JP2004351135A - Electrode and apparatus for cardiac output measurement - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、心拍出量測定用電極に関する。
また、本発明は、この心拍出量測定用電極を備える心拍出量測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
心臓の血液駆出に伴う生体インピーダンス(あるいはアドミタンス)変化を用いる電気的な心拍出量計は、心拍出量を測定する非侵襲的計測法の中で最も簡便な手法として広く利用されている。その多くは、Nyboerらの胸部円筒モデルとKubicekらの心拍出量または一回拍出量の推定式に基づいて計測が行われている。
【0003】
これらの計測においては、図9のように胸部36及び頸部35に4本のバンド状の電極を一周させて装着して、外側の一対の電流通電用電極31.32間に高周波微小電流を印可し、内側の一対の電圧検出用電極33,34で電圧を測定することにより、Kubicekらの推定式に基づいて心拍出量を算出している。
【0004】
これらの電気的インピーダンス(あるいはアドミタンス)法で従来から使用されている生体用電極は、帯状の布部材の長手方向に銀被覆有機繊維体あるいは銀被覆有機繊維を含有した繊維体で構成されるバンド状の形状をしている(例えば、特許文献1参照。)。
【0005】
【特許文献1】
特開平5−137699号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなバンド状の電極では、ベッドに寝た仰臥位の被験者(あるいは患者)への電極装着は容易ではなく、さらに生体の測定部に電極を一周させることによる拘束感があることから電極装着に関する被験者(あるいは患者)への不快感が大きな問題となっている。このため、簡便に生体に装着でき、電極装着よる不快感が少ない心拍出量測定用電極の開発が望まれている。
【0007】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、簡便に装着でき、被験者等の不快感を低減できる心拍出量測定用電極、およびこの心拍出量測定用電極を備える心拍出量測定装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の心拍出量測定用電極は、一対の電流通電用電極と一対の電圧検出用電極を有する心拍出量測定用電極において、電流通電用電極の長さが100〜250mmの範囲にあるものである。
【0009】
ここで、上述の電圧検出用電極は、長さが20〜40mmの範囲にあることが好ましい。また、1つの電流通電用電極と1つの電圧検出用電極が、1つのシートに固定されていることが好ましい。また、シートが粘着シートであることが好ましい。また、シートは、電流通電用電極と電圧検出用電極の間に、分離用切れ目を有することが好ましい。また、不感電極がシートに固定されていることが好ましい。また、1つの電圧検出用電極に代えて、移動自在な接続端子を有することが好ましい。また、2つの電圧検出用電極の距離を計測するための電極間距離メジャーを備えることが好ましい。
【0010】
本発明の心拍出量測定装置は、一対の電流通電用電極と一対の電圧検出用電極を有する心拍出量測定用電極を備えた心拍出量測定装置において、電流通電用電極の長さが100〜250mmの範囲にあるものである。
【0011】
ここで、上述の電圧検出用電極は、長さが20〜40mmの範囲にあることが好ましい。また、1つの電流通電用電極と1つの電圧検出用電極が、1つのシートに固定されていることが好ましい。また、シートが粘着シートであることが好ましい。また、シートは、電流通電用電極と電圧検出用電極の間に、分離用切れ目を有することが好ましい。また、不感電極がシートに固定されていることが好ましい。また、1つの電圧検出用電極に代えて、移動自在な接続端子を有することが好ましい。また、2つの電圧検出用電極の距離を計測するための電極間距離メジャーを備えることが好ましい。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、心拍出量測定用電極および心拍出量測定装置にかかる第1の発明の実施の形態について説明する。
【0013】
図1は、第1の実施の形態にかかる心拍出量測定用電極の構成を示す平面図である。図1に示すように、心拍出量測定用電極は、一対の電流通電用電極2,11と一対の電圧検出用電極7,14を有している。電流通電用電極2と電圧検出用電極7、および電流通電用電極11と電圧検出用電極14を、上下に二つ組み合わせることにより心拍出量測定用電極を構成している。
【0014】
電流通電用電極2と電圧検出用電極7は、シート1に固定されている。このシート1は粘着シートからなっている。
【0015】
電流通電用電極2の形状は、長方形の板状である。電流通電用電極2は、長さが100〜250mmの範囲にあることが好ましい。長さが100mm以上であると、電流分布が均一になりやすいという利点がある。長さが250mm以下であると、身体の前面のみで装着可能という利点がある。
【0016】
電流通電用電極2は、幅が10〜30mmの範囲にあることが好ましい。
【0017】
電流通電用電極2の形状は、長方形の板状に限定されない。電流通電用電極2の形状は、このほか心電図測定に利用される生体用電極を2個ないし、3個を導線で接続することにより等電位化した複合電極などを採用することができる。その場合、配置された心電図測定用電極の両端までの長さは、長方形の板状電極で用いられる長さと同じ範囲とする。
