專利名稱：集成電路以及使用了該集成電路的醫(yī)療器械的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路、以及使用了該集成電路的血壓計、血糖儀、注射泵以及輸液泵等醫(yī)療器械。
背景技術(shù)：
在測量裝置中，由于針對測量物理量或傳感器的種類各不相同而需要專用處理電路，因此需要設(shè)計制造與各種傳感器相應(yīng)的專用處理電路，從而提高了制造成本。因此，為了解決這種問題，以往，提出了一種技術(shù)實現(xiàn)物理量傳感器的處理電路的標準化和通用化，并提供小型且廉價的物理量傳感器(專利文獻I)。在專利文獻I所記載的技術(shù)中，將傳感器頭部和第一電處理電路構(gòu)成為ー個基板(第二基板)，該第一電處理電路將傳感器頭部的輸出轉(zhuǎn)換為公用的電物理量。并且，將電源供給用的基板構(gòu)成為另ー 個基板(第一基板)，同時將用于對統(tǒng)一后的電物理量進行處理的第二電處理電路構(gòu)成為另ー個基板(第三基板)。該結(jié)果是，根據(jù)專利文獻I中記載的技術(shù)，能夠使第一基板和第三基板標準化，并且能夠只更換第二基板就構(gòu)成各種物理量傳感器。然而，在專利文獻I所記載的技術(shù)中，在進行接受來自傳感器的信號并對其放大的處理的部分(上述專利文獻I的第二基板部分)中，不得不根據(jù)各傳感器頭部構(gòu)成為各個基板，因此也無法實現(xiàn)標準化。并且，在根據(jù)傳感器頭部的種類的不同而需處理的負荷的輕重也不同的情況下，要使處理被統(tǒng)ー了的電物理量的基板完全標準化，就需要設(shè)計用于對應(yīng)最重負荷的昂貴的運算處理電路，并且整體上必須標準化為超高性能的基板，反而造成制造成本增加。因此，以往很難使針對不同類別的商品的集成電路標準化，上述不同類別指的是進行接受來自傳感器的信號并對其放大的處理的放大部的構(gòu)造不同、以及要處理的負荷的輕重不同。尤其是，在醫(yī)療器械中，只是對專利文獻2中所記載的被限定的類別的商品實現(xiàn)單芯片化，并不存在能夠在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的器械之間作為公用的集成電路來利用的集成電路。專利文獻I :專利第3203788號公報專利文獻2 :日本特開2001-212098號公報

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在干突破以往的常識，通過提供一種能夠在血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵等具有傳感功能的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用的集成電路，從而降低制造成本。另外，本發(fā)明的另一目的在干提供ー種使用了上述集成電路的血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵。本發(fā)明的上述目的通過由以下方式來實現(xiàn)。本發(fā)明的集成電路包括放大部，其接收來自與集成電路外部連接的外部傳感器的信號的輸入；運算控制部，其接受由所述放大部處理后的信號，并根據(jù)內(nèi)部程序進行用于醫(yī)療器械的控制或檢測結(jié)果的計算的運算處理，其中，該集成電路通過改變與所述集成電路外部連接的外部傳感器、以及與該外部傳感器所對應(yīng)的所述內(nèi)部程序，從而能夠根據(jù)所述外部傳感器的不同而在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠通過提供一種能夠在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用的集成電路，從而降低制造成本。


圖I是示意性地示出了本發(fā)明的實施方式的平臺集成電路的結(jié)構(gòu)的框圖。
圖2是表示與本實施方式相關(guān)的血壓計中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖3是表示與本實施方式相關(guān)的血糖儀中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖4是表示與本實施方式相關(guān)的注射泵中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖5是表示與本實施方式相關(guān)的輸液泵中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖6是表示與各要素有關(guān)的各種器械的使用情況的圖。圖7是示意性地示出了向圖2中的血壓計中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。圖8是示意性地示出了向圖3中的血糖儀中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。圖9是示意性地示出了向圖4中的注射泵中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。圖10是示意性地示出了向圖5中的輸液泵中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。附圖標記I平臺集成電路2血壓計3血糖儀4注射泵5輸液泵20輸入部30控制部3ICPU (運算控制部)40存儲部50電源部60時脈部70語音生成部80輸入輸出部91選擇部
