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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6267654
(24)【登録日】2018年1月5日
(45)【発行日】2018年1月24日
(54)【発明の名称】マルチモード電極ユニットを有するＥＣＧシステム
(51)【国際特許分類】
A61B 5/0402 20060101AFI20180115BHJP
A61B 5/0408 20060101ALI20180115BHJP
A61B 5/0478 20060101ALI20180115BHJP
【ＦＩ】
A61B5/04 310A
A61B5/04 300M
A61B5/04 300N
【請求項の数】25
【全頁数】27
(21)【出願番号】特願2014-556752(P2014-556752)
(86)(22)【出願日】2013年2月8日
(65)【公表番号】特表2015-513413(P2015-513413A)
(43)【公表日】2015年5月14日
(86)【国際出願番号】US2013025432
(87)【国際公開番号】WO2013120014
(87)【国際公開日】20130815
【審査請求日】2015年12月1日
(31)【優先権主張番号】61/596,543
(32)【優先日】2012年2月8日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514200257
【氏名又は名称】イージージー エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100118913
【弁理士】
【氏名又は名称】上田 邦生
(74)【代理人】
【識別番号】100112737
【弁理士】
【氏名又は名称】藤田 考晴
(74)【代理人】
【識別番号】100136168
【弁理士】
【氏名又は名称】川上 美紀
(72)【発明者】
【氏名】トーマス クランネル エバンス
(72)【発明者】
【氏名】エフレイム ガブリロービチ
(72)【発明者】
【氏名】ラスバン カタリン ミハイ
(72)【発明者】
【氏名】イオン イズベイスク
【審査官】
松本 隆彦
(56)【参考文献】
【文献】
米国特許出願公開第２００３／００３６６９１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２００４／００７３１０４（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特表２００８−５２２７０１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ａ６１Ｂ５／０４−５／０５３
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
個人の心筋活動を測定するシステムであって、
前記個人の身体上の第１の場所における心筋の電気的活動を示す第１の信号を生成する第１の電極ユニットと、
前記個人の前記身体上の第２の場所における心筋の電気的活動を示す第２の信号を生成する第２の電極ユニットと、
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットに接続可能な抵抗センサ素子と、を備え、
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットの各々は、
前記個人の皮膚上または近傍の場所において電界の存在を検出する容量センサ素子と、
該容量センサ素子により検出された前記電界に基づいて対応する信号を生成し、電界感知モードで動作する電界感知電極ユニットと、
前記個人の前記皮膚上に直接配置された前記抵抗センサ素子を流れる電流に基づいて対応する信号を生成し、電流感知モードで動作する電流感知電極ユニットと、を有し、
前記電界感知モードが、前記個人の着衣が前記電界感知電極ユニットと前記個人の皮膚との間に配置されて非接触状態で電界を感知する非接触電界感知モードと、前記個人の前記着衣が前記電界感知電極ユニットと前記個人の前記皮膚との間に配置されない接触状態で電界を感知する接触電界感知モードと、において動作するように構成可能であり、
前記容量センサ素子が、電磁波に対して感受性のある動電型センサと、電磁波を受信する導電性放射素子を有するアンテナと、を有し、
前記導電性放射素子が、前記動電型センサの感知面に電気的に接触し、かつ、前記動電型センサの前記感知面の表面積より大きい表面積を有し、
前記アンテナが、前記電界感知モードにおける前記電極ユニットの動作中に、前記個人の前記皮膚に対して前記動電型センサより近傍に配置されるシステム。
前記個人の身体上の第１の場所における心筋の電気的活動を示す第１の信号を生成する第１の電極ユニットと、
前記個人の前記身体上の第２の場所における心筋の電気的活動を示す第２の信号を生成する第２の電極ユニットと、
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットに接続可能な抵抗センサ素子と、を備え、
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットの各々は、
前記個人の皮膚上または近傍の場所において電界の存在を検出する容量センサ素子と、
該容量センサ素子により検出された前記電界に基づいて対応する信号を生成し、電界感知モードで動作する電界感知電極ユニットと、
前記個人の前記皮膚上に直接配置された前記抵抗センサ素子を流れる電流に基づいて対応する信号を生成し、電流感知モードで動作する電流感知電極ユニットと、を有し、
前記電界感知モードが、前記個人の着衣が前記電界感知電極ユニットと前記個人の皮膚との間に配置されて非接触状態で電界を感知する非接触電界感知モードと、前記個人の前記着衣が前記電界感知電極ユニットと前記個人の前記皮膚との間に配置されない接触状態で電界を感知する接触電界感知モードと、において動作するように構成可能であり、
前記容量センサ素子が、電磁波に対して感受性のある動電型センサと、電磁波を受信する導電性放射素子を有するアンテナと、を有し、
前記導電性放射素子が、前記動電型センサの感知面に電気的に接触し、かつ、前記動電型センサの前記感知面の表面積より大きい表面積を有し、
前記アンテナが、前記電界感知モードにおける前記電極ユニットの動作中に、前記個人の前記皮膚に対して前記動電型センサより近傍に配置されるシステム。
【請求項2】
前記第１の電極ユニットが、前記電界感知モードで動作し、前記個人の前記皮膚上または前記近傍の場所で前記検出された電界に基づいて前記第１の信号を生成するように構成され、
前記第２の電極ユニットが、前記電流感知モードで動作し、前記個人の皮膚上に直接配置された前記抵抗センサ素子を流れる電流に基づいて前記第２の信号を生成するように構成され、
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成される請求項１に記載のシステム。
前記第２の電極ユニットが、前記電流感知モードで動作し、前記個人の皮膚上に直接配置された前記抵抗センサ素子を流れる電流に基づいて前記第２の信号を生成するように構成され、
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成される請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットの各々の前記容量センサ素子が、前記導電性放射素子上に配置された非導電層を有し、
前記非導電層が、前記電界感知モードで前記電極ユニットの動作中に、前記個人の前記皮膚に対して前記導電性放射素子より近傍に配置される前記電極ユニットの外側面上にある請求項１に記載のシステム。
前記非導電層が、前記電界感知モードで前記電極ユニットの動作中に、前記個人の前記皮膚に対して前記導電性放射素子より近傍に配置される前記電極ユニットの外側面上にある請求項１に記載のシステム。
【請求項4】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットの少なくとも１つが、クランプを有する請求項１に記載のシステム。
【請求項5】
前記クランプが、前記電極ユニットのクランプ部の内部に設けられ、
前記容量センサ素子が、前記電極ユニットのセンサ部の内部に設けられ、
前記クランプ部および前記センサ部が互いに取付け可能であり、かつ、取外し可能である請求項４に記載のシステム。
前記容量センサ素子が、前記電極ユニットのセンサ部の内部に設けられ、
前記クランプ部および前記センサ部が互いに取付け可能であり、かつ、取外し可能である請求項４に記載のシステム。
【請求項6】
前記クランプが、対象物を前記対象物間に固定する１対のクランプ歯を有し、かつ、前記非接触電界感知モードで動作する場合に、前記クランプ歯の間に前記個人の着衣を固定し、前記少なくとも１つの電極ユニットを前記個人の着衣に取り付ける形である請求項４に記載のシステム。
【請求項7】
前記クランプが、対象物を前記対象物間に固定する１対のクランプ歯と、前記１対のクランプ歯の一方または両方に配置されている１以上の導電性クランプ接点と、を有し、
前記１以上の導電性クランプ接点が、前記１対のクランプ歯の間の前記抵抗センサ素子上の導電性タブを固定し、かつ、前記抵抗センサ素子の電気的接続に対応する請求項４に記載のシステム。
前記１以上の導電性クランプ接点が、前記１対のクランプ歯の間の前記抵抗センサ素子上の導電性タブを固定し、かつ、前記抵抗センサ素子の電気的接続に対応する請求項４に記載のシステム。
【請求項8】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットのうちの少なくとも１つが、第１のコネクタ構成部品を有し、
前記第１のコネクタ構成部品が、前記抵抗センサ素子の第２の相補型コネクタ構成部品を受け、
前記第２の相補型コネクタ構成部品が、前記第１のコネクタ構成部品および第２のコネクタ構成部品を接続することにより、前記抵抗センサ素子を前記電極ユニットに取り外し可能に電気的に接続する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１のコネクタ構成部品が、前記抵抗センサ素子の第２の相補型コネクタ構成部品を受け、
前記第２の相補型コネクタ構成部品が、前記第１のコネクタ構成部品および第２のコネクタ構成部品を接続することにより、前記抵抗センサ素子を前記電極ユニットに取り外し可能に電気的に接続する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項9】
前記第１のコネクタ構成部品および前記第２のコネクタ構成部品は、前記第１のコネクタ構成部品および前記第２のコネクタ構成部品のうちの少なくとも一方の変形と、前記第１のコネクタ構成部品および前記第２のコネクタ構成部品の間の接続を維持する傾向にある対応する復元力とが、前記第１のコネクタ構成部品および前記第２のコネクタ構成部品の接続によって生じるような形である請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記電極ユニットの各々の前記容量センサ素子が、第１のコネクタ構成部品を有し、
前記第１のコネクタ構成部品が、前記抵抗センサ素子の第２の相補型コネクタ構成部品を受け、
前記第１のコネクタ構成部品および前記第２の相補型コネクタ構成部を接続することにより、前記抵抗センサ素子を前記電極ユニットに取り外し可能に電気的に接続し、
前記第１のコネクタ構成部品が、前記アンテナの側に対向している前記動電型センサの側に配置される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１のコネクタ構成部品が、前記抵抗センサ素子の第２の相補型コネクタ構成部品を受け、
前記第１のコネクタ構成部品および前記第２の相補型コネクタ構成部を接続することにより、前記抵抗センサ素子を前記電極ユニットに取り外し可能に電気的に接続し、