【0018】
図2は、電流通電用電極2の構成を示す断面図である。図2に示すように、本電極の断面の構造は、ゲル状導電性粘着物質4とAg/AgClシート3で構成された生体電極を接続端子5を介して、導線6へと接続して、生体へ高周波電流を流している。
【0019】
ゲル状導電性粘着物質4は、電解物質であり、塩化ナトリウムや塩化カリウム等を含む高分子ポリマーのゲルなどからなる。
【0020】
Ag/AgClシート3は、紙、ポリマーフィルム等により形成された基材に銀−塩化銀を基材の片面の全面に渡って所定の厚さ、例えば10〜20ミクロンで形成したものからなる。シートはこのAg/AgClシートに限定されない。このほか、銀、金などを採用することができる。
【0021】
電流通電用電極2は、粘着シート1に固定されている。粘着シート1は、通気性を持ったメッシュ状の粘着シートからなる。
【0022】
なお、後述する電流通電用電極11、電圧検出用電極7,14、および不感電極17の構成は、上述した電流通電用電極2の構成と同様である。
【0023】
図1に示すように、電圧検出用電極7の形状は、長方形の板状である。電圧検出用電極7は、長さが20〜40mmの範囲にあることが好ましい。長さが20mm以上であると、十分に電位を測定できるという利点がある。長さが40mm以下であると、分解能的に問題がないという利点がある。
【0024】
電圧検出用電極7は、幅が10〜30mmの範囲にあることが好ましい。
【0025】
電圧検出用電極7の形状は、長方形の板状に限定されない。電圧検出用電極7の形状は、このほか、心電図測定に使用される生体用電極などを採用することができる。
【0026】
電流通電用電極2と電圧検出用電極7の距離は、30mm〜50mmの範囲にあることが好ましい。距離が30mm以上であると、誤差要因である電流集中が発生しづらいという利点がある。距離が50mm以下であると、頸部に大きくかからないという利点がある。
【0027】
本電極では、粘着シート1で固定されているため、常に電流通電用電極2と電圧検出用電極7を所定の距離で装着することが可能となる。従って、生体のインピーダンス(あるいはアドミタンス)法による心拍出量計測において大きな誤差要因となりうる、不適切な電極配置による通電電流分布の不均一性を防ぐことができる。
なお、後述する電流通電用電極11と電圧検出用電極14についても、同様の効果が得られる。
【0028】
電流通電用電極11、電圧検出用電極14、および不感電極17は、粘着シート10に固定されている。
【0029】
電流通電用電極11の形状、長さの範囲、幅の範囲、および採用しうる他の形状は、上述した電流通電用電極2の形状、長さの範囲、幅の範囲、および採用しうる他の形状と同様である。
【0030】
心拍出量測定用電極の中心軸を、電極間距離メジャー20の幅方向の中心とすると、電流通電用電極11の長手方向の中心は、中心軸から右側(図面上)に偏心している。この偏心させている理由は、電圧検出用電極14、電流通電用電極11、不感電極17の3つの電極を粘着シート上に構成させるためである。
【0031】
電圧検出用電極14の形状、長さの範囲、幅の範囲、および採用しうる他の形状は、上述した電圧検出用電極7の形状、長さの範囲、幅の範囲、および採用しうる他の形状と同様である。
【0032】
電流通電用電極11と電圧検出用電極14の距離の範囲は、上述した電流通電用電極2と電圧検出用電極7の距離の範囲と同様である。
【0033】
また、電圧検出用電極が装着された場所の生体インピーダンス(あるいはアドミタンス)値も同時に計測可能なように下側の電流通電用電極11の左隣にスポット状に加工したゲル状の導電性粘着物質とAg/AgClシートから構成される不感電極17を設けている。もちろんこれは、個別の生体インピーダンス(あるいはアドミタンス)値が不要であれば使用しなくとも、心拍出量の測定に問題ない。
【0034】
2つの電圧検出用電極7,14の距離Lを計測するための電極間距離メジャー20を備えている。電極間距離メジャー20の上端(図面上)は粘着シート1に固定されている。電極間距離メジャー20は、粘着シート10上の通し部21により、摺動可能に支持されている。この電極間距離メジャー20により、心拍出量の算出に必要な電圧検出用電極間の距離Lを簡便に計測することができる。
【0035】
本実施の形態にかかる心拍出量測定装置は、上述の電流通電用電極と電圧検出用電極を有する心拍出量測定用電極を備えるものである。
【0036】
つぎに、上述の心拍出量測定用電極を用いて、心拍出量測定に適用した場合を説明する。
インピーダンス(あるいはアドミタンス)法で広く用いられるKubicekらの心拍出量の推定式は、Nyboerらの円筒モデルを基に構築されており、この式を用いて心拍出量を算出するためには測定部位である胸部が円筒モデルに対応している必要がある。そのために、体表面における電流分布を測定して、胸郭体表面全体の電流分布を計測し、円筒モデルに対応しているかどうか検討する必要がある。
【0037】
電流の可視化は困難なため、電流が等電位線に直交して流れる性質から胸部の等電位分布図を作成することにより胸部電流分布が推定可能となる。また、通電電流を一定とすれば、等電位線と等インピーダンス線は等しくなることを利用することにより、胸郭体表面の等インピーダンス分布図を作成することで、体表面における電流分布を推定することが可能となる。
