JP2012191964A - 生体信号取得システム - Google Patents

Abstract

【課題】心内心電図と体表面心電図とを正確に同期して表示させる。
【解決手段】体内に埋め込まれ心電信号を検出する内部装置３０と、体外に配置され心電信号を検出する外部装置１０とを備え、内部装置３０および外部装置１０のうち一方が、他方へ伝搬可能な搬送波を発生させる搬送波発生部１６と、該搬送波発生部１６により発生させられた搬送波を一方が検出した心電信号によって変調して出力する変調部１７とを備え、他方が、変調部１７により変調された搬送波から一方が検出した心電信号を復調する復調部３６と、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部４１と、該タイミング信号生成部４１により生成されたタイミング信号に従って、他方が検出した心電信号および復調部３６によって復調された心電信号をサンプリングすることでこれらの心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部３８とを備える生体信号取得システム１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、生体信号取得システムに関するものである。

従来、心臓の特定の位置における心内心電図を取得し、体外に設置された外部装置と通信可能な体内埋め込み型の心臓治療装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。外部装置は、心臓治療装置から受信した心内心電図をモニタに表示するとともに、体表面に配置した電極によって体表面心電図を取得してモニタに表示する。医師は、心内心電図と体表面心電図の両方を参照し比較することにより、患者の心臓の状態を診断する。

特表２００９−５１１２１４号公報

特許文献１に記載の心臓治療装置は、アナログ信号として検出した心臓の電気信号をデジタル信号に変換した後、このデジタル信号をメモリに記憶したり外部装置に伝送したりするなどの処理を行う。一方、外部装置も、アナログ信号として検出した体表面における電気信号をデジタル信号に変換した後に処理する。外部装置は、これらのデジタル信号を時系列でグラフ化することにより心電図として表示する。

このときに、心臓治療装置および外部装置は、それぞれが備えるクロックが生成するクロック信号に従ってアナログ信号からデジタル信号への変換を行う。すなわち、心臓治療装置および外部装置のクロック信号に生じる誤差に起因したサンプリング時間間隔のずれが、２つの心電図のデジタル信号間に生じ、心臓治療装置と外部装置によって同時に同じ時間だけ心電図の測定を行っても、得られるデジタル信号のサンプリング数に差が生じる。

このようにして生成された２つの心電図のデジタル信号は、実際にはずれているサンプリング時間間隔が共通の時間間隔としてモニタに表示される。つまり、医師は、時間軸が異なる２つの心電図を、同期した心電図として提示されることとなる。医師は、心内心電図と体表面心電図に表われている波形のタイミングを数〜数十ミリ秒単位で比較することにより心臓の状態を診断するので、このような心臓治療装置および外部装置によって得られた心電図からでは心臓の状態を正確に診断することが難しいという問題がある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、心内心電図と体表面心電図とを正確に同期して表示させることができる生体信号取得システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、体内に埋め込まれ、心電信号を検出する内部装置と、体外に配置され、心電信号を検出する外部装置とを備え、前記内部装置および前記外部装置のうち一方が、他方へ伝搬可能な搬送波を発生させる搬送波発生部と、該搬送波発生部により発生させられた搬送波を前記一方が検出した前記心電信号によって変調して出力する変調部とを備え、前記他方が、前記変調部により変調された搬送波から前記一方が検出した心電信号を復調する復調部と、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、該タイミング信号生成部により生成されたタイミング信号に従って、前記他方が検出した前記心電信号、および、前記復調部によって復調された前記心電信号をそれぞれサンプリングすることによりこれらの心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備える生体信号取得システムを提供する。

本発明によれば、外部装置および内部装置のうち一方は、搬送波発生部によって発生させられた搬送波を変調部において心電信号によって変調することにより、心電信号をアナログ信号として他方へ搬送する。外部装置および内部装置のうち他方は、搬送されてきた搬送波に含まれる心電信号を復調部において復調し、復調した心電信号と自身が検出した心電信号との両方をＡ／Ｄ変換部においてデジタル信号に変換する。得られたデジタル信号は、時系列でグラフ化されることにより、心内および体表面における心電図として表示されることができる。

