心電信号伝送装置
【課題】生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させる。
【解決手段】心電計接続部２００は心電図を作成する心電計に接続される。多芯電線３００はその一端が心電計接続部２００に接続されその他端が生体から心電信号を取得するための電極が接続される心電誘導電線５０に接続される。多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続は中継部４００で行われ、多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続部分が収納される。中継部４００は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施され、心電信号の伝送状態を目視するための表示ランプ４５０を備える。
【解決手段】心電計接続部２００は心電図を作成する心電計に接続される。多芯電線３００はその一端が心電計接続部２００に接続されその他端が生体から心電信号を取得するための電極が接続される心電誘導電線５０に接続される。多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続は中継部４００で行われ、多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続部分が収納される。中継部４００は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施され、心電信号の伝送状態を目視するための表示ランプ４５０を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる心電信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、心臓疾患の診断には、たとえば下記特許文献１に開示されているような心電計を用いる。心電計は、心電図を作成する心電計本体と、生体から心電信号を取得するための電極と、この電極を心電計本体に接続するためのコードとで構成される。
【０００３】
心臓疾患を診断するために使用される心電図検査法にはさまざまなものがある。その心電図検査法の１つにホルター心電図検査法がある。ホルター心電図検査法は、２４時間に亘って心電図を連続的に取得して、特に不整脈などの短時間では測定できない心臓疾患の診断に有効である。
【０００４】
また、心臓疾患の診断ではないが、たとえば下記特許文献２に開示されているように、車のテスト走行中にドライバーの心電図を連続的に取得して、ドライバーのストレスを測定するようなことも試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５１８１５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ホルター心電図を取得する場合や、ドライバーのストレスを測定する場合には、測定期間中、心電信号が電極から心電計本体に確実に伝送されなければならない。コードが拾う外部ノイズやコードの接触不良により、電極と心電計本体との間で心電信号がうまく伝送されなかったときには心電信号を取り直さなければならないからである。
【０００７】
したがって、本願発明は、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる心電信号伝送装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る心電信号伝送装置は、心電計接続部、多芯電線、中継部を備える。心電計接続部は心電図を作成する心電計に接続される。多芯電線はその一端が心電計接続部に接続されその他端が生体から心電信号を取得するための電極が接続される心電誘導電線に接続される。多芯電線と心電誘導電線との接続は中継部で行われ、多芯電線と心電誘導電線との接続部分が収納される。
【０００９】
中継部は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施され、また、中継部は心電信号の伝送状態を目視するための表示ランプを備える。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成された本発明に係る心電信号伝送装置によれば、外部ノイズの侵入を防止でき、心電信号の伝送状態を目視できるので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る心電信号伝送装置の外観図である。
【図２】心電誘導電線を構成する芯電導体を示す図である。
【図３】心電誘導電線の形成過程の説明に供する図である。
【図４】心電誘導電線の形成過程の説明に供する図である。
【図５】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図６】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図７】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図８】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図９】中継部内での多芯電線と心電誘導電線との接続過程の説明に供する図である。
【図１０】中継部を構成する基盤台の外観図である。
【図１１】表示ランプの点灯状態を制御する点灯制御部の構成図である。
【図１２】実施形態２に係る心電信号伝送装置の外観図である。
【図１３】電極からの微弱信号を増幅する増幅器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る心電信号伝送装置の実施形態を実施形態１と実施形態２に分けて説明する。
【００１３】
［実施形態１］
まず、実施形態１に係る心電信号伝送装置について説明する。
【００１４】
（心電信号伝送装置の構成）
図１は、本実施形態に係る心電信号伝送装置の外観図である。心電信号伝送装置１００は、心電計接続部２００、多芯電線３００、中継部４００によって形成される。
【００１５】
心電計接続部２００は図示されていない心電計に接続される。多芯電線３００はその一端が心電計接続部２００に接続される。多芯電線３００はその他端が心電誘導電線５０に接続される。心電誘導電線５０は生体から心電信号を取得する図示しない電極に接続される。多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続は中継部４００で行われる。
【００１６】
電極は生体に取り付けられ、心臓が鼓動する際の心電信号を検出する。心電計は電極が検出した心電信号を時系列に並べて心電図を作成する装置である。
【００１７】
多芯電線３００は電磁遮蔽された１０芯の丸型電線である。多芯電線３００の一端には心電計に接続するため１０個の接続部を備える１０Ｐコネクタ２１０が接続される。また、多芯電線３００の他端の１０本の芯電線には１０個の電極を接続する１０本の心電誘導電線５０が接続される。１０本の芯電線と１０本の心電誘導電線５０との接続は中継部４００内で行う。
【００１８】
１０Ｐコネクタ２１０の各接続部と多芯電線３００の各芯電線とが接続される接続部分は絶縁樹脂２２０で覆って一体化する。１０Ｐコネクタ２１０と多芯電線３００との接続強度を増し、心電信号伝送装置１００の使い勝手を良くするためである。
【００１９】
中継部４００は表示ランプ４５０を備える。表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられ、電極と心電計が心電信号伝送装置１００に接触不良を起こすことなく接続され、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されているときには点灯する。また、表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられていなかったり、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良が生じていたりして、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていないときには点滅を繰り返す。なお、表示ランプ４５０は、中継部４００内において多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に接触不良などの不具合が生じているときには点灯しない。したがって、表示ランプ４５０の点灯状態を目視することで心電信号が心電計に正常に伝送されている否かを確認できる。
【００２０】
また、中継部４００は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施されている。具体的には、中継部４００を形成するケース内側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付けてある。これらの導電体は接地する。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。中継部４００は多芯電線３００の各芯電線と各心電誘導電線５０とを抵抗器を介して接続している（後述する）。このため、多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続部分の距離が長くなり外部ノイズが侵入しやすくなっている。中継部４００は以上の構成により外部ノイズの侵入を防止する。
【００２１】
本実施形態に係る心電信号伝送装置は、概略以上のような構成を備えているので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。
