JPH0546686A - 携帯型心電図情報収集装置 - Google Patents

携帯型心電図情報収集装置

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JPH0546686A
JPH0546686A JP20913691A JP20913691A JPH0546686A JP H0546686 A JPH0546686 A JP H0546686A JP 20913691 A JP20913691 A JP 20913691A JP 20913691 A JP20913691 A JP 20913691A JP H0546686 A JPH0546686 A JP H0546686A
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Japan
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electrocardiographic
signal
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Application number
JP20913691A
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English (en)
Inventor
Tadashi Onishi
忠志 大西
Hiroyuki Kuriyama
裕之 栗山
Yoshinori Kitahara
義典 北原
Nobuo Hamamoto
信男 浜本
Tatsuto Suzuki
達人 鈴木
Hidehito Obayashi
秀仁 大林
Minoru Nagata
穣 永田
Isamu Oda
勇 織田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】人体に装着しても使用者に対して日常生活の妨
げにならず、人体の汗、振動や衝撃等の使用環境に対す
る信頼性が高く長時間の心電信号を収集できる携帯型心
電図情報収集装置を提供する。 【構成】心電信号を検出する複数の心電センサと、心電
信号をディジタル信号に変換するアナログ/ディジタル
変換手段と、変換された心電図情報を記憶する記憶回路
などで構成し、記憶した心電情報の外部へ高速に転送出
来るようにする。 【効果】記憶媒体が半導体メモリであるため、超小型、
超軽量化が実現でき、使用者に対して日常生活の妨げに
支障をきたさない。さらに、振動や衝撃による動作不良
や装置故障を生じることの無い堅固で極めて信頼性の高
い装置を実現できる。その上、心電信号をディジタル信
号で取り扱うため、情報の品質劣化が全く無い。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、医療分野における携帯
型医療機器に関し、特に長時間の情報収集が可能な心電
図情報収集装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の携帯型で長時間の情報収集が可能
な心電図情報収集装置は、特開昭62−261339号
公報に記載されているように、測定結果をアナログ信号
のまま記憶する方式、測定結果をディジタル信号に変換
して記憶する方法ともに、測定結果を記憶する記憶媒体
が磁気テープである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の装置は、測定結
果を記憶するための記憶媒体が磁気テープであるため、
テープ走行機構や回転ヘッド機構等の複雑かつ精密な機
械機構系が必要である。そのため、装置の小型化、軽量
化に限界があり、使用者に対して日常生活の妨げの原因
になりうる。さらに、人体の汗、振動や衝撃が動作不良
や装置故障の大きな要因となる。しかも、記憶媒体であ
る磁気テープの伸縮や機械的摩耗等が原因で、測定結果
の変化やドロップアウト等のデータエラーを生じる恐れ
がある。さらに、切断や絡まり等により、磁気テープの
再使用が不可能になり貴重な測定結果を無効にする場合
が考えられる。
【0004】また、測定結果を再生し症状を解析すると
き、原則的には測定時間と同等の時間が必要となるとと
もに、磁気テープの頭出しに巻戻しや早送りなどの作業
が必要となるため、症状の解析時間の短縮に大きな妨げ
となる。
【0005】
【課題を解決するための手段】測定結果を直接記憶する
記憶媒体を半導体メモリとして、記憶した心電図情報を
外部に高速転送できるようにする。心電図情報収集装置
の外形寸法やコネクタおよび信号のピン配置をJEID
A(Japan Electronic Industry Development Associat
ion 日本電子工業振興協会)規格に適合することによ
って公知の汎用ICメモリカードとの互換性を満たす。
【0006】
【作用】心電センサは、人体の心電信号をアナログの電
気信号に変換する。その検出されたアナログの電気信号
をアナログ/ディジタル変換手段によってディジタルの
電気信号に変換し、順次記憶回路である半導体メモリに
記憶する。測定終了後(例えば測定開始より24時間
後)、心電図情報である測定結果をコンピュータ等の症