95電流驅(qū)動部93LCD 驅(qū)動器94蜂鳴器控制部100升壓控制器(功能補充集成電路)200放大部201第一放大電路(PGA)202第二放大電路203第三放大電路
301壓カ傳感器(外部傳感器)302麥克風(fēng)部(外部傳感器)306光電ニ極管(外部傳感器)406、411a、411b閉塞壓力傳感器(外部傳感器)2011a、2011b 第一輸入端子2012第一輸出端子2021第二輸入端子2022第二輸出端子2031第三輸入端子
具體實施例方式圖I是示意性地示出了本發(fā)明的實施方式的集成電路的結(jié)構(gòu)的框圖。平臺集成電路I是通過改變與集成電路外部連接的外部傳感器、以及與外部傳感器所對應(yīng)的內(nèi)部程序，從而能夠根據(jù)外部傳感器的不同而在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用的集成電路(IC)。〈集成電路的結(jié)構(gòu)〉平臺集成電路I包括接受來自外部的模擬信號的輸入部20、包含運算控制部即CPU31的控制部30、存儲部40。輸入部20從外部接受多個輸入并輸出多個輸出信號。輸入部20包含放大部200與其他模擬輸入部21。放大部200包含第一 第三放大電路201、202、203。第一放大電路201是可調(diào)整差分増益的差分増益可調(diào)型放大電路即可編程増益放大器(PGA)。第二放大電路202、第三放大電路203是增益被固定的固定增益型放大電路。另外，放大部200可重組地被構(gòu)成為通過改變多個放大電路201、202、203之間的連接關(guān)系等，從而能夠?qū)?yīng)多種外部傳感器的輸入。針對這一點后面進行敘述。在輸入部20與控制部30之間設(shè)有選擇部91。選擇部91是對來自放大部200與其他模擬輸入部21的各種信號進行時分復(fù)用的多路復(fù)用器，并且以預(yù)定的時間切換多個信號并將其傳送至控制部30的CPU(運算控制部)31。另外，設(shè)有對選擇部91輸出的信號進行模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換的模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(AD轉(zhuǎn)換器)92，因此來自選擇部91的信號被數(shù)字化并被傳送至CPU31。存儲部40包含R0M41與RAM42。R0M41存儲由CPU31執(zhí)行的內(nèi)部程序。RAM42被用作各種數(shù)據(jù)的臨時存儲，并且還被用作用于各種運算的工作區(qū)域。
控制部30包括作為運算控制部的CPU31、以及數(shù)字控制器32。CPU31接受來自放大部200和其他模擬輸入部21的信號，井根據(jù)存儲部40內(nèi)的內(nèi)部程序進行器械的控制或檢測結(jié)果的計算。內(nèi)部程序從血壓計用、血糖儀用、注射泵用和輸液泵用的程序來考慮，根據(jù)器械的種類進行存儲。數(shù)字控制器32接受來自CPU31的命令，進行各部分的控制。并且，控制部30包含數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器(DA轉(zhuǎn)換器)33，該數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換器33用于為了控制上述差分增益調(diào)整型第一放大電路201的差分増益而將CPU31等輸出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。根據(jù)由該DA轉(zhuǎn)換器33轉(zhuǎn)變?yōu)槟M值的信號將第一放大電路201的差分增益設(shè)定為預(yù)定值。并且，平臺集成電路I除了上述結(jié)構(gòu)以外還包括電源部50、時脈部60、語音生成部70和輸入輸出部80。電源部50接受外部電源供電并將其轉(zhuǎn)換為適當?shù)碾妷海蚱脚_集成電路I內(nèi)的各部分供電。電源部50包括DC-DC轉(zhuǎn)換部51、穩(wěn)壓器52和電壓檢測器53。DC-DC轉(zhuǎn)換部51為了達到希望的電壓水平而提高或降低外部電源54的電壓。穩(wěn)壓器52接受來自DC-DC轉(zhuǎn) 換部51的電壓并使其穩(wěn)定化，從而將其作為恒壓。電壓檢測器53監(jiān)視從穩(wěn)壓器52中輸出的電壓。時脈部60生成運算控制部即CPU31和其他結(jié)構(gòu)的動作所需要的時脈信號和時鐘信號。時脈部60例如包括RTC(實時時脈)61、定時生成部(定時發(fā)生器)62、PLL(鎖相環(huán))63。RTC61和定時生成部62具有日歷功能，能夠以連接在外部的晶體振蕩器65的振蕩頻率(例如，32KHz)為基準在指定的時間間隔或指定的時刻內(nèi)生成中斷信號。PLL63由晶體振蕩器65的頻率信號生成用于使CPU31動作的高速時脈。并且，也可以設(shè)置用于監(jiān)視運算控制部(微型計算機)不失控的WDT (監(jiān)視計時器)64。語音生成部70用于從外部的音頻放大器以及揚聲器303中輸出語音，而不使用昂貴的部件即語音1C。具體而言，語音生成部70包括被構(gòu)成為軟件的語音解碼器71、用于將語音解碼器71輸出的數(shù)字數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為模擬信號的數(shù)字-摸擬轉(zhuǎn)換器(DA轉(zhuǎn)換器)72。