JP2002191570A

JP2002191570A - 心拍動の一致検出法

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Publication number: JP2002191570A
Application number: JP2001234327A
Authority: JP
Inventors: David Jonathan Shine; デビッド・ジョナサン・シャイン
Original assignee: GE Marquette Medical Systems Inc
Current assignee: GE Medical Systems Information Technologies Inc
Priority date: 2000-08-03
Filing date: 2001-08-02
Publication date: 2002-07-09
Anticipated expiration: 2021-08-02
Also published as: JP4808341B2; US6662043B1; DE10137891B4; DE10137891A1

Abstract

(57)【要約】【課題】心拍動の一致を検出する手法を提供する。【解決手段】本手法（５０）は、第１及び第２の心拍
動発生源（１６、１８）から第１及び第２の信号を受け
取り、第１の信号上で第１の心拍動発生を検出する。該
第１の心拍動発生の各々はその発生に関連するそれぞれ
の時刻を有している。第２の信号上で第２の心拍動発生
を検出する。該第２の心拍動発生の各々はその発生に関
連するそれぞれの時刻を有している。さらに、一致を検
出するために第１と第２の心拍動発生の時刻を比較す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、全般的には、心拍
動を監視するための医用システム及び方法に関する。本
発明は、より具体的には、第１及び第２の心拍動を監視
して一致(coincidence) を検出するための医用システム
及び方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】医用監視装置は、患者の診断及び介護の
分野でますます重要になりつつある。新たなテクノロジ
ーにより、患者介護者に対して、その患者のニーズへの
対処を要するような作業を実行するための様々な代替ツ
ールが提供されている。

【０００３】一例として、検査中または分娩中に子宮内
の胎児の心拍動が監視される。胎児の心拍動を調べるこ
とにより胎児の衛生及び健康を監視することができる。
胎児の心拍動を監視するために胎児上または胎児の近傍
にトランスジューサを配置させており、このトランスジ
ューサは表示及び／またはチャート作成のために近傍の
コンピュータに配線で結合させている。

【０００４】しかし、トランスジューサ設計及び配置に
関する既存のテクノロジーでは、ノイズやマルチパスそ
の他の信号外乱などの誤りを生じやすい。特に厄介な誤
りの１つは、胎児用トランスジューサでは胎児の心拍動
ではなく母体の心拍動を収集してしまう傾向があること
である。母体の心拍動が胎児の心拍動として（例えば、
モニタまたはストリップ・チャート上に）記録され表示
されると、介護者の診断が不適切または不正確となるお
それがある。

【０００５】胎児トランスジューサを適正に位置決めす
ることにより胎児の心拍動を収集する際に母体の心拍動
を除くことが可能である。しかし、胎児トランスジュー
サの適正な位置を特定することは容易ではない。提案さ
れている解決法の１つは、胎児及び母体の心拍動数のト
レースを記録することができる胎児モニタである。心拍
動数はチャート上にトレースし、心拍動数が一致した場
合には、警告信号を発生させる。提案されたこの解決法
の欠点の１つは、２種類の発生源からの心拍動数が、特
に出産中に、大きく変わることがあり、さらに時折互い
に交差することである。さらに、心拍動数信号の周りに
しきい値（例えば、±５拍動／分）を確立する必要があ
るが、ある条件下では、監視している心拍動数が不適正
か否かを厳密に判定することができない。

【０００６】したがって、心拍動数の生成及び監視に関
する不正確性を回避できるような心拍動の一致を検出す
るためのシステム及び方法が必要である。さらに、より
厳密であり、かつより短い時間で改良型の一致検出を提
供できるシステム及び方法が必要である。またさらに、
一致検出の確実性の度合いを高めたシステム及び方法が
必要である。さらに、これらのシステム及び方法は、従
来のシステムと比べてより適応性に富むものである。

【０００７】

【発明の概要】例示的な実施の一形態によれば、心拍動
の一致を検出する方法は、第１及び第２の心拍動発生源
から第１及び第２の信号を受け取るステップを含む。本
方法はさらに、第１の信号上で第１の心拍動発生を検出
する検出ステップであって、該第１の心拍動発生の各々
がその発生に関連するそれぞれの時刻を有している検出
ステップと、第２の信号上で第２の心拍動発生を検出す
る検出ステップであって、該第２の心拍動発生の各々が
その発生に関連するそれぞれの時刻を有している検出ス
テップとを含む。本方法はさらに、第１と第２の心拍動
発生の時刻を比較して一致を検出するステップを含む。

