JP4711718B2 - ECG and electrode pads - Google Patents
ECG and electrode pads Download PDFInfo
- Publication number
- JP4711718B2 JP4711718B2 JP2005112475A JP2005112475A JP4711718B2 JP 4711718 B2 JP4711718 B2 JP 4711718B2 JP 2005112475 A JP2005112475 A JP 2005112475A JP 2005112475 A JP2005112475 A JP 2005112475A JP 4711718 B2 JP4711718 B2 JP 4711718B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrodes
- signal
- electrocardiograph
- subject
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003183 myoelectrical effect Effects 0.000 claims description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 17
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 6
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
この発明は、心電計および、その心電計に用い得る心電計用電極パッドに関し、特に、被検体の体動により発生する分極ノイズや筋電ノイズを除去して明確な心電信号を計測し得る心電計および電極パッドに関するものである。 The present invention relates to an electrocardiograph and an electrode pad for an electrocardiograph that can be used in the electrocardiograph, and in particular, removes polarization noise and myoelectric noise generated by body movement of a subject to generate a clear electrocardiogram signal. The present invention relates to an electrocardiograph and an electrode pad that can be measured.
従来の心電計としては、たとえば特許文献1記載のものが知られており、この心電計は、ケースに互いに同一の二つの電極を露出させ、被験者が両手でそれらの電極に触れながら前記ケースを持った状態で作動させると、両手から電極を介して検出される心電信号をアンプでそれぞれ増幅した後、差動増幅器でそれらの信号の差分を求めて出力信号とし、それを増幅した後デジタル信号に変換し、それをマイクロコンピュータで処理して心電図データとし、その心電図データを上記ケースの表面の表示器で表示する。患者等の体である被検体の心臓付近に装着した複数の電極パッドが検出した電気信号から心電信号を検出する場合も、従来の心電計は同様の信号処理を行っている。
しかしながら、図5(a),(b)の断面図および電極ゲルを除いた裏面を示す斜視図並びに同図(c)の電極のみの裏面を示す斜視図に示すように、従来の電極パッド11は、背面に接続端子11aを突設された円盤状の一個の電極11bをカバーシート11cで覆うとともに、その電極11bを電極ゲル11dを介して被検体の皮膚に接触させるものであり、従来の心電計はその一個の電極11bを具える電極パッド11を複数用いて、それらの電極11bからの信号の差分を求めているだけであるため、被検体の体動により、電極パッド11がゆれて体動ノイズが混入したり、筋電ノイズが混入したりして、明確な心電信号を計測することができないという問題があった。
However, as shown in the cross-sectional views of FIGS. 5A and 5B, the perspective view showing the back surface excluding the electrode gel, and the perspective view showing the back surface of only the electrode in FIG. Covers a single disk-
すなわち、被検体の皮膚とそこに接触する電極パッド11の電極11bとの間には通常、それらの間の通電を良くするために、電解液や上記電極ゲル11dを介在させており、これにより微視的に見ると、皮膚と電解液や電極ゲル11dとの間および、電解液や電極ゲル11dと電極11bとの間にそれぞれ分極電位が発生し、この分極電位は、皮膚への電極11bの接触圧の変化によって変動する。従って、電極バッド11がゆれて接触圧が変化すると、分極電位が変動して体動ノイズが発生する。
That is, the electrolyte solution and the
また、電極バッド11がゆれて接触圧が変化すると、皮膚と電解液や電極ゲル11dとの間および、電解液や電極ゲル11dと電極11bとの間の電気容量が変動してインピーダンスも変動し、このインピーダンス変動も体動ノイズの原因になる。
Further, when the
さらに、被検体の体動は筋肉を動かす筋電信号の発生を伴っており、この筋電信号は筋電ノイズとなる。 Furthermore, the body movement of the subject is accompanied by generation of an electromyographic signal for moving the muscle, and this myoelectric signal becomes myoelectric noise.
この発明は、上記従来の心電計の課題を有利に解決することを目的とするものであり、請求項1記載のこの発明の心電計は、被検体に接触する電極を具える複数の電極パッドを用いて検出した電気信号を処理して心電信号を計測する心電計において、前記複数の電極パッドが各々、被検体に接触する面積の異なる複数の電極を具え、前記心電計が、前記複数の電極パッドのうちの二つの電極パッドのそれぞれの、何れか一つの電極からの信号同士の差分をとって原心電信号を求める第1の差分回路と、前記二つの電極パッドのそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める第2の差分回路と、前記二つの電極パッドのそれぞれの体動ノイズ信号の低周波成分を前記原心電信号から除去する体動ノイズ除去回路と、を具えてなることを特徴としている。 The object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems of the conventional electrocardiograph, and the electrocardiograph according to claim 1 comprises a plurality of electrodes comprising electrodes in contact with a subject. An electrocardiograph for measuring an electrocardiogram signal by processing an electric signal detected using an electrode pad, wherein the electrocardiograph includes a plurality of electrodes each having a different area in contact with a subject. A first difference circuit for obtaining an original electrocardiogram signal by taking a difference between signals from any one of the two electrode pads of the plurality of electrode pads, and the two electrode pads. A second difference circuit for obtaining a body motion noise signal by taking a difference between signals from a relatively smaller area electrode and a larger area electrode, and each of the two electrode pads. Low frequency generation of body motion noise signal Is characterized by comprising comprises a body motion noise removing circuit for removing from the original electrocardiogram signal.
