JP7492651B2 - ノイズ判定器 - Google Patents

Description

本発明は、心電位波形に混入するノイズの測定や所定の判定等を行う、ノイズ判定器に関する。

電極カテーテルや電源装置（高周波電源装置）、心電図表示装置などを備えたカテーテルシステムを使用する際に、ノイズ（例えば、交流電源ライン上を伝播する放射電界ノイズなど）が、心電位波形に混入してしまうケースがある（例えば、非特許文献１参照）。

「カテーテルアブレーション関連秋季大会２０１８」ＡＢＳＴＲＡＣＴ、ＭＰ－ＣＰ１６（Ｐ．２１９），ＭＰ－ＣＰ２６（Ｐ．２２１）

そこで、このようなカテーテルシステムなどを使用する環境下での、ノイズの状況の測定や所定の判定等を行う機器（ノイズ判定器）を用いることが考えられる。また、このようなノイズ判定器では、ノイズ判定の際の判定精度を向上させることが求められると、考えられる。したがって、ノイズ判定の際の判定精度を向上させることが可能な、ノイズ判定器を提供することが望ましい。

本発明の一実施の形態に係るノイズ判定器は、このノイズ判定機器とは異なる他の機器に電気的に接続された交流電源ライン上を伝播して心電位波形に混入する、放射電界ノイズを測定する測定部と、この測定部によって測定された放射電界ノイズに基づいて、所定の処理を行う検出回路と、を備えたものである。測定部は、放射電界ノイズを検出回路上から測定するようになっている。検出回路は、測定部によって測定された放射電界ノイズのノイズレベルが、閾値以上であるのか否かについてのノイズ判定を行う判定部と、この判定部におけるノイズ判定の結果を外部に通知する通知部と、上記他の機器からの交流電源ラインを介した電力供給に基づいて、判定部および通知部に対してそれぞれ、動作用の電力を供給する電源回路と、を有している。上記他の機器のアース端子と電気的に接続されているアースラインと、検出回路におけるグランドとが、互いに非接続となっている。

本発明の一実施の形態に係るノイズ判定器では、交流電源ライン上を伝播して心電位波形に混入する放射電界ノイズが、上記測定部において上記検出回路上から測定される。そして、その測定された放射電界ノイズのノイズレベルが、閾値以上であるのか否かについてのノイズ判定が行われ、そのノイズ判定の結果が外部に通知される。これにより、例えば、測定機器での放射電界ノイズの測定結果を目視で読み取る必要などがなくなり、閾値（基準値）以上のノイズレベルを有する放射電界ノイズの発生が、瞬時に把握できるようになる。また、上記他の機器からの交流電源ラインを介した電力供給に基づいて、判定部および通知部に対してそれぞれ動作用の電力が供給されるため、上記他の機器からの電源供給に基づいて動作を行うとともに、上記検出回路上の放射電界ノイズの測定ができるようになる。これにより、例えば、ノイズ測定の度ごとに、そのノイズ判定器を手に持って測定する必要がなくなる。ここで、上記他の機器のアース端子と電気的に接続されているアースラインと、上記検出回路におけるグランドとが、互いに非接続となっていることにより、以下のようになる。すなわち、上記検出回路上の放射電界ノイズを測定する際に、例えば、上記他の機器におけるアース端子が非接地状態になった場合であっても、上記検出回路のグランドへの同相ノイズ（コモンモードノイズ）の影響が、抑えられる。

本発明の一実施の形態に係るノイズ判定器では、上記測定部が、上記アースラインから離間配置されているようにしてもよい。このようにした場合、例えば、上記他の機器におけるアース端子が非接地状態になった場合であっても、上記検出回路上の放射電界ノイズを測定する際に、以下のようになる。すなわち、上記アースラインと上記測定部との間の浮遊容量が小さくなることから、そのような浮遊容量を介した同相ノイズ成分の混入が、抑えられる。その結果、ノイズ判定の際の判定精度が、更に向上することになる。

ここで、上記測定部における放射電界ノイズの測定面が、上記他の機器の筐体面に対して、略垂直となるように配置されていてもよい。このようにした場合、例えば、上記他の機器におけるアース端子が非接地状態になった場合であっても、上記検出回路上の放射電界ノイズを測定する際に、以下のようになる。すなわち、フレームグランドとしての上記他の機器の筐体における筐体面と、上記測定面との間の浮遊容量が、小さくなることから、そのような浮遊容量を介した同相ノイズ成分の混入が、抑えられる。その結果、ノイズ判定の際の判定精度が、更に向上することになる。

また、上記測定部における放射電界ノイズの測定面が、上記検出回路を搭載する回路基板の基板面に対して、略平行となるように配置されていてもよい。このようにした場合、上記回路基板における基板面と上記測定面との間の浮遊容量が、大きくなることから、上記検出回路上の放射電界ノイズを測定する際に、放射電界ノイズの測定感度が高くなる。その結果、ノイズ判定の際の判定精度が、更に向上することになる。

なお、上記他の機器としては、例えば、商用の交流電源と電気的に接続されたアイソレーショントランスなどが、挙げられる。

本発明の一実施の形態に係るノイズ判定器によれば、上記他の機器のアース端子と電気的に接続されているアースラインと、上記検出回路におけるグランドとが、互いに非接続となっているようにしたので、以下のようになる。すなわち、上記検出回路上の放射電界ノイズを測定する際に、例えば、上記他の機器におけるアース端子が非接地状態になった場合であっても、上記検出回路のグランドへの同相ノイズの影響を、抑えることができる。よって、ノイズ判定の際の判定精度を、向上させることが可能となる。

