JPH0244530B2 - - Google Patents

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JPH0244530B2
JPH0244530B2 JP60153944A JP15394485A JPH0244530B2 JP H0244530 B2 JPH0244530 B2 JP H0244530B2 JP 60153944 A JP60153944 A JP 60153944A JP 15394485 A JP15394485 A JP 15394485A JP H0244530 B2 JPH0244530 B2 JP H0244530B2
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JP
Japan
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signal
electrocardiogram
display
monitoring device
circuit means
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Ei Getsudesu Resurii
Ii Fueanotsuto Niiru
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Purdue Research Foundation
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Publication of JPH0244530B2 publication Critical patent/JPH0244530B2/ja
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/332—Portable devices specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
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    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
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    • A61B5/318—Heart-related electrical modalities, e.g. electrocardiography [ECG]
    • A61B5/339—Displays specially adapted therefor

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  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、生体中の心臓の電気的活性度を監視
するための装置に関し、詳細には、携帯用心電図
モニタに関する。
心臓の電気的活性度を監視するための多数の携
帯用デバイスが存在している。米国特許第
4351164号には、ポケツト型円筒状容器の中に収
められた自蔵動力式生命モニタが開示されてい
る。このモニタは、その一端に、皮下組織の中に
おちつくように皮膚を刺すことのできる電極プロ
ーブ及び、他端に、生体電気活性度を示す電位の
存在及び強度を示すLED光源を備えている。
米国特許第3792700号には、人体に取り付けら
れた２つの離間された電極によつて拾われた信号
をパルス光又は心臓の鼓動を示す可聴ビー信号に
変換する携帯用バツテリ動力式心臓モニタが記載
されている。このモニタには、フラツシユランプ
及び可聴モニタが配設されており、２本の電気リ
ード線によつて、使用者の脇の下に置かれた２つ
の電極に取り付けられている。
米国特許第3792700号に示されている型式の脇
の下電極を用いるECG電話送信器も知られてい
る。このECG信号は、電話回線に伝送されるた
めに音声周波数変調される。
米国特許第3732868号には、言語状音声でもつ
て心電図信号を可聴再生するためのデバイスが示
されている。三角形のパターンに配列された３個
の電極が３つのＬ字形接触アームによつてデバイ
スハウジングに取り付けられている。
多数の心臓監視デバイスは、使用者の腕に取り
付けることができるようになつている。斯かるデ
バイスの一例が、米国特許第4230127号に示され
ている。この装置は、毎分の鼓動の計数を表示す
る。この回路には、６秒のインタバルにわたつて
心臓の鼓動が検出されなかつた時にこのシステム
を自動的にオフにするための手段が含まれてい
る。
緊急を要する医療診断の時には、その患者が頻
脈、細動又は不全収縮等の重大な心臓不整脈を持
つているか否かを示すために心電図（ECG）を