また、請求項2記載のこの発明の心電計は、被検体に接触する電極を具える複数の電極パッドを用いて検出した電気信号を処理して心電信号を計測する心電計において、前記複数の電極パッドが各々、被検体に接触する面積の異なる複数の電極を具え、前記心電計が、前記複数の電極パッドのうちの二つの電極パッドのそれぞれの、何れか一つの電極からの信号同士の差分をとって原心電信号を求める第1の差分回路と、前記二つの電極パッドのそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める第2の差分回路と、前記二つの電極パッドのそれぞれの体動ノイズ信号の高周波成分を前記原心電信号から除去する電極近傍筋電波形除去回路と、を具えてなることを特徴としている。
The electrocardiograph according to
さらに、請求項3記載のこの発明の電極パッドは、請求項1または2記載の心電計用の電極パッドであって、被検体に接触する電極を具える電極パッドにおいて、前記電極が、被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極であることを特徴としている。
Further, an electrode pad of the present invention according to
請求項1,2記載のこの発明の心電計にあっては、複数の電極パッドが各々、被検体に接触する面積の異なる複数の電極を具えており、一つの電極パッドの複数の電極からの信号は、基本的に波形は同じだが電極の面積に応じた電位(大きさ)のものとなる。それゆえ、一つの電極パッドの相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号の差を取ると、心電信号が除かれて、体動による電極の接触圧の変化に起因する分極電位変動およびインピーダンス変動による、電極のゆれに起因するゆえ比較的周波数の低い体動ノイズと、一般に比較的周波数の高い筋電ノイズとが残ることになる。 In the electrocardiograph according to the first and second aspects of the present invention, each of the plurality of electrode pads includes a plurality of electrodes having different areas in contact with the subject, and the plurality of electrodes of one electrode pad These signals are basically of the same waveform but have a potential (magnitude) corresponding to the area of the electrode. Therefore, if the signal difference between the electrode with the relatively small area and the electrode with the larger area of one electrode pad is taken, the electrocardiogram signal is removed and the contact pressure of the electrode due to body movement is reduced. Body motion noise having a relatively low frequency due to the fluctuation of the electrode due to fluctuations in polarization potential and impedance due to the change and generally myoelectric noise having a relatively high frequency remain.
しかして、請求項1記載のこの発明の心電計では、第1の差分回路が、前記複数の電極パッドのうちの二つの電極パッドのそれぞれの、何れか一つの電極からの信号同士の差分をとって原心電信号を求め、また第2の差分回路が、前記二つの電極パッドのそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって上記のように体動ノイズ信号を求める。そして体動ノイズ除去回路が、前記二つの電極パッドのそれぞれの体動ノイズ信号の低周波成分を前記原心電信号から除去する。 Thus, in the electrocardiograph according to the first aspect of the present invention, the first differential circuit includes a difference between signals from any one of the two electrode pads of the plurality of electrode pads. And the second differential circuit calculates a difference between signals from the relatively smaller area electrode and the larger area electrode for each of the two electrode pads. And the body motion noise signal is obtained as described above. Then, the body motion noise removing circuit removes the low frequency component of the body motion noise signal of each of the two electrode pads from the original electrocardiogram signal.
従って、この発明の心電計によれば、原心電信号から比較的周波数の低い体動ノイズ信号を有効に除去し得て、明確な心電信号を得ることができる。 Therefore, according to the electrocardiograph of the present invention, a body motion noise signal having a relatively low frequency can be effectively removed from the original electrocardiogram signal, and a clear electrocardiogram signal can be obtained.
また請求項2記載のこの発明の心電計では、第1の差分回路が、前記複数の電極パッドのうちの二つの電極パッドのそれぞれの、何れか一つの電極からの信号同士の差分をとって原心電信号を求め、また第2の差分回路が、前記二つの電極パッドのそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって上記のように体動ノイズ信号を求める。そして体動ノイズ除去回路が、前記二つの電極パッドのそれぞれの体動ノイズ信号の高周波成分を前記原心電信号から除去する。
In the electrocardiograph of the present invention according to
従って、この発明の心電計によれば、原心電信号から比較的周波数の高い筋電ノイズ信号を有効に除去し得て、明確な心電信号を得ることができる。なお、請求項1記載の筋電計と請求項2記載の筋電計とを組合せても良い。このようにすれば、体動ノイズ信号と筋電ノイズ信号とを原心電信号から有効に除去し得て、より明確な心電信号を得ることができる。
Therefore, according to the electrocardiograph of the present invention, a myoelectric noise signal having a relatively high frequency can be effectively removed from the original electrocardiogram signal, and a clear electrocardiogram signal can be obtained. In addition, you may combine the electromyograph of Claim 1 and the electromyograph of
一方、請求項3記載のこの発明の電極パッドにあっては、被検体に接触する電極を具える電極パッドにおいて、一つの電極パッドの前記電極が、被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極であることから、その一つの電極パッドの相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号の差を取ることで、心電信号が除かれて、体動による電極の接触圧の変化に起因する分極電位変動およびインピーダンス変動による、電極のゆれに起因するゆえ比較的周波数の低い体動ノイズと、一般に比較的周波数の高い筋電ノイズとが残ることになる。 On the other hand, in the electrode pad according to the third aspect of the present invention, in the electrode pad having an electrode that contacts the subject, the electrodes of one electrode pad have a plurality of areas that are different from each other in contact with the subject. Because it is an electrode, the electrocardiogram signal is removed by taking the difference in signal between the electrode with the relatively small area and the electrode with the larger area of the one electrode pad, and due to body movement Body motion noise with a relatively low frequency due to fluctuations in the electrode due to fluctuations in the polarization potential and impedance due to changes in the contact pressure of the electrodes and generally myoelectric noise with a relatively high frequency remain.
