JP2017502777A - 磁気共鳴環境における信頼性のある信号の収集及び処理と、パルスのゲーティング - Google Patents

Abstract

磁気共鳴環境（ＭＲ）において使用するための心電図（ＥＣＧ）電極パッチ（１０）システム（５０）は、人間の皮膚への取付け用に構成される柔軟なパッチ部材（１２）と、複数の電極（２０）を含む。電極（２０）は、パッチ部材（１２）へ取り付けられ、少なくとも２つの異なる方向において電極のペアにわたる異なる振幅を有する複数のＥＣＧ信号を感知するように構成される。

Description

以下は、一般に、磁気共鳴環境における生理学的信号モニタリングに関する。特に磁気共鳴画像診断における心電図検査法（ＥＣＧ）との関連で適用され、これに特に関連して説明されることになる。しかしながら、他の利用シナリオでの適用もあり、必ずしも上述の適用に限定されないことが理解されよう。

心電図（ＥＣＧ）モニタリングは、被検体の皮膚に付けられる電極によって感知される電気活動を通して心臓の働きを測定する。心臓組織の分極及び脱分極によって生じる電気インパルスが電極によって感知され、波形へと変換される。可視の波形は、典型的に、Ｐ波、Ｑ−Ｒ−Ｓ波複合及びＴ波を含む。ＱＲＳ複合体は、心室の高速な脱分極を表す。心室は、最も大きな筋肉であり、したがって、最も大きな振幅を提示する。

ＥＣＧモニタリングは、磁気共鳴画像診断（ＭＲＩ）中に実行されて、患者のバイタルサインをモニタし、かつ／又はデータ取得をゲーティング（gate）する。ゲーティングは典型的に、ＭＲＩにおいて、取得を時間調整／調節して動きアーチファクトを取り除くのに使用される。ＥＣＧ信号は心臓の動きのタイミングを提供し、次いで、このタイミングを使用して取得を調節し、心臓の動き及び／又は身体の組織、例えば血液パルスに対する後の影響について補償することができる。

ＭＲＩでは、強い磁場及び無線（ＲＦ）パルスを被検体に印加して、その被検体の組織内における共鳴を励起し、操作し、そしてエンコードする。同じ磁場及びＲＦパルスが、渦電流のように、信号を感知して受信するのに使用される任意の物体及び身体内の電流を生成する。生成された電流は、ＥＣＧ信号にノイズを加える。生成された電流は、電気熱傷のように患者の安全問題を生む可能性がある。

ＭＲＩ適用において典型的に使用される電極は、ＭＲＩ環境の外で使用されるＥＣＧ電極とは異なり、相互に対してごく近接して配置される。相互に対する近接性は、誘発される身体電流からのノイズを減少させるが、感知される信号の振幅も減少させる。信号を更に改善させるために、スルー・レート、バンドパス及びｔ−抑制（t-suppression）といった様々なフィルタが適用される。フィルタは、順番に、複合波に又はリード（lead）に、例えば一度の１つのリードに適用される。近くに配置された電極により、被検体の皮膚における変位はほんのわずかでも、過剰なノイズを生じる可能性があり、あるいはリード内の信号振幅を、処理するのには小さくし過ぎる結果となる可能性がある。典型的には、変位を減少させるよう電極の位置をガイド及び指示するのにユニタリパッチが使用される。例えばスクエアのユニタリパッチは電極を近くに集めて、典型的には胸骨や胸部の乳頭を基準点として使用して、胸部の皮膚上に配置するためにラベルが付けられる。

ＥＣＧリードの選択はゲーティングに使用されることが多い。勾配磁場が、ＭＲＩスキャン中に異なる方向に印加される。一部のスキャンでは、印加される磁場は、ＥＣＧリード信号を不鮮明にする（obscure）ノイズを１つ以上のリードに加える可能性があり、これは、不鮮明になった信号でゲーティングするために選択されるリードは、スキャンの失敗及び貴重な臨床時間の損失をもたらすことを意味する。様々なリード信号をレビューして、受容可能な信号を用いる代替的なリードを手動で選択し、そして代わりに選択したリードを用いて新たなスキャンを開始する。

米国特許仮出願第61/739,751号

以下に、上記で言及した問題及び他の問題に対処する、磁気共鳴環境において、信頼性のあるＥＣＧ信号を収集して処理し、パルスをゲーティングするための新たな改善された方法及び装置を開示する。

