JPH0739534A - 心電図モニタ - Google Patents

心電図モニタ

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JPH0739534A
JPH0739534A JP5191334A JP19133493A JPH0739534A JP H0739534 A JPH0739534 A JP H0739534A JP 5191334 A JP5191334 A JP 5191334A JP 19133493 A JP19133493 A JP 19133493A JP H0739534 A JPH0739534 A JP H0739534A
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JP
Japan
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angle
incision
counter electrode
axis
electrocardiogram signal
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Application number
JP5191334A
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English (en)
Inventor
Shinji Shioda
伸二 塩田
Shigeo Fukuchi
成夫 福地
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NEC Avio Infrared Technologies Co Ltd
Original Assignee
NEC Avio Infrared Technologies Co Ltd
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  • Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)

Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】電気メス使用時の雑音電流による心電図信号等
への影響を低減する。 【構成】電気メスによる切開位置を指定する切開位置指
定キー及び対極板位置を指定する対極板指定キーを有す
る操作部4と、六軸基準法の誘導軸と所定の角度との参
照テーブル及び誘導軸の抽出等の制御プログラムを記憶
保持したROM7と、抽出された誘導軸の心電図信号を
入力する切り換えスイッチ2と、切開位置及び対極板位
置により決まる電気メスの雑音電流ベクトルの第1の角
度を算定し、この角度に直交する第2の角度を算定して
参照テーブルから対応する誘導軸を読み出し、スイッチ
2に制御信号を出力すると共に、読み出された誘導軸の
心拍数を計数する制御部9と、画面上に、生体モデル、
切開位置及び対極板位置に対応するカーソルを表示させ
ると共に、これらを表示する表示装置8とを具える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、心電図信号を入力して
表示する心電図モニタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、手術時に電気メスを使用する
際、電気メスと生体に装着される対極板との間に流れる
電流により心電図信号に干渉を受け、心電図信号の測定
やバイタルサイン(生体信号)として重要な心拍数のカ
ウントが不可能になることがある。従って、患者の心電
図信号及び心拍数を常に安定して計測することが要求さ
れている。このため、従来、混入する雑音電流が最も小
さくなるように、心電図信号の各種の誘導を切り換えス
イッチで切り換えたり、電極の装着位置を変更するよう
にして対応していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、誘導法の選択及び電極位置を変更するこ
とは、経験的な要素が大きく操作者によってバラツキが
あり、しかも時間のかかる作業であり、患者に大きな負
担を強いることになる。
【0004】また、体の小さい小児や、清潔野を広く確
保する手術の場合、装着する電極数が3つに制限される
ことがあり、斯かる場合、複数の誘導切り換え手段が設
けられている心電図モニタであっても、選択可能な誘導
