(57)【要約】  患者に結合される複数の電極の接触品質を表す出力信号を生成するシステム及び方法が、提供される。基準電極に結合される信号生成器が、患者に交流信号を注入する。複数の差動増幅器は、各々が患者からの入力信号を検出するために複数の電極の個々のものに結合され、個々の入力信号に応じて、個々の出力信号を出力するように動作可能である。個々の差動増幅器によって生成される出力信号は、個々の電極の接触品質を表す。
2010508935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者に結合される複数の電極の接触品質を表す出力信号を生成するシステムであって、
基準電極に結合され、交流信号を出力するように動作可能な信号生成器と、
複数の差動増幅器であって、各差動増幅器が、前記複数の電極の個々の電極に結合される第１の入力部を有し、更に、浮動共通ノードに結合される第２の入力部を有し、各差動増幅器が、個々の前記第１の入力部に印加される入力信号に応じて、前記個々の電極の接触品質を表す個々の出力信号を出力するように動作可能である、複数の差動増幅器と、
を有するシステム。
【請求項２】
前記信号生成器に結合される第１の入力部及び基準電極に結合される出力部を有するフィードバック増幅器を更に有し、
前記フィードバック増幅器は更に、前記複数の差動増幅器の出力部に結合される第２の入力部を有し、各出力部は、個々のレジスタを通じて前記第２の入力部に結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記複数の差動増幅器に結合され、前記個々の出力信号を生成する際、前記個々の入力信号をフィルタリングする能動的フィルタネットワークを有する、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記浮動共通ノードは、第１の浮動共通ノードであり、前記能動的フィルタネットワークは、
各差動増幅器の前記出力部に結合され、個々の前記出力部と第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される個々の第１のキャパシタ―レジスタ対と、
各差動増幅器の前記第２の入力部に結合され、個々の前記第２の入力部と前記第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される個々の第２のキャパシタ―レジスタ対と、
各差動増幅器の前記第２の入力部に結合され、個々の前記第２の入力部と前記第１の浮動共通ノードとの間に直列に結合される個々の第３のキャパシタ―レジスタ対と、
を有する、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記第２のキャパシタ―レジスタ対のレジスタは、各差動増幅器について等しく、前記第３のキャパシタ―レジスタ対のレジスタは、各差動増幅器について等しい、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記複数の差動増幅器の各々が、１のコモンモード利得を有するように結合される、請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記複数の差動増幅器が、３つの差動増幅器を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記信号生成器が、擬似ランダムノイズ生成器を有する、請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記システムが、ＥＣＧ信号を取得するように動作可能なＥＣＧ測定システムに含まれる、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
患者に結合される複数の電極の接触品質を表す出力信号を生成するシステムであって、
基準電極に結合され、交流信号を出力するように動作可能な信号生成器と、
各々が前記複数の電極の個々のものに結合される複数の入力部と、対応する複数の差動増幅器段と、を有する差動アレイ増幅器と、
を有し、
各差動増幅器段は、個々の前記入力部に結合される第１の入力部と、第１の浮動共通ノードに結合される第２の入力部と、第２の浮動共通ノードに結合される出力部と、を具える差動増幅器を有し、
