JP2008168075A - クリップ式電極 - Google Patents

Abstract

【課題】被検者の足首にカフが巻き付けられた状態であっても、心電図を高精度にかつ安定して測定すること。
【解決手段】対向する第１および第２の面を有する湾曲板１１０，１２０、スプリング１３０、およびヒンジ部１５０からなるクリップ部は、第１および第２の面により被検者の測定対象部位を挟む。洋白電極１４０は、第１の面から第２の面の側に***してなり、第１および第２の面により測定対象部位を挟むときに測定対象部位に当接する***部１４３を有し、この***部１４３により被検者の生体情報を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、クリップ式電極に関し、特に、被検者に装着して心電図などの生体情報を測定するクリップ式電極に関する。

一般に、不整脈や虚血性心疾患などの心電図異常を調べるために、心電図検査が行われている。心電図検査では、被検者の両手首、両足首および胸部に電極を取付け、これらの電極で心臓の活動により発生する微小な起電力を検出し、検出した起電力の電位差を利用して心電図波形を取得する。

一方、心疾患や脳血管疾患などの基盤となる動脈硬化の程度を評価するために、血圧脈波検査が行われている。血圧脈波検査では、上腕と足首の血圧比を示し、下肢血管の狭窄または閉塞による血流障害の程度を判断する指標となるＡＢＩ（Ankle Brachial Index）と、心臓から大動脈に駆出するときに発生する圧力波（脈波）が血管中を伝播する速度を示し、動脈の伸展性（動脈の硬さ）の程度を測る指標となるＰＷＶ（Pulse Wave Velocity）とを測定し、その測定結果から動脈硬化の程度を評価する。

ＡＢＩは、被検者の上腕と足首の四肢にカフ（腕帯）を巻き付けてこれら四肢の血圧を測定し、測定した足首収縮期血圧を上腕収縮期血圧で除することにより求められる。

ＰＷＶは、Ｆｒａｎｋ法や吉村−長谷川法に代表される手法によって求められるが、近年、簡便なＰＷＶ測定方法として、ｂａＰＷＶ（ｂｒａｃｈｉａｌ−ａｎｋｌｅ ＰＷＶ）が急激に普及している。この方法では、被検者の上腕と足首の四肢に血圧測定で用いるカフを巻き付けて脈波センサとして使用し、６０ｍｍＨｇ程の圧力で膨らませてとれる空気容積脈波を利用している。

さらに、ｂａＰＷＶの改良版として、心臓足首間で測定したＰＷＶに基づく動脈硬化指標であるＣＡＶＩ（Cardio Ankle Vascular Index）が導入されている（例えば、特許文献１参照）。この方法では、被検者の上腕と足首の四肢に血圧測定で用いるカフを巻き付け、両手首の裏表の４箇所に心電I誘導を取得するための心電図電極を取付け、胸骨上に心音マイクをおく。ＰＷＶは、心音マイクをおいた胸骨右縁第II肋間から大腿動脈部までの直線距離に解剖学的補正値１.３を乗じた値と大腿動脈部から膝関節中央部までの直線距離と膝関節中央部から足首カフ装着中央部までの直線距離との和を、大動脈弁閉鎖時期である心II音の開始時期から上腕脈波の切痕部までの時間と上腕脈波と足首脈波の立ち上がり部の時間差との和で除することによって求められる。このＰＷＶと、上腕収縮期血圧と、上腕拡張期血圧とからＣＡＶＩが求められる。ＣＡＶＩは、血管固有の硬さの指標であるスティフネスパラメータβの理論から導き出されているので、血圧依存が極めて少ない動脈硬化指標として有用である。
特開２００４−２３６７３０号公報

しかしながら、心電図は被検者の両手首と両足首に取付けた心電図電極で検出された起電力の電位差を利用して測定するのが一般的であるところ、血圧脈波検査、例えばＣＡＶＩの測定と一緒に心電図を測定しようとすると、被検者の足首に巻き付けられたカフが妨げとなって被検者の足首に心電図電極を安定して取付けることができず、心電図の測定精度が低下してしまう。

