(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
携行型医療装置であって、
患者の体の周囲において間隔が空いた位置に配置されるように構成された複数の電極と、
複数の入力を有する電極信号取得回路とを含み、前記複数の入力はそれぞれ前記複数の電極に電気的に結合され、前記電極信号取得回路は前記複数の電極の複数の異なる対各々によって与えられた信号を検知するように構成され、
前記電極信号取得回路の出力に電気的に結合されたモニタ回路を含み、前記モニタ回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、前記電極信号取得回路に対し、より良いまたはより望ましい信号を得るために、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号と、前記複数の異なる対から選択された別の少なくとも１つの対によって与えられた信号との位相差、患者の体に対する、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極の位置、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極によって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも２つに基づいて、選択するよう命令するように構成される、携行型医療装置。
【請求項２】
患者の体の周囲に着用されるように構成された衣服をさらに含み、前記複数の電極は、前記衣服に組込まれる少なくとも３つのＥＣＧ検知電極を含み、
前記モニタ回路は心臓モニタおよび不整脈検出回路であり、
前記少なくとも３つのＥＣＧ検知電極は、すべてが共通面に位置するとは限らない、請求項１に記載の携行型医療装置。
【請求項３】
前記心臓モニタおよび不整脈検出回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、前記電極信号取得回路に対し、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号と、前記複数の異なる対から選択された別の少なくとも１つの対によって与えられた信号との位相差に基づいて、選択するよう命令するように構成される、請求項２に記載の携行型医療装置。
【請求項４】
前記衣服に組込まれ、前記心臓モニタおよび不整脈検出回路による治療可能な心不整脈の検出に応じて除細動ショックを患者の体に与えるように構成された複数の治療電極をさらに含む、請求項３に記載の携行型医療装置。
【請求項５】
前記心臓モニタおよび不整脈検出回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、前記電極信号取得回路に対し、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極によって定められる面に基づいて、選択するよう命令するように構成される、請求項２に記載の携行型医療装置。
【請求項６】
前記心臓モニタおよび不整脈検出回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、前記電極信号取得回路に対し、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、患者の体に対する、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極の位置と、患者の心臓の心周期とに基づいて、選択するよう命令するように構成される、請求項２に記載の携行型医療装置。
【請求項７】
前記心臓モニタおよび不整脈検出回路は、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも３つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号の品質、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号間の位相差、患者の体に対する、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対の電極の位置、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対の電極によって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも２つに基づいて、選択するように構成される、請求項２に記載の携行型医療装置。
【請求項８】
患者の体の周囲に着用されるように構成された衣服をさらに含み、前記複数の電極は前記衣服に組込まれ、前記複数の電極は、すべてが共通面に位置するとは限らない少なくとも４つのＥＣＧ検知電極を含む、請求項１に記載の携行型医療装置。
【請求項９】
前記モニタ回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、前記電極信号取得回路に対し、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号と、前記複数の異なる対から選択された別の少なくとも１つの対によって与えられた信号との位相差に基づいて、選択するよう命令するように構成される、請求項１または請求項８のうちいずれか１項に記載の携行型医療装置。
【請求項１０】
前記モニタ回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ前記電極信号取得回路に対し、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極によって定められる面に基づいて、選択するよう命令するように構成される、請求項１または請求項８のうちいずれか１項に記載の携行型医療装置。
【請求項１１】
前記モニタ回路は、前記複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、前記電極信号取得回路に対し、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、患者の体に対する、前記複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極の位置、および、患者の心臓の心周期に基づいて、選択するよう命令するように構成される、請求項１または請求項８のうちいずれか１項に記載の携行型医療装置。
【請求項１２】
前記モニタ回路は、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも３つを、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号の品質、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号間の位相差、患者の体に対する、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対の電極の位置、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対の電極によって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも２つに基づいて、選択するように構成される、請求項１または請求項８のうちいずれか１項に記載の携行型医療装置。
【請求項１３】
前記モニタ回路は、第１の期間中は、モニタする対象である、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対のうち少なくとも２つの対を選択し、かつ、第２の期間中は、モニタする対象である、前記複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対のうち異なる少なくとも２つの対を選択するように構成される、請求項１２に記載の携行型医療装置。
【請求項１４】
前記電極信号取得回路は、複数の入力と複数の出力とを有する選択回路を含み、前記選択回路の複数の入力はそれぞれ前記複数の電極に電気的に結合され、
前記電極信号取得回路は、複数の差動増幅器を含み、各差動増幅器は１対の入力と１つの出力とを有し、前記一対の入力を構成する入力はそれぞれ前記選択回路の複数の出力に電気的に結合され、前記複数の差動増幅器の各出力は、各差動増幅器の一対の入力を構成する入力間の差に相当する出力信号を与える、請求項１に記載の携行型医療装置。
【請求項１５】
前記電極信号取得回路は、各々が１対の入力と１つの出力とを有する複数の差動増幅器を含み、前記複数の差動増幅器は、前記複数の電極の各対に対する差動増幅器を含み、
前記電極信号取得回路は、前記複数の差動増幅器の少なくとも１つの出力を選択して前記モニタ回路に与えるように構成された選択回路を含む、請求項１に記載の携行型医療装置。
【請求項１６】
前記電極信号取得回路は、複数の入力と１つの出力とを有するアナログマルチプレクサを含み、前記複数の入力はそれぞれ前記複数の電極に電気的に結合され、
前記電極信号取得回路は、前記アナログマルチプレクサの出力に電気的に結合された入力を有するアナログデジタル変換器を含む、請求項１に記載の携行型医療装置。
【請求項１７】
前記モニタ回路は少なくとも１つのプロセッサを含み、前記プロセッサは、前記複数の電極のうちの第１の電極に対応する第１のデジタル信号と、前記複数の電極のうちの第２の電極に対応する第２のデジタル信号とを受け、前記第１および第２のデジタル信号のうち一方を反転させ、前記第１および第２のデジタル信号のうちの反転させた一方の信号と、前記第１および第２のデジタル信号のうちの他方の信号との和を求めることにより、前記第１の電極と前記第２の電極との対によって与えられた信号を解析するように構成される、請求項１６に記載の携行型医療装置。
【請求項１８】
前記電極信号取得回路は複数のアナログデジタル変換器を含み、前記アナログデジタル変換器それぞれの入力は、前記複数の電極にそれぞれ電気的に結合される、請求項１に記載の携行型医療装置。
【請求項１９】
前記複数のアナログデジタル変換器は各々、シリアルバスによって、前記複数のアナログデジタル変換器のうちの別のアナログデジタル変換器に接続される、請求項１８に記載の携行型医療装置。
【請求項２０】
ＥＣＧ信号をモニタする方法であって、
複数のＥＣＧセンサの中から、複数の異なるＥＣＧセンサ対を選択するステップと、
前記複数の異なる対各々によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、
より良いまたはより望ましいＥＣＧ信号を得るために、モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号の品質、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号と、前記複数の異なる対のうち識別された別の少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号との位相差、患者の体に対する、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のＥＣＧセンサの位置、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のＥＣＧセンサによって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも２つに基づいて、識別するステップと、
前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対をモニタするステップとを含む、方法。
【請求項２１】
モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別するステップは、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号の品質、および、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号と、前記複数の異なる対のうち識別された別の少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号との位相差に基づく、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記複数のＥＣＧセンサの中から複数の異なるＥＣＧセンサ対を選択するステップは、前記複数のＥＣＧセンサの中から、各ＥＣＧセンサ対を選択するステップを含み、前記複数の異なる対各々によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップは、各ＥＣＧセンサ対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記モニタするステップは、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対をモニタして心不整脈を表す信号がＥＣＧ信号に含まれることを検出するステップを含む、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記モニタするステップに応じて心不整脈を表す信号を検出するステップと、
前記心不整脈を表す信号を検出するステップに応じて少なくとも１つのさらなるＥＣＧセンサ対を選択し、前記少なくとも１つのさらなる対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、
前記検出された心不整脈を表す信号が、前記少なくとも１つのさらなる対のＥＣＧ信号にもあると判断するステップと、
前記心不整脈を表す信号の検出の信頼度を高めるステップとをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記モニタするステップに応じて心不整脈を表す信号を検出するステップと、
前記心不整脈を表す信号を検出するステップに応じて少なくとも１つのさらなるＥＣＧセンサ対を選択し、前記少なくとも１つのさらなる対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、
前記検出された心不整脈を表す信号が、前記少なくとも１つのさらなる対のＥＣＧ信号にはないと判断するステップと、
前記心不整脈を表す信号の検出の信頼度を下げるステップとをさらに含む、請求項２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記選択するステップ、前記解析するステップ、および前記識別するステップは、周期的間隔で繰返される、請求項２０および２１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記複数のＥＣＧセンサは、患者の体の周囲に着用される衣服に組込まれ、前記選択するステップ、前記解析するステップ、および前記識別するステップは、前記衣服が患者の体の周囲に配置されるたびに行なわれる、請求項２０および２１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数のＥＣＧセンサは患者の体の周囲に着用される衣服に組込まれ、前記方法はさらに、
患者の激しい身体活動を検出するステップと、