一側面によると、磁気共鳴環境（ＭＲ）において使用するための心電図（ＥＣＧ）電極パッチシステムは、人間の皮膚への取付け用に構成される柔軟なパッチ部材（patch material）と、複数の電極を含む。電極は、パッチ部材に取り付けられ、少なくとも２つの異なる方向において電極のペアにわたる異なる振幅を有する複数のＥＣＧ信号を感知するように構成される。

別の側面によると、磁気共鳴環境（ＭＲ）において心電図（ＥＣＧ）電極パッチを使用する方法は、ＥＣＧ電極パッチを患者の皮膚に付けるステップを含む。パッチは、人の皮膚への取付け用に構成される柔軟なパッチ部材と、パッチ部材へ取り付けられ、少なくとも２つの異なる方向において電極のペアにわたる異なる振幅を有する複数のＥＣＧ信号を感知するように構成される複数の電極とを含む。

別の態様によると、磁気共鳴環境において使用するための心電図（ＥＣＧ）信号を処理するシステムは、ＥＣＧ電極パッチと、フィールドプログラマブルゲートアレイと、１つ以上のプロセッサを含む。ＥＣＧ電極パッチは、柔軟なパッチ部材と、４つの電極と、４つの導電性トレース（electrically conductive trace）を含む。柔軟なパッチ部材は、中心部分（center section）と、中心部分の中心軸から離れて広がる４つの突出部（lobe）とを有するように形成され、人間の皮膚への取付け用に構成される。４つの電極は、直線配置（rectilinear arrangement）内に配置され、各電極が、パッチ部材の突出部の１つに取り付けられ、心臓の電気活動を感知するように構成される。４つの導電性トレースは、パッチ部材上に配置され、各トレースが、１つの電極とパッチ部材の共通のコネクタエッジに接続される。フィールドプログラマブルゲートアレイは、複数のＥＣＧリード信号の各々から同時にノイズをフィルタするようにプログラムされ、各ＥＣＧリードが、電極のうちの２つの間の電気的ＥＣＧリード信号（lead signal）を測定する。１つ以上のプロセッサは、各リードにおいてフィルタ済みＥＣＧリード信号を検出し、各検出されたＥＣＧリード信号をスコアリングし、スコアリングされたＥＣＧ信号の１つを選択し、選択されたＥＣＧリード信号を出力するように構成される。

１つの利点は、ＭＲＩ適用（application）におけるパルスのモニタリング及びゲーティングのための信頼性のあるＥＣＧ信号にある。

別の利点は、正しい電極位置の様々な胸部形状に対応するユニタリパッチにある。

別の利点は、異なる振幅を有するリード信号の並行処理にある。

別の利点は、自動化された動的なリード選択にある。

また更なる利点は、以下の詳細な説明を読み、理解すると、当業者に認識されるであろう。

本発明は、様々なコンポーネント及びコンポーネントの構成、並びに様々なステップ及びステップの構成の形を取ることがある。図面は単に、好適な実施形態を例示する目的であり、本発明を限定するものとして解釈されないものとする。
直線の４リードＥＣＧ電極パッチ（rectilinear 4 lead ECG electrode patch）の実施形態を概略的に示す図である。 患者に対する直線の４リードＥＣＧ電極パッチの実施形態の例示的配置を図式的に示す図である。 磁気共鳴（ＭＲ）環境における並列リード処理システムとともに直線の４リードＥＣＧ電極パッチの実施形態を概略的に示す図である。 ＭＲ環境において直線の４リードＥＣＧ電極の実施形態を使用する一方法のフローチャートである。

図１を参照すると、直線の４リードＥＣＧ電極パッチ１０の実施形態が概略的に図示されている。ＥＣＧ電極パッチ１０は、矩形中心（rectangular center）１４で形成されるフレキシブルなパッチ部材１２又は基板と、矩形中心の中心軸１８から離れて対称に広がる４つの突出部１６とを含む。パッチ部材１２は、プラスチック又はポリマ層で作られることが可能であり、人間の皮膚への取付け用に構成される。例えば取付けのために接着剤コーティング層を備える。一実施形態において、パッチ部材の形状は、ドッグボーン形状に形成される。パッチ部材は、Ｒ、Ｌ、Ｎ、Ｆ又はＲＡ、ＬＡ、ＲＬ、ＬＬ等といった向きについてのマーキングを含むことができる。他の実施形態では、突出部は異なるサイズを含む。例えば一方の側にある突出部を、矩形中心から離れてある長さ又は距離に広げることができる。

