JPS6036782B2 - 生理学上の測定信号を処理するための回路装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 心電計では、出力チャンネル上に現われるＥＣＧ再生装
置を制御する信号に、一方ではＥＣＯ信号のレベルの確
認を可能にし他方では個々のチャンネル中の回路素子の
点検を行う（即ちこれらの回路素子の故障を指示する）
検定パルスを重畳できるようにする要求が課せられる。

本発明の目的は、多数の入力増幅器が設けられ、これら
の入力増幅器に信号導出電極が接続され、これらの入力
増幅器の出力側に差動増幅器が接続され、これらの筆動
増幅器のそれぞれは少なくとも２つの入力増幅器の出力
端子に予め選ばれたプログラムに従ってプログラムセレ
クタを介して接続されるような生理学上の測定信号を処
理するための回路装置において、検定パルスによってす
べての回路素子の点検を可能にすること、従って入力増
幅器の点検も可能にすることにある。

この目的は本発明によれば、特許請求の範囲に記載され
た構成により達成される。本発明による回路装置の場合
には、すべて入力増幅器において検定用スイッチの作動
時に入力信号が高められ、それによりこれらの入力増幅
器およびこれらの後段に接続されたすべての回路素子の
点検が行なわれる。

検定信号は再生装置によって記録され、記録された測定
信号のレベルを規定することを可能にする。検定信号は
、検定パルス発生器を通して入力増幅器に導かれる信号
から導き出すことができる。

これは、検定パルス発生器が入力増幅器の入力電圧を高
めない場合、つまり故障がある場合に、検定信号が発生
しないという利点を持っている。この検定信号は、少な
くとも１つの差動増幅器に接続されている１つの入力増
幅器の出力側で取り出すことができる。従ってこの場合
には少なくとも１つの入力増幅器の出力信号が１つの差
敷増幅器によって検定信号と比較されるので、これらの
両信号が等しい場合にのみその叢動増幅器の出力端子に
正しい出力信号が現われる。３つまたは６つの再生装置
のための一般的なＥＣＧプログラムでは、この比較され
る入力信号は他の差動増幅器にも導かれ、そこでその入
力信号は更に別の入力信号と比較される。

従って、この入力信号も構成素子に故障がなければ検定
信号と同じに見えるはずである。更に本発明によれば、
入力増幅器を差動増幅器として構成し、これらの第１の
同に極性の入力端子を信号導出電極に接続し、第２の入
力端子を共通な基準電極に接続し、その場合に第２の入
力端子の共通点と基準電極との間に検定パルス発生器を
挿入することも可能である。

少なくとも１つの葦動増幅器に接続されている１つの入
力増幅器の出力側で検定信号が取り出されるような本発
明の一つの発展形態では、各入力増幅器は演算増幅器で
あり、各演算増幅器のプラス入力端子には信号導出電極
が接続され、各演算増幅器におけるマイナス入力端子と
出力端子との間には抵抗が後続され、各演算増幅器のマ
イナス入力端子は別の抵抗を介して共通な電位点に接続
され、この共通な電位点は基準電極にインピーダンス変
換器を介して接続され、検定パルス発生器はそのインピ
ーダンス変換器の出力電圧を高めるための手段を持ち、
そして検定入力端子に導かれる検定信号を形成するため
に１つの筆勤増幅器があって、この差動増幅器は共通な
電位点と基準電極に付属した入力回路の出力端とに接続
されている。

以下図面を参照しながら本発明の２つの実施例について
詳細に説明する。

第１図および第２図は本発明の２つの異なる実施例を示
し、第３図は第２図による実施例の部分詳細図である。

図示の実施例は患者の心電図（ＥＣＧ）をとるのに用い
られる。第１図には、患者の身体の３個所、つまり右手
、左手および一方の足に置かれる電極へ導かれる３つの
入力チャンネルＲ，Ｌ，Ｆが示されている。