但是，與本實施方式不同，也可以將語音IC作為語音生成部70來使用。輸入輸出部80例如包含第一 第四接ロ 81 84。第一接81用于為了在個人計算機其他外部系統(tǒng)85中取入數(shù)據(jù)而在與個人計算機其他外部系統(tǒng)之間進行通信。例如，第一接 ロ 81 能夠米用基于 UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)或 USB (通用串行總線)的規(guī)格的接ロ。第二接ロ 82是用于在非接觸IC卡之間進行通信的接ロ。例如，第二接ロ 82能夠采用FeliCa(注冊商標)接ロ。第三接ロ 83是用于向可擦除可編程EEPROM(Erasable Programmable ROM)或閃速存儲器等外部的非易失性存儲器86存儲的接ロ。第四接ロ 84是用于在與外部的電量計(Fuel Gauge)87之間進行通信的接ロ。第三接ロ 83和第四接ロ 84例如使用SPI (串行外設(shè)接ロ)或I2C(內(nèi)部集成電路)等。并且，集成電路I包括液晶顯示器驅(qū)動部93、蜂鳴器控制部(蜂鳴控制器)94和外部傳感器用的恒流驅(qū)動電路即電流驅(qū)動部95，該液晶顯示器驅(qū)動部94為了在連接在外部的液晶面板(IXD) 304上顯示測量結(jié)果等而驅(qū)動IXD304，該蜂鳴器控制部94用于從連接在外部的蜂鳴器305中發(fā)出警報聲(蜂鳴)。上述構(gòu)成的平臺集成電路I通過改變與集成電路外部連接的外部傳感器、以及與該外部傳感器所對應(yīng)的所述內(nèi)部程序，從而能夠根據(jù)外部傳感器的不同而在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用。然而，注射泵和輸液泵的運算控制與血壓計和血糖儀的控制相比較為復(fù)雜。因此，在將平臺集成電路I用作注射泵用的集成電路或輸液泵用的集成電路時，在平臺集成電路I上能夠連接作為補充CPU31 (運算控制部)的一部分功能的功能補充集成電路的升壓控制器100。升壓控制器100是門陣列或FPGA(現(xiàn)場可編程門陣列)。升壓控制器100能夠連接在平臺集成電路I的端子(未圖示)上，并且經(jīng)由端子通過內(nèi)部的總線配線等(未圖示)連接在CPU31上。該結(jié)果是，升壓控制器100接受來自CPU31的指令，并執(zhí)行一部分運算處理，從而使得CPU31與升壓控制器100能夠協(xié)作并進行運算控制。以上，被設(shè)置在所說明的本發(fā)明的實施方式的平臺集成電路I上的各要素被大致劃分為第一要素組與第二要素組，該第一要素組通用于包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的醫(yī)療器械的全部器械，該第二要素組只用于多種不同的醫(yī)療器械中的一部分器械。針對這一點，參照圖2 圖6進行說明。 圖2是表示與本實施方式相關(guān)的血壓計中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖3是表示與本實施方式相關(guān)的血糖儀中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖4是表示與本實施方式相關(guān)的注射泵中的平臺集成電路的使用方式的圖。圖5是表示與本實施方式相關(guān)的輸液泵中的平臺集成電路的使用方式的圖。另外，在圖2 圖5中，在器械中沒有被使用的要素記有X號。并且，圖6是表示與各要素有關(guān)的各種器械的使用情況的圖。如圖6所示，作為包含在通用于全部器械的第一要素組內(nèi)的結(jié)構(gòu)，包括以下要素。具體而言，在第一要素組內(nèi)包含有(a)放大部200、具體地是可編程増益放大器(PGA)即第一放大電路201、(b)控制部30 (包含運算控制部即CPU31)、(c)存儲部40、(d)選擇部91、(e)時脈部60、(f)包含在輸入輸出部8中的一部分接ロ、具體地是與外部系統(tǒng)85之間的第一接ロ 81、以及與外部非易失性存儲器86之間的第三接ロ 83。另ー方面，作為包含在第二要素內(nèi)的結(jié)構(gòu)，包括以下要素。具體而言，在第二要素組內(nèi)包含有(g)包含在放大部200內(nèi)的放大電路中沒有包含在上述第一要素組內(nèi)的剰余的放大電路、具體地是第二放大電路202和第三放大電路203、(h)在將平臺集成電路I用作血壓計用的集成電路或血糖儀用的集成電路時向外部傳感器供給電流的電流驅(qū)動部95、
(i)在將平臺集成電路I用作血壓計用的集成電路或血糖儀用的集成電路時被利用的內(nèi)置型蜂鳴器控制部94和內(nèi)置型液晶顯示器驅(qū)動部(LCD驅(qū)動部)93、(i)用于在將平臺集成電路I用作血壓計用的集成電路、注射泵用的集成電路或輸液泵用的集成電路時輸出語音的生成部、(k)包含在輸入輸出部80中的接口中、沒有包含在上述第一要素組內(nèi)的剰余的接ロ、具體地是與非接觸IC卡之間的第二接ロ 82、以及與電量計之間的第四接ロ 84。這樣，本實施方式的平臺集成電路I能夠構(gòu)成為不僅使通用于全部器械的第一要素組(即最大公約數(shù)結(jié)構(gòu))單芯片化，而且還使第二要素組單芯片化。并且，如圖4、圖5所示，在注射泵4或輸液泵5上也設(shè)有IXD或蜂鳴器(警報)，但為了這些IXD304a或蜂鳴器305a，并非一定要使用被編入在平臺集成電路I中的蜂鳴器控制部94和LCD驅(qū)動部93，也能夠使用與外部連接的高性能蜂鳴器控制部或LCD驅(qū)動部(未圖示)。另ー方面，為了血壓計或血糖儀中的LCD304或血壓計中的蜂鳴器305，使用被編入在平臺集成電路I中的蜂鳴器控制部94和LCD驅(qū)動部93。