パッチ１０は、線形配置で配置される４つの電極２０を含む。各電極２０は、パッチ部材１２の突出部１６の１つに取り付けられるか、その中に形成され、心臓の電気活動を感知する。電極は、Ag-AgClベースの電極、あるいは「“Magnetic Resonance Safe Electrode for Biopotential Measurements」という名称の米国特許仮出願第61/739,751号（特許文献１）で説明されるような代替部材、例えばプリント電極を含むことができる。中心軸１８の反対側にある電極間の距離２２と、同じ側にある電極間の距離２４の比は１．５より大きい。一実施形態において、中心軸１８の同じ側にある電極間の距離２４は、反対側にある電極の距離２２より大きい。

パッチは、導電抵抗性カーボンベースのトレース（conductive resistive carbon based traces）のように、パッチ部材上に配置される４つの導電性トレース２６を含む。各トレース２６は、１つの電極２０と、パッチ部材１２の共通のエッジ２８に接続する。トレース２６は、パッチ部材の中心軸１８に平行に伸びる。パッチ部材は、中心軸に沿って伸びる伸張部（extension）３０を含むことができ、伸張部３０は、導電性トレースの共通のエッジ２８を含む。トレースの抵抗性は整合される。例えば電極２０から共通のエッジ２８まで測定される複数のトレース２６の抵抗性は、同じ抵抗性へと調整される。抵抗性は、個々のトレースにおいて、トレース内の微細な縦切込み（longitudinal cut）、例えばレーザー切込みで調整され得る。切込みは抵抗性を増大させる。切込みはトレース内の渦電流を減少させる。抵抗性は、トレース部材の組成を変更することによっても影響され得る。

パッチ部材１２は、トレース２６の間に、中心軸１８に重なるか中心軸１８に対して平行のミシン目（perforation）３２を含むことができる。ミシン目３２は、少なくとも２つの突出部１６及び対応する電極２０を分離するように構成される。例えば医療関係者は、そのミシン目に沿ってパッチ部材を分離又は切り離すことができる。ミシン目はその配置に柔軟性を与え、トレースの調整された抵抗性を変更することなく、身体の輪郭及び電極の配置に対処する。ミシン目は、パッチ部材に沿って部分的又は全体的に広がることができる。パッチ部材のミシン目は、トレース間のミシン目を含む。例えば医療関係者は、中心軸の反対側にある２つの突出部のパッチ部材を把握して、対応する電極及び接続されたトレースを有する突出部を分離し、電極のうちの２つの電極間の距離を増加させて、信号振幅及びノイズを増加させることができる。

図２を参照すると、患者４０に取り付けられた直線の４リードＥＣＧ電極パッチ１０の実施形態の例示的配置が図式的に示されている。パッチ１０は、細長い中心部及び垂直の中心軸から離れて対称的に広がる４つの突出部で形成される、柔軟なパッチ部材を含む。パッチは、縦方向とは異なる間隔で横方向に配置される４つの電極を含む。各電極は、突出部のうちの１つと、パッチ部材上又はパッチ部材内に配置される１つの導電性トレースに付着する。各トレースは、１つの電極と、パッチ部材の共通の接続エッジに接続する。

パッチ１０は、立っている場合は、胴の中心線又は胸骨４２を使用して垂直に、胸部の乳頭を使用して水平に、縦方向に患者４０に向けられる。トレースの共通のコネクタエッジは腹部の方へ向けられる。患者の右にある突出部は、共通のエッジに対して末梢側の突出部が乳頭線のちょうど上になるように、胸骨に向けられる。共通のエッジに近接する突出部は、矩形の中心部分の長さによって、その位置をガイドされる。矩形の中心部分は、胸部エリア内の異なる形状の輪郭にフィットして適合するように、狭く、細長く、そして柔軟である。狭い中心部分を有する近接突出部は、パッチ部材内の隙間（gap）なく下胸部エリアに付着する。パッチ部材の形状は、基板内の潜在的な隙間と、信頼性のあるＥＣＧ信号に干渉する電極と皮膚の間の潜在的な隙間を減少させる。

