JPH0233379B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は頭部を含む生体上に装着された複数個
の電極の任意の記録チヤネルへの分配或は生体信
号増幅等に関する回路条件の決定を入力部での設
定に応じて半導体スイツチング素子により行なう
脳波計に関するものである。

一般に、生体から誘導される電気信号に基き患
者の監視或は病名の診断を行なう医用電子装置で
は医者により選択あるいは開発される各種の診断
論理に従い、生体上に装着した多数の電極を任意
に組合せるとともに、その間に誘導される生体信
号を任意の回路条件すなわち任意の増幅度或はフ
イルタ特性でもつて増幅し、記録することが行わ
れている。従つて医用電子装置における電極の組
合わせを含む回路条件の設定作業は、繁雑である
ばかりか正確さを要求される困難な仕事となつて
いる。特に脳波計にあつては、頭部を中心に27個
もの電極を装着し、そこから得られる電気信号を
適宜組合せて増幅した後に17チヤネルのペン記録
部で記録することが通常行われているため、その
取扱の困難さは想像以上のものがある。

そこで、この操作性をいくらかでも改善するも
のとして脳波測定に関して頭部に貼着する複数電
極と各記録チヤネルとの組合わせを入力部より任
意にランダムアクセスメモリ（RAM）に書込
み、チヤネル切換と同期して順次RAMの内容を
読出して回路設定し、かつプログラムの内容を必
要によりリードキーを押して表示させて確認でき
る脳波パターンセレクタも周知である。これらは
いずれも回路条件の設定及び表示の回路方式上、
単純な回路条件の設定しか行うことができなかつ
た。

本発明はこの点に鑑みて各記録チヤネルの回路
条件を規定する測定パターンの変更・設定・選択
を簡単、かつ多様に行ない得る脳波計を提供する
ことを目的としている。

次に本発明を図示の実施例に従い説明する。

第１図は本発明による脳波計の主要回路図であ
り、１１は被検者の頭部に貼着された多数の電極
からの脳波信号の外、心電図信号、呼吸波信号等
を所定の記録チヤネルへ出力させる電極切換回
路、１３はラツチ回路及び半導体スイツチ等で構
成されてデイジタル信号によりフイルタの高域及
び低域しや断周波数並びにゲインを調整できる前
置増幅器２と主増幅器３とより構成された増幅回
路、４は多チヤネルのペン記録部、５はマイクロ
プロセツサで構成されリードオンリメモリ
（ROM）６に予め記憶されたプログラムに従い
装置全体の動作制御を行う信号処理回路、７は電
極切換回路１及び前置増幅器２の回路条件データ
等を憶読出し、書替え可能でかつ装置の電源が切
れても消去されないように電池で駆動される不揮
発性領域及びこの不揮発性領域に対してデータの
読取りまたは書込みを行うため装置電源で駆動さ
れる作業領域から成るランダムアクセスメモリ
（RAM）、８は各チヤネルの回路条件を規定する
測定パターンの選択・設定・変更並びに選択及び
プグラムのために必要な回路条件の表示を指令す
るキーボードである。キーボード８は内部にエン
コーダを備え、キーボードの各押ボタンスイツチ
は制御信号或はデータをデイジタル信号に変換す
る。さらに９は測定及びプログラムのために回路
条件のデータをブラウン管上に種々のフオーマツ
トで表示するための制御信号を発生するブラウン
管制御回路、１０は主に被検者の状態を監視する
モニタカメラ、１４はブラウン管制御回路９から
のビデオ信号を増幅し、かつ必要により例えば別
の部屋にいる被検者を監視するモニタカメラ１０
からの信号と入力を切換えるとビデオ切換増幅回
路１１及びこの回路１１を介して水平及び垂直同
期信号並びにビデオ信号が導入されるブラウン管
１２を有するブラウン管表示部である。