前記患者の激しい活動を検出するステップに応じて、前記選択するステップ、前記解析するステップ、および前記識別するステップを繰返すステップとを含む、請求項２０および２１のうちいずれか１項に記載の方法。
【請求項２９】
前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のうちのＥＣＧセンサの第１の対によって与えられたＥＣＧ信号の品質が、定められたしきい値を下回ると判断するステップと、
ＥＣＧセンサの別の対を選択して前記ＥＣＧセンサの第１の対と置換えるステップと、
前記ＥＣＧセンサの別の対をモニタするステップとをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項３０】
前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のうちのＥＣＧセンサの第１の対によって与えられたＥＣＧ信号の品質から、前記第１の対のＥＣＧセンサのうち１つ以上が、患者の体との接触を少なくとも部分的に失っている可能性があると判断するステップと、
ＥＣＧセンサの別の対を選択して前記ＥＣＧセンサの第１の対と置換えるステップと、
前記ＥＣＧセンサの前記別の対をモニタするステップとをさらに含む、請求項２０および２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項３１】
モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別するステップは、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号の品質、および、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対を構成するＥＣＧセンサによって定められる面に基づく、請求項２０に記載の方法。
【請求項３２】
モニタする対象である、前記複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別するステップは、患者の体に対する、前記複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対を構成するＥＣＧセンサの位置、および、患者の心臓の心周期に基づく、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、米国特許法第１１９条（ｅ）に基づき、２０１０年５月１８日に提出された「複数の検知電極を備えた着用可能な携行型医療装置（WEARABLE AMBULATORY MEDICAL DEVICE WITH MULTIPLE SENSING ELECTRODES）」と題する米国仮出願第６１／３４５，９１４号、および、２０１０年１２月１７日に提出された「複数の検知電極を備えた着用可能な携行型医療装置（WEARABLE AMBULATORY MEDICAL DEVICE WITH MULTIPLE SENSING ELECTRODES）」と題する米国仮出願第６１／４２４，３４４号の優先権を主張し、これらは各々その全体が本明細書に引用により援用される。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、概して患者の心機能の検出に向けられており、より具体的には着用可能な除細動器といった携行型医療装置において心機能を検出し心疾患を治療することに向けられている。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術の説明
移動する患者が着用する着用可能な除細動器といった携帯型医療装置を用いることで、患者の心電図（ＥＣＧ：electrocardiogram）信号が体表面電極から得られる。ＥＣＧ信号をこのようにして得るとき、電気ノイズまたは電極の離脱によるＥＣＧ信号の品質の低下が頻繁に生じる。体表面電極から得た、場合によってはノイズのある信号から、クリーンなＥＣＧ信号を抽出することが、課題となっている。
【０００４】
電極のノイズは、患者が激しい運動といった極端な動きをしたために、電極が患者の体の上で滑ることによって生じることがある。ノイズは、電極が設けられたベルトまたは衣服のサイズが合っていないために、患者が少し動いただけで電極が患者の体の上で滑ることによっても生じる。電極の離脱は、電極が裏返って体から離れることによって、または電極が体から浮上がって離れることによって生じることがある。電極が患者の体の上で適切に配置されていても、極端に肌が乾燥していればノイズが生じることがある。
【０００５】
マサチューセッツ州チェルムスフォード（Chelmsford）のZoll Medical Corporationから入手可能な、ライフベスト（LifeVest（登録商標））着用可能な電気除細動器（Wearable Cardioverter Defibrillator）といった、公知の携行型の着用可能な除細動器は、デュアルチャネル構成の４つのＥＣＧ検知電極を使用する。すなわち、４つのＥＣＧ検知電極のうちの１つによって与えられた電気信号を、これら４つのＥＣＧ検知電極のうちの別の検知電極によって与えられた電気信号と対にすることによって１つのチャネルを形成する。ＥＣＧ検知電極のこの配置は通常は適切である。なぜなら、多くの場合、ノイズまたは電極の移動が体の周囲全体に影響することは稀であるからである。このデュアルチャネル構成は、冗長性を提供し、ＥＣＧ検知電極の離脱のためまたは信号対雑音比が良くないためにチャネルのうち１つが使用できないことがわかったときに、必要であれば、このシステムが１つのチャネルで機能できるようにする。また、信号の品質は患者によって異なるため、チャネルが２つあることで、信号捕捉の改善の機会を提供する。なぜなら、これらＥＣＧ検知電極は体の異なる位置に配置されるからである。米国特許第５，９４４，６６９号に記載されているように、このチャネルが２つあるシステムによって、ＥＣＧ信号を解析して心疾患を判別することもできる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
着用可能な除細動器といった携行型治療装置において使用されている既存の電極システムの問題は、チャネル双方にノイズがある場合が依然としてあることである。ノイズまたは離脱が生じると、装置は警告を発し、患者が問題修正のための措置を講じることができるようにする。ＥＣＧ信号にノイズがあると、着用可能な除細動器における不整脈検出アルゴリズムが「騙されて」このノイズを不整脈として検出し、患者が終了させていなければ治療シーケンスを装置が提供することによって不必要なショックが与えられてしまう可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明の実施の形態は、患者の体の周囲において異なる軸方向位置に配置された複数のＥＣＧ検知電極が組込まれ、これら複数のＥＣＧ検知電極からなる異なる対に対応する複数のチャネルからの選択を行なうことにより、得られるＥＣＧ信号の品質を大幅に向上させることができる、着用可能な医療モニタ装置および／または着用可能な医療モニタおよび治療装置に向けられている。この改善されたＥＣＧセンサ設計を用いることにより、ノイズの低減、離脱警告の回数の低減、誤って心不整脈が検出される回数の低減、またはこれらすべてが可能である。複数のチャネルから、心臓の電気的活動について異なる見解が得られ、これらチャネルを用いることにより検出の感度および特異性を改善できる。
【０００８】
本発明のある局面に従い、携行型医療装置が提供される。ある実施の形態において、携行型医療装置は、患者の体の周囲において間隔が空いた位置に配置されるように構成された複数の電極と、電極信号取得回路と、モニタ回路とを含む。電極信号取得回路は複数の入力を有し、これら複数の入力はそれぞれ複数の電極に電気的に結合される。電極信号取得回路は、複数の電極からなる複数の異なる対によって与えられた信号を検知するように構成される。モニタ回路は電極信号取得回路の出力に電気的に結合される。モニタ回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号と、複数の異なる対から選択された別の少なくとも１つの対によって与えられた信号との位相差、患者の体に対する、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極の位置、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対の電極によって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも１つに基づいて、モニタを行なうように構成される。
【０００９】
ある実施の形態に従うと、携行型医療装置は、患者の体の周りに着用されるように構成された衣服をさらに含み、複数の電極はこの衣服に組込まれる。別の実施の形態に従うと、複数の電極はＥＣＧ検知電極であり、モニタ回路は心臓モニタおよび不整脈検出回路である。
【００１０】
ある実施の形態において、複数のＥＣＧ検知電極は少なくとも３つのＥＣＧ検知電極を含む。別の実施の形態において、複数のＥＣＧ検知電極は、すべてが共通面に位置するとは限らない。
【００１１】
ある実施の形態において、心臓モニタおよび不整脈検出回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号と、複数の異なる対から選択された他の少なくとも１つの対によって与えられた信号との位相差に基づいて、モニタを行なうように構成される。この実施の形態のさらなる局面に従うと、携行型医療装置は、上記衣服に組込まれ、心臓モニタおよび不整脈検出回路による治療可能な心不整脈の検出に応じて除細動ショックを患者の体に与えるように構成された複数の治療電極をさらに含む。
【００１２】
別の実施の形態に従うと、心臓モニタおよび不整脈検出回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対を構成する電極によって定められる面に基づいて、モニタを行なうように構成される。
【００１３】
別の実施の形態では、心臓モニタおよび不整脈検出回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、患者の体に対する、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対を構成する電極の位置と、患者の心臓の心周期とに基づいて、モニタを行なうように構成される。
【００１４】
代替の実施の形態において、心臓モニタおよび不整脈検出回路は、複数の異なる対のうち少なくとも３つを選択して、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号の品質、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号間の位相差、患者の体に対する、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対を構成する電極の位置、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対を構成する電極によって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも１つに基づいて、モニタを行なうように構成される。
【００１５】
ある実施の形態では、複数の電極は、すべてが共通面に位置するとは限らない少なくとも４つのＥＣＧ検知電極を含む。
【００１６】
ある実施の形態に従うと、モニタ回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号と、複数の異なる対から選択された別の少なくとも１つの対によって与えられた信号との位相差に基づいて、モニタを行なうように構成される。
【００１７】
別の実施の形態に従うと、モニタ回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対によって与えられた信号の品質、および、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対を構成する電極によって定められる面に基づいて、モニタを行なうように構成される。
【００１８】
さらに別の実施の形態に従うと、モニタ回路は、複数の異なる対各々によって与えられた信号を解析するように、かつ、電極信号取得回路に対し、複数の異なる対のうち少なくとも１つを選択するよう命令して、患者の体に対する、複数の異なる対から選択された少なくとも１つの対を構成する電極の位置、および、患者の心臓の心周期に基づいて、モニタを行なうように構成される。
【００１９】
ある実施の形態に従うと、モニタ回路は、複数の異なる対のうち少なくとも３つを選択して、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号の品質、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対各々によって与えられた信号間の位相差、患者の体に対する、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対を構成する電極の位置、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対を構成する電極によって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも１つに基づいて、モニタを行なうように構成される。さらなる実施の形態に従うと、モニタ回路は、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対のうち少なくとも２つを選択して第１の期間中モニタを行ない、かつ、複数の異なる対から選択された少なくとも３つの対のうち異なる少なくとも２つの対を選択して第２の期間中モニタを行なうように構成される。
【００２０】
ある実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極は少なくとも３つのＥＣＧ検知電極を含む。
【００２１】
ある実施の形態に従うと、電極信号取得回路は、選択回路と複数の差動増幅器とを含む。選択回路は複数の入力と複数の出力とを有し、選択回路の複数の入力はそれぞれ複数の電極に電気的に結合される。複数の差動増幅器は各々、一対の入力と１つの出力とを有し、一対の入力を構成する入力はそれぞれ選択回路の複数の出力に電気的に結合され、複数の差動増幅器の各出力は、各差動増幅器の一対の入力を構成する入力間の差に相当する出力信号を与える。
【００２２】
電極信号取得回路が複数の差動増幅器と選択回路とを含む別の実施の形態に従うと、複数の差動増幅器は、複数の電極の各固有の対に対する１つの差動増幅器を含む。この実施の形態において、選択回路は、複数の差動増幅器の少なくとも１つの出力を選択してモニタ回路に与えるように構成される。
【００２３】
