(57)【要約】  高圧電源、蓄積容量、少なくとも２つの電極、及び少なくとも１つの非接触型の生体計測センサを有する心除細動器である。この生体計測センサは患者の皮膚に触れる必要が無いので、このセンサと、１つ以上の生体計測信号が測定されるべき身体との間にある如何なる通常衣服を介してもその感度性能を維持する。従って、患者の健康状態の初期評価が素早く得られることできる。高圧電源、蓄積容量、及び少なくとも２つの電極は、電気パルスを製造し、そのパルスを患者に与えるために使用される。
2008522701.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高圧電源、蓄積容量、及び少なくとも２つの電極を有する心除細動器において、少なくとも１つの非接触型の生体計測センサをさらに有することを特徴とする心除細動器。
【請求項２】
前記生体計測センサに接続可能である分析手段をさらに有する請求項１に記載の心除細動器。
【請求項３】
前記非接触型の生体計測センサは、容量型センサである請求項１又は２に記載の心除細動器。
【請求項４】
前記非接触型の生体計測センサは、前記電極に含まれている請求項１、２又は３に記載の心除細動器。
【請求項５】
前記蓄積容量が前記電極を介して放電している間、前記生体計測センサを切り離す分離手段をさらに有する請求項１乃至４の何れか一項に記載の心除細動器。
【請求項６】
前記非接触型センサを用いて測定が行われている間、近くにいる他の人間による干渉を除去又は減少させるのに適した前記非接触型のセンサに対する遮蔽手段をさらに有する請求項１乃至５の何れか一項に記載の心除細動器。
【請求項７】
前記遮蔽手段は、前記非接触型のセンサの背面上に置かれ、地面に接続されている導電層を有する請求項６に記載の心除細動器。
【請求項８】
前記電極は、患者の皮膚上に前記電極を固定するのに適した接着剤を有し、前記接着剤は、前記患者が除細動の診療行為を必要とするかを判断するために、前記生体計測センサを用いた測定中、前記電極を用いた非接触の測定を提供する剥離可能な保護フィルムにより覆われている請求項１乃至７の何れか一項に記載の心除細動器。
【請求項９】
前記少なくとも１つの生体計測センサは、前記心除細動器に組み込まれている、心電計装置の一部である請求項１乃至８の何れか一項に記載の心除細動器。
【請求項１０】
高圧電源、蓄積容量、少なくとも２つの電極、及び少なくとも１つの非接触型の生体計測センサを持つ、自動体外式除細動器のための方法において、
−患者の皮膚又は衣服の上において、前記少なくとも１つの非接触型の生体計測センサを用いた初期の生体計測測定を行うステップ、
−前記患者が除細動の診療行為を必要とするかに関して、前記生体計測測定の結果を判断するステップ、及び
−前記高圧電源、前記蓄積容量、及び前記患者の皮膚に固定される前記少なくとも２つの電極を用いて、除細動シーケンスを必要に応じて実行するステップ
を有する方法。
【請求項１１】
前記電極は、当該電極上にある接着フィルムを用いて前記患者の皮膚に固定される請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記初期の生体計測測定は、心電図測定である又は心電図測定を含む請求項１０又は１１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般的に心電図（ＥＣＧ）分析機能を組み込んだ除細動器、特に自動体外式除細動器（ＡＥＤ）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動体外式除細動器は一般的に患者から得られた心電図データを観察及び分析すること、及び患者のＥＣＧが除細動パルスで治療される心調律を示しているかを判断することが可能である。この患者のＥＣＧの分析に基づいて、素人であることもある救助者は、除細動治療を始めることを知らされる。
【０００３】
