(57)【要約】【課題】第１誘導の心電信号を簡易な構成で安定して測定することを可能とする。【解決手段】心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体を用意し、前記棒状体の軸方向に間隔を隔てて、前記被検者の心電信号測定用の第１電極及び第２電極を設けるとともに、前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一方から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて接地電極を設け、前記第１電極及び前記第２電極の間に増幅器を含む心電信号測定回路を接続し、前記被検者が、前記棒状体を、左右の手が前記第１電極及び第２電極の位置にくる箇所で握り、前記被検者の左右の手がそれぞれ前記第１電極及び前記第２電極に接触し、前記接地電極が左右の手のいずれかに接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号を測定する心電信号測定方法。【選択図】図４
2019180818.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体を用意し、
前記棒状体の軸方向に間隔を隔てて、前記被検者の心電信号測定用の第１電極及び第２電極を設けるとともに、前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一方から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて接地電極を設け、
前記第１電極及び前記第２電極の間に増幅器を含む心電測定回路を接続し、
前記被検者が、前記棒状体を、左右の手が前記第１電極及び第２電極の位置にくる箇所で握り、前記被検者の左右の手がそれぞれ前記第１電極及び前記第２電極に接触し、前記接地電極が左右の手のいずれかに接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号を測定する
心電信号測定方法。
【請求項２】
前記第１電極及び前記第２電極、及びこれらのいずれかと前記棒状体の周方向に離れて対をなす前記接地電極が、前記被検者の左右の手によって覆われるような位置に配置される、請求項１に記載の心電測定方法。
【請求項３】
前記棒状体が前記心電測定回路を収納した円筒形のケースである、請求項１又は２に記載の心電測定方法。
【請求項４】
前記棒状体が、人が手を添える手すりの一部である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の心電測定方法。
【請求項５】
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体を用意し、
前記棒状体の周面に、前記被検者の心電信号測定用の第１電極を設けるとともに、前記第１電極から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて接地電極を設け、
前記棒状体の軸方向の一端面に、前記被検者の心電信号測定用の第２電極を設け、
前記第１電極及び前記第２電極の間に増幅器を含む心電測定回路を接続し、
前記被検者が、前記棒状体を、いずれかの手が前記第１電極の位置にくる箇所で握るとともに、前記第２電極を当該被検者の心臓周辺の胸部に押し当てて、前記被検者の前記棒状体を握っている手が前記第１電極及び前記接地電極に接触し、前記第２電極が当該被検者の胸部に接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号を測定する
心電信号測定方法。
【請求項６】
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体と、
前記棒状体の軸方向に間隔を隔てて設けられた、前記被検者の心電信号測定用の第１電極及び第２電極と、
前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一方から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて設けられた接地電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に接続された、増幅器を含む心電信号測定回路と、
を備え、
前記被検者が、前記棒状体を、左右の手が前記第１電極及び第２電極の位置にくる箇所で握り、前記被検者の左右の手がそれぞれ前記第１電極及び前記第２電極に接触し、前記接地電極が左右の手のいずれかに接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号が測定される
