JPH0775623B2 - ペースメーカパルス検出回路 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はペースメーカパルス検出
回路に関し、特に人工ペースメーカ装置が埋め込まれて
いる患者、すなわち被検者からの心電図情報を入力とす
るペースメーカパルス検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、心電図解析装置においては、被検
者に装着された電極から入力される心電図情報を検出
し、これを光通信等で本体側に送って解析が行われてい
た。この場合、測定中に電極から入力された信号はメイ
ンアンプ部等で増幅された後、アナログ／ディジタル
（Ａ／Ｄ）変換されてデータとしてメモリに順次保持さ
れている。また、ペースメーカパルスの有する周波数成
分である１〜１０［ＫＨｚ］部分が抽出された後、その
レベル判定が行われ、一定レベルを越えた部分のみが検
出されたパルスとされ、メモリ内のデータのうちそのパ
ルスの部分に該当するデータがペースメーカパルスとし
て本体側に送られていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】以上の処理については
ハードウェアで実現されているため、測定中に１〜１０
［ＫＨｚ］の高周波ノイズが混入した場合には、ペース
メーカパルスを誤って検出してしまうことがあった。そ
の１〜１０［ＫＨｚ］の高周波ノイズは、メインアンプ
部の周波数特性により減衰されてしまう。そのため、本
体側のプリンタ（レコーダ）の印字結果にはノイズとし
ては現れないため、ノイズによる誤検出と判断できず、
実際には心電図信号のパルスがない部分であるにもかか
わらずパルスがあるものとして誤った診断が行われてし
まうという欠点があった。

【０００４】ここで、人工ペースメーカ装置の動作の正
常性を判断する方策として、特開平２―３０２２７４号
公報に記載されている技術がある。この技術は心電図波
形上でのペースメーカパルスとＰ波あるいはＲ波との時
間間隔を計算して予め設定されている期待値と比較する
ものであり、人工ペースメーカ装置自体の動作が正常か
否を判断するものである。したがって、ペースメーカパ
ルスの検出処理が正常に行われていることが前提であ
り、この技術を用いたとしても上記ノイズが混入した場
合には依然として誤った診断が行われてしまうという欠
点があった。

【０００５】本発明は上述した従来の欠点を解決するた
めになされたものであり、その目的は高周波ノイズが混
入しても誤った診断の行われることのないペースメーカ
パルス検出回路を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によるペースメー
カパルス検出回路は、上述した従来の課題を解決するた
めに、入力信号のレベルが所定の閾レベルより大きいか
否かを判断する手段と、前記入力信号のうち前記閾レベ
ルより大きいと判断された部分に対応するパルスを出力
するパルス出力手段と、この出力手段からの各出力パル
スのパルス幅及びパルス間隔の値を所定の期待値と比較
判定する判定手段とを有し、前記出力パルスのうち前記
判定手段により正当であると判定されたもののみをペー
スメーカパルスとして取扱うようにしたことを特徴とす
る。

【０００７】

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図１は本発明によるペースメーカパルス検出回路の
一実施例の構成を示すブロック図である。図において、
本発明の一実施例によるペースメーカパルス検出回路
は、被検者に装着された電極からの信号はプリアンプ１
で増幅された後、さらにメインアンプ２で増幅されてＡ
／Ｄ変換回路３に順次入力される。このＡ／Ｄ変換回路
３でディジタル化されたデータはＣＰＵ４の制御によっ
てメモリ５に順次入力され保持される。メモリ５に保持
されたデータについては、心電図信号のパルスに該当す
る部分のみを図示せぬ本体側に送出しなければならず、
このために図中のａ部及びｂ部が設けられている。

【０００８】ａ部は、プリアンプ１で増幅後の信号につ
いてその１〜１０［ｋＨｚ］の信号を出力する高域通過
フィルタ（ＨＰＦ）６と、このフィルタ通過後の信号を
所定の閾レベルと比較するコンパレータ７と、その閾レ
ベルを越えた部分の信号の遷移タイミング応答して所定
幅のパルスを出力するワンショット回路８とを含んで構
成されている。ワンショット回路８の出力パルスはｂ部
に入力される。

