JP2007209610A - 携帯型心電計 - Google Patents
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Abstract
【課題】電極と測定部位との接触安定性をさらに向上させることのできる携帯型心電計を提供すること。
【解決手段】被験者の手に接触させるための負電極と、被験者の所定の測定部位に接触させるための正電極122とを備え、負電極および正電極122により検出された電気信号を心電波形として測定することのできる携帯型心電計において、電極形成面における正電極122を取り囲む位置に、正電極122が測定部位に接触された状態において、測定部位を取り囲む位置の体表面と密着させるためにゴム190が設けられる。
【選択図】図2
【解決手段】被験者の手に接触させるための負電極と、被験者の所定の測定部位に接触させるための正電極122とを備え、負電極および正電極122により検出された電気信号を心電波形として測定することのできる携帯型心電計において、電極形成面における正電極122を取り囲む位置に、正電極122が測定部位に接触された状態において、測定部位を取り囲む位置の体表面と密着させるためにゴム190が設けられる。
【選択図】図2
Description
本発明は、心電計に関し、特に、持ち運びが可能で心電波形を容易に測定することが可能な携帯型心電計に関する。
一般に、不整脈や、狭心症や心筋梗塞等の虚血性心疾患の診断には、患者の心電図が利用される。心電図を得るために利用される心電計としては、種々の構成のものが知られている。その一つに、持ち運びが可能で測定すべき自覚症状が発生した場合に被験者自らが電極を身体に接触させることによって心電波形の測定および記憶を可能にする携帯型心電計が知られている。この携帯型心電計は、イベント式心電計に分類され、患者の身体に予め電極を装着させておき、日常生活を送りながら連続的に心電波形を測定・記録するホルター式心電計と区別されるものである。
このような携帯型心電計において、精度良く心電波形を測定するための提案が従来よりなされている。たとえば、特許文献1には、正電極の接触面と測定部位(胸部)との接触安定性を向上させるために、正電極(被験者の胸部に接触させる側の電極)が位置する電極領域を取り囲むように、平坦に形成された非電極領域を設けることが開示されている。さらに、該文献には、測定時に電極が身体の表面において位置ずれしてしまうことを防止するために、電極の周囲に複数の突起部を設けることが開示されている。これにより、多少、心電計を把持している手や測定部位が動いてしまったとしても、接触部位の変動は非電極領域で発生し、電極領域ではほとんど発生しないようになる。
特開2005−46215号公報
しかしながら、特許文献1のような構成では、測定中、心電計を把持している手または腕が下がってきてしまい、測定部位への押圧方向とは異なる方向に所定以上の力が加わってしまった場合に、突起部の摩擦のみでは、正電極の接触面と測定部位との接触安定性を良好に保つためには不十分な場合がある。
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、その目的は、電極と測定部位との接触安定性をさらに向上させることのできる携帯型心電計を提供することである。
この発明のある局面に従う携帯型心電計は、被験者の手に接触させるための第1の電極と、被験者の所定の測定部位に接触させるための第2の電極と、第1の電極および第2の電極により検出された電気信号を心電波形として測定するための測定手段と、第1の電極、第2の電極および測定手段を含む筐体とを備え、筐体は、第2の電極が設けられた電極形成面を有し、電極形成面における第2の電極を取り囲む位置に、第2の電極が測定部位に接触された状態において、測定部位を取り囲む位置の体表面と密着させるための密着手段をさらに備える。
好ましくは、密着手段は、体表面に接する接触面を有し、接触面を構成する部材は、ゴム、または、熱可塑性エラストマーからなる。
好ましくは、密着手段は、体表面に接する第1の接触面を有し、第1の接触面を構成する部材は、粘着性を有している。
好ましくは、非使用状態において、第1の接触面を保護するための第1の保護部材をさらに備え、第1の保護部材は、被験者によって取り外し可能である。
好ましくは、密着手段は、さらに、電極形成面と接する第2の接触面を有し、第2の接触面を構成する部材は、粘着性を有している。
好ましくは、非使用状態において、第2の接触面を保護するための第2の保護部材をさらに備える。
本発明によると、電極と測定部位との接触安定性を向上させることができる。したがって、心電波形の測定精度を向上させることができる。