【００２２】
本実施形態では、心電誘導電線５０の構成を外部ノイズの影響を受けない構成とし、心電誘導電線５０と電極との接続を曲げ応力や引っ張り力に対して強くなるように工夫している。また、中継部４００で多芯電線３００を心電誘導電線５０に確実に接続するための工夫をしている。さらに、中継部４００で外部ノイズの侵入を防止できる構造を採用している。そして、中継部４００は心電信号の伝送状態により表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部を備えている。
【００２３】
以下に、心電誘導電線５０の構成、心電誘導電線５０と電極との接続、中継部４００内での多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続、中継部４００の構成、表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部の構成を説明する。
【００２４】
（心電誘導電線の構成）
まず、心電誘導電線５０の構成について説明する。図２は、心電誘導電線を構成する芯電導体を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、芯電導体２０は芯となる支持体１０を中心軸とする。支持体１０は長い繊維を撚った撚り糸のようなものである。支持体１０の外周に直径が０．１ｍｍ程度の細い導線を１０本程度束ねた巻き線１５が巻回してある。巻き線１５は支持体１０に横巻きまたは斜め横巻きされている。芯電導体２０は支持体１０が繊維を撚った撚り糸であるので、引っ張り強度は２０Ｋｇ以上ある。また、支持体１０の外周に巻き線１５が横巻きまたは斜め横巻きしてあるので、曲げ方向に軟らかく、芯電導体２０は激しい屈曲にも耐えられる。したがって、芯電導体２０は屈曲に対する柔らかさと耐性、引っ張り強度に優れ、心電誘導電線５０の芯線として好都合である。
【００２６】
次に、図３に示すように、図２に示した芯電導体２０の外表面にやや固めの絶縁性樹脂２５を被覆する。絶縁性樹脂２５はポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、塩化ビニール樹脂などを用いる。
【００２７】
そして、図４に示すように、絶縁性樹脂２５の外表面にビニールカーボン樹脂３０などの導電性樹脂を薄く被服して外部からの電磁波を遮蔽できるようにする。さらに、ビニールカーボン樹脂３０の外表面に直径が０．１ｍｍ程度の細い導線を１０本程度束ねた巻き線３５を巻回する。巻き線３５は電磁遮蔽体４０を形成する。巻き線３５はビニールカーボン樹脂３０の外表面を横巻きまたは斜め横巻きに巻き上げる。そして、電磁遮蔽体４０の外表面に軟質の絶縁ビニール樹脂４５などの絶縁樹脂を被服すると心電誘導電線５０が形成される。
【００２８】
心電誘導電線５０の芯線である芯電導体２０は、ビニールカーボン樹脂３０と電磁遮蔽体４０とによって２重に電磁遮蔽される。このため、心電信号を伝送する芯電導体２０は、外部からの電磁波を完全に遮蔽でき、外部ノイズの侵入を防止することができる。心電誘導電線５０は、巻き線１５、巻き線３５を横巻きまたは斜め横巻きしてあるので、曲げ方向に軟らかく、激しい屈曲に耐えられる。
【００２９】
（心電誘導電線と電極との接続）
次に、心電誘導電線と電極との接続について説明する。
【００３０】
心電誘導電線と電極とを接続するときには、図５に示すように、まず、心電誘導電線５０の先端部分の絶縁ビニール樹脂４５、電磁遮蔽体４０、ビニールカーボン樹脂３０を同時に２５ｍｍ程度剥離して芯電導体２０を露出させる。
【００３１】
次に、芯電導体２０の絶縁性樹脂２５を１５ｍｍ程度剥離して芯電導体２０を露出させる。芯電導体２０は、図２に示すように、支持体１０を中心軸として巻き線１５が横巻きまたは斜め横巻きされているものである。
【００３２】
そして、芯電導体２０を電極の接続端子５００の圧着端子カシメ穴に差し込んで、図６に示すように、芯電導体２０の挿入部分を接続端子５００の上下から押しつぶす。これにより、芯電導体２０と電極の接続端子５００とが賢固に接続され、心電誘導電線５０と電極とが繋がる。
【００３３】
次に、心電誘導電線５０と接続端子５００との接続部分を絶縁樹脂６０で一体化する。この接続部分の一体化は成形金型を用いて行うと良い。
【００３４】
さらに、次に、図７に示すように、心電誘導電線５０と電極の接続端子５００との接続部分を覆うように軟質の樹脂６５を成形被服する。軟質の樹脂６５で接続部分を覆うと、心電誘導電線５０と接続端子５００との接続部分は賢固で、心電誘導電線５０側は柔らかくなるので取り扱いの感じが良くなる。
【００３５】
また、芯電導体２０の巻き線１５は、横巻きまたは斜め横巻きされているので、芯電導体２０は曲げ方向に軟らかく、激しい屈曲にも耐えられる。したがって、芯電導体２０と接続端子５００との接続部分は反複屈曲に優れた接続部分となる。
【００３６】
さらに、図８に示したように、芯電導体２０を接続端子５００の圧着端子カシメ穴に差し込む前に、長めに露出させた芯電導体２０を結んだり、または、丸く絡めたりして瘤状の繋留止７０を作り、繋留止７０から突き出た芯電導体２０を接続端子５００の圧着端子カシメ穴に差し込んで、図６に示すように芯電導体２０の挿入部分を接続端子５００の上下から押しつぶしても良い。
【００３７】
そして、心電誘導電線５０と接続端子５００との接続部分を絶縁樹脂６０で一体化するようにすれば、心電誘導電線５０と接続端子５００の双方向からの引っ張り強度は増す。また、強い屈曲を繰り返しても誘導電線５０が接続端子５００から脱絡したり断線したりすることはない。
【００３８】
万が一、心電誘導電線５０と接続端子５００が賢固に接続されなかったとしても、繋留止７０の絶縁樹脂６０内での繋留作用によって、心電誘導電線５０が接続端子５００から抜けたりすることは起こらない。また、屈曲を頻繁に繰り返したり、強く引っ張ったりしても、心電誘導電線５０と接続端子５００の接続は充分に保持され、芯電導体２０の接続箇所が接続端子５００から抜けて不具合が発生することはない。
【００３９】
（中継部内での多芯電線と心電誘導電線との接続）
次に、中継部４００内での多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続について説明する。図９は、中継部内での多芯電線と心電誘導電線との接続過程の説明に供する図である。
【００４０】
図９に示すように、多芯電線３００の１０本の各芯電線３１０に１０本の心電誘導電線５０が接続される。図９では、理解しやすいように、多芯電線３００の１本の芯電線３１０と１本の心電誘導電線５０を接続する場合を例示する。
【００４１】
多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に際して、多芯電線３００の芯電線（銅線）を露出させ、心電誘導電線５０の芯電導体２０の接続部を露出させる。そして、１００ＫΩの抵抗器８０を多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０の芯電導体２０に接続する。多芯電線３００の芯電線と抵抗器８０との接続は、芯電線を接続部品８５の圧着端子カシメ穴に挿入し、また、抵抗器８０の一端子を接続部品８５の圧着端子カシメ穴に挿入し、接続部品８５の両端を上下から押しつぶすことによって行う。抵抗器８０と芯電導体２０との接続は、抵抗器８０の一端子を接続部品９５の圧着端子カシメ穴に挿入し、また、芯電導体２０を接続部品９５の圧着端子カシメ穴に挿入し接続部品９５の両端を上下から押しつぶすことによって行う。
【００４２】
なお、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０の芯電導体２０に接続する１００ＫΩの抵抗器８０は、心拍が停止してＡＥＤを用いたとき（瞬時高電圧５０００Ｖが生体に印加される）、または、高周波電気メスを用いたときなどには、生体には高電圧が印加されるため、印加された高電圧が直接心電計に入り込むことを阻止する役割を果たす。
【００４３】
また、抵抗器８０の片方の端子にトロイダルコア９０を装着する。トロイダルコア９０は、心電誘導電線５０、中継部４００内、多芯電線３００において自己発生した電磁波を除去するために装着する。心電誘導電線５０の全体は外部からの電磁波障害を完全に遮蔽できるが、心電誘導電線５０および多芯電線３００が心電図の取得時に折り曲げられるので、このときに電線自体に自己電磁波が生じ、これがノイズとなって心電信号に悪影響を与える。トロイダルコアはこれを防止する。
【００４４】
（中継部の構成）
次に、中継部４００の構成について説明する。図１０は、中継部４００を構成する基盤台４４０の外観図である。
【００４５】
基盤台４４０は長方形であり一方向に直線的に伸びる６本の凹状の溝部４４５を備える。各溝部４４５には、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分が収納される。６本の溝部４４５を形成する壁４４６は、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分間で絶縁距離を取るために一定の厚みを有している。
【００４６】
２個の基盤台４４０が積層され一方の基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０は溝部４４５を同じ方向に向けて積層する。蓋４６０は溝部４４５が開放されている基盤台４４０に被せる。図１０では、２個の基盤台４４０の一方とこの基盤台４４０に被せる蓋４６０を示してある。
【００４７】
