JPH05115450A - 心電図解析装置のオートドリフトキヤンセル回路 - Google Patents
心電図解析装置のオートドリフトキヤンセル回路Info
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- JPH05115450A JPH05115450A JP3284464A JP28446491A JPH05115450A JP H05115450 A JPH05115450 A JP H05115450A JP 3284464 A JP3284464 A JP 3284464A JP 28446491 A JP28446491 A JP 28446491A JP H05115450 A JPH05115450 A JP H05115450A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 体動などのアーチファクトによる誤解析を軽
減する心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路
の提供。 【構成】 心電図信号に基づいて、差動アンプ１に、当
該差動アンプ１の入力レンジ内に入るように、バイアス
を印加するバイアス手段を設ける。
減する心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路
の提供。 【構成】 心電図信号に基づいて、差動アンプ１に、当
該差動アンプ１の入力レンジ内に入るように、バイアス
を印加するバイアス手段を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は携帯用心電図解析装置の
心電図入力方法に関し、特にオートドリフトキャンセル
回路に関する。
心電図入力方法に関し、特にオートドリフトキャンセル
回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の携帯用心電図解析装置は、被検者
が装着した電極から導出される微少な心電図信号を検出
し増幅するために、心電図入力部は差動アンプを有し、
この差動アンプにより５倍程度に増幅された心電図信号
は、自域周波数成分（０．０５Hz以下）をカットするた
めの１次のフィルタを通過後、次段のメインアンプによ
り２５０倍程度まで増幅されＡ／Ｄ変換器に入力されて
いた。
が装着した電極から導出される微少な心電図信号を検出
し増幅するために、心電図入力部は差動アンプを有し、
この差動アンプにより５倍程度に増幅された心電図信号
は、自域周波数成分（０．０５Hz以下）をカットするた
めの１次のフィルタを通過後、次段のメインアンプによ
り２５０倍程度まで増幅されＡ／Ｄ変換器に入力されて
いた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
携帯用心電図解析装置では、バッテリー駆動（通常は単
３電池４本程度）のため、装置のアンプ部の動作中の電
源電圧は４〜６Ｖ程度であり、差動アンプの増幅度を５
倍とすると、ダイナミックレンジは、せいぜい、入力換
算で８００〜１０００mV程度しかないため、体動や電極
パッドの動きなどのアーチファクトにより、差動アンプ
への直流入力分が急激に変化した場合に、差動アンプの
出力が飽和してしまい誤解析の要因となるという問題点
があった。
携帯用心電図解析装置では、バッテリー駆動（通常は単
３電池４本程度）のため、装置のアンプ部の動作中の電
源電圧は４〜６Ｖ程度であり、差動アンプの増幅度を５
倍とすると、ダイナミックレンジは、せいぜい、入力換
算で８００〜１０００mV程度しかないため、体動や電極
パッドの動きなどのアーチファクトにより、差動アンプ
への直流入力分が急激に変化した場合に、差動アンプの
出力が飽和してしまい誤解析の要因となるという問題点
があった。
【０００４】また従来の心電入力回路では、１次のハイ
パスフィルタで３２秒の時定数を低域のカットオフ周波
数が０．０５Hzを実現しているため、アンプ入力の変動
後に、仮に入力が安定したとしても、心電信号が基線レ
ベルに戻るまでは６秒以上またなければならなかった。
また、０．０５Hz以上の低周波成分を有するドラフトは
キャンセルすることができなかった。
パスフィルタで３２秒の時定数を低域のカットオフ周波
数が０．０５Hzを実現しているため、アンプ入力の変動
後に、仮に入力が安定したとしても、心電信号が基線レ
ベルに戻るまでは６秒以上またなければならなかった。
また、０．０５Hz以上の低周波成分を有するドラフトは
キャンセルすることができなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、心電図
信号を検出して増幅する差動アンプを有する心電図解析
装置のオートドリフトキャンセル回路において、前記心
電図信号に基づいて、前記差動アンプに、当該差動アン
プの入力レンジ内に入るように、バイアスを印加するバ
イアス手段を設けることを特徴とする心電図解析装置の
オートドリフトキャンセル回路が得られる。
信号を検出して増幅する差動アンプを有する心電図解析
装置のオートドリフトキャンセル回路において、前記心
電図信号に基づいて、前記差動アンプに、当該差動アン
プの入力レンジ内に入るように、バイアスを印加するバ
イアス手段を設けることを特徴とする心電図解析装置の
オートドリフトキャンセル回路が得られる。
【０００６】また本発明によれば、前記請求項１記載の
