(57)【要約】【課題】被験者が日常生活で負担なく心電計測が行える心電計測装置、心電計測方法、及び心電計測プログラムを提供する。【解決手段】心電計測装置は、第１計測電極と第１基準電極とが、第１距離を保って配置されている第１電極対と、第２計測電極と第２基準電極とが、前記第２計測電極と前記第２基準電極を結ぶ線分が前記第１計測電極と前記第１基準電極を結ぶ線分と閾値以上の角度を有し、前記第１距離との差分が閾値以下の第２距離を保って配置されている第２電極対と、前記第１電極対の差動電位である第１電位と検出する第１電位検出部と、前記第２電極対の差動電位である第２電位と検出する第２電位検出部と、前記第１電位と前記第２電位を減算処理することで、心電を検出する心電検出部と、を備える。【選択図】図６
2014200270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１計測電極と第１基準電極とが、第１距離を保って配置されている第１電極対と、
第２計測電極と第２基準電極とが、前記第２計測電極と前記第２基準電極を結ぶ線分が前記第１計測電極と前記第１基準電極を結ぶ線分と閾値以上の角度を有し、前記第１距離との差分が閾値以下の第２距離を保って配置されている第２電極対と、
前記第１電極対の差動電位である第１電位と検出する第１電位検出部と、
前記第２電極対の差動電位である第２電位と検出する第２電位検出部と、
前記第１電位と前記第２電位を減算処理することで、心電を検出する心電検出部と、
を備えることを特徴とする心電計測装置。
【請求項２】
当該心電計測装置装着時に、
前記第１電極対が、心電の伝播方向に対して垂直方向となるように配置され、
前記第２電極対が、心電の伝播方向に対して水平方向となるように配置され、
前記心電検出部は、
前記第２電位から前記第１電位を減算することで、心電を検出することを特徴とする請求項１に記載の心電計測装置。
【請求項３】
前記第１距離及び前記第２距離は、
筋繊維の断面幅と同じ又は筋繊維の断面幅より小さいことを特徴とする請求項１に記載の心電計測装置。
【請求項４】
前記第１電極対及び前記第２電極対が配置された電極装備面の反対側の面は、
当該心電計測装置の装着時における上下方向を表すマークが記されていることを特徴とする請求項１に記載の心電計測装置。
【請求項５】
前記第１電極対及び前記第２電極対が配置された電極装備面の反対側の面は、
当該心電計測装置を固定する固定部が備えられていることを特徴とする請求項１に記載の心電計測装置。
【請求項６】
前記第１電位に含まれる筋電成分の振幅の大きさに従った増幅率に基づき、前記第１電位を増幅する第１電位増幅部と、
前記第２電位に含まれる筋電成分の振幅の大きさに従った増幅率に基づき、前記第２電位を増幅する第１電位増幅部とを、さらに備えることを特徴とする請求項１に記載の心電計測装置。
【請求項７】
前記第１電位検出部は、
前記第１計測電極で計測した電位と前記第１基準電極で計測した電位の差分を求め、前記第１電位を検出し、
前記第２電位検出部は、
前記第２計測電極で計測した電位と前記第２基準電極で計測した電位の差分を求め、前記第２電位を検出することを特徴とする請求項１に記載の心電計測装置。
【請求項８】
心電計測装置で実行される心電計測方法であって、
第１計測電極と第１基準電極とが、第１距離を保って配置されている第１電極対と、
第２計測電極と第２基準電極とが、前記第２計測電極と前記第２基準電極を結ぶ線分が前記第１計測電極と前記第１基準電極を結ぶ線分と閾値以上の角度を有し、前記第１距離との差分が閾値以下の第２距離を保って配置されている第２電極対と、を備え、
前記第１電極対の差動電位である第１電位と検出する第１電位検出工程と、
前記第２電極対の差動電位である第２電位と検出する第２電位検出工程と、
前記第１電位と前記第２電位を減算処理することで、心電を検出する心電検出工程と、
を含むことを特徴とする心電計測方法。
【請求項９】
コンピュータで実行される心電計測プログラムであって、
第１計測電極と第１基準電極とが、第１距離を保って配置されている第１電極対と、
第２計測電極と第２基準電極とが、前記第２計測電極と前記第２基準電極を結ぶ線分が前記第１計測電極と前記第１基準電極を結ぶ線分と閾値以上の角度を有し、前記第１距離との差分が閾値以下の第２距離を保って配置されている第２電極対と、を備え、
前記第１電極対の差動電位である第１電位と検出する第１電位検出ステップと、
前記第２電極対の差動電位である第２電位と検出する第２電位検出ステップと、
