(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物学データ収集用携帯式コンピュータカードであって、
生物学データを受け取るように適応され、更に前記生物学データを電気信号に変換するように適応された生物学データ受信機と、
前記生物学データ受信機から前記電気信号を受け取ると共に増幅するように適応された増幅器と、
前記増幅器から前記電気信号を受け取ると共に前記生物学データをデジタル化された生物学データに変換するように適応されたアナログ−デジタル変換器と、
前記アナログ−デジタル変換器に作動的に結合され、携帯式コンピュータカードと上位のマイクロプロセッサシステム間にインターフェースを供給するように適応され、さらに前記上位のマイクロプロセッサシステムからの電力を前記増幅器および前記アナログ−デジタル変換器に供給するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェースと、
を含んでいることを特徴とする、前記携帯式コンピュータカード。
【請求項２】
前記携帯式コンピュータカードインターフェースがパーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）のカードインターフェースを含む請求項１に記載の携帯式コンピュータカード。
【請求項３】
ハウジングを更に含み、該ハウジング内に前記増幅器、前記アナログ−デジタル変換器、及び携帯式コンピュータカードインターフェースが配置された請求項１に記載の携帯式コンピュータカード。
【請求項４】
前記生物学データ受信機は、空気管から空気圧力を受け取るように適応された圧力変換器を含み、前記携帯式コンピュータカードは前記ハウジング内に配置された圧力入力ポートを更に含み、該圧力入力ポートが前記圧力変換器と流体で交信され、前記空気圧力を受け取るように適応されている請求項３に記載の携帯式コンピュータカード。
【請求項５】
前記ハウジングに不可欠に接続された可撓性の空気路を更に含み、前記圧力入力ポートが前記可撓性の空気路を介して空気管から空気圧力を受け取るように適応されている請求項４に記載の携帯式コンピュータカード。
【請求項６】
携帯式生物学データ収集装置であって、
携帯式コンピュータカードのハウジングと、
前記携帯式コンピュータカードのハウジングに結合され、生物学データを受け取り該生物学データを出力するように適応されている生物学データ受信機と、
前記生物学データ受信機に作動的に結合された信号検査回路と、
を含み、該信号検査回路は、
前記生物学データ受信機から前記生物学データを受け取ると共に増幅するように適応された増幅器と、
前記増幅器から前記生物学データを受け取ると共に該生物学データをデジタル化された生物学データに変換するように適応されたアナログ−デジタル変換器と、
を含み、前記携帯式生物学データ収集装置はさらに、
前記携帯式コンピュータカードのハウジング内に配置され、前記生物学データが前記信号検査回路により変換されている時に、上位コンピュータと通信し、実時間基準で前記上位コンピュータに前記デジタル化された生物学データを中継し、さらに前記上位コンピュータからの電力を前記信号検査回路に供給するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェースと、
を含むことを特徴とする、携帯式生物学データ収集装置。
【請求項７】
前記生物学データ受信機が前記携帯式生物学データ収集装置の外部に配置されるパルス酸素測定センサから生物学データを受け取るように適応された請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項８】
前記生物学データ受信機が心電図検査（ＥＣＧ）センサから生物学データを受け取るように更に適応された請求項７に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項９】
前記生物学データ受信機がＥＣＧセンサから生物学データを受け取るように適応された請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１０】
外部表面を有する携帯式コンピュータカードハウジングと、前記携帯式コンピュータカードのハウジングの外部表面に接続されるように適応された生物学データセンサを含む前記生物学データ受信機と、を含む請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１１】
１ミリボルトのオーダーで低振幅信号を出力するように適応された前記生物学データセンサと、１２ビットより大きい解像度を有するデジタル化された生物学データを出力するように適応された前記信号検査回路と、を含む請求項１０に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１２】
前記信号検査回路が１６ビットの解像度を有するデジタル化された生物学データを出力するように適応された請求項１１に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１３】
前記信号検査回路が、前記生物学データセンサに作動的に接続された圧力変換器を含む請求項１２に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１４】
前記生物学データセンサが前記携帯式コンピュータカードのハウジングの外部表面に不可欠に形成されている請求項１０に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１５】
前記生物学データセンサが肺活量計の空気管を含む請求項１４に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１６】