【0038】
ここで、血液が大動脈内に流入する直前(すなわち心室拡張期末)の胸部平均インピーダンスをZo信号と定義し、これにより作成した等インピーダンス分布図をZoマップとする。
【0039】
円筒モデルに対応する理想的なZoマップは、図3のように胸部全体に均一に分布することになる。しかしながら、実際の生体インピーダンスは組織で異なり、その異方性により通電電流の方向または測定方向、印可周波数などで大きく異なっていることが分かっているため、実際の測定ではそのような分布図にならず、測定誤差の原因の一つになっている。
【0040】
従来から用いられているバンド状電極では、胸部及び頸部に一周巻き付けることにより図4のように理想的なZoマップに対して相関係数r=0.96の胸部電流分布を実現していた。しかし、バンド状電極では、計測原理の基になる円筒モデルに対応させるため、胸部と頸部に一周巻き付ける必要があり、そのためにベッドに寝ている時のような仰臥位姿勢の被験者(あるいは患者)に対しては電極の装着が困難であったり、長時間計測においては不快感を与えるという問題が起こっている。
【0041】
そこで、電極装着を簡易化するために電極の形状及び位置を様々に変えて、胸郭体表面上のZoマップを作成し、円筒モデルが適用可能と思われる電極配置の検討を行った。その結果、従来のように胸部及び頸部にバンド状電極を一周させることなく、鎖骨の上部30mm及び剣状突起の下部30mmに長さ15cmのテープ状の電流通電用電極を配置することで、図5のように理想的なZoマップに対して相関係数r=0.92と従来のバンド状電極とほぼ同等の胸部電流分布が得られることが判明した。
【0042】
さらに、胸部全体及び正中近傍でのZo信号に重畳している脈動成分ΔZによる等インピーダンス分布図をΔZマップとする。そこで、図6のようにΔZマップに肺の解剖学的位置関係を重ね合わせると、胸郭全体では円筒モデルを適用できるような理想的なΔZマップと良い相関が得られなかった。しかし、正中近傍付近に着目して、局所的な円筒モデル(太線で囲った正中近傍領域39)を定義することにより理想なΔZマップに対して相関係数r=0.93の結果が得られた。
【0043】
これらの結果より、正中近傍に局所的な円筒モデルを想定し、電圧検出用電極の配置としてΔZ波形が最も大きく変化する鎖骨中央と剣状突起とすることにより、従来の電極配置と同等の精度で測定可能となることが分かった。
【0044】
電圧検出用電極7は、鎖骨中央付近の領域範囲に装着することが好ましい。この領域範囲に装着すると、心室の収縮に伴う上行大動脈での血液量変化により、インピーダンス(あるいはアドミタンス)変化が顕著に表れるという利点がある。
【0045】
電圧検出用電極14は、剣状突起付近の領域範囲に装着することが好ましい。この領域範囲に装着すると、インピーダンス(あるいはアドミタンス)変化が少ないという利点がある。
【0046】
本電極の測定精度を比較するために、本電極の電圧検出用電極を鎖骨中央と剣状突起に配置することにより、侵襲的な方法ではあるが臨床でも広く利用されている色素希釈法による心拍出量計測値との比較で、相関係数がr=0.98、回帰係数a=1.19となり、従来から用いられているバンド状電極の測定値とほぼ同様な値が得られた。
【0047】
従って、本実施の形態の電極は、従来から利用されているバンド状電極と置き換えて、電気的インピーダンス(あるいはアドミタンス)法に使用することができ、電流通電用電極及び電圧検出用電極対を粘着シートで一体化していることにより、電極装着を非常に容易化することができ、胸郭前面のみを使用することにより仰臥位の試験者(あるいは患者)でも簡便に装着可能で、一周巻き付ける必要がないため被験者の不快感を低減できる効果がある。
加えて、電極間距離メジャーを付属していることから、Kubicekらの心拍出量の推定式に必要な電圧検出用電極間の距離を簡便に測定することができる効果がある。
【0048】
つぎに、心拍出量測定用電極および心拍出量測定装置にかかる第2の発明の実施の形態について説明する。
【0049】
図7に示したように図1の第1の実施形態と基本的には同様な構造をしているが、第1の実施形態の電極構成では被験者(あるいは患者)の体格により、通電電流用電極と電圧検出用電極間の距離を30mm以上、あるいは30mm以下にしなければならない場合が生じる可能性がある。
【0050】
そのため、電流通電用電極と電圧検出用電極の間のシートには、分離用切れ目23,24を設ける。すなわち、通電電流用電極と電圧検出用電極を分離可能なように粘着シートにあらかじめ分離用の切れ目23,24を設け、電圧検出用電極の導線に余裕をもたせた構造にすることにより、通電電流用電極と電圧検出用電極間の距離を任意にとることが可能となっている。これにより、第1の実施形態では測定が不可能であった被験者(あるいは患者)にもバンド状電極ではなく、本発明の電極を用いた測定が可能となる効果がある。
【0051】
本実施の形態にかかる心拍出量測定装置は、上述の電流通電用電極と電圧検出用電極を有する心拍出量測定用電極を備えるものである。
【0052】
つぎに、心拍出量測定用電極および心拍出量測定装置にかかる第3の発明の実施の形態について説明する。
【0053】
図8に示したように、図1の第1の実施形態と基本的には同様な構成をしている。1つの電圧検出用電極に代えて、移動自在な接続端子を有する。すなわち、第1の実施形態の電圧検出用電極の位置ではなく、任意の場所の生体インピーダンス(あるいはアドミタンス)値を心拍出量と同時に計測可能なように、例えば心電図電極と接続可能な電圧検出用電極クリップ27を別途設けている。
