(57)【要約】ホストは、マイクロプロセッサに対して、患者の複数の生理学的信号のそれぞれ１つに関する信号を処理するように複数の増幅器の各々に対して指示するように命令する。患者身体の異なる部位に接続された端子から増幅器に対して信号が供給される。端子は、増幅器に対して同時に信号を供給するが、マイクロプロセッサはそれらの信号を逐次的に処理する。マイクロプロセッサは、端子からの信号を処理する前に、増幅器をテスト及び校正する。増幅器は、付随する端子が患者身体上のどこに取り付けられているかに関係なく、本質的に同一の構成を取る。増幅器には、雑音を排除して、限られた周波数領域の出力信号を供給する特性が備えられるが、限られた周波数領域では、信号の相対的な位相が保存される。
2006506124.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せにおいて、
患者の生理学的権利を測定及び処理し、測定値を表すアナログ信号を提供するように構成された増幅器と、
前記増幅器に接続されて前記アナログ信号をデジタル信号に変換するように動作するアナログ・デジタル変換器と、
前記増幅器によって測定及び処理される生理学的信号のそれぞれ１つを選択し、選択された生理学的信号を測定及び処理するために増幅器の特性を調節するためのマイクロプロセッサであって、前記変換器から前記デジタル信号を受信するように動作する前記マイクロプロセッサと、及び
前記マイクロプロセッサに接続されて、前記マイクロプロセッサから前記デジタル信号を受信するように動作する構成要素と、
を含む前記組合せ。
【請求項２】
請求項１に記載の組合せであって、
特定の周波数領域を有する信号を含む前記生理学的信号と、及び
前記増幅器によって測定及び処理すべき特定の周波数領域のうちのそれぞれ１つを選択するように動作する前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項３】
請求項１に記載の組合せであって、
特定の振幅利得を有する信号を含む前記生理学的信号と、及び
前記増幅器によって測定及び処理すべき信号に関する特定の振幅利得のそれぞれ１つを選択するように動作する前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項４】
請求項２に記載の組合せであって、
前記増幅器に含まれる１つのインピーダンスは、前記特定の周波数領域を提供するための異なる値が与えられ、
前記インピーダンスは、前記信号のための前記周波数領域のうちのそれぞれ１つを選択するために、前記インピーダンス値のうちのそれぞれ１つを前記マイクロプロセッサによって与えられる、
前記組合せ。
【請求項５】
請求項３に記載の組合せであって、
第１のインピーダンスは、前記増幅器に含まれており、また前記信号に対して特定の高域通過周波数を与えるための異なる値が与えられており、
第２のインピーダンスは、前記増幅器に前記特定の利得を与えるための異なる値のうちのそれぞれ１つの値が与えられている、
前記組合せ。
【請求項６】
請求項２に記載の組合せであって、
特定の振幅利得を有する信号を含む前記生理学的信号と、
前記増幅器によって測定及び処理される信号に関して前記特定の振幅利得のそれぞれ１つを選択するように動作する前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項７】
請求項４に記載の組合せであって、
特定の振幅利得を有する信号を含む前記生理学的信号と、
前記増幅器によって測定及び処理される信号に関して前記特定の振幅利得のそれぞれ１つを選択するように動作する前記マイクロプロセッサと、
前記増幅器に含まれ、前記信号に特定の周波数を与えるために複数の異なる値を取る第１のインピーダンスと、
前記インピーダンスは、前記増幅器に前記特定の周波数を与えるために異なる値のそれぞれ１つの値が与えられている、
を含む前記組合せ。
【請求項８】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
各々が前記患者の生理学的状態を測定及び処理し、及び前記測定値を表すアナログ信号を提供するように構成された複数の増幅器と、
前記増幅器の各々によって測定及び処理すべき前記生理学的信号のそれぞれ１つを選択するためのマイクロプロセッサと、
前記増幅器の各々は、前記マイクロプロセッサに接続されて、前記マイクロプロセッサによって測定及び処理されるように選択される前記生理学的状態のそれぞれ１つを測定及び処理するように動作し、
前記増幅器に接続されて、前記増幅器中で前記選択された生理学的信号の同時測定を実施し、前記生理学的信号を逐次的に処理するように動作するサンプル・ホールド回路と、
を含む前記組合せ。
【請求項９】
請求項８に記載の組合せであって、
前記サンプル・ホールド回路によって生成され、アナログ信号である前記信号と、
前記サンプル・ホールド回路からの前記アナログ信号に応答して前記信号をデジタル信号に変換するためのアナログ・デジタル変換器と、
を含む前記組合せ。
【請求項１０】
請求項９に記載の組合せであって、
出力ステージと、
前記変換器に接続されて、前記増幅器の各々に関して前記変換器から前記デジタル信号を受信し、前記デジタル信号を前記出力ステージに供給する前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項１１】
請求項８に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々は、異なる値を有する１つのインピーダンスを備える１つのステージを含み、前記インピーダンスの前記異なる値は、前記増幅器の前記利得に影響を与え、
前記マイクロプロセッサは、各増幅器からの前記信号の利得を決定し、また前記増幅器の利得を前記特定の限度以内に維持するように前記インピーダンスの値を調節する、
前記組合せ。
【請求項１２】
請求項８に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々は、異なる値を有する１つのインピーダンスを備える１つのステージを含み、また前記増幅器に関する前記インピーダンスの異なる値は、前記増幅器によって与えられる前記信号の周波数に影響を与え、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の各々によって与えられるべき前記信号の前記周波数を決定し、また前記決定された周波数を与えるために前記インピーダンスの値を調節する、
前記組合せ。
【請求項１３】
請求項９に記載の組合せであって、
出力ステージと、
前記変換器に接続されて、前記増幅器の各々に対して前記変換器から前記デジタル信号を受信し、また前記デジタル信号を前記出力ステージに供給するための前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項１４】
請求項１１に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々は、異なる値を有する１つのインピーダンスを備える１つのステージを含み、また前記増幅器中の前記インピーダンスの異なる値は、前記増幅器によって与えられる前記信号の周波数に影響を与え、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の各々によって与えられるべき前記信号の周波数を決定し、また特定の周波数領域内の前記生理学的信号を生成するために前記インピーダンスの値を調節する、
前記組合せ。
【請求項１５】
請求項１３に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々は、異なる値を有する第１インピーダンスを備える１つのステージを含み、また前記第１インピーダンスの異なる値は、前記増幅器の前記周波数に影響を与え、
前記マイクロプロセッサは、特定の周波数領域内の前記信号周波数を与えるために、前記第１インピーダンスの前記値を調節でき、
前記増幅器の各々は、異なる値を有する第２のインピーダンスを備える１つのステージを含み、また前記第２インピーダンスの異なる値は、前記増幅器によって与えられる前記信号の利得に影響を与え、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の各々によって与えられるべき信号の前記周波数を決定し、また前記決定された利得を与えるために前記第２インピーダンスの値を調節する、
前記組合せ。
【請求項１６】
患者の複数の生理学的状態パラメータのそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
各々が患者の生理学的状態の測定及び処理を行うように動作する複数の増幅器と、
前記生理学的状態のそれぞれ１つを測定及び処理するために前記増幅器の各々の動作を選択するように動作する入力回路と、
前記増幅器に対して選択された前記生理学的状態のそれぞれ１つを表す生理学的信号を得るために前記増幅器を同時にサンプリングし、また前記異なる増幅器からの前記生理学的信号を逐次的に処理するように動作するサンプル・ホールド回路と、
前記処理された信号の特性を解析するための出力回路と、
を含む前記組合せ。
【請求項１７】
請求項１６に記載の組合せであって、
前記増幅器の同時的なサンプリングを行い、また前記サンプリングされた信号の逐次的な測定及び処理を行うマイクロプロセッサ、
を含む前記組合せ。
【請求項１８】
請求項１７に記載の組合せであって、
前記増幅器によって生成される信号の特性から測定される前記生理学的状態と、