【０００９】ｂ部は、ワンショット回路８の出力パルス
について、その立上り及び立下りタイミングを検出する
立上り立下り検出部９と、その検出結果をもとにそのパ
ルスが本来のペースメーカパルスによるものかノイズに
よるものかを判定するパルス判定部１０とを含んで構成
されている。そして、このｂ部は、ワンショット回路８
の出力パルスのパルス幅及びパルス間隔を求めて所定の
期待値と比較判定し、その判定結果をＣＰＵ４に送るの
である。ＣＰＵ４ではメモリ５内のデータのうち、その
判定結果により正当であると判定されたもののみを図示
せぬ本体側に送出するのである。

【００１０】このｂ部におけるパルス幅判定及びパルス
間隔判定の原理について図２及び図３を参照して説明す
る。これらの判定は、カウンタのカウント値が所定の期
待値の範囲内にあるか否かによって行われる。

【００１１】まず、図２を参照すると、これにはワンシ
ョット回路の出力パルスが示されており、同図（ａ）に
は正常なパルス幅の出力パルスｗ１が、同図（ｂ）には
高周波ノイズ等による正常でないパルス幅の出力パルス
ｗ２が示されている。すなわち、出力パルスｗ１につい
ては、パルス幅が期待値Ｗの範囲内にあるため正常と判
定される。これに対し、出力パルスｗ２については、ワ
ンショット回路から連続してパルスが出力された状態で
あり、個々のパルスの立上り及び立下りを検出できず、
パルス幅が期待値Ｗの範囲外であるため正常でないと判
定される。なお、Ｗの値については、ワンショット回路
においてその出力パルス幅が例えば３０〜４０［ｍＳ］
に設定されているときは、Ｗ＝４０［ｍＳ］とすれば良
い。

【００１２】次に、図３を参照すると、これにもワンシ
ョット回路の出力パルスが示されており、同図（ａ）に
は正常なパルス間隔の出力パルスｔ１が、同図（ｂ）に
は高周波ノイズ等による正常でないパルス間隔の出力パ
ルスｔ２が示されている。すなわち、出力パルスｔ１に
ついては、パルス間隔が期待値Ｔより大きいため正常と
判定される。これに対し、出力パルスｔ２については、
ワンショット回路から短時間間隔でパルスが出力された
状態であり、パルス間隔が期待値Ｔより小さいため正常
でないと判定される。なお、Ｔの値については、健常者
の最大心拍数を１２０程度と考え１５０以上を異常とし
た場合、Ｔ＝４００［ｍＳ］（６０／１５０［Ｓ］）と
すれば良い。

【００１３】以上の判定処理については、本実施例では
ファームウェアによるプログラムで実現され、ＣＰＵ４
によって実行されているものとする。

【００１４】次に、図１におけるｂ部の構成について説
明する。

【００１５】図４〜図９は、図１におけるｂ部をファー
ムウェアによるプログラムで実現した場合の処理手順を
示すフローチャートである。そして、図４及び図５に立
上り立下りの検出処理が示されており、図６〜図９にパ
ルス幅及びパルス間隔の比較判定処理が示されている。

【００１６】ここで、図４〜図９のフローチャートにお
ける略語の意味について図１０及び図１１を参照して説
明する。

【００１７】図１０にはｂ部からａ部に入力されるパル
スが示されている。図中のＰstatusはパルスのレベルを
示すものである。すなわち、Ｐstatus＝０のときレベル
「０」、Ｐstatus＝１のときレベル「１」であることを
示す。また、図中のＰrise-flgはパルスの立上りを検出
したと判断したときに「１」となるフラグであり、Ｐdo
wn-flgはパルスの立下りを検出したと判断したときに
「０」となるフラグである。つまり、Ｐstatusの値の変
化によってパルスの立上り又は立下りが検出でき、これ
によりＰrise-flg又はＰdown-flgの値が設定されるので
ある。

