JPS58177633A

JPS58177633A - 体表面心電計

Info

Publication number: JPS58177633A
Application number: JP57061399A
Authority: JP
Inventors: 則男赤松; 康弘豊栖
Original assignee: KAWABE JIROU
Current assignee: KAWABE JIROU
Priority date: 1982-04-12
Filing date: 1982-04-12
Publication date: 1983-10-18
Also published as: JPH0215210B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、心臓電気現象を明確にとらえる為、心臓に近
い体表面の多くの点から電位を測定し、− 測定した電位を演算しである時間の体表面電位図を表示
する心電計に関する。

■　先行技術現在膜も一般的に使用されている心電計社、胸部６点の
時間的な電位変化を測定し、時間を横軸に、電位を縦軸
に表示するもので、各点の観測波形から心臓の異常を発
見した。しかしながら、この方式の心電計によっては、
必ずしも全ての心臓電気現象を明確に調べることが難し
い。近年、最も進んだ心電計として、心臓に近い体表面
Ｋ、例えば８０〜２００点の電極を配設し、それらの全
てから心電位を採取し、総合的に心臓の電気現象を判断
する心電計が開発された。

よ弓１この心電計は、第１図に示すように、ある時間に於ける
心臓付近の体表面電位図を作成する。この体表面電位図
は、体表面電位の高低を等電位線で表示して、体表面の
電位分布を調べるもので、ある時間における各電極の電
位を、例えば一時的にメモリに記憶させ、各電極の電位
に基づいて、コンピュータでもって等電位点を計算させ
、等電位線を、例えば、数十マイクロボルトピッチＫＸ
Ｙプロッタやモニタテレビに書かせるものである。

この心電計は、一定の時間間隔で複数の電位分布図を表
示し、この体表面電位図の変化を見て、心臓体表面のプ
ラスあるいけマイナス領域の拡大、収縮状態、並びに電
位勾配の変化等が一目瞭然で、心電現象を明確に表示す
る。

心電計の電極は、個人差、男女差による体型にも対応で
き、体表面上の凹凸並びに、呼吸運動による凹凸変動に
よっても測定誤差を生ずることがなく、更に、患者に対
して恐怖感、苦痛、圧迫感を与えることがなく、更に又
、簡単かつ容易に、しかも迅速に脱着操作できてメンテ
ナンスに手間が掛らず、しかも各電極を相対的に位置ず
れなく定位置に配設できることが要求される。

本発明者は、第２図に示す電極を開発し、この電極によ
って前述の特性を満足した。しかしながら、この電極は
、使用時の測定状態によって体表面電位図が変化した。

最初、体表面電位図の変化は、電極の接触状態の不安定
さによるものと推測し、電極の接触状態をあらゆる方法
で改良、検討したが、体表面電位図の変動は阻止できな
かった。

その後、膨大な実験と思考錯誤の結果、体表面電位図の
変動に一定の規則のあるのを発見した。即ち、電極ケー
スの開口端部分に電位分布の変動が多く発生することを
発見し、電位分布が変動するときの電極接触状態を詳細
に観察した。その結果、ついに、電位分布の乱れが、金
属製電極ケース開口端が体表面に接触し、これが体表面
の一部にショート回路を作ることに究明した。

■　目的従って、本発明は測定時に電極が体表面にショート回路
を作って電位分布を乱すことがなく、シか屯簡亀かつ迅
速に測定できる心電計を提供するにある。

■　構成以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示す心電計は、電極１と、演算回路２と、操作
スイッチ３と、ｘＹプロッタ４と、モニタテレビ４とか
らなる。

電極１は、第４図ないし第６図に示すように、１０個の
本体６と、本体６に取り付けられた８組の電極群５とか
らなる。

各本体６は、紐状のゴム弾性体である可動性部材７でも
って連結されており、最も外側に位置する本体６には、
伸縮性の巻付バンド８が連結されており、この巻付バン
ド８の先端には、付着性テ−ブ９が縫着されている。

それぞれの本体６には、第５図に示すように、電極ｌｌ
５Ｎが出入自在に並設されている。

本体＆Ｆｉ、下方が開口された箱形の金属製ケース１０
と、２枚の絶縁性の板材、即ちプリント基板１１と、電
極体５Ｎがケース外に突出される表面プレー）１２とを
備えている。プリント基板１１と表面プレート１２とは
、これを貫通して電極１１５Ｎが出入自在に挿通されて
おり、プリント基板１１と表面プレート１２との間に、
電極体５Ｎが挿通されたコイルスプリング１３が配設さ
れて゛いる。