前記携帯式コンピュータカードインターフェースがＰＣＭＣＩＡインターフェースを含む請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【請求項１７】
請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置と複数の生物学データ収集装置モード間で構成可能な上位コンピュータとを含む、生物学データ収集システムであって、前記上位コンピュータが、
前記携帯式生物学データ収集装置を受け取るように適応された携帯式コンピュータのカードスロットと、
前記携帯式コンピュータのカードスロットに挿入された前記携帯式生物学データ収集装置と通信するように適応され、前記携帯式コンピュータのカードスロットに挿入された携帯式生物学データ収集装置からデジタル化された生物学データを受け取るように適応されると共に、前記携帯式コンピュータのカードスロットに挿入された前記携帯式生物学データ収集装置に電力を供給するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェースと、
マイクロプロセッサと、
前記マイクロプロセッサと前記携帯式コンピュータカードインターフェース間に作動的に接続されたデータバスと、
前記携帯式コンピュータのカードスロット内の携帯式生物学データ収集装置から指示データを受け取り、前記マイクロプロセッサに作動的に接続される入力手段とを含み、前記指示データは前記携帯式コンピュータのカードスロットに挿入された携帯式生物学データ収集装置からデジタル化された生物学データのタイプを示し、第１識別子と第２識別子の１つを含み、前記第１識別子はデジタル化された生物学データが肺活量計の圧力データとしてマイクロプロセッサにより解釈されることを示し、第２識別子はデジタル化された生物学データがパルス測定電気データとしてマイクロプロセッサにより解釈されることを示しており、そして、前記第１識別子の受け取りにより前記上位コンピュータを実時間の肺活量計圧力データ収集及び分析装置に構成すると共に前記第２識別子の受け取りにより前記上位コンピュータを実時間のパルス酸素測定電気データ収集及び分析装置に構成し、前記マイクロコンピュータに作動的に接続された構成手段と、
を含むことを特徴とする、前記上位コンピュータ。
【請求項１８】
前記指示データはデジタル化された生物学データがＥＣＧデータとして前記マイクロプロセッサにより解釈されることを示す第３識別子を含み、前記上位コンピュータがＥＣＧデータ収集装置モードに構成可能であることを含む請求項１７に記載のシステム。
【請求項１９】
前記上位コンピュータが、肺活量計の生物学データ収集装置モードとパルス酸素測定の生物学データ収集装置モードに加えて、他の生物学データ収集装置モード間で構成可能である請求項１７に記載のシステム。
【請求項２０】
前記入力手段がキーボードとタッチスクリーンディスプレイの１つから指示データを受け取るために適応されている請求項１７に記載の上位コンピュータ。
【請求項２１】
前記入力手段が前記携帯式生物学データ収集装置から指示データを受け取るために適応されている請求項１７に記載のシステム。
【請求項２２】
前記携帯式コンピュータのカードスロットがＰＣＭＣＩＡカードスロットを含んでいる請求項１７に記載のシステム。
【請求項２３】
請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置を含む複数の交換可能な生物学データの携帯式コンピュータカードの結合物であって、前記携帯式生物学データ収集装置は肺活量計の携帯式コンピュータカードとして特徴づけられ、前記結合物は更に
（１）外部表面を有するパルス酸素測定の携帯式コンピュータカードのハウジングと、
（２）前記パルス酸素測定の携帯式コンピュータカードのハウジングに接続され、患者からパルス酸素測定データを収集するように適応された少なくとも１つの導体と、
（３）前記少なくとも１つの導体に作動的に接続され、前記発生した電気信号を受け取ると共に増幅した信号を出力するよう適応された増幅器と、
（４）少なくとも１つの導体に作動的に接続され、前記増幅信号をデジタル化するように適応されたアナログ−デジタル変換器と、
（５）前記パルス酸素測定の携帯式コンピュータカードのハウジング内に配置され、パルス酸素測定データが患者から収集される時に、上位コンピュータと通信するように適応されると共に時間基準で前記上位コンピュータに前記デジタル化された増幅信号を中継するように適応され、さらに前記上位コンピュータからの電力を前記増幅器および前記アナログ−デジタル変換器に供給するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェースと、
を含むパルス酸素測定の携帯式コンピュータカード、
を含むことを特徴とする、複数の交換可能な生物学データの携帯式コンピュータカードの結合物。
【請求項２４】
前記肺活量計の携帯式コンピュータカードが前記上位コンピュータを肺活量計データ収集及び分析装置に変換するように適応され、前記パルス酸素測定の携帯式コンピュータカードが前記上位コンピュータをパルス酸素測定データ収集及び分析装置に変換するように適応されている、請求項２３に記載の複数の交換可能な生物学データの携帯式コンピュータカードの結合物。
【請求項２５】
ＥＣＧ携帯式コンピュータカードを更に含み、
（１）外部表面を有するＥＣＧ携帯式コンピュータカードのハウジングと、
（２）前記ＥＣＧ携帯式コンピュータカードのハウジングに接続され、患者からのＥＣＧデータを収集するように適応された少なくとも１つの導体と、
（３）前記少なくとも１つの導体に作動的に接続され、前記電気信号を受け取ると共に増幅信号を出力するように適応された増幅器と、
（４）前記増幅器に作動的に接続され、前記増幅信号をデジタル化するように適応されたアナログ−デジタル変換器と、
