(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
除細動パルスを発生するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、
心臓の拍動状態をインダクタンスの変化として検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、
前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、
前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、
前記心臓拍動検出手段による心臓停止検出時のみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする心臓除細動装置。
【請求項２】
前記心臓拍動検出手段は、生体表面の動きに対応して動くコイルを含み、前記コイルの生体の動きに伴うインダクタンスの変化を検出することを特徴とする請求項１記載の心臓除細動装置。
【請求項３】
除細動パルスを発生するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、
心臓の拍動状態を静電容量の変化として検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、
前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、
前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、
前記心臓拍動検出手段による心臓停止検出時のみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする心臓除細動装置。
【請求項４】
前記心臓拍動検出手段は、コンデンサ構成要素の電極として作用する生体の動きに対応して変位する変位電極と変位のない基準電極の一対の電極部間の静電容量の変化を検出して心臓拍動状態を検出することを特徴とする請求項３記載の心臓除細動装置。
【請求項５】
前記心臓拍動検出手段は、コンデンサ構成要素の電極として作用する生体上部及び下部に配設された少なくとも表面は誘電率の高い物質で形成されたシートをそれぞれ電極とし、電極部間の静電容量の変化を検出して心臓拍動状態を検出することを特徴とする請求項３記載の心臓除細動装置。
【請求項６】
前記心臓拍動検出手段は、生体下部に配設された少なくとも表面は誘電率の高い物質で形成されたシートを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の心臓除細動装置。
【請求項７】
除細動パルスを発生するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、
心臓の拍動状態を磁力の変化として検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、
前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、
前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、
前記心臓拍動検出手段による心臓停止検出時のみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする心臓除細動装置。
【請求項８】
更に、前記心臓拍動検出手段は、前記心臓の拍動状態に伴う変化の検出結果に応じて発振周波数の変化する可変周波数発振手段と、
発振周波数の一定の基準周波数発振手段と、
前記基準周波数発振手段と前記可変周波数発振手段のそれぞれの発振周波数の差の周波数を検出する差分周波数検出手段と、
前記差分周波数検出手段の検出周波数を対応する電気信号に変換する周波数−電圧変換手段とを備え、
前記周波数−電圧変換手段の出力電圧により心臓の拍動状態を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の心臓除細動装置。
【請求項９】
更に、前記心臓拍動検出手段は、前記心臓の拍動状態に伴う変化の検出結果に応じて発振周波数の変化する可変周波数発振手段と、
前記可変周波数発振手段の発振周波数信号を検波増幅する検波手段とを備え、
前記検波手段よりの出力信号により心臓の拍動状態を検出することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の心臓除細動装置。
【請求項１０】
前記心臓拍動検出手段は、生体の動きに応じて動く永久磁石と、前記永久磁石よりの磁力線の変化を検出する磁気センサーとを含み、前記磁気センサーにより心臓拍動状態を検出することを特徴とする請求項７記載の心臓除細動装置。
【請求項１１】
前記心臓拍動検出手段は、更に生体下部に配設された透磁率の高い物質で形成されたシートを含むことを特徴とする請求項７記載の心臓除細動装置。
【請求項１２】
前記心臓拍動検出手段は、生体下部及び上部に配設された透磁率の高い物質で形成されたシートと、体動に伴う前記シートの変位により起こる磁界の変化を検出する磁気センサーを含み、生体の動きに応じて動くシートの変化を磁気センサーにより検出して心臓拍動状態を検出することを特徴とする請求項７記載の心臓除細動装置。
