(57)【要約】【課題】生体信号測定のための一体化した多重電極、それを利用した生体信号測定方法と装置、及びそれを利用したリード検索方法を提供する。【解決手段】非伝導性のパッチ上に構成され、接地電極及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極、測定しようとする生体信号の種類により、複数個の個別電極から基準電極と測定電極との対からなる複数個の電極組み合わせを選択するための電極選択部、及び基準電極と測定電極との対の複数個の電極組み合わせから、生体信号を得るための信号処理部からなる一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置である。【選択図】図５
2006000658.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
皮膚に付着可能な非伝導性のパッチと、
前記非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される一つの接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイと、を備えることを特徴とする生体信号測定のための一体化した多重電極。
【請求項２】
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極のうち一つを順次に測定電極として選択することを特徴とする請求項１に記載の生体信号測定のための一体化した多重電極。
【請求項３】
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極から一つを順次に基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極のうち、基準電極を除いた残りの個別電極のうち、少なくとも一つ以上が測定電極として選択されることを特徴とする請求項１に記載の生体信号測定のための一体化した多重電極。
【請求項４】
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極を相互にショートさせて、単一の測定電極として使うことを特徴とする請求項１に記載の生体信号測定のための一体化した多重電極。
【請求項５】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極を提供するステップと、
測定しようとする生体信号の種類により、前記複数個の個別電極から基準電極と測定電極との対からなる複数個の電極組み合わせを選択するステップと、
前記基準電極と前記測定電極の対の複数個の電極組み合わせから、生体信号を得るステップと、を含むことを特徴とする一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項６】
前記方法は、
前記生体信号を分析して、心電図データを得るための少なくとも一つ以上のリードを検索するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項７】
前記方法は、
前記生体信号を分析して、心拍数を獲得するステップをさらに含むことを特徴とする請求項５に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項８】
前記方法は、前記生体信号の獲得ステップ以前に、
前記接地電極、前記選択された基準電極及び測定電極と所定の生体信号分析器との間のリードが脱落しているか否かを判断するステップをさらに含むことを特徴とする請求項６または請求項７に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項９】
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極のうち一つを順次に測定電極として選択することを特徴とする請求項６に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項１０】
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極から一つを順次に基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極のうち、基準電極を除いた残りの個別電極のうち、少なくとも一つ以上が測定電極として選択されることを特徴とする請求項６に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項１１】
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極を相互にショートさせて、単一の測定電極として使うことを特徴とする請求項５に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項１２】
前記リード検索ステップは、
前記選択された電極組み合わせに含まれ、測定電極及び基準電極をなす電極対とそれに対応する心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する電極対を検索するステップと、
前記検索された電極対を心臓軸方向のリードに決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項６、請求項９及び請求項１０のうちいずれか一つに記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項１３】
前記リード検索ステップは、
前記選択された電極組み合わせに含まれ、測定電極及び基準電極をなす電極対とそれに対応する心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する第１電極対を検索するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最小のＲピークが存在する心電図データに対応する第２電極対を検索するステップと、
前記第１電極対を第２リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第２電極対を第１リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第１リードの終点を基点に、前記第２リードの終点を終点に設定する第３リードを確定するステップと、を含むことを特徴とする請求項６または請求項９に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法。
【請求項１４】
非伝導性のパッチ上に構成され、接地電極及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極と、
測定しようとする生体信号の種類により、前記複数個の個別電極から基準電極と測定電極との対からなる複数個の電極組み合わせを選択するための電極選択部と、
前記基準電極と前記測定電極との対の複数個の電極組み合わせから、生体信号を得るための信号処理部と、を備えることを特徴とする一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項１５】
前記電極選択部は、
ユーザーの操作により選択された生体信号の種類に基づいて、所定の制御信号を生成する操作部と、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極のうち、順次に選択された個別電極から提供される信号を測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号選択部と、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から提供される信号を測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号生成部と、
前記制御信号により切り換えられ、前記多重電極を前記測定信号選択部、あるいは測定信号生成部のうち一つに連結させる切換部と、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項１６】
前記電極選択部は、
ユーザーの操作により選択された生体信号の種類に基づいて、所定の制御信号を生成する操作部と、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極のうち、順次に選択された個別電極から提供される信号を基準信号として提供し、残りの個別電極から提供される信号を測定信号として提供する基準／測定信号選択部と、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極を相互にショートさせて、単一の測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号生成部と、