この場合に、Ａ／Ｄ変換部は、タイミング信号生成部によって生成される共通のタイミング信号に従って、心臓および体表面における２つの心電信号をサンプリングする。すなわち、Ａ／Ｄ変換部によって生成された心内心電図と体表面心電図の２つのデジタルデータにおいてはサンプリング時間間隔が同一となる。これにより、心内心電図と体表面心電図とを正確に同期して表示させることができる。

上記発明においては、前記外部装置が、前記搬送波発生部および前記変調部を備え、前記内部装置が、前記復調部、前記タイミング信号生成部および前記Ａ／Ｄ変換部を備えていてもよい。
このようにすることで、外部装置の構成の簡略化および軽量化を図り、外部装置を携帯に好適な構成とすることができる。

また、本発明は、体内に埋め込まれ、心電信号を検出する内部装置と、体外に配置され、心電信号を検出する外部装置とを備え、前記内部装置および前記外部装置のうち一方が、他方へ伝搬可能な搬送波を発生させる搬送波発生部と、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、該タイミング信号生成部によって生成されたタイミング信号に従って前記一方が検出した前記心電信号をサンプリングすることにより該心電信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換部と、前記搬送波発生部によって発生させられた搬送波を前記タイミング信号部により生成されたタイミング信号によって変調して出力する変調部とを備え、前記他方が、前記変調部により変調された搬送波から前記タイミング信号を復調する復調部と、該復調部によって復調されたタイミング信号に従って前記他方が検出した前記心電信号をサンプリングすることにより該心電信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換部とを備える生体信号取得システムを提供する。

本発明によれば、内部装置および外部装置のうち一方は、自身が検出した心電信号をタイミング信号生成部により生成されたタイミング信号に従って第１のＡ／Ｄ変換部においてデジタル変換するとともに、タイミング信号を搬送波によって他方へ搬送する。内部装置および外部装置の他方は、一方から搬送されてきた搬送波から復調したタイミング信号に従って、自身が検出した心電信号を第２のＡ／Ｄ変換部においてデジタル変換する。すなわち、心臓および体表面において検出された２つの心電信号は共通のタイミング信号に従ってサンプリングされるので、得られたデジタル信号から生成される心内心電図および体表面心電図を正確に同期して表示させることができる。

また、本発明は、体内に埋め込まれ、心電信号を検出する内部装置と、体外に配置され、心電信号を検出する外部装置と、タイミング信号を生成し、生成したタイミング信号によって変調した搬送波を出力するクロック部とを備え、前記内部装置および前記外部装置がそれぞれ、前記クロック部から出力された前記変調された搬送波から前記タイミング信号を復調する復調部と、該復調部によって復調されたタイミング信号に従って、自身が検出した前記心電信号をサンプリングすることにより、該心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備える生体信号取得システムを提供する。

本発明によれば、内部装置および外部装置はそれぞれ、クロック部から搬送されてきた搬送波から復調部においてタイミング信号を復調し、復調したタイミング信号に従って自身が検出した心電信号をＡ／Ｄ変換部においてデジタル変換する。すなわち、心臓および体表面における２つの心電信号から得られるデジタル信号は共通のタイミング信号によってサンプリングされることにより同一のサンプリング時間間隔を有することとなるので、心内心電図および体表面心電図を正確に同期して表示させることができる。

上記発明においては、前記内部装置および前記外部装置に備えられた各前記Ａ／Ｄ変換部に対して、前記心電信号のサンプリングの開始を指令する指令部を備えていてもよい。
このようにすることで、内部装置および外部装置の各Ａ／Ｄ変換部に、同時刻に各心電信号のサンプリングを開始させて、生成されるデジタル信号の開始時刻を容易に揃えることができる。

また、上記発明においては、前記外部装置が、血圧、体温または体重を検出することとしてもよい。
このようにすることで、他の生体信号の時間変化も心内心電図および体表面心電図と同期して表示させることができる。

また、上記発明においては、前記内部装置が、前記心臓に電気的刺激を与えることにより不整脈を治療する心臓治療装置であり、前記外部装置が、前記心臓治療装置との間で通信可能であり該心臓治療装置の動作を制御するプログラマであってもよい。