別の実施の形態に従うと、電極信号取得回路は、アナログマルチプレクサとアナログデジタル変換器とを含む。アナログマルチプレクサは、複数の入力と１つの出力とを有し、複数の入力はそれぞれ複数の電極に電気的に結合され、アナログデジタル変換器は、アナログマルチプレクサの出力に電気的に結合された入力を有する。この実施の形態のある局面に従うと、アナログデジタル変換器のサンプリングレートは、複数の電極各々によって与えられる信号の所望のサンプリングレートの少なくともＮ倍であり、Ｎはモニタ対象の複数の電極の数である。この実施の形態の別の局面に従うと、モニタ回路は少なくとも１つのプロセッサを含み、このプロセッサは、複数の電極のうちの第１の電極に対応する第１のデジタル信号と、複数の電極のうちの第２の電極に対応する第２のデジタル信号とを受け、第１および第２のデジタル信号のうち一方を反転させ、第１および第２のデジタル信号のうちの反転させた一方の信号と、第１および第２のデジタル信号のうちの他方の信号との和を求めることにより、第１の電極と第２の電極との対によって与えられた信号を解析するように、構成される。
【００２４】
別の実施の形態に従うと、電極信号取得回路は複数のアナログデジタル変換器を含み、複数のアナログデジタル変換器それぞれの入力は、複数の電極にそれぞれ電気的に結合される。ある実施の形態において、複数のアナログデジタル変換器は各々、シリアルバスによって、複数のアナログデジタル変換器のうちの別のアナログデジタル変換器に接続される。
【００２５】
本発明の別の局面に従い、ＥＣＧ信号をモニタする方法が提供される。ある実施の形態において、この方法は、複数のＥＣＧセンサの中から、複数の異なるＥＣＧセンサ対を選択するステップと、複数の異なる対各々によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別して、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号の品質、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号と、複数の異なる対のうち識別された別の少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号との位相差、患者の体に対する、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のＥＣＧセンサの位置、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のＥＣＧセンサによって定められる面、および、患者の心臓の心周期のうち、少なくとも１つに基づいて、モニタを行なうステップと、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対をモニタするステップとを含む。
【００２６】
ある実施の形態に従うと、複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別してモニタを行なうステップは、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号の品質、および、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号と、複数の異なる対のうち識別された別の少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号との位相差に基づく。
【００２７】
ある実施の形態において、複数のＥＣＧセンサの中から複数の異なるＥＣＧセンサ対を選択するステップは、複数のＥＣＧセンサの中から、各固有のＥＣＧセンサ対を選択するステップを含み、複数の異なる対各々によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップは、各固有のＥＣＧセンサ対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップを含む。
【００２８】
さらなる実施の形態において、モニタするステップは、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対をモニタして心不整脈を検出するステップを含む。ある実施の形態に従うと、この方法はさらに、モニタするステップに応じて心不整脈を検出するステップと、検出された心不整脈が、除細動を患者の体に与えることによって治療できるタイプの心不整脈であると判断するステップと、少なくとも１つの除細動パルスを患者の体に与えるステップとを含む。
【００２９】
別の実施の形態において、この方法は、モニタするステップに応じて心不整脈を検出するステップと、心不整脈を検出するステップに応じて少なくとも１つのさらなるＥＣＧセンサ対を選択し、この少なくとも１つのさらなる対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、検出された心不整脈が、上記少なくとも１つのさらなる対のＥＣＧ信号にもあると判断するステップと、検出された心不整脈が、除細動を患者の体に与えることによって治療できるタイプの心不整脈であると判断するステップと、少なくとも１つの除細動パルスを患者の体に与えるステップとをさらに含む。
【００３０】
代替の実施の形態において、この方法は、モニタするステップに応じて心不整脈を検出するステップと、心不整脈を検出するステップに応じて少なくとも１つのさらなるＥＣＧセンサ対を選択し、この少なくとも１つのさらなる対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、検出された心不整脈が、上記少なくとも１つのさらなる対のＥＣＧ信号にもあると判断するステップと、心不整脈検出の信頼度を高めるステップとをさらに含む。
【００３１】
別の実施の形態において、この方法は、モニタするステップに応じて心不整脈を検出するステップと、心不整脈の検出に応じて少なくとも１つのさらなるＥＣＧセンサ対を選択し、この少なくとも１つのさらなる対によって与えられたＥＣＧ信号を解析するステップと、検出された心不整脈が、上記少なくとも１つのさらなる対のＥＣＧ信号にはないと判断するステップと、心不整脈検出の信頼度を下げるステップとをさらに含む。
【００３２】
ある実施の形態に従うと、選択するステップ、解析するステップ、および識別するステップは、周期的間隔で繰返される。
【００３３】
別の実施の形態に従うと、複数のＥＣＧセンサは、患者の体の周囲に着用される衣服に組込まれ、選択するステップ、解析するステップ、および識別するステップは、この衣服が患者の体の周囲に配置されるたびに行なわれる。
【００３４】
複数のＥＣＧセンサが患者の体の周囲に着用される衣服に組込まれる別の実施の形態に従うと、この方法はさらに、患者の激しい身体活動を検出するステップと、患者の激しい活動を検出するステップに応じて、選択するステップ、解析するステップ、および識別するステップを繰返すステップとを含む。
【００３５】
別の実施の形態に従うと、この方法は、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のうちのＥＣＧセンサの第１の対によって与えられたＥＣＧ信号の品質が、定められたしきい値を下回ると判断するステップと、ＥＣＧセンサの別の対を選択してＥＣＧセンサの第１の対と置換えるステップと、ＥＣＧセンサの上記別の対をモニタするステップとをさらに含む。
【００３６】
さらに別の実施の形態に従うと、この方法は、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対のうちのＥＣＧセンサの第１の対によって与えられたＥＣＧ信号の品質から、第１の対のＥＣＧセンサのうち１つ以上が、患者の体との接触を少なくとも部分的に失っている可能性があると判断するステップと、ＥＣＧセンサの別の対を選択してＥＣＧセンサの第１の対と置換えるステップと、ＥＣＧセンサの上記別の対をモニタするステップとをさらに含む。
【００３７】
ある実施の形態に従うと、複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別してモニタを行なうステップは、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対によって与えられたＥＣＧ信号の品質、および、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対を構成するＥＣＧセンサによって定められる面に基づく。
【００３８】
別の実施の形態に従うと、複数の異なる対のうち少なくとも１つを識別してモニタを行なうステップは、患者の体に対する、複数の異なる対のうち識別された少なくとも１つの対を構成するＥＣＧセンサの位置、および、患者の心臓の心周期に基づく。
【００３９】
さらに他の局面、実施の形態、および上記代表的な局面および実施の形態の利点について、以下で詳細に説明する。加えて、上記情報および下記詳細な説明はいずれも、本発明の多様な局面および実施の形態の例を示したものにすぎず、請求項に記載の局面および実施の形態の性質および特徴を理解するための概要または枠組を提供することを意図していることが、理解されるはずである。本明細書に開示される任意の実施の形態を、任意の他の実施の形態と、本明細書において開示される発明の少なくとも１つの局面に従う任意のやり方で、組合わせてもよい。「ある実施の形態」、「いくつかの実施の形態」、「代替の実施の形態」、「さまざまな実施の形態」、「１つの実施の形態」、「少なくとも１つの実施の形態」、「上記およびその他の実施の形態」等の記載は、必ずしも相互排他的ではなく、その実施の形態に関連して記載された特定の特徴、構造、または特性がその少なくとも１つの実施の形態に含まれ得ることを示すことを意図している。本明細書で使用されているこのような用語は必ずしもすべてが同じ実施の形態を示している訳ではない。さらに、本文献と、本明細書に引用により援用される文献との間で用語の使用法の不一致がある場合、引用された文献におけるその用語の使用法は、本文献を補足するものであって、調和しがたい不一致については、本文献における用語の使用法を基準とする。
【００４０】
添付の図面は正しい縮尺で描くことを意図したものではない。これらの図面では、さまざまな図面に示されている同一またはほぼ同一の構成要素各々に、同様の番号を付している。明確にするために、すべての図面ですべての構成要素に名称が与えられている訳ではない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１Ａ】携帯型医療装置の電極システムを示しており、このシステムでは、複数のＥＣＧ検知電極が、患者の体の上に着用されることが可能なシャツまたはベストといった衣服に組込まれ、これら電極は全体的に患者の心臓の面に配置されている。
【図１Ｂ】携帯型医療装置の代替の電極システムを示しており、このシステムでは、複数のＥＣＧ検知電極が図１Ａに示されるような衣服に組込まれているが、これら電極は患者の胴体の周囲に分散配置されている。
【図１Ｃ】携帯型医療装置の代替の電極システムを示しており、このシステムでは、複数のＥＣＧ検知電極が、患者の体の上に着用されることが可能なベルトといった衣服に組込まれ、これら電極は全体的に患者の心臓の面に配置されている。
【図１Ｄ】携帯型医療装置の代替の電極システムを示しており、このシステムでは、複数のＥＣＧ検知電極が、患者の身体の上に着用されることが可能なベルトといった衣服に組込まれ、これら電極は患者の胴体の一部の周囲に分散配置されている。
【図１Ｅ】携帯型医療装置のさらなる代替の電極システムを示しており、このシステムでは、複数のＥＣＧ検知電極がハーネスといった衣服に組込まれ、これら電極は患者の胴体の周囲に配置されている。
【図１Ｆ】携帯型医療装置の代替の電極システムを示しており、このシステムでは、複数のＥＣＧ検知電極が患者の胴体に直接装着されている。
【図１Ｇ】図１Ａ〜図１Ｆの電極システムの平面図を示す。
【図２Ａ】本発明の実施の形態において使用し得る電極信号取得回路を示しており、この回路は、ＥＣＧ検知電極の複数の異なる対から、信号対雑音比を最大にしかつ電極によって与えられる位相弁別を最大にする電極の対を選択する。
【図２Ｂ】図２Ａの回路と同様であるが、ＥＣＧ検知電極のうち１つ以上を被駆動接地電極として使用できるようにする機能を含む、本発明の別の実施の形態に従う電極信号取得回路を示す。
【図２Ｃ】図２Ｂの回路と同様であり、ＥＣＧ検知電極のうち１つ以上を被駆動接地電極として使用できるようにする、本発明の別の実施の形態に従う電極信号取得回路を示す。
【図３】本発明の実施の形態において使用し得る代替の電極信号取得回路を示す。
【図４】本発明の実施の形態において使用し得る制御部の機能ブロック図である。
【図５】図４の制御部の少なくとも１つのプロセッサが実施し得る電極選択プロセスのフロー図である。
【図６】図４の制御部の少なくとも１つのプロセッサが実行し得るノイズ／離脱検出プロセスのフロー図である。
【図７】図４の制御部の少なくとも１つのプロセッサが実行し得るモニタおよび解析ルーチンのフロー図である。
【図８】図４の制御部の少なくとも１つのプロセッサが実行し得る代替のモニタおよび解析ルーチンのフロー図である。
【図９】本発明の実施の形態において使用し得るさらなる代替の信号取得回路を示す。
【図１０】本発明の実施の形態において使用し得るさらに別の代替の信号取得回路を示す。
【図１１】本発明の実施の形態において使用し得る別の代替の信号取得回路を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
詳細な説明
本発明の応用は、以下の説明に記載されたまたは図面に示された構成要素の構造の細部および配置に限定されない。本発明には他の実施の形態が可能であり、本発明はさまざまなやり方で実施または実行できる。また、本明細書で使用される表現および用語は、説明を目的としたものであって限定とみなされるべきではない。「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」、「伴う」およびこれらの変形の使用は、以下に示されるアイテム、その均等物、およびさらなるアイテムを包含することを意図している。
【００４３】
本明細書にその全体を引用により援用する米国特許第５，９４４，６６９号には、検出された心疾患の治療を開始するのに使用し得る、患者の心機能を検知するための方法および装置が記載されている。ＥＣＧ検知電極は患者の心臓からＥＣＧ信号を得るために使用され、これらＥＣＧ信号は、さまざまな技術を用いて解析されて、患者の心臓の活動を示す情報、および、除細動といった治療を開始すべき治療可能な心疾患があるか否かを示す情報を提供する。本明細書に記載のＥＣＧ検知電極の複数の対は、ＥＣＧ検知電極の異なる対から受けた信号を互いに比較することによって信頼度または検出を改善することにより、電極のうち１つ以上にあるノイズを識別できるようにし、検知電極のうち１つ以上の離脱等が生じた場合であってもモニタリングを提供し得るようにするために、使用される。
【００４４】
本発明の実施の形態は、米国特許第５，９４４，６６９号（以下「‘６６９特許」）に記載されているような着用可能な医療装置において使用して、心機能のモニタ、検出された心疾患の治療の開始、または双方を行なうことができる電極システムに向けられている。以下で詳細に説明するように、本発明の実施の形態は主として複数のＥＣＧ検知電極からの信号をモニタすることに関して記載されているが、本明細書に記載の技術は、ＥＣＧ検知電極以外の他の種類のセンサとともに使用すべく容易に拡張し得ることが理解されるはずである。たとえば、他の種類のセンサは、多軸加速度計、パルス酸素センサ、温度センサ、呼吸数センサ、胸部インピーダンスセンサ、血圧センサ、音響センサ等といった、活動センサを含み得る。
【００４５】