（５）前記ＥＣＧ携帯式コンピュータカードのハウジング内に配置され、ＥＣＧデータが患者から収集される時に、上位コンピュータと通信するように適応されると共に実時間基準で前記デジタル化された増幅信号を前記上位コンピュータに中継するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェースと、
を含む請求項２３に記載の複数の交換可能な生物学データの携帯式コンピュータカードの結合物。
【請求項２６】
請求項６に記載の携帯式生物学データ収集装置であって、更に、
上位コンピュータと前記生物学データ受信機の間に電気絶縁を供給し、前記生物学データ受信機と前記増幅器の間に配置された絶縁手段、
を含み、前記携帯式コンピュータカードインターフェースは更に上位コンピュータからの電力を前記絶縁手段に供給するように適応されていることを特徴とする、前記携帯式生物学データ収集装置。
【請求項２７】
前記絶縁手段が光学トランスレーターを含む請求項２６に記載の携帯式生物学データ収集装置。
【発明の詳細な説明】
本発明の背景
本発明の分野
本発明は一般にパーソナルコンピュータ（ＰＣ）カードに関し、より詳細には、実時間基準で生物学データを収集するためパーソナルコンピュータと共に使用するＰＣカードに関する。
関連技術の説明
米国健康管理システムは現在、専門医療から遠く離れよりコストを意識した一次医療志向システムの方への転換の最中にある。患者を診断すると共に監視するための費用効率の高い手段を有する装置は、市場において目立つようになると予想される。多数の新しいデータ収集装置は医療産業界に存在するが、これらの装置は、たとえあるにしても、経済的で、極端に軽量で携帯用で、正確で、用途が広く他の生物学データ収集装置と交換可能なものはほとんどない。
本出願の譲受人により製造された１つの従来技術の装置はパーソナルコンピュータのシリアルポートと連結するように適合されている診断ボックスを組み込んでいる。この診断ボックスは、比較的高価なハウジングで製造され、本の大きさにほぼ等しい大きさで、交流（ＡＣ）コード及びパワーアダプタ、シリアルポートケーブル、マイクロプロセッサ、及び他のハードウェア構成要素を有している。
ＰＣコンピュータのディスプレイ、キーボード、プリンター、及び他の品目を利用している間、診断ボックスは実時間肺活量測定操作をユーザーに実行させる。ＰＣコンピュータディスプレイは選択可能な患者の誘因をユーザーに知らせ、ユーザー特注の報告が生成可能である。パーソナルコンピュータのディスプレイは容量対時間及び流量対容量の曲線を表示するように構成可能である。更に、最大吐出容量、最大吸入容量及び最大流量割合等のパラメータはパーソナルコンピュータディスプレイ上で計算されると共に表示されることができる。
データ収集カードはデータ収集カードを介して及びパーソナルコンピュータへデータセンサから電気信号を運ぶための従来技術に存在していた。これらのデータ収集カードはパーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）のカードに構成されている。
従来技術のデータ収集カードはしばしば、ゼロから１０ボルトの範囲にわたる電位信号を測定するように構成され、しばしば１２ビットの精度で構成されている。通常の従来技術のデータ収集カードは３０ピンのコネクターとケーブルを含み、それらはコネクター盤に接続されている。コネクター盤はユーザーにそこへの各種信号を接続することを可能にさせる。比較的高電圧の信号範囲（ゼロから１０ボルト）、低精度（例えば、１２ビット）、特別のハードウェア（３０ピンコネクター、ケーブル、及びコネクター盤）、及び更なる任意のハードウェアに加えて、これらの従来技術のデータ収集カードは複数の入力及び出力で構成され、更に、パーソナルコンピュータを効果的な生物学データ信号収集、処理、及び監視システムに変換するようには適応されていない。
従来技術のデータ収集カードは圧力信号を電気信号に変換するための圧力変換器を備えていないので、肺活量測定値の収集及び分析の実施には適合されていない。たとえこれらの従来技術のデータ収集カードが圧力変換器を備えていたとしても、カードは高精度で低電圧の信号収集及び検査回路を備えていないであろう。更に、これらの従来技術のデータ収集カードは、データ収集カードから患者に伝えられる電位ショックから患者を保護するための保護手段を備えていないので、心電図検査（ＥＣＧ）の生物学データ収集等の、他の生物学データ収集及び処理の目的には適さないだろう。
別の従来技術の装置はモーガン（Morgan）らへの米国特許Ｎｏ.5,549,115に開示されている。モーガンらの特許は通常、ＰＣＭＣＩＡ形式のカードを開示し、そのカードはフロッピーディスク記憶装置に類似したデータ記憶装置として遂行するように適用されている。モーガンらのＰＣＭＣＩＡ形式のカードは、上位システム時間をデータが実際に取得された時間に同期されるため、上位システムへ時間及び日付データを供給するための実時間の時計を備えている。モーガンらのＰＣＭＣＩＡ形式のカードは実時間データ収集及び処理手段を供給せず、したがって、上位ＰＣコンピュータを実時間生物学データ信号の収集、処理、及ぶ監視システムに変換するのに適していない。モーガンらの特許のシステムはデータを取得するための分散専用コンピュータ装置、及び後にデータを処理するための分散したパーソナルコンピュータ装置を要求する。
トムソン（Thomson）への米国特許Ｎｏ.5,546,432は手に持ったハウジングから遠く離れて配置された制御電子機器を含む肺活量計を開示している。手に持ったハウジング間の通信は、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器及び増幅器を含んでいるが、ケーブルを介して起こる。特に肺活量計の作動を制御するために構成されると共に適合された単純なキーボードを含む専用マイクロプロセッサはトムソン装置に含まれている。トムソン特許のハンドル形状のハウジングはＰＣカードとかなり相違している。