本発明によれば、心内心電図と体表面心電図とを正確に同期して表示させることができるという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る生体信号取得システムの全体構成図であり、患者の（ａ）体表および（ｂ）体内をそれぞれ示している。 図１の外部装置および内部装置の構成を示すブロック図である。 図２の外部装置における搬送波の変調処理を説明する図であり、（ａ）体表面心電信号、（ｂ）搬送波および（ｃ）体表面心電信号によって変調された搬送波の波形をそれぞれ示している。 図２の内部装置における体表面心電信号および心内心電信号のＡ／Ｄ変換処理を説明する図であり、（ａ）変調搬送波から復調された体表面心電信号、（ｂ）心内心電信号、（ｃ）タイミング信号、（ｄ）（ａ）の体表面心電信号から生成されたデジタル信号および（ｅ）（ｂ）の心内心電信号から生成されたデジタル信号をそれぞれ示している。 本発明の第２の実施形態に係る生体信号取得システムの外部装置および内部装置の構成を示すブロック図である。 図５の内部装置における搬送波の変調処理を説明する図であり、（ａ）タイミング信号、（ｂ）搬送波および（ｃ）タイミング信号によって変調された搬送波の波形をそれぞれ示している。

以下に、本発明の第１の実施形態に係る生体信号取得システム１について図１〜図４を参照して説明する。
本実施形態に係る生体信号取得システム１は、図１に示されるように、体外に配置される外部装置１０と、体内に埋め込まれる内部装置３０とを備えている。図１（ａ）および図１（ｂ）は、同じ患者Ａの体表と体内とをそれぞれ表した図である。本実施形態においては、内部装置３０としては、埋め込み型除細動装置（ＩＣＤ：ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ ｃａｒｄｉｏｖｅｒｔｅｒ ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）やペースメーカ等の心臓治療装置を想定している。外部装置１０としては、心臓治療装置との間でデータを送受信することにより心臓治療装置の仕様を設定したり動作を制御したりするプログラマを想定している。

外部装置１０は、外部装置本体１１と、患者Ａの体表に配置される複数の体表面電極１２と、外部装置本体１１と体表面電極１２とを接続するリード１３とを備え、体表面電極１２によって体表面において心電信号を検出する。体表面電極１２の数および配置は、心電図の測定方法に応じて適宜選択可能であるが、本実施形態においては、正電極、負電極、接地電極として３つの体表面電極１２を用いる場合を例示している。

内部装置３０は、内部装置本体３１と、該内部装置本体３１から心臓Ｂ内に延びるリード３２とを備えている。該リード３２の先端には互いに絶縁された一対の心内電極３３が設けられており、内部装置３０は、心内電極３３によって該心内電極３３が配置された心臓Ｂの特定の位置（図示する例では右心室内）における心電信号を検出する。また、内部装置本体３１を外装する筐体も、金属などから構成されることにより電極（以下、ＣＡＮ電極という。）３１ａとして機能するようになっている。内部装置３０は、心内電極３３によって検出された心電信号の波形変化に基づいて、適宜選択した電極３３，３４から電気パルスを放出させることにより、心臓Ｂに電気刺激を与えて不整脈を治療するように構成されている。

次に、外部装置１０および内部装置３０の詳細な構成について説明する。
外部装置１０は、図２に示されるように、体表面電極１２によって検出された電気信号から心電信号を抽出する体表面心電信号フィルタ部１４と、該体表面心電信号フィルタ部１４により抽出された体表面心電信号を増幅する体表面心電信号増幅部１５と、搬送波を発生させる搬送波発生部１６と、該搬送波発生部１６から発生させられた搬送波を体表面心電信号によって変調する変調部１７と、該変調部１７によって変調された搬送波を増幅する搬送波増幅部１８とを備えている。

体表面電極１２により検出された体表面心電信号を含む電気信号は、体表面心電信号フィルタ部１４に入力される。体表面心電信号フィルタ部１４は、例えば、例えば０．１〜２５０Ｈｚ程度の周波数帯域を選択的に通過させるバンドパスフィルタであり、入力された電気信号のうち不要なノイズ信号を遮断して体表面心電信号を選択的に通過させる。

