(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の胸部電極を支持し、患者の律動及び１２リードＥＣＧを測定するために患者が自身の身体の異なる部分に取り付ける少なくとも１つの四肢電極に接続するハウジングと、
ハウジング内にあって、少なくとも律動と１２リードＥＣＧとを含む部分的なＥＣＧデータを収集し、少なくとも２個の出力チャンネル上で並列に前記ＥＣＧデータを送信するために、少なくとも複数のＥＣＧ増幅器を制御するマイクロコントローラーを備え、これにより前記１２リードＥＣＧデータを収集し１個の出力チャンネル上でリアルタイムで逐次送信することによりなし得るよりも短時間で前記１２リードＥＣＧデータと律動とを送信できるＥＣＧ信号化回路とを備え、
前記ＥＣＧ信号化回路が、２個の電極で測定された律動を第１の出力チャンネル上で連続的に送信し、前記胸部電極および四肢電極の所定のものにより測定された得られたＥＣＧデータを、少なくとも第２及び第３の出力チャンネル上で送信する、携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２】
各チャンネル周波数が、利用可能な周波数スペクトルの最適使用をなすために選ばれたそれぞれの中心周波数の周りでこれに供給されたＥＣＧ信号を変調する請求項１に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項３】
それぞれの中心周波数がほぼ１２７５Ｈｚ、１８７５Ｈｚ、及び２８５０Ｈｚである請求項２に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項４】
完全送信シーケンスが約１６秒かかる請求項１〜３のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項５】
前記少なくとも一つの四肢電極が、第１及び第２の腋下電極及び脚電極をＥＣＧ信号化回路に接続し得る請求項１〜４のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項６】
胸部電極が、薄い可撓性の電極支持具上に間隔を空けて支持され、かつ１２リード心電図を作るために、第１及び第２の腋下電極及び脚電極と関連して作動する請求項５に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項７】
可撓性電極支持具が、非使用時には小型の組立体に折り畳み得る請求項６に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項８】
少なくとも１個の選択スイッチをさらに含み、
前記選択スイッチは、ハウジングの外面から接近可能であり、かつ患者が男性か又は女性のどちらであるかに従って、第１の電極の一方及び第２の電極の対応する一方をＥＣＧ信号化回路に接続するために、ＥＣＧ信号化回路及びずらされた第１及び第２の電極の各対に接続される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項９】
前記少なくとも１個の選択スイッチが、それぞれ男性及び女性の患者による作動のために、ずらされた第１及び第２の選択スイッチにより構成される請求項８に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１０】
第１及び第２の選択スイッチがカラーコード化される請求項９に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１１】
胸部電極が電極支持具の第１の面上に配置され、そして 第１の腋下電極が、電極支持具の第１の面とは反対側の第２の面上に配置される請求項５に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１２】
第１の腋下電極が、種々の体格の患者に適合するように電極支持具の長さに沿って伸びる請求項１１に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１３】
第１の腋下電極が、共通支持電極に連結された複数の空間的に分離された爪を有する請求項１２に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１４】
隣り合った爪の間の空間が、非使用時に爪をハウジングの周りに折り得るような寸法に形成された請求項１３に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１５】
第１の腋下電極が患者の左腋下の下の位置に適合する請求項５，１１〜１４のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１６】
電極がスクリーン印刷技術により形成される請求項１〜１５のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１７】
複数の胸部電極は冗長電極を含み、
ＥＣＧ信号化回路は、各々が患者の種々の体格の範囲に関連する設定を複数有する体格選択スイッチを有し、
ＥＣＧ信号化回路が、胸部電極の異なるものを選ぶための体格選定スイッチの選ばれた設定に応答する請求項１〜１６のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１８】