図１Ａに示されるように、本発明のある実施の形態において、電極システム１００は、患者の体の周囲において異なる軸方向の位置に配置され、患者の胴体上に着用されるシャツまたはベストといった衣服２０ａに組込まれた複数のＥＣＧ検知電極１０を含む。図１Ａ（および図１Ｂ〜図１Ｆ）に示されるように、実線で示されているＥＣＧ電極は患者の体の前側に配置され、点線で示されているＥＣＧ電極は患者の体の背中側に配置される。図面には示されていないが、これら複数のＥＣＧ検知電極１０は一般的に、患者の体の側部に配置された電極と、患者の体の前側および背中側に配置された電極とを含むことが理解されるはずである。
【００４６】
これら複数のＥＣＧ検知電極１０は、たとえば衣服２０ａに接着剤または面ファスナによって装着された、衣服２０ａに磁気によって装着された、またはこれに代えて衣服２０ａに縫い込まれた、離散乾式検知容量性または導電性電極であってもよい。また、これに代えて、ＥＣＧ検知電極のうちいくつかまたはすべてが、本明細書にその全体を引用により援用する、代理人整理番号Ｚ２０１１−７００５１０の、２０１１年５月１７日に提出された「着用可能な治療装置」と題する米国特許出願第１３／１０９，０７９号に記載されているような、衣服２０ａに縫込まれた導電性の糸から形成されてもよい。本発明は特定の種類のＥＣＧ検知電極または装着方法に限定されず、湿式ＥＣＧ検知電極を含めさまざまな種類のＥＣＧ検知電極、および患者の体に対する接着剤による装着を含むさまざまな装着方法を使用できることが、理解されるはずである。さらに、本発明の実施の形態は主として、ワイヤによって制御部に電気的に結合されたＥＣＧ検知電極に関して記載されているが、本発明はこれに限定されず、本発明の実施の形態は、以下でさらに説明するようにＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＵＳＢ、ＺｉｇＧｅｅ（登録商標）、無線イーサネット（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）等の無線通信インターフェイスおよびプロトコルを用いて制御部と通信するＥＣＧ検知電極に対しても使用できる。
【００４７】
図１Ａに示されるように、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の体の周囲において、概ね患者の心臓の面の、間隔が空いた軸方向の位置に、配置される。本発明のある実施の形態に従うと、ＥＣＧ検知電極１０は、患者の体の周囲において、概ね対向する電極対（たとえばＥＣＧ検知電極１０ａ、１０ｂ）として配置される。これら電極はシャツまたはベストといった衣服２０ａに組込まれている。しかしながら本発明はこれに限定されない。複数のＥＣＧ検知電極１０の位置を変えて、患者の脊椎の真上といった患者にとって不快さが増すような場所に電極を配置しないようにしてもよい。絶縁リードワイヤ１５が複数のＥＣＧ検知電極１０の各ＥＣＧ検知電極を、以下で図２Ａ〜図２Ｃ、図３、図９、図１０、および図１１と関連付けてより詳細に説明するような信号取得回路を含み得る制御部３０に、電気的に結合する。図には示されていないが、絶縁リードワイヤ１５は各々、制御部３０のソケットに収容されるコネクタに電気的に接続されてもよい。制御部３０は、患者が容易に着用できるよう、衣服２０ａに装着されてもよく、ベルトに装着されてもよく、ホルスタに収容されてもよく、またはクリップに装着されてもよい。または、患者が制御部３０をその他の任意の好都合なやり方で携行してもよい。図に示されているように、電極システム１００はまた、衣服２０ａに装着され、絶縁リードワイヤ１８によって制御部３０に電気的に結合された、少なくとも１つの被駆動接地電極１２を含む。この少なくとも１つの被駆動接地電極１２を、‘６６９特許に記載されているやり方で使用することにより、ノイズの影響を減じるおよび／またはＥＣＧ検知電極が離脱したか否か検出することができる。被駆動接地電極を用いてノイズの影響を打消すことは好ましいが、電極１２は能動的に駆動される必要はなく、単に受動回路グラウンドであってもよいことが理解されるはずである。
【００４８】
図１Ｂは、複数のＥＣＧ検知電極１０がここでも患者の胴体の上に着用されるシャツまたはベスト等の衣服２０ａに組込まれた、本発明の代替の実施の形態に従う電極システム１００を示している。しかしながら、図１Ｂに示される実施の形態において、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の心臓の面に概ね位置するのではなく、患者の胴体の周りに分散配置されている。図１Ａの実施の形態のように、複数のＥＣＧ検知電極１０は、それぞれ絶縁されたリードワイヤ１５（図解を容易にするためにすべてのリードワイヤは示されていない）によって制御部３０に電気的に接続されているが、無線ＥＣＧ検知電極をこれに代えて使用してもよい。電極システム１００はまた、衣服２０ａに装着され絶縁リードワイヤ１８によって制御部に電気的に結合された少なくとも１つの被駆動接地電極１２を含む。図面には被駆動接地電極１２が１つしか示されていないが、複数の被駆動接地電極を使用してもよいことが理解されるはずである。たとえば、複数の被駆動接地電極を設け、これら被駆動接地電極のうち１つを特定のＥＣＧ検知電極対に対して使用し、被駆動接地電極のうち別の被駆動接地電極を他のＥＣＧ検知電極対に対して使用してもよい。さらに、ある実施の形態では、上記少なくとも１つの被駆動接地電極を異なるＥＣＧ検知電極対に対して使用するように切替えてもよい。たとえば、被駆動接地電極のうち１つが離脱したまたは患者の体との接触状態が悪いと判断された場合、別の被駆動接地電極をその代わりに使用できる。
【００４９】
複数のＥＣＧ検知電極１０は、概ね対向する電極の対（たとえばＥＣＧ電極１０ａ、１０ｂ）として配置してもよく、または、単に患者の胴体の周囲において間隔を空けて配置してもよい。図１Ｂには示されていないが、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の心臓の面に概ね位置する間隔が空いた軸方向の位置にある第１の電極グループと、患者の胴体の周囲において変化する位置にある第２の電極グループとを含んでいてもよい。以下でさらに詳細に説明するように、ＥＣＧ検知電極は、すべてが患者の心臓の面に共通配置されているとは限らないので、患者の心臓と交差する異なる面に対応し得る異なるＥＣＧ検知電極対を選択することができる。さらに、図１Ｂには示されていないが、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の胴体の側部ならびに患者の前側および背中側に位置するＥＣＧ検知電極を含み得る。図１Ｂの実施の形態は図１Ａの実施の形態と実質的に同様であるため、これら実施の形態双方に共通する要素に関する説明はここでは繰返さない。
【００５０】
図１Ｃは、本発明のさらなる実施の形態に従う電極システム１００を示しており、この実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極１０が、ここでも患者の体の周りにおいて異なる軸方向位置に配置され、図１Ａと同様、患者の心臓の面に概ね位置している。しかしながら、図１Ｃに示される実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の胴体の周りに着用されるベルト等の衣服２０ｂに組込まれている。図１Ａおよび図１Ｂの電極システムと同様、図１Ｃの電極システム１００は、接着剤または固定具によって衣服２０ｂに装着された、磁気によって衣服２０ｂに装着された、または衣服２０ｂに縫込まれた、離散乾式検知容量性または導電性電極といった任意の種類のＥＣＧ検知電極を含み得る。図１Ａおよび図１Ｂの実施の形態と同様、複数のＥＣＧ検知電極１０は、概ね対向する電極の対（たとえばＥＣＧ検知電極１０ａ、１０ｂ）として患者の体の周りに配置されてもよく、または単に患者の胴体の周りで軸方向に間隔を空けて配置してもよい。リードワイヤ１５（図解を容易にするためにすべてのリードワイヤは示されていない）は、複数のＥＣＧ検知電極１０のうちの各ＥＣＧ検知電極を、患者の体によって着用されまたは携行されてもよい制御部３０に、電気的に結合する。これに代えて無線ＥＣＧ検知電極を使用してもよいことが理解されるはずである。図１Ａおよび図１Ｂに関して先に述べた実施の形態のように、図１Ｃの電極システム１００も、衣服２０ｂに装着され、ノイズの影響を減じるためおよび／またはＥＣＧ検知電極が離脱したか否かを検出するために使用し得る少なくとも１つの被駆動接地電極１２を含む。この少なくとも１つの被駆動接地電極１２は、複数のＥＣＧ検知電極１０と同じ面に配置されてもよく、または異なる面に配置されてもよい。いくつかの実施の形態では、この少なくとも１つの被駆動接地電極１２を、図１Ｅに関して以下でさらに述べるように、電気ショックを患者の心臓に与える治療電極として使用してもよい。図１Ｃには示されていないが、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の胴体の側部ならびに患者の前側および背中側に配置されたＥＣＧ検知電極を含み得る。
【００５１】
図１Ｄは、本発明のさらに別の実施の形態に従う電極システム１００を示しており、この実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極１０がここでも患者の胴体の上に着用されるベルト等の衣服２０ｂに組込まれているが、複数のＥＣＧ検知電極１０は患者の胴体の周りにおいてより広い範囲にわたって分散配置されている。図１Ａ〜図１Ｃの実施の形態のように、複数のＥＣＧ検知電極１０はそれぞれ絶縁リードワイヤ１５（図解を容易にするためにすべてのリードワイヤは示されていない）によって制御部３０に電気的に結合され、電極システム１００は少なくとも１つの被駆動接地電極１２も含む。この少なくとも１つの被駆動接地電極１２は、複数のＥＣＧ検知電極と同じ面に概ね配置された第１の被駆動接地電極と、異なる面に配置された第２の被駆動接地電極とを含む。これら複数のＥＣＧ検知電極１０は、対にして（たとえばＥＣＧ電極１０ａ、１０ｂ）配置してもよく、または単に患者の胴体の周りにおいて間隔を空けて配置してもよい。図１Ｄの実施の形態は図１Ａ〜図１Ｃの実施の形態と実質的に同様であるため、図１Ａ〜図１Ｃに共通する要素に関するさらなる説明は繰返さない。
【００５２】
図１Ｅは、本発明の代替の実施の形態に従う電極システム１００を示しており、この実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極１０はここでも衣服２０ｃに組込まれている。しかしながら、この実施の形態では、衣服２０ｃは、ライフベスト（登録商標）着用可能な電気除細動器で使用されているようなハーネスの形態で構成される。このハーネスは、異なる体形およびサイズに合うように容易に調整できる、調整可能なベルト１１０および調整可能なショルダストラップ１２０を含む。
【００５３】
図１Ｅに示されるように、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の体の周りにおいて、衣服２０ｃのベルト１１０およびショルダストラップ１２０に沿ったさまざまな場所に配置されている。上記実施の形態と同様、これら複数のＥＣＧ検知電極１０は、たとえば接着剤、面ファスナ、または縫込むことによって衣服２０ｃに装着された離散乾式容量性または導電性電極であってもよく、または、これに代えて、電極は、衣服２０ｃに縫込まれた導電性の糸から形成されてもよい。上記実施の形態と同様、これら複数のＥＣＧ検知電極１０は、概ね対向する電極の対（たとえばＥＣＧ検知電極１０ａおよび１０ｂ）として配置されてもよく、または、これに代えて対にせずに単に患者の体の周りのさまざまな場所に配置してもよい。図１Ｅには示されていないが、これら複数のＥＣＧ検知電極１０は一般的に、患者の体の側部に配置されたＥＣＧ検知電極、ならびに、患者の体の前側および背中側に配置されたＥＣＧ検知電極を含む。
【００５４】
図１Ａ〜図１Ｄの実施の形態と同様、図１Ｅの電極システム１００は、それぞれ絶縁リードワイヤ１５によって複数のＥＣＧ検知電極１０各々に電気的に結合された制御部３０を含み得るが、これに代えて無線ＥＣＧ検知電極を使用してもよい。制御部３０は、図２Ａ〜図２Ｃ、図３、図９、図１０、および図１１に関して以下でより詳細に説明するもののような信号取得回路を含み得るものであり、この制御部も、患者からのＥＣＧ信号をモニタするだけでなくＥＣＧ信号を解析して患者に対する電気ショック療法をこのような治療が認められるのであれば開始し得るコントローラを含み得る。制御部３０は、患者が容易に着用できるよう、衣服２０ｃに組込まれてもよく、ベルト１１０に装着されてもよく、ホルスタ（図示せず）に収容されてもよく、またはクリップに装着されてもよい。または、制御部３０を患者が他の任意の好都合なやり方で携行してもよい。
【００５５】
上記実施の形態と同様、電極システム１００はまた、少なくとも１つの被駆動接地電極１２を含む。図１Ｅに示されているように、少なくとも１つの実施の形態では、この少なくとも１つの被駆動接地電極は、３つの被駆動接地電極１２ａ、１２ｂ、および１２ｃを含む。被駆動接地電極１２ａ〜１２ｃを、‘６６９特許に記載のやり方で使用して、ノイズの影響を減じるおよび／またはＥＣＧ検知電極が離脱したか否か検出することができる。本発明のある実施の形態において、被駆動接地電極１２ａ〜１２ｃを、治療電極として使用して、除細動ショックをこのような治療が認められるのであれば患者に与えることもできる。この実施の形態では、電極１２ａおよび１２ｂは電気的に結合され第１の治療電極として作用し、電極１２ｃは第２の治療電極として作用する。２つの治療電極を使用することにより、２相性ショックを患者の体に与えることができ、この場合２つの治療電極のうち第１の治療電極が２相性ショックの第１の相を与え他方の治療電極はリターンとして作用し、この他方の治療電極が２相性ショックの第２の相を与え第１の治療電極はリターンとして作用する。いくつかの実施の形態では、単相性ショックまたはその他の種類のエネルギの除細動パルスを使用してもよい。
【００５６】
図１Ｆは、複数のＥＣＧ検知電極１０を含む本発明の別の実施の形態に従う電極システム１００を示す。図１Ａ〜図１Ｅに関して説明した実施の形態とは異なり、複数のＥＣＧ検知電極１０各々および少なくとも１つの被駆動接地電極１２は、衣服２０ａ、２０ｂまたは２０ｃに装着されるまたは組込まれるのではなく、患者の体に直接装着される。上記実施の形態と同様、複数のＥＣＧ検知電極１０は各々、それぞれの絶縁ワイヤ１５（図解を容易にするためにすべてのワイヤは示されていない）によって制御部３０に電気的に結合され、電極システム１００は、絶縁リードワイヤ１８によって制御部３０に電気的に結合された少なくとも１つの被駆動接地電極１２を含む。本発明のある局面に従うと、制御部３０は、複数のＥＣＧ検知電極１０の中から、信号レベル、ノイズ、位相弁別、または他の基準に関して最も良いＥＣＧ信号を与える電極の対を選択することができる信号取得回路を含み得る。上記図１Ａ〜図１Ｅの実施の形態と同様、複数のＥＣＧ検知電極１０は、概ね対向する電極の対（たとえばＥＣＧ検知電極１０ａ、１０ｂ）として患者の体の周りに配置してもよく、または単に患者の胴体の周りに間隔を空けて配置してもよい。図１Ｆには示されていないが、複数のＥＣＧ検知電極１０は、典型的には患者の胴体の側部に配置されたＥＣＧ検知電極、ならびに患者の前側および背中側に配置されたＥＣＧ検知電極を含む。図１Ａ〜図１Ｅの実施の形態は、衣服２０ａ〜２０ｃに組込まれたＥＣＧ検知電極に加えて、患者の体に直接装着された１つ以上のＥＣＧ検知電極（または被駆動接地電極）をさらに含んでいてもよいことが理解されるはずである。