前記第１のコネクタ構成部品が、前記アンテナの側に対向している前記動電型センサの側に配置される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項11】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットの少なくとも１つが、前記抵抗センサ素子の存在を検出するように構成された第１の近接センサを有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項12】
前記少なくとも１つの電極ユニットが、第２の近接センサを有し、
前記第２の近接センサは、前記個人の前記皮膚の近接を検出し、前記電極ユニットが前記非接触電界感知モードで動作しているのか、または前記接触電界感知モードで動作しているのかを決定することを可能にするように構成された請求項１１に記載のシステム。
前記第２の近接センサは、前記個人の前記皮膚の近接を検出し、前記電極ユニットが前記非接触電界感知モードで動作しているのか、または前記接触電界感知モードで動作しているのかを決定することを可能にするように構成された請求項１１に記載のシステム。
【請求項13】
前記第１の電極ユニットが前記非接触電界感知モードで動作すると同時に、前記第２の電極ユニットが前記接触電界感知モードで動作し、
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項14】
前記第１の電極ユニットが前記電界感知モードで動作すると同時に、前記第２の電極ユニットが前記電流感知モードで動作し、
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項15】
前記第１の信号および前記第２の信号を受信する前記電極ユニットに接続されたベース・ユニットを備え、
前記ベース・ユニットが、前記第１の信号および前記第２の信号の組合せに基づいて１以上のＥＣＧ波形を生成するように構成されたデジタル信号プロセッサを有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
前記ベース・ユニットが、前記第１の信号および前記第２の信号の組合せに基づいて１以上のＥＣＧ波形を生成するように構成されたデジタル信号プロセッサを有する請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項16】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットのうちの少なくとも１つが、前記ベース・ユニットと一体化している請求項１５に記載のシステム。
【請求項17】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットのうちの少なくとも１つが、対応するケーブルによって前記ベース・ユニットに取り外し可能に接続されている請求項１５に記載のシステム。
【請求項18】
前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットのうちの少なくとも１つが、前記ベース・ユニットに無線接続される請求項１５に記載のシステム。
【請求項19】
前記ベース・ユニットが、ディスプレイ上に前記１以上のＥＣＧ波形を表示するように構成される請求項１５に記載のシステム。
【請求項20】
前記ディスプレイが、前記ベース・ユニットに取り外し可能に接続され、
前記ベース・ユニットおよび前記ディスプレイは、前記ディスプレイが前記ベース・ユニットから取り外された場合に、前記ベース・ユニットから前記ディスプレイに前記１以上のＥＣＧ波形を無線通信するように構成される請求項１９に記載のシステム。
前記ベース・ユニットおよび前記ディスプレイは、前記ディスプレイが前記ベース・ユニットから取り外された場合に、前記ベース・ユニットから前記ディスプレイに前記１以上のＥＣＧ波形を無線通信するように構成される請求項１９に記載のシステム。
【請求項21】
前記ベース・ユニットの電源に電気的に接続された接地ストラップを備え、
前記接地ストラップが、動作において、前記個人の前記皮膚上に直接配置される請求項１５に記載のシステム。
前記接地ストラップが、動作において、前記個人の前記皮膚上に直接配置される請求項１５に記載のシステム。
【請求項22】
前記デジタル信号プロセッサが、前記第１の信号および前記第２の信号を処理し、かつ、心筋活動に起因する前記信号の部分と、前記個人の呼吸および前記個人の身体の動きの１以上に起因する前記信号の部分とを区別するように構成される請求項１５に記載のシステム。
【請求項23】
前記デジタル信号プロセッサが、異なるモードにおける前記第１の電極ユニットおよび前記第２の電極ユニットの動作による前記信号の強度の差に対応するよう、前記第１の信号および前記第２の信号のうちの少なくとも一方を拡大・縮小するように構成される請求項１５に記載のシステム。
【請求項24】
前記デジタル信号プロセッサが、１以上の増幅器の増幅器利得の自動調整により、前記第１の信号および前記第２の信号のうちの少なくとも一方を自動的に拡大・縮小するように構成される請求項２３に記載のシステム。
【請求項25】
反転した周囲雑音信号を生成するように構成された左脚駆動電極を備え、
前記第１の信号および前記第２の信号から周囲雑音を少なくとも部分的に消去するよう、前記反転した周囲雑音信号を使用するように構成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
前記第１の信号および前記第２の信号から周囲雑音を少なくとも部分的に消去するよう、前記反転した周囲雑音信号を使用するように構成される請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願の相互参照）本出願は、「ＲＥＭＯＴＥ ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ ＥＣＧ ＳＹＳＴＥＭ」という名称で２０１２年２月８日に出願した米国仮出願第６１／５９６，５４３号の優先権を主張するものである。本出願は、参照することにより本明細書に包含されている、「ＲＥＭＯＴＥ ＭＯＮＩＴＯＲＩＮＧ ＥＣＧ ＳＹＳＴＥＭ」という名称で２０１２年２月８日に出願した米国仮出願第６１／５９６，５４３号の利益を米国特許法第１１９条に基づき主張する。
【0002】
本明細書において説明される技術は、患者の身体上の各箇所における電気的活動を検出する心電図検査（ＥＣＧ）システムに関する。
【背景技術】
【0003】
従来のＥＣＧシステムは、一般的には、電気的活動を検出するために、患者の身体の領域上に配置される３から１０個の電極からなる。電極は、相応の数のワイヤ／ケーブルによってＥＣＧモニタに接続される。従来のＥＣＧ電極は、一般的には、患者の皮膚に対して直接配置される抵抗センサ素子を備える。複数の電極が、患者の身体上の所望の優位な位置における心臓の電気的特性（例えば、抵抗センサ素子を流れる電流または抵抗センサ素子を通した電圧）を検出するために患者の皮膚に対して配置される。検出された信号は、ワイヤを通じて、一般的には、患者の身体から離れた場所に存在する実験台などの上に配置されるＥＣＧモニタに送られる。ＥＣＧモニタ内の信号処理ユニットが、ＥＣＧモニタのディスプレイ上に表示することができるＥＣＧ波形を生成するために信号を処理する。
【0004】
図１および図２に、患者の身体１６上に、いわゆるアイントホーフェンの三角形に配列された３個の電極１０、１２、および１４を示す。当技術分野で知られているように、電極１０、１２および１４は、一般に身体１６上に配置される箇所のため、それぞれ右腕（ＲＡ）、左腕（ＬＡ）および左脚（ＬＬ）電極と呼ばれることがある。ＥＣＧ信号を生成するために、様々な電位差が、電極１０、１２、および１４からの信号間で測定される。このような電位差は、「誘導」（ｌｅａｄｓ）と呼ばれる。誘導は、極性と関連する方向性とをもつ。図１および図２に示すアイントホーフェンの三角形に関連する共通の誘導は、誘導Ｉ（ここでは、ＲＡ電極１０からの信号がＬＡ電極１２からの信号から差し引かれる）と、誘導ＩＩ（ここでは、ＲＡ電極１０からの信号がＬＬ電極１４からの信号から差し引かれる）と、誘導ＩＩＩ（ここでは、ＬＡ電極１２からの信号がＬＬ電極１４からの信号から差し引かれる）とを含む。図２に示す誘導に加えて、アイントホーフェンの三角形の構成に関連する他の共通の誘導は、ＡＶＲ誘導（ここでは、ＬＡおよびＬＬ電極１２および１４からの信号の和の２分の１がＲＡ電極１０への信号から差し引かれる）と、ＡＶＬ誘導（ここでは、ＲＡおよびＬＬ電極１０および１４からの信号の和の２分の１がＬＡ電極１２への信号から差し引かれる）と、ＡＶＦ誘導（ここでは、ＲＡおよびＬＡ電極１０および１２からの信号の和の２分の１がＬＬ電極１４への信号から差し引かれる）とを含む。当技術分野で知られているように、ＡＶＲ誘導は、一般に、誘導ＩＩＩに対して直角に向いており、ＡＶＬ誘導は、一般に、誘導ＩＩに対して直角に向いており、ＡＶＦ誘導は、一般に、誘導Ｉに対して直角に向いている。このような誘導の各々からの信号は、図３に示すＥＣＧ波形１８を生じるために使用することができる。心臓の活動の異なる表示を得るために使用され得る異なる誘導を提供するために追加のセンサを加えることができる。例えば、当技術分野でよく知られているように、前胸誘導Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５、およびＶ６のセンサを加えることができ、このような前胸誘導は、いわゆる１２誘導ＥＣＧを得るために測定することができる。
【0005】
従来のＥＣＧ技術に伴う問題の中には、特に緊急対応事態において、使用するのに障害となるものもある。複数の電極およびそれらの対応するワイヤは、緊急事態において重要となり得る設定に多大な時間を必要とすることがある。多数のワイヤを操り、ほぐさなければならないことは、やっかいなことがある。複数の電極とワイヤがあると、患者を移動させ、患者に医療援助を与えることが困難になることがある。ワイヤの動きおよびワイヤの張力による信号雑音は、ＥＣＧの測定値の質を低下することもある。複数のワイヤは、ＥＣＧワイヤが長時間患者に取り付けられる心臓モニタリング中に特に問題のあることになり得る。このような従来のＥＣＧ技術に伴う問題は、患者とＥＣＧモニタとの間に著しい距離がある場合（すなわち、電極ワイヤが長い場合）深刻になる。
【0006】
ワイヤに伴う諸問題に加えて、現在のＥＣＧシステムは、抵抗センサ素子を有する接触電極を使用する。このような接触電極は、正確な信号を得るために患者の皮膚に直接接触して配置されねばならない。一般的には、このような接触電極は、接着剤を使用して患者の皮膚に貼り付けられる。接触電極の使用は、状況によっては、問題のあることがある。非限定例として、ある状況において患者の着衣を取り除くことは望ましくない、または困難であることがある。例えば、患者にはプライバシーに対する懸念があったり、患者に脊髄損傷等の疑いがあったりする等の場合である。別の一例として、患者は、電流感知電極を皮膚に用いることが望ましくない、または困難である状態にあることがある。例えば、患者が皮膚にやけどを負っている、患者には接触電極を使用する前に除去しなければならない体毛がある、患者は接着剤等に対してアレルギーがあるなどである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】米国特許第７８８５７００号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
改善されたＥＣＧシステムが一般に望まれている。非限定例として、緊急対応技術者（ＥＭＴ）のケースであるかもしれないような、様々な困難な状況において、医療専門家による使用に対してより大きな柔軟性を提供することができるＥＣＧシステムが一般に望まれている。既存のＥＣＧシステムより使用するのがより好都合で、および／またはより簡単であり得るＥＣＧシステムが一般に望まれている。
