(57)【要約】  胸部の圧迫時に発生する動きアーチファクト測定機能を含む心臓除細動器及び心臓除細動器の動作方法を提供する。  心臓除細動器は、第１のメイン電極及び第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する第１の電極対と、第２のメイン電極及び第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する第２の電極対と、第１の電極対間の電位差を用いて、第１の電極対に連関する第１の活動電位を測定する第１の測定部と、第２の電極対間の電位差を用いて、第２の電極対に連関する第２の活動電位を測定する第２の測定部と、第１の活動電位及び第２の活動電位間の差分に連関するＥＣＧアーチファクトを推定する推定部と、を備える。【選択図】なし
2015517355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電極を用いて客体のＥＣＧ信号をモニターリングする心臓除細動器において、
第１のメイン電極及び前記第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、前記第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する第１の電極対と、
第２のメイン電極及び前記第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、前記第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する第２の電極対と、
前記第１の電極対間の電位差を用いて、前記第１の電極対に連関する第１の活動電位を測定する第１の測定部と、
前記第２の電極対間の電位差を用いて、前記第２の電極対に連関する第２の活動電位を測定する第２の測定部と、
前記第１の活動電位及び前記第２の活動電位間の差分に連関するＥＣＧアーチファクトを推定する推定部と、
を備えることを特徴とする心臓除細動器。
【請求項２】
前記第１のメイン電極及び前記第２のメイン電極間の電位差を用いてロウＥＣＧ信号を測定する第３の測定部と、
前記推定されたＥＣＧアーチファクトを用いて、前記ロウＥＣＧ信号から前記ＥＣＧアーチファクトが除去された最終ＥＣＧを復元する復元部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の心臓除細動器。
【請求項３】
前記復元部は、
前記ＥＣＧアーチファクトをフィルタリングする適応的フィルタ部と、
前記ロウＥＣＧ信号をディレイするディレイ部と、
前記ディレイされたロウＥＣＧから前記フィルタリングされたＥＣＧアーチファクトを差し引いて前記最終ＥＣＧ信号を復元する演算部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の心臓除細動器。
【請求項４】
前記推定部は、
前記第１の活動電位と前記第２の活動電位との間の差分を増幅させる第１の増幅器と、
前記第１の増幅器の出力を第１の周波数帯域に対応して帯域通過させる第１の帯域通過フィルタ部と、
前記帯域通過された信号をデジタル信号に変換する第１のアナログ−デジタル変換部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の心臓除細動器。
【請求項５】
前記第３の測定部は、
前記第１のメイン電極の電位と前記第２のメイン電極の電位との間の差分を増幅させる第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の出力を第２の周波数帯域に対応して帯域通過させる第２の帯域通過フィルタ部と、
前記帯域通過された信号をデジタル信号に変換する第２のアナログ−デジタル変換部と、
を備えることを特徴とする請求項２に記載の心臓除細動器。
【請求項６】
前記ＥＣＧアーチファクトは、
前記心臓除細動器の複数の電極のうちの少なくとも一つ、または、前記客体に伝わる物理的な外力による前記客体内部の電気的なトポロジー変更を代表するノイズに対応することを特徴とする請求項１に記載の心臓除細動器。
【請求項７】
前記心臓除細動器周りの電磁気信号を受信して電気エネルギーに変換するエネルギー変換部と、
前記エネルギー変換部によって変換された電気エネルギーを貯蔵して心臓除細動器の動作電力を提供する電力貯蔵部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の心臓除細動器。
【請求項８】
前記エネルギー変換部は、
前記心臓除細動器の電源供給状態情報を収集する電源監視部と、