患者のＥＣＧの信号表現を送信するための送信機を備える請求項１〜１７のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項１９】
送信機が、患者のＥＣＧの音響的信号表現を作成するための音声化ユニットを備える請求項１８に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２０】
送信機が、患者のＥＣＧのデジタル信号表現を作成するためのデジタル回路（１７）を備える請求項１８に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２１】
患者のＥＣＧのＦＭ変調搬送波信号表現を送信するためのＲＦ送信機を更に備える請求項１９に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２２】
装置を患者の身体の周りに確保するための留め具を更に備える請求項１〜２１のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２３】
送信機が、
（ａ）携帯式ＥＣＧ信号化装置のモデル番号、
（ｂ）携帯式ＥＣＧ信号化装置のＩＤ番号、
（ｃ）携帯式ＥＣＧ信号化装置内の電池の状態、
（ｄ）第１及び第２の電極のどちらが選定されたかの標示、
（ｅ）選定された患者の体格の範囲、
（ｆ）留め具の状態、
（ｇ）電極支持具の大きさ、及び、
（ｈ）ＲＦ送信機の状態、
の少なくとも幾つかを示すデータを送信する、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２４】
送信機が、
（ａ）ＥＣＧ信号化装置を識別する音調、
（ｂ）ＥＣＧ信号化装置のハードウエア構成及び予めプログラムされたデータを識別するデジタルデータ、
（ｃ）第１の出力チャンネル上で連続して送信されている患者の律動、
（ｄ）第２及び第３のチャンネル上で同時に送信されている腕及び脚の電極から誘導されたＥＣＧデータ、
（ｅ）第２及び第３のチャンネル上で同時に送信されている胸部電極から誘導されたＥＣＧデータの連続した対、
を送信する、請求項１８〜２１のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【請求項２５】
緊急警報装置と一体化された請求項１〜２４のいずれか一項に記載の携帯式ＥＣＧ信号化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
［発明の分野］
本発明は、携帯型ＥＣＧ信号装置に関する。
【０００２】
［発明の背景］
慢性病歴を有する患者は、通院の場合は、医学的監視サービスをしばしばは受けられない。医療関係者が患者の医学的症状を診断できるように、患者は、監視ユニットで通信する際に、監視装置で医療関係者と対話することがしばしば要求される。特に危険な人の多くは心疾患を患っているため、ＥＣＧは第１になされるべき検査の一つである。このため、患者が自分でＥＣＧを実行し得る携帯式装置の提供に多くの努力が向けられてきた。その最初期においては、かかる装置は１対の電極を備え、これら電極は、通常は患者の胸の近くで患者の身体に押し付けられて保持され、心臓の電気的活動の電圧指標を検出する。得られた電流波形応答により、患者の心臓の健康の部分的な判定ができる。より詳細な判定は２個以上の電極の使用により現実化され、例えば、１０個の電極が共通のキャリヤー上に取り付けられ、そして患者が最小の努力で患者の胸の区域上に置くことができる携帯式装置が知られる。
【０００３】
米国特許５，３３９，８２３号（ラインホルド，Jr.）は、個人の１２リード式の心電図を作成し得る形式で、個人の電気的心臓活動を得るための装置を示す。この装置は、個人用のウイルソン前胸部リードに対応するアレイ内の所定位置に固定された６個の非接着型前胸部用電極のアレイを有する携帯式電極支持具を備える。この装置は、右腕用電極、左腕用電極、左脚用電極、及び前記電極により得られた個人の電気的心臓活動を１２リード式心電図を作り得る形式に変換するための回路も備える。使用の際は、左脚、左腕、及び右腕の電極は、回路がリード、Ｉ，ＩＩ，ＩＩＩ，ＡＶＲ，ＡＶＬ，及びＡＶＦを得るように電気的に機能し得るような位置において、個人の皮膚に適用される。６個の前胸部電極のアレイを個人の胸部の皮膚とを効果的な関係で組み合わせるために人の力が加えられ、回路は心電図を作り得る形式で個人の電気的心臓活動を得るに十分な時間だけ作動される。
【０００４】
かかる装置においては、完全なＥＣＧデータが測定されそして患者から遠隔の監視センターに送るためにある長さの時間がかかり、この間、患者はＥＣＧモニターを確実に定位置に保持しなければならない。典型的に、１２リードＥＣＧについては、データは各電極から逐次送られ、測定値の完全セットを読み出し送信するに要する時間は約１分間である。そのうち、２個の電極のみで検出されかつ患者の心拍が一様であるか否かの指標を与える患者の律動の送信するために約２０秒を必要とする。残りの各電極からのデータの逐次送信の約４５秒が続く。これは、特にＥＣＧ監視を要する患者は明らかに衰弱しかつ高齢であることが多く更に不安定であることを考えると、装置を保持する時間は、患者にとって長すぎる。
【０００５】