【請求項１３】
更に、心電図信号を検出する心電図信号検出手段と、
前記心電図信号検出手段の検出心電図を解析する解析手段とを備え、
前記パルス供給許可手段は、前記心臓拍動検出手段の検出結果が心臓の停止を検出し、前記解析手段の解析結果が心臓の所定周期での心臓拍動でないと判断した場合に前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の心臓除細動装置。
【請求項１４】
除細動パルスを発生するパルス発生手段と、
前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、
心臓の運動状態を検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、
前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、
心電図信号を検出する心電図信号検出手段と、
前記心電図信号検出手段の検出心電図を解析する解析手段と、
前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、
前記パルス供給許可手段は、前記心臓拍動検出手段の検出結果が心臓の停止を検出し、前記解析手段の解析結果が心臓の所定周期での心臓拍動でないと判断した場合にのみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする心臓除細動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は確実に心停止が検出でき誤拍動のない確実な除細動が可能な心臓除細動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年心臓病患者が増加傾向にあり、特に肉食中心の欧米においてその傾向が顕著である。我が国においても食事の欧米化に伴い心臓病になる人の数も増えており、それに伴って心臓発作を起こす例も多くなってきている。これらの中には心臓が停止した状態となる場合も少なくなく、この場合の最良の方法は緊急に心臓を蘇生させることであり、このために心臓に強電流を流してそのショックで心臓を蘇生させる心臓除細動装置が用いられることが一般的である。
【０００３】
心臓除細動装置は、心臓に高圧パルスを印加して強いショックを与えるものであるため、確実に心臓が停止した状態で動作させなければならず、心臓が拍動している状態で高圧パルスを与えては、逆にそのショックで心臓が停止する虞もあり、かえって状態を悪化させてしまう。従って、確実に心臓の停止を検出する必要がある。
【０００４】
このため、我が国においては医師等の限られた人のみがこの種の装置を使用可能な法制になっている。しかし、この種の装置を操作する必要が発生した場合は非常な緊急性を有しており、操作の遅れは重要な事態を招いてしまう。このため、外国特に米国などにおいてはこの種の操作を特別の人に限定することなく心臓病患者の介護者に操作させることも考慮した心臓除細動装置が登場してきている。
【０００５】
従来の心臓除細動装置は、心臓が停止しているか否かを判断するのに心電図信号を収集して解析し、心臓が停止した状態であるか否かを判断していた。そして、危険防止のため、心臓が停止していないと判断した場合には心臓除細動装置を起動しても装置が動作しないように構成されていた。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】
しかしながら、心臓が停止して細動が起きている場合か、頻脈が起きている場合かを心電図より判断するためには心電図解析に対する熟練が必要であり、困難を伴っていた。このため、動作にプロテクトがかかる近年の装置においては、細動が起きている場合であっても頻脈と判断して除細動を行わないように動作してしまっていた。
【０００７】
このように、心電図の解析結果に基づいて心臓の停止判定を行なうには限度があり、信頼性の高い装置の出現が待たれていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は上述の課題に鑑みて成されたもので、上述の課題を解決し、迅速かつ確実に心臓の停止を検出し、心臓の停止時に速やかに心臓の蘇生が可能な心臓除細動装置を提供することを目的とする。そして係る目的を達成する一手段として例えば以下の構成を備える。
【０００９】
即ち、除細動パルスを発生するパルス発生手段と、前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、心臓の拍動状態をインダクタンスの変化として検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、前記心臓拍動検出手段による心臓停止検出時のみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする。
【００１０】
