JPH06505419A - 生理的測定信号処理回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生理的測定信号処理回路装置 本発明は、電極に別個に配属された入力増幅器が設けられており、該入力増幅器 はそれぞれ、第１入力端子において該入力増幅器に配属された電極と接続されて おり、第２入力端子において１つの共通の基準電位端子と接続されており、前記 入力増幅器の出力側に後置接続された装置が設けられており、該装置は、それぞ れ２つの選択可能な入力増幅器の出力信号から差信号を形成し、較正パルス発生 器が設けられており、該較正パルス発生器は、前記電極のうち１つの電極および 前記基準電位端子と接続されていて、該電極と基準電位端子との間で較正パルス を発生する形式の、電極を用いて患者から取り出される生理的測定信号の処理回 路装置に関する。

ドイツ連邦共和国特許出願第２４２９９５５号公報により公知のこの形式の回路 装置の場合、そこに設けられた較正パルス発生器は、個々の入力増幅器の入力端 子間において所定の大きさおよび持続時間の較正パルスを発生する。入力増幅器 の出力側に後置接続された装置において、それぞれ２つの選択可能な入力増幅器 の出力信号から差信号が形成される。したがって、差を形成することから較正パ ルスが当該の差信号に現れることはない。しかし複数個の入力増幅器のうちの１ つが破損していると、破損しているその入力増幅器の出力信号が差の形成に関与 している差信号において、パルス状の出力障害信号が生じる。公知の回路装置の 場合、入力増幅器における障害を検出することはできるけれども、電極やこの電 極から入力増幅器へのリード導線において生じる可能性のある障害を検出するこ とはできない。

したがって本発明の課題は、公知の回路装置を、電極やこの電極から入力増幅器 への導線も検査できるように改善することにある。

本発明によればこの課題は、付加的な増幅器がその入力側で前記基準電位端子と 接続されており、該付加的な増幅器の出力端子は、患者に配置された付加的な電 極と接続されていることにより解決される。

較正パルス発生器により較正パルスを送出する際、付加的な増幅器の増幅率によ り規定されたパルス成分が、付加的な電極を介して患者へ供給され、他方、残り のパルス成分は基準電位端子へ加えられる。患者の体に配置されたすべての電極 は、体のインピーダンスを介して互いに導電接続されているので、患者へ供給こ れに続いて、それぞれ２つの選択可能な入力増幅器の出力信号から差信号を形成 する際には、当該のパルス成分は抑圧されるので現われない、しかし、差信号の 形成に関与する入力増幅器において、またはこの入力増幅器と所属の電極間の電 極導線において障害が発生すると、あるいは当該の電極が患者の体に正しく接触 接続していなければ、この障害は差信号において出力パルスの形式で現われる。

本発明による回路装置の有利な実施形態の場合、入力増幅器の出力側にディジタ ル信号地理装置が後置接続されており、この地理装置において、本来の信号処理 の前に入力増幅器の出力信号から較正パルスが差し引かれ、この較正パルスはそ のディジタル処理の後の信号に再び加えられる。このようにして較正パルスは信 号処理から除外されるので、とりわけディジタルフィルタを用いる場合に、生理 的測定信号と著しく興なる周波数成分を有する較正パルスを考慮してフィルタを 設計する必要がない。

次に、本発明による装置の実施例として心電計の示された図面を参照して本発明 を説明する。

図面には、３つの入力チャネルＲ，ＬおよびＦが示されており、これらはここに は図示されていない患者の体に、つまり右腕（Ｒ）および左腕（Ｌ）ならびに左 足（Ｆ）に配置された３つの電極１，２および３へ導かれている。これら３つの 入力チャネルＲ，ＬおよびＦに加えて周知のようにさらに別の電極用入力チャネ ルも患者の胸壁に設けられるが、見やすくするためにここには示されていない、 電極１，２および３の各々にはそれぞれ１つの入力増幅器４．５および６が配属 されており、それらの増幅器は、第１入力端子（＋）と第２入力端子（−）を備 えた差動増幅器として構成されている。この場合、入力増幅器４．５および６の 各々において、それぞれ第１入力端子（＋）は、配属された電極１．２ないし３ と接続されており、第２入力端子（−）は、１つの共通の基準電位端子７におい て互いに接続されている。入力増幅器４．５および６はその出力側において必要 に応じて、ここでは図示されていないフィルタ段を介してチャネルセレクタユニ ット８と接続されている。このチャネルセレクタユニットには、複数個の差動増 幅器９、ｌＯおよび１１が配属されている。これらの差動増幅器９．１０および １１はそれぞれ２つの入力側１２と１３．１４と１５、ないしは１６と１７を有 しており、この場合、各入力側の対へ、たとえば１４と１５へ、チャネルセレク タユニット８により選択された２つの入力増幅器たとえば４および６の出力信号 を供給することができる。したがって図示された実施例の場合、差動増幅器１０ の出力側１８において差信号Ｒ−Ｆが形成される。

