JP2003052655A - Method and apparatus for obtaining electrocardiogram - Google Patents

Method and apparatus for obtaining electrocardiogram

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JP2003052655A
JP2003052655A JP2001244915A JP2001244915A JP2003052655A JP 2003052655 A JP2003052655 A JP 2003052655A JP 2001244915 A JP2001244915 A JP 2001244915A JP 2001244915 A JP2001244915 A JP 2001244915A JP 2003052655 A JP2003052655 A JP 2003052655A
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Japan
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electrocardiogram
lead
embedding
dimension
attractor
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Yasunori Nofuji
泰昇 野藤
Toshiyuki Shimizu
俊行 清水
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Computer Convenience Inc
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain 12 lead electrocardiograms needed to diagnose a disease based on one derived electrocardiogram measured from electrodes brought into contact with or mounted at two positions easy to take on a subject's body. SOLUTION: A method for deriving the electrocardiogram comprises the steps of recording an electrocardiogram waveform measured between the electrodes brought into contact with or mounted at two positions of the subject's body as time series data, deciding an embedding delay time τ by using a self- correlation for the time series data, calculating a correlation dimension, deciding an embedding dimension (d), constituting an d-dimension attractor based on the delay time τ and the dimension (d), rotating the attractor according to a type of each derived electrocardiogram, and generating the derived electrocardiogram from a graphic form projected on a plane to be specified.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、測定した1つの心
電図波形から、12誘導心電図を導出する方法および装
置に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for deriving a 12-lead electrocardiogram from one measured electrocardiogram waveform.

【0002】[0002]

【従来の技術】心電図は、心細胞の膜電位を取り出して
記録した波形図であり、電極を手足や胸部につけ、電極
間の電位差の変化を心電計につないで測定する。心臓に
疾患がある場合には、心電図には正常の場合と異なった
特有の波形が現れる。この心電図には標準的な測定方法
として12の誘導心電図がある。すなわち標準肢誘導
(3誘導)、単極肢誘導(3誘導)および胸部誘導(6
誘導)からなる。
2. Description of the Related Art An electrocardiogram is a waveform chart in which the membrane potential of heart cells is taken out and recorded. Electrodes are attached to the limbs and chest, and changes in the potential difference between the electrodes are measured by connecting them to an electrocardiograph. When the heart has a disease, the electrocardiogram shows a unique waveform different from that in the normal case. There are 12 lead electrocardiograms as standard measurement methods in this electrocardiogram. Standard limb lead (3 leads), monopolar limb lead (3 leads) and chest lead (6 leads)
Induction).

【0003】標準肢誘導は双極誘導で、I誘導は左手−
右手、II誘導は左足−右手、III誘導は左足−左手の間
の電位差を表す。右足の電極はアースの役目をし、心電
図波形の描画には関与しない。アイントーベン(Eintho
ven)の三角形は心臓を中心として図7のように正三角
形を当てはめたものである。I、II、III誘導のQRS
波高を用いて前額面の心臓起電力の大きさと方向をベク
トルで示すことができる。
The standard limb lead is bipolar lead, and the I lead is left hand-
Right hand, Lead II represents left foot-right hand, Lead III represents potential difference between left foot-left hand. The electrode on the right leg acts as a ground and does not participate in drawing the ECG waveform. Einthoven
The ven) triangle is an equilateral triangle fitted around the heart as shown in FIG. QRS derived from I, II and III
The wave height can be used to indicate the magnitude and direction of the cardiac electromotive force in the frontal plane by a vector.

【0004】単極肢誘導は右肩、左肩、横隔膜方向から
の電気的変化を記録したものである。胸部誘導は電気的
変化を水平面に投影し記録したものである。図8には胸
部誘導の電極装着部位V1〜V6を示す。
The monopolar limb lead is a recording of electrical changes from the right shoulder, the left shoulder, and the diaphragm direction. The chest lead is a recording of electrical changes projected on a horizontal plane. FIG. 8 shows the electrode mounting sites V 1 to V 6 for chest guidance.

