CN100522049C - 具备附加导联的心电图机和附加导联心电图合成法 - Google Patents

Abstract

提出了一种利用由电位检测器(10)测得的标准12导联心电图的心电信号，可通过演算简便地导出附加导联心电图的心电信号的具有附加导联功能的心电图机及附加导联心电图导出方法。利用电位检测器(10)作为标准12导联心电图而测得的心电信号被存储在心电图存储器(12)中。附加导联心电图计算单元(16)，利用表示导联间关系的系数α，由在心电图存储器(12)中保存的心电信号，计算附加导联心电图V7～V9。计算得到的附加导联心电图V7～V9经附加导联心电图波形输出单元(18)，显示在显示监视器(20)。

Description

具备附加导联的心电图机和附加导联心电图合成法

技术领域

本发明涉及到能够快速准确地合成附加导联心电图的具备附加导联的心电图机和附加导联心电图的合成方法。该附加导联心电图能够对即使利用标准12导联心电图也难以检测的心肌部位处的心肌缺血和急性心肌梗塞进行有效诊断。

背景技术

测量病人心电图时，使用10个与心电图机相连接的电极，将各个电极分别安装在用于测量胸部导联的6个位置和用于测量四肢导联的4个位置。心电图机通过这10个电极测出来的电位，可以计算输出标准12导联的四肢6导联波形(I、II、III、aVR、aVL、aVF)，以及标准12导联的胸部6个导联波形(V1、V2、V3、V4、V5、V6)。

一般情况下，用于得到标准12导联心电图的导联波形与测定部位处心电位的关系，如下面表1所示。

[表1]

I导联：      vL-vR

II导联：     vF-vR

III导联：    vF-vL

aVR导联：    vR-(vL+vF)/2

aVL导联：    vL-(vR+vF)/2

aVF导联：    vF-(vL+vR)/2

V1导联：     v1-(vR+vL+vF)/3

V2导联：     v2-(vR+vL+vF)/3

V3导联：     v3-(vR+vL+vF)/3

V4导联：     v4-(vR+vL+vF)/3

V5导联：     v5-(vR+vL+vF)/3

V6导联：     V6-(vR+vL+vF)/3

v表示在电极安装部位测得的电位。

只要是在设施齐全的医院内等，可在使病人处于安静的状态下，使用象这样多的电极对病人的心脏疾患进行诊断。

然而，例如，如果在家庭病床和紧急救护的情况下，从病人的状态来看，要使用这样多的电极并在病人的体表上准确地安装各个电极，时间上一般是不允许的。另外，为了获得多个导联波形，多通道信号的传输有时也颇为困难。因此现在常用的方法是，只传送1个通道的(一个导联)心电图信号，通过使用大致2～4个电极测量标准12导联波形内的几个导联波形，进行对心脏疾病的诊断。

从以上问题出发，本发明人通过使用能够获取公知的标准12导联心电图的由最少数目的导联构成的导联系统的子集，开发出了用于再合成可对心脏疾病进行准确诊断和治疗的标准12导联心电图的标准12导联心电图的合成方式以及心电图检查装置，并申请了专利(见专利文献1)。

换而言之，在专利文献1公开的标准12导联心电图的合成方式中，作为由最小限度的通道数构成的导联系统的子集，使用得到标准12导联心电图的四肢导联的第I、II导联以及作为胸部导联的2个导联的V1和V5导联或V6导联。利用这些导联，然后根据表1表示的各导联的固有关系，通过计算求出第III导联以及aV导联(包括aVR导联、aVL导联、aVF导联)。作为胸部导联的剩余导联的V2导联、V3导联、V4导联、以及V6导联或者V5导联，则根据电位向量、导联向量和心脏向量这三者的关系通过计算求出。

这样得到的标准12导联心电图，由于使用原有标准12导联心电图的导联系统的导联子集，在各电极的安装时可容易且可靠地进行对各个规定部位的定位，也不需要测量人员具备特别熟练的实际操作能力。同时还能再合成高精度的标准12导联心电图，对各种心脏疾病进行正确诊断和治疗。

然而，不但在如现有那样通过使用10个电极由四肢6导联和胸部6导联得到标准12导联心电图的情况下，即使在利用上述专利文献1公开的方式得到高精度的标准12导联心电图的情况下，例如在心肌梗塞中在向心肌输送血液的冠状动脉的堵塞发生在心肌的前壁、侧壁或下壁时，比较容易地确认诊断心电图波形的异常。然而如果冠状动脉在心肌后壁发生堵塞，由于电极的安装部位离后壁较远，心电图波形的灵敏度较低，因冠状动脉的堵塞对心电图波形造成的影响难以反映。同时由于标准12导联心电图的电极安装位置大致在体表面的左侧，对右侧心肌的敏感度也较低。因此，在诊断时，对后壁、右壁以及右下壁处的冠状动脉的堵塞发生漏诊的可能性较高。

[专利文献1]日本专利公开2002—34943号公报。

因此，目前为了能够对后壁处发生的心肌梗塞、肺原性心脏病、肺栓塞、右心室梗塞、右心室肥大、右胸心以及其他右心室负荷相关的疾病进行正确诊断，通常需要得到由在位于胸部导联的延长线上的电极安装部位处测量的V7、V8、和V9导联和基于在位于与胸部导联的电极部位对称的位置上的电极部位的V3R、V4R、V5R以及V6R导联构成的附加导联心电图。然而由于用于得到V7、V8、V9导联的附加导联心电图的电极安装位置在患者背部等。而一般为了使患者处于安静的状态有必要使患者处于仰卧，在患者背部安装电极需要患者保持难受的姿势，同时电极的安放也颇为困难。另外V7、V8、V9导联或者V3R、V4R、V5R、V6R导联的附加导联心电图，不能使用普通的标准12导联心电图机，需要使用具备附加导联测量用的电极的带有附加导联心电图测量功能的专用心电图机。

发明内容

本发明的目的是，在解决原有的技术问题的同时，不对在12导联中用的电极进一步附加安装电极，就能够较简便地得到附加导联。另一个目的是不安装附加导联用的电极，只使用12导联心电图中的导联中的一部分电极，就能较简便地得到附加导联。

为了达到本发明的上述目的，本发明提供一种具有附加导联功能的心电图机，该心电图机包括：测量12导联心电图的导联电位或者其中至少一部分的导联电位的电位检测器；和根据利用电位检测器测量到的12导联心电图的导联电位或者其一部分的导联电位，计算附加导联电位的附加导联电位计算单元。