【0054】
これにより、標準の電極配置では測定誤差が生じるような場合において、生体インピーダンス(あるいはアドミタンス)値を通常の電圧検出用電極とは別の場所で計測することにより、誤差の補正を行うことが可能となる効果がある。
【0055】
本実施の形態にかかる心拍出量測定装置は、上述の電流通電用電極、電圧検出用電極、および移動自在な接続端子を有する心拍出量測定用電極を備えるものである。
【0056】
なお、本発明は上述の実施の形態に限らず本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【0057】
【発明の効果】
本発明は、以下に記載されるような効果を奏する。
一対の電流通電用電極と一対の電圧検出用電極を有する心拍出量測定用電極において、電流通電用電極の長さを所定の範囲にすることにより、または、心拍出量測定用電極を備えた心拍出量測定装置において、電流通電用電極の長さを所定の範囲にすることにより、心拍出量測定用電極を簡便に装着でき、被験者等の不快感を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態にかかる心拍出量測定用電極の構成を示す平面図である。
【図2】電流通電用電極の構成を示す断面図である。
【図3】円筒モデルに対応する理想的なZoマップを示す図である。
【図4】従来のバンド状電極を用いた場合のZoマップを示す図である。
【図5】本実施の形態にかかる心拍出量測定用電極を用いた場合のZoマップを示す図である。
【図6】本実施の形態にかかる心拍出量測定用電極を用いた場合のΔZマップを示す図である。
【図7】第2の実施の形態にかかる心拍出量測定用電極の構成を示す平面図である。
【図8】第3の実施の形態にかかる心拍出量測定用電極の構成を示す平面図である。
【図9】一対の電流通電用電極と一対の電圧検出用電極を有する従来の心拍出量測定用電極、およびその装着状態を示す図である。
【符号の説明】
1‥‥粘着シート、2‥‥電流通電用電極、3‥‥Ag/AgClシート、4‥‥ゲル状導電性粘着物質、5‥‥接続端子、6‥‥導線、7‥‥電圧検出用電極、8‥‥接続端子、9‥‥導線、10‥‥粘着シート、11‥‥電流通電用電極、12‥‥接続端子、13‥‥導線、14‥‥電圧検出用電極、15‥‥接続端子、16‥‥導線、17‥‥不感電極、18‥‥接続端子、19‥‥導線、20‥‥電極間距離メジャー、21‥‥通し部、22‥‥剥離シート、23,24‥‥分離用切れ目、25,26‥‥延長用導線、27‥‥電圧検出用電極クリップ、31,32‥‥電流通電用電極、33,34‥‥電圧検出用電極、35‥‥頚部、36‥‥胸部、37‥‥Z0マップ、38‥‥ΔZマップ、39‥‥正中近傍領域、40‥‥肺[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a cardiac output measurement electrode.
The present invention also relates to a cardiac output measuring device provided with the cardiac output measuring electrode.
[0002]
[Prior art]
An electrical cardiac output meter that uses the change in bioelectrical impedance (or admittance) associated with the ejection of blood from the heart is widely used as the simplest method among noninvasive measurement methods for measuring cardiac output. I have. Many of them are measured based on the chest cylinder model of Nyboer et al. And the estimation formula of the cardiac output or stroke volume by Kubicek et al.
[0003]
In these measurements, as shown in FIG. 9, four band-shaped electrodes are attached around the chest 36 and the neck 35 around the circumference thereof, and a high-frequency minute current is applied between a pair of outer current-carrying electrodes 31 and 32. The cardiac output is calculated based on the estimation formula of Kubicek et al. By applying the voltage and measuring the voltage with the pair of inner voltage detection electrodes 33 and 34.
