JP7304871B2

JP7304871B2 - Ｅｃｇ電極コネクタ及びｅｃｇケーブル

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Publication number: JP7304871B2
Application number: JP2020541705A
Authority: JP
Inventors: ヒューゴフェーンストラ; フランクフェルバーケル
Original assignee: Koninklijke Philips NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 2018-02-20
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2023-07-07
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: US11957473B2; US20210030293A1; JP2021513873A; EP3755218A1; EP3527128A1; WO2019162089A1; RU2020131055A; CN111770725A

Description

本発明は、ＥＣＧ（心電図）電極コネクタ及びＥＣＧケーブルに関する。

医療グレードのＥＣＧ測定システムの典型的な構成は、測定ユニット（例えばモバイルユニット又は心電図モニタ）、トランクケーブル、トランクユニット、グラバー又はスナッパーを備えたリードセット、及びＥＣＧ電極を使用する。電極は体に配置される。リードセットは、スナッパー又はグラバーを使用して電極に接続する。各電極は、リード線、典型的にはシールドケーブルを介してトランクユニットに接続される。グラバー又はスナッパーの内部では、電気外科手術（ＥＳＵ）信号のための強化された保護及びフィルタリングを提供するためにインダクタが使用されることがある。これは、手術室で使用されるリードセットにとって重要なことである。トランク内には、除細動治療中に発生する可能性のある高電圧から測定ユニットを保護するために安全抵抗器が配置されることが多い。ＥＣＧ測定ユニットの入力における最大電圧を制限するため、測定ユニットの内部にサイドアクターなどの追加の安全要素が使用される。

スナッパー及びグラバーは共にＥＣＧ電極コネクタとして一般的に使用される。それらは電気的に等価であり、グラバー又はスナップのどちらを選択するかはユーザーの好みに依存する。ここでは、一般にＥＣＧ電極コネクタが参照され、すべての技術的詳細は、別段の指定がない場合には、スナッパー、グラバー又はクランプ手段を含むすべての実施形態に適用される。

従来のＥＣＧ電極コネクタは、リード線（リードとも呼ばれる）に対する単一の電気的接続を持ち、これは、トランクユニットに接続される。リード線はシールドケーブルである。このケーブルのシールドは、ケーブルからＥＣＧ電極コネクタへの接続点で終了する（未接続となる）。ＥＣＧ電極コネクタの内部には、ＥＣＧ電極コネクタに対してインダクタが使用されることができ、このコネクタは、手術室での使用を意図した、いわゆるオレンジ色のリードセットの一部である。このインダクタは、患者が電気外科治療を受けているとき、電極とＥＣＧ測定ユニットとの間に追加のフィルタリングを提供する。

測定ユニットとＥＣＧ電極との間の従来のハードウェアは、かさばるし重いので、特にモバイル用途では、例えば患者がベッドの外で自由に動けるとき、これを不快感なものにしている。従って、このハードウェアの小型化及び軽量化の必要性がある。

ＷＯ２０１７／２２０３２８Ａ１号は、医療用結合ユニットと、医療用結合ユニットに結合された医療センサとの間で電気信号を伝送するための医療用結合ユニットを開示する。医療用結合ユニットは、第１の表面内又は上における複数の第１の電気接点と、上記第１の表面に対向する第２の表面内又は上における複数の第２の電気接点とを含むカップリング側コネクタと、上記医療結合ユニットに結合された医療センサの存在、上記医療結合ユニットに結合された医療センサの種類、及び上記医療結合ユニットに結合された医療センサのセンサ側コネクタの向きの１つ又は複数を検出するため、上記複数の第１及び第２の電気接点の１つ又は複数で利用可能な電気信号を分析するためのコネクタインタフェースとを有する。更に、センサ側コネクタが開示される。

本発明の目的は、ＥＣＧ電極コネクタ及びＥＣＧケーブルを提供することにある。これにより、測定ユニットとＥＣＧ電極との間のハードウェアの大きさ及び重さが軽減される。

本発明の第一の側面では、ＥＣＧ電極とリード線とを機械的及び電気的に接続するためのＥＣＧ電極コネクタが提示され、このＥＣＧ電極コネクタは、
ＥＣＧ電極コネクタとＥＣＧ電極とを機械的に接続するための接続構成と、
リード線の信号線と接続するためのリード線端子と、
リード線のシールドと接続するためのシールド端子と、
ＥＣＧ電極の電気接点に接触させるための電極接点と、
上記リード線端子と上記シールド端子との間に結合された電圧クランプ要素と、
リード線端子と電極接点との間に結合された抵抗器とを有する。