前記制御信号により切り換えられ、前記多重電極を前記基準／測定信号選択部、あるいは測定信号生成部のうち一つに連結させる切換部と、を備えることを特徴とする請求項１４に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項１７】
前記基準／測定信号選択部は、残りの個別電極から提供される信号を加算するか、またはショートさせて、前記測定信号として提供することを特徴とする請求項１６に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項１８】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極と、
前記複数個の個別電極のうち円弧上に配列される個別電極のうち、順次に選択された個別電極から提供される信号を測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号選択部と、
前記測定信号選択部から提供される複数個の測定信号と基準信号との間の差動増幅信号を処理して、少なくとも一つのリードを検索するための信号処理部と、を備えることを特徴とする一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項１９】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極と、
前記複数個の個別電極のうち円弧上に配列される個別電極のうち、順次に選択された個別電極から提供される信号を基準信号として提供し、残りの個別電極から提供される信号を測定信号として提供する基準／測定信号選択部と、
前記基準／測定信号選択部から提供される複数個の測定信号と基準信号との間の差動増幅信号を処理して、少なくとも一つのリードを検索するための信号処理部と、を備えることを特徴とする一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項２０】
前記基準／測定信号選択部は、残りの個別電極から提供される信号を加算するか、またはショートさせて、前記測定信号として提供することを特徴とする請求項１９に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項２１】
前記信号処理部では、
前記選択された電極組み合わせに含まれ、測定電極及び基準電極をなす電極対とそれに対応する心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する電極対を検索するステップと、
前記検索された電極対を心臓軸方向のリードに決定するステップと、を行うことを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項２２】
前記信号処理部では、
前記選択された電極組み合わせに含まれ、測定電極及び基準電極をなす電極対とそれに対応する心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する第１電極対を検索するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最小のＲピークが存在する心電図データに対応する第２電極対を検索するステップと、
前記第１電極対を第２リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第２電極対を第１リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第１リードの終点を基点に、前記第２リードの終点を終点に設定する第３リードを確定するステップと、を行うことを特徴とする請求項１８または請求項１９に記載の一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項２３】
非伝導性のパッチ上に構成され、接地電極及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極と、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極を相互にショートさせて、単一の測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号生成部と、
前記基準／測定信号選択部から提供される複数個の測定信号と基準信号との間の差動増幅信号を処理して、心拍数を算出するための信号処理部と、を備えることを特徴とする一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置。
【請求項２４】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極を提供するステップと、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から選択される測定電極、及び前記複数個の個別電極のうち選択される基準電極からなる電極対と各電極対から生成される心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された心電図データのＲピークを比較して、リードを検索するステップと、を含むことを特徴とする一体化した多重電極を利用したリード検索方法。
【請求項２５】
前記電極対は、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として、前記円弧上に配置される個別電極のうち、順次に選択される電極を測定電極として選択することを特徴とする請求項２４に記載の一体化した多重電極を利用したリード検索方法。
【請求項２６】
前記電極対は、
前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極から順次に選択される電極を基準電極として、前記円弧上に配置される個別電極のうち、基準電極を除いた残りの個別電極を測定電極として選択することを特徴とする請求項２４に記載の一体化した多重電極を利用したリード検索方法。
【請求項２７】
前記リード検索ステップは、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する電極対を検索するステップと、
前記検索された電極対を心臓軸方向のリードに決定するステップと、を含むことを特徴とする請求項２４に記載の一体化した多重電極を利用したリード検索方法。
【請求項２８】
前記リード検索ステップは、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する第１電極対を検索するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最小のＲピークが存在する心電図データに対応する第２電極対を検索するステップと、
前記第１電極対を第２リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第２電極対を第１リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第１リードの終点を基点に、前記第２リードの終点を終点に設定する第３リードを確定するステップと、を含むことを特徴とする請求項２４に記載の一体化した多重電極を利用したリード検索方法。
【請求項２９】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極を提供するステップと、
測定しようとする生体信号の種類により、前記複数個の個別電極から基準電極と測定電極との対からなる複数個の電極組み合わせを選択するステップと、
前記基準電極と前記測定電極との対の複数個の電極組み合わせから、生体信号を得るステップと、を含むことを特徴とする一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法を実行できるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項３０】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極において、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から選択される測定電極、及び前記複数個の個別電極のうち、選択される基準電極からなる電極対と各電極対から生成される心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する電極対を検索するステップと、
前記検索された電極対を心臓軸方向のリードに決定するステップと、を含むことを特徴とする一体化した多重電極を利用したリード検索方法を実行できるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【請求項３１】