ＡＥＤは一般的に患者の上に置かれた電極を介して患者からＥＣＧデータを得る。ＡＥＤは、このＥＣＧデータを評価して、このＥＣＧ評価に基づいて、２つのショック／ショック無の判断を行う。次に、ＡＥＤはこのショック／ショック無の決定をＡＥＤの操作者に報告し、実行する必要がある以下のステップに関して操作者に指示する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
現在では、患者に使用すべき除細動の必要性に関する初期評価を行うために、救助者は患者の胸部上に２つの電極を置かなければならない。これら電極は、ＥＣＧ信号を規定する弱い電流が電極により受信できるように、皮膚に直接取り付けられることが必要である。これは、救助者が患者の胸部から如何なる衣服を取り除く又は少なくとも開かせることを必要とする。これは、患者の健康状態の迅速な評価を妨げ、この初期評価の結果が患者は如何なる除細動治療を必要としないが、心肺蘇生術(CPR: cardiopulmonary resuscitation)又は他の応急処置を必要とすることを示す場合、特に面倒である。患者の衣服を開くための時間の損失は、取り返しのつかない損失である。その上、数人の被害者に対し利用可能なＡＥＤが１つだけしかない場合、電極により課される皮膚との接触の制約は、救助者が各患者の治療に対し緊急の素早い概要を得ることを妨げる。加えて、前記電極は保護フィルムで覆われた接着剤を備えている。一度患者の胸部に貼り付けたら、この接着剤はその粘着度を幾らか失う。
【０００５】
必要とされているのは、患者の衣服を介して患者のＥＣＧを測定する機能を持っている自動体外式除細動器である。
【０００６】
電位プローブの分野における最近の開発は、人間の身体の電気活動を検出する新しい手法を考慮している。C.J. Harland, T.D. Clark, and R.J. Prance 著、"Electric potential probes - new directions in the remote sensing of the human body"Measurement Science and Technology 13(2002), 163-169は、電位プローブを説明している。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、患者に除細動行為を行う必要性を素早く評価し、必要ならば患者へ除細動治療を施す装置及び方法を提供する。
【０００８】
本発明の好ましい実施例において、心除細動器は、高圧電源、蓄積容量、少なくとも２つの電極、及び少なくとも１つの非接触型の生体計測センサを有する。生体計測センサは患者の皮膚に触れる必要が無いので、このセンサと、１つ以上の生体計測信号が測定される身体との間にある如何なる通常衣服を介してもその感度性能を維持する。高圧電源、蓄積容量、及び少なくとも２つの電極は、電気パルスを製造し、このパルスを患者に与えるために用いられる。それに応じて、ＥＣＧ信号の分析が除細動は必要であると示した場合、これら構成要素が重要となる。
【０００９】
関連する実施例において、心除細動器はさらに、生体計測センサに接続可能な分析手段を有する。この分析手段は、患者の健康状態の評価にたどり着くために、生体計測センサを介して取得した信号に信号処理を行う。
【００１０】
他の実施例において、非接触型の生体計測センサは容量型センサである。容量型センサは、電場の変化により発生するいわゆる変位電流を測定することにより電場に対し反応する。しかしながら、この容量型センサと測定される物体との間に電流が流れている必要はない。従って、容量型センサの近傍における電位の変化は、センサと電位の変化が起こった場所との間の空間に電気絶縁体が満たされていたとしても、センサ内に変位電流を生じさせる。
【００１１】
本発明の他の実施例において、生体計測センサは、電極に含まれる。このような装置は、救助者により取り扱われる必要がある構成要素の数を減少させる。その上、夫々の機能が全く異なっていたとしても、各電極及び生体計測センサの形状は同じように選ばれる。電極は、所与の電流強度に対し、電流密度が制限範囲内のある決まった値を超過しないように、広い接触面を必要とする一方、容量センサは、比較的強い変位電流を製造することが可能である点で、広い表面から恩恵を受けている。