心電信号測定器具。
【請求項７】
前記第１電極及び前記第２電極、及びこれらのいずれかと前記棒状体の周方向に離れて対をなす前記接地電極が、前記被検者の左右の手によって覆われるような位置に配置される、請求項６に記載の心電測定器具。
【請求項８】
前記棒状体が前記心電測定回路を収納した円筒形のケースである、請求項６又は７に記載の心電測定器具。
【請求項９】
前記棒状体が、人が手を添える手すりの一部である、請求項６〜８のいずれか一項に記載の心電測定器具。
【請求項１０】
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体と、
前記棒状体の周面に設けられた、前記被検者の心電信号測定用の第１電極と、
前記第１電極から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて設けられた接地電極と、
前記棒状体の軸方向の一端面に設けられた、前記被検者の心電信号測定用の第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に接続された、増幅器を含む心電信号測定回路と、
を備え、
前記被検者が、前記棒状体を、いずれかの手が前記第１電極の位置にくる箇所で握るとともに、前記第２電極を当該被検者の心臓周辺の胸部に押し当てて、前記被検者の前記棒状体を握っている手が前記第１電極及び前記接地電極に接触し、前記第２電極が当該被検者の胸部に接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号が測定される
心電信号測定器具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心電測定方法及び心電測定器具に関する。
【背景技術】
【０００２】
心電計は、心臓を鼓動させるために心筋によって生じる電位を測定する測定器である。この電位の変化は、心電信号として取り出すことができる。心電信号は、狭心症等各種の心臓疾患の早期発見、自律神経の状態の観測等のために利用することができる。そのため、心電計は基本的な生体情報計測装置の一つであると言える。
【０００３】
心電信号は非常に微弱な電位変化であるため、精密に測定するためには、胸部、手首、足に計１０個の電極を取り付けて測定する１２誘導法が用いられる。しかし、心臓を挟むような位置に２個、又は３個の電極を取り付けて、いわゆる第１誘導により簡易的に心電信号を測定する方法である第１誘導法もしばしば用いられる。この第１誘導法は簡易に実施でき、高頻度で比較的長期にわたって心電信号の測定を実施することができるので、１２誘導法での測定を低頻度で実施する場合では得られない心電信号の変化を検出することにより、病変の早期発見等に資する貴重な情報が得られることも珍しくない。
【０００４】
このような第１誘導法による心電測定を採用した心電測定器具としては、例えば次のようなものが提案されている。特許文献１の心電信号検出装置では、筐体に設けられた表示窓の表面に少なくとも一対の電極を設け、各電極に左右の親指をそれぞれ接触させる構成を採用している。また、特許文献２の血圧計測装置には、両手で保持される周面の形成された筐体に心電信号検出用の電極を設け、その筐体を両手で保持した状態で心電信号の計測を可能とする構成が記載されている。さらに特許文献３には、略回転楕円体状の本体部を有し、この本体部を一方の手で把持しつつ第１の心電電極に接触させ、他方の手で本体部に設けられている第２の心電電極に接触することで心電測定を行う構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１１３３５４号
【特許文献２】特開２０１３−２２６１８９号公報
【特許文献３】国際公開第２０１６／１８１８０８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記のように、心電信号は非常に微弱な電位変化であるため、測定電極に指を接触させるなどして第１誘導法での測定を行う場合、外来電磁ノイズの影響でＳＮ比が低下し、心電信号を取得することが困難となる場合がある。また、心電信号の測定し易さにも個人差があり、単に手指を測定電極に接触させただけでは心電信号の計測ができないような被検者も存在することが経験上知られている。例えば心電信号を生体情報の一つと捉えて個人認証のためのデータとして利用することを考えると、単純に手指を測定電極に接触させて第１誘導の心電信号を計測することでは、計測場所の電磁的環境や被検者個々の特性によって認証不可能となる場合が頻発することが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記の及び他の課題を解決するためになされたもので、第１誘導の心電信号を簡易な構成で安定して測定することを可能とする心電測定方法及び心電測定器具の提供を一つの目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の及び他の目的を達成するための、本発明の一態様に係る心電測定方法は、
