JP2009240623A - ペースメーカパルス検出装置 - Google Patents

ペースメーカパルス検出装置

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Abstract

【課題】使用する心電電極の個数を増やすことなくペースメーカパルスの検出精度を向上させること。
【解決手段】接続部102a、102b、102cは、不感電極でない心電電極12aと、不感電極でない心電電極12bと、不感電極である心電電極12cとに接続されている。ペースメーカパルスアンプ106aは、心電電極12aからの信号と心電電極12bからの信号との差動増幅を行い、ペースメーカパルスアンプ106bは、心電電極12aからの信号と心電電極12cからの信号との差動増幅を行い、ペースメーカパルスアンプ106cは、心電電極12bからの信号と心電電極12cからの信号との差動増幅を行う。ペースメーカパルス検出器108a〜108cは、ペースメーカパルスアンプ106a〜106cから入力された信号からペースパルスを検出する。
【選択図】図1

Description

本発明は、心臓ペースメーカから発せられるペースメーカパルスを検出するペースメーカパルス検出装置に関する。
心臓ペースメーカ(以下、単に「ペースメーカ」という。)を植込まれた患者から心電図を測定する場合には、患者体内のペースメーカから発せられるペースメーカパルスと、心電図波形を識別して心電図解析を行う必要がある。このため、患者に装着された心電電極を利用してペースメーカパルス検出を同時に行う(例えば、特許文献1の図5を参照)。そこで、正確な心電図解析結果を得るには、高精度でペースメーカパルス検出を行うことが求められる。
一般に、ペースメーカには、モノポーラ型(単極型)のペースメーカリードを有するものと、バイポーラ型(双極型)のペースメーカリードを有するものとがある。バイポーラ型の場合は、ペースメーカリード先端部の2電極間で刺激パルスを出力するため、モノポーラ型の場合に比べて、体表面で検出されるペースメーカパルスの振幅が小さく、一定の検出精度を確保するのが困難となる。更に、バイポーラ型の場合は、ペースメーカリード先端部の留置方向により体表面で検出されるペースメーカパルスの振幅が大きく左右される。
例えば、図3(a)に示すように、バイポーラ型のペースメーカリード1の刺激電極部分2と生体3の体表面上の一対の心電電極4a、4bとの電気的な相対角度が略平行となるように、ペースメーカリード1が留置されている場合には、心電電極4aと2つの刺激電極2a、2bとの間に距離差があり、心電電極4bと2つの刺激電極2a、2bとの間にも距離差があるため、心電電極4a、4b間に電位差が発生する。この場合、差動増幅器5の出力信号6aにおいてペースメーカパルスを正確に検出するのは比較的容易である。一方、例えば、図3(b)に示すように、ペースメーカリード1の刺激電極部分2と一対の心電電極4a、4bとの電気的な相対角度が略直角となるように、ペースメーカリード1が留置されている場合には、上記距離差がないため、心電電極4a、4b間に電位差が発生しない。この場合、差動増幅器5の出力信号6bにおいてペースメーカパルスを正確に検出するのは困難となる。
すなわち、ペースメーカパルス検出装置には、図3(b)に示す状況においてもペースメーカパルスの見逃しを防止し得る性能が要求される。
特開平10−165383号公報
既述のとおり、図3(b)に示す状況においては、ペースメーカパルスを正確に検出するのは困難である。これに対する一解決策として、心電図電極の装着位置変更や、心電図誘導の切換が考えられる。しかしこれでは、心電図波形も変化し、心電図解析において正確な解析が出来なくなるおそれがある。また、他の解決策として、より多くの個数の心電電極を使用することが考えられる。しかし、少ない個数の心電電極でも患者から心電図を測定できるにもかかわらず、ペースメーカパルスの正確な検出だけのために、幾つもの心電電極を追加するのは、医療従事者及び患者にとって不利益であり、不便でもある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、使用する心電電極の個数を増やすことなくペースメーカパルスの検出精度を向上させることができるペースメーカパルス検出装置を提供することを目的とする。
本発明のペースメーカパルス検出装置は、不感電極でない第1の心電電極と、不感電極でない第2の心電電極と、不感電極である第3の心電電極とに接続された電極接続部と、前記第1の心電電極からの信号と前記第2の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第1の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行う差動増幅部と、前記差動増幅部により得られた信号からペースメーカパルスを検出する検出部と、を有する構成を採る。
本発明のペースメーカパルス検出装置は、不感電極でない第1の心電電極と、不感電極でない第2の心電電極と、不感電極である第3の心電電極とに接続された電極接続部と、前記第1の心電電極からの信号と前記第2の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第1又は第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行う差動増幅部と、前記差動増幅部により得られた信号からペースメーカパルスを検出する検出部と、を有する構成を採る。