表面プレート１２け、表面が体表面に接触したときに体
表面の一部をシートして電位分布を乱さないように、外
表面、第５図に於て下面全体が非導電性である。

表面プレート１２は、例えばベークライト、エポキシ、
ポリエチレン、塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル、
フッ素樹脂等の合成樹脂で全体を成形するか、または、
これ等合成樹脂板を外表面に接着するか、或は、これ等
合成樹脂で表面プレートの外表面を被覆することによっ
て、全面を非導電性にできる。

表面プレー）１２は、第５図に示すように、ケース１０
の開口端縁全体を覆う。ケース１０の開口端は、表面プ
レート１２の周囲に刻設された切欠に嵌入され、表面プ
レート１２外表面に表出しない。

ケース１０はこれを金属製として電極内をシールドする
のがよい。ただ、ケース１０には、合成樹脂等の非導電
材も使用できる。この場合、第７□１：図に示すように、ケース内に導電膜にをツーティグして
シールドするのが良い。ケース１０が非電導材で、開口
端縁に導電膜にが表出しない場合、第７図に示すように
、ケース１０開口端縁を異聞プレート１２の外表面と同
一平面状に表出できる。

体表面電位測定のときに、表面プレート１２が体表面に
接触しても体表面の電位分布を乱さない為には、表面プ
レート１２が所要の長さに渡って体表・面にショート回
路を作らないことが必要である。このことを実現する為
には、“必ずしも表面プレートの外表面全体を非導電性
にする必要はない。

例えば、非常に狭い面積で体表面、にショート回路を作
っても、これによって体表面の電位分布に影響を受ける
ことはない。許容されるショート回路の最大長さは１体
表面の電位分布の状態によって制約される。この種の心
電計は、体表面に生ずる山や谷や凹みを等電位線で表示
して心臓電気現象を測定するが、心疾患を有効に発見す
る為には、少なくとも直線距離にして１０αの長さに渡
る電位分布を検出できなければならない。

例えば半径１００１＋の範囲内で電位分布が乱されると
、この範囲内の心疾患の発見が難しいＯまた、長さが１
０１の直線状に電位分布が乱されても、その近傍にある
心疾患の発見が難しい。

従って、表面プレート１２の外表面が導電性を有する場
合、ひとつの導電性部分は最大長さが１０ＱＩＲ以下に
短かくしなければならない。また、導電性のケースが、
第７図に示すように、表面プレートの周囲に突出する場
合も、互いに電気的に接続される表出部分は全長を１０
ｃＦＩＬより短かくする。

ショート回路の全長を決定することは、各電極群５０間
隔の決定にも重要である。各組の電極群５０間隔はこれ
が短かい程精密に電位分布が検出できる。

しかしながら、このことは電極群５の数を飛躍的に増大
させ、等電位線の計算に時間が掛るばかりでなく、装置
全体が著しく高騰する。

従って、電極群の間隔は、通常５ｕ〜９α、好ましくは
１ｃＲ〜６αの間に決定される。

フィルスプリング１３は、押バネで、下端が電極棒５Ｎ
の中間に、上端が上方のプリント基板１１を貫通して上
面にプリント印刷された銅膜等の導電層１４に接続され
ている。

第６図おらび第８図に示す本体６は、ひとつの本体６に
８組の電極群５を備え、１組の電極群５は４本の電極棒
５Ｎからなる。

４本の電極棒５Ｎは、各組の電極群５の間隔に比べて相
当に接近して、例えば、電極群間の数分の１〜数十分の
１だけ離されて並設され、４本の電極棒５Ｎに挿入され
たコイルスプリング１３はプリント基板−Ｌ面の導電層
１４で接続されている。

この構造によって、いずれかの電極棒５Ｎが体表面に接
触できなくとも、どれかひとつの電極棒５Ｎが体表面に
接触すれば、その電極棒で体表面電位を検出できる。

第６図と第８図に示すように、１組の電極群が４本の電
極棒５Ｎを有する場合、１本の電極棒５Ｎが１００秒に
１秒接触不良を起こすとすれば、１組４本の電極棒５Ｎ
が全て接触不良を起こす確率は、１０８秒に１秒とほと
んど皆無に近い状態となる。

この構造は、例えば電極棒５Ｎの間隔が１〜１５龍と相
当に接近するので、電極棒５Ｎを押し出すコイルスプリ
ング１３でもって電極棒５Ｎの検出電位を引出線１５に
伝達する構造は、各電極棒５Ｎが互いに影響を受けずに
自由に上下動する点に於て理想的な構造となる。

プリント基板１１は、ＩＥ極俸５Ｎが挿通される貫通孔
に、筒体１６が挿入されている。

筒体１６には、ステンレス、銅、アルミニウム、或は導
電性の合金等の金属線である１極俸５Ｎとの摩擦抵抗が
小さくなるように、金属製の筒体、或は内側面が平滑で
摩擦抵抗の小さい筒体が使用される。又この筒体１６は
、第７図に示す如く、板材１１の下端から多少下方に突
出しており、この突出部分に、電極棒５Ｎが押し込まれ
てフィルスプリング１３が押し潰された状態で、コイル
スプリング１３の上端部が挿入される。