チャネルＲつまり参照番号ｌの付された電極に配属された入力増幅器４の両方の 入力端子（＋）および（−）の間に、較正パルス発生器１９が接続されている。

この較正パルス発生器はその両方の端子２０と２１の間において、要求に応じて 所定の大きさく有利には１ｍＶ）と持続時間の電圧パルスを発生する。チャネル Ｒに対し電気的に負担をかけないようにする目的で、較正パルス発生８１１９は 、帰還分岐中に電圧パルス発生器２３を備えたインピーダンス変換器２２として 構成されている。つまりすべての入力増幅器４．５および６に共通である基準電 位端子７には、較正パルス発生器１９の電圧パルスの重畳された電極１における 電位に相応する電位が加わる。したがってこの電位には同じ障害信号が重畳され ており、それらの信号は電極１．２および３により検出される。入力増幅器４． ５および６は差動増幅器であるので、これらの障害信号は増幅されるのではなく 、抑圧される。較正パルスが発生されると、端子７においてすべての入力増幅器 ４．５および６に対して同じように基準電位が変化する。差動増幅器９、ｌＯお よび１１により、入力増幅器４．５および６のうちそれぞれ２つの出力信号の差 が形成されるので、入力増幅器４．５および６が正常であるかぎり、端子７にお ける基準電位の変化によっても差動増幅器９〜１１の出力信号は変化しない。こ れに対して入力増幅器４．５および６のうちの１つが破損していれば、差動増幅 器９．１０および１１のうち破損している入力増幅器から入力信号を受け取った 差動増幅器において、出力障害信号が現れる。

たとえば較正パルス発生器１９により形成された、端子２０と２１の間の電圧を Ｕと称し、電極ｌ、２および３から取り出された電位をＲ，ＬおよびＦと称すれ ば、基準電位端子７における電位は値Ｒ−Ｕを有し、入力増幅器４．５および６ の各入力端子（＋）と（−）の間には入力電圧Ｕ、Ｌ−Ｒ＋ＵおよびＦ−Ｒ＋Ｕ が加わる。この場合、入力増幅器４．５および６が正常であるとするならば、入 力増幅器４と５の出力信号の間には差信号Ｌ−Ｒが生じ、入力増幅！Ｉ５と６に おいては差信号Ｌ−Ｆが、入力増幅ｌＩ４と６においては差信号Ｆ−Ｒが生じる 。

図示された回路装置は−これまで述べてきたかぎりでは−ドイツ連邦共和国特許 出願第２４２９９５５号公報により公知の回路装置に相応する。これまでの記載 により示されているように、この場合、入力増幅器４．５および６における障害 は検出できるけれども、電極ｌ、２および３およびそれらの電極から入力増幅器 ４．５および６への導線における障害を検出することはできない。このことを実 現する目的で、付加的な増幅器２４がその入力側で基準電位端子７と接続されて おり、この付加的な増幅器の出力側において、患者の体たとえばその右足に配置 された付加的な電極２５と接続されている。このようにして基準電位７に加わる 電位が増幅され、電極２５を介して患者の体へ導かれる、この場合、較正パルス 発生器から発生する電圧パルスをＵと称し、増幅器２４の増幅率をＸで表せば、 Ｕ−ｘ／（ｘ−１）の大きさパルス成分が患者に加わり、他方、基準電位端子７ に生じるパルス成分は、Ｕ／（Ｘ−１）の大きさを有する。電＄１１，２．３お よび２５は、患者の体のインピーダンスを介して互いに導電接続されているので 、パルス成分Ｕ−Ｘ／（Ｘ−１）はすべての電極１．２．３および２５に現れる 。