本発明の一実施の形態に係るノイズ判定器が適用されるカテーテルシステムの概略構成例を模式的に表すブロック図である。 図１に示したノイズ判定器等の詳細構成例を表すブロック図である。 図２に示したノイズ判定器等における各部材の配置構成例を表すブロック図である。 放射電界ノイズの波形例を模式的に表すタイミング図である。 心電位信号および放射電界ノイズの周波数特性例を表す模式図である。 図１に示したノイズ判定器の動作例を表す流れ図である。 ノイズ判定の際における同相ノイズについて説明するためのブロック図である。 図７に示した交流電源ライン上の各ラインにおけるノイズ波形例を表す模式図である。 ノイズ判定の際における同相ノイズについて説明するための他のブロック図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態（アイソレーショントランスから電力供給を受けるノイズ判定器の例）
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［概略構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係るノイズ判定器（後述するノイズ判定器４）が適用されるカテーテルシステムの概略構成例を、模式的にブロック図で表したものである。このカテーテルシステムは、図１に示した所定のカテーテル室内に設置されており、本実施の形態のノイズ判定器４は、このようなカテーテル室内の環境下でのノイズ（後述する放射電界ノイズＮｒｅ）について、後述する測定や所定の判定等を行うようになっている。

なお、図１に示したカテーテル室における壁Ｗには、この例では、４つの壁コンセント（商用の交流電源）２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄがそれぞれ、互いに離れた位置にて設置されている。

ここで、この図１に示したカテーテルシステムは、電極カテーテル１と、３つのアイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃと、心電図表示装置３と、ノイズ判定器４と、電源タップ５０と、電源装置５１（高周波電源装置）と、ポンプ５２と、食道温度計５３と、３Ｄマッピング装置６と、を含んで構成されている。

電極カテーテル１は、図１に示したように、所定のカテーテル台１０上において使用されるようになっている。この電極カテーテル１は、例えば、患者の治療部位に対する焼灼（アブレーション）を行うためのアブレーションカテーテルや、患者の治療部位付近での所定の測定（例えば、後述する心電位信号Ｓｃの測定など）を行うための測定用カテーテルとして、機能するようになっている。また、この電極カテーテル１は、図１に示したように、後述する電源装置５１から供給される交流電力（高周波電力）に基づいて焼灼を行ったり、この電源装置５１との間で各種情報（例えば、所定の測定データや制御信号など）のやり取りを行うようになっている（配線経路Ｐ３１参照）。

アイソレーショントランス２ａは、図１に示したように、上記した壁コンセント２０ａと、後述する心電図表示装置３およびノイズ判定器４との間を接続する、交流電源ライン上に配置されている。同様に、アイソレーショントランス２ｂは、壁コンセント２０ｂと後述する電源タップ５０との間を接続する交流電源ライン上に配置され、アイソレーショントランス２ｃは、壁コンセント２０ｃと後述する３Ｄマッピング装置との間を接続する交流電源ライン上に配置されている。このように、アイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ、商用の交流電源としての壁コンセント２０ａ，２０ｂ，２０ｃに対して、個別に電気的接続されるようになっている。

これらのアイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ、このような交流電源ライン上を伝播するノイズ（後述する放射電界ノイズＮｒｅ）を取り除く機能を有している。具体的には、図１に示したように、アイソレーショントランス２ａは、壁コンセント２０ａ側（１次側）の交流電源ラインＰ１ａ上での上記ノイズを取り除き、交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２側（２次側）に交流電力を出力する。同様に、アイソレーショントランス２ｂは、壁コンセント２０ｂ側（１次側）の交流電源ラインＰ１ｂ上での上記ノイズを取り除き、交流電源ラインＰ２ｂ側（２次側）に交流電力を出力する。また、アイソレーショントランス２ｃは、壁コンセント２０ｃ側（１次側）の交流電源ラインＰ１ｃ上での上記ノイズを取り除き、交流電源ラインＰ２ｃ側（２次側）に交流電力を出力する。このように、アイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃはそれぞれ、交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃに対して、個別に電気的接続されるようになっている。

なお、これらのアイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃはいずれも、壁Ｗ側のできるだけ近い位置に配置されることで（図１参照）、上記ノイズを含む交流電源ラインＰ１ａ，Ｐ１ｂ，Ｐ１ｃの長さが、最小限に抑えられるようになっている。つまり、図１に示したように、カテーテル室内で引き回される交流電源ラインとしては、基本的には、上記ノイズが取り除かれた後の交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃが、用いられるようになっている。

心電図表示装置３は、患者の心電位信号Ｓｃに基づいて、その患者の心電位波形（心電図）を表示する装置である。この心電図表示装置３には、上記した交流電源ラインＰ２ａ１から交流電力が供給されると共に、電極カテーテル１から後述する電源装置５１および配線経路Ｐ３２を介して、上記した心電位信号Ｓｃが入力されるようになっている（図１参照）。

ノイズ判定器４には、図１に示した例では、アイソレーショントランス２ａから前述した交流電源ラインＰ２ａ２を介して、交流電力が供給されるようになっている。また、このアイソレーショントランス２ａの２次側では、２つの交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２が、互いに並列配置されている。このノイズ判定器４は、このようなアイソレーショントランス２ａの２次側（ノイズ判定器４内の後述する検出回路４０上）を伝播する、前述した放射電界ノイズＮｒｅ（後述するノイズ信号Ｓｎ）の測定（検出）を行うと共に、後述する所定のノイズ判定等を行う機器である。これは、詳細は後述するが（図４，図５参照）、アイソレーショントランス２ａの２次側においても、そのような放射電界ノイズＮｒｅが残存し、心電図表示装置３における心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入してしまうおそれがあるためである。なお、このようなノイズ判定器４の詳細構成例については、後述する（図２，図３参照）。

