JP2003116801A - 複数の生理学的データ源から生理学的データを選択するシステム及び方法 - Google Patents

複数の生理学的データ源から生理学的データを選択するシステム及び方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 患者の心搏数の正確な推定値を与え、心搏数
限度検出及び不整脈のような警報条件の正確な判定を可
能にする。 【解決手段】 生理学的データを選択するシステム（１
０）は、生理学的データを供給する第一及び第二の生理
学的データ源（１２、１４）と、選択アルゴリズム（２
０）とを含んでいる。第一及び第二の生理学的データに
含まれる、ある生理学的特性である第一及び第二の測定
値は、異なる生理学的性質に基づいている。選択アルゴ
リズム（２０）は、第一及び第二の生理学的データを受
け取って、第一の生理学的データ及び第二の生理学的デ
ータの少なくとも一方に基づいて上述の生理学的特性に
ついての出力データとして第一の測定値及び第二の測定
値の一方を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の背景】患者モニタは、患者から取得した信号を
規則的に処理して、これらの信号に含まれる諸特徴につ
いて算出した推定値を看護者又は医師へ提供する。ＥＣ
Ｇ（心電図）信号の場合には、これらの特徴には心搏数
及び不整脈（すなわち正常な心搏律動の攪乱）がある。
【０００２】患者モニタの一機能は、患者の心搏数が規
定の限度を外れた場合、又は不整脈が生じた場合に、利
用者に警報を発する警報機構を提供することにある。し
かしながら、取得したＥＣＧ信号には多数の原因で雑音
が存在しているため、上述の警報条件についての陽性
（positive）警報の誤報率がかなりのものとなる。かか
る警報誤報率によって医師の生産性及び満足度が低下
し、また臨床警報機構の実効性が低下する。
【０００３】陽性警報の誤報問題を解決する一つの試み
として、適当なセンサ測定値と不適当なセンサ測定値と
の間を弁別して、適当な読み取り値のみを結合して最適
な心搏数推定値を求める方法がある。融合推定値を求め
るためにはカルマン（Kalman）フィルタが用いられる。
しかしながら、カルマン・フィルタ法を用いて幾つかの
センサからの読み取り値をフィルタ処理するのに必要と
される計算のオーバヘッドは多大であり、多くの応用に
は適さない。また、心搏数の結合型推定値を利用する
と、医師による受け入れ易さが低くなる。
【０００４】従って、複数の生理学的データ源から生理
学的データを選択する改善されたシステム及び方法が必
要とされている。さらに、既存の解の中から選択するこ
とにより生理学的出力の精度を改善し、これにより、計
算のオーバヘッドを少なくすると共に医師による受け入
れ易さを高めるシステム及び方法が必要とされている。
さらに、患者の心搏数のより正確な推定値を与え、心搏
数限度検出及び不整脈のような警報条件のより正確な判
定を可能にするシステム及び方法が必要とされている。
かかるシステムによれば、陽性警報の誤報数が少なくな
り、これにより、医師にとってより直観的で且つ有用な
システムが提供される。さらに、患者モニタの臨床性能
を改善し、医師の生産性を高め、患者の看護を改善し、
且つ製品保守経費を低廉にする患者の生理学的信号を監
視するシステム及び方法が必要とされている。
【０００５】以下に述べる教示は、上述の必要性の１以
上を満たすか否かを問わず特許請求の範囲内に含まれて
いる実施形態まで拡張される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】一実施形態によれば、複
数の生理学的データ源から生理学的データを選択するシ
ステムが、第一及び第二の生理学的データ源と、選択ア
ルゴリズムとを含んでいる。第一の生理学的データ源は
第一の生理学的データを供給するように構成されてい
る。第一の生理学的データはある生理学的特性の第一の
測定値を含んでいる。第二の生理学的データ源は第二の
生理学的データを供給するように構成されている。第二
の生理学的データは上述の生理学的特性の第二の測定値
を含んでいる。第一の測定値及び第二の測定値は異なる
生理学的性質に基づいている。選択アルゴリズムは、第
一及び第二の生理学的データを受け取って、第一の生理