【００１２】
他の実施例において、心除細動器はさらに、蓄積容量が電極を介して放電されている間、生体計測センサを分離する分離手段を有する。この分離手段は、蓄積容量の放電中、電極に流れる高エネルギー電流が生体計測センサに接続される何らかの分析回路に影響を及ぼす又はそれを破損するのを防ぐ。
【００１３】
本発明の他の実施例において、心除細動器はさらに、非接触型のセンサを用いた測定が行われている間、他の人間が近くにいることによる干渉を削除又は減少させるのに適した前記非接触型のセンサに対する遮蔽手段を有する。この非接触型のセンサを用いた測定中、患者のすぐ近くに立っている健康な人間がこの測定結果に影響を及ぼす。これは患者の健康状態を誤って判定することになる。健康な人間により放射された生体計測信号が非接触型のセンサから十分遮蔽されている場合、このような誤った判読は避けられる。
【００１４】
本発明の関連する実施例において、遮蔽手段は、前記非接触型のセンサの背面に置かれ、接地されている導電層を有する。これは、救助者（及びその場にいる如何なる人間）が、センサの導電性の背面部の場合、このセンサの前面にあるローブであるセンサの測定範囲から簡単に外れるように、強い指向性を持つ非接触型のセンサとなる。
【００１５】
本発明のさらに他の実施例において、電極は、患者の皮膚に電極を固定させるのに適した接着剤を有する。患者が除細動の診療行為を必要とするかを判断するために前記非接触型のセンサを用いて測定している間、この接着剤は、前記電極を用いた非接触の測定のために設けられた剥離可能な保護フィルムにより覆われている。電極上の接着剤は、除細動の診療行為が適切に行われるように、電極を患者の皮膚に取り付けるのに有効である。剥離可能なフィルムは、接着剤が早く乾ききるのを防ぐ。その上、非接触型のセンサを用いて初期測定が行われる間、衣服を着た患者に関し、保護フィルムは電極が衣服に貼り付くことを防ぐ。患者が本当に除細動の診療行為を必要とすると一度判断されると、保護フィルムは、皮膚上に電極を安定して固定することが可能にするように、剥がされる。
【００１６】
本発明の他の実施例において、少なくとも１つの非接触型の生体計測センサは、心電計装置の一部であり、心除細動器に組み込まれている。患者の心電図の分析は、患者が除細動の診療行為を必要としているかを判断するための効果的なツールである。心電図（ＥＣＧ）は、心臓の電気的記録であり、心疾患の診療行為に使用される。この電気活動は、心拍数及び心律動を決める心臓を通過する刺激(impulse)に関係している。心電図装置は、訓練を受けた救助者に追加の情報が与えられるように、心電図を表示することが可能である。
【００１７】
本発明の他の好ましい実施例において、自動体外式除細動器の方法が開示されている。この自動体外式除細動器は、高圧電源、蓄積容量、少なくとも２つの電極、及び少なくとも１つの非接触型の生体計測センサを有する。前記方法は、
−患者の皮膚又は衣服上において、前記少なくとも１つの非接触型の生体計測センサを用いた初期の生体計測測定を行うステップ、
−前記患者が除細動の診療行為を必要とするかに関して、前記生体計測測定の結果を判断するステップ、及び
−高圧電源、蓄積容量、及び患者の皮膚に固定される少なくとも２つの電極を用いて除細動シーケンスを必要に応じて実施するステップ
を有する。
【００１８】
非接触型の生体計測センサは、患者の皮膚又は衣服上に直接このセンサが置かれたかに関係なく、所与の生体計測信号を測定することが可能である。非接触型の生体計測センサにより生じた信号は、その仕様内で動作している限り、センサの配置によって大きく影響を受けることはない。しかしながら、センサの下にある空隙が信号の破損に至ることもあり、これは、衣服上にセンサをしっかりと置くことにより避けることができる。生体計測測定の結果が一度決められると、患者は除細動を必要としているかの決定が行われる。自動体外式除細動器は、上記結果を救助者に示し、除細動の診療行為の必要によって、電極をすなわち患者の胸部の露出した皮膚上に置くように救助者に指示する。この自動体外式除細動器は、次に患者から離れて立つようにと救助者に警告を発し続けるために、電極の配置の達成に関する救助者の応答を待つ。最終的に、この自動体外式除細動器は、非接触型の生体計測センサにより行われる他の測定により中断され得る、除細動シーケンスを実行してもよい。