米国特許５，３６５，９３５号（ライター他）は、患者の心電図（ＥＣＧ）データ信号を選択的に監視し記録するための電子回路を有する携帯式の多チャンネルＥＣＧデータモニター／レコーダーを明らかにする。第１の電極は、患者の身体上のＥＣＧリード位置と接触するように装置のケースの第１の面上に配置され、第２及び第３の接着電極は、標準アイントーフェンの三角形の第２及び第３の電極を形成する位置において患者の胸に取り付けられる。患者の手首に装置を確保するためのリストバンドが設けられ、マイクロプロセッサーが電気回路を制御し、患者のＥＣＧ信号は標準の６入力チャンネルより監視され／記録される。外部の受信機に呼吸モードのデータ送信ができる現在の器具を装置に取り付けることができる。
【０００６】
ライター他が提案した装置においては、患者の胸に取り付けられた僅か３個の電極及び患者の手首に取り付けられた第４の電極から省略データが集められ、データは（６個の標準ＥＣＧリード構成から）異なった６チャンネルを使用する。しかし、これら６チャンネルは入力チャンネルであって更なる処理のために装置内のマイクロプロセッサーに選択的に信号を送ることに注意されたい。そこで、５列１９行以下に説明されたように、３個の選ばれた信号の値を変えることにより、ＥＣＧ記録器は、複数のデータ入力チャンネルの適宜の１個からのＥＣＧデータを記録することができる。従って、データは、１度にただ１個の入力チャンネルからデータを記録できるだけである。更に、６列５行以下に述べられるように、ＥＣＧデータモニター／レコーダーの正常な運転中、マイクロプロセッサーはＥＣＧデータを受け入れてこれをデジタルメモリの逐次的メモリ・アドレス位置に記憶する。マイクロプロセッサーは、希望のリード構成に相当する値の選択信号Ｍ１、Ｍ２及びＭ３の設定により、入力６チャンネルのいずれか１個を選択的に記録する。１分間サイクル中に、６個の入力チャンネルの全部が記録されるであろう。
【０００７】
米国特許５．３６５，９３５号に説明された装置は、ＥＣＧデータを全て記録するためにまる１分間、患者により安定状態に保持されねばならないことが明らかである。また、データは６チャンネルから別々に集められること、及び患者が装置を定常に保持する時間を短縮するために少ない時間内でデータを送信しようとすることが意図されなかったことも明らかである。
【０００８】
米国特許５．３４３，８７０号（ギャラン他）は、移動式ＥＣＧ記録装置で使用するホルター式記録ユニットを明らかにする。この記録器は、２又は３チャンネルで採取された心電データのＳＴ解析及び整調された拍動解析を含んだリアルタイム拍動鑑別を特徴とする。この記録器は、拍動形態のリアルタイムコーディング及びカセット形式の要約情報も特徴とする。更に、要約情報は、全体解析のために編集でき、カセットの巻戻し中にＥＣＧスキャナー内にダウンロードすることができるように、解析の終わりにカセットテープに逆に記録することができる。
【０００９】
かかる装置は、心臓の活動を連続的に監視し、異常が発生したとき、後で医師が解析できるように、リアルタイムでカセットテープに記録するために患者に永久的に取り付けるように考えられることに注目すべきである。従って、この患者に関する限り、ＥＣＧモニターを患者に取り付けねばならない時間を短くする考えは出てこない。同様に、データ記録速度は付随的な関連であるため、複数の入力チャンネルからデータを集めている間は、複数の出力チャンネルを設けることは不必要でありかつ提案もない。
【００１０】
携帯式ＥＣＧモニターに関連して２種の異なった思想が有ることに注意すべきである。一方の方法では、複数チャンネルを使用して迅速に測定値を取り、次いで、遠隔の監視センターに送信する前にメモリに記憶する。このような場合は、言うまでもなく、データ送信はリアルタイムではなされず、患者が装置を安定して保持しなければならないのは、早いかも知れない測定中だけであり、実際の送信中はその必要がない。これに比べて、患者は、事実上、記録されたデータを遠隔監視センターに送信しているときでも管理される。
【００１１】
現在、出願人は、具合のよくない患者が遠隔監視センターと通信を開始できるように、動き得る通院患者と関係している。かかる場合、患者の健康に関する何かの決定は医師に委ねることがよいと考え、そしてこのために患者が記録したデータを必ず確実に遠隔の監視センターに送ることが好ましいと考える。これは、ＥＣＧデータを測定しリアルタイムで送信しかつ送信前にデータをバッファしないことにより最もうまく達成される。データの送信は、その測定と比べて比較的時間がかかるため、送信中どうして装置を安定に保つか、及びこれに続いて送信時間をいかに短縮するかの問題が生ずる。
【００１２】
従来技術が複数の入力チャンネルを有する外来用ＥＣＧ記録システム及び装置に関係することが明らかとなった。しかし、完全ＥＣＧデータを患者から監視センターにリアルタイムで送信するに要する時間の短縮に向けられた研究は少ない。従って、全ＥＣＧデータをリアルタイムで送信し、同時に患者にはかなり短くされた時間だけ装置を安定に維持することを要求するＥＣＧモニターを提供することが要望される。これは、患者にとって便利であるだけでなく、監視センターは患者のＥＣＧデータをより短い時間で受信でき、従って他の患者について、より迅速に利用可能となる。
【００１３】
