JPS58165822A - 体表面心電計 - 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】 不発明は、心臓電気現象を明確にとらえる為、心臓に近
い体表面の多くの点から電位を測定し、測定した電位を
演算しである時間の体表面電位図を表示する心電計に関
する。

■　先行技術 現在最も一般的に使用されている心電計は、胸部６点の
時間的な電位変化を測定し、時間を横軸に、電位を縦軸
に表示するもので、各点の観測波形から心臓の異常を発
見した。しかしながら、この方式の心電計によっては、
必ずしも全ての心臓電気現象を明確に調べることが難し
い。近年、最も進んだ心電計として、心臓に近い体表面
に、例えば８０〜２００点の電極を配設し、それらの全
てから心電位を採取し、総合的に心臓の電気現象を判断
する心電計が開発された。

この心電泪は、第１図に示すように、ある時間に於ける
心臓付近の体表面電位図を作成する。この体表面電位図
は、体表面電位の高低を等電位線で表示して、体表面の
電位分布を調べる本ので、ある時間における各電極の電
位を、例えば一時的にメモリに記憶させ、各電極の電位
に基づいて、フンピータでもって等電位点を計算させ、
等電位線を、例えば、数十マイクロボルトピッチＫＸＹ
プロッタやモニタテレビに書かせるものである。

この心電計は、一定の時間間隔で複数の電位分布図を表
示し、この体表面電位図の変化を見て、心臓体表面のプ
ラスあるいはマイナス領域の拡大、収縮状態、並びに電
位勾配の変化等が一目瞭然で、心電現象を明確に表示す
る。

しかしながら、この種の心電計は、多数の電極を接触抵
抗少なく安定して体表面に接触させて、各点の電位を安
定にしかも正確に検出することが（４） 難しい。心電計の電極として使用されている吸盤式の電
極では、数百ケ所に正確に電極を固定する場合、４人が
３０分から１時間も掛り、うまくいっても、１時間に１
〜２人しか検査できない欠点があった。

ところで、心電計の電極は、個人差、男女差による体型
にも対応でき、体表面上の凹凸並びに、呼吸運動による
凹凸変動によっても測定誤差を生ずることがなく、更に
、患者に対して恐怖感、苦痛、圧迫感を与えることがな
く、更に又、簡単かつ容易に、しかも迅速に脱着操作で
きてメンテナンスに手間が掛らず、しかも各電極を相対
的に位置ずれなく定位置に配役できることが要求される
。

体表面電位の検出に於て、各電極が安定して正確に接触
点の電位を検出する為には、全ての電極を強い押圧力で
体表面に押し付けるのがよい。しかしながら、人体各所
の電位を検出する心電計は電極の数が相当に多く、例え
ば１本の電極の押圧力が５００ｇ、電極数が１００組と
すれば、全体では５０ｋｇもの強い力で胸部を押圧する
ことになり、患者に強い圧迫感を与えることを免れず、
体力の衰えた病人の検査に極めて不適である。

この為、ｍに電極の押圧力を強くするだけでは使用に適
した電極は実用化できない。

従来の心電計は、それぞれの電極からの入力信号を増幅
してグラフに書かせるものであるから、電極の接触状態
が悪いことは心電計の出力グラフを見れば節電に判別で
きる。

しかしながら本発明の心電計は、ある時間における体表
面の等電位図を表示するものであるから、表示された等
電位図からは、心臓に欠陥があるのか、あるいは、電極
の接触状態が不安定であるかの判別が、従来の心電計に
比べて難しい。従って、測定精度を高くする為には、全
ての電極が常に体表面に電気的に安定して接触しなけれ
ばならない。

従来の吸盤電極や、粘着テープの電極が、測定時間１０
０秒につき１秒接触不良を起こすとすれば、１００本の
電極では常にいずれかの電極が接触不良を起こして正確
な測定ができない。

心臓の近傍に位置する体表面の等電位図を表示する心電
計が、従来の測定点の電圧変化のみを表示する心電計に
比べて、心臓の電気現象を極めて正確に、しかも明確に
表示できるかはすでに知られている。しかしながら、こ
の心電計は、人体表面の極めて多くの点から、同時に、
しかも安定して電位を検出しなければならず、この問題
が充分に解決できない為に、この方式の心電計が普及し
ていない。

■　目的 不発明は、体表面の多数の点から安定して確実かつ正確
に電位が検出でき、極めて短時間に、形態が異なる多く
の患者の心臓電気現象が測定できる心電計を提供するこ
とを目的”とする。