フィルスプリング１３に押し出される電極棒５Ｎは、コ
イルスプリング１３の下端が、例えばハンダ付けや溶接
によって固定されて太くなった鍔が下の表面プレート１
２０貫通孔１７に引っ掛ることによって抜けでるのが阻
止される。プリント基板１１は、第８図に示すように銅
膜等の導電層１４がプリント印刷され、この導電層１４
の一端に引出線１５が接続される。

第９図に示す本体は、電極棒の上端で、プリント基板の
上方にフィルスプリング１３が配設されており、コイル
スプリングに電極棒５Ｎが挿通されている。コイルスプ
リングは引っ張りバネで、ド端が電極棒の中間に連結さ
れ、上端がプリント基板の導電層に溶着されており、導
電層に引出線が接続されている。

第１０図の本体は、プリント。基板の上下にフィルスプ
リングが配設されている。この構造によると、１−下に
いずれか一万のあるいは両方のコイルスプリングの一端
をプリント基板の導電層に接続し、導電層に引出線を接
続すればよい。この場合、いｒれか片方のコイルスプリ
ングを相当に軟かく、部ち、重付長さ伸ばすのに必要な
力である弾性係数を相当に小さくするのもよい。

第１１図に示す本体６は、ひとつの本体６に８組の電極
群５を備え、電極棒であるロッドＲの先端に４本の針電
極５Ｈを備える。

針電１ｉ５Ｈは、第１２図に示すように、これがロッド
Ｒと平行に移動できるようにｐラドＲ先端の基台Ｂに軸
方向に貫通された軸孔に挿入されている。針電極５Ｈは
中間が太く形成されて鍔を有し、軸孔Ｈは開口部が多少
細く絞られており、軸孔Ｈに針電極５Ｈを弾性体に押し
出す弾性体であるコイルスプリングＳが挿入されている
。

コイルスプリングＳは、針電極５Ｈに挿通された押バネ
で、下端が針電極５Ｈの鍔を押し、上端が軸孔Ｈの細く
絞られた開口部に押される。コイルスプリングＳＦｉ導
電性を有し、上下両端がそれ自体の弾性で、あるいは針
電極５Ｈとロッド基台Ｂに溶着又はへンダ付けされて針
電極５Ｈと基台Ｂとに電気的に接触し、針電極５Ｈの心
電位を口゛ンドＲに伝送する。

第１３図は、針電極５日が非導電性の基台Ｂに挿通され
ている。この基台Ｂは合成樹脂等の非導電性材で、これ
がロッドＲの先端に固定されている。

基台Ｂは、第１４図に示すように、第１２図の基台Ｂと
同様に軸方向に一定の間層で軸孔Ｈが貫通され、この軸
孔Ｈに針電極５Ｈが挿通される。

軸孔Ｈ内のコイルスプリングＳは、上端がロッドＲの鍔
に電気的に接続される。

この構造によると、万一基台Ｂの下端面が体表面に接触
しても、針電極５Ｈが体表面に接触する状態よりも接触
面積が増大せず、１組の針電極５Ｈは体表面局部の心電
位を狭面積で正確に検出できる。

表面プレート１２は、本体を体表面に押し付けたときに
針電極５Ｈが自由に挿入できる貫通孔Ｐが穿設されてい
る。

この構造の電極も、第５図又は第７図に示す電極と同様
に、表面プレート１２全体が非導電性材か、または、表
面に導電部分があってもその最大長さが１０ｃＲ以下に
される。

史に、表面プレート１２は、押し込まれたときに各組の
針電極５Ｈを電気的に接触してはならない。従って６表
面プレート１２の一部が導電性を有する場合も、この導
電層が各組の電極をショートしてはならない。

この構造の電極は、第５図に示す電極に比へると、測定
時に表面プレート１２の外表面が体表面に接触し難いが
、ロッドＲと針車＆５）−１がほぼ完全に押し込まれた
状態では、柔軟な体表面が凹凸状になって接触すること
も起こる。

各ブロックを連結する可動部材７には、伸縮性のない紐
やバンド、或は可換性のある柔軟な合成樹脂等も使用で
きる。

電極に接続された引出線１５は、１不のンールド線１８
に集合され、シールド線２６でもって演算回路２に接続
される。

ところで、電極で検出される電位は１．相当に低く、外
部雑音の除去は充分に考慮されなければならない。

このことは、各ブロックを独立してシールドすることに
よって、Ｓ／Ｎ比をよくできる。更に、雑音しくルを低
下させるには、第１５図に示すように、ブロック内に、
！極で検出した信号を増幅する増幅手段、例えば増幅用
のアンプを内蔵させるのがよい。