作为本发明的优选实施方式，附加导联电位计算单元根据测量到的导联电位、心脏向量和导联向量的关系，利用电位检测器已测得的心电导联电位，先求出心脏向量(cardiac vector：心电向量)，再由求得的心脏向量合成附加导联电位。

此外，附加导联电位计算单元可：基于描述导联之间相互关系的传递系数α，根据利用电位检测器已测得的导联电位，计算附加导联电位。

此外，为了达到本发明的上述目的，本发明提出的附加导联心电图合成方法分为2个步骤进行：测出12导联心电图的导联电位中的至少一部分导联电位的第一步骤；和根据上述测得的12导联心电图的导联电位的导联电位，计算附加导联电位的第二步骤。

在本发明的附加导联心电图导出方法，优选，在第2步骤，根据导联电位、心脏向量和导联向量的关系，利用已测得的导联电位，求出心脏向量，再由求出的心脏向量计算附加导联电位。

或者，在第2步骤，也可以使用描述导联之间相互关系的传递系数α，利用已测得的导联电位，计算附加导联电位。

本发明提出的附加导联心电图的导出方法，其特征是，采用由10个以下的电极构成的电位检测器，根据作为标准12导联心电图的标准导联电位而测量的心电信号，计算标准12导联心电图以外的附加导联部位的导联电位。

本发明提出的一种附加导联心电图导出方法，其特征是，采用由10个以下的电极构成的电位检测器，根据作为标准12导联心电图的标准导联电位而测量的心电信号，利用电位[V]/导联向量[L]/心脏向量[H]的关系，基于作为测量到的标准12导联心电图的标准导联电位的心电信号，求出心脏向量[H]，再用求得的上述心脏向量[H]，通过演算计算出附加导联心电图的附加导联电位。

本发明提出的另一种附加导联心电图的导出方法，其特征是，采用由10个以下的电极构成的电位检测器，存储作为标准12导联心电图的标准导联电位而测量的心电信号，一方面根据预先测量的标准12导联心电图的标准导联电位和附加导联心电图的附加导联电位，计算设定用于算出附加导联电位的传递系数α，使用该计算设定的传递系数α，根据作为标准12导联心电图的标准导联电位而测量的心电信号，通过演算算出附加导联心电图的附加导联电位。

或者，本发明提出的附加导联心电图的导出方法，其特征是，存储利用电位检测器作为标准12导联心电图而测量的心电信号，一方面根据预先测量的标准12导联心电图的导联电位和附加导联心电图的导联电位，计算设定用于算出附加导联心电图的参数，使用该计算设定的参数，根据作为上述标准12导联心电图而测量的心电信号，通过演算算出附加导联心电图的附加导联电位。

或者，本发明的具备附加导联功能的心电图机，其特征在于，该心电图机包括：用于得到标准12导联心电图的导联波形的安装在生物体身体表面的电极；从各电极分别测量标准12导联心电图的心电信号的电位检测器；分别存储利用电位检测器测量到的标准12导联心电图的心电信号的心电信号存储器；输入经心电信号存储器得到的心电信号进行标准12导联心电图的波形处理的标准12导联心电图波形单元；输入经心电信号存储器得到的心电信号根据预先计算设定的计算用参数α计算附加导联心电图的心电信号的附加导联心电信号计算单元；输入由附加导联心电信号计算单元算出的心电信号进行附加导联心电图的波形处理的附加导联心电图波形输出单元；和分别将从标准12导联心电图波形输出单元和附加导联心电图波形输出单元输出的心电图波形输出同时显示在画面上的显示单元。

上述附加导联心电图的信号电位包括V7～V9导联以及V_3R、V_4R、V_5R、V_6R导联中的一部分或者全部的导联。

附图说明

图1为表示本发明的心电图机的实施方式1的系统结构图；

图2为表示实施方式1的心电图机的动作的流程图；

图3为用于比较采用实施方式1导出的V7导联的附加导联心电图和基于实测值的附加导联心电图的波形图；

图4为用于比较采用实施方式1导出的V8导联的附加导联心电图和基于实测值的附加导联心电图的波形图；

图5为用于比较采用实施方式1导出的V9导联的附加导联心电图和基于实测值的附加导联心电图的波形图；

图6为表示本发明的心电图机的实施方式2的系统结构图；

图7为图6所示的心电图机的动作的流程图；

图8为表示本发明的心电图机实施方式3的系统结构图；

图9为表示图8所示的心电图机的动作的流程图；

图10为表示本发明的心电图机实施方式4的系统结构图；

图11为表示图9所示心电图机的动作的流程图；

图12中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V2、V4)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形；

图13中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V2、V5)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形；

图14中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V2、V6)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形；

图15中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V1、V5)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形；

图16中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V1、V6)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形；

图17中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V3、V4)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形；

图18中，(a)为标准12导联心电图中的心电信号(I、II、V3、V5)的实测波形；(b)为附加导联心电图V3R、V4R、V5R导联的计算波形和实测波形；(c)为附加导联心电图V7、V8、V9导联的计算波形和实测波形。

具体实施方式

以下将参照附图，详细说明本发明的实施方式。

[实施方式1]

实施方式1涉及利用标准12导联心电图机的电位检测器在标准12导联心电图机的电极安放部位测得的心电信号，通过演算计算(合成)出包括位于例如胸部导联的延长线上的电极安装部位处的V7、V8、V9导联和V_3R、V_4R、V_5R导联的附加导联的算法和装置。

即，实施方式1是，用于从利用标准12导联心电图机的电位检测器测得的心电信号，计算附加导联部位的心脏电位(心电图)，例如从利用标准12导联心电图机测得的8个心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)合成出附加导联心电图(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)。

(基于导联向量的附加导联心电图的合成原理)。

根据导联理论，临床心电图学认为，可以用位置固定的偶极子(Fixed Single Dipole)来近似任意时刻的心脏电源，因此任意导联位置的电位(V)可以用以下公式(1—1)～(1—3)合成。

V＝L·H         …(1—1)

$H=\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)\·\·\·(1-2)$

$L=\left(\begin{array}{c}\mathrm{lx}\\ \mathrm{ly}\\ \mathrm{lz}\end{array}\right)\·\·\·(1-3)$