または、除細動パルスを発生するパルス発生手段と、前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、心臓の拍動状態を静電容量の変化として検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、前記心臓拍動検出手段による心臓停止検出時のみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする。
【００１１】
あるいは、除細動パルスを発生するパルス発生手段と、前記パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、心臓の拍動状態を磁力の変化として検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、前記心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出すると前記パルス発生手段のパルス発生を許可し、前記電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、前記パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、前記心臓拍動検出手段による心臓停止検出時のみ、前記指示手段による前記パルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする。
【００１２】
更にあるいは、除細動パルスを発生するパルス発生手段と、パルス発生手段の発生パルスを少なくとも心臓部位に通電させるための電極と、心臓の運動状態を検出して心臓が拍動しているか停止しているかを検出する心臓拍動検出手段と、心臓拍動検出手段が心臓の停止を検出するとパルス発生手段のパルス発生を許可し、電極への供給を許可するパルス供給許可手段と、心電図信号を検出する心電図信号検出手段と、心電図信号検出手段の検出心電図を解析する解析手段と、パルス発生手段よりのパルス発生を指示する指示手段とを備え、パルス供給許可手段は、心臓拍動検出手段の検出結果が心臓の停止を検出し、解析手段の解析結果が心臓の所定周期での心臓拍動でないと判断した場合にのみ、指示手段によるパルス発生手段よりのパルス発生指示を有効とすることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明に係る発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
（第１の発明の実施の形態）
図１は本発明に係る発明の実施の形態の一例の心臓除細動装置の基本構成を示すブロック図である。
【００１５】
図１において、１０は詳細を後述する体動検出部１５の検出状態より心臓の実際の動きを検出する心臓拍動検出回路、１５は詳細を後述する体外より心臓の動きを検出するための体動検出部、２０は生体電極２５よりの検出心電図信号を解析して心臓が正常拍動中であるか否かを検出する心電図信号処理部、２５は生体表面の所定部位に装着され、心電図信号を収集する生体電極である。
【００１６】
心電図信号処理部２０は、収集心電図信号を解析して心臓が一定の周期で拍動している状態か否か、即ち、正常拍動中であるか否かを検出している。そして、心電図の解析結果が頻脈検出状態か或は細動検出状態の何れかの状態である場合には一応心臓が正常拍動中でないとしてパルス発生回路制御部３０に心臓停止状態検出信号を出力する。これに対して本例においては、他に心臓拍動検出回路１０が心臓の停止状態（細動状態含む）か否かを検出しており、ここで頻脈か細動かを選別可能である。この結果、従来の様に心電図信号の解析からでは分別が困難であった頻脈か細動かを、体動検出により容易かつ確実に判別可能としたことにより、特別の経験などがなくても確実に心臓が停止状態か否かを判別でき、簡単に心臓除細動装置の操作をすることが可能となる。
【００１７】
また、３０は心臓拍動検出回路１０が心臓の停止状態を検出し、かつ心電図信号処理部２０が正常心電図信号の検出状態にない場合に高圧パルス発生回路４０の動作を許容するパルス発生回路制御部、４０は心臓の停止時の心臓の除細動状態時に心臓部分に電気的なカウンターショックを与えて心臓全体を脱分極させる高圧パルスを発生する高圧パルス発生回路であり、例えば０．００２５秒間２０００Ｖ程度の高圧パルスを発生する。４１、４２は高圧パルス発生回路４０に接続されている電極である。
【００１８】
また、４５は高圧パルス発生回路４０に高圧パルスの発生を指示する起動回路である。体外式の心臓除細動装置の場合には、この電極４１、４２は、生体の皮膚表面に圧接して使用するのが一般的であり、電極４１、４２上部に取っ手をもうけ、この取っ手部に起動回路４５を内蔵して取っ手を持って電極４１、４２を生体の心臓上部皮膚表面に圧接した時に、自動的に起動回路４５よりの起動指示入力となるように構成してもよい。このように構成することにより、単に電極４１、４２を生体に圧接するのみで装置を拍動状態とすることができるとともに、確実に電極を体表面に密着させた状態で拍動させることができる。
【００１９】
更に、５０はパルス発生回路制御部３０の制御状態を表示する表示部であり、心臓拍動検出回路１０の検出結果及び心電図信号処理部２０の心電図解析結果より心臓の拍動状態を表示し、心臓が停止状態となり、心臓除細動装置を作動させる必要が生じた場合には警告表示を行なう。なお、この場合には併せて警告音を出力することが望ましい。なお、この表示部５０は必ずしも備える必要はなく、警報音出力のみであってもよい。
