JPH064063B2 - 心電図記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、心電図記録再生装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、循環器系の疾患の診断、治療、あるいは予防のた
め、生体から長時間、例えば24時間に亘って心電図をと
り、それを60倍あるいは120倍の速度で再生して観察す
ることが行われている。

而して、一般に、生体から得られる長時間心電図波形
は、基線上における高周波成分としての本来の観察対象
信号の他に、身体を動かすことなどに起因する低周波成
分のドリフトを含み、それらが基線上に重畳されたもの
として表わされる。即ち、上記低周波のドリフトによっ
て高周波成分である観察対象信号の基線が上下に動揺す
ることになる。

従って、上記ドリフトは心電図波形の観察に好ましくな
い影響を与え、特に心電図波形が表示装置の表示範囲を
逸脱して上下に変動することが多くなるため、その波形
の観察に支障を来たすことになり、そのためドリフトを
除去して基線を平坦化することが望まれる。

しかしながら、低周波成分のドリフトと高周波成分の観
察対象信号との周波数差に着目し、低周波のドリフトを
低域遮断フィルタ等の手段によって除去しようとする
と、該フィルタの時定数の適切な設定によりドリフトは
除去できても、観察対象信号に位相歪を生じるのが避け
られない。この位相歪が、心電図波形からの病気の診断
等に好ましくない影響を与えるのは当然である。

そのため、ドリフトを除去する際に高周波の観察対象信
号に位相歪が生じないようにする必要があるが、それを
実現する信号処理回路としてコンピュータ等を利用した
ものは、極めて複雑で高価なものとなるだけでなく、信
号の処理に時間がかかり、データ処理を高速で行うこと
ができない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明の目的は、心電図記録を高速で再生して観察する
に際し、観察対象信号に位相歪を生じさせることなく、
基線からドリフトを除去可能にした装置を、極めて簡単
で安価なものとして提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ 上記目的を達成するため、本発明の記録再生装置は、被
験者の心電図信号を検出、記録する記録部と、記録され
た心電図信号を再生する再生部とから成り、上記記録部
は、被験者から検出した心電図信号における低周波成分
のドリフトを除去する低域遮断フィルタと、そのフィル
タを通過することにより位相歪を生じた状態にある観察
対象信号を記録する記録器とを備え、上記再生部は、上
記記録器において記録した信号を時間軸の正負を反転し
て再生する再生器と、その再生器の再生信号に対して、
その信号中に含まれる上記位相歪を相殺除去する位相歪
を生じさせる低域遮断フィルタと、その結果を記録表示
する記録表示計を備えたものとして構成される。

［作 用］ 被検者から検出した心電図信号が低域遮断フィルタを通
過すると、心電図信号の基線からドリフト分が除去され
るが、それと同時に、高周波成分である観察対象信号に
は位相歪が生じ、その状態で記録器に記録される。上記
記録器に記録された心電図信号は、再生器において、時
間軸の正負を反転して、即ち記録したときとは時間的に
逆向きに再生される。その再生信号が再生部における低
域遮断フィルタを通過すると、その際新たに位相歪が生
じるが、その位相歪が先に生じた位相歪と相殺されるこ
とになり、その結果、位相歪を生じさせることなくドリ
フトを除去した長時間心電図信号を得ることができる。

［実施例］ 第１図及び第２図は、本発明に係る心電図記録再生装置
の実施例を示すもので、この心電図記録再生装置は、第
１図に示すような記録部と、第２図に示すような再生部
とによって構成される。

第１図に示す記録部において、１は被験者で、その被験
者１には心電図信号を検出するための電極２が貼着さ
れ、この電極２は低域遮断フィルタ３を介して心電図ア
ンプ４に接続される。上記フィルタ３は、心電図信号か
ら低周波成分としてのドリフト分を除去するためのもの
で、コンデンサと抵抗等によって構成され、その時定数
はドリフトの周期等を考慮して、例えば0.3秒程度に設
定される。