図３を参照すると、磁気共鳴（ＭＲ）環境における並列リード処理システム５０とともに直線の４リードＥＣＧ電極パッチ１０の実施形態が概略的に図示されている。患者４０の一部は、磁気共鳴（ＭＲ）スキャナ５２の検査領域内、例えば横型ボア、縦型ボア、Ｃ型（c-type）等内に配置される。ＭＲスキャナは、静磁場を生じる主磁石５４を含む。ＭＲスキャナは、勾配磁場を生じて、患者の組織内における磁気共鳴を操作及びエンコードする１つ以上の勾配コイル５６と、ＲＦパルスを生じて患者の組織における磁気共鳴を誘発する１つ以上の無線周波数（ＲＦ）コイル５８を含む。

取り付けられたパッチ１０内の電極は、心臓の電気活動を感知する。感知された電気活動は、電極からトレースへ、パッチの共通の接続エッジに接続される１つ以上のケーブル６０へ、そしてＥＣＧモニタリングデバイス６２へ伝送される。ケーブルは回路６４に接続する。回路は、４つのトレースからの電流を４ＥＣＧリード信号に、例えばＲＡ電極及びＬＡ電極からのリード信号Ｉ、ＲＡ電極及びＬＬ電極からのリード信号ＩＩ等へ変換する。少なくとも２つのリード信号は、高速ノイズリダクションフィルタ６６へ別個に個々に伝達される。スルーレートフィルタ、バンドパスフィルタ及び／又はｔ波抑制フィルタ等のフィルタ６６は、ＥＣＧ信号を並行かつ同時にフィルタする。フーリエ分析を使用して、フィルタによって通過される公知の生理学的意義を有する周波数を選択し、あるいはフィルタによってブロックされるＭＲスキャナ及び／又は設備から生じる公知の周波数成分を選択することができる。フィルタは、例えばコンピュータプロセッサ又はプログラマブルゲートアレイ等を用いる、ＭＲ環境の外からの保存されたＥＣＧ信号との比較に基づく学習及び予測成分（learning and prediction element）を用いる予測時間間隔フィルタ（predictive time interval filter）を含むことができる。リード信号はリアルタイムで処理される。横方向と縦方向の電極の異なる間隔は、異なる振幅のＥＣＧ信号を生じる。例えばより近い間隔の電極、例えばリードＩからの電極は、より広い間隔の電極に接続するリードＩＩ又はリードＩＩＩよりも、より低い振幅で低ノイズの信号を提供する。

各フィルタ６６は、ＱＲＳ波検出アルゴリズムのようなＥＣＧ信号検出アルゴリズムをフィルタ済み信号に適用する信号検出ユニット６８に接続する。各信号検出ユニット６８は、他の信号検出ユニットと並行して、１つのフィルタ済みＥＣＧリード内のＥＣＧ信号を検出する。各信号検出ユニット６８は、検出された信号をスコアリングする信号スコアリングユニット７０に接続する。信号検出ユニット及びスコアリングユニットは、プログラム可能なコンポーネントを共有することができる。例えば二乗平均平方根（ＲＭＳ：root mean square）分析は、信号品質の指標を提供する。信号スコアリングは、ＥＣＧ信号のための適用（アプリケーション）に関する情報を含むことができる。例えばＭＲデータ取得のためのゲーティング及びトリガパルスを生成するために、スコアリングは、最もクリーン又は最も識別可能なピークＲ波、ＱＲＳ波複合又は他の大きな波形を有するリードを見つけることに焦点を当てることができる。別の例では、スコアリングは、Ｐ波、ＱＲＳ複合体、ｔ波、ｕ波及び／又は組合せのようなＥＣＧ信号波形の１つ以上を見て、最も正確な全体のＥＣＧ波形を識別することができる。スコアリングは、印加された勾配磁場に対して直角の方向における心臓のＥＣＧ波形の方向を含むことができ、そのようなＥＣＧ波形の方向は、概して、印加されたＭＲ勾配磁場から受けるノイズ劣化（noise degradation）がより少ない。フィルタは、プログラムされたフィールドプログラマブルゲートアレイで具現化され得る。

信号選択ユニット７２は信号スコアリングユニット７０に接続し、スコアリングに従って、スコアリングされたＥＣＧリードのうちの１つを選択し、選択されたＥＣＧリード信号を出力する。信号選択ユニット及び信号スコアリングユニットは、プログラム可能コンポーネントを共有することができる。信号選択ユニットは、選択されたＥＣＧリード信号又は複数のＥＣＧリード信号をディスプレイデバイス７４に出力することができる。ディスプレイデバイス７４は、人が読取可能な対応するＥＣＧ波形を表示する。信号選択ユニットは、コネクタ７６を介してＭＲユニットからＭＲ周期情報を受け取ることができる。ＭＲ周期情報は、ＭＲ勾配が適用されると、ＭＲ勾配に直交するリードを選択し、ＭＲ勾配が適用されていないときは、選択されたリードにスイッチバックするように、選択ユニットのための基準を提供する。適用されるＭＲシーケンスのタイミングに基づく他の信号選択も考えられる。