非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極において、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から選択される測定電極、及び前記複数個の個別電極のうち、選択される基準電極からなる電極対と各電極対から生成される心電図のデータを保存するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在する心電図データに対応する第１電極対を検索するステップと、
前記保存された複数個の心電図データのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最小のＲピークが存在する心電図データに対応する第２電極対を検索するステップと、
前記第１電極対を第２リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第２電極対を第１リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップと、
前記第１リードの終点を基点に、前記第２リードの終点を終点に設定する第３リードを確定するステップと、を含むことを特徴とする一体化した多重電極を利用したリード検索方法を実行できるプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体信号測定に係り、特に、電極付着位置及び電極配置方向に関係なく、心電図（ＥｌｅｃｔｒｏＣａｒｄｉｏＧｒａｐｈｙ：ＥＣＧ）あるいは心拍数（Ｈｅａｒｔ Ｒａｔｅ：ＨＲ）のような生体信号を測定できる生体信号測定のための一体化した多重電極、一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法と装置、及び一体化した多重電極を利用したリード検索方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
診断用の医療装備と共に使用可能に人体中の特定領域と接触する電極は、一般的に素子の組み合わせである。分析装置から引き出された信号ワイヤーは、通常所望の接触位置で患者の皮膚に付着される金属あるいは伝導性電極に連結される。ワイヤー及び電極の組み合わせをリードという。人の胸部で心臓により発生した電流は、皮膚に沿って流れ、皮膚では、皮膚上の二つの位置に置かれた電極間で測定できる電圧差を発生させる。患者の身体に電極を付着して実行される最も一般的なテストのうち一つは、ＥＣＧである。一般的な１２リード型のＥＣＧ測定は、局所貧血によるＥＣＧ変化を認識するのに最も正確な信号を提供する。１２リード型のＥＣＧ測定のためには、心臓データを測定して分析するように、患者の胴体と四肢上の多様な地点に１０個の電極を付着させる必要がある。ＥＣＧについての１２個の記録は、第１ないし第９リードから得られ、第１０リードは、接地として使われる。１０個の電極のうち６個は、所定の解剖学上のランドマークにより、患者の胸部に適用され、残りの４個の電極は、患者の四肢に適用される。胸部電極は、心臓リードとし、Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、Ｖ６と表示する。四肢電極は、四肢リードとし、ＬＡ、ＲＡ、ＬＬ、ＲＬ（接地）と表示する。
【０００３】
一般的に、正確かつ反復可能な記録を得るためには、心臓リードを正確に配置することが非常に重要である。しかし、複数のリードを正確に配置して付着し難いため、時間がかかり、電極を付着する人に知識、技術、及び努力を要求する。その結果、リードが適切に配置されず、最適位置より高くあるいは低く位置する場合が発生し、これから誤った心臓データを得るようになる。一方、周期的なＥＣＧは、心臓血管疾患の早期検出及び診断のための患者のＥＣＧプロファイルを提供するのに重要である。正確なＥＣＧプロファイルを提供するためには、ＥＣＧが正確に固定された電極から得られるだけでなく、電極が、以前の調査に続テストでも同一な位置に配置されねばならないことが重要である。
【０００４】
しかし、１２リード型のＥＣＧ測定によれば、患者ごとに心臓自体の位置が異なるにもかかわらず、ほぼ同一な位置に６個の心臓電極を配置することによって、正確に診断し難いだけでなく、周期的なＥＣＧ測定時、測定する時ごとにある程度異なる位置に６個の心臓電極が配置されることによって、持続的なＥＣＧ管理に正確度及び信頼度が低下するという短所がある。
【０００５】
このような短所を克服するために、複数個の電極をモジュール化させた少なくとも一つ以上の多重電極が開発されているが、電極付着位置を正確に判断し難いだけでなく、電極配置方向により心臓電気の活動信号の極性が変わるようになるので、非熟練者である一般のユーザーが使用するのには相変らず難しさがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、心臓電気の活動信号を測定する電極の配置を簡素化させることによって、電極付着位置や電極配置方向についての知識がない一般のユーザーが容易に使用できる生体信号測定のための一体化した多重電極、及びそれを利用した生体信号測定方法と装置を提供するところにある。
【０００７】
本発明が解決しようとする他の課題は、前記一体化した多重電極を利用して、アイントホーフェンの三角形を構成する第１リードないし第３リードから得られる複数個のＥＣＧ信号を、迅速かつ反復可能に得ることができるリード検索方法を提供するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するために、本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極は、皮膚に付着可能な非伝導性のパッチ、前記非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される一つの接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイを備える。
【０００９】
前記多重電極は、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極のうち、一つを順次に測定電極として選択することが望ましい。
【００１０】
前記多重電極は、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極から一つを順次に基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極のうち、基準電極を除いた残りの個別電極は、測定電極として選択されることが望ましい。
【００１１】
前記多重電極は、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配置される個別電極の中央に位置した電極を基準電極として選択し、前記円弧上に配置される個別電極を相互にショートさせて、単一の測定電極として使われることが望ましい。
【００１２】
前記課題を解決するために、本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法は、非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極を提供するステップ、測定しようとする生体信号の種類により、前記複数個の個別電極から基準電極と測定電極との対からなる複数個の電極組み合わせを選択するステップ、及び前記基準電極と前記測定電極の対の複数個の電極組み合わせから、生体信号を得るステップを含む。
【００１３】
前記課題を解決するために、本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置は、非伝導性のパッチ上に構成され、接地電極及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極、測定しようとする生体信号の種類により、前記複数個の個別電極から、基準電極と測定電極との対からなる複数個の電極組み合わせを選択するための電極選択部、及び前記基準電極と前記測定電極との対の複数個の電極組み合わせから、生体信号を得るための信号処理部を備える。
【００１４】
前記電極選択部は、ユーザーの操作により選択された生体信号の種類に基づいて、所定の制御信号を生成する操作部、前記複数個の個別電極のうち円弧上に配列される個別電極のうち、順次に選択された個別電極から提供される信号を測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号選択部、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から提供される信号を測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号生成部、及び前記制御信号により切り換えられ、前記多重電極を前記測定信号選択部、あるいは測定信号生成部のうち一つに連結させる切換部からなることが望ましい。