其中，V为电位矩阵，H为心脏向量，L为导联向量。

但是心脏向量H随着心脏的电活动而变化，由心电图机测得的心脏电位(心电图)V等于心脏向量和导联向量L的点积。同时，由于导联向量L对于特定的某个人具有固定值，因此心脏电位可由心脏电动势的空间向量决定。也就是说任何导联的心脏电位都是由3个参数决定的。

因此，在标准12导联心电图机的电位检测器中，由于测量8个心电信号，可使用这些心电信号计算出身体表面任何部位的心电图电位。例如在从利用标准12导联心电图机的电位检测器测得的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)，计算附加导联V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R时，可以利用以下公式(1-4)表示。

$V_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j}{V}_j\·\·\·(1-4)$

其中，i对应于附加导联的导联编号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)；j对应于标准12导联的导联编号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)；而α则是表示导联间相互关系的传递系数。

在此，虽然在由式(1-4)表示的方程中的参数α，理论上是由个人的身体结构决定的常数，但是在式(1-4)是未知数。在此，可以实测预定标准12导联的I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6导联以及附加导联的V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R导联，并分别代入下式(1—5)，作为最小二乘法的解而求出参数α。

A＝(V^T _jV_j)^-1V^T _jV_i         …(1—5)

A＝{α_i，j}

V_j＝{V_s，j}

V_i＝{V_i，s}

T表示向量的转置，s是数据样本。

这样通过求出参数α，根据公式(1—4)，就能够很容易地从导出标准12导联心电图的心电信号直接求出作为附加导联的V7、V8、V9导联和V_3R、V_4R、和V_5R导联。

因此，根据利用电位检测器测量的标准12导联心电图的心电信号，通过演算，可简便导出标准12导联心电图以外的附加导联心电图的心电信号。

(具备用于导出附加导联心电图的功能的心电图机的构造)

图1是具有从实施方式1的标准12导联心电图的心电信号导出附加导联心电图的心电信号的附加导联功能的心电图机的系统结构图。图1中，标号10所示的是能够检测出标准12导联心电图的心电信号的电位检测器。此电位检测器10具有作为用于对从可得到标准12导联心电图的导联波形的安放在身体表面上的电极(RA、LA、RL、LL、V1、V2、V3、V4、V5、V6)计算测量的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)加以测量的生物放大器和A/D转换器的功能。

由电位检测器10检出的标准12导联的各心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)，在被心电信号存储器12存储后，输入到标准12导联心电图波形输出单元14。保存在心电信号存储器12的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)，被输入到附加导联心电图计算单元16。附加导联心电图计算单元16，用输入的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)以及后述的预先设定在存储器15的计算用参数α，通过演算算出附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9)并输送给附加导联心电图波形输出单元18。

从标准12导联心电图波形输出单元14和附加导联心电图波形输出单元18输出的心电图波形输出分别输入到显示监视器20。而且，利用显示监视器20同时表示标准12导联心电图和附加导联心电图。

计算用参数α采用从母集团得到的平均模型的数值。其计算方法是利用电位检测器10从多个病人以及健康人等的集团收集包括标准12导联的各导联电位(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)和附加导联的各导联电位(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)的心电信号，由附加导联心电图计算单元16建立数据库。然后，由附加导联心电图计算单元16再利用该数据库的数据，计算出平均模型的计算用参数α，并将该α保存在存储器15中。在计算用参数(合成用参数)α，由上述式(1—5)就可以算出。

针对这样构成的具有附加导联功能的心电图机的系统动作，将参照图2所示的流程图做以下说明。

即，在本发明实施方式1的具有附加导联功能的心电图机，首先用电位检测器10测出患者的标准12导联心电图的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)(步骤—101)。然后将测得的标准12导联心电图的心电信号保存在心电信号存储器12中(步骤—102)。接着，将存储器15中预先设定的的计算用参数α输入附加导联心电图计算单元16(步骤—103)。接下来，附加导联心电图计算单元16利用心电信号存储器12中存储的患者的心电信号和计算用参数α，通过演算算出附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)(步骤—104)。基于上述公式(1—4)，基于附加导联心电图计算单元16的附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)的计算可象以下的公式(1—6)～(1—11)那样算出。

V7导联：

V₇＝α_7IV_I+α_7IIV_II+α_7V1V_V1+α_7V2V_V2+…    …(1—6)

+α_7V6V_V6

V8导联：

V₈＝α_8IV_I+α_8IIV_II+α_8V1V_V1+α_8V2V_V2+…    …(1—7)

+α_8V6V_V6

V9导联：

V₉＝α_9IV_I+α_9IIV_II+α_9V1V_V1+α_9V2V_V2+…    …(1—8)

+α_9V6V_V6

V_3R导联：

V_3R＝α_3RIV_I+α_3RIIV_II+α_3RV1V_V1+α_3RV2V_V2+…  …(1—9)

+α_3RV6V_V6

V_4R导联：

V_4R＝α_4RIV_I+α_4RIIV_II+α_4RV1V_V1+α_4RV2V_V2+…    …

+α_4RV6V_V6                              (1—10)

V_5R导联：

V_5R＝α_5RIV_I+α_5RIIV_II+α_5RV1V_V1+α_5RV2V_V2+…    …

+α_5RV6V_V6                              (1—11)

接下来，这样算出的附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)在通过附加导联心电图波形输出单元18波形处理的同时(步骤—105)，利用标准12导联心电图波形输出单元14波形处理心电信号存储器12中保存的标准12导联心电图的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)心电图信号，并将心电图信号送入显示监视器20(步骤—106)。显示监视器20可以在显示画面上同时显示输入的标准12导联心电图和附加导联心电图(步骤—107)。

图3到图5显示的是对由利用本发明的实施方式1从标准12导联心电图的心电信号算出的V7、V8、V9导联构成的附加导联心电图和根据各V7、V8、V9导联的实测值的附加导联心电图进行比较的结果。图3对应于V7导联的心电图，图4对应于V8导联的心电图，图5对应于V9导联的心电图。基于各自计算结果的心电图(特性波形A)和基于实测值的(特性波形B)极为接近，具有极高的近似精度。使用54例患者和健康者的心电数据进行统计分析发现，基于计算结果的心电图和基于实测值的心电图的波形总体相关系数约为0.83(83％)，取ST波中心点的电位差为0.1mV的容许率约占73％，另外对于V_3R、V_4R、V_5R导联，同样可以得到对于实测显示较高相关系数的附加导联心电图波形。