極端に軽量で携帯式である実時間の生成物データ信号の収集、処理、及び監視システムのための必要性が従来技術に存在する。従来技術は、上位のパーソナルコンピュータを各種の実時間データ収集及び処理システムに変換するように適応されている費用効率の高いＰＣカードを導入していない。
本発明の概要
本発明の実時間の生物学データ処理ＰＣカードは非常に軽量で、費用効率が高く、かつ携帯式である。本発明の実時間の生物学データ処理ＰＣカードは上位のパーソナルコンピュータシステムを効果的な診断機器に変換することができる。各実時間の生物学データ処理ＰＣカードは１以上の生物学データセンサからの生物学データを入力すると共に処理するように適応され、他の実時間の生物学データ処理ＰＣカードと交換可能である。それぞれ異なる生物学データ収集装置に対応する３つの異なる実時間の生物学データ処理ＰＣカードを有する専門家は、効果的に３つの普通サイズで有効な診断機器を運ぶ。それぞれの生物学データ収集装置のため、実時間の生物学データの処理ＰＣカードの１つを挿入することにより、上位のパーソナルコンピュータの完全な資源が利用され、有効な診断機器に変換されてもよい。
本発明による生物学データ収集のための携帯式コンピュータカードは空気管から空気圧力を受け取ると共に空気圧力を電気信号に変換するように適応された圧力変換器を含んでいる。携帯式コンピュータカードは電気信号を受信すると共にディジタル化するように適応されたアナログ−デジタル変換器と、携帯式コンピュータカードと上位のマイクロプロセッサシステム間のインターフェースを供給するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェースとを含んでいる。携帯式コンピュータカードインターフェースはＰＣＭＣＩＡカードインターフェースを含んでいてもよい。圧力変換器からの電気信号を受信すると共に増幅するように適応された増幅器は圧力変換器とアナログ−デジタル変換器間に配置されている。増幅された電気信号は空気圧力に関係している。携帯式コンピュータカードは更にハウジングを含み、ハウジングは圧力変換器、増幅器、アナログ−デジタル変換器、及び携帯式コンピュータカードインターフェースを保持するために適応されている。圧力入力ポートはハウジングに配置されている。この圧力入力ポートは圧力変換器と流体で交信し、空気管から空気圧力を受け取るように適応されている。携帯式コンピュータカードは更に可撓性の空気路を含み、空気路はハウジングに完全に接続され、圧力入力ポートに空気圧力を供給するように適応されている。
本発明の更に別の特徴によると、携帯式生物学データ収集装置は携帯式コンピュータカードのハウジング、生物学データ受信機、単一検査回路、及び携帯式コンピュータカードインターフェースを含んでいる。生物学データ受信機は生物学データを受け取ると共に生物学データを出力するように適応され、単一検査回路は生物学データ受信機から生物学データを受け取ると共に生物学データをデジタル化された生物学データに変換するように適応されている。携帯式コンピュータカードインターフェースは携帯式コンピュータカードのハウジング内に配置され、生物学データが単一検査回路により変換される時に、上位コンピュータと通信して実時間基準で上位コンピュータにデジタル化された生物学データを中継するように適応されている。
生物学データ受信機はパルス酸素測定センサから生物学データを受け取るように適応可能であり、センサは携帯式生物学データ収集装置の外部に配置されている。生物学データ受信機は更にＥＣＧセンサから生物学データを受け取るように適応されることができる。生物学データセンサは１ミリボルトのオーダーで低振幅信号を出力するように適応されている。アナログ−デジタル変換器からのデジタル化されたデータは、好ましくは１２ビットより大きい解像度を有し、１６ビットの解像度を有しているのが好ましい。生物学データセンサは更に肺活量計の空気管を含んでいてもよい。
本発明の別の特徴によると、上位コンピュータは複数の生物学データ収集装置のモード間で構成可能である。上位コンピュータはそこに携帯式コンピュータカードを受け取るように適応された携帯式コンピュータのカードスロット、携帯式コンピュータのカードスロットに挿入された携帯式コンピュータカードと通信するように適応された携帯式コンピュータカードインターフェース、マイクロプロセッサ、データバス、及び携帯式コンピュータのカードスロット内の携帯式コンピュータカードから指示データを受け取るための入力手段を含んでいる。携帯式コンピュータカードインターフェースは携帯式コンピュータのカードスロットに挿入される携帯式コンピュータカードからデジタル化された生物学データを受け取るように適応され、入力手段はマイクロプロセッサに作動的に接続されている。指示データは携帯式コンピュータのカードスロットに挿入された携帯式コンピュータカードからデジタル化された生物学データのタイプを示す。指示データは、デジタル化された生物学データがマイクロプロセッサにより肺活量計圧力データとして解釈されることを示すための第１識別子、またはデジタル化された生物学データがマイクロプロセッサによりパルス酸素測定電気データとして解釈されることを示すための第２識別子のいずれかを含んでいる。上位コンピュータは構成手段を含み、該構成手段は第１識別子の受け取りにより上位コンピュータを実時間の肺活量計圧力データ収集及び分析装置に構成すると共に第２識別子の受け取りにより上位コンピュータを実時間のパルス酸素測定電気データ収集及び分析装置に構成する。上位コンピュータはまた入力手段からの第３識別子の受け取りによりＥＣＧデータ収集装置モードに構成されてもよい。したがって、上位コンピュータは更なる識別子の受取りにより各種他の生物学データ収集装置モード間で構成されてもよい。
