JP3896405B2 - ２電極／３電極変換接続器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２電極を用いて３電極用心電図測定装置による心電図測定が可能となる２電極／３電極変換接続器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
心電図測定には、通常、図５に示すようなシステムが用いられている。すなわち、被験者Ａには３つの電極１、２、３をそれぞれ装着し、それらから検出される電位を、リード線４、５、６およびコネクタ７を介して３電極用心電図測定装置８に与えるようにしている。ここで電極１は差動増幅部９に与えるべき（＋）電位を、電極２はその（−）電位を、電極３は基準電位（Ｎ）をそれぞれ導出するためのものである。リード線４、５、６はリード部とシールド部から成るシールド線である。電極１、２、３、リード線４、５、６およびコネクタ７は一体化されており、その外観を図６に示す。
【０００３】
このような構成による心電図測定において、使い捨て電極が使用されるならば使用後の処理が便利である。しかし病院では使い捨て電極はコストが無視できず、そのコストダウンが望まれている。
【０００４】
このコストダウンを図るべく、２つの電極を用いて心電図測定をする２電極用心電図測定装置が従来よりある。この装置が用いられたシステムの構成を図７に示す。被験者Ａには２つの電極１、２が装着され、これらから得られる検出電位は、リード線４、５およびコネクタ１１を介して２電極用心電図測定装置１２に至るようにされている。２電極用心電図測定装置１２は入力部に２電極バイアス回路１３を備え、上記検出電位は、この２電極バイアス回路１３を経て基準電位を導出しつつ差動増幅部９に至るようにされている。リード線４、５はシールド線である。電極１、２、リード線４、５およびコネクタ１１は一体化されており、その外観を図８に示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に心電図測定装置としては、３電極用が普及し、その数は多い。しかし使い捨て電極を用いた場合には、上記のように３電極による測定はコストの面で不利である。一方、２電極用のコネクタは上記のような構造であるので３電極用心電図測定装置には接続することができない。また、２電極がそれぞれ接続されたリード線を直接に３電極用心電図測定装置の（＋）入力端子、（−）入力端子に接続しても、基準電位が得られないので、３電極用心電図測定装置による測定はできない。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、２電極を用いて３電極用心電図測定装置により心電図測定ができるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、生体に装着された２電極の検出電位を、基準電位を検出する電極を含む３電極の検出電位を入力とする３電極用心電図測定装置に入力するための２電極／３電極変換接続器であって、前記２電極の検出電位から基準電位を抽出する基準電位抽出回路を備え、前記２電極の検出電位と共に、前記基準電位抽出回路により抽出された基準電位を前記３電極用心電図測定装置に入力することを特徴とする。
【０００８】
この２電極／３電極変換接続器を３電極用心電図測定装置に接続して、２電極による測定を行うならば、基準電位抽出回路から抽出される電位が、測定により得られる基準電位として３電極用心電図測定装置では使用され、心電図測定が行われる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、前記基準電位抽出回路は、抵抗器である第１の回路要素と、抵抗器とコンデンサを直列に接続して成る第２の回路要素とを有し、第１の回路要素の一端は前記２電極の一方の電極の検出電位が与えられるようにされ、第２の回路要素の一端は前記２電極の他方の電極の検出電位が与えられるようにされ、第１の回路要素と第２の回路要素のそれぞれの他端は相互に接続されおり、この接続点の電位を基準電位とすることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、基準電位に基づく２つの電極のバイアス電圧が設定されることになり、安定した心電図測定を行うことができる。