【０００８】別の実施形態によれば、心拍動の一致を検
出するためのシステムは、第１及び第２の心拍動発生源
のそれぞれから第１及び第２の信号を受け取るための手
段を含む。本システムはさらに、第１の信号上で第１の
心拍動発生を検出するための手段であって、該第１の心
拍動発生の各々はその発生に関連するそれぞれの時刻を
有している検出手段と、第２の信号上で第２の心拍動発
生を検出するための手段であって、該第２の心拍動発生
の各々はその発生に関連するそれぞれの時刻を有してい
る検出手段と、を含む。本システムはさらに、第１と第
２の心拍動発生の時刻を比較して一致を検出するための
手段を含む。

【０００９】また別の実施形態によれば、心拍動一致検
出システムはプロセッサ及び出力装置を含む。プロセッ
サは、第１及び第２の心臓信号を受け取ること、第１及
び第２の心臓信号上でそれぞれ第１及び第２の心拍動を
検出すること、第１と第２の心拍動のそれぞれの間の位
相シフトを計算すること、並びにこの位相シフトに基づ
き表示信号を発生させることを行うように構成されてい
る。出力装置は、表示信号を受け取ること、並びに操作
者に表示信号を提供することを行うように構成されてい
る。

【００１０】本発明は、同じ参照番号が同じ部分を示し
ている添付の図面に関連して取り上げた以下の詳細な説
明によりさらに完全に理解できよう。

【００１１】

【発明の実施の形態】先ず図１を参照すると、心拍動一
致検出システム１０を表している。システム１０は、例
えば、米国ウィスコンシン州ミルウォーキ所在のジーイ
ー・マルケット・メディカル・システムズ社（GE Marqu
ette Medical Systems）が製造している「Corometrics
120 Series Maternal/Fetal Monitor 」上で実施され
る。しかし、システム１０は、その他の胎児監視システ
ムまたはその他の医用装置上で実施することもできる。

【００１２】システム１０は、配線を介するかワイヤレ
ス式により１つまたは複数のトランスジューサ１４に結
合可能な入力／出力装置１２を含む。トランスジューサ
１４は、胎児心拍動トランスジューサ１６及び母体心拍
動トランスジューサ１８を含んでおり、さらに追加のト
ランスジューサ２０を含むことがある。トランスジュー
サ１４はそれぞれ、心電図電極、超音波トランスジュー
サ、血圧トランスジューサ、パルス・オキシメトリ・ト
ランスジューサ、または、心拍動発生源からの心臓活動
を監視し得られた活動に基づいて心臓信号を発生させる
ように構成したその他のトランスジューサを含むことが
ある。入力／出力装置１２は、トランスジューサ１４か
ら心臓信号を受け取り１つまたは複数の心臓信号をディ
ジタル信号プロセッサ２２に提供するように構成した、
ポート、回路板、またはその他の回路を含む。

【００１３】ディジタル信号プロセッサ２２は、トラン
スジューサ１４からアナログ信号を受信すること、受信
信号をディジタル化すること、並びに心臓信号上で心拍
動を検出することを行うように構成した集積回路その他
の回路である。ディジタル信号プロセッサ２２は、これ
らのタスクを実行するためのプロセッサ及びプログラム
格納メモリを含むが、離散的構成要素、アナログ構成要
素、プログラマブル・ロジックなど必要な任意の回路素
子を含むことがある。ディジタル信号プロセッサ２２
は、心拍動を検出するごとに、中央処理装置２４（例え
ば、インテル社またはモートローラ社製マイクロプロセ
ッサ、あるいはその他の処理回路）に対して優先割込み
をかける。中央処理装置２４は、ディジタル信号プロセ
ッサ２２から優先割込みを受け取るごとに、プログラム
・メモリ２６に格納された心拍動一致検出アルゴリズム
を実行させる。アルゴリズムについては図２Ａ及び２Ｂ
を参照しながら以下で説明する。別の構造によれば、デ
ィジタル信号プロセッサ２２及び中央処理装置２４は１
つの集積回路上に製作することができる。システム１０
では、胎児心拍動と母体心拍動の両者に関する心拍動を
検出する別の方法及びシステムを利用することもでき
る。

【００１４】システム１０はさらに、介護者またはその
他の操作者から入力データを受け取るように構成した、
キーパッド、スイッチ、ダイアル、タッチスクリーン・
インタフェース及び／またはその他の装置を含んだオペ
レータ入力装置２８を含む。システム１０はさらに、中
央処理装置２４に結合させかつ必要な任意のインタフェ
ース回路を含んだ、ディスプレイ３２、ストリップ・チ
ャート装置３４及び／または通信リンク３６などの１つ
または複数の出力装置３０を含む。中央処理装置２４
は、プログラム・メモリ２６に格納した心拍動一致検出
アルゴリズムに基づいて表示信号などの出力信号を発生
させ、これらの出力信号を１つまたは複数の出力装置３
０に提供している。