本発明の更に別の特徴によれば、複数の交換可能な生物学データの携帯式コンピュータカードの結合物は肺活量計の携帯式コンピュータカードと酸素測定の携帯式コンピュータカードを含んでいる。肺活量計の携帯式コンピュータカード及びパルス酸素測定の携帯式コンピュータカードは両方共パーソナルコンピュータシステムに挿入可能であると共に交換可能である。肺活量計の携帯式コンピュータカードは上位コンピュータを肺活量計データ収集及び分析装置に変換するように適応され、パルス酸素測定の携帯式コンピュータカードは上位コンピュータをパルス酸素測定のデータ収集及び分析装置に変換するように適応されている。交換可能な生物学データの携帯式コンピュータカードの結合物は他のコンピュータカードと同様にＥＣＧ携帯式カードを更に含んでいてもよく、それぞれは上位コンピュータを異なるタイプに生物学データ収集及び分析装置に変換するように適応されている。
本発明の別の特徴によると、上位コンピュータに生物学データを送る携帯式コンピュータカードは携帯式コンピュータカードハウジングと、携帯式コンピュータカードハウジングに接続された少なくとも１つの導体と、少なくとも１つの導体に作動的に接続された増幅器と、増幅器に作動的に接続された電源と、電源と導体間の電気絶縁を供給するための絶縁手段とを含んでいる。導体は患者から生物学データを収集するように適応され、増幅器は生物学データを受け取ると共に増幅信号を出力するように適応される。絶縁手段は光学トランスレーターを含み、導体と増幅器間に配置されることができる。携帯式コンピュータカードは増幅信号をデジタル化するためのアナログ−デジタル変換器と、携帯式コンピュータカードと上位パーソナルコンピュータシステム間の通信リンクを供給するための携帯式コンピュータカードインターフェースとを含んでいる。携帯式コンピュータカードインターフェースは、生物学データが患者から収集される時、デジタル化された増幅信号を実時間基準で上位コンピュータに中断するように適応されている。電源は導体を含み、導体は上位のパーソナルコンピュータから電力を受け取るために適応されている。
本発明は、その更なる特徴及び利点と共に、添付した実例となる図面と関連した以下の説明を参照すると最もよく理解できる。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明による実時間の生物学データ処理ＰＣカードを示している。
図１ａは線１ａ−１ａの方向から描いた図１の実時間の生物学データ処理ＰＣカードの端面図を示している。
図１ｂは空気管の接続にない実時間の生物学データ処理ＰＣカードの平面図を示している。
図２は本発明による実時間の生物学データ処理ＰＣカードの回路及び上位のパーソナルコンピュータシステムの概略ブロック図を示している。
図３は本発明による上位のパーソナルコンピュータシステムシステムを示している。
図４は現在の好適な実施例による実時間の生物学データ処理ＰＣカードを示している。
図５は現在の好適な実施例による実時間の生物学データ処理ＰＣカードの回路の概略ブロック図を示している。
図６ａは現在の好適な実施例による実時間の生物学データ処理ＰＣカードの主回路盤の簡略化した斜視図を示している。
図６ｂは現在の好適な実施例によるパルス酸素測定モジュール回路盤を示している。
図７は現在の好適な実施例による連結式フィンガークリップセンサを示している。
現在の好適な実施例の詳細な説明
図１に戻ると、実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０はパーソナルコンピュータメモリカード国際協会（ＰＣＭＣＩＡ）形式のハウジング１２及び圧力変換器のハウジング１４を有して示されている。圧力変換器のハウジング１４は圧力入力ポート１６を含んでいるのが好ましく、圧力入力ポートは可撓性の空気路１８を着脱可能に収容するように適応されている。使い捨ての肺活量測定吹き口２１は可撓性の空気路１８の１端部に取付けられ、コネクターは可撓性の空気路１８の他端部に取付けられている。今、例示されているように、コネクターは圧力入力ポート１６内に嵌め込まれるように適応された先端を切られた円錐形状を含んでいる。ユーザーが使い捨ての肺活量測定吹き口２１に息を吹き込んだ後、可撓性の空気路１８及び使い捨ての肺活量測定吹き口２１は圧力入力ポート１６から取り除かれ、捨てられる。
実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０のＰＣＭＣＩＡ形式のハウジング１２はＰＣＭＣＩＡの寸法標準に従うように構成されているのが好ましい。今のところ好ましくは、ＰＣＭＣＩＡ形式のハウジングは約２．９５インチの幅を有している。ＰＣＭＣＩＡ形式のハウジング１２は約３．４０インチの長さを含んでいるのが好ましい。今、好適な実施例によると、圧力変換器のハウジング１４はＰＣＭＣＩＡ規定の許可している寸法より大きい寸法を有している。今、例示しているように、圧力変換器のハウジング１４はほぼ１インチの高さを含んでいる。圧力変換器のハウジング１４のこれらの拡大寸法は、例えば、圧力変換器のような生物学センサ回路の交換を容易にする。
図１ａは図１の線１ａ−１ａに沿った視野から描いた実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０の端面図を示しており、図１ｂは実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０の平面図を示している。上位のパーソナルコンピュータ２７はＰＣＭＣＩＡ形式のスロット３０を含み、そのスロットはＰＣＭＣＩＡ形式のハウジング１２のその中への挿入を容易にするため、ＰＣＭＣＩＡの寸法標準に従って一定の大きさに作られると共に必要な大きさにされる。