[0004]
A biological electrode conventionally used in these electrical impedance (or admittance) methods is a band composed of a silver-coated organic fiber or a fiber containing silver-coated organic fibers in the longitudinal direction of a band-shaped cloth member. (See, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-137699
[Problems to be solved by the invention]
However, with such a band-shaped electrode, it is not easy to attach the electrode to a subject (or a patient) in a supine position lying on a bed, and furthermore, there is a sense of restraint by making the electrode go around the measuring part of the living body. Discomfort to the subject (or patient) regarding the electrode mounting has become a major problem. Therefore, development of an electrode for measuring cardiac output which can be easily attached to a living body and has less discomfort due to electrode attachment is desired.
[0007]
The present invention has been made in view of such a problem, and is provided with an electrode for measuring cardiac output which can be easily worn and which can reduce discomfort of a subject or the like, and a heart provided with the electrode for measuring cardiac output. It is an object of the present invention to provide a stroke volume measuring device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The cardiac output measurement electrode of the present invention is a cardiac output measurement electrode having a pair of current supply electrodes and a pair of voltage detection electrodes, wherein the length of the current supply electrode is in the range of 100 to 250 mm. There is something.
[0009]
Here, the above-mentioned voltage detection electrode preferably has a length in the range of 20 to 40 mm. Further, it is preferable that one current supply electrode and one voltage detection electrode are fixed to one sheet. Further, the sheet is preferably an adhesive sheet. Further, it is preferable that the sheet has a separation cut between the current-carrying electrode and the voltage-detecting electrode. Further, it is preferable that the dead electrode is fixed to the sheet. Further, it is preferable to have a movable connection terminal instead of one voltage detection electrode. Further, it is preferable to provide an inter-electrode distance measure for measuring the distance between the two voltage detection electrodes.
[0010]
The cardiac output measuring device of the present invention is a cardiac output measuring device including a cardiac output measuring electrode having a pair of current conducting electrodes and a pair of voltage detecting electrodes. Is in the range of 100 to 250 mm.
[0011]
Here, the above-mentioned voltage detection electrode preferably has a length in the range of 20 to 40 mm. Further, it is preferable that one current supply electrode and one voltage detection electrode are fixed to one sheet. Further, the sheet is preferably an adhesive sheet. Further, it is preferable that the sheet has a separation cut between the current-carrying electrode and the voltage-detecting electrode. Further, it is preferable that the dead electrode is fixed to the sheet. Further, it is preferable to have a movable connection terminal instead of one voltage detection electrode. Further, it is preferable to provide an inter-electrode distance measure for measuring the distance between the two voltage detection electrodes.
[0012]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.
First, an embodiment of the first invention relating to a cardiac output measurement electrode and a cardiac output measurement device will be described.
[0013]
FIG. 1 is a plan view showing the configuration of the cardiac output measurement electrode according to the first embodiment. As shown in FIG. 1, the cardiac output measurement electrode has a pair of current-carrying electrodes 2 and 11 and a pair of
[0014]
The current supply electrode 2 and the voltage detection electrode 7 are fixed to the sheet 1. This sheet 1 is made of an adhesive sheet.
[0015]
The shape of the current carrying electrode 2 is a rectangular plate. The current carrying electrode 2 preferably has a length in the range of 100 to 250 mm. When the length is 100 mm or more, there is an advantage that the current distribution tends to be uniform. When the length is 250 mm or less, there is an advantage that it can be worn only on the front surface of the body.
[0016]
It is preferable that the current-carrying electrode 2 has a width in the range of 10 to 30 mm.
[0017]
The shape of the current-carrying electrode 2 is not limited to a rectangular plate. The shape of the current-carrying electrode 2 may be a composite electrode or the like in which two or three biological electrodes used for electrocardiogram measurement are equipotentially connected by connecting a conductive wire. In that case, the length to both ends of the arranged electrocardiogram measurement electrode is in the same range as the length used for the rectangular plate-shaped electrode.
[0018]
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the current-carrying electrode 2. As shown in FIG. 2, the cross-sectional structure of the present electrode is such that a living body electrode composed of a gel-like conductive adhesive substance 4 and an Ag /
[0019]
The gel conductive adhesive substance 4 is an electrolytic substance and is made of a gel of a high polymer containing sodium chloride, potassium chloride or the like.
[0020]
The Ag /
[0021]
The current-carrying electrode 2 is fixed to the adhesive sheet 1. The pressure-sensitive adhesive sheet 1 is formed of a mesh-shaped pressure-sensitive adhesive sheet having air permeability.
[0022]
The configurations of the current-carrying electrode 11, the
[0023]
As shown in FIG. 1, the shape of the voltage detection electrode 7 is a rectangular plate shape. The voltage detection electrode 7 preferably has a length in the range of 20 to 40 mm. When the length is 20 mm or more, there is an advantage that the potential can be sufficiently measured. When the length is 40 mm or less, there is an advantage that there is no problem in resolution.
[0024]
The voltage detection electrode 7 preferably has a width in the range of 10 to 30 mm.
[0025]
The shape of the voltage detection electrode 7 is not limited to a rectangular plate. As the shape of the voltage detection electrode 7, a biomedical electrode or the like used for electrocardiogram measurement can be adopted.
