13所示的总装大约重两磅。如上所示，使多个生理传感器组件分别系留在外壳M上，该多个生理传感器组件包括ECG传感器组件28、Sp02传感器组件32以及NIBP传感器组件36，图13中示出的各 传感器组件仅仅出于清楚的目的。出于完整性的目的，现在提供每个系留的生理传感器组件观、32、36的简单疗法。 更特别地且简而言之，Sp02传感器组件32用于非侵入性地测量患者的例如手腕、手指、脚 趾、前额、耳垂或其他部位的测量部位周围的小动脉血红蛋白的含氧量。可以使用可重复使 用的或一次性的传感器探头。在这种情况下，指形夹板60在图13中示出，该夹板具有光发 射器和光检测器，该光发射器和光检测器能够用于检测脉搏/心跳率以及通过脉搏血氧测 定法检测血氧饱和度。利用延伸到与图15中的相应阴连接端口 44配对的针状连接器的电 缆来系留指形夹板60，即，该指形夹板设置在装置外壳M的外部。简言之，ECG传感器或监测组件28包括导线组件，其中可以使用三线ECG或五线 ECG。更具体地并且通过实例的方式，图13中所图示出的ECG传感器组件28包括一组导线 68，每根导线在其末端处都具有电极70，以允许连接于患者的身体，导线组件包括接合于连 接电缆72的线束71，该连接电缆72具有配对连接于装置外壳M的连接端口 40的连接器。 为了通过判定ECG电极70的所选端子之间的ac阻抗来判定呼吸作用的速率或无呼吸(呼 吸暂停)，在这里关于监测装置20的呼吸通道进一步利用该ECG传感器组件观，从而利用 指定的参考导线基于胸壁的运动而运用阻抗充气造影术判定患者的呼吸率。利用ECG传感 器组件28对该装置20检测心率。ECG传感器组件32对于每一个导线都生成一种波形(ECG矢量)，并且该ECG传感 器组件32还包括能够基于所选择的患者模式来调节的QRS检测器。该ECG传感器组件28 被进一步构造成判定心率/脉搏率，如果选择的话，还通过步测检测电路来判定得到的ECG 波形中的标记步测尖峰电压。ECG传感器组件观还包括可选择的分别为50Hz和100Hz、 60Hz和120Hz的陷波滤波器。简言之，NIBP传感器组件36利用连接于患者(未示出)的肢体(臂部或腿部) 的可膨胀套囊或套筒76间接地测量动脉压。连接软管80的其余一端包括能够拧入到设置 在外壳M的顶面侧上的相配合的空气连接器配合件48中的连接端。该空气连接器配合件 48连接于设置在监测装置外壳M内的泵(未示出)，以便根据患者的类型，利用示波方法 选择性地使套囊76膨胀和收缩到具体的压力。为了确定心脏收缩、心脏舒张和平均动脉压 (MAP)，利用电路来检测压力变化。NIBP传感器组件36能够进行手动模式、自动模式以及极 速模式的操作。当ECG也被监测时，该组件36还配备有移动伪影滤波器。该滤波器采用能 够用来使NIBP测量过程与ECG波形的R波的出现自动同步的软件算法，从而增加了在极端 伪影和减小脉冲情况下的准确度。在美国专利No. 6405076中描述了合适的NIBP伪影滤波 器的一个实例。其中，用于并入到监测装置20中的NIBP和ECG传感器组件的实例由纽约 的Skaneateles Falls的狗丨油Allyn有限公司制造。关于每种传感器组件，传感器组件 的形式可以根据患者类型(即，成人、儿童、新生儿)通过可选择连接于设置在监测装置20 上的连接端口 40、48而变化。前述的每种传感器组件还包括电外科干扰抑制。如上所述， 能够从监测装置20的Sp02或者NIBP通道中的一个检测脉搏率。然而，认为除了通过连接端口 40、44之外用于将上述传感器组件观、32连接于监 测设备的其他装置包括无线装置，例如IR、光学和RF，并且还可以采用其他的非系留连接。 还应该注意的是，装置20使用的各种生理传感器组件的数目是可以改变的。参考图13至图16，上述生理传感器组件观、32、36的每一个都内部电连接于容纳 在监测装置20的外壳M中的CPU 174。对每个生理传感器组件观、32、36的信号处理都通 过驻留处理电路在内部执行，例如，Sp02传感器组件32利用Nellcor Puritan MP56体系结 构，而NIBP传感器组件36基于例如在Micropaq和ftOpaq生命迹象监测器中所使用的那 些设计，包括，例如由狗丨油Allyn有限公司生产和销售的NIBP模块，Part 007-0090-01。 