また、３電極用心電図測定装置が、入力端子に微小電流を流し、その入力端子の電位の異常を検出して電極外れを検出する機能を備えたものである場合、この変換接続器が接続され、電極外れが生じたときに、前記コンデンサに電荷が蓄えられて入力端子の電位が異常となるので、これによって電極外れが検出される。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記基準電位抽出回路は、２つの抵抗器を有し、一方の抵抗器の一端は前記２電極の一方の電極により検出される電位が与えられるようにされ、他方の抵抗器の一端は前記２電極の他方の電極により検出される電位が与えられるようにされ、前記２つの抵抗器のそれぞれの他端は相互に接続されおり、この接続点の電位を基準電位とすることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、基準電位に基づく２つの電極のバイアス電圧が設定されることになり、安定した心電図測定を行うことができる。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、前記３電極用心電図測定装置の入力端子に接続される端子を備え前記基準電位抽出回路を内蔵するコネクタと、前記基準電位抽出回路と前記２電極をそれぞれ接続するリード線とから成ることを特徴とする。
【００１４】
これにより、この変換接続器は、３電極用心電図測定装置に対する接続部分と、電極の検出電位を導く部分が一体化され、測定のための操作を容易にすることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記リード線は、リード部とシールド部から成るシールド線であることを特徴とする。これにより、外界からリード線を介して混入するノイズの低下を図ることができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、前記リード線は、前記コネクタに対し着脱自在となっていることを特徴とする。これにより、この変換接続器の保管、収納、リード部の交換が容易となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の２電極／３電極変換接続器が用いられた２電極による心電図測定システムを図１に示す。この２電極／３電極変換接続器２１は、２本のリード線２２、２３と、基準電位抽出回路２４を内蔵したコネクタ２５から成る。リード線２２、２３は、それぞれリード部２２ａ、２３ａとシールド部２２ｂ、２３ｂから成るシールド線である。基準電位抽出回路２４は、抵抗器Ｒ１から成る第１の回路要素と、抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣを直列接続して成る第２の回路要素とから構成される。第１、第２の回路要素の一端は相互に接続され、この接続点が基準電位となる点であり、コネクタ２５の基準電位接続端子に接続されている。第１、第２の回路要素のそれぞれの他端は、リード線２３、２２の中のリード部２３ａ、２２ａにそれぞれ接続されている。
【００１８】
リード線２２、２３の先端には、電極１、２をリード部２２ａ、２３ａに対し着脱自在とする取付け部（図示省略）を備えている。
【００１９】
この２電極／３電極変換接続器２１の外観を図２に示す。図２に示すように、コネクタ２５には、（＋）電位接続端子、（−）電位接続端子、基準電位接続端子（Ｎ）、シールド端子（ＳＨ）から成る４本の接続端子を備えている。
【００２０】
これらの端子は、図１に示したように、３電極用心電図測定装置３１の入力部に接続されている。３電極用心電図測定装置３１は、従来より用いられている型のもので、２つの入力の差分を増幅する差動増幅部３２、差動増幅部３２の出力の低域周波数成分をカットするＣＲ回路部３３、ＣＲ回路部３３の出力を増幅する増幅部３４、増幅部３４の出力のノイズをカットするフィルタ３５、フィルタ３５の出力を表示する表示器３６を備えている。ここで差動増幅部３２の構成を図３に示す。この図に示すように差動増幅部３２では、検出された（＋）電位と（−）電位はそれぞれバッファアンプ３８、３９を介して、差動増幅回路４０に至り、ここでそれらの信号の差分が増幅されて出力されようになっている。バッファアンプ３８、３９はオペアンプであり、その入力側には入力バイアス電流や、入力を数十ＭΩの高抵抗で電源にプルアップすることによる微小電流が流れるようにされている。
【００２１】