前記入力回路によって与えられる前記選択に従って前記増幅器の各々の利得を特定の上限及び下限の間にあるように調節し、また測定される前記生理学的状態の特性に従って前記信号の周波数を調節するように動作する前記マイクロプロセッサと、
前記信号の利得及び周波数の調節のあとで前記増幅器から前記信号を供給するように動作する前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項１９】
請求項１８に記載の組合せであって、
前記生理学的状態は、前記増幅器によって生成される前記信号の特性中に与えられ、
前記マイクロプロセッサは、前記入力回路による前記生理学的状態の選択に従って前記増幅器の各々の周波数領域を調節するように動作し、
前記増幅器は、前記増幅器中での前記信号の周波数領域の調節のあとで前記サンプル・ホールド回路に前記信号を供給するように動作する、
前記組合せ。
【請求項２０】
請求項１８に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々における利得を前記特定の上限と下限との間にあるように調節することは、前記増幅器中の１つのインピーダンスの値を調節することによって与えられる、
前記組合せ。
【請求項２１】
請求項１９に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々における前記信号のその周波数領域を調節することは、前記増幅器中の１つのインピーダンスの値を調節することによって与えられる、
前記組合せ。
【請求項２２】
請求項１８に記載の組合せであって、
前記生理学的状態は、前記増幅器によって生成される前記信号の特性から測定され、
前記マイクロプロセッサは、前記入力回路による前記生理学的状態の選択に従って前記増幅器の各々の周波数領域を調節するように動作し、
前記増幅器は、前記増幅器中の前記信号の周波数領域の調節のあとで前記サンプル・ホールド回路に前記信号を供給するように動作する、
前記組合せ。
【請求項２３】
複数チャネルの１つにおいて患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
前記チャネルの各々において前記患者の生理学的状態のそれぞれ１つを指示するためのホストと、
各々が前記チャネルのそれぞれ１つに設けられた複数の増幅器と、
前記チャネルに関する前記生理学的信号のそれぞれ１つについての前記ホストからの指示に応答して、そのチャネルに関する生理学的信号を提供するマイクロプロセッサと、
前記チャネルに関する前記生理学的信号のそれぞれ１つが供給されることに応じて、前記生理学的信号を表す出力信号を供給するように動作する増幅器と、
前記増幅器からの前記信号に応答して前記ホストに前記信号を供給する前記マイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項２４】
請求項２３に記載の組合せであって、
各々が患者の特定の位置で患者に接続され、前記チャネルに関する前記生理学的信号のそれぞれ１つが供給されることに応じて、各々が前記患者の生理学的ステータス状態を表す信号を供給するように動作する複数の端子、
を含む前記組合せ。
【請求項２５】
請求項２３に記載の組合せであって、
前記増幅器中の前記信号の周波数領域に関連する、前記増幅器の各々に関する前記生理学的信号、
を含む前記組合せ。
【請求項２６】
請求項２３に記載の組合せであって、
前記出力信号の前記利得に応答して前記利得を特定の上限と下限との間にあるように調節する前記マイクロプロセッサ、
を含む前記組合せ。
【請求項２７】
請求項２４に記載の組合せであって、
前記増幅器の各々に関する前記生理学的信号の１つは、前記増幅器中の前記信号の周波数領域に関連しており、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の各々からの前記信号の利得に応答して前記利得を特定の制限内にあるように調節する、
前記組合せ。
【請求項２８】
複数チャネルの各々において患者の複数の生理学的状態のうちのそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
各々が前記異なる生理学的状態のそれぞれ１つを表す信号を供給するように構成された複数の増幅器と、
各々が前記増幅器のそれぞれ１つに接続されて前記増幅器によって信号を増幅するために前記生理学的状態のそれぞれ１つを表す信号を前記増幅器に供給する複数の端子であって、患者の身体に取り付けられるように適合している前記複数の端子と、
前記増幅器の各々によって決定すべき前記生理学的状態を指示するためのホストと、
前記ホストからの信号に応答して、前記増幅器によって測定される生理学的状態に依存してそれぞれの周波数領域において増幅器の各々が前記信号を供給する動作を制御するための信号を前記増幅器に与えるためのマイクロプロセッサであって、ここで、前記増幅器からの信号の特性は、前記増幅器によって与えられる生理学的状態を表しているマイクロプロセッサと、
を含む前記組合せ。
【請求項２９】
請求項２８に記載の組合せであって、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器から実時間ベースで同時に信号を得るために前記増幅器を同時に駆動し、
前記増幅器からの前記信号を逐次的に処理するための回路が設けられている、
前記組合せ。
【請求項３０】
請求項２９に記載の組合せであって、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の利得を特定の最小限度と最大限度との間に維持するように増幅器を提供する、
前記組合せ。
【請求項３１】
請求項２９に記載の組合せであって、
前記増幅器によって実時間ベースで同時に生成された前記信号を受信し、また受信した信号を前記増幅器から逐次的に通過させるようになったサンプル・ホールド回路が設けられており、
前記サンプル・ホールド回路から逐次的に送られる前記信号は、処理され、前記処理された信号は、前記ホストに与えられる、
前記組合せ。
【請求項３２】
請求項２９に記載の組合せであって、
前記増幅器によって実時間ベースで同時に生成された前記信号を受信し、また受信した信号を前記増幅器から逐次的に通過させるようになったサンプル・ホールド回路が設けられており、及び、ここで
前記サンプル・ホールド回路から逐次的に送られる前記信号は、処理され、前記処理された信号は、前記ホストに与えられる、
前記組合せ。
【請求項３３】
請求項２９に記載の組合せであって、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の利得を特定の最小限度と最大限度との間に維持するように増幅器を提供し、
前記増幅器によって実時間ベースで同時に生成された前記信号を受信し、また受信した信号を前記増幅器から逐次的に通過させるようになったサンプル・ホールド回路が設けられており、
前記サンプル・ホールド回路から逐次的に通過した前記信号は、処理され、前記処理された信号は、前記ホストに与えられる、
前記組合せ。
【請求項３４】
複数チャネルの各々において患者に関する複数の生理学的状態のうちのそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
各々が前記異なる生理学的状態のそれぞれ１つを表す信号を供給するように構成され、また各々が高域通過フィルタ及び利得制御回路を含む複数の増幅器と、
各々が前記増幅器からの前記生理学的状態のそれぞれ１つを表す信号を前記増幅器に与えるように接続され、また患者の身体に取り付けるように適合した複数の端子と、
前記増幅器に付随して、増幅器によって指示されるべき前記生理学的状態に従って前記増幅器の各々の高域通過フィルタの動作を調節し、また前記増幅器の利得を特定の最小限度と最大限度との間にあるように調節するためのマイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサに対して、前記増幅器の各々の高域通過フィルタ中でマイクロプロセッサによって提供される前記調節を制御するための命令を与えるためのホストと、
を含む前記組合せ。
【請求項３５】
請求項３３に記載の組合せであって、
前記マイクロプロセッサは、前記増幅器の各々の利得を特定の最小限度と最大限度との間にあるように調節し、
前記ホストは、前記高域処理フィルタ及び前記利得制御が前記ホストからの前記命令に従って調節されたあとで、前記増幅器によって測定すべき前記生理学的状態の特性を有する信号を前記増幅器から得るように前記マイクロプロセッサを提供している、
前記組合せ。
【請求項３６】
請求項３３に記載の組合せであって、
第１の周波数領域において信号を通過させるように構成された、前記各増幅器中の高域通過フィルタと、
更に、信号の周波数を前記第１の範囲から前記生理学的状態が発生する周波数領域に低減するためのステージを含む前記増幅器の各々と、
を含む前記組合せ。
【請求項３７】
請求項３３に記載の組合せであって、
前記増幅器は、複数の部品から構成されており、
前記増幅器は、高域通過フィルタ中のインピーダンスの値が変化し、また利得制御回路中のインピーダンスの値が変化する点を除いて、増幅器によって決定されるパラメータの如何に関わらず同じ部品の値で同じ構成を有している、
前記組合せ。
【請求項３８】
請求項３４に記載の組合せであって、
第１の周波数領域の信号を通過させるように構成された、前記各増幅器中の高域通過フィルタと、
更に、信号の周波数を前記第１の範囲から前記生理学的状態が発生する周波数領域に低減するためのステージを含む前記増幅器の各々と、