因此，采用本发明提出的实施方式1中的附加导联心电图的导出方法和装置，可以利用由电位检测器测量的标准12导联心电图的心电信号，通过演算较为简便地合成标准12导联心电图以外的附加导联心电图的心电信号。这对提高心脏后壁、右壁、下壁处的心肌的心肌梗塞诊断精度具有很高的使用价值。另外使用本导出方法，可以很容易地扩展原有心电图显示监视器和霍尔德Holter心电图机的功能，除了后壁、右壁、下壁处的心肌梗塞外，还可望有效提高肺原性心脏病、肺栓塞、右心室梗塞、右心室肥大、右胸心以及其他右心室负荷相关的疾病的诊断精度。除此之外，本心电图机制造成本也颇为低廉。

综上所述，虽然针对实施方式1进行了说明，本发明提出的附加导联心电图的导出，不限于基于安放在胸部导联延长线上的电极部位的V7、V8、V9导联或位于与胸部导联的电极电位对称的位置处的电极部位的V3R、V4R、V5R、V6R导联的附加导联心电图的导出。本发明还可以用于其他导联心电图的导出。另外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可以对实施方式进行种种变更。

[实施方式2]

下面介绍本发明实施方式2。实施方式2和实施方式1的区别在于不使用传递系数α，而利用导联向量来合成附加导联心电图(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R导联)。

(基于导联向量的附加导联心电图的导出方法的原理)

实施方式2的附加导联心电图的导出方法原理如下所述。

如上所述，根据导联理论，临床心电图学认为，可以用位置固定的偶极子(Fixed Single Dipole)来近似任意时刻的心脏电源，而任意导联位置的电位(V)可以用以下公式(2—1)～(2—3)求出。

V＝L·H        …(2—1)

$H=\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)\·\·\·(2-2)$

$L=\left(\begin{array}{c}\mathrm{lx}\\ \mathrm{ly}\\ \mathrm{lz}\end{array}\right)\·\·\·(2-3)$

其中，V为电位、H为心脏向量、L为导联向量。

因此，根据公式(2-1)，可以将所测量的标准12导联心电图的导联电位变为下式(2—4)。

$\left(\begin{array}{c}{L_I}^T\\ {L_{\mathrm{II}}}^T\\ {L_1}^T\\ {L_2}^T\\ {L_3}^T\\ {L_4}^T\\ {L_5}^T\\ {L_6}^T\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{V}_I\\ V_{\mathrm{II}}\\ V_1\\ V_2\\ V_3\\ V_4\\ V_5\\ V_6\end{array}\right)\·\·\·(2-4)$

T表示向量的转置。

公式(2-4)是表示一般式L·H＝V。基于公式(2—4)可以求出心脏向量H，如公式(2-5)所示。

H＝(L^TL)^-1L^TV      …(2—5)

基于公式(2—5)，可以用下式(2—6)求出附加导联的电位V。

$\left(\begin{array}{c}{V}_7\\ V_8\\ V_9\\ V_{3R}\\ V_{4R}\\ V_{5R}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{L_7}^T\\ {L_8}^T\\ {L_9}^T\\ {L_{3R}}^T\\ {L_{4R}}^T\\ {L_{5R}}^T\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)\·\·\·(2-6)$

(具备用于导出附加导联心电图的功能的心电图机的构造)

图6是实施方式2中由标准12导联心电图的心电信号导出附加导联心电图的心电信号的心电图机的系统结构图。实施方式2的心电图机与实施方式1的心电图机的不同是，附加导联心电图计算单元17中的附加导联心电图的计算处理。即附加导联心电图计算单元17，如从心电信号存储器12输入心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)，读出保存在导联向量存储单元13中的作为测量导联的I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6的导联向量后，基于公式(2-4)和(2—5)求出心脏向量H。接着附加导联心电图计算单元17，从导联向量存储单元13读取附加导联的导联向量L，根据式(2—6)计算附加导联心电图(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)。

下面参照图7的心电图机的流程图，说明图6中心电图机的动作。

首先用电位检测器10测出患者的标准12导联心电图的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)(步骤—201)。并将测得的标准12导联心电图的心电信号存储在心电信号存储器12中(步骤—202)。向附加导联心电图计算单元17输入存储在心电信号存储器12中的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)。然后利用附加导联心电图计算单元17从导联向量存储单元13读取作为测量导联的I、II、V1、V2、V3、V4、V5和V6的导联向量(步骤—203)。附加导联心电图计算单元17，利用I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6的导联向量，根据公式(2—4)和(2—5)求出心脏向量H(步骤-204)。从导联向量存储单元13向附加导联心电图计算单元17输入附加导联的导联向量(L₇ ^T、L₈ ^T、L₉ ^T、L_3R ^T、L_4R ^T、L_5R ^T)(步骤—205)。在这些基础之上，附加导联心电图计算单元17，根据公式(2-6)，从心脏向量H和附加导联的导联向量计算附加导联心电图(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)(步骤—206)。

接下来，将如此算出的附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)输出到附加导联心电图波形输出单元18，由该附加导联心电图波形输出单元18进行波形处理，输入到显示监视器20(步骤—207)。另外向标准12导联心电图波形输出单元14输出存储在心电信号存储器12中的标准12导联心电图的心电信号(I、II、V1、V2、V3、V4、V5、V6)，由该标准12导联心电图波形输出单元14进行波形处理，分别送入显示监视器20(步骤—208)。显示监视器20可以同时在显示画面上显示输入的标准12导联心电图和附加导联心电图(步骤—209)。

这样，根据本发明实施方式2的附加导联心电图的导出方法和装置，与实施方式1一样，可以利用由电位检测器测量的标准12导联心电图的心电信号，通过演算简便地合成标准12导联心电图以外的附加导联心电图的心电信号。这对提高后壁、右壁、下壁处的心肌梗塞诊断精度有很高的使用价值。另外使用这样的导出方法，可以很容易地扩展心电图监视器和霍尔德Holter心电图机的功能，例如除了后壁、右壁、下壁处的心肌梗塞外，还可望有效提高肺原性心脏病、肺栓塞、右心室梗塞、右心室肥大、右胸心以及其他右心室负荷相关的疾病的诊断精度。除此之外，本心电图机制造成本也颇为低廉。

[实施方式3]