８組の電極群を備える本体は、８組のアンプを内臓させ
、出力信号用引出線１５で体表面検出電位信号を演算回
路２に伝送できる。

８組のアンプはプリント基板１１に取り付けるのが良い
。

第１６図に、電極を人体胸部に装着した状態を示す。即
ち、各本体６を心臓に近い体表面に置き、巻付バンド８
０両端を、付着性テープでもってｑいに連結して本体６
の針電極５Ｈを体表面に一定の圧力で接触させる。この
場合、第１６図に示すように、本体６の外側を更に伸縮
性のバンド１９で締め付けて、より強い力′ｃ電極を体
表面に抑圧、接触させるのもよい。

演算回路２は、電極から送られてくる電気信号を決めら
れた５式に従って演算処理し、一定時間おきに等電位線
位置を計算し、その出力信号をＸＹプロッタ４とモニタ
テレビ４とに送り、これ等に等電位線を占かせて体表面
の電位分布図を作成させる。

（り）効果前記の如く構成された心電計は、電極が体表面電位を迅
速に検出できることにハ１１えて、これを体表面に押し
付けても電極が体表面の電位分布を乱すことがなく、極
めて正確に体表面の電位が検出でき、心疾患を適格に測
定できる１効を実現する。

【図面の簡単な説明】

第１図は心臓付近の体表面電位図、第２図は従来の電極
の断面図、第３図は本発明の一実施例を示す心電計のブ
ロック線図、第４図は電極の斜視図、第５図は本発明の
一実施例を示す電極の断面図、第６図は第５＠に示す電
極の底面図、第７図は電極の要部拡大断面図、第８図は
プリント基板の平面図、第９図ないし第１１図は別の実
施例を示す電極の断面図、第１２図と第１３図は電極棒
の先端を示す拡大断面図、第１４図は第１３図の電極棒
先端の底面図、第１５図はアンプ内臓の電極の概略断面
図、第１６図は使用状態の一例を示す断面図である。１・・電極、２・・演算回路、３ｅ・操作スイッチ、４
・・ＸＹプロッタ、４・・モニタテレビ、５・・電極群
、５Ｎ−・電極棒、５Ｈ・・針電極、６・・本体、７・
・可動性部材、８・・巻付バンド、９・・付着性テープ
、１０φ・ケース、１１・・プリント基板、１２−φ表
面プレート、１３・・コイルスプリング、１４＠−導電
層、１５・・引出線、１６・・筒体、１７・・貫通孔、
１８・・シールド線、１９・・／（ンド、Ｂｅ・基台、
Ｋ・・導電［、Ｒ・・ロッド、Ｓ・・スプ１」ンク。コイル、Ｈ・・軸孔、Ｐ・・貫通孔・出願人　赤松側刃川辺二部第　　１　　図第　　２　　図第　　３　　図第　　４　　図第５図第６図第　　７　図第　８　図第９図第　１０　図＋）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　５第　
　１２　　図　　　　　　　　　第　　１３　　図第　
　１４　　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）人体胸部の皮膚表面の複数個所に接触して、接触
点の電位を検出する電極と、この電極の入力信号を演算
処理して、一定の時間に於ける体表面の電位分布を計算
する演算回路と、この演算回路の出力信号によって体表
面の電位分布図を表示するモニタとからなる心電計に於
て、電極が、ケースと、このケースに平行に出入自在に
取り付けられた複数の電極棒と、この電極棒をケース外
に弾性的に押し出す弾性体とからなり、電極棒がケース
外に弾性的に押し出される電極プレート表面の表面導電
部分が零ないしけ最大長さが１０ｃｌｎ以Ｆに形成され
たことを特徴とする心電計。
（２）ナースが金属製で、このケースが導電性のない合
成樹脂製の電極プレートで閉塞されており、この電極プ
レートはナース開口端縁を覆い、電極プレートから複数
本の電極棒が出入自在に突出されている特許請求の範囲
第（１）項記載の心電計。
（３）　　ケース開口端を閉塞する電極プレートの表面
に点在して導電層が形成されている特許請求の範囲第（
１１項記載の心電計。
（４）複数本の電極棒が互いに接近して１組の電極群を
形成し、１組の電極群は互いに電気的に接続されておっ
て体表面１り所の局部電位を検出し、更に複数組の電極
群が１個のケースに装着されており、各電極群が体表面
複数個所の電位を独立に検出する特許請求の範囲第（１
１項記載の心電計。
（５）電極棒の先端に、複数本の針電極が装着されてお
り、針電極が体表面に接触する特許請求の範囲第＋１１
項記載の心電計。