【００５７】
図１Ｇは、図１Ａ〜図１Ｅの電極システム１００の平面図を示す。図に示されているように、複数のＥＣＧ検知電極１０は、患者の体の周囲において異なる軸方向位置に配置されているが、これらは１つの面に配置されている必要はない。実際、少なくとも１つの実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極は、すべてが１つの面に位置しているとは限らないので、異なる面に対応する電極対が選択される場合がある。さらに、複数のＥＣＧ検知電極１０は、概ね全く反対側にある電極対（たとえば電極１０ａおよび１０ｂ、電極１０ｃおよび１０ｄ）として配置されるものとして示されているが、本発明はこれに限定されないことが理解されるはずである。図１Ｇに示される実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極１０は１６のＥＣＧ検知電極を含み、各ＥＣＧ検知電極は隣接するＥＣＧ検知電極から約２２．５°間隔を空けて配置されている。別の実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極１０は１２の検知電極を含み、各ＥＣＧ検知電極は隣接するＥＣＧ検知電極から約３０°間隔を空けて配置されている。さらなる実施の形態では、複数のＥＣＧ検知電極は、約２０°間隔を空けて配置された１８の検知電極を含む。設けるＥＣＧ検知電極の数がこれらより多くても少なくてもよく、たとえばわずか３つでもよいこと、および、ＥＣＧ検知電極のうちいくつかまたはすべてが患者の心臓と交差する水平面の外側に位置していてもよいことが、理解されるはずである。
【００５８】
好都合なことに、複数の電極を使用することにより、異なるＥＣＧ検知電極対を選択でき、この選択により、信号レベル、ノイズ耐性、位相差、心不整脈検出特異性、またはその他の基準に関して、より良いまたはより望ましいＥＣＧ信号が得られる。たとえば、ＥＣＧ検知電極１０ａを、ＥＣＧ検知電極１０ｂではなくＥＣＧ検知電極１０ｋまたは１０ｊいずれかと対にすることができる。これは、このような対を形成することによって、より良いＥＣＧ信号レベル、より良いノイズ耐性、または最大位相弁別が得られる場合、または、ＥＣＧ検知電極１０ｂが離脱したまたは患者の体との接触状態が悪いと判断された場合に、行なわれる。同様の位相差を有するまたは異なる位相差を示す異なるＥＣＧ検知電極対を選択して互いに比較してもよい。ノイズを除去するためまたはさらなる情報を引出すために、たとえば、約１８０°離れたＥＣＧ検知電極１０ｇおよび１０ｈを対にしＥＣＧ信号を（同様に１８０°離れた）ＥＣＧ検知電極１０ｃおよび１０ｄからのＥＣＧ信号と比較してもよく、またはこれに代えて、ＥＣＧ検知電極１０ｇおよび１０ｈを対にしＥＣＧ信号を約９０°離れたＥＣＧ検知電極１０ｂおよび１０ｄからのＥＣＧ信号と比較してもよい。複数のＥＣＧ検知電極１０すべてが１つの面にあるとは限らない場合、異なる面に対応するＥＣＧ検知電極対を選択してもよい。異なるＥＣＧ検知電極対を別々にする必要はないことが理解されるはずである。たとえば、ＥＣＧ検知電極１０ａをＥＣＧ検知電極１０ｂと対にしＥＣＧ信号をＥＣＧ検知電極１０ａおよび１０ｃからのＥＣＧ信号および／またはＥＣＧ検知電極１０ａおよび１０ｄからのＥＣＧ信号と比較してもよい。
【００５９】
図２Ａは、本発明の実施の形態において使用されて、複数のＥＣＧ検知電極の中から、信号対雑音比、位相弁別、またはその他の基準に関して所望のＥＣＧ信号を与える電極対を選択するとともに、これらＥＣＧ信号をさらなる信号調整、処理、解析および／またはモニタのために下流の回路に与えることができる、信号取得回路を示す。好都合なことに、図２Ａに示される信号取得回路２００を‘６６９特許の図２ａ〜図２ｃの不整脈検出システムに関して説明されているアナログデジタル変換および信号調整ブロック１４に対するフロントエンドとして使用してもよい。
【００６０】
図示のように、信号取得回路２００は、差動回路２２０に電気的に結合された選択回路２１０を含む。複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐ各々からの信号は、選択回路２１０の各入力２１２に与えられる。１つ以上の被駆動接地電極１２からの信号も、選択回路２１０の入力２１２に与えられ、信号を被駆動接地電極１２で送信し、信号を複数のＥＣＧ検知電極各々で受けた信号と比較することによって、特定のＥＣＧ検知電極が離脱したか否か識別するかまたは特定のＥＣＧ検知電極に関するノイズの問題を識別してもよい。選択回路２１０は、差動回路２２０の入力２２２にそれぞれ電気的に結合された複数の出力２１６を含む。動作時、選択回路２１０は、多出力マルチプレクサと同様に動作し、複数の制御入力２１４を含むことによって信号を異なるＥＣＧ検知電極および／または被駆動接地電極から選択しこれら選択した信号を差動回路２２０の入力２２２に与える。１つの選択回路ではなく複数の従来の信号出力マルチプレクサを用いて同じ機能を得てもよいことが理解されるはずである。
【００６１】
差動回路２２０は、複数のアナログ差動計測増幅器２２０ａ、２２０ｂ、…２２０ｎを含み、これらは、異なるＥＣＧ検知電極対および／または各ＥＣＧ検知電極と被駆動接地電極との異なる対からの信号を受け、これらの差に相当する各差動出力信号２２６を与える。増幅器２２０ａ、２２０ｂ、…２２０ｎ各々に与えられた信号が異なるＥＣＧ検知電極によって与えられた信号に対応する場合、差動ＥＣＧ信号が与えられる。次に、この差動アナログＥＣＧ信号を、‘６６９特許の図２ａ〜図２ｃに関して説明されているもののような不整脈検出システムのアナログデジタル変換および信号調整ブロックによってデジタル変換し調整してから、着用可能な除細動器といった不整脈モニタおよび／または治療システムによるさらなる解析および／またはモニタが行なわれてもよい。
【００６２】
図２Ｂは、本発明の実施の形態において使用されて、複数のＥＣＧ検知電極の中から、信号対雑音比、位相弁別、またはその他の基準に関して所望のＥＣＧ信号を与える電極対を選択するとともに、これらＥＣＧ信号をさらなる信号調整、処理、解析および／またはモニタのために下流の回路に与えることができる、代替の信号取得回路を示す。この信号取得回路２００ｂは、図２Ａに関して述べた信号取得回路２００ａと実質的に同様であり、したがって、選択回路２１０のみが図２Ｂに示されており、差動回路２２０といった回路２００ａの他の部分は示されていない。しかしながら、信号取得回路２００ｂは、任意のＥＣＧ検知電極対を選択できることに加えて、さらに、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうち任意の電極を被駆動接地電極として使用されるようにすることができる。
【００６３】
信号処理技術の当業者には周知のように、被駆動接地電極は、ＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐといったセンサのうち大半またはすべてに共通し得るノイズを除去するのによく使用される。ＥＣＧ検知電極といったセンサのうちいくつかまたはすべてにあるノイズ信号を合計し、次に反転させ、その後被駆動接地回路に注入する。センサが患者の体に取付けられたＥＣＧ検知電極の場合、反転させた信号を動的に患者の体の上に駆動し、この信号がＥＣＧ検知電極によってピックアップされて、通常検出されるノイズが効果的に打消されてもよい。
【００６４】
しかしながら、図１Ａ〜図１Ｆに関して説明した着用可能な医療装置のような着用可能な医療装置では、被駆動接地信号を患者の体に送るために使用される被駆動接地電極１２が、離脱する、患者の体から離れる、または単に適切に機能しない場合がある。実際、たとえ被駆動接地電極１２が患者の体と十分に接触しており適切に機能していたとしても、被駆動接地電極は最適ではない場所に位置している可能性がある。上記のような状態のうちいずれかが発生すると、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうち１つ以上を被駆動接地電極として使用してもよい。本発明のこの局面について次に図２Ｂを参照しながらより詳細に説明する。
【００６５】
図２Ｂに示されるように複数の信号パッド２３０を設けることができる。信号パッド２３０ａ〜２３０ｐは各々被駆動接地回路（図示せず）に電気的に結合される。複数のスイッチ２３２が設けられ、スイッチ２３２ａ〜２３２ｐは各々、対応するＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐと、選択回路２１０の対応する入力２１２ａ〜２１２ｐとの間に電気的に結合される。各スイッチ２３２ａ〜２３２ｐは２つの位置のうち１つの位置を取ることができる。第１の位置では、スイッチ２３２は、ＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐを、選択回路の対応する入力２１２ａ〜２１２ｐにそれぞれ電気的に結合する。第２の位置では、スイッチ２３２は、電極１０ａ〜１０ｐを、被駆動接地回路に電気的に結合された対応する信号パッド２３０ａ〜２３０ｐにそれぞれ電気的に結合する。たとえば、図２Ｂに示されているように、スイッチ２３２ａは、信号パッド２３０ａをＥＣＧ検知電極１０ａに電気的に結合する位置にあり、スイッチ２３２ｂ、２３２ｃ、…２３２ｐは各々、ＥＣＧ検知電極１０ｂ〜１０ｐをそれぞれ選択回路２１０の入力２１２ｂ〜２１２ｐに電気的に結合する位置にある。この構成において、ＥＣＧ検知電極１０ａを被駆動接地電極として使用できるのは、この使用により複数のＥＣＧ検知電極のうち他の電極に対しより優れた信号が得られる場合、別の被駆動接地電極が患者の体から離れたまたは患者の体との接触状態が悪い場合、または他の理由がある場合である。
【００６６】
図２Ｃは、本発明の実施の形態において使用されて、図２Ａおよび図２Ｂに関して先に述べたのと同様のやり方でＥＣＧ検知電極の対を選択するとともに、図２Ｂに関して先に述べたのと同様のやり方で複数のＥＣＧ検知電極のうちいずれか１つを被駆動接地電極として使用されるようにすることができる、さらに代替の信号取得回路を示す。この信号取得回路２００ｃは上記信号取得回路２００ｂと実質的に同様であるため、その違いのみについて説明する。
【００６７】
信号取得回路２００ｂと同様、複数の信号パッド２３０が設けられ、信号パッド２３０ａ〜２３０ｐは各々被駆動接地回路（図示せず）に電気的に結合されている。複数のスイッチ２３２も設けられる。複数のスイッチ２３２の各スイッチ２３２ａ〜２３２ｐはそれぞれ複数の信号パッド２３０の信号パッド２３０ａ〜２３０ｐに電気的に結合され、これらは被駆動接地回路（図示せず）に電気的に結合される。各スイッチ２３２ａ〜２３２ｐは、開放および閉鎖という２つの位置のうち１つを取ることができる。開放位置のとき、各信号パッド２３０ａ〜２３０ｐ上の被駆動接地信号は開路であり、閉鎖位置のとき、スイッチ２３２はＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐをそれぞれ信号パッド２３０ａ〜２３０ｐに電気的に結合する。たとえば、図２Ｃに示されるように、スイッチ２３２ａおよびスイッチ２３２ｃ〜２３２ｐは各々開放位置にありスイッチ２３２ｂは閉鎖位置にあるため、信号パッド２３０ｂがＥＣＧ検知電極１０ｂに電気的に結合される。この実施の形態は、一般的に選択回路２１０は相対的に入力インピーダンスが高いため入力２１２は各々ＥＣＧ検知電極１０に接続された状態を保ち、典型的には被駆動接地回路は相対的に出力インピーダンスが低いためＥＣＧ検知電極は被駆動接地回路に電気的に結合されるという事実に基づいている。この構成において、ＥＣＧ検知電極１０ｂを被駆動接地電極として使用できるのは、この使用により複数のＥＣＧ検知電極のうち他のＥＣＧ検知電極に対しより優れた信号が得られる場合、別の被駆動接地電極が患者の体から離れたまたは患者の体との接触状態が悪い場合、または他の理由がある場合である。
【００６８】
上記図２Ｂおよび図２Ｃの実施の形態では２つ以上の被駆動接地回路を設けてもよいことが理解されるはずである。たとえば、ＥＣＧ検知電極１０ａを、ＥＣＧ検知電極１０ｃ、１０ｄ、１０ｏ、１０ｎ、１０ｅ、１０ｈ、１０ｉ、および１０ｌ（図１Ｇ参照）とともに使用される被駆動接地電極として用いてもよく、ＥＣＧ検知電極１０ｂを、ＥＣＧ検知電極１０ｍ、１０ｐ、１０ｇ、１０ｆ、１０ｋ、および１０ｊとともに使用される被駆動接地電極として用いてもよい。
【００６９】
図３は、本発明の別の実施の形態に従う信号取得回路を示しており、この回路は、ＥＣＧ検知電極の異なる対から、または、ＥＣＧ検知電極と被駆動接地電極との異なる対から信号を取得するとともに、これら信号を、不整脈モニタおよび／または治療システムのＡ／Ｄ変換および信号調整ブロック３３０といった下流の回路に与えるために使用できる。図３に示されるように、信号取得回路３００は、各々が、異なるＥＣＧ検知電極対から信号を受けるように構成された複数のアナログ差動計測増幅器３２０ａ〜３２０ｎ、３２１ａ〜３２１ｎ−１、…３２９ａを含む。たとえば、増幅器３２０ａ〜３２０ｎからなる第１のグループは、ＥＣＧ検知電極１０ｂ〜１０ｐ（図１Ｇ）各々をＥＣＧ検知電極１０ａと対にするように構成されてもよく、増幅器３２１ａ〜３２１ｎ−１からなる第２のグループは、ＥＣＧ検知電極１０ｃ〜１０ｐ各々をＥＣＧ検知電極１０ｂと対にするように構成されてもよい。図には示されていないが、増幅器の各グループも、各ＥＣＧ検知電極からの信号を被駆動接地電極またはいくつかの被駆動接地電極各々と比較してもよい。図２Ａ〜図２Ｃの信号取得回路２００と異なり、異なるＥＣＧ検知電極対各々からの個々の信号が、各増幅器の入力に直接与えられる。したがって、この実施の形態は、差動回路２２０の前に選択回路２１０が位置することによって生じるノイズまたは信号劣化を回避することができる。このような選択回路は、その代わりに、‘６６９特許の図２ａ〜図２ｃに関して記載されているアナログデジタル変換および信号調整ブロック１４といったアナログデジタル変換および信号調整ブロックの後に設けてもよい。たとえば、図３に示されるように、増幅器３２０ａ〜３２０ｎ、３２１ａ〜３２１ｎ−１、３２９ａ各々から与えられるアナログ差動出力信号を、アナログ差動出力信号をデジタル化し調整するＡ／Ｄ変換および信号調整ブロック３３０の各入力３３２に与えてもよい。Ａ／Ｄ変換および信号調整ブロック３３０の各出力３３４上に与えられたこのデジタル化され調整された信号を、次に、多出力マルチプレクサと同様に動作する出力選択回路３４０の各入力３４２に与えてもよい。選択回路３４０の制御入力３４４に制御信号が与えられると、選択回路は、デジタル化され調整された複数の信号の中から、モニタおよび／または解析のために選択回路の各出力３４６に与える、デジタル化され調整された信号を選択する。
【００７０】
本発明のある局面に従うと、ＥＣＧ検知電極１０の異なる対各々を選択しこれら対の信号を解析して、信号対雑音比、位相弁別、またはその他の基準に関して望ましいＥＣＧ信号を与えるＥＣＧ検知電極の対を識別してもよい。次に、最高の信号対雑音比、特定の位相弁別、もしくは最大の位相弁別を与えるＥＣＧ検知電極対、または、特定の面に対応する電極対を選択して、これらの信号を、心臓モニタに、または、‘６６９特許の図２ａ〜図２ｃに示されるような不整脈検出システムに与えてもよい。たとえば、図１Ｇを参照して、ＥＣＧ検知電極１０ａと１０ｊおよび１０ｃと１０ｄの対は（信号対雑音比が高く位相弁別が最大であるという点で）最高品質の信号を提供するが、ＥＣＧ検知電極１０ａと１０ｂの対はそうでないと判断された場合、ＥＣＧ検知電極１０ｊからの信号をＥＣＧ検知電極１０ａと対にしこれらＥＣＧ検知電極からの信号を、ＥＣＧ検知電極１０ｃおよび１０ｄからの信号と比較して、解析することができる。