前記電源監視部から受け取った前記電源供給状態情報から電源供給の異常を見出した場合に、これを外部装置に転送するコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の心臓除細動器。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記エネルギー変換部を介して電源供給を行うことができない場合、自動的に内部電源供給を指示することを特徴とする請求項８に記載の心臓除細動器。
【請求項１０】
客体のＥＣＧ信号を測定するために前記客体に接触される心臓除細動器の電極部において、
第１のメイン電極及び前記第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、前記第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する第１の電極対と、
第２のメイン電極及び前記第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、前記第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する第２の電極対と、
を備えることを特徴とする心臓除細動器の電極部。
【請求項１１】
複数の電極を用いて客体のＥＣＧ信号をモニターリングする心臓除細動器の動作方法において、
前記心臓除細動器に組み込まれる第１の電極対（前記第１の電極対は、第１のメイン電極及び前記第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、前記第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する）間の電位差を用いて、前記第１の電極対に連関する第１の活動電位を測定するステップと、
前記心臓除細動器に組み込まれる第２の電極対（前記第２の電極対は、第２のメイン電極及び前記第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、前記第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する）間の電位差を用いて、前記第２の電極対に連関する第２の活動電位を測定するステップと、
前記第１の活動電位及び前記第２の活動電位間の差分に連関するＥＣＧアーチファクトを推定するステップと、
を含むことを特徴とする心臓除細動器の動作方法。
【請求項１２】
前記第１のメイン電極及び前記第２のメイン電極間の電位差を用いてロウＥＣＧ信号を測定するステップと、
前記推定されたＥＣＧアーチファクトを用いて、前記ロウＥＣＧ信号からアーチファクトが除去された最終ＥＣＧを復元するステップと、
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の心臓除細動器の動作方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、心臓除細動器に係り、さらに詳しくは、動きアーチファクトの測定及び除去機能を含む心臓除細動器に関する。
【背景技術】
【０００２】
動きアーチファクト（Ｍｏｔｉｏｎ  Ａｒｔｉｆａｃｔ）は、電極の動きによって発生する信号の歪み現象である。これは、電極の動きによって電極−電解質の境界面において電荷分布の撹乱が発生し、これにより半電池電位の変化が発生して測定生体電位の変化を引き起こすために発生する。このような動きアーチファクトは、主として低周波の成分を有するため、心電図（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ；ＥＣＧ）の測定時にこれを除去することが困難である。
応急患者が発生した場合、患者の移送などの動きが発生しながら動きアーチファクトが発生し、これにより、心臓のリズムを把握して分析することが困難であるという問題がある。
また、急性心停止患者の自発的な循環回復の向上のためには、胸部圧迫中止時間（Ｈａｎｄｓ−ｏｆｆ  Ｔｉｍｅ）を最短化する必要があるが、現在の心臓除細動器（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｅｘｔｅｒｎａｌ  Ｄｅｆｉｂｒｉｌｌａｔｏｒ）の場合に、正確な心電図の分析のために心臓のリズムの把握区間では心肺蘇生術を中止せねばならないため、心電図の分析に当たって心肺蘇生術を持続するためには胸部の圧迫時に発生するアーチファクトを除去する技術が求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、胸部の圧迫時に発生する動きアーチファクトの測定及び除去機能を含む心臓除細動器及び心臓除細動器の動作方法を提供することである。