法は双極肢誘導法(以下双極肢誘導と云う)に限られ
る。
【0005】更に、誘導切り換え手段が設けられていな
い心電図モニタでは、電極位置を変更しなければなら
ず、手術時には、清潔野と不潔野が区分されているか、
或いは他の機器のセンサ等が患者に既に装着されている
ため、電極位置の変更は困難である。
【0006】従って、本発明は上記点に鑑み、手術時の
電気メスの雑音の影響を低減することができる心電図モ
ニタを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の心電図モニタ
は、例えば図1に示す如く、複数の誘導法により心電図
信号を入力する心電図信号入力回路1と、電気メスによ
る切開位置を指定する切開位置指定キー及びこの電気メ
スに対する対極板位置を指定する対極板指定キーを有す
る操作部4と、六軸基準法の誘導軸と所定の角度との参
照テーブル及び誘導軸の抽出及び心拍数算定の制御プロ
グラムを予め記憶保持した記憶手段7と、抽出された誘
導軸の心電図信号を選択して入力する切り換えスイッチ
2と、制御プログラムに基づき、切開位置及び対極板位
置により決まる電気メスの雑音電流ベクトルの第1の角
度を算定し、この第1の角度に直交する第2の角度を算
定して参照テーブルから対応する誘導軸を読み出し、切
り換えスイッチ2に制御信号を出力すると共に、読み出
された誘導軸の心電図信号の心拍数を計数する制御手段
9と、画面上に、制御プログラムに基づき生体モデル、
切開位置及び対極板位置に対応するカーソルを表示させ
ると共に、抽出された誘導軸の心電図信号及びこの心電
図信号の心拍数を表示する表示手段8とを具えるように
したものである。
【0008】
【作用】表示画面上に、生体モデルと手術時の電気メス
の切開位置及び電気メスの対極板の位置を指定するカー
ソルを表示し、これらのカーソルを移動させることによ
り、切開位置を基準点とし、この基準点を通るX軸から
の電気メスの雑音電流ベクトルの角度を求める。また、
予め記憶された6軸基準法における双極肢誘導及び単極
肢誘導の6種の誘導軸の中から、雑音電流ベクトル方向
に直交する誘導軸を読み出し、この誘導軸により導出さ
れる心電図信号を入力して心拍数をカウントし、これら
心電図信号及び心拍数を画面に表示して監視する。従っ
て、雑音電流の干渉が最小となる誘導の心電図信号を選
択して監視及び心拍数のカウントを行うことができる。
【0009】
【実施例】以下実施例の説明に先立ち、本発明の原理に
ついて説明する。図9に示すように、一般に心電図信号
は振幅のみの記録でスカラー量であるが、心臓の興奮に
よって生じる心起電力は大きさと方向を有し、ベクトル
として表現される。生体において立体的な表現をするた
めには、互いに直交する前額面(生体を上下に切る
面)、水平面(前後に切る面)及び矢状面(左右に切る
面)の3平面からなる直交座標が用いられる。左右、上
下及び前後方向の軸をx、y、z軸として各々の+極性
は左、下、後方としている。
【0010】通常、心電図信号の誘導法には、双極肢誘
導(第I〜第III 誘導)、単極肢誘導( aR
aL aF 誘導)及び単極胸部誘導(V1〜V6誘
導)の3つがあり、合計12の標準誘導の心電図信号を
測定するようにしている。
【0011】双極肢誘導及び単極肢誘導は図9の前額面
にあたり、x、y成分が誘導される。双極肢誘導の心電
図信号は、心起電力ベクトルの正三角形(アイントホー
ベンの正三角形モデル)3辺への投影と考えられ、各誘
導の誘導軸を正三角形の中心に平行移動させる。これは
双極肢誘導の3軸座標と呼ばれている。同様に、単極肢
誘導についても3軸座標が求められ、双極誘導の3軸座
標と重ね合わせて6軸座標が得られる。この6軸座標
は、一般に6軸基準法と呼ばれて用いられている誘導法
で、図8に示すように、各誘導ベクトル間の角度は30
度である。また、図9に示す3平面の説明から明らかな
ように、双極肢誘導の第I誘導の誘導軸を0度として、
反時計方向が−側及び時計方向が+側となる。
【0012】本発明においては、斯かる六軸基準法の双
極肢誘導及び単極肢誘導による各誘導軸に対応する角度
を予め記憶保持させておく。手術する際、心臓の切開位
置と電気メスの対極板位置により決まる雑音電流ベクト
ルの方向(角度)を検出すると共に、この電流雑音ベク
トル方向に直交する雑音電流が最小となる誘導軸を読み
出して、その誘導軸における心電図信号及び心拍数の測
定を行うように構成したものである。