【００１５】心拍動一致の比較マトリックスを以下に示
す。

【００１６】

【表１】

【００１７】図２Ａ及び２Ｂの心拍動一致アルゴリズム
は、２つ以上の心臓信号上の心拍動を比較し、その心拍
動が一致を示すか否かを判定するように構成されてい
る。上記のマトリックスは、例示的なシステム及び方法
により比較することができるトランスジューサを示して
いる。例えば、チャート内の「ＹＥＳ」の表示で示すよ
うに、胎児心電計信号（Ｆ_1ECG）は母体心電計信号（Ｍ
_ECG）と比較される。しかし、チャート内の「ＮＯ」の
表示で示すように、胎児心電計信号（Ｆ_1ECG）は母体血
圧信号（Ｍ_BP）とは比較されない。記号Ｆ_1ECG、Ｆ_1US
（胎児超音波信号１）、Ｆ_2US（胎児超音波信号２）、
Ｍ_ECG、Ｍ_SpO2（母体パルス・オキシメトリ・トランス
ジューサ）及びＭ_BPは、対応するトランスジューサから
心臓信号を受け取るように構成した入力／出力装置１２
の各ポートに対応している。したがって、「Ｘ」で示す
ように、Ｆ_1ECGはＦ_1ECGと比較されない。というのは、
このトランスジューサ向けには、システム１０上で１つ
のポートしか利用可能でないためである。さらに、この
例示的な実施形態では、母体血圧センサは、他のどの信
号との比較のためにも利用できないことに留意された
い。このマトリックスに関しては、システムの機能に応
じて別の代替的構成を企図できる。

【００１８】ここで図２Ａ及び２Ｂを参照すると、例示
的な心拍動一致検出の一方法５０を表している。方法５
０は、システム１０においてソフトウェアとして動作可
能であるが、別法として、離散的回路素子またはその他
のプログラミング素子を介して動作可能である。ステッ
プ５２において、２つのチャネル（チャネル１及びチャ
ネル２）上の心臓信号が監視される。チャネル１または
２のうちの１つで心拍動発生を検出すると、その心拍動
発生を記録しかつタイムスタンプを付ける。図２Ａの
「ＨＢＴ１」及び「ＨＢＴ２」は、チャネル１上で検出
した心拍動発生及びチャネル２上で検出した心拍動発生
のそれぞれに対する心拍動タイムスタンプを示してい
る。この２つのチャネルのもう一方のチャネル上で心拍
動発生を検出すると、本方法はステップ５４に進む。チ
ャネル１及び２の一方での心拍動発生に続き、チャネル
１及び２のもう一方で心拍動発生が起きることを、以下
において「サイクル」と呼ぶ。

【００１９】本方法は、ステップ５４において、チャネ
ル１及び２での心拍動発生が１：１対応を満たしている
か否かを判定する。換言すると、ステップ５４におい
て、本方法は、チャネル１及び２のうちの一方のチャネ
ルからの心拍動発生数が、もう一方のチャネルの連続す
る心拍動発生の間に２度の発生となっているか否かを計
算する。１：１を超えるか、または１：１未満の対応が
検出された場合には、本方法はステップ５５に進む。ス
テップ５５において、チャネル１（この例示的な実施形
態では、胎児の心拍動を表す）がチャネル２（この例示
的な実施形態では、母体の心拍動を表す）の１回の心拍
動に対して１回を超える心拍動を有する場合に、本方法
はステップ６８に進む。チャネル１がチャネル２の１回
の心拍動に対して１回未満の心拍動を有する場合には、
本方法はステップ７２（図２Ｂ）に進む。別法として、
その心拍動発生が１：１を超えるか、または１：１未満
の対応を示す場合には、本方法は直接に乖離(divergenc
e)信号を発生させることがある（これについては、ステ
ップ８２に関連して後で説明する）。

【００２０】心拍動発生のサイクルを検出しタイムスタ
ンプを付けた後、各心拍動発生に関連する時刻を比較し
て一致を検出する。心拍動発生を比較して一致を検出す
るための例示的な一方法を以下に示す。しかし、心拍動
発生を利用する別の方法も企図される。ステップ５６に
おいて、ＨＢＴ１とＨＢＴ２の間の時間オフセット（例
えば、位相シフト）を計算する。次に、複数の発生サイ
クル間の現状のジッタを決定し、一致または乖離を指示
させる。

【００２１】この例示的な実施形態では、サイクル間で
のジッタの決定は、複数のサイクルの間に生じる最小及
び最大の位相シフトを記録することを含む。したがっ
て、ジッタの決定は、ある期間（例えば、時間「ウィン
ドウ」）にわたり複数のサイクルがあることが前提とな
る。時間ウィンドウは、この時間の後に最小及び最大位
相シフト変数をリセットするようなある固定の時間（例
えば、３秒）であるが、時間ウィンドウは、別法とし
て、１：１対応の期間の１サイクル・カウントまたは全
サイクルに依存することがある。