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体を用意し、
前記棒状体の軸方向に間隔を隔てて、前記被検者の心電信号測定用の第１電極及び第２電極を設けるとともに、前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一方から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて接地電極を設け、
前記第１電極及び前記第２電極の間に増幅器を含む心電信号測定回路を接続し、
前記被検者が、前記棒状体を、左右の手が前記第１電極及び第２電極の位置にくる箇所で握り、前記被検者の左右の手がそれぞれ前記第１電極及び前記第２電極に接触し、前記接地電極が左右の手のいずれかに接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号を測定する
心電信号測定方法である。
【０００９】
また、本発明の他の態様に係る心電測定器具は、
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体と、
前記棒状体の軸方向に間隔を隔てて設けられた、前記被検者の心電信号測定用の第１電極及び第２電極と、
前記第１電極及び第２電極のうちの少なくとも一方から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて設けられた接地電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に接続された、増幅器を含む心電信号測定回路と、
を備え、
前記被検者が、前記棒状体を、左右の手が前記第１電極及び第２電極の位置にくる箇所で握り、前記被検者の左右の手がそれぞれ前記第１電極及び前記第２電極に接触し、前記接地電極が左右の手のいずれかに接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号が測定される
心電信号測定器具である。
【００１０】
前記心電測定方法及び前記心電測定器具では、前記第１電極及び前記第２電極、及びこれらのいずれかと前記棒状体の周方向に離れて対をなす前記接地電極が、前記被検者の左右の手によって覆われるような位置に配置されることが望ましい。
【００１１】
また、前記心電測定方法及び前記心電測定器具では、前記棒状体を、前記心電測定回路を収納した円筒形のケースとして構成することができる。
【００１２】
また、前記心電測定方法及び前記心電測定器具では、前記棒状体を、人が手を添える手すりの一部とすることもできる。
【００１３】
また、本発明の他の態様に係る心電測定方法では、
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体を用意し、
前記棒状体の周面に、前記被検者の心電信号測定用の第１電極を設けるとともに、前記第１電極から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて接地電極を設け、
前記棒状体の軸方向の一端面に、前記被検者の心電信号測定用の第２電極を設け、
前記第１電極及び前記第２電極の間に増幅器を含む心電測定回路を接続し、
前記被検者が、前記棒状体を、いずれかの手が前記第１電極の位置にくる箇所で握るとともに、前記第２電極を当該被検者の心臓周辺の胸部に押し当てて、前記被検者の前記棒状体を握っている手が前記第１電極及び前記接地電極に接触し、前記第２電極が当該被検者の胸部に接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号を測定する。
【００１４】
この心電測定方法は、
心電測定の被検者である人が手で握ることが可能な太さの棒状体と、
前記棒状体の周面に設けられた、前記被検者の心電信号測定用の第１電極と、
前記第１電極から前記棒状体の周方向に間隔を隔てて設けられた接地電極と、
前記棒状体の軸方向の一端面に設けられた、前記被検者の心電信号測定用の第２電極と、
前記第１電極及び前記第２電極の間に接続された、増幅器を含む心電信号測定回路と、
を備え、