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
(外観について)
まず、本実施の形態における携帯型心電計の外観構造について説明する。図1および図2は、本発明の実施の形態における携帯型心電計100の概略斜視図である。また、図3〜図7は、それぞれ、携帯型心電計100の正面図、上面図、下面図、右側面図、および左側面図である。
まず、本実施の形態における携帯型心電計の外観構造について説明する。図1および図2は、本発明の実施の形態における携帯型心電計100の概略斜視図である。また、図3〜図7は、それぞれ、携帯型心電計100の正面図、上面図、下面図、右側面図、および左側面図である。
図1〜図7に示すように、本実施の形態における携帯型心電計100は、取り扱い性に優れたものとなるように、片手で保持することが可能な大きさおよび重さにまで小型軽量化されている。携帯型心電計100は、扁平かつ細長の略直方体形状の外形を有する装置本体110を備えている。
図1〜図3に示すように、装置本体110の正面111の長手方向(図中矢印A方向)の一方端寄りには、測定の開始を指示するための測定ボタン142が設けられている。また、装置本体110の正面111の他方端寄りには、表示部148が設けられている。この表示部148は、たとえば液晶ディスプレイ等によって構成され、測定結果等を表示する。
図1および図4に示すように、装置本体110の上面113の所定位置には、電源160のON/OFFを指示するための電源ボタン141が配置されている。また、装置本体110の上面113の所定位置には、蓋体である開閉カバー130が設けられている。この開閉カバー130は、外部記憶媒体用スロット(図示せず)を閉状態において覆い隠すように設けられたものであり、装置本体110に対して開閉自在に取付けられている。
図1、図2および図5に示すように、装置本体110の下面114の所定位置には、メニューボタン143、決定ボタン144、左スクロールボタン145および右スクロールボタン146が配置されている。ここで、メニューボタン143は、携帯型心電計100のメニューの表示を指示するための操作ボタンであり、決定ボタン144は、表示部148に表示された情報に関する設定動作を実行させるため操作ボタンである。そして左スクロールボタン145および右スクロールボタン146は、表示部148に表示される測定結果のグラフやガイド情報等をスクロールして表示させるための操作ボタンである。
図1および図6に示すように、装置本体110の長手方向の一方端に位置する右側面115には、一対の測定電極のうちの一方の電極であり、被験者の手に接触させるための負電極121と、身体の電位変化の基準となる電位を導出するための不関電極123とが配置されている。この右側面115は、後述する測定姿勢を被験者がとった際に被験者の右手の人差し指がフィットするように滑らかに湾曲した形状となっている。さらに、この右側面115には、上下方向に向かって延びる凹部115aが形成されている。この凹部115aは、被験者の右手の人差し指を受入れる形状となっている。
上述の負電極121および不関電極123は、導電性部材にて形成されている。また、負電極121および不関電極123は、右側面115に設けられた凹部115a内において、その表面が装置本体110の外表面に露出した状態となるように配置されている。なお、負電極121は、右側面115の上面113寄りに位置しており、不関電極123は、右側面115の下面114寄りに位置している。
図1〜図5に示すように、装置本体110の長手方向の他方端に位置する左側面116には、突出部117が設けられている。突出部117は、左側面116の法線方向のみならず、左側面116寄りの正面111および背面112においても、その法線方向に突出している。
図2および図7に示すように、突出部117の左側面(左側面116と略同一方向の面)には、一対の測定電極のうちの他方の電極であり、被験者の所定の測定部位に接触させるための正電極122が配置されている。さらに、突出部117の電極形成面(突出部117の左側面)には、正電極122を取り囲む位置に、正電極122が測定部位に接触された状態において、測定部位を取り囲む位置の体表面(以下「周囲体表面」という)と密着させるための部材(以下、「密着部材」という)、たとえば、ゴム190が設けられている。このように、正電極122を取り囲む位置に、ゴム190を設けることで、測定の際、周囲体表面の皮膚の追従性を高めることができる。ゴム190は、周囲体表面と接する接触面190aが、正電極122における測定部位との接触面122aよりも摩擦係数が大きいのみならず、周囲体表面との密着性を高めることが可能な部材である。ゴム190の材質としては、たとえば、シリコンゴムあるいはウレタンゴムなどが採用される。