【００２２】ステップ５８において、新たな位相シフト
がそれまでの最小位相シフトより小さければ、最小位相
シフト変数をこの新たな位相シフトに更新する。ステッ
プ６０において、新たな位相シフトがそれまでの最大位
相シフトより大きければ、最大位相シフト変数をこの新
たな位相シフトに更新する。ステップ６２において、最
小位相シフトを最大位相シフトから差し引くことによっ
てジッタを計算する。

【００２３】位相シフト及びジッタによりその位相関係
を特徴付けした後、このデータを用いてその心拍動発生
が一致を表すか乖離を表すかを判定する。最大ジッタ及
び最大位相シフトの基準が適用される。したがって、ス
テップ６４において、そのジッタを最大ジッタしきい値
（Ｊ）と比較し、その最大位相シフトを最大位相シフト
しきい値（Ｓ）と比較する。最大ジッタしきい値（Ｊ）
及び最大位相シフトしきい値（Ｓ）は可変であり、アル
ゴリズムに適合させて調整することができる。例えば、
最大ジッタしきい値（Ｊ）は、概ね１００ｍｓに設定す
ることや、あるいは、概ね１ｍｓ程度に低く設定するこ
ともある。例示的な実施の一形態では、その最大ジッタ
しきい値（Ｊ）は心拍動対心拍動の予期される間隔最小
値の１／２未満である。例えば、心拍動対心拍動の予期
される間隔最小値が２００ｍｓである（すなわち、３０
０回／分の心拍動数に対応する）場合には、その最大ジ
ッタしきい値（Ｊ）は２００ｍｓの１／２（すなわち、
１００ｍｓ）に設定する。位相シフトしきい値（Ｓ）は
概ね２００ｍｓに設定することがあり、１ｍｓから２０
００ｍｓの間とすることがある。別法として、（Ｊ）及
び（Ｓ）は、その用途及びトランスジューサ・タイプ／
心拍動発生源などの要因に応じて任意の値に適合させる
ことができる。

【００２４】最大位相シフト及び最大位相ジッタのしき
い値は、アルゴリズムにより動的に可変としたり、固定
とすることがある。１：１対応を示す信号ピークに関す
るチャネル間での位相シフトの取り得る範囲は０〜３５
９度と規定されるが、一般に、１８０度以内となること
が予期される。この時間領域内では、この値は、チャネ
ル１及びチャネル２からの心拍動間の期間に応じて０か
ら１９９９ミリ秒までとなり得る。心拍動が低端(low e
nd) で一致すると、互いに１９９９ミリ秒のオフセット
が生じ、３５９度の位相ずれとなることがある。

【００２５】最大位相ジッタは一定値またはアルゴリズ
ムに対する変数として規定することができる。一方法で
は、Ｊを最大位相シフトの関数とする。例えば、Ｊ＝
（最大シフト）／３とする。この例では、心拍動が一致
していると特徴付けるための最大許容ジッタは３３％と
なる。

【００２６】これらの原理に従った実施形態では、先
ず、その心拍動記録が１：１である場合に、２つのチャ
ネルからの心拍動が相手方から３５９度の位相範囲内に
あると特徴付けする。次いで、比較ウィンドウ内で、最
大位相シフトと最小位相シフトの間の差として評価され
るジッタが、その最大値の３３％未満の場合に一致の特
徴をもつと認定することができる。さらに最大シフト
は、所望であればこの時間領域内で認定することがで
き、また、システムの時間遅れを考慮すると１つの関数
とすることになる。この実施形態では、位相シフトの角
度に関してより寛容度が大きいが、位相ジッタの最小値
のみを許容することにより位相関係の一貫性が強化され
る。この手法では、最大ジッタしきい値は、４９％を超
えるように実施すべきではない。

【００２７】そのジッタが最大ジッタしきい値未満であ
りかつその最大位相シフトが最大位相シフトしきい値未
満である場合には、ステップ６６において、一致カウン
タを増分(increment) させかつ乖離カウンタを減分(dec
rement) させる。別法として、ステップ６８において、
一致カウンタを減分させかつ乖離カウンタを増分させ
る。ステップ６４、６６及び６８で示すように、ジッタ
が増加しておりかつ位相シフトが極めて高い場合は乖離
を示す。ジッタが一定しており位相シフトがより小さい
場合は一致を示す。