前記被検者が、前記棒状体を、いずれかの手が前記第１電極の位置にくる箇所で握るとともに、前記第２電極を当該被検者の心臓周辺の胸部に押し当てて、前記被検者の前記棒状体を握っている手が前記第１電極及び前記接地電極に接触し、前記第２電極が当該被検者の胸部に接触した状態で、前記第１電極及び第２電極を介して前記心電測定回路により前記被検者の心電信号が測定される
心電信号測定器具によって実施することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様によれば、第１誘導の心電信号を簡易な構成で安定して測定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る心電測定器具１の構成例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１の心電測定器具１の模式側面図である。
【図３】図３は、図１の心電測定器具１において用いられる心電測定回路の構成例を示す回路ブロック図である。
【図４】図４は、図１に対応する心電測定器具１の使用状態を例示する模式図である。
【図５】図５は、図２に対応する心電測定器具１の使用状態を例示する模式図である。
【図６Ａ】図６Ａは、従来の心電測定方法で測定した心電波形例を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本実施形態の心電測定方法で測定した心電波形例を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態の変形例に係る心電測定器具１の構成例を示す斜視図である。
【図８】図８は、図７の心電測定器具１の測定電極周辺を例示する回路ブロック図である。
【図９】図９は、図７の心電測定器具１の使用状態を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明につき、その一実施形態に即して図面を用いて説明する。
【００１８】
心電測定器具
図１、図２に、本発明の一実施形態に係る心電測定方法を実現するための心電測定器具の一例を示している。図１は心電測定器具１の斜視図、図２はその側面図である。
【００１９】
心電測定器具１は、円筒状のケース１０を有する。ケース１０は例えば組み合わせることによって円筒状となる、一組の半割の中空樹脂部品として製作される。ケース１０の内部には、後述する心電測定回路等の電気・電子部品、電池等の電源などが収装される。ケース１０の軸方向長手寸法は、心電測定被検者が両手をそろえて握ることができる程度に設定すればよく、一例として１７０ｍｍ程度とすることができる。ケース１０の外径は、被検者が手で軽く握ったときに親指と対向する４本の指との間に適度の間隔が空く程度とすればよく、一例としては４０ｍｍ程度とすることができる。ケース１０を形成するための樹脂材料としては、手で触れたときに感触がよく耐久性を有するとともに肌に無害な材料であれば特に制約されるものではない。ケース１０は多数の人の手が触れることを考慮して、抗菌性樹脂材料を用いて形成したり抗菌コーティングを施すようにしたりしてもよい。なお、ケース１０の横断面の輪郭は、円形の他、楕円形、多角形などで形成することもでき、その場合は机上などで転がらないようにする効果を奏する。
【００２０】
ケース１の周面には、その軸方向に間隔を空けて測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１（第１電極、第２電極）が設けられている。また、測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１のそれぞれに対してケース１０の周方向に間隔を空けて、接地電極２０Ａ−２、２０Ｂ−２が設けられている。本実施形態の例では、測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１及び接地電極２０Ａ−２、２０Ｂ−２は同一の形状寸法を有する金属板で構成されている。図１に示すように、これら電極用の金属板は長円形に形成されているが、これに限定されることなく、矩形状等の他の形状としてもよい。各電極用金属板は、被検者が手でケース１０を握ったときに、手の幅の範囲で隠れる程度の寸法とすることが好ましい。したがって、例えば各金属板のケース１０軸方向の寸法は、６０ｍｍ程度とすることが考えられる。本実施形態では、各電極用金属板の幅は１０ｍｍとしているが、この寸法も設計上の要請等で適宜決定することができる。また、電極用金属板には被検者の手が触れるので、汗の付着による腐食などが生じることがないように、耐食性を有する導電性金属板で構成することが好ましい。なお、各電極を金属板以外の導電性材料で形成することも可能であり、例えば導電性繊維、導電性ペーストなどを利用することも考えられる。
【００２１】