心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路におい
て、前記バイアス手段は、所定のタイミングにおける前
記心電図信の基線レベルに基づいて、前記バイアスを印
加することを特徴とする心電図解析装置のオートドリフ
トキャンセル回路が得られる。
心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路におい
て、前記バイアス手段は、所定のタイミングにおける前
記心電図信の基線レベルに基づいて、前記バイアスを印
加することを特徴とする心電図解析装置のオートドリフ
トキャンセル回路が得られる。
【０００７】また本発明によれば、被検者に装着した電
極から導出される心電図信号を検出して増幅する差動ア
ンプと、前記心電図信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ
変換器と、該Ａ／Ｄ変換器により得られた変換データか
らＲ波を検出し、Ｒ−Ｒインターバルから心電図信号の
基線時のタイミングを算出するＲ波検出部と、該Ｒ波検
出部で得られたタイミングにおける心電図信号の基線レ
ベルを、前記差動アンプの入力レンジの中心にバイアス
する直流バイアス回路と、該バイアス回路へのバイアス
電圧を出力するＤ／Ａ変換器とを備えることを特徴とす
る心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路が得
られる。
極から導出される心電図信号を検出して増幅する差動ア
ンプと、前記心電図信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ
変換器と、該Ａ／Ｄ変換器により得られた変換データか
らＲ波を検出し、Ｒ−Ｒインターバルから心電図信号の
基線時のタイミングを算出するＲ波検出部と、該Ｒ波検
出部で得られたタイミングにおける心電図信号の基線レ
ベルを、前記差動アンプの入力レンジの中心にバイアス
する直流バイアス回路と、該バイアス回路へのバイアス
電圧を出力するＤ／Ａ変換器とを備えることを特徴とす
る心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路が得
られる。
【０００８】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。
説明する。
【０００９】図１は本発明の一実施例である。被検者が
装着した電極から導出される心電図信号を検出して増幅
する差動アンプ１の出力はメインアンプ３によりＡ／Ｄ
変換器４の入力レベルまで増幅される。
装着した電極から導出される心電図信号を検出して増幅
する差動アンプ１の出力はメインアンプ３によりＡ／Ｄ
変換器４の入力レベルまで増幅される。
【００１０】ここで差動アンプ１の反転、非反転入力の
それぞれに入力される信号ｅ1 ，ｅ2 は、 ｅ1 ＝ｖ1 ＋Ｅ1 …（１） ｖ1 ：心電図信号成分 Ｅ1 ：分極、アーチファクトによる直流分 ｅ2 ＝ｖ2 ＋Ｅ2 …（２） ｖ2 ：心電図信号成分 Ｅ2 ：分極、アーチファクトによる直流分 （１），（２）式で表わされ、バイアス回路２の出力電
圧Ｖとすると作動アンプＬの出力ｅ0 は下式で表わされ
る。
それぞれに入力される信号ｅ1 ，ｅ2 は、 ｅ1 ＝ｖ1 ＋Ｅ1 …（１） ｖ1 ：心電図信号成分 Ｅ1 ：分極、アーチファクトによる直流分 ｅ2 ＝ｖ2 ＋Ｅ2 …（２） ｖ2 ：心電図信号成分 Ｅ2 ：分極、アーチファクトによる直流分 （１），（２）式で表わされ、バイアス回路２の出力電
圧Ｖとすると作動アンプＬの出力ｅ0 は下式で表わされ
る。
【００１１】 ｅ＝−Ｒ2 ／Ｒ1 （ｖ1 −ｖ2 ）−Ｒ2 ／Ｒ1 （Ｅ1 −Ｅ2 ）＋Ｖ …（３） つまり、（３）式の第２項が差動アンプ１の出力からキ
ャンセルすべきドリフト成分と考えられるから、（３）
式第３項のバイアス回路２の出力電圧Ｖを可変させ
（４）式を満足するときドリフトをキャンセルする。
ャンセルすべきドリフト成分と考えられるから、（３）
式第３項のバイアス回路２の出力電圧Ｖを可変させ
（４）式を満足するときドリフトをキャンセルする。
【００１２】 Ｖ＝Ｒ2 ／Ｒ1 （Ｅ1 −Ｅ2 ） …（４） ことが可能となる。
【００１３】また、Ｒ波検出部８でリアルタイムに検出
されたＲ波から心電図の基線部のタイミングＴB は一般
的に（５）式で算出可能である。
されたＲ波から心電図の基線部のタイミングＴB は一般
的に（５）式で算出可能である。
【００１４】 ＴB (sec）＝２／３ＴR-R (sec） …（５） （ ＴR-R ＝Ｒ−Ｒインターバル） 図２に示すように、Ｒ波検出部８で検出されたＲ検
（ｕ）と前回のＲ検（ｕ−１）からＲR-R(u-1)とＴ
B(u-1)を算出する。
（ｕ）と前回のＲ検（ｕ−１）からＲR-R(u-1)とＴ
B(u-1)を算出する。
【００１５】Ｔe 値はＲ波を検出する毎に随時、更新さ
れていく。
れていく。
【００１６】従って、Ｒ波を検出してからＴR 時間経過
後は、心電図信号の基線部と考えられため、この時の心
電図信号レベルと差動アンプ１の入力レンジの中心との
差分を検出することで心電図信号のドリフト成分の検出
が可能となる。
後は、心電図信号の基線部と考えられため、この時の心
電図信号レベルと差動アンプ１の入力レンジの中心との
差分を検出することで心電図信号のドリフト成分の検出
が可能となる。
【００１７】図３のＡに示すように、心電図信号の基線
部と差動アンプ１の入力レンジの中心との差分Ｖ（ｕ）