【００１８】一方、図１１にもｂ部からａ部に入力され
るパルスが示されている。図中のＰlcunt はあるパルス
の立下りから次のパルスの立上りまでの時間であり、Ｐ
cuntはあるパルスの立下りから次のパルスの立下りまで
の時間である。したがって、Ｐcuntによりパルス間隔が
判断でき、Ｐcunt−Ｐlcunt によりパルス幅が判断でき
る。

【００１９】まず、立上り立下りの検出処理について説
明する。

【００２０】図４において、ａ部の出力ポートの内容、
すなわちワンショット回路８の出力信号がサンプリング
される（ステップ４１）。このサンプリングはＣＰＵ４
によって２［ｍＳ］毎に行われる。つまり、図４〜図９
の処理は２［ｍＳ］周期で行われることになる。

【００２１】サンプリング結果についてパルスが検出さ
れたか否かが判断され（ステップ４２）、パルスが検出
されたときは、Ｐdown-flgの値を「０」にした後、Ｐst
atusが「１」か否かが判断される（ステップ４３→４
４）。Ｐstatusが「１」のときはＰrise-flgを「０」
（立上りなし）、Ｐstatusを「１」（レベル１）とし、
立上り立下りの検出処理が終了となる（ステップ４４→
４５→４７）。つまり、パルスが検出されていても、す
でにＰstatusが「１」のときは、レベルが「１」のまま
であると判断され、パルスの立上り点ではないものとし
てＰrise-flgは「０」となる。

【００２２】一方、Ｐstatusが「０」のときはＰrise-f
lgを「１」（立上りあり）、Ｐstatusを「１」（レベル
１）とし、立上り立下りの検出処理が終了となる（ステ
ップ４４→４６→４７）。つまり、パルスが検出されか
つＰstatusが「０」のときは、レベルが「０」から
「１」に変化したものと判断され、パルスの立上り点で
あるものとしてＰrise-flgの値が「１」に設定される。

【００２３】ステップ４２において、パルスが検出され
なかったときはＰstatusが「１」か否かが判断される
（図４のステップ４２→図５のステップ５１）。

【００２４】Ｐstatusが「１」のときはＰdown-flgの値
を「１」（立下りあり）にする（ステップ５１→５
２）。つまり、Ｐstatusが「１」であるにもかかわらず
パルスが検出されなかったときは、パルスのレベルが
「１」から「０」に変化したものと判断され、パルスの
立下り点であるものとしてＰdown-flgの値が「１」に設
定される。

【００２５】一方、Ｐstatusが「０」のときはＰdown-f
lgの値を「０」（立下りなし）にする（ステップ５１→
５３）。つまり、Ｐstatusが「０」であり、パルスが検
出されなかったときは、パルスのレベルが「０」のまま
であると判断され、パルスの立下り点ではないものとし
てＰdown-flgの値が「０」に設定される。

【００２６】Ｐdown-flgの設定が終わると、Ｐrise-flg
及びＰstatusが共に「０」（立上りなし、レベル０）に
設定された後、立上り立下りの検出処理が終了となる
（図５のステップ５４→図４のステップ４７）。

【００２７】次に、パルス幅及びパルス間隔の比較判定
処理について説明する。

【００２８】この処理は上記の図４及び図５の処理で検
出した立上り立下り点においてカウンタを動作・停止さ
せる等してＰcunt及びＰlcunt を算出するものである。
そして、パルス間隔及びパルス幅が期待値の範囲内の値
か否かを判定しているのである。以下の説明ではパルス
間隔の期待値のカウント値をＴ、パルス幅の期待値のカ
ウント値をＷとしている。なお、本例では１６ビットの
カウンタを用いるものとし、それがオーバフローした場
合の対策もなされている。