本発明のペースメーカパルス検出装置は、不感電極でない第1の心電電極と、不感電極でない第2の心電電極と、不感電極である第3の心電電極とに接続された電極接続部と、前記第1の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行う差動増幅部と、前記差動増幅部により得られた信号からペースメーカパルスを検出する検出部と、を有する構成を採る。
本発明によれば、使用する心電電極の個数を増やすことなくペースメーカパルスの検出精度を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施の形態に係るペースメーカパルス検出装置の構成を示すブロック図である。メーカパルス検出装置100は、接続部102a、102b、102c、ペースメーカパルス通過フィルタ104a、104b、104c、ペースメーカパルスアンプ106a、106b、106c、ペースメーカパルス検出器108a、108b、108c及びペースメーカパルス阻止フィルタ110を有する。
接続部102aは、患者10の左脚付近の体表面上に装着された心電電極12aからの信号を伝達する信号線上に設けられ、接続部102aを介して、心電電極12aとバッファアンプ16aの入力端子とペースメーカパルスアンプ106aの(+)入力端子とペースメーカパルスアンプ106bの(+)入力端子とが電気的に接続されている。
接続部102bは、患者10の右腕付近の体表面上に装着された心電電極12bからの信号を伝達する信号線上に設けられ、接続部102bを介して、心電電極12bとバッファアンプ16bの入力端子とペースメーカパルスアンプ106aの(−)入力端子とペースメーカパルスアンプ106cの(+)入力端子とが電気的に接続されている。
なお、バッファアンプ16a、16bはインピーダンス変換用のアンプであり、バッファアンプ16a、16bからの信号は、心電アンプ18の(+)入力端子及び(−)入力端子にそれぞれ入力される。心電アンプ18は、入力された信号の差動増幅を行い、心電図波形の信号を出力する。
接続部102cは、患者10の左腕付近の体表面上に装着された心電電極12cからの信号を伝達する信号線上に設けられ、接続部102cを介して、心電電極12cとペースメーカパルスアンプ106bの(−)入力端子とペースメーカパルスアンプ106cの(−)入力端子とグランド端子(N)とが電気的接続されている。
ペースメーカパルス通過フィルタ104aは、接続部102aとペースメーカパルスアンプ106aの(+)入力端子との間、及び、接続部102bとペースメーカパルスアンプ106aの(−)入力端子との間に設けられ、心電電極12a、12bからの信号における約1〜10kHzの周波数成分のみを通過させて、この成分をペースメーカパルスアンプ106aの(+)入力端子及び(−)入力端子にそれぞれ入力する。なお、約1〜10kHzは、ペースメーカパルスの主要周波数帯域である。
ペースメーカパルスアンプ106aは、ペースメーカパルス通過フィルタ104aから入力された信号の差動増幅を行う。ペースメーカパルスアンプ106aの出力端子はペースメーカパルス検出器108aに接続され、差動増幅の結果としてペースメーカパルスアンプ106aから出力される差動出力信号は、ペースメーカパルス検出器108aに入力される。
ペースメーカパルス検出器108aは、入力された差動出力信号からペースメーカパルスを検出する。
ペースメーカパルス通過フィルタ104bは、接続部102aとペースメーカパルスアンプ106bの(+)入力端子との間、及び、接続部102cとペースメーカパルスアンプ106bの(−)入力端子との間に設けられ、心電電極12a、12cからの信号における約1〜10kHzの周波数成分のみを通過させて、この成分をペースメーカパルスアンプ106bの(+)入力端子及び(−)入力端子にそれぞれ入力する。
ペースメーカパルスアンプ106bは、ペースメーカパルス通過フィルタ104bから入力された信号の差動増幅を行う。ペースメーカパルスアンプ106bの出力端子はペースメーカパルス検出器108bに接続され、差動増幅の結果としてペースメーカパルスアンプ106bから出力される差動出力信号は、ペースメーカパルス検出器108bに入力される。
ペースメーカパルス検出器108bは、入力された差動出力信号からペースメーカパルスを検出する。
ペースメーカパルス通過フィルタ104cは、接続部102bとペースメーカパルスアンプ106cの(+)入力端子との間、及び、接続部102cとペースメーカパルスアンプ106cの(−)入力端子との間に設けられ、心電電極12b、12cからの信号における約1〜10kHzの周波数成分のみを通過させて、この成分をペースメーカパルスアンプ106cの(+)入力端子及び(−)入力端子にそれぞれ入力する。
ペースメーカパルスアンプ106cは、ペースメーカパルス通過フィルタ104cから入力された信号の差動増幅を行う。ペースメーカパルスアンプ106cの出力端子はペースメーカパルス検出器108cに接続され、差動増幅の結果としてペースメーカパルスアンプ106cから出力される差動出力信号は、ペースメーカパルス検出器108cに入力される。
ペースメーカパルス検出器108cは、入力された差動出力信号からペースメーカパルスを検出する。
上記構成において、ペースメーカパルスアンプ106a〜106cは、差動増幅部を構成し、ペースメーカパルス検出器108a〜108cは、検出部を構成し、ペースメーカパルス通過フィルタ104a〜104cは、第1のフィルタ部を構成し、接続部102a〜102dは、電極接続部を構成する。また、心電電極12a〜12cのうち心電電極12cは、グランド端子(N)に接続され接地されている不感電極である。接続部102cとグランド端子(N)とを接続し、心電電極12cを接地する接地部には、第2のフィルタ部としてのペースメーカパルス阻止フィルタ110が設けられている。