本実施の形態において、フレーム状のゴム190が、突出部117の電極形成面に、突出している正電極122の側面に接触するように、予め接着されている。
ゴム190における周囲体表面との接触面190aは、正電極122における測定部位との接触面122aよりも低い高さに形成されているか、あるいは、略同一の高さに形成されていることが好ましい。本実施の形態においては、ゴム190の接触面190aの方が、正電極122の接触面122aよりも低い高さに形成されている。
なお、本実施の形態では、装置本体110に突出部117を設けることとしたが、突出部117を設けない構成であってもよい。この場合、装置本体110の左側面116が電極形成面となり、当該面に、正電極122およびゴム190が同様の態様で配置されることになる。
(測定姿勢について)
次に、被験者が、本発明の実施の形態における携帯型心電計100を用いて心電波形を測定している状態について説明する。図8は、被験者の測定姿勢を示す斜視図であり、図9は、この測定姿勢を上方から見た図である。
次に、被験者が、本発明の実施の形態における携帯型心電計100を用いて心電波形を測定している状態について説明する。図8は、被験者の測定姿勢を示す斜視図であり、図9は、この測定姿勢を上方から見た図である。
図8および図9に示すように、被験者200は、携帯型心電計100の装置本体110の一方端寄りを右手210で把持しつつ、装置本体110の他方端の突出部117に設けられた正電極122(の接触面122a)を胸部250の左側下部に位置する第5肋間前腋窩線上の皮膚(測定部位)に直接接触させる。これにより、ゴム190(の接触面190a)が周囲体表面(正電極122が接触している部位を取り囲む位置の体表面)に密着される。そして、右手210の親指211にて装置本体110の正面111に設けられた測定ボタン142を押下する。そして、この状態を数十秒程度維持しつつ心電波形を測定する。
このような測定姿勢をとることにより、携帯型心電計100の装置本体110の右側面115に位置する負電極121および不関電極123が被験者200の右手210の人差し指212に接触し、装置本体110の左側面116に位置する正電極122(の接触面122a)が被験者200の胸部250に接触した状態となる。これにより、負電極121に接触した右手210、胸部250に非接触の前腕220、同じく胸部250に非接触の上腕230および右肩240を介して正電極122が接触した胸部250の順で被験者の身体に測定回路が構成されるようになる。
(構成について)
次に、本実施の形態における携帯型心電計100のハードウェア構成について説明する。図10は、本発明の実施の形態における携帯型心電計100のブロック図である。
次に、本実施の形態における携帯型心電計100のハードウェア構成について説明する。図10は、本発明の実施の形態における携帯型心電計100のブロック図である。
図10を参照して、本実施の形態における携帯型心電計100は、電極部120、操作部140および処理回路150を主に備えている。電極部120は、上述の負電極121、正電極122および不関電極123によって構成される。操作部140は、上述の電源ボタン141、測定ボタン142、メニューボタン143、決定ボタン144、左スクロールボタン145および右スクロールボタン146を含む。
処理回路150は、電極部120によって検知された生体電気信号を心電波形として測定するように処理するための回路を内蔵しており、電極部120によって検知された生体電気信号を増幅するアンプ回路151と、電極部120によって検知された生体電気信号からノイズ成分を除去するフィルタ回路152と、アナログ信号をデジタル信号に変換するA/D(Analog/Digital)コンバータ153と、各種演算を行なうCPU(central processing unit)154と、心電情報を記憶するROM(Read Only Memory)やRAM(Random Access Memory)を有するメモリ155と、計時動作して計時した時間データをCPU154に出力するタイマ170とを備える。ここで、アンプ回路151は、不関電極123の出力電圧信号に基づき負電極121と正電極122の出力電圧信号(生体電気信号)を差動増幅して出力する。また、フィルタ回路152は、たとえば0.5Hz〜35Hzの通過帯域を有するバンドパスフィルタ(Band Pass Filter)が利用される。