【0009】
関連する技術およびそれらに関連する限定の上述の例は、例示であり、限定されるものではない。関連する技術の他の限定に関しては、本明細書および図面より、当業者には明らかになるものと考える。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明の一態様は、個人の心筋活動を測定するシステムであって、前記個人の身体上の第１の場所における心筋の電気的活動を示す第１の信号を生成する第１の電極ユニットと、前記個人の前記身体上の第２の場所における心筋の電気的活動を示す第２の信号を生成する第２の電極ユニットとを備えるシステムを提供する。第１の電極ユニットおよび第２の電極ユニットの各々は、前記電極ユニットが、前記個人の皮膚上または近傍の場所で検出された電界の存在を検出する容量センサ素子を有し、検出された前記電界に基づいて対応する信号を生成するように構成された電界感知モードで動作する電界感知電極ユニットと、抵抗センサ素子を有し、前記個人の皮膚上に直接配置された前記抵抗センサ素子を流れる電流に基づいて対応する信号を生成する電流感知モードで動作する電流感知電極ユニットの少なくともいずれか一方を有する。
【0011】
本発明の別の一態様は、電界を検出する容量センサ素子と、非接触電界感知モードで動作する場合に、個人の着衣に前記電極ユニットを取り付けるばね付勢クランプと、抵抗モードで動作する場合に、抵抗センサ素子に前記電極ユニットを物理的および電気的に取り付ける取付け手段とを備えるＥＣＧシステム用電極ユニットを提供する。
【0012】
本発明の別の一態様は、個人の心筋活動を測定するシステムであって、前記個人の身体上の第１の場所における心筋の電気的活動を示す第１の信号を生成する第１の電極ユニットと、前記個人の前記身体上の第２の場所における心筋の電気的活動を示す第２の信号を生成する第２の電極ユニットと、複数の入力部と、を備え、前記第１の電極ユニットが電界を検出する第１の容量感知素子を有し、前記第２の電極ユニットが電界を検出する第２の容量感知素子を有し、前記入力部の各々が、個人の身体上の対応する場所における電気的活動を示す電流感知電極ユニットからの対応する信号を受信するシステムを提供する。
【0013】
本発明の別の一態様は、個人の心筋活動を測定するシステムであって、前記個人の身体上の第１の場所における心筋の電気的活動を示す第１の信号を受信する第１の入力部と、前記個人の前記身体上の第２の場所における心筋の電気的活動を示す第２の信号を受信する第２の入力部と、を備え、前記第１の入力部および前記第２の入力部の各々が、電界感知電極ユニットまたは電流感知電極ユニットから信号を受信し、前記電界感知電極ユニットから受信した信号と、前記電流感知電極ユニットから受信した信号とを区別し、前記受信した信号に基づいて１以上のＥＣＧ波形を生成するように構成されるシステムを提供する。
【0014】
本発明の別の一態様は、個人の心筋活動を測定するシステムであって、前記個人の身体上の第１の場所における心筋の電気的活動を示す第１の信号を生成する第１の電界感知電極ユニットと、前記個人の前記身体上の第２の場所における心筋の電気的活動を示す第２の信号を生成する第２の電流感知電極ユニットと、を備え、前記第１の電界感知電極ユニットが、前記個人の皮膚上または近傍の場所において検出された電界に基づいて第１の信号を生成するように構成され、前記第２の電流感知電極ユニットが、前記個人の前記皮膚上に直接配置された抵抗センサ素子を流れる電流に基づいて第２の信号を生成するように構成され、前記第１の信号と前記第２の信号とを組み合わせてＥＣＧ波形を生成するように構成されるシステムを提供する。
【0015】
本発明の別の一態様は、個人の心筋活動に関連するＥＣＧ波形を生成するための方法であって、複数の電極ユニットを提供するステップと、電界感知モードで前記複数の電極ユニットのうちの少なくとも１つの第１の一方の電極ユニットを動作させるステップと、前記複数の電極ユニットのうちの少なくとも１つの他方の電極ユニットを電流感知モードで動作させるステップと、１以上のＥＣＧ波形を生成するために、前記複数の電極ユニットのうちの少なくとも１つの前記第１の一方の電極ユニットによって生成される信号と、かつ、前記複数の電極ユニットのうちの少なくとも１つの前記他方の電極ユニットによって生成される信号とを使用するステップと、を備え、前記電極ユニットの各々が前記個人の前記身体上の対応する場所における心筋の電気的活動を示す対応する信号を生成するように構成され、前記電極ユニットのうちの少なくとも１つの前記第１の一方の電極ユニットが、前記個人の皮膚上または近傍の場所において、検出された電界に基づいてその対応する信号を生成するように構成され、前記個人の皮膚上に直接配置された抵抗センサ素子を流れる電流に基づいてその対応する信号を生成するように構成される方法を提供する。
【0016】
上記の例示的な態様および実施形態に加えて、他の態様および実施形態が、図面を参照し、以下の詳細な説明を検討することによって明らかとなる。
【0017】
例示的な実施形態を、図に示す。本明細書に開示する実施形態および図は、制限的なものではなく、例示的なものである。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】患者の身体上にアイントホーフェンの三角形の構成に配列された従来のＥＣＧシステムの電極の概略図である。
【図2】アイントホーフェンの三角形の構成および対応する誘導に配列された従来のＥＣＧシステムの電極の概略図である。
【図3】ＥＣＧシステム上に表示され得る種類の典型的なＥＣＧ波形のグラフである。
【図4A】特定の一実施形態によるＥＣＧシステム・アーキテクチャを概略的に示す図である。
【図4B】別の特定の一実施形態によるＥＣＧシステム・アーキテクチャを概略的に示す図である。
【図4C】別の特定の一実施形態によるＥＣＧシステム・アーキテクチャを概略的に示す図である。
【図4D】別の特定の一実施形態によるＥＣＧシステム・アーキテクチャを概略的に示す図である。
【図6A】特定の一実施形態による、マルチモード電極ユニットのそれぞれ組立および分解等角図である。
【図6B】特定の一実施形態による、マルチモード電極ユニットのそれぞれ組立および分解等角図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下の説明全体にわたって、より徹底した理解が当業者に得られるようにするために具体的な詳細を記載している。しかし、本開示を不必要に曖昧にすることを避けるために、既知の要素については、詳細に示しても説明してもいない。したがって、説明および図面は、制限的な意味ではなく例示的な意味である。
【0020】
図４Ａに、特定の一実施形態による、ＥＣＧシステム１００を概略的に示す。ＥＣＧシステム１００は、ベース・ユニット１０２と、２以上の電極ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ，および１０４Ｃ（集合的、また個別に、電極ユニット１０４という）とを備える。電極ユニット１０４は、電極ユニット１０４が対応する場所における患者の心臓の電気的活動を示す信号を生成するために、患者の身体１０１に対して相対的に配置することができる（以下により詳細に記載する）。図４Ａの概略図において、患者の身体上の場所１０１は、太い破線１０３より上にあるものとして示し、患者の身体から離れた場所１０５は、太い破線１０３より下にあるものとして示す。現在好ましい実施形態において、電極ユニット１０４は、以下に説明する種類の多機能電極ユニットであるが、これは必須ではない。図４Ａの図示する実施形態において、ＥＣＧシステム１００は、アイントホーフェンの三角形の構成で使用され得る３つの電極ユニット１０４Ａ、１０４Ｂ、および１０４Ｃを有するものとして示す。一部の実施形態において、第３の電極ユニット１０４Ｃは必須ではなく、システム１００は、わずか２つの電極ユニット１０４を使用してもよい。一部の実施形態において、追加した誘導と対応する心筋の電気的活動の追加の表示とを提供するために、システム１００には、３つを超える電極ユニット１０４を設けてもよい（以下により詳細に記載する）。
【0021】
図４Ａの実施形態において、電極ユニット１０４は、適切な電気的信号伝送コネクタ１０８Ａ、１０８Ｂ、および１０８Ｃ（集合的、また個別に、コネクタ１０８という）を使用してベース・ユニット１０２に取り外し可能に接続され得る対応するケーブル１０６Ａ、１０６Ｂ、および１０６Ｃ（集合的、また個別に、ケーブル１０６という）によってベース・ユニット１０２に取り外し可能に接続されている。コネクタ１０８は、例えば、スライド可能な固定電気コネクタ、ばね付勢の電気コネクタ、磁気コネクタ等を備えてもよい。ベース・ユニット１０２は、好ましくは、不快感なく、かつ患者のＥＣＧ波形に衝撃を与えることなく、患者の身体１０１上に快適に置くことのできる、十分に小型で軽量であるように組み立てられている。非限定例として、ベース・ユニット１０２は、患者の胸部上に置かれるか、患者の着衣、腕、または脚等にストラップ止めまたはクリップ止め（適切なストラップ（図示せず）またはクリップ（図示せず）を使用して）される。ベース・ユニット１０２が患者に近接するので、ケーブル１０６は、それに応じて短くしてもよい。一部の実施形態において、ケーブル１０６は、長さが５０ｃｍ未満である。一部の実施形態において、ケーブル１０６は、長さが３０ｃｍ未満である。
【0022】
図示する実施形態において、ＥＣＧシステム１００によって生成されたＥＣＧ波形１１０がディスプレイ１２０上に表示される。一部の実施形態において、ディスプレイ１２０は、ベース・ユニット１０２と一体化されてもよい。しかし、図示する実施形態において、ディスプレイ１２０は、架台１２２においてベース・ユニット１０２に取り外し可能に取り付けられているため、ディスプレイ１２０は、患者の身体から離れた場所１０５にベース・ユニット１２０から分離して存在し、医療専門家が患者の身体１０１の上面に身を乗り出す必要がない、または患者の身体１０１の周りに集まらなくても、医療専門家によって容易に読み取り可能となる。図示する実施形態において、ＥＣＧ波形１１０は、ディスプレイ１２０がベース・ユニット１０２から取り外された場合に、ディスプレイ１２０に無線で通信される。ディスプレイ１２０が架台１２２内に配置されている場合に、ＥＣＧ波形１１０は、無線通信なしでも、ディスプレイ１２０に直接（適切な相補型コネクタ１２８Ａおよび１２８Ｂを介して）提供され得る。
【0023】
ベース・ユニット１０２は、電極ユニット１０４からの信号を処理するため、また、ディスプレイ１２０上の表示するための対応するＥＣＧ波形（複数可）１１０を生成するため、適切に構成されたハードウェアおよび／またはソフトウェア構成部品を備えてもよい。図示する実施形態において、このような構成部品は、制御装置１１２と、信号処理ハードウェア１１４と、データ記憶装置１１６と、通信ハードウェア１３０と、ユーザ・インターフェース構成部品１３２とを有する。便宜上、本発明に密接な関係があるいくつかの構成部品についてのみ本明細書では詳細に説明する。ベース・ユニット１０２は、本明細書において説明されているように動作するのに適切な他の電子構成部品を備えてもよい。このような構成部品は、適切に符号化されたソフトウェア（明示的に図示せず）を使用して特定の機能性を提供するように構成されてもよい。制御装置１１２は、ＥＣＧシステム１００の他の機能的構成部品に相互に作用し、かつ他の機能的構成部品を制御してもよい。非限定例として、制御装置１１２は、例えば、適切に構成されたコンピュータ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、他の種類のプログラマブル論理デバイス、上述の複数、上述の組合せなど、任意の適切な制御器を備えてもよい。制御装置１１２は、制御装置１１２にアクセス可能なコンピュータ可読メモリ（図示せず）および／または制御装置１１２と一体化しているコンピュータ可読メモリに格納することができるソフトウェアにアクセスしてもよい。制御装置１１２は、このようなソフトウェア命令を読み込み、実行するように構成されてもよく、制御装置１１２によって実行された場合に、このようなソフトウェア命令は、制御装置１１２に本明細書に説明する方法の１以上を実施させてもよい。