【００２０】
上記構成を備える本発明の実施形態例の心臓除細動装置を使用するに先立って、体動検出部１５を生体の予め定められた部位に配置する。それと共に、患者の所定部位に心電図測定用の生体電極２５を装着する。そして、体動及び心電図信号の収集及び解析を可能な状態としておく。
そして、生体に異変が生じた状態等、心臓の拍動状態を監視する必要が生じた場合に装置を起動し、心臓拍動検出回路１０及び心電図信号処理部２０を起動させて体動検出部１５による心臓の拍動の検出及び心電図信号の解析処理を実行する。この結果、心臓拍動検出回路１０の検出結果及び心電図信号処理部２０の解析結果が表示部５０に表示され、例えば患者の心臓の状態が認識できる。
【００２１】
操作者は、この表示部５０の表示を確認して本発明の実施の形態例を操作するか否かを決定し、装置を起動しようとしたときには電極４１、４２を患者の胸部に圧接して起動回路４５を作動させ、高圧パルス発生回路４０を起動する。本実施の形態例においては、この起動回路４５よりの起動指示入力があった際に、直ちに高圧パルス発生回路４０より高圧パルスを発生させるのではなく、パルス発生制御部３０のパルス発生許容信号が出力されている場合のみパルス発生が許可される。
【００２２】
これは、心臓除細動装置は、心臓に高圧パルスを印加して強いショックを与えるものであるため、確実に心臓が停止した状態で動作させなければならず、心臓が拍動している状態で高圧パルスを与えては、逆にそのショックで心臓が停止する虞もあり、かえって状態を悪化させてしまうからである。
本実施の形態例においては、心臓が停止しているか否かを確実に認識可能なように、従来の心電図信号の解析結果に加え、心臓の動きを直接的に検出し、この検出結果をふまえて高圧パルスを印加するか否かを決定している。即ち、心電図信号の解析結果のみを利用した従来のこの種の装置における頻脈と細動との差異を正確に認識することが困難であることより安全側に動作して細動であるのに頻脈であると判断して装置が作動しない事態や、携帯電話等の各種の電子機器より出力される電波の影響を受けて心臓が停止しているにも拘らず心臓が拍動状態であると誤認して装置が作動しないといった不具合を有効に防止できる構成としている。
【００２３】
具体的には、パルス発生回路制御部３０は、心臓拍動検出回路１０の検出結果により心臓が拍動していると判断された場合には、心電図信号処理部２０の心電図解析結果で一定周期の明瞭な正常状態の心電図波形が検出されている場合を除いて高圧パルス発生回路４０のパルス発生を許容する。これは、発明者が、心電図においては頻脈と細動との差異は少ないため、その区別は困難が伴うが、心臓の動きを検出する方法を採用する場合には明確に判別可能である点を見いだしたためである。
【００２４】
即ち、頻脈は規則正しい心臓の動きであり体動の検出波形は大きく明確となる。一方、細動の場合には心臓各部の動きがばらばらであるため、全体としての動きは少なくなり、検出波形も小さく明瞭になるからである。
なお、本実施の形態例においては、心臓拍動検出回路１０と心電図信号処理部２０の両構成よりの結果を参照したが、以上の例に限定されるものではなく、心臓拍動検出回路１０の検出結果のみに基づいて高圧パルス発生回路の動作を許容してもよい。
【００２５】
次に以上の構成における心臓拍動検出回路１０の詳細構成例を以下に説明する。
図２は本実施の形態例における心臓拍動検出回路１０の詳細構成例を示す図である。図２において、１１０は体動検出部１５の検出した体動に対応して発振周波数の変化する可変周波数発振器、１２０は一定周波数で発振する基準周波数発振器，１３０は基準周波数発振器１２０と可変周波数発振器１１０の発振周波数信号を取り込み、両周波数信号の差の周波数信号を出力する周波数混合器、１４０は周波数混合器１３０の発振周波数を対応する電圧信号に変換する周波数−電圧変換器である。
【００２６】
図１に示すパルス発生回路制御部３０には、この周波数−電圧変換器１４０の出力信号が体動検出信号として出力される。
本発明の実施の形態例においては、心臓除細動装置にこの体動検出を適用したことに大きな特徴を有しており、以上の構成における体動検出部１５と可変周波数発振器１１０との具体的構成は公知の生体運動検出装置を用いることができる。例えば、本願発明者が発明した特開昭５６−４５６１３号公報に記載した生体臓器の運動検出装置を適用することができる。
【００２７】
この方法は、体動検出部１５を体動に伴ってインダクタンスの変化するコイルで構成し、可変周波数発振器１１０の発振周波数を変化させる方法、あるいは、体動検出部１５を体動に伴って静電容量の変化するコンデンサで構成し、可変周波数発振器１１０の発振周波数を変化させる方法である。
体動検出部１５を体動に伴ってインダクタンスの変化するコイルで構成し、可変周波数発振器１１０の発振周波数を変化させる場合の可変周波数発振器１１０の回路構成を図３に、この場合の体動検出部１５の構成例を図４に示す。
【００２８】
図３の回路は、水晶振動子３０１と体動検出部１５を構成するコイル３０２を直列に接続した構成であるため、コイル３０２のインダクタンスの僅かの変化に対して水晶振動子３０１の発振周波数を大幅に変化できると共に、水晶振動子３０１が本来有している安定性を兼ね備えたものとなっている。この結果、出力１（３１２）を図２に示す周波数混合器１３０に出力することにより、容易に体動を検出することができる。