また、本発明の他の目的は、心電図の測定に当たって、様々な原因、例えば、心肺蘇生術（Ｃａｒｄｉｏｐｕｌｍｏｎａｒｙ  ｒｅｓｕｓｃｉｔａｔｉｏｎ；ＣＰＲ）過程の胸部圧迫や生体の動きなどによる心臓除細動器電極の動きによって発生する動きアーチファクトを測定及び除去することにより、胸部圧迫の中止時間を最短化して心電図測定の正確性を高めることのできる心臓除細動器及び心臓除細動器の動作方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の目的を達成するために、本発明の一側面によれば、複数の電極を用いて客体のＥＣＧ信号をモニターリングする心臓除細動器において、第１のメイン電極及び第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する第１の電極対と、第２のメイン電極及び第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する第２の電極対と、第１の電極対間の電位差を用いて、第１の電極対に連関する第１の活動電位を測定する第１の測定部と、第２の電極対間の電位差を用いて、第２の電極対に連関する第２の活動電位を測定する第２の測定部と、第１の活動電位及び第２の活動電位間の差分に連関するＥＣＧアーチファクトを推定する推定部と、を備える心臓除細動器が提供される。
【０００５】
本発明の一実施形態によれば、好ましくは、心臓除細動器は、第１のメイン電極及び第２のメイン電極間の電位差を用いてロウＥＣＧ信号を測定する第３の測定部と、推定されたＥＣＧアーチファクトを用いて、ロウＥＣＧ信号からＥＣＧアーチファクトが除去された最終ＥＣＧを復元する復元部と、をさらに備える。
また、好ましくは、心臓除細動器は、心臓除細動器周りの電磁気信号を受信して電気エネルギーに変換するエネルギー変換部と、エネルギー変換部によって変換された電気エネルギーを貯蔵して心臓除細動器の動作電力を提供する電力貯蔵部と、をさらに備える。
さらに、客体のＥＣＧ信号を測定するために客体に接触される心臓除細動器の電極部は、第１のメイン電極及び第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する第１の電極対と、第２のメイン電極及び第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する第２の電極対と、を備える。
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明の他の側面によれば、複数の電極を用いて客体のＥＣＧ信号をモニターリングする心臓除細動器の動作方法において、心臓除細動器に組み込まれる第１の電極対（第１の電極対は、第１のメイン電極及び第１のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第１のメイン電極と絶縁されている第１のサブ電極を有する）間の電位差を用いて、第１の電極対に連関する第１の活動電位を測定するステップと、心臓除細動器に組み込まれる第２の電極対（第２の電極対は、第２のメイン電極及び第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第２のメイン電極と絶縁されている第２のサブ電極を有する）間の電位差を用いて、第２の電極対に連関する第２の活動電位を測定するステップと、第１の活動電位及び第２の活動電位間の差分に連関するＥＣＧアーチファクトを推定するステップと、を含む心臓除細動器の動作方法が提供される。
好ましくは、心臓除細動器の動作方法は、第１のメイン電極及び第２のメイン電極間の電位差を用いてロウＥＣＧ信号を測定するステップと、推定されたＥＣＧアーチファクトを用いて、ロウＥＣＧ信号からアーチファクトが除去された最終ＥＣＧを復元するステップと、をさらに含む。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の実施形態によれば、胸部の圧迫による心臓の電気反応や胸部インピーダンスの変化、電極と皮膚との間の境界面において発生するアーチファクトなど心電図内に存在する様々なノイズを測定及び除去することにより、胸部圧迫の中止時間を最短化しながらも正確な心電図測定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】心電図測定モデルにおいて離隔された測定電極の電位差を求める基本原理を説明するための図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る心臓除細動器に対するブロック図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る心臓除細動器の第１の測定部と、第２の測定部と、第３の測定部及び推定部の例示的な実現を示す回路図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る心臓除細動器の復元部の例示的な実現を示す回路図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る拡張された心臓除細動器を示すブロック図である。