測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１と、接地電極２０Ａ−２、２０Ｂ−２とのケース１０周方向の離隔距離は、内部回路との接続なども考慮して適宜の寸法に決定すればよい。
【００２２】
本実施形態の心電測定方法に関して後述するが、上記心電測定器具１にあっては、ケース１０を握りやすい形状寸法にすることと、被検者がケース１０を握ったときに、各電極が被検者の手でほぼ隠れる程度の形状寸法、配置とすることが重要である。このような観点から、心電測定器具１の設計に当たっては、例えば人体各部の寸法を収載してなるデータベースを適宜利用することができる。このようなデータベースとしては、例えば「河内まき子、2012：AIST日本人の手の寸法データ」（https://www.dh.aist.go.jp/database/hand/index.html）がある。
【００２３】
図１、図２に示すように、軸方向に離隔している測定電極２０Ａ−１と接地電極２０Ａ−２、測定電極２０Ｂ−１と接地電極２０Ｂ−２との間には、電源スイッチ１２と表示灯１４が設けられている。電源スイッチ１２は、後述する心電測定回路の電源をオンオフするためのプッシュスイッチ、表示灯１４は心電測定回路の状態を示すＬＥＤランプとして構成されている。
【００２４】
ケース１０の長手方向一端面には、接続コネクタ１６が設けられている。接続コネクタ１６は、本実施形態ではＵＳＢケーブル（ＵＳＢ  Ｔｙｐｅ−Ｃ）を接続することができるように構成されており、心電測定回路用電源の充電、心電データの伝送に利用される。
【００２５】
なお、電源スイッチ１２、表示灯１４、接続コネクタ１６は、本実施形態の態様に限定されることなく、設置場所、形式、機能等を適宜に決定することができる。
【００２６】
心電測定回路
次に、心電測定回路について説明する。図３は、前記実施形態の心電測定器具１に用いられる心電測定回路１００の構成例を示す回路ブロック図である。図３の心電測定回路１００は、測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１間で検出される第１誘導の心電信号を増幅し、デジタル信号に変換して出力する機能を備えている。
【００２７】
図３に例示する心電測定回路１００は、測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１、接地電極２０Ａ−２又は２０Ｂ−２、差動増幅器１１０、信号処理回路１２０、フォトカプラ１３０、インタフェース回路１４０、及び電源変換回路１５０を備えている。
【００２８】
測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１は、差動増幅器１１０の非反転入力と反転入力に接続されている。接地電極２０Ａ−２、２０Ｂ−２は心電測定回路１００の接地回路に接続されており、心電測定回路１００の耐ノイズ性能を高める役割を果たしている。なお、実質的には、接地電極２０Ａ−２、２０Ｂ−２のうちの少なくともいずれかが接地回路に接続されていればよい。
【００２９】
測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１から差動増幅器１１０に入力された心電アナログ信号は、増幅された後に信号処理回路１２０に入力される。信号処理回路１２０は、周知の波形整形回路及びＡＤ変換器を備え、差動増幅器１１０の出力である心電アナログ信号をデジタル化して心電デジタル信号に変換する。心電デジタル信号は、フォトカプラ１３０を介してインタフェース回路１４０に引き渡される。フォトカプラ３０により、心電デジタル信号は信号処理回路１２０側からインタフェース回路１４０側へ光信号として伝送される。このため、信号処理回路１２０とインタフェース回路１４０との間は電気的に絶縁されている。
【００３０】
インタフェース回路１４０は、心電デジタル信号をデータとして取り込んで処理する演算プロセッサ等を含む外部回路へ心電デジタル信号を送出する前段階としてのレベル変換回路等を含む。またインタフェース回路１４０には、心電デジタル信号をスマートフォン等の外部機器に送信するための通信インタフェース回路を設けてもよい。通信インタフェース回路には、例えばBluetooth（登録商標）等の近接無線通信（ＮＦＣ）インタフェース等も含まれる。なお、心電測定器具１の表示灯１４の点灯状態を、本インタフェース回路１４０が備える演算プロセッサによって制御することも可能である。
【００３１】
以上のようにして、本心電測定回路１００により、被検者の心電信号をデジタル化して取り出すことができる。
【００３２】