前記第１電位と前記第２電位を減算処理することで、心電を検出する心電検出ステップと、を前記コンピュータに実行させるための心電計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、心電計測装置、心電計測方法、及び心電計測プログラムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ヘルスケアへの意識が高まっている。そのため、日常生活で心電計測が行える心電計測装置が提案されている。このような心電計測装置は、一般的に、電極を、心臓を挟むように配置して生体電位を計測し、心電計測を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２５３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の心電計測装置では、装着時に、専門知識や医師の指導を必要とするものや、ベルトなどを用いて電極を固定するものなど、被験者が日常生活で負担なく心電計測が行えるものではない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係る心電計測装置は、第１計測電極と第１基準電極とが、第１距離を保って配置されている第１電極対と、第２計測電極と第２基準電極とが、前記第２計測電極と前記第２基準電極を結ぶ線分が前記第１計測電極と前記第１基準電極を結ぶ線分と閾値以上の角度を有し、前記第１距離との差分が閾値以下の第２距離を保って配置されている第２電極対と、前記第１電極対の差動電位である第１電位と検出する第１電位検出部と、前記第２電極対の差動電位である第２電位と検出する第２電位検出部と、前記第１電位と前記第２電位を減算処理することで、心電を検出する心電検出部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係る心電計測装置のハードウェア構成例を示す図。
【図２】第１の実施形態に係る心電計測装置の外観例（その１）を示す図。
【図３】第１の実施形態に係る心電計測装置の装着例を示す図。
【図４】第１の実施形態に係る心電計測装置の外観例（その２）を示す図。
【図５】第１の実施形態に係る心電計測装置の外観例（その３）を示す図。
【図６】第１の実施形態に係る心電計測の機能構成例を示す図。
【図７】筋肉の模式図。
【図８】第１の実施形態に係る心電を検出する方法例を示す図。
【図９】第１の実施形態に係る生体電位と心電の波形例を示す図。
【図１０】第１の実施形態に係る各電極の配置例を示す図。
【図１１】第１の実施形態に係る心電検出時の処理手順例を示すフローチャート。
【図１２】変形例１に係る心電計測の機能構成例を示す図。
【図１３】変形例１に係る心電の波形例を示す図。
【図１４】変形例２に係る心電計測の機能構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に添付図面を参照して、心電計測装置、心電計測方法、及び心電計測プログラムの実施形態を詳細に説明する。
【０００８】
［第１の実施形態］
＜心電計測装置＞
図１は、本実施形態に係る心電計測装置１００のハードウェア構成例を示す図である。図１に示すように、本実施形態に係る心電計測装置１００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）１０１、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３、外部記憶装置１０４、入力装置１０５、表示装置１０６などを備えている。本実施形態に係る心電計測装置１００は、各ハードウェアがバスＢを介して接続されている。
【０００９】
ＣＰＵ１０１は、装置全体の制御や搭載機能を実現する演算装置である。ＲＯＭ１０２は、例えば、機能を実現するプログラムや機能設定のデータなどが格納されている不揮発性の半導体メモリである。ＲＡＭ１０３は、プログラムやデータが読み出され一時保持される揮発性の半導体メモリである。よって、ＣＰＵ１０１は、例えば、ＲＯＭ１０２から、プログラムやデータをＲＡＭ１０３上に読み出し、処理を実行することで、装置全体の制御や搭載機能を実現する。
【００１０】