本発明の更なる側面では、ＥＣＧケーブルが提示され、これは、
１つ又は複数のリード線と、
本書に開示される少なくとも１つのＥＣＧ電極コネクタを含む１つ又は複数のＥＣＧ電極コネクタとを有し、ＥＣＧ電極ごとに１つのリード線が設けられ、リード線とＥＣＧ電極とを機械的及び電気的に接続するため、各ＥＣＧ電極コネクタがそれぞれのリード線に接続される。

本発明の好ましい実施形態は、従属請求項に規定される。請求項に記載のＥＣＧケーブルは、特に従属請求項に規定され、本書に開示される、請求項に記載のＥＣＧ電極コネクタと同様の及び／又は同一の好ましい実施形態を持つ点を理解されたい。

本発明は、少なくとも１つ又は複数の抵抗及び電圧クランプ要素（好ましくはサイドアクター；代替的にネオン又はトリガード）、及びオプションで１つ又は複数のインダクタを含む安全ネットワークをＥＣＧ電極コネクタに組み込むという考えに基づかれる。こうして、トランクユニットが完全に排除されることができ、これは、測定ユニットとＥＣＧ電極との間に必要なハードウェア一式を大幅に小型軽量化することをもたらす。ＥＣＧ電極コネクタは、リード線を介して測定ユニットに接続される。電気的な観点から、従来のＥＣＧ電極コネクタと、一方でトランクユニットとを用いた測定システムと、他方で本書に開示されるようなＥＣＧ電極コネクタとを用いた測定システムとは、実質的に同等であり、その性能は実質的に同一である。

一の実施形態では、ＥＣＧ電極コネクタは、リード線端子と電極接点との間、特に抵抗器と電極接点との間に結合されたインダクタを更に有する。このインダクタは、ＥＳＵ信号の保護とフィルタリングとを強化している。

別の実施形態では、抵抗器は直列に結合された２つ以上の抵抗要素を有する。例えば、魅力的な低コストのコネクタ設計を可能にするため、複数の低値抵抗要素が直列に使用されることができる。すると、抵抗要素は、単一の抵抗器に比べてサイズが小さくされることもできる。

上記ＥＣＧ電極コネクタは、上記コネクタ及び上記ＥＣＧ電極が接続されるとき、上記シールド端子に結合され、抵抗器と一方の側の上記電圧クランプ要素と他方の側のＥＣＧ電極との間に配置されるグランドプレーンを更に含んでいてもよい。このグランドプレーンは、接地シールドとして機能し、干渉に対する全体的な感度を低下させる。

ＥＣＧ電極コネクタの接続構成は、クランプ構成又はスナップ構成又はグラッビング（grabbing）構成を有することができる。こうして、従来の機械的な設計が使用されることができる。その他のデザインも可能である。

一実施形態では、ＥＣＧ電極コネクタは、単一のリード線端子、単一のシールド端子、単一の電圧クランプ要素、及び単一の抵抗を有する。本実施形態は特に、呼吸測定に使用してはならないＥＣＧ電極に使用される。

医療グレードのＥＣＧ測定システムは一般的に、呼吸を測定する機能を提供しなければならず、即ち、少なくともいくつかのＥＣＧ電極（通常はＲＡ、ＬＡ、ＬＬ）は、呼吸測定に使用されなければならない。電極間に見られる人体からの生体インピーダンスは、呼吸により変調される。こうして、呼吸は、ＥＣＧ測定ユニットのインピーダンス測定システムを介して測定されることができる。

古典的なトランクケーブル及びリードセットを用いたＥＣＧ測定システムでは、様々なユースケースを想定した異なるタイプのリードセットが存在する。特に、手術室での使用を目的としたオレンジ色のリードセットが存在する。オレンジ色のリードセットでは、各リードの直列インダクタによる余分な保護及びフィルタリングがリードセットで使用される。オレンジ色のリードセットが使用されるとき、ＥＣＧ測定ユニットの呼吸測定機能は信頼できず、使用されてはならない。これは、電極と直列にインダクタが存在し、呼吸検出システムで使用される変調信号及び復調信号を減衰させるためである。

従って、ある実施形態では、ＥＣＧ電極コネクタは更に、上記リード線の第２の信号線と接続するための第２のリード線端子と、上記第２のリード線端子と上記シールド端子との間に結合された第２の電圧クランプ要素と、上記第２のリード線端子と上記電極接点との間に結合された第２の抵抗器とを有する。こうして、呼吸検出精度の向上をサポートするための重複安全ネットワークが提供される。

この実施形態では、インダクタの一端が電極接点に結合され、インダクタの他端が抵抗器及び第２の抵抗器に結合され、即ち両方の抵抗器が一端で同じインダクタに接続されることが好ましい場合がある。

別の実施形態では、第２のリード線端子と電極接点との間、特に第２の抵抗器と電極接点との間に結合された第２のインダクタが提供される。こうして、２つの経路が合流する接続点がＥＣＧ電極の近くに移動される。これは、呼吸測定システムの精度を更に向上させる。