【００７１】
本発明の実施の形態は、心臓モニタシステムおよび／または心臓モニタおよび不整脈検出システムに、最高品質の信号、特定の位相差もしくは最大の位相弁別、またはその他の特徴を提供する電極の対を複数の電極から選択する機能を与えることが、理解されるはずである。このＥＣＧ検知電極選択機能があるので、心臓モニタおよび不整脈検出システムの解析器は、たとえば最高の直交画面を提供するよう調整されることができるとともに、シングルまたはデュアルチャネル検知システムよりも多くの心臓に関する情報を提供できる。この解析器は、ＥＣＧ検知電極のリード間の異なる位相角を表わす複数のテンプレート、または、患者の心臓の異なる観察画面を表わすテンプレートを、選択できる。各電極チャネルの自己相関（自身と比較）または相互相関（他のチャネルと比較）により、ノイズを除去しさらなる情報を得てもよい。
【００７２】
本発明の実施の形態は、電極が着用可能な電極ベルトまたは衣服システムの一部として構成されているときのように、電極システム全体が後になって動いた場合、軸方向の最適位置に戻ることができる。電極が複数ある構成は、最高品質の信号を有する電極を選択できるので、ＥＣＧノイズおよび離脱を原因とする警告の回数を低減できる。ＥＣＧ信号がよりクリーンであることによって得られるもう１つの副産物は、誤った検出が減少することである。複数の電極を検査しそのうち大多数が同じものを検知していることがわかると、本発明の実施の形態は、検出アルゴリズムの信頼度を高めることができる。加えて、電極ベルトまたは衣服が着用されるたびに、電極がわずかに異なる場所に移動してＥＣＧ信号が変化することがある。複数の電極を備える構成の場合、検出システムが複数の経路をスキャンし品質が最高の信号を選択することができる。さらに、検知システムに冗長性を持たせることにより、複数の電極を備えるこの構成は、全体的なシステムの信頼性の改善に役立つ。１つ以上のチャネルにおける欠陥は、他にも機能しているチャネルがあるので、許容できる。次に、本発明の上記およびその他の局面について図４〜図８との関連で説明する。
【００７３】
図４は、本発明に従う、心臓モニタまたは着用可能な除細動器等の携帯型医療装置に使用できる図１Ａ〜図１Ｆに示される制御部３０といった制御部を、機能的に示す。図示のように、制御部３０は、少なくとも１つのプロセッサ４１０と、バッテリ４２０と、データ記憶装置４１２と、センサインターフェイス４１４と、治療投与インターフェイス４１６と、ユーザインターフェイス４１８とを含む。バッテリ４２０は、電力を他の装置構成要素に供給する、再充電可能な３セル２２００ｍＡｈリチウムイオンバッテリパックであってもよい。データ記憶装置４１２、センサインターフェイス４１４、治療投与インターフェイス４１６、およびユーザインターフェイス４１８は、少なくとも１つのプロセッサ４１０に結合される。データ記憶装置４１２は、非一時的な命令およびその他のデータを保存するように構成されたコンピュータによる読出および書込が可能なデータ記憶媒体を含み、光もしくは磁気ディスク、ＲＯＭまたはフラッシュメモリ等の不揮発性記憶媒体、およびＲＡＭ等の揮発性メモリ双方を含み得る。命令は、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０が実行して以下の機能のうちいずれかを果たすために使用できる、実行可能なプログラムまたは他のコードを含み得る。
【００７４】
治療投与インターフェイス４１６は、除細動器治療電極１２ａ〜１２ｃ（図１Ｅ）といった１つ以上の治療投与装置を、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０に結合する。制御部が患者の心疾患のモニタのためだけに使用される場合、治療インターフェイス４１６および関連する除細動治療電極はなくてもよい。ユーザインターフェイス４１８は、制御部３０がユーザ等の外部と通信できるようにするハードウェア構成要素とソフトウェア構成要素の組合せを含む。これら構成要素は、体の動き、言葉のイントネーションまたは思考プロセスといった活動から情報を受けるように構成される。加えて、ユーザインターフェイス４１８の構成要素は、たとえば本明細書に引用により援用する米国特許第６，６８１，００３号に記載のやり方で情報を外部に提供できる。ユーザインターフェイス４１８の中で用いることができる構成要素の例は、キーボード、マウス装置、トラックボール、マイク、電極、タッチスクリーン、印刷装置、表示スクリーンおよびスピーカを含む。
【００７５】
センサインターフェイス４１４は、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０を、複数のＥＣＧ検知電極１０といった複数の生理センサに結合する。いくつかの実施の形態において、センサインターフェイス４１４は、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０を、活動センサ、パルス酸素センサ、温度センサ、呼吸数センサ、胸部インピーダンスセンサ、血圧センサ、音響センサ等の他の生理センサにも結合してもよい。センサインターフェイス４１４は、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に説明した信号取得回路２００および３００、または、図９〜図１１に関して以下でさらに説明する信号取得回路９００、１０００、および１１００といった、信号取得回路を含み得るものであり、複数のＥＣＧ検知電極および／または他の生理センサから、信号対雑音比、位相弁別または他の基準に関して所望の信号を与えるものを選択する。
【００７６】
図４には示されていないが、制御部３０は、通信ネットワークインターフェイス（有線および／または無線）といったさらなる構成要素および／またはインターフェイスを含んでいてもよく、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０は、その全体を本明細書に引用により援用する２０１０年７月９日に提出された「医療機器における節電のためのシステムおよび方法（SYSTEM AND METHOD FOR CONSERVING POWER IN A MEDICAL DEVICE）」と題する同時継続中の出願第１２／８３３，０９６号（以下「‘０９６出願」）に記載されているような節電プロセッサの構成を含んでいてもよい。たとえば、‘０９６出願に記載のように、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、Freescale（登録商標）ＤＳＰ５６３１１デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）といった重要目的プロセッサに結合されたインテル（登録商標）ＰＸＡ２７０等の汎用プロセッサを含み得る。この汎用プロセッサは、通信ネットワークインターフェイスおよびユーザインターフェイスとのインターフェイス接続といった、リアルタイム処理が不要である重要でない機能を果たすように構成することができ、重要目的プロセッサは、ＥＣＧ情報のサンプリングおよび解析、キャパシタを特定の電圧に充電すること、ならびに治療用除細動パルスの生成および／または送達といった、リアルタイム処理を要する重要な機能を果たすように構成される。いくつかの実施の形態では、この少なくとも１つのプロセッサの機能性を、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、１つ以上のプログラマブル論理装置（ＰＬＤ）、複合ＰＬＤ（ＣＰＬＤ）、または特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）に実装してもよいことが理解されるはずである。
【００７７】
図５〜図８は、本発明の実施の形態に従い、心臓活動のモニタおよび解析を改善するため、心臓異常の検出を改善するため、ならびに誤検出および離脱警告の回数を減じるために、制御部３０の少なくとも１つのプロセッサ４１０が実施し得るいくつかの異なるプロセスを示す。
【００７８】
図５は、本発明のある実施の形態に従い、複数のＥＣＧ検知電極１０の中から、信号対雑音比および最大位相弁別という点で最高品質のＥＣＧ信号を与えるものを選択する制御部３０の少なくとも１つのプロセッサ４１０によって実行し得る選択プロセスを示す。ステップ５１０において、この少なくとも１つのプロセッサ４１０はモニタする対象となる１対のＥＣＧ検知電極を選択する。先に述べたように、これは、適切な制御信号を選択回路２１０、３４０に与える少なくとも１つのプロセッサが実行してもよい。
【００７９】
ステップ５２０において、この少なくとも１つのプロセッサは、選択された１対のＥＣＧ検知電極から得たＥＣＧ信号を解析し、この選択された１対のＥＣＧ検知電極およびこれら電極から与えられたＥＣＧ信号の品質を示す評価を識別する情報を記録する。ＥＣＧ信号の品質を識別するのに使用できる異なる基準はいくつかあるが、ある実施の形態では、最高の信号対雑音比および最大の位相弁別を有するＥＣＧ信号には、これらを有しない対よりも高い品質評価が与えられる。
【００８０】
ステップ５３０において、上記少なくとも１つのプロセッサは、可能なＥＣＧ検知電極対各々が選択され解析されたか否か判断する。可能なＥＣＧ検知電極対すべてが選択され解析されたと判断された場合、このプロセスはステップ５４０に進む。一方、可能なＥＣＧ検知電極対すべてよりも少ないＥＣＧ検知電極対が選択され解析されたと判断された場合、このプロセスはステップ５１０に戻り、次のセンサ対が選択される。次にステップ５１０からステップ５３０が、可能なＥＣＧ検知電極対各々に対して行なわれる。
【００８１】
ステップ５４０で、上記少なくとも１つのプロセッサは、複数の異なるＥＣＧ検知電極対から、最高の品質評価を有するＥＣＧ検知電極対を選択する。ステップ５４０で選択される異なるＥＣＧ検知電極対の数は、差動回路２２０（図２Ａ）の出力２２６でまたは図３の選択回路３４０の出力３４６で与えられる異なるチャネルの数に依存することが理解されるはずである。一般的に、ステップ５４０では最低２つのチャネルが選択され、ほとんどの実現化例では少なくとも４つの異なるチャネルが選択される。いくつかの実施の形態では、提供されるチャネルの数は、電極の各固有の対に対応し得る。
【００８２】
ステップ５５０において、上記少なくとも１つのプロセッサは、選択されたＥＣＧ検知電極対から与えられたＥＣＧ信号をモニタし解析する。選択されたＥＣＧセンサ対によって与えられたＥＣＧ信号をモニタし解析するステップ（すなわちステップ５５０）は、着用可能な医療装置が取外されるおよび／またはその電源オフによって終了させられるまで、続行されてもよい。
【００８３】
本発明のある実施の形態に従うと、図５に関して述べた選択プロセスは、電極システム１００に電源が投入されて患者の体の上にある複数の電極１０が場合によっては再配置されるたびに、実行してもよい。よってたとえば、電極システム１００が組込まれた衣服２０ａ〜２０ｃが、世話またはその他の理由で患者の体から取外されて患者がシャワーを浴びることができるようにしその後患者の体の上の位置に戻されたとき、ＥＣＧ検知電極のうちいくつかまたはすべての配置は以前の位置と異なっている可能性がある。図５の選択プロセスを再度実行することにより、電極システムは、最高品質のＥＣＧ信号を与えるＥＣＧ検知電極対を、これらＥＣＧ電極対が先に選択されたものと同一であるか異なっているかに関わらず、選択することができる。ある実現化例では、最初のＥＣＧ検知電極対は、ステップ５４０で先に選択されたものに基づいていてもよい。たとえば、電極システム１００が組込まれた衣服が患者の体から取外されその後患者の体に戻されると、これに応じて、電極システムはまず、ステップ５４０において衣服を取外す前に選択されたＥＣＧ検知電極対に基づいてＥＣＧ検知電極対を選択してもよい。この最初の選択を、次に図５の選択プロセスを再度実行することによって確認してもよい。
【００８４】
図５に関して説明した選択プロセスを、周期的な間隔（たとえば３０分ごと）で、または身体活動が激しいことを示す活動センサ等の別のセンサに応じて、再び実行することによって、最適なＥＣＧ検知電極対が確実に選択されるようにしてもよいことが、理解されるはずである。周期的に、または検出された身体活動に応じて、この選択プロセスを再度実行することにより、本発明の実施の形態は、確実に、最高品質のＥＣＧを提供するＥＣＧ検知電極対が識別されモニタおよび解析に使用されるようにすることができる。
【００８５】
図５の選択プロセスについて、信号対雑音比および最大位相弁別という点で最高品質のＥＣＧ信号を提供するＥＣＧ検知電極対を選択するものとして説明したが、他の基準を使用してもよいことが理解されるはずである。たとえば、図５に関して述べたプロセスを変形して、ステップ５１０の前に所望のテンプレートを選択するステップが含まれるようにしてもよい。この所望のテンプレートは、たとえばモニタすることが望まれるＥＣＧ検知電極間の異なる位相角を反映している。したがって、異なるＥＣＧ検知電極対を選択し解析するステップ５１０および５２０は、複数のＥＣＧ検知電極の中でテンプレートの所望の位相角を満たす対の中から、最高の信号対雑音比を与えるＥＣＧ電極信号対を選択することができる。位相角以外の他の基準をテンプレートに反映させてもよく、複数のテンプレートを提供および／または選択してもよいことが、理解されるはずである。たとえば、１つのテンプレートが、患者の心臓と交差する異なる面に対応する異なるＥＣＧ検知電極対に対応し、もう１つのテンプレートが、すべて同じ面にあるＥＣＧ検知電極の異なる対に対応していてもよい。
【００８６】
図６は、本発明のある局面に従い、ＥＣＧ信号のモニタおよび解析の品質を改善しおよび／または離脱警告の回数を減少させるために制御部３０（図４）の少なくとも１つのプロセッサ４１０が実行し得るノイズ／離脱検出プロセスを示す。ステップ６１０で、この少なくとも１つのプロセッサは、異なるＥＣＧ検知電極対から選択されたＥＣＧ信号をモニタし解析する。ステップ６１０でモニタおよび解析されるＥＣＧ検知電極対は、図５に関して説明した選択プロセス等の選択プロセスに基づいて先に選択されたものであってもよい。ステップ６２０で、この少なくとも１つのプロセッサは、選択されたＥＣＧ検知電極対のＥＣＧ信号にノイズがあるか否か、または、選択されたＥＣＧ検知電極対が患者の体から離脱または少なくとも部分的に患者の体から離れたか否かを、判断する。ステップ６２０において、選択されたＥＣＧ検知電極対のいずれにも目に見えるノイズまたは減衰した信号もしくは信号の欠落がないと判断された場合、この少なくとも１つのプロセッサは、ステップ６１０に戻り、選択されたＥＣＧ信号のモニタを続ける。一方、選択されたＥＣＧ検知電極対のうち１つから、目に見えるノイズまたは信号の減衰もしくは信号の欠落が認められた場合、このプロセスはステップ６３０に進む。
【００８７】