を検出し、このドリフト成分をキャンセルするように図
１のバイアス回路２の出力電圧をＤ／Ａ変換器で１心拍
毎に連続的に可変させる。（図３のＢ） 従って図３のＣのようにドリフトキャンセルが可能とな
り、急激なアーチファクト等により差動アンプ１が飽和
したとしても瞬時に基線レベルまで回復させることがで
きる。
部と差動アンプ１の入力レンジの中心との差分Ｖ（ｕ）
を検出し、このドリフト成分をキャンセルするように図
１のバイアス回路２の出力電圧をＤ／Ａ変換器で１心拍
毎に連続的に可変させる。（図３のＢ） 従って図３のＣのようにドリフトキャンセルが可能とな
り、急激なアーチファクト等により差動アンプ１が飽和
したとしても瞬時に基線レベルまで回復させることがで
きる。
【００１８】なお、５は演算処理部（ＣＰＵ）であり、
Ｒ波とＲ波との時間的間隔及び、ドリフト成分等と基線
レベルとの距離を判断するものである。また、６はメモ
リで、心電図信号出力を一時格納するものである。
Ｒ波とＲ波との時間的間隔及び、ドリフト成分等と基線
レベルとの距離を判断するものである。また、６はメモ
リで、心電図信号出力を一時格納するものである。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、体動など
のアーチファクトにより差動アンプの入力レンジを越え
るような状態でも一心拍後には、入力レンジ内に入るよ
うに、差動アンプの入力が直流バイアスされるため、ア
ーチファクトの影響を受けにくくなり、誤解析を軽減で
きるという効果を有する。
のアーチファクトにより差動アンプの入力レンジを越え
るような状態でも一心拍後には、入力レンジ内に入るよ
うに、差動アンプの入力が直流バイアスされるため、ア
ーチファクトの影響を受けにくくなり、誤解析を軽減で
きるという効果を有する。
【００２０】また、低域周波数成分カットのための１次
フィルタ回路が削除できるため、１次のフィルタで使用
していた高精度で大容量のコンデンサ（以下±５％程
度）と高精度高抵抗（３６ MΩ±５％程度）が削除可能
となり、部品原価の低減、実装面積の削減という効果を
有する。
フィルタ回路が削除できるため、１次のフィルタで使用
していた高精度で大容量のコンデンサ（以下±５％程
度）と高精度高抵抗（３６ MΩ±５％程度）が削除可能
となり、部品原価の低減、実装面積の削減という効果を
有する。
【図１】本発明の一実施例のブロック図である。
【図２】ＴB とＴR-R の関係を示す図である。
【図３】ドリフトキャンセル方法の一実施例である。
１ 差動アンプ ２ 直流バイアス回路 ３ メインアンプ ４ Ａ／Ｄ変換器 ５ 演算処理部 ６ メモリ ７ Ｄ／Ａ変換器 ８ Ｒ波検出器 Ａ ドリフトキャンセル前のアンプ出力 Ｂ ドリフトキャンセル処理に基づくＤ／Ａ出力 Ｃ ドリフトキャンセル後のアンプ出力
Claims (3)
- 【請求項１】 心電図信号を検出して増幅する差動アン
プを有する心電図解析装置のオートドリフトキャンセル
回路において、 前記心電図信号に基づいて、前記差動アンプに、当該差
動アンプの入力レンジ内に入るように、バイアスを印加
するバイアス手段を設けることを特徴とする心電図解析
装置のオートドリフトキャンセル回路。 - 【請求項２】 請求項１記載の心電図解析装置のオート
ドリフトキャンセル回路において、前記バイアス手段
は、 所定のタイミングにおける前記心電図信の基線レベルに
基づいて、前記バイアスを印加することを特徴とする心
電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路。 - 【請求項３】 被検者に装着した電極から導出される心
電図信号を検出して増幅する差動アンプと、 前記心電図信号をＡ／Ｄ変換するためのＡ／Ｄ変換器
と、 該Ａ／Ｄ変換器により得られた変換データからＲ波を検
出し、Ｒ−Ｒインターバルから心電図信号の基線時のタ
イミングを算出するＲ波検出部と、 該Ｒ波検出部で得られたタイミングにおける心電図信号
の基線レベルを、 前記差動アンプの入力レンジの中心にバイアスする直流
バイアス回路と、 該バイアス回路へのバイアス電圧を出力するＤ／Ａ変換
器とを備えることを特徴とする心電図解析装置のオート
ドリフトキャンセル回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3284464A JP2765602B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3284464A JP2765602B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05115450A true JPH05115450A (ja) | 1993-05-14 |
| JP2765602B2 JP2765602B2 (ja) | 1998-06-18 |
Family
ID=17678873
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3284464A Expired - Lifetime JP2765602B2 (ja) | 1991-10-30 | 1991-10-30 | 心電図解析装置のオートドリフトキャンセル回路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2765602B2 (ja) |
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