足首用のカフの内部に心電図電極を取付けるといった工夫が提案されてはいるものの、カフが膨張と収縮を繰り返すことにより心電図電極の位置が変動するので、心電図電極と被検者の足首の接触面積が十分に確保されず、あるいは接触が途切れてしまうおそれがある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、被検者の足首にカフが巻き付けられた状態であっても、心電図を高精度にかつ安定して測定することができるクリップ式電極を提供することを目的とする。

本発明のクリップ式電極は、対向する第１および第２の面を有し、前記第１および第２の面により被検者の測定対象部位を挟むクリップ部と、前記第１の面から前記第２の面の側に***してなり、前記第１および第２の面により前記測定対象部位を挟むときに前記測定対象部位に当接する***部を有し、前記***部により前記被検者の生体情報を検出する電極部と、を有する構成を採る。

本発明によれば、被検者の足首にカフが巻き付けられた状態であっても、心電図を高精度にかつ安定して測定することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施の形態に係るクリップ式電極１００を示す図である。

図１（Ａ）〜（Ｃ）において、クリップ式電極１００は、湾曲板１１０，１２０と、エーカクリップスプリング（以下単に「スプリング」という）１３０と、洋白電極１４０とを備えて構成される。

湾曲板１１０，１２０は、ポリエチレンやポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリプロピレンなどの種々のプラスチック材料、あるいはこれらの混合体からなり、適度な可撓性および曲げ強度を有している。

湾曲板１１０は、その先端部１１３からヒンジ部１５０に向かって湾曲しながら伸びた形状を有し、ヒンジ部１５０で湾曲板１２０と連結されている。湾曲板１２０は、その先端部１２３からヒンジ部１５０に向かって湾曲しながら伸びた形状を有し、ヒンジ部１５０で湾曲板１１０と連結されている。湾曲板１１０の内側面と湾曲板１２０の内側面は対向しており、被検者の測定対象部位を挟む略円筒形の一対の挟み部を形成する。また、湾曲板１１０，１２０は、ヒンジ部１５０を越えて外方へと延出したつまみ部１１２，１２２をそれぞれ有している。このつまみ部１１２，１２２をつまむと湾曲板１１０，１２０の間が開き、湾曲板１１０，１２０の内側面によって被検者の測定対象部位を挟むことができる。

湾曲板１１０，１２０は、スプリング１３０を挿入するための取付溝１１１，１２１をそれぞれ有している。湾曲板１１０，１２０は、ヒンジ部１５０で連結されるとともに、取付溝１１１，１２１に挿入されたスプリング１３０によって支持されている。取付溝１１１，１２１はそれぞれ３つの溝を含み、これらの溝のどれにスプリング１３０を挿入するかによって、湾曲板１１０の内側面と湾曲板１２０の内側面が測定対象部位を挟む強度を変更することができる。例えば、ヒンジ部１５０から遠い溝にスプリング１３０を挿入するほど挟み強度を大きくすることができ、ヒンジ部１５０から近い溝にスプリング１３０を挿入するほど挟み強度を小さくすることができる。このように、取付溝１１１，１２１は、湾曲板１１０の内側面および湾曲板１２０の内側面により測定対象部位を挟む強度を調節する調節部として機能する。

つまみ部１１２，１２２は、スプリング１３０の弾性力に抗して湾曲板１１０，１２０の間を開くレバーである。測定担当者（例えば、検査技師）がつまみ部１１２，１２２の端部をつまんで力を加えることによりこれらを接近させると、スプリング１３０がその弾性力に抗して撓むとともに、湾曲板１１０，１２０の間がヒンジ部１５０を中心として開かれる。また、つまみ部１１２，１２２をつまむ力を弱め、あるいはゼロにすると、湾曲板１１０，１２０の間は、スプリング１３０の弾性による復帰力で閉じられる。