ステップ６３０において、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、新たなＥＣＧ検知電極対を選択し、ノイズの増大またはＥＣＧ信号の減衰が検出された対と置換える。ステップ６３０は図５に関して説明した選択プロセスと同様に実行してもよい。ステップ６３０において、可能なＥＣＧ検知電極対を各々再評価し、モニタするＥＣＧ電極の対を選択してもよい。これに代えて、ノイズまたは離脱が検出されなかった選択されたＥＣＧ検知電極対を選択された対として維持し、残りのＥＣＧ検知電極を評価して、ノイズまたは離脱が検出された対と置換えるためのＥＣＧ検知電極対を識別し選択してもよい。１つの新たなＥＣＧ検知電極対または複数の新たな対の選択に応じて、このプロセスはステップ６１０におけるＥＣＧ信号のモニタおよび解析に戻る。
【００８８】
図６には示されていないが、選択されたＥＣＧ検知電極対においてノイズまたは離脱が検出されると、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、選択された対に対してさらなるテストを行なってもよい。たとえば、この少なくとも１つのプロセッサは、選択された対の各ＥＣＧ検知電極を、被駆動接地電極と対にして、選択された対のＥＣＧ検知電極のうちいずれがノイズの問題を有するのかまたは少なくとも部分的に患者の体から離れているのか、識別する。この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、メッセージを携帯型医療装置のユーザ（または付添人）にユーザインターフェイス４１８を介して送ることによって、ユーザに対し、選択された対のＥＣＧ検知電極のうち１つ以上がノイズの問題を有するまたは少なくとも部分的に患者の体から離れていることを知らせ、さらにユーザに対し、選択された対のＥＣＧ検知電極を配置し直すよう要求してもよい。
【００８９】
図７は、心臓不整脈の検出を改善し誤検出の回数を低減するために制御部３０の少なくとも１つのプロセッサ４１０が実行し得るモニタおよび解析ルーチンを示す。ステップ７１０において、この少なくとも１つのプロセッサは、異なるＥＣＧ検知電極対からの選択されたＥＣＧ信号をモニタし解析する。ステップ７１０でモニタおよび解析されるＥＣＧ検知電極対は、図５に関して述べたような選択プロセスに基づいて先に選択されたものであってもよい。ステップ７２０において、心臓不整脈が検出されたか否か判断する。ステップ７２０において心室頻拍または心室細動といった心臓不整脈が検出されなかったと判断された場合、このプロセスはステップ７１０に戻り選択されたＥＣＧ信号のモニタおよび解析を続ける。一方、ステップ７２０において心臓不整脈が検出されたと判断された場合、この少なくとも１つのプロセッサはステップ７３０に進み、このステップで、この少なくとも１つのプロセッサは、心臓不整脈が検出されたことを識別するフラグまたはインジケータをセットし、ステップ７４０に進む。
【００９０】
ステップ７４０において、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、モニタする対象となる異なるまたはさらなるＥＣＧ検知電極対を選択し、認められた不整脈が他のＥＣＧ検知電極対からのＥＣＧ信号にもあるか否か識別する。このさらなるまたは異なるＥＣＧ検知電極対は、図５に関して先に述べた選択プロセスに基づくものであってもよい。たとえば、ステップ７４０で選択されるさらなるまたは異なるＥＣＧ検知電極対は、図５のステップ５４０で選択されたもの以外の、次に高い信号品質レベルを提供する１つ以上の対であってもよい。ステップ７５０において、この少なくとも１つのプロセッサは引続き、ステップ７４０で選択されたさらなるまたは異なるＥＣＧ検知電極対からのＥＣＧ信号を含む選択されたＥＣＧ信号をモニタおよび解析する。
【００９１】
ステップ７６０において、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は再び、ステップ７５０でモニタされたＥＣＧ信号に基づき、心臓不整脈が検出されたか否か判断する。心臓不整脈が異なるまたはさらなる対において検出されなかったと判断された場合、この少なくとも１つのプロセッサは、ステップ７５０に戻り引続き選択されたＥＣＧ信号をモニタするだけでもよい。しかしながら、ステップ７６０において心室頻拍または心室細動といった心臓不整脈が検出されたと判断された場合、この少なくとも１つのプロセッサはステップ７７０に進んでもよい。ステップ７７０では、心臓不整脈がまだある、または、選択されたさらなるまたは異なるＥＣＧ検知電極対にもあると判断されたことに応じて、上記少なくとも１つのプロセッサは、ステップ７３０でセットされたインジケータまたはフラグの信頼度を高める。図７には示されていないが、この信頼度が、あるしきい値よりも高く、かつ、心臓不整脈が、除細動が適切な治療である心臓不整脈である場合、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、除細動が治療投与インターフェイス４１６を介して患者の体に与えられるようにする１つ以上の命令を実行してもよい。本発明のこの局面に従うと、検出された心臓不整脈に応じてＥＣＧ検知電極の他の対を調べることにより、心臓不整脈の検出特異性を高め心臓の機能不全の誤検出の回数を低減してもよい。
【００９２】
図８は、心臓活動のモニタおよび解析を改善するために制御部３０の少なくとも１つのプロセッサ４１０が実行し得る本発明の別の実施の形態に従うモニタおよび解析ルーチンを示す。ステップ８１０において、この少なくとも１つのプロセッサは、異なるＥＣＧ検知電極対からの選択されたＥＣＧ信号をモニタし解析する。ステップ８１０でモニタおよび解析されるＥＣＧ検知電極対は、図５に関して述べたもののような選択プロセスに基づいて先に選択されたものであってもよく、または、他の理由で選択されたものであってもよい。たとえば、ＥＣＧ電極対は、すべてのＥＣＧセンサ対の中で最高品質のＥＣＧ信号を与えないが特定の１つもしくは複数の面に対応または心臓に対する特定の位置に対応するものであってもよい。
【００９３】
ステップ８２０において、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、選択されたＥＣＧ検知電極対によって与えられたＥＣＧ信号をモニタし解析する。ステップ８３０において、モニタする対象の新たなＥＣＧ検知電極対を選択するか否か判断する。この新たなＥＣＧ検知電極対を選択するか否かの判断は、複数の異なる基準に基づくものであってもよく、これら基準は、１度にモニタおよび解析できるチャネルの数、求める情報の種類、心周期における段階（たとえば拡張期または収縮期）、心臓に対するＥＣＧ検知電極の位置、および／または（たとえばＥＣＧ信号のＰＱＲＳＴ波形によって示される）心臓の脱分極または再分極段階などを含み得る。たとえば、制御部３０が３つの異なるチャネルを同時にモニタすることができ複数のＥＣＧ検知電極１０が１２のＥＣＧ検知電極を含む場合、３つのＥＣＧ検知電極対（６つの異なるＥＣＧ検知電極を含む）を第１の期間中にモニタおよび解析し、第１の期間中にモニタおよび解析されなかった残り３つのＥＣＧ検知電極対を第２のおよびそれ以降の期間中にモニタおよび解析してもよい。一方、制御部が３つの異なるチャネルを同時にモニタすることができ複数のＥＣＧ検知電極１０が１６のＥＣＧ検知電極（図１Ｇに示される）を含む場合、ＥＣＧ検知電極対１０ｏ〜１０ｐ、１０ｃ〜１０ｄ、１０ｍ〜１０ｎを含む３つの異なるＥＣＧ検知電極対を第１の期間中にモニタおよび解析し、ＥＣＧ検知電極対１０ｇ〜１０ｈ、１０ｋ〜１０ｌ、および１０ｂ〜１０ａを含む３つの異なるＥＣＧ検知電極対を第２の期間中にモニタおよび解析し、ＥＣＧ検知電極対１０ｊ〜１０ｉ、１０ｆ〜１０ｅ、および１０ｏ〜１０ｐを含む３つの異なるＥＣＧ検知電極対を第３の期間中にモニタおよび解析してもよい。このようにして、選択されたＥＣＧ電極対を心臓の周囲に設けてもよい。制御部３０が同時にモニタできるチャネルの数がＥＣＧ検知電極対すべてまたはＥＣＧ検知電極の固有の対すべてをモニタするのに十分である場合、このような対はすべて同時にモニタできることが、理解されるはずである。
【００９４】
したがって、ステップ８３０で新たなまたは異なるＥＣＧ検知電極対をモニタし解析すると判断された場合、モニタおよび解析ルーチンはステップ８１０に戻り新たなまたは異なるＥＣＧ検知電極対を選択し（ステップ８１０）モニタおよび解析する（ステップ８２０）。一方、ステップ８３０で新たなまたは異なるＥＣＧ検知電極対が望ましくないと判断された場合、このルーチンはステップ８２０に戻り前に選択されたＥＣＧ検知電極のモニタを続ける。
【００９５】
図９は、本発明の実施の形態において使用されて、複数のＥＣＧ検知電極の中から、信号対雑音比、位相弁別、またはその他の基準に関して所望のＥＣＧ信号を与える電極対を選択するとともに、これらＥＣＧ信号をさらなる信号調整、処理、解析および／またはモニタのために下流の回路に与えることができる、代替の信号取得回路を示す。図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に述べた実施の形態と異なり、この信号取得回路９００は、差動増幅器を含まないが、その代わりに図４に関して先に述べた少なくとも１つのプロセッサ４１０といったプロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて選択されたＥＣＧ検知電極対に対応する差動ＥＣＧ信号を生成する。
【００９６】
図示のように、信号取得回路９００は、アナログマルチプレクサ９１０とアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器９２０とを含む。複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐ各々からの信号は、アナログマルチプレクサ９１０の複数の入力９１２にそれぞれ与えられる。アナログマルチプレクサの出力９１６は、Ａ／Ｄ変換器９２０の入力９２２に電気的に結合される。アナログマルチプレクサ９１０は、複数の制御入力９１４を含み、ＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐそれぞれから受けた複数の信号のうちいずれをＡ／Ｄ変換器９２０の入力９２２に与えるか選択する。Ａ／Ｄ変換器９２０は、複数のＥＣＧ検知電極から選択された電極からの選択信号を受け、このアナログＥＣＧセンサ信号をデジタル信号に変換する。この少なくとも１つのプロセッサ４１０によって実行されるデジタル化された信号の処理の十分な分解能を保証するために、Ａ／Ｄ変換器９２０を２４ビットのＡ／Ｄ変換器としてもよいが、ビット数がより少ないＡ／Ｄ変換器を用いてもよい。一般的に、Ａ／Ｄ変換器９２０のサンプリングレートは、ＥＣＧ信号の所望のサンプリングレートの少なくともＮ倍でなければならず、Ｎはモニタすることが望ましいＥＣＧ検知電極の数である。たとえば、３対のＥＣＧ検知電極各々によって与えられるＥＣＧ信号をサンプリングレート４００Ｈｚでモニタすることが望ましい場合、Ａ／Ｄ変換器９２０のサンプリングレートは２．４ＫＨｚよりも高くなければならない。当然これよりも高いサンプリングレートを使用してもよいことが理解されるはずである。
【００９７】
図９には示されていないが、ＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐそれぞれからの信号は各々、アナログマルチプレクサ９１０のそれぞれの入力で受信される前に、まずバッファされ、フィルタ処理されおよび／または増幅されてもよい。たとえば、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐそれぞれから受けた信号を各々、高インピーダンスバッファの入力に与えて、アナログマルチプレクサおよびＡ／Ｄ変換器が各ＥＣＧ検知電極に負荷をかけないようにしてもよい。各バッファの出力をローパスフィルタ処理（すなわちアンチエイリアシング）することにより、信号の周波数成分が確実にＡ／Ｄ変換器９２０のナイキスト周波数を下回るようにしてもよく、フィルタ処理された信号は低ノイズおよび低‐中利得増幅器に与えられこの信号はアナログマルチプレクサ９１０の各入力に与えられる前に増幅される。当業者には理解されるように、複数のＥＣＧ検知電極各々から受けた信号に対するバッファ処理、フィルタ処理、および／または増幅の組合せは、複数の異なる段（たとえば高インピーダンスバッファ処理段に続いてフィルタ処理段および１つ以上の増幅段）で行なってもよく、またはこれらの段階のいくつか、たとえばバッファ処理段および増幅段を１つの段（たとえば低‐中利得の高インピーダンス低ノイズ増幅器）において行なってもよい。いくつかの実施の形態では、増幅段は少なくとも１つのプロセッサ４１０によってプログラム可能である。
【００９８】
ある実施の形態に従うと、アナログマルチプレクサ９１０は、マサチューセッツ州ノーウッド（Norwood）のAnalog Devices, Inc.といった企業から入手可能な従来のアナログマルチプレクサであってもよい。このマルチプレクサでは、アナログマルチプレクサの制御入力で受けた制御信号が、マルチプレクサのそれぞれの入力で受けた信号のうちいずれを出力に与えるか選択する。Ａ／Ｄ変換器９１０は、受けた信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を少なくとも１つのプロセッサ４１０に与える。この少なくとも１つのプロセッサは、マルチプレクサ９１０およびＡ／Ｄ変換器９２０を制御することにより、異なる時間帯においてＥＣＧ検知電極それぞれから受けた信号各々がサンプリングおよび変換され変換された信号が少なくとも１つのプロセッサ４１０に与えられるように、構成される。複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうちいずれが選択されて対にされたかに応じて、この少なくとも１つのプロセッサ４１０は、選択された２つのデジタル信号を取り、これらのうちいずれかを反転させ、これらの信号をデジタル形式で合計し、これにより、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に述べた差動計測増幅器と同じ機能を有効に果たす。この選択、反転、および選択されたデジタル信号対に対する合計を、任意のＥＣＧ検知電極対に対して行なってもよい。次に、デジタル形式で合計した信号を処理して患者のＥＣＧ信号のモニタおよび心臓不整脈の検出または双方を行なってもよい。いずれのＥＣＧ検知電極を対にしモニタするかの判断は、図５に示されるのと同じようにして少なくとも１つのプロセッサによってソフトウェアにおいて行なってもよい。デジタル化された信号を各々、最大位相差または特定の位相差または任意の他の基準について、互いに比較してもよい。次に、上記のやり方でＥＣＧ検知電極対を選択し、モニタし、解析してもよい。
【００９９】