【００２８】ステップ７０において、心拍動記録をリセ
ットすると共に、心拍動発生の新たなサイクルの記録に
備える。

【００２９】ステップ７２において、一致指標を計算す
る。一致指標は、上述したように、固定または可変のい
ずれかである時間ウィンドウにわたったチャネル１及び
２での心拍動発生の間の一致または乖離の程度を表す。
この例では、この時間ウィンドウは、３秒間のウィンド
ウ内にすべての心拍動発生を含む。この時間ウィンドウ
は２〜１００回の心拍動サイクルを含むことがある。ス
テップ７２において、一致指標は、例えば、一致のサイ
クルの比（この例示的な実施形態のように）または百分
率として計算することがある。

【００３０】ステップ７４において、この一致指標を、
操作者に警告を出す程の十分な一致または乖離が検出さ
れたことを示す一致／乖離基準（例えば、一致トリガー
しきい値（Ｃ））と比較する。一致／乖離基準は可変で
あり、アルゴリズムに適合させて調整することができ
る。例えば、一致トリガーしきい値（Ｃ）は、一致して
いるサイクルが概ね７０％であると設定することがあ
り、あるいは、１乖離サイクルに対して一致を概ね３サ
イクルと設定することがある。別法として、（Ｃ）は５
０％〜９０％の範囲とすることや、その用途及びトラン
スジューサ・タイプ／心拍動発生源などの要因に応じて
任意の値とすることができる。

【００３１】一致指標が一致／乖離基準を満たしている
場合には、それぞれの基準に対するタイマをスタートさ
せる。一致指標が所定の期間の複数の心拍動サイクルに
わたって継続して一致／乖離基準を満たしている場合に
は、ユーザに対して一致または乖離を通知する信号を発
生させる。この例示的な実施形態では、このタイマを実
現するために一致トリガー・フラグを使用している。ス
テップ７４において、一致指標が一致トリガーしきい値
（Ｃ）を超える場合には、ステップ７６において、一致
トリガー・フラグが「ＦＡＬＳＥ（虚偽）」であるか否
かをチェックする。一致トリガー・フラグが「ＦＡＬＳ
Ｅ」であれば、ステップ７８において、一致トリガー・
フラグを「ＴＲＵＥ（真）」に設定し、一致タイマをス
タートさせ、さらにアルゴリズムはステップ５２に戻
る。一致タイマは、用途に応じて、６０秒、４０秒から
８０秒の間、あるいはその他の任意の時間とすることが
ある。ステップ７６において一致トリガー・フラグが
「ＦＡＬＳＥ」でなければ、ステップ８０において、一
致タイマが満了しているか否かをチェックする。満了し
ていなければ、アルゴリズムはステップ５２に戻る。満
了している場合は、ステップ８２において、一致信号を
発生させて出力装置３０のうちの１つに提供する。

【００３２】ステップ７４に戻ると、一致指標が一致指
標トリガーしきい値（Ｃ）を超えていない場合には、ス
テップ８４において、一致トリガー・フラグをチェック
する。一致トリガー・フラグが「ＴＲＵＥ」であれば、
ステップ８６において、一致トリガー・フラグを「ＦＡ
ＬＳＥ」に設定し、乖離タイマをスタートさせ、さらに
アルゴリズムはステップ５２に戻る。乖離タイマは、そ
の用途に応じて、５秒、１秒から１０秒の間、あるいは
その他の任意の時間とすることがある。一致トリガー・
フラグが「ＴＲＵＥ」でなければ、ステップ８８におい
て、乖離タイマが満了しているか否かをチェックする。
満了していなければ、アルゴリズムはステップ５２に戻
る。満了している場合は、ステップ８２において、乖離
信号を発生させて出力装置３０のうちの１つに提供す
る。

【００３３】動作時には、一致指標が所定の時間（すな
わち、一致タイマの持続時間）にわたって一致指標トリ
ガーしきい値（Ｃ）を超えている場合には、１つまたは
複数の出力装置３０上に一致標識を発生させる。一致指
標が所定の時間（すなわち、乖離タイマの持続時間）に
わたって一致指標トリガーしきい値（Ｃ）未満である場
合には、１つまたは複数の出力装置３０上に乖離標識を
発生させる。別法によれば、一致標識がすでに出力装置
３０に提供されている場合は、乖離標識のみを出力装置
３０に提供する。この別法は、ストリップ・チャートを
使用している際に特に有利である。というのは、以前の
標識により心拍動発生が一致であることを示していなけ
れば、心拍動発生が乖離発生である際にユーザに対して
何も標識を提供する必要がないからである。

【００３４】ここで図３を参照すると、チャート８９
は、図２Ａの心拍動一致検出アルゴリズムの一部分の動
作を図示したものである。チャネル１上での心拍動発生
を発生９０で表しており、チャネル２上での心拍動発生
は発生９２で表している。発生９０と発生９２間の位相
シフト、すなわち時間オフセットは、期間９４で示して
いる。このチャートのＸ軸はミリ秒（ｍｓ）を単位とし
た実時間を表している。この例では、発生９０と発生９
２の間の位相シフトは、図に示すように１５０ｍｓであ
る。