緊急に記録することがすこぶる望ましい。脈を触
診しても、心臓が血液を吐き出しているか否かが
判るだけである。聴心器を用いると心臓が鼓動し
ているか否かが判るが、異常な心臓の興奮及び回
復の特徴は判らない。ECGのみがこの情報を提
供することができる。現在、斯かる目的のための
個人用ポケツト型ECGモニタは存在していない。
携帯用ECGモニタはまた、ECGの陰極線管
（CRT）表示装置と一緒に使用できる。米国特許
第3848582号には、金属性ハウジングの中に収め
られたバツテリ動力式陰極線オシロスコープから
なるCRTユニツトであつて、ハウジングの後ろ
側に直接配設されたピツクアツプ電極及びハウジ
ングの下に配設されたピストルグリツプを有する
CRTユニツトが記載されている。この装置の場
合、患者の皮膚と正しい接触を図るために電極ゲ
ルを用いる必要がない。CRT表示装置の面は、
5.08cm×7.62cm台であり、この装置の全体の奥行
きの深さは約15.24cm乃至20.32cmである。CRTユ
ニツトは、病院においてECGを監視する時に用
いられる高価な取扱いがめんどうなデバイスに比
較して小型であり軽量であるが、他の携帯用の心
臓モニタと比べると非常にかさばり重い。また、
このCRTは電力を多く消費するため、バツテリ
の消費が余りにも大きく、緊急の事態において電
力が全く無くなるということにもなりかねない。
このことは、緊急な場合における医療技術者が斯
かる装置を用いる際にいだく信頼性をひどく損う
ものである。
米国特許第4250503号及び4346378号には、正弦
波及び他の連続波形を表示するためのドツトマト
リクス液晶表示装置（LCD）が記載されている。
表示される波形は、Ａ／Ｄコンバータを用いて周
期的にサンプリングされ、各サンプルの振幅を表
わす二進法数字が、直列シフトレジスタ又はラン
ダムアクセスメモリ（RAM）のどちらかに記憶
される。こうして記憶された情報は、LCDに対
して適当な速度でもつて表示される。
ポピユラーサイエンスの1983年11月号に記載さ
れたハーバート シユルデイナ著「フラツトスク
リーンカラーTV」の論文によると、50ミリ秒を
下回る応答時間を有する液晶が現在、セイコー社
製造の小型テレビジヨンに用いられている。
発明の要約 本発明は、従来の心電図モニタ装置の欠点及び
不利点を克服した改良された携帯用心電図モニタ
装置を提供するために成されたもので、取り扱い
が容易で使用が簡単な携帯用の完全に内蔵式の心
電図モニタ装置を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明に係る携
帯用心電図モニタ装置は 第１及び第２の側面を有するハウジングと、 前記ハウジングに装着された複数の電極と、 前記ハウジングに収納され、患者の胸部に接触
するように置かれたときに現れる心電図信号を処
理する回路手段であつて、 前記心電図信号をデジタル信号へ変換するＡ／
Ｄ変換器手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器手段に結合されたデジタル処
理手段であつて、前記デジタル信号をサンプリン
グし、複数個の引き続くサンプルから最大値と最
小値とを選択して、前記最大値と前記最小値とを
表す表示駆動信号を、サンプリング速度の約数で
ある速度で発生するデジタル処理手段と を備える回路手段と、 前記ハウジングの前記第１の側面に設けられ、
前記回路手段に結合され、前記回路手段に応答し
て前記表示駆動信号の値を表示する電気光学的表
示装置と を具備する。
好ましい実施例の説明 本発明の原理の理解を保進する目的のために、
図面に示されている実施例について言及し且つ図
面を説明するために特定の言語を用いることにす
る。それにも関わらず以下のことが了解されよ
う。即ち、図面によつて、本発明の精神の制限が
意図されるものではなく、図面に説明されるよう
な、図示デバイスにおける変更やそれ以上の修正
や、本発明の原理の更に別の応用については、本
発明に関する当業者にとつては通常、起きるもの
と考えられる。
第１図について説明する。第１図には、本発明
に係る個人用ECGモニタ１０が、患者１２の胸
に接触した作動位置に置かれた状態で示されてお
り、更に、このユニツトの後ろ側の３つの電極１
４，１６、及び１８を示すように拡大されて示さ
れている。モニタ１０の前側は、液晶表示装置
（LCD）２０を含んでおり、このLCD２０は、そ
の時間軸がモニタ１０の縦軸に平行になつている
ECG信号掃引線２２を供給するように構成され
ている。信号掃引線２２の一部分が参照数字２４
でもつて示されている。この部分は、通常の
ECG信号のＰ、Ｑ、Ｒ、Ｓ及びＴ波の相対位置
及び相対振幅を示している。
電極１４，１６及び１８は、モニタ１０の裏側
に縦線でもつて直接に取り付けられた乾電極であ
る。乾電極を用いると、患者の皮膚と従来型の電
極との電気的接触を図るために用いられるペース