体表面心電信号フィルタ部１４により抽出された体表面心電信号は、体表面心電信号増幅部１５に入力され、変調部１７における変調に適した強度まで増幅された後、変調部１７に入力される。
搬送波発生部１６は、患者Ａの体内組織を介して体内の内部装置３０まで伝搬可能な周波数を有する搬送波を発生させて変調部１７へ出力する。搬送波の周波数は、例えば、数〜数１００ｋＨｚ程度である。

変調部１７は、図３に示されるように、搬送波発生部１６から入力された搬送波（同図（ｂ）参照。）を、体表面心電信号増幅部１５から入力された体表面心電信号（同図（ａ）参照。）によって変調することにより、変調搬送波を生成し（同図（ｃ）参照。）出力する。変調方式としては、図示する例では振幅変調方式が用いられているが、周波数変調等のその他の変調方式が用いられてもよい。

搬送波増幅部１８は、変調部１７から出力された変調搬送波を、患者Ａの体内の内部装置３０まで伝搬可能な強度まで増幅した後、体表面電極１２に出力する。これにより、体表面心電信号の情報が含まれた変調搬送波が、体表面電極１２から患者Ａの体内組織を介して内部装置３０へ送信されることとなる。

内部装置３０は、外部装置１０からの変調搬送波を受信する体内電極３４と、変調搬送波を抽出する搬送波フィルタ部３５と、変調搬送波から体表面心電信号を復調する復調部３６と、該復調部３６により復調された体表面心電信号を増幅する体表面心電信号増幅部３７と、Ａ／Ｄ変換部３８と、心電信号を検出する心内電極３３と、該心内電極３３により検出された電気信号のうち心内心電信号を抽出する心内心電信号フィルタ部３９と、心内心電信号を増幅する心内心電信号増幅部４０と、制御部（タイミング信号生成部）４１と、クロック４２と、記憶部４３と、通信部４４とを備えている。

心内電極３３は、正極３３ａと負極３３ｂの一対の電極から構成されている。体内電極３４は、心内電極３３の正極３３ａとＣＡＮ電極３１ａとの組み合わせにより構成されている。なお、体内電極は、心内電極３３の一対の電極３３ａ，３３ｂおよびＣＡＮ電極３１ａのうちの他の電極の組み合わせによって構成されてもよい。体内電極３４は、外部装置１０から患者Ａの体内を介して伝搬してきた変調搬送波を検出し、検出した変調搬送波を搬送波フィルタ部３５へ出力する。

搬送波フィルタ部３５は、例えば、搬送波と同程度の帯域の周波数を有する信号を選択的に通過させるバンドパスフィルタであり、体内電極３４により検出された電気信号のうち変調搬送波を選択的に通過させる。搬送波フィルタ部３５は、抽出した変調搬送波を復調部３６に入力する。

復調部３６は、変調搬送波に含まれる体表面心電信号を復調し、復調した体表面心電信号を体表面心電信号増幅部３７に出力する。
体表面心電信号増幅部３７は、入力された体表面心電信号を、後述するＡ／Ｄ変換に必要な信号強度まで増幅した後、Ａ／Ｄ変換部３８に出力する。

心内心電信号フィルタ部３９は、例えば、１０〜１００Ｈｚの周波数帯域を選択的に通過させるバンドパスフィルタであり、心内電極３３から入力された電気信号のうちノイズを除去して心内心電信号を抽出し、抽出した心内心電信号を心内心電信号増幅部４０に出力する。
心内心電信号増幅部４０は、心内心電信号フィルタ部３９から入力された心内心電信号を、後述するＡ／Ｄ変換に必要な強度まで増幅した後、Ａ／Ｄ変換部３８に出力する。

Ａ／Ｄ変換部３８は、図４に示されるように、体表面心電信号増幅部３７および心内心電信号増幅部４０からそれぞれ入力されたアナログ信号である体表面心電信号（同図（ａ）参照。）および心内心電信号（同図（ｂ）参照。）の電位の値を、制御部４１によって生成されたタイミング信号（後述、同図（ｃ）参照。）に従ってサンプリングする。これにより、Ａ／Ｄ変換部３８は、これらの２つの心電信号からデジタル信号（同図（ｄ），（ｅ）参照。）を生成する。すなわち、生成された２つのデジタル信号は、同一の時刻にサンプリングされたデータ点からなる。