【００２９】
なお、可変コンデンサ３０３は必須の構成ではないが、この可変コンデンサ３０３によって体動検出部１５のコイル３０２が生体表面にないときの発振周波数を調整することができ、このために具備されている。
なお、３１０はＦＥＴトランジスタ、３１３は抵抗器である。
体動検出部１５の具体的構成例を図４に示す。図４において、４０１はコイル３０２の埋設された円盤部材、４０３はやや可撓性を有した蓋部材、４０４は円筒ケースである。そして、この体動検出部１５を体表面に圧接固定するには、例えば体動検出部１５を心臓上部に位置させ、蓋部材１５を上部より押圧して円筒ケース４０４内の空気を押し出し、吸引させた状態を作り出して固定する方法等が採用できる。
【００３０】
上述した第１の実施の形態例の図３における心臓除細動装置の検出結果を図８に示す。図８において、第１段に示すのが本例の体動検出装置の体動検出結果、中段が心電図検出結果、第３段が大動脈圧の検出結果を示している。
図８における大動脈圧の検出結果に明確に示されているように、前半の心臓の停止状態において、体動検出装置は、規則的な体動の検出が行われておらず、また、波形の振幅も小さく、不規則な動きが検出されているのみである。そして、この時に心電図の検出結果は中段に示すものとなっており、心室細動の発生状態となっている。
【００３１】
なお、この心室細動状態においても心電図信号は細かい信号パルスの発生状態であり、頻脈の場合の発生頻度と近似している。しかし、上段の体動検出結果はこの心電図検出結果と連動しておらず、規則的な体動検出結果でないことより、容易にこの心電図が細動によるものであることが判別できる。
この検出結果をふまえて心電図信号波形の中程に矢印で示すタイミングで除細動装置を起動し、除細動を行っている。この除細動の結果大動脈圧の検出結果に明らかなように心臓が蘇生し、心電図の検出も正常になり、体動の検出結果も規則的な周期性のある検出結果となっている。
【００３２】
以上説明した第１の実施の形態例において、確実に心臓の拍動状態を検出することができ、確実に除細動に必要なタイミングを特定できる。
【００３３】
以上に説明した構成で本実施の形態例の除細動装置を構成することにより、臓器の運動を簡単な構成で、かつ確実に検出することができ、心臓の拍動状態と停止状態とを確実に報知などすることができる。このため、心臓の停止が検出された場合に確実にこれを検出することができ、緊急かつ確実な対応が求められる除細動を確実に行なうことができる。
【００３４】
また、本発明の実施の形態例においては、体動の検出をインダクタンスの変化として検出するため、周辺電波の影響を受けにくく、例えば近年種々の問題を起こしている携帯電話等やコンピュータ等の影響などを最小限に抑えることができ、非常に信頼性の高いものとできる。
（第２の発明の実施の形態）
以上の説明においては、心臓の動きに伴う体表面の変位をコイルのインダクタンスの変化として検出したが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、例えばコンデンサの静電容量の変化として検出することも可能である。このように構成した本発明に係る第２の発明の実施の形態例を以下に説明する。
【００３５】
第２の発明の実施の形態例においても基本構成は上述した第１の実施の形態例と同様の構成を用いることができ、基本構成は図１乃至図３に示す構成と同様構成である。但し、第２の発明の実施の形態例においては、体動検出部１５にコイルではなくコンデンサを使用することになる。この場合には、例えば図３のコンデンサ３０３を体動検出部１５のコンデンサとすることができる。または、コイル３０２に並列にコンデンサを接続した構成とし、このコンデンサを体動検出部１５の体動検出素子としてもよい。
【００３６】
更には、水晶振動子３０１とコイル３０２の接続点とアース間にコンデンサを接続した構成としてもよい。あるいは、ゲート３１１とアース間にコンデンサを接続した構成としてもよい。なお、図３に示すＦＥＴ３１０にかえてトランジスタを用いることも可能である。
このコンデンサを体動検出部とした第２の発明の実施の形態例を図５に示す。この場合には、例えばコイル３０２に変え、２枚の導電性材料で構成された薄膜、例えば金属薄膜５０１、５０２を所定間隔（微小間隔）で配設し、コンデンサの両電極とする。そして、底部の金属薄膜５０１を体表面に圧接することにより、例えば心臓の動きに対応した生体表面の動きに応動して下部の金属薄膜５０１が変位し、金属薄膜５０２のとの間隔が変化する構成とする。
【００３７】
これにより、両金属薄膜５０１、５０２間隔の変化に伴って両電極間の静電容量が変化する。この静電容量の変化を可変周波数発振器１１０の発振周波数の変化として捉えることが可能となり、心臓の拍動状態として検出できる。
以上の構成においても、上述した第１の実施の形態例と同様の作用効果を得ることができる。
【００３８】
また、第２の発明の実施の形態例においても、体動の検出を静電容量の変化として検出するため周辺電波の影響を受けにくく、携帯電話やコンピュータ等の影響を受けない、非常に信頼性の高いものとできる。
（第３の発明の実施の形態）