次に、心電測定回路１００の電源系統について説明する。心電測定回路１００の電源は、電源変換回路１５０によって供給される。図３に例示する電源変換回路１５０は、正弦波発振器１５１、増幅器１５２、絶縁変圧器１５３、整流回路１５４、及び安定化電源回路１５５を含んでいる。電源変換回路１５０への電源は、電池２００により供給される。電池２００は適宜の形式、容量の電池から選択すればよいが、一例としてはニッケル水素二次電池があげられる。電池２００と電源変換回路１５０との間には、電源スイッチ１２が設けられている。電池２００は、接続コネクタ１６を介して外部電源との接続が可能である。
【００３３】
図３の破線部内で示す電源変換回路１５０は、外部直流電源（例えばＵＳＢ電源の＋５Ｖ）を入力とし、この外部直流電源と接地電位を共有する非絶縁電源を供給するとともに、前記接地電位が共有されていない絶縁電源を供給する。図３の心電測定回路１００では、測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１、接地電極２０Ａ−２又は２０Ｂ−２に接続された差動増幅器１１０、信号処理回路１２０、及びフォトカプラ１３０の入力部には、絶縁変圧器１５３の二次側からの絶縁電源が、フォトカプラ１３０の出力部及びインタフェース回路１４０には絶縁変圧器１５３の一次側から非絶縁電源が供給される。
【００３４】
電源変換回路１５０では、まず正弦波発振器１５１が、非絶縁電源（外部直流電源）を用いて正弦波を発生する。その正弦波信号は増幅器１５２に入力されて増幅され、その出力が絶縁変圧器１５３に入力される。絶縁変圧器１５３の出力は整流回路１５４で再び直流に変換され、安定化電源回路１５５を経て絶縁電源として、差動増幅器１１０、信号処理回路１２０、及びフォトカプラ１３０の入力部に供給される。
【００３５】
正弦波発振器１５１に用いる正弦波発振回路としては、インダクタとコンデンサの両方を用いたものとしてコルピッツ回路、ハートレー回路、又はその変形回路を、抵抗とコンデンサを用いたものとしてウィンブリッジ回路、移相発振回路、又はその変形回路を用いることができる。ここでいう正弦波発振器１５１とは、正弦波の発振を目的として構成された回路であり、回路定数の調整度合い等によって、実際には正弦波からややずれた波形が出力されることがあっても差し支えない。方形波やスパイク状のピークを含む波形のように、正弦波から著しくずれた波形を有する信号でなければよいが、それは適宜設計すればよい。正弦波の発振周波数に特に制限はないが、実用上の観点から、例えば１０ｋＨｚ以上５００ｋＨｚ以下程度の値とすることが考えられる。
【００３６】
正弦波発振器１５１が出力する正弦波は、増幅器１５２で増幅された後に絶縁変圧器１５３に入力される。この増幅器１５２の回路構成は任意であり、入力される正弦波の波形を過度に歪ませたり寄生振動を生じさせたりすることなしに十分な大きさの電力を絶縁変圧器１５３に入力することができればよい。この点、正弦波発振器１５１からの出力が十分に大きければ、増幅器１５２を省略することも可能である。
【００３７】
絶縁変圧器１５３は、強磁性体のフェライト材料をリング状等の閉じた形状に形成してなる磁気回路を構成しているコアを備え、そのコアに一次側巻線と二次側巻線が巻かれている。一次側巻線と二次側巻線とは直流的に絶縁されている。一次側・二次側間の絶縁耐圧は、通常、１０００〜２０００Ｖ程度である。二次側巻線数の一次側巻線数に対する比率である巻線比は、１を超える値として交流電圧を増加させることが通常は好適である。
【００３８】
整流回路１５４としては、例えばショットキー型ダイオードを用いたブリッジ型の全波整流回路とその出力に接続された平滑回路で構成するのが好適である。ただし、整流回路１５４を同等の機能を有する別の回路で構成することもできる。
【００３９】
整流回路１５４の出力は、安定化電源回路１５５を用いて電圧を安定化させた後に絶縁電源として供給される。安定化電源回路１５５としては、スイッチングレギュレータ等のノイズ発生が問題となる回路方式を除き、適宜の回路構成を採用することができる。
【００４０】
なお、図３の電源変換回路１５０では、その機能に本質的な回路ブロックのみを記載している。しかし、これらの回路ブロック以外に、非絶縁電源の供給や正弦波発振器５１への供給前に、安定化電源回路を挿入してもよい。
【００４１】
心電測定回路１００が、外部直流電源から完全に切り離された状態で、一次電池又は内部二次電池で動作し、かつ心電信号をBluetooth（登録商標）等の無線通信で伝送する場合には、実用上接地電極２０Ａ−２又は２０Ｂ−２を設けなくとも差し支えない。
【００４２】