セットアップの間、ディスプレイデバイス７４は、手動選択のために複数のリード信号を表示することができる。医療関係者は、表示されたリード信号を検討して、１つ以上の入力デバイス７８を使用してリード信号を手動で選択する。そのような入力デバイスには、例えばマウス、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、１つ以上のボタン、１つ以上のスイッチ、１つ以上のトグル等のうちの１つ以上がある。

コネクタ７６は、選択されたゲーティングＥＣＧ信号、例えば最も明確なＲ波を有する信号を、ゲーティングプロセッサ又はユニット８０の入力に伝達する。ゲーティングプロセッサ又はユニット８０は、ＭＲ信号データの取得を制御し、かつ／又はＥＧＣ信号に従って画像を再構築する。例えばＭＲシーケンスは、ＭＲデータが患者の心臓周期内の予め選択されたポイントで生成されて収集されるように、画像化シーケンスの間に適用される。ＥＣＧリード信号は、並行にフィルタされ、検出され、スコアリングされて、表示用に最も良いリード信号が選択される。最も良いリード信号は勾配磁場が変化すると変化する可能性があり、最も良い信号が継続的に出力又は表示されるように、その選択はリード信号間で動的に切り替わる。

フィルタ及び／又は様々なユニットは、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、グラフィック処理ユニット（ＧＰＵ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等のうちのプログラム又は構成される１つ以上において具現化され得る。例えば１つ以上のマイクロプロセッサ又はプロセッサは、複数のＥＣＧ信号をフィルタし、フィルタされたリードにおけるＥＣＧリード信号を検出し、各検出されたＥＣＧリード信号をスコアリングし、そのスコアリングに応じて、最も良いＥＣＧリード信号を自動的かつ継続的に選択するように構成され得る。プロセッサは、並行処理されたリード信号及び／又は選択されたリード信号を、ディスプレイデバイス７４及び／又は出力コネクタ７６に出力することができる。

開示されるフィルタリング、検出、スコアリング及び選択技術は、電子データ処理デバイスによって読取可能であって、開示されるフィルタリング、検出、スコアリング及び選択技術を実行するように電子データ処理デバイスによって実行可能な命令（例えばソフトウェア）を格納する、非一時的な記録媒体を使用して適切に実装される。

ディスプレイデバイスの例には、コンピュータモニタ、テレビ画面、タッチスクリーン、ベクトルディスプレイ、フラットパネルディスプレイ、真空蛍光（ＶＦ）ディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ディスプレイ、電子発光ディスプレイ（ＥＬＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機発光ダイオードディスプレイ（ＯＬＥＤ）、プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ等が含まれる。

図４を参照すると、ＭＲ環境における直線の４リードＥＣＧ電極の実施形態を使用する一方法がフローチャート化されている。ステップ又はモジュール８０において、ＥＣＧ電極パッチ１０が、図２に関連して説明したような方向で、患者の皮膚に付けられる。パッチ１０は、矩形中心と、矩形中心の中心軸から離れる方向へ広がる４つの突出部を有する形状の柔軟なパッチ部材を含む。パッチ１０は、矩形配置内に配置される４つの電極を含み、各電極が、パッチ部材の突出部のうちの１つに取り付けられて、心臓の電気活動を感知するように構成される。パッチ１０は、パッチ部材上に配置される４つの導電性トレース２６を含む。各トレースは、１つの電極と、パッチ部材の共通のエッジに接続する。取り付けられたパッチは、中心軸に沿った伸張部を含むことができ、伸張部は、導電性トレースの共通のエッジを含む。パッチ部材は、トレースの間に、中心軸に対して平行のミシン目を含むことができる。ミシン目は、皮膚への取付けに先行して、少なくとも２つの突出部及び対応する電極を分離するように構成される。