【0013】以下、図面を参照して本発明の心電図モニ
タの実施例について説明する。図1において、1は、標
準12誘導の心電図信号を入力する心電図信号入力回路
(後述)、2は切り換えスイッチで、心電図信号入力回
路1から出力される12誘導の心電図信号から所定の誘
導による心電図信号を切り換えて出力する。3はアナロ
グーデジタル変換器で、切り換えスイッチ2から出力さ
れる心電図信号をデジタル信号に変換する。4は、例え
ばキーボードより成る操作部で、誘導切り換えキーや、
各種のデータ等を設定するキーが設けられている。ま
た、この操作部4には、以下説明する、手術時において
電気メスの切開位置を設定する切開位置指定キーと、電
気メスの対極板の装着位置を設定する対極板位置指定キ
ーが設けられている。
【0014】図4は、上述した切開位置指定キー及び対
極板位置指定キーを具える操作部の一部を示す詳細図で
ある。切開位置指定キー20及び対極板位置指定キー2
1は、夫々4つのキーK1〜K4及びK5〜K8を有す
る。切開位置指定キー20の各キーK1〜K4には、疑
似的な切開形状を表す標識と、この標識に隣接して移動
方向を示す矢印が付されている。即ち、キーK1及びK
2を押下すると、後述する表示装置の画面に表示された
切開用カーソルを上下方向に、またキーK3及びK4を
押下すると、切開用カーソルを左右方向に移動させて切
開位置を任意の位置に設定することができる。
【0015】同様に、対極板位置指定キー21の各キー
K5〜K8には、疑似的な対極板の形状を表す標識と、
この標識に隣接して移動方向を示す矢印が付されてい
る。即ち、キーK5及びK6の操作により、画面に表示
された対極板用カーソルを上下方向に、また、キーK7
及びK8の操作により、対極板用カーソルを左右方向に
移動させて対極板位置を任意の位置に設定することがで
きる。
【0016】これら切開位置及び対極板位置の画面上で
の設定は、実際に手術が施される患者の心臓部位の切開
位置及び装着される対極板位置に基づいて行われる。
【0017】5はビデオRAMで、切開位置指定キー2
0及び対極板位置指定キー21の操作により設定される
切開位置及び対極板位置に対応するグラフィックデータ
を記憶する。6はRAMで、切開位置指定キー20及び
対極板位置指定キー21の操作により設定される、切開
用カーソル及び対極板用カーソルにより設定された位置
に対応する座標データ等を記憶する。
【0018】7はROMで、心電図信号を導出する所定
の角度に対応する、前述の図8に示した六軸基準法の各
誘導軸の参照テーブル、切開用カーソル及び対極板用カ
ーソルの操作に基づく切開位置及び対極板位置の角度の
算定、算定された角度に直交する誘導軸の抽出等を行う
と共に、座標データ、生体モデルデータ等を表示させる
制御プログラムが予め格納されている。また、ROM7
の制御プログラムには、抽出された誘導軸の心電図信号
から、例えば最大振幅値を示すR波の検出を行い心拍数
をカウントするプログラムも含まれている。
【0019】ROM7に記憶されている所定の角度に対
応する六軸基準法の各誘導軸の参照テーブルを次の表に
示す。
【0020】 表 角度 誘導軸 角度 誘導軸 0〜 14度 I −1〜 −14度 I 15〜 44度 aR −15〜 −44度 aL 45〜 74度 II −45〜 −74度 III 75〜104度 aF −75〜−104度 aF 105〜134度 III −105〜−134度 II 135〜164度 aL −135〜−164度 aR 165〜180度 I −165〜−179度 I
【0021】上記参照テーブルにおいて、誘導軸I、I
I、III は双極肢誘導法の夫々第I、第II及び第III 誘
導を示し、誘導軸 aR aL aF は、単極肢誘
導の夫々、 aR aL aF 誘導を示している。
このようにして、電気メスの切開位置と対極板の設定に
より求めらる角度がこの参照テーブルのいずれかの角度
範囲内に入る場合、対応する誘導軸のデータが読み出さ
れ、その誘導軸の心電図信号が入力される。
【0022】また、単極胸部誘導のV1〜V6誘導にお
いては、六軸基準法のように前額面(図9)についての
ベクトルを考慮すると、誘導軸は双極肢誘導と同様にな
る。単極胸部誘導の場合、双極肢誘導に比較して心電図
信号のQRS波形(心電図信号の最大振幅波形)の振幅
が大きく、S/N比の点で有利となる。従って、双極肢
誘導及び単極肢誘導に加え、単極胸部誘導の心電図信号