【図６】動きアーチファクト測定が行える心臓除細動器の電極に対する構成図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る心臓除細動器の動作方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、上記の目的を具体的に達成可能な本発明の好適な実施形態について添付図面を参照して説明する。このとき、図示されて且つこれにより説明される本発明の構成及び作用は、少なくとも一つの実施形態として説明されるものであり、これによって本発明の技術的思想とその核心構成及び作用が制限されることはない。
本発明において用いられる用語としては、本発明における機能を考慮してできる限り現在汎用される一般的な用語を選択したが、これは、当分野における通常の技術者の意図または慣例、新たな技術の出現などに応じて変わる。なお、特定の場合には、出願人が任意的に選定した用語もあり、この場合、該当する本発明の説明部分において詳細なその意味を記載する。よって、本発明において用いられる用語は単なる用語の名称ではなく、その用語が有する意味と本発明の全般に亘っての内容に基づいて理解されるべきである。
明細書全体において、ＥＣＧ信号は、複数の電極を介して客体から直接的に得る信号であり、胸部の圧迫による心臓の電気反応や電極と皮膚との間の境界面において発生するアーチファクトなどを含んでいる信号のことをいう。
また、明細書全体において、ＥＣＧアーチファクトとは、動きによる個別電極の電位変化を測定したものであり、明細書の全般に亘って用いられた動きアーチファクトと同じ意味であると理解される。
さらに、明細書全体において、ロウＥＣＧ信号とは、各メイン電極において測定された電位の差分であり、ＥＣＧアーチファクトが除去される前のＥＣＧ信号のことをいう。
さらに、明細書全体において、最終ＥＣＧとは、ロウＥＣＧ信号からＥＣＧアーチファクトが除去された信号であり、本発明に係る心臓除細動器が最終的に得ようとする信号のことをいう。
【００１０】
図１は、心電図測定モデルにおいて、離隔された測定電極の電位差を求める基本原理を説明するための図である。
心電図測定モデルは、心臓を一つの電気双極子としてみなし、双極子からそれぞれｒ１、ｒ２の距離にある個所Ａ、Ｂ間の電位差を求めるものである。
離隔された測定電極の電位差は数式１の通りであり、電極間の距離ベクトルＲと心臓及び測定電極間の距離ｒが減るにつれて心臓信号の大きさは減少される。
【数１】
2015517355.tif 000003
このような原理に基づいて心臓との距離及び電極との距離を減らせば、信号対雑音比（ＳＮＲ：Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を下げて動きアーチファクトのみを強調することができる。
【数２】
2015517355.tif 000004
換言すると、本発明に係る心臓除細動器は、動きアーチファクト強調（Ｍｏｔｉｏｎ  Ａｒｔｉｆａｃｔ  Ｅｍｐｈａｓｉｚｉｎｇ）方法を用いて動きアーチファクトを識別する。
上記の原理を本発明に代入すると、図１のＡ及びＢは、心臓からそれぞれｒ１、ｒ２の距離にある第１の電極対及び第２の電極対であり、数式２に示すＳＮＲ強調の方法を用いて動きアーチファクトを識別することができる。
【００１１】
また、上記の原理は、各電極対に組み込まれるメイン電極及びサブ電極にも適用可能である。
図１のＡ及びＢにおいて、それぞれ隣り合う個所にＡ’及びＢ’が位置すると想定したとき、Ａ及びＢはそれぞれ第１のメイン電極及び第２のメイン電極であり、Ａ’及びＢ’はそれぞれ第１のサブ電極及び第２のサブ電極であると認められる。なお、心臓からＡ及びＡ’までの距離をそれぞれｒ１、ｒ１’とし、且つ、Ｂ及びＢ’までの距離をそれぞれｒ２、ｒ２’として、数式２のＳＮＲ強調方法を用いて各電極において発生する動きアーチファクトを識別することができる。
第１の電極対及び第２の電極対、そしてそれぞれの電極対に組み込まれるメイン電極及びサブ電極間の動きアーチファクトの測定に関する内容の詳細については、図３に基づいて後述する。
【００１２】
図２は、本発明の一実施形態に係る心臓除細動器２００に対するブロック図である。
心臓除細動器２００は、第１の電極対２１０及び第２の電極対２２０と、第１の測定部２３０及び第２の測定部２４０と、第３の測定部２５０と、推定部２６０と、復元部２７０と、を備える。