状を解析する装置において高速に読み出して解析するこ
とにより、より正確な症状情報を得る。この時、時計機
能により、測定時間を正確に把握することが必要であ
る。
【0007】
【実施例】図1に本発明による心電図情報収集装置の1
実施例のブロック構成を示す。本願では、不関電極を含
めて5個の場合の実施例を示しているが、心電センサの
数は、特に限定されない。通常、不関電極はコモンモー
ドノイズの除去処理に使用され、不関電極を除く心電セ
ンサとなる電極の検出した電気信号(コモンモードノイ
ズを含む)から不関電極の検出した電気信号(コモンモ
ードノイズ)を差し引くことによって、心電センサとな
る電極の検出した電気信号からコモンモードノイズを除
去する。
【0008】本発明による心電図情報収集装置は、心電
信号を検出する心電センサとなる電極112a〜112
d及び114(114は不関電極)、心電センサとなる
電極112a〜112dで検出した心電信号と不関電極
114の検出した電気信号(コモンモードノイズ)を差
動増幅する増幅回路111a〜111d、検出した心電
信号より余分な帯域成分を除去するローパスフィルタ1
10a〜110d、心電センサとなる電極から出力され
るアナログ信号を一時的に保持するサンプルホールド回
路109a〜109d、心電信号を選択するマルチプレ
クサ108、心電信号をアナログ信号からディジタル信
号に変換するアナログ/ディジタル変換回路105、デ
ィジタル信号に変換された心電図情報を記憶する記憶回
路101(ランダムアクセスメモリ)、装置全体を制御
するコントローラ104、指定された期間の測定結果を
グラフィック表示する表示制御回路106および液晶表
示器107、記憶回路101に記憶されている心電図情
報の外部への高速データ転送を可能にするデータ転送イ
ンタフェース、および装置全体に電力を供給する電池1
13より構成される。なお、アナログ/ディジタル変換
したデータを全て記憶すると、記憶回路101(ランダ
ムアクセスメモリ)の容量は下記のようになる。
【0009】メモリ容量(ビット)=電極数×サンプリン
グ周波数(Hz)×時間(秒)×分解能(ビット) たとえば、心電信号を検出する電極の数4個、サンプリ
ング周波数10kHz、記憶可能な測定時間24時間、分
解能8ビットとするとメモリ容量は、 メモリ容量(ビット)=4×10000×(60×60×24)×8=27,
648,000,000 となる。
【0010】なお、データを記憶する場合、症状の解析
方法に対して測定結果がまったく劣化しない方法、言い
替えれば症状の解析に不必要なデータを削除するような
方法で測定結果をデータ圧縮してもよい。例えば、不整
脈の診断には、心電信号上に示される心拍の時間間隔を
記憶すればよい。この場合、測定条件をサンプリング周
波数10kHz、分解能8ビットとすると、通常成人の心
拍数は約50/分(正常時)から約200/分(運動
時)であるので、時間分解能を1/100sとすると、
測定結果を約1/2500に圧縮することができる。
【0011】実施例の外観を図2に示す。超小型、軽量
の心電図情報収集装置本体100に4個の心電センサと
なる電極112a〜112dと1個の不関電極114が
付加されており、人体200に装着しても使用者の日常
生活に支障の無いような構造となっている。本発明の実
施例では本体と心電センサとなる電極が分離した形とな
っているが、この構成は特に限定されるものではなく本
体にセンサが含まれる構成であっても問題はない。な
お、通常不関電極114は腕や耳に装着される。図3に
図1の心電図情報収集装置の測定時のタイミングチャー
トを示す。なお、本発明では、説明の便宜上各部の制御
信号のみ記述している。本発明の心電図情報収集装置は
サンプリング周期Ts毎に各心電センサとなる電極の出
力をディジタル化して記憶する。まず、心電センサとな
る電極112a〜112dによって心電信号をアナログ
の電気信号で検出し、心電センサとなる電極112a〜
112dで検出した心電信号のコモンモードノイズを除
去するために、心電センサとなる電極112a〜112
dで検出した心電信号と不関電極114の検出した基準
信号(コモンモードノイズ)を増幅回路111a〜11
1dによって差動増幅した後、さらにローパスフィルタ
110a〜110dによって検出した心電信号より標本
化周波数(1/Ts)の1/2以上の帯域成分を除去し
て、サンプルホールド回路109a〜109dに入力さ
れる。ここで、4個の電極112a〜112dで検出し
た心電信号の標本化タイミングを同期するために、サン
プルホールド制御信号SHCの示す標本化タイミング
で、サンプルホールド回路109a〜109dは同時に
それぞせの心電信号を標本化する。次に、選択される順
序はこの限りではないがマルチプレクサ制御信号MPX
Cの内容M0〜M3に従いマルチプレクサ108によっ
てサンプルホールド回路109a〜109dの出力を選
択し、選択した心電信号をアナログ/ディジタル変換回
路105によってアナログ信号からディジタル信号に変
換する。アナログ/ディジタル変換回路105はアナロ
グ/ディジタル変換制御信号ADCで変換を開始し、変
換終了時にアナログ/ディジタル変換終了信号EOCを
出力する。なお、4個の心電センサとなる電極に対する