這樣，根據(jù)所謂血壓計、血糖儀、注射泵、輸液泵的器械的種類，由器械的種類(即，由內(nèi)部程序)來設(shè)定是使用被設(shè)置為包含在第二要素組內(nèi)的至少ー個要素(在本實施方式中，是蜂鳴器控制部94、液晶顯示器驅(qū)動部93這兩個要素)的內(nèi)置型部件，還是使用與內(nèi)置型部件為同種的功能、而性能不同的外部連接部件。并且，即使作為通用于所謂血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵的多種不同的器械中的ー些裝置的結(jié)構(gòu)是包含在第二要素組內(nèi)的要素，也存在下述情況作為根據(jù)器械的不同而具有不同的作用的要素來使用。具體而言，如圖6所示，第一放大電路(PGA) 201被通用于血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵。然而，在將平臺集成電路I用作血壓計用的集成電路、注射泵用的集成電路或輸液泵用的集成電路時，第一放大電路201起接受來自外部傳感器的信號的第一級放大電路的作用，與此相對，在將平臺集成電路I用作血糖儀用的集成電·路時，第一放大電路201起ニ級以后的放大電路的作用。上述構(gòu)成的平臺IC能夠像以下那樣用作血壓計用的集成電路、血糖儀用的集成電路、注射泵用的集成電路和輸液泵用的集成電路。下面，針對各器械中的平臺集成電路的使用方式進行說明，并且對本實施方式的平臺IC的動作進行說明。〈作為血壓計用的集成電路來利用時〉上述圖2是表示本實施方式涉及的血壓計2中的平臺集成電路的使用方式的圖。這里，血壓計2是測量人體血壓的醫(yī)療器械。圖7是示意性地示出了向血壓計中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。參照圖2，在將平臺集成電路I用作血壓計用的集成電路時，作為外部的電氣部件，設(shè)有壓力傳感器301、麥克風(fēng)部302、音頻放大器以及和揚聲器303、LCD304、泵305、控制閥306、排氣閥307、非易失性存儲器86和晶體振蕩器65等。如圖7所示，在本發(fā)明的實施方式中的多個放大電路(放大器)中，第一放大電路(PGA) 201被構(gòu)成為對被輸入到第一輸入端子部201 la、201 Ib內(nèi)的信號的差分進行放大，并將其輸出至第一輸出端子部2012。第二放大電路202被構(gòu)成為對被輸入到第二輸入端子部2021內(nèi)的信號進行放大，并將其輸出至第二輸出端子部2022。第三放大電路203被構(gòu)成為對被輸入到第三輸入端子2031內(nèi)的信號進行放大。這樣，各放大電路201 203對被輸入到互不相同的輸入端子部內(nèi)的信號進行放大，并將其輸出至互補相同的輸出端子部。并且，第一輸入端子部2011a、2011b、第一輸出端子部2012、第二輸入端子部2021、第二輸出端子部2022和第三輸入端子部2013露出在外部，以便通過改變外部連接狀態(tài)，能夠?qū)?yīng)各器械。以上述結(jié)構(gòu)為前提，針對將平臺集成電路I用作血壓計用的集成電路的情況進行說明。在該情況下，檢測用于插入被檢者的上臂的臂帶部的壓カ的壓カ傳感器301連接在差分增益可調(diào)型第一放大電路(PGA) 201的第一輸入端子部2011a、2011b上,第一輸出端子部2012與第二放大電路的第二輸入端子部2021經(jīng)由第一外部電路即帶通濾波器BPFl相連接。并且，語音信號(電壓檢測信號)從設(shè)置在臂帶部上的麥克風(fēng)302經(jīng)由帶通濾波器BPF2輸入至第三放大電路203并被放大?？刂崎y306、排氣閥307和泵305接受來自控制部30的指示，可驅(qū)動地連接在平臺集成電路I上。在上述連接的狀態(tài)下，由被設(shè)置在臂帶部上的壓カ傳感器301檢測出的壓カ信號(檢測信號)作為模擬差分電壓信號被輸入至第一放大電路(PGA) 201，并且在由第一放大電路201差分放大后，作為ー個信道分量的信號被輸入至多路復(fù)用器即選擇部91。壓カ傳感器301由于傳感器之間的偏差較大，因此有利于通過DA轉(zhuǎn)換器將作為第一級放大器的第一放大電路201的放大率設(shè)定為適當?shù)臄?shù)值。并且，由第一放大電路201差分放大后的壓カ信號在由帶通濾波器BPFl與第二放大電路202放大和濾波后，作為ー個信道分量的信號被輸入至選擇部91。通過利用帶通濾波器BPFl對壓カ信號進行濾波，從而能夠從壓力信號中只提取能夠直接用于血壓測量的脈搏分量。脈搏分量能夠直接用于利用示波法進行的血壓測量。另ー方面，來自麥克風(fēng)302的語音信號(電壓的檢測信號)在由帶通濾波器BPF2與第三放大電路203放大和濾波后,作為ー個信道分量的信號被輸入至選擇部91。來自麥克風(fēng)的語音信號能夠直接用于利用柯氏音法進行的血壓測量。