ペースメーカパルス阻止フィルタ110は、心電電極12cからの信号における約1〜10kHz以外の周波数成分をグランド端子(N)に通過させる一方、約1〜10kHzの周波数成分を阻止する。
ここで、特定の状況下で、心電図測定時に心電電極12a〜12cを用いてペースメーカパルス検出処理を行う場合について説明する。
図2には、患者10の体内に植込まれたペースメーカリード20の刺激電極部分と一対の心電電極12a、12bとの電気的な相対角度が略直角となっている状況が、示されている。なお、図2においては、電気的な相対角度が略直角となっている状況を理解し易くするために、ペースメーカリード20を、その刺激電極部分と一対の心電電極12a、12bとの物理的な相対角度が略直角となるように記載したが、一般に体内組織は不均一であるため、物理的な相対角度が直角でなくても体内組織の影響により電気的な相対角度は直角となり得る。
心電電極12a、12bの組合せは、ペースメーカリード20の留置方向に対して直角をなすことから、心電電極12a、12bからの信号には電位差が生じない。よって、ペースメーカパルスアンプ106aでこれらの入力信号の差動増幅を行っても、ペースメーカパルスを正確に検出するのは困難であり、ペースメーカパルス検出器108aからは、ペースメーカパルス波形が現れていない信号22aが出力される。
一方、心電電極12a、12cの組合せは、ペースメーカリード20の留置方向に対して直角をなさないことから、心電電極12a、12cからの信号には電位差が生じる。よって、ペースメーカパルスアンプ106bでこれらの入力信号の差動増幅を行うと、ペースメーカパルスを正確に検出することができ、ペースメーカパルス検出器108bからは、ペースメーカパルス波形が現れている信号22bが出力される。
また、心電電極12b、12cの組合せも、ペースメーカリード20の留置方向に対して直角をなさないことから、心電電極12b、12cからの信号にも電位差が生じる。よって、ペースメーカパルスアンプ106cでこれらの入力信号の差動増幅を行うと、ペースメーカパルスを正確に検出することができ、ペースメーカパルス検出器108cからは、ペースメーカパルス波形が現れている信号22cが出力される。
このように、本実施の形態によれば、3つの心電電極12a〜12cを用いて、体内に植込まれたペースメーカに対して複数の方向から信号の検出を行う。このため、たとえ使用されているペースメーカがバイポーラ型であったとしても、ペースメーカに対して直角をなさない心電電極の配置が常時得られる。したがって、いずれかの心電電極の組合せから入力された信号によりペースメーカパルスを正確に検出することができ、ペースメーカパルスの見逃しを防止することができる。さらに、このようにペースメーカパルスの検出方向を、ペースメーカパルス検出に用いる心電電極の個数を増やすことによって増やすのでなく、不感電極をペースメーカパルス検出に積極的に使用することにより増やしている。これにより、ユーザにとっての使いやすさを損なうことがない。
なお、本実施の形態では、3つの心電電極を用いることにより形成される3つの検出方向のすべてにおいてペースメーカパルスの検出を行っているが、3つの検出方向のうち2つにおいてペースメーカパルスの検出を行ってもよい。
また、本実施の形態では、3つの心電電極を用いた場合を例にとって説明したが、4つ以上の心電電極を用いてもよい。
また、本実施の形態によれば、3つの検出方向における信号に対して同時に差動増幅を行い、ペースメーカパルス検出を行うため、ペースメーカパルス検出の精度をより確実に向上させることができる。なお、複数の検出方向における検出は、必ず同時に行う必要があるものではなく、予めいずれかの検出方向を選択し、その検出方向において検出を行ったり、一定の或いは任意の時間間隔で検出方向を切り替えつつ検出を行ったりしてもよい。
また、本実施の形態によれば、不感電極を接地する接地部において、ペースメーカパルスの主要周波数成分の通過のみを阻止するフィルタが設けられている。通常、不感電極は接地されていることにより他の心電電極に比べて非常に低い入力インピーダンスを有するが、このフィルタにより、このような入力インピーダンスの差を減らすことができる。このため、不感電極でない心電電極からの信号と不感電極である心電電極からの信号とに対して差動増幅を行っても、十分な感度でペースメーカパルスを検出することができる。
以上、本発明の実施の形態について説明した。なお、以上の説明は本発明の好適な実施の形態の例証であり、本発明の範囲はこれに限定されない。つまり、上記装置の構成及び動作等についての説明は一例であり、本発明の範囲においてこれらの例に対する様々な変更や追加が可能であることは明らかである。
本発明のペースメーカパルス検出装置は、心電図を測定し得る様々な測定機器(生体情報モニタ、心電図テレメータ、心電計等)において心電図測定時にペースメーカパルスを検出するのに有用である。
本発明の一実施の形態に係るペースメーカパルス検出装置の構成を示すブロック図 本発明の一実施の形態に係るペースメーカパルス検出装置において出力されるペースメーカパルス波形を説明するための図 ペースメーカリードの留置方向と出力されるペースメーカパルス波形との関係を説明するための図
符号の説明
100 ペースメーカパルス検出装置
102a、102b、102c 接続部
104a、104b、104c ペースメーカパルス通過フィルタ
106a、106b、106c ペースメーカパルスアンプ
108a、108b、108c ペースメーカパルス検出器
110 ペースメーカパルス阻止フィルタ