从本发明人提出的专利文献1公开的发明中，通过由例如6个电极构成的电位检测器，作为由最少数目的通道数构成的导联系统的子集，使用得到标准12导联心电图时的四肢导联的第I、第II导联和作为胸部导联的2个导联的V2导联和V4导联，(1)根据上述表1所示的各导联的固有关系通过演算求出第III导联以及aV导联(aVR导联、aVL导联、aVF导联)。而且(2)作为胸部导联的剩余导联的V1导联、V3导联、V5导联、V6导联，可以根据电位V/导联向量L和心脏向量H这三者的关系通过演算求出。

因此，在实施方式3，根据采用由10个以下的电极构成的电位检测器测量的标准12导联心电图中的标准导联电位(I、II、V2、V4的心电信号)后，就可以通过演算求出标准12导联心电图以外的附加导联心电图的附加导联电位(V7、V8、V9和V_3R、V_4R、V_5R的心电信号)。

在此情况下，为了测得作为标准12导联心电图的标准导联电位的第I、II导联的心电图信号，只要是四肢导联，就在左右腕(LA、RA电极)和左右下肢(LL、RL电极)的4个位置安放电极。在运动负荷试验等的情况，取作为修正12导联的Mason-Likar的修正12导联的四肢导联，在作为左右上肢的左右锁骨远端，和在作为左右下肢的左右侧腹部的4个位置分别安放电极。在这里RL电极为接地电极。另外为了测得作为标准导联电位的胸部导联的2个导联(V2和V4)的心电信号，例如在第4肋间胸骨左缘位置(得到V2的心电信号)和左锁骨中线与横切第5肋间的水平线的交叉点位置(得到V4的心电信号)的2个地方安放电极。这样可以利用标准12导联心电图的导联系统的子集(一部分)，根据上述表1中所示的各导联间的固有关系或者电位向量、导联向量、心脏向量的关系，通过计算可求出其它的标准12导联心电图的导联电位(心电信号)。在使用修正12导联的子集测量的情况下，同样可获得修正12导联心电图及其附加导联心电图。下面具体说明附加导联心电图的导出方法和具有附加导联功能的心电图机的实施方式。

(基于导联向量的附加导联心电图的导出方法的原理)

实施方式3的附加导联心电图的导出方法的原理如下所述。根据导联理论，临床心电图学认为，可以用位置固定的偶极子(Fixed SingleDipole)来近似任意时刻的心脏电源，而任意导联位置的电位(V)可以用以下公式(3—1)～(3—3)合成。

V＝L·H        …(3—1)

$H=\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)\·\·\·(3-2)$

$L=\left(\begin{array}{c}\mathrm{lx}\\ \mathrm{ly}\\ \mathrm{lz}\end{array}\right)\·\·\·(3-3)$

其中，V为电位，H为心脏向量，L为导联向量。

由于心脏向量H是位置固定的空间向量，只具有3个独立参数。在此，从带有空间信息的3个导联，就可以算出心脏向量H的参数。也即只要知道心脏向量H，就可以计算求出其余的12导联中的电位。

例如作为标准12导联心电图中的标准导联电位，对于测量导联部位(I、II、V2、V4)的心电信号，导出附加导联(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)的导联电位，可象式(3—4)那样进行计算处理。

$\left(\begin{array}{c}{L_I}^T\\ {L_{\mathrm{II}}}^T\\ {L_2}^T\\ {L_4}^T\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{V}_I\\ V_{\mathrm{II}}\\ V_2\\ V_4\end{array}\right)\·\·\·(3-4)$

T表示向量的转置。

公式(3—4)是表示一般式L·H＝V。基于公式(3—4)可以求出心脏向量H，得到公式(3—5)。

H＝(L^TL)^-1L^TV      …(3—5)

基于上述式(3—5)，可以用下式(3—6)求出附加导联的电位V。

$\left(\begin{array}{c}{V}_7\\ V_8\\ V_9\\ V_{3R}\\ V_{4R}\\ V_{5R}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{L_7}^T\\ {L_8}^T\\ {L_9}^T\\ {L_{3R}}^T\\ {L_{4R}}^T\\ {L_{5R}}^T\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)\·\·\·(3-6)$

(具备用于导出附加导联心电图的功能的心电图机的构造)

图8是实施方式3中具备用于导出附加导联心电图的功能的心电图机的系统结构图。在图8中，标号10A表示用于测量作为标准12导联心电图的标准导联电位的心电信号的电位检测器。此电位检测器10A具有从用于得到标准12导联心电图的标准导联电位的安放在身体表面上的10个以下的电极即标准12导联心电图用电位检测器的子集(例如RA、LA、RL、LL、V2、V4的6个)测量心电信号(I、II、V2、V4)的、作为生物电放大器和A/D转换器的功能。

由电位检测器10A检出的标准12导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)，分别存储在心电信号存储器12A，而且还输入到标准12导联心电图计算单元14A。另外，存储在该心电信号存储器12A上的心电信号(I、II、V2、V4)，被输入到附加导联心电图计算单元17A。如此，附加导联心电图计算单元17A读取保存在导联向量存储单元13A中的作为测量导联的I、II、V2、V4的导联向量，基于公式(3-4)和(3-5)求出心脏向量[H]。接着附加导联心电图计算单元17A读取保存在导联向量存储单元13A中的导联附加向量[L](L₇ ^T、L₈ ^T、L₉ ^T、L_3R ^T、L_4R ^T、L_5R ^T)，根据式(3—6)就可以计算作为附加导联心电图的附加导联电位的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)。

这样，作为在附加导联心电图计算单元17A算出的附加导联电位的心电信号输入到附加导联心电图波形输出单元18A。同时作为由标准12导联心电图计算单元14A算出的标准12导联电位的心电信号输入到标准12导联心电图波形输出单元20A。

从标准12导联心电图波形输出单元20A和附加导联心电图波形输出单元18A输出的心电图波形被分别输入到显示监视器22A，构成为同时图像显示标准12导联心电图和附加导联心电图。

下面参照图9的流程图，说明这样构成的具备附加导联功能的心电图机的系统动作。

首先，在具备附加导联功能的心电图机，用电位检测器10A测出患者的作为标准12导联心电图的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)(步骤—301)。然后将测得的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)存储在心电信号存储器12A中(步骤—302)。