も測定している場合、双極肢誘導の代わりに用いること
ができる。
【0023】8は、例えばCRT等より成る表示装置
で、切開用カーソル及び対極板用カーソル、生体モデル
がX−Y座標上に表示され、また、選択された心電図信
号、心拍数、設定或いは測定データ等が表示される。
【0024】図5は、表示装置8の切開位置及び対極板
位置の設定を行う画面を示すものである。画面Gは、水
平方向にn+1分割されたX軸と、垂直方向にn+1分
割されたY軸から成る座標を有し、この座標内に生体モ
デルMa、切開用カーソルCa及び対極板用カーソルC
bが表示されるようになっている。夫々のカーソルC
a、Cbは、切開位置指定キー20及び対極板指定キー
21を、例えば1回押下する毎に1座標点づつ移動する
ようになっている。
【0025】図6に示すように、表示装置8の画面G上
で、切開用カーソルCa及び対極板用カーソルCbを用
いて切開位置Pa及び対極板位置Pbの角度を求める場
合、次のようにして行う。切開用カーソルCaで指定し
た切開位置Paの座標を(Xi、Yi)、対極板用カー
ソルCbで指定した対極板位置Pbの座標を(Xj、Y
j)とし、この両点Pa、Pbを結ぶ線と切開位置Pa
の座標Yiを通る90度の軸とのなす角度をθとすれ
ば、この角度θは、θ=tan-1|Yj−Yi|/|X
j−Xi|となる。即ち、指定された切開位置Pa(X
i、Yi)を基準点として、この基準点を通る0度の軸
から求められた角度(θ+90度)が雑音電流ベクトル
方向を示す。従って、この雑音電流ベクトルの角度(θ
+90度)に直交する誘導軸の角度は90度減ずること
によりθとなる。斯かる演算は、ROM7の制御プログ
ラムに予め記憶されている。図では、算定された雑音電
流ベクトルの角度が例えば110度を示している。この
場合、図示の如く、角度を表す直交座標軸を表示装置の
画面上に表示するようにしても良い。
【0026】また、図7に示すように、雑音電流ベクト
ルの大きさを|V|、90度の軸との角度を図6と同様
にθとすれば、90度の軸に対する雑音電流ベクトル成
分は|V|・COSθとなる。従って、雑音電流ベクト
ルに直交する誘導軸の角度はπ/2であるから、電流雑
音ベクトル成分は0となり、この雑音電流ベクトルに直
交する誘導軸による心電図信号が雑音電流の影響を最も
受けにくいことが判る。図7において、図6に示す如
く、切開位置Paと対極板位置Pbを結ぶ線の角度が1
10度とすれば、これに直交する誘導軸の角度は20度
(0度の軸を基準として)であるからこの誘導軸は a
R 誘導となる。
【0027】9は例えばCPUからなる制御部で、装置
全体を制御すると共に、ROM7の制御プログラムに基
づき、設定された電気メスの切開位置と対極板位置の角
度、即ち電気メスの雑音電流ベクトルの角度の算定を行
い、且つこの雑音電流ベクトルに直交する角度の算定を
行う。更に制御部9は、ROM7に記憶された所定の角
度に対応する六軸誘導法の誘導軸の参照テーブルから、
制御プログラムに基づき雑音電流ベクトルに直交する誘
導軸を抽出し、この誘導軸の心電図信号の入力及び心拍
数のカウントを行う。
【0028】次に、図3は、前述した心電図信号入力回
路1の構成を示すものである。図3において、生体Mの
右手R、左手L及び左足LFに装着された各電極E1〜
E3から心電図信号を入力すると共に、胸部に装着した
電極C1〜C6の電極からも心電図信号を増幅器100
を介して入力する。制御部104から出力されるクロッ
ク信号により、切り換えスイッチ101は、右手Rと左
手Lの電極E1及びE2を交互にコモン電極(接地電
極)として切り換えて増幅器100に入力する。また、
増幅器100から出力される左足LFー右手R間の心電
図信号と、左足LFー左手L間の心電図信号とを夫々サ
ンプルホールド回路SH1及びSH2に出力する。
【0029】サンプルホールド回路SH1及びSH2
は、制御部104により切り換えスイッチ101と同期
して切り換えられるが、サンプルホールド回路SH2に
はインバータ103を介してクロック信号が供給される
ので、サンプルホールド回路SH1とは、逆の動作のサ
ンプル/ホールド作用を行う。
【0030】また、サンプルホールド回路SH1及びS
H2から出力される心電図信号は、平滑後、単極肢誘導
及び単極胸部誘導の心電図信号を導出する2つのブリッ
ジ(図示せず)を結合させたブリッジ回路105に入力
される。差動増幅器A1は、このブリッジ回路105か
ら出力される左足LFー右手R間の心電図信号と、左足
