JPH0140484Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 技術分野 本考案は心臓の活動に伴つて発生する心電波の
波形を連続的に表示する心電波形表示装置に係
り、特に外部からのノイズの混入に拘らず心電波
形を良好に表示し得る装置に関するものである。

従来技術 心臓の活動に伴つて発生する心電波を波形とし
て表示したものは通常心電図と呼ばれ、従来よ
り、心臓疾患の診断をはじめとして医学上の広い
分野で利用されている。そして、この心電波を検
出してその波形を表示する装置が心電波形表示装
置であり、一般に、心電波を検出してその心電波
を表す心電信号を出力する心電センサと、その心
電信号に基づいて心電波の波形を連続的に表示す
るCRTデイスプレイとを備えて構成される。ま
た、この種の心電波形表示装置においては、上記
心電センサ内にバンドパスフイルタ等のノイズ除
去手段が設けられ、心電波形をできるだけ忠実に
表示するようになつているのが普通である。

考案が解決しようとする問題点 ところで、このようなノイズ除去手段は、一般
に、心電波の周波数域（通常、0.05〜100Hz程度）
と異なる周波数域のノイズのみを除去するように
なつているが、例えば電気メスの作動等に起因し
てノイズが混入すると、時定数が大きいために出
力波形の基線、すなわち前記心電信号が表す心電
波形の基線が大きく動揺し、その心電波形が比較
的表示範囲の狭いCRTデイスプレイに表示され
得なくなる場合があつた。また、このような基線
の動揺は、上記ノイズ除去手段に含まれているコ
ンデンサの時定数に基づいてノイズの混入がなく
なつた後も暫く続くため、CRTデイスプレイに
再び心電波形が表示されるまでに比較的長時間に
空白期間が生じていた。

問題点を解決するための手段 本考案は上記問題点を解決するために為された
ものであり、その要旨とするところは、心臓の活
動に伴つて発生する心電波を検出して該心電波を
表す心電信号を出力する心電センサと、その心電
信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器と、
そのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／
Ａ変換器と、そのアナログ信号に基づいて前記心
電波の波形を連続的に表示するCRTデイスプレ
イとを備えた心電波形表示装置において、前記
Ａ／Ｄ変換器を前記Ｄ／Ａ変換器より変換可能な
範囲が広く且つ同じ分解能を有するものとする一
方、前記デジタル信号が表す前記心電波の波形の
基線を求めるとともにその基線が前記Ｄ／Ａ変換
器にて変換可能な範囲内に入るようにそのデジタ
ル信号を信号処理する信号処理手段を前記Ａ／Ｄ
変換器と前記Ｄ／Ａ変換器との間に設けたことに
ある。

作用および考案の効果 すなわち、本考案は、心電センサから出力され
た心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換
器のピツト数を多くして、その分解能を所定のレ
ベルに維持しつつ信号の変換可能な範囲を広くす
ることにより、電気メス等のノイズに起因して変
動する心電信号の変動に拘らずその心電信号のデ
ジタル化を可能とする一方、そのＡ／Ｄ変換器に
よつて変換されたデジタル信号を、そのデジタル
信号が表す心電波形の基線がＤ／Ａ変換器にて変
換可能な信号の範囲内に入るように信号処理手段
にて信号処理するようにしたのである。

このようにすれば、ノイズに起因して心電セン
サから出力される心電信号が大きく変動しても、
その心電信号はＡ／Ｄ変換器によつてデジタル信
号に変換され、更に、信号処理手段によつてＤ／
Ａ変換器にて変換可能な範囲内に入るように信号
処理されるため、信号の変換可能な範囲がＡ／Ｄ
変換器より狭いＤ／Ａ変換器によつても、そのデ
ジタル信号はアナログ信号に変換され得るのであ
り、そのようなノイズの混入に拘らず比較的表示
範囲の狭いCRTデイスプレイに心電波形が良好
に表示され得るのである。また、本考案は、ビツ
ト数を多くすることによりＤ／Ａ変換器と同じ分
解能を維持しつつ信号の変換可能な範囲を広くし
たＡ／Ｄ変換器を採用するものであるため、
CRTデイスプレイに表示される心電波形の精度
が損なわれることもない。

