(57)【要約】  本発明は、被験者の胸部上の肋間筋から得られる表面筋電図測定に基づいて、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を患う患者における神経呼吸駆動（ＮＲＤ）を決定することに関する。被験者の皮膚に接触するための第１の電極２'及び第２の電極３'、並びに第１の電極２'と第２の電極３'との間における筋電図を記録するためのレコーダーを有する筋電図検査システムが示され、ここで第１の電極２'は、被験者の皮膚に接触するための第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂを有し、第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとは互いに絶縁され、前記レコーダーは、第１の電極２'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、第１の電極２'の第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間においてノイズ測定を形成するように構成される。他の態様に従って、筋電図検査システムのための対応する筋電図レコーダー、筋電図検査測定のための方法、及び対応するコンピュータプログラムが示される。
2018520729.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被験者の皮膚に接触するための第１の電極及び第２の電極、並びに
前記第１の電極と前記第２の電極との間における筋電図を記録するためのレコーダー
を有する筋電図検査システムにおいて、
前記第１の電極は、前記被験者の皮膚に接触するための第１の電極領域及び第２の電極領域を有し、ここで前記第１の電極領域と前記第２の電極領域とは互いに絶縁されている、並びに
前記レコーダーは、前記第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間におけるノイズ測定を行うように構成される、
ことを特徴とする筋電図検査システム。
【請求項２】
前記第２の電極は、前記被験者の皮膚に接触するための第３の電極領域及び第４の電極領域を有し、ここで前記第３の電極領域と前記第４の電極領域とは互いに絶縁されている、並びに
前記レコーダーはさらに、前記第２の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第２の電極の前記第３の電極領域と前記第４の電極領域との間におけるノイズ測定を行うようにも構成される、
請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項３】
前記ノイズ測定を行うために、前記第１の電極領域及び前記第２の電極領域を前記レコーダーの測定ユニットに、又は
前記筋電図を記録するために、前記第１の電極及び前記第２の電極を前記レコーダーの前記測定ユニットに
選択的に接続するための切り替えユニットをさらに有する、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項４】
前記第１の電極の組み合わされた信号を得るために、前記第１の電極領域からの信号と前記第２の電極領域からの信号とを組み合わせるための結合ユニットをさらに有する、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項５】
前記レコーダーは、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間における前記ノイズ測定に基づいて、前記第１の電極のノイズの寄与を決定するように構成される、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項６】
前記第１の電極は、前記第１の電極領域及び前記第２の電極領域を有する電極パッチから構成される、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項７】
前記第１の電極は、
前記第１の電極領域に電気結合される第１の接続点、及び
前記第２の電極領域に電気結合される第２の接続点
を有する、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項８】
前記電極の少なくとも１つは、ウェットゲル電極である及び／又は前記電極領域の少なくとも１つは、ウェットゲル電極領域である、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項９】
前記第１の電極領域及び前記第２の電極領域は、３ｍｍから４ｍｍの距離で隔てられている、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項１０】
基準電極をさらに有する、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項１１】
電極−皮膚の接触品質を示すための出力ユニットをさらに有する、請求項１に記載の筋電図検査システム。
【請求項１２】
第１の電極と第２の電極との間における筋電図検査信号を記録するための、請求項１に記載の筋電図検査システムのための筋電図レコーダーにおいて、前記レコーダーは、
被験者の皮膚に接触するための前記第１の電極の第１の電極領域から第１の信号を得るための第１のインタフェース、及び
前記第１の電極の第２の電極領域から第２の信号を得るための第２のインタフェースであり、ここで前記第１の電極領域と前記第２の電極領域とは互いに絶縁されている、第２のインタフェース
を有し、前記レコーダーは、前記第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間におけるノイズ測定を行うように構成される、筋電図レコーダー。
【請求項１３】
被験者の皮膚に接触するための第１の電極の第１の電極領域から第１の信号を得るステップ、
前記第１の電極の第２の電極領域から第２の信号を得るステップであり、ここで前記第１の電極領域と前記第２の電極領域は互いに節煙されている、ステップ、
前記第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間においてノイズ測定を行うステップ、並びに
前記第１の電極と第２の電極との間における筋電図検査信号を記録するステップ
を有する筋電図測定のための方法。
【請求項１４】
コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに請求項１３に記載の方法のステップを行わせるためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の分野は、被験者の胸部にある肋間筋から得られる表面筋電図検査測定に基づいて、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を患う患者における神経呼吸駆動（ＮＲＤ）を決定することに関する。本発明は、表面筋電図検査並びに特に、表面筋電図検査システム並びに対応するレコーダー及び方法、並びに前記方法を実行する対応するコンピュータプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
筋電図検査（ＥＭＧ）は、筋肉の活動を決定するための技術である。筋電図検査システムは、筋細胞が電気的又は神経学的に活性化されるとき、これらの筋細胞により生成される電位を検出する。筋肉の活動を示す電圧信号を得るために１つ以上の電極が利用される。
【０００３】