電源タップ５０は、前述した交流電源ラインＰ２ｂから供給される交流電力を、複数の経路に分配するための機器である。具体的には、図１に示した例では、この電源タップ５０から、電源装置５１、ポンプ５２および食道温度計５３にそれぞれ、そのような交流電力が並列的に分配されている。

電源装置５１は、所定の交流電力（高周波電力）を出力したり、各種情報（例えば、所定のデータや制御信号など）の入出力を行ったりする装置である。具体的には、図１に示した例では、この電源装置５１は、電極カテーテル１との間で前述した各種情報（例えば、所定の測定データや制御信号など）のやり取りを行う（配線経路Ｐ３１参照）。また、電源装置５１には、電極カテーテル１において測定された心電位信号Ｓｃが、この電極カテーテル１から入力されるようになっている（配線経路Ｐ３１参照）。なお、このようにして電源装置５１に入力された心電位信号Ｓｃは、図１に示したように、心電図表示装置３へと出力されるようになっている（配線経路Ｐ３２参照）。

ポンプ５２は、電極カテーテル１を用いて焼灼を行う際の灌注用の液体（例えば生理食塩水など）を、この電極カテーテル１に対して供給するための装置（液体供給装置）である。

食道温度計５３は、電極カテーテル１を用いて焼灼を行う際の、患者の食道付近の温度を測定する温度計である。

３Ｄマッピング装置６には、前述した交流電源ラインＰ２ｃから交流電力が供給されるようになっている。この３Ｄマッピング装置６は、例えば、患者において測定された心腔内電位等を、３Ｄ（３次元）表示する装置である。

［ノイズ判定器４の詳細構成］
ここで、図２，図３を参照して、上記したノイズ判定器４の詳細構成例について説明する。図２は、このノイズ判定器４等の詳細構成例を、ブロック図で表したものであり、図３は、このノイズ判定器４等における各部材の配置構成例を、ブロック図で表したものである。ノイズ判定器４は、図２，図３に示したように、後述する放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）を測定する電界センサ４２と、この電界センサ４２によって測定された放射電界ノイズＮｒｅに基づいて、後述する所定の処理を行う検出回路４０と、を備えている。また、この検出回路４０は、図２に示したように、電源回路（電源部）４１と、判定部４３と、通知部４４とを備えている。

また、ノイズ判定器４は、図２，図３に示したように、このノイズ判定器４とは異なる他の機器（この例では、アイソレーショントランス２ａ）からの交流電源ラインＰ２ａ２を介した電力供給に基づいて、以下説明する各種の動作を行う機器となっている。言い換えると、このノイズ判定器４は、他の機器に接続可能な、コンセント型の機器となっている。具体的には、この例では図２に示したように、他の機器としてのアイソレーショントランス２ａから、電源プラグ７２（交流電源入力部）と、交流電源ラインＰ２ａ２とを介して、ノイズ判定器４に対して電力供給がなされるようになっている。

ここで、図２に示したように、このような電源プラグ７２（アイソレーショントランス２ａの２次側）は、いわゆる３端子型のプラグとなっている。つまり、この電源プラグ７２には、ライブ（Live：Ｌ）端子７２Ｌと、ニュートラル（Neutral：Ｎ）端子７２Ｎと、アース（Earth：Ｅ）端子７２Ｅとが、それぞれ設けられている。同様に、アイソレーショントランス２ａの１次側に設けられた電源プラグ７１（前述した交流電源ラインＰ１ａと、商用の交流電源としての壁コンセント２０ａとの間に配置）も、いわゆる３端子型のプラグとなっている。つまり、この電源プラグ７１にも、ライブ端子７１Ｌと、ニュートラル端子７１Ｎと、アース端子７１Ｅとが、それぞれ設けられている。

また、この電源プラグ７１におけるアース端子７１Ｅは、図２中の符号Ｐ７で示したように、一般には、アースＥに電気的接続されており、接地状態となっている。したがって、図２に示したように、この電源プラグ７１のアース端子７１Ｅから、交流電源ラインＰ１ａ、アイソレーショントランス２ａの筐体２０（フレームグランドＦＧ２０）、および、電源プラグ７２のアース端子７２Ｅまでを経由して、アースラインＬＥが形成されることになる。つまり、このようなアースラインＬＥは、アース端子７１Ｅ，７２Ｅと電気的に接続されていると共に、交流電源ラインＰ１ａ上に含まれた接続ラインとなっている。一方、図２に示したように、交流電源ラインＰ２ａ２上には、このようなアースラインＬＥは含まれないようになっている。

電源回路４１は、図２に示したように、上記した電源プラグ７２および交流電源ラインＰ２ａ２を介して、アイソレーショントランス２ａから電力供給を受ける回路である。また、この電源回路４１は、このようなアイソレーショントランス２ａからの電力供給に基づき、後述する判定部４３および通知部４４に対してそれぞれ、これらの動作用の電力を供給するようになっている（図２参照）。

電界センサ４２は、上記した検出回路４０上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）を、この検出回路４０上から測定（検出）するセンサである（図２中の符号Ｐ４０参照）。具体的には、検出回路４０上には、交流電源ラインＰ２ａ２上の放射電界ノイズＮｒｅが伝播することから、電界センサ４２は、この検出回路４０上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅを、検出回路４０上から測定するようになっている。なお、このようにして測定された放射電界ノイズＮｒｅは、交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅと、同等のものとなっている。また、このような電界センサ４２は、図２中の符号Ｐ４２で示したように、詳細は後述するが、上記したアースラインＬＥからは離間するようにして、ノイズ判定器４内に配置されている。なお、このような電界センサ４２とアースラインＬＥとの間の距離（離間距離）は、例えば４０ｍｍ以上であり、一例としては８０ｍｍである。