多芯電線３００の１０本の芯電線には１０本の心電誘導電線５０が接続される。そのため、各芯電線には心電誘導電線５０との接続部分が存在する。多芯電線３００を形成する１０本の芯電線と１０本の心電誘導電線５０との接続部分は、２個の基盤台４４０の溝部４４５に１つずつ分配される。
【００４８】
胸部に取り付ける６個の電極に繋がる接続部分は１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。足部、手部に取り付ける４個の電極に繋がる接続部分はもう１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。
【００４９】
２個の基盤台４４０の溝部４４５に多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分が収納されると、溝部４４５が開放されている基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０が積層され蓋４６０が被せられると、これらはケースに収納される。ケースは、その内壁または外側に外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽を施す。たとえば、ケースの内側または外側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付ける。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。
【００５０】
また、ケースには、表示ランプ４５０の点灯を制御する点灯制御部（電池を備えた基板）が収容される。点灯制御部は多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分との電磁的な絶縁を図るために、接続部分の電磁遮蔽とは別に、独立した電磁遮蔽ができるようにしてある。たとえば、点灯制御部の外側を金属板、金属テープ、金属箔などの導電体で覆う。
【００５１】
（点灯制御部の構成）
次に、表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部の構成を説明する。図１１は、表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部６００の構成図である。
【００５２】
点灯制御部６００は、ノイズ除去部６１０、増幅部６２０、心電信号レベル比較部６３０を有する。
【００５３】
ノイズ除去部６１０は、電極が取得した心電信号に含まれるノイズを除去する回路である。ノイズとしては、ＡＥＤを用いたときに生体に印加される電圧、高周波電気メスを用いたときに生体に印加される電圧などがある。
【００５４】
増幅部６２０は、ノイズが除去された心電信号を増幅する回路である。
【００５５】
心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルを心電信号レベル比較部６３０に記憶されている複数の電圧と比較する回路である。
【００５６】
心電信号レベル比較部６３０は、第１の電圧として、電極が生体に正しく取り付けられているときに取得される心電信号の電圧レベルに一定の定数（増幅率）を掛けた電圧を記憶する。また、第２の電圧として、第１の電圧よりも低い電圧であって電極が生体に正しく取り付けられていないとき、および、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良があることを検出できる電圧を記憶する。第３の電圧として、第２の電圧よりもかなり低く、ほぼ０ボルトに近い電圧を記憶する。
【００５７】
（点灯制御部の動作）
心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルが第１の電圧と同等以上の電圧レベルであれば、表示ランプ４５０を点灯させる。
【００５８】
心電図測定をしている施術者は、表示ランプ４５０の点灯を見て、電極が生体に正しく取り付けられ、電極と心電計が心電信号伝送装置１００に接触不良を起こすことなく接続され、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていることを認識できる。
【００５９】
また、心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルが第１の電圧よりも低く第２の電圧と同等以上の電圧レベルであれば、表示ランプ４５０を点滅させる。
【００６０】
心電図測定をしている施術者は、表示ランプ４５０の点滅を見て、電極が生体に正しく取り付けられていなかったり、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良が生じていたりして、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていないことを認識できる。
【００６１】
さらに、心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルが第３の電圧よりも低い電圧レベルであれば、表示ランプ４５０を消灯させる。
【００６２】
心電図測定をしている施術者は、表示ランプ４５０の消灯を見て、中継部４００内において多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に接触不良などの不具合が生じていることを認識できる。
【００６３】
以上のように、実施形態１に係る心電信号伝送装置によれば、電磁遮蔽がされているので外部ノイズの侵入を防止でき、また、心電信号の伝送状態を目視できるので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。したがって、本実施形態に係る心電信号伝送装置は、長時間に亘って心電信号を取得しなければならないような心電図検査法において非常に有効である。
【００６４】
［実施形態２］
次に、実施形態２に係る心電信号伝送装置について説明する。実施形態２に係る心電信号伝送装置は、実施形態１に係る心電信号伝送装置の１０Ｐコネクタ２１０をＵＳＢコネクタに代え、さらに中継部４００に増幅器を設けたものである。ＵＳＢコネクタを使用したことと、中継部に増幅器を設けたこと以外は、実施形態１と同じである。
【００６５】
（心電信号伝送装置の構成）
図１２は、本実施形態に係る心電信号伝送装置の外観図である。心電信号伝送装置１００は、心電計接続部７００、多芯電線３００、中継部４００によって形成される。
【００６６】
心電計接続部７００は図示されていない心電計または心電計として機能するＰＣ（パーソナルコンピュータ）に接続される。多芯電線３００はその一端が心電計接続部７００に接続される。多芯電線３００はその他端が後述の増幅器を介して心電誘導電線５０に接続される。心電誘導電線５０は生体から心電信号を取得する図示しない電極に接続される。多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続は中継部４００内に設けた増幅器で行われる。
【００６７】
電極は生体に取り付けられ、心臓が鼓動する際の心電信号を検出する。心電計は電極が検出した心電信号を時系列に並べて心電図を作成する装置である。
【００６８】
多芯電線３００は電磁遮蔽された１０芯の丸型電線である。多芯電線３００の一端には心電計に接続するためのＵＳＢコネクタ７１０が接続される。また、多芯電線３００の他端の１０本の芯電線には増幅器を介して１０個の電極を接続する１０本の心電誘導電線５０が接続される。１０本の芯電線と増幅器の接続、増幅器と１０本の心電誘導電線５０との接続は、増幅器が形成された極薄の平板状の基板が備える１０個の端子で行われる。図９に示した接続部品９５が取り外された状態で、基板が備える１０個の端子において、多芯電線３００の１０本の各芯電線３１０と心電誘導電線５０の芯電導体２０が接続される。
【００６９】
中継部４００は表示ランプ４５０を備える。表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられ、電極と心電計が心電信号伝送装置１００に接触不良を起こすことなく接続され、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されているときには点灯する。また、表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられていなかったり、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良が生じていたりして、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていないときには点滅を繰り返す。なお、表示ランプ４５０は、中継部４００内において多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に接触不良などの不具合が生じているときには点灯しない。したがって、表示ランプ４５０の点灯状態を目視することで心電信号が心電計に正常に伝送されている否かを確認できる。
【００７０】
また、中継部４００は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施されている。具体的には、中継部４００を形成するケース内側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付けてある。これらの導電体は接地する。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。中継部４００は多芯電線３００の各芯電線と各心電誘導電線５０とを増幅部及び抵抗器を介して接続している（後述する）。このため、多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続部分の距離が長くなり外部ノイズが侵入しやすくなっている。中継部４００は以上の構成により外部ノイズの侵入を防止する。