【0005】心電図波形は、図9に示すようにP,Q,
R,S,T,Uの名称が付けられている。Pは左右心房
の興奮を反映するが、右房の興奮が左房に先行する。Q
RSは心室筋の興奮、Tはその興奮がさめる過程を示し
ている。また、PQ間隔は右房興奮の始まりから、刺激
が房室結節、His束、左右脚、Purkinje繊維
を経て心室筋細胞に達するまでの時間、QT間隔は心室
興奮(脱分極)の始まりから興奮がさめる(再分極)ま
での時間である。なおJはSとTの接合部を示してい
る。
As shown in FIG. 9, the electrocardiogram waveforms have P, Q,
The names R, S, T, and U are given. P reflects the excitement of the left and right atrium, but the excitement of the right atrium precedes the left atrium. Q
RS indicates the excitability of the ventricular muscle, and T indicates the process of reducing the excitement. The PQ interval is the time from the onset of right atrial excitation to the time when the stimulus reaches the ventricular myocytes through the atrioventricular node, His bundle, left and right legs, Purkinje fibers, and the QT interval is from the onset of ventricular excitation (depolarization). It is the time until it is depressed (repolarization). Note that J indicates the junction between S and T.

【0006】このように、従来の医学においては、標準
肢誘導および単極肢誘導では両手と右足に合計4個の電
極をつけ、胸部誘導では胸部に6個の電極をつけて12
種類の心電図を測定している。この心電図から、心疾患
を判定していた。
[0006] As described above, in conventional medicine, a total of four electrodes are attached to both hands and the right foot in the standard limb lead and the monopolar limb lead, and six electrodes are attached to the chest in the chest lead to 12 electrodes.
You are measuring different types of electrocardiograms. Heart disease was judged from this electrocardiogram.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】被験者は、心電図のう
ち、標準肢誘導および単極肢誘導の場合は、左右手首と
脚に電極を装着し、ベッドに仰向けに寝た状態で測定さ
れるが、胸部誘導の場合は胸部に直に電極を付ける必要
があるため装着時に上半身を露出しなければならず、抵
抗がある人も多い。また、3種類の誘導心電図を測定す
るために時間が長くかかるという問題がある。
In the case of the standard limb lead and the monopolar limb lead of the electrocardiogram, the test subject is measured with the electrodes attached to the left and right wrists and legs and lying on his / her back on the bed. , In the case of chest guidance, it is necessary to attach the electrode directly to the chest, so the upper body must be exposed when wearing, and there are many people with resistance. Further, there is a problem that it takes a long time to measure the three types of lead electrocardiograms.

【0008】本発明者らは、12誘導心電図の波形の間
に何らかの相関関係が存在するのではないかという推定
をし、多くの被験者に対して測定と関係付けの検討を重
ねたところ、1つの心電図波形から12の誘導心電図波
形が導かれることを見いだすに至った。
The present inventors presumed that there may be some correlation between the waveforms of the 12-lead electrocardiogram, and repeated measurements and correlations with many subjects. We have found that 12 lead electrocardiographic waveforms are derived from one electrocardiographic waveform.

【0009】本発明が解決しようとする課題は、被験者
の人体の取りやすい2箇所に接触ないし装着した電極か
ら測定された1つの誘導の心電図に基づいて、疾患の診
断に必要とされる12の誘導心電図を得ることのできる
心電図導出方法および装置を提供することにある。
The problem to be solved by the present invention is based on one electrocardiogram of one lead measured from electrodes which are contacted or attached to two places on the human body which are easy to be taken, and which are necessary for diagnosis of diseases. An object of the present invention is to provide an electrocardiogram deriving method and device capable of obtaining a lead electrocardiogram.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の誘導心電図導出方法は、被験者の人体の2
箇所に接触ないし装着した電極間で測定した心電図波形
を時系列データとして記録し、この時系列データについ
て自己相関を用いて埋め込み遅延時間τを決定し、相関
次元を計算して埋め込み次元dを決定し、前記埋め込み
遅延時間τと埋め込み次元dに基づいてd−次元のアト
ラクタを構成し、このアトラクタを各誘導心電図の種類
によって回転し、特定される平面に投影した図形から、
当該誘導を含む全12誘導心電図を生成するものであ
る。
In order to solve the above-mentioned problems, the method for deriving a lead electrocardiogram according to the present invention is applied to a human body of a subject.
The electrocardiogram waveform measured between the electrodes that are in contact with or attached to the place is recorded as time-series data, the embedding delay time τ is determined using autocorrelation for this time-series data, and the correlation dimension is calculated to determine the embedding dimension d. Then, a d-dimensional attractor is constructed based on the embedding delay time τ and the embedding dimension d, and the attractor is rotated according to the type of each electrocardiogram and projected from a figure projected on a specified plane,
A 12-lead electrocardiogram including the lead is generated.

