JP6002682B2 - 交換式電極兼ｅｃｇケーブルスナップコネクタ - Google Patents

Description

本願は、装着式の心電図（ECG）モニタ組立体に関し、この組立体は、ECG電極と、該電極の一方に配置されたイベントレコーダ／モニタとを有する。本願は、さらに、モニタ組立体用の改善されたアタッチメントシステムに関する。

医療分野において、しばしば、患者の体に、患者の物理学的パラメータを定める機能モジュールが取り付けられる。一例として、患者の肌に接着、取り付けられる装着式のECGモニタがある。モニタは、該モニタに差し込み接続された使い捨て式ECG電極からデータを採取する。モニタは、再利用可能であるが、ECG電極は、衛生上の理由から破棄処分される。

米国特許第6605046号には、移動式ECGモニタが示されており、このモニタは、運動選手の肌に直接取り付けられる。モニタは、ポーチ内に挿入され、このポーチは、肌に貼付された接着パッドにより、適当な場所に保持される。ECG電極は、従来のプラグを介して、モニタと電気的に接続される。モニタは再利用されるが、他の部材は、使用後に廃棄処分される。

国際公開第WO2002／2206号には、再利用可能な電子モジュールを備えた使い捨て式の生命徴候（バイタルサイン）モニタリングセンサバンドが示されており、このモジュールは、センサバンドに接続され、例えば、ECGデータのようなデータが採取できる。モジュールは、2つの部分を有する：バッテリを含み、センサバンドに接続される使い捨て部分と、クリップを介して使い捨て部分に接続された再利用可能部分である。使い捨て部分のトラックストリップ突起は、再利用可能部分のコネクタソケットに差し込まれ、電気的接続が構築される。

米国特許第6605046号明細書 国際公開第WO2002／2206号

移動式ECGモニタは、患者の肌に接近して装着されるため、使用の合間に、モニタを効率的に清浄化することは極めて重要である。前述のような従来のECGモニタは、ECG電極と嵌め合わされるケーブルコネクタソケットを使用する。これらのブラインドホールコネクタは、清浄化することが極めて難しい。患者に装着されるECGモニタが、標準的なスナップコネクタを有するECG電極を覆うように構成された場合、モニタの嵌め合わせソケットも、清浄化することは難しくなる。

また、従来のECGモニタでは、機械的摩耗も問題となる。モジュールは、電極スナップコネクタによって支持されるため、患者の動きおよびモジュールの押し合いによって、短い時間内に、モジュールと電極の間の電気的接続部が損傷を受ける。また、そのような患者の動きは、電極線コネクタの損傷にもつながり得る。コネクタが再利用式モジュールと一体化されている場合、モジュール全体を置換する必要が生じ、その結果、かなりの高コスト化および不便性が生じる。

従って、これらの従来技術の課題を克服することが望ましい。清浄化が容易で、ロバスト性があり、低コストで再利用のための改装が可能な、移動式ECGモジュールが望まれている。

本発明は、従来技術に固有の清浄化の問題を解決する。本発明の実施例は、全ての清浄化が難しい領域を一つにまとめ、ECG電極とECGモジュールの間に、使い捨て部材が導入される。ECGモジュールは、清浄化が容易な、平坦なまたは突出した電気的支持表面を有する。

また、本発明は、従来の移動式ECGモニタにおけるロバスト性のない電気接続の問題を解決する。機械的に摩耗および破損しやすい全ての接続部を、使い捨て部材内に配置することにより、全部材を、ECGモニタの次の使用に向けて、容易かつ単純に置換することができる。

本発明の原理により、移動式ECGレコーダ／アナライザ組立体は、ECGモジュール、該ECGモジュールが取り付けられるベースECG電極、および交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタを有する。標準的なリード線およびプラグを介して、複数のECG電極が交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタに、電気的に取り付けられる。