放大后的壓カ信號、脈搏分量、語音各信號由多路復(fù)用器即選擇部91時分復(fù)用，并且由AD轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字轉(zhuǎn)換而被提供給CPU31。CPU31按照作為內(nèi)部程序的血壓計程序，在血壓測量開始時指示泵305向臂帶部供給空氣。并且，CPU31將數(shù)字轉(zhuǎn)換后的壓カ信號、脈動分量、語音信號各信號經(jīng)由接ロ 83存儲至非易失性存儲器86內(nèi)。CPU31控制如下當基于由第一放大電路(PGA)201差分增益后的壓カ信號，判斷出臂帶部被加壓到預(yù)定的壓カ時，則基于壓カ信號驅(qū)動控制閥306，以對臂帶部的空氣進行恒速減壓。在采用示波法時，基于脈動分量的信號與壓カ信號，檢測脈動分量急劇增大的點與脈動分量急劇縮小的點，從而計算血壓值(最高血壓和最低血壓)，并在LCD304上顯示測量結(jié)果。在采用柯氏音(K)法時，基于語音信號和壓カ信號，檢測柯氏音(K)的產(chǎn)生點與消失點，從而計算血壓值(最高血壓和最低血壓)。另外，在需要強制排氣時，CPU31以驅(qū)動排氣閥307的方式進行控制。<用作血糖儀用的集成電路時>圖3是表示與本實施方式相關(guān)的血糖儀3中的平臺集成電路的使用方式的圖。血糖儀3在光學(xué)上測量根據(jù)血液中的葡萄糖量顯色(未圖示)的試驗片(浸潰有葡萄糖氧化酶等試劑的紙等)的顯色程度，求取血糖值。圖8是示意性地示出了向血糖儀中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。如圖3所示，在將平臺集成電路I用作血糖儀用的集成電路時，作為外部的電氣部件，設(shè)置有光電ニ極管309、發(fā)光二極管401、熱敏電阻器等的溫度傳感器402、IXD304、非易失性存儲器86、非接觸IC卡用的插頭403、蜂鳴器305和晶體振蕩器65。如圖8所示，在平臺集成電路I被用作血糖儀用的集成電路時，用于在光學(xué)上測量根據(jù)血液中的葡萄糖量顯色的試驗部位的顯色程度的光電ニ極管309連接在固定増益型第二放大電路202的第二輸入端子部2021上，第二輸出端子部2022與第一放大電路(PGA) 201的一方的第一輸入端子部2011a經(jīng)由作為第二外部電路的低通濾波器LPF相連接。并且，第二輸出端子部2022相對于第一放大電路(PGA) 201的另一方的第一輸入端子部2011b不經(jīng)由低通濾波器LPF而連接。在作為輸入部的輸入A上連接有熱敏電阻器等的溫度傳感器402。發(fā)光二極管401通過未圖示的端子，被連接在電流驅(qū)動部95上。在上述連接的狀態(tài)下，基于執(zhí)行作為內(nèi)部程序的血糖儀程序的CPU31的控制，通過電流驅(qū)動部95向發(fā)光二極管401供給電流。由此，發(fā)光二極管401向滲入了被檢者的血液的試驗片照射光線。此時，由血糖儀具有的光電ニ極管309所檢測出的光信號(電流的檢測信號)在由與未圖示的外部電阻器一同構(gòu)成互阻放大器的第二放大電路202進行電流/電壓轉(zhuǎn)換并放大后，作為ー個信道被輸入至選擇部91。并且，由第二放大電路202放大后的光信號在作為差分信號的一方被輸入至第一放大電路(PGA) 201的同時，作為差分信號的另一方經(jīng)由低通濾波器LPF被輸入至第一放大電路(PGA) 2011。第一放大電路201對經(jīng)由低通濾波器LPF輸入的光信號與未通過低通濾波器LPF輸入的光信號之間的差進行放大。由此，能夠高精度提取光信號中用于血糖值的測量的高頻分量。由第一放大電路(PGA) 201放大后的信號作為I個信道被輸入至選擇部91。第一放大電路(PGA) 201的放大率由DA轉(zhuǎn)換器33設(shè)定為適當?shù)臄?shù)值。CPU31按照作為內(nèi)部程序的血糖儀程序，基于由第一放大電路(PGA)201放大后的 信號檢測顯色程度，由此以計算血糖值的方式進行運算控制。此時，能夠基于來自溫度傳感器402的信號，補償溫度的影響。<用作注射泵用的集成電路時>圖4是表示與本實施方式相關(guān)的注射泵4中的平臺集成電路的使用方式的圖。注射泵4是設(shè)置注射泵，并通過由電動機驅(qū)動的滑塊部移動注射器推桿，從而將注射器內(nèi)的內(nèi)容物精確地注入到體內(nèi)的裝置。注射泵是以在重癥監(jiān)護病房(ICU)等內(nèi)高準確度且較長時間地向患者補給營養(yǎng)或輸血、注入所謂化療藥物或麻醉劑的藥劑為主要目的的醫(yī)療器械，其藥劑流量控制相比其他形式的泵占有優(yōu)勢。圖9是示意性地示出了向注射泵中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。如圖4所示，在將平臺集成電路I用作注射泵用的集成電路時，作為外部的電氣部件，設(shè)置有成為驅(qū)動用于使注射器推桿移動的滑塊部的驅(qū)動源的監(jiān)視器405、檢測監(jiān)視注射泵的閉塞狀態(tài)的閉塞壓カ傳感器406、檢測注射器的直徑尺寸的注射器尺寸檢測部407、用于檢測滑塊部的移動位置的滑塊位置檢測部408、電動機驅(qū)動電壓檢測部409、電源電壓檢測部410、音頻放大器以及揚聲器303、LCD304a、蜂鳴器305a、非易失性存儲器86和晶體振蕩器65等。并且，在平臺集成電路I上連接有用于補充CPU31的運算控制功能的升壓控制器 100。如圖9所示，閉塞壓力傳感器406連接在差分増益可調(diào)型第一放大電路(PGA) 201的第一輸入端子部2011a、2011b上。注射器尺寸檢測部407、滑塊位置檢測部408、電動機驅(qū)動電壓檢測部409和電源電壓檢測部410被連接為各自的信號分別被輸入至作為平臺集成電路I的輸入部21的輸入A D。電動機405被連接為能夠接受來自CPU31或升壓控制器100的指令。在上述連接的情況下，由注射器具有的閉塞壓力傳感器406檢測出的閉塞壓力作為差分電壓信號(檢測信號)被輸入至第一放大電路201并被放大，并且作為ー個信道分量的信號被輸入至選擇部91。第一放大電路201的放大率由DA轉(zhuǎn)換器33設(shè)定為適當?shù)臄?shù)值。