処理回路150には、上述の電極部120および操作部140が接続され、これに加えてさらに表示部148および電源160が接続される。また、外部記憶媒体を挿入するためのスロットに外部記憶媒体が挿入された場合には、この外部記憶媒体132も処理回路150に接続されることになる。
CPU154は、A/Dコンバータ153から入力されるデジタル信号の解析処理を実行する。また、操作部140に含まれる各種操作ボタンからの指令信号を受信し、受信した指令信号に応じた処理を実行する。また、メモリ155への情報の書き込みおよび読み出しを実行する。また、表示部148への表示制御を行なう。
(動作について)
図11は、本実施の形態の携帯型心電計100における測定処理の流れを示すフローチャートである。図11のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ155のROM内に格納されており、CPU154がこのプログラムを読み出して実行することにより、測定処理の機能が実現される。
図11は、本実施の形態の携帯型心電計100における測定処理の流れを示すフローチャートである。図11のフローチャートに示す処理は、予めプログラムとしてメモリ155のROM内に格納されており、CPU154がこのプログラムを読み出して実行することにより、測定処理の機能が実現される。
図11を参照して、被験者によって電源ボタン141が押下されて電源が投入されると、機器の動作チェックが行なわれる(ステップS2)。次に、CPU154は、表示部148に測定ガイドを表示する(ステップS4)。たとえば、測定ガイドとして、ユーザである被験者が測定の際にとるべき姿勢などの情報が表示される。
つづいて、CPU154は、測定ボタン142の押下を検知すると、心電波形の測定および測定された心電波形の解析を行なう(ステップS6,S8)。A/Dコンバータ153によりデジタル信号化された心電波形は、メモリ155のRAM内に一時的に記録される。心電波形の解析とは、デジタル信号化された心電波形より、不整脈や心筋の虚血等を示す形状的特徴の有無、徐脈や頻脈等を示す周期的特徴の有無、ノイズや基線変動等による解析不能な波形の有無等を検出し、検出結果を分析する処理である。なお、心電波形の測定および解析は、公知の手順により行なわれてよい。
波形解析の結果、CPU154は、測定された心電波形が安定していたか否か、すなわち、解析不能な波形の有無を判断する(ステップS10)。心電波形が安定していたと判断された場合(ステップS10においてYES)、ステップS12に進む。一方、心電波形が安定していないと判断された場合(ステップS10においてNO)、ステップS14に進む。
ステップS12において、CPU154は、心電波形の解析結果をメッセージに編集して該メッセージを表示部148に表示する。この際、メッセージとともに単位時間当たりの心拍数も表示される。心拍数は心電波形に基づき公知の手順で得ることができる。ステップS12の処理が終わると、ステップS18に進む。
ここで、ステップS12における画面表示例を図12に示す。図12では、表示部148に、「波形に乱れはないようです。」と示されたメッセージ167と、「60拍/分」と示された単位時間当たりの心拍数のデータ163とが表示されている。
ステップS14では、CPU154は、表示部148に、波形解析が不可であった旨の表示を行なうとともに、測定データを保存するか否かのメッセージを表示する。次に、このメッセージに応じて、被験者が測定データの保存を選択したか否かが判断される(ステップS16)。測定データの保存が選択された場合(ステップS16においてYES)、ステップS18に進む。一方、測定データの破棄が選択された場合(ステップS16においてNO)、ステップS20に進む。
ステップS18において、CPU154は、測定データを保存する処理を行なう。すなわち、CPU154は、タイマ170から入力する現在の日時データ、RAMに一時格納していた心電波形データおよび解析結果を対応付けて、メモリ155の所定の記憶領域に格納する。
ステップS20において、CPU154は、測定データを破棄する。
ステップS18あるいはステップS20の処理が終わると、一連の測定処理は終了される。
ステップS18あるいはステップS20の処理が終わると、一連の測定処理は終了される。