本発明の別の態様では、ECGモジュール用の使い捨て式の相互接続部は、一端に、標準的なECG電極のスナップコネクタに取り付けられるクリップを有する。使い捨て式相互接続部の第2の端部は、複数の電極コネクタソケットを有し、これらのソケットに、標準的なECG電極リード線が差し込まれる。使い捨て式相互接続部の片側は、対応する突起に機械的に取り付けられるように配置されたレシーバおよび受け部と、ECGモジュールのフックとを有する。また、相互接続部の側部は、ECGモジュールと電気的に接続するための複数の電気的接触部を有する。接触部は、バネ負荷式であっても良く、これにより、使用中、ECGモジュールの対応するピンとのロバストな接触が可能となる。従って、相互接続部は、組立体の全てのメス接続素子を有する。相互接続部は、高価な部材を含まず、従って、使用後に廃棄しても良い。

本発明の別の態様では、移動する患者のECGをモニタリングする方法が示され、この方法は、使い捨て式ECG電極を患者の肌に設置するステップと、使い捨て式相互接続部をECG電極スナップコネクタの一つに取り付け、機械的および電気的接続を構築するステップと、2つの追加のECG電極のリード線を、使い捨て式相互接続部に差し込むステップと、使い捨て式相互接続部にECGモジュールを取り付けるステップと、を有する。この方法は、いくつかの理由で、従来技術に比べて有意である。まず、これは、従来のようなモジュールを直接ECG電極スナップコネクタに押し付けることに関連した、患者の不快感を回避する。これにより、電極または配線を除去することなく、別のECGモジュールへの速やかな交換が可能となる。また、使用の完了後、前述のステップを逆にして行われる分解工程において、単に、使い捨て式相互接続部を処分することにより、ソケット穴を清浄化するステップが回避される。

装着式のレコーダモジュールを有する電極および電極相互接続部の典型的な配置を有する、従来のECGモニタを示した図である。 本発明の一実施例による装着可能な（ウェアラブル）ECGモニタ組立体を示した図である。 本発明の一実施例による使い捨て式相互接続部およびモジュールの分解図である。 組み立てられたモジュール、相互接続部、およびベース電極を示した図である。 本発明の一実施例による使い捨て式相互接続部の詳細図である。 モジュールベースの詳細図である。 電気接続ピンの詳細図である。 モジュールベース内に配置された接続ピンを有するECGモジュール胴体の詳細図である。

図1には、本願発明者らによって見出された、本発明による解決課題を示す。図には、従来の移動ECGモニタ／レコーダ60が示されている。電極リード線コネクタ80から明らかなように、モニタ／レコーダ60は、リード線プラグに対応する、多くのコネクタソケットを有する。使用後には、これらのソケットは、次の使用の準備のため汚染除去される必要がある。そのような清浄化は、難しい。また、もしリード線プラグとの電気的接続が断続的となるなどの点で、コネクタソケットが損耗すると、モニタ／レコーダ60全体を置換しなければならなくなり、これは高コストで不便である。

図2には、本発明によるECGモニタ組立体100を示す。組立体は、4つの部材を有する。スナップコネクタ142を有するベースECG電極140（図3b参照）は、ECGモニタ組立体を患者の肌に貼付し、患者の体に電気的な接触点を提供する。ベースECG電極は、例えば右側の鎖骨の近傍など、患者の胴体の標準的な位置に密着することが好ましい。ベースECG電極は、スナップコネクタを有する標準的なモニタリング電極を有しても良く、あるいは、組立体を適当な場所に維持するため、改善された接着強度を有する特注の電極であっても良い。

リード線およびリード線コネクタを有する遠隔ECG電極182は、ECGモニタ組立体の第2の部材を有する。遠隔ECG電極182は、患者の胴体の第2の標準的なEGC位置で、患者に密着することが好ましい。図2では、遠隔ECG電極182は、患者の左下の胴体部に示されている。ベース電極140で形成される線は、患者の心臓の主要な電気的電位軸に対応する。ベース電極140と同様に、遠隔電極182は、標準的な電極リード線およびオス接続プラグを有する、標準的なモニタリング電極であっても良い。

