JP2600624B2 - 心電計及び心電図解析装置の心電波形解析回路 - Google Patents

心電計及び心電図解析装置の心電波形解析回路

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JP2600624B2 JP6267011A JP26701194A JP2600624B2 JP 2600624 B2 JP2600624 B2 JP 2600624B2 JP 6267011 A JP6267011 A JP 6267011A JP 26701194 A JP26701194 A JP 26701194A JP 2600624 B2 JP2600624 B2 JP 2600624B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は心電計及び心電図解析装
置の心電波形解析回路に関し、特にペースメーカ波形の
記録を可能にする心電波形解析回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の心電計及び心電図解析装置の心電
波形解析回路では、心電図電極を通し入力された心電図
信号を差動増幅により増幅し、更に主増幅器によりA/
D変換器の有効変換範囲まで増幅した後、A/D変換器
によりアナログ信号からデジタル信号に変換する。A/
D変換器のサンプリング周波数は、心電図波形が有する
最高周波数成分(100Hz程度)の2倍以上のサンプ
リング周波数となるように、通常300〜500Hz程
度であり、この時A/D変換されたデジタルデータは心
電波形解析回路のCPUを介し、波形データ格納用のメ
モリに一時的に格納される。メモリに格納されたデジタ
ル波形データは、心電計及び心電図解析装置の記録器で
ある、サーマルレコーダやサーマルプロッタに1KHz
程度の転送速度で送出し記録される。
【0003】しかし、記録器への転送速度(水平方向の
分解能)の制約からペースメーカ波形のような高周波成
分(1KHz〜2KHz)を有する急峻な波形を忠実に
記録することができない。したがって、従来の心電計及
び心電図解析装置の心電波形解析回路では、ペースメー
カ波形を記録器に記録するために、ペースメーカ波形を
含む心電図信号を入力する差動増幅器の出力をペースメ
ーカ波形検出用の専用回路ペースメーカ検出回路に供給
し、そのペースメーカ検出回路がペースメーカ波形の有
無とペースメーカ波形の極性(正または負)を検出する
と、CPUに対し検出信号及び極性情報が送出される構
成となっている。この時、CPUはペースメーカ波形を
検出した時点の波形データが格納されているメモリの内
容を、検出されたペースメーカ波形の極性に従い、あら
かじめ決められたペースメーカの類似波形と置き換えて
記録器に転送していた。この疑似波形は、ペースメーカ
波形を検出した時点の波形が正極性のときには正の一定
振幅のパルス波形、負極性のときには負の一定振幅のパ
ルス波形であった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の心電
計及び心電図解析装置用ペースメーカ波形記録方法で
は、記録器である、サーマルレコーダやサーマルプロッ
タへのデータ転送速度(水平方向の分解能)の制約によ
り、A/D変換器のサンプリング周波数を上げて、ペー
スメーカ波形のような高周波成分(1KHz〜2KH
z)を有する急峻な波形のサンプリングデータが取得可
能であっても、この時取得された全てのサンプリングデ
ータを記録器に対して転送することができず、ペースメ
ーカ波形の振幅を忠実に記録することができない。
【0005】すなわち、ペースメーカ検出回路により心
電図に重量したペースメーカ波形の検出が可能であって
も、実際に記録器に記録される波形はあらかじめ決めら
れた一定振幅の波形のため、ペースメーカ波形の最大振
幅を忠実に記録することができず、また、心電計及び心
電図解析装置の記録器に記録されたペースメーカの波形
からでは、ペースメーカのバッテリ切れ等の出力異常の
判定には使用できないという問題点があった。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、被検者
に装着された心電図電極を通し入力された心電図信号を
増幅する前置増幅器と、増幅された心電図信号からペー
スメーカ波形を検出する検出回路と、心電図信号に含ま
れるペースメーカ波形の有する周波数成分の2倍以上の
サンプリング周波数で心電図信号をサンプリングしてデ
ィジタル信号の波形データに変換するA/D変換器と、
A/D変換器からの波形データを記憶する記憶手段と、
検出回路によってペースメーカ波形が検出されたとき、