【００３５】動作時には、本アルゴリズムは先ず、最大
及び最小位相シフトの値を１５０ｍｓという新たな位相
シフト値に更新する。チャネル１上では後続の心拍動発
生９６が受信され、さらにチャネル２上では後続の心拍
動発生９８が受信される。第１サイクルから第２サイク
ルまででは、チャネル１及び２上での心拍動発生の間で
１：１対応が維持されていることに留意されたい。発生
９６と発生９８の間の位相シフトは１５５ｍｓと計算さ
れ、これにより直前のサイクルとの若干の差が示され
る。最大位相シフトは１５５ｍｓに等しくなるように更
新され、ジッタを５ｍｓと計算する。さらに、チャート
８９上での心拍動発生は、１５３ｍｓ、２２０ｍｓ、２
５０ｍｓ及び１９０ｍｓの位相シフト、並びに５ミリ
秒、７０ミリ秒、１００ミリ秒及び１００ミリ秒の対応
するジッタを示している。

【００３６】最大位相シフト及びジッタは最大位相シフ
トしきい値（Ｓ）及び最大ジッタしきい値（Ｊ）と比較
し、一致及び乖離カウンタを増分または減分させるべき
か否かを判定する。次いで、一致指標を計算して、一致
指標トリガーしきい値（Ｃ）と比較する。この処理は３
秒間の時間ウィンドウにわたって実行される。この処理
は、図２Ｂの関連するステップに従って継続される。ア
ルゴリズムからの出力はしきい値（Ｊ）、（Ｓ）及び
（Ｃ）の値により異なっており、これらの値は製造の際
にプログラムしておくことができ、更新可能とすること
ができ、さらに、操作者がオペレータ入力装置２８を介
してこれらの値を調整し操作者による感度の制御を提供
することもできる。

【００３７】ここで図４を参照すると、画面表示１００
を表している。画面表示１００は、中央処理装置２４が
提供する表示信号に応答してディスプレイ３２（図１）
により生成される。追加のグラフィック・カードまたは
別の回路を実装することもある。画面表示１００は、心
拍動一致の機能が現在動作中であることを示す標識１０
２（例えば、テキスト「ＨＢＣ」）を含む。心拍動一致
アルゴリズムのステップ８２（図２Ｂ）において、本ア
ルゴリズムは、一致信号、乖離信号、または無信号のう
ちの１つであるような表示信号を発生させる。ディスプ
レイ１００は、チャネル１及び２に対する心拍動数を標
識１０４及び１０６の位置において反転表示することに
より、一致信号が受信されていることを示す。２つのハ
ート形を並置する、「一致検出(COINCIDENCE DETECTE
D)」というテキスト、可聴音、その他の標識、あるいは
これらの組み合わせなど、別の標識を用いて一致を示す
こともできる。乖離は、この例では、通常表示（すなわ
ち、反転表示でない表示）で示すが、別の標識や無標識
によりこれを示すこともできる。

【００３８】ここで図５を参照すると、ストリップ・チ
ャートの一部分１１０を表している。部分１１０は、中
央処理装置２４が提供する信号に応答してストリップ・
チャート装置３４（図１）が作成したものである。追加
のグラフィック・カードまたは別の回路を実装すること
もある。部分１１０は、心拍動一致の機能が現在動作中
であることを示す標識１１２（例えば、テキスト「ＨＢ
Ｃ」）を含む。標識１１２は周期的に（例えば、３０分
ごとに）プリントしているが、別法として１回だけプリ
ントすることもある。心拍動一致アルゴリズムのステッ
プ８２（図２Ｂ）において、本アルゴリズムは、一致信
号及び乖離信号のうちの１つであるような表示信号を発
生させる。ストリップ・チャート装置３４は、一致標識
１１４（例えば、重なり合った２つのハート形アイコ
ン）をプリントすることにより一致信号が受信されてい
ることを示す。「一致検出」というテキスト、可聴音、
あるいはこれらの組み合わせなど、別の標識を用いるこ
ともできる。乖離は、標識１１６（例えば、重なり合っ
ていない２つのハート形アイコン）などの別の標識や無
標識によりこれを示すこともできる。標識１１６は一致
が解除されたことを示す。一致標識１１４及び乖離標識
１１６は現在の状態の承認のために周期的にプリントす
ることや、状態が変化したときにのみプリントすること
がある。

【００３９】さらに有利な特徴によれば、一致または乖
離の状態は通信リンク３６を介して出力することもでき
る。

【００４０】図面で示し上記で説明した本発明の実施形
態及び応用は目下のところ好ましいものであるが、これ
らの実施形態は例としてだけ提示したものであることを
理解すべきである。例えば、心拍動発生を比較するため
に別のアルゴリズムを使用することもできる。さらに、
提示した本方法の各ステップは、別の順序で使用するこ
とができる。したがって、本発明はある具体的な実施形
態に限定されるものではなく、本方法は、特許請求の範
囲内に属するような様々な修正にまで及んでいる。