また、組立体は、追加のECGデータを検知するため、第2の遠隔電極180を有しても良い。

また、ECGモニタ組立体は、ECGモジュール120を有する。ECCモジュール120は、少なくとも電源、処理回路、ならびにベース電極140および遠隔電極180、182から取得されたECGデータをモニタリングし記録する電子データストレージを有する。好ましくは、ECGモジュール120は、患者の体に装着できるほど十分に小型であり、しっかりと取り付けられたまま、患者の移動が可能なほど十分に軽い。

ECGモニタ組立体100の第4の部材は、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160である。交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、前述のECGモジュール120、ベース電極140、および遠隔電極180、182の間の連結接続部として機能する。交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、ベースECG電極スナップコネクタに取り付けられた状態で示されている。ECGモジュール120は、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160に取り付けられ、ベースECG電極は、両部材を適当な場所に保持する。交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、さらに、プラグインソケットを有し、これは、遠隔ECG電極180および182からのリード線コネクタを受容する。

交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、内部回路トレースと、インターフェース接触部とを有する。回路は、ベースおよび遠隔ECG電極からの信号を、ECGモジュールに伝達する。従って、組立部材は、相互に、移動式ECGモニタ／レコーダとして機能する。組立体は、患者の衣類の下側に装着されるように寸法化され、使用の間、患者は、十分な動きが可能となる。

図3aは、ECGモジュール120と交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の間の相互作用を示した詳細図である。ECGモジュール120は、複数のモジュール充電／通信ピン340を有する。ピン340は、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の対応する相互接続接触部240（図4参照）と、電気的に結合するように配置される。ECGモジュール120は、さらに、モジュール取り付けトング310を有し、このトングは、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の対応する相互接続レシーバ260と結合するように配置される。モジュール取り付けトング310の片側に配置されたモジュール取り付けトングフック320は、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の相互接続受け部250と結合するように配置され、各部材は、相互に強固に保持される。好ましくは、フック320および受け部250は、組立体に対して相互に固定されるように構成される。受け部250の表面は、可撓性であり、フック320から結合を解除して分解できるよう、湾曲可能である。あるいは、各部材は、受け部250のスロットに導入され、フック320を開放するコインまたはスクリュードライバのような小型の道具を使用して、結合が解除されても良い。

図3aには、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の電極接続部を示す。この図に示されているように、プラグインリード線ソケット220、220’は、遠隔ECG電極180、182からのリード線コネクタを受容する。また、取り付けクリップ210は、物理的および電気的に、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160を、ベースECG電極140に固定する。

図3bには、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160、ECGモジュール120、およびベースECG電極140の組立体を示す。交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の取り付けクリップ210は、ベースECG電極140に配置された対応するスナップコネクタ142にクリップ留めされるように配置される。クリップ210のコネクタ142への結合は、押し付けクリップバネアーム230によって行われ、これは、クリップピボット240の周囲で、クリップ210を僅かに開かせる。クリップバネ230が開放されると、クリップ210は、十分な力で、コネクタ142の周囲に結合され、連続的な電気的接触が可能となり、接続された交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160およびECGモジュール120が、患者の所定の位置に保持される。

ECGモニタ組立体を使用のため配置する好適方法は、ベースECG電極140および遠隔ECG電極180、182を患者に設置するステップにより開始される。この設置は、接着性導電性ゲルを用いて行われ、このゲルは、ECGのような電気信号を、患者からECG電極に伝達する。また、ゲルは、電極を所定の場所に保持するように機能する。次に、ユーザは、クリップバネアーム230を押し下げることにより、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160をベースECG電極に取り付け、取り付けクリップ210をECG電極スナップコネクタ142の上部に固定し、その後クリップバネアーム230を開放する。ECGモジュール120は、モジュール取り付けトングフック320が相互接続部の受け部250にわたってはめ込まれるまで、モジュール取り付けトング320を相互接続レシーバ260に挿入することにより、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160に適合される。ユーザは、遠隔ECG電極リード線コネクタを、リード線ソケット220、220’に差し込み、組立体が完成される。ユーザは、局部的にまたは遠隔的に、ECGモジュール120を活性化し、記録／モニタリング動作が開始される。