【0011】また、本発明の誘導心電図導出装置は、被
験者の人体の2箇所に接触ないし装着する2つの電極
と、この電極間の心電図波形を時系列データとして記録
する手段と、この時系列データについて自己相関を用い
て決定された埋め込み遅延時間τと、計算によって決定
された相関次元dに基づいてd−次元のアトラクタを構
成する手段と、このアトラクタを各誘導心電図の種類に
よって回転し、特定される平面に投影した図形を生成す
る手段と、投影された図形に基づいて当該誘導を含む全
12誘導心電図を生成する手段とを備えたものである。
The apparatus for deriving an electrocardiogram according to the present invention includes two electrodes that come into contact with or are worn on two points of the human body of a subject, a means for recording the electrocardiogram waveform between the electrodes as time series data, and the time series data. About the embedding delay time τ determined by using autocorrelation, and means for configuring a d-dimensional attractor based on the correlation dimension d determined by calculation, and rotating this attractor according to each lead electrocardiogram type And a means for generating a full 12-lead electrocardiogram including the lead based on the projected figure.

【0012】本発明によれば、被験者の人体の2箇所に
接触ないし装着した電極から測定された心電図に基づい
て、疾患の診断に必要とされる12の誘導心電図を生成
することができる。
According to the present invention, twelve lead electrocardiograms required for diagnosing a disease can be generated on the basis of electrocardiograms measured from electrodes that are contacted with or attached to two locations of a human body of a subject.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
1〜図5に基づいて説明する。本発明において、被験者
の人体の2箇所、たとえば右手と左手に2つの電極を装
着すると、人体において、右手と左手の間に存在する心
臓起電力が電極間において測定できる。その心電図波形
の時系列データ(第I誘導)に「カオス理論」による
「ターケンス(Takens)の埋め込み定理」を適用するこ
とによって、心電システム全体の動力学を再構築するこ
とが可能である。その理由は、次の考え方に基づく。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. In the present invention, when two electrodes are attached to two places of the human body of the subject, for example, the right hand and the left hand, the cardiac electromotive force existing between the right hand and the left hand in the human body can be measured between the electrodes. By applying the “Takens embedding theorem” based on the “chaos theory” to the time-series data (lead I) of the electrocardiographic waveform, it is possible to reconstruct the dynamics of the entire electrocardiographic system. The reason is based on the following concept.

【0014】心臓は、自律神経や血管と相互に作用を
し、心臓自体も右心房、左心房、右心室、左心室、心室
中隔などが相互に作用し、最終的に心臓という1つの臓
器が非線形な動きを形成しているため「複雑系」と考え
られている。
The heart interacts with the autonomic nerves and blood vessels, and the heart itself also interacts with the right atrium, left atrium, right ventricle, left ventricle, ventricular septum, etc., and finally one heart organ. Is considered to be a "complex system" because it forms a non-linear movement.

【0015】「複雑系理論(Complex system theor
y)」は、複数の要素が相互に関連して動いている系に
関して、要素全体が作り出すリズムの時系列において、
その内の1つの要素についての時系列データが得られた
時に、他の要素の時系列データを再構成できることを保
証している。再構成には、複雑系理論の中核を構成する
カオス理論中のターケンスの埋め込み定理を使い、一つ
のパラメータから他のパラメータを微分同型のもとで復
元させる。これについては、論文『F.Takens, Detectin
g strange attractors in turbulence, Lecture Note i
n Math., 898 (1980),366-381, Springer-Verlag』に詳
しい。
[Complex system theor
y) ”refers to a system in which multiple elements move in relation to each other, in the time series of rhythms created by all elements,
When the time series data of one of the elements is obtained, it is guaranteed that the time series data of other elements can be reconstructed. For the reconstruction, the embedding theorem of Turkens in chaos theory, which forms the core of complex system theory, is used, and one parameter is restored to the other parameter under the differential isomorphism. For this, see the paper “F. Takens, Detectin
g strange attractors in turbulence, Lecture Note i
n Math., 898 (1980), 366-381, Springer-Verlag ”.

【0016】次の式は複雑系の代表事例であるローレン
ツカオスの方程式である。
The following equation is the Lorentz chaos equation which is a typical example of a complex system.