【００１５】
前記電極選択部は、ユーザーの操作により選択された生体信号の種類に基づいて、所定の制御信号を生成する操作部、前記複数個の個別電極のうち円弧上に配列される個別電極のうち、順次に選択された個別電極から提供される信号を基準信号として提供し、残りの個別電極から提供される信号を測定信号として提供する基準／測定信号選択部、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極を相互にショートさせて、単一の測定信号として提供し、前記複数個の個別電極のうち、中央電極から提供される信号を基準信号として提供する測定信号生成部、及び前記制御信号により切り換えられ、前記多重電極を前記基準／測定信号選択部、あるいは測定信号生成部のうち一つに連結させる切換部を備えることが望ましい。
【００１６】
前記他の課題を解決するために、本発明による一体化した多重電極を利用したリード検索方法は、非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極において、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から選択される測定電極、及び前記複数個の個別電極のうち、選択される基準電極からなる電極対と各電極対から生成されるＥＣＧのデータを保存するステップ、前記保存された複数個のＥＣＧデータのＲピーク(R-peak)を比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する電極対を検索するステップ、及び前記検索された電極対を心臓軸(heart axis)方向のリードに決定するステップを含む。
【００１７】
前記他の課題を解決するために、本発明による一体化した多重電極を利用したリード検索方法は、非伝導性のパッチ上に構成され、皮膚に付着される接地電極、及び複数個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極において、前記複数個の個別電極のうち、円弧上に配列される個別電極から選択される測定電極、及び前記複数個の個別電極のうち、選択される基準電極からなる電極対と各電極対から生成されるＥＣＧのデータを保存するステップ、前記保存された複数個のＥＣＧデータのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最大のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第１電極対を検索するステップ、前記保存された複数個のＥＣＧデータのＲピークを比較して、正の値を有し、かつ最小のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第２電極対を検索するステップ、前記第１電極対を第２リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップ、前記第２電極対を第１リードとして確定し、第１及び第２電極対の共通電極を基点に、残りの電極を終点に設定するステップ、及び前記第１リードの終点を基点に、前記第２リードの終点を終点に設定する第３リードを確定するステップを含む。
【００１８】
前記一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法、及び前記一体化した多重電極を利用したリード検索方法は、望ましくは、コンピュータで実行させるためのプログラムを記録したコンピュータで読み取り可能な記録媒体で具現できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、一体化した生体信号測定モジュールを構成する各電極の極性や付着位置に関係なく、心臓データを得るための少なくとも一つ以上のリード検索が可能であるので、熟練者だけでなく非熟練者も一体化した生体信号測定モジュールを簡便に着脱可能になり、ユーザーの便利性を向上できる。
【００２０】
また、一体化した生体信号測定モジュールを構成する各電極の連結状態を可変させることによって、一体化した生体信号測定モジュールの配置方向に関係なく、ＥＣＧあるいはＨＲなどのような安定した生体信号を選択的に獲得できる。
【００２１】
また、一体化した生体信号測定モジュールの各電極から得られる信号を分析して、リードを検索することによって、人ごとに異なる心臓位置あるいは解剖学上のランドマークに適応的な生体信号を得ることができるので、さらに正確な診断が行われうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、添付された図面を参照して、本発明の望ましい実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１は、本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極の第１実施形態を示すものであって、一体化した多重電極は、非伝導性であり、身体に付着されるパッチ１１０、パッチ１１０内に含まれ、身体に付着される一つの基準電極（Ｒｅｆ）１２１、接地電極（ＲＬ）１２２、及び第１ないし第６個別電極１２３、１２４、１２５、１２６、１２７、１２８から構成される。ここで、一つの基準電極１２１、接地電極１２２及び第１ないし第６個別電極１２３〜１２８は、センサアレイを構成する。センサアレイにおいて、基準電極１２１は、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８の中央に、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８は、３６０°をカバー可能に円弧上に適切に配置される。
【００２４】
このような構成の一体化した多重電極では、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８のうち、一つの個別電極を順次に測定電極として選択し、選択された測定電極と基準電極１２１との間の信号を差動増幅する過程を６回反復的に行う。一方、基準電極１２１を使用せず、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８のうち、二つの電極を基準電極と測定電極として選択できる。
【００２５】
図２は、本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極の第２実施形態を示すものであって、一体化した多重電極は、非伝導性であり、身体に付着されるパッチ２１０、パッチ２１０内に含まれ、身体に付着される接地電極２２２、及び一つの基準電極を含む第１ないし第６個別電極２２３、２２４、２２５、２２６、２２７、２２８から構成される。ここで、接地電極２２２及び第１ないし第６個別電極２２３〜２２８は、センサアレイを構成する。センサアレイにおいて、第１ないし第６個別電極２２３〜２２８は、３６０°をカバー可能に円弧上に適切に配置される。基準電極は、固定されずに可変される。第１ないし第６個別電極２２３〜２２８のうち一つを基準電極として設定すれば、残りの電極は、測定電極として使われる。図２で例と挙げた構造を見れば、第６電極２２８を基準電極として使用する場合、第２ないし第５個別電極２２４〜２２７は、測定電極として使われて、各個別電極から出力される信号が加算される。他の実施形態では、第６電極２２８を基準電極として使用し、第２ないし第５個別電極２２４〜２２７を相互にショートさせた後、測定電極として使用することができる。
【００２６】
図１及び図２に示した一体化した多重電極は、患者の胸部に配置されて、ＥＣＧ信号を測定するためのものであって、多様な幾何学的な配列を有し、かつ固定された単一パターンを維持する。各センサアレイに含まれた全体電極は、各ユーザー別にアイントホーフェンの三角形をなす第１ないし第３リードを検出するのに使われうる。センサアレイに含まれた各電極は、生体信号分析器（図示せず）と電気的なリードワイヤーのような有線通信方式により接続される。通信方式は、必ずしも有線のみに限定されず、ブルートゥースモジュールを通じた無線、あるいは光通信のような通信方式により接続させることも可能である。各電極は、ユーザーが発生する電気信号を検出して伝送可能に、ユーザー身体の皮膚と電気的に接続されるように接触される。ここで、望ましくは、ヒドロゲル粘着剤のような伝導性の高分子粘着剤が、電極素子と電気的に接続されて各電極を構成する。各電極の形態は、これに限定されず、多様な材料及び構造が公知となっている。
【００２７】