前述の本発明により、従来技術を超えるいくつかの重要な利点が提供される。電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、ECGリード線ソケット、ベース電極取り付けクリップ210、および相互接続レシーバ260のような、ECGモニタシステムの清浄化が難しい全てのメス接続部を有することが好ましい。全てのメス接続部を電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160に配置することにより、関連するECGモジュール120、および遠隔ECG電極180、182のリード線の清浄化が、十分に単純化される。電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160が活性電子機器または電源回路を有さないことにより、十分に低コスト化され、清浄化の代替として、使用後の廃棄が可能となる。従って、電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、ECGモニタ組立体を使用するコストを抑制し、ECGモニタ組立体を使用する労力を抑制するとともに、二次汚染または感染のリスクを抑制する。

また、本発明の実施は、繰り返し使用の間、よりロバスト性がある。ECGモニタ組立体における全ての電気的接続用の摩耗表面は、電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160に配置される。ECGモジュール120上に配置された電気的コンタクトピン340は、電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の接触部との強固な接続により、摩耗を受けにくい。従って、すり減った電気的接触表面から生じる電気的ノイズがひどくなった際に、通常高価なECGモジュール120を廃棄する必要はない。電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、廃棄され、または置換され、実質的なコストが抑制される。

また、本発明は、着用者に対してより優しい。電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、ECGモジュールおよび他のリード線との接続の前に、ベースECG電極にクリップ留めされ得るため、ベース電極に一度に全ての組立体を押し付け固定する必要性が軽減される。患者の肌に対するこの押しつけは、しばしば痛みを伴うが、本発明の方法では、この押し付けを適用する必要性が回避される。

図4には、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の詳細図を示す。交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、細長いケースを有し、このケースは、外側に面した面のほとんどに、接続特徴部を有する。ケースの一端には、ECG電極取り付けクリップ210が配置される。クリップ210は、ケースの端部側で、分割されることが好ましく、例えばこれは、ベースECG電極のオススナップコネクタ142を受容するため、開放される。クリップ210の寸法は、閉止の際に、クリップ210がオススナップコネクタ142の周囲にぴったりと適合するように定められる。

ケースの細長い側には、クリップバネアーム230が配置される。静止状態では、クリップバネアーム230は、ケースの輪郭と同一平面にあることが好ましく、これにより患者の衣類または他の隣接部材に引っかかる可能性が最小化される。クリップバネアーム230は、クリップ210の外側部分をクリップピボット240の周囲で回転させることにより、取り付けクリップ210が開く動作をするように押圧される。

ECGリード線ソケット220、220’は、ケースの取り付けクリップ210とは反対の端部に配置される。ソケット220、220’は、標準的なECGリード線プラグを受容するように寸法化されることが好ましい。ECGモジュール相互接続レシーバ260は、ケースの細長い側のクリップバネアーム230とは反対側に配置される。レシーバ260は、ECGモジュール取り付けトング310を受容するように寸法化され、これは、トングが正確な配向でなければ挿入されないように形状化されることが好ましい。レシーバ260は、さらに、相互接続受け部250を有し、ECGモジュール取り付けトングフック320と強固に結合される。

通常、受け部250は、棒状形状であり、比較的可撓性となるように寸法化される。湾曲または簡単なてこを利用して曲げられると、受け部250は、フック320を開放するように変形し、ECGモジュール120からの交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の取り外しが可能となる。