信号は、筋肉内で直接（侵襲的ＥＭＧ）又は筋肉の上にある皮膚上（表面ＥＭＧ）の何れか一方で測定されることができる。侵襲的ＥＭＧに対しては、電極は関心のある筋組織内に直に挿入される。表面ＥＭＧに対しては、非侵襲的技術として、電極は被験者の皮膚に付けられる。
【０００４】
表面ＥＭＧ測定は、筋組織により生成される非常に小さい電気変動の検出、処理及び記録を含む。これらの信号はしばしば、ほんの数μＶの振幅しかなく、故に他の主要なノイズ源、例えば測定システムから又は人間の身体自体からの何れか一方による干渉に曝される。
【０００５】
表面ＥＭＧの１つの応用は、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を患う患者における神経呼吸駆動（ＮＲＤ）を決定することである。ＮＲＤ値は、被験者の胸部にある肋間筋から得られる筋電図検査測定を使用して計算される。
【０００６】
国際特許出願公開番号WO 2013/045920 A1は、対応する患者監視方法及び監視装置を開示している。神経呼吸駆動（ＮＲＤ）は、第２肋間の傍胸骨の筋電図の測定を得ることにより測定される。信号は、従来の電極及び増幅器を使用して取得される。信号は、アナログ−デジタル変換を使用して処理され、信号のデジタルフィルタリング及び算術変換が続く。ＥＭＧ信号を改善するために、ＥＭＧ信号から心電図（ＥＣＧ）のアーチファクトを取り除くために、フィルタリングアルゴリズムを利用することが提案されている。ベースラインノイズを取り除くためにハイパスフィルターが原信号(raw signal)に適用され、呼吸アーチファクトを取り除くために１２Ｈｚから２０Ｈｚまでの追加のバンドパスフィルタリングが行われてもよい。測定されたＥＭＧ信号の信号品質は、検出可能な呼吸活動と測定されたＥＭＧ信号におけるバックグラウンドノイズレベルとの比較に基づいて決定される。
【０００７】
米国特許出願公開番号US 2014/0088394 A1は、電極と身体との間で行われる接続の質を評価する筋電図検査器具を開示している。この質は、電気インピーダンスとして測定され、高いインピーダンスは、低品質の接続を示し、低いインピーダンスは、高品質の接続を示している。
【０００８】
国際特許出願公開番号WO 2008/005478 A2は、電気刺激による神経疾患の治療及びそれに関係する方法に関する。さらに、この開示において、インピーダンスは、電極の皮膚との電気接触の質の測定として決定及び使用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
表面ＥＭＧ電極の配置は通例、訓練を受けた専門家に委ねられている。表面ＥＭＧ電極の配置は、これらＥＭＧ電極が置かれるべき皮膚の準備を含んでいる。そのような準備は、死んだ皮膚細胞を取り除くために、皮膚の最上層の洗浄、シェービング及び表皮剥離を含む。それにもかかわらず、かなりの個体内測定変動は、一貫性のない電極の取り付けにより起こる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の目的は、筋電図検査システムの取り扱いを容易にすることである。特に、訓練を受けていない人間であっても信頼性のある測定を行うことができるように、電極と皮膚との間における質の悪い接触を検出することが利点である。本発明の目的は、対応する方法並びに対応するコンピュータプログラムを提供することでもある。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、
−被験者の皮膚に接触するための第１の電極及び第２の電極、並びに
−前記第１の電極と前記第２の電極との間における筋電図を記録するためのレコーダー
を有する筋電図検査システムが示され、ここで、
−前記第１の電極は、被験者の皮膚に接触するための第１の電極領域及び第２の電極領域を有し、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域とは互いに絶縁されている、並びに
−前記レコーダーは、前記第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間におけるノイズ測定を行うように構成される。
【００１２】
本発明の他の態様は、筋電図測定のための方法が提供される。この方法は、
−被験者の皮膚に接触するための第１の電極の第１の電極領域から第１の信号を得るステップ、
−前記第１の電極の第２の電極領域から第２の信号を得るステップであり、ここで前記第１の電極領域と前記第２の電極領域とは互いに絶縁されている、ステップ、
−前記第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間におけるノイズ測定を行うステップ、並びに
−前記第１の電極と第２の電極との間における筋電図検査信号を記録するステップ
を有する。
【００１３】
本発明のさらに他の態様によれば、第１の電極と第２の電極との間における筋電図検査信号を記録するための、上述したような筋電図検査システムのための筋電図レコーダーが示され、このレコーダーは、
−被験者の皮膚に接触するための前記第１の電極の第１の電極領域から第１の信号を得るための第１のインタフェース、及び
−前記第１の電極の第２の電極領域から第２の信号を得るための第２のインタフェースであり、前記第１の電極領域と前記第２の電極領域とは互いに絶縁されている、第２のインタフェース
を有し、前記レコーダーは、前記第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極の前記第１の電極領域と前記第２の電極領域との間におけるノイズ測定を行うように構成される。
【００１４】
本発明のさらに他の態様において、コンピュータプログラムがコンピュータ上で実行されるとき、前記コンピュータに本明細書に開示される方法のステップを行わせるためのプログラムコード手段を有するコンピュータプログラム、並びに処理器により実行されるとき、本明細書に開示される方法を行うコンピュータプログラムプロダクトを記憶する非一時的なコンピュータ読取可能な記録媒体が提供される。
【００１５】
本発明の好ましい実施例は、従属請求項に規定される。請求される方法、筋電図レコーダー及びコンピュータプログラムは、請求される筋電図検査システムと類似する及び／又は同一である、並びに従属請求項に規定されるような好ましい実施例を持ち得ることを理解されたい。
【００１６】
本明細書に示される解決法は、筋電図検査システムの取り扱いを容易にする可能性を提供する。特に、好ましい解決法の態様は、訓練を受けていない人間であっても信頼性のある測定を行うことができるように、電極と皮膚との間における質の悪い接触を検出する可能性を提供する。
【００１７】
本発明は、実際のＥＭＧ測定を、個々の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決めることから切り離すことを提案している。第１の電極と第２の電極との間において実際のＥＭＧ測定が行われる一方、第１の電極は、被験者の皮膚と夫々接触している第１の電極領域及び第２の電極領域を有し、ここで第１の電極領域と第２の電極領域とは絶縁されていることが提案されている。言い換えると、前記第１の電極を第１の領域と第２の領域とに細分すること、及び電極−皮膚間の接触品質を決定するために、前記第１の電極の第１の電極領域と第２の電極領域との間におけるノイズ測定を行うことが提案されている。故に、ＥＭＧ信号全体の質を決定する代わりに、個々の電極−皮膚接触の接触品質が決定される。ノイズ測定を行う利点は、この測定が受動的測定として行われること、及び例えばインピーダンスの測定に必要とされるような被験者の体内への注入信号を必要としないことである。故に、被験者の体内に信号が注入される必要がないので、家での使用に対する筋電図検査システムの承認及び管轄官庁による承認は容易である。この装置が受動型であるため、規制はそんなに厳しくない。提案される筋電図検査は特に、病院及び家での環境に適切である。有利なことに、提案される筋電図検査システムは、ＥＭＧによる神経呼吸駆動（ＮＲＤ）値の決定の再現性及び精度を改善することを可能にする。信号が体内に注入されないことのさらなる利点は、長期間にわたる"連続する"ＥＭＧの記録を使用する実施例にとって、求めるＥＭＧ信号への干渉が少ないことである。