外部記憶装置１０４は、例えば、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）やメモリカード（Memory  Card）などの不揮発性の記憶装置である。なお、外部記憶装置１０４には、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ（Compact  Disk）、及びＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）などの記録媒体も含まれる。入力装置１０５は、例えば、テンキーやタッチパネルなどであり、心電計測装置１００に各操作信号を入力するのに用いられる。表示装置１０６は、例えば、ディスプレイなどであり、心電計測装置１００による処理結果を表示する。
【００１１】
また、本実施形態に係る心電計測装置１００は、測定電極１、基準電極１、測定電極２、及び基準電極２の少なくとも４つの電極１０８（以下「電極群１０８」という）と駆動回路１０７を備えている。本実施形態に係る心電計測装置１００は、駆動回路１０７がバスＢを介して接続されている。
【００１２】
電極群１０８は、被験者の表皮に接することで生体電位を検出する。駆動回路１０７は、各電極を駆動させる。駆動回路１０７は、電極群１０８から得た生体電位の検出値を、バスＢを介してＣＰＵ１０１などに出力する。
【００１３】
ここで、本実施形態に係る心電計測装置１００の外観と装着例、また、電極群１０８の配置例について説明する。
【００１４】
《外観と装着例１》
図２は、本実施形態に係る心電計測装置１００の外観例（その１）を示す図である。また、図３は、本実施形態に係る心電計測装置１００の装着例を示す図である。図２（ａ）に示すように、本実施形態では、計測時に被験者の表皮に接する面に、測定電極１、基準電極１、測定電極２、及び基準電極２が備えられている。なお、以降の説明では、計測時に被験者の表皮に接する面を電極装備面という。また、電極装備面の形状には、矩形が採用されている。また、図２（ｂ）に示すように、本実施形態では、電極装備面の反対側の面（以下「非電極装備面」という）に、装着時の上下方向を示すマークＭが記されている。なお、上下方向の表し方は、マークＭに限らず、例えば、上下方向の表す文字などでもよい。
【００１５】
これにより、被験者は、図３に示すように、マークＭが表す上方向を頭側、マークＭが表す下方向を足側に向けて、電極装備面の電極群１０８が腹部の臍のあたりに接するように、ズボンなどの衣服のゴムやベルトに付して心電計測装置１００を装着する。このように、本実施形態に係る心電計測装置１００は、電極装備面の形状を矩形にしたことで、被験者の装着性を向上することができる。また、本実施形態に係る心電計測装置１００は、非電極装備面に上下方向を表すマークＭを記したことで、被験者の誤った装着を防ぐことができる。
【００１６】
《電極群１０８の配置例》
図２（ａ）に示すように、本実施形態に係る心電計測装置１００には、測定電極１、基準電極１、測定電極２、及び基準電極２が、電極装備面の矩形の頂点に配置され、電極装備面の矩形の対角に位置する測定電極１及び基準電極１と測定電極２及び基準電極２の２組の電極対が備えられている。なお、図２（ａ）には、装着時の上方向の位置に測定電極１及び２が配置され、下方向に基準電極１及び２が配置されている例が示されているが、この限りでない。例えば、装着時の上方向の位置に基準電極１及び２を配置し、下方向に測定電極１及び２を配置するようにしてもよい（測定電極１及び２と基準電極１及び２の配置が上下逆であってもよい）。
【００１７】
《外観と装着例２、３》
図４、５は、本実施形態に係る心電計測装置１００の外観例（その２、その３）を示す図である。例えば、図４に示すように、本実施形態に係る心電計測装置１００は、非電極装備面にクリップＣなどを備えていてもよい。これにより、被験者は、電極装備面の電極群１０８が腹部の臍のあたりに接するように、クリップＣでズボンなどの衣服のゴムやベルトを挟み、心電計測装置１００を装着する。このように、本実施形態に係る心電計測装置１００は、当該心電計測装置１００を固定する手段（固定部）を設けたことで、被験者の体動により、電極装備面の電極群１０８が生体から剥がれ落ちることを防ぐことができる。
【００１８】
また、本実施形態に係る心電計測装置１００は、図５に示すように、衣服Ｗそのものに内蔵可能としてもよい。なおこの場合には、電極群１０８が心電計測装置１００から着脱可能な構成とすることが望ましい。
【００１９】