又、本発明は、いずれかひとつの針電極が体表面に完全
に接触しなくとも、正確に体表面の電位分布図が表示で
きる心電計を提供することを目的とする。

更に又、本発明は１本の針電極の体表面押圧力を弱くで
き、患者に強い苦痛や不快感を感じさせることなく体表
面の電位分布図が表示できる心電計を提供することを目
的とする。

この発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は
次の詳細な説明を添付図面と照し合わせて読むと、より
完全に明らかになるであろう。ただし、図面はもっばら
解説の為のものであって、この発明の範囲を限定するも
のではない。

■　構成 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す（８〕 る。

第２図に示す心電計は、電極１と、演算回路２と、操作
スイッチ３と、ＸＹブロック４と、モニタテレビ４とか
らなる。

電極１は、第３図、第４図、第８図に示すように、１０
個の本体６と、それぞれの本体６に取り付けられた８組
の電極群５とからなる。

各本体６は、紐状のゴム状弾性体である可動性部材７で
もって連結されており、最も外側に位置する本体６には
、伸縮性の巻き付はノくント“８力；連結されており、
この巻は付け１＜ンド８の先端には、付着性テープ９が
縫着されている。

それぞれの本体６には、第４図と第５図に示すように、
針電極５ＮがロッドＲを介して軸方向に移動自在に装着
されている。

本体６は、下方が開口された箱形のケース１０と、２枚
の絶縁性の板材１１．１２とを備えている。２枚の板材
１１．１２はこれを貫通してロッドＲが出入自在に挿通
されており、板材１１．１２間に、ロッドＲが挿通され
たロッド弾性体であるコイルスプリング１３が配設され
ている。

コイルスプリング１３は、押バネで、下端がロッドＲの
中間に、上端が上方の板材１１を貫通して板材上面にプ
リント印刷された銅膜等の導電層１４に接続されている
。

第８図および第１０図に示す本体６は、ひとつの本体６
に８組の電極群５を備え、１組の電極群５は４本の針電
極５Ｎを備える。

４本の針電極５Ｎは、各組の電極群５の間隔に比べて相
当に接近して、例えば、電極群間の数分の１〜数十゛分
の１だけ離されてロッドＲの先端に装着されている。

針電ｉ５Ｎは、第５図に示すように、これがロッドＲと
平行に移動できるように、ロッドＲ先端の基台Ｂに軸方
向に貫通された軸孔に挿入されている。針電極５Ｎは中
間が太く形成されて鍔を有し、軸孔Ｈは開口部が多少細
く絞られており、軸孔Ｈに針電極を弾性体に押し出す弾
性体であるコイルスプリングＳが挿入されている。コイ
ルスプリングＳは、針電極５Ｎに挿通された押バネで、
下端が金１電極５Ｎの鍔を押し、上端が軸孔Ｈの細く絞
られた開口部に押される。コイルスプリングＳは導電性
を有し、上下両端がそれ自体の弾性で、あるいは銅電極
５Ｎとロッド基台Ｂに溶着又は半田付けされて針電極５
Ｎと基台Ｂとに電気的に接触し、針電極５Ｎの心電位を
ロッドＲに伝送する。

第６図は、針電極５Ｎが非導電性の基台Ｂに挿通されて
いる。この基台Ｂは合成樹脂等の非導電性材で、これが
ロッドＲの先端に固定されている。

基台Ｂは、第７図に示すように、第５図の基台Ｂと同様
に軸方向に一定の間隔て軸孔Ｈが貫通さく１　ｌ） れ、この軸孔７に針電極５Ｎが挿通される。軸孔Ｈ内の
コイルスプリングＳは、上端がロッドＲの鍔に電気的に
接続される。

この構造によると・、万一基台Ｂの下端面が体表面に接
触しても、針電極５Ｎが体表面に接触する状態よりも接
触面積が増大せず、１組の針電極５Ｎは体表面局部の心
電位を狭面積で正確に検出できる。

４本の針電極５Ｎは、いずれかの針電極５Ｎが体表面に
接触できなくとも、どれかひとつの針電極５Ｎが体表面
に接触すれば、その針電極で体表面電位を検出できる。

１組の電極群が４本の針電極５Ｎを有する場合、１本の
針電極５Ｎが１００秒に１秒接触不良を起こすとすれば
、１組４本の針電極５Ｎが全て接触不良を起こす確率は
、１０　秒に１秒とほとんど皆無に近い状態となる。