【００１９】
本発明の他の実施例において、電極は、これら電極上の接着フィルムを用いて患者の皮膚に固定される。これは、皮膚と電極との広い接触エリアを保証し、電極の移動を防ぐ。
【００２０】
本発明の他の実施例において、初期の生体計測測定は心電図装置である、又は心電図装置を有する。心電図は、非侵襲の測定を可能にする心臓の活動に関する最も有意義な生体計測信号の１つである。それはすぐに利用可能な他の利益も有する。心電図信号は測定可能な遠隔効果も持つので、非接触型の生体計測センサの応用に十分適している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の上述した態様及び利点は、添付する図面と一緒に行われる場合、これら態様及び利点は以下の詳細な説明を参照することによりさらによく理解されるので、容易に分かるようになるであろう。
【００２２】
図１Ａは、被害者１０５の１つ以上の生体計測信号を測定するための自動体外式除細動器１１０が使用されているシナリオを示す。この自動体外式除細動器１１０は、電極／センサ接続部１２０を介して、２つの電極／センサハウジング１４０に接続されている。描かれているシナリオにおいて、これら電極／センサハウジング１４０は被害者１０５の衣服の上に置かれている。これは前記電極／センサハウジング１４０内にある非接触型センサにより可能となり、最初に被害者１０５に関する１つ以上の生体計測信号の測定、及びその後の前記測定された生体計測信号の評価が正確に行われる場合、これは被害者１０５の皮膚に前記電極／センサハウジング１４０を直接置く必要性を回避する。応急の診療行為のこの段階中、自動体外式除細動器１１０は、電極／センサハウジング１４０内にある非接触型の生体計測センサが被害者１０５から生体計測信号を受信する測定ノードで機能する。これら生体計測信号は、前記電極／センサハウジング１４０から、電極／センサ接続部１２０を介して自動体外式除細動器１１０に送信される。自動体外式除細動器１１０内において、前記測定された生体計測信号は、除細動行為が被害者に行われるべきであることを示唆する何らかの症状に関して処理及び分析される。被害者の衣服が非接触型センサの動作を妨害する材料、例えば大きな金属物を含んでいない限り、これら非接触型センサは、生体計測信号が通常に何層かの衣服を通ることが可能である。電極／センサハウジング１４０は、アーチファクトを最小にするために、下層にある皮膚に対し全ての方向に固定される。測定された生体計測信号におけるアーチファクトは、容量性結合の性質により引き起こされる。例えば、容量型センサと被害者の皮膚との間にある距離の何らかの変化が静電容量の変化となり、その結果、測定された電圧及び／又は電流の変化に至る。これは、測定された生体計測信号の変形が大きくなり過ぎた場合、有意義な分析が不可能であるように、この測定された生体計測信号を最終的に変形させてしまう。容量型センサの場合、これは、下層にある皮膚に対して前記センサを固定することにより避けられる。これは例えば、電極／センサハウジング１４０に取り付けられるクリップにより達成されることができる。他の可能性は、ベルトを用いてこれら電極／センサハウジングを固定することである。最後に、これら電極／センサハウジング１４０は、床と被害者の身体との間にこれら電極／センサハウジングを置くことにより固定されることもできる。
【００２３】
