JP2012529727A - 生体電位測定を向上させるケーブル及びケーブルを組み立てる方法 - Google Patents

Abstract

生態電位測定を向上させるケーブルであって、コアを備え、該コアは、第１の導電線と、第１の導電線を取り囲む第１のシールドと、第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体とを備える、ケーブル。このケーブルは、コアの外側に位置する制御部を更に備え、この制御部は、第２の導電線と、該導電線を取り囲む第２のシールドと、第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、生体電位測定を向上させるケーブルに関する。

通常の生体電位増幅器システムは、多芯ケーブルを有する患者ヘッドボックスに接続された増幅器モジュールを備える。患者とヘッドボックスとの間には患者電極が接続されている。通常の増幅器は、複数の電極入力又はチャネル、例えば８個、１６個、３２個、又は６４個のチャネルを有している。

同相信号（コモンモード）除去比（ＣＭＲＲ）は、増幅器の性能の１つの測定値である。ＣＭＲＲは、増幅器が電源、例えばＡＣ電源に応じて、通常は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚのコモンモード干渉を除去する能力を示す。コモンモード電圧は、患者のコモンモード信号の反転したものを負のフィードバックループで患者内に戻すことによって低減することができ、これは一般に右脚駆動（ＲＬＤ：right leg drive）と呼ばれる。このように、右脚駆動により、生体電位増幅器システムのＣＭＲＲが効果的に高められる。

図１は、生体電位測定値を取得するために患者ヘッドボックスとともに使用される従来のケーブル１００を示している。このケーブルは、ワイヤの束がシールド１１０によって取り囲まれており、シールド１１０自体は外側ジャケット１２０によって取り囲まれている。この束は、複数のチャネル（例えば患者）電極ワイヤ１３０、参照電極ワイヤ１４０、及び右脚駆動（ＲＬＤ）電極ワイヤ１５０を含む。

この従来の構成には、達成可能なＣＭＲＲが、見込まれる値よりも低いという点で難点がある。この上述したＣＭＲＲの低下は、ケーブル１００においてＲＬＤワイヤ１５０とチャネル電極ワイヤ１４０とが近接していることによるそれらの間の静電容量、例えば寄生容量に起因している。さらに、この静電容量によって、ＲＬＤ信号が、患者をバイパスするチャネルワイヤ１３０に結合する余地がある。この寄生容量の不平衡は、患者電極インピーダンスとともに作用して、増幅器システムのＣＭＲＲを低減する。患者電極インピーダンスが高いほど、患者とチャネルワイヤとの間の電位差が大きくなる。

したがって、生体電位測定を向上させるとともに、生体電位増幅器システムのＣＭＲＲを高める、ＲＬＤワイヤとチャネルワイヤとの間の結合を低減するケーブルを提供することが必要とされかつ望まれている。

本発明の実施の形態は、生体電位測定を向上させるケーブルを有利に提供する。

本発明の一実施形態は、生体電位測定を向上させるケーブルであって、中心フィードバック線を備えた第１の導電線と、中心フィードバック線を取り囲む第１のシールドと、第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体とを備えるフィードバックコアを備える、ケーブルを含む。このケーブルは、フィードバックコアの径方向外側に位置する第２の導電線と、第２の導電線及びフィードバックコアを取り囲む第２のシールドと、第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体とを更に備える。

別の実施形態は、生態電位測定を向上させるケーブルであって、中心フィードバック線を備えた第１の導電線と、中心フィードバック線を取り囲む第１のシールドと、第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体とを有するフィードバックコアを備えるケーブルを含む。このケーブルは、フィードバックコアの径方向外側に位置する複数の導電性制御線と、複数の導電性制御線及びフィードバックコアを取り囲む第２のシールドと、第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体とを有する制御部と、制御部の外側に放射状に位置する複数の導電性検知線と、複数の導電性検知線及び制御部を取り囲む第３のシールドと、第３のシールドを取り囲む第３の絶縁体とを備える検知部とを更に備える。