その検出時点付近で記憶手段に記憶された複数の波形デ
ータを抽出しその中からペースメーカ波形を特定する制
御手段とを含む心電波形解析回路が得られる。
【0007】本発明において、制御手段は、具体的には
検出回路によって前記ペースメーカ波形が検出されない
とき、記憶手段に記憶されたn(nは整数)サンプルの
波形データのうちの1サンプルの波形データあるいは平
均値をnサンプル毎に連続して抽出して出力し、また、
検出回路によってペースメーカ波形が検出されたとき、
その検出時点付近で記憶手段に記憶された前記複数の波
形データを抽出しその中からペースメーカ波形を特定し
て出力する。
【0008】
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の一実施例の心電波形解析回路
を示すブロック図である。
【0009】図において、被検者に装着した心電図電極
(図示略)を通して入力される心電図信号は、差動増幅
器1に供給され、その出力は、主増幅器2とペースメー
カ検出回路3にそれぞれ供給される。差動増幅回路1
は、反転、非反転入力として心電図信号が供給される2
つのオペアンプと差動入力オペアンプとで構成され、
正,負どちらのパルスとも差動増幅できる。
【0010】主増幅器2は、差動増幅器1の出力を増幅
し、その出力は、A/D変換器4に供給される。A/D
変換器4のサンプリング周波数はペースメーカ波形が有
する周波数(1〜2KHz)の2倍以上となるよう4K
Hz以上とする。(以降4KHzとして説明する)。A
/D変換器4は、主増幅器2の出力をA/D変換する毎
にA/D変換終了信号を発生する。そのA/D変換終了
信号(EOC)はCPU5の割り込み端子に供給され、
A/D変換値はCPU5の割り込み処理によりA/D変
換器4から波形データ記録用のメモリ6に250μs毎
(4KHz)のデータとして格納される。メモリ6は図
2に示すようなリングバッファ構造となっており、常に
現時点から過去一定時間分のデータ記録・更新される。
【0011】一方、ペースメーカ検出回路3は、差動増
幅器1の出力からペースメーカ波形を検出してその検出
有無をCPU5に知らせる。ペースメーカ波形は1〜2
KHzの高周波成分を有する急峻なパルス波形であり、
心臓から発生する心電図波形の帯域(100Hz程度)
とは区別できる。すなわち、ペースメーカ検出回路3
は、1〜2KHzで帯域ピークを有するバンドパスフィ
ルタと、そのフィルタの出力を所定の閾値と比較しペー
スメーカ波形の有無を判定する比較器とで構成される。
【0012】CPU5は、ペースメーカ検出回路3のペ
ースメーカ波形有無の判定出力に応じてメモリ6の読出
しと記録器8に接続されるインタフェース7へのデータ
送出とを制御する。図3はCPU5の動作を示すフロー
チャートである。ただし、図3にはA/D変換終了信号
による割込み処理フローは省略されている。
【0013】図1および図3において、CPU5は、ペ
ースメーカ検出回路3の出力からペースメーカ波形が検
出されるかを判定しており(ステップ20)、ペースメ
ーカ波形が未検出の場合、CPU5は通常の心電図波形
のデータをメモリbから読み取り、インタフェースに出
力する。記録器8は従来使用している心電計及び心電図
解析装置用記録器であるサーマルレコーダあるいはサー
マルプロッタ等の記録器で、そのデータ転送速度が1m
s程度である。このため、CPU5は、通常の心電図波
形を記録する場合はメモリ6に記憶された4サンプル
(4KHzでサンプリングした場合の1ms分のデー
タ)のデータの中から1サンプルのみを選択し(この時
のデータの選択は4サンプルのデータの平均値でも可
能)、1ms毎にインタフェース7を介して記録器8に
対しデータを送出し心電図波形の記録が行われる(ステ
ップ21,24)。
【0014】一方、ペースメーカ検出回路3によりペー
スメーカ波形が検出されると、ペースメーカ波形の検出
有を示す判定信号がCPU5に入力される。
【0015】この時、CPU5はペースメーカ波形の検
出時点から前後一定期間(たとえば1ms)のデータ
を、4KHzのサンプリング周波数で取得し格納されて
いるリングバッファ構造のメモリ6から高速で読み出
し、その4KHzサンプリングデータの中からペースメ
ーカ波形の最大振幅とデータ位置(メモリ6のアドレ
ス)を検出する(ステップ22)。
【0016】この時、メモリ6に格納されている波形デ
ータに対して、上記ステップ22の検出処理により明ら
かになったペースメーカ波形の最大振幅の位置と波形振
幅の値の情報から、1ms毎に記録器に送出されるべき
波形データを本来のペースメーカ波形の最大振幅値の振
幅データに置き換え(ステップ23)、記録器8に対し
転送する(ステップ24)。