湾曲板１２０は、その内側面に一対の突起部１２４を有する。この一対の突起部１２４は、湾曲板１２０の内側面から湾曲板１１０の内側面に向かって突出してなり、湾曲板１１０，１２０の内側面により測定対象部位を挟むときに測定対象部位に当接する。すなわち、測定対象部位は、湾曲板１１０，１２０によって挟まれると、一対の突起部１２４と洋白電極１４０によって３点支持される。

スプリング１３０は、弾性を有する板状体（板バネ）を折り曲げてなり、可撓性を有している。スプリング１３０は、その一端が湾曲板１１０の取付溝１１１に挿入され、その他端が湾曲板１２０の取付溝１２１に挿入されている。

スプリング１３０は、つまみ部１１２，１２２に力が加えられずこれらが離れているときには、その弾性力により、湾曲板１１０，１２０の間を閉じるように付勢する。一方、スプリング１３０は、つまみ部１１２，１２２に力が加えられてこれらが接近すると、その弾性力に抗して湾曲板１１０，１２０の間が開くように変形する。

洋白電極１４０は、銅、亜鉛およびニッケルを含んでなり、柔軟性、屈曲加工性および耐食性に富んだ合金である。洋白電極１４０としては、例えば、銅５５％、亜鉛２７％、ニッケル１８％からなるＣｕ−２７Ｚｎ−１８Ｎｉ合金を使用することができる。

洋白電極１４０の構造について、図２を用いてより詳細に説明する。図２（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の一実施の形態に係る洋白電極１４０を示す図である。

図２（Ａ）〜（Ｃ）において、洋白電極１４０は、爪部１４１と、摺動突起部１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃと、***部１４３と、リード線挿入部１４４とを含む。これら各部を含む洋白電極１４０は、その全面がバリ取りされている。また、***部１４３には、高い反射率を持った均一で方向性のない平滑な表面仕上げ（光沢仕上げ）がなされている。

爪部１４１および摺動突起部１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは、洋白電極１４０を湾曲板１１０に取付けるための取付部を形成する。より具体的には、爪部１４１と摺動突起部１４２ａの間の溝、および摺動突起部１４２ｂ，１４２ｃの間の溝に湾曲板１１０が嵌め込まれる。

また、爪部１４１と摺動突起部１４２ａの間の溝、および摺動突起部１４２ｂ，１４２ｃの間の溝は、湾曲板１１０が嵌め込まれていても湾曲板１１０との間に僅かな間隙を有する。すなわち、洋白電極１４０は、湾曲板１１０の内側面に沿って摺動自在に設けられている。

***部１４３は、湾曲板１１０の内側面から湾曲板１２０の内側面の側に***してなり、湾曲板１１０，１２０の内側面により測定対象部位を挟むときに測定対象部位に当接する。

***部１４３は、滑らかに***した曲面形状、例えば***した半球面を有する。***部１４３の曲面形状は、どの角度から見ても略一様であり、特に、被検者の踝の下部の窪み、あるいは踝からその下部の窪みへの傾斜面に沿うように適合されている。

***部１４３は、被検者の足首との当接部位（接触部位）から、被験者の生体情報、ここでは被検者の心臓の活動によって発生する微小な起電力である心電図信号（心臓の電気興奮）を検出する。

リード線挿入部１４４は、心電図ケーブル（図示せず）のリード線を挿入するための略環状の溝である。***部１４３と被検者の当接部位で検出され電極内を伝った心電図信号は、リード線挿入部１４４に挿入された心電図ケーブルのリード線によってベッドサイドモニタなどの外部機器に伝送され、増幅やアナログディジタル変換などの処理を施すことにより心電図波形に変換される。

なお、クリップ式電極１００の使用状況や設定環境に応じて、洋白電極１４０の代わりに、カラヤゴム電極や銀−塩化銀電極、白金電極、炭素電極などを使用することができる。

湾曲板１１０，１２０、スプリング１３０、およびヒンジ部１５０は、対向する第１および第２の面を有し、この第１および第２の面により被検者の測定対象部位を挟むクリップ部として機能する。

