JP2010082362A - Ventricular volume measurement apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、心室容積測定装置に関するものである。 The present invention relates to a ventricular volume measuring device.
従来、一方が他方のn倍(ただし、nは2以上の整数である。)となるように設定された2つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を心室を挟んで配置された電流電極間に供給し、心室を挟んで配置された検出電極間に検出される電圧値を、合成交流電流の正負ピークで低周波数側の1周期の間に2n回取り込み、その電圧値に基づいて心室容積コンダクタンスを連続的に算出することで、心室容積の時間的変動を測定する心室容積測定装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, a current obtained by combining a synthetic alternating current obtained by synthesizing currents of two frequencies set so that one is n times the other (where n is an integer of 2 or more) with the ventricle interposed therebetween. A voltage value supplied between the electrodes and detected between the detection electrodes arranged across the ventricle is captured 2n times during one cycle on the low frequency side at the positive and negative peaks of the synthesized alternating current, and based on the voltage value There is known a ventricular volume measuring device that measures temporal variation of ventricular volume by continuously calculating ventricular volume conductance (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の心室容積測定装置は、心室容積コンダクタンスの測定に必要なサンプリング周期が低周波数側の電流の周期より大きい場合であっても、電流発生回路が常時作動して合成交流電流を供給しているため、消費電力が大きく、バッテリが消耗するという不都合がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、消費電力を低減し、バッテリの消耗を抑制して、体内に埋め込んだ場合であっても、長期にわたり持続的に使用することができる心臓容積測定装置を提供することを目的としている。
However, the ventricular volume measuring device disclosed in Patent Document 1 is configured so that the current generation circuit always operates and generates a combined alternating current even when the sampling period necessary for the measurement of the ventricular volume conductance is larger than the current period on the low frequency side. Since the power is supplied, there is a disadvantage that power consumption is large and the battery is consumed.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and can be used continuously over a long period of time even when it is embedded in the body while reducing power consumption and suppressing battery consumption. An object is to provide a heart volume measuring device.
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、心室を挟んで配置された2つの電流電極および2つの検出電極と、前記電流電極間に、一方が他方のn倍(ただし、nは2以上の整数である。)となるように設定された2つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を供給する電流制御部と、前記電流電極間に供給された合成交流電流と前記検出電極間で検出された電圧値とに基づいて心室容積を演算する心室容積演算部とを備え、前記電流制御部は、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合に、前記サンプリング周期のうち、低周波数側の電流の1周期分だけ合成交流電流を供給し、残りの期間は合成交流電流の供給を停止する心室容積測定装置を提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
In the present invention, two current electrodes and two detection electrodes arranged with the ventricle in between, and one between the current electrodes is n times the other (where n is an integer of 2 or more). Based on a current control unit that supplies a combined AC current obtained by combining currents of two frequencies set to, a combined AC current supplied between the current electrodes, and a voltage value detected between the detection electrodes A ventricular volume calculating unit that calculates a ventricular volume, and the current control unit is configured to select a low one of the sampling periods when a low-frequency current period is smaller than a sampling period necessary for measuring the ventricular volume. Provided is a ventricular volume measuring device that supplies a synthetic alternating current for one period of a frequency-side current and stops supplying the synthetic alternating current for the remaining period.
本発明によれば、電流制御部から電流電極に合成交流電流を供給し、検出電極間に現れる電圧に基づいて心室容積を演算することができる。合成交流電流は、1の周波数とそのn倍の周波数の2つの電流を合成して構成されており、高周波数側の電流の正負ピークの電圧値を低周波数側の1周期の間に2n回取り込むことで、心室容積を測定することができる。 According to the present invention, a synthetic alternating current is supplied from the current control unit to the current electrode, and the ventricular volume can be calculated based on the voltage appearing between the detection electrodes. The synthesized alternating current is composed by synthesizing two currents having a frequency of 1 and an n-fold frequency, and the voltage value of the positive and negative peaks of the current on the high frequency side is 2n times during one cycle on the low frequency side. By taking it in, the ventricular volume can be measured.