以上の説明においては、心臓の動きに伴う体表面の変位をコイルのインダクタンスの変化、あるいは、コンデンサの静電容量の変化として検出したが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、例えば体動の変化を磁気の変化として検出してもよい。このように構成した本発明に係る第３の発明の実施の形態例を図７を参照して以下に説明する。
【００３９】
図７は本発明に係る第３の発明の実施の形態例における体動検出部の詳細構成を示す図である。第３の発明の実施の形態例においても基本構成は上述した図１及び図２に示す構成と同様構成である。但し、第３の発明の実施の形態例においては、可変周波数発振器１１０をＣＲ発振器とし、ＣＲ発振器の発振周波数を決定する抵抗素子に磁気の変化に従って抵抗値が変化する磁気センサーを用い、この磁気センサーを体動に従って磁気が変化する磁界雰囲気中に置くように構成する。なお、このＣＲ発振器については公知であるため詳細説明を省略する。
【００４０】
図７においては、例えばコイル３０２に変え、２枚の薄膜７０１、７０２を所定間隔で配設し、薄膜７０１は生体表面に圧接したときに体表面の変動に応動して変形し、薄膜７０２は体表面の変動に影響されず、本例の体動部材全体の変位に応動するのみの構成とする。そして、薄膜７０１の表面には磁界発生源として永久磁石７１０を配設し、薄膜７０２には磁気の変化を検出する磁気センサー、例えば磁気の変化に対応してその抵抗値が変化する磁気センサー７２０を配設する。なお、７０３は蓋部材、７０４は円筒部材である。
【００４１】
第３の発明の実施の形態例においては、検出部内の磁界の変化を検出する構成であるため薄膜７０１、７０２、蓋部材７０３、円筒部材７０４は外部磁気を遮断するものが適しており、例えば磁性体で構成することが望ましい。
以上の構成において、図７に示す体動検出部を薄膜７０１が生体表面に密着するように心臓上部に載置する。この結果、心臓の動きに伴う薄膜７０１の変位に応動して永久磁石７１０が例えば上下に応動する。すると、薄膜７０２に配設された磁気センサー７２０と永久磁石７１０との間隔が変動し、磁気センサー７２０が感知する磁気の量が変化し、その結果抵抗値が変化する。
【００４２】
この抵抗値の変化により上述したＣＲ発振器の発振周波数が変化し、この発振周波数の変化を検出することにより、容易に体動を検出することができる。なお、発振周波数が変化すると、発振振幅が変化するのでこの発振振幅の変化を用いて体動の変化を検出してもよい。また、磁気センサーの出力にバンドパスフィルターを設け、携帯電話や各種放送電波の影響による高周波信号の重畳を防止することにより、これらの影響のない信頼性の高い装置とすることができる。
【００４３】
以上の構成においても、上述した第１の実施の形態例と同様の作用効果を得ることができる。
（第４の発明の実施の形態）
上述した発明の実施の形態例においては、心臓の動きを心臓上部の体表面に載置した体動検出部で検出していたが、本発明は以上の例に限定されるものではなく、例えば生体に非接触な体動検出部の構成とすることにより、患者の負担を軽減することができ、常時心臓の動きを監視しなければならないような場合にも、極めて容易に行なうことができる。
【００４４】
第４の発明の実施の形態例においても基本構成は上述した第１の実施の形態例と同様の構成を用いることができ、基本構成は図１乃至図３に示す構成と同様構成である。但し、第３の発明の実施の形態例においては、体動検出部１５の構成が異なり、図３に示す第１の実施例の回路構成におけるコイル３０２と並列に図６に示すマトリクス状の線２本を接続し、この２本の線でコンデンサ電極を構成し、２本の線の組み合わせで体動によるその間の静電容量の変化を検出する。
【００４５】
図６は本発明に係る第４の発明の実施の形態例における体動検出部の詳細構成を示す図である。図６において、電極線６０１と電極線６０２とは、互いに直交するようにマトリクス状に構成し、患者の下部（例えばベットのシーツ下部全面）に配設し、この電極上部に患者が位置するように構成する。この体動検出部の基本構成は特公平５−６５１７６号公報に記載された構成を用いることができ、伏臥位であっても、側臥位であっても、確実に心臓の動きを検出することが可能であり、また、心臓の停止状態も確実に検出することができる。
【００４６】
即ち、ベット上に横たわる生体の体動を検出するために、生体との間で静電容量を形成する電極線６０１と、生体との間で静電容量を形成する電極線６０２とを備え、電極間の静電容量の変化に応じて発振周波数を変化させる方法であるため、電極間に高圧・高電流容量の電力を供給する必要もなく、安全かつ簡単な構成での体動の検出が可能となる。
【００４７】
以上説明したように第４の発明の実施の形態例によれば、生体に直接体動検出部１５を接触させる必要が無いため、定常的な長時間の体動状態を検出することができ、例えば心停止が発生しても直ちにこれを知ることができ、速やかに本発明の実施の形態例の心臓除細動装置を起動させることができる。
（第５の発明の実施の形態）
次に本発明に係る第５の発明の実施の形態例を説明する。第５の発明の実施の形態例においては、以上の第４の実施の形態例と上述した第１の発明の実施の形態例を組み合わせたものである。
【００４８】