トレースは、ＥＣＧモニタリングデバイス６２に接続する。トレースは、電気的及び熱的に患者から防護される。トレースの抵抗性は整合されて、抵抗性は縦切込みで調整され、切込みトレースの抵抗性を増加させる。各リードは、２つの電極を通して患者の心臓の電気活動を感知するように構成される。ＥＣＧモニタリングデバイスは、並行のステップ又はモジュール８２、８４において、複数のリード上でＥＣＧ信号を受信する。各リードで同時に受信される。

ステップ又はモジュール８６において、あるフィルタが、あるリードの受信したＥＣＧ信号をフィルタし、同時に、並行のステップ又はモジュール８８において、第２のフィルタが、第２のリードの受信したＥＣＧ信号をフィルタする。フィルタは、高速ノイズリダクションフィルタを適用する。２つ以上のリードを同時に又は並行してフィルタすることができる。リードは、異なる振幅のＥＣＧ信号を提供する。リードは、心臓の電気活動の直交ベクトルを提供する。直交ベクトルは、印加される勾配磁場によって異なるように影響されることになる。例えば印加される勾配磁場によって影響されるリードに直交するリードが、影響されることは起こり難く、例えばリードＩは、リードＩＩ又はリードＩIＩに直交するベクトルを測定する。リード間の振幅における差は、中心軸の反対側の電極間の距離の比に基づく。上方電極と下方電極との間の縦の距離は、左側の電極と右側の電極との間の横の距離の１．５倍より大きく、好ましくは、１．５〜３倍又はそれ以上である。一実施形態において、中心軸の同じ側にある電極間の距離は、反対側にある電極の距離よりも大きい。

ステップ又はモジュール９０において、１つの信号検出ユニット６８が、ＥＣＧ信号検出アルゴリズムを１つのフィルタ済みＥＣＧリード信号に適用し、並行ステップ又はモジュール９２において、第２の信号検出ユニット６８が、ＥＣＧ信号検出アルゴリズムを第２のフィルタ済みＥＣＧリード信号に適用する。信号検出ユニット６８は、ＥＣＧ信号検出を複数のＥＣＧリード信号に適用する。信号検出ユニットは、各リードにおいてリードＥＣＧ信号を検出する。

スコアリングユニット７０は、並行のステップ又はモジュール９４、９６において、各検出されたＥＣＧリード信号をスコアリングする。各リード信号がスコアリングされる。患者モニタへの表示のための信号品質、トリガ又はゲーティングするための信号品質、１つ以上の選択された方向で印加されるＭＲ勾配の印加（適用）中の信号品質のような複数の基準に対して、リードをスコアリングすることができる。選択ユニット７２は、判断ステップ又はモジュール９８において、スコアリングされたＥＣＧリード信号の１つ以上を選択する。

選択されたＥＣＧリード信号は、ステップ１００において又はモジュール１００によって出力される。このステップは、リード信号のうちの１つ以上をディスプレイデバイス上に表示することを含むことができる。選択された信号は、電気生理学的条件が変化し、勾配が印加（適用）される等すると、動的に変化する可能性がある。ステップは、ＭＲスキャナからのデータ取得をゲーティングするゲーティングプロセッサへの接続、及び／又はＥＣＧ信号パルスに基づく画像の再構築を含むことができる。ステップは、ＭＲ勾配磁場のタイミング及び方向のような、ＭＲ周期情報を受信するステップを含むことができる。

ＥＣＧリード信号を受信するステップ、ＥＣＧリード信号をフィルタリングするステップ、ＥＣＧリード信号を検出するステップ、ＥＣＧリード信号をスコアリングするステップ、ＥＣＧリード信号を選択するステップ及びＥＣＧリード信号を出力するステップは、これらのステップを実行するよう１つ以上のデータ処理デバイスを制御するソフトウェアを担持する非一時的コンピュータ読取可能記録媒体を含むことができる。１つ以上のマイクロプロセッサ又は電子処理デバイスが、これらのステップを実行するよう構成される。

本明細書で提示される特定の例示の実施形態との関連で、特定の構造及び／又は機能的特徴が、定義された要素及び／又は構成要素に組み込まれているものとして説明されていることが認識されよう。しかしながら、これらの特徴は、同じ又は同様の利益に対して、適切である場合、同様に他の要素及び／又は構成要素内に組み込まれてもよいと考えられる。また、例示の実施形態の異なる態様が、他の代替的な実施形態を達成するよう必要に応じて選択的に用いられてもよく、これにより、当該他の代替的な実施形態が、それらに組み込まれる側面のそれぞれの利点を実現することができることも認識されよう。