３電極用心電図測定装置３１は、図１に示すように外れ検出部３７を備えている。外れ検出部３７は、差動増幅部３２の（＋）入力端子の電位の異常を検出し、これにより電極１、２の外れを検出するものである。電極外れの旨は、表示器３６に表示されるようになっている。
【００２２】
このように構成された心電図測定システムの動作を説明する。まず被験者Ａの所定の２部位に電極１、２をそれぞれ装着し、電極１、２にリード線２２、２３を取り付けると、差動増幅部３２の（＋）入力側の微小電流は被験者Ａを流れるルートをとり（図１に矢印で示す）、コネクタ２５内のコンデンサＣの電荷は０になり、電極１、２の電位はほぼグランド電位となり、バイアス電位が設定される。これにより心電図信号が検出され表示器３６に表示される。
【００２３】
次に電極１、２の少なくとも一方の電極が外れると、差動増幅部３２の（＋）入力側を流れる微小電流の行き場がなくなり、コンデンサＣに電荷が蓄えられ、差動増幅部３２の（＋）入力が電源付近の電圧まで引き上げられる。この電圧が、外れ検出部３７により検出され、その旨が表示器３６に表示される。
【００２４】
このように、本測定システムでは、電極１、２がリード線２２、２３に接続されている状態ではバイアス電位が設定され、心電図信号が検出され、電極１、２の少なくとも一方が外れると（＋）入力側の電圧が上昇するので電極外れが検出される。
【００２５】
図４は、第２の実施の形態の２電極／３電極変換接続器４１を用いた場合の心電図測定システムを示したものである。この２電極／３電極変換接続器４１が上記の２電極／３電極変換接続器３１と異なるのは、基準電位抽出回路４２の構成である。すなわちこの基準電位抽出回路４２はコンデンサＣを備えず、２つの直列接続された抵抗器から成っている。また、このシステムに用いられる３電極用心電図測定装置４３は、図４に示すように、電極外れを検出する手段を備えていないものでも良い。他の構成は、図１に示したものと同じである。
【００２６】
このシステムにおいても電極１、２にバイアス電位が設定されて、心電図信号を検出することができ、心電図測定を行うことができる。ただし、本システムでは、電極外れは検出できないが、回路の簡素化を図ることができる。
【００２７】
上記の各実施の形態において、リード線２２、２３をコネクタ２５に対し、着脱自在の構成としても良い。このようにすれば、この変換接続器の保管、収納、リード線の交換が容易となる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、２電極を３電極用心電図測定装置に用いて、心電図測定を行うことができる。このため、３電極用心電図測定装置を有効に利用することができ、使い捨て電極を用いた場合のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の２電極／３電極変換接続器が用いられた心電図測定システムの構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態の２電極／３電極変換接続器の外観図。
【図３】図１に示した差動増幅部の構成図。
【図４】本発明の他の実施の形態の２電極／３電極変換接続器が用いられた心電図測定システムの構成を示す図。
【図５】３電極を用いた３電極用心電図測定装置による従来の心電図測定システムの構成を示す図。
【図６】図５に示すコネクタの外観図。
【図７】２電極を用いた２電極用心電図測定装置による従来の心電図測定システムの構成を示す図。
【図８】図７に示すコネクタの外観図。
【符号の説明】
１、２ 電極
２２、２３ リード線
２１、４１ ２電極／３電極変換接続器
２４、４２ 基準電位抽出回路
２５ コネクタ
３１、４３ ３電極用心電図測定装置
【発明の属する技術分野】
本発明は、２電極を用いて３電極用心電図測定装置による心電図測定が可能となる２電極／３電極変換接続器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
心電図測定には、通常、図５に示すようなシステムが用いられている。すなわち、被験者Ａには３つの電極１、２、３をそれぞれ装着し、それらから検出される電位を、リード線４、５、６およびコネクタ７を介して３電極用心電図測定装置８に与えるようにしている。ここで電極１は差動増幅部９に与えるべき（＋）電位を、電極２はその（−）電位を、電極３は基準電位（Ｎ）をそれぞれ導出するためのものである。リード線４、５、６はリード部とシールド部から成るシールド線である。電極１、２、３、リード線４、５、６およびコネクタ７は一体化されており、その外観を図６に示す。