制御部４１は、例えば、心臓治療装置に備えられたＣＰＵ（中央処理装置）である。制御部４１は、クロック４２により生成されるクロック信号に従って動作するとともに、該クロック信号を分周することによってタイミング信号を生成する。クロック信号は、例えば、２ＭＨｚの方形波信号である。また、制御部４１は、Ａ／Ｄ変換部３８によって生成された心内心電信号および体表面心電信号のデジタル信号を記憶部４３に記憶させる。また、制御部４１は、通信部４４を介して、外部装置１０とデジタル信号を用いたデータの送受信を行うための制御を行う。さらに制御部４１は、心内電極３３により検出された心電信号の時間変換に基づいて内部装置３０に備えられた図示しない電気パルス発生部により電気パルスを発生させる等の制御を行う。

次に、このように構成された本実施形態に係る生体信号取得システム１の作用について説明する。
本実施形態に係る生体信号取得システム１を用いて心内心電図および体表面心電図を取得するには、例えば、医師が、患者Ａの体表に体表面電極１２を配置し、外部装置１０を操作することにより体表面電極１２による心電信号の測定を開始させる。外部装置１０によって測定された体表面心電信号は順次搬送波によって内部装置３０へ伝達される。

内部装置３０は、外部装置１０から送られてきた搬送波に含まれる体表面心電信号を復調するとともに、自身の心内電極３３によって心内心電信号を測定する。内部装置３０は、これらの体表面心電信号および心内心電信号を同一のＡ／Ｄ変換部３８によってデジタル化した後、記憶部４３に記憶する。

医師は、一定期間にわたって心電信号を測定した後、外部装置１０によって内部装置３０の記憶部３８から心内心電信号および体表面心電信号のデジタル信号のデータを取得する。取得された２つのデジタル信号のデータは、外部装置１０によって時系列でグラフ化されることにより心電図としてモニタに表示されて医師に提示される。

このように、本実施形態によれば、外部装置１０および内部装置３０が患者Ａの体の内外にそれぞれ配置されていても、一方で検出した心電信号が搬送波によって他方に送信されることにより、体表面および心内における２つの心電信号が同一のＡ／Ｄ変換部３８で同一のタイミング信号を用いてデジタル変換される。これにより、２つの心電信号から生成されたデジタル信号間においてサンプリング時間間隔が同一となるので、２つのデジタル信号を心電図として表示させたときに時間軸が正確に一致した状態となり、医師は正確に同期した心内心電図および体表面心電図から心臓Ｂの状態を正確に診断することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、外部装置１０としてプログラマを想定したが、外部装置１０はプログラマとは別体であってもよい。本実施形態によれば、外部装置１０の構成が簡略で済むので、外部装置１０を小型にかつ軽量に構成することができる。したがって、患者Ａは、例えば、外部装置１０を患者Ａの体表に貼り付けたりポケット内に収納したりすることにより外部装置１０を容易に携帯することが可能となり、比較的長時間の心電図を取得する場合でも患者Ａの負担を軽減することができる。

次に、本発明の第２の実施形態に係る生体信号取得システム１について、図５および図６を参照して説明する。
なお、本実施形態においては、上述した第１の実施形態と共通する構成については同一の符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる点について主に説明する。

第１の実施形態に係る生体取得システム１は、外部装置１０において検出した体表面心電信号をアナログ信号のまま内部装置３０へ伝達し、内部装置３０において体表面心電信号および心内心電信号をＡ／Ｄ変換して記憶した。これに対して、本実施形態に係る生体信号取得システム１は、内部装置３０において生成されたＡ／Ｄ変換のためのタイミング信号を外部装置１０に供給し、内部装置３０および外部装置１０は自身が検出した心電信号をそれぞれＡ／Ｄ変換して記憶するものである。