【図面の簡単な説明】

【図１】例示的な実施の一形態による心拍動一致検出シ
ステムのブロック図である。

【図２Ａ】例示的な実施の一形態に従って心拍動の一致
を検出する方法を示す流れ図である。

【図２Ｂ】例示的な実施の一形態に従って心拍動の一致
を検出する方法を示す流れ図である。

【図３】図２Ａの方法のうちの幾つかのステップを示す
グラフである。

【図４】例示的な実施の一形態に従って一致状態を提供
している表示画面の写図である。

【図５】例示的な実施の一形態に従って一致状態を提供
しているストリップ・チャートの一部分の写図である。

【符号の説明】

１０心拍動一致検出システム１４トランスジューサ１６胎児心拍動トランスジューサ１８母体心拍動トランスジューサ２０トランスジューサ３０出力装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】心拍動の一致を検出する方法（５０）で
あって、第１及び第２の心拍動発生源のそれぞれから第１及び第
２の信号を受け取るステップ（５２）と、第１の信号上で第１の心拍動発生（９０、９６）を検出
するステップであって、該第１の心拍動発生（９０、９
６）の各々はその発生に関連するそれぞれの時刻を有し
ている、検出ステップ（５２）と、第２の信号上で第２の心拍動発生（９２、９８）を検出
するステップであって、該第２の心拍動発生（９２、９
８）の各々はその発生に関連するそれぞれの時刻を有し
ている、検出ステップ（５２）と、一致を検出するために、第１と第２の心拍動発生の前記
時刻を比較するステップと、を含む方法。
【請求項２】前記比較するステップが２回の第１の心
拍動発生（９０、９６）の間に起きる第２の心拍動発生
（９２、９８）の回数を計算するステップ（５４、５
５）を含んでおり、当該方法がさらに、２回の第１の心
拍動発生（９０、９６）の間に複数回の第２の心拍動発
生（９２、９８）が起きたときに乖離信号を発生させる
ステップ（８２）を含む請求項１に記載の方法（５
０）。
【請求項３】前記比較するステップが、第１と第２の
心拍動発生の間の時間オフセットを計算するステップ
（５６）を含む、請求項１に記載の方法（５０）。
【請求項４】前記比較するステップが第１と第２の心
拍動発生の間の複数の時間オフセットを計算するステッ
プ（５６）を含んでおり、当該方法がさらに、前記複数
の時間オフセットに基づき一致信号と乖離信号のうちの
１つを発生させるステップ（８２）を含む請求項３に記
載の方法（５０）。
【請求項５】前記複数の時間オフセットが時間ウィン
ドウにより規定されている、請求項４に記載の方法（５
０）。
【請求項６】前記比較するステップがさらに、第１の
時間オフセットと第２の時間オフセットの間のジッタを
計算するステップ（６２）を含む、請求項４に記載の方
法（５０）。
【請求項７】前記比較するステップが、前記ジッタを
所定のジッタ値と比較するステップ（６４）と、そのジ
ッタが所定のジッタ値未満の場合に一致カウンタを増分
させるステップ（６６）とを含む、請求項６に記載の方
法（５０）。
【請求項８】前記比較するステップが、そのジッタが
所定のジッタ値を超える場合に乖離カウンタを増分させ
るステップ（６８）と、一致カウンタの乖離カウンタに
対する比に基づき一致指標を計算するステップ（７２）
とを含む、請求項７に記載の方法（５０）。
【請求項９】前記信号発生のステップが、前記一致指
標が所定の一致指標値を超える場合に一致信号を発生さ
せるステップ（７４、８２）を含む、請求項８に記載の
方法（５０）。
【請求項１０】前記一致指標が所定の時間にわたって
所定の一致指標値を超える場合にのみ、前記一致信号を
発生（８０、８２）させる、請求項９に記載の方法（５
０）。
【請求項１１】さらに、前記一致指標が所定の一致指
標値未満である場合に乖離信号を発生させるステップ
（７４、８２）を含む請求項９に記載の方法（５０）。
【請求項１２】前記一致指標が所定の時間にわたって
所定の一致指標値未満である場合にのみ、前記乖離信号
を発生（８８、８２）させる、請求項１１に記載の方法
（５０）。
【請求項１３】前記比較のステップが、第１と第２の
信号のいずれか一方での心拍動発生の検出に応答して実
行されている、請求項１に記載の方法（５０）。
【請求項１４】複数の時間オフセットの各々を計算し
た後に最大時間オフセット変数を更新するステップ（６
０）と、前記最大時間オフセット変数を所定のしきい値と比較す