別の実施形態は、生態電位測定を向上させるケーブルであって、中心フィードバック手段を備えた第１の導電手段と、中心フィードバック手段を取り囲む第１の遮蔽手段と、第１の遮蔽手段を取り囲む第１の絶縁手段とを有するフィードバック手段を備えるケーブルを含む。このケーブルは、フィードバック手段の径方向外側に位置する第２の導電手段と、第２の導電手段及びフィードバック手段を取り囲む第２の遮蔽手段と、第２の遮蔽手段を取り囲む第２の絶縁手段とを更に備える。

生態電位測定を向上させるケーブルであって、コアを具備し、該コアは、第１の導電線と、第１の導電線を取り囲む第１のシールドと、第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体を備える。このケーブルは、コアの外側に位置する制御部を更に具備し、この制御部は、第２の導電線と、該導電線を取り囲む第２のシールドと、第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体とを備える。

上に述べたように、本発明の或る特定の実施形態を、本明細書において本発明の詳細な説明をより良く理解することができるように、かつ本技術分野に対する本発明の寄与をより良く認識することができるように、幾分か広く概説した。当然ながら、以下で説明する本発明の更なる実施形態があり、それらの実施形態は、添付の特許請求の範囲の主題を形成することになる。

これに関して、本発明の少なくとも１つの実施形態について詳細に説明する前に、本発明は、その応用が、以下の説明で述べるか又は図面に示す構成要素の構成の詳細及び配置に限定されないことが理解されるべきである。本発明は、記載されているもののほかの実施形態が可能であり、さまざまな方法で実施及び実行することができる。また、本明細書及び要約書で使用した用語及び術語は、説明を目的としたものであり、限定するものとみなされるべきではないことが理解されるべきである。

したがって、当業者は、この開示が基礎とする概念を、本発明のいくつかの目的を実行する他の構造、方法、及びシステムの設計のための基礎として容易に利用することができることを理解するであろう。したがって、特許請求の範囲は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、こうした均等な構成を含むものとみなされることが重要である。

添付図面に関連してなされる、本開示のさまざまな実施形態の以下の説明を参照することにより、本開示の上述した特徴及び利点並びに他の特徴及び利点並びにそれらを達成する方法がより明らかとなり、開示自体がよりよく理解されるであろう。

従来のケーブルの断面図である。 本発明の一実施形態によるケーブルの断面図である。 本発明の一実施形態による図２のケーブルの上面図である。

以下の詳細な説明において、添付図面が参照される。添付図面は、本発明を実施することができる特定の実施形態の一部をなすとともに、それらの実施形態を例として示す。これらの実施形態を、当業者が実施することができるほど十分詳細に説明するが、他の実施形態を利用することができること、並びに構造的変更、論理的変更、処理の変更及び電気的変更を行うことができることが理解されるべきである。要素の材料又は配置を列挙したものはいずれも単に例示を目的とするものであり、網羅的であるようには決して意図されていないことが理解されるべきである。記載する処理ステップの進行は一例であり、ステップの順序は、或る順序で必ず行われるステップを除いて、本明細書に示すものには限定されず、本技術分野で知られているように変更することができる。

次に、本発明を、図面の図を参照して説明する。図面全体を通じて、同様の参照番号は同様の部分を指している。図２に示すようにケーブル２００が示されており、ケーブル２００は、右脚駆動（ＲＬＤ）シールド２１６及び右脚駆動（ＲＬＤ）絶縁ジャケット２１５によって取り囲まれる導電性右脚駆動（ＲＬＤ）電極線２０５をほぼ中心に有している。中心導電性ＲＬＤ電極線２０５は、コモンモード信号の反転したものを負のフィードバックループで患者内に提供するように機能する。一実施形態では、低電力ＤＣ電圧線２２０、接地線２２５、及びデジタル制御線２３０〜２３３を、中間シールド２３５及び中間絶縁ジャケット２４０によって取り囲むことができる。上述した中間ジャケット２４０の周囲に、導電性患者検知電極線２５０を配置することができる。一実施形態では、各導電線２０５、２２０、２２５、２３０〜２３３、及び２５０を、絶縁シース２６０によって取り囲まれた導電材料２５５から構成することができる。導電材料２５５は、例えば、導体（例えば銅）の単一導線又は編組素線とすることができる。外側シールド２６５及び外側絶縁ジャケット２７０は、患者電極線２５０を取り囲むことができる。