従来の計測器には、胸に装着することで心電計測を行うものがある。しかし、このような計測器は、電極を固定するために、ベルトなどを用いて装着する必要があり、被験者にとって煩雑なものであった。また、従来の計測器には、腕に装着することで心電計測を行うものがある。しかし、このような計測器では、被験者の体動で計測器がずれてしまい、心電計測ができなくなる恐れがあった。
【００２０】
これに対して、本実施形態に係る心電計測装置１００は、上記構成により、装着が簡便に行え、被験者が日常的に利用可能な心電計測環境を提供することができる。
【００２１】
＜心電計測機能＞
本実施形態に係る心電計測機能について説明する。本実施形態に係る心電計測装置１００は、計測電極１及び基準電極１と計測電極２及び基準電極２の少なくとも２組の電極対を備えている。本実施形態に係る計測電極１及び基準電極１と計測電極２及び基準電極２の各電極対は、被験者の身体部位における装着位置（計測時における当該心電計測装置１００の設置位置）の筋繊維の方向と心電の伝播方向を考慮して、電極装備面に配置されている。本実施形態に係る心電計測装置１００は、計測電極１及び基準電極１の電極間と計測電極２及び基準電極２の電極間の各差動電位を２組の生体電位として検出する。本実施形態に係る心電計測装置１００は、２組の生体電位を減算処理し、心電を検出する。本実施形態に係る心電計測装置１００は、このような心電計測機能を有している。
【００２２】
従来の計測器では、装着位置の筋繊維の動きにより、筋電などのノイズが発生することや、電極で心臓を挟む心電計測に比べて、検出される生体電位が小さい（心電波の振幅が小さい）ことなどによる計測精度の低下が懸念される。
【００２３】
そこで、本実施形態に係る心電計測機能では、装着位置の筋繊維の方向と心電の伝播方向を考慮して電極装備面に配置された２組の電極対の各差動電位を生体電位として検出し、検出した２組の生体電位を減算処理し、心電を検出する仕組みとした。
【００２４】
以下に、本実施形態に係る心電計測機能の構成とその動作について説明する。
【００２５】
図６は、本実施形態に係る心電計測の機能構成例を示す図である。図６に示すように、本実施形態に係る心電計測機能は、生体電位検出部１１、基線ゆらぎ除去部１２、心電検出部１３、及び表示制御部１４などを有している。生体電位検出部１１は、計測電極１及び基準電極１の電極間と計測電極２及び基準電極２の電極間の各差動電位を２組の生体電位として検出する機能部である。基線ゆらぎ除去部１２は、検出された２組の生体電位の高周波成分と基線ゆらぎを除去する機能部である。心電検出部１３は、基線ゆらぎ除去処理後の出力に対して減算処理を行い、心電を検出する機能部である。表示制御部１４は、検出された心電波形などの計測結果を表示するために表示装置１０６を制御する機能部である。
【００２６】
生体電位検出部１１は、計測電極１及び基準電極１の電極対１（第１電極対）と計測電極２及び基準電極２の電極対２（第２電極対）で計測された電位に基づき、各電極対１，２の２組の差動電位を検出する。このとき生体電位検出部１１は、計測電極１で計測した電位と基準電極１で計測した電位の差分を求め、計測電極１及び基準電極１の電極間の差動電位（第１電位）を検出する。また、生体電位検出部１１は、計測電極２で計測した電位と基準電極２で計測した電位の差分を求め、計測電極２及び基準電極２の電極間の差動電位（第２電位）を検出する。これにより、生体電位検出部１１は、検出した各差動電位を２組の生体電位として検出する。
【００２７】
基線ゆらぎ除去部１２は、例えば、カットオフ周波数１５［Ｈｚ］のローパスフィルタ機能により、検出された生体電位の波形から余分な高周波成分を除去し、高周波成分除去後の波形に対して一次微分処理を行うことで、基線ゆらぎを除去する。
【００２８】
心電検出部１３は、基線ゆらぎ除去後の出力（２組の生体電位）に対して減算処理を行い、筋電を除去した心電を検出する。
【００２９】
以下に、本実施形態に係る心電の検出方法について説明する。
【００３０】
《心電検出方法》
図７は、筋肉の模式図である。また、図８は、本実施形態に係る心電を検出する方法例を示す図である。図７に示すように、筋電は、筋肉の動きとともに発生し、筋肉の中央付近から筋繊維の方向である筋電進行方向に伝播する。また、図８（ａ）に示すように、人の腹部には、体を支えるための腹直筋と呼ばれる筋肉が縦方向に備わっている。
【００３１】
このことから、腹直筋の筋電は、腹直筋の繊維方向、すなわち、生体の頭から足を結ぶ直線方向（図中の実線矢印の方向）に伝播する。そのため、本実施形態では、図８（ｂ）に示すように、計測電極１及び基準電極１の電極対１と計測電極２及び基準電極２の電極対２で、略同電位の筋電が検出される。