[0026]
The distance between the current-carrying electrode 2 and the voltage-detecting electrode 7 is preferably in the range of 30 mm to 50 mm. When the distance is 30 mm or more, there is an advantage that current concentration, which is an error factor, does not easily occur. When the distance is 50 mm or less, there is an advantage that the distance does not greatly affect the neck.
[0027]
In the present electrode, since it is fixed by the adhesive sheet 1, the current-carrying electrode 2 and the voltage-detecting electrode 7 can always be mounted at a predetermined distance. Therefore, it is possible to prevent the non-uniformity of the distribution of the conduction current due to improper electrode arrangement, which may cause a large error in cardiac output measurement by the impedance (or admittance) method of the living body.
Note that the same effect can be obtained for the current-carrying electrode 11 and the
[0028]
The current-carrying electrode 11, the voltage-detecting
[0029]
The shape, length range, width range, and other possible shapes of the current-carrying electrode 11 are the same as the above-described shape, length range, width range, and other possible shapes of the current-carrying electrode 2. It is the same as the shape.
[0030]
Assuming that the center axis of the cardiac output measurement electrode is the center in the width direction of the interelectrode distance measure 20, the longitudinal center of the current-carrying electrode 11 is eccentric to the right (on the drawing) from the center axis. The reason for this eccentricity is that the three electrodes of the
[0031]
The shape, length range, width range, and other possible shapes of the
[0032]
The range of the distance between the current-carrying electrode 11 and the
[0033]
Also, a gel-like conductive adhesive material processed into a spot on the left side of the lower current-carrying electrode 11 so that the bioimpedance (or admittance) value at the place where the voltage detection electrode is mounted can be measured simultaneously. And a
[0034]
An inter-electrode distance measure 20 for measuring the distance L between the two
[0035]
The cardiac output measuring device according to the present embodiment includes the cardiac output measuring electrode having the above-described current-carrying electrode and voltage detecting electrode.
[0036]
Next, a case where the above-described electrode for cardiac output measurement is applied to cardiac output measurement will be described.
The estimation formula of the cardiac output of Kubicek et al. Widely used in the impedance (or admittance) method is constructed based on the cylindrical model of Nyboer et al. In order to calculate the cardiac output using this formula, The chest, which is the measurement site, needs to correspond to the cylindrical model. For this purpose, it is necessary to measure the current distribution on the body surface, measure the current distribution on the entire thoracic body surface, and examine whether the current distribution corresponds to the cylindrical model.
[0037]
Since it is difficult to visualize the current, it is possible to estimate the chest current distribution by creating an equipotential distribution diagram of the chest from the property that the current flows perpendicular to the equipotential lines. Estimating the current distribution on the body surface by creating an equi-impedance distribution map of the thoracic body surface by making use of the fact that the equipotential line and the equi-impedance line are equal if the conducting current is constant. Becomes possible.
[0038]
Here, the thoracic average impedance immediately before blood flows into the aorta (that is, at the end of ventricular diastole) is defined as a Zo signal, and an equi-impedance distribution diagram created by this is used as a Zo map.
[0039]
An ideal Zo map corresponding to the cylindrical model is uniformly distributed over the entire chest as shown in FIG. However, it is known that the actual bioimpedance differs depending on the tissue, and the anisotropy of the bioimpedance greatly differs depending on the direction of the flowing current or the measurement direction, the applied frequency, etc. This is one of the causes of measurement errors.
[0040]
In the band-shaped electrode used conventionally, a chest current distribution having a correlation coefficient r = 0.96 with respect to an ideal Zo map as shown in FIG. 4 was realized by wrapping around the chest and neck. . However, in the case of a band-shaped electrode, it is necessary to wrap around the chest and neck in order to correspond to the cylindrical model on which the measurement principle is based. In the case of (1), there is a problem that it is difficult to mount the electrodes and that the measurement is uncomfortable in long-time measurement.
[0041]
Therefore, in order to simplify the electrode mounting, the shape and position of the electrode were variously changed, a Zo map on the surface of the thorax body was created, and the electrode arrangement considered to be applicable to the cylindrical model was examined. As a result, a tape-like current-carrying electrode having a length of 15 cm is arranged on the upper 30 mm of the clavicle and the lower 30 mm of the xiphoid process without circling the band-shaped electrode around the chest and neck as in the related art. As shown in FIG. 5, it was found that a correlation coefficient r = 0.92 with respect to an ideal Zo map and a chest current distribution almost equivalent to that of a conventional band-shaped electrode could be obtained.
[0042]
Further, an equi-impedance distribution diagram based on the pulsation component ΔZ superimposed on the Zo signal in the entire chest and near the median is defined as a ΔZ map. Therefore, when the anatomical positional relationship of the lungs is superimposed on the ΔZ map as shown in FIG. 6, a good correlation was not obtained with the ideal ΔZ map such that a cylindrical model can be applied to the entire thorax. However, by focusing on the vicinity of the median and defining a local cylindrical model (medial region 39 surrounded by a thick line), a result of a correlation coefficient r = 0.93 can be obtained for an ideal ΔZ map. Was.