図３は、本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極の第３実施形態を示すものであって、一体化した多重電極は、非伝導性であり、身体に付着されるパッチ３１０、パッチ３１０内に含まれ、身体に付着される一つの基準電極３２１、接地電極３２２、及び第１ないし第６個別電極３２３、３２４、３２５、３２６、３２７、３２８から構成される。ここで、一つの基準電極３２１、接地電極３２２及び第１ないし第６個別電極３２３〜３２８は、センサアレイを構成する。センサアレイにおいて、基準電極３２１は、第１ないし第６個別電極３２３〜３２８の中央に、第１ないし第６個別電極３２３〜３２８は、３６０°をカバー可能に円弧上に適切に配置される。
【００２８】
このような構成の一体化した多重電極では、第１ないし第６個別電極３２３〜３２８がいずれも相互にショートされて測定電極として使われ、測定電極と基準電極３２１との間の信号を差動増幅して得られた信号を利用してＨＲを測定する。その結果、電極付着位置や電極配置方向に関係なく、一定した極性のＥＣＧ信号を得ることができ、これから容易にＨＲを測定できる。
【００２９】
図１ないし図３に示した一体化した多重電極は、図１に示した単一の形態で構成され、このような場合、皮膚に付着されたパッチに含まれる各電極から出力される信号を受信する側で適切に加工して、所望の生体信号を獲得できる。
【００３０】
図４は、本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定方法の一実施形態を示すフローチャートであって、後述する生体信号獲得及び分析は、生体信号分析器（図示せず）で行われる。
【００３１】
図４に示すように、ステップ４１０では、非伝導性のパッチ上に構成され、接地電極及び円弧上に配列されるＮ（ここで、Ｎは、２以上である整数）個の個別電極を含むセンサアレイからなる一体化した多重電極が皮膚に付着される。ステップ４２０では、ユーザーの操作により入力される測定しようとする生体信号の種類が、ＨＲであるか、またはＥＣＧであるかを判断する。
【００３２】
ステップ４３０では、ステップ４２０での判断結果、測定しようとする生体信号がＥＣＧである場合、図１あるいは図２に示した配線形態により、基準電極と測定電極とを選択する。図１に示した構造では、基準電極は、中央に位置した個別電極として固定され、測定電極が基準電極を除いた（Ｎ−１）個の個別電極のうち一つが順次に選択される。一方、図２に示した構造では、基準電極及び測定電極がいずれも可変され、中央に位置した個別電極を除いた（Ｎ−１）個の個別電極のうち一つを基準電極として選択する場合、残りの（Ｎ−２）個の個別電極を測定電極として使用する。ここで、Ｎは、７と設定されたものである。
【００３３】
ステップ４４０では、ステップ４３０で選択された基準電極及び測定電極から、（Ｎ−１）個の生体信号を獲得する。この際、基準電極及び測定電極により測定された（Ｎ−１）個の生体信号を利用して、各電極と生体信号分析器との間のリードの脱落如何を判断できる。リードの脱落如何を判断できる基準としては、入力される生体信号が存在しない場合と、電源線ノイズ及び動ノイズを除去するためにフィルタリングした生体信号の周期が、予め設定されている周期の正常範囲を逸脱する場合とを挙げることができる。
【００３４】
ステップ４５０では、ステップ４４０で獲得された（Ｎ−１）個の生体信号を分析して、アイントホーフェンの三角形をなす第１ないし第３リードを検索する。これについては、後述する。
【００３５】
ステップ４６０では、ステップ４２０での判断結果、測定しようとする生体信号がＨＲである場合、図３に示した配線形態により、基準電極と測定電極とを選択する。図３に示した構造では、中央に位置した個別電極を基準電極として選択し、基準電極を除いた（Ｎ−１）個の個別電極を相互にショートさせて、測定電極として選択する。
【００３６】
ステップ４７０では、ステップ４６０で選択された基準電極及び測定電極から、単一の生体信号を獲得する。この際、ステップ４４０と同様に、基準電極及び測定電極で測定された単一の生体信号を利用して、各電極と生体信号分析器との間のリードの脱落如何を判断できる。ステップ４８０では、ステップ４７０で獲得された単一の生体信号を分析して、ＨＲを算出する。
【００３７】
図５は、本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置の第１実施形態の構成を示すブロック図であって、測定信号選択部５１０、差動増幅部５２０、フィルタリング部５３０、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部５４０、リード脱落検出部５５０、マイクロコントローラ５６０、表示部５７０及び保存部５８０からなる。図５に示した生体信号測定装置は、図１に示した多重電極を使用することが望ましい。したがって、図５に示した生体信号測定装置の動作について、図１の多重電極と結びつけて説明する。説明の便宜上、基準電極を含んだ個別電極の数を７と設定するが、これに限定されるものではない。
【００３８】
図５に示すように、測定信号選択部５１０は、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８からそれぞれ提供される測定信号と、基準電極１２１から提供される基準信号とをそれぞれ受信する。測定信号選択部５１０は、マイクロコントローラ５６０の制御により、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８からそれぞれ提供される測定信号のうち、順次に選択される一つの測定信号と、基準電極１２１から提供される基準信号とを、それぞれ差動増幅部５２０の非反転入力端子ａと反転入力端子ｂとに提供する。この際、接地電極１２２は、１２リード型のＥＣＧ測定器において、右足電極の役割を行う。
【００３９】
差動増幅部５２０は、非反転入力端子ａに順次に印加される測定信号と、反転入力端子ｂに印加される基準信号とを差動増幅する。フィルタリング部５３０は、差動増幅部５２０から提供される差動増幅された信号をフィルタリングして、電源線ノイズまたは動ノイズを除去する。Ａ／Ｄ変換部５４０は、フィルタリング部５３０から提供されるフィルタリングされた信号をデジタル信号に変換して、マイクロコントローラ５６０に供給する。
【００４０】
リード脱落検出部５５０は、測定信号選択部５１０から出力される測定信号及び基準信号からリードの脱落如何を検出し、検出結果により、リードが脱落状態であることを表す信号、あるいはリードが正常状態であることを表す信号をマイクロコントローラ５６０に供給する。ここで、リードの脱落は、生体信号を測定するために、被測定者の皮膚に付着させた電極が接続不良あるいは接続されていないことを意味する。リードの脱落検出の信頼性を高めるために、リード脱落検出部５５０の前端にフィルタを設置できる。
【００４１】
マイクロコントローラ５６０は、リード脱落検出部５５０からリードが正常状態であることを表す信号が入力されるという前提下で、フィルタリング部５３０から提供される全体６個のデジタル信号を分析して、アイントホーフェンの三角形を構成する第１ないし第３リードを分析する。もし、リード脱落検出部５５０からリードが脱落状態であることを表す信号が入力されれば、マイクロコントローラ５６０は、信号分析過程に入らず、表示部５７０を通じてリードの脱落状態を表示する。
【００４２】
表示部５７０は、マイクロコントローラ５６０での分析結果を文字メッセージで表示するか、またはリードの脱落状態を文字メッセージあるいは警告音で外部に表示する。保存部５８０は、マイクロコントローラ５６０での分析結果を保存する。
【００４３】
図６は、図５において、測定信号選択部５１０の細部的な構成を示す回路図であって、マルチブレクサ６１０、第１バッファ６２０、第２バッファ６３０、及び反転増幅器６４０からなる。
【００４４】
図６に示すように、マルチプレクサ６１０は、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８から出力される測定信号のうち一つを順次に選択して、第１バッファ６２０に提供し、基準電極１２１から出力される基準信号をそのまま第２バッファ６３０に提供する。一方、マルチプレクサ６１０は、基準電極１２１を使用せず、第１ないし第６個別電極１２３〜１２８のうち、二つの電極から提供される信号を測定信号及び基準信号として選択して、第１及び第２バッファ６２０、６３０に提供できる。
【００４５】
第１及び第２バッファ６２０、６３０は、測定信号と基準信号とをそれぞれバッファリングして、差動増幅部５２０の非反転入力端子ａと反転入力端子ｂとに印加する。反転増幅器６４０は、差動増幅部５２０の非反転入力端子ａと反転入力端子ｂとに提供される信号を反転増幅させることによって、電源線ノイズを除去して、接地電極１２２の電位を安定化させる。
【００４６】
図７は、図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部５２０から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図であって、横軸は、時間（０．２ｓ／Ｄｉｖ．）、縦軸は、電圧（０．１Ｖ／Ｄｉｖ．）を示す。