【００２９】まず、図６においてＰrise-flgの値が判断
される（ステップ６１）。

【００３０】Ｐrise-flgの値が「１」（立上りあり）な
らカウンタ（cunter）の値をＰlcunt に入れ、ＰＣＳ-f
lgを「０」に設定した後、カウンタを１インクリメント
する（ステップ６１→６２）。ＰＣＳ-flgはオーバフロ
ーしているときにカウンタをストップさせるためのフラ
グであり、その値が「１」のときオーバフローしている
ことを意味し、「０」のときオーバフローしていないこ
とを意味する。

【００３１】ステップ６２においてカウンタが１インク
リメントされた後、カウンタがオーバフローしたか否か
が判断される（ステップ６３）。カウンタがオーバフロ
ーしていない場合には、Ｐｍ-flgを「０」に設定して処
理が終了となる（ステップ６４→６６）。Ｐｍ-flgは正
当なパルスか否かを示すものであり、その値が「１」の
とき正当、「０」のとき正当でないことを意味する。つ
まり、この場合は正当なパルスでないものと判定され
る。

【００３２】ステップ６３においてカウンタがオーバフ
ローしている場合には、カウンタ及びＰlcunt の値を
「０」に設定した後、カウンタを１インクリメントして
処理が終了となる（ステップ６５→６６）。

【００３３】ステップ６１において、Ｐrise-flgの値が
「０」（立上りなし）ならＰdown-flgの値が判断される
（図７のステップ７１）。

【００３４】Ｐdown-flgの値が「１」ならカウンタの値
をＰlcunt に入れ、ＰＣＳ-flgを「０」に設定した後、
カウンタを「０」（リセット）にし、さらに１インクリ
メントする（ステップ７１→７２）。

【００３５】ここで、Ｐcuntの値、すなわちパルス間隔
が「０」ならＰｍ-flgを「０」に設定して（ステップ７
３→７４）処理が終了となる（図６のステップ６６）。

【００３６】Ｐcuntの値が「０」でなく、Ｐlcunt の値
が「０」ならば（ステップ７３→７５）、Ｐcuntの値が
カウント値０から期待値Ｗの間にあるか否かが判断され
る（ステップ７６）。その間にあれば、Ｐｍ-flgを
「１」に設定して処理が終了となる（ステップ７６→７
７→図６のステップ６６）。

【００３７】一方、その間になければ、そのまま処理が
終了となる（ステップ７６→図６のステップ６６）。

【００３８】Ｐcunt及びＰlcunt の値が共に「０」でな
い場合には、Ｐcunt−Ｐlcunt の値、すなわちパルス幅
がカウント値０から期待値Ｗの間にあるか否かが判断さ
れ（ステップ７３→７５→図８のステップ８１）、その
間にあれば今度はＰcuntの値、すなわちパルス間隔が期
待値Ｔより大きいか否かが判断される（ステップ８１→
ステップ８２）。

【００３９】Ｐcunt−Ｐlcunt の値がカウント値０から
期待値Ｗの間にあり、かつＰcuntの値が期待値Ｔより大
きい場合は、Ｐｍ-flgを「１」に設定して処理が終了と
なる（ステップ８３→図６のステップ６６）。つまり、
この場合は正当なパルスであるものと判定される。

【００４０】Ｐcunt−Ｐlcunt の値がカウント値０から
期待値Ｗの間にないか（ステップ８１→８４）、又はＰ
cuntの値が期待値Ｔより小さい場合（ステップ８２→８
４）は、Ｐｍ-flgを「０」に設定して処理が終了となる
（ステップ８４→図６のステップ６６）。つまり、この
場合は正当なパルスでないものと判定される。

【００４１】図７のステップ７１においてＰdown-flgの
値が「０」ならＰＣＳ flgの値が判断される（図９のス
テップ９１）。

【００４２】ＰＣＳ-flgの値が「１」ならば、Ｐｍ-flg
を「０」に設定して処理が終了となる（ステップ９１→
９５→図６のステップ６６）。つまり、この場合は正当
なパルスでないものと判定される。