【００７１】
本実施形態に係る心電信号伝送装置は、概略以上のような構成を備えているので、生体から取得した心電信号を増幅させて心電計に確実に伝送させることができる。
【００７２】
本実施形態では、心電誘導電線５０の構成を外部ノイズの影響を受けない構成とし、心電誘導電線５０と電極との接続を曲げ応力や引っ張り力に対して強くなるように工夫している。また、中継部４００で多芯電線３００を心電誘導電線５０に確実に接続するための工夫をしている。さらに、中継部４００で外部ノイズの侵入を防止できる構造を採用している。そして、中継部４００は微弱な心電信号を増幅しディジタル化してＵＳＢコネクタ７１０に出力する後述する増幅器を備えている。さらに、中継部４００は心電信号の伝送状態により表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部を備えている。
【００７３】
図１３は、心電信号検出電極からの微弱な心電信号を増幅する増幅器の構成を示すブロック図である。この増幅器は中継部４００内に設ける。まず、図１０を参照して中継部の構成から説明する。
【００７４】
（中継部の構成）
基盤台４４０は長方形であり一方向に直線的に伸びる６本の凹状の溝部４４５を備える。各溝部４４５には、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０とが収納される。６本の溝部４４５を形成する壁４４６は、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分間で絶縁距離を取るために一定の厚みを有している。
【００７５】
２個の基盤台４４０が積層され一方の基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０は溝部４４５を同じ方向に向けて積層する。蓋４６０は溝部４４５が開放されている基盤台４４０に被せる。図１０では、２個の基盤台４４０の一方とこの基盤台４４０に被せる蓋４６０を示してある。
【００７６】
多芯電線３００の１０本の芯電線には、図１３で示す構成の増幅器７５０が接続される。また、増幅器７５０の端子には１０本の心電誘導電線５０が接続される。したがって、多芯電線３００を形成する１０本の芯電線と１０本の心電誘導電線５０は増幅器７５０を介して接続される。
【００７７】
胸部に取り付ける６個の電極に繋がる接続部分は１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。足部、手部に取り付ける４個の電極に繋がる接続部分はもう１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。
【００７８】
２個の基盤台４４０の溝部４４５に多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０を収納し、増幅器７５０を形成した極薄の基板を溝部４４５に載せて、溝部４４５が開放されている基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０が積層され蓋４６０が被せられると、これらはケースに収納される。ケースは、その内壁または外側に外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽を施す。たとえば、ケースの内側または外側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付ける。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。
【００７９】
また、ケースには、表示ランプ４５０の点灯を制御する点灯制御部（電池を備えた基板）が収容される。点灯制御部は増幅器７５０を形成した極薄の基板と多芯電線３００の芯電線、基板と心電誘導電線５０との接続部分との電磁的な絶縁を図るために、接続部分の電磁遮蔽とは別に、独立した電磁遮蔽ができるようにしてある。たとえば、点灯制御部の外側を金属板、金属テープ、金属箔などの導電体で覆う。
【００８０】
極薄の基板に形成した増幅器７５０は、図１３に示すように、アナログ増幅器７６０とＡ/Ｄ変換器７７０を有する。アナログ増幅器７６０はオペアンプを用いた増幅率の大きなアンプであり、合計１０個の電極から出力される微弱電流を合計１０個のオペアンプで数ボルト程度の電流に増幅する。Ａ/Ｄ変換部７７０は、アナログ増幅器７６０で増幅された心電信号を１０個のＡ/Ｄコンバータでディジタル信号に変換する。変換されたディジタル信号は、心電計、または、心電計の機能を有するＰＣに取り付けたＵＳＢコネクタを介して伝送される。心電計、または、心電計の機能を有するＰＣは、伝送されるディジタル信号に基づいて心電図を作成する。なお、増幅器７５０は、４個のオペアンプ及び４個のＡ/Ｄ変換器を持つものを一方の基盤台に収納し、６個のオペアンプ及び６個のＡ/Ｄ変換器を持つものを他方の基盤台に収納し、２個の基盤台４４０のそれぞれに１台ずつ増幅器を収納させる。
【００８１】
以上のように、実施形態２に係る心電信号伝送装置によれば、電磁遮蔽がされているので外部ノイズの侵入を防止でき、また、心電信号の伝送状態を目視できるので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。さらに、ＵＳＢコネクタを用いているので、一般的に用いられているＰＣでも容易に心電図を作成させることができる。また、微弱な心電信号を増幅して出力できるので、より安定した出力を得ることができる。したがって、本実施形態に係る心電信号伝送装置は、長時間に亘って心電信号を取得しなければならないような心電図検査法において非常に有効である。
【符号の説明】
【００８２】
２０ 芯電導体、
５０ 心電誘導電線、
８０ 抵抗器、
１００ 心電信号伝送装置、
２００ 心電計接続部、
２１０ １０Ｐコネクタ、
２２０ 絶縁樹脂、
３００ 多芯電線、
４００ 中継部、
４４０ 基盤台、
４４５ 溝部、
４５０ 表示ランプ、
４６０ 蓋、
５００ 接続端子、
６００ 点灯制御部、
６１０ ノイズ除去部、
６２０ 増幅部、
６３０ 心電信号レベル比較部、
７００ 心電計接続部、
７１０ ＵＳＢコネクタ、
７５０ 増幅器、
７６０ アナログ増幅器、
７７０ Ａ/Ｄ変換部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる心電信号伝送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、心臓疾患の診断には、たとえば下記特許文献１に開示されているような心電計を用いる。心電計は、心電図を作成する心電計本体と、生体から心電信号を取得するための電極と、この電極を心電計本体に接続するためのコードとで構成される。
【０００３】
心臓疾患を診断するために使用される心電図検査法にはさまざまなものがある。その心電図検査法の１つにホルター心電図検査法がある。ホルター心電図検査法は、２４時間に亘って心電図を連続的に取得して、特に不整脈などの短時間では測定できない心臓疾患の診断に有効である。
【０００４】
また、心臓疾患の診断ではないが、たとえば下記特許文献２に開示されているように、車のテスト走行中にドライバーの心電図を連続的に取得して、ドライバーのストレスを測定するようなことも試みられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００９−５１８１５３号公報
【特許文献２】特開２００７−１３９４９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ホルター心電図を取得する場合や、ドライバーのストレスを測定する場合には、測定期間中、心電信号が電極から心電計本体に確実に伝送されなければならない。コードが拾う外部ノイズやコードの接触不良により、電極と心電計本体との間で心電信号がうまく伝送されなかったときには心電信号を取り直さなければならないからである。
【０００７】
したがって、本願発明は、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる心電信号伝送装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明に係る心電信号伝送装置は、心電計接続部、多芯電線、中継部を備える。心電計接続部は心電図を作成する心電計に接続される。多芯電線はその一端が心電計接続部に接続されその他端が生体から心電信号を取得するための電極が接続される心電誘導電線に接続される。多芯電線と心電誘導電線との接続は中継部で行われ、多芯電線と心電誘導電線との接続部分が収納される。
【０００９】
中継部は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施され、また、中継部は心電信号の伝送状態を目視するための表示ランプを備える。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように構成された本発明に係る心電信号伝送装置によれば、外部ノイズの侵入を防止でき、心電信号の伝送状態を目視できるので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態１に係る心電信号伝送装置の外観図である。
【図２】心電誘導電線を構成する芯電導体を示す図である。
【図３】心電誘導電線の形成過程の説明に供する図である。