トやゲルに伴う不快感を無くすことができ且つ更
に、ペーストやゲル及び皮膚を準備するという時
間を浪費する作業が必要なくなる。モニタ１０に
用いられる電極の型式は、銀又は塩化銀が好まし
いが、導電性プラスチツクや他の金属も好まし
く、通常、0.1乃至100Hzの周波数範囲で100乃至
1Kオーム台のインピーダンスを示す。これらの
電極は、長時間にわたつても且つ繰り返し使用し
ても安定性を有することが好ましく、且つ電極の
分極化ができるだけ少ない方が好ましい。ECG
モニタに用いられる乾電極についてゲツデス等に
よつてAnn.Biomed.Eng.（1973年、１(3)356−357
ページ）に述べられている。
モニタ１０が患者の皮膚に当てられている時に
電極に現われるECG信号は、LCD２０に供給さ
れる前にデジタル的に処理される。ここで第２図
について説明する。ECGモニタ１０の内部回路
は、帯域増幅器２５及びＡ／Ｄコンバータ２６を
含んでおり、コンバータ２６は、マイクロプロセ
ツサ２８に結合されている。ECG信号の基線の
近くの微小信号を増幅するために、特に、Ｐ波を
増幅するために、必要に応じて圧縮増幅器２５ａ
を増幅器２５とＡ／Ｄコンバータ２６の間に組み
込んでもよい。この増幅器を用いている実施例の
場合、最大利得と最小利得の比は４：１が好まし
い。
電極１４，１６及び１８に接続された帯域増幅
器２５は、受信されたECG信号をデジタル型に
変換する前に波し増幅する高利得作動増幅器で
ある。増幅器２５は、0.5乃至80Hzの帯域幅、約
2000の利得、少なくとも80db、好ましくは120db
の共通モード除去比、及び10メガオームの入力イ
ンピーダンスを有している。このマグニチユード
の入力インピーダンスは、乾電極によつて示され
るソースインピーダンスがかなり高いために必要
となるものである。上記のフイルターパラメータ
は、上記の型式の乾電極から受信される信号にお
ける好ましくない雑音成分を波するのに最も効
果的であることが見い出されている。しかしなが
ら、他の適当な帯域特性を用いてもよい。
Ａ／Ｄコンバータ２６は、帯域増幅器２５ある
いは、上記の代替実施例においては、圧縮増幅器
２５ａからECG信号を受け、これを、毎秒800サ
ンプルのサンリング速度で、８ビツトの振幅分解
能の、即ち256レベルのデジタル信号へ変換する。
従つて、Ａ／Ｄコンバータ２６のデジタル信号出
力は、毎秒800の８ビツト二進法数を含む。これ
らの二進法値は、マイクロプロセツサ２８の並列
入力ポート３０に供給される。このマイクロプロ
セツサ２８もまた、中央処理装置（CPU）３２、
ROM３４、RAM３６及び並列出力ポート３８
を含んでいる。これらの成分は、全てデーターバ
ス４０及びアドレスバス４２によつて相互接続さ
れている。マイクロプロセツサ２８及びＡ／Ｄコ
ンバータ２６には、表示されるECG信号の変換
及び処理を同期化するための共通クロツク信号が
配設されている。この回路にはまた、高電圧に対
する保護機能が具えられており、心臓細動除去衝
撃が与えられた後、急激に回復できるようになつ
ている。
ROM３４に記憶されているプログラムによつ
て、CPU３２は、並列入力ポート３０及びデー
ターバス４０を通してＡ／Ｄコンバータ２６から
受信される入力デジタル信号を処理し、タイムベ
ース信号を発生する。CPU３２は、Ａ／Ｄコン
バータ２６から毎秒800サンプルのサンプリング
速度で出力されるECG信号の１個のサンプル毎
に、アドレスバス４２に入力ポート３０に対する
アドレスを印加する。ROM３４に記憶されてい
るプログラムには、Ａ／Ｄコンバータ２６から引
き続いて入力されるサンプルについて、引き続く
４個のサンプル毎に最大値と最小値とを決定し、
これら最大値と最小値とをRAM３６に記憶させ
ると共にこれらの記憶された値を表示駆動信号と
して液晶表示装置２０に供給するアルゴリズムが
含まれている。
即ち、CPU３２は、これら選択された最大値、
最小値及び表示駆動入力フオーマツトとに基づい
て、液晶表示装置２０の特定の列に対する表示駆
動信号値を演算し、この表示駆動信号値を、Ａ／
Ｄコンバータ２６でのサンプリング速度の約数で
ある速度で、液晶表示装置２０に出力ライン４４
を通して行アドレス信号として供給し、同時に、
出力ライン４６を通してタイムベース信号の対応
する値を列アドレス信号として供給する。例え
ば、出力ライン４４に供給された行アドレス信号
は、液晶表示装置２０のアドレスされた列に含ま
れるそれぞれのドツトについて１ビツトを有し、
各ビツトの状態によつて、対応するドツトのオ
ン／オフ状態を制御する。したがつて、この表示
駆動信号によつて、１個のビツトで最大値を、他
の１個のビツトで最小値をそれぞれ表すことがで
きる。
所望により、表示駆動信号は、最大値と最小値
とそれらの間の値とを表す行アドレス信号であつ
てもよい。
このようにして、１つの列アドレスサイクルに
おいて、液晶表示装置２０に、ECG信号の最大