【０００３】
このような構成による心電図測定において、使い捨て電極が使用されるならば使用後の処理が便利である。しかし病院では使い捨て電極はコストが無視できず、そのコストダウンが望まれている。
【０００４】
このコストダウンを図るべく、２つの電極を用いて心電図測定をする２電極用心電図測定装置が従来よりある。この装置が用いられたシステムの構成を図７に示す。被験者Ａには２つの電極１、２が装着され、これらから得られる検出電位は、リード線４、５およびコネクタ１１を介して２電極用心電図測定装置１２に至るようにされている。２電極用心電図測定装置１２は入力部に２電極バイアス回路１３を備え、上記検出電位は、この２電極バイアス回路１３を経て基準電位を導出しつつ差動増幅部９に至るようにされている。リード線４、５はシールド線である。電極１、２、リード線４、５およびコネクタ１１は一体化されており、その外観を図８に示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に心電図測定装置としては、３電極用が普及し、その数は多い。しかし使い捨て電極を用いた場合には、上記のように３電極による測定はコストの面で不利である。一方、２電極用のコネクタは上記のような構造であるので３電極用心電図測定装置には接続することができない。また、２電極がそれぞれ接続されたリード線を直接に３電極用心電図測定装置の（＋）入力端子、（−）入力端子に接続しても、基準電位が得られないので、３電極用心電図測定装置による測定はできない。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、２電極を用いて３電極用心電図測定装置により心電図測定ができるようにすることである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る発明は、生体に装着された２電極の検出電位を、基準電位を検出する電極を含む３電極の検出電位を入力とする３電極用心電図測定装置に入力するための２電極／３電極変換接続器であって、前記２電極の検出電位から基準電位を抽出する基準電位抽出回路を備え、前記２電極の検出電位と共に、前記基準電位抽出回路により抽出された基準電位を前記３電極用心電図測定装置に入力することを特徴とする。
【０００８】
この２電極／３電極変換接続器を３電極用心電図測定装置に接続して、２電極による測定を行うならば、基準電位抽出回路から抽出される電位が、測定により得られる基準電位として３電極用心電図測定装置では使用され、心電図測定が行われる。
【０００９】
請求項２に係る発明によれば、前記基準電位抽出回路は、抵抗器である第１の回路要素と、抵抗器とコンデンサを直列に接続して成る第２の回路要素とを有し、第１の回路要素の一端は前記２電極の一方の電極の検出電位が与えられるようにされ、第２の回路要素の一端は前記２電極の他方の電極の検出電位が与えられるようにされ、第１の回路要素と第２の回路要素のそれぞれの他端は相互に接続されおり、この接続点の電位を基準電位とすることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、基準電位に基づく２つの電極のバイアス電圧が設定されることになり、安定した心電図測定を行うことができる。また、３電極用心電図測定装置が、入力端子に微小電流を流し、その入力端子の電位の異常を検出して電極外れを検出する機能を備えたものである場合、この変換接続器が接続され、電極外れが生じたときに、前記コンデンサに電荷が蓄えられて入力端子の電位が異常となるので、これによって電極外れが検出される。
【００１１】
請求項３に係る発明は、前記基準電位抽出回路は、２つの抵抗器を有し、一方の抵抗器の一端は前記２電極の一方の電極により検出される電位が与えられるようにされ、他方の抵抗器の一端は前記２電極の他方の電極により検出される電位が与えられるようにされ、前記２つの抵抗器のそれぞれの他端は相互に接続されおり、この接続点の電位を基準電位とすることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、基準電位に基づく２つの電極のバイアス電圧が設定されることになり、安定した心電図測定を行うことができる。
【００１３】
請求項４にかかる発明は、前記３電極用心電図測定装置の入力端子に接続される端子を備え前記基準電位抽出回路を内蔵するコネクタと、前記基準電位抽出回路と前記２電極をそれぞれ接続するリード線とから成ることを特徴とする。