なお、携帯型心電計100は、上記ステップS18において保存された心電波形の測定・解析結果を読出して、表示部148に表示する機能を備えている。図13に、メモリ155に記憶されている心電波形の測定結果の表示画面の一例を示す。図13を参照して、表示開始時点では、画面の下段部には全測定期間にわたる全体波形の縮小波形162が表示されて、その上段部には測定開始時からたとえば2秒間の拡大波形164が表示される。また縮小波形162の下方には測定期間の長さを示すスケールバー165が表示されている。スケールバー165上には、拡大波形164が測定期間のどのあたりの波形であるかを指示するためのポインタ166が表示される。全測定期間のどのあたりの波形を拡大波形164として表示するかの変更は、右スクロールボタン146と左スクロールボタン145を操作してポインタ166をスケールバー165上を移動させることにより、2秒単位で変更可能である。また、被験者が図13の画面で心電波形を確認した後、決定ボタン144を押下すると、CPU154は表示中の心電波形に対応の解析結果のデータをメモリ155から読出して、メッセージに編集し、編集したメッセージを表示部148に例えば図12のように表示してもよい。
上述のように、本実施の形態では、ゴム190が正電極122(の接触面122a)を取り囲む位置に配置されているため、測定中に、携帯型心電計100を把持している手または腕が下がってきてしまい、測定部位への押圧方向とは異なる方向に所定以上の力が加わってしまった場合であっても、ゴム190の接触面190aと周囲体表面との位置ずれを防止することができる。また、これに伴ない、正電極122の接触面122aと測定部位との密着性も高めることができる。
これにより、正電極122と測定部位と接触安定性を向上させることができ、測定電圧値にばらつきが生じてしまうことを防止することができる。したがって、上述のような構成とすることで、精度良く安定的に心電波形を測定することができる。
なお、本実施の形態では、正電極122を接触させる測定部位および体表面は胸部250であることとして説明したが、胸部250に限定されず、携帯型心電計100を把持する手以外の四肢または、胴であればよい。
(変形例)
上述のように、本実施の形態では、フレーム状のゴム190を、突出部117の電極形成面において、正電極122の側面に接触するように配置した。しかしながら、正電極122を取り囲むようにゴム190を配置すればよく、このような形態に限定されるものではない。ゴム190の他の配置例を、図14に示す。
上述のように、本実施の形態では、フレーム状のゴム190を、突出部117の電極形成面において、正電極122の側面に接触するように配置した。しかしながら、正電極122を取り囲むようにゴム190を配置すればよく、このような形態に限定されるものではない。ゴム190の他の配置例を、図14に示す。
たとえば、図14に示すように、フレーム状のゴム190が、突出部117の電極形成面117aにおいて、正電極122と離れた位置に設けられてもよい。この場合、装置本体110を左側方から見た場合、正電極122とゴム190との間に、突出部117の電極形成面117aが外部より見えることになる。
また、本実施の形態では、正電極122の側面を完全に取り囲むようにフレーム状のゴム190を配置したが、正電極122の側面の全方位が取り囲まれている必要はない。つまり、装置本体110を左側方から見た場合、突出部117の電極形成面117aにおいて、ゴム190が一部配置されていない箇所があってもよい。ゴム190のさらに他の配置例を図15に示す。
たとえば、図15に示すように、装置本体110を左側方から見た場合、正電極122を取り囲む位置に、2つに分割されたゴム190が設けられてもよい。より具体的には、電極形成面117aにおいて、正電極122の周囲のうち、上面113側の一部および下面114側の一部を除く位置にゴム190が配置されてもよい。
あるいは、装置本体110を左側方から見た場合、複数の点状のゴム190が、正電極122を取り囲むように設けられてもよい。
また、本実施の形態において、正電極122は、1つの略矩形の接触面122aを有することとしたが、接触面122aの形状は特に限定されるものではない。また、図16に示すように、正電極122は、たとえば2つの接触面122aを有していてもよい。この場合、装置本体110を左側方から見た場合、ゴム190は、2つの接触面122aの双方を取り囲むように設けられることが好ましい。あるいは、図16では、正電極122が2つの接触面122aを有する例を示したが、正電極122は、複数の接触面122aを有していてもよい。この場合も、ゴム190は、複数の接触面122aのすべてを取り囲むように設けられることが好ましい。
また、本実施の形態では、突出部117の電極形成面に配置される密着部材そのものがゴム190として説明したが、少なくとも、密着部材における周囲体表面との接触面が、ゴムによって形成されていればよい。