ここで、上記信号処理手段により基線を求める
態様としては、心電波形の任意の一点、例えばＱ
波の始点などをその心電波形の基線としたり、一
つの心電波形の最大値と最小値とから所定の割合
の値をその心電波形の基線としたり、或いは一連
の心電波形の移動平均を基線としたりするなど、
種々の態様を採用できる。

以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図において、１０は心臓の活動に伴つて発
生する心電波を検出する心電センサであり、被検
者の胸部等に接着される複数の電極１２を備えて
いる。この心電センサ１０は増幅器とノイズ除去
フイルタとを含んで構成されており、電極１２か
ら供給されてくる微弱な信号を増幅するととも
に、その信号のうち心電波の取り得る周波数域、
例えば0.05〜100Hzの周波数域内の周波数成分の
通過は許容するが、それ以外の周波数成分の通過
は阻止して被検者の体動等に起因するノイズを除
去した後、心電波を表す心電信号SCをＡ／Ｄ変
換器１４に供給する。Ａ／Ｄ変換器１４は、供給
された心電信号SCを10ビツトのデジタル信号に
変換し、そのデジタル化された心電信号SCDを
Ｉ／Ｏポート１６に供給する。このＡ／Ｄ変換器
１４によつてデジタル化され得るアナログ信号の
範囲は、心電センサ１０から出力される心電信号
SCの範囲と同じで、全ての心電信号SCはそれに
対応する心電信号SCDに変換される。なお、
Ｉ／Ｏポート１６には、心電信号SCDの他に押
釦PBから起動信号SSが供給されるようになつて
いる。

Ｉ／Ｏポート１６はデータバスラインを介して
CPU１８，RAM２０およびROM２２に接続さ
れており、CPU１８はRAM２０の一時記憶機能
を利用しつつROM２２に予め記憶されたプログ
ラムに従つて供給された信号を処理し、８ビツト
の表示信号SDDをＤ／Ａ変換器２４およびレコ
ーダ２６に供給する。Ｄ／Ａ変換器２４は、表示
信号SDDをアナログ信号に変換し、そのアナロ
グ化された表示信号SDをデイスプレイ駆動制御
回路２８に供給する一方、レコーダ２６は表示信
号SDDが表す心電波形を記録紙に連続的に記録
する。また、デイスプレイ駆動制御回路２８は、
供給された表示信号SDが表す心電波形をCRTデ
イスプレイ３０に連続的に表示させる。

ここで、上記Ｄ／Ａ変換器２４は、その変換可
能なデジタル信号のビツト数が８で、前記Ａ／Ｄ
変換器１４のビツト数10より少なく、その分だけ
変換可能な信号の範囲が狭い（具体的には１／
４）。これは、Ｄ／Ａ変換器２４から出力される
表示信号SDに基づいて心電波形を表示するCRT
デイスプレイ３０の表示範囲に対応させるため
で、これにより、CRTデイスプレイ３０には
Ｄ／Ａ変換器２４から出力される全ての範囲の表
示信号SDに対応する心電波形が表示される。な
お、Ｄ／Ａ変換器２４の分解能はＡ／Ｄ変換器１
４の分解能と等しい。

次に、以上のように構成された心電波形表示装
置の作動を、第２図のフローチヤートに基づいて
説明する。

先ず、図示しない電源スイツチが投入されて押
釦PBが操作されると、ステツプＳ１が実行され
て心電信号SCDが読込まれ、RAM２０に記憶さ
れる。続いて、ステツプＳ２が実行され、読込ま
れた心電信号SCDが表す心電波形の基線が求め
られる。心電波形は一般に第３図に示されている
ような形状を成しているが、かかる心電波形の基
線としては、例えばＱ波の始点Qbなどをそのま
ま基線として用いたり、最大値Raと最小値Saと
からその平均値や所定の割合の値を求めてそれを
基線としたりすることができるのであり、また、
一つの心電信号SCDが読込まれる毎にそれより
前に読込まれた適数個の心電信号SCDの平均を
求め（移動平均）、それを基線としたりするなど
種々の態様で求めることができる。この場合に、
移動平均によれば一つの心電信号SCDが読込ま
れたのち直ちにその基線が求められるのであり、
Ｑ波の始点Qbを基線として用いればＰ波および
Ｑ波のピークPaおよびQaが検出された時点で基
線を決定することができる。