本実施形態に係る内部装置３０は、図５に示されるように、搬送波発生部４５と、変調部４６と、搬送波増幅部４７とを備えている。
搬送波発生部４５、変調部４６および搬送波増幅部４７はそれぞれ、第１の実施形態において外部装置１０に備えられた搬送波発生部１６、変調部１７および搬送波増幅部１８と同様に構成されている。

心内電極３３により検出された心電信号は、第１の実施形態と同様に、心内心電信号フィルタ部３９および心内心電信号増幅部４０を介してＡ／Ｄ変換部（第２のＡ／Ｄ変換部）３８に入力される。Ａ／Ｄ変換部３８は、制御部４１によって生成されたタイミング信号に従って、図４（ｂ），（ｃ），（ｅ）に示される処理と同様にして、入力された心内心電信号をサンプリングすることによりデジタル化する。このようにして心内心電信号から生成されたデジタル信号は記憶部４３に逐次記憶される。

一方でＡ／Ｄ変換部３８は、制御部４１から入力されたタイミング信号を変調部４６に出力する。変調部４６は、図６に示されるように、搬送波発生部４５によって発生させられた搬送波（同図（ｂ）参照。）を、Ａ／Ｄ変換部３８から入力されたタイミング信号（同図（ａ）参照。）によって変調することにより変調搬送波（同図（ｃ）参照。）を生成する。生成された変調搬送波は、搬送波増幅部４７によって適切な強度まで増幅された後に体内電極３４へ出力され、該体内電極３４から患者Ａの体内組織を介して体表面電極１２へ送信される。

本実施形態に係る外部装置１０は、搬送波フィルタ部２０と、搬送波増幅部２１と、復調部２２と、Ａ／Ｄ変換部（第１のＡ／Ｄ変換部）２３と、制御部２４と、クロック２５と、記憶部２６と、通信部２７とを備えている。
搬送波フィルタ部２０、搬送波増幅部２１、復調部２２、Ａ／Ｄ変換部２３、制御部２４、クロック２５、記憶部２６および通信部２７はそれぞれ、第１の実施形態における搬送波フィルタ部３５、搬送波増幅部１８、復調部３６、Ａ／Ｄ変換部３８、制御部４１、クロック４２、記憶部４３および通信部４４と同様に構成されている。

体表面電極１２は、体表面において検出した心電信号を体表面心電信号フィルタ部１４に出力するとともに、内部装置３０から送信されてきた変調搬送波を含む電気信号を受信して該変調搬送波を搬送波フィルタ部２０に出力する。

体表面心電信号は、体表面心電信号フィルタ部１４から体表面心電信号増幅部１５を介してＡ／Ｄ変換部２３に出力される。
一方、変調搬送波を含む電気信号は、搬送波フィルタ部２０においてノイズが除去されて変調搬送波が抽出される。抽出された該変調搬送波は、搬送波増幅部２１によって増幅された後、復調部２２においてタイミング信号が復調される。復調されたタイミング信号は、Ａ／Ｄ変換部２３に出力される。

Ａ／Ｄ変換部２３は、復調部２２から入力されるタイミング信号に従って、図４（ａ），（ｃ），（ｄ）に示される処理と同様に、体表面心電信号増幅部１５から入力される体表面心電信号をサンプリングすることによりデジタル信号を生成する。

制御部２４は、Ａ／Ｄ変換部２３において生成された心電信号を記憶部２６に記憶する。一方、制御部２４は、通信部２７，４４を介して内部装置３０の記憶部４３に蓄積された心内心電信号から生成されたデジタル信号を取得して記憶部２６に記憶する。

また、内部装置３０の制御部（指令部）４１は、各Ａ／Ｄ変換部２３，３８による心電信号のサンプリングの開始を指令する指令信号を、Ａ／Ｄ変換部３８と通信部４４に出力する。外部装置１０の制御部２４は、通信部２７によって指令信号が受信されたときに、Ａ／Ｄ変換部２３による体表面心電信号のサンプリングを開始する。これにより、内部装置３０および外部装置１０の両方において同時に心電信号のデジタル変換が開始され、各記憶部（後述）２６，４３に記憶されるデジタル信号の開始時刻が一致させられることとなる。