なお、このような電界センサ４２は、本発明における「測定部」の一具体例に対応している。ただし、電界センサ４２以外の他のセンサ等を用いて、本発明における「測定部」を構成するようにしてもよい。

判定部４３は、電界センサ４２によって測定された放射電界ノイズＮｒｅについて、後述する所定のノイズ判定を行うものである。具体的には、判定部４３は、この放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）におけるノイズレベルＬｎが、後述する所定の閾値Ｌth以上（Ｌｎ≧Ｌth）であるのか否か等について、判定（ノイズ判定）を行うようになっている。また、判定部４３は、このようなノイズ判定の結果を、判定結果Ｒｊとして通知部４４へと出力するようになっている（図２参照）。なお、このような判定部４３における判定手法の詳細については、後述する（図６参照）。このような判定部４３は、例えば、そのような各種のノイズ判定を行う判定回路の他、所定の増幅回路（アンプ）や、所定のフィルタ回路（後述するバンドパスフィルタなど）等を、含んで構成されている。

通知部４４は、判定部４３におけるノイズ判定の結果（上記した判定結果Ｒｊ）を、ノイズ判定器４の外部へと（ユーザへ向けて）通知するものである。具体的には、詳細は後述するが、通知部４４は、例えば、所定の色などを利用した表示（例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等による点灯表示）や、所定の音声出力などを用いて、そのような判定結果Ｒｊに基づく通知を行うようになっている。

ここで、本実施の形態のノイズ判定器４では、図２中の符号Ｐ４１（「×（バツ）」印参照）で示したように、前述したアースラインＬＥと、検出回路４０におけるグランドＧＮＤ４０とが、互いに非接続となっている。つまり、これらのアースラインＬＥとグランドＧＮＤ４０とは、電気的に接続されないようになっている。

また、このノイズ判定器４では、図３に示したように、電界センサ４２における放射電界ノイズＮｒｅの測定面Ｓｍが、アイソレーショントランス２ａの筐体２０における筐体面Ｓ２０に対して、略垂直（例えば垂直）となるように、配置されている（Ｓｍ⊥Ｓ２０）。更に、このノイズ判定器４では、図３に示したように、このような電界センサ４２の測定面Ｓｍが、検出回路４０を搭載する回路基板４５の基板面Ｓ４０に対して、略平行（例えば平行）となるように、配置されている（Ｓｍ／／Ｓ４０）。なお、この略平行（平行）には、これらの測定面Ｓｍと基板面Ｓ４０とが同一平面上に配置されている場合も、含まれている。

［動作および作用・効果］
（Ａ．放射電界ノイズについて）
最初に、心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入する、前述した放射電界ノイズＮｒｅについて、詳細に説明する。

図４は、このような放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）の波形例を、模式的にタイミング図で表したものである。また、図５は、前述した心電位信号Ｓｃおよび放射電界ノイズＮｒｅの周波数特性例をそれぞれ、模式的に表したものである。なお、図４において、横軸は時間ｔを示し、縦軸は、信号の振幅Ａｍ（放射電界ノイズＮｒｅのノイズレベルＬｎ）を示している。また、図５において、横軸は周波数ｆを示し、縦軸は、信号の振幅Ａｍを示している。

まず、例えば図４に示したように、放射電界ノイズＮｒｅのノイズ信号Ｓｎは、周期Δｔ（＝約２０ｍｓ程度）を有する波形となっており、交流電源（壁コンセント２０ａ～２０ｄ）の帯域（５０Ｈｚ，６０Ｈz程度）の周波数ｆｎを有している。このような放射電界ノイズＮｒｅは、いわゆる「ハムノイズ」と呼ばれるノイズであり、図１に示した例では、カテーテル室内での環境起因のノイズのほとんどが、このような交流電源由来の放射電界ノイズＮｒｅとなっている。したがって、この放射電界ノイズＮｒｅを抑えるだけでも、カテーテル室内での環境起因のノイズの出現率は、大幅に低下することになる。

また、このような放射電界ノイズＮｒｅは、一般に、配線ケーブル等を構成する導線が拾うケースが多い。したがって、例えば、そのような配線ケーブル等の導線は、放射電界ノイズＮｒｅのノイズ源から離して配置することが望ましいと言える。また、図１の例では、破線で示した配線経路Ｐ３１，Ｐ３２（電極カテーテル１から電源装置５１を介して、心電図表示装置３まで至る配線経路）が、特に、放射電界ノイズＮｒｅの影響を受け易い部分となっている。したがって、特にこれらの配線経路Ｐ３１，Ｐ３２の周辺箇所について、ノイズ判定器４を用いて、後述する放射電界ノイズＮｒｅの測定等を行うのが望ましいと言える。

また、例えば図５に示したように、心電位信号Ｓｃおよび放射電界ノイズＮｒｅの周波数特性は、以下のようになっている。まず、心電位信号Ｓｃにおける低域側の周波数帯域ΔｆＬでは、例えばＨＰＦ（High Pass Filter）を用いて、その振幅Ａｍが低減されている。同様に、心電位信号Ｓｃにおける高域側の周波数帯域ΔｆＨでは、例えばＬＰＦ（Low Pass Filter）を用いて、その振幅Ａｍが低減されている。