【００１８】
ＥＭＧ測定におけるノイズは、多数の発生源によりもたらされ得ることに注意すべきである。そのようなノイズ発生源は、熱（ジョンソン）雑音、測定システム雑音、金属−電解質界面(metal-electrolyte interface)、電極−皮膚界面及び他の筋肉からのＥＭＧ信号又はクロストークの寄与を含むことがある。肋間筋の活動を決定するための表面ＥＭＧ測定において、心臓の電気信号により生じる間欠的干渉は、クロストークの最上位の発生源の１つとなり得る。金属−電解質ノイズ、例えばウェットゲル電極における金属−ゲルノイズは無視できることは分かっている。より遠い筋肉からのＥＭＧノイズ又はクロストークは、第１及び第２の電極領域において相関される傾向があり、従って同相ノイズ(common mode noise)として少なくとも部分的に拒絶され得ることもさらに分かっている。発明者は、表面ＥＭＧ測定における相当量の干渉が測定する電極と皮膚との間、特に電極の電解質と皮膚との間の境界に生じるノイズが要因であることを分かっている。このノイズは普通、１／ｆスペクトル特性を持つことが分かっている。特に、皮膚にある電極からのノイズのパワースペクトルは、１／ｆα特性を持ち、ここでαは１．５から２の間である。このノイズ発生源は、半多孔膜を通る、すなわち本事例において皮膚−電解質の境界を通るイオン電荷輸送の結果として説明される。このようにして発生する過剰なノイズの量及び再現性は、電極−皮膚接触の質に大きく依存している。
【００１９】
第１の電極の第１の電極領域と第２の電極領域との間のノイズを測定することにより、被験者の皮膚に接触するための前記第１の電極領域の電極−皮膚接触、及び被験者の皮膚に接触するための前記第２の電極領域の電極−皮膚接触は、直列に接続される２つのノイズ発生源として見ることができる。そのような直列の測定に基づいて、前記第１の電極の第１及び第２の電極領域の個々の電極−皮膚接触のノイズの寄与が決定又は推定されることができる。それに応じて、例えば両方の電極領域の組み合わせ、特に並列接続を使用して、後続するＥＭＧ測定のために、前記第１の電極の第１及び第２の電極領域の並列の組み合わせのノイズの寄与が決定又は推定されることができる。これは、図を参照する例に対しより詳細に説明される。
【００２０】
本明細書に用いられるように、被験者の皮膚に接触することは、被験者の皮膚に電気的に接触すること、特にＥＭＧ測定を可能にする接触を確立することを言及している。
【００２１】
本明細書に用いられるように、電極領域は、被験者の皮膚に接触するための接触領域を言及している。前記第１の電極は、被験者の皮膚に接触するための２つ以上の電極領域を有することができる。筋電図検査システムは、２つ以上の電極を有し、これら電極の少なくとも１つは、被験者の皮膚に接触するための少なくとも２つの電極領域を有する。
【００２２】
本明細書に用いられるように、電極領域からの信号は、電極領域における電位を示す信号を言及している。
【００２３】
ある実施例において、前記第１の電極と同じように、第２の電極は、被験者の皮膚に接触するための第３及び第４の電極領域を有し、ここで、第３の電極領域と第４の電極領域とは互いに絶縁され、及びレコーダーはさらに、前記第２の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第２の電極の第３の電極領域と第４の電極領域との間においてノイズ測定を行うようにも構成される。それにより、第２の電極の電極−皮膚接触は、前記第２の電極に含まれる２つの電気絶縁された領域のノイズ測定に基づいて決定される。この実施例の利点は、電極−皮膚接触が前記第１の電極及び前記第２の電極に対し別々に決定され得ることである。任意で、前記電極の１つ以上の接触品質が前記システムによりユーザに示される。故に、２つの電極の一方が既に正しく位置決められたと仮定する場合、前記システムは、これら２つの電極のどちらが質の悪い電極−皮膚接触であるか、及び再配置されるべきであることを示す。それにより、筋電図検査システムの取り扱いは改善される。
【００２４】
それに応じて、ある実地例において、前記提案した方法はさらに、被験者の皮膚に接触するための第２の電極の第３の電極領域から第３の信号を得るステップ、前記第２の電極の第４の電極領域から第４の信号を得るステップであり、前記第３の電極領域と前記第４の電極領域とは互いに絶縁されている、ステップ、並びに前記第２の電極の前記第３の電極領域と前記第４の電極領域との間におけるノイズ測定に基づいて、前記第２の電極の電極−皮膚接触の表面接触品質を決定するステップ、を有する。
【００２５】
ある実施例において、筋電図検査システムはさらに、
−前記第１の電極領域及び前記第２の電極領域をノイズ測定を行うためのレコーダーの測定ユニットに、又は
−前記第１の電極及び前記第２の電極を筋電図を記録するためのレコーダーの測定ユニットに
選択的に接続するための切り替えユニットを有する。任意で、この切り替えユニットは、前記第２の電極の第３の電極領域及び第４の電極領域を、ノイズ測定を行うためのレコーダーの測定ユニットに選択的に接続するように構成される。故に、第２の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第２の電極の第３の電極領域と前記第４の電極領域との間において第２のノイズ測定が行われる。この実施例の利点は、レコーダーの測定ユニットが１つ以上のノイズ測定及び筋電図の実際の記録の両方を行うのに使用され得ることである。前記電極又は電極領域から夫々受信される信号を処理するために、切り替えユニットが信号処理チェーンの異なる段階に配され得ることも述べておく。例えば、切り替えユニットは、電極、第１の電極領域及び第２の電極領域夫々からの接点又はリード線に、レコーダーより前又はその内部に直接配されることができる。故に、レコーダーは前記切り替えユニットを有することができる。この切り替えユニットは、初期増幅器、フィルター及び／又はアナログ−デジタル変換器の後に適用されることができる。
【００２６】
ある実施例において、前記筋電図検査システムはさらに、前記第１の電極の組み合わされた信号を得るために、第１の電極領域及び第２の電極領域からの信号を組み合わせるための結合器ユニットを有する。言い換えると、第１の電極が、それら領域はノイズ測定に有利に使用される、第１の電極領域及び電気的に絶縁される第２の電極領域を有しているけれど、第１の電極領域及び第２の電極領域は、前記第１の電極と前記第２の電極との間における筋電図の実際の記録のために、前記結合器ユニットにより一緒に結合され得る。言い換えると、特に、単一のパッチ又は電極内にある電極領域に対する恐らくは同じではないノイズ発生源の影響を減らすために、第１の電極領域と第２の電極領域とを短絡させることが好ましい。対応する結合器ユニットは、第２の電極の組み合わされた信号を得るために、第３の電極領域及び第４の電極領域からの信号を組み合わせるのにも使用されることもできる。これらの信号は、例えば電気的に組み合わされる又はデジタル領域にアナログ−デジタル変換した後に結合されることもできる。筋電図を記録するために、第１の電極領域と第２の電極領域とを結合することの利点は、より大きな領域の電極が良好な接触、低いインピーダンス及び少ないノイズの少なくとも１つを提供できることである。前記ノイズは、