Claims (5)

  1. 不感電極でない第1の心電電極と、不感電極でない第2の心電電極と、不感電極である第3の心電電極とに接続された電極接続部と、
    前記第1の心電電極からの信号と前記第2の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第1の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行う差動増幅部と、
    前記差動増幅部により得られた信号からペースメーカパルスを検出する検出部と、
    を有するペースメーカパルス検出装置。
  2. 不感電極でない第1の心電電極と、不感電極でない第2の心電電極と、不感電極である第3の心電電極とに接続された電極接続部と、
    前記第1の心電電極からの信号と前記第2の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第1又は第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行う差動増幅部と、
    前記差動増幅部により得られた信号からペースメーカパルスを検出する検出部と、
    を有するペースメーカパルス検出装置。
  3. 不感電極でない第1の心電電極と、不感電極でない第2の心電電極と、不感電極である第3の心電電極とに接続された電極接続部と、
    前記第1の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行い、前記第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅を行う差動増幅部と、
    前記差動増幅部により得られた信号からペースメーカパルスを検出する検出部と、
    を有するペースメーカパルス検出装置。
  4. 前記差動増幅部は、前記第1の心電電極からの信号と前記第2の心電電極からの信号との差動増幅と、前記第1の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅と、前記第2の心電電極からの信号と前記第3の心電電極からの信号との差動増幅とを同時に行う、
    請求項1記載のペースメーカパルス検出装置。
  5. 前記電極接続部に接続され、前記第3の心電電極からの信号を前記差動増幅部に入力する信号入力部と、
    前記信号入力部に設けられ、前記第3の心電電極からの信号におけるペースメーカパルスの周波数帯域を通過させる第1のフィルタ部と、
    前記電極接続部に接続され、前記第3の心電電極を接地する接地部と、
    前記接地部に設けられ、前記第3の心電電極からの信号におけるペースメーカパルスの周波数帯域を阻止する第2のフィルタ部と、
    をさらに有する請求項1から請求項4のいずれかに記載のペースメーカパルス検出装置。
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