これらの３つの入力チャンネルに加えて、更に患者の胸
部に固定される電極のための入力チャンネルがあるが、
これは図面には分り易くするために示されていない。入
力端子Ｒは葦動増幅器２の入力端子１に導かれ、入力端
子いま差動増幅器４の入力端子３に導かれ、そして入力
端子Ｆは差動増幅器６の入力端子５に導かれている。こ
の場合に入力端子１，３および５はすべて同一の極性を
有する。差動増幅器２，４および６の第２の入力端子７
〜９は一括してインピーダンス変換器１１の出力端子１
０１こ接続され、このインピーダンス変換器の入力端子
１２は入力チャンネルＲに接続されている。インピーダ
ンス変換器１１の入力端子１３は検定回路１４へ導かれ
る。インピーダンス変換器１ １は高入力インピーダン
スおよび低出力インピーダンスを有するので、入力回路
Ｒに所属する電極は差敷増幅器２，４および６によって
負荷を与えられることはない。入力回路の基準電位は、
導線１０上におけるインピーダンス変換器１１の出力端
電位である。

この出力漏電位は入力端子Ｒ，ＬおよびＦにも現われる
同じ妨害信号と重畳される。入力増幅器２，４および６
は差敷増幅器であるために、これらの入力増幅器は妨害
信号を増幅せず差信号のみを増幅するので、出力端子１
５〜１７における信号は妨害信号から解放される。直流
電圧電位からの分離のために出力端子１５〜１７にはＲ
Ｃ素子２１〜２３が接続されている。

ＲＣ素子２１〜２３の出力端子はプログラムセレクタ２
７に接続されている。従ってこれまで述べた入力回路の
基準電位がＥＣＧのための導出電極の１つから導き出さ
れ、この基準電位がプログラムセレクタ２７までの全入
力回路に対して用いられ、それによって妨害信号（ハム
）がズ和風こ抑制されることが確保される。プログラム
セレクタ２７には６つの出力チャンネル２８〜３３が対
応していて、これらの出力チャンネルは６つのＥＣＧ再
生装置６０〜６５、例えば６つの記録計へ導かれている
。

この場合に使用できる記録計は例えばカナダ国特許第５
１斑４３号明細書に記載されている。出力チャンネル２
８〜３３のそれぞれは各差動増幅器３４〜３９に通じて
いる。菱勤増幅器３４〜３９はそれぞれプログラムセレ
クタ２７を介して２つの入力増幅器の出力信号を導かれ
得る２つの入力端子を持っている。プログラムセレクタ
２７では、入力増幅器群のプログラムされた出力対が、
後段の各差動増幅器３４〜３９のために選択できるよう
になっている。プログラムセレクタ２７における破線に
よって、例えば差動増幅器３４が一方の入力端子４０に
おいて入力増幅器２の出力信号を受け取り、そして他方
の入力端子で入力増幅器４の出力信号を受け取ることが
示されている。この例の場合には差動増幅器３５は、一
方の入力端子４２で入力増幅器２の出力信号を、そして
他方の入力端子４３で入力増幅器６の出力信号を受け取
る。この図示の例の場合には、差動増幅器３４が入力増
幅器２および４の出力信号間の差を形成し、従って差動
増幅器３４の出力端子２８にはその差に相応した信号が
発生する。

差動増幅器３５は入力増幅器２および６の出力信号間の
差を形成する。他の差動増幅器３６〜３９によって、プ
ログラムセレクタ２７で選択されたプログラムに従って
、同様にそれぞれ２つの入力増幅器の出力信号間の差形
成が行なわれる。心電計の場合には、これの検定を可能
にするという要求、即ち一方では定められた電圧の大き
さを表わし、他方ではすべての増幅チャンネルが申し分
なく動作しているかどうか、つまり構成要素に欠陥があ
るかどうかを点検することを可能にする検定パルスを出
力端子２８〜３３における信号に重畳することができる
ようにするという要求がある。

このために差動増幅器３４〜３９の検定入力端子４４〜
４９を持ち、これらの検定入力端子は一括して増幅器５
１の出力端子５川こ接続されている。

増幅器５１の入力端子５２には直流電位から分離された
入力増幅器２の出力信号が導かれる。検定回路１４にお
ける検定スイッチ５４が操作されると、インピーダンス
変換器１ １の出力端子１０‘こおける基準電位が変化
する。差動増幅器３４〜３９によってそれぞれ２つの入
力増幅器出力信号間の差が形成されるために、入力増幅
器が正しく動作していれば、出力端子１０における基準
電位の変化によっては出力端子２８〜３３における出力
信号には何らの変化も起らない。しかし１つの入力増幅
器に故障がある場合には、少なくとも１つの出力チャン
ネルに故障信号が現われる。もちろん、この場合故障の
ある入力増幅器がプログラムセレクタ２７にて選択され
たプログラムにより使用されたということを前提とする
。しかしながら検定スイッチ５４の操作によりすべて入
力増幅器の出力信号が変化し、従って増幅器２の出力信
号も変化するために、増幅器５１の入力電圧５２におけ
る信号が変化する。それにともなって出力端子５０に検
定パルスが現われ、この検定パルスは差動増幅器３４〜
３９において差信号形成によって得られる信号に重畳さ
れ、従って出力端子２８〜３３にも同様に検定パルスと
して現われる。