るステップ（６４）と、前記比較に基づいて一致信号と乖離信号のうちの１つを
発生させるステップ（８２）と、をさらに含む請求項４
に記載の方法（５０）。
【請求項１５】前記比較するステップが、ジッタが所
定のジッタ値を超える場合に乖離カウンタを増分させる
ステップ（６８）と、乖離サイクルの非乖離サイクルに
対する百分率に基づいて一致指標を計算するステップ
（７２）とを含む、請求項７に記載の方法（５０）。
【請求項１６】心拍動の一致を検出するためのシステ
ム（１０）であって、第１及び第２の心拍動発生源のそれぞれから第１及び第
２の信号を受け取るための手段（１２、５２）と、第１の信号上で第１の心拍動発生（９０、９６）を検出
するための検出手段であって、該第１の心拍動発生（９
０、９６）の各々はその発生に関連するそれぞれの時刻
を有している、検出手段（２２、５２）と、第２の信号上で第２の心拍動発生（９２、９８）を検出
するための手段であって、該第２の心拍動発生（９２、
９８）の各々はその発生に関連するそれぞれの時刻を有
している、検出手段（２２、５２）と、一致を検出するために第１と第２の心拍動発生の前記時
刻を比較するための比較手段（２４）と、を備えるシス
テム。
【請求項１７】前記比較手段（２４）が２回の第１の
心拍動発生（９０、９６）の間に起きる第２の心拍動発
生（９２、９８）の回数を計算するための手段（２４、
５４、５５）を含み、前記システムがさらに、２回の第
１の心拍動発生（９０、９６）の間に複数回の第２の心
拍動発生（９２、９８）が起きたときに乖離信号を発生
させるための手段（２４、８２）を備える請求項１６に
記載のシステム（１０）。
【請求項１８】前記比較手段（２４）が第１と第２の
心拍動発生の間の時間オフセットを計算するための手段
（２４、５６）を含む、請求項１６に記載のシステム
（１０）。
【請求項１９】前記比較手段（２４）が第１と第２の
心拍動発生の間の複数の時間オフセットを計算するため
の手段（２４、５６）を含み、前記システムがさらに、
前記複数の時間オフセットに基づき一致信号と乖離信号
のうちの１つを発生させるための手段（２４、８２）を
備えている請求項１８に記載のシステム（１０）。
【請求項２０】前記比較手段（２４）が、第１と第２
の信号のいずれか一方での心拍動発生の検出に応答して
実行されている、請求項１６に記載のシステム（１
０）。
【請求項２１】第１及び第２の心臓信号を受け取るこ
と、第１及び第２の心臓信号上でそれぞれ第１及び第２
の心拍動（９０、９２、９６、９８）を検出すること、
第１及び第２の心拍動（９０及び９２、９６及び９８）
のそれぞれの間の位相シフト（９４）を計算すること、
並びに前記位相シフトに基づき表示信号を発生させるこ
とを行うように構成したプロセッサ（２２、２４）と、前記表示信号を受け取ること、及び前記表示信号を操作
者に提供することを行うように構成した出力装置（３
０）と、を備える心拍動一致検出システム（１０）。
【請求項２２】前記プロセッサ（２２、２４）が、第
１及び第２の心臓信号を受け取ること、並びに前記第１
及び第２の心臓信号上で第１及び第２の心拍動（９０、
９２、９６、９８）を検出することを行うように構成し
たディジタル信号プロセッサ（２２）を含む、請求項２
１に記載の心拍動一致検出システム（１０）。
【請求項２３】前記出力装置（３０）が通信リンク
（３６）である、請求項２１に記載の心拍動一致検出シ
ステム（１０）。
【請求項２４】前記プロセッサ（２２、２４）と結合
されており、第１及び第２の心臓信号を受け取ること、
並びに前記プロセッサ（２２、２４）に前記第１及び第
２の心臓信号を提供することを行うように構成した入力
／出力装置（１２）をさらに備える、請求項２１に記載
の心拍動一致検出システム（１０）。
【請求項２５】前記プロセッサ（２２、２４）が、前
記位相シフトに基づきジッタを計算すること、前記ジッ
タをジッタしきい値と比較すること、並びに前記比較に
基づいて表示信号を発生させることを行うように構成さ
れている、請求項２１に記載の心拍動一致検出システム
（１０）。
【請求項２６】前記プロセッサ（２２、２４）が、前
記位相シフトに基づいて最大位相シフトを計算するこ
と、前記最大位相シフトを最大位相シフトしきい値と比
較すること、並びに前記比較に基づいて表示信号を発生
させることを行うように構成されている、請求項２１に
記載の心拍動一致検出システム（１０）。