(57)【要約】【課題】心臓に近い多数の部位の心電位を正確に検出する。従来の電極に比較してランニングコストを著しく低減しながら、つねに正確に心電位を検出する。【解決手段】体表面心電計は、患者の体表面の複数ヶ所に誘導される心電位を検出する複数の電極体５と、各々の電極体５に誘導される心電圧を演算して体表面に誘導される体表面電位分布図を表示する演算表示部２とを備える。電極体５は、弾性的に体表面に向かって突出する押圧電極部５Ｂと、この押圧電極部５Ｂに脱着できるように装着されて、体表面に接触される脱着電極５Ａとを備える。この電極体５は、押圧電極部５Ｂが脱着電極５Ａを体表面に押圧し、脱着電極５Ａが体表面に誘導される心電位を検出する。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者の体表面の複数ヶ所に誘導される心電位を検出する複数の電極体（５）と、各々の電極体（５）に誘導される心電圧を演算して体表面に誘導される体表面電位分布図を表示する演算表示部（２）とを備える体表面心電計であって、
電極体（５）が、弾性的に体表面に向かって突出されてなる押圧電極部（５Ｂ）と、この押圧電極部（５Ｂ）に脱着できるように装着されて、体表面に接触される脱着電極（５Ａ）とを備え、押圧電極部（５Ｂ）が脱着電極（５Ａ）を体表面に押圧し、体表面に誘導される心電位を脱着電極（５Ａ）で検出するようにしてなる体表面心電計。
【請求項２】
押圧電極部（５Ｂ）が弾性的に突出される導電ロッド（１２）で、この導電ロッド（１２）の先端に脱着電極（５Ａ）を脱着できるように装着している請求項１に記載される体表面心電計。
【請求項３】
脱着電極（５Ａ）が、押圧電極部（５Ｂ）である導電ロッド（１２）を挿入する連結孔（５ｂ）を有し、この連結孔（５ｂ）に導電ロッド（１２）を入れて、脱着電極（５Ａ）を押圧電極部（５Ｂ）に脱着できるように連結している請求項２に記載される体表面心電計。
【請求項４】
脱着電極（５Ａ）を、止ネジ（１７）を介して押圧電極部（５Ｂ）に脱着できるように連結している請求項３に記載される体表面心電計。
【請求項５】
脱着電極（５Ａ）を、弾性係止片（４２）を介して押圧電極部（５Ｂ）に脱着できるように連結している請求項３に記載される体表面心電計。
【請求項６】
脱着電極（５Ａ）が、導電ロッド（１２）を挿入できる弾性変形筒部（４５）を有し、この弾性変形筒部（４５）の連結孔（４５ｂ）に導電ロッド（１２）を挿入して、弾性変形筒部（４５）が導電ロッド（１２）を弾性的に押圧して脱着できるように連結されてなる請求項２に記載される体表面心電計。
【請求項７】
押圧電極部（５Ｂ）が、裏面に弾性押圧材を配設している可撓性シートに固定された局部電極（２２）で、この局部電極（２２）に脱着電極（５Ａ）を脱着できるように装着している請求項１に記載される体表面心電計。
【請求項８】
脱着電極（５Ａ）が、体表面の接触面（５ａ）を中央凸に湾曲させてなる湾曲面としている請求項１に記載される体表面心電計。
【請求項９】
脱着電極（５Ａ）が、ステンレス、シンチュウ、鉛、銀、塩化銀のいずれかの金属製である請求項１に記載される体表面心電計。
【請求項１０】
脱着電極（５Ａ）の表面に金属メッキ層を設けている請求項１に記載される体表面心電計。
【請求項１１】
金属メッキ層が金、白金、銀、塩化銀、ニッケル、クローム、シンチュウ、鉛のいずれかである請求項９に記載される体表面心電計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、心臓電気現象を明確に捉えるため、心臓に近い体表面の多くの点から心電位を測定し、測定した心電位を演算してある時間の体表面電位図を表示する体表面心電計に関する。
【０００２】
【従来の技術】
体表面心電計は、心臓に近い体表面の１００〜５００点に複数の電極を配設し、すべての電極から同時に心電位を採取し、採取した複数点の心電位から総合的に心臓の電気現象を判断する体表面電位分布図を作成する。
【０００３】
体表面心電計は、例えば図１に示すように、ある時間における心臓付近の体表面に現れる電位分布図を作成する。電位分布図は、心臓電気現象の体表面における電位の分布図である。電位分布図は、すべての電極からの測定信号を基にして、コンピュータで演算して求められる。すなわち、ある時間における各電極の測定電位を、コンピュータのメモリに記憶させ、各電極の測定電位に基づいて、等電位線を計算し、等電位線を、例えば、数十マイクロボルトピッチ毎にモニタテレビやプリンター等に表示するものである。
【０００４】
この構造の体表面心電計は、従来の心電計に比較して精密に心臓の電気現象を検査できる。しかしながら、この体表面心電計は、多数の電極から心電位を検出するので、全ての電極から正確に安定して心電位を検出するのが極めて難しい。それは、全ての電極を体表面に電気的に低抵抗な状態で接触させることが難しいからである。電極と体表面との接触抵抗が大きくなると、大きい接触抵抗が電極に検出される心電位を低下させる原因となる。さらに、電極を体表面に接触させると、体表面と電極との間に局部電池が発生し、この局部電池の電圧が、数百ｍＶと心電位に比較して極めて大きいことも正確な心電位の検出を難しくする。局部電池は直流電圧を発生するので、変化しない限りは変化する心電位と区別できる。しかしながら、局部電池の電圧は、心電位に比較して数十倍から百倍と極めて大きいので、わずかな電圧の変化が、心電位の正確な検出を難しくする。局部電池の電圧の変化と心電位の変化とを識別できないからである。
【０００５】
このような弊害を避けるために、従来の体表面心電計は、導電ペーストを介して体表面に接着する使い捨て電極が使用される。この電極は、導電ペーストを介して体表面に接着するので、正常に接着できるかぎり低抵抗な状態で体表面に接触できる。しかしながら、１００個以上からなる全ての電極を剥離しないように体表面に接着することは現実には相当に難しく、いずれかの電極が体表面から剥離すると正確に心電位を検出できなくなる欠点がある。また、１００個以上もの全ての電極を使い捨てにするので、一人の患者の心電測定のランニングコストが極めて高くなる欠点もある。
【０００６】
このような欠点を解消する電極として、金属ロッドを独立して体表面に押圧する電極が開発されている（特許文献１参照）。この電極は、金属ロッドを体表面に独立して押圧して体表面に誘導される心電位を検出する。この電極は、導電ペーストを使用しないで心電位を検出することもできる。金属ロッドが体表面に連続して押圧されると、金属ロッドと体表面との間に汗のような導電性の液体から介在するようになって、体表面と金属ロッドとの接触抵抗を小さくするからである。人間の皮膚は完全に乾燥された状態ではない。とくに、心電位を検出する胸、体側、背中等の体表面は、完全に乾燥された状態ではなく、しっとりと潤いのある状態にある。とくに、金属ロッドを体表面に押し付けている状態に保持すると、金属ロッドと体表面との接触抵抗は時間が経過するにしたがって次第に低下する。５〜１０分も経過すると、金属ロッドと体表面との接触抵抗が低くなって安定して心電位を検出できるようになる。
【０００７】
【特許文献１】
特公平２−９８１１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ただ、体表面心電計は、１００ヶ所以上の多数の部位の心電位を検出するので、全ての部位から正確に心電位を検出するのは非常に難しい。いずれかの電極が正確に心電位を検出できない状態になると、高精度な体表面電位分布図は作成できなくなる。このため、電極と体表面との接触状態をいかにして安定させるかが、特に大切となる。このことは、体表面心電計を使用できるかできないかを特定するほどに大切である。不安定な電極の体表面心電計は、つねにいずれかの電極が心電位を正確に検出できず、いつまでたっても全ての電極から正確に心電位を検出できない。とくに、体表面電位分布図を検出する患者は、いかに安静にしても、呼吸を停止できず、また心臓を停止することもできないので、呼吸と心臓の鼓動でわずかに体表面が変位するのを皆無にできない。体表面が動くと、金属ロッドと体表面が相対運動する。両者の相対運動は、電極に誘導される心電位の０ボルトラインを変動させる原因となる。金属ロッドと体表面との接触抵抗が変化し、さらに、金属ロッドと体表面との間に発生している局部電池の状態、正確には電圧や内部抵抗を変動させるからである。このため、多数の電極、とくに心臓の近傍の多数の部位から、常に正確に心電位を検出するのは極めて難しい。その難しさは、心臓から離れた６点の心電位を検出する従来の心電計とは比較にならない。さらに、多数の患者に繰り返し使用する金属製の電極は、使用するにしたがって表面に酸化膜ができ、あるいは、体表面に付着する汚れが原因で、安定して心電位を検出するのが難しくなる。
【０００９】
６点の心電位の変化を時間と共に表示する従来の心電計では、わずかな心電位の誤差は、表示にほとんど影響を与えない。しかしながら、体表面心電計は、多数の点から心電位を検出して、等高線でもって体表面電位分布図を作成するので、たとえば、ひとつの心電位の誤差は、体表面電位分布図を歪ませる原因となる。正確に検出されない心電位と、隣の正確な心電位とに電圧差ができ、この電圧差が体表面電位分布図を歪ませるからである。困ったことに、体表面電位分布図に歪が発生すると、この歪が検出誤差によるものか、あるいは心臓疾患によるものかを判別できない。体表面電位分布図の表示で心臓疾患を診断するからである。このことから、体表面心電計は、極めて難しい環境で、多数の電極から正確に心電位を検出することが要求される。このため、いかに安定して動作できるかが特に大切である。
【００１０】
本発明は、このことを実現することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、心臓に近い多数の部位の心電位を正確に検出できる電極を備える体表面心電計を提供することにある。
また、本発明は、従来の電極に比較してランニングコストを著しく低減しながら、つねに正確に心電位を検出できる体表面心電計を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の体表面心電計は、患者の体表面の複数ヶ所に誘導される心電位を検出する複数の電極体５と、各々の電極体５に誘導される心電圧を演算して体表面に誘導される体表面電位分布図を表示する演算表示部２とを備える。電極体５は、弾性的に体表面に向かって突出する押圧電極部５Ｂと、この押圧電極部５Ｂに脱着できるように装着されて、体表面に接触される脱着電極５Ａとを備える。この電極体５は、押圧電極部５Ｂが脱着電極５Ａを体表面に押圧し、脱着電極５Ａが体表面に誘導される心電位を検出する。
【００１２】
本発明の体表面心電計は、押圧電極部５Ｂを、弾性的に突出される導電ロッド１２として、この導電ロッド１２の先端に脱着電極５Ａを装着することができる。脱着電極５Ａは、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２を挿入する連結孔５ｂを設けて、この連結孔５ｂに導電ロッド１２を入れて、脱着電極５Ａを押圧電極部５Ｂに脱着できるように連結することができる。この脱着電極５Ａは、止ネジ１７を介して押圧電極部５Ｂに脱着できるように連結することができる。さらに、脱着電極５Ａは、弾性係止片４２を介して押圧電極部５Ｂに脱着できるように連結することができる。さらにまた、脱着電極５Ａは、導電ロッド１２を挿入できる弾性変形筒部４５を設けて、この弾性変形筒部４５の連結孔４５ｂに導電ロッド１２を挿入して、弾性変形筒部４５で導電ロッド１２を弾性的に押圧して脱着できるように連結することができる。
【００１３】
さらに、本発明の体表面心電計は、押圧電極部５Ｂを、裏面に弾性押圧材２３を配設している可撓性シート２１Ａに固定された局部電極２２とし、この局部電極２２に脱着電極５Ａを脱着できるように連結することができる。
【００１４】
脱着電極５Ａは、体表面の接触面５ａを中央凸に湾曲させてなる湾曲面とすることができる。脱着電極５Ａは、ステンレス、シンチュウ、鉛、銀、塩化銀のいずれかの金属製とすることができる。脱着電極５Ａは、表面に金属メッキ層を設けることができる。この金属メッキ層は、金、白金、銀、塩化銀、ニッケル、クローム、シンチュウ、鉛のいずれかとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための体表面心電計を例示するものであって、本発明は体表面心電計を下記のものに特定しない。
【００１６】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１７】
本発明の一実施の形態である体表面心電計を図２ないし図４に示す。これらの図に示す体表面心電計は、患者の体表面の複数ヶ所に誘導される心電位を検出する電極体５と、各々の電極体５に誘導される心電圧を演算して体表面に誘導される体表面電位分布図を表示する演算表示部２とを備える。
【００１８】
複数の電極体５は、電極１に配置されており、各々の電極体５で患者の体表面の複数ヶ所に誘導される心電位を検出する。電極体５は、弾性的に体表面に向かって突出される押圧電極部と、この押圧電極部に脱着できるように装着されて体表面に接触される脱着電極を備える。電極体５は、押圧電極部が脱着電極を体表面に押圧し、体表面に誘導される心電位を脱着電極で検出する。
【００１９】
電極１は、図３と図４に示すように、ベッド３の上面に配設されて患者の体表面の下面に接触する下側電極１Ｂと、患者の上面に接触する上側電極１Ａと、患者の体側に接触する体側電極１Ｃとを備える。下側電極１Ｂは、患者の体表面の下面の６０％以上からほぼ全体に対向する領域に配設される。上側電極１Ａも体表面の上面の６０％以上からほぼ全体に対向する領域に配設される。体側電極１Ｃは、脇下の体側に対向して配設される。患者がベッド３に上向きに仰臥して体表面の心電位を検出するとき、下側電極１Ｂは患者の背中に接触し、体側電極１Ｃは体側に接触し、上側電極１Ａは患者の胸に接触して体表面に誘導される心電位を検出する。患者が上下反転して下向きにベッド３に寝ると、下側電極１Ｂは患者の胸に接触し、上側電極１Ａは患者の背中に接触する。
【００２０】
図３と図４の体表面心電計は、上側電極１Ａをロッド電極１０とし、下側電極１Ｂと体側電極１Ｃとをクッション電極２０としている。体表面心電計は、上側電極をクッション電極とすることも、体側電極をロッド電極とすることも、下側電極をロッド電極とすることもできる。すなわち、体表面心電計は、上側電極と体側電極と下側電極として、ロッド電極とクッション電極とをそれぞれ個別に組み合わせることができる。したがって、上側電極と下側電極と体側電極の全てをロッド電極とすることもクッション電極とすることもできる。また、体表面心電計は、必ずしも電極を上側電極と下側電極と体側電極とに分離することなく、全体をひとつのロッド電極あるいはクッション電極とすることもできる。この電極は、胸と背中に接触するもの、胸と体側に接触するもの、体側と背中に接触するもの、さらに胸と体側と背中に接触するものとすることができる。
【００２１】
ロッド電極１０は、図３ないし図８に示すように、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２に、脱着できるように脱着電極５Ａを装着している複数の電極体５を備える。ロッド電極１０の電極体５は、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２が脱着電極５Ａを患者の体表面に独立して弾性的に押圧して、体表面に誘導される心電位を脱着電極５Ａで検出する。
【００２２】
図３ないし図６に示すロッド電極１０は、複数の電極ユニット１１で構成している。これらの図に示すロッド電極１０は、８個の電極ユニット１１を備える。８個の電極ユニット１１は、２列に４個ずつ配置している。各々の電極ユニット１１は、図５の正面図と図６の底面図に示すように、紐状のゴム状弾性体である可動性部材１５でもって連結されている。このように、複数の電極ユニット１１で構成されるロッド電極１０は、各電極ユニット１１の姿勢を個々に変化できる構造として、理想的に複数の電極体５を患者の胸に接触できる。それは、各電極ユニット１１の下面を患者の胸面に沿う姿勢で配置できるからである。
【００２３】
さらに、図５と図６に示すロッド電極１０は、各列の電極ユニット１１の下面に弾性変形プレート１６を固定して、この弾性変形プレート１６で４個の電極ユニット１１を連結している。弾性変形プレート１６は、曲げ方向に弾性を有する板材やシート材、たとえばゴム板や合成樹脂プレート等である。この弾性変形プレート１６は、互いに隣接する電極ユニット１１の間隔を所定の間隔に保持しながら各電極ユニット１１の姿勢を患者の胸面に沿う状態に配置できる特長がある。さらに、この弾性変形プレート１６は、左右の両側に位置する電極ユニット１１を、図５の矢印で示す方向に傾斜させた状態において、両側の電極ユニット１１が転倒するのを防止するはたらきもある。
【００２４】
それぞれの電極ユニット１１は、図７と図８に示すように、患者の体表面の複数ヶ所に押圧される複数の電極体５と、これらの電極体５を弾性的に体表面に向かって突出できるように装着している電極本体１３と、この電極本体１３から電極体５を弾性的に押し出す弾性押出材１４とを備える。
【００２５】
図５ないし図８に示す電極ユニット１１は、８個の電極体５を備える。８個の電極体５は、底面の形状を長方形とする電極ユニット１１に、２列に４個ずつ配置している。これらの電極体５は、等しい中心間隔（ｄ）で配置されている。電極体５の中心間隔（ｄ）は、測定する領域の面積と、電極体５の数、すなわち測定するポイント数によって決定される。これらの図に示すロッド電極１０は、８個の電極ユニット１１に各８個の電極体５を配設しているので、全体では６４個の電極体５を備えている。このロッド電極１０は、たとえば、中心間隔（ｄ）を３５ｍｍとして、約６００ｃｍ２の領域の心電位を測定できる。ただ、ロッド電極は、電極ユニットの個数を２〜６４とし、電極体の数、すなわち測定ポイント数を２５〜５００とし、測定領域を２００〜９００ｃｍ２とし、中心間隔を１０〜６０ｍｍとすることができる。たとえば、ロッド電極は、電極ユニットの数を３×５の１５個、電極体の数を１５×１５の２２５個とし、電極体の中心間隔を２０ｍｍとして、約８００ｃｍ２の領域の心電位を測定できる。
【００２６】
さらに、ロッド電極は、配置される複数の電極体の中心間隔（ｄ）を、必ずしも全て等しくする必要はない。ロッド電極は、電極体の中心間隔を、患者の上下方向と左右方向とで変更することができ、あるいは、部分的に変更することもできる。
【００２７】
複数の電極体５は、電極本体１３から体表面に向かって弾性的に突出しており、患者の体表面を独立して押圧する。これらの電極体５は、電極本体１３に出入りできるように連結している押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２と、この導電ロッド１２の先端部に連結されて体表面に接触して体表面に誘導される心電位を検出する脱着電極５Ａとを備える。図の電極体５は、導電ロッド１２を金属ロッドとしている。金属ロッド１２は、直径を１．５〜６ｍｍ、好ましくは３〜４ｍｍとする金属線である。導電ロッド１２は、細すぎると曲がりやすく、太すぎると摺動抵抗が大きくなってスムーズに出入りさせるのが難しくなる。導電ロッド１２は、ＳＵＳ３０４等のステンレス線、表面をメッキしているピアノ線等の曲がり難い金属線が適している。さらに、導電ロッドは、円筒状として軽くすることもできる。ただし、導電ロッドは、必ずしも金属製のロッドとする必要はなく、たとえば、硬質プラスチックロッドの表面や内面に導電膜をコーティングしたもの、あるいは導電性のあるカーボン繊維をロッド状に成形したものも使用できる。導電ロッド１２は、軸方向に移動できるように電極本体１３に装着されて、弾性押出材１４で体表面に向かって押圧される。
【００２８】
脱着電極５Ａは金属製で、体表面に弾性的に押圧されて、体表面に誘導される心電位を検出する。脱着電極５Ａは、金属を切削加工し、あるいは鋳造し、あるいはまたプレス加工して製作される。金属製の脱着電極５Ａは、たとえば、ステンレス、シンチュウ、鉛、銀、塩化銀等の金属、あるいはこれら合金で成形することができる。とくに、ステンレス、シンチュウ、鉛等の金属で成形される脱着電極５Ａは、錆びにくくできる特長がある。さらに、密度が大きい金属で全体を製作してなる脱着電極５Ａは、導電ロッド１２に対する比重を大きくできるので、電極体５を低重心にできる。低重心である電極体５は、上側電極１Ａに使用すると、脱着電極５Ａを体の表面に安定して押圧できる特長がある。さらに、金属製の脱着電極５Ａは、安定して心電位を検出するために、接触面５ａの表面、あるいは全面に金属メッキ層を設けることができる。金属メッキ層は、金メッキ、白金メッキ、銀メッキ、塩化銀メッキ、ニッケルメッキ、クロームメッキ、シンチュウメッキ、鉛メッキ等が使用できる。金メッキと白金メッキは、安定して体表面に電気的に接触できる特長がある。銀メッキと塩化銀メッキは、体表面に低抵抗な状態で安定して電気的に接触できる。ニッケルメッキとクロームメッキも安定して体表面に接触できる。シンチュウメッキと鉛メッキは表面が錆びるのを有効に防止できる。
【００２９】
脱着電極５Ａの接触面５ａの大きさと形状は、心電位を安定して検出するために大切である。脱着電極５Ａは、体表面に接触する接触面５ａを、導電ロッド１２の横断面よりも大きい外形の円形としている。接触面５ａの外径は、小さ過ぎると体表面との接触面積が小さくなるので、安定して心電位を検出できなくなる。反対に大きすぎると、体表面の局部に誘導される心電位を正確に検出できなくなる。それは、大きな面積の電極が、体表面に誘導される心電位を短絡して同一電位にするからである。以上のことから、脱着電極５Ａの外径は、５〜２０ｍｍ、好ましくは７〜１５ｍｍ、さらに好ましくは８〜１３ｍｍとし、導電ロッド１２の直径の２〜１５倍、好ましくは、３〜８倍とする。円形の脱着電極５Ａは、その中心を測定ポイントに位置させて、測定ポイント及びその周辺の心電位を安定して検出できる。ただ、脱着電極は、必ずしも円形とする必要はなく、楕円形、長円形、多角形とすることもできる。多角形状である脱着電極は、コーナー部分の角をとって湾曲させることにより、体表面に接触したときの感触をやわらげることができる。ただ、脱着電極は、接触面の面積を導電ロッドの横断面積と等しくし、あるいは小さくすることもできる。
【００３０】
さらに、脱着電極５Ａは、体表面との接触面５ａを中央凸に湾曲する湾曲面としている。このように、接触面５ａが中央凸に湾曲している脱着電極５Ａは、体表面に対する角度が変わっても、体表面に常に広い面積で接触できる特長がある。ただ、接触面５ａは、曲率半径が小さ過ぎても、体表面に接触する面積は小さくなる。図８の脱着電極５Ａは、接触面５ａの中央部で曲率半径を大きくして、周縁部分になるにしたがって曲率半径を小さくしている。脱着電極５Ａは、接触面５ａの中央部分の曲率半径を、１０〜１００ｍｍ、好ましくは１２〜５０ｍｍとし、周縁部分の曲率半径を１〜２０ｍｍとしている。
【００３１】
さらに、脱着電極５Ａの接触面５ａの曲率半径は、体表面に押圧される部位によって変更することができる。たとえば、接触面の曲率半径を大きくすると、体表面との接触面積が大きくなって安定して心電位を検出できるが、この形状は体表面に押圧されて滑りやすくなる。上側電極は、患者の体側に近い部分に押圧される電極が滑りやすくなる傾向がある。体側が垂直に近い面となるからである。この弊害を避けるために、たとえば、体側に近い電極に装着する脱着電極は、患者の胸の中央部分に接触する脱着電極よりも、接触面の曲率半径を小さくして滑り難くすることができる。胸の中央部分の脱着電極は、接触面の曲率半径を大きくして、安定して心電位を検出できるようにする。とくに、心電位は胸の中央部分で高い電圧となるので、この部分の電圧を正確に検出することが大切である。したがって、胸の中央部分に押圧される脱着電極は、接触面の中央部分の曲率半径を大きくし、体側に近い部分に押圧される脱着電極は中央部分の曲率半径を小さくして、滑り難くすることができる。とくに、本発明は、脱着電極を交換できるので、患者の体型や測定する部分に応じて、最適な形状および大きさの脱着電極に交換して、より正確に心電位を検出できる特長がある。
【００３２】
さらに、脱着電極は、図示しないが、体表面に対して垂直ないしほぼ垂直に押圧できるならば、接触面を平面とすることもできる。この脱着電極は、たとえば、接触面の面積を１５〜３００ｍｍ２、好ましくは３０〜１００ｍｍ２とすることができる。この脱着電極は、たとえば、胸の中央部分に配設して体表面に常に広い面積で接触させることができる。接触面が平面である脱着電極も、好ましくは、周縁部分を１〜２０ｍｍの曲率半径で湾曲させて、体に接触させたときの感触をやわらげることができる。
【００３３】
脱着電極５Ａは、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２に、脱着できるように連結している。図８の脱着電極５Ａは、導電ロッド１２に簡単に脱着できるように、導電ロッド１２を挿入する連結孔５ｂを設けており、この連結孔５ｂに導電ロッド１２の先端部を入れて押圧電極部５Ｂに脱着できるように連結している。図８の脱着電極５Ａは、止ネジ１７を介して導電ロッド１２に連結している。この脱着電極５Ａは、止ネジ１７をねじ込む雌ネジ孔５ｃを半径方向に設けている。この脱着電極５Ａは、止ネジ１７を緩めて押圧電極部５Ｂから取り外し、止ネジ１７を締めて押圧電極部５Ｂに固定される。図示しないが、導電ロッドは、先端部の外周面に、止ネジの先端を挿入させるリング溝を設けることもできる。この電極体は、脱着電極をより確実に、しかも導電ロッドの先端に位置決めしながら連結できる特長がある。さらに、導電ロッドは、止ネジの先端面が当接する外周面を平面状に切削して、この平面部に止ネジの先端面を押圧させて脱着電極を連結することもできる。
【００３４】
以上の構造の脱着電極は、止ネジを介して押圧電極部である導電ロッドに脱着できるように連結しているが、脱着電極は、必ずしも止ネジを介して導電ロッドに連結する必要はない。図示しないが、電極体は、導電ロッドの先端部と脱着電極の外周面を貫通する貫通孔を設けて、この貫通孔にピンを挿入して互いに連結することもできる。さらに、電極体は、導電ロッドの先端部に雄ネジを設けると共に、脱着電極の連結孔に雌ネジを設けて、脱着電極の連結孔に導電ロッドにねじ込んで連結することもできる。
【００３５】
図９の脱着電極５Ａは、連結孔５ｂに弾性係止片４２を入れて、この弾性係止片４２で押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２に連結している。弾性係止片４２は弾性変形できる金属で、押圧電極部５Ｂの表面と脱着電極５Ａの連結孔５ｂの内面に設けた係止部４３、４４に引っかけて、脱着電極５Ａを抜けないように押圧電極部５Ｂに連結する。押圧電極部５Ｂは、リング溝を設けて係止部４３としており、脱着電極５Ａは、連結孔５ｂの内面に凹部を設けて係止部４４としている。この脱着電極５Ａは、強く引っ張って押圧電極部５Ｂから外すことができ、押圧電極部５Ｂに強く挿入して連結できるので簡単に脱着できる。
【００３６】
図１０と図１１の脱着電極５Ａは、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２を挿入できる弾性変形筒部４５を設けている。弾性変形筒部４５は、弾性変形できる金属筒である。弾性変形筒部４５は、連結孔４５ｂに挿入される導電ロッド１２を弾性的に挟着して、脱着電極５Ａを導電ロッド１２に連結する。図に示す導電ロッド１２は、先端部の表面に、弾性変形筒部４５の変形部４５ａを係止する係止部４３を設けている。この係止部４３はリング溝で、ここに弾性変形筒部４５の変形部４５ａを係止して、脱着電極５Ａを抜けないように、より確実に押圧電極部５Ｂに連結できる。この脱着電極５Ａは、弾性変形筒部４５の下端を鍔状に広げ、鍔４６の周囲を上向きに湾曲させるように成形して、鍔４６を接触面５ａとしている。この脱着電極５Ａは、シンプルな構造で押圧電極部５Ｂに簡単に脱着できる特長がある。さらに、この脱着電極５Ａは、図の鎖線で示すように、鍔４６の下面に、平面ないし中央凸に湾曲してなる接触部４７を設けて接触面とすることもできる。
【００３７】
さらに、図１２に示す脱着電極５Ａは、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２に係止できる複数の弾性変形片４８を設けている。弾性変形片４８は、弾性変形できる金属板である。複数の弾性変形片４８は、たとえば、環状に並べて、その中央部分に導電ロッド１２を挿入できるように配置される。弾性変形片４８は内面に突出部４８ａを設けており、この突出部４８ａを導電ロッド１２の先端部の表面に設けた係止部４３に引っかけて導電ロッド１２に連結される。導電ロッド１２は、リング溝を設けて係止部４３としている。複数の弾性変形片４８は、挿入された導電ロッド１２を弾性的に挟着して、脱着電極５Ａを導電ロッド１２に連結する。さらに、図に示す電極体５は、弾性変形片４８の外周に保持キャップ４９を挿通している。保持キャップ４９は、弾性変形片４８の外形とほぼ等しい内形を有する筒状体で、弾性変形片４８が拡開して脱着電極５Ａが外れるのを阻止している。この保持キャップ４９は、予め導電ロッド１２に挿通されており、脱着電極５Ａの弾性変形片４８を導電ロッド１２に装着した後、導電ロッド１２の軸方向に移動させて弾性変形片４８に装着される。さらに、図１０と図１１に示す脱着電極５Ａは、図示しないが、弾性変形筒部にスリットを設けて弾性変形片とすることもできる。
【００３８】
さらに、図１３に示す脱着電極５Ａは、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２に脱着できるように連結される連結ロッド部５ｄを有する。この連結ロッド部５ｄは、一端が脱着電極５Ａの本体部に固定されており、他端が導電ロッド１２に脱着できるように連結される。連結ロッド部５ｄは、たとえば筒体として導電ロッド１２との連結部分に雌ネジを設け、導電ロッド１２の先端に設けた雄ネジをねじ込んで脱着自在に連結できる。さらに、図示しないが、連結ロッド部と導電ロッドは、筒状体である連結部材を介して脱着できるように連結することもできる。
【００３９】
さらに、電極体５は、図１４に示すように、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２を、電極本体に出入りできるように連結しているロッド部１２Ｂと、このロッド部１２Ｂの先端部に連結された押圧部１２Ａとで構成し、この押圧部１２Ａに脱着できるように脱着電極５Ａを装着することもできる。この脱着電極５Ａは、押圧部１２Ａの装着面１２ａを被覆する形状に金属板をプレス成形して製作される。この脱着電極５Ａはキャップ形状で、体表面と接触する接触面５ａと、この接触面５ａの外周に連結するように成形している筒部５ｂとを備える。接触面５ａは、中央凸に湾曲する形状としている。筒部５ｅは、押圧部１２Ａを挿入できる筒状で、押圧部２Ａを抜け難いように装着するために、内面に突出して係止凸部５ｆを設けている。係止凸部５ｆは、押圧部１２Ａの外周面にリング状に設けられた溝部１２ｂに嵌入されて、脱着電極５Ａを押圧部１２Ａの定位置に確実に連結する。この図の脱着電極５Ａは、筒部５ｅの内面に沿う凸条を設けて係止凸部５ｆとしている。ただ、係止凸部は、必ずしも凸条とする必要はなく、部分的に突出する凸部とすることもできる。さらに、この図に示す脱着電極５Ａは、筒部５ｅに縦方向にスリット５ｇを設けている。この脱着電極５Ａは、スリット５ｇで複数に切り離された筒部５ｅを弾性変形しやすくできるので、高い係止凸部を設けてスムーズに押圧部１２Ａに装着できる。ただ、脱着電極は、筒部にスリットを設けることなく、係止凸部の高さを最適にして、押圧部に装着することもできる。
【００４０】
さらに、図１４に示す導電ロッド１２は、押圧部１２Ａを脱着できるようにロッド部１２Ｂの先端に連結している。押圧部１２Ａとロッド部１２Ｂは、たとえば、図８ないし図１３に示す脱着電極５Ａを導電ロッド１２に連結する方法で脱着できるように連結することができる。この構造の電極体５は、たとえば、脱着電極５Ａを頻繁に交換する交換部分とし、また押圧部１２Ａを長期的に交換する部分として、これらを区別しながら交換してランニングコストを低減しながら理想的に使用できる。ただ、押圧部は、必ずしも脱着できるようにロッド部に連結する必要はなく、半田付けや溶着等によって外れないように固定することもできる。さらに、この構造のロッド電極は、押圧部１２Ａの装着面を体表面に接触させて心電位を検出し、押圧部１２Ａの装着面が汚れて安定して心電位を検出できなくなると、脱着電極５Ａを装着して心電位を安定して検出することもできる。
【００４１】
以上に示す電極体５は、弾性的あるいは機械的な構造で、脱着電極５Ａを押圧電極部５Ｂに脱着できるように連結している。ただ、本発明は、脱着電極を押圧電極部に脱着できるように連結する構造を以上の構造に特定しない。本発明は、脱着電極を押圧電極部に脱着自在に連結できる、現在既に開発され、あるいは今後開発される他の全ての構造で脱着電極を押圧電極部に連結することができる。とくに、脱着電極をワンタッチで押圧電極部に脱着できると共に、装着した状態では容易に外れたり動いたりすることなく安定して保持できる構造として便利に使用できる。
【００４２】
電極本体１３は、図８において、下方を開口している箱形のケース５０と、２枚の絶縁性の板材５１とを備えている。２枚の板材５１には、これを貫通して導電ロッド１２を出入り自在に挿通している。２枚の板材５１は、互いに平行に配設されており、対向する位置に挿通孔５１Ａを開口して、これらの挿通孔５１Ａに導電ロッド１２を挿通している。２枚の板材５１は、間に配設された複数本の支柱５２に固定されて所定の間隔に保持されている。導電ロッド１２は、その中間部分であって、２枚の板材５１の間に位置して固定リング５５を固定している。固定リング５５は、挿通孔５１Ａよりも大きな外形を有し、挿通孔５１Ａの周縁部に当接して、導電ロッド１２が電極本体１３から抜けるのを阻止すると同時に、導電ロッド１２の突出量を特定している。
【００４３】
さらに、２枚の板材５１には、電極本体１３に出入りする導電ロッド１２の摺動抵抗を小さくするために、ガイドプレート５３を配設している。図に示す電極本体１３は、下方に位置する板材５１の下面と、上方に位置する板材５１の上面とにガイドプレート５３を積層して固定している。ガイドプレート５３は、導電ロッド１２を貫通させるためのガイド孔５３Ａを開口しており、このガイド孔５３Ａに導電ロッド１２を挿入している。ガイドプレート５３のガイド孔５３Ａは、板材５１に開口した挿通孔５１Ａに対向する位置に開口している。ガイド孔５３Ａは、挿通孔５１Ａの中央に位置して、挿通孔５１Ａよりも小さく開口しており、導電ロッド１２が挿通孔５１Ａの内面に接触することなく往復運動できるようにしている。ガイドプレート５３には、ガイド孔５３Ａを摺動する導電ロッド１２の摺動抵抗を小さくする材質のもの、たとえば、テフロン（登録商標）樹脂が使用できる。このように、摺動抵抗の小さなガイドプレート５３のガイド孔５３Ａに沿って導電ロッド１２を摺動させる構造は、電極本体１３に出入りする導電ロッド１２の摺動抵抗を小さくでき、導電ロッドを滑らかに往復運動できる。
【００４４】
さらに、図の電極本体１３は、電極ユニット１１を安定して胸面に配置するために、下方の板材５１に重り５６を固定している。この重り５６は金属プレートで、鉛板や鉄板等が使用できる。金属プレートである重り５６は、積層枚数を変更して重さを簡単に調整できる。このように、電極本体１３の下部に重り５６を固定する構造は、電極本体１３の重心の位置を低くできるので、電極ユニット１１を胸面に載置する状態で、電極ユニット１１の姿勢を安定して保持できる特長がある。さらに、重り５６を備える電極本体１３は、導電ロッド１２を安定して体表面に押圧できる特長もある。
【００４５】
弾性押圧材１４は、導電ロッド１２に挿通しているコイルスプリングで、２枚の板材５１の間に配設している。このコイルスプリングは押バネで、下端を導電ロッド１２の中間に、上端を上方の板材５１にプリント印刷された銅膜等の導電層５４に接続している。このコイルスプリングは、導電ロッド１２を電極本体１３から弾性的に押し出して、脱着電極５Ａを体表面に押圧する。ただ、コイルスプリングである弾性押圧材は、引張バネとすることもできる。引張バネである弾性押圧材は、図示しないが、上側の板材の上方で導電ロッドに挿通して、導電ロッドの上端に連結することもできる。この弾性押圧材は、上端を板材の上面から突出する導電ロッドの先端に、下端を板材にプリント印刷された銅膜等の導電層に接続する。
【００４６】
コイルスプリングである弾性押圧材１４は、導電ロッド１２を導電層５４に電気接続するリード線に併用している。コイルスプリングである弾性押圧材１４は、バネ鋼鋼材、ピアノ線、ステンレス線、黄銅線、洋白線、りん青銅線、ベリリウム銅線等で製作される。とくに、銅を多く含有する線材で製造されたコイルスプリングは、導電性に優れているので、リード線に併用するコイルスプリングに適している。さらに、図に示す導電ロッド１２は、コイルスプリングに加えて、リード線５７によっても板材５１の導電層５４に接続している。ただ、導電ロッドは、コイルスプリングとリード線のどちらか一方を介して導電層に接続することもできる。
【００４７】
図８に示す導電ロッド１２は、コイルスプリングである弾性押圧材１４の下端とリード線５７の下端を、中間に固定された固定リング５５に半田付けして接続している。ただ、コイルスプリングとリード線５７の下端は、図１５に示すように、連結筒５８を介して導電ロッド１２に連結することもできる。この連結筒５８は、中心に導電ロッド１２を挿通できる貫通孔５８Ａを開口しており、上面にコイルスプリングとリード線５７の下端を半田付け等によって固定している。この連結筒５８は、貫通孔５８Ａに導電ロッド１２を挿入する状態で、止ネジ５９がねじ込まれて導電ロッド１２に連結される。このように、連結筒５８を介して弾性押圧材１４であるコイルスプリングやリード線５７を導電ロッド１２に連結する構造は、導電ロッド１２を脱着自在に連結して、導電ロッド１２を交換できる特長がある。この構造は、導電ロッドが変形し、あるいは変質して正しく動作しなくなったときに簡単に交換できるので、メンテナンスを簡単にできる特長がある。
【００４８】
図１６は、上方の板材５１の底面図を示す。この図に示す板材５１は、銅膜等の導電層５４をプリント印刷している。この導電層５４は、引出線６０を接続している。導電ロッド１２に接続された引出線６０は、図８に示すように１本のリード線６１に集合されて、リード線６１でもって演算回路２に接続される。
【００４９】
複数の電極ユニット１１で構成される上側電極１Ａは、図３と図４に示すように、吊下機構４で吊り下げられて、患者の胸の所定の位置に配置される。これらの図に示す吊下機構４は、複数の電極ユニット１１を水平の姿勢で吊り下げる上下台４Ａと、この上下台４Ａを水平の姿勢で上下、左右に移動させる支持台４Ｂとを備える。複数の電極ユニット１１は、吊り紐１８を介して上下台４Ａから吊り下げられている。この上側電極１Ａは、この上下台４Ａを水平の姿勢で移動させて、複数の電極ユニット１１からなるロッド電極１０を所定の位置に配置する。患者の胸面に配置された上側電極１Ａは、その自重により所定の位置に保持される。
【００５０】
さらに、上側電極１Ａは、図４と図５の鎖線で示すように、装着バンド４０を介して複数の電極ユニット１１からなるロッド電極１０を患者にしっかりと装着することもできる。図５に示すロッド電極１０は、各列の最も外側に位置する電極ユニット１１に、伸縮性の装着バンド４０を連結している。装着バンド４０は、先端に連結具４１を設けており、この連結具４１を介して先端部をベッド３あるいは体側電極１Ｂの固定ケース３１に連結できるようにしている。連結具４１には、たとえば、フック等の引掛具が使用できる。この上側電極１Ａは、図の鎖線で示すように、装着バンド４０の先端の連結具４１をベッド３の側縁あるいは体側電極１Ｂの固定ケース３１に連結して患者に装着される。図に示す装着バンド４０は、図において左右の先端に連結具４１としてフックを設けている。ただ、装着バンドは、端部を筒状に連結してこの筒部に連結ロッドを挿入し、この連結ロッドをベッド等に設けたフック等の引掛部に引っかけて連結することもできる。さらに、連結具には、必ずしもフックやロッドを使用することなく、面ファスナーやホック等も使用できる。この装着バンドは、一端をベッドや体側電極の固定ケースに固定した第１装着バンドと、上側電極の各列の最も外側に位置する電極ユニットに連結された第２装着バンドで構成し、各々の装着バンドを面ファスナーやホック等で連結する構造とすることもできる。この装着バンドは、互いの連結位置を変更して長さを調整できるので、上側電極を最適な押圧力で装着できる特長がある。さらに、フック等の連結具で装着される装着バンドも、中間で分割してこの分割部分を面ファスナーやホック等の連結部材で連結する構造として、長さを調整することができる。
【００５１】
以上のロッド電極１０は、複数の電極ユニット１１で構成しているが、ロッド電極は、単一の電極本体から複数の電極体を突出させる構造とすることもできる。このロッド電極は、電極本体の下面を患者の胸面に沿う形状とすることができる。さらに、左右の両側部に配設される電極体を、水平面に対して多少傾斜する姿勢で配置することもできる。
【００５２】
クッション電極２０を、図１７ないし図１９に示す。図１７は下側電極１Ｂの斜視図を、図１８は下側電極１Ｂの拡大断面図を、図１９は体側電極１Ｃの断面図をそれぞれ示している。クッション電極２０は、これらの図に示すように、表面または全体を絶縁材とする表面層２１と、この表面層２１に所定の間隔で配置している複数の電極体５と、表面層２１の裏面に配設されて、各々の電極体５を弾性的に体表面に押圧する弾性押圧材２３とを備える。電極体５は、押圧電極部５Ｂである局部電極２２と、この局部電極２２に脱着できるように装着されている脱着電極５Ａを備える。クッション電極２０の電極体５は、押圧電極部５Ｂである局部電極２２が弾性押圧材２３で押圧されて、脱着電極５Ａを患者の体表面に弾性的に押圧して、体表面に誘導される心電位を脱着電極５Ａで検出する。
【００５３】
図１７に示す下側電極１Ｂは、６列に８個ずつ、全体で４８個の電極体５を配置している。これらの電極体５は、等しい中心間隔（ｄ）で配置されている。電極体５の中心間隔（ｄ）は、測定する領域の面積と、電極体５の数、すなわち測定するポイント数によって決定される。図の下側電極１Ｂは、たとえば、中心間隔（ｄ）を３５ｍｍとして、約５００ｃｍ２の領域の心電位を測定できる。ただ、下側電極は、電極体の数、すなわち測定ポイント数を２０〜５００とし、測定領域を１５０〜９００ｃｍ２とし、中心間隔（ｄ）を１０〜６０ｍｍとすることができる。たとえば、下側電極は、電極体の数を１１×１５の１６５個とし、電極体の中心間隔を２０ｍｍとして、約６００ｃｍ２の領域の心電位を測定できる。
【００５４】
さらに、図３と図１９に示す体側電極１Ｃは、２列に６個ずつ、全体で１２個の電極体５を配置している。これらの電極体５も、等しい中心間隔（ｄ）で配置されている。この体側電極１Ｃは、たとえば、中心間隔（ｄ）を３５ｍｍとして、約８０ｃｍ２の領域の心電位を測定できる。ただ、体側電極は、電極体の数、すなわち測定ポイント数を４〜４０とし、測定領域を３〜１５０ｃｍ２とし、中心間隔（ｄ）を１０〜６０ｍｍとすることができる。たとえば、体側電極は、電極体の数を３×１１の３３個とし、電極体の中心間隔を２０ｍｍとして、約１００ｃｍ２の領域の心電位を測定できる。
【００５５】
さらに、クッション電極は、配置される複数の電極体の中心間隔（ｄ）を、必ずしも全て等しくする必要はない。クッション電極は、電極体の中心間隔を、患者の上下方向と左右方向とで変更することができ、あるいは、部分的に変更することもできる。
【００５６】
図１７ないし図１９に示すクッション電極２０は、表面層２１を可撓性シート２１Ａとしており、この可撓性シート２１Ａに複数の局部電極２２を固定している。可撓性シート２１Ａは、自由に変形できる合成皮革である。合成皮革は、表面をプラスチック層でコーティングしているので汗が染み込まず、また表面に付着した汗等の汚れを簡単に払拭できる特長がある。ただ、可撓性シート２１Ａには、合成皮革でないプラスチックシートも使用できる。また、布地や不織布も使用できる。布地や不織布である可撓性シート２１Ａは、表面にコーティング剤や塗料を塗布して、汗等が染み込むのを防止すると共に、表面に付着した汗等の汚れを払拭することもできる。さらにまた、可撓性シート２１Ａは、プラスチックシート、布地、不織布等を積層したシートとすることができる。可撓性シート２１Ａには、患者の体表面の凹凸に沿って変形できる可撓性のある全てのシートが使用できる。さらに、可撓性シート２１Ａは、好ましくは伸縮性のあるシートを使用する。伸縮性のあるシートは、凹凸のある体表面に沿って変形できる特長がある。ただ、可撓性シート２１Ａは、多少の遊びがある状態で弾性押圧材２３の表面に配設して、体表面の凹凸に沿って変形できる。可撓性シート２１Ａは、弾性押圧材２３の表面とその周囲を被覆している。さらに、可撓性シート２１Ａは弾性押圧材２３の裏面も被覆して、裏面で連結することができる。
【００５７】
電極体５は、図２０の分解断面図に示すように、押圧電極部５Ｂである局部電極２２に、脱着できるように脱着電極５Ａを装着している。図において、脱着電極５Ａを押圧電極部５Ｂに装着した状態を鎖線で示している。この脱着電極５Ａは、局部電極２２の装着面２４をカバーするように装着している。この図の脱着電極５Ａは、局部電極２２の装着面２４を被覆する形状に金属板をプレス成形して製作している。この脱着電極５Ａは、ステンレス、シンチュウ、鉛、銀、塩化銀等の金属板で成形することができる。とくに、ステンレス、シンチュウ、鉛等の金属で成形される局部電極２２は、錆びにくくできる特長がある。さらに、脱着電極５Ａは、金属板の表面に金属メッキ層を設けることもできる。金属メッキ層は、金メッキ、白金メッキ、銀メッキ、塩化銀メッキ、ニッケルメッキ、クロームメッキ、シンチュウメッキ、鉛メッキ等が使用できる。
【００５８】
図２０に示す脱着電極５Ａは湾曲する皿状で、周囲には押圧電極２２Ａの周囲下面を弾性的に挟着する挟着リング３７を設けている。挟着リング３７は弾性変形しやすいように、図２１に示すように、所定の間隔で切欠部３８を設けている。この脱着電極５Ａは、挟着リング３７を拡開して、押圧電極部５Ｂである局部電極２２に脱着される。脱着電極５Ａは、体表面と対向する接触面５ａを円形としている。脱着電極５Ａは、局部電極２２の装着面２４に連結されるので、内形を局部電極２２の外形にほぼ等しく、正確には局部電極２２の外形よりもわずかに大きく製作される。この脱着電極５Ａも、接触面５ａの面積が小さ過ぎると、体表面との接触面積が小さくなるので、安定して心電位を検出できなくなる。反対に大きすぎると、体表面の局部に誘導される心電位を正確に検出できなくなる。このため、脱着電極５Ａの接触面５ａの外径は、４〜２０ｍｍ、好ましくは７〜１５ｍｍ、さらに好ましくは８〜１３ｍｍとする。さらに、この脱着電極５も、接触面５ａを中央凸に湾曲する形状としている。この脱着電極５Ａも、接触面５ａの中央部での曲率半径を大きくして、周縁部分になるにしたがって曲率半径を小さくしている。脱着電極５Ａは、接触面５ａの中央部分の曲率半径を、１０〜１００ｍｍ、好ましくは１２〜５０ｍｍとし、周縁部分の曲率半径を１〜２０ｍｍとしている。
【００５９】
押圧電極部５Ｂである局部電極２２は金属製で、体表面に向かって弾性的に押圧されて、脱着電極５Ａを介して体表面に誘導される心電位を検出する。局部電極２２は、金属板をプレス加工して製作される。図２０に示す局部電極２２は、金属板をプレス加工して中央凸に湾曲させてなる押圧電極２２Ａと、可撓性シート２１Ａの裏面に配設されてなる固定部２２Ｂとからなる。押圧電極２２Ａと固定部２２Ｂは、可撓性シート２１Ａを挟着するように連結されて、局部電極２２を可撓性シート２１Ａに固定している。
【００６０】
局部電極２２は、押圧電極２２Ａの装着面２４の形状を、脱着電極５Ａの接触面５ａに近い形状としている。このように、装着面２４の形状を脱着電極５Ａの接触面５ａに近い形状とする局部電極２２は、脱着電極５Ａを安定して体表面に押圧できると共に、脱着電極５Ａを低抵抗に接続できる特長がある。さらに、この構造の電極体５は、脱着電極５Ａを外した状態において、局部電極２２の装着面２４を体表面に接触させて心電位を検出することができる。心電位を検出する局部電極２２は、装着面２４を脱着電極５Ａの接触面５ａと同じ材質とする。たとえば、局部電極２２は、押圧電極２２Ａの装着面２４を金属メッキ層とし、あるいは押圧電極２２Ａをステンレスやシンチュウ等の錆びにくい金属で製作する。
【００６１】
押圧電極２２Ａは、可撓性シート２１Ａを貫通する連結凸部２５を有する。この連結凸部２５は、可撓性シート２１Ａを貫通して、可撓性シート２１Ａの内面で固定部２２Ｂに連結される。図２０の押圧電極２２Ａは、連結凸部２５を別の金属板で製作している。この連結凸部２５は、筒部２５Ａの一端に鍔２５Ｂを設けた形状である。押圧電極２２Ａは、周縁部分を内側にかしめる状態で鍔２５Ｂの周縁部分を挟着している。連結凸部２５は、押圧電極２２Ａのかしめられた周縁部分に鍔２５Ｂの周縁部分が挟着されて、押圧電極２２Ａに固定されている。
【００６２】
固定部２２Ｂは、連結凸部２５を貫通する貫通孔２６を中心に設けている。貫通孔２６に挿通された連結凸部２５は、図２０の矢印で示すように筒部２５Ａの下端を拡開するように変形して、固定部２２Ｂに抜けないように連結される。図の固定部２２Ｂは、押圧電極２２Ａの外形にほぼ等しい外形としている。この固定部２２Ｂは、局部電極２２を可撓性シート２１Ａに抜けないように固定できる。この形状の固定部２２Ｂは、金属板をプレス成形して製作され、あるいはプラスチックを成形して製作される。
【００６３】
局部電極２２にはリード線２７が接続される。リード線２７は、半田付けして、あるいはスポット溶接して局部電極２２に接続される。リード線２７は、押圧電極２２Ａと固定部２２Ｂのいずれかに接続される。各々の局部電極２２に接続しているリード線２７は、図１８と図１９に示すように、弾性押圧材２３の内部に配線される。弾性押圧材２３の内部に配線されるリード線２７は、弾性押圧材２３が変形しても無理な力が作用して断線することがないように、好ましくは、多少は弛む状態で配線する。このように、弾性押圧材２３の内部にリード線２７を配線するクッション電極２０は、表面をすっきりとした外観にできると共に、測定時にリード線２７が邪魔になることなく安定して測定できる特長がある。さらに、局部電極２２とリード線２７の接続部分は、図２０に示すように、接着剤２８に埋設している。この構造は、リード線２７の接続部分の断線を有効に防止できる。局部電極２２は、弾性押圧材２３が変形する毎に変位する。このときリード線２７の接続部分が変形すると断線しやすくなる。図２０に示すように、接続部を接着剤２８に埋設する構造は、局部電極２２が移動しても接続部は変形せず、この部分の断線を有効に防止できる。
【００６４】
弾性押圧材２３は、弾性変形するプラスチック発泡体である。プラスチック発泡体は、連続気泡を有するように発泡成形された軟質のウレタンフォームが適している。ただ、プラスチック発泡体には、軟質ポリ塩化ビニル発泡体、ポリエチレン発泡体、エチレン酢酸ビニル発泡体等が使用できる。弾性押圧材２３は、図１８と図１９に示すように、弾性係数の異なる複数の弾性変形プレート２３Ａを積層する構造とすることもできる。この弾性押圧材２３は、局部電極２２を固定する電極側には柔軟な弾性変形プレート２３Ａを積層して、局部電極２２から離れた反対側には電極側の弾性変形プレート２３Ａよりも変形し難い弾性変形プレート２３Ａを積層する。この構造は、電極側の柔軟な弾性変形プレート２３Ａで局部電極２２を体表面に押圧しながら、変形し難い弾性変形プレート２３Ａでしっかりと押圧できる。
【００６５】
弾性押圧材２３は、厚さを１１０〜１３０ｍｍとする板状である。ただ、弾性押圧材２３は、その厚さを３０〜２００ｍｍ、好ましくは８０〜１５０ｍｍとすることもできる。また、弾性押圧材２３は、全体を均一な厚さとすることなく、上面を患者の体表面に沿って湾曲する形状とすることもできる。たとえば、人間の背中は、背骨に沿って多少は湾曲している。したがって、下側電極に配設される弾性押圧材は、背中に沿う形状に上面を湾曲させて、全ての局部電極を理想的に体表面に押圧できる。さらに、図示しないが、クッション電極を複数の領域に分割し、各領域に配設される弾性押圧材の厚さや形状を変更して、患者の体表面に沿わせることもできる。たとえば、下側電極を肩側と腰側の２つの領域に２分割し、肩側に配設される弾性押圧材を薄くして、腰側に配設される弾性押圧材を厚くすることもできる。さらに、弾性押圧材は、図示しないが、局部電極と対向する部分に突出部を設けて、この突出部で局部電極を体表面に押圧することもできる。さらにまた、弾性押圧材は、局部電極に対向する押圧部分を、他の部分よりも変形し難くして、この押圧部分で局部電極をしっかりと体表面に押圧することもできる。
【００６６】
図１９に示すクッション電極２０の体側電極１Ｃは、押出スプリング３０を介して固定ケース３１に連結している。固定ケース３１の周壁３２と体側電極１Ｃとの間には数ｍｍの隙間を設けて、体側電極１Ｃが固定ケース３１からスムーズに出入りできるようにしている。体側電極１Ｃは、押出スプリング３０で押圧される面に支持プレート３３を固定している。この支持プレート３３は、金属製あるいは硬質のプラスチック製の板材で、押出スプリング３０で押圧されて体側電極１Ｃを体表面に向かって押し出す。この構造は、押出スプリング３０で押し出される支持プレート３３で体側電極１Ｃをしっかりと押圧しながら、弾性押圧材２３で局部電極２２を体表面に押圧できる。図に示すクッション電極２０は、弾性係数の異なる複数の弾性変形プレート２３Ａを積層した弾性押圧材２３としている。ただ、クッション電極は、支持プレートと単層の弾性変形プレートで構成することもできる。このクッション電極は、たとえば、金属製あるいはプラスチック製の支持プレートの表面に柔軟な弾性変形プレートを積層して固定し、この弾性変形プレートで局部電極を体表面に押圧する。
【００６７】
さらに、図示しないが、クッション電極を固定ケースに連結する押出スプリングには、好ましくは、スプリングの軸方向に向かってコイル径が変化しているタイプのコイルスプリングを使用する。このコイルスプリングとして、たとえば、円錐形、つづみ形、たる形のものが使用できる。これらの形状のコイルスプリングは、スプリングのストロークを確保できるので、クッション電極を固定ケースに沿ってスムーズに出入りできる特長がある。とくに、これらのコイルスプリングは、体側電極であるクッション電極を固定ケースに連結する押出スプリングに最適である。それは、押出スプリングで水平方向に押圧されるクッション電極が下方に垂れるのを有効に防止しながらストロークできるからである。
【００６８】
固定ケース３１は、昇降機構３４に連結されており、上下位置を変更できるように配置されている。昇降機構３４は、固定ケース３１の底面に固定されて体側電極１Ｃの背面側に突出する支持アーム３４Ａと、垂直の姿勢で配設されて支持アーム３４Ａを貫通しているガイドロッド３４Ｂと、支持アーム３４Ａにねじ込まれて、支持アーム３４Ａをガイドロッド３４Ｂに固定する固定ネジ３４Ｃとを備える。この昇降機構３４は、固定ネジ３４Ｃを緩めた状態で、図１９の矢印Ａで示す支持アーム３４Ａの上下位置を調整し、固定ネジ３４Ｃをねじ込んで支持アーム３４Ａを固定して体側電極１Ｃを最適な高さに固定する。さらに、昇降機構３４は、図１９の矢印Ｂで示す左右方向の位置を調整できるように、スライド機構３５に連結している。このスライド機構３５は、ガイドロッド３４Ｂの下端が固定されたスライド台３５Ａと、このスライド台３５Ａを矢印Ｂで示す方向にスライドさせるガイドレール３５Ｂと、スライド台３５Ａにねじ込まれて、スライド台３５Ａをガイドレール３５Ｂに固定する固定ネジ３５Ｃとを備える。このスライド機構３５は、固定ネジ３５Ｃを緩めた状態でスライド台３５Ａを矢印Ｂで示す方向にスライドさせて体側電極１Ｃと患者の体側との距離を調整し、固定ネジ３５Ｃをねじ込んでスライド台３５Ａを固定して体側電極１Ｃの左右位置を固定する。したがって、体側電極１Ｃは、昇降機構３４で上下位置が、スライド機構３５で左右位置が調整されて、患者の体側の最適な位置に配置される。
【００６９】
さらに、図３と図１９に示す体側電極１Ｃは、電極体５を配置してなる体表面に対向する面の周縁部である４辺をカットして面取りしている。この構造の体側電極１Ｃは、電極体５を体表面側に突出させる状態に配置できるので、電極体５を確実に体表面に接触できる特長がある。さらに、図示しないが、体側電極は、電極体と対向する部分に突出部を設けて、この突出部で電極体を体表面に押圧することもできる。
【００７０】
さらに、図１７に示す下側電極１Ｂは、クッション電極２０の正確な位置に患者を寝かせることができるように、位置決ライン３６を表示している。図に示すクッション電極２０は、左右対称の位置にそれぞれ４本の位置決ライン３６を互いに平行に表示している。これらの位置決ライン３６は、患者が正しい測定位置についたときの肩や乳首や肋骨等の位置を表示しており、この位置決ライン３６を基準にして患者を正確な位置に寝かせることができるようにしている。図１７に示す下側電極１Ｂは、たとえば、中央の２本の位置決ライン３６の間に患者の乳首が位置するように患者の上下位置を決めて、下側電極１Ｂを所定の位置に配設できるようにしている。このように、位置決ライン３６を備えるクッション電極２０は、常に患者を正確な位置に寝かせることができる。さらに、図示しないが、下側電極は、左右の位置を特定する位置決ラインを表示することもできる。さらに、クッション電極は、位置決ラインに代わって、患者の上下や左右の位置を特定できる点やマークを表示することもできる。
【００７１】
図４に、電極１を患者に装着した状態を示す。この電極１は、下側電極１Ｂの上に患者が載り、体側電極１Ｃを患者の脇下の体側に押圧させ、上側電極１Ａを患者の上面の心臓に近い体表面に載置して、患者の背中と体側と胸とに配置される。ロッド電極１０である上側電極１Ａは、押圧電極部５Ｂである導電ロッド１２を弾性押出材１４が弾性的に押し出して脱着電極５Ａを体表面に押圧し、脱着電極５Ａでもって心電位を検出して、検出した心電位を演算回路に出力する。クッション電極２０である下側電極１Ｂは、この上に患者が載ると、弾性押圧材２３が押圧電極部５Ｂである局部電極２２を介して脱着電極５Ａを体表面に弾性的に押圧して、脱着電極５Ａでもって心電位を検出して、検出した心電位を演算回路に出力する。クッション電極２０である体側電極１Ｃも、弾性押圧材２３が押圧電極部５Ｂである局部電極２２を介して脱着電極５Ａを体表面に弾性的に押圧する。
【００７２】
以上のように、本発明の体表面心電計は、押圧電極部５Ｂに脱着電極５Ａを装着している複数の電極体５をロッド電極１０とクッション電極２０に配設しており、これらの電極体５でもって心電位を検出する。脱着電極５Ａを装着しているロッド電極１０とクッション電極２０は、押圧電極部５Ｂで脱着電極５Ａを体表面に押圧して心電位を検出する。脱着電極５Ａの表面が汚れ、あるいは接触面５ａの金属が酸化して変質し、あるいは表面に病原菌等が付着して不衛生になると、脱着電極５Ａを新しいものに交換して心電位を検出する。
【００７３】
さらに、本発明の体表面心電計は、クッション電極には脱着電極を装着せず、ロッド電極のみに脱着電極を装着して心電位を検出することができる。このクッション電極は、局部電極の装着面を体表面に接触させて心電位を検出し、局部電極の装着面が汚れて安定して心電位を検出できなくなると、脱着電極を装着して心電位を安定して検出することもできる。
【００７４】
本発明の体表面心電計は、図２に示すように、演算表示部２が電極１に誘導される心電圧を演算して体表面に誘導される体表面電位分布図を表示する。演算表示部２は、電極１に誘導される心電位から体表面に誘導される体表面電位分布図を演算する演算回路２Ａと、この演算回路２Ａで演算された体表面電位分布図を表示する外部出力装置２Ｂと、演算回路２Ａに接続している操作スイッチ２Ｃとを備える。図において、外部出力装置２Ｂには、モニタテレビ２ａとプリンター２ｂを使用している。
【００７５】
演算回路２Ａは、電極１から送られてくる電気信号を決められた方式に従って演算処理する。電極１は、体表面の複数ヶ所に誘導される心電位を検出し、検出した信号を演算回路２Ａに送る。電位の測定は、所定の時間毎に行われ、測定する時間間隔は使用者が操作スイッチ２Ｃから演算回路２Ａに入力する。したがって、演算回路２Ａからの指令に基づき、電極１は各点の電位を測定し、電圧値をデータとして演算回路２Ａに出力する。演算回路２Ａは、一定時間おきに各電極１の測定電位から等電位点を演算し、これから等電位線の位置を算出する。得られた出力信号は外部出力装置２Ｂに送られ、外部出力装置２Ｂで等電位線を描き体表面の電位分布図を作成する。