【0024】
信号処理ハードウェア１１４は、電極ユニット１０４から得た信号からのＥＣＧ波形１１０を生成するための任意の適切なアナログまたはデジタル信号調整および／または信号処理構成部品を備えてもよい。非限定例として、信号処理ハードウェア１１４は、増幅器、バッファ、フィルタ、アナログ・デジタル変換器、適切に構成されたデジタル信号プロセッサ等を備えてもよい。データ記憶装置１１６は、デジタルＥＣＧデータを記憶するのに使用することができる任意の適切なメモリ（例えば、固体メモリ）を備えてもよい。一部の実施形態において、データ記憶装置１１６は、他の構成部品（例えば、制御装置１１２または信号処理ハードウェア１１４）に統合されてもよい。一部の実施形態において、データ記憶装置１１６は必須ではない。
【0025】
通信ハードウェア１３０は、１以上の無線デジタル通信プロトコルにより、無線通信用の適切なハードウェア（例えば、ＷＡＮインターフェース、ＬＡＮインターフェース）を備えてもよい。このようなプロトコルの非限定例には、適切なブルートゥース通信プロトコル、無線ＵＳＢプロトコル、８０２．１１無線プロトコル、ジグビー・プロトコル等が含まれる。一部の実施形態において、ディスプレイ１２０は、ベース・ユニット１０２から着脱可能でなくてよく、その場合、ディスプレイ１２０は、適切な電気接点を介して接続されてもよい。一部の実施形態において、ディスプレイ１２０は、架台１２２から取り外し可能であってもよいが、信号通信ケーブル等を用いてベース・ユニット１０２に取り付けてもよい。このような実施形態において、通信ハードウェア１３０の一部またはすべては、必要とされないことがある。一部の実施形態において、通信ハードウェア１３０は、ベース・ニット１０２から外部ＥＣＧシステム１２４へのＥＣＧデータ（例えば、データ記憶装置１１６に格納されたデータ、実時間のＥＣＧ波形１１０等）の通信を促進することができる。一部の実施形態において、外部ＥＣＧシステム１２４が無線通信または無線デジタル通信をすることができない場合、ＥＣＧシステム１００は、通信ハードウェア１３０と通信し、通信ハードウェアから受信した任意のデータ／信号を外部ＥＣＧシステム１２４によって解釈可能な形式に変換するのに使用され得る適切な外部ＥＣＧシステム通信構成部品１２４Ａを備えてもよい。外部ＥＣＧシステム通信構成部品１２４Ａは、ベース・ユニット１０２用の本明細書に説明するハードウェアのいずれかに類似したハードウェアを備えてもよい。
【0026】
一部の実施形態において、通信ハードウェア１３０は、さらに処理および／または表示するために、ネットワーク１２６または直接通信リンク（図示せず）を介してベース・ユニット１０２から別のデバイス１２６Ａ（例えば、コンピュータ等）へのＥＣＧデータ（例えば、データ記憶装置１１６に格納されたデータ、実時間ＥＣＧ波形１１０等）の通信を促進してもよい。非限定例として、ネットワーク１２６は、病院ネットワークや職場ネットワークなどのローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）、またはインターネットやセルラーネットワークなどの広域ネットワーク（ＷＡＮ）を備えてもよい。一部の実施形態において、通信ハードウェア１３０は、さらに、または、あるいは、ネットワーク１２６を介して外部ＥＣＧシステム１２４または別のデバイス１２６Ａ（例えば、コンピュータ等）との有線通信を促進してもよい。
【0027】
ユーザ・インターフェース入力部１３０と共にディスプレイ１２０は、テキスト・ベースのまたはグラフィカルなユーザ・インターフェース（ＵＩ）を実施するために（制御装置１１２によって）使用されてもよい。ユーザ・インターフェース入力部１３０は、任意の適切なポインティング・デバイス、ボタン、タッチ画面等を備えてもよく、それらを通じて医療専門家は、ＥＣＧシステムから情報を得、ＥＣＧシステムを制御してもよい。非限定例として、医療専門家は、ディスプレイ１２０上のＥＣＧ波形１１０を静止させる、波形１１０またはパルスの履歴を表示させる、異なる誘導の波形１１０を切り替える、単一の波形１１０または複数のＥＣＧ波形１１０の表示を切り替える、ディスプレイ１２０上のＥＣＧ波形１１０を拡大する、ＥＣＧ波形１１０の特性（例えば、振幅および／または周波数）を測定する、他のデバイス（例えば、ネットワーク１２６を介して外部ＥＣＧシステム１２４および／または別のデバイス）と通信する、適切に構成されたプリンタ・デバイスにプリントする、ディスプレイ１２０上の「グラフ−ペーパー」背景を切り替える、異常なＥＣＧリズムを識別する、ＥＣＧシステム１００に接続され得る他の診断機器（以下により詳細に説明する）に関連する測定値（例えば、血圧、血糖、パルス酸素濃度（ＳｐＯ２）、体温等）を表示する、このような他の診断機器によって測定された異常に関連する警報または警告を表示する、時間的情報（例えば、時計またはストップウォッチ）、警報、および／または警告を提供する等のために、このようなインターフェースを制御することができる。
【0028】
ベース・ユニット１０２は、追加の電極ユニット１０４（図示せず）に任意選択で接続するための複数の追加のコネクタ１０８を備えてもよい。例えば、図示する実施形態において、ベース・ユニットは、７個の追加の電極ユニット１０４に接続するための７個の追加のコネクタ１０８を備えている。合計１０個の電極ユニット１０４により、ＥＣＧシステムは、いわゆる「１２誘導」ＥＣＧの機能を提供するように構成され得る。
【0029】
ベース・ユニット１０２は、他の医療機器（図示せず）に接続するための適切な接続部１３４も備えてもよい。このような接続部１３４は、このような機器からの（例えば、医療診断機器からの）データを受信するのに使用され得る。非限定例として、このような医療診断機器は、血圧計カフ、血糖計、パルス酸素濃度（ＳｐＯ２）モニタ、および呼気終末二酸化炭素（ＥＴＣＯ２）モニタ、体温計等を含んでもよい。接続部１３４は、他の医療機器にも使用され得る。一部の実施形態において、接続部１３４は、除細動ショック（例えば、ペーシング除細動、心臓バージョン除細動、および／または自動外部除細動）を患者に与えるために使用され得る１対の除細動パッドまたはパドルに接続するために使用してもよい。明示的には示さないが、ベース・ユニット１０２は、このような除細動ショックを与えるために使用され得る別個の再充電可能電池を備えてもよい。
【0030】
図４Ｂに、特定の実施形態によるＥＣＧシステム２００を概略的に示す。ＥＣＧシステム２００は、多くの点において、上記のＥＣＧシステム１００に類似しており、同一の参照符号が、ＥＣＧシステム１００の特徴と類似しているＥＣＧシステム２００の特徴を表すのに用いられている。ＥＣＧシステム１００と同様に、ＥＣＧシステム２００は、ベース・ユニット２０２と、２以上の電極ユニット２０４Ａおよび２０４Ｂ（集合的に、また、個別に、電極ユニット２０４という）とを備えている。ＥＣＧシステム２００は、主に、電極ユニット２０４がベース・ユニット２０２と一体化している点において、ＥＣＧシステム１００と異なる。電極ユニット２０４は、ベース・ユニット２０２内に配置される以外は、本明細書に説明する電極ユニット１０４に実質的に類似してよい。
【0031】
図示する実施形態において、ＥＣＧシステムは、アイントホーフェンの三角形の構成におけるＥＣＧシステム２００の動作を促進するために、ケーブル１０６Ｃとコネクタ１０８Ｃとを介してベース・ユニット２０２に取り付けられる第３の電極ユニット１０４Ｃを有するものとして示されている。第３の電極ユニット１０４Ｃは、本明細書に説明する電極ユニット１０４に実質的に類似してもよい。一部の実施形態において、第３の電極ユニット１０４Ｃは、必須ではなく、システム１００は、わずか２つの電極ユニット２０４を使用してもよい。一部の実施形態において、第３の電極ユニット１０４Ｃは、ベース・ユニット２０２の一体部分（すなわち、図４Ｂの実施形態の電極ユニット２０４に類似している）として設けてもよい。ＥＣＧシステム１００と同様に、ＥＣＧシステム２００は、追加の誘導と、心筋の電気的活動の対応する追加の表示とを提供するために、追加の電極ユニット１０４を受けるためのコネクタ１０８を備える。
【0032】
一部の実施形態において、電極ユニット２０４は、例えば、ベース・ユニット２０２から離れた異なる場所において心臓の電気的活動を感知するために、ベース・ユニット２０２から着脱可能であってもよい。例えば、電極ユニット２０４は、適切なソケット（明示的に図示せず）の形で提供してもよいため、それらの対応するソケット内で心臓の活動を感知するように機能することができる。しかし、電極ユニット２０４は、それらのソケットから取り除いてもよいため、（電極ユニット１０４に対する上記のケーブル１０６およびコネクタ１０８に類似した）適切なケーブルおよびコネクタによってベース・ユニット２０２に接続することができる。このようにして、電極ユニット２０４は、ベース・ユニット２０２から離れた場所において電気的活動を感知することもできる。
【0033】
他のいくつかの点において、ＥＣＧシステム２００は、本明細書に説明するＥＣＧシステム１００に実質的に類似してよい。
【0034】
図４Ｃに、特定の一実施形態によるＥＣＧシステム３００を概略的に示す。ＥＣＧシステム３００は、多くの点において、上記のＥＣＧシステム１００、２００に類似しており、同一の参照符号が、ＥＣＧシステム１００、２００の特徴に類似しているＥＣＧシステム３００の特徴を表すのに用いられている。ＥＣＧシステム２００と同様に、ＥＣＧシステム３００は、ベース・ユニット２０２と、ベース・ユニット２０２に一体化されている２以上の電極ユニット２０４と、を備える。ＥＣＧシステム３００は、ＥＣＧシステムが、コネクタ１０８Ｃと延長アーム３０６Ｃとを介してベース・ユニット２０２に接続されている第３の電極ユニット３０４Ｃを備えている点において、上記のＥＣＧシステム１００および２００とは異なる。第３の電極ユニット３０４Ｃは、本明細書に説明する電極ユニット１０４に実質的に類似していてもよく、ＥＣＧシステム３００がアイトホーフェンの三角形の構成で動作することを可能にしてもよい。しかし、図４Ｃの実施形態のＥＣＧシステム３００において、延長アーム３０６Ｃは、ＥＣＧ操作者によって変形され、一度変形されると、その形状を保持することができるため、電極ユニット３０４Ｃが、延長アーム３０６ＣがＥＣＧ操作者によって意図的に形が整えられるまたは位置が整えられるまで、患者の身体１０１に対して相対的に所望の場所に留まることができる、可撓性の、半剛体（例えば、限定弾性）材料から製作される。延長アーム３０６Ｃの適切な材料には、例えば、形状記憶プラスチック等が含まれ得る。一部の実施形態において、延長アーム３０６Ｃは、可撓性の、半剛体（例えば、限定弾性）特性を有し、それによって、順に、ケーブル（本明細書に説明するケーブル１０６に類似した）を収納できる筐体を備えることができる。一部の実施形態において、それぞれのベース・ユニットに接続されるものとして説明する任意の電極ユニット１０４は、延長アーム３０６Ｃに類似した、可撓性の、半剛体（例えば、非弾性的）延長アームを介して接続され得る。
【0035】
他の点において、ＥＣＧシステム３００は、本明細書に説明するＥＣＧシステム１００、２００に実質的に類似してよい。
【0036】