次に、ステツプＳ３が実行され、ステツプＳ２
で求められた基線が前記Ｄ／Ａ変換器２４による
変換可能な範囲内に入るように、前記心電信号
SCDを信号処理する。すなわち、Ｄ／Ａ変換器
２４によつてアナログ化され得る信号の範囲は、
前述したようにＡ／Ｄ変換器１４から出力された
心電信号SCDが取り得る値の範囲より狭いため、
上記基線に基づいてその基線の上下に８ビツトの
信号の範囲を設定し、心電信号SCDをその８ビ
ツトの新たな表示信号SDDに変換するのである。

ここで、前記ステツプＳ２において基線を求め
る基礎とされた心電波形の心電信号SCDと、そ
の基線に基づいてステツプＳ３において信号処理
される心電信号SCDとは同じものであることが
望ましいが、例えば一つの心電波形の最大値と最
小値とから所定の割合の値を求めてそれを基線と
する場合等においては、一つの心電波形が検出さ
れた後その基線が求められることとなるため、ス
テツプＳ３における信号処理が遅れる。そのよう
な場合には、一つ前の心電波形から求められた基
線に基づいて新たに読込まれた心電信号SCDを
信号処理することにより、ステツプＳ３における
信号処理の遅れを防止することができる。なお、
移動平均によつて基線を求める場合にはステツプ
Ｓ３における信号処理の遅れは殆どないのであ
り、また、Ｑ波の始点Qbを基線とする場合にも
かかる信号処理の遅れはそれ程問題とならないた
め、基線を求める基礎となつた心電信号SCDを
その基線に基づいて信号処理すれば良い。

その後、ステツプＳ４およびステツプＳ５が実
行され、ステツプＳ４においては上記表示信号
SDDがRAM２０に記憶される一方、ステツプＳ
５においてはその記憶され表示信号SDDが呼び
出されるとともに、Ｄ／Ａ変換器２４およびレコ
ーダ２６に出力される。そして、その表示信号
SDDに従つてCRTデイスプレイ３０に心電波形
が表示され、レコーダ２６においてはその心電波
形が記録される。

なお、本実施例では、上記ステツプＳ２および
ステツプＳ３、並びにそれらのステツプを実行す
るCPU１８，RAM２０，ROM２２が、心電信
号SCDが表す心電波形の基線を求めるとともに、
その基線がＤ／Ａ変換器２４にて変換可能な範囲
内に入るように心電信号SCDを信号処理する信
号処理手段を構成している。

このような本実施例の心電波形表示装置におい
ては、Ａ／Ｄ変換器１４として信号の変換可能な
範囲が比較的広い10ビツトのものが用いられ、心
電センサ１０から出力される全ての心電信号SC
をそれに対応するデジタル信号（心電信号SCD）
に変換し得るようになつているため、例えば電気
メス等のノイズに起因して、心電信号SCが第４
図における時間t₀に示されるように大きく変動し
ても、その心電信号SCを心電信号SCDに変換す
ることができる。また、かかる心電信号SCDは、
その後、ステツプＳ２およびステツプＳ３から成
る信号処理手段により、信号の変換可能な範囲が
比較的狭いＤ／Ａ変換器２４によつても変換可能
な８ビツトの表示信号SDDに変換され、その表
示信号SDDがＤ／Ａ変換器２４にてアナログ信
号（表示信号SD）に変換されてCRTデイスプレ
イ３０に心電波形を表示させる。換言すれば、
CRTデイスプレイ３０の表示範囲を心電信号
SCDが表す心電波形の基線の変動に追従させて
移動させるのであり、これにより、上記電気メス
等のノイズの混入に拘らず、CRTデイスプレイ
３０には心電波形が良好に表示され得ることとな
る。

また、上記Ａ／Ｄ変換器１４のビツト数は10
で、Ｄ／Ａ変換器２４のビツト数８よりも多く、
これにより、信号の変換可能な範囲を心電センサ
１０の出力範囲に合わせて広くしたものであるた
め、そのＡ／Ｄ変換器１４の分解能はＤ／Ａ変換
器２４の分解能と同じに維持され、CRTデイス
プレイ３０に表示される心電波形の精度が損なわ
れることはない。