此外，利用附加导联心电图计算单元17A从导联向量存储单元13A读取作为测量导联的I、II、V2和V4的导联向量，输入附加导联心电图计算单元17A(步骤—303)。进而，附加导联心电图计算单元17A使用这些I、II、V2和V4的导联向量，根据存储在心电信号存储器12A中的患者的心电信号(I、II、V2、V4)，基于表示与导联有关的电位[V]/导联向量[L]/心脏向量[H]的关系的公式(3—4)和(3—5)求出心脏向量[H](步骤-304)。然后，从导联向量存储单元13A向附加导联心电图计算单元17A输入附加导联的导联向量(L₇ ^T、L₈ ^T、L₉ ^T、L_3R ^T、L_4R ^T、L_5R ^T)(步骤—305)。在这些基础之上，附加导联心电图计算单元17A，根据式(3-6)，从心脏向量[H]和附加导联的导联向量计算附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)(步骤-306)。

接下来向标准12导联心电图计算单元14A输入存储心电信号存储器12A中的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)，通过演算算出标准12导联心电图的导联电位(I、II、III、V1、V2、V3、V4、V5、V6、aVR、aVL、aVF)。在此，根据利用电位向量、导联向量和心脏向量的关系，使用在步骤-304中求出的心脏向量[H]和导联向量(L₁ ^T、L₃ ^T、L₅ ^T、L₆ ^T)计算V1、V3、V5、V6导联。而且，利用标准12导联心电图计算单元14A算出的标准12导联心电图的导联电位由标准12导联心电图波形输出单元20A进行波形处理后，输送到显示监视器22A(步骤—307)。

而且，作为由附加导联心电图计算单元17A算出的附加导联心电图的附加导联电位的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)，由附加导联心电图波形输出单元18A进行波形处理后，输送到显示监视器22A(步骤—308)。波形处理过的附加导联心电图波形输出和标准12导联心电图波形输出同时显示在显示监视器22A的显示画面(步骤—309)。

[实施方式4]

[利用导联间关系(传递系数α)的附加导联心电图的导出方法]

基于心脏偶极子模型的导联理论，是目前在临床应用最多的理论。而任意导联位置处的电位(V)可以用以下公式(4—1)～(4—3)求出。

V＝L·H        …(4—1)

$H=\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)\·\·\·(4-2)$

$L=\left(\begin{array}{c}\mathrm{lx}\\ \mathrm{ly}\\ \mathrm{lz}\end{array}\right)\·\·\·(4-3)$

V为电位矩阵，H为心脏向量，L为导联向量。

如上所述，根据导联理论，任意导联位置的心脏电位，由3个参数决定。因此3个以上的身体表面的任意部位的心电图电位，相互具有相关性。也就是说某一部的导联电位可利用其他导联电位的线性组合来表示。例如可得到式(4—4)所示的关系。

$V_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j}{V}_j\·\·\·(4-4)$

其中，i对应于附加导联部位的导联编号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)，而j对应于标准12导联的标准导联电位的导联编号(I、II、V2、V4)。而α则是描述导联间关系的传递系数。虽然传递系数α理论上是由个人的身体结构决定的常数，但是在上述式(4-4)是未知数。因此，可以先实际测得各个导联部位的导联电位(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R以及I、II、V2、V4)，从上述式(4—4)如式(4—5)所示，可逆向求出传递系数α。

A＝(V^T _jV_j)^-1V^T _jV_i

                 …(4—5)

A＝{α_i，j}

V_j＝{V_s，j}

V_i＝{V_i，s}

i对应于附加导联部位的导联编号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)、而j对应于标准12导联的标准导联电位的导联编号(I、II、V2、V4)s表示数据样本。

因此一旦求出传递系数α，根据上述公式(4—5)，就能够从作为标准12导联心电图的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)求出附加导联心电图的附加导联电位(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)。

本实施方式中，为了计算特定个人的附加导联，在理想情况下，预先求得特定某个人的传递系数α，将其作为数据存储起来，用于计算，就可以得到高精度计算结果。然而，最初求得每个人的传递系数α，作为数据保存下来随时用于计算在实际中是不可能的。因此，求出人的平均模型的传递系数α，作为数据存储起来可随时在计算中使用。为此，例如象集体检查那样从多个人进行心电图的测量，收集由标准12导联中的四肢导联的2个导联I和II和两个胸部导联V2和V4以及附加导联心电图V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R构成的心电信号，构造用于算出计算用传递系数α的数据库。而且，将该数据库中保存的集团整体的数据代入上述公式(4—5)中，得到α平均值，将其存储在向用于计算附加导联电位的计算单元输出的所需要的存储器。

而且，在上述提出的实施方式，在附加导联心电图的导出时，虽然针对位于胸部导联延长线上的电极部位的V7、V8、V9导联以及位于与胸部导联的电极部位对称位置上的电极部位的V3R、V4R、V5R导联进行说明，但并不限定于此，还可以用于其他附加导联心电图的导出。另外，在上述实施方式，虽然从作为标准导联电位的I、II、V2、V4导联计算附加导联心电图，但是并不限定于此，还可以利用另外的标准12导联的四肢2导联和胸部2导联的各种组合。特别是I、II、V2和V5导联的组合，I、II、V2和V6导联的组合，I、II、V1和V4导联的组合，I、II、V1和V5导联的组合，以及I、II、V1和V6导联的组合具有很好的实用性。

结合实施方式4中描述的附加导联心电图导出方法，对一种具备附加导联功能的心电图机进行介绍。该心电图机构成为能够在显示监视器上同时显示附加导联心电图和标准12导联心电图。

(具备用于导出附加导联心电图的功能的心电图机的构造)

图10是实施方式4中具备导出附加导联心电图功能的心电图机的系统结构图。在图10中，标号10A表示用于测量标准12导联心电图中的标准导联电位的心电信号的电位检测器。该电位检测器10A具有从用于得到标准12导联心电图的标准导联电位的安放在身体表面上的10个以下的电极即标准12导联心电图用电位检测器的子集(例如RA、LA、RL、LL、V2、V4的6个)测量心电信号(I、II、V2、V4)的、作为生物电放大器和A/D转换器的功能。

由电位检测器10A检出的标准12导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)，在分别存储于心电信号存储器12A的同时，输入到标准12导联心电图计算单元14A。保存在此心电信号存储器12A的心电信号(I、II、V2、V4)，被输入到附加导联心电图计算单元16A。通过演算算出作为附加导联心电图的附加导联电位的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)。

而且，如后所述，利用存储器15A中预先设定的计算用传递系数α，根据所测得的作为标准12导联心电图的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)，通过公式(4-1)算出作为附加导联心电图的附加导联电位的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)。