従って、請求項3記載のこの発明の電極パッドによれば、体動による電極の接触圧の変化に起因する分極電位変動およびインピーダンス変動による、電極のゆれに起因するゆえ比較的周波数の低い体動ノイズと、一般に比較的周波数の高い筋電ノイズとを含むが心電信号を含まない電気信号を取り出すことができる。しかも、二つの当該電極パッドのそれぞれの相対的に面積の小さい、電気容量の少ない方の電極からの信号を取ることで、体動によるインピーダンスの変動を小さくし得て、インピーダンス変動によるノイズの少ない心電信号を得ることができる。
Therefore, according to the electrode pad of the present invention as set forth in
なお、この発明の電極パッドにおいては、請求項4に記載のように、前記複数の電極のうちの少なくとも一つの電極が、環状をなしており、前記複数の電極のうちの他の少なくとも一つの電極が、前記環状の電極の内側に位置している(すなわち、少なくとも一つの電極が、他の少なくとも一つの電極を囲んでいる)と好ましい。このようにすれば、電極チップのゆれに対して接触圧の変化が小さい中央寄りの位置に、例えば相対的に面積が小さいため接触圧の変化によるインピーダンスの変動が小さい電極を配置できるので、より小さい電極パッドで、より体動ノイズの少ない心電信号を得ることができる。 In the electrode pad of the present invention, as described in claim 4, at least one of the plurality of electrodes has an annular shape, and at least one other of the plurality of electrodes. Preferably, an electrode is located inside the annular electrode (ie, at least one electrode surrounds at least one other electrode). In this way, an electrode with a small variation in impedance due to a change in contact pressure can be arranged at a position closer to the center where the change in contact pressure is small with respect to the fluctuation of the electrode tip, for example, because the area is relatively small. An electrocardiogram signal with less body movement noise can be obtained with a small electrode pad.
また、この発明の電極パッドにおいては、請求項5に記載のように、前記環状の電極と前記内側に位置している電極とが、同心円状に位置していると好ましい。このようにすれば、複数の電極が同心円状に位置するので、より小さい電極パッドで、より体動ノイズの少ない心電信号を得ることができる。
In the electrode pad of the present invention, it is preferable that the annular electrode and the electrode located on the inner side are located concentrically as described in
さらに、この発明の電極パッドにおいては、請求項6に記載のように、前記環状の電極と前記内側に位置している電極とが、前記環状の電極の中心に対して放射状に延在する部分を有していると好ましい。このようにすれば、環状の電極とその内側に位置している電極とで体動による接触圧の変化がほぼ同じになるので、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める際に、パッド上の電極の位置の相違で接触圧の変化が異なって体動ノイズ信号に違いが生ずるのを防止することができる。 Furthermore, in the electrode pad of this invention, as described in claim 6, the annular electrode and the electrode located on the inside extend radially from the center of the annular electrode. It is preferable to have In this way, the change in contact pressure due to body movement is approximately the same between the annular electrode and the electrode located inside thereof, so the electrode with the relatively smaller area and the electrode with the larger area When the body motion noise signal is obtained by taking the difference between the signals from the above, it is possible to prevent a difference in the body motion noise signal due to a difference in the contact pressure due to the position of the electrode on the pad. .
さらに、この発明の電極パッドにおいては、請求項7に記載のように、前記複数の電極が、互いに間隔をあけて周方向に整列して全体として環状をなしていても好ましい。このようにすれば、被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極で、環状の中心からの距離が概ね等しくなるため、体動による接触圧の変化がほぼ同じになるので、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める際に、パッド上の電極の位置の相違で接触圧の変化が異なって体動ノイズ信号に違いが生ずるのを防止することができる。 Furthermore, in the electrode pad according to the present invention, as described in claim 7, it is preferable that the plurality of electrodes are arranged in the circumferential direction at intervals from each other to form an annular shape as a whole. In this way, since the distance from the center of the ring is substantially the same for a plurality of electrodes with different areas in contact with the subject, the change in contact pressure due to body movement is almost the same, so the area is relatively When the body motion noise signal is obtained by taking the difference between the signals from the smaller electrode and the electrode with the larger area, the change in contact pressure varies depending on the position of the electrode on the pad, and the body motion noise It is possible to prevent a difference from occurring in the signal.
さらに、この発明の電極パッドにおいては、請求項8に記載のように、前記複数の電極が、被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極となるように、周方向に分散するとともに互いに電気的に接続されていると好ましい。このようにすれば、被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極が周方向に分散して、それら被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極で体動による接触圧の変化がほぼ同じになるので、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める際に、パッド上の電極の位置の相違で接触圧の変化が異なって体動ノイズ信号に違いが生ずるのを防止することができる。 Furthermore, in the electrode pad according to the present invention, as described in claim 8, the plurality of electrodes are dispersed in the circumferential direction and are electrically connected to each other so as to be a plurality of electrodes having different areas in contact with the subject. It is preferable that they are connected to each other. In this way, a plurality of electrodes having different areas in contact with the subject are dispersed in the circumferential direction, and the changes in contact pressure due to body movement are substantially the same among the plurality of electrodes having different areas in contact with the subject. Therefore, when calculating the body movement noise signal by taking the difference between the signals from the electrode with the smaller area and the electrode with the larger area, the contact pressure depends on the position of the electrode on the pad. It is possible to prevent the body movement noise signal from being different due to the difference in the change of the.