【図４】心電誘導電線の形成過程の説明に供する図である。
【図５】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図６】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図７】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図８】心電誘導電線と電極との接続過程の説明に供する図である。
【図９】中継部内での多芯電線と心電誘導電線との接続過程の説明に供する図である。
【図１０】中継部を構成する基盤台の外観図である。
【図１１】表示ランプの点灯状態を制御する点灯制御部の構成図である。
【図１２】実施形態２に係る心電信号伝送装置の外観図である。
【図１３】電極からの微弱信号を増幅する増幅器の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明に係る心電信号伝送装置の実施形態を実施形態１と実施形態２に分けて説明する。
【００１３】
［実施形態１］
まず、実施形態１に係る心電信号伝送装置について説明する。
【００１４】
（心電信号伝送装置の構成）
図１は、本実施形態に係る心電信号伝送装置の外観図である。心電信号伝送装置１００は、心電計接続部２００、多芯電線３００、中継部４００によって形成される。
【００１５】
心電計接続部２００は図示されていない心電計に接続される。多芯電線３００はその一端が心電計接続部２００に接続される。多芯電線３００はその他端が心電誘導電線５０に接続される。心電誘導電線５０は生体から心電信号を取得する図示しない電極に接続される。多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続は中継部４００で行われる。
【００１６】
電極は生体に取り付けられ、心臓が鼓動する際の心電信号を検出する。心電計は電極が検出した心電信号を時系列に並べて心電図を作成する装置である。
【００１７】
多芯電線３００は電磁遮蔽された１０芯の丸型電線である。多芯電線３００の一端には心電計に接続するため１０個の接続部を備える１０Ｐコネクタ２１０が接続される。また、多芯電線３００の他端の１０本の芯電線には１０個の電極を接続する１０本の心電誘導電線５０が接続される。１０本の芯電線と１０本の心電誘導電線５０との接続は中継部４００内で行う。
【００１８】
１０Ｐコネクタ２１０の各接続部と多芯電線３００の各芯電線とが接続される接続部分は絶縁樹脂２２０で覆って一体化する。１０Ｐコネクタ２１０と多芯電線３００との接続強度を増し、心電信号伝送装置１００の使い勝手を良くするためである。
【００１９】
中継部４００は表示ランプ４５０を備える。表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられ、電極と心電計が心電信号伝送装置１００に接触不良を起こすことなく接続され、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されているときには点灯する。また、表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられていなかったり、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良が生じていたりして、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていないときには点滅を繰り返す。なお、表示ランプ４５０は、中継部４００内において多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に接触不良などの不具合が生じているときには点灯しない。したがって、表示ランプ４５０の点灯状態を目視することで心電信号が心電計に正常に伝送されている否かを確認できる。
【００２０】
また、中継部４００は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施されている。具体的には、中継部４００を形成するケース内側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付けてある。これらの導電体は接地する。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。中継部４００は多芯電線３００の各芯電線と各心電誘導電線５０とを抵抗器を介して接続している（後述する）。このため、多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続部分の距離が長くなり外部ノイズが侵入しやすくなっている。中継部４００は以上の構成により外部ノイズの侵入を防止する。
【００２１】
本実施形態に係る心電信号伝送装置は、概略以上のような構成を備えているので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。
【００２２】
本実施形態では、心電誘導電線５０の構成を外部ノイズの影響を受けない構成とし、心電誘導電線５０と電極との接続を曲げ応力や引っ張り力に対して強くなるように工夫している。また、中継部４００で多芯電線３００を心電誘導電線５０に確実に接続するための工夫をしている。さらに、中継部４００で外部ノイズの侵入を防止できる構造を採用している。そして、中継部４００は心電信号の伝送状態により表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部を備えている。
【００２３】
以下に、心電誘導電線５０の構成、心電誘導電線５０と電極との接続、中継部４００内での多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続、中継部４００の構成、表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部の構成を説明する。
【００２４】
（心電誘導電線の構成）
まず、心電誘導電線５０の構成について説明する。図２は、心電誘導電線を構成する芯電導体を示す図である。
【００２５】
図２に示すように、芯電導体２０は芯となる支持体１０を中心軸とする。支持体１０は長い繊維を撚った撚り糸のようなものである。支持体１０の外周に直径が０．１ｍｍ程度の細い導線を１０本程度束ねた巻き線１５が巻回してある。巻き線１５は支持体１０に横巻きまたは斜め横巻きされている。芯電導体２０は支持体１０が繊維を撚った撚り糸であるので、引っ張り強度は２０Ｋｇ以上ある。また、支持体１０の外周に巻き線１５が横巻きまたは斜め横巻きしてあるので、曲げ方向に軟らかく、芯電導体２０は激しい屈曲にも耐えられる。したがって、芯電導体２０は屈曲に対する柔らかさと耐性、引っ張り強度に優れ、心電誘導電線５０の芯線として好都合である。
【００２６】
次に、図３に示すように、図２に示した芯電導体２０の外表面にやや固めの絶縁性樹脂２５を被覆する。絶縁性樹脂２５はポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、塩化ビニール樹脂などを用いる。
【００２７】
そして、図４に示すように、絶縁性樹脂２５の外表面にビニールカーボン樹脂３０などの導電性樹脂を薄く被服して外部からの電磁波を遮蔽できるようにする。さらに、ビニールカーボン樹脂３０の外表面に直径が０．１ｍｍ程度の細い導線を１０本程度束ねた巻き線３５を巻回する。巻き線３５は電磁遮蔽体４０を形成する。巻き線３５はビニールカーボン樹脂３０の外表面を横巻きまたは斜め横巻きに巻き上げる。そして、電磁遮蔽体４０の外表面に軟質の絶縁ビニール樹脂４５などの絶縁樹脂を被服すると心電誘導電線５０が形成される。
【００２８】
心電誘導電線５０の芯線である芯電導体２０は、ビニールカーボン樹脂３０と電磁遮蔽体４０とによって２重に電磁遮蔽される。このため、心電信号を伝送する芯電導体２０は、外部からの電磁波を完全に遮蔽でき、外部ノイズの侵入を防止することができる。心電誘導電線５０は、巻き線１５、巻き線３５を横巻きまたは斜め横巻きしてあるので、曲げ方向に軟らかく、激しい屈曲に耐えられる。
【００２９】
（心電誘導電線と電極との接続）
次に、心電誘導電線と電極との接続について説明する。
【００３０】
心電誘導電線と電極とを接続するときには、図５に示すように、まず、心電誘導電線５０の先端部分の絶縁ビニール樹脂４５、電磁遮蔽体４０、ビニールカーボン樹脂３０を同時に２５ｍｍ程度剥離して芯電導体２０を露出させる。
【００３１】
次に、芯電導体２０の絶縁性樹脂２５を１５ｍｍ程度剥離して芯電導体２０を露出させる。芯電導体２０は、図２に示すように、支持体１０を中心軸として巻き線１５が横巻きまたは斜め横巻きされているものである。
【００３２】
そして、芯電導体２０を電極の接続端子５００の圧着端子カシメ穴に差し込んで、図６に示すように、芯電導体２０の挿入部分を接続端子５００の上下から押しつぶす。これにより、芯電導体２０と電極の接続端子５００とが賢固に接続され、心電誘導電線５０と電極とが繋がる。
【００３３】
次に、心電誘導電線５０と接続端子５００との接続部分を絶縁樹脂６０で一体化する。この接続部分の一体化は成形金型を用いて行うと良い。
【００３４】
さらに、次に、図７に示すように、心電誘導電線５０と電極の接続端子５００との接続部分を覆うように軟質の樹脂６５を成形被服する。軟質の樹脂６５で接続部分を覆うと、心電誘導電線５０と接続端子５００との接続部分は賢固で、心電誘導電線５０側は柔らかくなるので取り扱いの感じが良くなる。
【００３５】
また、芯電導体２０の巻き線１５は、横巻きまたは斜め横巻きされているので、芯電導体２０は曲げ方向に軟らかく、激しい屈曲にも耐えられる。したがって、芯電導体２０と接続端子５００との接続部分は反複屈曲に優れた接続部分となる。