電極切換回路１、前置増幅器２、信号処理回路
５、ROM６、RAM７、キーボード８及びブラ
ウン管制御回路９は、各回路の動作に必要なプロ
グラム並びに回路条件及び表示データの格納場所
を知らせるためのアドレスバス、プログラムの内
容及びデータを各回路間で転送するためのデータ
バス及び信号処理回路５から各回路に指令を発
し、かつ各回路から信号処理回路５に割込み処理
を要求するためのコントロールバスにより互に接
続されている。

第２図は電極切換回路１の回路構成を示し、２
１は電極データ用デコーダ、２２はチヤネルアド
レス用デコーダ、２３は入力線と出力線の交叉点
に設けられたフリツプフロツプ（FF）付クロス
ポイントスイツチである。入力線は脳波信号用が
キイボードの頭部電極の数に対応して23本
（FP₁、EP₂、F₃、F₄……）、その他の生体信号例
えば心電図信号等用の４本（X₁〜X₄）の合計27
本より成る。出力線は17チヤネルにつきそれぞれ
２本（G₁、G₂）より構成されている。信号処理
回路５からのメモリライト信号MWに同期して出
力線及び入力線につきそれぞれいずれかの線の
FFがセツトされ、したがつて両者のFFがセツト
される交叉点で出力線と入力線の接続が行われ
る。

第３図は装置の動作を指令する入力部として機
能するキーボード８における多数の測定パターン
の選択、設定、変更及び回路条件の回路への設定
用の押ボタンスイツチの配列を示す。３１は各種
生体信号スイツチ群、３２は頭部電極スイツチ
群、３３はチヤネルスイツチ群、３４はパターン
スイツチ群、３５は前置増幅器２の回路条件設定
スイツチ群、SETは回路条件の回路への設定及
びRAM７の不揮発性領域への回路条件の書込み
等を行わせる設定スイツチである。頭部電極スイ
ツチ群３２の各スイツチは、頭部を模した頭図上
に実際の位置と対応して配置されている。増幅回
路用スイツチ群３５は、前置増幅器２のゲイン調
整用であるGAIN、そのフイルタの低域しや断周
波数調整用であるLo Cut及び高域しや断周波数
調整用であるHi Cutの各スイツチより構成され、
それぞれステツプアツプ及びステツプダウン用の
押ボタンスイツチが対をなしている。

第４図はブラウン管制御回路９の回路構成を示
す。RAM７の不揮発性領域及び作業領域等から
読出される表示フオーマツト及び回路条件等のデ
ータDB０〜DB７は、まずこのデータを記憶す
べきアドレスAB０〜MB１０がアドレスバス及
びマルチプレクサ４１を通つてリフレツシユメモ
リ４２へ送られそのアドレスが指定された後に、
データバスを介して該リレツシユメモリ４２へ送
られる。このリフレツシユメモリ４２はブラウン
管の一画面に相当するメモリ容量を有している。
いま表示すべきデータがすべてリフレツシユメモ
リ４２に記憶されると、信号処理回路５からコン
トロールバスを通して送られる制御信号によりマ
ルチプレクサ４１は制御部４３からのアドレス信
号MA０〜MA９をリフレツシユメモリ４２に供
給し、記憶されたデータを読出す。読出されたデ
ータは一旦ラツチ回路４４に保持され、キヤラク
タジユネレータ４５でキヤラクタ信号へ変換され
る。そして並列直列変換器４６で直列信号に変換
されてビデオ制御回路４７でさらにブラウン管表
示用のビデオ信号に変換される。並列直列変換回
路４６及び制御部４３は、それぞれ8MHzクロツ
ク発生器４８及びそのクロツクをカウントダウン
する同期式カウンタ４９に同期がとられている。
またデータDB０〜DB７は制御部４３にも加え
られており、信号処理回路５からの指令信号とし
て表示制御も行つている。