前記増幅器は、複数の部品から構成されており、及び、ここで、前記増幅器は、高域通過フィルタ中のインピーダンスの値が変化し、また利得制御回路中のインピーダンスの値が変化する点を除いて、増幅器によって決定されるパラメータの如何に関わらず同じ部品の値で同じ構成を有している、
を含む前記組合せ。
【請求項３９】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
前記患者の生理学的状態のそれぞれ１つを指示するための複数のプログラマブル・レコーダと、
前記レコーダの各々に対して、患者の生理学的状態のそれぞれ１つを指示するように命令するための中央アーカイブ及び検査評価センターと、
デジタル加入者線と、
前記デジタル加入者線を介して前記局と交信するように動作するレコーダの第１群と、
高速モデムと、
前記モデムを介してワイヤレスで前記局と交信するように動作するレコーダの第２群と、
各々が、前記局からの命令に従って、前記レコーダによって測定すべき生理学的状態を指示する信号を前記局に送信するように動作するレコーダと、
前記レコーダの各々からの信号に応答して、前記レコーダが正しく動作しているかを判断し、そしてレコーダが不適切に動作している場合には、レコーダの動作を変更してレコーダを正しく動作させる前記局と、
を含む前記組合せ。
【請求項４０】
請求項３８に記載の組合せであって、
各々が調節可能な特性を有する増幅器を含む前記レコーダと、
前記レコーダの各々の不適切な動作に応答してレコーダの特性を調節し、レコーダを正しく動作させる前記局と、
を含む前記組合せ。
【請求項４１】
請求項３８に記載の組合せであって、
前記各レコーダ中の調節可能な特性の１つが前記各レコーダ中の増幅器の周波数領域であり、
前記レコーダの各々の不適切な動作に応答して前記レコーダ中の増幅器の周波数特性を調節し、レコーダを正しく動作させる前記局、
を含む前記組合せ。
【請求項４２】
請求項３８に記載の組合せであって、
前記各レコーダ中の調節可能な特性の１つが前記レコーダ中の増幅器の利得であり、
前記レコーダの各々の不適切な動作に応答して前記レコーダの利得を調節し、レコーダを正しく動作させる前記局、
を含む前記組合せ。
【請求項４３】
請求項３８に記載の組合せであって、
各々が前記レコーダのそれぞれ１つに付随しており、また各々が患者身体に接続されるように構成されて、レコーダに患者の生理学的状態のそれぞれ１つを決定させるようになった複数の端子、
を含む前記組合せ。
【請求項４４】
請求項３９に記載の組合せであって、
調節可能な特性の１つが前記各レコーダ中の増幅器の周波数領域であり、
前記複数のレコーダの各々の不適切な動作に応答してレコーダ中の増幅器の周波数特性を調節し、レコーダを正しく動作させる前記局と、
前記各レコーダ中の調節可能な特性の別の１つがレコーダ中の増幅器の利得であり、
前記複数のレコーダの各々の不適切な動作に応答して前記レコーダの利得を調節し、レコーダを正しく動作させる前記局と、
各々が前記複数のレコーダのそれぞれ１つに付随しており、また各々が患者身体に接続されるように構成されて、レコーダに患者の生理学的状態のそれぞれ１つを決定させるようになった複数の端子と、
を含む前記組合せ。
【請求項４５】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
患者の生理学的状態のそれぞれ１つを指示するための複数のプログラマブル・レコーダと、
前記患者の生理学的状態のそれぞれ１つを指示するように前記レコーダの各々に命令するための中央アーカイブ及び検査評価センターと、
デジタル加入者線と、
前記デジタル信号線を介して前記局と交信するように動作する複数のレコーダのうちの第１のレコーダと、
高速モデムと、
前記モデムを介してワイヤレスで前記局と交信するように動作するレコーダの第２群と、
各々が前記局からの命令に従って前記レコーダによって決定すべき生理学的状態を指示する信号を前記局に送信するように動作する複数のレコーダと、
を含む前記組合せ。
【請求項４６】
請求項４４に記載の組合せであって、
各々が１つの増幅器を含む前記レコーダと、
各々が増幅器によって与えられる信号の周波数領域を調節するようにプログラミング可能であり、また増幅器の利得を調節するようにプログラミング可能である前記増幅器と、
を含む前記組合せ。
【請求項４７】
請求項４４に記載の組合せであって、
各々がレコーダのそれぞれ１つに付随しており、また各々が患者身体に接続されて、レコーダに患者の生理学的状態のそれぞれ１つの決定を提供させるように構成された複数の端子、
を含む前記組合せ。
【請求項４８】
請求項４５に記載の組合せであって、
増幅器の各々が、レコーダの周波数領域に依存して調節可能な特性を有する第１インピーダンスと、上限と下限との間にある利得を与えるように調節可能な特性を有する第２インピーダンスとを除いて、付随するレコーダによって決定すべき生理学的状態の如何に関わらず同一の構成を有する前記増幅器、
を含む前記組合せ。
【請求項４９】
請求項４５に記載の組合せであって、
各々がレコーダのそれぞれ１つに付随しており、また各々が患者身体に接続されて、レコーダに患者の生理学的状態のそれぞれ１つの決定を提供させるように構成された複数の端子と、
各々が、レコーダの周波数領域に依存して調節可能な特性を有する第１インピーダンスと、上限と下限との間にある利得を与えるように調節可能な特性を有する第２インピーダンスとを除いて、付随するレコーダによって決定すべき生理学的状態の如何に関わらず同一の構成を有する前記増幅器と、
を含む前記組合せ。
【請求項５０】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための増幅器中の組合せであって、
生理学的状態のそれぞれ１つを表す入力信号を供給するための手段と、
第１の周波数領域にある入力信号を増幅し雑音を排除するための差動フィルタ−及び増幅器と、
前記差動フィルタ−及び増幅器からの信号の周波数領域と比較して低減された周波数領域にある信号を供給するためのフィルタと、
差動フィルタ−及び増幅器からの信号に対して調節可能な利得を与えて、特定の上限と下限との間にある利得を与えるためのステージと、
を含む前記組合せ。
【請求項５１】
請求項４９に記載の組合せであって、
前記第１増幅器を含む複数の増幅器が提供され、
前記増幅器の構成は、増幅器によって決定すべき生理学的状態に従ってそのステージを通過する信号の周波数及び利得を調節するために、調節可能な周波数を与えるステージにおいて第１インピーダンスが調節可能であり、また調節可能な利得を与えるステージにおいて第２インピーダンスが調節可能である点を除いて、増幅器によって決定すべき生理学的状態の如何に関わらず本質的に不変に保たれている、
前記組合せ。
【請求項５２】
請求項４７に記載の組合せであって、
前記利得は、２進数的に調節可能であり、２進数ビットの値に依存して複数の異なる利得を提供するようになっている、
前記組合せ。
【請求項５３】
請求項４９に記載の組合せであって、
前記フィルタは、２進数的に調節可能であり、２進数ビットの値に依存して複数の異なる周波数領域を提供するようになっている、
前記組合せ。
【請求項５４】
請求項４９に記載の組合せであって、
前記利得は、２進数的に調節可能であり、２進数ビットの値に依存して複数の異なる利得を提供するようになっており、
前記フィルタは、２進数的に調節可能であり、２進数ビットの値に依存して複数の異なる周波数領域を提供するようになっている、
前記組合せ。
【請求項５５】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
患者の生理学的状態のそれぞれ１つを表す入力信号を受信して、雑音は減衰させる一方で第１の周波数領域にある信号を通過させるための差動的特性を有するフィルタと、
雑音を更に排除し、前記フィルタからの信号に増幅利得を与えるための差動増幅器と、
前記差動増幅器からの信号に対して特定の最大レベルと最小レベルとの間にある利得を与えて、安定した直流基準を提供するための利得ステージと、
前記利得ステージからの信号と比較して低減された周波数領域にある信号のみを通過させて、前記低減された周波数領域で信号の相対的な位相を保つための低域通過フィルタと、
を含む前記組合せ。
【請求項５６】
請求項５４に記載の組合せであって、
前記利得ステージは、利得ステージにおいて与えられる利得を２進数的に制御して、利得を特定の最大限度と最小限度との間に保つようになっている、
前記組合せ。
【請求項５７】
請求項５４に記載の組合せであって、
付加的利得ステージが提供されており、前記付加的利得ステージは、コンデンサを含み、またそのステージを通過する信号の振幅を制限して、前記付加的利得ステージでの信号特性を維持するために前記コンデンサの急速な放電を提供するための構成部品を含んでいる、
前記組合せ。
【請求項５８】
請求項５４に記載の組合せであって、
患者身体と結合して、患者身体上の端子の位置に依存する周波数領域を有する信号を供給するための端子が提供されており、及び、ここで
前記端子上の信号は、前記フィルタに与えられる、
前記組合せ。
【請求項５９】
請求項５７に記載の組合せであって、
前記端子上の信号の周波数は、約１００ヘルツ以内の周波数領域を有し、及び、ここで
約１００ヘルツの範囲内の前記信号の周波数は、患者身体上の端子の位置に依存しており、及び、ここで
前記低域通過フィルタは、約１００ヘルツまでの周波数領域にある信号を通過させる、
前記組合せ。
【請求項６０】