図２は実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０及び上位のパーソナルコンピュータ２７と関連した構成の概略ブロック図を示している。実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０は圧力センサ３２、増幅器３４、アナログ−デジタル変換器３６、アナログ−デジタル時限回路３８、記憶装置バッファ４１、及びＰＣＭＣＩＡインターフェース４３を含んでいる。可撓性の空気路１８は使い捨ての肺活量測定吹き口２１を圧力センサ３２に接続し、導体路４５は圧力センサ３２を増幅器３４に接続する。増幅器３４は導体路４７を介してアナログ−デジタル変換器３６に接続され、アナログ−デジタル変換器３６は導体路５０を介して記憶装置バッファ４１に接続される。導体路５２はアナログ−デジタル変換器３６をアナログ−デジタル時限回路３８に接続し、導体路５４はアナログデジタル時限回路３８をＰＣＭＣＩＡインターフェース４３に接続する。記憶装置バッファ４１は導体路５１を介してＰＣＭＣＩＡインターフェース４３に接続される。実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０をＰＣＭＣＩＡ形式のスロット３０に挿入して、ＰＣＭＣＩＡインターフェース４３はバス６１を介してＰＣＭＣＩＡバスインターフェース５８に接続される。
上位のパーソナルコンピュータ２７はマイクロプロセッサ６１、記憶装置６３、ディスプレイ６５、キーボード６７、及びＰＣＭＣＩＡインターフェース７０を含んでいる。勿論、上位のパーソナルコンピュータ２７は図２に示されていない他の構成を含んでいる。マイクロプロセッサ６１はバス７２を介して記憶装置６３に接続され、バス７４を介してキーボード６７に接続される。バス７６はディスプレイ６５をバス７４に接続し、バス７８はディスプレイ６５をキーボード６７に接続する。マイクロプロセッサ６１はバス８１を介してＰＣＭＣＩＡインターフェース７０に接続され、ＰＣＭＣＩＡインターフェース７０はバス８３を介してＰＣＭＣＩＡバスインターフェース５８に接続される。
実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０及び上位のパーソナルコンピュータ２７は図２に示されているように構成される時、装置１０及び２７間の通信は標準化されたＰＣＭＣＩＡプロトコルを介して行うことができる。1994年にシカードテクノロジ（Sycard Technology）により発行されたＰＣＭＣＩＡのディベロッパーズガイド−第２版は、その内容がここにはっきりとインコーポレイテッドバイリファレンスされているが、ＰＣＭＣＩＡ規定及びプロトコルに情報を開示している。
図２の実施例は圧力センサ３２及び使い捨ての肺活量測定吹き口２１を含んで示されているが、生物学データセンサ及び又は関連した構成は実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０に組み込まれていてもよい。現在、好適なものとして、生物学データの異なる形式を有する各生物学データセンサは別の実時間の生物学データ処理ＰＣカードに形成されている。各種の実時間の生物学データ処理ＰＣカードは交換可能であり、それにより上位のパーソナルコンピュータ２７を各種の実時間生物学データ収集及び処理モードに構成する。代わりに、単一の実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０が１以上の異なるタイプの生物学データセンサを収容するように構成されてもよい。現発明によると、各種の交換可能な実時間の生物学データ処理ＰＣカードは上位のパーソナルコンピュータ２７を各種の収集、処理及び監視モードに構成することができ、例えば、肺活量測定、（休息すること、２４時間、ストレステストすること、信号平均化すること、心電図故障、及び心拍数の変化を含む）心電図検査、血圧、体温、脳波検査（ＥＥＧ）、超音波心臓検査、ドップラー、パルス酸素測定（ＳＰＯ２）、睡眠分析、ｔｃＰＯ２、ｔｃＰＣＯ２、二酸化窒素、カプノグラフィ、呼吸数、パルス数、脈数、睡眠ポリグラフィ、一酸化炭素、胃食道ｐｈ、水素、酸化窒素、身体構成、ぶどう糖計、聴力検査、脈波計、重量、筋電図検査、尿検査、及び鼓室検査を含んでいる。他の生物学データはまた、対応する実時間の生物学データ処理ＰＣカードにより構成された後、上位のパーソナルコンピュータ２７により収集されると共に処理されてもよい。
図２に示されている実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０は、肺活量測定方法のため上位のパーソナルコンピュータ２７を構成するために適応され、吹き口２１から圧力信号を受け取る。圧力センサ３２は圧力変換器を含んでいるのが望ましく、圧力信号を電気信号に変換し、増幅器３４で増幅される。アナログ−デジタル変換器３６はアナログ−デジタル時限回路３８により時を指定され、増幅器３４から増幅された生物学データを受け取り、生物学データをデジタル化する。アナログ−デジタル時限回路３８はタイミング信号を供給し、導体路４７において、増幅した生物学データのサンプリングを容易にする。このデジタル化された生物学データは導体路５０での出力である。記憶装置バッファ４１はデジタル化された生物学データを受取り、このデジタル化された生物学データを導体路５１に出力し、デジタル化された生物学データはＰＣＭＣＩＡインターフェース４３に対して利用可能にさせる。記憶装置バッファ４１は先入れ先出し（ＦＩＦＯ）バッファを含むのが望ましく、バッファリング能力が必要とされない単純構成のため削除されてもよい。実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０は制御回路を更に含み、ＰＣＭＣＩＡインターフェース４３は入力出力（Ｉ／Ｏ）インターフェースグルー論理及び入力出力コネクターを含んでいるのが望ましい。