後者の実施形態では、第２の電極接点が、ＥＣＧ電極の第２の電気接点に接触するために設けられてもよく、ここで、インダクタは、電極接点に結合され、第２のインダクタは、第２の電極接点に結合される。ＥＣＧ電極に対するこれらの分離された接点により、ＥＣＧ電極コネクタがＥＣＧ電極に接続されるか否かを検出するための簡易な検出方法が支持される。

上記ＥＣＧ電極コネクタは、上記リード線のシールドと接続するための第２のシールド端子を更に含んでもよく、上記第２の電圧クランプ要素は、上記第２のリード線端子と上記第２のシールド端子との間に結合される。これは、更に安全性を向上させる。

実用的な実現では、抵抗器は、少なくとも２ｋΩ、特に２ｋΩから５０ｋΩの範囲で、又は５ｋΩから２０ｋΩの範囲で、例えば１０ｋΩの抵抗を有することができる。

提案されたＥＣＧケーブルは、１つ又は複数のリード線と、提案されたＥＣＧ電極コネクタの１つ又は複数とを有する。それは更に、少なくとも２本の呼吸型リード線であって、それぞれが２本の信号線を持つリード線と、上述の重複安全ネットワークを含む少なくとも２つのＥＣＧ電極コネクタであって、上記少なくとも２つのＥＣＧ電極コネクタの各々が、それぞれの呼吸型リード線に接続される少なくとも２つのＥＣＧ電極コネクタとを有する。

ＥＣＧケーブルは更に、少なくとも１つの非呼吸型リード線であって、それぞれが単一の信号線を持つリード線と、上述の単一安全ネットワークを持つ少なくとも１つのＥＣＧ電極コネクタであって、上記少なくとも１つのＥＣＧ電極コネクタが、それぞれの非呼吸型リード線に接続される少なくとも１つのＥＣＧ電極コネクタとを有する。

本発明によるＥＣＧ電極コネクタを有するＥＣＧ電極及びＥＣＧケーブルの一実施形態の透視表示を示す図である。本発明によるＥＣＧケーブルの断面表示を示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第１の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第２の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第３の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第４の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第５の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第６の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ電極コネクタの第７の実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。図９のＥＣＧ電極コネクタを含むＥＣＧケーブルの実用的な実施形態の上面表示を示す図である。呼吸測定のためのＥＣＧ電極コネクタの一実施形態を含むＥＣＧケーブルの上面表示を示す図である。呼吸測定を意図しないＥＣＧ電極コネクタの実施形態を含むＥＣＧケーブルの上面表示を示す図である。シールド付きＥＣＧ電極コネクタの実施形態を含むＥＣＧケーブルの上面表示を示す図である。既知の呼吸測定システムの一実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明による呼吸測定システムの一実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。本発明によるＥＣＧ測定システムの一実施形態の回路ダイアグラムを示す図である。同一のＥＣＧ電極コネクタを使用するＥＣＧケーブルの別の実施形態のダイアグラムを示す図である。異なるＥＣＧ電極コネクタを使用するＥＣＧケーブルの別の実施形態のダイアグラムを示す図である。

本発明のこれらの及び他の態様が、以下に説明される実施形態より明らとなり、これらの実施形態を参照して説明されることになる。

図１は、本発明によるＥＣＧ電極１００及びＥＣＧ電極コネクタ１を含むＥＣＧケーブル２００の一実施形態の透視図を示し、図２は、本発明によるＥＣＧケーブル２００の断面図を示す。ＥＣＧケーブル２００は、１つ（又は複数）のリード線３００及び１つ（又は複数）のＥＣＧ電極コネクタ１を有する。一般に、ＥＣＧ電極１００ごとに１本のリード線３００が設けられ、各ＥＣＧコネクタ１は、それぞれのリード線３００に接続される。１つ（又は複数）のリード線は、１つ（又は複数）のＥＣＧ電極をＥＣＧ測定ユニット（図示省略）、例えばモバイルユニット又はＥＣＧモニタに接続する共通のケーブルに結合されてもよい。リード線３００は一般に、測定された信号を運ぶ信号線３０１と、信号線３０１を妨害放射から遮蔽するためのシールド３０２とを有する。

ＥＣＧ電極コネクタ１は、ＥＣＧ電極コネクタ１とＥＣＧ電極１００とを機械的に接続するための接続構成１０を有する。接続構成１０は一般に、使用中にＥＣＧ電極コネクタ１のＥＣＧ電極１００への固定的な機械的接続を可能にする任意の種類の接続手段を含んでいてもよい。例えば、クランピング構成、スナップ構成、又はグラッビング構成を含むことができる。図１及び図２に示される実施形態では、ＥＣＧ電極コネクタ１の接続構成１０は、ＥＣＧ電極１００の対応する雄の部分１０１と係合する雌の接続部分１１を有し、上記雄の部分はＥＣＧ電極の電気的接触を表している。例えば、ＥＣＧ電極コネクタ１のハウジング１２は、適宜設計されることができる。