【数１】
2018520729.tif 000003
に比例することが分かっている。好ましくは、結合器ユニットは、電気又は電子切り替え装置である。レコーダーは、この結合器を有することができる。好ましくは、第１の電極領域及び第２の電極領域から来る信号用リード線は、電極−皮膚接触が変わらないように、電極−皮膚接触の接触品質を決定するための測定と、実際のＥＭＧ測定との間において機械的に操作されない。
【００２７】
ある実施例において、前記レコーダーは、前記第１の電極の第１の電極領域と第２の電極領域との間におけるノイズ測定に基づいて、前記第１の電極のノイズの寄与を決定するように構成される。言い換えると、第１の電極全体のノイズの寄与又は推測されるノイズの寄与は、前記第１の電極の第１の電極領域と第２の電極領域との間における事前の直列の測定に基づいて決定されることができる。言い換えると、第１の電極の電極−皮膚接触の全体のノイズの寄与が決定されることができる。この全体のノイズの寄与はこのとき、第１の電極領域及び第２の電極領域の併用に対する、前記第１の電極の電極−皮膚接触のノイズを示す。
【００２８】
ある実施例において、前記第１の電極は、第１の電極領域と第２の電極領域とを有する電極パッチで構成される。この実施例の利点は、そのような第１の電極領域と第２の電極領域とを有する電極パッチが従来の単一接点の電極から既に知られているように取り扱われ得ることである。第１の電極領域と第２の電極領域とを有する第１の電極パッチ、及び第２の電極の第３の電極領域と第４の電極領域とを有する別個の第２の電極パッチは、現在あるやり方を略変更することなく利用されることができる。筋電図検査システムの夫々の電極領域とレコーダーとの間に夫々の個別の接続が確立され得ることが分かる。
【００２９】
ある実施例において、第１の電極は、
−第１の電極領域に電気結合される第１の接点、及び
−前記第２の電極領域に電気結合される第２の接点
を有する。故に、１つの電極のこれら２つの電極領域の別個の接続が提供される。これら２つの別個の電極領域は、例えば２つの別個のリード線を介して筋電図検査システムのレコーダーに接続されることができる。別個のケーブルが使用される、又は前記第１の電極の第１及び第２の接点に接続するためのコネクタを有する１つのケーブルが使用されることが分かる。レコーダーは、各電極の夫々の接点に接続するための夫々のインタフェースを有することができる。
【００３０】
ある実施例において、前記電極の少なくとも１つは、ウェットゲル電極である、及び／又は前記電極領域の少なくとも１つは、ウェットゲル領域である。前記電極の少なくとも１つは、銀／塩化銀電極とすることができる、及び／又は前記電極領域の少なくとも１つは、銀／塩化銀電極領域とすることができる。これらの実施例の利点は、電極及び／又は電極領域が低コストで有利に製造され得る信頼性のある技術を用いて実施され得ることである。
【００３１】
ある実施例において、第１の電極領域及び第２の電極領域は、３ｍｍから４ｍｍだけ隔てられている。この隔たりの利点は、第１の電極領域と第２の電極領域との間において信頼性のあるノイズ測定が行われ得ることである。筋肉上にある電極領域が遠くに隔てられるほど、下層にある筋肉からの信号は大きくなることが分かっている。しかしながら、提案されるノイズ測定にとって、下層にある筋肉からの大きな信号は望ましくない。その上、電極領域が遠くに隔てられるほど、隣接する筋肉が多くのクロストークを生じさせる。提案される隔たりは、筋電図において測定され筋肉の目標信号及びさらに他の筋肉からのクロストーク形式のノイズが低い振幅しか持たないように、第１の電極領域と第２の電極領域とが互いに十分近接して隔てられているので、特に有利である。同時に、その隔たりが十分に広い場合、第１の電極領域と第２の電極領域とが被験者の皮膚に付けられたときであっても、第１の電極領域と第２の電極領域との間の電気絶縁が保証されることができる。第１の電極の第１の電極領域及び第２の電極領域は、被験者の皮膚に夫々接触するための近接する又は隣接する電極領域と見ることができる。被験者の皮膚に付けられるとき、第１の電極と第２の電極との間における分離は、前記第１の電極の第１の電極領域と第２の電極領域との間における分離よりも好ましくは大きい。
【００３２】
体内から生じ、電極により表面で測定されるＥＭＧ信号は、電極間の隔たりが減少するにつれて、振幅が小さくなる。結果として、被験者の皮膚に接触するための第１及び第２の領域を有する第１の電極により測定されるノイズは、電極単独において２つのノイズ発生源の直列の組み合わせにより支配され、これは故に、第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質のインジケータとして役立つ。ＥＭＧ電極の配置に関しては、De Luca他著、"Inter-electrode spacing of surface EMG sensors: Reduction of crosstalk contamination during voluntary contractions", Journal of Biomechanics 2011, は、筋肉上にある電極の隔たりが大きいほど、信号は大きいことを教えている。故に、筋肉上での大きな電極の隔たりは、大きな振幅を持つ目標筋肉信号を得るのに望ましい。しかしながら、その距離が大きいほど、隣接する筋肉が信号に大きな影響を与える。故に、研究は、所望する目標信号の振幅と、他の筋肉からのクロストークとの間にバランスがあることを教えている。この科学的な研究は、クロストーク信号を減らすために、１０ｍｍの電極間の間隔を教えている。
【００３３】
ある実施例において、筋電図検査システムはさらに、基準電極を有する。任意の追加電極としての接地又は基準電極は、例えば電力線ノイズのような同相ノイズ(common mode noise)を制限するのに使用される。利点として、同相信号除去比（ＣＭＲＲ）がこれにより改善される。基準電極の他の利点は、一次測定電極における如何なる同相信号もＥＭＧレコーダーの入力増幅器に過負荷をかけることから制限することである。有利なことに、基準電極は、身体上の電気的に中性な場所、例えば鎖骨上に置かれる。基準電極は、身体の電気的に中性な場所、例えば骨突出部位において第１及び第２の電極から離れて置かれる。
【００３４】
ある実施例において、筋電図検査システムはさらに、電極−皮膚接触品質を示すための出力ユニットを有する。この実施例の利点は、電極が適切に取り付けられたかを出力ユニットを用いて示されることである。例えば、ユーザは、接触品質が夫々のしきい値より上又は下にある場合に警告されることができる。既定のしきい値より下にある接触品質は、質の悪い接触品質であること示す。しかしながら、既定のしきい値より上にある接触品質は、第１の電極領域及び第２の電極領域は互いに適切に隔てられてなく、これらの領域間において短絡を示していることを示している。前記出力ユニットは、如何なるモダリティ、例えば音響及び／又は視覚メッセージを提供して電極−皮膚接触品質を示すことができる。さらに、ユーザは、前記電極の１つ以上を再配置するよう指示されることができる。
【００３５】
本発明のこれら及び他の態様は、以下に開示される実施例から明らかであり、これら実施例を参照して説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】被験者に適用される筋電図検査システムを示す。
【図２】図１のＥＭＧ構成の電気的等価モデルを示す。