さらに、較正パルスが発生したときに電極ｌ、２および３における電位状態は、 基準電位端子７における電位状態と同じ方向かつ同じ大きさで変化するので、既 述のように入力増幅器４．５および６において入力電圧Ｕ、Ｌ−Ｒ＋ＵおよびＦ −Ｒ＋Ｕが発生し、したがって入力増幅器４と５．５と６ならびに４と６の出力 側の間における差信号は、そのままＬ−Ｒ，Ｌ−ＦないしＦ−Ｒになる。しかし 入力増幅！Ｉ４．５または６のうちの１つにおいて、またはこれらの入力増幅器 ４．５および６と電極１．２および３の間の電極線路のうちの１つにおいて障害 が生じると、あるいは電極１１２または３のうちの１つが患者の体と正しく接触 接続していないと、この障害は、差動増幅器９．１０および１１のうち、チャネ ルセレクタユニット８を介して当該の障害のあるチャネルＲ，ＬまたはＦと接続 されている差動増幅器において、出力パルスの形式で現れる。

ナス論功パ１シフが薦ス 図示された実施例の場合、入力増幅器４．５および６の出力信号からの差信号の 形成はアナログ手法で行われる。この場合にどのようにして差動増幅器９、ｌＯ および１１の動作機能を検査できるかについては、前述のドイツ連邦共和国特許 出願第２４２９９５５号公報にすでに示されている。アナログ信号処理の代わり に、入力増幅器４．５および６の出力信号をディジタル手法で後続地理すること もできる。既述のように、較正パルスは入力増幅器の出力信号から差信号を形成 することによってはじめて消滅するので、ディジタル信号処理を行うならば、差 の形成の前に行われるすべての方法ステップにおいて較正パルスをいっしょに処 理しなければならない、とりわけディジタル信号フィルタ処理においてこのこと は障害となる。それというのは較正パルスは生理的信号とは異なる周波数スペク トルを有するからである。しかも複雑な信号処理の場合、較正パルスが差の形成 によって消滅したか、さもなければ保持されたままであるかを検査しなければな らない、したがってディジタル信号処理の場合にはまず始めに、入力増幅器４． ５および６の出力信号から較正パルスが取り除かれる。その後、ディジタル信号 処理が行われ、その処理の最後に新たな較正パルスが加えられる。このようにし て、較正パルスがディジタル信号処理から除外される。入力増幅器回路において 障害が生じた場合にのみ、除外後にも信号処理に関与Ｔｏ残百ハルス刀１か０− 国際調査報告

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．電極（１，２，３）に別個に配属された入力増幅器（４、５、６）が設けら れており、該入力増幅器はそれぞれ、第１入力端子（＋）において該入力増幅器 に配属された電極（１，２，３）と接続されており、第２入力端子（−）におい て１つの共通の基準電位端子（７）と接続されており、 前記入力増幅器（４，５，６）の出力側に後置接続された装置（８，９，１０， １１）が設けられており、該装置は、それぞれ２つの選択可能な入力増幅器の出 力信号から差信号を形成し、 較正パルス発生器（１９）が設けられており、該較正パルス発生器は、前記電極 のうち１つの電極（たとえば１）および前記基準電位端子（７）と接続されてい て、該電極と基準電位端子との間で較正パルスを発生する形式の、 電極（１、２、３）を用いて患者から取り出される生理的測定信号の処理回路装 置において、付加的な増幅器（２４）がその入力側で前記基準電位端子（７）と 接続されており、 該付加的な増幅器（２４）の出力端子は、患者に配置された付加的な電極（２５ ）と接続されていることを特徴とする、 生理的測定信号の処理回路装置。
2. ２．前記入力増幅器（４、５、６）の出力側に後置接続されたディジタル信号処 理装置が設けられており、該ディジタル信号処理装置において、信号処理の前に 前記入力増幅器（４，５．６）の出力信号から前記較正パルスが差し引かれ、該 較正パルスは、ディジタル処理後の信号に再び加えられる、請求項１記載の回路 装置。