ＥＣＧ電極コネクタ１は更に、安全要素（保護要素とも呼ばれる）を有し、特に、リード線端子１４とシールド端子１５との間に結合される電圧クランプ要素１３（この実施形態ではサイドアクター）と、リード線端子１４と電極接点１７との間に結合される抵抗器１６とを含む。電圧クランプ要素１３及び抵抗器１６は例えば、ＥＣＧ電極コネクタ１の内部に取り付けられたＰＣＢ１８上に配置されるか、又はそれぞれのワイヤ（図示省略）間に結合されることができる。

一般に、４線式呼吸検出システムに参加することができるＥＣＧ電極（及び対応するＥＣＧ電極コネクタ）と、４線式呼吸検出システムに参加する必要のない他のすべてのＥＣＧ電極（通常、ＥＣＧ電極ＲＬ及びＶ１～Ｖ６）（及び対応するＥＣＧ電極コネクタ）とが区別されることができる。呼吸を測定するために使用されないＥＣＧ電極（及び対応するＥＣＧ電極コネクタ）は、二重保護回路を必要としない。

図３は、呼吸測定に使用されない場合がある本発明による第１の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ａの回路図を示す。ＥＣＧ電極コネクタ１ａは、電極接点１７の他に、単一のリード線端子１４、単一のシールド端子１５、単一の電圧クランプ要素１３及び単一の抵抗器１６（Ｒｓ）を有する。電圧クランプ要素１３は、リード線端子１４とシールド端子１５との間に結合される。抵抗器１６は、リード線端子１４と電極接点１７との間に結合される。

図４は、４線式呼吸検出システムにおける呼吸測定に使用され得る本発明による第２の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｂの回路図を示す（２つのＥＣＧ電極を使用し、それぞれが例えば１つの斯かるＥＣＧ電極コネクタ１ｂに接続される）。図３に示される第１の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ａの要素に加えて、ＥＣＧ電極コネクタ１ｂは、第２の電圧クランプ要素１９、第２の抵抗器２０（Ｒｓｖ）、及びリード線３００の第２の信号線（図示省略）と接続するための第２のリード線端子２１を更に有する。第２の電圧クランプ要素１９は、第２のリード線端子２１とシールド端子１５との間に結合される。第２の抵抗器２０は、第２のリード線端子２１と電極接点１７との間に結合される。

図５は、呼吸測定に使用されない場合がある本発明による第３の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｃの回路図を示す。図３に示される第１実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ａの要素に加えて、ＥＣＧ電極コネクタ１ｃは、リード線端子１４と電極接点１７との間、特に抵抗器１６と電極接点１７との間に結合されたインダクタ２２（Ｌｓ）を更に有する。インダクタは、患者が電気手術（ＥＳＵ）治療を受けているとき、ＥＣＧ電極とＥＣＧ測定ユニットとの間の保護及びフィルタリングを強化する。これは、手術室で使用されるリードセットにとって特に重要である。
図６は、呼吸測定に使用されることができる本発明による第４の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｄの回路図を示す（２つのＥＣＧ電極を使用して、それぞれが例えば１つの斯かるＥＣＧ電極コネクタ１ｄに接続される）。図４に示された第２の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｂの要素に加えて、ＥＣＧ電極コネクタ１ｄは、第２のリード線端子２１と電極接点１７との間、特に第２の抵抗器２０と電極接点１７との間に結合されたインダクタ２２（Ｌｓ）を更に有する。インダクタ２２の一端は電極接点１７に結合され、インダクタ２２の他端は抵抗器１６及び第２の抵抗器２０に結合される。

ＥＣＧ電極コネクタ内のインダクタを二重化することで、呼吸インピーダンス測定の精度が更に向上されることができる。図７は、このオプションを用いる本発明による第５の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｅの回路図を示す。図６に示される第４の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｄに加えて、ＥＣＧ電極コネクタ１ｅは、第２のリード線端子２１と電極接点１７との間、特に第２の抵抗器２０と電極接点１７との間に結合された第２のインダクタ２３（Ｌｓｖ）を更に有する。ＥＣＧ電極コネクタ１ｅの測定インピーダンスは、Ｒｂｏｄｙ（体の抵抗）＋２Ｚ_ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ（ＥＣＧ電極のインピーダンス）に等しく、これは、図５に示したＥＣＧ電極コネクタ１ｄなどの単一インダクタを備えるＥＣＧ電極コネクタに比べて改善される。なぜなら、インダクタＬｓのインピーダンスは測定インピーダンスに関与しないためである。