【図３】被験者に適用される本発明のある態様に従う筋電図検査システムを示す。
【図４】図３のＥＭＧ構成の電気的等価モデルを示す。
【図５Ａ】本発明のある態様に従う電極パッチの上面図を示す。
【図５Ｂ】本発明のある態様に従う電極パッチの底面図を示す。
【図６】被験者の肋間筋上で行われる例示的な表面ＥＭＧの記録を示す。
【図７】電極−皮膚の過剰ノイズの例示的なグラフを示す。
【図８】本発明のある態様に従う筋電図測定のための方法のフローチャートを示す。
【図９Ａ】第１の測定ステップ中の第１の測定構成を示す。
【図９Ｂ】第２の測定ステップ中の第２の測定構成を示す。
【図９Ｃ】第３の測定ステップ中の第３の測定構成を示す。
【図１０】本発明のある態様に従う筋電図検査システムの第１の例示的な回路構成を示す。
【図１１】本発明のある態様に従う筋電図検査システムの第２の例示的な回路構成を示す。
【図１２】本発明のある態様に従う筋電図検査システムの第３の例示的な回路構成を示す。
【図１３】本発明の他の態様に従う筋電図検査システムの第４の例示的な回路構成を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
図１は、現在の筋電図検査システムの実施例を示す。この図において、筋電図検査システムは、参照番号１を用いてその全体を示している。
【００３８】
筋電図検査システム１は、被験者１００の皮膚に接触するための第１の電極２及び第２の電極３、並びに前記第１の電極２と前記第２の電極３との間における筋電図を記録するためのレコーダー４を有する。本実施例におけるレコーダー４は、このレコーダー４の第１のインタフェース６及び第２のインタフェース７に接続される測定ユニット５を有する。第１の電極２は、この第１の電極２から第１の信号を供給するための第１のリード線８を介して、前記レコーダー４の第１のインタフェース６に接続されている。第２の電極３は、この第２の電極３から第２の信号を供給するための第２のリード線９を介して、前記レコーダー４の第２のインタフェース７に接続されている。
【００３９】
レコーダー４の測定ユニット５は例えば、第１の電極２から得られる前記第１の信号と第２の電極３から得られる前記第２の信号との差に基づいて筋電図を得るための差動増幅器を有することができる。例えば、レコーダー４は、高利得、高同相の増幅器、アナログ−デジタル（Ａ／Ｄ）変換器、及び任意のデータ処理及び記憶機能を有することができる。レコーダー４は、電極により測定されるべき筋肉群に接続される。
【００４０】
表面ＥＭＧ測定は、人間の筋組織により発生する非常に小さな電気変動の検出、処理及び記録を含む。これら信号はしばしば、数μＶの振幅しかなく、従って他のより主要なノイズ発生源による、測定システム又は人間の体自身の何れか一方による干渉にさらされる。ＥＭＧシステムの可能な応用は、人間の筋組織により発生する、すなわち胸部の肋間筋からの電気変動を測定し、慢性閉塞性肺疾患（ＣＯＰＤ）を患う患者における神経呼吸性運動（ＮＲＤ）の指数を計算することである。
【００４１】
図２は、図１の表面ＥＭＧ測定構成の簡略化した電気的等価モデルを示す。第１の電極２及び第２の電極３は、レコーダー４の測定ユニット５に接続されている。図２の例示的な実施例において、例示的な希望信号(wanted signal)として、肋間筋生体電位信号が参照番号１１を用いて示される。希望肋間筋生体電位信号２１に加え、図２の電気的等価モデルはさらに、第１の測定電極２と第２の測定電極３との間の組織インピーダンス２２を示す。さらに、クロストーク信号２３により示されるようなクロストークが存在し、これは希望しない緊張筋の活動或いは生体電位及び／又は動きアーチファクトによるものである。そのような希望しない寄与は、図２において破線の矢印により示される。測定ユニット５を使用して、第１の電極２及び第２の電極３により与えられる接触を介して測定を行うとき、測定ユニット５は必然的に、全ての信号及びノイズ発生源を見る、並びに１つの共通(common)信号を受信する。含まれる問題は、信号発生源及びノイズ発生源は、性質が略同じように見えることであり、これが個々の寄与に切り離すことを難しくさせるということである。故に、図１に示される構成において、必要とされるＥＭＧ測定の全体的な品質は、例えば全体的な信号対ノイズ比を決定することにより決められることができる。
【００４２】
図３は、本発明のある態様に従う筋電図検査システム１'の実施例を示す。筋電図検査システム１'は、被験者１００の皮膚に接触するための第１の電極２'及び第２の電極３'、並びに第１の電極２'と第２の電極３'との間における筋電図を記録するためのレコーダー４'を有する。第１の電極２'は、患者１００の皮膚に接触するための第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂを有し、ここで第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとは互いに絶縁されている。第２の電極３'は、被験者１００の皮膚に接触するための第３の電極領域３Ａ及び第４の電極領域３Ｂを有し、ここで第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとは互いに絶縁されている。
【００４３】
レコーダー４'は、第１の電極２'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、第１の電極２'の第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間のノイズ測定を行うように構成される。それに対応して、レコーダー４'はさらに、第２の電極３'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、第２の電極３'の第３の接触領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとの間のノイズ測定を行うようにも構成される。
【００４４】
この例示的な実施例において、レコーダー４'は、測定ユニット５及び任意の切り替えユニット１０を有する。この実施例における切り替えユニット１０は、レコーダー４'の４つのインタフェース６Ａ、６Ｂ、７Ａ、７Ｂに接続される４つの入力部を有する。レコーダー４'の第１のインタフェース６Ａは、第１のリード線８Ａを介して第１の電極２'の第１の電極領域２Ａに接続される。第２のインタフェース６Ｂは、第２のリード線８Ｂを介して第１の電極２'の第２の電極領域２Ｂに接続される。第３のインタフェース７Ａは、第３のリード線９Ａを介して第２の電極３'の第３の電極領域３Ａに接続され、及び第４のインタフェース７Ｂは、第４のリード線９Ｂを介して第２の電極３'の第４の電極領域３Ｂに接続される。
【００４５】
図５Ａ及び５Ｂは、被験者１００の皮膚に別々に接触するための第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂを有する第１の電極２'の例示的な実施例を示す。
【００４６】
一般的に、電極領域の減少はノイズを増大させるので、ここでノイズは、
【数２】
2018520729.tif 000004
に比例しているので、１つの電極の領域を別個の電極領域に分割することにより電極領域を減らすことは望ましくないことが強調されるべきである。
【００４７】
図５Ａは、第１のコネクタ５１及び第２のコネクタ５２を有する第１の電極２'の上面図を示す。図５Ａは故に、使用中は被験者の皮膚に面していない電極パッチの側を示している。第１のコネクタ５１は、被験者の皮膚に接触するための第１の電極領域２Ａに接続するように構成される。第２のコネクタ５２は、被験者の皮膚に接触するための第２の電極領域２Ｂに接続するように構成される。