値と最小値とを含む複数のサンプルを表示するこ
とができ、上記のアルゴリズムによつて、現在利
用可能なドツトマトリクス液晶表示速度にECG
信号を実時間で容易に表示することができる。言
うまでもないが、このアルゴリズムにより、正確
且つ有用な記録をするのに必要な全てのECG信
号のサンプルを表示するのに十分な速度が設定さ
れる。例えば、Ｒ波の振幅とタイミングとを知る
ことは、適切な診断にとつて極めて重要である
が、Ｒ波の振幅は極めて迅速に変化するので、通
常のLCDの応答能力内の速度で、即ち50〜150ミ
リ秒に１個のサンプルの速度でECG信号をサン
プリングしたのでは、Ｒ波のピークを見逃しかね
ないことになる。
液晶表示装置２０は、櫂形電極から得られる
ECG信号を現わす掃引線を形成することにより、
マイクロプロセツサ２８から供給される列アドレ
ス信号及び行アドレス信号に応答する。マイクロ
プロセツサ２８は、ストリツプチヤートレコーダ
の様式でもつて液晶表示装置に毎秒１、2.5、５
又は10cmの速度でもつて実時間によりタイムベー
ス信号を発生してECG表示を行う。適当なスイ
ツチ（図示せず）が好ましい表示速度を選択する
ために与えられている。マイクロプロセツサ２８
には、また、乾電極に関連するECG信号におけ
る雑音を更に波するための信号処理アルゴリズ
ムが配設されている。
モニタ１０はまた、自動的「オン」特徴を有し
ており、この特徴により、マイクロプロセツサ２
８は通常、低電力休止即ち「休眠」モードにて作
動し且つマイクロプロセツサ２８の皮膚への接触
の検出に応答して作動する。このマイクロプロセ
ツサは、Ａ／Ｄコンバータ２６からのデータを周
期的に読み出し、読み出されているデーターサン
プルが所定の範囲内にある場合にのみ信号処理及
び表示に対して活性的になる。この特徴は、バツ
テリの寿命を長くする。また、この自動的「オ
ン」特徴は、モニタを患者の胸に押しつけるとい
う機械的作用によつてバツテリとモニタ回路を接
続している回路が閉じるようにするために、電極
間のハウジングにあるいは電極とハウジングとの
間にはさまれて取り付けられているスイツチによ
つて実施され得る。
別の利点は、モニタ１０を患者の皮膚から離し
た後の「フリーズフレーム」表示である。電極を
離す前に存在する状態に表示を維持するためのデ
ータは、RAM３６に記憶されており、所定の期
間にわたつてLCD２０に連続的に供給され、こ
の後表示がオフになる。RAM３６中のすべての
ECGデータは後の読出し及び従来のチヤートレ
コーダあるいは他のデバイスへの転送のために用
いることができる。
幾つかの異なつた型式のマイクロプロセツサ
も、本発明に係るECGモニタに用いるのに好ま
しい。できるだけミニチユア化を図るために、上
記のモニタの回路全体を一つのハイブリツト回路
に組み込む。従つて、上記の使用を満足するだけ
でなく、このマイクロプロセツサはハイブリツト
回路に集積され得ることが好ましい。以下のマイ
クロプロセツサ及びマイクロプロセツサ群、即ち
すべて８ビツトデバイスがこれらの目的に好まし
い。即ち、ロツクウエル6502、ザイログZ80C、
RCA1804あるいは1800群の他のデバイス、モト
ローラMC146805又は6800群の他のデバイス、及
び日立6305又は6300群の他のデバイスである。
液晶表示装置２０は、毎秒約30フレームのリフ
レツシユ速度を有する長いフラツトスクリーンの
ドツトマトリクス液晶表示装置である。幾つかの
市販のLCDは、本明細書に開示されている技術
を用いる実時間ECG表示装置のための十分な速
度を有している。これらの例としては、エプソン
社のモデルナンバーEG−Y84320AT及びセイコ
ー社のモデルナンバー4816が挙げられる。エプソ
ン社のデバイスは、32行と84列を有しており、セ
イコー社のデバイスは、64行と480列を有してい
る。従つて、64行に対する列アドレスを得るには
６ビツトのみが必要であり、32行に対しては５ビ
ツトだけが必要であることが了解される。従つ
て、Ａ／Ｄコンバータ２６によつて発生される最
上桁５ビツト（エプソン）又は６ビツト（セイコ
ー）のみが表示される。直前に述べたLCDへの
掃引線の表示には必要ないが、各ECG信号サン
プルに対するすべての８ビツトはチヤートレコー
ダ又は他のデバイスへの出力のためにメモリに保
持される。
本発明に係るポータブルECGモニタによると、
医療技術者、看護婦、外科医による緊急を要する
生命にかかわる心臓不整脈の、より迅速な診断が
可能になる。従来の装置を探し、組み立て使用で
きるように準備している間に心臓発作後の初めの
数分間に大ざつぱな情報を供給する簡単なポケツ
ト型モニタは歴然たる臨床的替在能力を有するこ
とが認められよう。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明に係るECGモニタの好まし
い実施例であつて、特に、患者の胸への適用を示
す斜視図。第２図は、第１図に示すECGモニタ