（１２） この構造は、例えば針電極５Ｎの間隔が１〜１５朋と相
当に接近するので、針電極５Ｎを押し出すコイルスプリ
ングＳでもって針電極５Ｎの検出電位を引出線１５に伝
達する構造は、各針電極５Ｎが互いに影響を受けずに自
由に上下動する点に於て理想的な構造となる。

Ｌ方の板材１１は、ロッドＲが挿通される貫通孔に、筒
体１６が挿入されている。

筒体１６には、ステンレス、銅、ア！レミニウム、ある
いは導電性の合金等の金属線材であるロッドとの摩擦抵
抗が小さくなるように、金属性の筒体、あるいは内側面
が平滑で摩擦抵抗の小さい筒体が使用される。又この筒
体１６は、第９図に示す如く、板材１１の下端から多少
下方に突出しており、この突出部分に、ロッドＲが押し
込まれてコイルスプリング１３が押し潰された状態で、
コイルスプリング１３の上端部が挿入される。この構造
にょると、ロッドＲが奥まで押し込まれた状態で、コイ
ルスプリング１３がロッドＲに接触してコイルスプリン
グ１３がロッドＲの動きを制【卜するのを防止でき、ロ
ッドＲはいつもスムーズニ出入する。コイルスプリング
１３に押し出されるロッドＲは、コイルスプリング１３
の下端が、例えば半田付けや溶着によって固定されて太
くなった個所が丁の板材１２の貫通孔１７に引っ掛るこ
とによって抜けでるのが阻止される。上方の板材１１は
、第１０図に示すように銅膜等の導電層１４がプリント
印刷され、この導電層１４の一端に引出線１５が接続さ
れる。

第１１図に示す本体は、ロッドの上端で、−トの板材の
上方にコイルスプリング１３が配設されてオリ、コイル
スプリングにロッドＲが挿通されている。コイルスプリ
ングは引っ張りバネで、上端がロッドＲの上端に連結さ
れ、下端が板材表面にプリント印刷された導電層に溶着
されており、導電層に引出線が接続されている。

第１２図の本体は、上の板材の上下にコイルスプリング
が配設されている。この構造によると、上下にいずれか
一万のあるいは両方のコイルスプリングの一端を板材の
導電層に接続し、導電層に引出線を接続すればよい。こ
の場合、いずれか片方のコイルスプリングを相当に軟か
く、即ち、単位長さ伸ばすのに必要な力である弾性係数
を相当に小さぐするのもよい。

ロッドＲを押し出すコイルスプリング１３と、針電極５
Ｎを押し出すコイルスプリングＳの弾性係数は、好まし
くは、４本の針電極５Ｎが完全に押し込まれたときに、
ロッドＲも完全に押し込まれるように決定される。

各ブロックを連結する可動部材７には、伸縮性のない紐
やバンド、あるいは可撓性のある柔軟な（１５） 合成樹脂等が使用できる。

電極に接続された引出線１５は、１本のシールド線２６
に集合され、シールド線２６でもって演算回路２に接続
される。

ところで、電極で検出される電位は、相当に低く、外部
雑音の除去は充分に考慮されなければならない。

このことは、各ブロックを独立してシールドすることに
よって、Ｓ／Ｎ比をよくできる。更に雑音レベルを低下
させるには、ブロック内に、電極で検出した信号を増幅
する増幅手段、例えばアンプを内蔵させるのがよい。

アンプ１８は、例えばＦＥＴ入力の高入力インピーダン
スのものが最適で、このアンプは必ずし電圧増幅する必
要はなく、高入力インピーダンス、低出力インピーダン
ス、電圧ゲイン１のものも使用できる。

（ｌ　６） ただ、電圧ゲインが１以上のものも使用できるのは言う
までもない。

第１４図に、電極を人体胸部に装着した状態を示す。即
ち、各本体６を心臓に近い体表面に置き、巻き付はバン
ド８０両端を伺着性テープでもって互いに連結して本体
６の針電極５Ｎを体表面に一定の圧力で接触させる。こ
の場合、第１４図に示すように、本体６の外側を更に伸
縮性のバンド１９で締め付けて、より強い力で電極を体
表面に押圧、接触させるのもよい。

演算回路２は、電極から送られてくる電気信号を決めら
れた方式に従って演算処理し、一定時間おきに等電位線
位置を計算し、その出力信号をＸＹプロッタ４とモニタ
テレビ４′とに送り、これ等に等電位線を書かせて体表
面の電位分布図を作成させる。