さらに、この発明の電極パッドにおいては、請求項9に記載のように、前記複数の電極が、絶縁基板の外周縁から離間した内側に位置していると好ましい。このようにすれば、電極パッドの絶縁基板の外周縁付近は電極パッドのゆれによる接触圧の変動が最も大きくなるのに対し、絶縁基板の外周縁から離間した内側では接触圧の変動が外周縁付近よりも小さくなるので、電極からより体動ノイズの少ない電気信号を得ることができる。 Furthermore, in the electrode pad of this invention, as described in claim 9, it is preferable that the plurality of electrodes are located on the inner side separated from the outer peripheral edge of the insulating substrate. In this way, the variation in contact pressure due to the electrode pad fluctuation is the greatest in the vicinity of the outer peripheral edge of the insulating substrate of the electrode pad, whereas the fluctuation of the contact pressure is increased on the inner side away from the outer peripheral edge of the insulating substrate. Since it becomes smaller than the vicinity, an electric signal with less body movement noise can be obtained from the electrode.
以下、本発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。ここに、図1は、この発明の電極パッドの一実施例を用いた、この発明の心電計の一実施例の構成を機能的に示す構成図、図2(a),(b)は、その実施例の電極パッドの具体的構成を示す断面図および電極ゲルを除いた裏面を示す斜視図、同図(c),(d)は、その実施例の電極パッドの電極および絶縁基板のみの裏面を示す斜視図および表面を示す斜視図、図3(a),(b)は、上記実施例の電極パッドを押した時および引いた時の接触圧の分布状態をそれぞれ示す説明図、そして図4(a),(b)および(c)は、上記実施例の電極パッドと上記実施例の心電計の第2の差動アンプとの接続状態を示す回路図、その電極パッドの二つの電極の出力信号の相違を示す特性線図、およびそれらの出力信号の差をとって増幅した第2の差動アンプ出力信号を示す特性線図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram functionally showing the configuration of one embodiment of the electrocardiograph of the present invention using one embodiment of the electrode pad of the present invention, and FIGS. , A cross-sectional view showing a specific configuration of the electrode pad of the embodiment, and a perspective view showing a back surface excluding the electrode gel, FIGS. 7C and 7D are only the electrode and the insulating substrate of the electrode pad of the embodiment. The perspective view which shows the back surface of this, the perspective view which shows the surface, FIG. 3 (a), (b) is explanatory drawing which each shows the distribution state of the contact pressure when pushing and pulling the electrode pad of the said Example, 4 (a), (b) and (c) are circuit diagrams showing the connection state between the electrode pad of the above embodiment and the second differential amplifier of the electrocardiograph of the above embodiment. A characteristic diagram showing the difference between the output signals of the two electrodes, and the second amplified by taking the difference between the output signals. It is a characteristic diagram showing a differential amplifier output signal.
上記実施例の心電計は、図1に示すように、各々、被検体に接触する面積が電極同士で相対的に小さい電極1bと、被検体に接触する面積が電極同士で相対的に大きい電極1dとを具える二つの、上記実施例の電極パッド1を用いるもので、それら二つの電極パッド1のそれぞれの、相対的に面積の小さい方の電極1bからの信号同士の差分をとって増幅してそれを出力回路2aに原心電信号として出力する、第1の差分回路としての第1の差動アンプ2と、それら二つの電極パッド1のそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極1bと面積の大きい方の電極1dとからの信号同士の差分をとって増幅してそれを出力回路3aに体動ノイズ信号として出力する二つの、第2の差分回路としての第2の差動アンプ3と、それら二つの第2の差動アンプ3の出力回路3aに出力される上記二つの電極パッド1のそれぞれの体動ノイズ信号の低周波成分を取り出す二つのローパスフィルタ(例えばカットオフ周波数40Hzのもの)4およびそれらの体動ノイズ信号の低周波成分をそれぞれ上記原心電信号から除去したものを増幅して出力回路5aに出力する二つの差動アンプ5からなる体動ノイズ除去回路とを具えている。
As shown in FIG. 1, the electrocardiographs of the above-described embodiments each have an
さらに上記実施例の心電計は、図1に示すように、上記二つの第2の差動アンプ3の出力回路3aに出力される上記二つの電極パッド1のそれぞれの体動ノイズ信号の高周波成分を取り出す二つのハイパスフィルタ(例えばカットオフ周波数40Hzのもの)6と、体動ノイズ信号の低周波成分を除去した上記原心電信号からそれらの体動ノイズ信号の高周波成分をそれぞれ除去したものを増幅して出力回路7aから最終的に出力端子8に心電信号として出力する二つの差動アンプ7とからなる筋電ノイズ除去回路を具えている。なお、上記実施例の心電計は、通常の心電計と同様にグラウンド回路に接続される、図示しない不関電極も用いている。