指令信号は、例えば、各記憶部２６，４３に記憶されたデータを同時に消去することを指令するものであってもよい。これにより、各Ａ／Ｄ変換部２３，３８によって生成されたデジタル信号の記憶部２６，４３への記憶が同時刻に開始されるので、各記憶部２６，４３に蓄積されたデジタル信号の開始時刻を一致させることができる。

次に、このように構成された生体信号取得システム１の作用について説明する。
本実施形態に係る生体信号取得システム１を用いて体表面心電図および心内心電図を取得するには、例えば、操作者による操作によって、心電信号取得の開始を指令する開始指令信号を外部装置３０から内部装置１０へ出力させる。内部装置１０はこの開始指令信号を受信することにより、各Ａ／Ｄ変換部２３，３８に対してサンプリングを開始する指令信号を出力する。これにより、外部装置１０および内部装置３０の両方において、測定された各心電信号のデジタル信号が記憶される。

操作者は、一定期間心電信号の測定を行った後、内部装置３０の記憶部２６に蓄積された心内心電信号のデジタル信号のデータを、通信部４４，２７を介して外部装置１０によって取得し、体表面心電信号と心内心電信号の両方のデジタル信号を該外部装置１０によってグラフ化させることにより体表面心電図および心内心電図としてモニタ等に表示させる。

このように、本実施形態によれば、外部装置１０および内部装置３０が患者Ａの体の内外にそれぞれ配置され、体表面および心内における２つの心電信号が別々のＡ／Ｄ変換部２３，３８によってデジタル変換される構成であっても、一方で生成されたタイミング信号が搬送波によって他方に送信されることにより、２つの心電信号が同一のタイミング信号に従ってデジタル変換される。これにより、２つの心電信号から生成されたデジタル信号間においてサンプリング時間間隔が同一となるので、２つのデジタル信号を心電図として表示させたときに時間軸が正確に一致した状態となり、医師は正確に同期した心内心電図および体表面心電図から心臓Ｂの状態を正確に診断することができるという利点がある。

なお、本実施形態においては、内部装置３０がタイミング信号を生成して外部装置１０に送信することとしたが、これに代えて、外部装置１０がタイミング信号を生成して内部装置３０に送信することとしてもよい。この場合、内部装置３０に備えられた搬送波発生部４５、変調部４６、搬送波増幅部４７を外部装置１０に設け、外部装置１０に備えられた搬送波フィルタ部２０、搬送波増幅部２１、復調部２２を内部装置３０に設ければよい。

このようにしても、患者Ａの体の内外に配置された内部装置３０および外部装置１０においても共通のタイミング信号で各心電信号をサンプリングし、心内心電図および体表面心電図を正確に同期して表示させることができる。

また、本実施形態においては、外部装置１０および内部装置３０の外部にこれら１０，３０とは別体のクロック部が備えられ、該クロック部において生成されたタイミング信号を搬送波によって外部装置１０および内部装置３０のそれぞれに送信することとしてもよい。
このようにしても、外部装置１０と内部装置３０において、同一のタイミング信号に従って各心電信号をサンプリングし、正確に同期した体表面心電図と心内心電図とを表示させることができる。

また、上述した第１および第２の実施形態においては、外部装置１０が、心電信号の他に、患者Ａの血圧、体温、体重などの生体信号を検出し、検出したこれらの生体信号についてもＡ／Ｄ変化部２３，３８によってデジタル化して記憶部２６，４３に記憶することとしてもよい。

この場合、第１の実施形態の構成においては、例えば、外部装置１０は、搬送波発生部１６が周波数の異なる複数の搬送波を発生させ、変調部１７が各搬送波を異なる生体信号で変調する。そして、内部装置３０は、復調部３６が各搬送波から各生体信号を復調し、これらの生体信号を心電信号とともにＡ／Ｄ変換部３８がデジタル変換した後に記憶部４３に記憶するように構成すればよい。
このようにすることで、外部装置１０は、２つの心電図とともに、該心電図と正確に同期させて他の生体信号の時間変化もモニタ等に表示させることができる。