【００４７】
図７に示すように、Ａは、第１個別電極１２３から出力される信号を測定信号として選択して、基準電極１２１の基準信号と差動増幅させた信号、Ｂは、第２個別電極１２４から出力される信号を測定信号として選択して、基準電極１２１の基準信号と差動増幅させた信号、Ｃは、第３個別電極１２５から出力される信号を測定信号として選択して、基準電極１２１の基準信号と差動増幅させた信号、Ｄは、第４個別電極１２６から出力される信号を測定信号として選択して、基準電極１２１の基準信号と差動増幅させた信号、Ｅは、第５個別電極１２７から出力される信号を測定信号として選択して、基準電極１２１の基準信号と差動増幅させた信号、及びＦは、第６個別電極１２８から出力される信号を測定信号として選択して、基準電極１２１の基準信号と差動増幅させた信号である。
【００４８】
図８は、本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置の第２実施形態の構成を示すブロック図であって、基準／測定信号選択部８１０、差動増幅部８２０、フィルタリング部８３０、Ａ／Ｄ変換部８４０、リード脱落検出部８５０、マイクロコントローラ８６０、表示部８７０及び保存部８８０からなる。図８に示した生体信号測定装置は、図２に示した多重電極を使用することが望ましく、基準／測定信号選択部８１０を除いては、図５に示した第１実施形態の構成と同一である。したがって、図８に示した生体信号測定装置の動作について、図２の多重電極と結びつけて説明するにおいて、図５に示した生体信号測定装置と同一な部分については、その細部的な説明は省略する。説明の便宜上、基準電極を含んだ個別電極の数を６と設定するが、これに限定されるものではない。
【００４９】
図８に示すように、基準／測定信号選択部８１０は、第１ないし第６個別電極２２３〜２２８からそれぞれ提供される信号を受信する。基準／測定信号選択部８１０は、マイクロコントローラ８６０の制御により、第１ないし第６個別電極２２３〜２２８から提供される信号のうち一つをバッファリングした後、基準信号として選択し、残りの個別電極から提供される信号をそれぞれバッファリングした後で、加算して測定信号として選択するか、または残りの個別電極から提供される信号をショートさせて、測定信号として選択する。選択された測定信号と基準信号とは、それぞれ差動増幅部８２０の非反転入力端子ａと反転入力端子ｂとに提供する。この際、接地電極２２２は、１２リード型のＥＣＧ測定器において、右足電極の役割を行う。一例を挙げれば、第１個別電極２２３から出力される信号を基準信号として、第２ないし第６個別電極２２４〜２２８から出力される信号を加算して、測定信号として選択できる。他の実施形態としては、第１個別電極２２３から出力される信号を基準信号として、第２ないし第６個別電極２２４〜２２８から出力される信号をショートさせて、測定信号として選択できる。
【００５０】
図９は、図８において、基準／測定信号選択部８１０の細部的な構成を示す回路図であって、マルチプレクサ９１０及び加算器９２０からなる。ここで、マルチプレクサ９１０の各出力端には、バッファ（図示せず）がさらに備えられうる。
【００５１】
図９に示すように、マルチプレクサ９１０は、第１ないし第６個別電極２２３〜２２８のうち一つを基準電極として選択し、基準電極から提供される基準信号を差動増幅部８２０の反転入力端子ｂに提供する。
【００５２】
加算器９２０は、マルチプレクサ９１０で基準電極として選択された個別電極を除いた残りの５個の個別電極から提供される信号を入力として加算して、差動増幅部８２０の非反転入力端子ａに提供する。
【００５３】
図１０は、図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部８２０から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図であって、横軸は、時間（０．２ｓ／Ｄｉｖ．）、縦軸は、電圧（０．５Ｖ／Ｄｉｖ．）を示す。ここでは、測定の便利のために、一つの個別電極を基準電極として、円弧上の４個の個別電極を測定電極として選択したが、測定電極としては、基準電極を除いた円弧上の残りの個別電極を使用する。
【００５４】
図１０に示すように、Ａは、第６個別電極２２８から出力される信号を基準信号として、第２ないし第５個別電極２２４〜２２７から出力される信号を加算した信号を測定信号とした場合、二つの信号間を差動増幅した信号、Ｂは、第１個別電極２２３から出力される信号を基準信号として、第３ないし第６個別電極２２５〜２２８から出力される信号を加算した信号を測定信号とした場合、二つの信号間を差動増幅した信号、Ｃは、第２個別電極２２４から出力される信号を基準信号として、第１個別電極２２３、第４ないし第６個別電極２２６〜２２８から出力される信号を加算した信号を測定信号とした場合、二つの信号間を差動増幅した信号、Ｄは、第３個別電極２２５から出力される信号を基準信号として、第１、第２、第５及び第６個別電極２２３、２２４、２２７、２２８から出力される信号を加算した信号を測定信号とした場合、二つの信号間を差動増幅した信号、Ｅは、第４個別電極２２６から出力される信号を基準信号として、第１ないし第３個別電極２２３〜２２５、第６個別電極２２８から出力される信号を加算した信号を測定信号とした場合、二つの信号間を差動増幅した信号、Ｆは、第５個別電極２２７から出力される信号を基準信号として、第１ないし第４個別電極２２３〜２２６から出力される信号を加算した信号を測定信号とした場合、二つの信号間を差動増幅した信号である。
【００５５】
図１１は、本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置の第３実施形態の構成を示すブロック図であって、測定信号生成部１１１０、差動増幅部１１２０、フィルタリング部１１３０、Ａ／Ｄ変換部１１４０、リード脱落検出部１１５０、マイクロコントローラ１１６０、表示部１１７０及び保存部１１８０からなる。図１１に示した生体信号測定装置は、図３に示した多重電極を使用することが望ましく、測定信号生成部１１１０を除いては、図５に示した第１実施形態の構成と同一である。したがって、図１１に示した生体信号測定装置の動作について、図２の多重電極と結びつけて説明するにおいて、図５に示した生体信号測定装置と同一な部分については、その細部的な説明は省略する。説明の便宜上、基準電極を含んだ個別電極の数を７と設定するが、これに限定されるものではない。
【００５６】
図１１に示すように、測定信号生成部１１１０は、第１ないし第６個別電極３２３〜３２８からそれぞれ提供される信号を受信する。測定信号生成部１１１０は、第１ないし第６個別電極３２３〜３２８から提供される信号をショートさせて、測定信号として生成し、基準電極３２１から提供される信号を基準信号として生成する。生成された測定信号と基準信号とは、それぞれ差動増幅部１１２０の非反転入力端子ａと反転入力端子ｂとに提供する。この際、接地電極３２２は、１２リード型のＥＣＧ測定器において、右足電極の役割を行う。
【００５７】
図１２は、図１１において、測定信号生成部の細部構成を示す回路図であって、電気的ショート部１２１０、第１及び第２バッファ１２２０、１２３０、及び反転増幅器１２４０からなる。図１２において、第１及び第２バッファ１２２０、１２３０、及び反転増幅器１２４０は、図６と同一であるので、細部的な動作説明は省略する。
【００５８】
図１２において、電気的ショート部１２１０は、第１ないし第６個別電極３２３〜３２８から提供される信号をショートさせて、測定信号として生成し、第１バッファ１２２０を通じて、差動増幅部１１２０の非反転入力端子ａに提供する。
【００５９】
図１３は、図３のような配線の多重電極を使用した場合、図１１において、差動増幅部１１２０から出力されるＥＣＧ信号を示す波形図である。
【００６０】
図１３に示すように、Ａは、任意の電極付着位置及び電極配列方向に対して、差動増幅部１１２０から提供される信号、Ｂは、Ａの位置に対してパッチを９０°回転させた場合、差動増幅部１１２０から提供される信号、Ｃは、Ａの位置に対してパッチを１８０°回転させた場合、差動増幅部１１２０から提供される信号、Ｄは、Ａの位置に対してパッチを２７０°回転させた場合、差動増幅部１１２０から提供される信号である。これにより、電極付着位置及び電極配列方向に関係なく、同一なＥＣＧ信号を獲得できる。
【００６１】
図１４は、本発明で検索しようとするアイントホーフェンの三角形をなす第１及び第３リードＬｅａｄＩ、ＬｅａｄII、ＬｅａｄIIIを説明する図面である。
【００６２】