この場合において、心室容積の時間変化を測定するには、心室容積の測定に必要なサンプリング周期の間に低周波数側の1周期分測定すれば足りるので、本発明においては、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合には、低周波数側の電流の周期を超える時間については合成交流電流の供給を停止して、電力消費を最小限に抑制することができる。その結果、バッテリの消耗を抑制し、長期間にわたる持続使用が可能となる。 In this case, in order to measure the time change of the ventricular volume, it is sufficient to measure one period on the low frequency side during the sampling period necessary for the measurement of the ventricular volume. If the period is less than the sampling period required for ventricular volume measurement, the combined AC current supply is stopped for the time exceeding the current period on the low frequency side to minimize power consumption. Can do. As a result, battery consumption can be suppressed and continuous use over a long period of time can be achieved.
上記発明においては、前記電流制御部は、前記電流電極間への合成交流電流の供給開始時および電流の供給停止時における電流値が、合成交流電流の供給停止時の電流値と等しく、かつ、その一次微分値がゼロとなるように合成交流電流を供給することとしてもよい。
このようにすることで、合成交流電流の供給および停止によって、断続させられる合成交流電流に、供給開始時点および供給停止時点において高周波成分が含まれることを抑制し、簡易な回路で、かつ、少ない消費電力で合成交流電流を合成して供給することができる。その結果、バッテリの消耗をさらに抑制することができる。
In the above invention, the current control unit has a current value at the start of supply of the combined alternating current between the current electrodes and a current value at the stop of supply of current equal to a current value at the stop of supply of the combined alternating current, and It is good also as supplying a synthetic | combination alternating current so that the primary differential value may become zero.
By doing in this way, it is suppressed that a high frequency component is included in the synthetic | combination alternating current interrupted by the supply and stop of synthetic | combination alternating current at a supply start time and a supply stop time, and it is a simple circuit and few The synthesized alternating current can be synthesized and supplied with the power consumption. As a result, battery consumption can be further suppressed.
また、上記発明においては、前記電流制御部は、前記電流電極間への合成交流電流の供給停止中における電流値を基準として、供給中における合成交流電流の積分値が略ゼロとなるように合成交流電流を供給することとしてもよい。
このようにすることで、合成交流電流に含まれる直流成分を低減し、直流成分を含む場合の不都合、例えば検出回路における直流カット回路を通過する際の波形の乱れの発生を防止して精度よく心室容積を測定することができる。
Further, in the above invention, the current control unit is configured so that the integrated value of the combined alternating current during supply is substantially zero with reference to the current value during the supply stop of the combined alternating current between the current electrodes. An alternating current may be supplied.
By doing so, the direct current component included in the combined alternating current is reduced, and inconvenience when the direct current component is included, for example, the occurrence of waveform disturbance when passing through the direct current cut circuit in the detection circuit can be prevented with high accuracy. Ventricular volume can be measured.
本発明によれば、消費電力を低減し、バッテリの消耗を抑制して、体内に埋め込んだ場合であっても、長期にわたり持続的に使用することができるという効果を奏する。 According to the present invention, power consumption is reduced, battery consumption is suppressed, and even when the battery is embedded in the body, it can be used continuously over a long period of time.