図８は、本発明による第６の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｆの回路図を示す。図７に示される第５の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｅに加えて、ＥＣＧ電極コネクタ１ｆは、第２電極接点２４を更に有する。この実施形態では、ＥＣＧ電極の電気接点は、２つの電気接点１０２、１０３に分割され、そこでは、第１の電気接点１０２が第１の電極接点１７に接続され、第２の電気接点１０３が第２の電極接点２４に接続される。しかしながら、２つの電気接点１０２、１０３は好ましくは、ＥＣＧ電極１００内で電気的に（即ち、短絡的に）接続される。ＥＣＧ電極コネクタ１ｆのＥＣＧ電極１００に対する二重接続は、ＥＣＧ電極コネクタ１ｆがＥＣＧ電極１００に接続される（２つの電極接点１７、２４が短絡される場合）か否（２つの電極接点１７、２４が開放される場合）かを確実に検出することを可能にするという利点を提供する。

図４、図６、図７及び図８に示されるような４線式呼吸構成では、安全抵抗器１６（Ｒｓ）及び２０（Ｒｓｖ）は、除細動の間、多くのエネルギーを散逸させず、例えば、１回の除細動パルスに対してＲｓ＝Ｒｓｖ＝１０ｋΩでそれぞれ典型的には１Ｊ未満である。このエネルギーを確実に散逸させるには、比較的小さな（サイズの）抵抗器で十分である。しかしながら、定格エネルギーの次に、抵抗器は５ｋＶまでの除細動電圧にも対応できるようにしなければならない。これは通常、（サイズ的に）大きな抵抗器を必要とする。ポッティング技術を用いることで、抵抗器の小型化が可能になる。更なる代替案は、図９に示されるように、抵抗器Ｒｓ及びＲｓｖを直列の複数の抵抗器に分割することである。

図９は、本発明による第７の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｇの回路図を示す。図８に示した第６の実施形態のＥＣＧ電極コネクタ１ｆとは異なり、ＥＣＧ電極コネクタ１ｇでは、抵抗器１６は、直列に結合された２つ以上の抵抗要素１６ａ～１６ｃを有し、第２の抵抗器２０は、直列に結合された２つ以上の抵抗要素２０ａ～２０ｃを有する。例えば、図９に示される実施形態では、抵抗器１６は抵抗値が等しい３つの抵抗要素に分割され、抵抗器２０は抵抗値が等しい３つの抵抗要素に分割される。他の実施形態では、抵抗器１６又は第２の抵抗器２０のみが２つ以上の抵抗要素を有する。単一の抵抗器１６のみを有するＥＣＧ電極コネクタの実施形態では、同じ考えが同様に使用されてもよく、即ち、抵抗器１６は、２つ以上の抵抗要素１６ａ～１６ｃを同様に有することができる。

図９に示される実施形態では、ｎ個（図９に示される例示的な実施形態ではｎ＝３）の抵抗要素が、直列に使用され、それぞれの値は、Ｒｓ／ｎ及びＲｓｖ／ｎである。抵抗要素あたりのエネルギー散逸及び各抵抗要素にわたる電圧は、ｎに比例して減少し、及び従って、各抵抗要素は、はるかに小さく、安価とすることができる。これは、ＥＣＧ電極コネクタのためのよりコンパクトで安価な全体的な解決策をもたらす。更に、直列接続は、任意の物理的構成（例えば、直線、円形など）で構成されることができ、これは、ＥＣＧ電極コネクタのより魅力的な設計を可能にする。

ＥＣＧ電極コネクタの更なる実施形態では、インダクタ２２、２３は、図９に示された実施形態における抵抗器１６、２０と同様の態様で直列ネットワークから分割して実現されることができる。

図１０は、図９に示したＥＣＧ電極コネクタ１ｇを含むＥＣＧケーブル２００ａの実施形態の上面図である。リード線３００ａは、第１のリード線端子１４に接続された第１の信号線３０１と、第２のリード線端子２１に接続された第２の信号線３０３と、シールド端子１５に接続されたシールド３０２とを有する。このＥＣＧケーブル２００ａは従って、重複安全ネットワーク及び２線式シールドリード線３００ａへの２つの信号接続により、４線式呼吸サポートを提供する。分割抵抗器（この場合、各抵抗器は３つの抵抗要素に分割される）は、物理的に小さなサイズの抵抗要素、並びに抵抗器ネットワークの柔軟な配置及びレイアウトを可能にする。更に、ＥＣＧ電極１００への２つの別個の接点１７、２４は、ＥＣＧ測定ユニットの内部において、ＥＣＧ電極１００が装着されるか否かの簡単な検出をサポートする。更に、埋め込まれた電圧クランプ要素１３、１９は、リード線における最高電圧を制限し、及び従って、リード線の電圧処理要件を緩和する。