以上のような回路構成の脳波計において動作は
次のように行われる。

電源スイツチ（図示せず）をオンにすると信号
処理回路５は、ROM６に予めプログラムされて
いる始動処理ルーチンに従い、RAM７の不揮発
領域から表示フオーマツトのデータを読出し、ブ
ラウン管制御回路９ヘアドレス及びデータを知ら
せる。ブラウン管制御回路９では、このデータを
アドレス指定に従つてリフレツシユメモリ４２に
一旦記憶し、その後、前記の処理過程を経てブラ
ウン管１２上に第５図の表示フオーマツトを示
す。ただし各チヤネルの電極G₁、C₂はCAL（キヤ
リブレーシヨン）として表示される。

尚、第５図の表示フオーマツトにおいて、
CAL50μVは、脳波の記録波形の中に残す基準電
圧すなわちキヤリブレーシヨン電圧を示し、Ｒ―
Ｌ―Ｅは電極の接地状態を示すものであり、この
例にあつては右耳（Ｒ）と左耳(L)に装着した電極
を接地してあることを示している。

次に例えば測定パターン５で測定したい場合、
キーボード８のパターンスイツチP₅を押すと、
キーボード８のエンコーダからコントロールバス
を通して信号処理回路５へキー割込み信号が加え
られる。信号処理回路５ではこの割込み信号を受
取ると、そのプログラムがキー処理ルーチンへ飛
び、アドレスバスを通してキーボードが指定され
る。続いてキーボード８からはパターンスイツチ
P₅に相当するデータがエンコーダよりデータバ
スを介して信号処理回路５に送られる。信号処理
回路５はこの一連の動作によりキーボード８が測
定パターン５を要求していることを知り、ROM
６に予め格納されているプログラムに従い、
RAM７の不揮発性領域から測定パターン５の回
路条件データを読出し、RAM７の作業領域へこ
のデータを移し、またリフレツシユメモリ４２へ
も転送し、ブラウン管１２上に第５図に示す表示
フオーマツトで測定パターン５の回路条件が表示
される。つまり測定パターン５における各チヤネ
ルの電極C₁、C₂の対応、前置増幅器２のゲイン、
フイルタの低減しや断周波数LC、高域しや断周
波数HC、CAL電圧等が一覧できる。

次にキーボード８の設定スイツチSETを押す
と所定のプログラムに従い測定パターン５の回路
条件データが、RAM７の作業領域からアドレス
バスデータバスを通して電極切換回路１及び前置
増幅器２へ転送され、コントロールバスを通して
送られるMWパルスにより前記の動作過程を経て
各回路へ設定（ロード）される。これにより表示
通りの電極の接続並びに増幅度及びフイルタ特性
の設定が行われる。さらにレコードスイツチ（図
示せず）をオンにすると、選択した測定パターン
の基で脳波、心電図、呼吸波等の生体信号がマル
チヤネルのペン記録部に並列して記録される。他
の測定パターン１〜４及び６〜８も同様にキーボ
ード８上の対応のパターンスイツチP₁〜P₄及び
P₆〜P₈により選択できる。

測定パターン１〜８の電極接続は予め標準状態
に設定されており、使用に際しては前置増幅器２
の回路条件を設定すれば、以後パターンスイツチ
P₁〜P₈の選択により多種多様な測定が可能であ
る。これに加えて本発明によれば以下に詳述する
ように必要に応じて標準の測定パターンの変更及
び自由な測定パターンの設定即ち回路条件の多様
なプグラムがブラウン管上の表示を基にキーボー
ド８上で容易に可能となる。