一方、例えば移動平均のように適数個の心電信
号SCDの平均を求めてそれを基線とする場合に
は、ノイズの混入による心電信号SCDの変動に
対して表示信号SDDを必ずしも速やかに追従さ
せることができないため、ノイズの混入直後に一
時的に心電波形が表示されなくなることがあるの
であり、また、Ｑ波の始点Qbを基線とする場合
にも、その始点Qbを決定した後ノイズが混入す
ると、その心電波形のうちノイズが混入した部分
については表示され得なくなる。しかし、移動平
均の場合には、基線を求める基礎となる適数個の
心電信号SCDが全てノイズによつて変動させら
れたものとなれば、再び心電波形が表示され得る
ようになるのであり、また、始点Qbを基線とす
る場合には、その始点Qbがノイズによつて変動
させられている次の心電波形からは表示され得る
のである。

これに対し、心電信号SCがノイズに起因して
変動すると、その変動は、心電センサ１０内のノ
イズ除去フイルタに含まれているコンデンサの時
定数により、第４図に示されているように暫く続
くため、例えばＡ／Ｄ変換器による信号の変換可
能な範囲が、Ｄ／Ａ変換器２４による信号の変換
可能な範囲やCRTデイスプレイ３０の表示範囲
と同じ範囲Ａ（第４図参照）である従来の場合に
は、ノイズが発生した時間t₀から基線が回復する
までの間は心電波形が正常に表示されず、暫く空
白期間が続くこととなるのである。

以上、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明したが、本考案は他の態様で実施すること
もできる。

例えば、前記実施例では心電センサ１０の出力
範囲とＡ／Ｄ変換器１４の入力範囲とが同じとさ
れ、且つＤ／Ａ変換器２４の出力範囲とCRTデ
イスプレイ３０の表示範囲とが同じとされている
が、それらの範囲は必ずしも同じにする必要はな
いのである。

また、前記実施例では10ビツトのＡ／Ｄ変換器
１４と８ビツトのＤ／Ａ変換器２４とが用いられ
ているが、それ以外のビツト数のＡ／Ｄ変換器や
Ｄ／Ａ変換器を採用し得ることは勿論である。

さらに、前記実施例ではCRTデイスプレイ３
０に心電波形のみが表示される場合について説明
したが、かかる心電波形表示装置に血圧測定装置
等を接続して、血圧値等を併せて表示するように
することも可能である。

その他一々例示はしないが、本考案はその精神
を逸脱することなく当業者の知識に基づいて種々
の変更、改良を加えた態様で実施することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である心電波形表示
装置の構成を説明するブロツク線図である。第２
図は第１図の心電波形表示装置の作動を説明する
フローチヤートである。第３図は第２図のフロー
チヤートにおいて基線を決定する際の一態様を説
明するための心電波形を示す図である。第４図は
第１図の心電波形表示装置における心電信号にノ
イズが混入した場合の一例を示すタイムチヤート
である。 １０：心電センサ、１４：Ａ／Ｄ変換器、１
８：CPU、２０：RAM、２２：ROM、２４：
Ｄ／Ａ変換器、３０：CRTデイスプレイ、SC：
心電信号、〔SCD：心電信号、SDD：表示信号〕
（デジタル信号）、SD：表示信号（アナログ信
号）、ステツプＳ２，Ｓ３：信号処理手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 心臓の活動に伴つて発生する心電波を検出して
   該心電波を表す心電信号を出力する心電センサ
   と、該心電信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ
   変換器と、該デジタル信号をアナログ信号に変換
   するＤ／Ａ変換器と、該アナログ信号に基づいて
   前記心電波の波形を連続的に表示するCRTデイ
   スプレイとを備えた心電波形表示装置において、 前記Ａ／Ｄ変換器を前記Ｄ／Ａ変換器より変換
   可能な範囲が広く且つ同じ分解能を有するものと
   する一方、前記デジタル信号が表す前記心電波の
   波形の基線を求めるとともに該基線が前記Ｄ／Ａ
   変換器にて変換可能な範囲内に入るように該デジ
   タル信号を信号処理する信号処理手段を前記Ａ／
   Ｄ変換器と前記Ｄ／Ａ変換器との間に設けたこと
   を特徴とする心電波形表示装置。