一般的に、インダクタが必要なのは、ＥＣＧ電極コネクタが手術室での使用を目的としている場合のみである。手術室での使用が除外される場合は、例えば図１１及び図１２の上面図に示されるように、インダクタのないＥＣＧ電極コネクタのバージョンが想定されることができる。これらの設計は、患者の快適性を高めるため、物理的なサイズを小さくすることができる。

図１１は、二重保護ネットワークを使用して４線式呼吸測定をサポートするＥＣＧ電極コネクタ１ｈの実施形態を含むＥＣＧケーブル２００ｂの上面図を示し、呼吸測定に使用されることができるリード（例えば、ＲＡ、ＬＡ、ＬＬ）を意図している。それは、インダクタを含まない。分割された抵抗器が使用され、これは、物理的なサイズを小さくして定格電圧を下げた抵抗要素を使用することを可能にする。更に、ＥＣＧ電極の分割電気接点が使用され、これは、ＥＣＧ電極が接続されるかどうかを簡単に検出することをサポートする。

図１２は、他のすべてのリード（例えばＲＬ及びＶ１～Ｖ６）に意図されたＥＣＧ電極コネクタ１ｉの実施形態を含むＥＣＧケーブル２００ｃの上面図を示す。それは、インダクタを含まない。本実施形態におけるリード線３００は、単一の信号線３０１を有する。ＥＣＧ電極コネクタ１ｉは、単一の安全ネットワークを有する。

安全要素を保持するために、１つ又は複数の小型ＰＣＢがＥＣＧ電極コネクタ内部に埋め込まれることができる。斯かるＰＣＢは、複数の導電層を有していてもよい。１層が、シールドとして使用されることができる。これは、ＥＣＧ測定システムの干渉に対する感度を低下させる。図１３は、シールド付きＥＣＧ電極コネクタ１ｊの一実施形態を含むＥＣＧケーブル２００ｃの上面図を示す。グランドプレーン２５は、ＥＣＧ電極１００の最も大きな部分、特に安全要素の近傍を覆っており、リード線３００ａのシールド３０２に電気的に接続される。

従来のＥＣＧ測定システムにおいて、ＥＣＧ測定ユニットからＥＣＧ電極への要素の分割は、既知の呼吸測定システム４００の一実施形態を描いた図１４に示される。それは、インピーダンス測定ユニット４０１、コネクタ４０２、トランクケーブル４０３、ＥＣＧ電極コネクタ４０４、４０５、及びＥＣＧ電極４０６、４０７を有する。呼吸インピーダンス測定システム（インピーダンス測定ユニット内）は、患者の身体に交流電流ｉ_ａｃを駆動し、ノードＡ、Ｂにわたり結果として生じる電圧Ｖを測定する。実際の測定インピーダンスは、Ｒｂｏｄｙ＋２Ｚ_ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ＋２Ｚ_Ｌｓ＋２Ｒｓの直列インピーダンスである。電圧クランプ要素は従来、インピーダンス測定ユニット４０１の内部に配置される。ＥＳＵ保護インダクタＬｓは、ＥＣＧ電極コネクタ４０４、４０５に埋め込まれている。トランクケーブル４０３は、安全直列抵抗Ｒｓを含む。

２線式呼吸測定システムにおいて、抵抗器Ｒｓは、Ｒｓ＝１ｋＱの代表値を有する。Ｒｓが大きいとＲｂｏｄｙの測定精度が低下するため、Ｒｓの値は限定的である。正確なＲｂｏｄｙ測定のためには、低オーム抵抗器Ｒｓが好ましいが、患者が除細動治療を受けているときにはより多くのエネルギーを消費するため、物理的なサイズが大きくなる必要がある。

図１５は、本発明による呼吸測定システム５００の第１の実施形態の回路図を示す。それは、インピーダンス測定ユニット５０１と、ＥＣＧ電極１００ごとに、リード線３００と、ＥＣＧ電極コネクタ１ａとを有する。図１４に示される従来の呼吸測定システム４００と比較して、トランクケーブルが完全に省略され、安全要素が全て、図５に示されるＥＣＧ電極コネクタ１ｃに配置される。

Ｒｂｏｄｙの測定は、４線式インピーダンス測定システムを使用することで、より正確に行われることができる。図１６は、斯かる４線式インピーダンス測定システム６０１を用いた本発明によるＥＣＧ測定システム６００の第２の実施形態の回路図を示す。ＥＣＧ測定システム６００は、４線式インピーダンス測定ユニット６０１の他に、ＥＣＧ電極１００ごとに、リード線３００ａ（例えば図１０に示されるように、２本の信号線とシールドとを含む）と、図６に示されるＥＣＧ電極コネクタ１ｄとを有する。