尽管在图16中没有示出，但是用于每个传感器组件观、32、36的驻留电路都被集成到单个 逻辑板中，在该逻辑板中，ECG和呼吸参数利用同一个处理器，诸如CPU 174的MotorolaMPC 823处理器。尽管被集成到单个逻辑板中，但是其余的生理参数(Sp02和NIBP)以更加模块 化的方式被处理并且利用他们自己的处理器。同样参考图16的示意图，所含有的电池组170互连于CPU 174，该CPU 174包括 微处理器、存储器和驻留电路，其中，为了能够处理存储并且选择性地显示从其提供的信号 以及在可选充电托架140的充电电路与含有的电池组之间进行电力转换，将微处理器、存 储器和驻留电路都连接于系留的传感器组件观、32、36，并且还包括防止包含的电池组170 过充电(即，12伏特到5伏特)的电路。CPU 174包括闪存和SRAM形式的用于患者数据的 易失性和非易失性存储器，但是其他形式也是可以的，CPU 174还连接于显示器88。如上所 述，CPU 174与用于生理传感器组件观、32、36的处理器一起存在于单个逻辑板上。CPU 174 倾向于处理装置特有的各方面，例如警报限制、显示发生以及能否进行特定特征，其中生理 传感器组件观、32、36仅仅主要涉及CPU174所使用的数据。需要注意的是，部分处理功能， 例如，ECG处理算法，也可以存在于CPU 174中，尽管这可以根据例如需要的处理电力或分 组的关心程度而适当地变化。CPU 174利用恢复出厂模式设定或者图16所示的用户接口 92、远程监测站184和/或图16所示的相连的PC 192来支配性地控制装置20的操作，包 括患者模式、压力、电压等等。除了上述之外，如图16中示意性示出的监测装置20还可选择地包括无线射频卡 /收发器180，使得能够利用插入在内部PCMCIA扩展槽(未示出)中的射频卡与至少一个 远程监测站184进行双向无线通信，远程监测站184例如是由Welch Allyn有限公司制造 并销售的Acuity监测站。射频卡180是连接于天线182的IEEE802. 11标准射频卡，该天 线182也设置在监测装置20的外壳M内，该射频卡利用无线接入点用于2. 4GHz跳频扩频 (FHSS)无线局域网(WLAN)中的传输。包括与其联网的与示例性无线互联有关的额外细节 在美国专利No. 6，544，174中描述。如图14中所最明确地示出的，装置外壳M的下部或底部表面120包括图14所示 的锁定件124以及图14所示的电气端口 128，他们都与可选充电托架140—起使用。如前 面所示，在图16中仅仅示意性地示出的电池组170容纳在后箱体(未示出)中的装置外壳 24的后部中。电池组170提供监测装置20的便携电源，其中电池寿命取决于装置的特定操 作模式。电池组170可以利用容纳在可选充电托架140中的充电电路而重复充电。电池组 170包括至少一个可重复充电的锂离子电池，例如由Sanyo公司制造的锂离子电池。在这种 情况下，电池组170包括两个可重复充电电池。监测装置20能够利用所容纳的电池170作 为电源以排成一列的模式操作，电池根据装置的使用具有达大约M小时的平均运行时间。在JP-T-2008-526443中公开的现有技术的患者监测装置中，单独地设置ECG、 Sp02和NIBP传感器组件，该多个传感器组件通过连接器连接于患者监测装置，并且通过患者监测装置中的CPU来进行由该ECG、Sp02和NIBP传感器组件测量的生物信号信息的所有 信号处理(例如，放大、AD转换以及滤波)。因此，现有技术的患者监测装置必须具有处理由ECG、Sp02和NIBP传感器组件测 量的生物信号信息的功能。这种限制导致如下的不利安装在患者监测装置上的CPU的处 理负担很大，对于参数的各种组合需要专门的装置，并且该患者监测装置价格昂贵并且体 积庞大，因此患者不能在携带该患者监测装置的同时运动。此外，可测量的参数被该患者监 测装置的设计所固定。因此，在上述的现有技术患者监测装置的情况下，当要对于不严重的 患者仅仅进行ECG监测时，医院不得不对该患者使用能够测量所有ECG、Sp02和NIBP参数 的过于专用的装置。由此，导致装置管理和装置操作的效率的问题。