Further, as shown in FIG. 1, the electrocardiograph of the above embodiment has a high frequency of each body motion noise signal of the two electrode pads 1 output to the
上記実施例の心電計に用いる上記実施例の電極パッド1は、具体的には、図2(a)〜図2(d)に示すように、背面に接続端子1aを突設された円盤状の相対的に小さい方の一個の電極1bと、接続端子1aを絶縁体を介して囲む筒状の接続端子1cを複数本のリード片を介して背面に突設された、電極1bよりも大きい円環状でその電極1bを囲繞する相対的に大きい方の一個の電極1dとを、電極1dよりも大きい円盤状の絶縁基板1eに固定して、その絶縁基板1eの表面側を接続端子1a,1cを露出させつつこれも円盤状のカバーシート1fで覆うとともに、それらの電極1b,1dをこれも円盤状の電極ゲル1gで覆って、その電極ゲル1gを介して被検体の皮膚に粘着接触させるものである。
Specifically, the electrode pad 1 of the above-described embodiment used in the electrocardiograph of the above-described embodiment is, as shown in FIGS. 2 (a) to 2 (d), a disk having a connection terminal 1a protruding on the back surface. One
この実施例の電極パッド1は、図2に示すように、電極1b,1dが、絶縁基板1eの外周縁から離間した内側に位置しており、電極パッド1のゆれによる押し引きでの接触圧の変動は、図3(a),(b)に矢印でその押し引きでの皮膚Sに対する電極パッド1の接触圧の分布を示すように、電極パッド1の絶縁基板1eの外周縁付近で最も大きくなるのに対し、絶縁基板1eの外周縁から離間した内側では外周縁付近よりも小さくなるので、この実施例の電極パッド1によれば、電極1b,1dから、より体動ノイズの少ない電気信号を得ることができる。
In the electrode pad 1 of this embodiment, as shown in FIG. 2, the
また、この実施例の電極パッド1は、図2に示すように、一つの電極パッド1に、被検体の皮膚に接触する面積が互いに異なる二つの電極1b,1dを具えていることから、その一つの電極パッド1を被検体の心臓付近の皮膚に接触させて、図4(a)に示すように、その一つの電極パッド1の相対的に面積の小さい方の電極1bから得られる電気信号Bと面積の大きい方の電極1dから得られる電気信号Aとの差を差動アンプ3で取ることで、それらの信号A,Bは図4(b)に示すように電極パッド1のゆれによる波形は同じでレベルが異なることから、差動アンプ3の出力回路3aではそれらの電気信号から心電信号が除かれて、図4(c)に示す如き、体動による電極1b,1dの皮膚への接触圧の変化に起因する分極電位変動およびインピーダンス変動による、電極1b,1dのゆれに起因するゆえ比較的周波数の低い体動ノイズと、図示しないが一般に比較的周波数の高い筋電ノイズとが残ることになる。
Further, as shown in FIG. 2, the electrode pad 1 of this embodiment is provided with two
従って、この実施例の電極パッド1によれば、体動による電極1b,1dの接触圧の変化に起因する分極電位変動およびインピーダンス変動による、電極1b,1dのゆれに起因するゆえ比較的周波数の低い体動ノイズと、一般に比較的周波数の高い筋電ノイズとを含むが心電信号を含まない電気信号を取り出すことができる。しかも、二つの当該電極パッド1のそれぞれの、相対的に面積の小さい、電気容量の少ない方の電極1bからの電気信号を検出することで、体動によるインピーダンスの変動を小さくし得て、体動ノイズの少ない心電信号を得ることができる。
Therefore, according to the electrode pad 1 of this embodiment, the frequency of the
さらに、この実施例の電極パッド1によれば、二つの電極のうちの相対的に面積の大きいほうの電極1dが環状をなしており、相対的に面積の小さいほうの電極1bが、その環状の相対的に面積の大きい方の電極1dの内側に位置している(すなわち、相対的に面積の大きい方の電極1dが、相対的に面積の小さいほうの電極1bを囲んでいる)ことから、電極チップ1のゆれに対して接触圧の変化がより小さい中央寄りの位置に、相対的に面積が小さいため接触圧の変化によるインピーダンスの変動が小さい電極1bを配置できるので、より小さい電極パッド1で、より体動ノイズの少ない心電信号を得ることができる。
Furthermore, according to the electrode pad 1 of this embodiment, the
さらに、この実施例の電極パッド1によれば、相対的に面積の小さいほうの電極1bと、相対的に面積の大きい方の電極1dとが同心円状に位置していることから、より小さい電極パッド1で、より体動ノイズの少ない心電信号を得ることができる。
Furthermore, according to the electrode pad 1 of this embodiment, since the
しかして、上記実施例の心電計にあっては、第1の差動アンプ2が、上記実施例の二つの電極パッド1のそれぞれの、相対的に面積の小さい方の電極1bからの信号同士の差分をとって原心電信号を求め、また第2の差動アンプ3が、上記実施例の二つの電極パッド1のそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極1bと面積の大きい方の電極1dとからの信号同士の差分をとって上記のように体動ノイズ信号を求める。そして二つのローパスフィルタ4および二つの差動アンプ5からなる体動ノイズ除去回路が、上記実施例の二つの電極パッド1のそれぞれの体動ノイズ信号の低周波成分を原心電信号から除去するとともに、二つのハイパスフィルタ6および二つの差動アンプ7からなる筋電ノイズ除去回路が、上記実施例の二つの電極パッド1のそれぞれの体動ノイズ信号の高周波成分を原心電信号から除去する。
Thus, in the electrocardiograph of the above embodiment, the first
従って、この実施例の心電計によれば、原心電信号から比較的周波数の低い体動ノイズ信号と比較的周波数の高い筋電ノイズ信号とを何れも有効に除去し得て、きわめて明確な心電信号を得ることができる。 Therefore, according to the electrocardiograph of this embodiment, both the body motion noise signal having a relatively low frequency and the myoelectric noise signal having a relatively high frequency can be effectively removed from the original electrocardiogram signal. An electrocardiographic signal can be obtained.