即ち、体動の変化を生体の心臓上部に載置したコイルを内蔵する体動検出部のインダクタンスの変動として用いるのみならず、かかるコイルと並列に第４の実施の形態例の図６に示すマトリクス状電極を生体の下部に配置し、マトリクス電極線のそれぞれを上記コイルの両端に接続する。これにより、体動に伴うインダクタンスの変化と共に静電容量の変化も検出でき、より感度良く体動を検出することができる。
【００４９】
（第６の発明の実施の形態）
上述した第３の実施の形態例においては、永久磁石と磁気センサーとを所定間隔で配設して永久磁石と磁気センサー間の間隔の変化により体動を検出していた。しかし、本発明は以上の例に限定されるものではなく、永久磁石によらず、地磁気を利用して体動を検出するように構成してもよい。このように構成した本発明に係る第６の発明の実施の形態例を以下説明する。
【００５０】
第６の実施の形態例においては、例えばアモルファス等の透磁率の高い材質で形成したシート（磁気シート）を用い、このシートを生体の下部の例えばベッドのシーツの下部等に配設する。この下部のシートは、地磁気を集積して拡大しておくためのものである。
そして、生体の上部にも同様のシートを少なくとも心臓上部をカバーするように掛ける。そして、この上部シートの動きを磁気センサーが検出する構成とする。この磁気センサーは例えば上部シートの上に図７に示す体動検出部の薄膜７０１、永久磁石７１０を取り除いた構成のものを載置し、磁気センサーで上部シートの変位を検出すればよい。この様に構成することにより、永久磁石を用いることなく心臓の拍動状態を検出することができる。
【００５１】
あるいは、この上部シートに磁気センサーを配設し、例えば磁気センサーが心臓上部近傍に位置するようにシートをかけて下部シートとの距離の変動に基づく磁気の変動を検出してもよい。
更には、下部シートのみを用い、この下部シートの上又は下の、あるいは横の近傍に近接して磁気センサーが位置するように配置しても、体動によりシートに集積される磁気に変動が生じるため、この磁気の変動を磁気センサーで検出することができ、同様の検出が可能である。特にこの方法によれば、患者のベッドの例えば敷布の下にこのシートを配置しておくだけで体動の検出が可能と成り、患者への体動検出に伴う負担を無くすことができ、また、面倒なセッティング等もほとんど不要であるため、在宅看護を行っているような場合であっても、容易に体動監視ができ、緊急事態が発生しても迅速な発見、及び迅速な処置が可能となる。
【００５２】
以上の簡単な構成のみで確実に心臓の拍動状態の検出が可能である。
（第７の発明の実施の形態）
なお、上述した発明の第１の実施の形態例及び第２の実施の形態例においては、発振周波数の変化から体動検出信号１５０を得る例を説明した。しかし、本発明は以上の例に限定されるものではなく、発振周波数に対応する信号が出力されればこの信号を使用して体動を検出することができる。
【００５３】
本発明に係る第７の実施の形態例においては、上述した図３の出力１（３１２）を利用し、この出力３１２を検波増幅すれば、例えば図２に示す基準周波数発振器１２０、周波数混合器１３０、及び周波数−電圧変換器１４０を用いずとも直接体動検出信号１５０を得ることができる。
同様の事は、図３の抵抗３１３の両端単の低周波電位、即ち出力２（３１４）とアース間の低周波電位を検波増幅しても同様である。
【００５４】
（他の発明の実施の形態例）
通常の医療行為においては、体動としては他に種々のものがあり、これらの各体動より心臓の動きの検出のみを分別しなければならず、複雑な構成が避けられない。これに対して本発明に係る心臓除細動装置は、心臓の停止時に用いるものであることより、上述した各体動の分別の必要性がなく、周期的な体動の有無のみを検出すれば足りる。即ち、心臓が停止するときには、他の呼吸等は停止した状態であり、他の生体の周期的な体動は無い状態であることより、上述した体動検出装置のみで確実に心臓の停止状態を検出することができる。
【００５５】
係る点を考慮して本願では上述した各体動検出方法を用いて確実に心臓の停止状態を検出するようにしたことに特徴を有している。従って、本願発明は、心電図の検出結果を必ずしも必要としておらず、体動検出部の検出結果のみに基づいて除細動を行なうことも可能である。しかしながら、より信頼性を高めるために心電図信号の検出解析結果を採用し、心電図が細動または頻脈の何れかの検出波形である場合に本例の除細動装置を作動可能に構成しても良いことは勿論である。従って、心電図信号の検出結果もパルス発生条件に加えるか否かを選択できる様に構成し、選択結果に従って動作するようにしても良い。
【００５６】
また、電極が確実に生体に密着させて用いる必要があるため、上述した例では電極に取っ手を付けてこの取っ手を持って電極を生体に押し付けることにより起動させていた。しかし、この電極の密着状態を検出する方法として心電図を収集している生体電極とこの除細動電極との間、あるいは、この電極に近接して設けられたセンサーと心電図電極との間の抵抗値を検出し、この検出した抵抗値によって除細動電極が生体に密着しているか否かを判断し、密着状態が確認されてから起動回路４５の入力を有効としてもよい。この様に構成することにより、より確実な電極と生体との密着状態が確保できる。
【００５７】
更に、上述した第１の発明の実施の形態例における生体電極２５は、電極４１、４２と同一とするか、またはそれらの略近傍に一体として設けてもよい。