[0043]
Based on these results, assuming a local cylindrical model near the median, and using the center of the clavicle and the xiphoid process where the ΔZ waveform changes the most as the voltage detection electrodes, the accuracy is the same as the conventional electrode arrangement. It turned out that it became measurable.
[0044]
It is preferable that the voltage detection electrode 7 be mounted in an area near the center of the collarbone. When worn in this region, there is an advantage that impedance (or admittance) changes are noticeable due to changes in blood volume in the ascending aorta due to ventricular contraction.
[0045]
It is preferable that the
[0046]
In order to compare the measurement accuracy of this electrode, the electrode for voltage detection of this electrode is placed at the center of the clavicle and at the xiphoid process. In comparison with the measured pulse output, the correlation coefficient was r = 0.98 and the regression coefficient a = 1.19, which was almost the same as the measurement value of the band-shaped electrode conventionally used. .
[0047]
Therefore, the electrode of the present embodiment can be used in the electric impedance (or admittance) method by replacing the band-shaped electrode conventionally used, and the current-carrying electrode and the voltage-detecting electrode pair are adhered to each other. Since the electrodes are integrated by a sheet, the electrodes can be mounted very easily. By using only the front of the thorax, even a tester (or patient) in a supine position can easily wear the electrodes, and there is no need to wrap around the circumference. This has the effect of reducing the discomfort of the subject.
In addition, since an inter-electrode distance measure is attached, there is an effect that the distance between the electrodes for voltage detection, which is necessary for the expression for estimating cardiac output by Kubicek et al., Can be easily measured.
[0048]
Next, an embodiment of the second invention according to the cardiac output measurement electrode and the cardiac output measurement device will be described.
[0049]
As shown in FIG. 7, the structure is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. 1. However, in the electrode configuration of the first embodiment, depending on the size of the subject (or patient), There is a possibility that the distance between the electrode and the electrode for voltage detection must be 30 mm or more, or 30 mm or less.
[0050]
Therefore, separation sheets 23 and 24 are provided on the sheet between the current-carrying electrode and the voltage-detecting electrode. That is, by providing cuts 23 and 24 for separation in advance in the adhesive sheet so that the current-carrying electrode and the voltage-detecting electrode can be separated from each other, and having a structure in which the voltage-detecting electrode has a margin, The distance between the electrode for voltage detection and the electrode for voltage detection can be arbitrarily set. Accordingly, there is an effect that a subject (or a patient) that cannot perform measurement in the first embodiment can perform measurement using the electrode of the present invention instead of the band-shaped electrode.
[0051]
The cardiac output measuring device according to the present embodiment includes the cardiac output measuring electrode having the above-described current-carrying electrode and voltage detecting electrode.
[0052]
Next, a third embodiment of the invention relating to the cardiac output measurement electrode and the cardiac output measurement apparatus will be described.
[0053]
As shown in FIG. 8, the configuration is basically the same as that of the first embodiment shown in FIG. It has a movable connection terminal instead of one voltage detection electrode. That is, for example, a voltage detection connectable to an electrocardiogram electrode so that a bioimpedance (or admittance) value at an arbitrary location can be measured simultaneously with the cardiac output, not at the position of the voltage detection electrode of the first embodiment. A separate electrode clip 27 is provided.
[0054]
This makes it possible to correct the error by measuring the bioimpedance (or admittance) value at a different location from the normal voltage detection electrode when a measurement error occurs with the standard electrode arrangement. The effect is as follows.
[0055]
The cardiac output measurement device according to the present embodiment includes the above-described current supply electrode, voltage detection electrode, and cardiac output measurement electrode having a movable connection terminal.
[0056]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can adopt various other configurations without departing from the gist of the present invention.
[0057]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
In a cardiac output measurement electrode having a pair of current-carrying electrodes and a pair of voltage detection electrodes, by setting the length of the current-carrying electrode to a predetermined range, In the provided cardiac output measuring device, by setting the length of the current-carrying electrode to a predetermined range, the cardiac output measuring electrode can be easily attached and the discomfort of the subject or the like can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration of a cardiac output measurement electrode according to a first embodiment.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a current-carrying electrode.
FIG. 3 is a diagram showing an ideal Zo map corresponding to a cylindrical model.
FIG. 4 is a diagram showing a Zo map when a conventional band-shaped electrode is used.
FIG. 5 is a diagram showing a Zo map when the cardiac output measurement electrode according to the present embodiment is used.
FIG. 6 is a diagram showing a ΔZ map when the cardiac output measurement electrode according to the present embodiment is used.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a cardiac output measurement electrode according to a second embodiment.
FIG. 8 is a plan view showing a configuration of a cardiac output measurement electrode according to a third embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a conventional cardiac output measurement electrode having a pair of current-carrying electrodes and a pair of voltage detection electrodes, and a mounted state thereof.