請求項５８に記載の組合せであって、ここで、前記端子から信号を受信する前記フィルタは、約１０００ヘルツまでの周波数領域にある信号を通過させる前記組合せ。
【請求項６１】
請求項５９に記載の組合せであって、
付加的利得ステージが提供されており、前記付加的利得ステージは、コンデンサを含み、またそのステージを通過する信号の振幅を制限して、前記付加的利得ステージでの信号特性を維持するために前記コンデンサの急速な放電を提供するための構成部品を含んでおり、
患者の身体と結合して、患者身体上の端子の位置に依存する周波数領域を有する信号を供給するための端子が提供されており、
前記端子上の信号は、前記フィルタに与えられる、
前記組合せ。
【請求項６２】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
患者の生理学的状態のそれぞれ１つを表す入力信号を受信して、雑音は減衰させる一方で第１の周波数領域にある信号を通過させるための差動的特性を有する低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタから信号を迅速に通過させるために、振幅に関する制限を設けるための低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタからの信号に応答して、前記信号に対して特定の最大限度と最小限度との間にある利得を提供するための利得ステージと、
前記利得ステージからの信号と比較して低減された周波数領域にある前記利得ステージからの信号のみを通過させて、前記低減された周波数領域で信号の相対的な位相を保つための低域通過フィルタと、
を含む前記組合せ。
【請求項６３】
請求項６１に記載の組合せであって、
前記利得ステージは、特定の最大レベルと最小レベルとの間にある信号の利得を提供するために可変値を有するインピーダンスを含んでいる、
前記組合せ。
【請求項６４】
請求項６１に記載の組合せであって、
前記利得ステージは、前記利得ステージで安定な直流基準を維持するための特性を有するチョッパを含んでいる、
前記組合せ。
【請求項６５】
請求項６１に記載の組合せであって、
前記高域通過フィルタは、測定すべき生理学的状態に従って、前記高域通過フィルタからの信号の周波数を調節するために可変値を有する１つのインピーダンスを含んでいる、
前記組合せ。
【請求項６６】
請求項６１に記載の組合せであって、
前記差動増幅器と前記利得ステージとの間に接続されて、前記複数のフィルタを通過する信号の周波数領域に調節を加えるために可変値を有する付加的高域通過フィルタであって、前記調節が前記インピーダンスの値の変化に従って提供される付加的高域通過フィルタ、
を含む前記組合せ。
【請求項６７】
請求項６２に記載の組合せであって、
前記利得ステージは、利得ステージで安定な直流基準を維持するための特性を有するチョッパを含んでおり、
前記利得ステージは、前記利得を調節して、前記利得を特定の最大限度と最小限度との間に保つために可変値を有するインピーダンスを含んでおり、
付加的な高域通過フィルタが前記差動増幅器と前記利得ステージとの間に取り付けられて、前記フィルタを通過する信号の周波数領域に調節を加えるために可変値を有するが、この調節は、前記インピーダンスの値の変化に従って提供される、
前記組合せ。
【請求項６８】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための組合せであって、
患者の生理学的状態のそれぞれ１つを表す入力信号を受信して、雑音は減衰させる一方で第１の周波数領域にある信号を通過させるための差動的な特性を有する低域通過フィルタと、
前記低域通過フィルタからの信号の振幅及び利得を制御して、信号処理のための安定した直流基準を提供するためのステージと、
前記高域通過フィルタを通過した信号の周波数領域と比較して低減された周波数領域の信号のみを通過させて、前記低減された周波数で信号の相対的な位相を維持するための低域通過フィルタと、
を含む前記組合せ。
【請求項６９】
請求項６７に記載の組合せであって、
前記低域通過フィルタは、約１０００ヘルツまでの周波数領域にある信号を通過させ、
前記第２の低域通過フィルタは、ほんの約１００ヘルツまでの周波数領域にある信号を通過させる、
前記組合せ。
【請求項７０】
請求項６７に記載の組合せであって、
１つの端子が前記低域通過フィルタに接続されており、また患者に接続されて患者身体上の接続された端子位置に依存する周波数領域の信号を低域通過フィルタに提供するように構成されており、
前記利得ステージは、前記利得ステージで提供される利得に対して２進数的な制御を提供して、利得を特定の最大限度と最小限度との間に維持しており、
１つのコンデンサが前記利得ステージに含まれており、またここで、前記利得を最大限度と最小限度との間に維持することによって前記コンデンサの急速な放電が可能となっており、
１つの端子が患者の身体と結合するように設けられて、患者身体上での端子位置に依存する周波数領域を有する信号を提供するようになっており、
前記端子上の前記信号は、前記フィルタに与えられており、及び、ここで
前記端子上の前記信号の周波数は、約１００ヘルツ以内の周波数領域を有し、約１００ヘルツの範囲内での信号の周波数は、患者身体上の端子位置に依存しており、
前記低域通過フィルタは、約１００ヘルツまでの周波数領域にある信号のみを通過させる、
前記組合せ。
【請求項７１】
請求項６７に記載の組合せであって、
前記ステージは、前記ステージを通過した信号の周波数領域を制御するために調節可能な値を有する第１インピーダンスを有しており、
前記ステージは、前記ステージでの利得を特定の最大限度と最小限度との間に維持するために調節可能な値を有する第２インピーダンスを有している、
前記組合せ。
【請求項７２】
請求項６８に記載の組合せであって、
１つの端子が前記低域通過フィルタに接続されており、また端子が患者に接続された患者身体上の位置に依存する周波数領域の信号を低域通過フィルタに供給するように構成されており、
前記利得ステージは、前記利得ステージで提供される利得に対して２進数的な制御を提供して、利得を特定の最大限度と最小限度との間に維持しており、ここで、１つのコンデンサが前記利得ステージに含まれており、前記利得を最大限度と最小限度との間に維持することによって前記コンデンサの急速な放電が可能となっており、
１つの端子が患者の身体と結合するように設けられて、患者身体上での端子位置に依存する周波数領域を有する信号を提供するようになっており、
前記端子上の前記信号の周波数は、約１００ヘルツ以内の周波数領域を有し、約１００ヘルツの範囲内での信号の周波数は、患者身体上の端子位置に依存しており、
前記低域通過フィルタは、約１００ヘルツまでの周波数領域にある信号のみを通過させ、
別の１つの高域通過フィルタが設けられて、前記高域通過フィルタからの信号を迅速に通過させるために振幅を制限しており、
前記高域通過フィルタからの信号の振幅及び利得を制御して、信号の処理を容易にするための安定な直流基準を提供するためのステージが提供されており、
前記ステージは、前記ステージを通過した信号の周波数領域を制御するために調節可能な値を有する第１インピーダンスを有しており、
前記ステージは、前記ステージでの利得を特定の最大限度と最小限度との間に維持するために調節可能な値を有する第２インピーダンスを有する、
前記組合せ。
【請求項７３】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための方法であって、
ホストからＰＳＳＲ半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）用のプログラムをダウンロードする工程と、
前記ホストからの前記プログラムに従って、増幅器の特性を調節する工程と、
前記増幅器を校正し、校正基準に合致するように前記増幅器を調節する工程と、
増幅器にダウンロードされた前記プログラムに従って、前記増幅器のインピーダンスを調節する工程と、
ホストから増幅器にダウンロードされた前記プログラムに従って、前記増幅器の周波数領域を調節する工程と、
校正テストが完了したときに、利得を特定の上限と下限との間にあるように提供するために増幅器の利得をテスト及び調節する工程と、
以上の工程が成功裏に完了したときに、増幅器からホストにデータを送信する工程と、
を含む前記方法。
【請求項７４】
請求項７２に記載の方法であって、
前記周波数領域は、前記増幅器中のインピーダンスの値を調節することによって調節される、
前記方法。
【請求項７５】
請求項７２に記載の方法であって、
増幅器の利得は、前記増幅器中のインピーダンスの値を調節することによって、特定の上限と下限との間にくるように２進数的に調節され、
前記利得は、２進数的に調節可能であり、２進数ビットの数に依存して複数の異なる利得を提供する、
前記方法。
【請求項７６】
請求項７１に記載の方法であって、
複数の増幅器が提供されており、
前記データは、複数の前記増幅器によって同時に取得され、
増幅器によって得られた前記データは、増幅器によって逐次的にホストに送信される、
前記方法。
【請求項７７】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための方法であって、
ホストからＰＳＳＲ用のプログラムをダウンロードする工程と、
特定の上限と下限との間にある利得を提供するように増幅器の利得をテスト及び調節する工程と、
増幅器にダウンロードされた前記プログラムに従って、前記増幅器の周波数領域を調節する工程と、
ホストから増幅器に提供された前記プログラムに従って、患者の生理学的信号を決定する工程と、