第１の電極対２１０は、第１のメイン電極２１１及び第１のメイン電極と絶縁部２１２を間に挟んで隣り合うように配置されている第１のサブ電極２１３を有する。同様に、第２の電極対２２０は、第２のメイン電極２２１及び第２のメイン電極に隣り合うように配置されて絶縁部２２２を介して絶縁されている第２のサブ電極２２３を有する。第１の電極対２１０及び第２の電極対２２０のメイン電極とサブ電極を介して客体のＥＣＧ信号を受け取る。
第１の測定部２３０は、第１の電極対２１０の第１のメイン電極２１１と第１のサブ電極２１３との間の電位差を用いて、第１の電極対２１０に連関する第１の活動電位を測定する。
同様に、第２の測定部２４０は、第２の電極対２２０の第２のメイン電極２２１と第２のサブ電極２２３との間の電位差を用いて、第２の電極対２２０に連関する第２の活動電位を測定する。
【００１３】
推定部２６０は、第１の活動電位及び第２の活動電位間の差分に連関するＥＣＧアーチファクトの推定を行う。ＥＣＧアーチファクトは、本発明の心臓除細動器２００の複数の電極のうちの少なくとも一つ、または、客体に伝わる物理的な外力による客体内部の電気的なトポロジー変更を代表するノイズに対応する。
推定部２６０は、第１の測定部２３０及び第２の測定部２４０においてそれぞれ測定された第１の活動電位と第２の活動電位との間の差分を増幅させる第１の増幅器と、第１の増幅器の出力を第１の周波数帯域に対応して帯域通過させる第１の帯域通過フィルタ部と、帯域通過された信号をデジタル信号に変換する第１のアナログ−デジタル変換部と、を備える。
第３の測定部２５０は、第１のメイン電極２１１と第２のメイン電極２２１との間の電位差を用いてロウＥＣＧ信号を測定する。
第３の測定部２５０は、第１のメイン電極２１１の電位と第２のメイン電極２２１の電位との間の差分を増幅させる第２の増幅器と、第２の増幅器の出力を第２の周波数帯域に対応して帯域通過させる第２の帯域通過フィルタ部と、帯域通過された信号をデジタル信号に変換する第２のアナログ−デジタル変換部と、を備える。
【００１４】
復元部２７０は、推定部２６０において推定されたＥＣＧアーチファクトを用いて、ロウＥＣＧ信号からＥＣＧアーチファクトが除去された最終ＥＣＧを復元する。
復元部２７０は、推定部２６０において推定されたＥＣＧアーチファクトをフィルタリングする適応的フィルタ部と、第３の測定部において測定されたロウＥＣＧ信号をディレイするディレイ部と、ディレイされたロウＥＣＧ信号からフィルタリングされたＥＣＧアーチファクトを差し引いて最終ＥＣＧ信号を復元する演算部と、を備える。
【００１５】
図３は、本発明の一実施形態に係る心臓除細動器の第１の測定部２３０と、第２の測定部２４０と、第３の測定部２５０及び推定部２６０を例示的に実現した回路図である。
第１の電極対及び第２の電極対から測定される電位は、数式３のように表わされる。
【数３】
2015517355.tif 000005
数式３において、Ｈｅａｒｔｘｘは、第１の電極対（第１のメイン電極及び第１のサブ電極）及び第２の電極対（第２のメイン電極及び第２のサブ電極）において測定される心臓電位であり、ｅｘｘは、各電極の活動電位である。Ｘ、Ｘ’は、第１のメイン電極及び第１のサブ電極において測定された電位の変化を意味し、Ｙ、Ｙ’は、第２のメイン電極及び第２のサブ電極において測定された電位の変化を意味する。
第３の測定部２５０において測定される第１のメイン電極２１１と第２のメイン電極２２１との間の電位の変化は、数式４の通りである。
【数４】
2015517355.tif 000006
数式４において、ΔＨｅａｒｔＭは普通のＥＣＧを意味し、ΔｅＭは第１の電極対及び第２の電極対のメイン電極間の活動電位の差分を意味する。
【００１６】
第１の測定部２３０において測定される第１のメイン電極２１１と第１のサブ電極２１３との間の電位差と、第２の測定部２４０において測定される第２のメイン電極２２１と第２のサブ電極２２３との間の電位差は、下記式５の通りである。
【数５】
2015517355.tif 000007
数式５のＮＲ及びＮＬは、第１の測定部２３０及び第２の測定部２４０において測定されたそれぞれのメイン電極２１１、２２１とサブ電極２１３、２２３との間の電位差、すなわち、第１の活動電位及び第２の活動電位を意味する。
推定部２６０において測定される第１の活動電位及び第２の活動電位間の差分は、数式６で表わされる。
【数６】
2015517355.tif 000008
このとき、ΔＨｅａｒｔＲ及びΔＨｅａｒｔＬは相対的に小さな値を有するため、これを無視すれば、数式６の結果は、
2015517355.tif 000009
とみなされる。なお、上記の数式６の結果ＮＲＬは、ＥＣＧアーチファクトとして推定する。