各微分増幅器段は更に、前記出力部と前記第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される第１のキャパシタ―レジスタ対と、前記第２の入力部と前記第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される第２のキャパシタ―レジスタ対と、前記第２の入力部と前記第１の浮動共通ノードとの間に直列に結合される第３のキャパシタ―レジスタ対と、を有し、
前記差動アレイ増幅器は、前記個々の入力部に印加される個々の入力信号に応じて、前記個々の電極の接触品質を表す個々の出力信号を出力するように動作可能である、システム。
【請求項１１】
前記差動アレイ増幅器は更に、前記信号生成器に結合される第１の入力部と、前記基準電極に結合される出力部と、を有するフィードバック増幅器を有し、
前記フィードバック増幅器は更に、前記複数の差動増幅器の前記出力部に結合される第２の入力部を有し、各出力部は、個々のレジスタを通じて前記フィードバック増幅器の前記第２の入力部に結合される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記複数の差動増幅器の各々は、１のコモンモード利得を有するように結合される、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１３】
前記システムが、ＥＣＧ信号を取得するように動作可能なＥＣＧ測定システムに含まれる、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
患者に結合される複数の電極の接触品質を決定する方法であって、
患者に交流信号を印加するステップと、
前記電極の各々について前記患者からの個々の入力信号を検出するステップであって、前記電極の各々は、個々の差動増幅器の第１の入力部に結合され、各差動増幅器の第２の入力部は、浮動共通ノードに結合されるものである、ステップと、
前記個々の入力信号を検出することに応じて、個々の出力信号を生成するステップと、
前記個々の出力信号の各々を評価するステップと、
前記個々の入力信号に応じて生成される前記個々の出力信号の位相シフト及び減衰から、電極の接触品質を決定するステップと、
を含む方法。
【請求項１５】
前記出力信号をフィードバック差動増幅器にフィードバックして、前記出力信号の平均が前記交流信号に等しくなるようにするフィードバック信号を生成するステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記個々の出力信号を生成する際、前記入力信号の各々を能動的にフィルタリングするステップを更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
前記浮動共通ノードは、第１の浮動共通ノードを有し、前記入力信号の各々を能動的にフィルタリングする前記ステップは、
各差動増幅器の出力部に、個々の該出力部と第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される個々の第１のキャパシタ―レジスタ対を結合するステップと、
各差動増幅器の前記第２の入力部に、個々の前記第２の入力部と前記第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される個々の第２のキャパシタ―レジスタ対を結合するステップと、
各差動増幅器の前記第２の入力部に、個々の前記第２の入力部と前記第１の浮動共通ノードとの間に直列に結合される個々の第３のキャパシタ―レジスタ対を結合するステップと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記出力信号をフィードバック差動増幅器にフィードバックして、前記出力信号の平均が前記交流信号に等しくなるようにするフィードバック信号を生成するステップと、
個々の出力信号を生成する際、前記入力信号の各々を能動的にフィルタリングするステップと、