図４Ｄに、特定の一実施形態によるＥＣＧシステム４００を概略的に示す。ＥＣＧシステム４００は、多くの点において、上記のＥＣＧシステム１００、２００、および３００に類似しており、同一の参照符号がＥＣＧシステム１００、２００、および３００の特徴に類似しているＥＣＧシステム４００の特徴を表すのに用いられている。ＥＣＧシステム４００は、ベース・ユニット４０２と、２以上の電極組立品４０４Ａ，４０４Ｂ、および４０４Ｃ（集合的、また個別に、電極組立品４０４という）とを備えている。電極組立品４０４Ａ，４０４Ｂ、および４０４Ｃの各々は、本明細書に説明する電極ユニット１０４に類似し得る、対応する電極ユニット１０４Ａ，１０４Ｂ、および１０４Ｃを備えてもよい。しかし、電極組立品４０４Ａ，４０４Ｂ、および４０４Ｃの各々は、対応する信号処理構成部品４０６Ａ、４０６Ｂ、および４０６Ｃ（集合的、また個別に、信号処理構成部品４０６という）と、通信構成部品４０８Ａ、４０８Ｂ、４０８Ｃ（集合的、また個別に、通信構成部品４０８という）とを備えてもよい。信号処理構成部品４０６は、電極ユニット１０４から取得した信号を調整し、および／または処理するために任意の適切なアナログまたはデジタル信号構成部品を備えてもよい。非限定例として、信号処理構成部品４０６は、増幅器、バッファ、フィルタ、アナログ・デジタル変換器、適切に構成されたデジタル信号プロセッサ等を備えてもよい。通信構成部品４０８は、電極ユニット１０４から取得した（および信号処理構成部品４０６によって処理された）信号のベース・ユニット４０２へのアナログまたはデジタル無線通信のための任意の適切なハードウェアを備えてもよい。このようにして、ベース・ユニット４０２は、患者の身体１０１から離れた場所１０５に配置してもよい。一部の実施形態において、電極組立品４０４は、（例えば、共通の接地または基準電位を提供するために）互いに電気的に接続してもよい。一部の実施形態において、電極組立品４０４は、信号処理構成部品４０６および／または通信構成部品４０８の一部を共用してもよい。
【0037】
電極組立品４０４は、それらの対応する場所において患者の心臓の電気的活動を示す信号を生成するために、（以下により詳細に記載するように）患者の身体１０１に対して相対的に配置し、このような信号を患者の身体１０１から離れた場所１０５においてベース・ユニット４０２に無線で通信してもよい。図４Ｄの図示する実施形態において、ＥＣＧシステム４００は、アイントホーフェンの三角形の構成で使用され得る３個の電極組立品４０４Ａ、４０４Ｂ、および４０４Ｃを有するものとして示す。一部の実施形態において、第３の電極組立品４０４Ｃは必須ではなく、システム４００はわずか２つの電極組立品４０４を使用され得る。一部の実施形態において、システム４００には、追加の誘導および心筋の電気的活動の対応する追加の表示を提供するために、３個を超える電極組立品４０４を設けてもよい。一部の実施形態において、電極組立品４０４は、信号処理構成部品４０６および／または通信構成部品４０８を制御し得る適切に構成された制御器（図示せず）を備えてもよい。
【0038】
ＥＣＧシステム４００の通信ハードウェア４３０（および関連するソフトウェア）は、ＥＣＧシステム４００の通信構成部品４３０が電極組立品４０４と無線で通信するようにさらに構成することができる点において、ＥＣＧシステム１００、２００、および３００の通信ハードウェアと異なってもよい。他のいくつかの点において、ＥＣＧシステム４００は、本明細書に説明するＥＣＧシステム１００、２００、および３００に実質的に類似してよい。
【0039】
図５Ａは、特定の一実施形態による電極ユニット１０４からのデータを処理する信号処理システム５００Ａの１つの実施を示すブロック図である。信号処理システム５００Ａは、本明細書において説明するＥＣＧシステム（例えば、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００）のいずれにも使用される信号処理ハードウェア１１４の一部を提供してもよい。一部の実施形態において、信号処理システム５００Ａの様々な部分（例えば、増幅器５０４、アナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５０６等）は、電極ユニット１０４の部分として実施され得る（ベース・ユニット１０２、２０２、３０２、４０２の部分として実施されるのではない）。一般に、図５Ａの概略図に示す構成部品は、様々な形態の適切に構成されたハードウェアによって実施され得る機能的構成部品である。
【0040】
信号処理システム５００Ａは、電極ユニット１０４からのアナログ・データを受信する。各電極ユニット１０４は、対応するアナログ信号５０２を生成する。対応するアナログ信号５０２は、対応する増幅器５０４によって増幅され、対応するアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５０６によってデジタル化されてから、（デジタル信号５０８として）デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５１０に送られる。一部の実施形態において、ＤＳＰ５１０は、統合ＡＤＣ変換器５０６を有してもよい。ＤＳＰ５１０は、デジタル信号５０８から誘導を生成し、対応するＥＣＧデータ（例えば、ＥＣＧ波形１１０）を生成するように構成されてもよい。デジタル信号プロセッサ５１０は、さらに、様々なデジタル信号５０８（および／またはこのような信号の組合せ）をフィルタリングするように構成されてもよい。例えば、ＤＳＰ５１０は、呼吸および／または他の人為的な影響を除去または軽減するために様々な信号（または信号の組合せ）をフィルタリングするように構成することができる。ＤＳＰ５１０は、さらに、または、あるいは、反転した周囲雑音データに基づいて、能動雑音消去アルゴリズムを適用するように機能してもよい。ＤＳＰ５１０は、さらに、または、あるいは、種々のモード（以下に、より詳細に説明する）で動作する電極ユニット１０４から受信した信号５０８を拡大・縮小することができる。ＤＳＰ５１０は、さらに、または、あるいは、信号５０８の１以上に時間遅延を導入することによって同期機能性を提供することができる。このような時間遅延は、信号５０８間の時間的相関関係機能に基づいて、および／または信号５０８内の特徴（例えば、エッジ、ピーク等）の検出に基づいて決定してもよい。また、ＤＰＳ５１０は、誘導および対応するＥＣＧ波形を生成するよう、様々な信号５０８を組み合わせる。
【0041】
デジタル信号処理の業界で知られているように、ＤＳＰ５１０は、サンプル・ホールド機能、データ収集機能、多段フィルタリングおよび帯域幅制限、例えばローリング・ウィンドウに基づくフィルタリング、平均化機能、ピーク検出、異なる電極ユニット１０４によって送られる信号の時間的整列、正および負のエッジ検出、ＥＣＧ信号のＰＱＲＳＴ部分の持続時間ならびにそれらの関係などの機能性を使用して信号を処理するように構成されてもよい。デジタル信号プロセッサ５１０は、制御装置１１２によって制御され得る。しかし、一部の実施形態において、ＤＳＰ５１０および制御装置１１２は、同じハードウェアによって実施されてもよい。図５Ａの実施形態において、ＤＳＰ５１０は、データ記憶装置１１６にアクセスできる。一部の実施形態において、データ記憶装置１１６のすべてまたは一部は、ＤＳＰ５１０と一体にすることができる。ＤＳＰ５１０は、データ記憶装置１１６および／またはディスプレイ１２０に（通信構成部品１３０を介して）ＥＣＧデータを出力し、このような出力部にバックグラウンド機能性を提供してもよい。上述したように、一部の実施形態において、ディスプレイ１２０が架台１２２内に配置される場合、またはディスプレイがベース・ユニット１０２と一体である場合、ＥＣＧデータは、通信ハードウェア１３０が関与することなく、ディスプレイ１２０に直接送られてもよい。
【0042】
図５Ｂは、別の特定の一実施形態による電極ユニット１０４からのデータを処理する信号処理システム５００Ｂの１つの実施を示すブロック図である。信号処理システム５００Ｂは、本明細書において説明するＥＣＧシステム（例えば、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００）のいずれにも使用される信号処理ハードウェア１１４の一部を提供してもよい。信号処理システム５００Ｂは、電極ユニット１０４からアナログ・データを受信する。各電極ユニット１０４は、アナログ信号調整ブロック５１２で受信され、対応するアナログ信号５０２を生成する。アナログ信号調整ブロック５１２は、誘導５１４を生成するためにアナログ信号５０２を当技術分野で知られている様々な方法で組み合わせる様々な増幅器（例えば、加算増幅器および／または差動増幅器および／または反転増幅器）を備える。各誘導５１４は、次に、対応する増幅器５１６によって増幅され、対応するアナログ・デジタル変換器（ＡＤＣ）５１８によってデジタル化されてから、（デジタル誘導信号５２０として）デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）５２２に送られる。デジタル信号プロセッサ５２２は、次いで、対応するＥＣＧデータ（例えば、ＥＣＧ波形１１０）を生成するよう、デジタル誘導信号５２０を使用するように構成されてもよい。（電極ユニット１０４からの信号ではなく）誘導を受信する以外に、ＤＳＰ５２２は、ＤＳＰ５１０用の上記の機能性に類似した機能性を備え、提供してもよい。
【0043】
次に、電極ユニットの説明を行う。簡潔にするために、電極ユニットの説明は、電極ユニット１０４を参照し、電極ユニット２０４、３０４については、類似の特徴を有するものとする。一部の実施形態において、電極ユニット１０４の１以上は抵抗センサ素子を有し、抵抗センサ素子が抵抗センサ素子を通る電流または抵抗センサ素子を通る電圧を感知する。本明細書においては、抵抗センサ素子を備える電極ユニット１０４は、（抵抗センサ素子を通る電圧を検知することができる普遍性を喪失することのない）電流感知電極ユニットと称することができる。電流感知電極ユニット１０４は、抵抗センサ素子を患者の皮膚に直接接触して配置することにより動作する。一部の実施形態において、電極ユニット１０４の１以上は、電界の存在を検出する容量センサ素子を有する。本明細書においては、容量センサ素子を備える電極ユニット１０４は、電界感知電極ユニットと称することができる。抵抗センサ素子と異なり、電界感知電極ユニット１０４の容量センサ素子は、皮膚との直接接触を必要とせず、患者の身体の近く（例えば、衣服のオーバートップ）に配置することによって機能することができる。
【0044】
記載されているＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００は、電流感知電極ユニット１０４および電界感知電極ユニット１０４のいずれか（または両方）を使用してもよい。コネクタ１０８の各々は、電流感知電極ユニット１０４または電界感知電極ユニット１０４のいずれかを受けることができ得る。特定の実施形態において、電流感知電極ユニット１０４と電界感知電極ユニット１０４との組合せは、患者の心筋の電気的活動を測定するためにＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００のいずれにも使用することができる。どの特定の電極ユニット１０４を選択するかは、システムの操作者の好み、現在利用可能である電極ユニット、および状況（例えば、患者の着衣を取り除くことが困難であるかどうか、または患者がすでに所望の有利な箇所で皮膚を露出しているかどうか）によることがある。
【0045】