【数1】 [Equation 1]

【0017】この式より直接描いたローレンツカオスの
アトラクタを、x-y平面、x-z平面、y-z平面に描
いたものを図1に示す。また、変数Xの時系列だけをタ
ーケンスの埋め込み定理を適用して3次元に再構成した
ときのアトラクタを図2に示す。図2と図1(a)の
(X−Y平面)とを比較するとわかるように、1つの変
数から本来の構造がほぼ復元できていると言える。
FIG. 1 shows Lorentz chaos attractors drawn directly from this equation on the xy plane, the xz plane, and the yz plane. Further, FIG. 2 shows an attractor when the time series of the variable X is three-dimensionally reconstructed by applying the Turkens embedding theorem. As can be seen by comparing FIG. 2 with the (XY plane) of FIG. 1A, it can be said that the original structure can be almost restored from one variable.

【0018】前に述べたように、心臓は複雑系と考えら
れているため、一つの心電図データ(時系列)を得る事
によって、ターケンスの埋め込み定理により再構成され
たアトラクタは、その他の誘導を復元できるはずであ
る。本発明においては、被験者の人体の2箇所に接触な
いし装着した電極間の心電図波形を時系列データとして
記録し、この時系列データについて自己相関を用いて埋
め込み遅延時間τを決定し、相関次元を計算して埋め込
み次元dを決定し、埋め込み遅延時間τと埋め込み次元
dに基づいてd−次元のアトラクタを構成する。
As described above, since the heart is considered to be a complex system, the attractor reconstructed by the Takens embedding theorem can obtain other leads by obtaining one electrocardiogram data (time series). You should be able to restore it. In the present invention, an electrocardiogram waveform between electrodes that are in contact with or attached to two locations on the human body of a subject is recorded as time series data, and the embedding delay time τ is determined using autocorrelation for this time series data to determine the correlation dimension. The embedding dimension d is calculated to determine a d-dimensional attractor based on the embedding delay time τ and the embedding dimension d.

【0019】ここで、埋め込み遅延時間とは、カオスア
トラクタを描くために時系列データを多次元相空間に埋
め込むときのパラメータである。図3(a)に示すよう
に、観測された一本の時系列データをs(k)とする(k=
0,1,2,3・・・)。このデータを用いて、ベクトルT
(i)=(s(i),s(i+τ),s(i+2τ))を作る(3次元の場
合)。ここで用いるτが埋め込み遅延時間で、時間遅れ
を表す量である。このベクトルT(i)を、3次元相空間内
(座標軸はT(i),T(i+τ)およびT(i+2τ)に順次プロット
していくと(i=0,1,2,・・・,n)、図3(b)
のような軌道が得られる。
Here, the embedding delay time is a parameter for embedding time series data in a multidimensional phase space in order to draw a chaotic attractor. As shown in FIG. 3A, one observed time series data is s (k) (k =
0, 1, 2, 3 ...). Using this data, the vector T
Create (i) = (s (i), s (i + τ), s (i + 2τ)) (in case of 3D). Τ used here is an embedding delay time, which is a quantity representing a time delay. When this vector T (i) is sequentially plotted in the three-dimensional phase space (coordinate axes are T (i), T (i + τ) and T (i + 2τ) (i = 0, 1, 2, ..., n), Fig. 3 (b)
A trajectory like

【0020】ここに、アトラクタとは、力学系で用いら
れている手法で、相空間内に描く軌道の曲線が落ち着く
先のことをいう。ある実験事実から、力学のモデルを作
る場合にできる幾何学モデルであり、力学系の理論で使
われている幾何学モデルは一般に多様体である。多様体
とは、線や面を一般化した概念である。
Here, the attractor is a method used in a dynamical system, and refers to the point where the curve of the trajectory drawn in the phase space settles down. From a certain experimental fact, it is a geometric model that can be used when making a model of dynamics, and the geometric model used in the theory of dynamical systems is generally a manifold. A manifold is a generalized concept of lines and surfaces.

【0021】いま、第I誘導として測定した図4(a)
に示すような心電図波形の測定データを{s(n)}とする
と、埋め込み遅延時間τ、埋め込み次元dにより、図4
(b)に示すようなd−次元のアトラクタT(n)を再構築
することができる。
FIG. 4 (a), which is now measured as lead I
Assuming that the measured data of the electrocardiogram waveform as shown in Fig. 4 is {s (n)}, the embedding delay time τ and the embedding dimension d give
It is possible to reconstruct a d-dimensional attractor T (n) as shown in (b).