【００３２】
図８（ａ）に示すように、心電は、心臓の筋肉が発生する電位であり、発生源が心臓である。心電は、心臓を中心とした同心円状（図中の点線矢印の方向）に生体表面を伝播する。そのため、例えば、図８（ａ）に示すように、電極群１０８を臍の横に配置した場合には、次のような方向に伝播する。心電は、図８（ｂ）に示すように、計測電極２と基準電極２を結ぶ方向（図中の点線矢印の方向）に伝播する。これは、計測電極２及び基準電極２の電極対２が、心電の伝播方向に対して略並行となるように配置されているからである。そのため、本実施形態では、伝播した心電によって、計測電極２及び基準電極２の電極間の電位が変動し、同電極間の差動電位から振幅の大きな心電が検出される。一方、計測電極１と基準電極１を結ぶ方向は、心臓を中心とした同心円上に位置することから、計測電極１で計測された電位と基準電極１で計測された電位が略同電位となる。これは、計測電極１及び基準電極１の電極対１が、心電の伝播方向に対して略垂直になるように配置されているである。これにより、本実施形態では、計測電極１及び基準電極１の電極間の差動電位から心電が検出されない。
【００３３】
このように、本実施形態に係る心電計測装置１００では、適切に装着された場合、計測電極２及び基準電極２の電極対２が心電の伝播方向に対して並行（水平方向）となるように配置され、計測電極１及び基準電極１の電極対１が心電の伝播方向に対して垂直（垂直方向）となるように配置されている。
【００３４】
これによって、本実施形態に係る心電計測装置１００は、計測電極１及び基準電極１の電極間の差動電位と計測電極２及び基準電極２の電極間の差動電位に、同程度（同電位）の筋電が含まれる。また、本実施形態では、計測電極１及び基準電極１の電極間の差動電位に心電が含まれず、計測電極２及び基準電極２の電極間の差動電位に心電が含まれる。
【００３５】
本実施形態に係る心電検出部１３では、上記差動電位の特性の違いに着目し、心電を含む差動電位から心電を含まない差動電位を減算することで、筋電を除去した心電を検出する。
【００３６】
《心電波形》
図９は、本実施形態に係る生体電位と心電の波形例を示す図である。図９（ａ）には、計測電極１及び基準電極１の電極間の差動電位（生体電位）に対して、基線ゆらぎ除去処理を行った後の出力波形（生体電位波形）が示されている。また、図９（ｂ）には、計測電極２及び基準電極２の電極間の差動電位に対して、基線ゆらぎ除去処理を行った後の出力波形が示されている。また、図９（ｃ）には、基線ゆらぎ除去後の出力に対して減算処理を行い、筋電を除去した心電波形が示されている。
【００３７】
このように、本実施形態に係る心電計測機能では、基線ゆらぎ除去部１２による除去処理が行われると、図９（ａ）、（ｂ）に示すような基線ゆらぎ除去後の２組の生体電位が、基線ゆらぎ除去部１２から心電検出部１３へと出力される。これを受けて、心電検出部１３は、２組の生体電位のうち、心電を含む生体電位から心電を含まない生体電位を減算し、図９（ｃ）に示すような心電（筋電を除去した心電）を検出する。その後、心電の検出結果は、心電検出部１３から表示制御部１４へと出力される。その結果、表示制御部１４は、心電の検出結果を心電の計測結果として表示装置１０６に表示する。
【００３８】
ここで、本実施形態に係る電極群１０８の配置について追記する。図２（ａ）では、測定電極１と基準電極１を結ぶ線分と、測定電極２と基準電極２を結ぶ線分が、各線分の中点で交わるように配置されている例が示されているが、この限りでない。
【００３９】
図１０は、本実施形態に係る各電極の配置例を示す図である。例えば、図１０（ａ）に示すように、測定電極１と基準電極１を結ぶ線分と、測定電極２と基準電極２を結ぶ線分が、各線分の中点でない点で交わるように配置してもよい。また、図１０（ｂ）に示すように、測定電極１と基準電極１を結ぶ線分と、測定電極２と基準電極２を結ぶ線分が、交わらないように配置してもよい。このように、本実施形態に係る電極群１０８の配置は、計測電極１及び基準電極１の電極対１を結ぶ線分と計測電極２及び基準電極２の電極対２を結ぶ線分が、閾値以上の角度を有している。また、本実施形態に係る電極群１０８の配置は、測定電極１及び基準電極１の電極対１と測定電極２及び基準電極２の電極対２の一方が、心電の伝播方向に対して略並行となるように配置され、他方が心電の伝播方向に対して略垂直となるように配置されていればよい。