LFー左手L間の心電図信号とを入力して、出力端子S
1に左手Lー右手R間の双極肢誘導における第I誘導の
心電図信号を出力する。出力端子S2及びS3には、平
滑されたサンプルホールド回路SH1及びSH2の心電
図信号が直接出力されるようになっているので、夫々双
極肢誘導の第II(左足LF−右手R)及び第III 誘導
(左足LF−左手L)の心電図信号となる。
【0031】また、ブリッジ回路105の単極肢誘導用
のブリッジから3つの増幅器を含む増幅器106を介し
て、単極肢誘導における aR aL aF 誘導の
心電図信号が出力端子S4〜S6に出力される。
【0032】更に、生体Mの胸部に装着された電極C1
〜C6により、増幅器100を介して入力される夫々所
定部位の心電図信号と、ブリッジ回路105内の単極胸
部誘導用のブリッジにより出力される心電図信号を6つ
の増幅器から成る増幅器107に出力して、単極胸部誘
導におけるV1〜V6誘導の心電図信号が出力端子S7
〜S12に出力される。
【0033】尚、図3に示した制御部104は、図1に
示した制御部9と同一構成とすることができ、どちらか
一方を用いれば良い。
【0034】このようにして、3つの電極のみにより、
上述した心電図信号入力回路1から双極肢誘導、単極肢
誘導及び単極胸部誘導における標準12誘導の心電図信
号が得られ、所要とする誘導法による心電図信号の測定
を容易に行うことができるようにしたものである。
【0035】上述の構成において、図2のフローチャー
トを参照して動作を説明する。電源スイッチを投入し、
表示装置8の画面上に座標と共に生体モデルMa及び切
開用カーソルCa及び対極板用カーソルCb(いずれも
図5)を表示させる。
【0036】操作部4の切開位置指定キー20(図4)
により、表示された生体モデルMの、例えば心臓部の所
要位置に切開用カーソルCaを移動させて切開位置を設
定する(ステップS1)。設定された切開位置は、制御
部9により座標データに変換され、RAM6に記憶され
ると共にグラフィックデータに変換されてビデオRAM
5に記憶され、表示装置8に出力されて画面上に表示さ
れる。
【0037】また、電気メスの対極板位置を設定する場
合、操作部4の対極板指定キー21(図4)により、生
体モデルMaの、例えば右足の所要の位置に対極板用カ
ーソルCbを移動させて対極板位置を設定する(ステッ
プS2)。設定された対極板位置は、制御部9により座
標データに変換され、RAM6に記憶されると共に、グ
ラフィックデータに変換されてビデオRAM5に記憶さ
れ、表示装置8の画面上に表示される。
【0038】切開位置及び対極板位置が確定した場合
(ステップS3)、制御部9は、図6に示すように、切
開位置Paを基準点とし且つこの基準点Pa(Xi、Y
i)を通るX軸(Xi)からの切開位置Paと対極板位
置Pb(Xj、Yj)を結ぶ線の角度を求める(ステッ
プS4)。即ち、電気メス使用時の雑音電流ベクトルの
角度が求められることになる。図では、求められた雑音
電流ベクトルの角度が、例えば110度の場合を示して
いる。
【0039】ステップS3において、切開位置及び対極
板位置の設定が確定しない場合、ステップ1に戻り上記
処理を繰り返す。
【0040】ステップS4により、雑音電流ベクトルの
方向を示す角度が求められたら、図7に示されるよう
に、制御部9は、この雑音電流ベクトルに直交する角度
を求める(ステップS5)。例えば110度の雑音電流
ベクトル(図6)に直交する角度は、切開位置Paを通
るX軸から20度(=110度−90度 )となるの
で、この時の誘導軸は、前述した表の角度範囲から単極
肢誘導の aR 誘導となる。
【0041】制御部9は、ROM7に記憶された参照テ
ーブルから単極肢誘導の aR 誘導を読み出し、この a
R 誘導の心電図信号を選択する制御信号を切り換えス
イッチ2に送り、A/D変換器3を介して入力する(ス
テップS6)。
【0042】更に、制御部9は、選択されて入力された
aR 誘導の心電図信号から心拍数をカウントし、その
心電図信号と共に表示装置8に送出してカウント値を表
示させる(ステップS7)。従って、手術中、雑音電流
の影響の少ない aR 誘導により、心電図信号及び心拍
数の監視を行うことができる(ステップS8)。
【0043】このように、電気メス使用時に、その雑音
電流ベクトルの角度を検出し、この雑音電流ベクトル方
向に直交する心電図信号の誘導軸を求めることにより、