図5は、この発明の電極パッドの他の一実施例の裏面(底面)の電極の配置を電極ゲルを除いて示す底面図であり、この実施例の電極パッド1は、絶縁基板1eの、被検体の心臓付近の皮膚に接触する裏面に、一個の電極1bと、絶縁基板1eの外周縁から離間した内側に位置して電極1bを囲繞する、相対的に電極1bより面積が大きい一個の環状の電極1dとを固定してあり、それらの電極1b,1dが、互いにスリット状の隙間を空けて離間すると共に、それぞれ環状の電極1dの中心に対して放射状に延在する部分を有している点で先に実施例と異なり、その他の点では先の実施例と同様に構成されている。
FIG. 5 is a bottom view showing the arrangement of electrodes on the back surface (bottom surface) of another embodiment of the electrode pad according to the present invention, excluding the electrode gel, and the electrode pad 1 of this embodiment is composed of an insulating substrate 1e, One
この実施例の電極パッド1によれば、環状の電極1dとその内側に位置している電極1bとで体動による接触圧の変化がほぼ同じになるので、相対的に面積の小さい方の電極1bと面積の大きい方の電極1dとからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める際に、パッド1上の電極の位置の相違で接触圧の変化が異なって体動ノイズ信号に違いが生ずるのを防止することができる。
According to the electrode pad 1 of this embodiment, the change in contact pressure due to body movement is almost the same between the
図6は、この発明の電極パッドのさらに他の一実施例の裏面(底面)の電極の配置を電極ゲルを除いて示す底面図であり、この実施例の電極パッド1は、絶縁基板1eの、被検体の心臓付近の皮膚に接触する裏面にその中心周りに、大小二種類の大きさの何れも扇状の複数の電極1b、1dを、互いに間隔をあけて周方向に整列して全体として絶縁基板1eの外周縁から離間した内側に位置して環状をなすように、かつ大小二種類の電極が交互に位置するように配置して固定し、図では6個の小さい方の電極1b同士およびこれも図では6個の大きい方の電極1d同士をそれぞれ絶縁基板1eの背面側に設けたリード線で互いに電気的に接続している点で先に実施例と異なり、その他の点では先の実施例と同様に構成されている。
FIG. 6 is a bottom view showing the arrangement of electrodes on the back surface (bottom surface) of another embodiment of the electrode pad according to the present invention, excluding the electrode gel, and the electrode pad 1 of this embodiment is formed of the insulating substrate 1e. A plurality of large and small fan-shaped
この実施例の電極パッド1によれば、被検体に接触する面積が互いに異なる二種類の電極1b、1dがそれぞれ周方向に分散して、それら被検体に接触する面積が互いに異なる二種類の電極1b、1dで体動による接触圧の変化がほぼ同じになるので、相対的に面積の小さい方の電極1bと面積の大きい方の電極1dとからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める際に、パッド上の電極の位置の相違で接触圧の変化が異なって体動ノイズ信号に違いが生ずるのを防止することができる。
According to the electrode pad 1 of this embodiment, two types of
以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限定されるものでなく、例えば、この発明の心電計は、3つ以上の電極パッドからの電気信号を受けてそれらの二つずつの電気信号を処理するものでも良い。また、この発明の構成は心電計以外に、例えば筋電センサ等にも用いることができ、その場合には、体動ノイズを有効に除去し得て、明確な筋電信号を得ることができる。 Although the present invention has been described based on the illustrated examples, the present invention is not limited to the above-described examples. For example, the electrocardiograph of the present invention receives electric signals from three or more electrode pads and receives the two signals. It may be one that processes each electrical signal. In addition to the electrocardiograph, the configuration of the present invention can be used for, for example, a myoelectric sensor. In that case, body motion noise can be effectively removed and a clear myoelectric signal can be obtained. it can.
一方、この発明の一つの電極パッドの電極の数は3個以上でも良い。また、電極パッドの複数の電極は互いに同心円状でなく並んでいても良い。さらに、電極パッドの、面積の大きい方の電極が面積の小さい方の電極を囲んでいる場合に、それらの電極は円環状でなく矩形等をなしていても良い。さらに、この発明の電極パッドは、電極ゲルでなくクランプ等で被検体の手足等の皮膚に固定されて電解液を介し電極を皮膚に接触させるものでも良い。この発明の電極パッドは、心電計以外に、例えば筋電センサ等にも用いることができ、その場合には体動ノイズを有効に除去し得て、明確な筋電信号を得ることができる。 On the other hand, the number of electrodes of one electrode pad of the present invention may be three or more. Further, the plurality of electrodes of the electrode pad may be arranged not concentrically with each other. Further, when the electrode with the larger area of the electrode pad surrounds the electrode with the smaller area, these electrodes may be not in an annular shape but in a rectangle or the like. Furthermore, the electrode pad of the present invention may be one that is fixed to the skin of the subject's limbs or the like by a clamp or the like instead of the electrode gel, and the electrode is brought into contact with the skin through the electrolytic solution. In addition to the electrocardiograph, the electrode pad of the present invention can be used for, for example, a myoelectric sensor, in which case body motion noise can be effectively removed and a clear myoelectric signal can be obtained. .