【００４０】
ただし、上記心電検出方法で説明したように、電極群１０８における各電極間の距離については、筋電を除去するために、計測電極１及び基準電極１の電極間と計測電極２及び基準電極２の電極間で、同程度の筋電が検出可能な距離を保つ必要がある。すなわち、各電極は、心電計測装置１００を適切に装着した場合に同じ腹直筋上に接するような距離を保つように、電極装備面に配置されていることが望ましい。そのため、電極群１０８における各電極間の距離は、腹直筋の断面幅と同じ又は小さい長さとすることが望ましい。例えば、電極群１０８における各電極間の距離は、５０［ｍｍ］以下である。このように、本実施形態に係る電極群１０８の配置は、計測電極１及び基準電極１の電極間が、第１距離を保って配置され、計測電極２及び基準電極２の電極間が、第１距離との差分が閾値以下の第２距離を保って配置されている。
【００４１】
以上のような本実施形態に係る心電計測機能は、心電計測装置１００において、心電計測プログラムが実行され、上記各機能部が連携動作することで実現される。
【００４２】
心電計測プログラムは、実行環境である心電計測装置１００が備えるＲＯＭ１０２に予め組み込んで提供される。心電計測プログラムは、上記各機能部を含むモジュール構成となっており、ＣＰＵ１０１がＲＯＭ１０２からプログラムを読み出し実行することで、ＲＡＭ１０３上に各機能部が生成される。なお、心電計測プログラムの提供方法は、この限りでない。例えば、心電計測プログラムを、インターネットなどに接続された機器に格納し、ネットワーク経由でダウンロードし、配布する方法であってもよい。また、心電計測装置１００が読み取り可能な記録媒体に、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルを記録し提供する方法であってもよい。
【００４３】
以下に、心電計測プログラム実行時の処理（各機能部の連携動作）について、フローチャートを用いて説明する。
【００４４】
《心電計測時の処理》
図１１は、本実施形態に係る心電検出時の処理手順例を示すフローチャートである。図１１に示すように、本実施形態に係る心電計測装置１００は、入力装置１０５を介して、被験者からの心電計測開始指示を受け付ける（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）。なお、本実施形態に係る心電計測装置１００は、心電計測開始指示を受け付けない間（ステップＳ１０１：ＮＯ）、心電計測開始待ち状態となる。
【００４５】
次に、生体電位検出部１１は、電極群１０８の２組の電極対１，２から生体電位を検出する（ステップＳ１０２）。このとき生体電位検出部１１は、計測電極１で計測した電位と基準電極１で計測した電位の差分を求め、計測電極１及び基準電極１の電極間の差動電位を検出する。また、生体電位検出部１１は、計測電極２で計測した電位と基準電極２で計測した電位の差分を求め、計測電極２及び基準電極２の電極間の差動電位を検出する。これにより、生体電位検出部１１は、検出した各差動電位を２組の生体電位として検出する。
【００４６】
次に、基線ゆらぎ除去部１２は、検出された２組の生体電位に対して基線ゆらぎ除去処理を行う（ステップＳ１０３）。このとき基線ゆらぎ除去部１２は、検出された生体電位の波形から余分な高周波成分を除去し、高周波成分除去後の波形に対して一次微分処理を行う。これにより、基線ゆらぎ除去部１２は、高周波成分及び基線ゆらぎを除去する。
【００４７】
次に、心電検出部１３は、基線ゆらぎ除去後の出力（２組の生体電位）に基づき、筋電を除去した心電を検出する（ステップＳ１０４）。このとき心電検出部１３は、２組の生体電位のうち、心電を含む生体電位から心電を含まない生体電位を減算する。これにより、心電検出部１３は、筋電を除去した心電を検出する。
【００４８】
次に、本実施形態に係る心電計測装置１００は、被験者からの心電計測が終了したか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００４９】
その結果、本実施形態に係る心電計測装置１００は、心電計測が終了していないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０２の処理に戻り、心電計測処理を継続する。
【００５０】
一方、本実施形態に係る心電計測装置１００は、心電計測が終了したと判定された場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、表示制御部１４が、検出された心電波形などの計測結果を表示装置１０６に表示する（ステップＳ１０６）。