因此，本发明的目的是提供一种经济的且便携的生物信号测量/发送系统，并且 其中将包括对诸如ECG数据、Sp02数据和NIBP数据进行处理(例如，信号放大、AD转换和 滤波)的信号处理部的生物信号处理单元构造成与主体单元分离，从而能够减小主体单元 中信号处理的负担，使得能够将具有高度多用性的小数据处理终端等用作为主体单元，而 且其中能够基于用户所需的用途来将与单个或多个传感器装置对应的信号处理单元选择 性地连接于主体单元，从而能够实现与用途对应的低浪费系统。为了实现该目的，根据本发明，提供一种便携式生物信号测量/发送系统，包括 主体单元；以及至少一个可拆卸地连接于所述主体单元，并且包括处理生物信号的信号处 理器的生物信号处理单元，该生物信号处理单元包括第一发送器，当将生物信号处理单元 连接于主体单元时，该第一发送器将生物信号发送到主体单元。生物信号处理单元可以包括连接器，测量生物信号的测量传感器连接于该连接ο信号处理器可以对生物信号进行信号放大处理、滤波处理和AD转换处理中的至 少一种处理。主体单元可以包括第二发送器，该第二发送器将从信号处理单元接收到的生物信 号无线发送到生物信号远程监测装置或患者监测装置。主体单元可以包括蓄电池部；存储从生物信号处理单元接收到的生物信号的存 储部；分析生物信号的分析部；显示生物信号和所处理的数据的显示部；以及生成关于生 物信号的警报的警报生成部。所述主体单元可以连接于对该主体单元的蓄电池部充电的托架单元，并且当主体 单元连接于该托架单元的时候，生物信号通过该托架单元而被发送到生物信号远程监测装 置或患者监测装置。托架单元可以包括进行体温的单点测量或连续测量的体温探头。生物信号可以包括ECG数据、Sp02数据和NIBP数据中的至少一种数据。为了实现该目的，根据本发明，提供一种生物信号处理单元，包括处理生物信号 的信号处理器；将生物信号处理单元连接于患者的连接单元；以及护士呼叫开关，其中生 物信号处理单元可拆除地连接于主体单元。所述连接单元可以是可连接于患者的衣服的卡夹。生物信号可以包括ECG数据、Sp02数据和NIBP数据中的至少一种数据。
图1是示出了本发明的便携式生物信号测量/发送系统的整体构造的框图。图2是示出了在本发明的第一实施例中的主体单元和生物信号处理单元的透视 图。图3是将NIBP测量单元固定地连接于生物信号处理单元的实例的示意图。图4是将生物信号处理单元专门用于测量ECG的实例的示意图。图5是示出了生物信号处理单元的后侧的示意图。图6是示出了在本发明第二实施例中的主体单元和生物信号处理单元的透视图。图7是将NIBP测量单元固定地连接于生物信号处理单元的实例的示意图。图8是连接电缆的示意图，通过该连接电缆将主体单元和生物信号处理单元彼此 连接。图9是将生物信号处理单元专门用于测量ECG的实例的示意图。图10是示出了将主体单元连接于托架单元的状态的示意图。图11是示出了在主体单元连接于托架单元的状态下，固定于患者的病床的该主 体单元的示意图。图12是示出了在主体单元连接于托架单元的状态下，固定于患者的病床附近的 静脉注射撑杆的主体单元的示意图。图13是现有技术的患者监测装置的前视图。图14是图13中的现有技术的患者监测装置的前侧透视图。图15是图13和图14的现有技术的患者监测装置的垂直前视图。图16是包括图13至图15的现有技术的患者监测装置以及充电托架的患者监测 系统的示意性框图。

8视图。在图6中，1表示主体单元，并且Ic表示使用彩色LED并优选被构造成触摸屏的显 示部。上侧的参考标号If表示由LCD构成并且依据警报的种类而发射不同彩色光的警报 指示器，而下侧的If则表示依据警报的种类而报知不同声音警报的警报扬声器。参考标号 Ij表示记录键，而Ik表示警报取消键。在图6中，2表示生物信号处理单元，2f表示护士呼叫键(护士呼叫开关)，2c表 示用于与ECG测量传感器相连的连接器，2d表示用于与Sp02测量传感器相连的连接器，而 2g表示用于与主体单元1相连的连接电缆。在图中的生物信号处理单元2中，测量对象是 ECG和Sp02。图6的生物信号处理单元2与图2的不同之处在于，用于与主体单元1相连 的连接电缆2g被构造成还与生物信号处理单元2分离。当采用这种结构的时候，可以在依 据患者来选择该生物信号处理单元2的种类的同时来使用该生物信号处理单元2。因此，能 够减少浪费的装功能。接下来，将参考图7来描述图3的生物信号处理单元2的修改。