かくしてこの発明の心電計によれば、原心電信号から比較的周波数の低い体動ノイズ信号を有効に除去し得て、明確な心電信号を得ることができる。また、原心電信号から比較的周波数の高い筋電ノイズ信号を有効に除去し得て、明確な心電信号を得ることができる。 Thus, according to the electrocardiograph of the present invention, a body motion noise signal having a relatively low frequency can be effectively removed from the original electrocardiogram signal, and a clear electrocardiogram signal can be obtained. In addition, a myoelectric noise signal having a relatively high frequency can be effectively removed from the original electrocardiogram signal, and a clear electrocardiogram signal can be obtained.
そしてこの発明の電極パッドによれば、体動による電極の接触圧の変化に起因する分極電位変動およびインピーダンス変動による体動ノイズと、筋電ノイズとを含むが、心電信号を含まない電気信号を取り出すことができる。しかも、二つの当該電極パッドのそれぞれの相対的に面積の小さい電極からの信号を取ることで、体動ノイズの少ない心電信号を得ることができる。 According to the electrode pad of the present invention, an electrical signal that includes body motion noise due to polarization potential fluctuation and impedance fluctuation due to changes in electrode contact pressure due to body movement, and myoelectric noise, but does not include an electrocardiogram signal. Can be taken out. Moreover, an electrocardiogram signal with less body motion noise can be obtained by taking a signal from an electrode having a relatively small area of each of the two electrode pads.
1 電極パッド
1a,1c 接続端子
1b 相対的に面積の小さい方の電極
1d 相対的に面積の大きい方の電極
1e 絶縁基板
1f カバーシート
1g 電極ゲル
2 第1の差動アンプ
2a,3a,5a,7a 出力回路
3 第2の差動アンプ
4 ローパスフィルタ
5,7 差動アンプ
6 ハイパスフィルタ
8 出力端子
S 皮膚
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode pad 1a,
Claims (9)
前記複数の電極パッドが各々、被検体に接触する面積の異なる複数の電極を具え、
前記心電計が、
前記複数の電極パッドのうちの二つの電極パッドのそれぞれの、何れか一つの電極からの信号同士の差分をとって原心電信号を求める第1の差分回路と、
前記二つの電極パッドのそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める第2の差分回路と、
前記二つの電極パッドのそれぞれの体動ノイズ信号の低周波成分を前記原心電信号から除去する体動ノイズ除去回路と、
を具えてなる、心電計。 In an electrocardiograph that measures an electrocardiogram signal by processing an electric signal detected by using a plurality of electrode pads including an electrode in contact with a subject,
Each of the plurality of electrode pads comprises a plurality of electrodes having different areas in contact with the subject,
The electrocardiograph is
A first difference circuit for obtaining an original electrocardiogram signal by taking a difference between signals from any one of the two electrode pads of the plurality of electrode pads;
For each of the two electrode pads, a second differential circuit that obtains a body movement noise signal by taking a difference between signals from a relatively smaller area electrode and a larger area electrode;
A body motion noise removing circuit for removing low frequency components of body motion noise signals of the two electrode pads from the original electrocardiogram signal;
An electrocardiograph comprising
前記複数の電極パッドが各々、被検体に接触する面積の異なる複数の電極を具え、
前記心電計が、
前記複数の電極パッドのうちの二つの電極パッドのそれぞれの、何れか一つの電極からの信号同士の差分をとって原心電信号を求める第1の差分回路と、
前記二つの電極パッドのそれぞれについて、相対的に面積の小さい方の電極と面積の大きい方の電極とからの信号同士の差分をとって体動ノイズ信号を求める第2の差分回路と、
前記二つの電極パッドのそれぞれの体動ノイズ信号の高周波成分を前記原心電信号から除去する電極近傍筋電波形除去回路と、
を具えてなる、心電計。 In an electrocardiograph that measures an electrocardiogram signal by processing an electric signal detected by using a plurality of electrode pads including an electrode in contact with a subject,
Each of the plurality of electrode pads comprises a plurality of electrodes having different areas in contact with the subject,
The electrocardiograph is
A first difference circuit for obtaining an original electrocardiogram signal by taking a difference between signals from any one of the two electrode pads of the plurality of electrode pads;
For each of the two electrode pads, a second differential circuit that obtains a body movement noise signal by taking a difference between signals from a relatively smaller area electrode and a larger area electrode;
A near-electrode myoelectric waveform removing circuit for removing a high-frequency component of a body movement noise signal of each of the two electrode pads from the original electrocardiogram signal;
An electrocardiograph comprising
一つの電極パッドの前記電極が、被検体に接触する面積が互いに異なる複数の電極であることを特徴とする、請求項1または2記載の心電計用の電極パッド。 In an electrode pad comprising an electrode in contact with the subject,
The electrode pad for an electrocardiograph according to claim 1 or 2 , wherein the electrodes of one electrode pad are a plurality of electrodes having different areas in contact with the subject.