米国特許４，８８９，１３４号（グリーンウッド他）は、使用者の心臓の電気的活動を測定する装置を説明する。この装置は、ＥＣＧ記録を遠隔の監視センターに送信する前にこれを記憶するデジタルメモリを備える。並列モードの作動が４列２９行以下に説明され、これにおいては、３チャンネルからの出力が装置のデジタルメモリから同時に読み出され処理され電話線上で並列で出力される。逐次モードの運転は、３個の信号を次々と送ること、及び受信端において専門家により再構成されることを必要とする。しかし、かかる再構成は、受信信号の切断と連結とを必要とし、更に３種の信号の整列が困難であるため、達成は不可能とは言えないが困難である。そこで、グリーンウッド他により開示された装置は、受信端における３個の信号の同期の必要を避けるために並列送信によった。しかし、これは、ＥＣＧ信号のリアルタイム送信には向けられず、予め記憶されたデータを、専門家への電話線上で再生する装置に向けられた。律動を専用チャンネル上で送信することについての示唆は何もない。
【００１４】
医療用監視ユニットの加入者のある者は、例えば老齢者及び虚弱者のような発作に特に襲われ易い者であることも知られる。このため、このような人に、発作の始まりに、それがどんな種類のものであっても、或いはその危険が切迫した場合でも、必要なときに救助を求め中央監視センターに通知するために手動で操作できる緊急警告装置を提供することも知られる。中央監視ユニットは、緊急警告を受けたとき、適切な活動を取ることができる。このため、緊急警告装置は、発作を起こし易い人の持ち物の中で重要な要素であり、これによりこの人達に大きい安全と自信とを与える。
【００１５】
典型的に、かかる緊急警告装置は、超小型補聴器用電池により励起され、作動したときに使用者の特徴のコード化された信号を送信する手動操作式ＲＦ送信機を含む。遠隔監視ユニットは、かかる手段により、コード化信号を受信したとき、その信号発信地を知る。最も単純には、コード化は、受信信号が送信者の標示であるように使用者の個人コードのデータ表現で高周波を変調する方法によることができる。
【００１６】
この種の緊急ボタン及び上述のＥＣＧモニターは通常は別個の装置である。心不全の危険が考えられる患者は、定義により緊急ボタンが得策である患者の範疇に属し、従って、かかる患者は、両方の装置を自分自身に装備し、常に両装置を持ち歩くことが必要である。これは不便であり、かつ急ぎの場合又は健忘症の場合、患者は装置の少なくも一方を身に着けることを忘れる可能性がある。
【００１７】
［発明の概要］
標準１２リードＥＣＧ測定値を監視センターに送信でき、同時に、患者が装置を安定に維持することが必要な時間を、従来提案された装置におけるよりも大きく短縮する携帯式ＥＣＧモニターを提供することが本発明の目的である。
【００１８】
この目的は、本発明の広範な態様に従って、
患者の律動及び１２リードＥＣＧを測定するために患者の身体の種々の部分に取り付けるための胸部及び四肢の複数の電極を支持しているハウジング、
ハウジング内にあって、部分的なＥＣＧデータを収集し少なくも２個の出力チャンネル上でリアルタイムで並列に送信し、これにより、完全ＥＣＧデータを収集し１個の出力チャンネル上でリアルタイムで逐次送信するすることによりなし得るよりも短時間で完全ＥＣＧデータを送信できるＥＣＧ信号化回路
を備えた携帯式ＥＣＧ信号化装置の手段により具体化される。
【００１９】
特に本発明は、患者の律動を１チャンネル上で、残りのチャンネル上における別のデータの分割送信と共に連続的に送信でき、この方法で、データを受信している監視ユニットは患者のＥＣＧを再構成することができる。
【００２０】
好ましい実施例によれば、ハウジングは書籍状であり、背及び背の周りで閉じられた位置と開かれた位置との間の限定された回転をなし得る２個の部分を備える。胸部電極は、背の両側の各の縁にそれぞれずらされた第１及び第２の電極の対を備え、そして患者が男性であるか又は女性であるかに従って各対の第１の電極か又は各対の第２の電極をＥＣＧ信号化回路に接続するために、少なくも１個の選択スイッチが、ハウジングの外面から接近可能でありかつＥＣＧ信号化回路及びずらされた第１及び第２の電極の各対に接続される。
【００２１】
患者がＥＣＧ信号を遠隔の監視センターに中継できるように、ＥＣＧ信号を監視ユニットに電話で送信できるように音声信号に変換するために音声化ユニットを設けることができる。或いは、監視ユニットとの直接通信のためにＥＣＧ信号をＲＦ搬送波上で変調し、これにより患者が電話に接近する必要をなくすことができる。同様に、ＥＣＧモニター内に一体化された形態電話を使用して直接通信できるようにＥＣＧ信号を変換することができる。
【００２２】
［発明の詳細な記述］
本発明の好ましい実施例が、本発明を限定するものでない例示的な付属図面を参照し説明されるであろう。
【００２３】
図１から４は患者の右腕１４に保持された電話機１３を介して音響的ＥＣＧデータを送信するために、本発明による携帯式信号化装置１２を左手１１に保持している患者１０を絵画的に示す。ＥＣＧ信号化装置１２は、患者の身体の種々の部分に取り付けるための複数の胸電極１６及び四肢電極１７、１８、１９を支持しているハウジング１５を備える。ハウジング１５内のＥＣＧ信号化回路が患者の律動及び１２リードＥＣＧを測定し、少なくも２個の出力チャンネル上で部分的ＥＣＧデータを並列送信する。これにより、１チャンネルで完全ＥＣＧデータを逐次送信することによりなし得るよりも短時間で完全ＥＣＧデータを送信することができる。ＥＣＧ信号化回路は、図面の図５から７を参照して後で更に詳細に説明される。