を含む前記方法。
【請求項７８】
請求項７６に記載の方法であって、
前記増幅器は、複数の増幅器のうちの１つであり、
プログラムは、前記ホストから前記増幅器にダウンロードされ、
増幅器は、ホストからのダウンロードに従って、患者からの生理学的状態に関するデータを同時に提供し、
増幅器は、それらのデータを逐次的に提供する、
前記方法。
【請求項７９】
請求項７７に記載の方法であって、
前記増幅器は、前記ホストからの命令に従って、増幅器の正しい動作について逐次的にテストされる、
前記方法。
【請求項８０】
請求項７７に記載の方法であって、
前記増幅器は、前記ホストからの命令に従って、逐次的に校正される、
前記方法。
【請求項８１】
請求項７８に記載の方法であって、
前記増幅器は、前記ホストからの命令に従って、逐次的に校正される、
前記方法。
【請求項８２】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための方法であって、
ホストから複数増幅器用のプログラムをダウンロードする工程と、
増幅器中の信号を第１の周波数領域に減衰させる工程と、
前記増幅器中に特定の利得を生成する工程と、
前記第１の周波数領域にある信号を、前記第１の周波数領域よりも低い第２の周波数領域に減衰させて、同時に第２の周波数領域において信号の位相を維持する工程と、
を含む前記方法。
【請求項８３】
請求項８１に記載の方法であって、
前記信号の第１の周波数領域への減衰は、差動的に行われる、
前記方法。
【請求項８４】
請求項８１に記載の方法であって、
前記各増幅器の利得は、前記ホストからの命令に従って、特定の最大値と最小値との間に制限される、
前記方法。
【請求項８５】
請求項８１に記載の方法であって、
前記増幅器の信号周波数のカットオフ下限は、増幅器によって決定される生理学的状態に従って調節される、
前記方法。
【請求項８６】
請求項８２に記載の方法であって、
前記各増幅器の利得は、前記ホストからの命令に従って、特定の最大値と最小値との間に制限され、
前記増幅器の信号周波数のカットオフ下限は、増幅器によって決定される生理学的状態に従って調節される、
前記方法。
【請求項８７】
患者の複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための方法であって、
各々の増幅器によって決定される患者の生理学的状態のそれぞれ１つに関連してホストから複数の増幅器に命令をダウンロードする工程と、
前記ホストからの命令に従って、前記増幅器の生理学的状態を測定するために、増幅器の各々の特性を調節する工程と、
増幅器によって測定される生理学的状態の増幅器での測定をホストからの命令に従って実行させる工程と、
を含む前記方法。
【請求項８８】
請求項８６に記載の方法であって、
増幅器で同時に実行される患者の生理学的状態を測定する工程と、
増幅器での生理学的状態の測定の表示を増幅器から逐次的に提供する工程と、
を含む前記方法。
【請求項８９】
請求項８６に記載の方法であって、
増幅器の特性を調節する前記工程は、前記複数の異なる増幅器に対して逐次的に実行される、
前記方法。
【請求項９０】
請求項８６に記載の方法であって、
前記増幅器は、逐次的に校正される、
前記方法。
【請求項９１】
請求項８６に記載の方法であって、
端子は、患者身体に対して患者の生理学的状態を測定するのに有利な患者身体上の位置に取り付けられる、
前記方法。
【請求項９２】
複数の生理学的状態のそれぞれ１つを決定するための方法であって、
ホストから複数の増幅器の各々に対して、増幅器に患者の身体的パラメータのそれぞれ１つを決定させるための命令を与える工程と、
前記ホストからの前記命令に従って、各増幅器において生理学的パラメータのそれぞれ１つを同時に決定する工程と、
複数の増幅器の生理学的パラメータのそれぞれ１つを表示する出力を逐次的に提供する工程と、
を含む前記方法。
【請求項９３】
請求項９０に記載の方法であって、
前記複数の増幅器は、患者の生理学的状態が増幅器によって決定される前に、逐次的に校正される、
前記方法。
【請求項９４】
請求項９１に記載の方法であって、
患者の生理学的状態の測定が実行される前に、増幅器を正しく動作させるために増幅器に対して逐次的にテストが実行される、
前記方法。
【請求項９５】
請求項９１に記載の方法であって、
患者の生理学的状態の測定が実行される前に、増幅器を正しく動作させるために増幅器に対して逐次的にテストが実行される、
前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、患者の個々の生理学的信号を測定するためのシステム及び方法に関する。本発明は、特に、そのような生理学的信号を従来技術と比較してより精度よく、また自動的に取得するためのシステム及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
患者の生理学的信号を取得するためのシステムは、従来の技術でも知られている。そのようなシステムでは、取得しようとする生理学的信号の種類に応じて適当な患者の外部位置にトランスジューサを取り付ける。例えば、患者が睡眠時無呼吸疾患を有しているかどうか、またもしそうであれば、その原因は何かを調べようとする場合は、患者の頭部及び身体上の特定の外部位置に端子を取り付ける。別の例としては、患者が心臓発作を患っているか、あるいは患ってきたかを調べるために、患者の胴体周りの特定の外部位置に端子を取り付ける。
【０００３】
端子からの信号は、一般に、トランスジューサのタイプ、トランスジューサの位置、患者の心臓の状態及び測定対象に依存した振幅及び周波数によって特徴付けられる。端子からの信号の周波数は、一般に、直流から約１００ヘルツ（１００Ｈｚ）以下までの範囲の周波数帯域を有し、また振幅は、数マイクロボルトから数ミリボルトまでの範囲にあることが特徴である。例えば、睡眠時無呼吸症候群の検査のために患者の眼球運動を測定するときは、信号の周波数は約５０ヘルツの範囲にあり、また皮膚電気反射を測定するときは、端子からの信号は約１ヘルツまでの範囲に含まれる周波数を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在は、患者の有利な外部位置に取り付けた端子からの信号の特性を測定するためにいくつかの異なるシステムが使用されるようになっている。例えば、１つのシステムは、睡眠の記録を取り、他のシステムは、１２誘導心電図を測定する。しかし、睡眠時無呼吸症候群と１２誘導心電図のように互いに異なる種類の測定を１つのセッティングで可能とする単一システムは存在しない。このことは、異なる端子から得られた信号間での比較や相関を正確に行う障害となっている。
【０００５】
更に、現在用いられているシステムは、端子群のうちの異なる端子からの信号に対応する、システム中の異なるチャネルにある増幅器の応答を逐次的にセット・アップし、校正し、テストするためのホストからの命令に自動的に応答できない。このことは、異なる増幅器の初期の動作特性に対して、それら増幅器に関する初期の動作特性が最適な出力を提供しないという理由から変更を行う必要がある場合に特に問題である。別の問題点として、各々が端子群のうちのそれぞれ１つの端子からの信号に応答するように複数の増幅器を提供してあるものの、増幅器に導かれる信号の個々の特性が異なるため、各増幅器は、他の増幅器とは異なる構成及び特性を有するということがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
ホストは、マイクロプロセッサに対して、患者の複数の生理学的信号のそれぞれ１つに関する信号を処理するように複数の増幅器の各々に指示するように命令する。信号は、患者の身体のいろんな部位につながれた端子から増幅器に供給される。端子は、増幅器に信号を同時に供給するが、マイクロプロセッサは、信号を逐次的に処理する。マイクロプロセッサは、端子からの信号を処理する前に、増幅器をテスト及び校正する。増幅器は、関連する端子が患者身体のどこに取り付けられるかに関係なく、本質的に同じ構成を有する。増幅器には、雑音を減らし、また信号の相対的な位相関係が保持されるように限られた周波数範囲において出力信号を提供する特性が備わっている。
【実施例】
【０００７】
図１は、患者身体上の有利な外部位置において信号を生成するための、一般的に１０で示されるシステムの模式図である。例えば、システム１０は、端子または電極１２及び１４を含み、それらは、患者の頭部上の有利な位置に取り付けられて、患者が眠っている間にそれらの有利な位置で患者の脳から発する信号を測定する。その他の端子が睡眠に関する情報を提供する一方で、これらの信号を解析して、患者が睡眠時無呼吸症を有するかどうか、そしてもしそうであれば患者の睡眠時無呼吸症を引き起こすものが何かを決定する。これらの端子または電極１２及び１４は、説明の便宜上のものであることを理解されよう。例えば、患者の睡眠時無呼吸を診断するときに別の信号の測定を助けるために、患者の片脚に１本の端子１６を取り付けてもよい。
【０００８】
端子、電極、あるいはトランスジューサは、患者身体上のその他の有利な位置で患者身体に取り付けることも可能である。端子、電極、あるいはトランスジューサは、患者身体からその他の生理学的信号を表わす信号を提供する。例えば、端子、電極、あるいはトランスジューサは、（１）患者の脳波検査（ＥＥＧ）を診断または測定するために患者の頭皮に、（２）患者の電気眼球図記録（ＥＯＧ）を測定するために患者の目の上方に、更に、患者の筋電図（ＥＭＧ）を測定するために患者の顔や脚に取り付けることができる。
【０００９】