を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記交流信号を印加する前記ステップは、擬似ランダムノイズ信号を印加することを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記電極差動増幅器の共通フィードバックノードに前記浮動共通ノードを結合するステップを更に含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記フィードバック差動増幅器によって生成される信号から、基準電極の接触の品質を検知するステップを更に含む、請求項２０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、患者心電図（ＥＣＧ）を取得することができる多電極診断システムの電極接触品質の測定に関し、より具体的には、電極接触品質及びＥＣＧ信号取得の精度を測定する目的で、コモンモードリジェクション性能を動的に測定する測定システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＣＧ電極を患者に適用している臨床医にとって、電極が患者に適切に接続されているかを知ることは有用である。電極接触状況を測定するための従来の方法は、２つの基本カテゴリに分類される。１つのカテゴリは、個別の電極の各々に電流を個別に印加することである。第２のカテゴリは、患者に接続されるすべての検知電極に共通である患者への電圧印加である。
【０００３】
一般的なＥＣＧ回路の入力インピーダンスは、非常に高く設計され、その結果、各ＥＣＧ入力部における信号の印加は、非常に高いソースインピーダンス電流源を必要とする。この電流源は、交流（ＡＣ）信号又は直流（ＤＣ）信号でありうる。患者に接続される電極のうちの１つは、基準電極である。一般に、基準電極は、標準のリード配置の右足電極である。基準電極は、それぞれの個々の電極において結果として得られる電圧に基づいて電極接触品質を評価するように構成される測定装置への患者からの低インピーダンス接続である。各電流源のリターンパスは、基準電極を通る。各電極において見られる電圧は、基準電極及び個別の電極における電圧降下の関数である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
各入力にＡＣ又はＤＣ電流源を適用する不利な点は、これが、高インピーダンス設計及びボードリークが重要であるポイントにおいて各入力に有意な回路を付加することである。他の不利な点は、これらの技法が、高湿度の周囲条件によるハードウェア障害又はボードリーク原因のためケーブル又は入力増幅器の入力インピーダンスが低下される場合、リード線が実際に接続されていないことがあるときに、リード線が接続されていると誤って示しうることである。
【０００５】
直流源を各入力電極に適用する他の不利な点は、直流が、電解液を通じて電極の金属インタフェースに流れる電流による電圧を生成して、皮膚接触インピーダンスの直流抵抗とは異なるＤＣオフセット電位をもたらしうることである。この電極電位は、患者の動きによって変えられる場合、雑音源にありうる。直流オフセット電位を最小にするために、１０ｎＡのオーダーの非常に小さい直流を使用することが必要である。しかしながら、このような小さい電流は、信頼性をもって実現するのが非常に困難であり、湿気のある環境でのボードリークは、このような小さい電流を潜在的に相殺し、誤った読み取りを生じさせうる。直流方法の他の不利な点は、回路が、金属インタフェースに対するゲルの直流オフセット電位と、電極接触インピーダンスに対する皮膚の直流オフセット電位とを区別することができないことである。直流方法は、リード線が接続されていることを検出することに一般に制限され、接続の品質の決定には及ばない。
【０００６】
基準電極に電圧を印加し、入力リード線においてこの電圧を測定することは、入力リード線が患者に接続されていることを検証するずっと簡単な方法である。この方法は、信号振幅が十分なレベルであるか調べるために各リード線を単に個別に見ることができ、又はコモンモード信号がどれほど良好に相殺するかを調べるために２又はそれ以上のリード線を差別的に比較することができる。基準電極に印加される電圧は、各電極の直流オフセット電位によって混乱されないように、ＡＣ成分を含まなければならない。
【０００７】