しかし、外部直流電源を接続した状態で心電測定を行う場合には、商用周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの電源誘導雑音が絶縁変圧器１５３の入出力間容量やフォトカプラ３０の入出力間容量を介して絶縁電源側に侵入して大きな雑音を発生させることがある。この場合には、接地電極２０Ａ−２又は２０Ｂ−２を絶縁電源の接地電位に接続し、接地電極２０Ａ−２又は２０Ｂ−２に手指を触れさせることで、この雑音を大幅に低減させることが可能である。
【００４３】
本実施形態の心電測定回路１００は、心電測定器具１を外部電源に接続して充電する期間においても被検者の感電のおそれを気にすることなく測定を行うことができるという効果を得ることができる。
【００４４】
心電測定方法
次に、本発明の一実施形態である心電測定方法について説明する。この心電測定方法は、典型的には、先に説明した心電測定器具１によって容易に実現することができるが、心電測定器具１を用いる方法に限定されるものではない。
【００４５】
図４、図５に、図１の心電測定器具１による心電測定の状況を示している。心電測定をする際、被検者は、心電測定器具１の測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１、接地電極２０Ａ−２、２０Ｂ−２が設けられている位置で、心電測定器具１のケース１０を親指と残りの４本の指とで把持するように握る。各電極２０Ａ−１〜２０Ｂ−２の設置位置と寸法形状、及び心電測定器具１のケース１０の外径との間の関係によって、電極２０Ａ−１〜２０Ｂ−２は、被検者の手指及び手のひらによってほとんど、あるいは完全に隠れるようになる（図４参照）。これが心電測定器具１による心電測定中の状態である。
【００４６】
測定手順の一例としては、まず被検者が心電測定器具１の電源スイッチ１２を操作して電源をオンする。これにより心電測定回路１００が心電測定開始スタンバイ状態となり、それを表示灯１４の点灯により報知する。
【００４７】
この状態で、被検者は、上記のように、各電極２０Ａ−１〜２０Ｂ−２と手指が十分に接触するように心電測定器具１のケース１０を握る。心電測定回路１００は測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１から受信する心電信号の処理を実行して心電信号データを生成する。心電信号データの生成に成功したか否かは、表示灯１４の点灯状態により報知することができる。表示灯１４の点灯状態、あるいは心電測定器具１を握って測定開始してからの所定時間経過により被検者が測定終了を知れば、握っていた心電測定器具１を放して心電測定は終了する。
【００４８】
本心電測定方法による効果
以上説明した心電測定方法によれば、心電測定時のＳＮ比を大幅に高めることができる。一例として、図６Ａに指先の腹を測定電極に接触させて測定した心電波形例を、図６Ｂに同一の被検者が本実施形態の心電測定器具１を使用して心電測定を行った結果得られた心電波形例を示している。図６Ａと図６Ｂとを比較すると、図６Ｂの方が心電波形に重畳されているノイズが小さく、心電波形を特徴付けるＲ波がより明確に計測されていることが明らかである。この比較例では、本発明の心電測定方法によって取得した心電波形について、従来の方法による場合よりも、約６ｄＢのＳＮ比改善が見られた。
【００４９】
このように、心電波形の測定結果に著しい改善がもたらされる理由としては、以下のようなことが考えられる。
【００５０】
・測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１の全体が被検者の手指、手のひらと広い面積で接触するため、接触抵抗が小さく抑えられるとともに、接触状態も安定し、心電信号の微弱電位を拾うのに適した環境が用意される。
【００５１】
・棒状体を手で握ることは人が自然に行える動作であるので、手や腕の筋肉に余計な力が入らずノイズとなる筋電信号が小さく抑えられる。
【００５２】
・測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１全体が被検者の手で覆われる状態で測定がなされるので、被検者の手が電磁的シールドの役割を果たすことによってノイズ低減が図られている。
【００５３】
心電測定方法の変形例
以上説明した実施形態では、図１等に例示した心電測定器具１を用いて心電測定を実施していた。前記のように、心電測定器具１を両手で握って心電測定を行った場合、ノイズの少ない良好な心電波形を取得することができる。しかし、一方の腕や手が障害により機能を失っていたり、事故等で欠損したりしている被検者については、このような形態で測定することはできない。本変形例は、このような両手を使って心電測定を実施することが不可能な、あるいは極めて困難な被検者に対するソリューションを提供する。
【００５４】
図７に、本変形例に係る心電測定器具１の構成例を示している。なお、簡単のため、図７中の図１に対応する要素については同一の符号を付した。