図１Ｂは、自動体外式除細動器１１０を用いた応急の診療行為中の後の段階を示す。この段階の前に、例えば図１Ａに示される応急の診療行為の段階中に、測定された被害者１０５の生体計測信号の分析は、自動体外式除細動器１１０を用いて被害者の細動を止めることが必要なことが分かった。所望の除細動効果を達成するために、被害者に加えられる必要があるかなり高い電流の大きさゆえに、電流パルスが流れる電極／センサハウジング１４０内にある電極と、皮膚との間に直接の接触が確立されなければならない。従って、救助者は被害者の衣服を脱がせ、被害者１０５の胸部の露出した皮膚に電極を置く必要がある。救助者が診療行為を終わらせたらすぐに、被害者に電流パルスを投与するのに必要なステップが完了したことを、例えばボタンを押すことにより、自動体外式除細動１１０に知らせる。被害者に電流パルスを各々投与した後、如何なる不要及び有害な除細動を避けるために、被害者１０５の反応が非接触型センサを用いて再び測定及び分析される。一様な電流密度の分布が達成されるように、電極と皮膚との間に広い接触エリアを持つことが望ましい。電極／センサハウジング１４０上に配される接着剤は、被害者の皮膚と電極／センサハウジング１４０との間に接着力を供給する。これにより、救助者は通常、接着剤を覆っている保護フィルムを剥がし、次にこれら接着剤を用いて電極／センサハウジングを被害者の皮膚に貼り付ける。
【００２４】
図２は、本発明による自動体外式除細動器１１０のブロック図を示す。電極／センサハウジング１４０は、２つの機能的な構成要素、すなわち生体計測センサ２１１及び電極２２０を有する。通常、自動体外式除細動器は、１対の電極／センサハウジング１４０及びそれら構成要素を装備し、被害者１０５の身長の関数として前記ハウジング１４０の各々の個別配置を可能にする。電極／センサハウジング１４０の一方にある生体計測センサ２１１及び電極２２０が２つの別個の機能的要素として示されたとしても、これらは互いに物理的に統合されたものとすることができる。生体計測センサ２１１は、分離手段２１２に接続可能である。この分離手段２１２は、生体計測センサ２１１により受信された如何なる有害な電圧も信号を処理するための後続する回路に通すことを防ぐ。この分離手段２１２は、後で述べられる除細動回路２２１により制御されることができる。生体計測センサ２１１により測定され、分離手段２１２により制限される生体計測信号は、次に増幅器２１３において増幅される。好ましくは、この増幅器は、高い信号対ノイズ比を持つオペアンプである又はそれを有する。増幅された信号は次に増幅器２１３に接続される分析手段２１４に転送される。この分析手段２１４は、測定された生体計測信号において心調律を検出、及びこの信号から特徴的なパラメタを抽出しようとする。分析手段は、例えばエキスパートシステムとすることも可能であり、これはメモリに記憶された異なる心調律のパターンを持つ。これら心調律のパターンは一般的なパターンであり、これは応急手当を行っている間に起こり、これら自動体外式除細動器１１０の開発時に医療エキスパートにより分類され、医療エキスパートの診断と共にメモリに記憶される。その代わりに又はそれに加えて、ルールベース又はテーブルベースの評価アルゴリズムが分析手段により実施される。分析手段は、時間軸に沿って及び／又は大きさの軸に沿って生体計測信号を再スケーリングすることもできる。好ましくは、生体計測信号の分析はデジタル処理で行われるので、この分析手段２１４はアナログ−デジタル変換手段を含んでもよい。信号分析の結果が処理ユニット２３１に送られ、このユニットは、その結果を使用して、除細動が行われるべきかに関する決定を行う。分析手段２１４から処理手段２３１へ追加の情報、例えば生体計測信号自身が送られてもよい。処理ユニット２３１は例えばマイクロプロセッサ又はマイクロコントローラである。この処理ユニット２３１は、メモリ２３２、ディスプレイ２３３及び入力装置２３４にも接続されている。メモリ２３２は、例えば処理ユニット２３１により実行されるプログラム、及びこのプログラムの実行中に生じる何らかの一時的な変数又は状態を記憶する。このメモリがさらに、分析手段２１４にロードされるべき上述した心調律のパターンを記憶してもよい。ディスプレイ２３３は救助者との通信手段として働く。救助者は、測定された生体計測信号に関した分析手段の如何なる調査結果、及び自動体外式除細動器の使用に関する他の情報、例えばバッテリーの残存容量又は生体計測センサ若しくは電極の誤った配置に関する情報を知らせる。