図１４に示すように、胸部の体表面において、３リードのＥＣＧ測定は、心臓を基準として胸部の右左方向あるいは胸部の左右方向である第１リードＬｅａｄＩ、胸部の右側上端−下腹部の左側方向である第２リードＬｅａｄII、胸部の左側上端−下腹部の左側方向である第３リードＬｅａｄIIIからなり、このように構成された三角形をアイントホーフェンの三角形と指称する。第１ないし第３リードのうち、胸部のダイポール動きベクタ、すなわち、心臓軸と同一な方向である第２リードのＲピークが最も大きく、心臓軸にほぼ垂直である第１リードのＲピークが最も小さい。ここで、Ｒピークは、周知のように、心臓の拍動と同期し、心房収縮と心室収縮の過程を経て発現する。
【００６３】
図１５は、本発明による一体型した多重電極を利用したリード検索方法の一実施形態を説明するフローチャートであって、図５あるいは図８のマイクロコントローラ５６０、８６０で行われることが望ましい。
【００６４】
図１５に示すように、ステップ１５１０では、皮膚に付着された多重電極から、複数個の電極対の組み合わせからなる複数個の基準信号及び測定信号を獲得する。この際、多重電極は、図１あるいは図２に示した配線形態の多重電極のうち、いかなるものを使用してもよい。
【００６５】
ステップ１５２０では、ステップ１５１０で得られた複数個の基準信号と測定信号のそれぞれを利用して、リードの脱落如何を検出する。
【００６６】
ステップ１５３０では、ステップ１５２０での検出結果、リードが正常状態である場合、ステップ１５１０で得られた基準信号と測定信号との間の差動増幅された複数個の信号を利用して、心臓軸方向のリード、すなわち、第２リードを検索する。
【００６７】
ステップ１５４０では、ステップ１５３０で検索された心臓軸方向のリードに該当する電極対についての情報、及び電極対から得られる差動増幅された信号からなるリードデータを保存部５８０、８８０に保存すると共に、表示部５７０、８７０に出力する。
【００６８】
図１６は、図１５において、心臓軸方向のリードの検索ステップ１５３０の細部的な動作を説明するフローチャートである。
【００６９】
図１６に示すように、ステップ１６１０では、入力される測定信号及び基準信号に該当する電極対とそれに対応するＥＣＧのデータを保存する。
【００７０】
ステップ１６２０では、ステップ１６１０で保存された複数個のＥＣＧデータのＲピークを比較して、正（＋）の値を有し、かつ最大のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する電極対を検索する。
【００７１】
ステップ１６３０では、ステップ１６２０で検索された電極対を心臓軸方向のリード、すなわち、第２リードに決定する。
【００７２】
図１７は、本発明による一体型した多重電極を利用したリード検索方法の他の実施形態を説明するフローチャートであって、図５あるいは図８のマイクロコントローラ５６０、８６０で行われることが望ましい。
【００７３】
図１７に示すように、ステップ１７１０では、皮膚に付着された多重電極から、複数個の電極組み合わせからなる複数個の基準信号及び測定信号を獲得する。この際、多重電極は、図１あるいは図２に示した配線形態の多重電極のうち、いかなるものを使用してもよい。
【００７４】
ステップ１７２０では、ステップ１７１０で得られた複数個の基準信号と測定信号のそれぞれを利用して、リードの脱落如何を検出する。
【００７５】
ステップ１７３０では、ステップ１７２０での検出結果、リードが正常状態である場合、ステップ１７１０で得られた基準信号と測定信号との間の差動増幅された複数個の信号を利用して、アイントホーフェンの三角形を構成する第１ないし第３リードを検索し、検索された第１ないし第３リードを標準四肢リードに再構成する。
【００７６】
ステップ１７４０では、ステップ１７３０で検索された標準四肢リードにそれぞれ該当する電極対、及びこれから得られる差動増幅された信号からなるリードのデータを保存部５８０、８８０に保存する共に、表示部５７０、８７０に出力する。
【００７７】
図１８は、図１７において、標準四肢リードの再構成ステップ１７３０の細部的な動作を説明するフローチャートである。
【００７８】
図１８に示すように、ステップ１８１０では、入力される測定信号及び基準信号に該当する電極対とそれに対応するＥＣＧのデータを保存する。図１に示した多重電極を使用する場合には、基準電極と測定電極とが一つずつ存在するので、それらを一つの電極対に構成できる。一方、図２に示した多重電極を使用する場合には、基準電極は一つであるが、測定電極が複数個存在するので、二つ以上の電極が電極対を構成できる。
【００７９】
ステップ１８２０では、ステップ１８１０で保存された複数個のＥＣＧデータのＲピークを比較して、正（＋）の値を有し、かつ最大のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第１電極対を検索する。
【００８０】
ステップ１８３０では、ステップ１８１０で保存された複数個のＥＣＧデータのＲピークを比較して、正（＋）の値を有し、かつ最小のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第２電極対を検索する。
【００８１】
ステップ１８４０では、ステップ１８２０で検索された第１電極対と、ステップ１８３０で検索された第２電極対とに共通電極が存在するか否かを判断する。ここで、共通電極の探索は、最小のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第２電極対を基準として行われることが望ましい。ステップ１８４０での判断結果、共通電極が存在しない場合、ステップ１８２０に戻る。
【００８２】
ステップ１８５０では、ステップ１８４０での判断結果、共通電極が存在する場合、ステップ１８２０で検索された第１電極対を第２リードとして確定し、この際、共通電極を基点（−）に、残りの電極を終点（＋）に設定する。
【００８３】
ステップ１８６０では、ステップ１８３０で検索された第２電極対を第１リードとして確定し、この際、共通電極を基点（−）に、残りの電極を終点（＋）に設定する。
【００８４】
一方、最小のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第２電極対を基準として、最大のＲピークが存在するＥＣＧデータに対応する第１電極対が二つ以上存在する場合には、第１リードの終点（＋）に最も隣接した電極を第２リードの終点（＋）と定義する。
【００８５】
ステップ１８７０では、ステップ１８６０で確定された第１リードの終点を基点（−）に、ステップ１８５０で確定された第２リードの終点を終点に設定する第３リードを確定する。
【００８６】
このように確定された第１ないし第３リードを構成する電極対を、図７に示した波形図を参考として見れば、第１リードは、図７のＡのＥＣＧ信号を生成する基準電極１２１と第１個別電極１２３との電極対が該当し、この際、基準電極１２１は、基点（−）、第１個別電極１２３は、終点（＋）となる。第２リードは、図７のＦのＥＣＧ信号を生成する基準電極１２１と第６個別電極１２８との電極対が該当し、この際、基準電極１２１は、基点（−）、第６個別電極１２８は、終点（＋）となる。一方、第３リードは、第１リードの終点に該当する第１個別電極１２３、及び第２リードの終点に該当する第６個別電極１２８からなり、第１個別電極１２３は、基点（−）、第６個別電極１２８は、終点（＋）となる。
【００８７】
前記した実施形態では、図５あるいは図８の生体信号測定装置と図１１の生体信号測定装置とを別途に表したが、測定しようとする生体信号の種類により、一体化した多重電極の配線形態のみが変更されただけであり、ほとんどの構成要素が同一である。したがって、二つの生体信号測定装置を結合して、図１９に示したような生体信号測定装置を構成できる。
【００８８】
図１９に示した生体信号測定装置は、操作部１９１１、切換部１９１２、測定信号選択部１９１３、測定信号生成部１９１４、差動増幅部１９１５、フィルタリング部１９１６、Ａ／Ｄ変換部１９１７、リード脱落検出部１９１８、マイクロコントローラ１９１９、表示部１９２０及び保存部１９２１からなる。操作部１９１１、切換部１９１２、測定信号選択部１９１３、及び測定信号生成部１９１４は、電極選択部を構成し、差動増幅部１９１５、フィルタリング部１９１６、Ａ／Ｄ変換部１９１７、リード脱落検出部１９１８、マイクロコントローラ１９１９、表示部１９２０及び保存部１９２１は、信号処理部を構成する。ここで、差動増幅部１９１５、フィルタリング部１９１６、Ａ／Ｄ変換部１９１７、リード脱落検出部１９１８、マイクロコントローラ１９１９、表示部１９２０及び保存部１９２１は、図５、図８、あるいは図１１に示した構成要素と同一である。測定信号選択部１９１３は、図５に示した測定信号選択部５１０と同一であり、測定信号生成部１９１４は、図１１に示した測定信号生成部１１１０と同一である。一方、測定信号選択部１９１３の代わりに、図８に示した基準／測定信号選択部８１０を適用できる。
【００８９】
図１９に示すように、操作部１９１１は、ユーザーの操作により測定しようとする生体信号の種類を選択する。選択された生体信号の種類により、切換部１９１２の各スイッチを切り換えるための制御信号を生成する。一方、操作部１９１１をマイクロコントローラ１９１９と連結させて、マイクロコントローラ１９１９から制御信号が生成されることもある。