【００１４】
これにより、この変換接続器は、３電極用心電図測定装置に対する接続部分と、電極の検出電位を導く部分が一体化され、測定のための操作を容易にすることができる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、前記リード線は、リード部とシールド部から成るシールド線であることを特徴とする。これにより、外界からリード線を介して混入するノイズの低下を図ることができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、前記リード線は、前記コネクタに対し着脱自在となっていることを特徴とする。これにより、この変換接続器の保管、収納、リード部の交換が容易となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態の２電極／３電極変換接続器が用いられた２電極による心電図測定システムを図１に示す。この２電極／３電極変換接続器２１は、２本のリード線２２、２３と、基準電位抽出回路２４を内蔵したコネクタ２５から成る。リード線２２、２３は、それぞれリード部２２ａ、２３ａとシールド部２２ｂ、２３ｂから成るシールド線である。基準電位抽出回路２４は、抵抗器Ｒ１から成る第１の回路要素と、抵抗器Ｒ２およびコンデンサＣを直列接続して成る第２の回路要素とから構成される。第１、第２の回路要素の一端は相互に接続され、この接続点が基準電位となる点であり、コネクタ２５の基準電位接続端子に接続されている。第１、第２の回路要素のそれぞれの他端は、リード線２３、２２の中のリード部２３ａ、２２ａにそれぞれ接続されている。
【００１８】
リード線２２、２３の先端には、電極１、２をリード部２２ａ、２３ａに対し着脱自在とする取付け部（図示省略）を備えている。
【００１９】
この２電極／３電極変換接続器２１の外観を図２に示す。図２に示すように、コネクタ２５には、（＋）電位接続端子、（−）電位接続端子、基準電位接続端子（Ｎ）、シールド端子（ＳＨ）から成る４本の接続端子を備えている。
【００２０】
これらの端子は、図１に示したように、３電極用心電図測定装置３１の入力部に接続されている。３電極用心電図測定装置３１は、従来より用いられている型のもので、２つの入力の差分を増幅する差動増幅部３２、差動増幅部３２の出力の低域周波数成分をカットするＣＲ回路部３３、ＣＲ回路部３３の出力を増幅する増幅部３４、増幅部３４の出力のノイズをカットするフィルタ３５、フィルタ３５の出力を表示する表示器３６を備えている。ここで差動増幅部３２の構成を図３に示す。この図に示すように差動増幅部３２では、検出された（＋）電位と（−）電位はそれぞれバッファアンプ３８、３９を介して、差動増幅回路４０に至り、ここでそれらの信号の差分が増幅されて出力されようになっている。バッファアンプ３８、３９はオペアンプであり、その入力側には入力バイアス電流や、入力を数十ＭΩの高抵抗で電源にプルアップすることによる微小電流が流れるようにされている。
【００２１】
３電極用心電図測定装置３１は、図１に示すように外れ検出部３７を備えている。外れ検出部３７は、差動増幅部３２の（＋）入力端子の電位の異常を検出し、これにより電極１、２の外れを検出するものである。電極外れの旨は、表示器３６に表示されるようになっている。
【００２２】
このように構成された心電図測定システムの動作を説明する。まず被験者Ａの所定の２部位に電極１、２をそれぞれ装着し、電極１、２にリード線２２、２３を取り付けると、差動増幅部３２の（＋）入力側の微小電流は被験者Ａを流れるルートをとり（図１に矢印で示す）、コネクタ２５内のコンデンサＣの電荷は０になり、電極１、２の電位はほぼグランド電位となり、バイアス電位が設定される。これにより心電図信号が検出され表示器３６に表示される。
【００２３】
次に電極１、２の少なくとも一方の電極が外れると、差動増幅部３２の（＋）入力側を流れる微小電流の行き場がなくなり、コンデンサＣに電荷が蓄えられ、差動増幅部３２の（＋）入力が電源付近の電圧まで引き上げられる。この電圧が、外れ検出部３７により検出され、その旨が表示器３６に表示される。
【００２４】
このように、本測定システムでは、電極１、２がリード線２２、２３に接続されている状態ではバイアス電位が設定され、心電図信号が検出され、電極１、２の少なくとも一方が外れると（＋）入力側の電圧が上昇するので電極外れが検出される。
【００２５】