先ず、測定者が例えばパターン５のチヤネル１
１の前置増幅器２の回路条件を変更したい場合、
パターンスイツチP₅を押すと、測定パターン５
がブラウン管上に表示さる（第５図）。次にチヤ
ネルスイツチCh１１を押すとキー割込み信号が
コントロールバスを通して信号処理回路５に与え
られ、その実行プログラムはキー処理ルーチンへ
移る。その結果アドレスバスを通してキーボード
８が指定され、続いてチヤネルスイツチCh１１
に相当するデータがエンコーダよりデータバスを
介して信号処理回路５に取込まれる。信号処理回
路５は、このデータによる新らしいデータ及びア
ドレスバスをそれぞれデータバス及びアドレスバ
スに載せてブラウン管制御回路９に加える。ブラ
ウン管制御回路９は、これらのデータによりブラ
ウン管１２上のCh１１の文字を「白ぬき」文字
に変更する。次にゲイン設定スイツチGAIN□↑ま
たは□↓を押すとブラウン管表示は第６図に示す表
示フオーマツトに変る。つまり設定しようとする
GAINの文字及び現在の各回路条件が「白ぬき」
で表示される。さらに設定スイツチGAIN□↑また
は□↓を必要な回数だけ押すとゲインはステツプ状
に増加または減少する。この際ゲインの「白ぬ
き」文字は上または下へ移動し設定値を確認でき
るようになつている。同様にしてフイルタの低域
及び高域しや断周波数の特性も変更したければ、
さらにLo Cut及びHi Cutを所定回数だけ押すこ
とにより希望の回路条件に設定される。以上のよ
うにして全ての回路条件が希望の値に設定される
と設定スイツチSETを押す。すると、ブラウン
管表示は第５図の表示フオーマツトに戻り、新た
な回路条件がRAM７の一時的に記憶している作
業領域から不揮発性領域へ移され、また同時に前
置増幅器２へ新たな回路条件が設定される。尚、
この場合11チヤネル以外の回路条件を全て同一に
することが可能であり、ゲイン、低域及び高域し
や断周波数の設定スイツチにそれぞれ所属する
ACC（All Chanell Control）スイツチ（図示せ
ず）を希望値に設定するとCh１１以外の表示は
この値に変わるとともに先に設定した11チヤネル
のゲインと共に全ての回路条件の記憶及び回路へ
の設定が行われる。

さらに必要により測定パターン１〜８の標準の
電極接続は次のような操作で変更できる。先ず、
ロツクキー（図示せず）をオンにするとブラウン
管表示は第７図の表示フオーマツトに変わる
（PAT―２〜PAT―８の電極番号の記載は省略
してある）。この表示フオーマツトは現時点の各
測定パターンの電極接続の状態を示す。例えば、
測定パターン１の１チヤネルの電極接続を変更し
たければパターンスイツチP₁及びチヤネルスイ
ツチCh１を押して、希望する電極スイツチを２
個押すと、G₁及びG₂の欄に順にその電極が表示
される。この場合押し直しは可能であるが、一旦
設定スイツチSETを押すと表示内容がRAM７の
作業領域から不揮発生領域へ転送されて記憶され
る。他のチヤネルについても同様にチヤネルスイ
ツチ及び電極スイツチを押し、さらにその都度設
定スイツチSETを押すことにより変更可能であ
る。他の測定パターンについても先ず希望するパ
ターンスイツチを押して同様な操作を行う。測定
パターンの変更が終りロツクキーをオフにすると
表示フオーマツトは第５図に戻る。

電極接続を一時的に変更する場合、ロツクキー
をオフにしたままで希望するパターンスイツチを
押し、第５図の表示フオーマツトの状態で希望す
るチヤネルスイツチ及び電極スイツチを設定す
る。この場合変更内容はRAM７の作業領域に記
憶されているだけなので測定終了後他の測定パタ
ーンを選択すると変更以前の内容に戻る。

さらに本発明による装置では標準の測定パター
ン１〜８の外にフリーパターンを設定できる。こ
のためには先ずパターンスイツチFreeeを押して
第５図の表示フオーマツト（ただしタイトルは異
る）にする。そしてチヤネルスイツチによりチヤ
ネルを設定し、電極スイツチにより接続すべき電
極G₁、G₂を設定する。さらに設定スイツチSET
を押し、設定内容を、RAM７の不揮発性領域へ
記憶し、また電極切換回路１へ設定する。このよ
うにして各チヤネルごとに電極接続を設定する。
前置増幅器２の回路条件の設定は、標準の測定パ
ターンの場合と同様にする。