放大后的閉塞壓力、電源電壓、電動機驅(qū)動電壓、滑塊位置檢測、注射器尺寸檢測的各信號由多路復(fù)用器即選擇部91時分復(fù)用，由AD轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。數(shù)字轉(zhuǎn)換后的各信號能夠在CPU31的控制下經(jīng)由第三接ロ 83存儲至外部的非易失性存儲器86，并作為注射泵的控制用信號、異常檢測信號來利用。具體而言，CPU31和升壓控制器100按照作為內(nèi)部程序的注射泵用程序，通過注射器尺寸檢測信號求取注射器尺寸。并且，基于所述滑塊位置的檢測結(jié)果并通過反饋控制等移動注射器推桿，以達到由用戶事先設(shè)定輸入的流量和累積量。另外，考慮到驅(qū)動開始時的閉塞壓力的變化等對反饋控制的影響，接受到來自閉塞壓カ傳感器406的閉塞壓力信號的CPU31和升壓控制器100也可以通過校正反饋控制的參數(shù)來進行電動機控制校正。并且，閉塞壓力還用于發(fā)出異常檢測信號。并且，基于現(xiàn)在的滑塊位置，檢測實際流量、累積量等。流量、累積量、閉塞壓力等各種檢測結(jié)果被顯示在IXD304a上，并根據(jù)需要由蜂鳴器305a發(fā)出警報。另外，CPU31與升壓控制器100的功能分エ能夠由內(nèi)部程序適當設(shè)定。并且，希望由內(nèi)部程序設(shè)定為為了注射泵的IXD304a或蜂鳴器305a，并非一定要使用被編入在平臺集成電路I中的蜂鳴控制器94和液晶顯示器驅(qū)動部93，也可以使用外部連接的高性能蜂鳴器控制部或液晶顯示器驅(qū)動部(未圖示)。這一點與后面敘述的輸液泵的情況相同。
<用作輸液泵用的集成電路時>圖5是表示與本實施方式相關(guān)的輸液泵5中的平臺集成電路的使用方式的圖。輸液泵5是利用蠕動運動進行液體輸送的裝置，該蠕動運動通過利用沿管道的長度方向設(shè)置的多個指狀元件將輸液管的外周面依次向下流側(cè)按壓而取得。多個指狀元件經(jīng)由驅(qū)動機構(gòu)由電動機來驅(qū)動。這種輸液泵是以設(shè)定的每小時的滴入量持續(xù)投放藥劑的醫(yī)療器械，例如，在對手術(shù)后的患者要準確輸液時被使用。圖10是示意性地示出了向輸液泵中的平臺集成電路的輸入部的連接關(guān)系的圖。如圖5所示，在將平臺集成電路I用作輸液泵用的集成電路時，作為外部的電氣部件，設(shè)置有為了在多個位置監(jiān)視輸液管的閉塞狀態(tài)而檢測閉塞壓カ的2個閉塞壓カ傳感器411a、411b、用于驅(qū)動使多個指狀元件驅(qū)動的電動機412、熱敏電阻器等的溫度傳感器402、電源電壓檢測部410、音頻放大器以及揚聲器303、LCD304a、蜂鳴器305a、非易失性存儲器86和晶體振蕩器65等。并且，在平臺集成電路I上連接有用于補充CPU31的運算控制功能的升壓控制器100。如圖10所示，輸液泵具有的2個閉塞壓カ傳感器411a、411b經(jīng)由開關(guān)SW作為差分電壓信號(檢測信號)連接在第一放大電路(PGA) 201的第一輸入端子部2011a、2011b上。溫度傳感器402和電源電壓檢測部410被連接為各自的信號分別被輸入至作為平臺集成電路I的模擬輸入部21的輸入A、B。電動機412被連接為能夠接受來自CPU31或升壓控制器100的命令。在以上連接的情況下，由輸液泵具有的2個閉塞壓カ傳感器411a、411b檢測出的閉塞壓力I、閉塞壓力2中、由根據(jù)時間等切換的開關(guān)SW所選擇的任何一方的閉塞壓力作為差分電壓信號(檢測信號)被輸入至第一放大電路201，在由第一放大電路201放大后，作為ー個信道分量的信號被輸入至作為多路復(fù)用器的選擇部91。第一放大電路201的放大率由DA轉(zhuǎn)換器33設(shè)定為適當?shù)臄?shù)值放大后的閉塞壓力1、2、電源電壓、溫度的各信號由作為多路復(fù)用器的選擇部91時分復(fù)用，并由AD轉(zhuǎn)換器進行數(shù)字轉(zhuǎn)換。數(shù)字轉(zhuǎn)換后的各信號能夠在CPU31的控制下經(jīng)由第三接ロ 83存儲至外部的非易失性存儲器86，并作為輸液泵的控制用信號、異常檢測信號來利用。具體而言，CPU31和升壓控制器100為了以用戶事先設(shè)定的每小時的流量持續(xù)輸液直到達到預(yù)定時間位置，而生成電動機旋轉(zhuǎn)信號，并通過該旋轉(zhuǎn)信號驅(qū)動電動機，指狀元件根據(jù)電動機的旋轉(zhuǎn)按壓輸液管的外面，從而控制輸液的流量。根據(jù)從2個閉塞壓カ傳感器中得到的閉塞壓力I、閉塞壓力2，例如檢測輸液管的上流側(cè)與下流側(cè)的閉塞，當檢測到閉塞時，進行響應(yīng)于該壓カ的警告顯示等。并且，考慮到輸液管的外表面的硬度根據(jù)溫度條件的不同而發(fā)生變化，因此接受到來自溫度傳感器的檢測溫度的CPU31和升壓控制器100也能夠進行電動機控制校正。如上所述，根據(jù)本發(fā)明的實施方式的平臺集成電路，能夠?qū)崿F(xiàn)以下效果。(a)根據(jù)本實施方式的平臺集成電路，由于可以在具有傳感功能的、包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用，因 此可以使多種器械的部件標準化，因此能夠?qū)崿F(xiàn)器械用部件和使用了該器械用部件的器械更低成本化。(b)根據(jù)本實施方式的平臺集成電路，不僅使通用于多種不同的醫(yī)療器械的全部器械的第一要素組(最大公約數(shù)結(jié)構(gòu))單芯片化，而且還使只用于一部分器械的第二要素組單芯片化。