中心に位置するＲＬＤ線２０５には、少なくとも、専用のＲＬＤシールド２１０及びＲＬＤ絶縁ジャケット２１５が、他の導電線及び外部干渉源からの寄生容量及び干渉からＲＬＤ線２０５を保護し、したがってケーブル２００のＣＭＲＲを上昇させるという点で利点がある。ＲＬＤ線２０５が、その専用のＲＬＤシールド２１０及びＲＬＤジャケット２１５によって取り囲まれるケーブル２００のほぼ中心にある限り、デジタル制御線及び患者電極線の数とそれらの線を配置する順序とを、特定の用途に基づいて調整することができることを理解されたい。さらに、低電力ＤＣ電圧線２２０、接地線２２５、及びデジタル制御線２３０〜２３３のうちのいずれか又は全てを、中間シールド２３５又は中間絶縁ジャケット２４０を用いることなく、患者検知電極線２５０の間に配置することができる。ケーブル２００の意図された用途に応じて、中間シールド２３５及び中間ジャケット２４０のいずれか又は両方を完全に省略してよい。

例えば、電力を搬送するように意図されている線（低電力ＤＣ電圧線２２０など）に対してより安全な保護を提供するように、更なるシールドを追加することができる。また、完成したケーブルアセンブリに機械および構造的強度及び／又は可撓性という所望の特性を与えるように、更なる材料を追加することができる。各シールドは、例えば、銅（若しくは他の金属）の編組素線、銅テープの非編組螺旋巻、又は導電性ポリマー、マイラー、アルミニウム、若しくは銅の層とすることができる。シールドは、インターフェースする信号に特定の所望の特性インピーダンス等を与えるために、特定の誘電特性を有するように構成することができる。各ジャケット２１５、２４０、２７０を、ＰＶＣ又はポリプロピレンなどの絶縁材料から形成することができる。

本発明の実施形態はまた、更なる安全性のためにかつ／又はＣＭＲＲを更に高めるために、外側ジャケット２７０の外側の絶縁体（図示せず）と他の接地電圧を提供するドレイン線２８０とを備えることができる。外側ジャケット２７０が内部部品の全てを取り囲んだ状態で、外側シールド２６５と外側ジャケット２７０との間、又は外側ジャケットと更なるシールド（図示せず）との間にドレイン線２８０を配置することができるが、更なるシールド及びジャケット（図示せず）をドレイン線の外側に位置決めしてもよい。一実施形態では、シールドの全ての部分が同じ接地電圧となることができるように、ドレイン線２８０は、更なるシールド又は外側シールド２６５と接触する。空気を追い出すとともに、ケーブル２００を機械的により頑強にし、その外観を良くするために、材料のうちの任意のものの間の空間に充填材２８５を配置させてよい。

したがって、上述したケーブルの設計及び配置の結果として、ケーブルにおけるＲＬＤ信号の結合が低減する。また、追加される構成によるメリットは、従来のケーブル、例えばケーブル１００に比較して、患者検知電極線２５０から中間シールド２３５及び外側シールド２６５への静電容量がより一致するということであり、それにより、同相信号除去比（ＣＭＲＲ）が更に向上する。さらに、ＤＣ電圧線２２０を、更なる中間シールド２３５及び中間ジャケット２４０により患者電極線との接触から保護することができる。