アナログディジタル変換処理は1サンプリング周期Ts
以内にすべて終了する必要がある。本発明では、1サン
プリング周期Tsを1/4して1つの心電センサとなる
電極に対するアナログ/ディジタル変換処理を行なう。
最後にディジタル信号に変換された心電図情報であるア
ナログ/ディジタル変換回路の出力データADDATA
をアドレスカウンタ103の出力する心電図情報収集装
置内部のアドレスA、コントローラ104の出力する心
電図情報収集装置内部のチップセレクト信号CSとライ
トストローブ信号WEに従い、記憶回路101(ランダ
ムアクセスメモリ)に記憶する。ここで、D0n,D0
n+1は心電センサとなる電極112aに対する心電デー
タ、D1n,D1n+1は心電センサとなる電極112bに
対する心電データ、D2n,D2n+1は心電センサとなる
電極112cに対する心電データ、D3n-1,D3n+1
心電センサとなる電極112dに対する心電データを示
している。なお、これら一連の動作の制御は全てコント
ローラによって行なわれる。本発明では、小形化を考慮
してアナログ/ディジタル変換回路を1台使用した構成
としたが、これに限定されるものではなく、複数のアナ
ログ/ディジタル変換回路を使用しても良い。また、測
定時間を明確にするために時計機能が付属され、測定開
始時間/終了時間あるいは記憶されている先頭の情報に
対する時間/記憶されている最後のデータ対する時間等
が必要に応じて記憶される。
【0012】なお、本発明による心電図情報収集装置に
おいて、内部の記憶回路101全体が情報で満たされた
時、2種類の処理方法が考えられる。1方法は、自動的
に情報の収集を停止する方式であり、他の1方式は自動
的に順次最古の情報を破棄して最新の情報を記憶するし
ながら情報の収集を継続する方式である。
【0013】図4に本発明による心電図情報収集装置1
00とコンピュータや専用の解析装置等400との接続
のブロック構成を示す。外部から記憶回路101に記憶
されている心電図情報を読み出すときは、外部から入力
されるアドレスADRを使用するため、マルチプレクサ
102で外部からのアドレスADRを選択する。また、
チップセレクト信号ECS、アウトプットストローブ信
号EOEも合わせて外部から入力し、コントローラ10
4はこれらの信号に従ってチップセレクト信号CS、ア
ウトプットストローブ信号OEを記憶回路101に与え
る。記憶回路101は、チップセレクト信号CSとアウ
トプットストローブ信号OEが有効なとき、アドレスA
DRの示す記憶番地の内容を外部に出力する。上記読み
出し動作を必要な情報分繰り返す。このように本発明で
は、心電信号をディジタル信号で記憶し外部に受け渡す
ため、心電図情報の品質劣化が全く無い。
【0014】また、本発明の最大の特長は、収集した心
電信号の解析の高速化にある。記憶回路101に半導体
メモリを採用することにより、測定時の数100倍の速
度で測定結果をアクセスできるため、コンピュータや専
用の解析装置400等による症状の解析を高速化でき
る。本実施例では、アクセス時間が100nsのRAM
(ランダム・アクセス・メモリ)使用しており、測定の
サンプリング周波数を10kHzとしたため、測定時の1
000倍の速度で測定結果をアクセスできるため、それ
にあわせて症状の解析を高速化できる。しかも、汎用の
コンピュータを使用することによって、高度な解析やこ
れまで不可能であった新しい解析等を実現することがで
きる。例えば、健康な胎児の心拍はそのパワースペクト
ルが「1/心拍の周波数」のゆらぎに依存するが、異常
があるときはそのゆらぎが無くなるといわれている。こ
のような解析には、コンピュータによる解析が不可欠で
ある。また、記憶回路に半導体メモリを採用し、解析に
コンピュータを使用することによってペーパレス化が図
れ、地球環境の保護にも貢献できる。
【0015】本発明による心電図情報収集装置100
は、装置の超小形、超軽量化、高信頼性化及び連続運転
時間を最も重要視する。したがって高級なプロセッサを
必要とする収集した心電信号の解析機能は特に設けてな
く、情報の収集が中心となっている。そして、本発明に
よる心電図情報収集装置よって収集した心電信号の解析
はコンピュータや専用の解析装置等によって行なう。そ
のため、内部の記憶回路101を外部からアクセス可能
にするとともに、心電図情報収集装置の外形寸法や外部
データ転送用コネクタおよび信号のピン配置をJEID
A(Japan Electronic Industry Development Associat
ion 日本電子工業振興協会)規格に適合することによ
って公知の汎用ICメモリカードとの互換性を満たし、
コンピュータなどの増設メモリとしてそのまま使用でき
るようにして、使い易さを向上させている。
【0016】上記説明からも明らかなように、本発明に
よる心電図情報収集装置は情報の収集が中心となってい
るが、将来の技術進歩により、解析機能をも一体化する
ことは十分に予想されるが、そうであってもなんら問題
はない。また、心電センサを情報によって他のセンサ
(例えば脳波センサや血圧センサなど)に変更すれば簡
単に目的とする情報を変更することは容易に類推でき
る。さらに、種種のセンサを組み合わせれば、複数の情