【0022】測定された心電図波形から他の誘導を導出
するメカニズムを、図5のフローチャートに沿って説明
する。 ステップ100:心電図測定 まず、心電図を一つの誘導から測定する。 ステップ110:心電図デジタルデータ生成 測定した心電図の波形をデジタルデータ(時系列デー
タ)として保存する。測定された心電図データを{s(n)}
とする。 ステップ120:アトラクタの再構成 アトラクタの再構成にはターケンスの埋め込み定理を適
用し、与えるパラメータは次のとおりとする。 ・埋め込み遅延時間:τ ・埋め込み次元:d ターケンスの埋め込み定理により、アトラクタの軌道を
表す点T(n)は、次の様に表せる。
The mechanism of deriving another lead from the measured electrocardiogram waveform will be described with reference to the flowchart of FIG. Step 100: Electrocardiogram measurement First, the electrocardiogram is measured from one lead. Step 110: Generation of ECG digital data The measured ECG waveform is stored as digital data (time series data). Measured electrocardiogram data {s (n)}
And Step 120: Reconstruction of attractor Apply the Takens' embedding theorem to reconstruction of attractor, and give parameters as follows.・ Embedding delay time: τ ・ Embedding dimension: d By the embedding theorem of Turkens, the point T (n) representing the trajectory of the attractor can be expressed as follows.

【0023】[0023]

【数2】 これにより、観測された1次元時系列データは、d次元
相空間に再現される。
[Equation 2] As a result, the observed one-dimensional time series data is reproduced in the d-dimensional phase space.

【0024】ステップ130,140:アトラクタの投
影と回転 多次元相空間に再構成されたアトラクタを視方向単位ベ
クトルにより低次元への投影を行う 例えば、4次元から3次元への投影は、次の行列で与え
られる。
Steps 130 and 140: Projection of attractor and rotation Attractor reconstructed in the multidimensional phase space is projected to a low dimension by a view direction unit vector. For example, projection from 4 dimensions to 3 dimensions is performed as follows. Given in matrix.

【0025】[0025]

【数3】 [Equation 3]

【0026】また、低次元へ投影されたアトラクタに各
軸に対して、回転の操作を与える。回転行列は次の通り
である。
Further, a rotation operation is applied to each of the axes to the attractor projected in the low dimension. The rotation matrix is as follows.

【数4】 [Equation 4]

【0027】ステップ150:導出パラメータ決定 一つの導出が終わったら、他の埋め込み次元、埋め込み
遅延時間、視方向単位ベクトル、回転角度、投影軸を決
定し、ステップ120〜ステップ140を繰り返す。
Step 150: Determination of derivation parameters When one derivation is completed, another embedding dimension, embedding delay time, view direction unit vector, rotation angle, projection axis are determined, and steps 120 to 140 are repeated.

【0028】ステップ160:他の誘導心電図を導出 回転の操作を加えたアトラクタの軌道点の各成分がそれ
ぞれの軸へ投影された時系列データである。すなわち、
200に示す12の誘導のうち一つが測定された誘導、
他の11が、新たに導出された波形である。
Step 160: Time-series data in which each component of the orbital point of the attractor to which the operation of deriving another electrocardiogram and applying rotation is added is projected onto each axis. That is,
One of the 12 leads shown in 200 was measured,
The other 11 is a newly derived waveform.

【0029】以上の方法をまとめると次のようになる。 (1)心電図波形{s(n)}を測定する。 (2)ターケンスの埋め込み定理により多次元相空間に
埋め込む。アトラクタの軌道の点は、
The above methods are summarized as follows. (1) Measure the electrocardiogram waveform {s (n)}. (2) Embedding in a multidimensional phase space by the Turkens embedding theorem. The points of the attractor's orbit are

【数5】 [Equation 5]

【0030】(3)視方向単位ベクトルを与え投影行列
P={pij}でもって、低次元への投影を行う。低次元に投
影されたアトラクタの軌道点は、
(3) Projection matrix given the viewing direction unit vector
Use P = {p ij } to project to lower dimensions. The trajectory points of the attractor projected in the low dimension are

【数6】 [Equation 6]

【0031】(4)さらにアトラクタに回転軸、回転角
度を与え回転行列R={rij}でもって回転操作を行う。回
転操作を加えたアトラクタ上の点は、
(4) Furthermore, the rotation axis and the rotation angle are given to the attractor, and the rotation operation is performed with the rotation matrix R = {r ij }. The point on the attractor with the rotation operation is

【数7】 [Equation 7]

【0032】ここで、得られたアトラクタの各軌道成分
は、新たな時系列を導出する。すなわち、第i軸へ投影
された新たな時系列{s'i(n)}は
Here, each orbital component of the obtained attractor derives a new time series. That is, the new time series {s' i (n)} projected on the i-th axis is

【数8】 で表される。[Equation 8] It is represented by.