【００３６】
さらに、図８に示したように、芯電導体２０を接続端子５００の圧着端子カシメ穴に差し込む前に、長めに露出させた芯電導体２０を結んだり、または、丸く絡めたりして瘤状の繋留止７０を作り、繋留止７０から突き出た芯電導体２０を接続端子５００の圧着端子カシメ穴に差し込んで、図６に示すように芯電導体２０の挿入部分を接続端子５００の上下から押しつぶしても良い。
【００３７】
そして、心電誘導電線５０と接続端子５００との接続部分を絶縁樹脂６０で一体化するようにすれば、心電誘導電線５０と接続端子５００の双方向からの引っ張り強度は増す。また、強い屈曲を繰り返しても誘導電線５０が接続端子５００から脱絡したり断線したりすることはない。
【００３８】
万が一、心電誘導電線５０と接続端子５００が賢固に接続されなかったとしても、繋留止７０の絶縁樹脂６０内での繋留作用によって、心電誘導電線５０が接続端子５００から抜けたりすることは起こらない。また、屈曲を頻繁に繰り返したり、強く引っ張ったりしても、心電誘導電線５０と接続端子５００の接続は充分に保持され、芯電導体２０の接続箇所が接続端子５００から抜けて不具合が発生することはない。
【００３９】
（中継部内での多芯電線と心電誘導電線との接続）
次に、中継部４００内での多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続について説明する。図９は、中継部内での多芯電線と心電誘導電線との接続過程の説明に供する図である。
【００４０】
図９に示すように、多芯電線３００の１０本の各芯電線３１０に１０本の心電誘導電線５０が接続される。図９では、理解しやすいように、多芯電線３００の１本の芯電線３１０と１本の心電誘導電線５０を接続する場合を例示する。
【００４１】
多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に際して、多芯電線３００の芯電線（銅線）を露出させ、心電誘導電線５０の芯電導体２０の接続部を露出させる。そして、１００ＫΩの抵抗器８０を多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０の芯電導体２０に接続する。多芯電線３００の芯電線と抵抗器８０との接続は、芯電線を接続部品８５の圧着端子カシメ穴に挿入し、また、抵抗器８０の一端子を接続部品８５の圧着端子カシメ穴に挿入し、接続部品８５の両端を上下から押しつぶすことによって行う。抵抗器８０と芯電導体２０との接続は、抵抗器８０の一端子を接続部品９５の圧着端子カシメ穴に挿入し、また、芯電導体２０を接続部品９５の圧着端子カシメ穴に挿入し接続部品９５の両端を上下から押しつぶすことによって行う。
【００４２】
なお、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０の芯電導体２０に接続する１００ＫΩの抵抗器８０は、心拍が停止してＡＥＤを用いたとき（瞬時高電圧５０００Ｖが生体に印加される）、または、高周波電気メスを用いたときなどには、生体には高電圧が印加されるため、印加された高電圧が直接心電計に入り込むことを阻止する役割を果たす。
【００４３】
また、抵抗器８０の片方の端子にトロイダルコア９０を装着する。トロイダルコア９０は、心電誘導電線５０、中継部４００内、多芯電線３００において自己発生した電磁波を除去するために装着する。心電誘導電線５０の全体は外部からの電磁波障害を完全に遮蔽できるが、心電誘導電線５０および多芯電線３００が心電図の取得時に折り曲げられるので、このときに電線自体に自己電磁波が生じ、これがノイズとなって心電信号に悪影響を与える。トロイダルコアはこれを防止する。
【００４４】
（中継部の構成）
次に、中継部４００の構成について説明する。図１０は、中継部４００を構成する基盤台４４０の外観図である。
【００４５】
基盤台４４０は長方形であり一方向に直線的に伸びる６本の凹状の溝部４４５を備える。各溝部４４５には、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分が収納される。６本の溝部４４５を形成する壁４４６は、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分間で絶縁距離を取るために一定の厚みを有している。
【００４６】
２個の基盤台４４０が積層され一方の基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０は溝部４４５を同じ方向に向けて積層する。蓋４６０は溝部４４５が開放されている基盤台４４０に被せる。図１０では、２個の基盤台４４０の一方とこの基盤台４４０に被せる蓋４６０を示してある。
【００４７】
多芯電線３００の１０本の芯電線には１０本の心電誘導電線５０が接続される。そのため、各芯電線には心電誘導電線５０との接続部分が存在する。多芯電線３００を形成する１０本の芯電線と１０本の心電誘導電線５０との接続部分は、２個の基盤台４４０の溝部４４５に１つずつ分配される。
【００４８】
胸部に取り付ける６個の電極に繋がる接続部分は１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。足部、手部に取り付ける４個の電極に繋がる接続部分はもう１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。
【００４９】
２個の基盤台４４０の溝部４４５に多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分が収納されると、溝部４４５が開放されている基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０が積層され蓋４６０が被せられると、これらはケースに収納される。ケースは、その内壁または外側に外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽を施す。たとえば、ケースの内側または外側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付ける。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。
【００５０】
また、ケースには、表示ランプ４５０の点灯を制御する点灯制御部（電池を備えた基板）が収容される。点灯制御部は多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分との電磁的な絶縁を図るために、接続部分の電磁遮蔽とは別に、独立した電磁遮蔽ができるようにしてある。たとえば、点灯制御部の外側を金属板、金属テープ、金属箔などの導電体で覆う。
【００５１】
（点灯制御部の構成）
次に、表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部の構成を説明する。図１１は、表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部６００の構成図である。
【００５２】
点灯制御部６００は、ノイズ除去部６１０、増幅部６２０、心電信号レベル比較部６３０を有する。
【００５３】
ノイズ除去部６１０は、電極が取得した心電信号に含まれるノイズを除去する回路である。ノイズとしては、ＡＥＤを用いたときに生体に印加される電圧、高周波電気メスを用いたときに生体に印加される電圧などがある。
【００５４】
増幅部６２０は、ノイズが除去された心電信号を増幅する回路である。
【００５５】
心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルを心電信号レベル比較部６３０に記憶されている複数の電圧と比較する回路である。
【００５６】
心電信号レベル比較部６３０は、第１の電圧として、電極が生体に正しく取り付けられているときに取得される心電信号の電圧レベルに一定の定数（増幅率）を掛けた電圧を記憶する。また、第２の電圧として、第１の電圧よりも低い電圧であって電極が生体に正しく取り付けられていないとき、および、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良があることを検出できる電圧を記憶する。第３の電圧として、第２の電圧よりもかなり低く、ほぼ０ボルトに近い電圧を記憶する。
【００５７】
（点灯制御部の動作）
心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルが第１の電圧と同等以上の電圧レベルであれば、表示ランプ４５０を点灯させる。
【００５８】
心電図測定をしている施術者は、表示ランプ４５０の点灯を見て、電極が生体に正しく取り付けられ、電極と心電計が心電信号伝送装置１００に接触不良を起こすことなく接続され、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていることを認識できる。
【００５９】
また、心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルが第１の電圧よりも低く第２の電圧と同等以上の電圧レベルであれば、表示ランプ４５０を点滅させる。
【００６０】
心電図測定をしている施術者は、表示ランプ４５０の点滅を見て、電極が生体に正しく取り付けられていなかったり、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良が生じていたりして、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていないことを認識できる。