図３は、ケーブル２００の平面図を示す。図２の断面は、図３の線Ａ−Ａ’に沿って取り出されていることに留意されたい。外側ジャケット２７０は、２つのコネクタ３１０、３２０間で延在したものとして示されている。コネクタ３１０、３２０は、患者ヘッドボックス（図示せず）と増幅器モジュール（図示せず）との間を接続するように構成することができる。図示する例では、コネクタは共に、しっかりと固定した永続的な接続を確保する接続締結具３３０、例えばねじジャッキが取り付けられている雌コネクタである。各接続締結具３３０は、手動又は工具、例えばねじ回しで取り外すことができるように構成することができる。コネクタ３１０、３２０を、用途向けに特別仕様で作製することもできるし、既製のコネクタとすることもできる。コネクタは、上述した導電線の各々にそれぞれ接続されているピン配列３４０を有することができる。各ピン配列３４０を導電線に接続する必要はなく、必要に応じていずれかはフロート状態のピン配列とすることができることを理解されたい。

一実施形態では、最大で合計５０本の導電線に対して５０個の接続を有するＤ−ＳＵＢミニＤＤ−５０コネクタを用いることができる。例えば、１本のＲＬＤ線（例えばＲＬＤ線２０５）、１本の電力線（例えば低電力ＤＣ電圧線２２０）、１本の接地線（例えば接地線２２５）、４本の制御線（例えばデジタル制御線２３０〜２３３）、及び４３本の検知線（例えば患者電極線２５０）が存在し得る。別の実施形態は、小型コンピューターシステムインターフェース（ＳＣＳＩ：Small Computer System Interface）コネクタを用いることができる。コネクタ３１０、３２０を、意図される接続に応じて、雄又は雌とすることができる。

本発明の実施形態は、欧州連合の電気・電子機器における特定有害物質の使用制限に関する指令（ＲｏＨＳ Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎｓ：Restriction of the Use of Certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment Regulations of the European Union）に従って製造することができる。実施形態はまた、中心から外れておりかつ／又はケーブルの残り及び／若しくはケーブルパッケージの外側にあるフィードバックコアも備える。中心線は、ＲＬＤ用途又はフィードバック用途に限定されず、ＣＭＲＲを高めることを必要とする任意の目的に用いることができる。

上記説明及び図面におけるプロセス及び装置は、本明細書に記載した実施形態の目的、特徴、及び利点を達成するために使用及び作製することができる方法及び装置のうちの一部のみの例を示す。したがって、それらは、実施形態の上記説明によって限定されるものとみなされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定されるものとみなされるべきである。いかなる請求項又は特徴も、本発明の範囲内で他の任意の請求項又は特徴と組み合わせることができる。

本発明の多くの特徴及び利点は、詳細な説明から明らかであり、したがって、本発明の真の趣旨及び範囲内にある本発明のこうした全ての特徴及び利点を包含することが、添付の特許請求の範囲により意図されている。さらに、当業者には多くの変更形態及び変形形態が容易に思いつくため、図示及び説明した正確な構成及び動作に本発明を限定することは望ましくなく、したがって、本発明の範囲内にある全ての適切な変更形態及び均等物を用いることができる。

Claims (21)