【００４８】
図５Ｂは、第１の電極２'の底面図を示す。第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとは互いに絶縁されている。例えば、これらの領域は、第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間を間隙５３により絶縁される。第１の電極２Ａと第２の電極２Ｂとは、非導電材料により絶縁されることもできる。有利なことに、第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂは、図５において矢印により示されるような３−４ｍｍの距離ｄにより隔てられている。被験者１００の皮膚に適用されるとき、第１の電極２'の第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間の隔離又は距離ｄは、第１の電極２'と第２の電極３'との間の距離よりも小さくすべきである。さらに、電極パッチが３つ以上の電極領域を有し得ること及び別のコネクタが使用され得ることも述べておく。
【００４９】
図５Ａ及び５Ｂに示される実施例において、第１の電極２'は、２つの接点のＥＭＧウェットゲル電極パッチとして実施されている。しかしながら、異なる種類の電極及び／又は電極領域が代わりに使用されてもよい。電極パッチは有利なことに、少なくとも２つの別々のリード線がレコーダーに接続することを可能にする独立した接続点を持つ、少なくとも２つの電気絶縁される電極領域を有する。前記パッチの各接続点は、例えばそれ自身の別々の／絶縁されるウェットゲル電解質領域を持つことができる。現在の単接点の電極の知識は、少なくとも２つの別々の電気絶縁される電極領域を有する電極を実施するために使用されることが分かっている。
【００５０】
図４は、被験者１００の皮膚に適用されるとき、図３に示される筋電図検査システム１'の簡略化した電気的等価モデルを示す。図４の上半分は本質的に第１の電極２'に属するのに対し、図４の下半分は第２の電極３'に対応している。図２にあるように、目的は、組織インピーダンス２２に並列してモデル化される主要な希望ＥＭＧ信号２１を測定することである。図２に示されるようなクロストーク信号２３は、明確にするために図４において省略されている。
【００５１】
発明者は、例えば心臓からの電気信号により生じる間欠的干渉のようなクロストークは別として、干渉及び表面ＥＭＧ測定の最も重要な発生源の１つは、測定する電極と皮膚との間にある境界において発生するノイズであることが分かっている。特に、このノイズは、１／ｆのスペクトル特性を持つことができ、ここでｆは周波数を示す。このノイズは、半多孔膜を通る、すなわち本事例において皮膚−電解質の境界を通るイオン電荷輸送の結果として説明されることができる。一般的な１／ｆの電極ノイズの一例が図７に示される。この方法で生じる過剰ノイズの量及び再現性は、電極−皮膚接触の品質に大きく依存していることを分かっている。従って、電極−皮膚接触の接触品質を決定するためにノイズ測定を行うことが提案されている。
【００５２】
図４の電気的等価回路図は故に、簡略化された電極−皮膚モデル４１Ａ−４２Ｂにより示される４つの電極−皮膚接触を有する。第１の電極２'は、２つの別個の電極−皮膚接触４１Ａ、４１Ｂを有し、ここで電極−皮膚接触４１Ａは、第１の電極の第１の電極領域２Ａに対応し、電極−皮膚接触４１Ｂは、第１の電極の第２の電極領域２Ｂに対応している。第２の電極３'は、２つの別個の電極−皮膚接触４２Ａ、４２Ｂを有し、ここで電極−皮膚接触４２Ａは、第２の電極の第３の電極領域３Ａに対応し、電極−皮膚接触４２Ｂは、第２の電極の第４の電極領域３Ｂに対応している。
【００５３】
各々の電極−皮膚接触４１Ａ−４２Ｂは、一次ローパスフィルタとして機能的に動作する抵抗４２及びリアクタンス４３、並びに電極の半電池電位（銀／塩化銀(Ag/AgCl)に対し２５℃で０．２２２Ｖ）を示すＤＣ電圧源４４を有する要素の組み合わせとしてモデル化されることができる。その上、電極−皮膚接触は、皮膚−電極界面を横切るイオン電荷の移送により生じる１／ｆノイズ発生源４５を有するようにモデル化されることもできる。接触品質を定量化及び／又は示すために、このノイズ発生源を使用することが提案されている。
【００５４】
第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂへの接触を介して第１の電極２'を検証するとき、２つの電極−皮膚接触４１Ａ及び４１Ｂからの寄与だけでなく、残余ＥＭＧ信号４６及び残余組織インピーダンス４７も見られる。しかしながら、特に、第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間の小さな隔離に対し、上記残余の寄与は許容されることができる。体内で生成され、電極を用いて表面で測定されるＥＭＧ信号は、電極間の隔たりが減少するにつれて、振幅が小さくなることが分かっている。故に、電気絶縁されているが、近接して離間される電極領域を有する１つの電極の端末から検証するとき、第１の電極の第１の電極領域と第２の電極領域との間で測定されるノイズは、電極における２つのノイズ発生源の直列の組み合わせにより支配される。
【００５５】
第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂの電極−皮膚接触は、各々の電極パッチにおける直列の組み合わせとして見られる。この直列の組み合わせから決定されるノイズは、第１の電極の電極−皮膚接触の接触品質を決定するためのインジケータとして役立つ。
【００５６】
例えば、測定されたノイズが、既定のしきい値を超える場合、筋電図検査システムはユーザに電極を再配置するよう通知する。通知は、例えば図３に示される限定しない実施例に従って、例えばレコーダー４'に任意に含まれる出力ユニット１１を介して出されることができる。それに対応して、測定されたノイズレベルが第２の既定のしきい値より低い場合、これは、第１の電極領域と第２の電極領域との間での短絡を示す。故に、電極は再び再配置されるか又は交換されなければならない。
【００５７】
図８は、以下のステップを有する本発明の態様に従う、筋電図測定のための方法の例示的な実施例を示している。
【００５８】
第１のステップＳ１において、被験者の皮膚に接触するための第１の電極２'の第１の電極領域２Ａから第１の信号が得られる。
【００５９】
第２のステップＳ２において、被験者の皮膚に接触するための第１の電極２'の第２の電極領域２Ｂから第２の信号が得られ、ここで第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとは互いに絶縁されている。
【００６０】
第３のステップＳ３において、前記第１の電極２'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、前記第１の電極２'の第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間においてノイズ測定が行われる。
【００６１】
任意の他のステップにおいて、前記第１の電極２'と他の第２の電極３'との間における筋電図検査信号が記録されることができる。それに対応して、第２の電極３'が少なくとも第３の電極領域３Ａ及び第４の電極領域３Ｂを有し、ここで第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとは互いに絶縁されているという条件で、前記第２の電極３'の電極−皮膚接触の接触品質も上述したようなノイズ測定に基づいて決定されることができる。