特定の実施形態において、システム１００、２００、３００、４００に使用される電極ユニット１０４の１以上は、マルチモード電極ユニット１０４を有してもよく、マルチモード電極ユニット１０４は、複数の異なるモードのうちの１つで動作するように構成され得る。このようなマルチモード電極ユニット１０４は、患者の皮膚（すなわち、患者の着衣の下（または少なくともセンサと患者の皮膚との間に介在する着衣がない状態で））と直接接触して配置される抵抗センサ素子を設けることによって電流感知電極ユニットとして動作してもよい。このようなマルチモード電極ユニット１０４は、容量センサ素子を患者の皮膚（すなわち、患者の着衣の下（または少なくともセンサと患者の皮膚との間に介在する着衣がない状態で））と直接接触して配置することが伴う電界感知電極ユニットとしても動作してもよい。このような電界感知電極ユニットが患者の皮膚（すなわち、患者の着衣の下（または少なくともセンサと患者の皮膚との間に介在する着衣がない状態で））と直接接触して配置される場合、このような電極ユニットは、本明細書では「接触」モードで動作していると称される。このようなマルチモード電極ユニット１０４は、容量センサ素子を患者の着衣の上面に、および直接皮膚に対してではなく、配置することを伴う、電界感知電極ユニットとしても動作し得る。患者の着衣が、電極ユニットと患者の皮膚との間に配置されている場合、電極ユニットは、本明細書では、「非接触」モードで動作していると称される。電流感知電極ユニットは、一般的には、信号を検出するのに皮膚との直接接触（すなわち、介在する着衣が何もない）を必要とするので、電流感知電極ユニットが接触モードまたは非接触モードで動作していると説明する必要がなく、電流感知電極ユニット１０４は、機能しているとき、接触モードで動作していると理解される。
【0046】
図６Ａおよび６Ｂに、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００のいずれかの電極ユニット１０４用に使用され得るマルチモード電極ユニット６００を示す。マルチモード電極ユニット６００は、電界感知接触モード、電界感知非接触モード、および／または電流感知モードで動作するように構成され得る。電極ユニット１０４、２０４、３０４の任意の１つまたは複数は、図６Ａおよび６Ｂに示す種類の電極ユニット６００を有していてもよい。電極ユニット６００は、クランプ部６０２と、クランプ部６０２に取り外し可能に取り付けられるセンサ部６０４とを有している。以下により詳細に説明するように、センサ部６０４は、電極ユニット６００が電界感知接触モード（ここで、センサ部６０４は患者の皮膚と直接接触している）または電界感知非接触モード（ここで、センサ部６０４は、患者の着衣の外側に配置される、あるいは患者の皮膚と接触していない）で動作することを可能にする容量センサ素子６０６を有している。さらに、クランプ部６０２およびセンサ部６０４の少なくとも一方は、電極ユニット６００が電流感知モードで動作することを可能にする抵抗センサ素子６０８（図６Ｂ）と電気的に接続するための機構を有している。電極ユニット６００は、皮膚上または着衣の上面のいずれかにも配置することができ、かつ電流感知電極ユニットまたは電界感知電極ユニットとして動作することができるので、多用途であり、様々な状況の範囲において使用することができる。例えば、状況によっては、患者を着衣のままにし、電極ユニット６００を患者の着衣の上面に配置することは望ましく、またはより好都合であることがある。他の状況では、患者の皮膚は、所望の有利な箇所で露出させることができ、例えば、患者の胴体部分を、皮膚との直接接触または皮膚の露出を必要とする手順の実施（非限定例として、除細動、心肺蘇生（ＣＰＲ）、胸腔チューブの挿入など）を可能にするために露出させることができ、したがって、このような場合、電極ユニット６００を皮膚に対して直接配置することが好都合なことがある。
【0047】
電極ユニット６００は、電界感知非接触モードで動作する場合に、患者の着衣の上に配置される。図６Ａおよび６Ｂからわかるように、電極ユニット６００はクランプ６１０を有している。図６Ａおよび６Ｂの示す実施形態において、クランプ６１０は１対のアーム６１０Ａ，６１０Ｂを有し、この１対のアーム６１０Ａ，６１０Ｂは、ピボット・ジョイント６１２において互いに枢動可能に接続され、（例えば、適切に接続されたばね、適切に変形可能な要素等（図示せず）により）互いに向けて付勢されるため、クランプ６１０は、閉じた構成に向けて付勢される。アーム６１０Ａ，６１０Ｂは、電極ユニット６００を電界感知非接触モードで動作させながら、電極ユニット６００を所望の有利な箇所において患者の着衣に取り付けるために着衣の一部をつかむために使用することができる。より詳細には、電極ユニット６００が電界感知非接触モードで動作される場合に、患者の着衣の一部分は、クランプ６１０のアーム６０１Ａ、６０１Ｂの間で握られ、センサ部６０４の近接面６１４は、患者の着衣の上面に直接配置され得る。これにより、容量センサ素子６０６は、患者の心筋活動に関連する電界を感知し、対応する信号をケーブル６２４の１以上の導体上に提供することが可能になり、対応する信号は、ＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達され得る。ケーブル６２４は、上記のケーブル１０６の１つを有していてもよい（例えば、図４Ａ参照）。
【0048】
一部の実施形態において、センサ部６０４は、クランプ部６０２に取り外し可能に取り付けられるため、任意選択で、センサ部６０４を電界感知接触モードで使用するためにクランプ部６０２（図６Ｂ）から取り外すことができる（図６Ｂ）。より詳細には、図６Ａと図６Ｂとを比較することによって分かるように、センサ部６０４は、単一の電極ユニット６００を提供するためにクランプ部６０２に取り付けることができ（例えば、図示する実施形態の特定の場合において空洞６１８に保持する）、センサ部６０４は、センサ部６０４を分離して設けるためにクランプ部６０２から取り外すこともできる。センサ部６０４をクランプ部６０２から分離した場合、センサ部６０４の近接面６１４は、容量センサ素子６０６が接触モードで患者の心筋活動に関連する電界を感知できるようにし、ＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達される対応する信号をケーブル６２４の導体の１つまたは複数上に提供するために、患者の皮膚と接触するように配置することができる。
【0049】
電極ユニット６００を電界感知接触モードで動作させるためにセンサ部６０４をクランプ部６０２から取り除くことは必須ではない。一部の実施形態において、電極ユニット６００（クランプ部６０２とセンサ部６０４とを含む）は、センサ部６０４の近接面６１４が患者の皮膚に隣接するように配置することができる。例えば、図６Ｂに示すように、空洞６１８（センサ部分６０４が保持される）は、その周辺端部の周りにリム６１８Ａを備えるが、リム６１８Ａは、センサ部６０４の近接面６１４が患者の皮膚に直接接触することを可能にする開口６１９を画定する。この構成により、容量センサ素子６０６は、センサ部６０４がクランプ部６０２に取り付けられている場合でも、電界感知接触モードで患者の心筋の電気的活動に関連する電界を感知する（および対応する信号をケーブル６２４上のＥＣＧベース・ユニットに提供する）ことができる。
【0050】
センサ部６０４および／またはクランプ部６０２は、センサ部６０４をクランプ部６０２に取り付けた状態で維持するための固定機構６１６を有してもよい。図６Ａ、６Ｂの実施形態において、センサ部６０４は、クランプ部６０２の空洞６１８内に受けられ、ばね付勢固定機構６１６がセンサ部６０４の末端面６２０の端部に（図示する実施形態の場合、半径方向内向きに）わたって延在する。ばね付勢固定機構６１６がセンサ部の末端面６２０の端部にわたって延在する場合、固定機構６１６は、空洞６１８内で（リム６１８Ａに対して）センサ部６０４を保持し、それにより、センサ部６０４をクランプ部６０２に固定して取り付ける。センサ部６０４をクランプ部６０２から取り外すために、操作者は、固定機構６１６をばね付勢に対してスライドさせて（図示する実施形態の場合、半径方向外向きに）、センサ部６０４を空洞６１８から取り外すことができる。一部の実施形態は、複数のばね付勢固定機構６１６を有してもよい。一部の実施形態において、センサ部６０４は、異なる追加のまたは代替の固定機構を使用してクランプ部６０２に固定され得る。図示する実施形態において、センサ部６０４が空洞６１８内に配置されているとき、センサ部６０４に取り付けられたケーブル６２４がクランプ部６０２の空洞６１８の側壁に形成されたチャネル６１１を通過する。他の諸実施形態において、ケーブル６２４は、センサ部６０４がクランプ部６０２に取り付けられている場合に、異なるフィーチャを通過することができる。
【0051】
一部の実施形態において、電極ユニット６００が電界感知接触モードで使用されている場合に、電極ユニット６００（または電極ユニット６００のセンサ部６０４）は、接着テープ、接着ステッカ、吸引機構または他の手段を使用して患者の皮膚に接着してもよい。例えば、両面接着ステッカまたはテープを、患者の皮膚と電極ユニット６００（または電極ユニット６００のセンサ部６０４）との間に貼って、電極ユニット６００（または電極ユニット６００のセンサ部６０４）を患者の皮膚に接着結合する。同様に、接着テープを、電極ユニット６００の上面に貼り付けて、患者の皮膚に接触して電極ユニット６００をテープ貼りし、電極ユニット６００が電界感知接触モードで使用されることを可能にする。一部の実施形態において、電極ユニット６００（または電極ユニット６００のセンサ部６０４）は、吸引器（図示せず）に流体結合された吸着カップまたは吸着ホール（図示せず）を有してもよい。吸引器は、患者の皮膚上に吸着カップ／ホールを配置する前に押しつぶすことができる。吸着カップ／ホールを皮膚上に配置し、吸引器を開放して吸着カップ／ホールと皮膚との間に吸引接続を生じることにより、電極ユニット６００（または電極ユニット６００のセンサ部６０４）を患者の皮膚に対して保持する。一部の実施形態において、１片のテープをテープの最終部分を患者の皮膚から離して延ばして患者の皮膚に貼り付けてもよい。次に、テープの最終部分をセンサ部６０４の側面６１５に接着させることができる、またはテープの最終部分をクランプ６１０のアーム６１０Ａ、６１０Ｂの間につかませて、患者の皮膚に対して電極ユニット６００（または電極ユニット６００のセンサ部６０４）を保持するのを助け、それにより、電界感知接触モードでの動作を促進することができる。
【0052】
上述したように電界感知非接触モードおよび電界感知接触モードで動作することに加えて、電極ユニット６００は、電流感知モードでも動作する。さらに詳細には、クランプ部６０２とセンサ部６０４の少なくとも一方は、電極ユニット６００が電流感知モードで動作することを可能にする抵抗センサ素子６０８（図６Ｂ）に電気的に接続するための機構を有する。図示する実施形態において、電極ユニット６００のセンサ部６０４は、抵抗センサ素子６０８上の相補スナップ機構６２６に接続するためのスナップ機構６２２を有する。図示する実施形態において、スナップ機構６２２は、センサ部６０４の末端面６２０上に配置される。他の実施形態において、スナップ機構６２２は、センサ部６０４および／またはクランプ部６０２の他の面（複数可）上に配置してもよい。スナップ機構６２２は、ケーブル６２４内の１以上の導体と電気的に接触するので、信号は、ケーブル６２４を介してＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達され得る。スナップ機構６２２と電気的に接触するケーブル６２４の導体は、容量センサ素子６０６と電気的に接触する同一のケーブル６２４の導体でよい（が同一のケーブル６２４の導体でなくてもよい）。
【0053】
図７Ａに、各々が対応するスナップ機構６２６Ａ、６２６Ｂ、６２６Ｃ（集合的に、また、個別に、スナップ機構６２６という）を有する異なる形状およびサイズの様々な抵抗センサ素子６０８Ａ、６０８Ｂ、６０８Ｃ（集合的、また、個別に、抵抗センサ素子６０８という）を示す。現在の北米業界標準では、抵抗センサ素子のスナップ機構６２６はオスのスナップ機構６２６である。したがって、電極ユニット６００のスナップ機構６２２は、抵抗センサ素子６０８のオスのスナップ機構６２６に嵌合するようなサイズおよび形状になったメスのスナップ機構を備え得る。スナップ機構６２２，６２６は、互いに相補するため、係合したときに、スナップ機構６２２、６２６の一方または両方にわずかな変形があり、それにより、その変形に関連する抵抗力がスナップ機構６２２、６２６を互いに固定させる傾向になる。
【0054】