一方、心電位信号Ｓｃにおける中域側の周波数帯域ΔｆＭについては、例えばノッチフィルタを用いることで、その振幅Ａｍを低減させることが考えられる。しかしながら、この周波数帯域ΔｆＭ内では、例えば図５に示したように、所定の周波数範囲Δｆｎ内に、放射電界ノイズＮｒｅの周波数（周波数ｆｎ）が含まれるケースがある。つまり、この周波数帯域ΔｆＭにおいては、心電位波形を構成する心電位信号Ｓｃにおける周波数と、放射電界ノイズＮｒｅの周波数ｆｎとが、重なってしまうことから、そのようなフィルタによって振幅Ａｍを低減させるのは、望ましくないと言える。なお、上記した周波数範囲Δｆｎとしては、例えば、５０Ｈｚ～６０Ｈｚ程度の範囲が挙げられ、心電位信号Ｓｃの周波数帯域としては、例えば、３０Ｈｚ～５００Ｈｚ程度の帯域が挙げられる。

ところで、このような放射電界ノイズＮｒｅは、前述したアイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃの２次側（交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２，Ｐ２ｂ，Ｐ２ｃ）においては、基本的には取り除かれているはずである。しかしながら、例えば、アイソレーショントランス２ａの２次側のように、複数の機器が並列して接続されていると、ある機器が接続されることで、低ノイズ状態のはずの交流電源ラインが、一斉に高ノイズ状態になってしまうケースがある。また、これらのアイソレーショントランス２ａ，２ｂ，２ｃを用いたとしても、放射電界ノイズＮｒｅを完全に取り除くことは難しく、実際には、ある程度の放射電界ノイズＮｒｅが取り除かれずに、２次側に残存してしまうケースがある。そして、これらの要因によって、心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）が混入してしまうと、心電図表示装置３における心電位波形（心電図）の読み取りが、困難となってしまうおそれがある。

そこで、本実施の形態では、図１～図３に示したノイズ判定器４を用いて、このような放射電界ノイズＮｒｅの測定や、所定のノイズ判定等を行うようにしている。以下、このノイズ判定器４における動作例について、詳細に説明する。

（Ｂ．ノイズ判定器４の動作）
図６は、このようなノイズ判定器４の動作例（ノイズ判定等の動作例）を、流れ図で表したものである。

この図６に示した動作例では、まず、電界センサ４２が、交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）を測定（検出）する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば図２に示したように、本実施の形態では前述したように、電界センサ４２は、検出回路４０上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅを、測定する。

次いで、判定部４３が、このようにして測定された放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）の周波数ｆｎが、前述した所定の周波数範囲Δｆｎ内（図４参照）であるのか否かについて、判定を行う（ステップＳ１２）。

ここで、放射電界ノイズＮｒｅの周波数ｆｎが、上記した周波数範囲Δｆｎ内ではないと判定された場合には（ステップＳ１２：Ｎ）、以下のようになる。すなわち、この場合には、そのような周波数ｆｎの放射電界ノイズＮｒｅが心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入したとしても、心電位波形への影響が小さい（もしくは、ほとんど無い）と言える（図５参照）。したがって、次に通知部４４は、判定部４３における判定結果Ｒｊ（低ノイズ状態であるとの判定結果）を、ノイズ判定器４の外部へと通知する（ステップＳ１３）。具体的には、この場合には通知部４４は、例えば、緑色による点灯表示を行うことで、そのような低ノイズ状態であるとの判定結果を通知する。

なお、このようなステップＳ１３の後は、上記したステップＳ１１へと再び戻ることになる。

一方、放射電界ノイズＮｒｅの周波数ｆｎが、上記した周波数範囲Δｆｎ内であると判定された場合には（ステップＳ１２：Ｙ）、以下のようになる。すなわち、この場合には、そのような周波数ｆｎの放射電界ノイズＮｒｅが心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入した場合、そのノイズレベルＬｎによっては、心電位波形への影響が大きくなってしまうと言える（図５参照）。したがって、次に判定部４３は、その放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）のノイズレベルＬｎが、所定の閾値Ｌth以上（Ｌｎ≧Ｌth）であるのか否かについて、判定を行う（ステップＳ１４）。なお、この閾値Ｌthとしては、例えば、５０～１５０［Ｖ／ｍ］の範囲内の値（一例として、１００［Ｖ／ｍ］）が挙げられる。
（ステップＳ１４）

ここで、ノイズレベルＬｎが閾値Ｌth未満（Ｌｎ＜Ｌth）であると判定された場合には（ステップＳ１４：Ｎ）、以下のようになる。すなわち、この場合には、そのようなノイズレベルＬｎの放射電界ノイズＮｒｅが心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入したとしても、心電位波形への影響が小さい（もしくは、ほとんど無い）と言える。したがって、この場合にも、上記したステップＳ１３へと進むことになる。つまり、この場合にも通知部４４は、例えば上記した通知手法を用いて、低ノイズ状態であるとの判定結果を、外部へと通知する。

なお、この場合においても、このステップＳ１３の後は、上記したステップＳ１１へと再び戻ることになる。

一方、ノイズレベルＬｎが閾値Ｌth以上（Ｌｎ≧Ｌth）であると判定された場合には（ステップＳ１４：Ｙ）、以下のようになる。すなわち、この場合には、そのようなノイズレベルＬｎの放射電界ノイズＮｒｅが心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入した場合、心電位波形への影響が大きくなってしまうと言える。したがって、次に通知部４４は、判定部４３における判定結果Ｒｊ（高ノイズ状態であるとの判定結果）を、ノイズ判定器４の外部へと通知する（ステップＳ１５）。具体的には、この場合には通知部４４は、例えば、赤色による点灯表示を行ったり、所定のメッセージ音を出力したり、このような赤色の点灯表示とメッセージ音の出力とを併用したりすることで、そのような高ノイズ状態であるとの判定結果を通知する。