上位コンピュータ２７のＰＣＭＣＩＡ形式のスロット３０に実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０を挿入すると、マイクロプロセッサ６１、上位コンピュータ２７のＰＣＭＣＩＡインターフェース、及び実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０のＰＣＭＣＩＡインターフェースは確立されたＰＣＭＣＩＡ形式の規定を介して通信を開始する。マイクロプロセッサ６１はＰＣＭＣＩＡ形式のスロット３０に挿入された実時間の生物学データ処理ＰＣデータのタイプを決定する。図２の図解された場合では、ＰＣＭＣＩＡインターフェース４３からの指示データは、肺活量測定型の実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０が挿入されたマイクロプロセッサ６１に指示する。ＰＣＭＣＩＡインターフェース４３からの指示データは代わりに、酸素測定、ＥＣＧ、または他の生物学データを上位のパーソナルコンピュータ２７に中継するために適応されるように、実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０を確認してもよい。図２の図解された実施例の代わりとして、またはそれに加えて、ユーザーはキーボード６７またはディスプレイ６５を介して指示データを入力してもよく、上位にパーソナルコンピュータ２７のＰＣＭＣＩＡ形式のスロット３０に挿入された実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０のタイプを示す。
上位のパーソナルコンピュータ２７が実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０を設定した後、上位のパーソナルコンピュータ２７はディスプレイ６５を介してユーザーが肺活量測定試験を開始するように促す。今、例示したように、表示及び音声を楽しませるようなマルチメディア装置は、生物学データ試験をどのように行うのかについて患者に教育するため、上位にパーソナルコンピュータ２７により実行される。ディスプレイ６５は患者に試験を開始するように促し、試験の間に患者を、例えば、面白い誘因物で指導する。このマルチメディア教育システムは患者を補助、特に、自宅での病気管理の状況、例えば、喘息及び嚢胞性繊維症の患者を助けるように構成され、試験プロトコルに従っている。更に、本発明のシステムは生物学データ試験のうまい管理を成し遂げるための熟練した人との対話の必要性を減少させる。
増幅器３４及びアナログ−デジタル変換器３６により処理された後、圧力センサ３２からの生物学データは実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０のＰＣＭＣＩＡインターフェース４３から上位のパーソナルコンピュータ２７のＰＣＭＣＩＡインターフェース７０に直ぐに移動させるのが望ましい。上位のパーソナルコンピュータ２７は実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０が肺活量測定の実時間の生物学データ処理ＰＣカードであることを示す指示データを受け取り、完全な肺活量測定データ収集、処理、及び監視装置として機能するように構成されている。例えば、容量対時間の波形または流量対容量の曲線はディスプレイ６５に表示されてもよく、圧力センサ３２により受け取られた実時間の生物学データを示す。少し挙げた最大吐出量、最大吸入量、及び最大流量割合等の多くの他のパラメータはまた、上位のパーソナルコンピュータ２７のディスプレイ６５に示されている。このデータはまた、各種の分析及び比較形式に集められると共に印刷されてもよい。
図３は現在の好適な実施例による、上位のパーソナルコンピュータ２７を示している。上位のパーソナルコンピュータ２７はパーソナルデジタルアシスタント（ＰＤＡ）を含んでいるのが好ましい。上位のパーソナルコンピュータ２７はまたデスクトップのラップトップコンピュータを含んでいてもよい。上位のパーソナルコンピュータ２７は、現在、好適なものとして、パーソナルデジタルアシスタントを含み、ウィンドウズＣＥ（ペガサス）ソフトウェアが使用されるのが好ましい。このソフトウェアはウィンドウズＣＥオペレーティングシステム上で動作されるのが好ましい。他の商業的に利用可能なソフトウェアパッケージ、または特注のソフトウェアパッケージは本発明で使用されてもよい。ユーザーの手９０に把持されるポインティングデバイス８７がタッチセンシティブディスプレイ６５を介して上位のパーソナルコンピュータ２７にデータを入力するために使用されてもよい。上位のパーソナルコンピュータ２７はそこに挿入される図１の実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０を有しているが、効果的な診断肺活量測定データ収集び分析機器に構成される。実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０はキーボード６７、ディスプレイ６５、記憶装置６３、マイクロプロッサ６１、電源（図示せず）、及び上位のコンピュータシステム２７のデータ伝送及び印刷機能（図示せず）を使用するので、実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０それ自体は非常に安価であり、設計の基本である。更に、実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０は非常に有効である。上位のパーソナルコンピュータ２７内にロードされたソフトウェアは、ＰＣＭＣＩＡ形式を介して、例えば、デスクトップパーソナルコンピュータ、またはノート型パーソナルコンピュータ等の他の各種パーソナルコンピュータと実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０をインターフェースさせるように構成されているのが好ましい。