また、第６の実施形態における透磁率の高い材質（アモルファス等）で形成したシートを確実に生体の上部及び下部に位置させて十分な感度を確保するために、シートの断部を無くすために、シートを複数枚（例えば２枚）重ねて用いることにより、生体の下部全面を断部無しに確実にカバーするようにし、また、上部シートも確実に生体の上部に掛け、生体を上下より挟みこむようにして磁気センサーで上部シートの動きを検出することにより、感度が落ちることを防止でき、確実な体動検出が可能となる。
【００５８】
なお、磁気センサーの感度が十分である場合にはシートを網状に構成し、廉価な構成としても良いことは勿論である。
また、第６の実施形態における透磁率の高い材質（アモルファス等）で形成したシートを生体の下部に位置させることにより、地磁気を集積して拡大しておくことができ、上述した第１乃至第２の実施例の体動検出を行なう場合においても、より検出精度をあげることが可能となる。この際も生体への負荷になることはない。
【００５９】
更に、磁気センサーも上述の抵抗値が変化するものでなく、電圧又は電流を検出するタイプを用いてもよい。この場合は周波数ー電圧変換回路は不要となる。
【００６０】
以上説明したように上述した各発明の実施の形態例によれば、確実勝つ迅速に心臓の停止状態を検出でき、速やかな心臓蘇生処置が可能となる。また、他の電子機器の影響の少ない心臓除細動装置が提供でき、緊急時の誤動作を無くすことができる。
更に、生体に負担をかけることなく常時心臓の拍動状態を確認することができ、心臓が停止した場合にも確実かつ迅速にこれを検出でき、また、心臓の拍動状態においては除細動が行われないため、動作の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。この結果、従来は操作に熟練した医師等のみが心臓除細動装置を操作していたものが、基本操作を覚えるのみで一般介護者であっても確実かつ安全に本願の除細動装置を使用することが可能となる。
【００６１】
この結果、心臓疾患患者の介護者等が医師の指示に従って本願の除細動装置を操作することも可能となり、また、常時心臓の拍動状態を監視しておくことも容易であることより、介護者が緊急事態発生時に独自の判断で除細動装置を操作しても安全性を確保することができる。
この結果、離島や近隣に医師がいない場合などで在宅看護を行っている場合や、発作が起きる虞のある患者に対しても心臓停止等に伴う危険な状態を速やかに回復することができる。
【００６２】
更に、心臓病の患者に限らず、一時的に心臓が停止した様な症状の患者においても除細動は有効であり、操作の簡便なことより、緊急に心臓停止状態の患者が発生する虞のある場所、例えば海水浴場やプールなどに本発明の心臓除細動装置を配備しておくことにより、溺れて一時的に心臓が停止した状態より速やかに蘇生させることができ、その効果は多大である。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明した様に本発明によれば、簡単な構成で、かつ確実に心臓の拍動状態を検出することができ、必要な際に確実に除細動が行えると共に、不必要な場合における除細動通電を有効に防止することができる。
また、体動の検出を電気信号の検出で行わないため、周辺電波の影響を受けにくいものとでき、例えば近年種々の問題を起こしている携帯電話の影響などを最小限に抑えることができ、非常に信頼性の高いものとできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る発明の実施の形態の一例の心臓除細動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す心臓拍動検出回路の詳細構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示す可変周波数発振器の詳細構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態例における体動検出部の構成を示す図である。
【図５】本発明に係る第２の発明の実施の形態例における体動検出部の構成を示す図である。
【図６】本発明に係る第４の発明の実施の形態例における体動検出部の構成を示す図である。
【図７】本発明に係る第３の発明の実施の形態例における体動検出部の構成を示す図である。
【図８】本発明に係る第１の発明の実施の形態例における体動検出結果、及び心電図検出結果を説明する図である。
【符号の説明】
３０１  水晶振動子
３０２  可変コイル
３０３  可変コンデンサ
４０１  円盤部材
４０３  蓋部材
４０４  円筒ケース
５０１、５０２  金属薄膜
６０１、６０２    電極線
７０１、７０２  薄膜
７０３  蓋部材
７０４  円筒部材
７１０  永久磁石
７２０  磁気センサー
【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】
0003871280.tif 000006
【図６】
0003871280.tif 000007
【図７】
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【図８】
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