【００６２】
筋電図検査システム１'により行われる測定の例示的なシーケンスは、図３及び図４と共に図９Ａから図９Ｃを参照して説明される。対応する方法は、以下のステップを有する。
【００６３】
図９Ａを参照すると、第１のステップにおいて、第１の電極２'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、第１の電極２'の第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間におけるノイズ測定が行われる。ある実施例において、図３に示されるように、レコーダー４'は、レコーダー４'の第１のインタフェース６Ａと測定ユニット５の第１の入力部１２Ａとの間の接触を確立し、さらにレコーダー４'の第２のインタフェース６Ｂと測定ユニット５の第２の入力部１２Ｂとの間の接触を確立する切り替えユニット１０を有する。これにより、測定ユニット５は、第１の電極２'の第１の接触領域２Ａと第２の接触領域２Ｂとの間におけるノイズ測定を行うことができる。この測定は、許容可能な低い残余ＥＭＧ信号４６及び残余組織インピーダンス４７と同じく、第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂ夫々の電極−皮膚接触４１Ａ及び４１Ｂの直列の組み合わせを有する。
【００６４】
図９Ｂを参照すると、第２のステップにおいて、第２の電極３'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、第２の電極３'の第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとの間において対応するノイズ測定が行われる。図３に示される実施例を参照すると、切り替えユニット１０は故に、レコーダー４'の第３のインタフェース７Ａと測定ユニット５の第１の入力部１２Ａとの間の接続を確立し、レコーダー４'の第４のインタフェース７Ｂと測定ユニット５の第２の入力部１２Ｂとの間の接続を確立するように構成される。測定ユニット５は、それにより第２の電極３'の第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとの間におけるノイズ測定を行うことができる。この測定は、許容可能な低い残余ＥＭＧ信号及び残余組織インピーダンスと同じく、第３の電極領域３Ａ及び第４の電極領域３Ｂ夫々の電極−皮膚接触４２Ａ及び４２Ｂの直列の組み合わせを有する。代替実施例において、測定ユニット５は、切り替えユニット１０を必要とすることなく、第１の電極２'の第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間におけるノイズ測定、及び第２の電極３'の第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとの間におけるノイズ測定を行うための追加の入力部を有することができる。特に、ノイズ測定は、並行して行われる。
【００６５】
図９Ａ又は図９Ｂを夫々参照して説明されるように、各電極パッチに対し、夫々２つの電極−皮膚接触のノイズ発生源の直列の組み合わせが確立されている。第１の電極と第２の電極との間における実際のＥＭＧ測定は、第１の電極の電極領域２Ａ、２Ｂの少なくとも一方と、第２の電極の電極領域３Ａ、３Ｂの少なくとも一方との間において行われる。有利なことに、第１の電極２'の第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂの出力は、例えば結合ユニットを使用して一緒に組み合わされる。それに対応して、第２の電極３'の第３の電極領域３Ａ及び第４の電極領域３Ｂの出力も一緒に組み合わされることができる。従って、第１の電極は、組み合わされた電極−皮膚接触４１を提供し、第２の電極は、組み合わされた電極−皮膚接触４２を提供する。故に、正常な２つのリード線付きＥＭＧ測定構成は、実際のＥＭＧ測定のために確立されることができる。
【００６６】
各々任意の値である、２つの直列接続されるノイズ発生源を並列に接続するとき、結果生じる合計の並列なノイズ値が何であるかとうことは一般に不可能である。しかしながら、この特定な事例において、所与の単一の電極パッチ内にある電極領域がすぐ近くにあるとき、相関関係は無いものの、２つの電極領域の１つから各々生じている２つのノイズ発生源は、振幅が非常に類似していると仮定することは理にかなっていることは分かっている。この仮定を使用する場合、等価な並列接続されるノイズ値が計算されることができる。
【００６７】
直列での測定されるノイズ電圧が、
【数３】
2018520729.tif 000005
である場合、及び近接しているため、
【数４】
2018520729.tif 000006
である場合、このとき
【数５】
2018520729.tif 000007
であり、ここで
【数６】
2018520729.tif 000008
である。
【００６８】
並列でのノイズ電圧が、
【数７】
2018520729.tif 000009
である場合、（２）に（１）を代入することにより、並列なノイズ電圧が
【数８】
2018520729.tif 000010
と決定されることができる。
【００６９】
この並列接続される配置の合計のノイズの寄与は、第１の電極２'から測定されるシステムまでの合計のノイズを効率的に示す。図９を参照して示される配置に対しこのノイズの決定を行った後、このシステムにおける第２の電極３'に対し、図９Ｂに例示されるように、同じ測定が繰り返される。電極２'、３'の各々に対し、十分に良好な程度の電極−皮膚の接触品質が達成されたかをユーザに示すことができる。どちらの電極が問題のある電極であるかに関する特定の表示が与えられることもこの方法の利点である。
【００７０】
図９Ｃを参照すると、第３のステップにおいて、第１の電極２'と第２の電極３'との間における筋電図が記録される。有利なことに、単一の電極パッチ内の２つの電極領域における恐らくは同じではないノイズ発生源の影響を減らすために、図９Ｃに例示されるように、各電極の電極領域が短絡されている。
【００７１】
図１０から図１３は、本発明のある態様に従う筋電図検査システムの回路構成の例示的な実施例を示す。
【００７２】
図１０は、被験者の皮膚に接触するための第１の電極２'及び第２の電極３'並びに第１の電極２'と第２の電極３'との間における筋電図を記録するためのレコーダー４'を有する筋電図検査システム１'を示す。第１の電極２'は、被験者の皮膚に接触するための第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂを有し、ここで第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとは互いに絶縁されている。それに対応して、第２の電極３'は、被験者の皮膚に接触するための第３の電極領域３Ａ及び第４の電極領域３Ｂを有し、ここで第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとは互いに絶縁されている。示される実施例において、レコーダー４'は、測定ユニット５及び切り替えユニット１０を有する。測定ユニット５は、差動増幅器６１、アナログ−デジタル変換器６２及びマイクロ制御器６３を有する。アナログ−デジタル変換器６２及び／又は差動増幅器６１は、マイクロ制御器６３の一部とすることができることも述べておく。
【００７３】