測定開始時或は測定中にビデオ増幅切換回路１
１をモニタテレビ１０側へ切換えると、別部屋の
被検者のアーチフアクト（雑音）の原因となるま
ばたき、体動等を適確に把握でき、記録データの
解析が容易となり、また無駄な測定もなくなり、
さらに測定精度も向上する。特に赤外線式モニタ
カメラを用いるならば、暗室内で寝ている被検者
から得られる脳波所謂睡眠脳波を測定する場合で
あつても直接観察することのできない被検者の様
子が分り非常に効果的である。

尚、上述の実施例は27個の生体電極から誘導さ
れる電気信号を、適宜組合せて17チヤネルのペン
記録部で記録する脳波計の場合であつたが、本発
明はこの実施例に限定されるものでなく、電極数
あるいはチヤネル数の少ない脳波計にも実施され
得るものである。

以上の説明から明らかなように本発明によりブ
ラウン管上におけるその都度の適切な表示フオー
ムを基に増幅特性を含む測定パターンの多種多様
の選択・チエツク・設定・変更ができるばかりか
監視あるいは診断を行う医者によつて選択される
診断論理において多用される回路条件を予め記憶
しておき、１，２回のキー操作により読出し及び
設定ができることにより脳波信号の精密な測定が
容易に行われ得るようになる。また、キーボード
上の頭部電極スイツチ群が電極の頭部における実
際の配列を模して配置されているため、脳波計本
体において電極の組合せを選択する場合に、実際
に被検者の頭部に装着されている電極との対応が
一目瞭然にわかり、担当医により選択された診断
論理に正しく適合した精密な脳波測定が容易に可
能になる。さらに、切換によりブラウン管へ患者
のモニタカメラのビデオ信号を供給できることに
より、アーチフアクトの原因或はその外の被検者
の様子を的確に把握でき、脳波測定の解析が容
易、かつ高精度に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による脳波計の主要回路図、第
２図はそのうちの切換回路の回路図、第３図は本
発明によるキーボードのスイツチ配列図、第４図
は第１図中のブラウン管制御回路の回路図、第５
〜７図はブラウン管による回路条件の表示フオー
マツトを示す。 １……電極切換回路、２……前置増幅器、３…
…主増幅器、４……記録部、５……信号処理回
路、６……ROM、７……RAM、８……キーボ
ード、９……ブラウン管制御回路、１０……モニ
タカメラ、１１……ビデオ切換増幅回路、１２…
…ブラウン管、１３……増幅回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 頭部を含む生体に装着された複数個の電極か
   ら誘導された信号を任意の記録チヤネルへ分配す
   る電極切換回路と、該電極切換回路の出力を増幅
   する増幅回路と、該増幅信号をチヤネルごとに記
   録する記録部と、前記両回路の回路条件データを
   記憶する不揮発性領域を含むランダムアクセスメ
   モリと、頭部における実際の配列を模して配置さ
   れた頭部電極スイツチ群を少なくとも備え、前記
   不揮発性領域からの回路条件データの読出し前記
   不揮発性領域への回路条件の書込み、回路条件の
   前記回路への設定及び回路条件の一定の表示フオ
   ーマツトでの表示を指令するキーボードと、表示
   すべき回路条件データを一定の表示フオーマツト
   でブラウン管上に表示させる信号を発生するブラ
   ウン管制御回路と、所定のプログラムに従い前記
   キーボードの指令内容の動作を行わせる信号処理
   回路と、前記ブラウン管制御回路に接続する前記
   ブラウン管表示部とを具備し、 さらに、このブラウン管表示部が、被検者監視
   用モニタカメラのビデオ信号を入力とし得る切換
   スイツチを有することを特徴とする脳波計。