また、本明細書で説明される特定の要素又はコンポーネントは、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はその組合せにより適切に実装されるその機能性を有し得ることも認識されよう。加えて、本明細書で一緒に組み込まれるものとして説明される特定の要素が、適切な環境下ではスタンドアロンの要素であってもよく、あるいは他の方法で分割されてもよいことが認識されよう。同様に、１つの特定の要素によって実行されるものとして説明される複数の特定の機構が、個々の機能を独立に実行するよう動作する複数の別個の要素によって実行されてもよく、特定の個々の機能が分割され、協働して動作する複数の要素によって実行されてもよい。あるいは、相互から異なるものとして他の方法で説明され、かつ／又は示される幾つかの要素又はコンポーネントは、適切である場合、物理的又は機能的に組み合わされてもよい。

要約すると、本明細書は、好適な実施形態との関連で説明されている。当然、本明細書を読み、理解すると、修正及び変更が他者には思い浮かぶであろう。すべてのそのような修正及び変更が添付の特許請求の範囲又はその均等の範囲内にある限りにおいて、本発明は、すべてのそのような修正及び変更を含むものとして解釈されることが意図される。すなわち、様々な上記で開示される特徴及び機能並びに他の特徴及び機能、あるいはその代替形態を、多くの他の異なるシステム又はアプリケーションに望ましく組み合わせることができ、また、その現在予期されていない又は予測されていない代替形態、修正形態、変形形態又は改善形態が、当業者によって後になされることがあり、これは、以下の特許請求の範囲によって同様に包含されるように意図されることが認識されよう。

Claims (20)