因此，被芯片化安裝的要素的范圍擴大，外部部件的數(shù)量變少，因此能夠在縮小電路整體的尺寸的同吋，實現(xiàn)器械的更低成本化。(C)根據(jù)本實施方式的平臺集成電路，根據(jù)多種不同的醫(yī)療器械的種類，由所述內(nèi)部程序設(shè)定是使用內(nèi)置型部件，還是使用與該內(nèi)置型部件為同種類、而性能不同的外部連接部件。因此，在根據(jù)器械的用途獲得的功能的性能不同時，不需要為了對應(yīng)最高性能而設(shè)置昂貴的內(nèi)置型部件。(d)根據(jù)本實施方式的平臺集成電路，具有對被輸入到互不相同的輸入端子部的信號進行放大，并將其輸出至互不相同的輸出端子部的多個放大電路，通過根據(jù)選擇性地連接在集成電路上的外部傳感器的種類改變所述輸入端子部與所述輸出端子部之間的連接狀態(tài)，從而能夠切換多個放大電路中首先接收來自外部傳感器的信號的第一級放大電路與ニ級以后的放大電路的順序，因此對于根據(jù)傳感器頭部的種類不同而需要不同對應(yīng)的輸入部，也可以實現(xiàn)標準化。(e)根據(jù)本實施方式的而平臺集成電路，作為通用于所謂血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵的多種不同的醫(yī)療器械中的ー些器械的結(jié)構(gòu)即使是包含在平板集成電路I內(nèi)的要素，也能如第一放大電路201那樣，作為根據(jù)器械的不同而具有不同作用的要素來使用。因此，能夠減少針對不同作用中的每個作用設(shè)置單獨的電路要素的需要。(f)根據(jù)本實施方式的平臺集成電路，能夠與根據(jù)多種醫(yī)療器械的種類而補充運算控制部的一部分功能的功能補充電路連接。因此，在由于傳感器頭部的種類不同而需處理的負荷的輕重也不同吋，不需要為了對應(yīng)最重負荷而設(shè)置昂貴的運算處理電路，并且，能夠避免整體上被標準化為超高性能的基板而造成制造成本増加。以上，針對與本發(fā)明的實施方式相關(guān)的集成電路和使用了該集成電路的血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵進行了說明，但本發(fā)明并與限定于上述實施方式。在不脫離專利要求范圍內(nèi)的技術(shù)思想的范圍內(nèi)能夠適當?shù)剡M行變更、追加、省略。并且，本申請基于2010年3月31日申請的日本專利申請編號2010-080209號，其公開內(nèi)容被參照，并且被整 體編入。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括 放大部，其接受來自與集成電路外部連接的外部傳感器的信號的輸入；以及 運算控制部，其接受由所述放大部處理后的信號，并根據(jù)內(nèi)部程序進行用于醫(yī)療療器械的控制或檢測結(jié)果的計算的運算處理， 其中，該集成電路通過改變與所述集成電路外部連接的外部傳感器、以及與該外部傳感器所對應(yīng)的所述內(nèi)部程序，從而能夠根據(jù)所述外部傳感器的不同而在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵在內(nèi)的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路來利用。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成電路，其特征在干， 在該集成電路的內(nèi)部包含有第一要素組與第二要素組，該第一要素組通用于所述多種不同的醫(yī)療器械的全部醫(yī)療器械，該第二要素組只用于所述多種不同的醫(yī)療器械中的一部分醫(yī)療器械。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成電路，其特征在干， 根據(jù)所述多種醫(yī)療器械的種類，由所述內(nèi)部程序來設(shè)定是使用被設(shè)置為所述第二要素組中的至少ー個要素的內(nèi)置型部件，還是使用與該內(nèi)置型部件為同種的功能、而性能不同的外部連接部件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的集成電路，其特征在干， 所述第一要素組包含(a)、包含在所述放大部中的至少一部分放大電路；(b)、所述運算控制部；(c)、存儲部，其存儲所述內(nèi)部程序；(d)、選擇部，其被設(shè)置在所述放大部與所述運算控制部之間，以預(yù)定的周期切換來自所述放大部和其他模擬輸入的各種信號，并將其傳送至所述運算控制部；(e)、時脈部，其生成用于所述運算控制部的時脈信號和時鐘信號；(f)、包含在用于與外部通信的輸入輸出部中的至少一部分接ロ；(g)、電源部，其接受外部供電并向所述集成電路的各部分供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的集成電路，其特征在干， 所述第二要素組包含(h)、所述放大部中沒有包含在所述第一要素組內(nèi)的剰余的放大電路；(i)、電流驅(qū)動部，其在將所述集成電路用作所述血壓計用的集成電路或所述血糖儀用的集成電路時，向外部傳感器供給電流；(j)、內(nèi)置型蜂鳴器控制部和內(nèi)置型液晶顯示驅(qū)動部，其在將所述集成電路用作所述血壓計用的集成電路或所述血糖儀用的集成電路時被使用；(k)、語音生成部，其用于在將所述集成電路用作所述血壓計用的集成電路、注射泵用的集成電路或輸液泵用的集成電路時輸出語音；(I)、用干與外部通信的輸入輸出部中沒有包含在所述第一要素組內(nèi)的剩余接ロ。