報を1台の装置で収集できる。
【0017】
【発明の効果】本発明による代表的な効果は下記の通り
である。
【0018】本発明の心電図情報収集装置は記憶媒体が
半導体メモリであるため、テープ走行機構や回転ヘッド
機構等の複雑かつ精密な機械機構系が必要ない。そのた
め、超小形・軽量化が実現でき、使用者に対して日常生
活の妨げに支障をきたさない。さらに、振動や衝撃によ
る動作不良や装置故障を生じることの無い堅固で長寿命
な信頼性の高い装置となる。その上、心電信号をディジ
タル信号で記憶し外部に受け渡すため、心電図情報の品
質劣化が全く無い。
【0019】測定結果を再生し症状を解析するとき、測
定結果を測定時間に対して数100倍の速度で外部に転
送でき、瞬時頭だしが可能なことと合わせて解析時間を
大幅に短縮できる。
【0020】また、外形寸法や外部データ転送用コネク
タおよび信号のピン配置をJEIDA(Japan Electron
ic Industry Development Association 日本電子工業
振興協会)規格に適合することによって汎用ICメモリ
カードとの互換性を満たし、コンピュータなどの増設メ
モリとしてそのまま使用できる。
【0021】さらに、症状の解析に汎用のコンピュータ
を使用できるため、確実で高度な解析やこれまで不可能
であった新しい解析を実現することができるとともに、
ペーパレス化が図れ、地球環境の保護にも貢献できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る携帯型心電図情報収集装置の1実
施例を示すブロック構成図である。
【図2】本発明に係る携帯型心電図情報収集装置の外観
図の1例である。
【図3】図1の携帯型心電図情報収集装置の計測時のタ
イミングチャートである。
【図4】携帯型心電図情報収集装置と解析装置の接続を
示すブロック構成図である。
【符号の説明】
100…携帯型心電図情報収集装置、101…記憶回路
(ランダムアクセスメモリ)、102…マルチプレク
サ、104…コントローラ、105…アナログ/ディジ
タル変換回路、106…表示制御回路、107液晶表示
器、108…マルチプレクサ、109a〜109d…サ
ンプルホールド回路、110a〜110d…ローパスフ
ィルタ、111a〜111d…増幅回路、112a〜1
12d…心電センサとなる電極、113…電池、114
…不関電極、200…人間、400…解析装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜本 信男 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 鈴木 達人 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 大林 秀仁 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 永田 穣 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 織田 勇 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】人体の心電信号を検出する手段と、検出し
    た心電信号をディジタル化する手段と、ディジタル化さ
    せた心電信号を電気信号で記憶する記憶回路と、記憶さ
    れたディジタル信号を高速で外部に転送する手段および
    装置全体に電力を供給する電池から構成し、長時間の心
    電信号収集および高速な症状解析ができるようにしたこ
    とを特徴とする携帯型心電図情報収集装置。
  2. 【請求項2】上記請求項1において、防水機能を有して
    いることを特徴とする携帯型心電図情報収集装置。
  3. 【請求項3】上記請求項1において、時計機能を有して
    いることを特徴とする携帯型心電図情報収集装置。
  4. 【請求項4】上記請求項1において、内部の記憶回路全
    体に情報が記憶されたならば、自動的に情報の収集を停
    止する機能を有することを特徴とする携帯型心電図情報
    収集装置。
  5. 【請求項5】上記請求項1において、内部の記憶回路全
    体に情報が記憶されたならば、自動的に順次最古の情報
    を破棄して最新の情報を記憶するしながら情報の収集を
    行なう機能を有することを特徴とする携帯型心電図情報
    収集装置。
JP20913691A 1991-08-21 1991-08-21 携帯型心電図情報収集装置 Pending JPH0546686A (ja)

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JP20913691A JPH0546686A (ja) 1991-08-21 1991-08-21 携帯型心電図情報収集装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2010016310A1 (ja) 2008-08-08 2010-02-11 本田技研工業株式会社 車両
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