【００５１】
＜まとめ＞
以上のように、本実施形態に係る心電計測装置１００によれば、計測電極１及び基準電極１と計測電極２及び基準電極２の少なくとも２組の電極対１，２が、被験者の身体部位における装着位置の筋繊維の方向と心電の伝播方向を考慮して、電極装備面に配置されている。本実施形態に係る心電計測装置１００は、生体電位検出部１１が、計測電極１及び基準電極１の電極間と計測電極２及び基準電極２の電極間の各差動電位を２組の生体電位として検出する。本実施形態に係る心電計測装置１００は、心電検出部１３が、２組の生体電位を減算処理し、心電を検出する。
【００５２】
これにより、本実施形態に係る心電計測装置１００は、装着位置の筋繊維の動きによる筋電の発生や、電極で心臓を挟む心電計測より検出される生体電位が小さいことなどによる計測精度の低下を防ぐことができる。
【００５３】
このように、本実施形態に係る心電計測装置１００は、被験者が日常生活で負担なく心電計測を行うことができる。また、本実施形態に係る心電計測装置１００は、計測精度を向上させることができる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、心電計測プログラムを実行することにより、心電計測機能を実現する構成について説明を行ったが、この限りでない。例えば、生体電位検出部１１の機能を差動増幅回路で実現し、基線ゆらぎ除去部１２の機能をローパスフィルタ回路で実現するなど、各種ハードウェアによって心電計測機能を実現してもよい。
【００５５】
また、上記実施形態では、被験者に対する心電の計測結果を知らせる方法に、表示する方法を用いた例を説明したが、この限りでない。例えば、本実施形態に係る心電計測装置１００が通信ＩＦ（interface；非図示）を備えている場合には、心電の計測結果を、ネットワークを経由して外部機器に送信し、心電の計測結果を知らせる方法であってもよい。なお、ネットワークは、有線又は無線、通信方式などを問わない。また、外部端末は、例えば、携帯電話や情報端末などの通信機能を有する機器であればよい。
【００５６】
以下に、本実施形態に係る心電計測装置１００の変形例について説明する。なお、以下の変形例の説明では、本実施形態と同じ点について、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００５７】
＜変形例１＞
図１２は、本変形例１に係る心電計測の機能構成例を示す図である。図１２に示すように、本変形例１に係る心電計測装置１００は、心電のＲ波を検出するＲ波検出部１５を有していてもよい。
【００５８】
本変形例１に係るＲ波検出部１５は、心電検出部１３で検出された心電波形からＲ波を検出する。Ｒ波検出部１５は、次のような方法でＲ波を検出する。Ｒ波検出部１５は、例えば、１．５［sec］を検出時間幅とし、検出時間内の心電波形の極大値Ｖを検出する。このときＲ波検出部１５は、次のような（条件式１）に従って、Ｒ波を検出する。
Ｖ  ≧  μ＋α×σ  ・・・  （条件式１）
Ｖ：心電波形の極大値
μ：検出した心電波形の極大値の平均値、σ：分散値、α：係数（例えば０．８）
μ＋α×σ：閾値
【００５９】
図１３は、本変形例１に係る心電の波形例を示す図である。本変形例１に係るＲ波検出部１５は、図１３に示すように、検出した心電波形の極大値Ｖのうち、閾値以上の極大値Ｖ（図中の丸印）をＲ波として検出する。なお、Ｒ波の検出方法は、検出時間幅を用いた変動閾値による検出方法でなく、固定閾値を用いる方法などであってもよい。
【００６０】
このように、本変形例１に係る心電計測機能では、心電検出部１３で検出された心電波形が、心電検出部１３からＲ波検出部１５へと出力される。Ｒ波検出部１５は、検出した心電波形の極大値Ｖのうち、図１３に示すような閾値以上の極大値ＶをＲ波として検出する。その後、Ｒ波の検出結果は、Ｒ波検出部１５から表示制御部１４へと出力される。その結果、表示制御部１４は、Ｒ波の検出結果を表示装置１０６に表示する。なお、被験者に対するＲ波の検出結果の通知方法は、表示に限らない。例えば、Ｒ波の検出を知らせるアラームの発音などであってもよい。また、被験者に対して通知される結果の内容は、Ｒ波の検出結果のみでなくてもよい。例えば、心電の検出結果とＲ波の検出結果を併せて通知してもよい。また、例えば、Ｒ波の検出結果に異常があった場合のみ通知するようにしてもよい。