４線式呼吸測定では、測定インピーダンスは、Ｒｂｏｄｙ＋２Ｚ_ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ＋２Ｚ_Ｌｓに等しい。Ｒｓｖの値は測定インピーダンスにおいて何ら役割を果たしていない。なぜなら、変調路における直列抵抗Ｒｓの後ろ、インダクタの側で電圧が測定されるからである。電圧測定経路における直列抵抗Ｒｓｖは保護のために必要であるが、測定インピーダンスにおいては見られない。なぜなら、Ｒｓｖには電流ｉ_ａｃがないためである。その結果、４線式呼吸測定法は、Ｒｂｏｄｙ測定のための改良された、より信頼性の高いアプローチを提供する。インダクタＬｓからのインピーダンスは、やはりＲｂｏｄｙと直列に見られる。

４線式インピーダンス測定方法では、抵抗Ｒｓ及びＲｓｖは共にインピーダンス測定時には見られないため、図１５に示される元の２線式構成に対して抵抗値は増加されることができる。例えば、Ｒｓ＝Ｒｓｖ＝１０ｋΩが用いられることができる。抵抗の増加は、除細動治療中のエネルギー散逸を減少させる結果となる。従って、４線式呼吸計測システムでは、図１５に示される２線式構成に比べて、物理的に小さいサイズの抵抗器が使用されることができる。

電圧クランプ要素が配置されるトランクユニットが存在する従来のＥＣＧ測定システムとは対照的に、図１６に描かれているＥＣＧ測定システムでは、トランクユニットが削除されている。安全及び保護要素（抵抗器、電圧クランプ要素、及びインダクタ）は、各ＥＣＧ電極コネクタ１ｄ内に配置される。各ＥＣＧ電極コネクタ１ｄは、リード線３００を介してインピーダンス測定システム６０１に接続される。呼吸計測システムに参加可能なＥＣＧ電極１００は、重複安全ネットワーク（電圧クランプ要素及び抵抗器）を持つ。

電気的観点から、本発明による測定システム６００と、トランクケーブルを使用した比較可能な従来の測定システムとは、実質的に同等であり、その性能は同一である。ＥＣＧ電極コネクタ内の安全要素を有する提案された分割は、４線式呼吸検出との組み合わせにおいて可能かつ有利である。なぜなら、４線式は、上で説明したように、抵抗値Ｒｓ及びＲｓｖの増加を可能とし、これは、除細動パルスからより少ないエネルギーを散逸させることができ、及び従って、サイズをより小さくすることができるからである。

図１７は、３つのリード線３００ａを使用して３つのＥＣＧ電極にインターフェイスするＥＣＧケーブル２１０（ＥＣＧリードセットとも呼ばれる）の例示的な実現の図を示す。保護ネットワークは、ＥＣＧ電極コネクタ１ｄに埋め込まれており、４線式呼吸測定をサポートしている。

図１８は、５本のリード線を介して５つのＥＣＧ電極を支持する異なるＥＣＧ電極コネクタを使用するＥＣＧケーブル２２０の別の例示的な実施形態の図を示す。３つのＥＣＧ電極コネクタ１ｄ及び対応する呼吸型リード線３００ａが、４線式呼吸測定用に構成され、２つのＥＣＧ電極コネクタ１ｃ及び対応する非呼吸型リード線３００は、４線式呼吸測定用に構成されていない。

本発明が、図面及び上述の説明において詳細に図示及び説明されたが、斯かる図示及び説明は、説明的又は例示的であり、限定的と見なされるべきではない。本発明は開示された実施形態に限定されるものではない。開示された実施形態に対する他の変形は、図面、開示、及び添付の請求項の研究から、請求項に記載された発明を実施する当業者により理解及び達成され得る。

請求項において、「有する」という語は他の要素又はステップを排除するものではなく、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」は複数性を排除するものではない。単一の要素又は他のユニットが、請求項に記載されたいくつかのアイテムの機能を果たし得る。特定の手段が相互に異なる従属請求項に記載されるという単なる事実は、これらの手段の組み合わせが有利に使用されることができないことを示すものではない。