【００９０】
切換部１９１２は、第１ないし第６個別電極と基準電極とにそれぞれ対応する数のスイッチを備え、操作部１９１１あるいはマイクロコントローラ１９１９から提供される制御信号により、第１ないし第６個別電極と基準電極を、測定信号選択部１９１３または測定信号生成部１９１４のうち一つに連結させる。
【００９１】
本発明は、またコンピュータで読み取り可能な記録媒体に、コンピュータが読み取り可能なコードとして具現することが可能である。コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、コンピュータシステムにより読み取られるデータが保存されるあらゆる種類の記録装置を含む。コンピュータが読み取り可能な記録媒体の例としては、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（登録商標）ディスク、光データ保存装置などがあり、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）の形態で具現されるものも含む。また、コンピュータが読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに連結されたコンピュータシステムに分散され、分散方式でコンピュータが読み取り可能なコードが保存されて実行されうる。そして、本発明を具現するための機能的なプログラム、コード及びコードセグメントは、本発明が属する技術分野のプログラマにより容易に推論されうる。
【００９２】
本発明について前記実施形態を参考にして説明したが、これは例示的なものに過ぎず、当業者であれば、これから多様な変形及び均等な他の実施形態が可能であるという点を理解できるであろう。したがって、本発明の真の技術的な保護範囲は、特許請求の範囲の技術的思想により決まらねばならない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、生体信号測定と関連した技術分野に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極の第１実施形態の構成及び配線を示す図面である。
【図２】本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極の第２実施形態の構成及び配線を示す図面である。
【図３】本発明による生体信号測定のための一体化した多重電極の第３実施形態の構成及び配線を示す図面である。
【図４】本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号の測定方法を説明するフローチャートである。
【図５】本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号の測定装置の第１実施形態の構成を示すブロック図である。
【図６】図５において、測定信号選択部の細部的な構成を示す回路図である。
【図７Ａ】図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図７Ｂ】図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図７Ｃ】図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図７Ｄ】図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図７Ｅ】図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図７Ｆ】図１のような配線の多重電極を使用した場合、図５において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図８】本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置の第２実施形態の構成を示すブロック図である。
【図９】図８において、基準／測定信号選択部の細部的な構成を示す回路図である。
【図１０Ａ】図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１０Ｂ】図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１０Ｃ】図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１０Ｄ】図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１０Ｅ】図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１０Ｆ】図２のような配線の多重電極を使用した場合、図８において、差動増幅部から出力される６個のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１１】本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置の第３実施形態の構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１において、測定信号生成部の細部的な構成を示す回路図である。
【図１３Ａ】図３のような配線の多重電極を使用した場合、図１１において、差動増幅部から出力される単一のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１３Ｂ】図３のような配線の多重電極を使用した場合、図１１において、差動増幅部から出力される単一のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１３Ｃ】図３のような配線の多重電極を使用した場合、図１１において、差動増幅部から出力される単一のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１３Ｄ】図３のような配線の多重電極を使用した場合、図１１において、差動増幅部から出力される単一のＥＣＧ信号を示す波形図である。
【図１４】本発明で検索しようとするアイントホーフェンの三角形をなす第１及び第３リードを説明する図面である。
【図１５】本発明による一体型した多重電極を利用したリード検索方法の一実施形態を説明するフローチャートである。
【図１６】図１５において、心臓軸方向のリードの検索ステップの細部的な動作を説明するフローチャートである。
【図１７】本発明による一体型した多重電極を利用したリード検索方法の他の実施形態を説明するフローチャートである。
【図１８】図１７において、標準四肢リードの再構成ステップの細部的な動作を説明するフローチャートである。
【図１９】本発明による一体化した多重電極を利用した生体信号測定装置の第４実施形態の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００９５】
５１０    測定信号選択部
５２０    差動増幅部
５３０    フィルタリング部
５４０    Ａ／Ｄ変換部
５５０    リード脱落検出部
５６０    マイクロコントローラ
５７０    表示部
５８０    保存部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2006000658.tif 000005
【図４】
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【図５】
2006000658.tif 000007
【図６】
2006000658.tif 000008
【図７Ａ】
2006000658.tif 000009
【図７Ｂ】
2006000658.tif 000010
【図７Ｃ】
2006000658.tif 000011
【図７Ｄ】
2006000658.tif 000012
【図７Ｅ】
2006000658.tif 000013
【図７Ｆ】
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【図８】
2006000658.tif 000015
【図９】
2006000658.tif 000016
【図１０Ａ】
2006000658.tif 000017
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
2006000658.tif 000020
【図１０Ｅ】
2006000658.tif 000021
【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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