【００２４】
ハウジング１５は書籍状であり、背２１及び２個の部分２２及び２３を備え、これら部分は、図１、２及び４に示されるように閉鎖位置（図示せず）と開口位置との間で、背の周りの限定された回転ができる。胸部電極は、背２１の両側の各部分２２及び２３のそれぞれの縁２６，２６’上にずらして置かれた第１の電極２４、２４’の対、第２の電極２５，２５’の対を備える。ずらして置かれたカラーコード化された選択スイッチ３０及び３１（少なくも１個の選択スイッチを構成している）は、それぞれ男性患者及び女性患者による操作にためにハウジング１５の外面からアクセスできる。選定スイッチは、種々の大きさの手を持った患者に適するように、スイッチのどの位置からでも容易に操作できるように構成される。選択スイッチ３０及び３１は、ハウジング内のＥＣＧ信号化回路、及び第１の電極２４、２４’及び第２の電極２５、２５’に接続され、患者１０が男性又は女性であるかに従って、第１の電極２４，２４’の一方と第２の電極２５、２５’の対応する方とをＥＣＧ信号化装置に接続する。
【００２５】
四肢電極は、ＥＣＧ信号化回路に接続された第１及び第２の腋下電極１７、１８及び脚電極１９を備える。第１の腋下電極１７は細いケーブル３２によりＥＣＧ信号化回路に接続され、患者１０により患者自身の右腋下の置かれ、同様に、脚電極１９は細いケーブル３３によりＥＣＧ信号化回路に接続され、患者の腰に置かれ、ここに、患者が装着したベルトにより固定することができる。希望するならば、ＥＣＧ信号化回路は第１の腋下電極１７及び脚電極１９を取外し可能に接続するために、ハウジング１５の外側から接近可能なコネクターソケット（図示せず）を備えることができる。或いは、第１の腋下電極１７及び脚電極１９を永久的にＥＣＧ信号化回路に接続することができ。
【００２６】
胸部電極１６は、薄い可撓性電極支持具３６の第１の面３５上に間隔を空けて支持される。胸部電極１６は、スクリーン印刷技術で形成することができるが、可撓性の絶縁ライナーに電極を固定するその他の適宜適切な方法を使うことができる。胸部電極の幾つかは冗長電極であり、ＥＣＧ信号化回路は、男性用に１個、女性用に１個の対のロータリースイッチ３７及び３８を備える。ロータリースイッチ３７及び３８は、複数の設定値を有する体格(size)選定スイッチを構成し、この設定値の各は患者の種々の体格範囲に関係するする。ＥＣＧ信号化回路は、体格選定スイッチの選ばれた設定に対応し、異なる体格設定の胸部電極を選定する。胸部電極の幾つかは、男性専用に割り当てられ、その他は女性専用に割り当てられる。可撓性電極の支持具３６は、使用しないとき小型の組立体に折り畳むことができる。
【００２７】
第１の腋下電極１８は、電極支持具３６の第１の面とは反対側の第２の面４０上に配置され、電極支持具の長さに沿って伸びている長いトング部分４１としてここから突き出す。第１の腋下電極１８は、トング部分４１の全幅に沿って伸びている共通支持電極４３に接続された空間的に離された複数の爪４２を備える。かかる構造により、使用時に少なくも１個の爪４２が、患者の体格とは無関係に患者の左腋下の下方に確実に置かれるであろうことが保証される。隣接した爪４２間の間隔は、非使用時に爪がハウジングの周りに折り畳み得るような寸法にされる。
【００２８】
ハウジング１５から遠い方の支持具３６の端部スロット４４は、その中に調整可能な弾性ベルト４５（固定具を構成する）を受け入れ、装置を患者の身体の周りに確保する。このため、ベルトは、その自由端に、ハウジング１５に形成された穴４７と組み合ってマイクロスイッチ（図示せず）を作動させる留め金４６を持つ。ＥＣＧ信号化回路は、マイクロスイッチの状態に応答してベルト４５が締められた否かを判定し、対応した標示信号を作る。使用の際は、ハウジングは、ほぼ３６゜の所定最大値に完全に開かれ、そしてこれは完全に開かれるまで装置の作動を防止するように部分２２の一方にリードスイッチが取り付けられ、他方の部分２３には磁石が取り付けられる。装置が閉じられると、リードスイッチが閉じられ、ＥＣＧ信号化回路の作動を防止する。ＥＣＧ信号化回路は、完全１２リードの心電図を作るために、胸部電極１６、２４及び２５の選定されたものに関連した第１及び第２の腋下電極１７及び１８及び脚電極１９とそれぞれ組み合わせられる。
【００２９】
米国特許５．３３９，８２３号（ラインホルド、Jr.）に使用されたような普遍的に作用された記号Ｖ1，Ｖ2，Ｖ3，Ｖ4，Ｖ5及びＶ6，ＬＡ，ＲＡ及びＬＬを引用すれば、電極の対２４、２４’及び２５、２５’はそれぞれＶ1及びＶ2に相当する。これら電極間の距離は、関連標準により指示され、そして部分２６及び２６’が完全に開かれたとき自動的に達成される。このため、２個の部分２６及び２６’は、完全に開くようにこれを弾性的に強制することができる。図２に示されるように、胸部電極１６は、それぞれＶ3及びＶ4に相当する電極５０及び５１も持つ。Ｖ3電極５０はＶ2と4Ｖとの間、即ち、電極２５又は２５’と５１との間の（水平方向で測定した）幾何学的中央位置にある。しかし、実際上、電極５２及び５３は、体格選定スイッチ３７及び３８によりもたらされて電極５１、５２及び５３の間を切り替えるＶ4として作動することができる。Ｖ3電極５０がＶ2とＶ4との間の幾何学的中央位置にあることを保証するためには、Ｖ3電極の有効位置をＶ4電極５１、５２又は５３のどれが作動しているかに応じて動かすことが必要である。このために、Ｖ3電極５０は３個の相互に絶縁された電極５４、５５及び５６に分割され、そのうちの１個だけが体格選択スイッチ３６及び３７の設定に応じて選択され、これにより選定されたＶ3電極部分は、Ｖ2電極と機能しているＶ4電極との間の中央にある。