■　効果 本発明の心電計は、心臓疾患の発見装置として、又、能
の疾患によって併発される心臓病の早期発見に使用され
、特に、１人の測定時間が早く、しかも操作が簡単で、
測定時に粘着テープ電極のように使い捨て部材が少なく
て安価に測定できることから、心臓の集団検診に最適で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は心臓付近の体表面の電位分布図、第２図は本発
明の一実施例を示す心電計のブロック線図、第３図ない
し第４図は電極の一例を示す斜視図、断面図、第５図な
いし第７図はロンド先端部分の断面図および底面図、第
８図は電極の底面図、第９図、第１１図、第１２図は電
極群の取付個所を示す断面図、第１０図は板材の平面図
、第１３図は電極に接続されるアンプの、結線図、第１
４図は電極の装着状態を示す断面図である。 １・・電極、２・・演算回路、３・・操作スイ（１９） ッチ、４・・ＸＹプロッタ、４・・モニタテレビ、５・
・電極群、５Ｎ・・針電極、６・・本体、７・・可動性
部材、８・・巻き付はバンド、９・・付着性テープ、１
０・・ケース、１１．１２・・板材、１３１トコイルス
プリング、１４・・導電層、１５・・引出線、１６・・
筒体、１γ・・貫通孔、１８・・アンプ、１９・・バン
ト、２６・・シールド線、Ｂ・・基台、Ｈ・・軸孔、Ｓ
・・コイルスプリング、Ｒ＠ｅロッド、 出願人　赤松則男 川辺二部 ２６） 第　　１　　図 第　　３　　図 ５　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５第　　５
　　図　　　　　　　　　　　　第　　６　　図第　　
７　　図 第　　８　　図 第　　９　　園 第　　１０　　図 第　　１２　　図 第　　１３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１人体胸部の皮膚表面の複数個所に接触して、接触
   点の電位を検出する電極と、この電極の入力信号を演算
   処理して、一定の時間に於ける体表面の電位分布を計算
   する演算回路と、この演算回路の出力信号によって体表
   面の電位分布図を表示するモニタとからなり、電極は、
   人体の皮膚表面に直接接触する複数本の針電極と、この
   針電極を有する本体と、針電極の先端を弾性的に体表面
   に向けて押圧する弾性体とからなり、針電極は少なくと
   も表面が導電性を有し、かつ、複数本の針電極が互いに
   接近して配設されており、これ等接近して配設された針
   電極は電気的に並列に従続されて１組の電極群を形成し
   ており、電極群は複数組あって各電極群の間隔はひとつ
   の電極群の針電極間隔に比べて充分に長く離されており
   、更に、針電極は、弾性体によってそれぞれが独立して
   弾性的に出入自在で、かつ、ひとつの針電極は平行ない
   しほぼ平行に移動自在に取り付けられており、１組の電
   極群が体表面局部の電位を検出し、複数組の電極群で人
   体胸部の電位を点在して検出し、この信号が、演算回路
   に入力されるように構成された心電計に於て、針電極が
   ロッドを介して本体に装着され、ロッドは針電極と平行
   に移動自在に本体に装着されると共に、ロッド弾性体に
   よって弾性的に本体から押し出されており、針電極がロ
   ッドを介して体表面に押圧されて心電位を検出するよう
   に構成されたことを特徴とする心電計。 （２）１本のロッド先端に２〜１０本の針電極が装着さ
   れている特許請求の範囲第（１）項記載の心電計。 （３）針電極とロッドとが金属棒である特許請求の範囲
   第（］）項記載の心電計。 （４）電極群が８０〜２００組で、人体表面の８０〜２
   ００点から電位を検出する特許請求の範囲第（１）項記
   載の心電計。 （５）針電極の弾性体がコイルスプリングで、このコイ
   ルスプリングで各針電極が別々に独立して押し出されて
   いる特許請求の範囲第（１）項記載の心電計。 （６）針電極を押し出すコイルスプリングが導電線に兼
   用され、針電極が導電線を介して互いに並列に接続され
   ている特許請求の範囲第（５）項記載の心電計。 （力　電極の不体内にプリアンプが内蔵されており、プ
   リアンプの出力側が信号引出用のリード線に接続されて
   いる特許請求の範囲第（１）項記載の心電計。 （８）電極の本体が複数個あり、各本体には複数組の電
   極群が装着され、かつ各本体が、相対位置を可変できる
   連結部材で互いに連結されている特許請求の範囲第（１
   ）項記載の心電計。