学的データ及び第二の生理学的データの少なくとも一方
に基づいて上述の生理学的特性についての出力データと
して第一の測定値及び第二の測定値の一方を選択するよ
うに構成されている。
【０００７】もう一つの実施形態によれば、不整脈検出
アルゴリズムの精度を改善するシステムが、ＥＣＧデー
タ源、不整脈検出アルゴリズム、血行動態的心搏数デー
タ源、及び警報アルゴリズムを含んでいる。ＥＣＧデー
タ源は、ＥＣＧセンサからＥＣＧ信号を受け取って、受
け取ったＥＣＧ信号に基づいてＥＣＧ心搏数データを生
成するように構成されている。不整脈検出アルゴリズム
は、生理学的データを受け取って、不整脈状態を検出す
るように構成されている。血行動態的心搏数データ源
は、血行動態的心搏数センサから信号を受け取って、受
け取った信号に基づいて血行動態的心搏数データを生成
するように構成されている。警報アルゴリズムは、ＥＣ
Ｇ心搏数データ及び血行動態的心搏数データを受け取っ
て、検出された不整脈状態及び血行動態的心搏数データ
に基づいて警報信号を供給するように構成されている。
【０００８】さらにもう一つの実施形態によれば、心搏
数限度警報の精度を改善するシステムが、第一及び第二
の心臓信号源と、警報アルゴリズムとを含んでいる。第
一の心臓信号源は、第一のセンサから第一の信号を受け
取って、この第一の信号に基づいて第一の心搏数を生成
するように構成されている。第二の心臓信号源は、第二
のセンサから第二の信号を受け取るように構成されてい
る。第二のセンサは、第一のセンサとは異なる生理学的
性質を監視する。第二の心臓信号源は、第二の信号に基
づいて第二の心搏数を生成するように構成されている。
警報アルゴリズムは、第一及び第二の心搏数を受け取っ
て、両心搏数のうち最も正確な方を判定して、最も正確
な心搏数が所定の限度外にあるときにのみ心搏数限度警
報信号を発生するように構成されている。
【０００９】さらにもう一つの実施形態によれば、複数
の生理学的データ源から生理学的データを選択する方法
が、ある生理学的特性の第一の測定値を含む第一の生理
学的データを供給する工程と、上述の生理学的特性の第
二の測定値を含む第二の生理学的データを供給する工程
とを含んでいる。第一の測定値及び第二の測定値は異な
る生理学的性質に基づいている。この方法はさらに、第
一の生理学的データ及び第二の生理学的データの少なく
とも一方に基づいて上述の生理学的特性についての出力
データとして第一の測定値及び第二の測定値の一方を選
択する工程を含んでいる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下の詳細な説明を添付図面と共
に参照することにより、本発明がさらに十分に理解され
よう。尚、図面では類似の参照番号は類似の部分を参照
している。
【００１１】先ず、図１には、複数の生理学的データ源
から生理学的データを選択するシステム１０が示されて
いる。システム１０は、１以上の生理学的特性（例えば
心搏数、呼吸数、血糖値及び血球計数等）を監視する患
者モニタの一部であってよい。システム１０は、GE Mar
quette Medical Systems社のDASH 3000モニタ又は他の
患者モニタにおいて動作可能なものであってよい。
【００１２】システム１０は複数の生理学的データ源１
２及び１４を含んでおり、これらのデータ源１２及び１
４は生理学的センサ１６及び１８にそれぞれ結合されて
いる。センサ１６及び１８は、被監視患者に装着されて
いるか又は被監視患者の近傍に配置されており、患者の
様々な生理学的性質を読み取るように構成されている。
例えば、センサ１６で患者の心電図（ＥＣＧ）を測定
し、センサ１８で患者の侵襲性動脈血圧（ＩＢＰ）又は
パルス・オキシメトリ（ＳｐＯ2）を測定することがで
きる。代替的には、センサ１６及び１８で患者の他の生
理学的性質を監視してもよい。本実施形態では、患者の
様々な生理学的性質（ＥＣＧ、ＩＢＰ及びＳｐＯ2）を
感知することに基づいて同じ生理学的特性（例えば心搏
数）を決定することができ、センサ１６及び１８からの
データの少なくとも一部は冗長となっている。
【００１３】生理学的データ源１２及び１４は、十分な
メモリと、センサ１６及び１８とのインタフェイスをな
すインタフェイス・サーキットリとを含むコンピュータ
処理回路又は装置（例えばマイクロプロセッサ、マイク