電流源として又は基準電極における電圧として、ＡＣ信号を印加する方法に関連する問題は、所望のＥＣＧ信号からのそれら信号の除去である。内部ペースメーカのペースパルス検出は、一般に、入力信号の高帯域測定である。ＥＣＧ帯域幅外でこのペースパルス検出に影響を及ぼさないように、更に、ＥＣＧ帯域幅内のＥＣＧ信号に影響を及ぼさないように、注意が払われなければならない。従って、リード線接触品質検出のためのＡＣ信号の使用は、後にＥＣＧ及びペースパルス信号処理のために使用されるデータからの正確な除去に必要な信号処理の重大な複雑さを付加する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の原理によれば、患者に結合される複数の電極の接触品質を表す出力信号を生成するシステムが、提供される。システムは、基準電極に結合され、交流信号を出力するように動作可能な信号生成器と、複数の差動増幅器と、を有する。各差動増幅器は、複数の電極の個々の電極に結合される第１の入力部を有し、更に、浮動共通ノードに結合される第２の入力部を有する。差動増幅器は、個々の第１の入力部に印加される入力信号に応じて、個々の出力信号を出力するように動作可能である。出力信号は、個々の電極について接触品質を表す。
【０００９】
本発明の別の見地は、患者に結合される複数の電極の接触品質を表す出力信号を生成するシステムを提供する。システムは、基準電極に結合され、交流信号を出力するように動作可能な信号生成器と、差動アレイ増幅器と、を有する。差動アレイ増幅器は、個々の電極の接触品質を表す個々の出力信号を出力するように動作可能である。差動アレイ増幅器は、複数の入力部及び対応する複数の差動増幅器段を有する。入力部の各々は、複数の電極の個々のものに結合される。各差動増幅器段は、個々の入力部に結合される第１の入力部、第１の浮動共通ノードに結合される第２の入力部、及び第２の浮動共通ノードに結合される出力部、を有する差動増幅器を備える。差動増幅器段は更に、出力部と第２の浮動共通ノードとの間に並列に結合される第１のキャパシタ―レジスタ対と、第２の入力部と第２の浮動共通ノードの間に並列に結合される第２のキャパシタ―レジスタ対と、第２の入力部と第１の浮動共通ノードとの間に直列に結合される第３のキャパシタ―レジスタ対と、を有する。
【００１０】
本発明の別の見地は、患者に結合される複数の電極の接触品質を決定する方法を提供する。方法は、交流信号を患者に印加し、電極の各々について患者からの個々の入力信号を検出することを含む。電極の各々は、個々の差動増幅器の第１の入力部に結合され、各差動増幅器の第２の入力部は、浮動共通ノードに結合される。方法は更に、個々の入力信号を検出することに応じて個々の出力信号を生成し、個々の出力信号の各々を評価することを含む。電極の接触品質は、個々の入力信号に応じて生成される個々の出力信号の位相シフト及び減衰から決定される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例による電極接触品質測定システムの概略図。
【図２】本発明の他の実施例による電極接触品質測定システムの概略図。
【図３】本発明の他の実施例による電極接触品質測定システムの概略図。
【図４】本発明の他の実施例による電極接触品質測定システムの概略図。
【図５】本発明の他の実施例による電極接触品質測定システムの概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
特定の詳細が、本発明の充分な理解を与えるために、以下に記載される。しかしながら、当業者には、本発明が、これらの特定の詳細なしに実施されることができることが明らかであろう。更に、本願明細書に記述される本発明の具体的な実施例は、例示として提供されるものであり、本発明の範囲をこれらの具体的な実施例に制限するために使用されるべきではない。他の例において、よく知られている回路、制御信号、タイミングプロトコル及びソフトウェア動作は、本発明を不必要に不明瞭にすることを回避するために、詳しく示されていない。
【００１３】
図１は、本発明の一実施例による電極接触品質測定システム１００を示している。システム１００は、以下に更に詳しく説明するように、基準電極ＲＥＦを通じて患者にコモンモードＡＣ信号Ｖ１を注入するためのＡＣ信号生成器１０６を有する。システム１００は、４電極ＥＣＧ回路用に構成された差動アレイ増幅器１０２を更に有する。４電極は、１つの基準電極ＲＥＦ及び３つの検知電極を有する。しかしながら、本発明の代替の実施例は、患者に結合するためのより多くの又はより少ない電極を有することができる。本願明細書に記述される具体的な実施例は、４電極を有するアプリケーションに関するものであるが、以下の説明は、当業者が、異なる数の電極を有する実施例を実践することを可能にするに十分であることを理解されたい。更に、本願明細書に記述される具体的な実施例は、ＥＣＧシステムについて使用されるが、本発明の原理のいくつか又は全ては、例えばカルジオグラフ、テレメトリ、ホルターモニタ、イベントモニタ、除細動器、及びＥＣＧ能力を有する超音波システムのような、患者生体電位を測定する他のシステムにも適用されることができる。