这样，作为在附加导联心电图计算单元16A算出的附加导联电位的心电信号，被输入到附加导联心电图波形输出单元18A。而且作为利用标准12导联心电图计算单元14A算出的标准12导联电位的心电信号输入到标准12导联心电图波形输出单元20A。

从标准12导联心电图波形输出单元20A和附加导联心电图波形输出单元18A输出的心电图波形输出分别被输入到显示监视器22A，同时图像显示标准12导联心电图和附加导联心电图。

但是，附加导联心电图计算单元16A，，利用电位检测器10A，从多个患者以至健康人等收集由标准12导联中的四肢导联的两个导联I、II和胸部导联的2个导联V2、V4以及附加导联电位V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R构成的心电信号，构造用于算出平均模型的计算用传递系数α的数据库，并将使用该数据库算出的计算用传递系数α存储在存储器15A。此时，可利用公式(4-5)，算出计算用传递系数α。

下面参照图11所示的流程图，说明这样构成的具有附加导联功能的心电图机的系统动作。

首先，在具备附加导联功能的心电图机，用电位检测器10A测出患者的作为标准12导联心电图的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)(步骤—401)。然后将测得的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)存储在心电信号存储器12A中(步骤—402)。

接着，向附加导联心电图计算单元16A输入在存储器15A中预先设定的计算用传递系数α(步骤—403)；并向附加导联心电图计算单元16A输入保存在心电信号存储器12A中的心电信号(I、II、V2、V4)，如此一来，附加导联心电图计算单元16A根据心电信号(I、II、V2、V4)以及传递系数α，计算附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)(步骤-404)。另外，基于此附加导联心电图计算单元16A的附加导联心电图的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)的计算，依据公式(4-4)，如下可算出。

V7导联：

V₇＝α_7IV_I+α_7IIV_II+α_7V1V_V1+α_7V2V_V2+α_7V4V_V4

                                   …(4—6)

V8导联：

V₈＝α_8IV_I+α_8IIV_II+α_8V2V_V2+α_8V4V_V4

                                        …(4—7)

V9导联：

V₉＝α_9IV_I+α_9IIV_II+α_9V2V_V2+α_9V4V_V4

                                        …(4—8)

V_3R导联：

V_3R＝α_3RIV_I+α_3RIIV_II+α_3RV2V_V2+α_3RV4V_V4

                                        …(4—9)

V_4R导联：

V_4R＝α_4RIV_I+α_4RIIV_II+α_4RV2V_V2+α_4RV4V_V4

                                          …

                                        (4—10)

V_5R导联：

V_5R＝α_5RIV_I+α_5RIIV_II+α_5RV2V_V2+α_5RV4V_V4

                                          …

                                        (4—11)

也向标准12导联心电图计算单元14A输入保存在心电信号存储器12A中的标准导联电位的心电信号(I、II、V2、V4)，通过演算算出标准12导联心电图的导联电位(I、II、III、V1、V2、V3、V4、V5、V6、aVR、aVL、aVF)(步骤-405)。在导联电位V1、V3、V5、V6可根据电位向量、导联向量和心脏向量的关系通过演算求出。

作为利用附加导联心电图计算单元16A算出的附加导联心电图的附加导联电位的心电信号(V7、V8、V9、V_3R、V_4R、V_5R)，由附加导联心电图波形输出单元18A进行波形处理，输送到显示监视器22A(步骤-406)。作为利用标准12导联心电图计算单元14A算出的标准12导联心电图的导联电位的心电信号(I、II、III、V1、V2、V3、V4、V5、V6、aVR、aVL、aVF)，由标准12导联心电图输出波形单元20A进行波形处理(步骤-407)，输入到显示监视器22A(步骤-407)。波形处理过的附加导联心电图波形输出和标准12导联心电图波形输出同时在显示监视器22A的显示画面上显示出来(步骤—408)。

作为基于实施方式4测得的标准12导联的标准导联电位的心电信号(I、II、V1～V6)以及作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联和V3R、V4R、V5R导联的波形图，如图12～图18。采用实施方式3也可以得到同样的输出波形。

即，图12(a)表示从某患者测得的心电信号(I、II、V2、V4)的波形。图12(b)表示利用心电信号(I、II、V2、V4)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图12(c)表示由心电信号(I、II、V2、V4)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以确认，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

图13(a)表示从另外的患者测得的心电信号(I、II、V2、V5)的波形。图13(b)表示利用心电信号(I、II、V2、V5)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从该同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图13(c)表示由心电信号(I、II、V2、V5)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从该同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以确认，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

图14(a)表示从另外的患者测得的心电信号(I、II、V2、V6)的波形。图14(b)表示利用心电信号(I、II、V2、V6)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从该同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图14(c)表示由心电信号(I、II、V2、V6)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从该同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以看到，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

图15(a)表示从另外的患者测得的心电信号(I、II、V1、V5)的波形。图15(b)表示利用心电信号(I、II、V1、V5)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从该同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图15(c)表示由心电信号(I、II、V1、V5)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从该同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以确认，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

图16(a)表示从另外的患者测得的心电信号(I、II、V1、V6)的波形。图16(b)表示利用心电信号(I、II、V1、V6)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从该同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图16(c)表示由心电信号(I、II、V1、V6)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从该同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以确认，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

图17(a)表示从另外的患者测得的心电信号(I、II、V3、V4)的波形。图17(b)表示利用心电信号(I、II、V3、V4)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从该同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图17(c)表示由心电信号(I、II、V3、V4)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从该同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以确认，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

图18(a)表示从另外的患者测得的心电信号(I、II、V3、V5)的波形。图18(b)表示利用心电信号(I、II、V3、V5)算出的作为附加导联心电图的V3R、V4R、V5R导联的各波形以及从该同一患者实测得到的V3R、V4R、V5R导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。图18(c)表示由心电信号(I、II、V3、V5)算出的作为附加导联心电图的V7、V8、V9导联的各波形(用细实线表示)以及从该同一患者实测得到的V7、V8、V9导联的各波形(实测波形用粗实线表示，与通过演算算出的波形重叠的部分用细实线表示)。结果可以确认，基于实施方式4计算得到的附加导联心电图的波形和实测得到的附加导联心电图的波形极为近似。