１ 生体信号取得システム
１０ 外部装置
１１ 外部装置本体
１２ 体表面電極
１３，３２ リード
１４ 体表面心電信号フィルタ部
１５，３７ 体表面心電信号増幅部
１６，４５ 搬送波発生部
１７，４６ 変調部
１８，２１，４７ 搬送波増幅部
２０，３５ 搬送波フィルタ部
２２，３６ 復調部
２３ Ａ／Ｄ変換部（第１のＡ／Ｄ変換部）
２４ 制御部
２５，４２ クロック
２６，４３ 記憶部
２７，４４ 通信部
３０ 内部装置
３１ 内部装置本体
３１ａ 筐体、ＣＡＮ電極
３３，３３ａ，３３ｂ 心内電極
３４ 体内電極
３８ Ａ／Ｄ変換部（第２のＡ／Ｄ変換部）
３９ 心内心電信号フィルタ部
４０ 心内心電信号増幅部
４１ 制御部（タイミング信号生成部、指令部）
Ａ 患者
Ｂ 心臓

Claims (7)

1. 体内に埋め込まれ、心電信号を検出する内部装置と、
   体外に配置され、心電信号を検出する外部装置とを備え、
   前記内部装置および前記外部装置のうち一方が、他方へ伝搬可能な搬送波を発生させる搬送波発生部と、該搬送波発生部により発生させられた搬送波を前記一方が検出した前記心電信号によって変調して出力する変調部とを備え、
   前記他方が、前記変調部により変調された搬送波から前記一方が検出した心電信号を復調する復調部と、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、該タイミング信号生成部により生成されたタイミング信号に従って、前記他方が検出した前記心電信号、および、前記復調部によって復調された前記心電信号をそれぞれサンプリングすることによりこれらの心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備える生体信号取得システム。
2. 前記外部装置が、前記搬送波発生部および前記変調部を備え、
   前記内部装置が、前記復調部、前記タイミング信号生成部および前記Ａ／Ｄ変換部を備える請求項１に記載の生体信号取得システム。
3. 体内に埋め込まれ、心電信号を検出する内部装置と、
   体外に配置され、心電信号を検出する外部装置とを備え、
   前記内部装置および前記外部装置のうち一方が、他方へ伝搬可能な搬送波を発生させる搬送波発生部と、タイミング信号を生成するタイミング信号生成部と、該タイミング信号生成部によって生成されたタイミング信号に従って前記一方が検出した前記心電信号をサンプリングすることにより該心電信号をデジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換部と、前記搬送波発生部によって発生させられた搬送波を前記タイミング信号部により生成されたタイミング信号によって変調して出力する変調部とを備え、
   前記他方が、前記変調部により変調された搬送波から前記タイミング信号を復調する復調部と、該復調部によって復調されたタイミング信号に従って前記他方が検出した前記心電信号をサンプリングすることにより該心電信号をデジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換部とを備える生体信号取得システム。
4. 体内に埋め込まれ、心電信号を検出する内部装置と、
   体外に配置され、心電信号を検出する外部装置と、
   タイミング信号を生成し、生成したタイミング信号によって変調した搬送波を出力するクロック部とを備え、
   前記内部装置および前記外部装置がそれぞれ、
   前記クロック部から出力された前記変調された搬送波から前記タイミング信号を復調する復調部と、
   該復調部によって復調されたタイミング信号に従って、自身が検出した前記心電信号をサンプリングすることにより、該心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部とを備える生体信号取得システム。
5. 前記内部装置および前記外部装置に備えられた各前記Ａ／Ｄ変換部に対して、前記心電信号のサンプリングの開始を指令する指令部を備える請求項３または請求項４に記載の生体信号取得システム。
6. 前記外部装置が、血圧、体温または体重を検出する請求項１、請求項３または請求項４に記載の生体信号取得システム。
7. 前記内部装置が、前記心臓に電気的刺激を与えることにより不整脈を治療する心臓治療装置であり、
   前記外部装置が、前記心臓治療装置との間で通信可能であり該心臓治療装置の動作を制御するプログラマである請求項１、請求項３または請求項４に記載の生体信号取得システム。

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