【００３０】
図１は、全１２個の電極ＥＣＧ測定の判定のために装置１２をいかに使用するかを示す。患者１０はハウジングを開き、そしてリードＶ1及びＶ2が患者の椎骨の周りに実質的に対称に配置されるように、縁２６及び２６’を自分の胸に押し付けて保持する。電極支持具は、患者の裸の胸部に押し付けておけるような寸法にされ、そして患者の体格に応じて電極支持具１６上の異なる電極が選定される。Ｖ1及びＶ2に相当する２個の電極２４及び２５（又は２４’及び２５’）が固定されると、４個の電極Ｖ3，Ｖ4，Ｖ5及びＶ6が患者に適切な所要距離だけ相互にずらされて患者の左胸郭上に配置され、そこで６個の電極Ｖ1ないしＶ6がウイルソン前胸部電極として作用する。電極支持具３６の寸法は、与えられた患者に対し、腕電極１７が患者の右腋下に適合し、一方、電極１８の部分の少なくも１個が患者の左腋下の下方に保持されるような寸法である。電極１９は患者の腰の付近に適合され、典型的に図１に示されるようにベルト６０により定位置に保持される。
【００３１】
図５は、本発明によるＥＣＧ信号化装置６５を示し、これは電力供給回路６７により給電されかつ男性／女性選択スイッチ６８及び患者体格選択スイッチ６９に応答するように結合されたマイクロコントローラー６６を備える。後者は、図面の図１から４を参照して上述されたように、腕、脚及び胸部電極に接続される。マイクロコントローラー６６は、リード作成及び選択ユニット７０、ＤＴＭＦ発生ユニット７１及びデジタル情報ユニット７２に接続される。マイクロコントローラー６６は、３チャンネルＥＣＧ条件付けユニット７４に結合された３チャンネル増幅器７３、３チャンネルＥＣＧ  ＦＭ変調器７５、及び音増幅器とスピーカー７６にも結合される。リード作成及び選択ユニット７０と３チャンネルＥＣＧ  ＦＭ変調器７５との間に、校正信号発生器７７が接続される。ケーブル及び相互接続７８及びＥＣＧ回路７９も設けられる。これら構成要素はより詳細に説明されるであろう。
【００３２】
［電力供給回路］
電力供給回路は、ＥＣＧ信号の有効かつ効率的な増幅と処理とを許すように調整されたＤＣ電圧（ＶCC）を提供するために９Ｖ電池を使用する。ＤＣ電圧（ＶCC）は６．５Ｖ  ＤＣに調整される。
【００３３】
増幅すべきＥＣＧ信号はバイポーラー信号であるため、アナロググランドが要求される。アナロググランドの電位は調整された電圧供給レール間のほぼ中央である。調整電圧値（ＶCC）は６．５Ｖであり電池の接地電位は０Ｖであるため、アナロググランド電圧（ＡＧＮＤ）は２．８Ｖに固定され、このアナロググランドの両側で実質的に電圧の振れを許す。
【００３４】
電力供給回路は送信より前に低電圧を検出し、通信中に調整器が出力を遮断する機会を最小にする。７．５Ｖ  ＤＣの領域の低い電池電圧遮断値の設定により、電池電圧がこの閾値以下に落ちた場合は、ＥＣＧ信号化回路６５は確実に作動できない。
【００３５】
［患者体格電極選択］
この回路は、ハウジング１５上に取り付けられた電極Ｖ1、Ｖ2と電極支持具３６上に取り付けられた電極との組合せとして選定されたＶリードから１２リードＥＣＧを測定する。上述のように、使用される電極の組合せは、患者の体格及び性別に依存する。患者の体格は体格選択スイッチ３７及び３８を使って４種の予め設定された体格の一つに設定することができる。これらスイッチの一方は男性用であり、他方は女性用である。各体格は電極の予め定められた組合せを使用する。ボタン３０又は３１のどちらが押されたか（男性／女性）に応じてそれぞれスイッチ３７又は３８により患者の体格が定められる。
【００３６】
マイクロコントローラー６６は、送信の前に体格スイッチを読み取り、マルチプレクサーの組合せを使用して電極支持具から電極の正しい組合せを選定する。選ばれた電極は、送信期間中、作動状態のままである。
【００３７】
［男性／女性の選択］
２種の送信モード、即ち男性又は女性があり、これらは、男性又は女性の作動ボタン３０又は３１のいずれかを押すことにより開始される。作動ボタンはスイッチを作動させ、これを短時間保持させて回路のラッチングオンを許す。回路がラッチングオンされた後で作動ボタン３０又は３１が解放され、開始された送信を完了する。ラッチングオン期間中、送信機は２８５０ヘルツの音調を送信し、監視センターの受信機は、到着信号が本発明によるＥＣＧ信号化装置からのものであることを検知することができる。別形式の装置は異なる周波数の音調により識別される。監視センターは、図面の図８を参照し後で説明される。
【００３８】
男性作動ボタン３０が押された場合は、マイクロコントローラーは、体格選択スイッチ３７により設定されたように男性患者の選定された体格に対するＥＣＧ測定にどの電極を使用するかを決定する。逆に女性作動ボタン３１が押された場合は、マイクロコントローラーは、体格選択スイッチ３８により設定されたように女性患者の選定された体格について監視すべき正確な電極の組合せを決定する。ＥＣＧ信号の前に送信されるデジタル情報の一部として、マイクロコントローラー６６は作動ボタン３０又は３１のどちらが押されたかを監視し、この情報をデジタルフォーマットでデジタル情報と共に送信する。