端子１２、１４及び１６など異なる端子に生成される信号は、それらの端子が患者身体のどこに位置するかに依存して異なる特性を有する。異なる特性の一例は、異なる端子において生成される信号の周波数範囲である。周波数範囲は、図９Ａ及び９Ｂの第一列に指定された生理学的信号に対応して、図９Ａ及び９Ｂに示すチャートの第三列に示されている。例えば、周波数範囲は、血圧であれば直流電流（ＤＣ）から５０ヘルツまで、心臓出力に関しては直流から２０Ｈｚまで、また心電図に関しては直流から２５０ヘルツまでである。図９Ａ及び９Ｂに示したチャートは、１９７４年に米国イリノイ州、シカゴ市のＹｅａｒ  Ｂｏｏｋ  Ｍｅｄｉｃａｌ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，  Ｉｎｃ．から出版されたＣ．Ｄ．Ｒａｙａｒｄ（レイヤード）著のＭｅｄｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ（医学工学）と題する本の改訂版としてＷｅｂｓｔｅｒ（ウエブスタ）が編集したＭｅｄｉｃａｌ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（医学機器）と題する本から引用した。
【００１０】
各々のパラメータに関する出力のタイプ、そして各々のタイプの出力の振幅範囲は、図９Ａ及び９Ｂの第二列に示されている。例えば、心電図の測定値は、０．５ミリボルトから４ミリボルトであり、脳波検査の測定値であれば５マイクロボルトから３００マイクロボルトである。図９Ａ及び９Ｂの第四列は、患者身体の表面あるいは内部で各身体的パラメータを測定するために用いられる標準的なトランスジューサまたは手法を示す。患者身体の外部に端子や電極を取り付けることによって、非常に多数の異なる生理学的信号が測定されることが分かる。しかし、その他の生理学的信号には端子や電極ではなくトランスジューサが関与する。このため、本明細書において「端子」という用語が使用される場合は、それは図９Ａ及び９Ｂの第四列に記載されるような異なるトランスジューサ、電極及び手法のすべてを包含するものとする。
【００１１】
図２は、主としてブロック図で示すシステム１０の模式図であり、システム内部には８個のブロック１８が設けられており、各ブロックには、図４に一般的に１８で示された増幅器が４個含まれており、それらは、第１ブロックからは出力０−４、第８ブロックからは出力２９−３２で示されている。３２個の増幅器が３２個のチャネルに取り付けられているが、これらは同一のものである。しかし、各増幅器の１つのステージには、そのステージからの信号の最低周波数を調節するために４つの異なる値を取る第１インピーダンスが設定されている。また、増幅器の第２のステージには、そのステージでの利得を、特定の上限と下限との間にそのステージの利得を維持するように調節するために４つの異なる値を取る第２インピーダンスが設定される。
【００１２】
各増幅器の第１及び第２インピーダンスの各々が４つの異なる値を取ることを除いて、各増幅器は同じ構成であるにも拘わらず、各増幅器は、その増幅器がホストから測定を指示された生理学的信号の如何に関わらず有効で信頼できる出力を提供できる。増幅器が測定しようとする生理学的信号のそれぞれ１つが何であっても同一の増幅器構成を採用することによってある種の利点が得られる。１つの特徴は、増幅器を標準化できることによって増幅器の構造が簡素化されることであるが、簡素化は、一般に、１つの特徴である。別の特徴は、ユーザが生理学的信号のそれぞれ１つを測定するために間違った増幅器を選択した場合にユーザが不適切な測定値を取得するであろうということを気にしなくてもよく、任意の身体的パラメータを測定するために任意の増幅器を選べるということである。生理学的信号のそれぞれ１つについての測定値の差異は、増幅器が測定しようとする生理学的信号に依存して第１及び第２の調節可能なインピーダンスの４つの値のそれぞれ１つを選択することによって区別できる。
【００１３】
図２に示したシステム１０には、患者の生理学的信号のそれぞれ１つを測定するときに、増幅器をどのように動作させるかに関してバス２６を介して増幅器を調節するように各ＰＳＳＲのマイクロプロセッサに命令を下すためのホスト２４が備えられている。それらの命令は、マイクロプロセッサ２８に与えられ、それに従って、マイクロプロセッサ２８は、患者の生理学的信号のそれぞれ１つを測定するために増幅器をどのように動作させるかについて各増幅器に命令を与える。例えば、それらのパラメータは、睡眠時無呼吸症候群に、心電図に、あるいは脳波検査に関連する。それらの命令は、増幅器の最低周波数を調節するための第１インピーダンスの値と、増幅器の増幅利得を調節するための第２インピーダンスの値とを含む。増幅器１８の詳細な構造及び動作については、図８に関連して後に説明する。
【００１４】
各増幅器１８からの出力は、サンプル・ホールド回路３２に与えられる。サンプル・ホールド回路３２は、３２個の増幅器１８のすべての出力を同時にサンプリングし、同時に得られた出力を逐次的に処理するように働く。これは循環式に実行される。増幅器出力を同時にサンプリングすることによってある種の特徴が得られる。これにより、異なる増幅器の出力を実時間で同時に比較することが可能となり、各増幅器単独では得られない情報が得られる。例えば、３２個の複数の増幅器は、特定の増幅器につながれた有利な端子において周波数及び電圧振幅の表示を与える。患者の睡眠時無呼吸症候群の全体的な診断のためには、これらの増幅器からの出力を同時に測定及び診断することが望ましい。
【００１５】
サンプル・ホールド回路３２からの信号は、マルチプレクサ３４に与えられる。マルチプレクサ３４は、連続する増幅器１８からの出力をアナログ・デジタル変換器３６に逐次的に転送するようになっている。変換器３６からのデジタル信号は、次にデータ・バッファ３８に送られ、そのバッファからマイクロプロセッサ２８に送られる。マイクロプロセッサ２８は、これにより、転送されたデータを通信ポートに送り、データは、そこからホストに転送できる。通信ポート２４からの信号は、次に、複数の異なる種類の通信インタフェースに転送できる。例えば、信号は、デジタル加入者線（ＤＳＬ）に、あるいはワイヤレス・ユニットのモデムに、あるいはブルートゥース（Ｂｌｅｕｔｏｏｔｈ）ユニットに転送できる。
【００１６】
図３は、一般的に４０として示されるフロー・チャートである。図３は、各プログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）１０の動作のうちの連続した複数工程を示しており、この場合、各増幅器で処理される生理学的信号のそれぞれが何であってもよい。第１の工程４２では、増幅器の動作に関する命令がホストによってマイクロプロセッサ２８を通って増幅器にダウンロードされたことを確認するテストが実行される。このテストは、逐次的に実行される。もしその答えが否定であれば、プロセスは、待機状態４４に戻る。もし答えが肯定であれば、ＰＳＳＲ１０は、ホスト２４からプログラムのダウンロードを受信する（４６を参照）。ここで、睡眠時無呼吸症候群の測定を行うために、睡眠について調べるようにＰＳＳＲ１０をダウンロードすると仮定する。これは、図３に４８で示されている。従って、プログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）１０は、睡眠調査を行うように調節される（５０を参照）。この調節は、第１及び第２インピーダンスの調節（上で説明したが、図８−１及び８−２に示される増幅器の実施の形態に関連しても後に説明する）によって行われ、また増幅器を特定のトランスジューサに割り当てることによって行われる。
【００１７】
次に、増幅器の校正が行われて（５２を参照）、増幅器中のすべての特性は、校正テストをパスするように調節される。この校正は、増幅器に対して逐次的に実行される。次に、校正の結果が図３に５４で示すようにホストに報告される。次に、増幅器の異なる端子においてインピーダンスのチェックが行われる（５６）。インピーダンス・チェックの結果は５８でホストに報告される。次に、利得及び高域通過フィルタ（図８に関連して後に述べる）のチェック６０が行われる。高域通過フィルタの最低周波数が所望の値でない場合には、適切な値を与えるように調節可能なインピーダンスの値が調節される。もし利得が特定の上下限の間になければ、上述のように利得の調節（図１２及び１４に関連して測定される）が行われる。これらの利得及び高域通過フィルタのテストと調節は、図３に６０で示されている。インピーダンスが正しく調節されたときは、図３に６２で示すように、増幅器からのデータがプログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）１０に送信される。プログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）１０は、図５、６及び７に示されている。もしホストが要求すれば、このデータは、図３に６４で示すようにホストにも送信される。
【００１８】
図４は、増幅器１８の１つについてその構成をブロック図で示す回路図である。増幅器１８は、３つの端子７０、７２及び７４から入力を受信する。端子７０は、記録端子を構成する。それは、図１に示された端子１２及び１４のような端子の１つから信号を受信する。端子７２は、基準電圧端子であり、また、端子７４は、患者のグラウンドを与える。端子７０、７２及び７４は、高域通過フィルタ及び増幅器保護回路７６に接続される。回路７６中の高域通過フィルタは、約１０００ヘルツ（１ｋＨｚ）もの高周波数領域の信号を通過させる。回路７６は、差動回路である。これは、回路７６が必要とする有効な信号を通過させるが、雑音は排除することを意味する。回路７６は、回路７６を通過する信号の振幅を制限する保護ステージを含む。出願人は、患者の生理学的信号を取得するためのシステム中に、回路７６によって提供される特徴点を有する回路を初めて提案すると確信する。