上位のパーソナルコンピュータ２７はシリアルポートケーブルまたはＲＪ１１電話プラグを介するモデム接続等の従来の手段を介してデータを伝送することができる。データは、例えば、インターネット上で伝送されてもよい。自宅での病気管理では、例えば、上位のパーソナルコンピュータ２７は患者の薬物療法、治療食、症状、及び他の要素についての追加情報を集め、処理し、そして伝送するように構成されることができる。したがって、本発明の要素の結合物は非常に携帯性があり、軽量で、患者を診断及び監視するための安価な手段を供給する。
図４は実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０を示しており、使い捨ての肺活量測定吹き口２１及びパルス酸素濃度計の指クリップ９８の両方を有している。同じ構成は同じ参照番号で示されている。図１の実施例では、使い捨ての肺活量測定吹き口２１は可撓性の空気路１８及び圧力入力ポート１６を介して圧力変換器のハウジング１４に接続されている。パルス酸素濃度計の指クリップ９８はパルス酸素濃度計ケーブル１０１を介して圧力変換器のハウジング１４に接続され、コネクター１０３に移動させる。
図５は図４の現在の好適な実施例の概略ブロック図を示している。基本的に、パルス酸素濃度計のクリップ９８（図４）のように、パルス酸素濃度計センサ１０５からのデータは導体路１１０を介してパルス酸素濃度計モジュール１０７に送られる。今、例示しているように、光学カプラーがパルス酸素濃度計の指クリップ９８と実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０の電源（図示せず）接続の間に配置され、それにより患者がそこから衝撃をうけるのを防止する。その後、パルス酸素濃度計モジュール１０７からのデータは導体路１１２を介してＰＣＭＣＩＡインターフェース４３に送られる。パルス酸素濃度計モジュール１０７は増幅器３４、アナログ−デジタル変換器３６、アナログ−デジタル時限回路３８、及び記憶装置バッファ４１に類似の構成要素を含んでいるのが望ましい。パルス酸素濃度計モジュール１０７の構成要素は、構成要素３４，３６，３８，４１と結合またはそれらに合併されてもよく、または、今、例示されているように、パルス酸素濃度計モジュール１０７のそこから別々に保持されてもよい。
今、例示されているように、上位のパーソナルコンピュータ２７は時間基準で肺活量測定データ及びパルス酸素測定データを別々または同時に受け取り、処理、監視してもよい。現在の好適な実施例では、指示データは実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０が肺活量測定データとパルス酸素測定データセンサの両方を含むことを上位のパーソナルコンピュータ２７に指示する。圧力センサ３２は、増幅器３４、アナログ−デジタル変換器３６、及びアナログ−デジタル時限回路３８、またはその結合物のように、代わりに、使い捨ての肺活量測定吹き口２１に配置されていていもよい。記憶装置バッファ４１に加えて、これらの構成要素のいずれかまたはすべては使い捨ての肺活量測定吹き口２１、パルス酸素測定センサ１０５、または、実時間の生物学データ処理ＰＣカード１０、または、その結合物、または、除去された全体のいずれかに配置されてもよい。本発明はＰＣＭＣＩＡインターフェース４３に限定されることを意図するものではないので、上位のパーソナルコンピュータ２７へのアナログ信号を送信可能な回路は実時間も生物学データ処理ＰＣカード１０内の構成要素の必要性を減少できるだろう。パルス酸素濃度計センサ１０５及びパルス酸素濃度計モジュール１０７はミネソタ州のプリマスに配置されたノニンメディカル（Nonin Medical）社により製造されてもよい。１実施例によると、パルス酸素濃度計センサ１０５は、ノニンメディカル社により製造された８６００携帯式パルス酸素濃度計を含んでいてもよい。
図６ａは、一般に図５の構成要素３２〜５４に相当する現在の好適な実施例の主回路盤１１８を示している。主回路盤１１８は多数のＩＣチップ１２１、圧力入力ポート１６、及び圧力センサ３２を含んで示されている。パルス酸素測定モジュールコネクター１２５は図６ｂに示されているパルス酸素測定モジュールコネクター１２７を収容している。図６ｂのパルス酸素測定モジュールコネクター１２７は補足回路盤１３０に電気的に接続されている。補足回路盤１３０は一般に図５のパルス酸素濃度計モジュール１０７に相当する。
図７はユーザーの手８７に接続されたパルス酸素濃度計の指クリップ９８の斜視図を示している。パルス酸素濃度計の指クリップ９８はパルス酸素濃度計ケーブル１０１を介して補足回路盤１３０に接続されている。
本発明の例示的な実施例が示されると共に説明されているが、多くの他の変更、修正及び代用は、上記パラグラフに示したものに加えて、この発明の精神及び範囲から必ずしも逸脱することなく当業者によりなされてもよい。
【図１】
0003946264.tif 000002
【図１ａ】
0003946264.tif 000003
【図１ｂ】
0003946264.tif 000004
【図２】
0003946264.tif 000005
【図３】
0003946264.tif 000006
【図４】
0003946264.tif 000007
【図５】
0003946264.tif 000008
【図６ａ】
0003946264.tif 000009
【図６ｂ】
0003946264.tif 000010
【図７】
0003946264.tif 000011