【００５５】
図７の心電測定器具１が、図１に例示したものと異なる点は、測定電極２０Ａ−１側の軸方向端面に、測定電極２０Ｃが設けられていることである。測定電極２０Ｃは、測定電極２０Ａ−１、２０Ｂ−１と同様に導電性を有する金属板等で形成されている。図７の例では、測定電極２０Ｃは円形を呈しているが、矩形等の他の形状としてもよい。測定電極２０Ｃは、一方の手や腕に問題を抱える被検者により、測定電極２０Ａ−１又は２０Ｂ−１の代わりに、自身の胸部に押し当てられる。
【００５６】
図８に、図７の心電測定器具１の測定電極周辺の回路ブロック図を例示している。本変形例の心電測定器具１では、器具端面に設けられた測定電極２０Ｃが、測定電極２０Ａ−１と並列に接続されている。測定電極２０Ａ−１及び測定電極２０Ｃと差動増幅器１１０との間には切換スイッチ３０が設けられており、差動増幅器１１０への入力を、測定電極２０Ａ−１と測定電極２０Ｃとの間で切り換えることができるように構成している。切換スイッチ３０としては、心電測定器具１に取り付けるのに適した小型押しボタンスイッチ等を適宜用いることができる。なお、心電測定器具１としての機能上問題がないのであれば、切換スイッチ３０を追設することなく、測定電極２０Ａ−１に並列に測定電極２０Ｃを設けるのみとした構成でも差し支えない。
【００５７】
次に、本変形例に係る心電測定方法について説明する。図９に、本変形例の心電測定器具１の使用状態を模式的に示している。被検者Ｈは、右手あるいは右腕の機能に問題があり、心電測定器具１を両手で握って支持することができないと想定している。この場合、被検者Ｈは、電源スイッチ１２を投入した後、心電測定器具１を、測定電極２０Ｂ−１、接地電極２０Ｂ−２に手の皮膚が接触するように左手で握って持ち上げる。そして、そのまま心電測定器具１の一端面に設けられている測定電極２０Ｃを自身の胸部に押し当てる。この状態で、心電測定回路１００は、被検者Ｈの左手が接触している測定電極２０Ｂ−１と自身の胸部に接触している測定電極２０Ｃとから、被検者Ｈの第１誘導の心電波形を取得することができる。心電測定回路１００での信号の処理内容は、図１の実施形態の場合と同様である。
【００５８】
以上のように、本変形例に係る心電測定方法によれば、一方の手や腕の機能に問題があったり、それらが欠損したりしている被検者であっても、簡易に、安定した心電波形の取得を行うことが可能である。この場合、測定電極２０Ｂ−１は握った左手でほぼ覆われ、測定電極２０Ｃは被検者Ｈの皮膚と心電測定器具１のケース１０とによって挟まれる状態となり、先の実施形態と同様に、外来電磁ノイズからの遮蔽効果を享受することができる。
【００５９】
なお、本変形例では、測定電極２０Ａ−１に対して測定電極２０Ｃを追設した構成について説明したが、測定電極２０Ａ−１及び接地電極２０Ａ−２に代えて測定電極２０Ｃを設け、片手操作用に特化した構成の心電測定器具１とすることもできる。
【００６０】
他の変形例
ここまで説明した本発明の心電測定方法は、円筒形状の心電測定器具１を用いて実現される例によって説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。要は、心電測定を行う際に、被検者が測定電極を包み込むように握る状態となり、ノイズ源となる余計な筋電信号が生じるような身体の筋肉への負担が生じない自然体を実現することができればよい。したがって、例えば断面が略円形の手すりの一部分に測定電極及び接地電極を設け、簡易にかつ安定して第１誘導の心電波形を測定できるようにすることも可能である。この場合、トイレ、ベッド、家の玄関など、介助用の手すりが設置されている場所での心電波形測定手段を提供することができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の心電測定方法及び心電測定器具によれば、第１誘導の心電信号を簡易な構成で安定して測定することが可能となる。
【００６２】
本発明の技術的範囲は上記の実施形態に限定されることはなく、他の変形例、応用例等も、特許請求の範囲に記載した事項の範囲内に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１  心電測定器具
１０  ケース
１２  電源スイッチ
１４  表示灯
１６  接続コネクタ
２０Ａ−１，２０Ｂ−１，２０Ｃ  測定電極
２０Ａ−２，２０Ｂ−２  接地電極
３０  切換スイッチ
１００  心電測定回路
２００  電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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