すなわち、
また、電極の面積が活動電位の影響に比例する関係を有すると想定したとき、第１のメイン電極及び第２のメイン電極の活動電位ΔｅＲＭ、ΔｅＬＭは、それぞれΔｅＲ、ΔｅＬとして推定される。すなわち、
2015517355.tif 000010
とみなされる。
【００１７】
図４は、本発明の一実施形態に係る心臓除細動器の復元部２７０の例示的な実現を示す回路図である。
復元部２７０は、推定部２６０において推定されたＥＣＧアーチファクトと、第３の測定部２５０において測定されたロウＥＣＧ信号を正規化する正規化部４１０と、正規化された信号に対する相関性を判断する分析部４２０と、正規化されたロウＥＣＧ信号をディレイしてフィルタリングするディレイ部４３０及びＦＩＲフィルタ部４４０と、正規化されたロウＥＣＧ信号及びＥＣＧアーチファクトを復元する適応的フィルタ部４５０と、ディレイされたロウＥＣＧ信号からフィルタリングされたＥＣＧアーチファクトを差し引いて最終ＥＣＧ信号を復元する演算部４６０と、を備える。
図４によれば、復元部２７０は、推定部から入力されたＥＣＧアーチファクトの周波数特性を分析して経時的に変化するように低域通過帯域を設定する。そして、第３の測定部において測定されて入力されたロウＥＣＧ信号からＥＣＧアーチファクトの変化量とほとんど同じベースライン成分を取り出し、これを正規化部４１０を用いて正規化してスケールを合わせる。
【００１８】
正規化された信号は、分析部４２０の相互相関分析（Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）法を用いて相関性を読み取る。相関性の読み取りは、相互相関分析により得られた相関係数（Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を用いて行うが、相関係数が特定の数値を基準として低い数値を有する場合は、ＥＣＧアーチファクト信号は信頼できないものと認める。
例えば、相関係数が０〜１の範囲において数値化され、特定の基準が０．７であると想定したとき、相関係数が０．７よりも小さければＥＣＧアーチファクト信号は信頼できないため再測定せねばならない。
しかしながら、相関係数が０．７よりも大きければ、ＥＣＧアーチファクト信号は信頼できるものであるため、正規化されたロウＥＣＧ信号及びＥＣＧアーチファクト信号が得られる。
正規化されたロウＥＣＧ信号（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ＥＣＧ）及び正規化されたＥＣＧアーチファクトは、適応的フィルタ部４５０によって復元される。
正規化されたロウＥＣＧ信号（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ  ＥＣＧ）は、ディレイ部４３０及びＦＩＲフィルタ部４４０の遂行過程を経た後に、演算部４６０においてフィルタリングされたＥＣＧアーチファクトから差し引かれて最終的なＥＣＧ信号（Ｒｅｓｔｏｒｅｄ  ＥＣＧ）に復元される。
【００１９】
図５は、本発明の一実施形態に係る拡張された心臓除細動器２００を示すブロック図である。
心臓除細動器２００は、第１の電極対２１０及び第２の電極対２２０と、第１の測定部２３０及び第２の測定部２４０と、第３の測定部２５０と、推定部２６０と、エネルギー変換部２８０と、電力貯蔵部２９０と、を備える。
第１の電極対２１０及び第２の電極対２２０と、第１の測定部２３０及び第２の測定部２４０と、第３の測定部２５０及び推定部２６０は、図２に基づいて説明した通りであり、図２の構成要素に加えて、エネルギー変換部２８０及び電力貯蔵部２９０をさらに備える。
エネルギー変換部２８０は、心臓除細動器２００周りの電磁気信号を受信して電気エネルギーに変換する。
【００２０】
エネルギー変換部２８０は、心臓除細動器２００の電源供給状態情報を収集する電源監視部と、電源監視部から受け取った電源供給状態情報から電源供給の異常を見出した場合にこれを外部装置に転送するコントローラと、を備える。なお、心臓除細動器と外部装置との間の通信を司る通信プロセッサーと、電源監視部から収集された電源供給状態情報を用いて電源供給に対する現在の状態を点検する診断プロセッサーと、をさらに備える。
コントローラは、エネルギー変換部２８０を介して電源を供給することができない場合に自動的に内部電源供給を行うことを指示する。また、電源監視部を介して外部からの電源供給の問題を把握し、バッテリ残量が所定の基準（除細動のための最小の残量）以下に低下する場合に外部装置に通信機能中断のメッセージを転送した後に通信プロセスの機能を遮断する。
【００２１】
図６は、本発明において提案する動きアーチファクト測定が行える心臓除細動器の電極に対する構成図である。