ロコントローラ及び特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）
等）上で動作可能なソフトウェア・アルゴリズムを含ん
でいる。生理学的データ源１２及び１４は好ましくは、
互いに対して独立に動作可能なアルゴリズムを含んでお
り、それぞれのセンサ１６及び１８からの信号に基づい
て１以上の生理学的データを獲得する。生理学的データ
源１２及び１４の各々によって供給される生理学的デー
タは、センサ１６及び１８からの生データ、フィルタ処
理後のデータ、センサ１６及び１８からのデータから導
かれる統計値、並びにセンサ１６及び１８からの信号に
基づいて所定の条件に合致していることを指示する又は
他の事象若しくは状態を指示する二値フラグ等を含んで
いてよい。
【００１４】生理学的データ源１２は、選択アルゴリズ
ム２０に対して、上述の生理学的性質に基づくある生理
学的特性の第一の測定値を供給するように構成されてい
る。生理学的データ源１４は、生理学的データ源１４に
よって測定されたものとは異なる生理学的性質に基づく
同じ生理学的特性の第二の測定値を求めて、選択アルゴ
リズム２０に対して第二の測定値を供給するように構成
されている。第Ｎの生理学的データ源２２及び第Ｎのセ
ンサ２４によって示されているように、さらなる生理学
的データを感知して選択アルゴリズム２０へ供給しても
よい。
【００１５】選択アルゴリズム２０は、データ源１２及
び１４から、生理学的特性の第一及び第二の測定値を含
めた第一及び第二の生理学的データを受け取るように構
成されている。選択アルゴリズム２０は、生理学的特性
についての出力データとして第一の測定値及び第二の測
定値の一方を選択して、後続の処理のための出力として
この出力データを供給するように構成されている。本実
施形態では、出力データは表示器／警報器２６へ供給さ
れる。表示器／警報器２６は、陰極線管（ＣＲＴ）表示
器、液晶表示器（ＬＣＤ）又は他の表示システムを含ん
でいてよく、さらに、スピーカ、無線送信器又は他の出
力装置を含んでいてもよい。
【００１６】選択アルゴリズム２０は、データ源１２及
び１４の少なくとも一方から受け取った生理学的データ
に基づいて第一の測定値又は第二の測定値のいずれかの
選択を行なう。この選択法の幾つかの実施形態について
は後述する。本実施形態では、選択アルゴリズム２０
は、データ源１２及び１４から生理学的特性の第一の測
定値か第二の測定値かを選択して、選択した生理学的測
定値を表示器／警報器２６へ供給するように構成されて
いるルール・ベース型アルゴリズムである。選択アルゴ
リズム２０は、最も精度の高い測定値を出力データとし
て選択してよい。
【００１７】システム１０はさらに、選択アルゴリズム
２０からの出力データを受け取って、この出力データを
所定の警報条件と比較し、比較に基づいて警報信号を表
示器／警報器２６へ供給するように構成されている警報
アルゴリズム２８を含んでいてもよい。このようにし
て、選択アルゴリズム２０は、生理学的特性についての
最も正確な測定値を警報アルゴリズム２８へ供給し、陽
性警報の誤報が減少するようにしている。システム１０
はさらに、選択アルゴリズム２０及び／又は警報アルゴ
リズム２８からの出力データ及び／又は警報信号を受け
取って、表示器／警報器２６上で表示信号を発生するよ
うに構成されている表示アルゴリズム３０を含んでいて
もよい。選択アルゴリズム２０は、データ源１２及び１
４からの複数の生理学的データを表示アルゴリズム３０
へ供給して表示器／警報器２６に表示させるように構成
されていてよい。このように、システム１０は、生理学
的特性の第一の測定値及び第二の測定値の両方を表示す
るように構成されていてよく、さらに、第一の測定値及
び第二の測定値のうちより正確な方を含む選択アルゴリ
ズム２０からの出力データを表示するように構成されて
いてよい。様々な代替的実施形態では、選択の機能、警
報判定及び表示生成は、アルゴリズム２０、２８及び３
０の１以上によって提供されていてもよい。
【００１８】次に、図２には、もう一つの実施形態に従
って複数の生理学的データ源から生理学的データを選択
するシステム３２のブロック図が示されている。システ
ム３２は、生理学的信号評価アルゴリズム３４、生理学
的信号クロス評価アルゴリズム３６及び選択アルゴリズ
ム３８を含んでいる。本実施形態では、システム３２