出力端子２８〜３３における検定パルスは、心電計が正
常であればすべての出力端子で等しい大きさとなりかつ
等しい極性を持つはずである。これがそうでなければ、
故障のあるチャンネルがあるということになる。更にこ
の検定パルスはＥＣＧ信号と基準電圧との比較を可能に
する。破線５５は入力増幅器２，４と６との間に更に別
の電極、つまり胸壁電極に付属した別の入力増幅器があ
ることを意味している。

これらの別の入力増幅器は予めプログラムされた通りに
プログラムセレクタ２７を介して差動増幅器３６〜３９
に接続される。インピーダンス変換器１１の電圧ゲイン
は１であるのに対して、入力増幅器２，４および６の電
圧ゲインは例えば３０とすることができる。

ある電極に生じた差形成に関与する電極に対するｌｍＶ
の電位変化は、相応する入力増幅器においてその増幅度
だけ増幅され、相応する蓋勤増幅器の出力に差動増幅器
の増幅度に依存する振幅を有する信号を生ずる。出力側
のＥＣＧ信号の絶対値を確定しかつすべての回路素子の
試験を行なうことができるようにするために、検定信号
は入力増幅器の入力にも、また差敷増幅器にも与えられ
ねばならない。

その際入力増幅器の入力に導かれた検定信号は回路素子
の試験のために利用され、差動増幅器に導かれた検定信
号は出力側のＥＣＧ信号の絶対値を確定するために利用
される。増幅器５１の入力端子５２には、検定パルスが
２ｈＶの大きさである場合には、検定スイッチ５４の操
作時に例えば６比ｈＶのパルスが印加される。

増幅器５１のゲインは、この検定パルスが出力端子２８
〜３３にｌｍＶのＥＣＧ信号に相当する検定信号を生じ
させるように選ばれる。検定信号発生器により供給され
る例えば一２ｈＶの検定信号が入力増幅器並びに直接差
動増幅器に与えられるならば、回路素子の試験は異論な
く行なわれるであろう。

しかしながら、出力線２８〜３３上の検定信号は、ある
電極におけるｌｍＶの電位差により生ずるＥＣＧ信号に
比較して著しく小さい。したがってＥＣＧ信号の絶対値
の決定は極めて不正確になるであろう。そこで本発明に
よれば、検定信号は後段の蓋勤増幅器に与えられる前に
、ひとまず入力増幅器により増幅される。差動増幅器に
おいては検定信号は増幅されないので、別の増幅器５１
が中間に備えられ、これによって検定信号の増幅度は、
検定信号が出力２８〜３３においてｌｍＶのＥＣＧ信号
に相応する信号が生ずるように調整される。例えば１０
瓜ｈＶまたはそれ以上の大きな検定信号を直接発生する
検定信号発生器を用いることは得策でない。

この場合検定信号発生器に（さらには入力増幅器にも）
極めて大きな要求が課されるこになり、その上検定信号
および測定されるべき電位差間の相違が大きく、これが
好ましくない測定精度の低下をもたらすからである。差
動増幅器３４〜３９はプラス入力およびマイナス入力を
もつ通常の差動増幅器として動作する。

プラスおよびマイナスは基準電位との関係から定まる。
基準電位はいまいま接地電位に導かれるが、本発明の実
施例においては基準電位は検定信号に依存して変化され
得る。検定信号によって生起された基準電位の変動によ
り、出力信号は相応して変化し、その結果実際上、差動
増幅器の両入力信号から形成される差信号に検定信号が
重畳された出力信号が生ずる。２ｍＶの検定パルスのお
かげで１つまたはそれ以上の入力増幅器が故障している
際に、ｌｍＶの検定パルスを使用した場合よりも大きな
故障信号が得られる。