洋白電極１４０は、上記第１の面から上記第２の面の側に***してなり、これら第１および第２の面により測定対象部位を挟むときに測定対象部位に当接する***部を有し、この***部により被検者の生体情報を検出する電極部として機能する。

以下、上述のように構成されたクリップ式電極１００の動作について説明する。ここでは、被検者の上腕と足首の四肢にカフを巻き付けた状態で、測定担当者が被検者の足首にクリップ式電極１００を装着して心電図を測定する場合を例にとって説明する。

湾曲板１１０，１２０の間に何も挿入されておらず、つまみ部１１２、１２２に力が加えられずこれらが離れているとき（非使用時）、湾曲板１１０，１２０は、スプリング１３０の弾性によって閉じられている。

使用時に測定担当者がつまみ部１１２、１２２をつまんで力を加えることによりこれらを接近させると、スプリング１３０がその弾性力に抗して変形し、湾曲板１１０，１２０の間がヒンジ部１５０を中心にして開かれる。

開いた湾曲板１１０，１２０の間に被検者の足首を挿入し、つまみ部１１２、１２２をつまむ力を弱め、あるいはゼロにすると、湾曲板１１０，１２０は、スプリング１３０の弾性による復帰力で閉じられる。これにより、挿入された被検者の足首は、湾曲板１１０，１２０の内側面により挟まれ、スプリング１３０の復帰力で固定される。このとき、被検者の足首は、湾曲板１１０に取付けられた洋白電極１４０の***部１４３と湾曲板１２０の内側面に並設された一対の突起部１２４によって押し付けられる（３点支持）。これにより、湾曲板１１０，１２０の内側面が被検者の足首を圧迫し、湾曲板１１０，１２０は、被検者の足首を滑り難くなる。

いま、洋白電極１４０の***部１４３に注目する。***部１４３は、被検者の足首が湾曲板１１０，１２０の内側面により挟まれた状態で、被検者の足首に当接する。

好ましくは、***部１４３の最も***した部分が被検者の踝の下部の窪みに当接し、この最も***した部分を中心とした滑らかな曲面形状（例えば、半球面）が被検者の踝からその下部の窪みへの傾斜面に沿って当接する。この場合、曲面形状を有する***部１４３が全体的に当接し、板状電極などの他の電極に比して良好な電極の接触面積を維持することができる。

それ以外の当接位置においても、***部１４３は滑らかな曲面形状を有するので、被検者の足首に、局所的ではなく、一定の当接面積（接触面積）を維持しつつ当接することができる。また、***部１４３の曲面形状はどの角度から見ても略一様なので、***部１４３の足首への当接角度にかかわらず、一定の当接面積を維持することができる。

さらに、いずれの当接位置であっても、被検者の足首は湾曲板１１０，１２０の内側面により挟まれて固定されているので、湾曲板１１０に取付けられた洋白電極１４０と被検者の足首との相対位置は変化しない。したがって、洋白電極１４０と被検者の足首の接触が途切れることはなく、当初の当接面積を維持したままで安定した当接を実現することができる。

***部１４３は、被検者の足首との当接部位（接触部位）から、被検者の心臓の活動によって発生する微小な起電力である心電図信号を検出する。検出された心電図信号は、リード線挿入部１４４に挿入された心電図ケーブルのリード線からベッドサイドモニタなどの外部機器に伝送され、増幅やアナログディジタル変換などの処理を施すことにより心電図波形に変換される。

このように、被検者の足首にカフが巻き付けられた状態であっても、その影響を受けずに被検者の足首（好ましくは、踝の下部の窪み）に安定して電極を当接し、一定の当接面積を維持することができる。したがって、心電図信号を途切れることなく安定して検出することができ、心電図測定の精度を向上することができる。