【００６１】
以上のように、本変形例１に係る心電計測装置１００は、被験者に対して、心電の検出結果だけでなく、Ｒ波の検出結果も通知することができる。
【００６２】
＜変形例２＞
図１４は、本変形例２に係る心電計測の機能構成例を示す図である。図１４に示すように、本変形例２に係る心電計測装置１００は、生体電位を増幅する生体電位増幅部１６を有していてもよい。
【００６３】
本変形例２に係る生体電位増幅部１６は、基線ゆらぎ除去後の生体電位に含まれる筋電成分の振幅の大きさに従って、生体電位を増幅する。
【００６４】
上記実施形態でも述べたように、測定電極１及び基準電極１の電極間の差動電位と測定電極２及び基準電極２の電極間の差動電位には、同程度の筋電が含まれる。しかし、例えば、心電計測装置１００が、腹直筋から少しずれた位置に装着された場合や、マークＭで表す上下方向に対して、心電計測装置１００が傾いた状態で装着された場合など、心電計測装置１００の装着状態によって、各差動電位に含まれる筋電の振幅が異なる。
【００６５】
そこで、本変形例２に係る心電計測機能では、生体電位増幅部１６により、基線ゆらぎ除去後の生体電位に含まれる筋電成分の振幅の大きさに従って、生体電位を増幅し、補正する。
【００６６】
生体電位増幅部１６は、基線ゆらぎ除去後の２組の出力波形それぞれに対して、例えば、１．５［sec］間を検出時間幅とし、検出時間内の出力波形のすべての極大値と極小値を検出する。生体電位増幅部１６は、隣り合った極大値と極小値の差分の平均値を求め、筋電振幅値とする。これにより、生体電位増幅部１６は、計測電極１及び基準電極１の電極対１から計測された出力波形と計測電極２及び基準電極２の電極対２から計測された出力波形のそれぞれに対応する２組の筋電振幅値を取得する。
【００６７】
その結果、生体電位増幅部１６は、次の（式１）で算出された増幅率１に従って、計測電極１及び基準電極１の電極対１に対応する出力波形を増幅する。
増幅率１  ＝  筋電振幅値２／（筋電振幅値１＋筋電振幅値２）  ・・・  （式１）
筋電振幅値１：計測電極１及び基準電極１の電極対１に対応する筋電振幅値
筋電振幅値２：計測電極２及び基準電極２の電極対２に対応する筋電振幅値
【００６８】
また、生体電位増幅部１６は、次の（式２）で算出された増幅率２に従って、計測電極２及び基準電極２の電極対２に対応する出力波形を増幅する。
増幅率２  ＝  筋電振幅値１／（筋電振幅値１＋筋電振幅値２）  ・・・  （式２）
【００６９】
なお、上記増幅率は、これに限らない。例えば、筋電振幅の大きさに従って予め決定したおいた増幅率であってもよい。
【００７０】
このように、本変形例２に係る心電計測機能では、生体電位増幅部１６による増幅処理が行われると、増幅後の２組の生体電位が、生体電位増幅部１６から心電検出部１３へと出力される。
【００７１】
以上のように、本変形例２に係る心電計測装置１００は、各電極対１，２から検出された２組の差動電位に含まれる筋電の振幅が異なる場合でも、心電検出前に補正を行うことで、計測精度の低下を防ぐことができる。
【００７２】
最後に、本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。この実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７３】
１１    生体電位検出部
１２    基線ゆらぎ除去部
１３    心電検出部
１４    表示制御部
１００  心電計測装置
１０８  電極群
【図１】
2014200270.tif 000003
【図２】
2014200270.tif 000004
【図３】
2014200270.tif 000005
【図４】
2014200270.tif 000006
【図５】
2014200270.tif 000007
【図６】
2014200270.tif 000008
【図７】
2014200270.tif 000009
【図８】
2014200270.tif 000010
【図９】
2014200270.tif 000011
【図１０】
2014200270.tif 000012
【図１１】
2014200270.tif 000013
【図１２】
2014200270.tif 000014
【図１３】
2014200270.tif 000015
【図１４】
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