上記アンプ４の出力端子は記録器５に接続されている。
この記録器５はフィルタ３及びアンプ４を通過した心電
図信号を記録するためのものである。この記録器５とし
ては各種のものを用いることができるが、一旦記録した
信号を後述する再生器11により時間軸の正負を反転し
て、即ち記録を時間的に逆向きにとり出せるようにして
保存できるものであればよく、例えば低周波信号を記録
可能なテープレコーダやカード形の磁気ディスク（電子
メモリ）等を用いることができる。

第２図は、上記記録部において記録した長時間心電図信
号の再生部を示し、11は再生器で、予め記録器５によっ
て磁気テープ等の記録媒体に記録した信号を時間的に逆
向きに、且つ記録時間よりも高速で再生可能に構成し、
その再生器11を再生アンプ12を介して低域遮断フィルタ
13の入力側に接続している。

このフィルタ13は、それを通過する再生信号に、先に上
記フィルタ３を通過した際に生じた位相歪と相補的な位
相歪、即ち重畳することにより先の位相歪を相殺除去す
るような位相歪を生じさせるもので、その時定数は、上
記再生器11の再生速度に応じて設定され、例えば記録時
間の60倍の速度で再生する場合には、記録部のフィルタ
３の時定数0.3秒との関係から、0.3/60秒、120倍の速度
で再生する場合には0.3/120秒に設定される。

上記低域遮断フィルタ13の出力側には、順次解析装置14
及び記録表示計15が接続されている。上記解析装置14は
低域遮断フィルタ13を介して送られる信号を心電図波形
として再現するに際しての解析を行うものであり、この
解析装置14から送られる信号に基づいて、記録表示計15
で心電図波形が記録用紙上に記録され、あるいはその他
の記録表示計に表示される。上記表示に際して、メモリ
への書込み、読出し等により、心電図波形を一定時間毎
のものとして数行に区切って表わすことができる。

上記構成の装置においては、被験者１に電極２を貼着す
ると共に、記録部における心電図アンプ４及び記録器５
を作動状態としておけば、電極２を通じて検出された心
電図信号が、低域遮断フィルタ３及び心電図アンプ４を
介して記録器５に送られ、その記録器５において磁気テ
ープ等の記録媒体に記録される。

上記の過程において、電極２で検出された心電図信号が
フィルタ３に至ると、心電図信号中の低周波成分である
ドリフトが除去され、高周波成分である本来の観察対象
信号のみが通過するが、それらの信号は、位相ずれが周
波数によって相違するため、上記観察対象信号が位相歪
を生じた状態で記録器５において記録される。

上記記録器５によって長時間にわたる心電図信号の記録
を終えた磁気テープ等の記録媒体は、再生器11によって
時間的に逆向きに、即ち時間軸を反転した状態で、且つ
記録時間に比して非常に高速で再生され、それによって
得られる再生信号は再生アンプ12を介して低域遮断フィ
ルタ13に送られる。

この再生信号は、上記低域遮断フィルタ13を通ることに
より再び位相歪を生じるが、この位相歪と、先に記録時
に低域遮断フィルタ３を通過する際に受けた位相歪とが
重畳相殺され、これにより再生信号は位相歪の除去され
た状態で解析装置14に至り、必要な解析的処理を行った
後、記録表示計に送られ、その記録表示計において記録
紙等に心電図波形として表示される。

この心電図波形は、上述したように、時間的に逆向きに
再生しながら表示するため、必然的に時間的に逆向きに
記録表示されるが、基線のドリフトが除去されているだ
けでなく、位相歪も除去された状態にあり、従ってこの
波形を観察することにより循環器系の疾患の診断等をよ
り正確に行うことができる。

なお、上記記録部及び再生部を、記録及び再生の両方の
機能を持つ一体形のものに構成できるのは勿論である。

また、上記記録器５として小容量の電子メモリを用いる
場合には、心電図信号を長時間にわたって連続的に記録
するのではなく、循環器系の疾患の症状の出た際などに
一定時間（例えば10分間）だけ記録可能にすることもで
きる。さらに、このような小容量の電子メモリを用いる
場合には、一定時間だけ心電図信号（0.1〜20Hz）をそ
の電子メモリに記録しておき、そのデータを高速（例え
ば、1,000倍）で出力することにより、容量が大きくて1
00Hz〜10KHzという周波数範囲しか記録できない通常の
テープレコーダにも移転格納することができ、またこの
場合にはテープレコーダの再生を通常の速度で行って
も、心電図信号は実質的に高速で再生されることとな
り、従ってテープレコーダとして汎用の安価なものを用
いることが可能になる。