視覚的ディスプレイ２３３に加え、音声出力装置が救助者に音声で指示するのに使用され、これにより救助者はディスプレイを頻繁に見る必要はないが、音声指示を聞く。入力装置２３４は、ユーザに自動体外式除細動器との対話を可能にする。センサ及び電極の配置は救助者の手動での診断行為を必要とするので、自動体外式除細動器は上記行為の終了に関して知らされる必要がある。上述した生体計測信号を測定及び分析するための構成要素に加え、自動体外式除細動器は高圧回路も有する。図２において、高圧回路は、電極２２０、除細動回路２２１、蓄積容量２２２及び高圧電源２２３を有する。この高圧電源２２３は、好ましくは除細動回路２２１又は処理ユニット２３１のどちらか一方の要求に応じて蓄積容量を充電する。充電されたとき、この蓄積容量２２２はかなりの量の電荷を含み、この電荷は除細動回路２２１及び電極２２０を介していきなり放電される。除細動回路２２１は、現在では好ましくは二相性電流となる、例えば電流の向きを転換することにより放電処理に影響を及ぼす。除細動回路２２１は、電極２２０を介して蓄積容量２２２を放電することを準備するとき、例えば分離手段２１２を稼動させることによりこの分離手段２１２を制御することも可能である。
【００２５】
身体の健康状態は、例えば心臓（ＥＣＧ）及び脳（ＥＥＧ）において発生する身体の電気（より正確には電磁気）活動を介して明らかとなる。従来例において、電気信号は、身体と接している電圧プローブを用いて検出される。１０６から１０７Ωの入力インピーダンスを持つこれらプローブは、実際の電荷電流を身体の表面に接触させる必要があり、これは電解ペーストにより常に提供される。より正確には、銀電極が接着パッドを用いて皮膚に貼り付けられ、塩化銀ゲルは、皮膚の表面における低いイオン電流を、その後電子増幅器により検出される電子流に変換するための電気変換器として作動するのに用いられる。電気活動の最近のオフボディセンシング(off-body sensing)は、新しいクラスのセンサ、超高インピーダンスの電位センサを用いて室温で達成される。これらセンサは、電位計増幅器ベースであり、注目すべき感度と極端に高い入力インピーダンスを組み合わせ、動作中に身体に流れる電流により生じる電位の遠隔（非接触）検出を可能にするに十分である。電気的検出のための従来の接触型電極と比べ、新しいセンサは、身体から実際の電荷電流ではなく、変位電流だけを得る。その上、これらセンサを用いて達成可能な入力インピーダンス（≒１０１５Ω：１Ｈｚ）及びノイズレベル（≒７０ｎＶ Ｈｚ−１／２：１Ｈｚ）の場合、関心のある多数の身体の電気信号の非侵襲的なアクセス及び検出が可能である。
【００２６】
ここで図３に戻ってみると、センサ回路が示されている。このセンサ回路は、ＡＥＤのパッドの各々に組み込まれている。その目的は、センサの最初の信号を増幅するためである。センサと増幅回路との間にある寄生ノイズの浮遊ピックアップ(stray pick-up)を減少させるために、これらの間の距離は小さいまま保たれる。このセンサは、一般的に１．５ｃｍから２０ｃｍの直径のプローブ電極を有する。この電極の更なる小型化が考案され、直径が０．５ｃｍの小さな電極を用いて試験が行われている。センサプローブ電極は、リング形状のガード３１１により包囲され、例えばBurr-Brown社のINA１１６のような計装アンプ３２０のＶin+に接続されている。このタイプの計装アンプは、その信号入力ポートを連続的に防護するオプション、すなわち計装アンプ自身内だけでなく、計装アンプを与えた回路においても防護する（オンチップガード）オプションを提供する。これにより、ガード３１１は、前記Ｖin+入力ポートに隣接する計装アンプ３２０のガードポートに接続される。プローブ電極３１２と計装アンプ３２０との接続は、漏れ抵抗３１５を介して接地され、この抵抗は十分な速さの時定数を用いてこの計装アンプ３２０の出力を安定させることを意味している。過度な妨害の後、この計測アンプ３２０はその動作範囲の外へドリフトしていく。漏れ抵抗３１５は範囲内に戻されるが、プローブ電極３１２によりピックアップされた計測信号を妨害してはならない。これは、漏れ抵抗３１５は比較的高い公称値を持つ必要があるように、漏れ抵抗により行われる如何なるドリフト補償もかなりゆっくりと起きなければならないことを意味している。漏れ抵抗３１５を使用する代わりに、ドリフト補償と同じ効果を達成する他の装置も考えられる。漏れ抵抗３１５は、この漏れ抵抗３１５により作られた電磁場を遮蔽する外装３１６により防護される。
【００２７】
計装アンプ３２０の内部では、測定信号が信号ドライバ３２１に供給される。この信号ドライバ３２１の出力は、抵抗３３３を介する負帰還を持つオペアンプ３３１に接続される。
【００２８】
計装アンプ３２０の他方の入力ポートＶin-は、接続部３１７を用いて接地される。計装アンプ３２０のこれら２つの入力ポートＶin+及びＶin-の接続は、勾配電場が測定され、最終的にこの計装アンプ３２０の出力を生じさせることを意味している。計装アンプ３２０の内部では、入力ポートＶin-は、入力ポートＶin+と同様の方法で接続される。信号は最初にドライバ３２２に加えられる。防護部(guarding)は、Ｖin-入力ポートに隣接する２つのポートによりこの計装アンプ３２０の内部に設けられ、前記ドライバ３２２に延在する。このドライバ３２２の出力は、抵抗３３４を介する負帰還を持つオペアンプ３３２に接続される。これら帰還抵抗３３３及び３３４は、両方のオペアンプ３３１及び３３２が等しい増幅係数を持つように、互いに調整される。調整された帰還抵抗３３３及び３３４は、両方のオペアンプ３３１及び３３２に対し等しい増幅係数であることを保証する一方、この増幅係数の実値は、計装アンプ３２０のポートＲｇ１及びＲｇ２に接続される外部抵抗により設定される。
【００２９】
オペアンプ３３１及び３３２の各々により増幅された信号は、第３のオペアンプ３４２に送られる。特に、オペアンプ３３２の出力は、オペアンプ３４２の反転入力部に接続され、オペアンプ３３１の出力は、オペアンプ３４２の非反転入力部に接続される。オペアンプ３４２の出力は、接地電位に対する計装アンプ３２０の出力を動かす。
【００３０】
ＡＥＤのパッドの各々に組み込まれる全センサ回路は、ケーブル３５２を介してＡＥＤメインユニットに接続される。このケーブルは、センサ信号導線SENS ３５４、正の導電線V+ ３５５、負の導電線V- ３５６及び接地電位導線GND ３５７を含んでいる。V+及びV-導線は、定電圧レベルを保証するために、コンデンサを介して夫々接地電位に接続される。
【００３１】
前記INA１１６は、非反転入力部及び接地した反転入力部に与えられる信号を用いたチャージ（クーロンメータ）アンプ(charge amplifier)の構成で示される。防護部が両方の入力部に設けられたとしても、反転入力部はダミー（すなわち接地した）として扱われることがここで分かる。チップ製造の質は、低周波変動及びドリフトの効果（熱的、そうでなければ誘導的）がこれら入力間においてほぼ正確に相殺されている。これは、INA １６６を提案した目的に非常に適した増幅器にさせる。
【００３２】
電気活動を検出するという視点から、理想的なセンサは、
（１）身体から実際の電荷電流を得ない、
（２）極端に高い入力インピーダンスを持つ（及びほぼ完璧な電圧計として動作する）、
（３）身体により発生する最小の信号レベルよりも十分低い、非常に低いノイズフロアを持つ、
（４）かなり低コストである、及び
（５）完璧な生体適合性を表す
ことである。この最後の点に関し、これら電位プローブは、離れて使用するか、又は完璧なバイオニュートラル(bioneutral)である絶縁インタフェースを介して身体の表面に接するかのどちらかであるので、生体適合性は問題ではない。非常に高い入力インピーダンスを持つ非接触型のセンサは、身体に対し無視できるほどの並列負荷を示すので、これらセンサは、完璧な電圧計の要件に関する要点を満たすことが可能である。最近では、オンチップガード機能を備えたガード技術の特性にも適用される新しい世代のオペアンプが利用可能になっている。これらオペアンプの一例は、Burr-Brown社のINA１１６、デュアル入力、計装アンプである。上記増幅器は平坦な構成のプローブ回路に組み込まれ、外部の入力電極構造にオンチップガードを適用するように構成される回路設計は非常にうまくいくことが証明され、INA１１６に基づくプローブは、長期間にわたり、無条件の静電荷増幅器として操作されることができる。追加の利点は、オペアンプにバイアス電流が供給される必要がないことである。実際のところ、オペアンプに供給されるバイアス電流は、バイアス電流路にあるノイズのせいで、不安定な動きとなる。
【００３３】
図４は、ＡＥＤのメインユニットに組み込まれる信号処理回路を示す。主な目的は信号対ノイズ比を減少させ、関心のある周波数範囲をフィルタリングすることにより、信号の品質を向上させることである。
【００３４】
信号処理回路は、図３による２つのセンサの各々に対する２つの入力ポート４０１、４０２を持つ。２つのプルダウン抵抗４０３及び４０４は、入力ポート４０１及び４０２が夫々のセンサに接続されていない、又は他の幾つかの理由により未定の電圧レベルを持っていたとしても、規定の電圧レベルを保証する。これらの条件において、入力ポート４０１及び／又は４０２は、接地電位に引き寄せられる。計装アンプ４０５は、これら２つのセンサの各々により測定される信号の差に対応する、これら２つの入力ポート４０１及び４０２の間の電圧差を増幅する。
【００３５】
増幅された差分信号は次にノッチフィルタ４１１に供給され、特定の周波数の寄生信号をフィルタリング除去する。上記信号は一般的に、例えばヨーロッパでは５０Ｈｚ、米国では６０Ｈｚで動作する電力網により生じる。ここで使用される形式の容量性センサもこれら信号を測定する。しかしながら、この寄生信号の周波数が知られ、一定であると仮定すると、寄生信号の周波数辺りを中心としたスペクトルの狭い部分を切除するノッチフィルタが使用される。このようなノッチフィルタの一般的な構成は、２つの一次バターワースフィルタ(Butterworth filter)を含んでいる。
【００３６】
信号は次いでローパスフィルタ４２１に送られる。一般的な実施は、一次から三次のバターワースフィルタである。１５０ＨｚでのＥＣＧ信号の大域幅の上限は、一般的に許容される。この範囲にカットオフ周波数を持つローパスフィルタの応用は、ＥＣＧ信号の関心のあるスペクトル成分を残す一方、高周波数の明らかな妨害信号をフィルタリング除去する。
【００３７】
ローパスフィルタ４２１を通過したら、信号はハイパスフィルタ４３１に送られる。ＥＣＧ信号の下方のスペクトル境界の長所は、０．３Ｈｚまで下がる。例えば、オペアンプのうちの１つの共通モード増幅により生じる電圧ドリフトが最終的なＥＣＧ信号に影響を及ぼすことを避けるために、非常に低い周波数はハイパスフィルタ４３１によりフィルタリング除去される。加えて、素早いＤＣ決定のためのリミッタが設けられる。
【００３８】
フィルタ信号は、増幅段４４１においてもう一度増幅され、さらに分析するために出力４５１において利用可能となり、この分析はデジタル信号プロセッサ又はレギュラーマイクロプロセッサにより行われる。
【００３９】
本発明が好ましい実施例を用いて説明されたとしても、図に説明及び／又は示された特定の構造に制限されるのではなく、その構造の如何なる修正又は変形も有する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１Ａ】自動体外式除細動器及び服を着た被害者を示す。
【図１Ｂ】自動体外式除細動器及び服を着ていない被害者を示す。
【図２】図１Ａ及び図１Ｂに示される自動体外式除細動器の主要な構成要素を説明しているブロック図。
【図３】非接触型センサ及び関連する増幅回路の回路図を示す。
【図４】本発明による自動体外式除細動器における信号処理回路を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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