使用において、抵抗センサ素子６０８は、スナップ機構６２２、６２６の接続により電極ユニット６００に接続され、次いで、スナップ機構６２６に対向する抵抗センサ素子６０８の側が電流感知接触モードで動作するために患者の皮膚に接着される。一般的には、抵抗センサ素子６０８は、このために使用され得る接着性の「剥離紙をはがすと貼れる」種類のバッキングを有する。抵抗センサ素子６０８によって検出された心筋の電気的活動の信号は、スナップ機構６２２、６２６の間の接触により、ケーブル６２４およびＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達される。電流感知モードで動作している場合に、電極ユニット６００のセンサ部６０４は、上記において説明したのと同様に、電極ユニット６００のクランプ部６０２から取り外すことができる。しかし、これは必須ではなく、電極ユニット６００は、センサ部６０４をクランプ部６０２に接続して、電流感知モードで動作してもよい。
【0055】
スナップ機構６２６を有する抵抗センサ素子６０８は、共通であるが、抵抗センサ素子の唯一の種類ではない。図７Ｂは、患者の皮膚に接着され得る（例えば、剥離紙をはがすと貼れる種類の接着剤または適切な外部接着剤により）活性面６３２を有する別の種類の抵抗センサ素子６３０を示す。抵抗センサ素子６０３は、タブ６３４も有し、活性面６３２が患者の皮膚に接着されたときに、タブ６３４を患者の身体から離して曲げることができる（または他の方法で延ばすことができる）ようになる。マルチモード電極ユニット６００は、抵抗センサ素子６３０により電流感知接触モードで機能することもできる。さらに詳細には、抵抗センサ素子のタブ６３４は、クランプ６１０のアーム６１０Ａ，６１０Ｂの間に固定され得る。クランプ６１０の係合面の一方または両方には、電気的接点６３６Ａ，６３６Ｂ（集合的、また、個別に、クランプ接点６３６という）を設けることができる。クランプ接点６３６は、電極ユニット６００とケーブル６２４の導体とを通じて電流感知接触信号をＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝送するために電気的に接続され得る。
【0056】
図示する実施形態の場合、クランプ接点６３６は、（例えば、クランプ６１０の一方または両方のアーム６１０Ａ、６１０Ｂ内の適切なワイヤまたは他の導体を介して）電気接点６３８と電気的に接触する。電気接点６３８は、任意の適切な電気接点ピン、プレート、ソケット、シュー等を有することができる。図示する実施形態において、電気接点６３８は、空洞６１８の側壁上に配置される。センサ部６０４には、ケーブル６２４の導体の１つと電気的に接触する相補型電気接点（図示せず）を設けることができる。センサ部６０４における電気接点は、電気接点６３８と相補でよく、任意の適切な電気接点ピン、プレート、ソケット、シュー等を有することができる。一部の実施形態において、接点６３８およびセンサ部６０４内の接点の一方または両方は、ばね荷重式であってよい。センサ部６０４がクランプ部６０２に接続されている（例えば、センサ部６０４が図示する実施形態の図６Ａに示すように空洞６１８内に配置されている）場合に、センサ部６０４の電気接点シューは、クランプ部６０２の電気接点シュー６３８と電気的に接触するため、クランプ部６０２の電気接点シュー６３８とセンサ部６０４の電気接点シューとを通じてケーブル６２４の導体およびＥＣＧシステムのベース・ユニットとのクランプ接点６３６からの電気的接触を完了する。このようにして、電極ユニット６００は、抵抗センサ素子６３０により電流感知接触モードで動作し、心臓活動の信号をＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達することができる。
【0057】
図６Ａ、６Ｂの実施形態の電極ユニット６００において、クランプ６１０は、２つの機能を果たす。上記のように、クランプ６１０は、電流感知素子６３０に取り付けるために使用することができるので、電極ユニット６００は、電流感知モードで動作することができる。または、クランプ６１０は、電極ユニット６００が電界感知非接触モードで動作される場合に、電極ユニット６００を着衣に取り付けるために使用することができる。他の実施形態において、別個のクランピング構造をこのような機能の各々に設けることができる。
【0058】
図６Ａおよび６Ｂの図示する実施形態において、センサ部６０４は、クランプ部６０２のアーム６１０Ａ、６１０Ｂの間の場所においてクランプ部６０２に接続される。これは必須ではない。一部の実施形態において、センサ部６０４は、クランプ部６０２上の他の場所に接続され得る。非限定例として、センサ部６０４は、クランプ部６０２のアーム６１０Ａ、６１０Ｂの一方の外側に、またはクランプ部６０２のアーム６１０Ａ、６１０Ｂの一方の内側に接続され得る。すなわち、センサ部６０４が、アーム６１０Ａ、６１０Ｂの間に配置されないようにされる。図示する実施形態において、センサ素子６０２は、全体的に断面が丸い。他の実施形態において、センサ素子６０２は、適合させた形状（すなわち、一方のその側壁６１５からの突起と空洞６１８の側壁内の対応する溝またはその逆）または何らかの他の断面形状を有することができる。これは、電気接点シュー６３８とセンサ部６０４上の相補電気接点シューとの間の整合を確実に行うのに役立つことができる。
【0059】
上記の図６Ａおよび６Ｂの説明において、抵抗センサ素子６０８、６３０からのおよび容量センサ素子６０６からの信号は、ケーブル６２４を介してＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達される。ケーブル６２４は、上記のケーブル１０６の１つを有することができる。ケーブル６２４は、対応するコネクタ１０８（例えば、図４Ａ参照）を使用してベース・ユニットに接続され得る。コネクタ１０８は、多導体（例えば、多ピン）コネクタを有することができる。このような導体／ピンは、制限なく、接地ピンと、（例えば、１つのピンがスナップ機構６２２に接続された、１つのピンがクランプ接点６３６に接続された、または１つのピンがスナップ機構６２２とクランプ接点６３６の両方に接続された）１つまたは複数の電流感知信号ピンと、（例えば、電界感知素子６０６に接続された）１つまたは複数の電界感知信号ピンとを有することができる。一部の実施形態において、電界感知素子６０６と、スナップ機構６２２およびクランプ接点６３６との両方からの信号は、コネクタ１０８の同じピンに接続することができる。ケーブル６２４およびコネクタ１０８は、電極ユニット６００からの追加の情報を伝達するための追加のピンを有することができる。例えば、ケーブル６２４は、導体を有することができ、コネクタ１０８は、以下に説明するように、動作モードの電極ユニット６００を決定するのを支援する近接センサ（複数可）からの信号のためのいくつかのピンを有することができる。図４Ｄにおいて上述したように、電極ユニット６００は、信号が電極組立品４０４からＥＣＧシステムのベース・ユニットに無線で伝達される電極組立品４０４の一部として提供され得る。このような実施形態において、ケーブル６２４は、電極組立品４０４の信号処理構成部品４０６への適切な電気接点とみなすことができる。図４Ｄを参照のこと。
【0060】
ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００の電極ユニット１０４がマルチモード電極ユニット６００によって提供される場合、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００は、異なるモードで動作する電極ユニット６００とともに動作してもよい。非限定例として、電極ユニット１０４Ａ，１０４Ｂは、電界感知非接触モード（すなわち、着衣の上）、電界感知接触モード（すなわち、直接患者の皮膚に対して）および電流感知モードの任意の所望の組合せまたは順序の並び替えで動作することができる。同様に、コネクタ１０８に接続された電極ユニット１０４Ｃおよび任意の追加の電極ユニットの各々は、電界感知非接触モード、電界感知接触モードおよび電流感知モードのうちの任意の所望の１つで動作することができる。
【0061】
特定のＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００内で異なる動作モードで電極ユニット１０４を動作すると、異なる振幅を有する対応する電気信号５０２を生じさせることができる（図５Ａ、５Ｂ参照）。例えば、電流感知モードで動作する電極ユニット１０４は、一般的には、電界感知モードで動作する電極ユニット１０４より桁違いに大きい信号５０２を提供する。同様に、電界感知接触モードで動作する電極ユニット１０４は、電界感知非接触モードで動作する電極ユニット１０４よりわずかに強い（例えば、１０％〜５０％）信号５０２を生じる。異なる振幅を有する信号５０２は、ＥＣＧ誘導を決定する前の信号（または他の組合せ、もしくは異なる信号）を正規化するために（例えば、信号処理ハードウェア１１４によって）拡大・縮小等をすることができる。適切な倍率は、所定のパラメータ、ユーザ設定可能なパラメータ、システム構成可能なパラメータであるか、またはその場しのぎで決定することができる。一非限定例において、デジタル信号プロセッサ５１０（図５Ａ）は、各電極ユニット１０４からの各信号の振幅（例えば、最大および最小レベル）を決定するように、また、この情報を使用して、様々な電極からの信号を拡大・縮小し、少なくとも略同一の振幅を有するように信号を正規化するように構成され得る。別の一非限定例において、アナログ信号調整回路５１２（図５Ｂ）内の増幅器または自動利得制御回路（ＡＧＣ）は、異なるモードで動作する電極ユニットからの信号を正規化するために、適切な所定の倍率（複数可）により異なるモードで動作する電極ユニットからの信号を拡大・縮小してもよい。一部の実施形態において、拡大・縮小は非線形であってよい。
【0062】
一部の実施形態において、電極ユニット１０４の動作モードを決定するので、それらの対応する信号に適当な調整をしてからＥＣＧ誘導（または他の組み合わせ、もしくは異なる信号）を生成することができることが望ましいことがある。例えば、１つの電極ユニット１０４が電界感知モードで動作され、別の電極ユニット１０４が電流感知モードで動作される場合、同じ桁を有するように信号を拡大・縮小することが望ましいことがある。
【0063】
図６Ａおよび６Ｂに関して上述したように、一部実施形態において、電極ユニット６００の異なる動作モードからの信号は、コネクタ１０８の異なるピンを通じてケーブル６２４の異なる導体上で伝達され、ＥＣＧシステムのベース・ユニットに伝達され得る。このようにして、ＥＣＧシステムは、その電極ユニット１０４の各々の動作モードを伝えることができ得る。一部の実施形態において、操作者は、さらに、または、あるいは、（例えば、ユーザ入力部１３２を介して）ＥＣＧシステムに情報を提供して、ＥＣＧシステムがどの電極ユニット１０４がどの動作モードで動作しているのかを決定することを可能にする。一部の実施形態において、各電極ユニット１０４からの信号の強度は、さらに、または、あるいは、各電極ユニット１０４の動作モードを決定するためにＥＣＧシステムによって使用され得る。例えば、特定の閾値を超える振幅を有する信号は、動作の電流感知モードを示すことができる。
【0064】