本発明の一実施形態に係る心室容積測定装置1について、図面を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る心室容積測定装置1は、図1に示されるように、心室Aを挟んで配置される2つの電流電極2と、該電流電極2間に電流を供給する電流制御部3と、同じく心室Aを挟んで配置される2つの検出電極4と、該検出電極4間の電圧を検出する電圧検出部5と、該電圧検出部5により検出された電圧値に基づいて心室容積を算出する演算部6とを備えている。これら電流制御部3、電圧検出部5および演算部6は、図示しないバッテリにより駆動されるようになっている。
A ventricular volume measuring device 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the ventricular volume measuring apparatus 1 according to the present embodiment includes two
電流制御部3は、図2に示されるように、周波数がn倍異なる2つの波形の電圧を合成した合成交流電圧を発生する波形発生部7と、該波形発生部7において発生された合成交流電圧を合成交流電流に変換する変換部8と、該変換部8において変換された合成交流電流における直流成分をカットする直流カット回路9とを備えている。
As shown in FIG. 2, the current control unit 3 includes a
電圧検出部5は、検出電極4間に現れる電圧の直流成分をカットする直流カット回路10と、直流成分をカットされた交流電圧を増幅するアンプ11と、増幅された交流電圧から、図3に符号Bで示されるように、合成交流電流の正負ピーク時における電圧値をサンプリングするサンプリング部12とを備えている。
The
電流制御部3および電圧検出部5は、心室容積の測定に必要な周期Xが、供給する電流の低周波数側の周期Yより長い場合に、図2に示されるように、電流電極2間への電流供給および検出電極4を介した電圧測定および心室容積の演算動作を、供給する電流の低周波数側の1周期Y分だけ行い、残りの期間Zについては電流電極2間への電流供給および検出電極4を介した電圧測定および心室容積の演算動作のすべてを停止するようになっている。
The current control unit 3 and the
演算部6は、サンプリングされた電圧値を加減演算することにより2つの周波数に対応する検出電極4間の血液量に応じたコンダクタンスを算出することができる。心室容積と血液量とは略同等であり、これらの値と心室容積とは比例する。したがって、このコンダクタンス(以下、心室容積コンダクタンスという。)を精度よく求めることで心室容積を精度よく測定することができる。
The
このように構成された本実施形態に係る心室容積測定装置1の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る心室容積測定装置1を用いて心室容積を測定するには、心室Aを挟んで2つの電流電極2および2つの検出電極4を配置し、電流制御部3の作動により電流電極2間に、2つの周波数の電流を合成した合成交流電流を供給する。検出電極4間には合成交流電流の値および心室容積コンダクタンスの値に応じた電圧が現れるので、合成交流電流の正負ピークの時点における電圧値をサンプリング部12においてサンプリングする。そして、サンプリングされた電圧値を用いて演算部6において心室容積が算出される。
The operation of the ventricular volume measuring apparatus 1 according to the present embodiment configured as described above will be described below.
In order to measure the ventricular volume using the ventricular volume measuring apparatus 1 according to the present embodiment, two
この場合において、本実施形態によれば、心室容積の測定に必要なサンプリングは、合成交流電流の低周波数側の1周期分で足りるので、それを超える期間Zに関しては、合成交流電流の生成、供給、電圧値の検出、サンプリングおよび心室容積の演算については不要となる。そこで、図2に示されるように、1周期を超える期間Zについては、電流制御部3、電圧検出部5および演算部6の動作を停止することとして、省電力を図り、バッテリの消耗を抑制することができる。図4に従来の合成交流電流波形を示す。
In this case, according to the present embodiment, the sampling necessary for the measurement of the ventricular volume is sufficient for one cycle on the low frequency side of the synthetic AC current. There is no need for supply, voltage value detection, sampling and ventricular volume calculations. Therefore, as shown in FIG. 2, during the period Z exceeding one cycle, the operation of the current control unit 3, the
なお、心室容積を測定するために必要な周期Xが、供給する電流の低周波側の周期Yより短い場合には、低周波側の周波数を増加させて周期Yを短縮させることにすればよい。
また、本実施形態に係る心室容積測定装置1のように、電流電極2に加える合成交流電流を断続させる場合に、図5に示されるように、電流供給開始時Pと停止時Qの両方において、電流値が停止中の電流値I0に等しくかつ電流値の一次微分がゼロであることが好ましい。
When the period X necessary for measuring the ventricular volume is shorter than the period Y on the low frequency side of the current to be supplied, the period Y may be shortened by increasing the frequency on the low frequency side. .