前記複数の電極のうちの他の少なくとも一つの電極は、前記環状の電極の内側に位置していることを特長とする、請求項3記載の電極パッド。 At least one of the plurality of electrodes has an annular shape,
The electrode pad according to claim 3, wherein at least one other electrode of the plurality of electrodes is located inside the annular electrode.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005112475A JP4711718B2 (en) | 2005-01-27 | 2005-04-08 | ECG and electrode pads |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005019713 | 2005-01-27 | ||
JP2005019713 | 2005-01-27 | ||
JP2005112475A JP4711718B2 (en) | 2005-01-27 | 2005-04-08 | ECG and electrode pads |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006231020A JP2006231020A (en) | 2006-09-07 |
JP4711718B2 true JP4711718B2 (en) | 2011-06-29 |
Family
ID=37039282
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005112475A Active JP4711718B2 (en) | 2005-01-27 | 2005-04-08 | ECG and electrode pads |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4711718B2 (en) |
Families Citing this family (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010023615A1 (en) * | 2008-08-29 | 2010-03-04 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Compensation of motion artifacts in capacitive measurement of electrophysiological signals |
KR101800706B1 (en) * | 2011-03-08 | 2017-11-24 | 삼성전자 주식회사 | Apparatus, unit measurer and method for measuring biological signal without noise |
GB2503055B (en) * | 2012-04-04 | 2018-08-29 | Cardiocity Ltd | Heart monitoring apparatus |
US9332919B2 (en) | 2011-04-04 | 2016-05-10 | Cardiocity Limited | Heart monitoring apparatus |
EP2774535B1 (en) * | 2011-11-02 | 2023-02-15 | Nipro Corporation | Bioelectrode pad for electrocardiograph |
WO2013179368A1 (en) | 2012-05-28 | 2013-12-05 | ニプロ株式会社 | Electrode pad for use on living organism |
JP2014076117A (en) * | 2012-10-09 | 2014-05-01 | Nippon Koden Corp | Electrocardiogram analyzer, and electrode set |
EP2997891A4 (en) * | 2013-05-17 | 2016-05-04 | Ts Tech Co Ltd | Vital information measurement device and vehicle seat |
WO2015186676A1 (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-10 | 国立大学法人 筑波大学 | Electrode for measuring biopotential, device for measuring biopotential, and method for measuring biopotential |
US11696715B2 (en) | 2015-07-10 | 2023-07-11 | Bodyport Inc. | Cardiovascular signal acquisition, fusion, and noise mitigation |
CN108836308A (en) * | 2018-05-17 | 2018-11-20 | 南京大学 | A kind of device removing wearable electrocardio motion artifacts |
EP3866683A4 (en) * | 2018-10-17 | 2022-12-07 | Bodyport Inc. | Cardiovascular signal acquisition, fusion, and noise mitigation |
KR102664086B1 (en) * | 2022-04-19 | 2024-05-13 | 주식회사 네스트 | The electrode for measuring bio-signals |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001286450A (en) * | 2000-04-06 | 2001-10-16 | Yoji Ishiyama | Electrode sensor for electrocardiogram monitor |
JP2003070759A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-11 | Toshio Asai | Portable electrocardiograph and methods of wearing and using the same |
JP2004057704A (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Ntt Docomo Inc | Electrode device |
JP2004267298A (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Keio Gijuku | Biosignal measuring instrument |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3496131B2 (en) * | 1996-02-09 | 2004-02-09 | 日本光電工業株式会社 | ECG monitor |
JPH11188015A (en) * | 1997-12-25 | 1999-07-13 | Suzuki Motor Corp | Biological signal measuring apparatus |
-
2005
- 2005-04-08 JP JP2005112475A patent/JP4711718B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001286450A (en) * | 2000-04-06 | 2001-10-16 | Yoji Ishiyama | Electrode sensor for electrocardiogram monitor |
JP2003070759A (en) * | 2001-09-07 | 2003-03-11 | Toshio Asai | Portable electrocardiograph and methods of wearing and using the same |
JP2004057704A (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-26 | Ntt Docomo Inc | Electrode device |
JP2004267298A (en) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Keio Gijuku | Biosignal measuring instrument |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2006231020A (en) | 2006-09-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4711718B2 (en) | ECG and electrode pads | |
JP5898863B2 (en) | Biological signal measuring apparatus and method, interface apparatus, biological signal noise removing apparatus and detecting apparatus, and computer-readable recording medium | |
JP5698587B2 (en) | Microelectrode to remove motion artifacts | |
US3960141A (en) | Electrosurgical and ECG monitoring system | |
US20160256111A1 (en) | Electrical wearable capacitive biosensor and noise artifact suppression method | |
JP4278709B2 (en) | Electrode device, ECG measurement device | |
US20140249397A1 (en) | Differential non-contact biopotential sensor | |
CN1829474A (en) | Biometric sensor and biometric method | |
JP2007082938A (en) | Electrocardiographic apparatus | |
JP2010046310A (en) | Electrocardiographic device for vehicle | |
EP1221299A3 (en) | Method and apparatus for generating a twelve-lead ecg from fewer than ten electrodes | |
JP5428889B2 (en) | ECG measurement device | |
KR102083559B1 (en) | Electrode for living body, apparatus and method for processing biological signal | |
JP5836388B2 (en) | Biological electrode pad | |
EP1316329A3 (en) | Method and circuit for detecting cardiac rhythm abnormalities using a differential signal from a lead with a multi-electrode tip | |
JP2008253310A (en) | Electromyographic-mechanomyographic measurement sensor | |
JP2011156194A (en) | Electrocardiographic device | |
WO2004078038A1 (en) | Detector patch for biosignals | |
JP6796778B2 (en) | Biological signal measuring device, electroencephalograph, and control method | |
CN115349864B (en) | Wearable electrocardiogram wireless acquisition method and device | |
JP6180812B2 (en) | Sleep state determination device | |
JP2011200558A (en) | Biological information acquiring apparatus | |
JP2020018693A (en) | Active electrode, electroencephalograph, control device, and control method | |
CN110891483A (en) | Electrocardiogram signal processing device, personal authentication device, and electrocardiogram signal processing method | |
JP2018134189A (en) | Signal measurement device and signal measurement method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20060612 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080318 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20101111 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101116 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101203 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110117 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20110117 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20110117 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110315 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4711718 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |