(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の入力接続部と、第２の入力接続部と、出力接続部を有し、前記第２の入力接続部が少なくとも１つの所定の基準信号に接続された能動回路と、
対象者の血流に電気的に接触するように構成され、前記第１の入力接続部と接続された低インピーダンスの身体接続用電極と、
前記出力接続部と前記第１の入力接続部を接続するフィードバック・ブランチを備え、
前記フィードバック・ブランチは、前記フィードバック・ブランチを流れる電流を所定の電流よりも低く制限するように構成された電流制限回路を含むことを特徴とする、医療機器用の能動的雑音除去装置。
【請求項２】
前記電流は、５０μＡ以下に制限される請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項３】
前記能動的雑音除去装置は、５０〜６０Ｈｚの干渉周波数の影響を低減するように構成
された請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項４】
前記少なくとも１つの所定の基準信号は、前記医療機器の接地に関連する一定の基準電圧である請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項５】
前記少なくとも１つの所定の基準信号は、前記医療機器のセンサ信号に関連付けられる請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項６】
前記少なくとも１つの所定の基準信号は、前記医療機器の異なるセンサ信号の間で切り替えを行うことにより得られる請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項７】
前記身体接続用電極は、対象者の血流に直接接触するように構成された請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項８】
前記電流制限回路は、インピーダンス回路を含む請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項９】
前記電流制限回路は、レジスタ部を含む請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項１０】
前記電流制限回路は、キャパシタ部を含む請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項１１】
前記医療機器はセンサ・ガイド・ワイヤであり、前記身体接続用電極は、前記センサ・ガイド・ワイヤの非絶縁外管に接続されるように構成された請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項１２】
前記医療機器は、前記対象者の体内に挿入されるように構成された細長い医療用チューブであり、前記雑音除去装置は、前記医療機器の遠位端部においてセンサ・チップ上に配置された請求項１記載の能動的雑音除去装置。
【請求項１３】
前記細長い医療用チューブは、遠位端部に圧力センサを備えたセンサ・ガイド・ワイヤである請求項１２記載の能動的雑音除去装置。
【請求項１４】
請求項１記載の能動的雑音除去装置を備えたセンサ・ガイド・ワイヤ。
【請求項１５】
第１の入力接続部と、第２の入力接続部と、出力接続部を有し、前記第２の入力接続部が少なくとも１つの所定の基準信号に接続した能動回路と、
前記第１の入力接続部と接続され、対象者の血流に電気的に接触する低インピーダンスの身体接続用電極と、
前記出力接続部と前記第１の入力接続部を接続するフィードバック・ブランチとを有する医療機器における能動的雑音及び干渉除去の方法であって、
前記フィードバック・ブランチを流れる誤差補正電流が所定の電流を下回るように電流制限回路を設けることで、前記誤差補正電流を制限することを含むことを特徴とする、医療機器における能動的雑音及び干渉除去の方法。
【請求項１６】
前記能動回路を設ける工程は、演算増幅ユニットを設けることを含む請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記誤差補正電流は、５０μＡ以下に制限される請求項１５記載の方法。
【請求項１８】
前記能動的雑音及び干渉除去は、５０〜６０Ｈｚの干渉周波数の影響を低減するように構成された請求項１５記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの所定の基準信号は、前記医療機器の接地に関連する一定の基準電圧である請求項１５記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの所定の基準信号は、前記医療機器のセンサ信号に関連付けられる
請求項１５記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの所定の基準信号は、前記医療機器の異なるセンサ信号の間で切り替えを行うことにより得られる請求項１５記載の方法。
【請求項２２】
前記身体接続用電極は、前記対象者の血流に直接接触するように構成された請求項１５記載の方法。
【請求項２３】
前記電流制限回路は、インピーダンス回路を含む請求項１５記載の方法。
【請求項２４】
前記電流制限回路は、レジスタ部を含む請求項１５記載の方法。
【請求項２５】
前記電流制限回路は、キャパシタ部を含む請求項１５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）
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる２０１１年１２月５日出願の米国特許仮出願番号第６１／６３０,０９７号の優先権を主張するものである。
【０００２】
本発明は、医療用の体内センサに適用可能な能動的雑音除去（アクティブ・ノイズ・キャンセレーション）装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの医療処置においては、体腔内の様々な生理学的状態をモニタする必要がある。これらの生理学的状態は、通常は血圧、体温及び血流量など本質的に身体的なものであり、また、患者の病状に関する重要な情報を医師又は医療技師に与えるものである。
【０００４】
健康状態を監視するために広く使用されている装置の一つに、血圧センサがある。血圧センサは、患者の血圧の大きさを感知し、これを表わす電気信号に変換して患者の体外へ転送する。
【０００５】
先行技術においては、所謂センサ・ワイヤの遠位部にセンサを搭載し、生体の血管内でセンサ・ワイヤを用いてセンサを位置づけて血圧や体温などの物理的パラメータを検出することが知られている。センサは、直接的又は間接的にパラメータを感知する要素を含んでいる。
【０００６】
公知のセンサ・ワイヤの１つは、典型的長さが１．５〜２メートルであり、外径が０．２５〜０．５ｍｍ範囲内、通常約０．３５ｍｍであってワイヤの主要部に沿って延びる中空管を有する。心線は管内に配置され、管に沿って延び、多くの場合は管の遠位開口部から出て延びている。好ましくは、（１個又は複数の）センサは、例えば、センサ・ワイヤの遠位端において、心線の遠位部と接続して配置される。
【０００７】
本発明は、例えば、上述したタイプのセンサ・ワイヤに対して適用できる。
【０００８】
一応用において、上述したタイプのセンサ・ワイヤは、血管内、特に心臓の冠状血管内の圧力の測定に用いられ、例えば、冠状血管の収縮を確認する。これは、血管に関する所謂冠血流予備量比を測定することにより行うことができる。通常、センサ・ワイヤは、大腿静脈又は橈骨動脈を介したカテーテル挿入を利用することで挿入され、その挿入されたカテーテルにより測定部位まで誘導される。
【０００９】
センサに電力を供給し且つ測定した生理学的変数を表わす信号を外部生理機能モニタに通信するために、一本以上の信号送信用ケーブル又はリード線（多くの場合マイクロケーブルを意味する）がセンサに接続され、血管から出て外部生理機能モニタに至るセンサ・ワイヤに沿って物理的ケーブルを介して又は無線で配される。
【００１０】
センサ素子は、一般的にホイートストン・ブリッジ型の配置で、薄膜上に設けられた１つ又は幾つかのピエゾ抵抗素子に接続される電気回路を更に含む。当分野で周知のように、周囲媒体から薄膜にかかる一定の圧力が、薄膜の一定の伸張又は撓みとなり、その上に備え付けられたピエゾ抵抗素子の一定の抵抗となり、そして、センサ素子からの一定の出力となる。
【００１１】
開示される医療機器及び方法に関してその全体が本願に組み込まれ、本譲受人に譲渡された米国特許第２００６／０００９８１７  Ａ１号には、そのようなセンサ及びガイド・ワイヤ・アセンブリの例が開示されている。このシステムは、体内に配されるように配置されたセンサと、体外に配されるように配置された制御装置と、センサと制御装置の間の有線接続とを含んでおり、制御装置からセンサに電圧を供給し、またその間で信号の通信を行う。制御装置は、受信したセンサ信号を変調する変調器と、変調信号の無線通信のための通信インターフェースを更に有する。
【００１２】
開示される医療機器及び方法に関してその全体が本願に組み込まれ、本譲受人に譲渡された米国特許第７７２４１４８  Ｂ２号には、そのような圧力測定装置の別の例が開示されている。圧力センサ・ワイヤは、その近位端で、外部装置と接続して配置された通信装置と通信信号を介して無線通信するように構成された送受信装置に接続されるように構成されている。
【００１３】
開示される医療機器及び方法に関してその全体が本願に組み込まれ、本譲受人に譲渡された米国特許第６１１２５９８号、また、開示される医療機器及び方法に関してしてその全体が本願に組み込まれる米国特許第７２０７２２７  Ｂ２号にも、そのような圧力センサ及びガイド・ワイヤ・アセンブリの更なる例が開示されている。
【００１４】
開示される医療機器及び方法に関してその全体が本願に組み込まれ、本譲受人に譲渡された米国特許第７,３２６,０８８号には、ガイド・ワイヤ・アセンブリのリーク電流を低減するように構成された装置が開示されている。この公知の装置では、ガード電位をガイド・ワイヤ・アセンブリの絶縁体又はガイド・ワイヤ導電シースに印加して電流リークを低減している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
患者の身体は、周囲の電気機器（蛍光灯、Ｘ線電源など）や、また、体内の電気装置（ペースメーカ、神経刺激装置、高周波切除装置、超音波カテーテルなど）に直接導通する導電路に露出した表面積が広い導電体として作用する。このような装置が発生させる人工の電気的干渉雑音は、外部機器の場合は静電結合により、また、体内機器の場合は直接伝導及び／又は静電結合により、患者の身体に効率的に結合する。これは、対象とする信号よりも数千倍も大きい干渉電圧が測定値を損なうことがあるため、精密電気体内センサにとって問題である。図１に、患者の身体への影響の簡略図を示す。図１には、様々な影響を及ぼす静電容量が示されている。例えば、Ｃｇｒｏｕｎｄ（例えば、３００ｐＦ）は対地静電容量であり、Ｃｐｏｗ（例えば、３ｐＦ）は主電源に対する静電容量であり、Ｃｓｕｐ及びＣｉｓｏは体内センサを介して身体に接続された測定装置に対する静電容量である。更に、主電源Ｖｍａｉｎは、例えば、２３０ボルトの交流（５０／６０Ｈｚ）電圧である。Ｒｂｏｄｙは身体の抵抗であり、１００Ωに近似する。この結果として、全身の電圧Ｖｂｏｄｙが、周波数５０Ｈｚの約２．３ＶＡＣとなる場合がある。この電圧Ｖｂｏｄｙは、例えば、上述した種類の圧力センサである体内センサにより行われる測定に当然影響を及し得る。
【００１６】
体内センサの直接電気遮蔽は、常に可能なわけではない。センサ機械の故障により起こり得る、命を脅かす可能性があるリーク電流の問題があるからである。このような機械の故障は、単一モード故障状態（ＳＦＣ）と考えられる。医療機器に適用される安全基準によれば、どんなＳＦＣ事故でもこのような危険な状況を惹起しないようにしなければならない、即ち、少なくとも２つの保護手段が必要とされる。適用される安全基準の１つに、医療用電気機器の安全性と有効性に関する一連の技術規格であり、国際電気標準会議が発行するＩＥＣ６０６０１がある。
【００１７】
従来使用されている電流制限受動シールドでは、装置の接地部に接続されるインピーダンス（例えば、レジスタ）を基本的に含む電気保安用の保護手段を追加している。センサ・ガイド・ワイヤと接続したこの種のシールドを、図２に模式的に示す。このシールドは、ガイド・ワイヤのシールド外管と装置の接地部との間に接続された受動インピーダンスにより実現される。しかし、設けられるシールドは非常に小規模で、低周波（＜１０ｋＨｚ）では殆ど効果がない。このため、５０／６０Ｈｚ線間の電圧干渉に対しセンサ測定が非常に不安定となる。
【００１８】
図３は、抵抗Ｒｓが１００ｋΩ且つ静電容量が３．３ｎＦであり、その結果インピーダンスが５０Ｈｚで約９１ｋＱとなるインピーダンス回路を備えた電流制限受動シールドを示す図２におけるシールドの簡略回路図である。センサ電圧は５ボルト未満であり、したがって、リーク電流はＳＦＣの「ＣＦ」タイプの要件を満たす５μＡ未満となる。
【００１９】
本発明の目的の１つは、医療機器、特に体内センサのシールド向上を実現し、特に、外部及び体内の両干渉源からセンサを効果的に保護することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
開示される発明は、通常状態及び単一モード故障状態（ＳＦＣ）の際に、患者の体内で電流制限することで、高水準の電気保安（ＣＦタイプ）基準に適合すると同時に、障害となる電気的雑音に対抗して消去する電気信号に低インピーダンスで接続（即ち、血流と直接接触）して患者の身体を制御することにより、精密体内センサの測定（血圧、体温、血流量、ｐＨ、位置など）において電気的干渉を大幅に低減することができる。
【００２１】
電流制限能動的フィードバック・ネットワークを用いることにより、シールド、又は患者の血流と直接接触する医療機器の各部が少量の電流で能動的に駆動され、外部（５０／６０Ｈｚの線間電圧、Ｘ線電源、ＥＣＧリード検出回路など）及び体内（ペースメーカ、植込み型除細動器（ＩＣＤ）、神経刺激装置、高周波切除装置、超音波カテーテルなど）で干渉する別の電気機器により患者の身体に誘導された全ての電圧・電位を相殺及び効果的に消去し、これにより、精密測定に対する干渉を大きく低減している。
【００２２】
能動的雑音除去の装置及び方法の更なる実施形態においては、体内センサのリーク電流、切り替え操作の際のセンサの整定時間、及び、センサ・ケーブルのケーブル容量の変動に起因する動きアーチファクトもまた低減することができる。
【００２３】
本明細書に開示される実施形態では、以下のうちの１つ以上の利点がある。
【００２４】
１）少量の補正電流で患者の身体を能動的に制御して患者の身体をシールドとして使うことにより、フィードバックを使用した能動的干渉・雑音除去を行う。
【００２５】
２）患者に対するリーク電流要件を満たす。
【００２６】
３）基準信号を一定の基準電圧又は任意のセンサ・ノード信号とすることができる。また、基準信号は、異なるセンサ信号間で適切なタイミングで切り替えられてもよい。
【００２７】
４）基準信号がセンサ・ノード信号として選択された場合、ケーブル容量の変動（例えば、センサ・ワイヤやカテーテルの屈曲、臓器の動きなど）に起因する動きアーチファクトやセンサのリーク電流による誤差も抑制する。
【００２８】
５）干渉周波数（例えば、５０／６０Ｈｚ）を検出する手段を備え、センサのリーク電流を検出及び低減する。
【００２９】
６）オンチップ・センサの能動的回路による能動的シールドを提供する。
【００３０】
７）複数のセンサ・ノード用の能動的シールドを提供する。
【００３１】
８）切り替え又は多重化技術で使用する場合、センサの整定時間を早める。
【００３２】
９）能動的雑音除去は、外部測定装置により、又は、能動的回路を使って直接的にセンサ・チップ上で行ってもよい。
【００３３】
更なる目的は、能動的雑音除去装置を用いることにより、信頼性が高い医療装置を提供することにある。
【００３４】
本発明の第１の態様によれば、制限された電流を患者の身体に能動的に印加するように配置された低インピーダンスの身体接続用電極を備え、患者の身体を能動的シールドとして使用する雑音除去装置を提供する。
【００３５】
本発明の第２の態様によれば、低インピーダンス接続を介して制限された電流を患者の身体に能動的に印加して患者の身体を能動的シールドとして使用する工程を含む方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
本開示は、同様の参照符号が同様の要素を示している添付図面と併せた以下の詳細な説明から、より十分に理解されるであろう。
【００３７】
【図１】図１は、外部環境の電圧がどのように患者の身体に影響するかを示す簡略図である。
【図２】図２は、センサ・ガイド・ワイヤに接続した電流制限受動シールドの概略図である。
【図３】図３は、受動型のシールドの概略図である。
【図４】図４は、本発明の典型的実施形態に係る能動的雑音除去装置の概略図である。
【図５】図５は、本発明の典型的実施形態に係る能動的雑音除去装置の一実施形態の概略図である。
【図６】図６は、本発明の典型的実施形態に係る能動的雑音及び干渉除去の方法を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
典型的実施形態を詳細に示す図を参照する前に、本願が、詳細な説明に記載された或いは図面に示された詳細又は方法論に限定されないことを理解されたい。また、専門用語は説明のためのみであり、限定をするものとみなされるべきではないことも理解されたい。
【００３９】
一実施形態において、医療機器用の能動的雑音除去装置２は、第１の入力接続部８と、第２の入力接続部１０と、出力接続部１２を有する能動回路と、対象者（例えば、人間又は動物）の血流に電気的に接触するように構成された低インピーダンスの身体接続用電極４と、前記出力接続部１２と前記第１の入力接続部８を接続するフィードバック・ブランチ１４を含む。
【００４０】
図５を参照すると、能動的雑音除去装置の一実施形態の基本原理は、フィードバック・ブランチ１４における電流制限回路１８が誤差補正電流を患者の身体へフィードバックし、患者の雑音及び干渉電圧からの影響を相殺することにある。図５の実施形態では、能動回路は、増幅が非常に大きい演算増幅ユニット６を含む。演算増幅ユニット６は、トランスインピーダンス増幅器又は電流電圧（Ｉ−Ｖ）変換器として接続されてもよい。演算増幅器は、誤差補正電圧を出力し、これにより電流制限回路１８に誤差補正電流が流れる。誤差補正電流は負の入力８において干渉電圧を的確に相殺し、これによりこの入力が基準入力１０と同じ電位に保たれる。レジスタＲＬＩＭは、Ｉ−Ｖ変換係数と、ひいては所定の干渉レベルにおける演算増幅器の出力可変域の両方を設定すると共に、最大補正直流を制限する。コンデンサＣＬＩＭは、補正交流を制限し、制御ループの周波数を安定化させる。
【００４１】
能動的雑音除去装置２は、低インピーダンスの身体接続用電極４を介して患者に電気的に接続している。身体接続用電極４は、人間又は動物の血液に直接接触するように構成されている。身体接続用電極４は、患者の血流中に挿入される医療装置の外側部分に位置することで患者の血液と接触してもよい。例えば、医療装置がセンサ・ガイド・ワイヤである場合、血液に直接接触するセンサ・ガイド・ワイヤの非絶縁外管に身体接続用電極４を接続させることで血液とｍｐ直接接触を行うことができる。医療装置が患者の体内に挿入されると、身体接続用電極４は、患者の身体と能動的雑音除去装置２の電気回路の間を電気的に接続することができる。以下に詳述するように、能動的雑音除去装置２は、患者の身体を所望の電位にするように作動し、患者の体内のあらゆる干渉電圧（又は電流）をキャンセルしている。
【００４２】
本明細書において、低インピーダンスとは、一般に１ｋＱ未満のインピーダンス値を意味する。このインピーダンス値は、身体接続用電極４に用いられる材料によって決まってもよい。様々な実施形態において、身体接続用電極４のインピーダンス値は、９００Ω未満、８００Ω未満、７００Ω未満、６００Ω未満、５００Ω未満、４００Ω未満、３００Ω未満又は２００Ω未満である。別の実施形態において、低インピーダンスの身体接続用電極４のインピーダンス値は、１０〜１００Ωの間にある。
【００４３】
図５を参照すると、身体接続用電極４は、能動回路の第１の入力接続部８に接続している。能動回路は、第１の入力接続部８と、第２の入力接続部１０と、出力接続部１２を含む。能動回路は、演算増幅ユニット６を含んでもよい。本実施形態においては、所定の基準信号１６が、演算増幅ユニット６の第２の入力接続部１０に接続している。演算増幅ユニット６は、各入力端子８、１０を同じ電圧に維持するように作動する。演算増幅ユニット６の出力接続部１２と第１の入力接続部８を接続するフィードバック・ブランチ１４の存在により、演算増幅ユニット６が入力端子８、１０を同じ電位に維持するために必要な電圧を出力する。このように、演算増幅ユニット６は、第１の入力端子の電圧が、基準信号１６に基づいて決定される第２の入力端子１０と同じ電圧となるように働く誤差補正信号（即ち、電圧）を出力する。誤差補正信号は、患者への電気干渉レベル、センサ・ワイヤの静電容量及び患者体内やセンサを流れるリーク電流を測定するなどのその他の有利な目的に用いることもできる。
【００４４】
フィードバック・ブランチ１４は、フィードバック・ブランチ１４を流れる誤差補正電流が所定の電流よりも低くなるように、誤差補正電流を制限するように構成された電流制限回路１８を含む。図４に模式的に示されるように、電流制限回路１８は、通常、所定の伝達関数Ｈ（ｓ）を有することができる。伝達関数Ｈ（ｓ）は、能動的雑音除去装置２が適用される特定の医療装置に合わせて調整されてもよい。伝達関数Ｈ（ｓ）は、出力接続部１２から第１の入力接続部８に流れる電流を制限するように作動する組み合わせであれば、どのような組み合わせの回路構成要素を含んでもよい。第１の入力接続部８へ流れる電流を制限することで、身体接続用電極４（即ち、患者の身体）へと流れる電流も制限する。患者の身体に流れる電流を制限する電流制限回路１８の特性は、能動的雑音除去装置２の重要な利点である。従来の能動的シールド機構では、リークが起きた場合に危険なレベルの電流が患者の身体を流れる可能性があり、患者にとってリスクがある。しかし、雑音除去装置２の電流制限回路１８は患者の身体を流れる電流を制限するように構成されていることから、能動的シールドの際に、構成部品の機械故障に起因するような危険なレベルの電流から患者を守っている。
【００４５】
一実施形態では、誤差補正電流（即ち、出力接続部１２から入力接続部８に流れる電流）を５０μＡ以下（例えば、３０μＡや１５μＡ）に制限している。誤差補正電流の最大値は、背景技術で先に簡潔に論じた安全基準など、適用可能な安全基準に関連させてもよい。更に、能動的雑音除去装置は、特に５０〜６０Ｈｚの干渉周波数の影響を低減するように構成されてもよい。一実施形態において、電流制限回路１８は、最大許容誤差補正電流と、雑音及び干渉電圧の周波数に関連して整合されるインピーダンス回路を含む。
【００４６】
一実施形態においては、図５に示すように、電流制限回路は、レジスタ部とキャパシタ部を含む。本実施形態においては、ＲＬＩＭ及びＣＬＩＭを、電流制限回路１８が所望のインピーダンスとなるために必要なそれぞれ所望の抵抗及び静電容量となるように構成することにより、ＩＬＩＭＩＴが設定される。また、レジスタ、コンデンサ又はその他の回路構成要素の組み合せを別のものに変えて所望のインピーダンスとすることもできる。
【００４７】
図４に示すように、基準信号１６は、通常、所定の伝達関数Ｇ（ｓ）を有することができる。伝達関数は、特定の周波数帯域に合わせて調整されてもよく、また、能動的雑音除去装置２が適用される特定の医療装置への制御ループの安定性を確保するように選択されてもよい。制御ループを不安定にし得る正のフィードバック経路が、患者の身体からセンサ信号への静電結合及び／又は抵抗結合により形成されることもあるため、制御ループの安定性を維持することは重要である。
【００４８】
所定の基準信号１６は、安定していればどのような電圧であってもよい。雑音除去装置２が第１の入力端子８の電位を第２の入力端子１０と同じ電位にするため、当然、身体接続用電極４での電圧と第２の入力接続部１０での電圧が同一となる。従って、雑音除去装置２のメカニズムは、基準信号１６を使って身体接続用電極４の電圧を制御するものであり、実際にいかなる干渉電圧もキャンセルしている。一実施形態によれば、所定の基準信号１６は、医療機器の接地に関連する一定のＤＣ基準電圧である。
【００４９】
別の実施形態によれば、所定の基準信号１６は、前記医療装置のセンサ信号に関連付けられる。例えば、第２の入力接続部１０は、医療装置内のマイクロケーブル（例えば、圧力センサから患者の体外へ信号を送信するために用いられるマイクロケーブル）に接続されてもよい。本実施形態では、医療装置の機械故障が生じた場合でも、リーク電流が医療装置から患者に流れることを実質的に防止するという、更なる安全面での利点がある。センサ・ノードが基準信号１６として用いられる場合、雑音除去装置２により患者の電圧（即ち、身体接続用電極４の電圧）が医療装置の電圧（即ち、第２の入力接続部１０の電圧）と同一となるため、このような利点が得られる。よって、医療装置に機械故障が生じた場合であっても、リーク電流が医療装置から患者へと流れることはない。このように、雑音除去装置２は、（１）能動的雑音除去装置２から患者へ（例えば、出力接続部１２から第１の入力接続部８へ）流れる電流を制限するため、及び、（２）機械故障が生じた場合に、リーク電流が医療装置から患者へ流れないようにするための両方に用いることができる。
【００５０】
基準信号１６としてセンサ・マイクロケーブルを使用すると、医療装置を切り替え又は多重化技術で使用する場合にセンサの整定時間を早めることができる。センサのマイクロケーブル及び細管のそれぞれは、関連する分布抵抗、分布容量及び分布インダクタンスを有する。容量は、通常、センサ・ワイヤ１ｍあたり約１００ｐＦである。この容量が、ＲＣフィルタの時定数を与える。換言すれば、特定のセンサ・ノードに通電した後、電圧及び電流が新たな値となる前に、一定時間が過ぎなければならない。これは、様々なセンサ・ノードをどれぐらいの速さで切り替えできるか（例えば、温度／圧力の読み出しなど）についての基本的制限となっている。能動的雑音除去装置２を使って能動的・シールド駆動部をチューブ及び／又は患者の身体に適用することで、センサ・ケーブル（能動的駆動部に対する基準信号１６として使用される）とチューブ／患者の身体の間の静電容量の影響が基本的に除去される。センサ・ケーブルとチューブ／患者の身体の電位が同じであるため、電流が流れることはなく、よって、ＲＣ時定数が生成されることはない。このようにして、雑音除去装置２を用いた能動的駆動が、整定時間を大幅に早めている。
【００５１】
基準信号がセンサ・ノード信号として選択された場合、ケーブル容量の変動（例えば、センサ・ワイヤやカテーテルの屈曲、臓器の動きなど）に起因する動きアーチファクトやセンサのリーク電流による誤差も抑制される。
【００５２】
更に別の実施形態によれば、所定の基準信号１６は、前記医療装置の異なるセンサ信号の間で切り替えを行うことにより得られる。本実施形態には、いくつかの利点がある。第１に、異なるセンサ信号で付随するインピーダンスが異なるため、干渉レベルが異なってもよい。このように所定の時間に測定されるセンサ信号を基準信号１６として使用することで、特にその信号の干渉が低減される。簡単に言えば、基準信号１６としてセンサ信号を使用することで、所定の時間に測定される信号を「保護」している。第２に、基準信号１６として特定のセンサ信号を使用することで、測定時のその特定のセンサ信号からのリーク電流を低減し、信号を更に安定した強いものとすることができる（通常、個々のセンサ信号は、電圧が異なる）。繰り返すが、本実施形態では、そういった信号を「保護する」能力を提供する。第３に、異なるセンサ信号間で切り替えを行って基準信号１６を得る能力は、特定のセンサ信号からのリーク電流を測定するために用いることができる。例えば、センサが３本の信号リード線を有する場合、どの特定のセンサ・リード線のリーク電流かを正確に把握することができる。
【００５３】
一実施形態によれば、能動的雑音除去装置２は、医療装置の遠位端に配置される。医療装置は、患者体内に挿入されるように構成された細長い医療用チューブ、例えば、遠位端部に圧力センサを備えたセンサ・ガイド・ワイヤであってもよい。能動的雑音除去装置２は、圧力センサと接続して同じチップ上で一体化して配置されてもよい。同様に、医療装置が別の種類の（例えば、体温、血流量、ｐＨなどの）センサを備えたセンサ・ガイド・ワイヤである場合、雑音除去装置２は、別のチップに一体化されてもよい。
【００５４】
このように、本発明は、医療装置の遠位端部に位置するセンサ（所謂ｍＧＰＳセンサ）の場合、例えば、血圧、体温、血流量、ｐＨ又はセンサの位置のうちの１つを測定するように配置された１つ以上の体内センサを備えたあらゆるタイプの医療機器に適用することができる。また、本発明は、対象者の体内に半永久的又は永久的に移植される医療装置で使用することもできる。
【００５５】
ここで、医療機器における能動的雑音及び干渉除去の方法を、図６に示す概略フロー図を参照して説明する。
【００５６】
一実施形態において、上記方法は、第１の入力接続部８と、第２の入力接続部１０と、出力接続部１２を有し、前記第２の入力接続部が所定の基準信号に接続した能動回路を設ける工程と、前記第１の入力接続部８に接続され、人間又は動物の血流に電気的に接触する低インピーダンスの身体接続用電極４を配置する工程と、前記出力接続部１２と前記第１の入力接続部８を接続するフィードバック・ブランチ１４を設ける工程を含む。上記方法は、前記フィードバック・ブランチ１４を流れる誤差補正電流が所定の電流を下回るように電流制限回路１８を設けることで、前記誤差補正電流を制限する肯定を更に含む。図６に示す実施形態では、能動回路を設ける工程は、フィードバック・ブランチを有する演算増幅ユニットを設ける工程を含む。身体接続用電極は、演算増幅ユニットの入力に接続されてもよい。
【００５７】
誤差補正電流は、５０μＡ以下に制限されてもよい。能動的消去は、特に５０〜６０Ｈｚの干渉周波数の影響を低減するように構成されてもよい。上述したように、所定の基準信号１６は、医療機器の接地に関連する一定の基準電圧であってもよい。あるいは、所定の基準信号１６は、医療装置のセンサ信号に関連付けられてもよい。一実施形態において、基準信号１６は、医療装置の異なるセンサ信号間の切り替えを行うことによって得られる。
【００５８】
低インピーダンスの身体接続用電極４は、人間又は動物の血液に直接接触するように構成されている。これは、雑音除去装置２に関連して上記に開示した様々な実施形態によって達成される。
【００５９】
一実施形態において、電流制限回路１８は、例えば、レジスタ部及び／又はキャパシタ部を含むインピーダンス回路を含む。
【００６０】
様々な典型的実施形態で示したようなシステム及び方法の構造や配置は、あくまで例示である。本開示においては幾つかの実施形態のみについて詳細に説明したが、数多くの変形が可能である（例えば、サイズ、構成部品、様々な構成要素の構造、パラメータの値、使用する材料などの変更）。例えば、構成要素の位置を変更してもよく、また、個別の構成要素の機能又は数や位置を変更又は多様化させてもよい。このように、そのような変形は全て、本開示の範囲に含まれることを意図する。あらゆる処理又は方法における工程の順序又は順番は、代替の実施形態に従って変更又は並べ変えされてもよい。典型的実施形態の設計、動作条件及び配置において、その他の代替、変形、変更及び省略を本開示の範囲を逸脱しない範囲で行ってもよい。
【符号の説明】
【００６１】
２・・・能動的雑音除去装置、４・・・低インピーダンスの身体接続用電極、６・・・演算増幅ユニット、８・・・第１の入力接続部、１０・・・第２の入力接続部、１２・・・出力接続部、１４・・・フィードバック・ブランチ、１６・・・基準信号、１８・・・電流制限回路
【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６】
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