交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160は、さらに、ケースの細長い側に配置された相互接続接触部270、270’、270”を有する。相互接続接触部は、部材が相互に接合された際に、ECGモジュール120上の対応するコンタクトピンと電気的に接続するように構成される。相互接続接触部は、バネ負荷式であることが好ましく、これにより、部品が結合された際に、ECGモジュールピンとの良好な電気的接触が可能となる。

図4には示されていないが、内部電気回路は、ECG電極取り付けクリップ210およびECGリード線ソケット220、220’を、相互接続接触部270、270’、または270”の一つと電気的に接続する。従って、ECGモニタ組立体が完成すると、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160を介して、各電極とECGモニタ120の間で、回路の経路が完遂する。

交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160のケースは、水分に対して耐性があり、丈夫であり、製造が安価な材料で構成されることが好ましい。ケースの好適材料は、ポリカーボネート高分子であり、これは、接触部および内部回路を有する、単一部材で成形されても良い。ケースは、ECGモジュール120とベースECG電極140の間に、コンパクトに適合するように寸法化され、患者の衣服を介した目触りさが抑制されるように十分にスリム化される。好ましくは、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160のケースは、全長約6cmで、幅2cmで、高さ1cmである。

図5および5bには、ECGモジュール120の特徴物を示す。これは、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160と電気的に接続される。図5aには、ECGモジュールベース330を示す。これは、高分子材料であることが好ましく、一つの壁に成形された、モジュール充電／通信ピン340、340’、340”を有する。ピン340、340’、340”は、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタ160の対応する相互接続接触部270、270’、270”とともに、インターフェース電気接触部として機能する。ピンは、この図には示されていないECGモジュールの処理およびストレージ回路に内部接続される。

図5bには、一つの充電／通信ピン340、340’、340”の詳細図を示す。ピン340は、金のような導電性金属でメッキされることが好ましく、これにより良好な電気的接触が可能となる。ピン340の外部接触表面は、僅かに凸状に形状化され、図5cの詳細図に示すように、表面は、モジュールベース330から僅かに突出する。この特徴により、ECGモジュール120の清浄化の困難さが緩和される。
前述の本発明の範囲内での他の変更例は、当業者には容易に認められる。例えば、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタの特定の寸法は、本発明の範囲内で、好適な寸法とは異なっても良い。同様に、インターフェース接触部の配置および数は、本発明の範囲内で異なっても良い。

Claims (6)

1. 装着式のECGモニタ組立体であって、
   オス電気コネクタを有するベースECG電極と、
   前記ベースECG電極の電気コネクタに取り外し可能に接続される取り付けクリップを有する、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタと、
   前記交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタに電気的に接続されるリード線およびリード線コネクタを有する遠隔ECG電極と、
   前記交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタに交換可能に接続されるECGモジュールと、
   を有し、
   前記ベースECG電極は、前記交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタおよび前記ECGモジュールの両方を、所望の位置に保持することを特徴とするECGモニタ組立体。
2. 前記取り付けクリップは、さらに、該取り付けクリップを前記ベースECG電極のオス電気コネクタに、取り外し可能に取り付けるバネアームを有することを特徴とする請求項1に記載の装着式のECGモニタ組立体。
3. 前記交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタは、さらに、前記リード線コネクタを受容するソケットを有することを特徴とする請求項1に記載の装着式のECGモニタ組立体。
4. 前記ECGモジュールは、取り付けトングを有し、
   前記交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタは、相互接続レシーバを有し、
   さらに、前記取り付けトングは、前記相互接続レシーバと脱着式に結合されることを特徴とする請求項1に記載の装着式のECGモニタ組立体。
5. 前記ECGモジュールは、さらに、交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタの相互接続接触部と電気的に接触するように配置された、充電／通信ピンを有することを特徴とする請求項4に記載の装着式のECGモニタ組立体。
6. 前記交換式電極兼ECGケーブルスナップコネクタは、さらに、前記ECGモジュール、ベースECG電極、および遠隔ECG電極を電気的に接続する回路を有することを特徴とする請求項1に記載の装着式のECGモニタ組立体。

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