この実施例における切り替えユニット１０は、３つの異なる状態を想定する。第１の状態において、切り替えユニット１０は、レコーダー４'の第１のインタフェース６Ａを介して得られた信号を差動増幅器６１の第１の入力部に結合する、及び第２のインタフェース６Ｂを介して得られた信号を差動増幅器６１の第２の入力部に結合するように構成される。第２の状態において、切り替えユニット１０は、レコーダー４'の第３のインタフェース７Ａを介して得られた信号を差動増幅器６１の第１の入力部に結合する、及びレコーダー４'の第４のインタフェース７Ｂを介して得られた信号を差動増幅器６１の第２の入力部に結合するように構成される。第３の状態において、前記切り替えユニットは、レコーダー４'の第１のインタフェース６Ａを介して得られた信号及び／又はレコーダー４'の第２のインタフェース６Ｂを介して得られた信号を差動増幅器６１の第１の入力に結合する、並びにレコーダー４'の第３のインタフェース７Ａを介して得られた信号及び／又はレコーダー４'の第４のインタフェース７Ｂを介して得られた信号を差動増幅器６１の第２の入力部に結合するように構成される。切り替えユニット１０の異なる状態は、マイクロ制御器６３により制御される。筋電図検査システム１'はさらに、図９Ｃに例示的に示されるような、１つの電極の異なる電極領域からの出力を一緒に結合するための１つ以上の結合器ユニット６４を有する。故に、切り替えユニットの３つの状態は、図９Ａから図９Ｃを参照して、上述された方法のステップを行うために使用されることができる。
【００７４】
図１０を参照して示される実施例の利点は、行なわれるノイズ測定に基づいて電極−皮膚の接触品質を決定するために、事前の較正測定におけるのと同じ、差動増幅器６１及びアナログ−デジタル変換器６２から生じるノイズが実際のＥＭＧ測定中に測定されるように、同じ差動増幅器６１及びアナログ−デジタル変換器６２がノイズ測定（図９Ａ、９Ｂ）及び後続する実際のＥＭＧ測定に使用されることである。
【００７５】
レコーダー４'はさらに任意の基準電極６５、特に接地電極を有し、この電極は同相信号除去比（ＣＭＲＲ）を有利に改善する。故に、過剰同相偏位を制限するために、身体上の電気的中性の場所に有利に適用される追加の電極が使用される。
【００７６】
図１１から図１３に示される実施例はさらに、上述したのと類似及び／又は同一の要素を特徴とすることができる。以下において、上述した実施例との違いだけが強調される。
【００７７】
図１１を参照すると、差動増幅器６１及び切り替えユニット１０の位置は、信号処理チェーンにおいて変更されている。この実施例の利点は、被験者の皮膚に適用される電極及び／又は電極領域から受信される一般的にかなり低い信号が、これらかなり弱い信号において切り替えが行われないように、直に差動増幅器６１Ａから６１Ｃに供給されることである。図１１に示される実施例は再び、図１０を参照して上述された他の回路要素を含む。
【００７８】
図１２は、切り替えユニット１０を持たない実施例を例示している。この実施例において、差動増幅器６１Ａ、６１Ｂ及び対応するアナログ−デジタル変換器６２Ａ、６２Ｂは、１つの電極の異なる電極領域間における各々のノイズ測定のために設けられ、追加の差動増幅器６１Ｃ及び対応するアナログ−デジタル変換器６２Ｃは、実際のＥＭＧ測定のために設けられる。この実施例において、各アナログ−デジタル変換器の出力は、マイクロ処理器６３の入力部に供給される。その代わりに、個別の入力を使用する代わりに、夫々のデジタル−アナログ変換器により供給されるデジタル信号がマイクロ処理器６３の入力部に逐次供給されることもできる。
【００７９】
図１３は、本発明のある態様に従う筋電図検査システムの他の実施例を示す。差動増幅器６１を使用する代わりに、レコーダー４'のインタフェースが単一入力の増幅器、例えば単極のランプ増幅器(unipolar ramp amplifier)６６Ａ、６６Ｂ、６７Ａ、７６Ｂに接続される。これら増幅器の出力は、これらの増幅器をアナログ−デジタル変換器６２に選択的に結合し、この出力をマイクロ制御器６３に供給する切り替えユニット１０に供給される。例えば、切り替えユニット１０及びアナログ−デジタル変換器６２の組み合わせの代わりに、４つの並列するアナログ−デジタル変換器が使用され得ることを述べておく。有利なことに、信号処理の一部は、マイクロ制御器６３における信号処理のためにデジタル領域に移される。例えば、第１の電極領域２Ａと第２の電極領域２Ｂとの間におけるノイズ測定は、第１の電極２'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、増幅器６６Ａ及び６６Ｂから受信した信号の差を取ることによりもたらされ得る。それに対応して、増幅器６７Ａ及び６７Ｂの出力信号の差は、第２の電極３'の電極−皮膚接触の接触品質を決定するために、第２の電極の第３の電極領域３Ａと第４の電極領域３Ｂとの間におけるノイズ測定を行うのに使用される。この実施例において、任意の結合ユニット６４は、第１の電極領域２Ａ及び第２の電極領域２Ｂからの出力を電気的に接続する、又は増幅器６６Ａ及び６６Ｂから受信されるデジタル領域の信号を合計することにより実施されることができる。対応する動作は、第２の電極の第３の電極領域３Ａ及び第４の電極領域３Ｂに対しても行われることができる。この実施例の利点は、ＥＭＧ信号の実際の測定と同じくノイズ測定も平行して行われ得ることである。言い換えると、皮膚−電極の接触品質の決定は、実際の測定中に行われることができる。
【００８０】
要するに、筋電図検査システム、筋電図レコーダー及び筋電図測定のための方法が示され、これらは電極と皮膚との間における悪い質の接触の検出を可能にする。故に、訓練を受けていない人が信頼性のある測定を行うことが可能である。これは、訓練を受けていない人間が常に利用可能ではない家の医療設置において特に有利である。
【００８１】
本発明は、図面及び上記記載において詳細に例示及び記載されているのに対し、そのような例示及び記載は、例示的又は説明的であり、制限的はない、つまり本発明は開示される実施例に限定されないと考えるべきある。開示される実施例に対する他の変更例は、図面、本開示及び付随の特許請求の範囲を検討することにより、請求される本発明を実施する当業者により理解及びもたらされ得る。
【００８２】
請求項において、"有する"という言葉は、それ以外の要素又はステップを排除するのではなく、複数あることを述べなくても、それが複数あることを排除しない。単一の要素又は他のユニットが請求項に挙げられる幾つかのアイテムの機能を果たしてもよい。ある方法が互いに異なる従属請求項において挙げられているという単なる事実は、これらの方法の組み合わせが有利に使用されることができないことを示しているのではない。ＥＭＧ測定のために、任意に３つ以上の電極が設けられ得ることを述べておく。１つの電極は、３つ以上の電気絶縁された電極領域を任意に有することができる。
【００８３】
コンピュータプログラムは適切な媒体、例えば他のハードウェアと一緒に又はその一部として供給される光学記憶媒体又はソリッドステート媒体上に記憶／配布されてもよいが、他の形式で、例えばインターネット又は他の有線若しくはワイヤレスの電話通信システムを介して配布されてもよい。
【００８４】
請求項における如何なる参照符号もその範囲を限定するとは考えるべきではない。
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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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【国際調査報告】
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