電気メスの雑音電流の影響の最も少ない心電図信号の導
出及び心拍数のカウントが可能となる。
【0044】尚、本発明は、上述の実施例に限ることな
く、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構
成が取り得ることは勿論である。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、手
術時に、双極肢誘導、単極肢誘導及び単極胸部誘導の3
種のいずれかの誘導法により心電図信号を測定する際、
電気メスの雑音電流ベクトルの角度を求め、予め記憶さ
れた6軸基準法における誘導軸の中から、雑音電流ベク
トルに直交する誘導軸を抽出して、この誘導軸の心電図
信号及び心拍数の測定を行うことにより、雑音電流の干
渉の最も少ない心電図信号を抽出して心拍数と共に測定
が可能となり、手術時の準備時間が短縮できる。また、
従来のように電極の装着位置変更を必要としないため、
変更による心電図信号のばらつき等が解消できる利点が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の心電図モニタの一実施例を示すブロッ
ク図である。
【図2】実施例の処理動作を示すフローチャートであ
る。
【図3】実施例に使用する心電図信号入力回路のブロッ
ク図である。
【図4】実施例に使用される操作部の一部を示す詳細図
である。
【図5】実施例の表示装置の画面の構成図である。
【図6】実施例の切開位置と対極板位置の雑音電流ベク
トル方向を説明する図である。
【図7】図6の雑音電流ベクトル成分を説明する図であ
る。
【図8】実施例に応用する六軸基準法を示す図である。
【図9】心電図信号の3平面においての6軸基準図が存
在する前額面を説明する図である。
【符号の説明】
1 心電図信号入力回路 2 切り換えスイッチ 4 操作部 7 ROM 8 表示装置 9 制御部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の誘導法により心電図信号を入力す
    る心電図信号入力回路と、 電気メスによる切開位置を指定する切開位置指定キー及
    びこの電気メスに対する対極板位置を指定する対極板指
    定キーを有する操作部と、 六軸基準法に基づく誘導軸と所定の角度との参照テーブ
    ル及びこの誘導軸の抽出及び心拍数算定の制御プログラ
    ムを予め記憶保持した記憶手段と、 抽出された上記誘導軸の心電図信号を選択して入力する
    切り換えスイッチと、 上記制御プログラムに基づき、上記切開位置及び上記対
    極板位置により決まる上記電気メスの雑音電流ベクトル
    の第1の角度を算定し、この第1の角度に直交する第2
    の角度を算定して上記参照テーブルから対応する上記誘
    導軸を読み出し、上記切り換えスイッチに制御信号を出
    力すると共に、読み出された上記誘導軸の心電図信号の
    心拍数を計数する制御手段と、 画面上に、上記制御プログラムに基づき生体モデル、上
    記切開位置及び対極板位置に対応するカーソルを表示さ
    せると共に、抽出された上記誘導軸の上記心電図信号及
    びこの心電図信号の心拍数を表示する表示手段と、を具
    えることを特徴とする心電図モニタ。
JP5191334A 1993-08-02 1993-08-02 心電図モニタ Pending JPH0739534A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009061179A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Fukuda Denshi Co Ltd 生体情報モニタ及び生体情報モニタ制御プログラム
US7866240B2 (en) 2005-10-19 2011-01-11 Hitachi Koki Co., Ltd. Miter saw having cut angle display device

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JP2009061179A (ja) * 2007-09-07 2009-03-26 Fukuda Denshi Co Ltd 生体情報モニタ及び生体情報モニタ制御プログラム

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