【００６１】
さらに、心電信号レベル比較部６３０は、増幅された心電信号の電圧レベルが第３の電圧よりも低い電圧レベルであれば、表示ランプ４５０を消灯させる。
【００６２】
心電図測定をしている施術者は、表示ランプ４５０の消灯を見て、中継部４００内において多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に接触不良などの不具合が生じていることを認識できる。
【００６３】
以上のように、実施形態１に係る心電信号伝送装置によれば、電磁遮蔽がされているので外部ノイズの侵入を防止でき、また、心電信号の伝送状態を目視できるので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。したがって、本実施形態に係る心電信号伝送装置は、長時間に亘って心電信号を取得しなければならないような心電図検査法において非常に有効である。
【００６４】
［実施形態２］
次に、実施形態２に係る心電信号伝送装置について説明する。実施形態２に係る心電信号伝送装置は、実施形態１に係る心電信号伝送装置の１０Ｐコネクタ２１０をＵＳＢコネクタに代え、さらに中継部４００に増幅器を設けたものである。ＵＳＢコネクタを使用したことと、中継部に増幅器を設けたこと以外は、実施形態１と同じである。
【００６５】
（心電信号伝送装置の構成）
図１２は、本実施形態に係る心電信号伝送装置の外観図である。心電信号伝送装置１００は、心電計接続部７００、多芯電線３００、中継部４００によって形成される。
【００６６】
心電計接続部７００は図示されていない心電計または心電計として機能するＰＣ（パーソナルコンピュータ）に接続される。多芯電線３００はその一端が心電計接続部７００に接続される。多芯電線３００はその他端が後述の増幅器を介して心電誘導電線５０に接続される。心電誘導電線５０は生体から心電信号を取得する図示しない電極に接続される。多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続は中継部４００内に設けた増幅器で行われる。
【００６７】
電極は生体に取り付けられ、心臓が鼓動する際の心電信号を検出する。心電計は電極が検出した心電信号を時系列に並べて心電図を作成する装置である。
【００６８】
多芯電線３００は電磁遮蔽された１０芯の丸型電線である。多芯電線３００の一端には心電計に接続するためのＵＳＢコネクタ７１０が接続される。また、多芯電線３００の他端の１０本の芯電線には増幅器を介して１０個の電極を接続する１０本の心電誘導電線５０が接続される。１０本の芯電線と増幅器の接続、増幅器と１０本の心電誘導電線５０との接続は、増幅器が形成された極薄の平板状の基板が備える１０個の端子で行われる。図９に示した接続部品９５が取り外された状態で、基板が備える１０個の端子において、多芯電線３００の１０本の各芯電線３１０と心電誘導電線５０の芯電導体２０が接続される。
【００６９】
中継部４００は表示ランプ４５０を備える。表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられ、電極と心電計が心電信号伝送装置１００に接触不良を起こすことなく接続され、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されているときには点灯する。また、表示ランプ４５０は、電極が生体に正しく取り付けられていなかったり、心電信号伝送装置１００と電極または心電信号伝送装置１００と心電計との間に接触不良が生じていたりして、生体からの心電信号が心電計に正常に伝送されていないときには点滅を繰り返す。なお、表示ランプ４５０は、中継部４００内において多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続に接触不良などの不具合が生じているときには点灯しない。したがって、表示ランプ４５０の点灯状態を目視することで心電信号が心電計に正常に伝送されている否かを確認できる。
【００７０】
また、中継部４００は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施されている。具体的には、中継部４００を形成するケース内側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付けてある。これらの導電体は接地する。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。中継部４００は多芯電線３００の各芯電線と各心電誘導電線５０とを増幅部及び抵抗器を介して接続している（後述する）。このため、多芯電線３００と心電誘導電線５０との接続部分の距離が長くなり外部ノイズが侵入しやすくなっている。中継部４００は以上の構成により外部ノイズの侵入を防止する。
【００７１】
本実施形態に係る心電信号伝送装置は、概略以上のような構成を備えているので、生体から取得した心電信号を増幅させて心電計に確実に伝送させることができる。
【００７２】
本実施形態では、心電誘導電線５０の構成を外部ノイズの影響を受けない構成とし、心電誘導電線５０と電極との接続を曲げ応力や引っ張り力に対して強くなるように工夫している。また、中継部４００で多芯電線３００を心電誘導電線５０に確実に接続するための工夫をしている。さらに、中継部４００で外部ノイズの侵入を防止できる構造を採用している。そして、中継部４００は微弱な心電信号を増幅しディジタル化してＵＳＢコネクタ７１０に出力する後述する増幅器を備えている。さらに、中継部４００は心電信号の伝送状態により表示ランプ４５０の点灯状態を制御する点灯制御部を備えている。
【００７３】
図１３は、心電信号検出電極からの微弱な心電信号を増幅する増幅器の構成を示すブロック図である。この増幅器は中継部４００内に設ける。まず、図１０を参照して中継部の構成から説明する。
【００７４】
（中継部の構成）
基盤台４４０は長方形であり一方向に直線的に伸びる６本の凹状の溝部４４５を備える。各溝部４４５には、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０とが収納される。６本の溝部４４５を形成する壁４４６は、多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０との接続部分間で絶縁距離を取るために一定の厚みを有している。
【００７５】
２個の基盤台４４０が積層され一方の基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０は溝部４４５を同じ方向に向けて積層する。蓋４６０は溝部４４５が開放されている基盤台４４０に被せる。図１０では、２個の基盤台４４０の一方とこの基盤台４４０に被せる蓋４６０を示してある。
【００７６】
多芯電線３００の１０本の芯電線には、図１３で示す構成の増幅器７５０が接続される。また、増幅器７５０の端子には１０本の心電誘導電線５０が接続される。したがって、多芯電線３００を形成する１０本の芯電線と１０本の心電誘導電線５０は増幅器７５０を介して接続される。
【００７７】
胸部に取り付ける６個の電極に繋がる接続部分は１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。足部、手部に取り付ける４個の電極に繋がる接続部分はもう１つの基盤台４４０の溝部４４５に収納して固定される。
【００７８】
２個の基盤台４４０の溝部４４５に多芯電線３００の芯電線と心電誘導電線５０を収納し、増幅器７５０を形成した極薄の基板を溝部４４５に載せて、溝部４４５が開放されている基盤台４４０に蓋４６０を被せる。２個の基盤台４４０が積層され蓋４６０が被せられると、これらはケースに収納される。ケースは、その内壁または外側に外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽を施す。たとえば、ケースの内側または外側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付ける。これらの導電体によって外部から進入してくる電磁波を遮蔽する。
【００７９】
また、ケースには、表示ランプ４５０の点灯を制御する点灯制御部（電池を備えた基板）が収容される。点灯制御部は増幅器７５０を形成した極薄の基板と多芯電線３００の芯電線、基板と心電誘導電線５０との接続部分との電磁的な絶縁を図るために、接続部分の電磁遮蔽とは別に、独立した電磁遮蔽ができるようにしてある。たとえば、点灯制御部の外側を金属板、金属テープ、金属箔などの導電体で覆う。
【００８０】
極薄の基板に形成した増幅器７５０は、図１３に示すように、アナログ増幅器７６０とＡ/Ｄ変換器７７０を有する。アナログ増幅器７６０はオペアンプを用いた増幅率の大きなアンプであり、合計１０個の電極から出力される微弱電流を合計１０個のオペアンプで数ボルト程度の電流に増幅する。Ａ/Ｄ変換部７７０は、アナログ増幅器７６０で増幅された心電信号を１０個のＡ/Ｄコンバータでディジタル信号に変換する。変換されたディジタル信号は、心電計、または、心電計の機能を有するＰＣに取り付けたＵＳＢコネクタを介して伝送される。心電計、または、心電計の機能を有するＰＣは、伝送されるディジタル信号に基づいて心電図を作成する。なお、増幅器７５０は、４個のオペアンプ及び４個のＡ/Ｄ変換器を持つものを一方の基盤台に収納し、６個のオペアンプ及び６個のＡ/Ｄ変換器を持つものを他方の基盤台に収納し、２個の基盤台４４０のそれぞれに１台ずつ増幅器を収納させる。
【００８１】