【0017】図4に示すように、差動増幅器1の出力信
号中のペースメーカ波形のパルスPが、CPU5から記
録器8へ1ms毎のデータ転送時点t1とt2の間の時
点Tで検出される場合、CPU5はパルスPの検出時点
Tの前後一定期間内の4KHzをサンプリングデータを
メモリ6から読み取してそのうちの最大振幅値とその位
置を検出し、検出時点T以後の1ms毎のデータ転送時
点(たとえばt3)に最大振幅値のデータを記録部8に
転送する。このため、差動増幅器1の出力におけるペー
スメーカ波形のパルスPの位置よりも、記録器8に記録
されるパルスの位置の方が遅れるが、その遅れはわずか
で問題はない。
【0018】
【発明の効果】以上、説明したように本発明は、心電計
及び心電解析装置用のサーマルレコーダあるいは、サー
マルプロッタ等の記録器へのデータ転送速度(水平方向
の分解能)に制限され、忠実に波形の最大振幅を記録す
ることができなかったペースメーカ波形の最大心幅値
を、従来の記録器のハードウェアを変更することなく忠
実に記録することが可能となり、従来心電計及び心電図
解析装置用記録器の記録波形からでは正確に判定できな
かった、被検者の体内に装着されているペースメーカの
バッテリ切れ等の出力異常の判定が可能となるという効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の心電波形解析回路を示すブロ
ック図である。
【図2】図1の心電波形解析回路のメモリ構造を示すブ
ロックである。
【図3】図1の心電波形解析回路のCPUの動作を示す
フローチャートである。
【図4】図の心電波形解析回路の動作を示す波形図であ
る。
【符号の説明】
1 差動増幅器 2 主増幅器 3 ペースメーカ検出回路 4 A/D変換器 5 CPU 6 メモリ

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検者に装着された心電図電極を通し入
    力された心電図信号を増幅する前置増幅器と、増幅され
    た前記心電図信号からペースメーカ波形を検出する検出
    回路と、前記心電図信号に含まれるペースメーカ波形の
    有する周波数成分の2倍以上のサンプリング周波数で前
    記心電図信号をサンプリングしてディジタル信号の波形
    データに変換するA/D変換器と、前記A/D変換器か
    らの波形データを記憶する記憶手段と、前記検出回路に
    よって前記ペースメーカ波形が検出されたとき、その検
    出時点付近で前記記憶手段に記憶された複数の波形デー
    タを抽出しその中から前記ペースメーカ波形を特定する
    制御手段とを含む心電波形解析回路。
  2. 【請求項2】 前記制御手段は、前記検出回路によって
    前記ペースメーカ波形が検出されないとき、前記記憶手
    段に記憶されたn(nは整数)サンプルの波形データの
    うちの1サンプルの波形データをnサンプル毎に連続し
    て抽出して出力し、前記検出回路によって前記ペースメ
    ーカ波形が検出されたとき、その検出時点付近で前記記
    憶手段に記憶された前記複数の波形データを抽出しその
    中から前記ペースメーカ波形を特定して出力することを
    特徴とする請求項1に記載された心電波形解析回路。
  3. 【請求項3】 前記制御手段は、前記検出回路によって
    前記ペースメーカ波形が検出されないとき、前記記憶手
    段に記憶されたn(nは整数)サンプルの波形データの
    平均値を求めてその平均値の波形データをnサンプル毎
    に連続して抽出して出力し、前記検出回路によって前記
    ペースメーカ波形が検出されたとき、その検出時点付近
    で前記記憶手段に記憶された前記複数の波形データを抽
    出しその中から前記ペースメーカ波形を特定して出力す
    ることを特徴とする請求項1に記載された心電波形解析
    回路。
  4. 【請求項4】 前記制御回路は、前記検出回路によって
    前記ペースメーカ波形が検出されたとき、その検出時点
    付近で前記記憶手段に記憶された複数の波形データを抽
    出してその中の最大振幅の波形データを前記ペースメー
    カ波形として特定することを特徴とする請求項2または
    3に記載された心電波形解析回路。
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JP6554353B2 (ja) * 2015-07-27 2019-07-31 株式会社日立製作所 X線撮像装置及び透視撮影制御方法
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