第３図及び第４図各Ａ，Ｂは、従来の装置及び本発明の
装置による心電図波形の測定例を示すものである。

第３図Ａは、被験者から検出した心電図信号を示し、心
電図波形が低周波成分のドリフトを含んでいるため、波
形の基線に大きなゆれがある。これに対し、本発明に基
づいて、第１図に示すような記録部により波形の記録を
行った場合には、同図Ｂに示すように、基線のゆれがな
くなっている。但し、同図Ａ及びＢに丸印を付すことに
より対応させて示すように、同図Ｂの波形には位相歪が
生じている。

また、第４図Ａは、第３図Ａのように、低周波成分のド
リフトを含んだ心電図信号を再生した場合を示し、これ
に対して同図Ｂは、第３図Ｂに示すような位相歪を持つ
心電図信号を、第２図に示すような再生部を通して再生
した場合を示している。同図Ｂによれば、第３図Ｂの位
相歪が完全に消去され、しかもドリフトを含まない状態
で表示されていることがわかる。

なお、第４図Ａ，Ｂにおける時間軸は、図中に付記して
いるように、第３図Ａ，Ｂの場合とは逆転している。

［発明の効果］ 本発明によれば、心電図記録を高速で再生して観察する
に際し、心電図信号に位相歪を生じさせることなくドリ
フトを除去するようにした装置を、構成が簡単で安価な
ものとして提供することができる。また、本発明に係る
装置は、既存の装置をそのまま用いることができ、この
点からも経済性に勝れているばかでなく、次のような効
果を期待することができる。

(1) 従来の心電図記録装置は、通常、低域の遮断周波
数が3.2秒即ち0.05Hzに設定されている。従って、電極
のゆれなどで大きなアーチファクト電圧が入ってきた場
合、回路電位が正または負に大きく振れて飽和するが、
この回復が時定数3.2秒で行われるために、正常に回復
するのに非常に長い時間を必要とする。

この対策として、低域遮断用のコンデンサを一時的にシ
ョートし、速やかに復帰させるためのインスト回路と称
する回路が設けられている。

しかしながら、本発明においては、低域遮断周波数は0.
3秒位で、そのスロープも12dB/OCTまたは24dB/OCTと急
峻であるため、上記の回復は従来の装置に比して10分の
１〜数10分の１の短い時間で行われ、インスト回路が不
要になる。

(2) 本発明によれば、例えば0.5Hz以下の入力電圧は従
来の1/10〜1/100に減衰される。従って、低周波の動揺
上に信号が重畳しているとき、回路の動作範囲は従来の
1/10〜1/100でよいことにより、従来行われていた低い
増幅度の増幅器をカスケードに接続してダイナミックレ
ンジを確保する手段が不要となり、１段だけの増幅器で
済ますことができる。

(3) 本発明では、再生側でも0.5Hzの低域遮断フィルタ
で低域をカットする。従って、回路に要求される直流安
定性は著しく軽減され、直流安定性の低い安価な回路構
成とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の実施例の記録部及び再生部
のブロック構成図、第３図Ａ，Ｂ、及び第４図Ａ，Ｂは
従来の装置及び本発明の装置による心電図波形の測定例
を示す線図である。 １・・被験者、 3,13・・低域遮断フィルタ、 ５・・記録器、 11・・再生器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被験者の心電図信号を検出、記録する記録
   部と、記録された心電図信号を再生する再生部とから成
   り、 上記記録部は、被験者から検出した心電図信号における
   低周波成分のドリフトを除去する低域遮断フィルタと、
   そのフィルタを通過することにより位相歪を生じた状態
   にある観察対象信号を記録する記録器とを備え、 上記再生部は、上記記録器において記録した信号を時間
   軸の正負を反転して再生する再生器と、その再生器の再
   生信号に対して、その信号中に含まれる上記位相歪を相
   殺除去する位相歪を生じさせる低域遮断フィルタと、そ
   の結果を記録表示する記録表示計とを備えた、 ことを特徴とする心電図記録再生装置。