の内部回路のブロツク図。 １０……個人用心電図モニタ、１２……患者、
１４，１６，１８……電極、２０……液晶表示装
置（LCD）、２２……ECG信号掃引線、２５……
増幅器、２６……Ａ／Ｄコンバータ、２５ａ……
圧縮増幅器、２８……マイクロプロセツサ、３０
……並列入力ポート、３２……CPU、３４……
ROM、３６……RAM、３８……並列出力ポー
ト、４０……データバス、４２……アドレスバ
ス、４４，４６……出力ライン。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 携帯用内蔵型心電図モニタ装置において、 第１及び第２の側面を有するハウジングと、 前記ハウジングに装着された複数の電極と、 前記ハウジングに収納され、患者の胸部に接触
    するように置かれたときに現れる心電図信号を処
    理する回路手段であつて、 前記心電図信号をデジタル信号へ変換するＡ／
    Ｄ変換器手段と、 前記Ａ／Ｄ変換器手段に結合されたデジタル処
    理手段であつて、前記デジタル信号をサンプリン
    グし、複数個の引き続くサンプルから最大値と最
    小値とを選択して、前記最大値と前記最小値とを
    表す表示駆動信号を、サンプリング速度の約数で
    ある速度で発生するデジタル処理手段と を備える回路手段と、 前記ハウジングの前記第１の側面に設けられ、
    前記回路手段に結合され、前記回路手段に応答し
    て前記表示駆動信号の値を表示する電気光学的表
    示装置と を具備する携帯用心電図モニタ装置。 ２ 前記回路手段が、前記心電図信号を表す表示
    駆動信号を発生するための手段を含み、前記電気
    光学的表示装置が実時間で前記表示駆動信号に応
    答する特許請求の範囲第１項記載の心電図モニタ
    装置。 ３ 前記回路手段が、前記電極が患者の皮膚に接
    触したときに前記回路手段を作動させるための手
    段を含む特許請求の範囲第２項記載の心電図モニ
    タ装置。 ４ 前記電極が患者の皮膚から離された後、所定
    の期間にわたつて、処理された心電図信号の表示
    を維持するための手段を更に含む特許請求の範囲
    第３項記載の心電図モニタ装置。 ５ 前記電極が、直線上に取り付けられた乾電極
    である特許請求の範囲第４項記載の心電図モニタ
    装置。 ６ 前記電気光学的表示装置が、行アドレス入力
    及び列アドレス入力を有するドツトマトリクス液
    晶表示装置であり、前記デジタル処理手段が、前
    記デジタル信号を前記ドツトマトリクス液晶表示
    装置の前記行アドレス入力に供給するとともに、
    対応するタイムベース信号を前記列アドレス入力
    に供給する特許請求の範囲第５項記載の心電図モ
    ニタ装置。 ７ 前記デジタル信号の一部分を記憶するための
    記憶手段を更に備える特許請求の範囲第１〜６記
    載の心電図モニタ装置。 ８ 前記回路手段が、前記心電図信号の基線の近
    くの微小信号を増幅するための増幅手段を含む特
    許請求の範囲第１〜７記載の心電図モニタ装置。
JP15394485A 1984-07-13 1985-07-12 携帯用心電図モニタ装置 Granted JPS6141438A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/630,589 US4606352A (en) 1984-07-13 1984-07-13 Personal electrocardiogram monitor
US630589 1984-07-13

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6141438A JPS6141438A (ja) 1986-02-27
JPH0244530B2 true JPH0244530B2 (ja) 1990-10-04

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ID=24527778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15394485A Granted JPS6141438A (ja) 1984-07-13 1985-07-12 携帯用心電図モニタ装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4606352A (ja)
EP (1) EP0170448B1 (ja)
JP (1) JPS6141438A (ja)
AT (1) ATE53170T1 (ja)
AU (1) AU586634B2 (ja)
CA (1) CA1266092A (ja)
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