【0033】[0033]

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。図
6は本発明の実施例を示すもので、図中10,11は電
極、20は心電図波形測定部、21は12誘導波形導出
部、22は心電図波形モニター部、23は12誘導心電
図自動解析部、24は自動診断部を表す。さらに本発明
を病院外の遠隔地などから通信回線等を経由して使用す
る場合には、図中で破線で囲んだように、通信部分25
と病院27とをつなぐインターネット26などの通信回
線が必要になる。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 6 shows an embodiment of the present invention. In the figure, 10 and 11 are electrodes, 20 is an electrocardiogram waveform measuring unit, 21 is a 12-lead waveform deriving unit, 22 is an electrocardiogram waveform monitor unit, and 23 is a 12-lead electrocardiogram automatic analysis. Reference numeral 24 denotes an automatic diagnosis unit. Further, when the present invention is used from a remote place outside the hospital via a communication line or the like, as shown by the broken line in the drawing, the communication portion 25
A communication line such as the Internet 26 connecting the hospital and the hospital 27 is required.

【0034】本実施例においては、両手に電極10,1
1を装着し、心電図波形測定部20により第I誘導の心
電図を測定し、デジタルデータとして保存を行った。具
体的には、図4(a)の心電図波形に対し、0.001
秒毎に30000点をサンプリングした。
In this embodiment, the electrodes 10, 1 are placed on both hands.
1 was attached, the electrocardiogram of the lead I was measured by the electrocardiogram waveform measuring unit 20, and the data was stored as digital data. Specifically, for the electrocardiogram waveform of FIG. 4A, 0.001
30,000 points were sampled every second.

【0035】12誘導波形導出部21における12誘導
波形導出は次のように行った。心電図データにおいて、
埋め込み遅延時間を40点、埋め込み次元を4次元と
し、ターケンスの埋め込み定理を使って、XYZWの4
次元相空間に再構成したものを、視方向単位ベクトル
(X,Y,Z,W)=(0.5,0.5,0.5,0.
5)(長さが1)でもって3次元相空間に投影を行い、
Z軸を中心に回転角度0°で回転し(回転なし)XY平
面を図示した。
The 12-lead waveform is derived by the 12-lead waveform deriving unit 21 as follows. In the electrocardiogram data,
The embedding delay time is 40 points, the embedding dimension is 4 dimensions, and the XYZW 4
A view direction unit vector (X, Y, Z, W) = (0.5, 0.5, 0.5, 0.
5) Project to 3D phase space with (length 1),
The XY plane rotated about the Z axis at a rotation angle of 0 ° (without rotation) is illustrated.

【0036】Z軸を中心にθだけ回転させることによっ
て、X軸、Y軸、Z軸に導出される波形をs'X(n),s'
Y(n),s'Z(n)で求める。ターケンスの埋め込み定理よ
り、埋め込み遅延時間40点、埋め込み次元4でアトラ
クタを再構成すると。アトラクタの軌道を表す点T(n)
は、
[0036] By rotating only θ about the Z axis, X-axis, Y-axis, a waveform derived in the Z-axis s 'X (n), s '
Calculate with Y (n), s' Z (n). According to the Turkens embedding theorem, the attractor is reconstructed with an embedding delay time of 40 points and an embedding dimension of 4. Point T (n) that represents the trajectory of the attractor
Is

【数9】 [Equation 9]

【0037】次に、4次元相空間に埋め込まれたアトラ
クタを視方向単位ベクトル(0.5,0.5,0.5,0.5)を使って3
次元に投影すると
Next, the attractor embedded in the four-dimensional phase space is set to 3 using the viewing direction unit vector (0.5, 0.5, 0.5, 0.5).
When projected onto a dimension

【数10】 [Equation 10]

【0038】すなわち、3次元相空間上の点That is, a point on the three-dimensional phase space

【数11】 を得る。[Equation 11] To get

【0039】また、3次元相空間上の点を、Z軸を中心
に反時計回りにθだけ回転させるとZ座標は動かないの
で回転行列を使って計算すると、X軸、Y軸に導出され
る波形が求まる。
When a point on the three-dimensional phase space is rotated counterclockwise by θ about the Z axis, the Z coordinate does not move. Therefore, calculation using a rotation matrix leads to the X axis and the Y axis. Waveform is obtained.