なお、このようなステップＳ１５の後は、上記したステップＳ１１へと再び戻ることになる。

以上で、図６に示した一連の動作例が終了となる。

（Ｃ．同相ノイズの影響について）
続いて、図７～図９を参照して、ノイズ判定器４での上記したようなノイズ判定の際における、同相ノイズ（コモンモードノイズ）の影響について、詳細に説明する。

ここで、図７，図９はそれぞれ、そのようなノイズ判定の際における同相ノイズについて説明するための、ブロック図である。具体的には、図７は、前述した電源プラグ７１におけるアース端子７１Ｅが、接地状態に設定されている（アースＥに対して電気的に接続されている）場合について、示している。一方、図９は、このアース端子７１Ｅが、非接地状態に設定されている（アースＥに対して電気的に接続されていない：図９中の「×」印参照）場合について、示している。また、図８は、図７に示した交流電源ラインＰ２ａ２上の各ラインにおけるノイズ波形例を、模式的に表したものである。なお、このような各ラインとしては、ライブ端子７１Ｌ，７２Ｌと電気的に接続されたライブラインＬＬと、ニュートラル端子７１Ｎ，７２Ｎと電気的に接続されたニュートラルラインＬＮと、前述したアースラインＬＥとが、挙げられる。

まず、例えば図７に示したように、アース端子７１Ｅが接地状態となっている場合には、交流電源ラインＰ２ａ２上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅについては、上記した各ラインのうち、ライブラインＬＬおよびニュートラルラインＬＮにおけるノイズ成分が、主要成分となる（図８参照）。これらのノイズ成分はそれぞれ、検出回路４０上へと伝播し、この検出回路４０上の放射電界ノイズＮｒｅが、電界センサ４２との間の浮遊容量（コンデンサ成分）を介して、測定される。また、検出回路４０における放射電界ノイズＮｒｅのノイズレベルは、この検出回路４０におけるグランドＧＮＤ４０から見たノイズレベルとなる。これらのことから、図７に示したように、アース端子７１Ｅが接地状態となっている場合には、ライブラインＬＬおよびニュートラルラインＬＮから放射されるノイズ成分が、放射電界ノイズＮｒｅとして正常に測定されることになる。

一方、例えば図９に示したように、アース端子７１Ｅが非接地状態となっている場合には、以下のようになる。すなわち、この場合、交流電源ラインＰ２ａ２上を伝播する放射電界ノイズＮｒｅについては、上記した各ラインのうち、ライブラインＬＬおよびニュートラルラインＬＮにおけるノイズ成分よりも、アースラインＬＥからのノイズ成分が、主要成分となる。これは、アース端子７１Ｅが非接地状態となっている場合には、アースラインＬＥが完全に浮いた状態になり、電気的に不安定な状態になることから、強大なノイズを放射するためである。

また、このようにしてアース端子７１Ｅが非接地状態となっている場合には、アイソレーショントランス２ａの筐体２０（フレームグランドＦＧ２０）からも、非常に高レベルのノイズが放射されることなる。これは、このフレームグランドＦＧ２０とアースラインＬＥとが、電気的に接続された状態であるためである。このようにして、アース端子７１Ｅが非接地状態となっている場合、アイソレーショントランス２ａの筐体２０およびアースラインＬＥはそれぞれ、強大なノイズ源となる。また、アースラインＬＥから放射されるノイズが強大であるため、検出回路４０におけるグランドＧＮＤ４０に対しても、大きなノイズが重畳されることになる。そして、このようにして、検出回路４０のグランドＧＮＤ４０が、大きなノイズによって揺れることから、検出回路４０におけるノイズレベル（アースラインＬＥからのノイズレベル）との差分が小さくなる。その結果、図８に示したように、アース端子７１Ｅが非接地状態となっている場合には、放射電界ノイズＮｒｅのノイズレベルが低く測定され、誤判定されてしまうおそれがある。ちなみに、このようなアースラインＬＥからのノイズは、いわゆる同相ノイズ（コモンモードノイズ）と呼ばれるものと考えられる。

ここで、図７，図９に示したような、アイソレーショントランス２ａの１次側のアース端子７１Ｅは、必ずしもアースＥに接地されているとは限らない。特に、壁コンセント２０ａ内の工事状況は、外部からは分からないのが実情である。また、このノイズ判定器４は、前述したようにして、自身での電池駆動ではなく、外部（アイソレーショントランス２ａ）を介したＡＣ電源駆動となっている。このため、ノイズ源（交流電源ラインＰ２ａ２）と検出回路４０とのアイソレーションが完全ではないことから、検出回路４０は、上記した同相ノイズの影響を受け易いことになる。これらのことから、ノイズ判定器４において放射電界ノイズＮｒｅを測定する際に、測定精度を向上させるためには、そのような同相ノイズの影響を低減させることが重要であると言える。

なお、いわゆるノーマルモードノイズの周波数と、コモンモードノイズ（同相ノイズ）の周波数とは、同一であることから、同相ノイズのみをフィルタで除去することは、できない。また、一般に、同相ノイズ用のフィルタとしては、コモンドチョークコイルが使用されるが、対象となる周波数が、５０Ｈｚ／６０Ｈｚ程度の超低周波であるため、本実施の形態のノイズ判定器４のような小型機器の筐体に、そのようなフィルタの回路を実装することは、非現実的である。更に、そのようなコイルをフィルタとして使用した場合、そのコイルに磁界ノイズが重畳してしまうことから、安易にコイルを使用することはできない。加えて、磁気シールドするとしても、上記したような超低周波に有効なシールド材は、無いと言える。また、そもそも、測定対象の周波数が５０Ｈｚ／６０Ｈｚ程度であることから、そのような５０Ｈｚ／６０Ｈｚ程度の周波数に対するフィルタは、適用できないことになる。