【００１９】
回路７６からの出力は、利得ステージ７８に送られる。この利得ステージもまた差動増幅器を構成しており、雑音を更に排除する。利得ステージは、利得１０等の特定の利得を提供する。利得ステージ７８からの信号は、次に、高域通過フィルタ８０に送られる。高域通過フィルタは、固定された値を有するコンデンサと、調節可能な値を有するインピーダンス（例えば抵抗）とを含む。このインピーダンスは、一対の２進数値信号によって制御されて４つの値のうちから１つを選択できるようになった互いに異なる４つの値のどれかを取ることができる。異なる２進数値に対して、フィルタ８０を通過する信号の最低周波数をフィルタの下のフロー・チャート８１に示してある。明らかなように、４個の２進数値（２つの２値信号で表してある）が最初の２列に示されており、そこには２進数ビットの値が示されている。第三列は、フィルタ８０を通過する信号の最低周波数を表す。明らかなように、最低周波数は、選ばれる特定の２進数値に依存して、０、０．０１、０．１及び１ヘルツを取る。
【００２０】
高域通過フィルタ８０からの信号は、利得ステージ８２へと通過する。利得ステージ８２は、利得ステージに安定した直流基準を供給するチョッパ・ステージを含む。これは、ステージによって提供される直流利得を安定化する。ステージ８２は、また、このステージのインピーダンスの値を調節して、このステージの利得を特定の最大限度と最小限度との間に保つように機能する回路を含む。高域通過フィルタ８０に関して示し、上述したのと類似のデジタル制御を利得ステージ８２用として設けてもよい。このデジタル制御は、利得ステージ８２の下のフロー・チャート８３に示されている。デジタル制御は、２つの２進数ビットによって提供される。チャートから分かるように、２進数制御用に２進数値００、０１、１０及び１１がそれぞれ与えられたときに、利得ステージ８２中のインピーダンス（例えば、抵抗）の値を調節することによって、それぞれ５０、１００、５００及び１０００の利得が得られる。制御ライン数を増やせば利得調節の分解能も上がる。
【００２１】
増幅器１８の第５ステージは、低域通過フィルタ８４であり、これは、周波数領域を約１０００ヘルツから約１００ヘルツに低減する。この周波数低減は、３段の連続したフィルタを設けることで得られる。各フィルタは、全体で１２０ｄｂの修正に対して、約４０ｄｂのデシベル修正を分担する。しかし、１００ヘルツにおける全体のｄｂ修正は、ほんの約３デシベルに過ぎない。低域通過フィルタ８４は、１００ヘルツ以下で信号の元々の位相関係を保存するように設計される。このことは、測定される生理学的信号に関して信頼できる情報を提供するために重要である。このことは、異なる信号の位相を比較する場合や時間変化の測定において特に重要である。低域通過フィルタ８４からの信号は、従来型の構成でよい駆動増幅器８６に送られる。
【００２２】
図５は、一般的に９０で示されるシステムを示しており、ここでは、図２に示された、増幅器１８を含むシステム１０（ＰＳＳＲ）が動作する。システム９０は、中央アーカイブ及び検査評価センター９２を含む。中央アーカイブ及び検査評価センター９２は、１つのホストと考えることができ、図２のプログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）１０に接続される。中央アーカイブ及び検査評価センター９２は、デジタル加入者線（ＤＳＬ）９４によって一対あるいは複数のプログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）９６及び９８に接続される。レコーダ９６及び９８は、それぞれ、増幅器１８のうちの１つに応答すると考えられる。
【００２３】
各レコーダ９６及び９８は、データを（１）定期的に中央アーカイブ及び検査評価センター９２に送る、あるいは（２）それのタスクが完了したときに中央アーカイブ及び検査評価センター９２に送る、あるいは（３）レコーダが中央アーカイブ及び検査評価センターから問い合わせを受けたときに中央アーカイブ及び検査評価センターに送ることができる。中央アーカイブ及び検査評価センター９２は、各レコーダ９６及び９８からのデータにアクセスして、レコーダが正常に動作していることを確認する。もし中央アーカイブ及び検査評価センター９２が、レコーダ９６及び９８の１つが正しく動作していないと判断すれば、アーカイブは、レコーダが正しく動作していないことを伝える信号をレコーダに送る。これに従って、レコーダは、それの動作に調節を加えて、中央アーカイブ及び検査評価センターの要求を満たすようにする。このことは、図３にチャート５４、５８及び６４で模式的に示されており、既に詳細に説明した。
【００２４】
図６は、図５のシステム９０に類似した、一般的に１００で示される別のシステムを示す。システム１００は、中央アーカイブ及び検査評価センター１０２と、レコーダ１０４、１０６及び１０８を含む。各レコーダは、図２の３２個の増幅器１８のうちの１セットに対応する。中央アーカイブ及び検査評価センター１０２及びレコーダ１０４、１０６及び１０８は、ワイヤレスでも構わないが高速通信ポート１１０によって接続される。図６のシステム１００は、図５に示し上述したシステム９０の特徴のすべてを有する。
【００２５】
図７は、一般的に１１２で示されるシステムを示しており、それは、図５及び６に示されたシステムを組み合わせたものを構成する。システム１１２は、中央アーカイブ及び検査評価センター１１４と、レコーダ１１６、１１８及び１２０とを含む。中央アーカイブ及び検査評価センター１１４は、デジタル加入者線（ＤＳＬ）１２２によってレコーダ１２０に接続され、また高速通信ポート１２４によってレコーダ１１６及び１１８に接続されて、アーカイブとレコーダとの間でワイヤレス通信を提供する。
【００２６】
図８−１及び８−２は、増幅器１８のうちの１つについてその構成を詳細に示す回路図である。既に指摘したように、すべての増幅器１８は、抵抗Ｒ７の値が、４つの調節可能な値のうちから他の増幅器の抵抗値とは異なる１つの値を取ることを除いて、同じ構造でよい。この値の差異は、図４にチャート８１で示されている。第２の例外は、抵抗Ｒ１０の値が、４個の調節可能な値のうちから他の増幅器の抵抗値と異なる１つの値を取ることができる点である。この違いは、図４にチャート８３で示されている。
【００２７】
図４の記録端子７０及び基準端子７２は、それぞれ入力の高域通過フィルタ及び振幅保護７６中の抵抗Ｒ１及びＲ２にそれぞれ接続される。このステージは、図８−１にも示されている。図８−１で、抵抗Ｒ１及びＲ２は、それぞれ、グラウンド７４につながれたコンデンサＣ２及びＣ３と直列になっている（図４にも示されている）。抵抗Ｒ１及びＲ２は、また、それぞれ抵抗Ｒ３及びＲ５と直列につながれ、更に抵抗Ｒ４及びＲ６とも直列に接続されている。並列のツェナー・ダイオードＤ１及びＤ２が抵抗Ｒ３とＲ５に共通する端子とグラウンドとの間に接続されている。同様に、ツェナー・ダイオードＤ３及びＤ４が抵抗Ｒ４とＲ６に共通する端子とグラウンドとの間に接続されている。
【００２８】
明らかなように、図４のステージ７６は、高域通過フィルタである。このため、雑音は、本質的に排除される。更に、このステージは、約１０００ヘルツの周波数までの周波数領域の信号を通過させる。この周波数を超える信号は、図８-１のコンデンサＣ２及びＣ３によってグラウンドに逃がされる。更に、増幅器を通過する信号の振幅は、ツェナー・ダイオードＤ１及びＤ２と、ツェナー・ダイオードＤ３及びＤ４とによって制限される。これらのツェナー・ダイオードは、すべて、上限電圧以上で降伏してグラウンドへの低インピーダンスを提供する。高域通過フィルタ７６からの電圧を制限することは、それによって信号処理する増幅器の動作が迅速になることから有益である。
【００２９】
図４及び８の高域通過フィルタ７６中の部品の値は、次のようになる。
【００３０】
部品 値
Ｒ１    １Ｋ
Ｒ２    １Ｋ
Ｒ３    １０Ｋ
Ｒ４    １０Ｋ
Ｒ５    １０Ｋ
Ｒ６    １０Ｋ
Ｃ１    ４７ｎＦ
Ｃ２    ６８ｐＦ
Ｃ３    ６８ｐＦ
【００３１】
ステージ７６の出力は、図４の非常に高性能の排除用差動増幅器ステージ７８に含まれる増幅器１３０の入力端子に導かれる。増幅器１３０は、図８-１中で正の電圧ＶＤＤと負の電圧ＶＳＳを受け取る。コンデンサＣ４及びＣ５は、それぞれ０．０１μＦの値を有し、ステージ７８に含まれている。増幅器１３０の出力は、図４の高域通過フィルタ８０に送られる。図８−１のフィルタ８０（１．７７Ｍ）は、グラウンドに直列につながれたコンデンサＣ６（０．１８μＦ）と抵抗Ｒ７（１．７７Ｍ）とを含む。図８-１で、コンデンサＣ６は、高い周波数の信号を抵抗Ｒ７に通過させ、低い周波数の信号の通過は阻止する。抵抗Ｒ７は、図１０に関連して後に説明するように、４つの異なる値を取ることができる。それらの４つの異なる値は、図４のチャート８１に示す４つの異なる応答を与える。
【００３２】
図８-１の抵抗Ｒ７両端の出力信号は、４９９オームの値を有する抵抗Ｒ８に送られる。図８で、抵抗Ｒ９とＲ１０とはチョッパ１３１の入力端子に接続される。チョッパ１３１は、図４の利得ステージ８２に含まれる。チョッパ１３１は、安定な直流基準を維持するように動作する。チョッパは、正の電圧ＶＣＣと負の電圧ＶＥＥとの間に接続される。コンデンサＣ８とＣ９とは、電圧ＶＣＣとグラウンドとの間、電圧ＶＥＥとグラウンドとの間にそれぞれ接続される。各々のコンデンサＣ５及びＣ６は、約０．０１μＦの値を有する。