請求項における参照符号は、範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。

Claims

ＥＣＧ電極とリード線とを機械的かつ電気的に接続するためのＥＣＧ電極コネクタであって、
前記ＥＣＧ電極コネクタと前記ＥＣＧ電極とを機械的に接続するための接続構成と、
前記リード線の信号線と接続するためのリード線端子と、
前記リード線のシールドと接続するためのシールド端子と、
前記ＥＣＧ電極の電気接点と接触するための電極接点と、
前記リード線端子と前記シールド端子との間に電気的に結合された、前記リード線における最高電圧を制限するための電圧クランプ要素と、
前記リード線端子と前記電極接点との間に電気的に結合された抵抗器とを有し、
前記圧電クランプ要素の一端及び前記抵抗器の一端は、前記リード線端子に結合される、
ＥＣＧ電極コネクタ。
前記抵抗器と前記電極接点との間に結合されたインダクタを更に有する、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記抵抗器が、直列に結合された２つ以上の抵抗要素を有する、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記シールド端子に結合され、前記ＥＣＧ電極コネクタと前記ＥＣＧ電極とが接続されるとき、一方の側の前記抵抗器及び前記電圧クランプ要素と、他方の側の前記ＥＣＧ電極との間に配置されるグランドプレーンを更に有する、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記接続構成が、クランプ構成、スナップ構成、又はグラッビング構成を有する、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
単一のリード線端子、単一のシールド端子、単一の電圧クランプ要素、及び単一の抵抗器を有する、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記リード線の第２の信号線と接続するための第２のリード線端子と、
前記第２のリード線端子と前記シールド端子との間に電気的に結合された、前記第２のリード線における最高電圧を制限するための第２の電圧クランプ要素と、
前記第２のリード線端子と前記電極接点との間に電気的に結合された第２の抵抗器とを更に有し、
前記第２の圧電クランプ要素の一端及び前記第２の抵抗器の一端は、前記第２のリード端子に結合され、前記抵抗器及び前記第２の抵抗器の他端は、前記電極接点に結合される、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記リード線の第２の信号線と接続するための第２のリード線端子と、
前記第２のリード線端子と前記シールド端子との間に電気的に結合された、前記第２のリード線における最高電圧を制限するための第２の電圧クランプ要素と、
前記第２のリード線端子と前記電極接点との間に電気的に結合された第２の抵抗器と、
一端が前記電極接点に結合され、他端が前記抵抗器及び前記第２の抵抗器に結合される、インダクタと
を更に有し、
前記第２の圧電クランプ要素の一端及び前記第２の抵抗器の一端は、前記第２のリード端子に結合される、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記リード線の第２の信号線と接続するための第２のリード線端子と、
前記第２のリード線端子と前記シールド端子との間に電気的に結合された、前記第２のリード線における最高電圧を制限するための第２の電圧クランプ要素と、
前記第２のリード線端子と前記電極接点との間に電気的に結合された第２の抵抗器と、
一端が前記電極接点に結合され、他端が前記抵抗器に結合されるインダクタと、
一端が前記電極接点に結合され、他端が前記第２の抵抗器に結合される第２のインダクタと
を更に有し、
前記第２の圧電クランプ要素の一端及び前記第２の抵抗器の一端は、前記第２のリード端子に結合される、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記リード線の第２の信号線と接続するための第２のリード線端子と、
前記ＥＣＧ電極の第２の電気接点に接触するための第２の電極接点と、
前記第２のリード線端子と前記シールド端子との間に電気的に結合された、前記第２のリード線における最高電圧を制限するための第２の電圧クランプ要素と、
前記第２のリード線端子と前記第２の電極接点との間に電気的に結合された第２の抵抗器と、
一端が前記電極接点に結合され、他端が前記抵抗器に結合されるインダクタと、
一端が前記第２の電極接点に結合され、他端が前記第２の抵抗器に結合される第２のインダクタと
を更に有し、
前記第２の圧電クランプ要素の一端及び前記第２の抵抗器の一端は、前記第２のリード端子に結合される、
請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記リード線の第２の信号線と接続するための第２のリード線端子と、
前記リード線のシールドと接続するための第２のシールド端子と、
前記第２のリード線端子と前記第２のシールド端子との間に電気的に結合された、前記第２のリード線における最高電圧を制限するための第２の電圧クランプ要素と、
前記第２のリード線端子と前記電極接点との間に電気的に結合された第２の抵抗器とを更に有し、
前記第２の圧電クランプ要素の一端及び前記第２の抵抗器の一端は、前記第２のリード端子に結合される、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
前記抵抗器が、少なくとも２キロオームの抵抗を持つ、請求項１に記載のＥＣＧ電極コネクタ。
ＥＣＧケーブルであって、
１つ又は複数のリード線と、
請求項１に記載の少なくとも１つのＥＣＧ電極コネクタを含む１つ又は複数のＥＣＧ電極コネクタとを有し、
ＥＣＧ電極ごとに１つのリード線が設けられ、各ＥＣＧ電極コネクタは、前記リード線をＥＣＧ電極に機械的及び電気的に接続するために、それぞれのリード線に接続される、ＥＣＧケーブル。
それぞれが２本の信号線を持つ少なくとも２本のリード線と、
請求項７に記載の少なくとも２つのＥＣＧ電極コネクタであって、それぞれが個別の前記２本の信号線を持つリード線に接続されるＥＣＧ電極コネクタとを有する、請求項１３に記載のＥＣＧケーブル。
それぞれが１本の信号線を持つ少なくとも１本のリード線と、
請求項６に記載の少なくとも１つのＥＣＧ電極コネクタであって、それぞれが、個別の前記１本の信号線を持つリード線に接続されるＥＣＧ電極コネクタとをさらに有する、請求項１４に記載のＥＣＧケーブル。