また、本実施の形態では、密着部材として、シリコンゴムまたはウレタンゴムにより形成されたゴム190を例に挙げたが、周囲体表面との密着性を保てるような部材であればよく、たとえば、ニトリルゴムあるいはエチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)等を主成分として含む熱可塑性エラストマーであってもよい。
あるいは、密着部材として、粘着性を有する部材(以下「粘着部材」という)が採用されてもよい。ここで、正電極122の周囲に粘着部材が配置される様子を、図17および図18に示す。
図17および図18に示すように、粘着部材191は、取り替え自在(着脱自在)であることが好ましい。粘着部材191は、たとえば、アクリル系樹脂架橋体、多価アルコール水、および電解質などを含むゲルにより形成されている。
また、図18に示すように、携帯型心電計100の非使用状態において、粘着部材191における周囲体表面との接触面191aおよび電極形成面117aとの接触面191bの双方に、それぞれ保護フィルム192が設けられていることが好ましい。保護フィルム192は、粘着部材191の接触面191a,191bを保護するための部材であり、被験者によって容易に取り外し可能である。保護フィルム192は、たとえば、ポリエチレンラミネート材、あるいは、ポリプロピレンフィルムなどにより形成されている。
このような構成とすることで、接触面191aの粘着力の劣化が進んできた場合に、被験者は、自由に粘着部材191を取り替えることができる。
なお、粘着部材191は、接触面191aおよび191bの双方が粘着性があればよく、単層であっても、複層であってもかまわない。あるいは、粘着部材191が取り替え自在ではない場合、すなわち、接触面191bが電極形成面に予め接着されている場合、少なくとも接触面191aが粘着性を有していればよい。この場合も、接触面191aに、保護フィルム192が設けられることが好ましい。これにより、被験者は、測定が終わる度に保護フィルム192を接触面191aに取り付けることで、接触面191aにおける粘着性の劣化を防ぐことができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
100 携帯型心電計、110 装置本体、111 正面、112 背面、113 上面、114 下面、115 右側面、116 左側面、117 突出部、120 電極部、121 負電極、122 正電極、123 不関電極、130 開閉カバー、131 外部記憶媒体用スロット、132 外部記憶媒体、140 操作部、141 電源ボタン、142 測定ボタン、143 メニューボタン、144 決定ボタン、145 左スクールボタン、146 右スクロールボタン、148 表示部、150 処理回路、151 アンプ回路、152 フィルタ回路、153 A/Dコンバータ、155 メモリ、160 電源、170 タイマ、190 ゴム、191 粘着部材、192 保護フィルム。
Claims (6)
- 被験者の手に接触させるための第1の電極と、
前記被験者の所定の測定部位に接触させるための第2の電極と、
前記第1の電極および前記第2の電極により検出された電気信号を心電波形として測定するための測定手段と、
前記第1の電極、前記第2の電極および前記測定手段を含む筐体とを備え、
前記筐体は、前記第2の電極が設けられた電極形成面を有し、
前記電極形成面における前記第2の電極を取り囲む位置に、前記第2の電極が前記測定部位に接触された状態において、前記測定部位を取り囲む位置の体表面と密着させるための密着手段をさらに備える、携帯型心電計。 - 前記密着手段は、前記体表面に接する接触面を有し、
前記接触面を構成する部材は、ゴム、または、熱可塑性エラストマーからなる、請求項1に記載の携帯型心電計。 - 前記密着手段は、前記体表面に接する第1の接触面を有し、
前記第1の接触面を構成する部材は、粘着性を有している、請求項1に記載の携帯型心電計。 - 非使用状態において、前記第1の接触面を保護するための第1の保護部材をさらに備え、
前記第1の保護部材は、前記被験者によって取り外し可能である、請求項3に記載の携帯型心電計。 - 前記密着手段は、さらに、前記電極形成面と接する第2の接触面を有し、
前記第2の接触面を構成する部材は、粘着性を有している、請求項4に記載の携帯型心電計。 - 非使用状態において、前記第2の接触面を保護するための第2の保護部材をさらに備える、請求項5に記載の携帯型心電計。
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