第１図による回路装置は検定スイッチの操作時にすべて
の回路素子の点検を可能にする。

検定電圧は蓬勤増幅器２，４および６のマイナス入力端
子に導かれる。ＥＣＧにおいて何ら擾乱パルスが生じな
い場合には、そのことから高い確率にて差動増幅器のプ
ラス入力端子も正常であるということが導き出せる。第
２図による実施例において、第１図による実施例の各部
分と同じ符号を付されている。

この場合には入力増幅器として差動増幅器６６〜６８が
使用されていて、これらは図示の如く加算素子６９〜７
１と組み合わされている。入力増幅器は、加算素子と結
合して、信号導出電極間の差電圧が増幅器６６〜６８の
増幅度（例えば３ぴ音）だけ増幅されて差動増幅器３４
〜３９によって検出されるように、しかしながら同相信
号（ハム）は増幅されず従って出力導線１５〜１７に再
現するように作用する。同相信号は差動増幅器３４〜３
９における差形成時に消去される。この場合に入力回路
の部品の特性のばらつきは同相分抑制には関係しない。
検定回路はこの実施例の場合にも信号導出電極Ｒに接続
されたインピーダンス変換器１１を備えている。

このインピーダンス変換器１ １に検定スイッチ５４が
付属させられていて、このスイッチは直流電圧源７４を
インピーダンス変換器１１に接続し、それによって増幅
器６６〜６８のマイナス入力端子の共通な基準電位を持
ち上げることを可能にする。検定スイッチ５４の操作時
に現われるインピーダンス変換器１ １の２ｈＶの出力
パルスは差動増幅器７５のマイナス入力端子にも導かれ
る。差動増幅器７５のプラス入力端子には入力増幅器６
６の出力信号が与えられる。この出力信号は入力増幅器
の増幅度が３０ならば−６仇ｈＶの大きさとなる。６２
ｍＶの差電圧が第１図の実施例と同様に差敷増幅器３４
〜３９に作用する。

構成要素６６，６９：６７，７０および６８，７１は第
３図に従って構成することもできる。

例えば信号導出電極Ｒに、図示の如く２つの抵抗ＲＩお
よびＲ２を接続された演算増幅器７６を接続すればよい
。同様にして他の入力増幅器も構成することができる。
従ってこの場合には各入力増幅器は演算増幅器であり、
すべての演算増幅器のプラス入力端子には信号導出電極
が後続される。演算増幅器のマイナス入力端子と出力端
子との間には等しい大きさの抵抗ＲＩが接続される。更
にこれらのマイナス入力端子は等しい大きさの抵抗Ｒ２
を介して共通電位点に結ばれる。この共通電位点は導線
１０、つまりインピーダンス変換器１１の出力端子に接
続される。本発明は心電計ばかりでなく、例えばＥＥＧ
機器（悩波計）にも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の互いに異なる実施例を示
すブロック線図、第３図は第２図の部分詳細図である。 Ｒ，Ｌ，Ｆ・・・・・・信号導出電極、２，４，６，６
６，６７，６８・・・・・・入力増幅器、１１〜１４，
５４，７４・・・・・・検定パルス発生器、３４〜３９
．．・．．・差動増幅器、４４〜４９・・・・・・検定
入力端子、１０・・・・・・共通電位点。Ｆｉｇ．ｌ Ｆｉｇ．３ Ｆｉｇ．２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 電極Ｒ，Ｌ，Ｆにより患者から取出された生理学上
   の測定信号を処理するための回路装置であつて、これら
   の電極と接続された多数の入力増幅器２〜６が備えられ
   、該入力増幅器の後段には差動増幅器３４〜３９が備え
   られ、これらの差動増幅器のそれぞれは選択されたプロ
   グラムにしたがつてプログラムセレクタを介して少なく
   とも２つの入力増幅器の出力に接続されるようになつた
   装置において、手動で制御可能な検定パルス発生器１１
   〜１４，５４，７４が備えられ、該検定パルス発生器か
   ら一方ではすべての入力増幅器２，４，６；６６，６７
   ，６８の入力のそれぞれ１つに同時に検定信号が導かれ
   、他方では差動増幅器３４〜３９のそれぞれ１つにこれ
   の検定入力４４〜４９を介して検定信号が導かれ、各差
   動増幅器３４〜３９において検定信号が入力増幅器２，
   ４，６；６６，６７，６８の出力信号から形成された差
   信号と重畳されることを特徴とする生理学上の測定信号
   を処理するための回路装置。