【００７６】
演算回路２Ａは、入力された電位信号を演算し、等電位点を算出して等電位線を決定できるすべての装置が使用できる。演算回路２Ａには、これらの処理を可能にするようカスタマイズされたＩＣや電算機の他、汎用的なＭＰＵやＣＰＵを使用したコンピュータ、いわゆるマイクロコンピュータやパーソナル・コンピュータ、ワークステーション等が使用できる。
【００７７】
さらに演算回路２Ａは、電極１から送られてきた心電位の値を各時間毎に保持、記憶する記憶媒体を有する（図示せず）。記憶媒体には、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、レジスタ等の記憶素子や、ハードディスク等の固定記憶装置、光磁気ディスク、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ、フレキシブルディスク等の記憶媒体が使用できる。ただ、処理速度の向上を図るためには、アクセス速度の速いメモリ素子を使用することが好ましい。記憶媒体に記憶されたデータ、若しくは電極１から送られてきた電圧値に基づき、演算回路２Ａは等電位点を算出し、等電位線を描くための線データを演算する。演算されたデータは外部出力装置２Ｂに送られる。
【００７８】
外部出力装置２Ｂは、与えられた等電位線のデータに基づき、体表面電位分布図を表示する。外部出力装置２Ｂには、モニタテレビやプリンター、プロッタ等が複数使用できる。図において、外部出力装置２Ｂには、モニタテレビ２ａとプリンター２ｂを使用している。使用者は、モニタテレビ２ａを使用して体表面電位分布図を随時観測でき、一方でプリンター２ｂで所定の時間おきに電位分布図を印刷したり、あるいは所望の時間での電位分布図を印刷することができる。
【００７９】
記憶媒体に保持されるデータは、体表面の各電位である必要はない。任意の時間における体表面電位分布図を記憶することもできる。例えば、演算回路２Ａで演算された等電位線のデータを保持して、このデータを呼び出すことで各時間毎の体表面電位分布図を切り替えて表示することもできる。特に、演算前のデータでなく、演算後のデータを記憶しておくことは、演算に要する時間を省略できるので、外部出力装置に表示されるまでに要する時間を短縮し、より高速に体表面電位分布図を表示することができる。ただ、各点の電位値と等電位線の両方のデータを記憶することも、また演算回路２Ａで演算途中のデータを保持しておくこともできるのはいうまでもない。
【００８０】
体表面電位分布図の表示は、心電位をサンプリングする間隔や各時点での電位分布の表示を切り替える時間等を調整することによって精度を向上できる。より高速かつ詳細に表示するには、処理能力の高い高速なコンピュータや、画面表示用のチップ、ＲＡＭ等を備えるいわゆるグラフィックアクセラレータ等を使用した描画が高速なコンピュータ等を、演算回路２Ａに使用することで改善できる。
【００８１】
【発明の効果】
本発明の体表面心電計は、心臓に近い多数の部位の心電位を正確に安定して検出できる特長がある。それは、本発明の体表面心電計が、体表面に押圧される電極体の押圧電極部に脱着できるように脱着電極を装着しているからである。体表面に押圧される電極体の接触面は、表面に付着する汗等が原因で表面状態が変質し、あるいは汚れが付着し、あるいは不衛生になることがある。この状態になると、電極体と体表面との接触抵抗が大きくなり、あるいは不安定になり、さらに電極体と体表面との間に発生する局部電池の電圧が変動して、安定して正確に心電位を検出できなくなる。この状態になると、脱着電極を新しいものに交換して心電位を正確に検出できる。
【００８２】
また、本発明の体表面心電計は、使い捨ての電極体を使用するのではなく、押圧電極部に脱着できるように脱着電極を装着しているので、従来の使い捨ての電極体に比較するとランニングコストを著しく低減でき、しかも、脱着電極でもって常に正確に心電位を検出できる特長がある。さらに、本発明の体表面心電計は、必要であれば、体表面の押圧される部位によって、脱着電極の接触面を最適な形状のものに交換して、種々の体型の患者から安定して高精度に心電位を検出できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】心臓付近の体表面の電位分布図
【図２】本発明の一実施例にかかる体表面心電計のブロック線図
【図３】本発明の一実施例にかかる体表面心電計の概略斜視図
【図４】図３に示す体表面心電計の使用状態を示す概略横断面図
【図５】図３に示す体表面心電計の上側電極であるロッド電極の正面図
【図６】図５に示すロッド電極の底面図
【図７】ロッド電極の電極ユニットの斜視図
【図８】図７に示す電極ユニットの断面図
【図９】脱着電極と押圧電極部の連結構造の一例を示す断面図
【図１０】電極体の他の一例を示す斜視図
【図１１】図１０に示す電極体の脱着電極と押圧電極部の連結構造を示す断面図
【図１２】脱着電極と押圧電極部の連結構造の他の一例を示す断面図
【図１３】脱着電極と押圧電極部の連結構造の他の一例を示す断面図
【図１４】電極体の他の一例を示す分解断面図
【図１５】導電ロッドをコイルスプリング及びリード線に接続する一例を示す拡大断面図
【図１６】図８に示す電極ユニットの上方の板材の底面図
【図１７】図３に示す体表面心電計の下側電極であるクッション電極の斜視図
【図１８】図１７に示す下側電極の拡大断面図
【図１９】図３に示す体表面心電計の体側電極であるクッション電極の垂直断面図
【図２０】クッション電極に配設される電極体の拡大分解断面図
【図２１】図２０に示す電極体の脱着電極の底面図
【符号の説明】
１…電極                １Ａ…上側電極            １Ｂ…下側電極
１Ｃ…体側電極
２…演算表示部          ２Ａ…演算回路            ２Ｂ…外部出力装置
２Ｃ…操作スイッチ
２ａ…モニタテレビ        ２ｂ…プリンター
３…ベッド
４…吊下機構            ４Ａ…上下台              ４Ｂ…支持台
５…電極体              ５Ａ…脱着電極            ５Ｂ…押圧電極部
５ａ…接触面              ５ｂ…連結孔
５ｃ…雌ネジ孔            ５ｄ…連結ロッド部
５ｅ…筒部                ５ｆ…係止凸部
５ｇ…スリット
１０…ロッド電極
１１…電極ユニット
１２…導電ロッド        １２Ａ…押圧部            １２Ｂ…ロッド部
１２ａ…装着面            １２ｂ…溝部
１３…電極本体
１４…弾性押出材
１５…可動性部材
１６…弾性変形プレート
１７…止ネジ
１８…吊り紐
２０…クッション電極
２１…表面層            ２１Ａ…可撓性シート
２２…局部電極          ２２Ａ…押圧電極          ２２Ｂ…固定部
２３…弾性押圧材        ２３Ａ…弾性変形プレート
２４…装着面
２５…連結凸部          ２５Ａ…筒部              ２５Ｂ…鍔
２６…貫通孔
２７…リード線
２８…接着剤
３０…押出スプリング
３１…固定ケース
３２…周壁
３３…支持プレート
３４…昇降機構          ３４Ａ…支持アーム        ３４Ｂ…ガイドロッド
３４Ｃ…固定ネジ
３５…スライド機構      ３５Ａ…スライド台        ３５Ｂ…ガイドレール
３５Ｃ…固定ネジ
３６…位置決ライン
３７…挟着リング
３８…切欠部
４０…装着バンド
４１…連結具
４２…弾性係止片
４３…係止部
４４…係止部
４５…弾性変形筒部      ４５ａ…変形部            ４５ｂ…連結孔
４６…鍔
４７…接触部
４８…弾性変形片        ４８ａ…突出部
４９…保持キャップ
５０…ケース
５１…板材              ５１Ａ…挿通孔
５２…支柱
５３…ガイドプレート    ５３Ａ…ガイド孔
５４…導電層
５５…固定リング
５６…重り
５７…リード線
５８…連結筒            ５８Ａ…貫通孔
５９…止ネジ
６０…引出線
６１…リード線
【図１】
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【図２】
2004187736.tif 000004
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2004187736.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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