图7的生物信号 处理单元2示出了已经将NIBP测量单元如固定地连接于该生物信号处理单元2的实例， 并且除了 NIBP的测量之外，还可以根据需要选择ECG和Sp02的测量。图7的生物信号处 理单元2与图3的区别在于，用于与主体单元相连的连接电缆2g被构造成还与生物信号处 理单元2分离。当采用这种结构的时候，可以在依据患者来选择该生物信号处理单元2的 种类的同时来使用该生物信号处理单元2。因此，能够减少浪费的功能。接下来，将参考图8来描述图6和图7的生物信号处理单元2中使用的连接电缆 2g。图8的连接电缆连接在主体单元1与生物信号处理单元2之间，并且能够应用于任何 种类的生物信号处理单元。接下来，将参考图9来描述图4的生物信号处理单元2的修改。图9的生物信号 处理单元2专门用于ECG的测量，并且在仅仅需要测量ECG的情况下使用。图9的生物信 号处理单元2与图4的区别在于，用于与主体单元1相连的连接电缆2g被构造成还与生物 信号处理单元2分离。当采用这种结构的时候，可以在依据患者来选择该生物信号处理单 元2的种类的同时来使用该生物信号处理单元2。因此，能够减少浪费的功能。尽管图9示 出了生物信号处理单元2专门测量ECG的情况，但是显而易见的是，该生物信号处理单元2 可以专门用于Sp02或NIBP的测量。生物信号处理单元2的测量对象不局限于ECG、Sp02 和NIBP，并且可以将该生物信号处理单元2构造成能够扩展，以测量诸如温度(体温)和 C02(呼出的二氧化碳的浓度)的其它测量对象。图10示出了将主体单元1连接于托架单元3的状态的示意图。将托架单元3固 定于静脉注射撑杆6。在这种状态下，主体单元1的蓄电池Ie通过托架单元3的供电部3a 充电。通过托架单元3的第二接收部北和第三发送部3c，将测量数据从主体单元1的第二 发送部Id发送到生物信号远程监测装置5。图11和图12示出了将主体单元1固定在使该主体单元1连接于托架单元3的状 态中的实例。在图11中，主体单元1通过固定装置6a而固定于患者的病床的头部侧的一 部分，并且，在图12中，主体单元1通过安装装置6b而固定于患者用静脉注射撑杆6。优 选地，托架单元3具有这样一种结构，S卩，使得该结构能够设置在患者的附近。替换地，托架 单元3也可以具有包括体温测量探头的结构，该体温测量探头使得护士能够对患者的体温 进行单点测量或连续测量。与体温有关并且由探头测量的数据可以显示在显示部Ic上，并且，通过托架单元3而被发送到生物信号远程监测装置或患者监测装置5。如在图2至图4(或图6至图8)中所示的生物信号处理单元2中，本发明的系统 通过多种生物信号处理单元的一个群组以及主体单元1构造而成，或者本发明是所谓的组 合发明。这种构造对于所有实施例都是通用的，并且这种结构的重要之处在于生物信号处 理单元群组具有通用接口，并且每个生物信号单元2都能够连接于主体单元1并且从该主 体单元1拆除。根据这种构造，通过简单地将生物信号处理单元2用另一种来代替，用户就 能够选择要测量的参数。尽管，在各实施例中，已经描述了将信号处理单元2有线连接于主 体单元1的连接实例，但是本发明并不局限于有线连接。如上所述，与现有技术不同，本发明不需要对于待测量的参数分别准备患者监测 装置。仅仅需要准备通用的主体单元，并且依据应用来将适当的一种生物信号处理单元连 接于主体单元。因此，不仅仅能够减少成本，而且还能够显著地提升扩展性、维护性以及装
置管理的效率。根据本发明的一方面，处理诸如ECG、Sp02和NIBP数据的测量数据并且对应于单 个或多个传感器装置的生物信号处理单元可以从构成便携式生物信号测量/发送系统的 主体单元分离。因此，用户可以根据患者的生物信号测量方面的需要来选择测量传感器。结 果，能够减少成本、能够提升可维护性，并且能够提高装置管理的效率。由于现有技术的患者监测装置的部分功能被分离给生物信号处理单元时，并且能 够将具有高度多用性的小数据处理终端等用作为主体单元，使得能够减少主体单元的成本 并且患者能够在携带主体单元的同时进行运动。


一种便携式生物信号测量/发送系统，包括主体单元；以及至少一个可拆卸地连接于主体单元并且包括处理生物信号的信号处理器的生物信号处理单元，该生物信号处理单元包括当将该生物信号处理单元连接于主体单元时将生物信号发送到该主体单元的第一发送器。