此外，本发明并不限于上述实施方式。在上述实施方式中，在标准12导联心电图(含修正12导联心电图)的标准导联电位中，从四肢导联选择测量第I、II导联，从胸部导联选择测量2个导联，从这些导联求出附加导联心电图。但是本发明并不限于这样的导联选择，而可以选择适当电极，针对四肢导联可选择第I、III导联的组合或者第II、III导联的组合。此时，对于胸部导联，不用说可以从V1～V6导联中选取任意合适组合。另外，本发明也适用于使用Mason-Likar的修正12导联中的四肢导联，得到运动负荷试验等情况时的修正12导联心电图的附加导联心电图。本发明的计算附加导联的功能，可以添加到在医疗机构等正在工作的心电图机上，作为心电图机的选择功能加以销售。而且，计算该附加导联的功能，除加到心电图机外还可以装备到其他的测量生理信息的生理信息监护仪上。此外，在不脱离本发明的宗旨的范围内，可进行种种设计的变更。

产业化的可行性

利用本发明，不需要在患者安放附加导联用的电极，就可以简单地计算导出附加导联。

Claims (6)

1.一种具备附加导联功能的心电图机，其特征在于，具有：

存储对应于标准12导联心电图中的导联电位V_I、V_II、V₁～V₆而分别设定的测量导联向量值L_I ^T、L_II ^T、L₁ ^T～L₆ ^T和附加导联向量值L₇ ^T～L₉ ^T、L_3R ^T～L_6R ^T的导联向量存储单元；

检测12导联心电图的导联电位中的至少一部分的导联电位的电位检测器；和

根据通过所述电位检测器测量到的所述12导联心电图的导联电位，计算附加导联电位V₇～V₉、V_3R～V_6R中至少之一的附加导联电位计算单元，

所述附加导联电位计算单元，将由所述电位检测器测量到的所述导联电位和由所述导联向量存储单元所存储的测量导联向量值适用于下述公式(1)和(2)，求出心脏向量值hx、hy、hz，

$\left(\begin{array}{c}{L_I}^T\\ {L_{\mathrm{II}}}^T\\ {L_1}^T\\ {L_2}^T\\ {L_3}^T\\ {L_4}^T\\ {L_5}^T\\ {L_6}^T\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{V}_I\\ V_{\mathrm{II}}\\ V_1\\ V_2\\ V_3\\ V_4\\ V_5\\ V_6\end{array}\right)\·\·\·\left(1\right)$

T表示向量的转置，

$L=\left(\begin{array}{c}1x\\ 1y\\ 1z\end{array}\right)\·\·\·\left(2\right)$

从该心脏向量值和存储在所述导联向量存储单元的附加导联向量值的关系，计算所述附加导联电位。

2.一种具备附加导联功能的心电图机，其特征在于，具有：

检测12导联心电图的导联电位中的至少一部分的导联电位的电位检测器；和

根据通过所述电位检测器测量到的所述12导联心电图的导联电位，计算附加导联电位的附加导联电位计算单元，

所述附加导联电位计算单元，利用表示导联间关系的传递系数α，根据利用所述电位检测器测得的所述导联电位，计算所述附加导联电位，所述传递系数α满足：

$V_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j}{V}_j$

其中，i是附加导联的导联编号，j是12导联的导联编号。

3.根据权利要求1或2所述的具备附加导联功能的心电图机，其特征在于，

所述电位检测器测量四肢导联的至少任意2个导联电位，并测量胸部导联的至少任意2个导联电位。

4.一种附加导联心电图导出方法，其特征在于，该方法包括：

准备对应于标准12导联心电图中的导联电位V_I、V_II、V₁～V₆而分别设定的测量导联向量值L_I ^T、L_II ^T、L₁ ^T～L₆ ^T和附加导联向量值L₇ ^T～L₉ ^T、L_3R ^T～L_6R ^T的第一步骤；

测量12导联心电图的导联电位中至少一部分导联电位的第二步骤；和

根据所测得的所述12导联心电图的导联电位，计算附加导联电位V₇～V₉、V_3R～V_6R中至少之一的第三步骤，

其中，在所述第三步骤中，将所测量到的所述导联电位和所述测量导联向量值适用于下述公式(1)和(2)，求出心脏向量值hx、hy、hz，

$\left(\begin{array}{c}{L_I}^T\\ {L_{\mathrm{II}}}^T\\ {L_1}^T\\ {L_2}^T\\ {L_3}^T\\ {L_4}^T\\ {L_5}^T\\ {L_6}^T\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\mathrm{hx}\\ \mathrm{hy}\\ \mathrm{hz}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{V}_I\\ V_{\mathrm{II}}\\ V_1\\ V_2\\ V_3\\ V_4\\ V_5\\ V_6\end{array}\right)\·\·\·\left(1\right)$

T表示向量的转置，

$L=\left(\begin{array}{c}1x\\ 1y\\ 1z\end{array}\right)\·\·\·\left(2\right)$

根据所述心脏向量值和所述附加导联向量值的关系，计算所述附加导联电位。

5.一种附加导联心电图导出方法，其特征在于，该方法包括：

测量12导联心电图的导联电位中的至少一部分的导联电位的第一步骤；和

根据所测量到的所述12导联心电图的导联电位，计算附加导联电位的第二步骤，

其中在所述第二步骤，利用表示导联间关系的传递系数α，根据所测量到的所述导联电位，计算所述附加导联电位，

所述传递系数α满足：

$V_i=\underset{j}{\mathrm{\Σ}}{\mathrm{\α}}_{i,j}{V}_j$

其中，i是附加导联的导联编号，j是12导联的导联编号。

6根据权利要求4或5所述的附加导联心电图导出方法，其特征在于，

在测量12导联心电图的导联电位中的至少一部分的导联电位的步骤中，测量四肢导联的至少任意2个导联电位和胸部导联的至少任意2个导联电位。

7.根据权利要求1～3中任一项所述的具备附加导联功能的心电图机，其特征在于，包括：

为了获取标准12心电图的导联波形而在活体的体表面安放的电极；

输入由所述附加导联电位计算单元算出的导联电位进行附加导联心电图的波形处理的附加导联心电图波形输出单元；

进行标准12导联心电图的波形处理的标准12导联心电图波形输出单元；和

将从所述标准12导联心电图波形输出单元和所述附加导联心电图波形输出单元输出的心电图波形输出分别同时进行画面显示的显示监视器，

所述电位检测器从所述各电极测量导联电位。

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