1. 磁気共鳴環境（ＭＲ）において使用するための心電図（ＥＣＧ）電極パッチシステムであって、当該システムは：
   人間の皮膚への取付け用に構成される、柔軟なパッチ部材と；
   前記パッチ部材へ取り付けられ、少なくとも２つの異なる方向において電極のペアにわたる異なる振幅を有する複数のＥＣＧ信号を感知するように構成される、複数の電極と；
   を備える、システム。
2. 前記感知されたＥＣＧ信号を同時に処理し、出力すべき第１の信号を選択するように構成される、複数の並列信号処理回路を更に含む、
   請求項１に記載のシステム。
3. 前記柔軟なパッチ部材は、前記電極が取り付けられる複数の突出部を含み、前記パッチ部材の中心軸の反対側にある電極間の距離と、同じ側にある電極間の距離との比が１．５より大きい、
   請求項１又は２に記載のシステム。
4. 前記パッチ部材上に配置される複数の導電性トレースを更に含み、各トレースが、１つの電極と前記パッチ部材の共通のコネクタエッジとに接続され、
   前記パッチ部材は、突出部を接続する、細長く狭い中心部分を含み、該中心部分は中心軸に沿って伸び、伸張部が、導電性トレースの共通のコネクタエッジを含む、
   請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記パッチ部材は、少なくとも２つの突出部及び対応する電極を区分するように構成される中心軸に平行のミシン目を含む、
   請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記パッチ部材のミシン目は、トレース間のミシン目を含む、
   請求項５に記載のシステム。
7. トレースの抵抗性は整合される、
   請求項１乃至６のいずれか一項に記載のシステム。
8. 少なくとも１つのトレースは、該トレースの抵抗性を調整する少なくとも１つの縦切込みを含む、
   請求項７に記載のシステム。
9. 並列信号処理回路は、
   ＥＣＧリード信号をフィルタするように構成される複数の高速ノイズリダクションフィルタを含み、各フィルタは、前記ＥＣＧ信号のうち１つが感知される１つのＥＣＧリードを定義するよう、前記複数の電極のうちの２つに接続され、前記複数のフィルタは、複数のＥＣＧリード信号を同時にフィルタするように構成される、
   請求項２乃至８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 前記並列信号処理回路は、
    ＥＣＧ信号検出アルゴリズムを適用するように構成される複数の信号検出ユニットであって、各ユニットが、各ＥＣＧリード内のＥＣＧ信号を検出するように前記複数のフィルタのうちの１つに接続される、複数の信号検出ユニットと；
    各ＥＣＧリード内で前記検出された信号をスコアリングするように構成される複数の信号スコアリングユニットと；
    前記スコアリングに従って、スコアリングされたＥＣＧリードのうちの１つを選択し、該選択されたＥＣＧリード信号を出力するように構成される、信号選択ユニットと；
    を更に含む、請求項９に記載のシステム。
11. 前記信号選択ユニットは、
    人が読取可能なＥＣＧ波形をディスプレイデバイス上に表示することと；
    ＭＲスキャナをゲーティングすることと；
    前記ＭＲスキャナによる勾配磁場の印加中に、最も良い信号品質を有することと；
    のうちの少なくとも１つのために選択されることになる、ＥＧＣ信号を選択するスコアリング基準を適用するように構成される
    請求項１０に記載のシステム。
12. 磁気共鳴環境（ＭＲ）において心電図（ＥＣＧ）電極パッチを使用する方法であって、当該方法は：
    前記ＥＣＧ電極パッチを患者の皮膚に付けるステップ
    を備え、前記パッチは、人間の皮膚への取付け用に構成される柔軟なパッチ部材と、前記パッチ部材へ取り付けられ、少なくとも２つの異なる方向において電極のペアにわたる異なる振幅を有する複数のＥＣＧ信号を感知するように構成される、複数の電極とを含む、
    方法。
13. 少なくとも２つの異なる方向において電極のペアにわたる異なる振幅を有する、複数の感知されたＥＣＧ信号を受信するステップと；
    ノイズリダクションフィルタを用いて、受信したＥＣＧリード信号を同時にフィルタリングするステップと；
    各フィルタ済みＥＣＧリード信号においてＥＣＧ信号を検出するステップと；
    検出されたＥＣＧリード信号の各々をスコアリングするステップと；
    第１のスコアリングされたＥＣＧリード信号を選択するステップと；
    第１の選択されたＥＣＧリード信号を出力するステップと；
    を更に含む、請求項１２に記載の方法。
14. 前記柔軟なパッチ部材は、前記電極が取り付けられる複数の突出部を含み、前記パッチ部材の中心軸の反対側にある電極間の距離と、同じ側にある電極間の距離との比が１．５より大きい、
    請求項１２又は１３に記載の方法。
15. 前記パッチは、前記パッチ部材上に配置される複数の導電性トレースを更に含み、各トレースが、１つの電極と前記パッチ部材の共通のコネクタエッジとに接続され、
    前記パッチ部材は、突出部を接続する、細長く狭い中心部分を含み、該中心部分は中心軸に沿って伸び、伸張部が、導電性トレースの共通のコネクタエッジを含む、
    請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記付けるステップは、
    中心軸に平行でトレースの間にある前記パッチ部材内のミシン目を使用して、少なくとも２つの突出部及び対応する電極を区分することを含む、
    請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記付けるステップは、
    縦切込みを用いて整合させるようトレースの抵抗性を調整することを含む、
    請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の方法。
18. 請求項１２乃至１７のいずれか一項に記載の方法を実行するよう１つ以上の電子データ処理デバイスを制御するソフトウェアを担持する、非一時的なコンピュータ読取可能記録媒体。
19. 請求項１２乃至１７のいずれか一項に記載の方法を実行するよう構成される電子データ処理デバイス。
20. 磁気共鳴環境において使用するための心電図（ＥＣＧ）信号を処理するシステムであって、当該システムは：
    ＥＣＧ電極パッチであって：
    中心部分と、該中心部分の中心軸から離れて広がる４つの突出部とを有するように形成され、人間の皮膚への取付け用に構成される柔軟なパッチ部材と、
    直線配置内に配置される４つの電極であって、各電極が、前記パッチ部材の前記突出部の１つに取り付けられて、心臓の電気活動を感知するように構成される、４つの電極と、
    前記パッチ部材上に配置される４つの導電性トレースであって、各トレースが、１つの電極と前記パッチ部材の共通のコネクタエッジに接続される、４つの導電性トレースと、
    を含む、ＥＣＧ電極パッチと；
    複数のＥＣＧリード信号の各々から同時にノイズをフィルタするようにプログラムされるフィールドプログラマブルゲートアレイであって、各ＥＣＧリードが、前記電極のうちの２つの間の電気的ＥＣＧリード信号を測定する、フィールドプログラマブルゲートアレイと；
    １つ以上のプロセッサであって：
    各リードにおいて前記フィルタ済みＥＣＧリード信号を検出し、
    各検出されたＥＣＧリード信号をスコアリングし、
    前記スコアリングされたＥＣＧ信号の１つを選択し、
    前記選択されたＥＣＧリード信号を出力する、
    ように構成される１つ以上のプロセッサと；
    を備える、システム。

Images