【００１４】
差動アレイ増幅器１０２は、３オペアンプ（ｏｐａｍｐ、演算増幅器）１１０Ａ―１１０Ｃ、及びレジスタ１２０Ａ―１２０Ｃ及び１２４Ａ―１２４Ｃによって表わされる関連する利得設定フィードバックインピーダンスを有する。以下に更に詳しく述べるように、レジスタ１２０Ａ―１２０Ｃは、好適には等しく（Ｒ１＝Ｒ３＝Ｒ５）、レジスタ１２４Ａ―１２４Ｃは、好適には等しい（Ｒ２＝Ｒ４＝Ｒ６）。レジスタ１２０Ａ―１２０Ｃは、浮動共通ノード１２２に結合される。オペアンプ１１０Ａ―１１０Ｃの各々は、患者からの電気信号を受け取るために個々の電極を通じて結合される個々の入力ノード１０４Ａ−１０４Ｃを有する。患者皮膚―電極接触インピーダンスは、４対の並列レジスタ―キャパシタ回路５６Ａ―５６Ｄを有するインピーダンス５０によって、図１にモデル化されており、各々が、患者に結合される４つの電極のうちの１つのインピーダンスを表す。更に、図１には、各電極用のＥＣＧケーブルシールドを表すキャパシタ６０Ａ―６０Ｄが示されている。
【００１５】
患者電極からの入力信号Ａｉｎ、ｂｉｎ、Ｃｉｎに応じて、個々の出力信号Ａｏｕｔ、Ｂｏｕｔ、Ｃｏｕｔが、オペアンプ１１０Ａ―１１０Ｃによって生成され、出力ノード１３０Ａ―１３０Ｃにおいて提供される。Ａｏｕｔ、Ｂｏｕｔ及びＣｏｕｔ信号は、それら出力信号を、出力信号を表すデジタルデータに変換するための通常のアナログ‐デジタル（Ａ／Ｄ）変換器（図示せず）に提供される。デジタルデータは、出力信号のいずれかが閾値電圧を上回るかどうか決定するために、通常の処理回路（図示せず）によって評価される。出力信号が閾値電圧を上回る場合、それは、不十分な電極接触を表す。
【００１６】
差動アレイ増幅器１０２は、以下の式によって数学的に特徴づけられることができる。Ａｉｎ、Ｂｉｎ及びＣｉｎは、それぞれ、入力ノード１０４Ａ、１０４Ｂ及び１０４Ｃにおける電圧に等しく、Ａｏｕｔ、Ｂｏｕｔ及びＣｏｕｔは、それぞれ出力ノード１３０Ａ、１３０Ｂ及び１３０Ｃにおける電圧に等しく、共通ノード１２２は、Ｃｏｍとして参照される：
（１）  (Com-Ain)/R1 + (Com-Bin)/R3 + (Com-Cin)/R5 = 0,
（２）  Com*(1/R1 + 1/R3 + l/R5) = Ain/R1 + Bin/R3 + Cin/R5,
（３）  Com = (Ain/R1 + Bin/R3 + Cin/R5)/( 1/RI + 1/R3 + 1/R5),
（４）  Com = Ain/(1+R1/R3+R1/R5) + Bin/(1+R3/R1+R3/R5) + Cin/(1+R5/R1+R5/R3).
式（１）が式（２）及び（３）を通じて拡張されるので、式（４）は、式（１）から得られる。加えて、
（５）  Aout = Com + (Ain-Com) * (R2+R1)/R1,
（６）  Bout = Com + (Bin -Com)*(R4+R3)/R3,
及び
（７）  Cout = Com + (Cin-Com)*(R6+R5)/R5.
【００１７】
R1=R3=R5及びR2=R4=R6とすると、式（４）は、以下になる：  
（８）  Com = (Ain + Bin + Cin)/3.
式（５）、（６）及び（７）をあてはめると、
（９）  Aout -Bout = (Ain -Bin)*(R2+R1)/R1,
（１０）  Aout + Bout + Cout = Ain + Bin + Cin.
式（８）によって示されるように、共通ノード１２２における電圧は、入力ノード１０４Ａ―１０４Ｃにおける電圧の平均であり、レジスタ１２０Ａ―１２０Ｃ及び１２４Ａ―１２４Ｃの値から独立している。更に、式（９）及び（１０）によって示されるように、差動利得（Ａｄｍ）は、（Ｒ２＋Ｒ１）／Ｒ１に等しく、コモンモード利得（Ａｃｍ）は、１である。その結果、差動アレイ増幅器１０２のコモンモードリジェクションは、差動利得に等しい。
【００１８】
動作において、交流電圧Ｖ１は、基準電極ＲＥＦを通じて患者に送り出され、差動アレイ増幅器１０２は、ＥＣＧチャネルの入力信号としてＡＣ信号を検出する。差動アレイ増幅器１０２は、それが患者に接続されている間、完全なＥＣＧ測定システムのコモンモードリジェクション能力を動的に測定する。他の電極と異なる１つの電極の入力利得又は周波数応答によって表されるような、低下されたコモンモード性能は、電極の接触の品質が不十分であることの標示である。入力利得又は周波数応答の変化は、電極接触インピーダンスが、ＥＣＧシステムの入力インピーダンスが信号の位相シフト及び／又は減衰を引き起こし始めるに十分大きいときに生じる。