【0040】[0040]

【数12】 Z軸へ導出される波形は s'Z(n)=t'n3 である。[Equation 12] Waveform derived in the Z-axis is s 'Z (n) = t ' is n3.

【0041】このようにして導出された12誘導心電図
は、心電図波形モニター部22によりモニターないしプ
リントアウトして、病気の診断を行うことができる。ま
た、導出された波形は、12誘導心電図自動解析部23
を用い、予め多数の症例と関連づけたパターン(ミネソ
タコード等)との近似性を対比して、自動診断部24で
即座に病例を判断し、結果を表示ないしプリントアウト
することができる。さらに、この12誘導心電図自動解
析部23の出力は、通信部分25を用いて、インターネ
ット26などの通信システムを利用することによって、
病院27などにデータを送信することで医師からの適切
な指示を受けることができる。
The 12-lead electrocardiogram thus derived can be monitored or printed out by the electrocardiogram waveform monitor 22 to diagnose a disease. In addition, the derived waveform is a 12-lead ECG automatic analysis unit 23.
By using the above, the automatic diagnosis unit 24 can immediately judge a case and display or print out the result by comparing the closeness with a pattern (Minnesota code or the like) associated with a large number of cases in advance. Further, the output of the 12-lead electrocardiogram automatic analysis unit 23 is obtained by using the communication unit 25 and a communication system such as the Internet 26.
By transmitting the data to the hospital 27 or the like, it is possible to receive an appropriate instruction from the doctor.

【0042】[0042]

【発明の効果】上述したように、本発明によれば下記の
効果を奏する。 (1)被験者の人体の取りやすい2箇所に電極を接触な
いし装着して測定された心電図から、疾患の診断に必要
とされる12誘導心電図を得ることができる。 (2)被験者は取りやすい2箇所に電極を装着するだけ
でよく、胸部に電極を付ける必要がないため、抵抗感が
なく、また測定も短時間で行うことができる。 (3)一対の電極以外は電子的な手段で構成できるた
め、小型軽量化を図ることができ、携帯式、身体装着式
とすることができる。 (4)個人の健康チェックに手軽に使用でき、運転前や
運転中のドライバーや原子力発電所等、ミスの許されな
い施設におけるオペレータなどの身体状況チェックや急
性心臓病のチェックに使用することができる。 (5)医療施設から離れた場所(在宅、遠隔地)に居る
患者の遠隔介護や診断に使うことができる。 (6)高齢者、糖尿病患者など心臓に特有の痛みを伴う
ことが少なく病変に気付きにくい心臓病患者の病変を把
握することができる。
As described above, the present invention has the following effects. (1) A 12-lead electrocardiogram required for diagnosis of a disease can be obtained from an electrocardiogram measured by contacting or mounting electrodes at two locations that are easily taken by the human body of a subject. (2) The subject only has to attach the electrodes to the two easy-to-take places and does not need to attach the electrodes to the chest, so that there is no resistance and the measurement can be performed in a short time. (3) Since components other than the pair of electrodes can be configured by electronic means, the size and weight can be reduced, and the device can be portable and worn on the body. (4) It can be easily used for personal health checks, and can be used to check the physical condition of drivers and operators in facilities where no mistakes are allowed, such as before or during operation, or at nuclear power plants, or to check for acute heart disease. . (5) It can be used for remote care and diagnosis of patients who are located at a remote place (home, remote place) from a medical facility. (6) It is possible to grasp the lesion of a heart disease patient, such as an elderly person or a diabetic patient, who is less likely to have pain peculiar to the heart and is less likely to notice the lesion.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 x-y平面、x-z平面、y-z平面に描いた
ローレンツカオスのアトラクタの例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a Lorentz chaos attractor drawn on an xy plane, an xz plane, and a yz plane.

【図2】 変数Xの時系列だけをターケンスの埋め込み
定理を適用して3次元に再構成したときの図である。
FIG. 2 is a diagram when only the time series of the variable X is three-dimensionally reconstructed by applying the Takens' embedding theorem.