【００３９】
［リード作成及び選択］
所要のＥＣＧ信号を選ぶために使用される電極のの組合せは、マイクロコントローラー６６の制御下でマルチプレクサーにより選定される。１２リードＥＣＧ及び律動信号は下表のような電極を使用して選定される。
【００４０】
【表１】
0004834271.tif 000002
【００４１】
各リードの送信のタイミングはマイクロコントローラー６６により制御される。各リードが送信される前に、デジタルフォーマットの識別信号が送信される。＋１ｍＶ直流入力に相当する１００ｍｓ信号として２進符号１が送信される。逆に、−１ｍＶ直流入力に相当する１００ｍｓ信号として２進符号０が送信される。相当値＋１ｍＶ及び−１ｍＶ信号はマイクロコントローラーにより切り替えられる。
【００４２】
［校正信号作成］
胸部で測定された＋１ｍＶ及び−１ｍＶ信号の相当値である２個の校正信号が作られる。校正信号は、アナロググランド電位を参照して作られる。＋１ｍＶ校正信号は±２．５％内で安定しかつ緩衝されるべきである。同時に−１ｍＶ信号は同じ信号で単一利得反転バッファー（ｕｎｉｔｙ  ｇａｉｎ  ｉｎｖｅｒｔｉｎｇ  ｂｕｆｆｅｒ）の使用により作ることができる。
【００４３】
校正信号は、周波数変調回路７５に直接適用される。校正信号の大きさは装置増幅段の利得に依存する（例えば、装置増幅器の利得が５００であれ、ＦＭ変調段階への入力は０．５Ｖとすべきである）。
【００４４】
［デジタル情報］
次の表に示されたデジタル情報は、ＥＣＧ送信より前にデュアル・トーン・マルチピル・フリケンシー（ＤＴＭＦ）フォーマットで送信される。デジタル情報は、製造中にプログラムされたプログラムデータ（シリアル番号及びモデル番号）及びハードウエア構成データの両者を含む。ハードウエア構成は送信中に変えることができ、このためハードウエア構成は送信前に割り当てられ、その詳細がデジタルデータとして送られる。ＤＴＭＦ回路はマイクロコントローラー６６により直接管理され、ＤＴＭＦ送信中に音響増幅段階に切り替えられる。ＥＣＧ送信回路（３チャンネルＦＭ信号）はＤＴＭＦ送信中に音響増幅段階から切り替えられる。
【００４５】
【表２】
0004834271.tif 000003
【００４６】
［３チャンネルＥＣＧ増幅］
３チャンネルの各は、精密差動増幅器設計に基づいたそれ自身のＥＣＧ増幅器を有し、ＥＣＧ信号（ｍＶ）信号を増幅できる能力を持つ。各ＥＣＧ増幅器は、利得１０を持つ。同相抑圧比（ＣＭＲＲ）は少なくも８０ｄＢでありシステムノイズは４０μＶr.t.i以下である。
【００４７】
各ＥＣＧのダイナミックレンジが、周波数変調され送信されるＥＣＧ信号の振幅を決定する。ダイナミックレンジはほぼ±２．５ｍＶであるが、より良好な偏位感度を達成するために利用可能なチャンネル帯域幅のより最適の使用を使うことができる。増幅された信号は、ダイナミックレンジを越えるとクリップされダイナミックレンジのレベルに保持される。
【００４８】
［３チャンネルＥＣＧ条件設定］
３チャンネルの各は、高品質ＥＣＧ信号を提供するように条件付けられる。ＥＣＧ信号の周波数の内容は０．０５−１５０Ｈｚとすべきであり、これは、高域（０．０５Ｈｚ）通過かち低域（１５０Ｈｚ）通過の濾波により達成される。非常に短時間のペースパルスをＥＣＧ装置による送信用に適したより幅広のパルスに変換するペースパルスの引伸ばし用及び遠隔監視センターの受信機による検出のための回路が含まれる。
【００４９】
アーティファクト、呼吸及び電極ＥＭＦを排除によるオフセットを最小にするためのベースラインの安定化が含まれる。ベースラインの安定は、ダイナミックレンジにおける制限のため、ＥＭＦ信号化装置において特に重要である。
【００５０】
［３チャンネルＥＣＧのＦＭ変調］
各チャンネルは、電圧制御式発信機構成を使用して、増幅されたＥＣＧ信号を周波数変調する。作成された各周波数変調された搬送波はサイン波に近く、従って高調波成分を最小にする。
【００５１】
利用可能な周波数スペクトルの最適な使用を行うために、各チャンネルは、それぞれ１２７５，１８７５及び２８５０Ｈｚに設定された中心周波数の周りで周波数変調される。ＥＣＧ信号と同様に、ＦＭ変調回路が、作成された構成信号を処理する。各電圧制御発振器（ＶＣＯ）は、入力信号（ｍＶ）とＦＭ出力における周波数の変化との間の関係を定めるように設定された利得を持つ。この利得（偏位感度と呼ばれる）は６０Ｈｚ／ｍＶに設定される。これらの特徴は次表にまとめられる。
【００５２】
【表３】
0004834271.tif 000004
【００５３】
［音響増幅及びスピーカー］
各チャンネルからの周波数変調信号は一緒に混合され増幅されて音響信号を作る。混合及び増幅は音響増幅器段階において行われる。混合中、各チャンネルは、各チャンネルの送信電力レベルで参加するように重み付けされる。音響増幅器は、電池寿命を延ばすように電流消費を最小にしつつ適切な音響出力を作るために、選ばれたスピーカーを駆動するように設計される。音響増幅器は、送信機スピーカーから電話機に、及び電話機から電話線経由で受信機への効果的な音響送信を確保するために、信号を重み付するように設計される。
【００５４】