【００１９】
差動増幅器を使用する利点は、基準電極ＲＥＦを通じて注入される交流電圧によるコモンモード信号の振幅が大幅に低減されることであり、それによって、良好な接触インピーダンスを有する電極の場合、信号は、システムの要求される雑音性能より小さい。しかしながら、電極接触インピーダンスが、ＥＣＧ信号を歪ませるレベルを上回るとき、差動アレイ増幅器１０２は、システム雑音レベルを超える、検出されることが可能なレベルに、差信号を増幅する。これは、複雑さを低減し、リード接触品質を検出するために使用されるＡＣ信号の除去の要求を簡潔にする。
【００２０】
差動アレイ増幅器１０２及び注入されたＡＣ基準信号を使用することによって、ＥＣＧシステムの入力インピーダンスの電位変化に関係なく、ＥＣＧ取得の正確さに影響を及ぼす同じ特性が測定される。ケーブル又は入力電子部品の入力インピーダンスが低下される場合、これは、電極が実際に接続されていないときに接続されているとの誤った標示をもたらさない。システムは、低下された入力インピーダンスを正しく考慮し、電極接触インピーダンスが、低下された回路入力インピーダンスより著しく低い場合、良好な接続を示さない。その結果、差動アレイ増幅器１００の出力信号は、測定品質が良好な場合だけ、リードが適切に接続されることを示し、測定が真に不正確であることの危険にさらされない限り、接触が悪いことを誤って示さない。
【００２１】
基準電極ＲＥＦを通じて患者に注入されるＡＣ信号は、任意の波形又は周波数でありうる。代替の実施例において、コモンモード信号は、ランダム又は擬似ランダムノイズ源によって生成される。ＡＣ信号の周波数は、ＥＣＧ帯域外の値にそれを制限するのではなく、所望のＥＣＧ周波数において信号品質を測定するように、ＥＣＧ帯域内にあるように選択されることができる。コモンモード信号は、接触品質が良好であるときは、それが差分信号から相殺するように、また、電極接触品質が不十分であるときははっきりするように、振幅が小さいことが好ましい。
【００２２】
図２は、本発明の他の実施例による電極接触品質測定システム２００を示している。システム２００は、差動アレイ増幅器１０２と同様のコンポーネントを備える差動アレイ増幅器２０２を有する。同様のコンポーネントは、図１と同じ参照数字によって、図２において参照される。差動アレイ増幅器２０２は更に、オペアンプ２０４、レジスタ２１０Ａ―２１０Ｃ及びキャパシタ２２０によって表わされる能動的フィードバック回路を有する。当業者によって知られているように、能動的フィードバック回路の効果は、患者におけるコモンモード信号を低減することである。
【００２３】
リード品質検出用のＡＣ信号を注入するために、信号生成器１０６は、能動的フィードバック増幅器２０４を通じて基準電極ＲＥＦと直列に接続される。能動的フィードバックは、患者身体電位をＥＣＧ測定回路と同じ電圧に保つために使用される。すなわち、フィードバック回路は、出力ノード１３０Ａ―１３０Ｃにおけるコモンモード信号が注入された信号Ｖ１に等しいように、患者電圧を能動的に調整する。増幅器のコモンモード利得は１であるので、入力ノード１０４Ａ―１０４Ｃにおけるコモンモード信号が、Ｖ１に等しいようにセットされる。差動アレイ増幅器２０２の動作は、図１の差動アレイ増幅器１０２のものと同様であるが、コモンモード雑音を低減するための能動的フィードバック回路の付加される利点を有する。
【００２４】
図３は、本発明の他の実施例による電極接触品質測定システム３００を示している。システム３００は、図１の差動アレイ増幅器１００と同様のコンポーネントを備える差動アレイ増幅器３０２を有する。図３に示される同様のコンポーネントは、図１と同様の参照数字によって参照される。しかしながら、差動アレイ増幅器３０２は、単極ハイパスフィルタ及び２極ローパスフィルタを提供するために付加の回路を有する。
【００２５】