6.根據(jù)權(quán)利要求I 5中的任一項所述的集成電路，其特征在干， 所述放大部具有多個放大電路，該多個放大電路對被輸入到互不相同的輸入端子部的信號進行放大，并將其輸出至互不相同的輸出端子部， 根據(jù)選擇性地連接在所述集成電路上的外部傳感器的種類，改變所述輸入端子部與所述輸出端子部之間的連接狀態(tài)，由此能夠切換多個放大電路中首先接收來自所述外部傳感器的信號的第一級放大電路與ニ級以后的放大電路的順序。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的集成電路，其特征在干， 所述放大部具有差分増益可調(diào)型第一放大電路，其對被輸入到第一輸入端子部的信號進行處理并將其輸出至第一輸出端子部；固定増益型第二放大電路，其對被輸入到第二輸入端子部的信號進行處理并輸出至第二輸出端子部；以及固定増益型第三放大電路，其對被輸入到第三輸入端子部的信號進行處理并輸出， 在所述集成電路被用作所述血壓計用的集成電路時，檢測用于插入被檢者的上臂的臂帶部的壓カ的壓カ傳感器連接在所述差分増益可調(diào)型第一放大電路的第一輸入端子部上，并且所述第一輸出端子部與所述第二輸入端子部經(jīng)由第一外部電路相連接，另ー方面，檢測所述上臂內(nèi)的血流聲音的麥克風(fēng)部連接在所述第三輸入端子部上，所述第一放大電路、所述第二放大電路以及所述第三放大電路分別生成的輸出信號被進行摸-數(shù)轉(zhuǎn)換而被提供給所述運算控制部， 在所述集成電路被用作所述血糖儀用的集成電路時，用于在光學(xué)上測量根據(jù)血液中的葡萄糖量顯色的試驗部位的顯色程度的光傳感器連接在所述固定増益型第二放大電路的第二輸入端子部上，并且所述第二輸出端子部與所述第一輸入端子部經(jīng)由第二外部電路相連接，所述第一放大電路和所述第二放大電路分別生成的輸出信號被進行摸-數(shù)轉(zhuǎn)換而被提供給所述運算控制部， 在所述集成電路被用作注射泵用的集成電路或輸液泵用的集成電路吋，監(jiān)視注射器或輸液管的閉塞狀態(tài)的閉塞壓カ傳感器連接在所述差分増益可調(diào)型第一放大電路的第一輸入端子部上，所述第一放大電路生成的輸出信號被進行模-數(shù)轉(zhuǎn)換而被提供給所述運算控制部。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 7中的任一項所述的集成電路，其特征在干， 所述集成電路還能夠根據(jù)所述多種醫(yī)療器械的種類，與用于補充所述運算控制部的一部分功能的功能補充集成電路連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的集成電路，其特征在干， 所述集成電路是模擬電路與數(shù)字電路混合配置的系統(tǒng)LSI， 所述功能補充集成電路是門陣列或現(xiàn)場可編程門陣列。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的集成電路，其特征在干， 所述功能補充集成電路通過與所述運算控制部的并行處理來補充集成電路的運算功倉^:。
11.根據(jù)權(quán)利要求8 10中的任一項所述的集成電路，其特征在干， 在所述集成電路被用作注射泵用的集成電路或輸液泵用的集成電路時，連接所述功能補充集成電路。
12.—種血壓計，其特征在干， 包括權(quán)利要求I 11中的任一項所述的集成電路， 作為所述外部傳感器，包括 壓カ傳感器，其檢測用于插入被檢者的上臂的臂帶部的壓カ； 麥克風(fēng)部，其檢測所述上臂內(nèi)的血流聲音。
13.—種血糖儀，其特征在干， 包括權(quán)利要求I 11中的任一項所述的集成電路， 作為所述外部傳感器包括光傳感器，其用于在光學(xué)上測量根據(jù)血液中的葡萄糖量顯色的試驗部位的顯色程度。
14.ー種注射泵，其特征在干，包括權(quán)利要求8 11中的任一項所述的集成電路，所述功能補充電路，其與所述集成電路連接，補充所述運算控制部的一部分功能；作為所述外部傳感器包括閉塞壓カ傳感器，其監(jiān)視注射器的閉塞狀態(tài)。
15.—種輸液泵,其特征在于，包括權(quán)利要求8 11中的任一項所述的集成電路，所述功能補充電路，其與所述集成電路連接，補充所述運算控制部的一部分功能；作為外部傳感器包括閉塞壓カ傳感器，其監(jiān)視輸液管的閉塞狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種集成電路、以及使用了該集成電路的醫(yī)療器械。該集成電路能夠在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電路而加以利用。該集成電路包括放大部(20)，接受來自與集成電路外部(1)外接的外部傳感器的信號；運算控制部(31)，接受由放大部(20)處理后的信號，并根據(jù)內(nèi)部程序進行用于器械的控制或檢測結(jié)果的運算的運算處理。通過改變與集成電路外部(1)連接的外部傳感器和與該外部傳感器相對應(yīng)的內(nèi)部程序，能夠根據(jù)外部傳感器的不同，在包含血壓計、血糖儀、注射泵和輸液泵的多種不同的醫(yī)療器械之間作為公用的集成電來利用。
文檔編號A61M5/142GK102985123SQ20118001772
公開日2013年3月20日 申請日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者森田孝司, 菅原吉久, 巖田丈晴 申請人:泰爾茂株式會社