一部の実施形態において、１以上の追加のセンサ（図示せず）は、さらに、または、あるいは、動作のモードの決定を支援するために電極ユニット１０４に組み込むことができる。例えば、１以上の第１の近接センサは、抵抗センサ素子（例えば、スナップ機構６２２に接続された抵抗センサ素子６０８またはクランプ６１０のアーム６１０Ａ、６１０Ｂの間に固定された抵抗センサ素子６３０）の存在を検出するために電極ユニット１０４内に配置され得る。１以上の第１の近接センサが抵抗センサ素子を検出した場合、ＥＣＧシステムは、電極ユニット１０４が電流感知モードで動作していると断定することができる。１以上の第２の近接センサを、患者の皮膚の近接を検出するために電極ユニット１０４内に配置することができる。１以上の第２の近接センサが、患者の皮膚がある一定の閾値距離内にあることを検出し、１以上の第１の近接センサが抵抗センサ素子を検出しなかった場合、ＥＣＧシステムは、電極ユニット１０４が電界接触モードで動作していると断定することができる。他方、１以上の第２の近接センサが、患者の皮膚が閾値距離の外側にあることを検出し、１以上の第１の近接センサが抵抗センサ素子を検出しなかった場合、電極ユニット１０４が電界非接触モードで動作しているとみなすことができる。一部の実施形態において、１以上の第２の近接センサは、電極ユニットのクランプ部の存在を検出するように構成することができ（以下により詳細に説明する）、クランプ部が十分に近接している場合に、電極ユニット１０４が電界感知非接触モードで、またはクランプ部が十分に遠く離れているとき電界感知接触モードで動作していると断定することができる。
【0065】
近接センサの使用は、電極ユニット１０４の動作モードを決定するためのただ１つのセンサに基づく技法を表すだけである。近接センサ以外のセンサが、さらに、または、あるいは、電極ユニット１０４の動作モードの決定を支援するために使用され得る。例えば、適切な電気接点センサ（例えば、マイクロスイッチ）等が抵抗センサ素子および／または着衣の存在を検出するために使用され得る。例えば、適切な近接センサ、マイクロスイッチ、電気接点センサ等が、クランプ６１０が閉じているかどうかを検出するのに使用され、抵抗センサ素子または着衣がクランプ６１０に保持されているかどうかを決定するために使用され得る。
【0066】
上述したように、電極ユニット６００は、電極ユニット６００が電界感知モードで動作することを可能にする容量センサ素子６０６を有する。図８は、特定の一実施形態による図６Ａ、６Ｂの電極ユニット６００に使用され得る容量センサ素子６０６の展開断面図である。容量センサ素子６０６は、図６Ｂに示す近接面および末端面６１４、６２０に対応する近接面および末端面６１４、６２０を有する。容量センサ素子６０６の主センサは、局部電界に対して感受性がある動電型センサ６５０を有する。適切な動電型センサ６５０の一非限定例は、例えば、特許文献１に記載されている。適切な動電型センサ６５０の別の一非限定例は、英国のＰｌｅｓｓｅｙ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ Ｌｔｄ．から販売されているＮｏ．ＰＳ２５２０５Ｂという番号のセンサである。
【0067】
図８の実施形態の容量センサ素子６０６は、以下のいくつかの構成部品と層とを有する。・動電型センサ６５０の電磁信号感度を増大させ、また、動電型センサ６５０の信号分解能を向上させるためにアンテナとして機能するアンテナ構成部品６５２。図示する実施形態のアンテナ構成部品６５２は、ＰＣＢコア６５４を有する。ＰＣＢコア６５４の内側において、アンテナ構成部品６５２は、（以下に説明する）動電型センサ６５０と直接電気的に接触する金属被覆の層（例えば、はんだめっき導体）６５６を有する。ＰＣＢコア６５４の外側において、アンテナ構成部品６５２は、金属被覆の層（たとえば、はんだめっき導体）６５８を有し、金属被覆の層６５８は、次いで薄い非導電性保護（例えば、はんだマスク）層６６０が被覆される。内側および外側金属被覆層６５６、６５８は、適切な場所に設けられる導電性バイア６６２によって互いに電気的に接続される。外側の金属被覆層６５８は、外側金属被覆層６５８をセンサ・ハウジング６５９から絶縁するためにその横方向端部６５８Ａにおいて横方向に（例えば、１〜５ｍｍ）凹ませることができる。金属被覆層６５８（および、場合により金属被覆層６５６）は、動電型センサ６５０の感知面と電気的に接触するアンテナの放射素子として機能することができる。金属被覆層６５８および、場合により金属被覆層６５６（すなわち、アンテナ構成部品６５２の放射素子）は、動電型センサ６５０の感知面の表面積より大きい表面積を有することができる。一部の実施形態において、アンテナ構成部品６５２の外側周辺リムには、リム６１８Ａ（図６Ｂ参照）の厚さに対応するために、階段状の輪郭（例えば、図８の左から右の寸法において厚さがより薄い外側周辺リム）を設けることができる。
・センサ位置決め層６６４が、アンテナ層６５２の内側に使用することができ、動電型センサ６５０の適正な配置および／または向きを確実にするために、図示する切欠き６６６を設けることができる。センサ位置決め層６６４は、適切な非導電性ＰＣＢ材料またはエッチング除去された銅層を有する単層ＰＣＢ基板を備えることができる。
・動電型センサ６５０を保持するセンサ保持層６６８。センサ保持層６６８は、センサ保持ＰＣＢを備えることができる。センサ保持層６６８は、動電型センサ６５０をはんだ付けするために適切なはんだ可能接点を提供し、下記の主ＰＣＢ層６７２に適切な電気的接続を提供することができる。一部の実施形態において、センサ保持層６６８および主ＰＣＢ層６７２は、センサ素子６０６が組み立てられたとき嵌合する相補型（例えば、オスとメスの）電気接点および／またはコネクタ構成部品（図示せず）を備えることができる。
・圧縮力を提供し、アンテナ層６５２の内側金属被覆層６５６と動電型センサ６５０との間に適正な電気接触を促進する絶縁層６７０。絶縁層６７０は、例えば、Ｅｔｈａｆｏａｍ（商標）材料を備えることができる。（上述したように）絶縁層６７０は、センサ保持層６６８と主ＰＣＢ層６７２との間の電気的接続を可能にする切欠き部（図示せず）を備えることができる。
・容量感知素子６０６の動作のために電子回路（例えば、増幅器、他の信号調整構成部品等）を収納する主ＰＣＢ層６７２。主ＰＣＢ層は、上記の図６Ａおよび６Ｂに関連して説明したケーブル６２４に電気的接点を提供することができる。
・末端面６２０として機能する末端構成部品６７４。末端構成部品６７４は、電気雑音遮蔽を提供することができる金属被覆層６７６を備えることができる。図示する実施形態において、金属被覆層６７６は、末端構成部品６７４の外側に設けられる。
・抵抗センサ素子６０８の相補スナップ機構６２６に接続するためのスナップ機構６２２。図示する実施形態において、スナップ機構６２２は、メスのスナップ機構を備えることができる。しかし、他の実施形態において、スナップ機構６２２は、オスのスナップ機構を備え得る。上述したように、スナップ機構６２２はケーブル６２４内の導体に電気的に接続され得る。スナップ機構６２２は、金属被覆層６７６の適切なエッチングまたは他の何らかの適切な絶縁技法により、金属被覆層６７６から電気的に絶縁され得る。
【0068】
特定の実施形態によるＥＣＧシステム（例えば、システム１００、２００、３００、４００）は、周囲電気雑音の影響を低減するための機構を含むことができる。より詳細には、特定の実施形態によるＥＣＧシステムは、接地ストラップ（図示せず）または右脚電極（図示せず）の一方または両方を有することができる。このような接地ストラップまたは右脚電極は、受信された電気的心臓活動信号に対する周囲電気雑音の衝撃を低減するために、上記の電極ユニット１０４において実施される接地技法に加えて、および／または信号処理構成部品によって提供されるフィルタリング技法に加えて、使用することができる。周囲雑音源によっては（例えば、６０Ｈｚまたは５０Ｈｚのいずれかであり得る電力線ハム）、ＥＣＧシステムの信号処理回路を使用することによって効果的にフィルタリングするには余りに強すぎることがある。したがって、一部の実施形態において、接地ストラップまたは右脚電極の一方または両方を、後続の信号処理のために信号対雑音比を増大させるのに使用することができる。
【0069】
接地ストラップは、患者の安全のために電流の流れを制限しながら、ベース・ユニット１０２の電源（例えば、電池（図示せず））の負側を患者の皮膚につなげるために設けることができる。このような接地ストラップは、電子技術研究所および／または電子機器製作施設で使用される接地ストラップに類似であってもよく、患者の皮膚に触れるように身に着けて、周囲電気雑音の除去（例えば、電極ユニット１０４に関連する増幅器の共通モードの除去）に有効であることがある。
【0070】
右脚駆動（ＲＬＤ）電極を、同相雑音を補償するために周囲電気雑音と同じ振幅の「反転した」極性の雑音を患者の皮膚に投入するのに実施することができる。ＲＬＤ回路は、皮膚に投入した雑音信号が安全性限界を超えることを防止するために反転増幅器と、フィルタと、安全制限抵抗器とを備えることができる。このＲＬＤ電極は、反転した周囲雑音をシステムに投入するために皮膚に触れても触れなくてもよい。ＤＳＰは、少なくとも部分的に周囲雑音を除去し、それによって、信号対雑音比を増大させるために、ＲＬＤ電極からの反転した周囲雑音信号を使用することができる。ＲＬＤ電極は、上記の電極ユニット６００に類似した物理的特性を備えることができ、患者の着衣等に取り付けるためにクランプ部６０２に類似したクランプ部を備えることができる。
【0071】
一部の実施形態において、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００（図４Ａ〜４Ｄ）は、使用し運ぶのに好都合である携帯可能なおよび軽量のシステムである。例えば、これらは、手で持ち運べるくらい小型なので、患者の家または他の何らかの場所であり得る患者の現在の場所に容易に運ぶことができる。一部の実施形態において、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００は、携帯用バッグまたはポケット内に納まる程度に小さくなるように設計することができる。
【0072】
いくつかの例示的な態様および実施形態について上記において説明したが、当業者であれば、若干の修正、順序の並び替え、追加およびそれらの部分的組合せについて考え得るであろう。例えば、・図６Ａおよび６Ｂの図示する実施形態において、ケーブル６２４は、センサ部６０４に永久に取り付けられているものとして示されている。これは必須ではない。一部の実施形態において、ケーブル６２４は、クランプ部６０２に取り付け、センサ部６０４の出力部（例えば、感知された信号）は、クランプ部６０２とセンサ部６０４との間の適切な電気接点（複数可）によってケーブル６２４に接続することができる。一部の実施形態において、抵抗センサ素子との接続部（例えば、スナップ機構６２２および／またはクランプ接点６３６）は、センサ部６０４を必要とすることなく、クランプ部６０２を通ることができる。
・一部の実施形態において、電極ユニット６００のクランプ部６０２は、耐菌性材料（例えば、適切なプラスチック等）から製作することができる。
・一部の実施形態において、ＥＣＧシステム１００、２００、３００、４００は、ディスプレイ１２０上に心臓形図形を表示し、ＥＣＧデータにより心臓形図形がＥＣＧデータで検出された実際の心筋活動を模倣していると解釈するように構成することができる。
・一部の実施形態において、マルチモード電極ユニット６００（または本明細書において説明されたマルチモード電極ユニット６００の任意の変形）は、例えば、従来の電極ユニットに代わりに、先行技術のＥＣＧシステムに接続することができる。このようにして接続された場合、先行技術のＥＣＧシステムによって使用可能な形式の電極ユニット６００から出力信号を送るために適切なアダプタを使用することができる。
・一部の実施形態において、本明細書において説明された様々な電極ユニットに関連するケーブル（例えば、ケーブル１０６、ケーブル６２４）は、引き込み可能にすることができ、例えば、ベース・ユニット内または電極ユニットのハウジング内に収納することができる。
・一部の実施形態において、容量センサ素子６０６（図６Ａ，６Ｂ参照）を有する電極ユニットを、血圧計カフに組み込み、電界感知接触または電界感知非接触モードで心筋の電気的活動を感知するために血圧計カフを介して患者の身体に取り付けることができる。
【0073】
したがって、特許請求の範囲は、例において記載された実施形態によって限定されないが、全体として説明に合った最も広い解釈を与えることを意図している。