[Explanation of symbols]
1 ‥‥ adhesive sheet, 2 ‥‥ current carrying electrode, 3 通電 Ag / AgCl sheet, 4 ‥‥ gel conductive adhesive substance, 5 ‥‥ connection terminal, 6 ‥‥ conductor, 7 ‥‥ voltage detection electrode , 8 ‥‥ connection terminal, 9 ‥‥ conductor, 10 ‥‥ adhesive sheet, 11 ‥‥ current carrying electrode, 12 ‥‥ connection terminal, 13 ‥‥ conductor, 14 ‥‥ voltage detection electrode, 15 ‥‥ connection terminal , 16 ‥‥ conductor, 17 ‥‥ dead electrode, 18 ‥‥ connection terminal, 19 ‥‥ conductor, 20 ‥‥ interelectrode distance measure, 21 メ ジ ャ ー thread, 22 部 release sheet, 23, 24 ‥‥ separation Cut, 25, 26 ‥‥ extension wire, 27 ‥‥ voltage detection electrode clip, 31, 32 ‥‥ current supply electrode, 33, 34 ‥‥ voltage detection electrode, 35 ‥‥ neck, 36 ‥‥ chest, 37 ° Z 0 map, 38 ° ΔZ map, 39 ° median area, 40 ° lung
Claims (16)
上記電流通電用電極は、長さが100〜250mmの範囲にある
ことを特徴とする心拍出量測定用電極。In a cardiac output measurement electrode having a pair of current-carrying electrodes and a pair of voltage detection electrodes,
The electrode for measuring cardiac output is characterized in that the current-carrying electrode has a length in the range of 100 to 250 mm.
ことを特徴とする請求項1記載の心拍出量測定用電極。2. The cardiac output measuring electrode according to claim 1, wherein the voltage detecting electrode has a length in a range of 20 to 40 mm.
ことを特徴とする請求項1記載の心拍出量測定用電極。The cardiac output measurement electrode according to claim 1, wherein one current supply electrode and one voltage detection electrode are fixed to one sheet.
ことを特徴とする請求項3記載の心拍出量測定用電極。4. The cardiac output measuring electrode according to claim 3, wherein the sheet is an adhesive sheet.
ことを特徴とする請求項3記載の心拍出量測定用電極。4. The cardiac output measurement electrode according to claim 3, wherein the sheet has a separation cut between the current supply electrode and the voltage detection electrode.
ことを特徴とする請求項3記載の心拍出量測定用電極。4. The cardiac output measuring electrode according to claim 3, wherein the dead electrode is fixed to a seat.
ことを特徴とする請求項1記載の心拍出量測定用電極。The cardiac output measuring electrode according to claim 1, further comprising a movable connection terminal instead of one voltage detecting electrode.
ことを特徴とする請求項1記載の心拍出量測定用電極。2. The cardiac output measuring electrode according to claim 1, further comprising an inter-electrode distance measure for measuring a distance between the two voltage detecting electrodes.
上記電流通電用電極は、長さが100〜250mmの範囲にある
ことを特徴とする心拍出量測定装置。In a cardiac output measurement device including a cardiac output measurement electrode having a pair of current conducting electrodes and a pair of voltage detection electrodes,
The said current supply electrode has a length in the range of 100-250 mm, The cardiac output measuring apparatus characterized by the above-mentioned.
ことを特徴とする請求項9記載の心拍出量測定装置。The cardiac output measuring device according to claim 9, wherein the voltage detecting electrode has a length in a range of 20 to 40 mm.
ことを特徴とする請求項9記載の心拍出量測定装置。10. The cardiac output measuring device according to claim 9, wherein one current supply electrode and one voltage detection electrode are fixed to one sheet.
ことを特徴とする請求項11記載の心拍出量測定装置。The cardiac output measuring device according to claim 11, wherein the sheet is an adhesive sheet.
ことを特徴とする請求項11記載の心拍出量測定装置。12. The cardiac output measuring device according to claim 11, wherein the sheet has a separation cut between the current-carrying electrode and the voltage-detecting electrode.
ことを特徴とする請求項11記載の心拍出量測定装置。The cardiac output measuring device according to claim 11, wherein the dead electrode is fixed to a seat.
ことを特徴とする請求項9記載の心拍出量測定装置。The cardiac output measuring device according to claim 9, further comprising an inter-electrode distance measure for measuring a distance between the two voltage detecting electrodes.
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WO2007083622A1 (en) * | 2006-01-20 | 2007-07-26 | Kao Corporation | Electrode assembly for measuring body fat |
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EP2016896A1 (en) * | 2007-06-11 | 2009-01-21 | Tanita Corporation | A muscular volume balance evaluation apparatus, a muscular volume balance valuation |
JP2011509123A (en) * | 2008-01-04 | 2011-03-24 | レイセオン・サルコス・エルエルシー | Non-invasive method and non-invasive device for measuring cardiac output |
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