図４は、第２の実施の形態の２電極／３電極変換接続器４１を用いた場合の心電図測定システムを示したものである。この２電極／３電極変換接続器４１が上記の２電極／３電極変換接続器３１と異なるのは、基準電位抽出回路４２の構成である。すなわちこの基準電位抽出回路４２はコンデンサＣを備えず、２つの直列接続された抵抗器から成っている。また、このシステムに用いられる３電極用心電図測定装置４３は、図４に示すように、電極外れを検出する手段を備えていないものでも良い。他の構成は、図１に示したものと同じである。
【００２６】
このシステムにおいても電極１、２にバイアス電位が設定されて、心電図信号を検出することができ、心電図測定を行うことができる。ただし、本システムでは、電極外れは検出できないが、回路の簡素化を図ることができる。
【００２７】
上記の各実施の形態において、リード線２２、２３をコネクタ２５に対し、着脱自在の構成としても良い。このようにすれば、この変換接続器の保管、収納、リード線の交換が容易となる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、２電極を３電極用心電図測定装置に用いて、心電図測定を行うことができる。このため、３電極用心電図測定装置を有効に利用することができ、使い捨て電極を用いた場合のコストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の２電極／３電極変換接続器が用いられた心電図測定システムの構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態の２電極／３電極変換接続器の外観図。
【図３】図１に示した差動増幅部の構成図。
【図４】本発明の他の実施の形態の２電極／３電極変換接続器が用いられた心電図測定システムの構成を示す図。
【図５】３電極を用いた３電極用心電図測定装置による従来の心電図測定システムの構成を示す図。
【図６】図５に示すコネクタの外観図。
【図７】２電極を用いた２電極用心電図測定装置による従来の心電図測定システムの構成を示す図。
【図８】図７に示すコネクタの外観図。
【符号の説明】
１、２ 電極
２２、２３ リード線
２１、４１ ２電極／３電極変換接続器
２４、４２ 基準電位抽出回路
２５ コネクタ
３１、４３ ３電極用心電図測定装置
Claims (6)
- 生体に装着された２電極の検出電位を、基準電位を検出する電極を含む３電極の検出電位を入力とする３電極用心電図測定装置に入力するための２電極／３電極変換接続器であって、
前記２電極の検出電位から基準電位を抽出する基準電位抽出回路を備え、
前記２電極の検出電位と共に、前記基準電位抽出回路により抽出された基準電位を前記３電極用心電図測定装置に入力することを特徴とする２電極／３電極変換接続器。 - 前記基準電位抽出回路は、抵抗器である第１の回路要素と、抵抗器とコンデンサを直列に接続して成る第２の回路要素とを有し、第１の回路要素の一端は前記２電極の一方の電極の検出電位が与えられるようにされ、第２の回路要素の一端は前記２電極の他方の電極の検出電位が与えられるようにされ、第１の回路要素と第２の回路要素のそれぞれの他端は相互に接続されおり、この接続点の電位を基準電位とすることを特徴とする請求項１に記載の２電極／３電極変換接続器。
- 前記基準電位抽出回路は、２つの抵抗器を有し、一方の抵抗器の一端は前記２電極の一方の電極により検出される電位が与えられるようにされ、他方の抵抗器の一端は前記２電極の他方の電極により検出される電位が与えられるようにされ、前記２つの抵抗器のそれぞれの他端は相互に接続されおり、この接続点の電位を基準電位とすることを特徴とする請求項１に記載の２電極／３電極変換接続器。
- 前記３電極用心電図測定装置の入力端子に接続される端子を備え前記基準電位抽出回路を内蔵するコネクタと、前記基準電位抽出回路と前記２電極をそれぞれ接続するリード線とから成ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか記載の２電極／３電極変換接続器。
- 前記リード線は、リード部とシールド部から成るシールド線であることを特徴とする請求項４記載の２電極／３電極変換接続器。
- 前記リード線は、前記コネクタに対し着脱自在となっていることを特徴とする請求項４または５記載の２電極／３電極変換接続器。
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