心電図及び動きアーチファクトを同時に測定するために、図６に示す構造の電極対を利用する。各電極対は、絶縁部を間に挟んだ二つの分離された伝導部分を有し、これは、それぞれメイン電極及びサブ電極とみなされる。それぞれのメイン電極及びサブ電極は、分離された導線を介してコネクタに接続される。
【００２２】
図７は、本発明の一実施形態により、複数の電極を用いて客体のＥＣＧ信号をモニターリングする心臓除細動器の動作方法を示すフローチャートである。
ステップ７１０において、第１の電極対２１０の第１のメイン電極２１１と第１のサブ電極２１３との間の電位差を用いて、第１の電極対に連関する第１の活動電位を測定する。
第１の電極対２１０の第１のメイン電極２１１及び第１のサブ電極２１３は隣り合うように配置されており、絶縁部２１２を間に挟んで絶縁されている。
ステップ７２０において、第２の電極対２２０の第２のメイン電極２２１と第２のサブ電極２２３との間の電位差を用いて、第２の電極対に連関する第２の活動電位を測定する。
第２の電極対２２０は、上述した第１の電極対２１０と同様に、第２のメイン電極２２１及び第２のメイン電極に隣り合うように配置され、且つ、第２のメイン電極２２１と絶縁されている第２のサブ電極２２３を有する。  
【００２３】
ステップ７１０及びステップ７２０において測定された第１の活動電位及び第２の活動電位は、ステップ７３０においてＥＣＧアーチファクトを推定するのに用いられる。ＥＣＧアーチファクトは、第１の活動電位及び第２の活動電位間の差分と連関して推定される。
推定されたＥＣＧアーチファクトは、図３に基づいて説明したように、第１の活動電位と第２の活動電位との間の差分を増幅させ、増幅された出力を第１の周波数帯域に対応して帯域通過させた後に、帯域通過された信号をデジタル信号に変換するような方式を用いて求める。
ＥＣＧアーチファクトは、心臓除細動器の複数の電極のうちの少なくとも一つ、または、客体に伝わる物理的な外力による客体内部の電気的なトポロジー変更を代表するノイズに対応する。
【００２４】
ステップ７４０において、第１のメイン電極２１１及び第２のメイン電極２２１間の電位差を用いてロウＥＣＧ信号を測定する。
ロウＥＣＧ信号は、第１のメイン電極の電位と第２のメイン電極の電位との間の差分を増幅させ、増幅された出力を第２の周波数帯域に対応して帯域通過させた後に、帯域通過された信号をデジタル信号に変換するような方式を用いて得ることができる。
ステップ７５０において、推定されたＥＣＧアーチファクトを用いて、ロウＥＣＧ信号からアーチファクトが除去された最終ＥＣＧを復元する。
最終ＥＣＧの復元は、ロウＥＣＧ信号をディレイし、ＥＣＧアーチファクトをフィルタリングした後、ディレイされたロウＥＣＧ信号からフィルタリングされたＥＣＧアーチファクトを差し引くことにより行われる。
【００２５】
以上述べたとおり、本発明においては、具体的な構成要素などの特定の事項と限定された実施形態及び図面によって説明したが、これは、本発明のより全般的な理解への一助とするために提供されたものに過ぎず、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、このような記載から種々の修正及び変形を行うことが可能である。
よって、本発明の思想は、説明された実施形態に限定されて定められてはならず、後述する特許請求の範囲だけではなく、この特許請求の範囲と均等であるか、あるいは、等価的な変形があるあらゆるものは本発明の思想の範囲に属するものである。
【符号の説明】
【００２６】
２００：心臓除細動器
２１０：第１の電極対
２１１：第１のメイン電極
２１２：絶縁部
２１３：第１のサブ電極
２２０：第２の電極対
２２１：第２のメイン電極
２２２：絶縁部
２２３：第２のサブ電極
２３０：第１の測定部
２４０：第２の測定部
２５０：第３の測定部
２６０：推定部
２７０：復元部
２８０：エネルギー変換部
２９０：電力貯蔵部
４１０：正規化部
４２０：分析部
４３０：ディレイ部
４４０：ＦＩＲフィルタ部
４５０：適応的フィルタ部
４６０：演算部
Ａ，Ｂ：電位差測定位置
ＡＤＣ：アナログデジタル変換器
ＥＣＧ：心電図（ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ）
Ｒ：（電極間の）距離ベクトル
ｒ１，ｒ２：（心臓と測定電極間の）距離
【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７】
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【国際調査報告】
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