1. 生体電位測定を向上させるケーブルであって、
   フィードバックコアであって、
   中心フィードバック線を含む第１の導電線と、
   前記中心フィードバック線を取り囲む第１のシールドと、
   前記第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体と、
   を有するフィードバックコアと、
   前記フィードバックコアの径方向外側に位置する第２の導電線と、
   前記第２の導電線及び前記フィードバックコアを取り囲む第２のシールドと、
   前記第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体と、
   を備える、ケーブル。
2. 前記第２の導電線は、低電力ＤＣ電圧線、接地線、及びデジタル制御線のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載のケーブル。
3. 前記第２の絶縁体の径方向外側に位置する第３の導電線と、
   前記第３の導電線を取り囲む第３のシールドと、
   前記第３のシールドを取り囲む第３の絶縁体と、
   を更に備える、請求項１に記載のケーブル。
4. 前記第３の導電線に隣接しかつ前記第２の絶縁体と前記第３のシールドとの間に位置する充填材を更に備える、請求項３に記載のケーブル。
5. 前記第３のシールドの外側に位置する接地線を更に備える、請求項３に記載のケーブル。
6. 前記第２の導電線に隣接しかつ前記フィードバックコアと前記第２のシールドとの間に位置する充填材を更に備える、請求項１に記載のケーブル。
7. 各導電線は、絶縁シースによって取り囲まれる導電材料を含む、請求項１に記載のケーブル。
8. 前記第２のシールドの外側に位置する接地線を更に備える、請求項１に記載のケーブル。
9. 前記ケーブルの端部にコネクタを更に備える、請求項１に記載のケーブル。
10. 前記コネクタは接続締結具を備える、請求項９に記載のケーブル。
11. 前記コネクタは、各導電線に対してそれぞれのピン配列を更に備え、
    前記各導電線は前記それぞれのピン配列に電気的に接続される、
    請求項９に記載のケーブル。
12. 生態電位測定を向上させるケーブルであって、
    フィードバックコアであって、
    中心フィードバック線を含む第１の導電線と、
    前記中心フィードバック線を取り囲む第１のシールドと、
    前記第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体と、
    を有するフィードバックコアと、
    制御部であって、
    前記フィードバックコアの径方向外側に位置する複数の導電性制御線と、
    前記複数の導電性制御線及び前記フィードバックコアを取り囲む第２のシールドと、
    前記第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体と、
    を有する制御部と、
    検知部であって、
    前記制御部の径方向外側に位置する複数の導電性検知線と、
    前記複数の導電性検知線及び前記制御部を取り囲む第３のシールドと、
    前記第３のシールドを取り囲む第３の絶縁体と、
    を有する検知部と、
    を備える、ケーブル。
13. 前記中心フィードバック線、前記複数の導電性制御線、及び前記複数の導電性検知線は、各々、絶縁シースによって取り囲まれる導電材料を含む、請求項１２に記載のケーブル。
14. 前記複数の導電線は、低電力ＤＣ電圧線、接地線、及び少なくとも１つのデジタル制御線を含む、請求項１２に記載のケーブル。
15. 前記少なくとも１つのデジタル制御線は、４つのデジタル制御線を含む、請求項１４に記載のケーブル。
16. 前記複数の導電性検知線は、４３本の患者検知線を含む、請求項１２に記載のケーブル。
17. 前記第２のシールドの外側に位置する接地線を更に備える、請求項１２に記載のケーブル。
18. 前記複数の導電性制御線の各々の間に位置する充填材を更に備える、請求項１２に記載のケーブル。
19. 生態電位測定を向上させるケーブルであって、
    フィードバック手段であって、
    中心フィードバック手段を含む第１の導電手段と、
    前記中心フィードバック手段を取り囲む第１の遮蔽手段と、
    前記第１の遮蔽手段を取り囲む第１の絶縁手段と、
    を有するフィードバック手段と、
    前記フィードバック手段の径方向外側に位置する第２の導電手段と、
    前記第２の導電手段及び前記フィードバック手段を取り囲む第２の遮蔽手段と、
    前記第２の遮蔽手段を取り囲む第２の絶縁手段と、
    を備える、ケーブル。
20. 前記第２の絶縁手段の径方向外側に位置する第３の導電手段と、
    前記第３の導電手段を取り囲む第３の遮蔽手段と、
    前記第３の遮蔽手段を取り囲む第３の絶縁手段と、
    を更に備える、請求項１９に記載のケーブル。
21. 生態電位測定を向上させるケーブルであって、
    コアであって、
    第１の導電線と、
    前記第１の導電線を取り囲む第１のシールドと、
    前記第１のシールドを取り囲む第１の絶縁体と、
    を有するコアと、
    前記コアの外側に位置する制御部であって、
    第２の導電線と、
    前記第２の導電線を取り囲む第２のシールドと、
    前記第２のシールドを取り囲む第２の絶縁体と、
    を有する制御部と、
    を備える、ケーブル。

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