【００４３】ＰＣＳ flgの値が「０」ならば、カウンタ
を１インクリメントした後、カウンタがオーバフローし
ているか否かが判断される（ステップ９１→９２→９
３）。カウンタがオーバフローしている場合には、ＰＣ
Ｓ-flgの値を「１」に設定した後カウンタを「０」に
し、Ｐｍ-flgを「０」に設定して処理が終了となる（ス
テップ９３→９４→９５→図６のステップ６６）。カウ
ンタがオーバフローしていない場合には、Ｐｍ-flgを
「０」に設定して処理が終了となる（ステップ９３→９
５→図６のステップ６６）。

【００４４】以上の判定処理によって正当なパルスであ
ると判断された部分のデータ、すなわち心電図情報のペ
ースメーカパルスに該当する部分のみがメモリ５から読
出されて図示せぬ本体側に送出されるのである。これに
より、高周波ノイズが混入した場合でも本体側において
誤診断されることはないのである。

【００４５】なお、以上の実施例におけるパルス幅やパ
ルス間隔の判定処理はファームウェアで実現している
が、これに限らずフリップフロップ等を用いたファーム
ウェアで構成できることは明らかである。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、パルス幅
やパルス間隔によって入力パルスを判定し、その判定結
果により正当であると判定されたパルスのみをペースメ
ーカパルスとして取扱うようにしたので、高周波ノイズ
が混入した場合でも誤診断されないという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるペースメーカパルス検出
回路の構成を示すブロック図である。

【図２】パルス幅の正常な場合と正常でない場合を示す
波形図である。

【図３】パルス間隔の正常な場合と正常でない場合を示
す波形図である。

【図４】図１のｂ部における立上り立下り判定処理手順
を示すフローチャートである。

【図５】図１のｂ部における立上り立下り判定処理手順
を示すフローチャートである。

【図６】図１のｂ部におけるパルス幅及びパルス間隔の
判定処理手順を示すフローチャートである。

【図７】図１のｂ部におけるパルス幅及びパルス間隔の
判定処理手順を示すフローチャートである。

【図８】図１のｂ部におけるパルス幅及びパルス間隔の
判定処理手順を示すフローチャートである。

【図９】図１のｂ部におけるパルス幅及びパルス間隔の
判定処理手順を示すフローチャートである。

【図１０】図４〜図９中の略語の意味の説明図である。

【図１１】図４〜図９中の略語の意味の説明図である。

【符号の説明】 １ プリアンプ ２ メインアンプ ３ Ａ／Ｄ変換回路 ４ ＣＰＵ ５ メモリ ６ 高域通過フィルタ ７ コンパレータ ８ ワンショット回路 ９ 立上り立下り検出部 １０ パルス判定部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力信号のレベルが所定の閾レベルより
   大きいか否かを判断する手段と、前記入力信号のうち前
   記閾レベルより大きいと判断された部分に対応するパル
   スを出力するパルス出力手段と、この出力手段からの各
   出力パルスのパルス幅の値を所定の期待値と比較判定す
   る判定手段とを有し、前記出力パルスのうち前記判定手
   段により正当であると判定されたもののみをペースメー
   カパルスとして取扱うようにしたことを特徴とするペー
   スメーカパルス検出回路。
2. 【請求項２】 入力信号のレベルが所定の閾レベルより
   大きいか否かを判断する手段と、前記入力信号のうち前
   記閾レベルより大きいと判断された部分に対応するパル
   スを出力するパルス出力手段と、この出力手段からの各
   出力パルスのパルス間隔の値を所定の期待値と比較判定
   する判定手段とを有し、前記出力パルスの各パルスのう
   ち前記判定手段により正当であると判定されたもののみ
   をペースメーカパルスとして取扱うようにしたことを特
   徴とするペースメーカパルス検出回路。