また、***部１４３を***した曲面形状、例えば半球状を有するように最適設計したので、足首の形状が異なる被検者に接触不良や過度の圧迫などの違和感を持たせることなく、洋白電極１４０を被検者の足首に当接することができる。

また、スプリング１３０の取付溝１１１，１２１への取付位置を変更することにより、湾曲板１１０，１２０が被検者の足首を挟む強度を調整できるので、太さが異なる足首に対応した最適な挟み強度を選択することができる。

また、洋白電極１４０を湾曲板１１０の内側面に沿って摺動自在に設けたので、洋白電極１４０の***部１４３を、被検者の足首の形状に応じて位置決めすることができる。

このように、本実施の形態によれば、対向する第１および第２の面を有する湾曲板１１０，１２０、スプリング１３０、およびヒンジ部１５０からなり、第１および第２の面により被検者の測定対象部位を挟むクリップ部と、第１の面から第２の面の側に***してなり、第１および第２の面により測定対象部位を挟むときに測定対象部位に当接する***部１４３を有し、この***部１４３により被検者の生体情報を検出する洋白電極１４０とを具備する。これにより、被検者の足首にカフが巻き付けられている場合であっても、被検者の足首に安定して電極を接触させることができ、心電図を高精度に測定することができる。

なお、本実施の形態では、クリップ式電極１００を心電図測定用電極に適用する場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、クリップ式電極１００は、心臓超音波検査のような心電図測定以外の用途においても適用可能である。

また、本実施の形態では、クリップ式電極１００で被検者の足首を挟む場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、クリップ式電極１００は、被検者のふくらはぎ、手首、または上腕などの他の測定対象部位を挟むこともできる。特に、本発明のクリップ式電極１００は、包帯やギブスなどの装着物によって測定対象部位の露出面積が小さい場合、あるいは測定対象部位に届き難い場合などに有利に適用することができる。

（Ａ）本発明の一実施の形態に係るクリップ式電極を示す斜視図、（Ｂ）本発明の一実施の形態に係るクリップ式電極を示す正面図、（Ｃ）本発明の一実施の形態に係るクリップ式電極を示す側面図 （Ａ）本発明の一実施の形態に係る洋白電極を示す斜視図、（Ｂ）本発明の一実施の形態に係る洋白電極を示す正面図、（Ｃ）本発明の一実施の形態に係る洋白電極を示す側面図

符号の説明

１００ クリップ式電極
１１０、１２０ 湾曲板
１１１、１２１ 取付溝
１１２、１２２ つまみ部
１１３、１２３ 先端部
１２４ 突起部
１３０ エーカクリップスプリング
１４０ 洋白電極
１４１ 爪部
１４２ａ、１４２ｂ、１４２ｃ 摺動突起部
１４３ ***部
１４４ リード線挿入部
１５０ ヒンジ部

Claims (5)

1. 対向する第１および第２の面を有し、前記第１および第２の面により被検者の測定対象部位を挟むクリップ部と、
   前記第１の面から前記第２の面の側に***してなり、前記第１および第２の面により前記測定対象部位を挟むときに前記測定対象部位に当接する***部を有し、前記***部により前記被検者の生体情報を検出する電極部と、
   を有することを特徴とするクリップ式電極。
2. 前記***部は、***した曲面形状を有する、
   ことを特徴とする請求項１記載のクリップ式電極。
3. 前記クリップ部は、前記第２の面に並設された一対の突起部をさらに有し、
   前記一対の突起部は、前記第２の面から前記第１の面に向かってそれぞれ突出してなり、前記第１および第２の面により前記測定対象部位を挟むときに前記測定対象部位に当接する、
   ことを特徴とする請求項１記載のクリップ式電極。
4. 前記第１および第２の面により前記測定対象部位を挟む強度を調節する調節部をさらに有する、
   ことを特徴とする請求項１記載のクリップ式電極。
5. 前記電極部は、前記第１の面に沿って摺動自在に設けられる、
   ことを特徴とする請求項１記載のクリップ式電極。

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