代替の実施の形態に従うと、アナログマルチプレクサ９１０は、第１の期間において複数のＥＣＧ検知電極各々から受けた信号を同時にサンプリングした後、続く期間中に複数のサンプリングされた信号を各々Ａ／Ｄ変換器９２０に与えることができる、アナログサンプルホールドマルチプレクサであってもよい。この実施の形態において、少なくとも１つのプロセッサ４１０は、アナログマルチプレクサ９１０およびＡ／Ｄ変換器９２０を制御することにより、第１の期間において複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐ各々から受けた信号がサンプリングおよび保持され、続く期間においてサンプリングされた信号各々またはそのうち選択されたものがＡ／Ｄ変換器９２０に与えられデジタル信号に変換され上記少なくとも１つのプロセッサに与えられるように、構成される。上記実施の形態と同様、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうちいずれが選択されて対にされたかに応じて、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０は、選択された２つのデジタル信号を取り、これらのうち一方を反転させ、これらの信号をデジタル形式で合計し、これにより、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に述べた差動計測増幅器と同じ機能を有効に果たす。この選択されたデジタル信号対に対する選択、反転および合計を、任意のＥＣＧ検知電極対に対して行なってもよい。次に、デジタル形式で合計された信号を処理して患者のＥＣＧ信号のモニタおよび／または心臓不整脈の検出を行なってもよい。
【０１００】
図１０は、本発明の実施の形態において使用されて、複数のＥＣＧ検知電極の中から、信号対雑音比、位相弁別、またはその他の基準に関して所望のＥＣＧ信号を与える電極対を選択するとともに、これらＥＣＧ信号をさらなる信号調整、処理、解析および／またはモニタのために下流の回路に与えることができる、さらに代替の信号取得回路を示す。図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に述べた実施の形態とは異なるが、図９の実施の形態と同様に、信号取得回路１０００は、差動増幅器を含まないが、その代わりに、図４に関して先に述べた少なくとも１つのプロセッサ４１０といったプロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて選択されたＥＣＧ検知電極対に対応する差動ＥＣＧ信号を生成する。
【０１０１】
図示のように、信号取得回路１０００は複数のアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１０１０ａ〜１０１０ｐを含む。複数のＡ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐは各々、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうち対応する検知電極から信号を受けるように構成される。たとえば、第１のＡ／Ｄ変換器１０１０ａはＥＣＧ検知電極１０ａから信号を受け、Ａ／Ｄ変換器１０１０ｂはＥＣＧ検知電極１０ｂから信号を受ける。各Ａ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐは、この信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を、シリアルまたはパラレルバスといった通信リンク１０２０を通して少なくとも１つのプロセッサ４１０に与える。図１０には示されていないが、ＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐそれぞれからの信号は各々、図９に関して先に述べたやり方と同様のやり方で、Ａ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐそれぞれの入力で受信される前に、まずバッファされ、フィルタ処理されおよび／または増幅されることにより、Ａ／Ｄ変換器が各ＥＣＧ検知電極に負荷をかけないようにし、受信した信号の周波数成分が確実に各Ａ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐのナイキスト周波数を下回るようにしてもよい。
【０１０２】
この少なくとも１つのプロセッサ４１０によって実行される処理の十分な分解能を保証するために、複数のＡ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐ各々を２４ビットのＡ／Ｄ変換器としてもよいが、ビット数がこれよりも少ないＡ／Ｄ変換器を用いてもよい。図９に関して先に述べた実施の形態と異なり、本実施の形態の複数のＡ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐは各々、ＥＣＧ信号の所望のサンプリングレートのＮ倍のサンプリングレートを有する必要はない。Ｎはモニタすることが望ましいＥＣＧ検知電極の数である。その理由は、ＥＣＧ検知電極それぞれから受けた信号各々を並列にサンプリングしてもよいからである。たとえば、３対のＥＣＧ検知電極各々によって与えられるＥＣＧ信号をサンプリングレート４００Ｈｚでモニタすることが望ましい場合、複数のＡ／Ｄ変換器が各々４００Ｈｚのサンプリングレートを有することにより、コストが低いＡ／Ｄ変換器を使用できる。当然これよりも高いサンプリングレートを使用してもよいことが理解されるはずである。この実施の形態に従うと、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０は、制御信号を複数のＡ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐ各々に与えることによって、実質的に同一期間に各信号がサンプリングされ、その後、これに続く時間に、サンプリングされ変換されたデジタル信号がプロセッサに送られるようにしてもよい。複数のＥＣＧ検知電極のうちいずれが選択されて対にされたかに応じて、上記少なくとも１つのプロセッサは２つの選択デジタル信号を取り、これらのうち一方を反転させ、これらの信号をデジタル形式で合計し、上記図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に述べた差動計測増幅器と同じ機能を果たしてもよい。選択、反転、および選択されたデジタル信号対の合計を、再びＥＣＧ検知電極の任意の対に対して行なってもよい。次に、デジタル形式で合計した信号を処理して患者のＥＣＧ信号のモニタおよび／または心臓不整脈の検出を行なってもよい。
【０１０３】
図１１は、本発明の実施の形態において使用されて、複数のＥＣＧ検知電極の中から、信号対雑音比、位相弁別、またはその他の基準に関して所望のＥＣＧ信号を与える電極対を選択するとともに、これらＥＣＧ信号をさらなる信号調整、処理、解析および／またはモニタのために下流の回路に与えることができる、さらに代替の信号取得回路を示す。この実施の形態は、図９および図１０に関して先に述べた実施の形態と、これも差動増幅器を含まないという点で同様であるが、図４に関して先に述べた少なくとも１つのプロセッサ４１０といったプロセッサによって実行されるソフトウェアにおいて選択されたＥＣＧ検知電極対に対応する差動ＥＣＧ信号を生成する。
【０１０４】
図１０に関して先に述べた実施の形態のように、図１１に示される信号取得回路１１００も、複数のアナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器１１１０ａ〜１１１０ｐを含み、これらは各々、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうち対応する電極から信号を受けるように構成される。図１１には示されていないが、ＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐそれぞれからの信号は各々、図９および図１０に関して先に述べたやり方と同様のやり方で、Ａ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐそれぞれの入力で受信される前に、まずバッファされ、フィルタ処理されおよび／または増幅されることにより、Ａ／Ｄ変換器が各ＥＣＧ検知電極に負荷をかけないようにし、受信した信号の周波数成分が確実に各Ａ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐのナイキスト周波数を下回るようにしてもよい。
【０１０５】
複数のＡ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐが並列配置されている図１０の実施の形態と異なり、この実施の形態の複数のＡ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐは各々互いに、たとえばＳＰＩ（登録商標）シリアルバス、ＱＳＰＩ（登録商標）シリアルバス、またはマイクロワイヤ（登録商標）シリアルバスといったシリアルバスを介して、デイジーチェーン接続（またはカスケード接続）される。各Ａ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐは、第１の期間中に複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうち対応する電極からの信号をサンプリングし、続く期間中にこの信号をデジタル信号に変換し変換されたデジタル信号を上記チェーンにおいて次のＡ／Ｄ変換器に与えるように構成される。このチェーンの中で最後のＡ／Ｄ変換器１１１０ｐの出力は、シリアルバスといった通信リンク１１２０を介して少なくとも１つのプロセッサに通信が可能となるように結合される。上記チェーンの中で最後のＡ／Ｄ変換器（たとえばＡ／Ｄ変換器１１１０ｐ）の出力は、したがって、マルチビット信号を少なくとも１つのプロセッサ４１０に与える。このマルチビット信号における異なるビットは異なるＥＣＧ検知電極に対応し、たとえば、第１の一連のビットはＥＣＧ検知電極１０ｐから得た変換されたデジタル信号に対応し、第２の一連のビットはＥＣＧ検知電極１０ｏから得た変換されたデジタル信号に対応し、最後の一連のビットはＥＣＧ検知電極１０ａから得た変換されたデジタル信号に対応する。
【０１０６】
十分な分解能を保証するために、複数のＡ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐは各々２４ビットＡ／Ｄ変換器でもよいが、これに代えて、１６ビットといったより少ないビットのＡ／Ｄ変換器を用いてもよい。図９に関して先に述べた実施の形態とは異なるが図１０に関して先に述べた実施の形態と同様に、本実施の形態の複数のＡ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐは各々、ＥＣＧ信号の所望のサンプリングレートのＮ倍のサンプリングレートを有する必要はない。Ｎはモニタすることが望ましいＥＣＧ検知電極の数である。その理由は、ＥＣＧ検知電極それぞれから受けた信号各々を並列にサンプリングしてもよいからである。したがって、３対のＥＣＧ検知電極各々によって与えられるＥＣＧ信号を特定のサンプリングレートでモニタすることが望ましい場合、複数のＡ／Ｄ変換器を各々同じサンプリングレートで動作させることによって、より低コストのＡ／Ｄ変換器を使用できるようにしてもよい。しかしながら、複数のＡ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐはデイジーチェーン接続されているので、変換されたデジタル信号が１つのＡ／Ｄ変換器から次の変換器に送られ次に少なくとも１つのプロセッサ４１０に送られる速度は、ＥＣＧ信号の所望のサンプリングレートの少なくともＮ倍でなければならない。Ｎはモニタすることが望ましいＥＣＧ検知電極の数である。上記のやり方でカスケードまたはデイジーチェーン接続できる適切な種類のＡ／Ｄ変換器は、カリフォルニア州サニーベイル（Sunnyvale）のMaxim Integrated Productsから入手できるＭＡＸ１１０４０Ｋ（２４ビット）またはＭａｘ１１０６０（１６ビット）ＡＤＣであるが、他の企業から入手できる他のアナログデジタル変換器をこれに代えて用いてもよい。
【０１０７】
この実施の形態に従うと、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０は、制御信号を複数のＡ／Ｄ変換器１１１０ａ〜１１１０ｐ各々に送ることによって、実質的に同一期間に各信号をサンプリングし、これに続く時間に、サンプリングされ変換されたデジタル信号を上記チェーンにおいて次のＡ／Ｄ変換器に送ってもよい。最終的に、最後のＡ／Ｄ変換器１１１０ｐがシリアルビットストリームを少なくとも１つのプロセッサ４１０に与える。複数のＥＣＧ検知電極のうちいずれが選択されて対にされるかに応じて、上記少なくとも１つのプロセッサ４１０は、選択された２つのデジタル信号に対応するデジタル信号を抽出し（典型的には同一期間に対応）、これらのうち一方を反転させ、これら信号をデジタル形式で合計することにより、図２Ａ〜図２Ｃおよび図３に関して先に述べた差動計測増幅器と同じ機能を有効に果たす。この選択、反転、および選択されたデジタル信号対の合計は、ＥＣＧ検知電極の任意の対に対して行なってもよく、同じまたは異なる期間に対応する。このデジタル形式で合計した信号を次に処理して患者のＥＣＧ信号のモニタおよび／または心臓不整脈状態の検出を行なってもよい。
【０１０８】
図９〜図１１に関して先に述べた信号取得回路を着用可能な携行型治療装置と関連付けられた電極システムとともに使用する場合、これら信号取得回路は各々、着用可能な携行型医療装置と関連付けられた任意のＥＣＧ検知電極対からのＥＣＧ信号のモニタおよび解析を行なうことができるようにするだけでなく、複数のＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐのうち任意の電極の信号を無線ＥＣＧ検知電極といった別の信号源からの信号と対にすることもできる。たとえば、無線送信機またはトランシーバに結合され少なくとも１つのプロセッサ４１０とＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＧｅｅ（登録商標）、無線ＵＳＢ、無線イーサネット（登録商標）、ＧＳＭ（登録商標）等の無線通信プロトコルを介して通信できる、上記Ａ／Ｄ変換器１０１０ａ〜１０１０ｐまたは１１１０ａ〜１１１０ｐのうちいずれかといったＡ／Ｄ変換器を含む、無線ＥＣＧ検知電極を設けてもよい。次に、この無線ＥＣＧ検知電極からの信号を、所望されるのであれば、着用可能な携行型医療装置と関連付けられたＥＣＧ検知電極１０ａ〜１０ｐ各々からの信号のうち任意の信号と対にしてもよい。このように、心臓に関するさらなる情報が求められる場合、追加の無線ＥＣＧ検知電極を患者の体の上に置き信号をモニタおよび解析してもよい。実際、いくつかの実施の形態では、ＥＣＧ検知電極を各々患者が着用する衣服と関連付ける必要はないが、各ＥＣＧ検知電極は、患者の体の上に希望に応じて置くだけでよい自己接着型の無線ＥＣＧ検知電極であってもよい。
【０１０９】
本発明の少なくとも１つの実施形態のいくつかの局面について述べてきたが、さまざまな変更、変形、および改善に想到することは当業者にとって容易であることが理解されるはずである。このような変更、変形、および改善は、この開示の一部であることが意図されかつ本発明の範囲に含まれることが意図されている。したがって、上記説明および図面は例示にすぎない。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図１Ｇ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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