このようにして、アース端子７１Ｅが非接地状態となる場合も考慮すると、同相ノイズのノイズ源となるアースラインＬＥからは、電界センサ４２をできるだけ離して配置したほうが、放射電界ノイズＮｒｅの測定精度の観点からは、望ましいと言える。

また、このような同相ノイズの影響を考慮すると、放射電界ノイズＮｒｅの測定精度を向上させるには、アースラインＬＥと、検出回路４０におけるグランドＧＮＤ４０とは、電気的に接続しない（非接続とする）のが望ましいと言える。一般的な観点からは、これらのアースラインＬＥとグランドＧＮＤ４０とを、互いに電気的に接続させたほうが、検出回路４０の動作が安定するが、上記したような同相ノイズの影響を考慮すると、互いに電気的接続させないほうが望ましいと言える。

（Ｄ．作用・効果）
以上のようにして、本実施の形態のノイズ判定器４では、交流電源ラインＰ２ａ１，Ｐ２ａ２上を伝播して心電位波形（心電位信号Ｓｃ）に混入する放射電界ノイズＮｒｅ（ノイズ信号Ｓｎ）が、電界センサ４２において検出回路４０上から測定される。そして、その測定された放射電界ノイズＮｒｅのノイズレベルＬｎが、閾値Ｌth以上であるのか否かについての判定が行われ、その判定結果Ｒｊが、ノイズ判定器４の外部に通知される。これにより本実施の形態では、閾値Ｌth（基準値）以上のノイズレベルＬｎを有する放射電界ノイズＮｒｅの発生が、瞬時に把握できるようになる。つまり、例えば、ノイズ測定を行う度に、測定機器を放射電界ノイズＮｒｅの発生源に近づけて、その測定機器での放射電界ノイズＮｒｅの測定結果（数値）を、目視で読み取る必要などがなくなる。その結果、ノイズ判定器４を使用する際の利便性が、向上することになる。

また、本実施の形態では、ノイズ判定器４とは異なる他の機器からの交流電源ラインＰ２ａ２を介した電力供給に基づいて、判定部４３および通知部４４に対してそれぞれ動作用の電力が供給されることから、以下のようになる。すなわち、上記した他の機器からの電源供給に基づいて動作を行うとともに、検出回路４０上の放射電界ノイズＮｒｅの測定ができるようになる。したがって、例えば、ノイズ測定の度ごとに、そのノイズ判定器４を手に持って測定する必要がなくなることから、ノイズ判定器４を使用する際の利便性が、更に向上することになる。

ここで、特に本実施の形態は、上記した観点から、前述したアース端子７１Ｅ，７２Ｅと電気的に接続されていると共に交流電源ラインＰ１ａに含まれているアースラインＬＥと、検出回路４０におけるグランドＧＮＤ４０とが、互いに非接続となっている。これにより本実施の形態では、検出回路４０上の放射電界ノイズＮｒｅを測定する際に、例えば上記したように、アース端子７１Ｅが非接地状態になった場合であっても、上記したようにして、グランドＧＮＤ４０への同相ノイズの影響が、抑えられる。よって、本実施の形態のノイズ判定器４では、上記したようなノイズ判定の際の判定精度を、向上させることが可能となる。

また、本実施の形態では、電界センサ４２がアースラインＬＥから離間配置されているようにしたので、例えば上記したように、アース端子７１Ｅが非接地状態になった場合であっても、検出回路４０上の放射電界ノイズＮｒｅを測定する際に、以下のようになる。すなわち、上記したようにして、アースラインＬＥと電界センサ４２との間の浮遊容量が小さくなることから、そのような浮遊容量を介した同相ノイズ成分の混入が、抑えられる。よって、ノイズ判定の際の判定精度を、更に向上させることが可能となる。

更に、本実施の形態では、電界センサ４２における放射電界ノイズＮｒｅの測定面Ｓｍが、上記他の機器としてのアイソレーショントランス２ａの筐体面Ｓ２０に対して、略垂直となるように配置されていることから、以下のようになる。すなわち、例えば上記したように、アース端子７１Ｅが非接地状態になった場合であっても、検出回路４０上の放射電界ノイズＮｒｅを測定する際に、前述したフレームグランドＦＧ２０としての筐体２０における筐体面Ｓ２０と、測定面Ｓｍとの間の浮遊容量が、小さくなる。その結果、前述したようにして、そのような浮遊容量を介した同相ノイズ成分の混入が、抑えられることから、ノイズ判定の際の判定精度を、更に向上させることが可能となる。

加えて、本実施の形態では、上記した電界センサ４２における測定面Ｓｍが、検出回路４０を搭載する回路基板４５の基板面Ｓ４０に対して、略平行となるように配置されていることから、以下のようになる。すなわち、このような基板面Ｓ４０と測定面Ｓｍとの間の浮遊容量が、大きくなることから、検出回路４０上の放射電界ノイズＮｒｅを測定する際に、放射電界ノイズＮｒｅの測定感度が高くなる。具体的には、回路基板４５内の微弱な放射電界ノイズＮｒｅを、積極的に検出する（拾う）ことができる。その結果、ノイズ判定の際の判定精度を、更に向上させることが可能となる。