以上のように、実施形態２に係る心電信号伝送装置によれば、電磁遮蔽がされているので外部ノイズの侵入を防止でき、また、心電信号の伝送状態を目視できるので、生体から取得した心電信号を心電計に確実に伝送させることができる。さらに、ＵＳＢコネクタを用いているので、一般的に用いられているＰＣでも容易に心電図を作成させることができる。また、微弱な心電信号を増幅して出力できるので、より安定した出力を得ることができる。したがって、本実施形態に係る心電信号伝送装置は、長時間に亘って心電信号を取得しなければならないような心電図検査法において非常に有効である。
【符号の説明】
【００８２】
２０ 芯電導体、
５０ 心電誘導電線、
８０ 抵抗器、
１００ 心電信号伝送装置、
２００ 心電計接続部、
２１０ １０Ｐコネクタ、
２２０ 絶縁樹脂、
３００ 多芯電線、
４００ 中継部、
４４０ 基盤台、
４４５ 溝部、
４５０ 表示ランプ、
４６０ 蓋、
５００ 接続端子、
６００ 点灯制御部、
６１０ ノイズ除去部、
６２０ 増幅部、
６３０ 心電信号レベル比較部、
７００ 心電計接続部、
７１０ ＵＳＢコネクタ、
７５０ 増幅器、
７６０ アナログ増幅器、
７７０ Ａ/Ｄ変換部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
心電計に接続される心電計接続部と、
その一端が前記心電計接続部に接続されその他端が生体から心電信号を取得するための電極が接続される心電誘導電線に接続される多芯電線と、
前記多芯電線と前記心電誘導電線との接続部分を収納する中継部と、を備え、
前記中継部は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施されたことを特徴とする心電信号伝送装置。
【請求項２】
前記中継部は、前記接続部分に、前記心電誘導電線からの微弱心電信号を増幅してディジタル化する増幅器を備え、ディジタル化された信号は前記多芯電線に伝送されることを特徴とする請求項１に記載の心電信号伝送装置。
【請求項３】
前記中継部の電磁遮蔽は、
前記中継部形成するケース内側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付けることによって行うことを特徴とする請求項１または２に記載の心電信号伝送装置。
【請求項４】
前記中継部は、
心電信号の伝送状態を表示する表示ランプを備え、
前記表示ランプの点灯を制御する点灯制御部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項５】
前記点灯制御部は、心電信号のノイズを除去するノイズ除去部、ノイズが除去された後の心電信号を増幅する増幅部、増幅した心電信号を記憶されている電圧レベルと比較する心電信号レベル比較部を有し、
前記心電信号レベル比較部は、前記生体からの心電信号が前記心電計に正常に伝送されているときには前記表示ランプを点灯し、前記生体からの心電信号が前記心電計に正常に伝送されていないときには前記表示ランプを点滅し、前記電極と前記心電計との間に接触不良が生じていて前記生体からの心電信号が前記心電計に伝送されないときには前記表示ランプを消灯することを特徴とする請求項４に記載の心電信号伝送装置。
【請求項６】
前記心電誘導電線は、
芯となる支持体の外周に導線が巻回された芯電導体を有し、
前記芯電導体が絶縁性樹脂で被覆され、さらに前記絶縁性樹脂が導電性樹脂で被覆され、前記導電性樹脂の外周に導線が巻回され、さらに前記導線が絶縁性樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項７】
前記多芯電線と前記心電誘導電線との接続部分は、
前記多芯電線と前記心電誘導電線との間に高電圧の侵入を阻止する抵抗器が接続され、
前記抵抗器の一端子には電磁波を除去するためのトロイダルコアが装着されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項８】
前記多芯電線と前記心電誘導電線との接続部分は、
前記中継部内に備える基盤台の溝部に収納されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項９】
前記絶縁性樹脂は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（
ＰＳ）、塩化ビニール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の心電信号伝送装置。
【請求項１０】
前記導電性樹脂は、導電性カーボンが添加されたビニールカーボン樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の心電信号伝送装置。
【請求項１１】
前記心電誘導電線と前記電極との接続部分は、前記心電誘導電線の前記芯電導体で形成した瘤状の繋留止を有し、樹脂で一体化されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項１２】
前記心電計接続部は、１０ＰのコネクタまたＵＳＢコネクタであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項１】
心電計に接続される心電計接続部と、
その一端が前記心電計接続部に接続されその他端が生体から心電信号を取得するための電極が接続される心電誘導電線に接続される多芯電線と、
前記多芯電線と前記心電誘導電線との接続部分を収納する中継部と、を備え、
前記中継部は外部ノイズの侵入を防止する電磁遮蔽が施されたことを特徴とする心電信号伝送装置。
【請求項２】
前記中継部は、前記接続部分に、前記心電誘導電線からの微弱心電信号を増幅してディジタル化する増幅器を備え、ディジタル化された信号は前記多芯電線に伝送されることを特徴とする請求項１に記載の心電信号伝送装置。
【請求項３】
前記中継部の電磁遮蔽は、
前記中継部形成するケース内側に金属板、金属テープ、金属箔などの導電体を貼り付けることによって行うことを特徴とする請求項１または２に記載の心電信号伝送装置。
【請求項４】
前記中継部は、
心電信号の伝送状態を表示する表示ランプを備え、
前記表示ランプの点灯を制御する点灯制御部を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項５】
前記点灯制御部は、心電信号のノイズを除去するノイズ除去部、ノイズが除去された後の心電信号を増幅する増幅部、増幅した心電信号を記憶されている電圧レベルと比較する心電信号レベル比較部を有し、
前記心電信号レベル比較部は、前記生体からの心電信号が前記心電計に正常に伝送されているときには前記表示ランプを点灯し、前記生体からの心電信号が前記心電計に正常に伝送されていないときには前記表示ランプを点滅し、前記電極と前記心電計との間に接触不良が生じていて前記生体からの心電信号が前記心電計に伝送されないときには前記表示ランプを消灯することを特徴とする請求項４に記載の心電信号伝送装置。
【請求項６】
前記心電誘導電線は、
芯となる支持体の外周に導線が巻回された芯電導体を有し、
前記芯電導体が絶縁性樹脂で被覆され、さらに前記絶縁性樹脂が導電性樹脂で被覆され、前記導電性樹脂の外周に導線が巻回され、さらに前記導線が絶縁性樹脂で被覆されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項７】
前記多芯電線と前記心電誘導電線との接続部分は、
前記多芯電線と前記心電誘導電線との間に高電圧の侵入を阻止する抵抗器が接続され、
前記抵抗器の一端子には電磁波を除去するためのトロイダルコアが装着されていることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項８】
前記多芯電線と前記心電誘導電線との接続部分は、
前記中継部内に備える基盤台の溝部に収納されることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項９】
前記絶縁性樹脂は、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（
ＰＳ）、塩化ビニール樹脂のいずれかであることを特徴とする請求項６に記載の心電信号伝送装置。
【請求項１０】
前記導電性樹脂は、導電性カーボンが添加されたビニールカーボン樹脂であることを特徴とする請求項６に記載の心電信号伝送装置。
【請求項１１】
前記心電誘導電線と前記電極との接続部分は、前記心電誘導電線の前記芯電導体で形成した瘤状の繋留止を有し、樹脂で一体化されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【請求項１２】
前記心電計接続部は、１０ＰのコネクタまたＵＳＢコネクタであることを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載の心電信号伝送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２３６００７（Ｐ２０１２−２３６００７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２６４１９（Ｐ２０１２−２６４１９）
【出願日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【出願人】（３９００１１８１１）コデン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月６日（２０１２．１２．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月９日（２０１２．２．９）
【出願人】（３９００１１８１１）コデン株式会社 (9)
【Ｆターム（参考）】
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