Moreover, when the synthetic | combination alternating current applied to the
電流供給開始時Pあるいは停止時Qにおいて、電流値が停止中の電流値I0と等しくない場合には、図6に示されるように、立ち上がりおよび立ち下がりが急峻な合成交流電流を合成しなければならず、高周波成分を含む合成交流電流を生成するための回路が複雑になる。これに対して、図5のような波形の合成交流電流を供給することで、低速な半導体素子を用いて回路を構成することが可能となり、安価でさらなる省電力を図ることができる。 If the current value is not equal to the stopped current value I 0 at the start of current supply P or at the time of stop Q, as shown in FIG. 6, a synthesized alternating current with a steep rise and fall must be synthesized. This complicates a circuit for generating a synthetic alternating current including a high frequency component. On the other hand, by supplying a synthetic alternating current having a waveform as shown in FIG. 5, a circuit can be configured using a low-speed semiconductor element, and further power saving can be achieved at low cost.
また、供給する合成交流電流は、図5に示されるように、停止中の電流値I0を基準として、その積分値がほぼゼロとなるような波形を有していることが好ましい。
図7に示されるように、停止中の電流値I0に対して正負いずれかに偏る合成交流電流は、直流成分を含むため、電流制御部3内の直流カット回路9出口で波形が乱れてしまい、心室容積コンダクタンスを精度よく測定することができないという不都合がある。
Further, as shown in FIG. 5, it is preferable that the synthetic AC current to be supplied has a waveform such that the integrated value thereof is substantially zero with reference to the current value I 0 during the stop.
As shown in FIG. 7, the synthesized alternating current that is either positive or negative with respect to the stopped current value I 0 includes a direct current component, so that the waveform is disturbed at the outlet of the direct
直流カット部9,10は、電流制御部3および電圧検出部5を構成する回路における仮想接地電位の生体への遮断および生体と電極2,4との接触による直流電位の回路への遮断のために必要である。
したがって、図5に示されるような合成交流電流の波形を採用することで、上記のような不都合はなく、精度よく心室容積を測定することができるという利点がある。
The
Therefore, by adopting the waveform of the synthetic alternating current as shown in FIG. 5, there is an advantage that the ventricular volume can be measured with high accuracy without the above-mentioned disadvantages.
1 心室容積測定装置
2 電流電極
3 電流制御部
4 検出電極
6 演算部(心室容積演算部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ventricular
Claims (3)
前記電流電極間に、一方が他方のn倍(ただし、nは2以上の整数である。)となるように設定された2つの周波数の電流を合成してなる合成交流電流を供給する電流制御部と、
前記電流電極間に供給された合成交流電流と前記検出電極間で検出された電圧値とに基づいて心室容積を演算する心室容積演算部とを備え、
前記電流制御部は、低周波数側の電流の周期が、心室容積の測定に必要なサンプリング周期より小さい場合に、前記サンプリング周期のうち、低周波数側の電流の1周期分だけ合成交流電流を供給し、残りの期間は合成交流電流の供給を停止する心室容積測定装置。 Two current electrodes and two detection electrodes arranged across the ventricle;
Current control for supplying a composite alternating current obtained by combining currents of two frequencies set so that one is n times the other (where n is an integer of 2 or more) between the current electrodes. And
A ventricular volume calculation unit that calculates a ventricular volume based on a combined alternating current supplied between the current electrodes and a voltage value detected between the detection electrodes;
The current control unit supplies a composite alternating current for one cycle of the low frequency side current out of the sampling cycle when the cycle of the low frequency side current is smaller than the sampling cycle necessary for measuring the ventricular volume. And the ventricular volume measuring device which stops supply of a synthetic | combination alternating current during the remaining period.
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| JP2014514054A (en) * | 2011-03-30 | 2014-06-19 | アドミッタンス・テクノロジーズ・インコーポレイテッド | Low power apparatus and method for measuring complex electrical admittance or impedance |
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2008
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| JP2017080505A (en) * | 2011-03-30 | 2017-05-18 | アドミッタンス・テクノロジーズ・インコーポレイテッドAdmittance Technologies,Inc. | Low power apparatus and method to measure complex electrical admittance or impedance |
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