図６は、３種の音響信号の一つが供給される音響増幅及びスピーカーの切替えをまとめる。信号は、ＦＭ変調の後、３チャンネルＥＣＧ条件設定ユニット７４から供給され、選ばれたチャンネル上のＥＣＧ信号を駆動する。同様に、校正信号及びリード識別信号が、同じくＦＭ変調後、これに供給される。或いは、ＤＴＭＦ信号を、ＤＴＭＦ作成ユニット７１を介して音響増幅器及びスピーカーに供給することができる。
【００５５】
図７ａ及び７ｂは、図５に示されたマイクロコントローラー６６により取られる原理的な諸段階をまとめる。まず、ハウジングが開かれ作動状態にあることをマイクロコントローラーが検査する。次いで、マイクロコントローラーは、男性又は女性のどちらの電極スイッチが押されたかを調べ、そして適切な電極を選定するために適切な体格選択スイッチを読み出す。次いでマイクロコントローラーは、プログラムされたデータ及びハードウエア構成を読み出し、ＤＴＭＦ信号に変換する。ＥＣＧ測定は選択された電極を使用して行われ、３個の個別増幅器を使用して増幅され、更に３個の個別ＦＭ変調装置を使用して周波数変調される。２８５０Ｈｚの音調が送信され、患者により使用されているＥＣＧ信号化装置の形式を識別し、次いでデジタルデータがＤＴＭＦ信号として別個の２音響チャンネル上で送信される。一つ又は二つのデータ送信を間違った場合は、これが２回繰り返され、監視センターは、妥当なデータを受信する。その後、リード１２から誘導された律動が第１のチャンネル上で続けて送信される。腕及び脚のリードから誘導されたＥＣＧデータは、リード１及びリード３上で送信される。１．５秒間の回復時間がこれに続き、この間はデータは送信されない。その後、第２及び第３のチャンネルにおいて、Ｖ1及びＶ2電極、Ｖ3及びＶ4電極、Ｖ5及びＶ6電極から誘導されたＥＣＧデータが、２．５秒サイクル中に、逐次送信される。
【００５６】
図８は、ＥＣＧ信号化装置８１からデータを受信するようにされた遠隔監視センター８２に関連してＥＣＧ信号化装置８１を使用しているシステム８０の詳細を図解する。データは、ＥＣＧ信号化装置８１を使用している患者８４が操作する電話機８３を通してＥＣＧ信号化装置８１により、公共電話回路網８５を介して監視センター８２の受信機８６に送信される。受信機８６は、受信データを読み患者のＥＣＧ及び律動に再構築し、ディスプレイモニター８７に視覚標示し、看護婦又はその他の医療関係者８８により観察される。
【００５７】
以上特に図７ａ及び７ｂを参照して詳細に説明されたように、ＥＣＧ信号化装置８１は、ＤＴＭＦモードでデジタル情報を送り、３チャンネルＦＭ変調モードを使用してＥＣＧ情報を送る。受信機８６は、ＤＴＭＦ及びＦＭ信号を読み、ＥＣＧ信号化装置により送信されたデータを再構築し、これにより患者の律動及びＥＣＧデータを誘導する。同時に、受信機８６は受信データの初期確認を実行する。例えば、ＥＣＧ信号化装置８１を使用する患者８４が、監視センター８２に登録され、患者の性別は監視センター８２により知られる。監視センター８２は、患者により選ばれた選定スイッチが患者の性に適合することを確認し、もしこれが真実でない場合は（患者に用心させるために手操作の救済的作用を取ることとは別に）データを無視する。同様に、体格選択スイッチは患者による調整は意図されないが、これらの設定に関するデータも送信され、登録患者として適切であるとして監視センターが確認することができる。
【００５８】
アナログ信号を音声で送信する代わりに、信号がＡ／Ｄ変換器により相当するデジタル信号に変換して標準的なデジタル技術を使用して送信することも理解されるであろう。
【００５９】
更に、本発明は、特にＥＣＧモニターに関連して説明されたが、携帯式ＥＣＧモニターは緊急警告システムの特徴を取り入れ、これにより患者が別の装置を持ち運ぶことを避けることができる。かかる携帯式Ｒモニターは、本発明による装置に順応させることができるが、携帯式ＥＣＧモニターと緊急警告装置との組合せの新規な考えは、携帯式ＥＣＧモニター又は緊急警告装置のいかなる特別な形式にも制限されないことは明らかである。
【００６０】
本発明から離れることなく、この好ましい実施例に変更及び変化をなし得ることが認められるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明によるＥＣＧ信号化装置を絵画的に示す。
【図２，３，及び４】  ＥＣＧ信号化装置の種々の図を絵画的に示す。
【図５】  ＥＣＧ信号化装置の基本的構成要素を機能的に示しているブロック図である。
【図６】  ＥＣＧ信号化装置における可能な音声出力チャンネルを機能的に示しているブロック図である。
【図７ａ及び７ｂ】  ＥＣＧ信号化装置におけるマイクロコントローラーによる行われる基本的作動段階を示している流れ図である。
【図８】  ＥＣＧ信号化装置からデータを受信するようにされた受信機を有する監視センターと関連して本発明のＥＣＧ信号化装置を使用したシステムの絵画的表現である。
【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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【図７ａ】
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【図７ｂ】
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【図８】
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