【００３３】
ツェナー・ダイオードＤ１７とＤ１８は、それぞれ、コンデンサＣ６と抵抗Ｒ８の共通端子からグラウンドに接続される。ツェナー・ダイオードＤ１７とＤ１８は、チョッパ１３１中の電圧を制限する。ツェナー・ダイオードＤ１７及びＤ１８を採用して抵抗Ｒ７両端の電圧を特定の範囲内に保つことによって、コンデンサＣ６は比較的短時間でグラウンドに向かって放電することができる（これによって安定な基準を確立できる）。このことは、コンデンサＣ６の出力における信号に関して、このコンデンサの入力における信号の特性と同じ特性を確保するうえで望ましいことである。
【００３４】
チョッパ１３１の出力は、図４の低域通過フィルタ８４に与えられる。低域通過フィルタ８４は、３つのステージを備えており、その各ステージは、同じ構成であり、全体で１２０ｄｂの減衰のうち、約４０デシベルの減衰を与えるようになっている。こうして、１００ヘルツよりも高い周波数を有する信号は、排除され、１００ヘルツの信号はわずか３ｄｂの減衰で供給される。図８-２の３つのステージのうちの１つは、チョッパ１３１の出力と増幅器１３２の入力との間に一対の抵抗Ｒ２１及びＲ２２（各々、約１００キロオームの値を有する）を含む。増幅器１３２の入力端子とグラウンドとの間に電気的に広がる約１２，０００ｐＦの値を有するコンデンサＣ１９が増幅器の出力に接続される。約１２，０００ｐＦの値を有するコンデンサＣ２１が増幅器１３２の出力と抵抗Ｒ２１及びＲ２２に共通する端子との間に接続される。増幅器１３２の１つの端子は、正の電圧ＶＣＣを受け取り、増幅器の別の端子は負の電圧ＶＥＥを受け取る。約０．１μＦの値を有するＶＥＥコンデンサＣ２０がＶＣＣとグラウンドとの間及びＶＥＥ電圧端子とグラウンドとの間に接続される。
【００３５】
約４０ｄｂの減衰を与えることに加えて、上で述べた低域通過フィルタは、別の重要な特徴を有する。それは、約１００ヘルツを超える周波数の信号を排除するにも拘わらず、異なる周波数において信号間で位相関係を維持する。明らかなように、患者身体からの異なる信号間で差動的な測定を行うためには、約１００ヘルツまでの異なる周波数間で位相関係を維持することは、重要である。
【００３６】
図１０は、コンデンサＣ６と抵抗Ｒ７（図８）を示しているが、両者が図４の高域通過フィルタ８０を定義する。フィルタ８０は、当業者には良く知られているので、本出願のために説明することはしない。このフィルタの動作は、次式で定義される。
【００３７】
ｆＨＰ＝１／（２πＲ７Ｃ６）
ここで、ｆＨＰ＝高域通過フィルタ８０を通過する信号の周波数
Ｒ７＝抵抗Ｒ７の値
Ｃ６＝コンデンサＣ６の値
【００３８】
コンデンサＣ６の値が一定であることから、次式が成立する。
【００３９】
ｆＨＰ０１＝０．０１ヘルツで  Ｒ７  ０１はＲの値を有する
ｆＨＰ１０＝０．１ヘルツで  Ｒ７  １０は１０Ｒの値を有する
ｆＨＰ１１＝１ヘルツで  Ｒ７  １１は１００Ｒの値を有する
【００４０】
上の式で、周波数ｆＨＰ０１、ｆＨＰ１０及びｆＨＰ１１は、図４のチャート８１の第二、第三及び第四行に対応する。図１０は、また、マルチプレクサ・スイッチ１５０を示す。これは、マルチプレクサ（図示されていない）の動作に従って動作するので、スイッチの可動接点は、抵抗Ｒ７  ００、Ｒ７  ０１、Ｒ７  １０及びＲ７  １１のうちの任意の選ばれた１つに接続される。マルチプレクサ・スイッチ１５０は、コンデンサＣ６に接続された固定接点を有する。
【００４１】
図１１は、フィルタ８０によって与えられる信号の減衰を示す。明らかなように、前節で示した式にあるように、０．０１ヘルツ、０．１ヘルツ及び１．０ヘルツ等の特定の周波数（抵抗Ｒ７の値に依存する）以下で減衰が得られる。図１１に示すように、曲線１４０は、０．０１ヘルツ、０．１ヘルツ及び１．０ヘルツ等の１つのカットオフ周波数における望ましい減衰を示す。曲線１４２は、実際に得られる特性を示す。この曲線において、０．０１、０．１及び１．０等のカットオフ周波数において３ｄｂの減衰が得られ、減衰は、カットオフ周波数以下の周波数で増加する。
【００４２】
図１２は、図８の抵抗Ｒ９及びＲ１０とチョッパ１３１とを示す簡略化した回路図である。図１２で、抵抗Ｒ９は、一定であり、抵抗Ｒ１０は、調節可能である。
【００４３】
図１３は、チョッパ１３０の利得を決めるための式を示す。これは次式で表される。
【００４４】
Ｇ＝１＋Ｒ１０／Ｒ９
ここでＧ＝利得
【００４５】
図４のチャート８３に示された２進数値に対して、利得は、次式のようになる。
【００４６】
Ｇ００＝１＋Ｒ１０−００／Ｒ９＝５０
Ｇ０１＝１＋Ｒ１０−０１／Ｒ９＝１００
Ｇ１０＝１＋Ｒ１０−１０／Ｒ９＝５００
Ｇ１１＝１＋Ｒ１０−１１／Ｒ９＝１０００
【００４７】
図１２に示された回路は、常に最適な利得を得るようにＲ９の値を調節するためにクローズド・ループで動作する。約１００の利得が最適である。しかし、利得の値は、Ａ／Ｄ変換器のフル・スケールの約８０％の範囲に保たれ、それによって、利得の値は、アナログ・デジタル変換器のフル・スケールを超えない。これは、利得の決定及び維持において柔軟性を提供する。
【００４８】
図１２は、また、固定接点と、可動接点に結合するように破線で示された４つの接点とを有するスイッチ１５２を示す。４つの接点は、それぞれ、抵抗Ｒ１０  ００、Ｒ１０  ０１、Ｒ１０  １０及びＲ１０  １１に接続される。可動接点の位置は、マルチプレクサによって決まる。もし制御ラインの数を増やせば、周波数及び利得の選択数は、４ステップよりも増えて、特に利得ステージにおいて分解能が強化される。
【００４９】
図１４は、スイッチ１５２の可動接点が抵抗Ｒ１０  ００、Ｒ１０  ０１、Ｒ１０  １０及びＲ１０  １１のそれぞれに接触するときに得られる利得を示す。
【００５０】
本発明の特定の好適な実施の形態を参照しながら本発明について開示及び説明してきたが、ここに含まれる原理は、当業者には明らかな数多くのその他の実施の形態での使用に適用できる。従って、本発明は、特許請求の範囲によってのみ限定される。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】患者に対して心電図及び脳波検査などの検査を実施するために、患者に対する端子を取り付けられた患者の模式的斜視図。
【図２】患者に対する最適な測定を行うための修正が可能なようにクローズド・ループ方式で患者の心電図及び脳波検査など複数の異なる生理学的信号を測定するための複数の増幅器を含むプログラマブル半導体レコーダ（ＰＳＳＲ）の主としてブロック図で示す電気システムの図。
【図３】最適な測定結果を得るために図２に示されたシステムによって提供される連続した工程を示すフロー・チャート。
【図４】図２に示された増幅器の１つについて、その構成と動作を主としてブロック図で示す模式的電気回路図。
【図５】各々が図２に示されたＰＳＳＲのそれぞれ１つからの出力を示す一対のレコーダと、データを記憶するための中央アーカイブとの相互関係、及び高速デジタル加入者線（ＤＳＬ）によるレコーダと中央アーカイブとの接続を主としてブロック図で示す回路図。
【図６】ワイヤレス・エリア・ネットワーク方式に基づく高速ワイド・エリア・ネットワーク（ＷＡＮ）を介するレコーダと中央アーカイブとの相互接続を主としてブロック図で示す回路図。
【図７】ＤＳＬを介するレコーダの１つと中央アーカイブとの相互接続、及びワイヤレス方式の高速ワイド・エリア・ネットワークを介するその他のレコーダと中央アーカイブとの相互接続を主としてブロック図で示す回路図。
【図８−１】図４にブロック図で示す増幅器の１つについてその構造を詳細に説明する詳細な回路図。
【図８−２】図４にブロック図で示す増幅器の１つについてその構造を詳細に説明する詳細な回路図。
【図９Ａ】患者から測定できる多種類の異なる生理学的信号と、それらの異なる生理学的信号を区別する個別的な特徴とを示すチャート。
【図９Ｂ】患者から測定できる多種類の異なる生理学的信号と、それらの異なる生理学的信号を区別する個別的な特徴とを示すチャート。
【図１０】図８の増幅器に含まれる回路の１つについての簡略化した図であり、この回路からの出力に関して望ましい１つの特性の差異に従って値が変化するインピーダンスの１つを示す図。
【図１１】図１０に示した回路の出力が、図１０のインピーダンスの値の変化に従ってどのように変化するのかを示すチャート。
【図１２】図８に示した増幅器に含まれる回路のうちの別の１つの図であって、その回路からの出力に関して望ましい別の１つの特性の差異に従って値が変化するインピーダンスの別の１つを示す図。
【図１３】図１２に示した回路の出力が、図１２のインピーダンスの値の変化に従ってどのように変化するのかを示すチャート。
【図１４】増幅器の１つについて図８に示したのと類似した詳細な回路図であって、システムの他の増幅器のうちから１つの増幅器を選ぶためのマルチプレクサを含む回路図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８−１】
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【図８−２】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【国際調査報告】
2006506124.tif 000019
2006506124.tif 000020
2006506124.tif 000021