【図3】 本発明における手法を説明するための図であ
る。
FIG. 3 is a diagram for explaining a method according to the present invention.

【図4】 (a)は心電図波形の時系列データの例を示
す波形図、(b)は心電図のアトラクタの例を示す図で
ある。
FIG. 4A is a waveform diagram showing an example of time series data of an electrocardiogram waveform, and FIG. 4B is a diagram showing an example of an attractor of the electrocardiogram.

【図5】 本発明の実施の形態の12誘導心電図導出手
順を示すフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a 12-lead electrocardiogram deriving procedure according to the embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of an exemplary embodiment of the present invention.

【図7】 12誘導心電図のうち、標準肢誘導と単極肢
誘導の説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a standard limb lead and a monopolar limb lead among 12-lead electrocardiograms.

【図8】 12誘導心電図のうち、胸部誘導の説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the chest lead in the 12-lead electrocardiogram.

【図9】 心電図波形のパターンの説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of an electrocardiogram waveform pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,11 電極 20 心電図波形測定部 21 12誘導波形導出部 22 心電図波形モニター部 23 12誘導心電図自動解析部 24 自動診断部 25 通信部分 26 インターネット 27 病院 10, 11 electrodes 20 ECG waveform measurement unit 21 12 Lead Waveform Derivation Unit 22 ECG waveform monitor 23 12-Lead ECG Automatic Analysis Unit 24 Automatic diagnosis section 25 Communication part 26 Internet 27 hospitals

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 俊行 福岡県福岡市博多区博多駅前3丁目6番1 号 株式会社コンピュータコンビニエンス 内 Fターム(参考) 4C027 AA02 CC00 FF00 FF01 GG00 GG05 GG10 GG16 HH02 HH11 JJ01 KK01    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Toshiyuki Shimizu             3-6-1, Hakata Station, Hakata-ku, Fukuoka City, Fukuoka Prefecture             No. Computer Convenience Co., Ltd.             Within F-term (reference) 4C027 AA02 CC00 FF00 FF01 GG00                       GG05 GG10 GG16 HH02 HH11                       JJ01 KK01

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被験者の人体の2箇所に接触ないし装着
した電極間で測定した心電図波形を時系列データとして
記録し、この時系列データについて自己相関を用いて埋
め込み遅延時間τを決定し、相関次元を計算して埋め込
み次元dを決定し、前記埋め込み遅延時間τと埋め込み
次元dに基づいてd−次元のアトラクタを構成し、この
アトラクタを各誘導心電図の種類によって回転し、特定
される平面に投影した図形から、当該誘導を含む全12
誘導心電図を生成することを特徴とする心電図導出方
法。
1. An electrocardiogram waveform measured between electrodes contacted or attached to two locations on a human body of a subject is recorded as time-series data, and the embedding delay time τ is determined using autocorrelation for this time-series data to determine the correlation. The dimension is calculated to determine the embedding dimension d, and a d-dimensional attractor is constructed based on the embedding delay time τ and the embedding dimension d, and the attractor is rotated according to the type of each electrocardiogram to obtain a specified plane. From the projected figure, all 12 including the guidance
A method for deriving an electrocardiogram, which comprises generating a lead electrocardiogram.
【請求項2】 被験者の人体の2箇所に接触ないし装着
する2つの電極と、 この電極間の心電図波形を時系列データとして記録する
手段と、 この時系列データについて自己相関を用いて決定された
埋め込み遅延時間τと、相関次元の計算によって決定さ
れた埋め込み次元dに基づいてd−次元のアトラクタを
構成する手段と、 このアトラクタを各誘導心電図の種類によって回転し、
特定される平面に投影した図形を生成する手段と、 投影された図形に基づいて当該誘導を含む全12誘導心
電図を生成する手段とを備えた心電図導出装置。
2. An electrode for contacting or wearing at two points on a human body of a subject, a means for recording an electrocardiographic waveform between the electrodes as time series data, and the time series data determined by autocorrelation. Means for constructing a d-dimensional attractor based on the embedding delay time τ and the embedding dimension d determined by the calculation of the correlation dimension, and rotating this attractor according to the type of each electrocardiogram,
An electrocardiogram deriving device comprising: means for generating a figure projected on a specified plane; and means for generating a total 12-lead electrocardiogram including the lead based on the projected figure.
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