また、本実施の形態では、上記した他の機器が、交流電源としての壁コンセント２０ａと心電図表示装置３との間を接続する、交流電源ラインＰ１ａ，Ｐ２ａ１上に配置された、アイソレーショントランス２ａであることから、以下のようになる。すなわち、このアイソレーショントランス２ａから心電図表示装置３までに至る経路（交流電源ラインＰ２ａ１）上において、そのアイソレーショントランス２ａによって取り除ききれなかった放射電界ノイズＮｒｅが、検出回路４０上にて測定できるようになる。その結果、ノイズ判定器４を使用する際の利便性を、より一層向上させることが可能となる。

更に、本実施の形態では、放射電界ノイズＮｒｅの周波数ｆｎが、心電位波形（心電位信号Ｓｃ）における所定の周波数範囲Δｆｎ内である場合に、ノイズレベルＬｎが閾値Ｌth以上であるのか否かについての判定を行うようにしたので、以下のようになる。すなわち、例えば、心電位波形に対する影響が特に大きい周波数帯域（周波数範囲Δｆｎ内）の放射電界ノイズＮｒｅについて、そのような判定が行われることになる。したがって、そのような影響が特に大きい放射電界ノイズＮｒｅについて、閾値Ｌth以上のノイズレベルＬｎの発生が瞬時に把握できることから、ノイズ判定器４を使用する際の利便性を、更に向上させることが可能となる。

＜２．変形例＞
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されず、種々の変形が可能である。

例えば、上記実施の形態において説明した各部材の形状や配置位置、サイズ、個数、材料等は限定されるものではなく、他の形状や配置位置、サイズ、個数、材料等としてもよい。具体的には、上記実施の形態では、電界センサ４２における放射電界ノイズＮｒｅの測定面Ｓｍが、前述した筐体面Ｓ２０に対して略垂直となるように配置されていると共に、前述した基板面Ｓ４０に対して略平行となるように配置されている場合の例について説明したが、これらの例には限られない。すなわち、そのような測定面Ｓｍが、例えば、筐体面Ｓ２０に対して非垂直となるように配置されたり、基板面Ｓ４０に対して非平行となるように配置されるようにしてもよい。また、上記実施の形態では、電界センサ４２がアースラインＬＥから離間配置されている場合の例について説明したが、この例には限られず、場合によっては、電界センサ４２がアースラインＬＥと近接するように配置されてもよい。更に、上記実施の形態では、電源プラグ７２が３端子型のプラグである場合の例について説明したが、この例には限られない。すなわち、例えば、電源プラグ７２を、２端子型のプラグ（アース端子７２Ｅが設けられていないタイプのプラグ）としてもよい。また、上記実施の形態では、交流電源ラインＰ２ａ２上にアースラインＬＥは含まれない場合の例について説明したが、この例には限られない。すなわち、例えば、交流電源ラインＰ２ａ２上に、アースラインＬＥが含まれているようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ノイズ判定器４内の判定部４３における判定手法や、通知部４４における通知手法等について、具体例を挙げて詳細に説明したが、これらの判定手法や通知手法等には限られず、他の手法を用いるようにしてもよい。具体的には、例えば場合によっては、図６中のステップＳ１２（ノイズ信号Ｓｎの周波数ｆｎが所定の周波数範囲Δｆｎ内であるのか否かの判定）を、行わないようにしてもよい。また、例えば、上記実施の形態で説明した、色などを利用した表示や、所定の音声出力などには限られず、他の手法を用いて、通知部４４における通知を行うようにしてもよい。

更に、上記実施の形態では、「他の機器」が、商用の交流電源と電気的に接続されたアイソレーショントランスである場合の例について説明したが、この例には限られず、「他の機器」が、アイソレーショントランス以外の別の機器であってもよい。

加えて、上記実施の形態で説明した放射電界ノイズＮｒｅの測定の際に、例えば、放射電界ノイズＮｒｅの測定信号に対して、以下のような処理を施すようにしてもよい。すなわち、例えば、そのような測定信号を絶対値化した後に、ダイオード等を用いた半波整流および平滑化（あるいはピークホールド）を施すようにしてもよい。このような処理を施すことにより、半波整流のみでは利用できなかった部分の測定波形も利用することができ、放射電界ノイズＮｒｅの測定精度を向上させることが可能となる。

また、上記実施の形態では、図１に示したカテーテルシステムを使用する環境下で適用されるノイズ判定器４を、例に挙げて説明したが、本発明のノイズ判定器は、このようなカテーテルシステム以外の他のシステムや、他の機器についても、適用することが可能である。つまり、場合によっては、心電位波形以外の他の波形に混入する放射電界ノイズを対象としても、本発明のノイズ判定器を適用するようにしてもよい。

Claims (5)

1. 所定のノイズ検出を行うノイズ検出器であって、
   前記ノイズ検出器とは異なる他の機器に電気的に接続された交流電源ラインの放射電界ノイズを測定する測定部を有し、
   前記測定部は、前記放射電界ノイズを検出回路上から測定するようになっており、
   前記他の機器のアース端子と電気的に接続されているアースラインと、前記検出回路におけるグランドとが、互いに非接続となっている
   ノイズ検出器。
2. 前記測定部が、前記アースラインから離間配置されている
   請求項１に記載のノイズ検出器。
3. 前記測定部における前記放射電界ノイズの測定面が、前記他の機器の筐体面に対して略垂直となるように、配置されている
   請求項１または請求項２に記載のノイズ検出器。
4. 前記測定部における前記放射電界ノイズの測定面が、前記検出回路を搭載する回路基板の基板面に対して略平行となるように、配置されている
   請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のノイズ検出器。
5. 前記他の機器が、商用の交流電源と電気的に接続された、アイソレーショントランスである
   請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のノイズ検出器。

Images