ハイパスフィルタは、共通ノード１２２とレジスタ１２０Ａ―１２０Ｃとの間にキャパシタ３１０Ａ―３１０Ｃを結合することによって提供される。ＥＣＧ回路は、電極において３００ｍＶまでの直流オフセットを許容することを必要とするが、実際のＥＣＧ信号についてはたった＋／―５ｍＶでよい。ハイパスフィルタは、３００ｍＶの直流オフセット許容によるクリッピング無く、＋／―５ｍＶのＥＣＧ信号の非常高い差動利得を可能にする。差動利得が高いほど、より改善されたコモンモードリジェクション性能をもたらす。入力インピーダンス又は患者接触インピーダンスが、差動アレイ増幅器３０２によって検出されるような位相シフト又は減衰を引き起こさない限り、改善されたコモンモードリジェクション性能は、注入された信号Ｖ１がＥＣＧから除去されることを可能にする。加えて、入力ノード１０４Ａ―１０４Ｃにおける差信号のＤＣレベルは、大きくなりえ、ハイパスフィルタの使用は、ＤＣ差信号の利得を、１の利得に低減する。
【００２６】
ローパスフィルタは、レジスタ１２４Ａ―１２４Ｃと並列にキャパシタ３０６Ａ−３０６Ｃを結合することによって提供される第１の極及びレジスタ―キャパシタ対３０４Ａ―３０４Ｃによって提供される第２の極を有する。ローパスフィルタリングは、別の点で、高周波信号の電位を、サンプリングＡ／Ｄ変換器における低周波にするために使用される。
【００２７】
図３の差動アレイ増幅器３０２は更に、各電極についてオペアンプ回路１１０Ａ―１１０Ｃの間に別の浮動共通ノード３２０を有する。浮動ノード３２０は、レジスタ１２０Ａ―１２０Ｃにとって共通の浮動ノード１２２と同様にふるまう。浮動ノード３２０の電圧は、レジスタ３１４Ａ―３１４Ｃに流れる０コモンモード電流のため入力コモンモード信号と整合するので、入力ノード１０４Ａ―１０４Ｃにおけるコモンモード信号は、出力ノード１３０Ａ―１３０Ｃにおいてなお１の利得を有する。
【００２８】
図４は、本発明の他の実施例による電極接触品質測定システム４００を示している。システム４００は、差動アレイ増幅器１０２（図１）を、差動アレイ増幅器２０２（図２）のフィードバック回路及び差動アレイ増幅器３０２（図３）のハイパス及びローパスフィルタと組み合わせる差動アレイ増幅器４０２を有する。システム１００、２００及び３００と同様のシステム４００のコンポーネントは、同じ参照数字によって図４において参照される。
【００２９】
前述したように、ハイパス及びローパスフィルタは、コモンモード利得に影響を及ぼさない。従って、能動的フィードバックループは、それが差動利得の極及び差分フィルタに関連するゼロに影響を受けないので、より高いループ帯域幅を有するように設計されることができる。差動アレイ増幅器４０２は、バンドリジェクションの範囲外について有効なフィルタリングを提供し、更に、かなりの量のコモンモードリジェクションを提供する。
【００３０】
図５は、上述の例の概念を基にする本発明による電極回路の他の例を示している。この機構において、電極チャネル増幅器１１０Ａ、１１０Ｂ及び１１０Ｃの入力部における共通ノード５０２は、接続５０３によってフィードバックパスの共通ノード５０４に結ばれる。この接続が、複数のチャネルの対応するレジスタ及びキャパシタの全ての値が正確に整合されるわけではない構築された回路において、改善された安定性を提供することが分かる。こうして、機構のコストは、より広い許容度のコンポーネントを使用する能力によって低減される。更に、電極チャネルの共通フィードバック出力５０４とフィードバック増幅器２０４へのフィードバック入力との間にバッファ増幅器５０６が含まれる。この実施例が、基準電極の取り付けの品質を表す出力４１０を提供することも分かる。基準電極接触品質が不十分である場合、電極チャネルへの信号は全て影響を及ぼされ、バッファされるフィードバック信号において、フィードバック増幅器２０４に反映され、増幅器２０４によって生成される能動的フィードバック信号において反映される。こうして、フィードバックノード４１０からの「基準出力」信号は、基準電極による不十分な接触の標示を提供する。
【００３１】
上記のことから、本発明の特定の実施例は、説明の目的で本願明細書に記述されているが、さまざまな変更が、本発明の精神及び範囲から逸脱することなくなされることができることを理解されたい。従って、本発明は、添付の特許請求の範囲によるものを除いて、制限されない。
【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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【国際調査報告】
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