は、心搏数の生理学的特徴に関係する信号を監視するよ
うに構成されている。システム３２は、評価アルゴリズ
ム３４からの心搏数のうち一つを出力用心搏数として選
択するように構成されている。
【００１９】評価アルゴリズム３４は、ＥＣＧ評価アル
ゴリズム４０、ＩＢＰ評価アルゴリズム４２及びＳｐＯ
2評価アルゴリズム４４を含んでいる。アルゴリズム４
０、４２及び４４の各々がそれぞれの生理学的センサか
ら信号を受け取って、それぞれの信号を評価して、１以
上の生理学的データを供給する。アルゴリズム４０、４
２及び４４の各々からの生理学的データは心搏数を含ん
でいる。生理学的データはさらなるデータを含んでいて
もよい。例えば、ＥＣＧ評価アルゴリズム４０は、アル
ゴリズム４０によって不整脈状態が識別されたか否かを
指示する不整脈状態フラグを出力するように構成されて
いる。また、ＩＢＰ評価アルゴリズム４２は、ＩＢＰ信
号内にアーティファクトが識別されたか否かを指示する
侵襲性血圧アーティファクト信号、ＩＢＰセンサの患者
からの切断を指示する切断状態信号、並びに平均心収縮
期圧及び心拡張期圧を供給するように構成されている。
ＳｐＯ2評価アルゴリズム４４は、酸素飽和度を出力す
るように構成されている。アルゴリズム４０、４２及び
４４は、これらの生理学的データ及び他の生理学的デー
タの１以上をクロス評価アルゴリズム３６へ供給するこ
とができる。
【００２０】クロス評価アルゴリズム３６は、アルゴリ
ズム４０、４２及び４４の各々から心搏数及び他の生理
学的データを受け取って、これらの生理学的データの１
以上を互いに対してクロス評価するように構成されてい
るルール・ベース型アルゴリズムである。クロス評価ア
ルゴリズム３６は、ＥＣＧ／ＩＢＰクロス評価アルゴリ
ズム４６、ＥＣＧ／ＳｐＯ2クロス評価アルゴリズム４
８、及びＩＢＰ／ＳｐＯ2クロス評価アルゴリズム５０
を含んでいる。アルゴリズム４６、４８及び５０は、識
別されているデータ源からの生理学的データの１以上を
比較して、いずれのデータ源が出力データとして最も適
した心搏数を供給しているかを判定する。例えば、アル
ゴリズム４６、４８及び５０は、最も精度の高い心搏数
を識別するように構成されていてよい。本実施形態で
は、ＥＣＧ心搏数が最も正確であると想定されており、
ＩＢＰ心搏数又はＳｐＯ2心搏数の一方がさらに高い精
度を提供する場合にのみ、ＩＢＰ心搏数又はＳｐＯ2心
搏数によって出力データのＥＣＧ心搏数を置き換える。
アルゴリズム５０は、ＩＢＰ心搏数及びＳｐＯ2心搏数
のいずれの精度が最も高いかを評価する。
【００２１】選択アルゴリズム３８は、最も正確な心搏
数を有するデータ源を選択して、この心搏数を出力デー
タとして、警報アルゴリズム、表示アルゴリズム及び／
又は表示器／警報器のような後続の処理システムへ供給
する。
【００２２】次に、図３には、もう一つの実施形態に従
って複数の生理学的データ源から生理学的データを選択
するシステムのブロック図が示されている。システム５
２は、心搏数の精度を改善すると共に、心搏数限度警報
及び不整脈警報をも改善する実施形態を示している。シ
ステム５２は、ＥＣＧ解析アルゴリズム５４、ＩＢＰ解
析アルゴリズム５６及びＳｐＯ2解析アルゴリズム５８
を含んでいる。アルゴリズム５４、５６及び５８の各々
が、それぞれのセンサからの信号を受け取って、それぞ
れの信号を処理して、生理学的データを選択アルゴリズ
ム６０及び表示器／警報器６２へ供給するように構成さ
れている。システム５２はさらに、その一部又は全部が
選択アルゴリズム６０及び／又は表示器／警報器６２で
動作可能であってよい警報アルゴリズム及び表示アルゴ
リズムを含んでいてもよい。
【００２３】ＥＣＧ解析アルゴリズム５４は、ＥＣＧ信
号を受け取って、ＥＣＧ信号を処理して、ＥＣＧ心搏
数、不整脈指標、警報上限及び下限、並びに搏動検出信
号を含む生理学的データを選択アルゴリズム６０へ供給
するように構成されている。ＩＢＰ解析アルゴリズム５
６は、ＩＢＰ信号を受け取って、ＩＢＰ信号を処理し
て、ＩＢＰ心搏数、平均、心収縮期圧及び心拡張期圧、
警報上限及び下限、並びに搏動検出信号を含む生理学的
データを選択アルゴリズム６０へ供給するように構成さ
れている。ＩＢＰ解析アルゴリズム５６はさらに、ＩＢ
Ｐ心搏数、平均、並びに心収縮期圧及び心拡張期圧を表
示器／警報器６２へ直接供給して表示させる。ＳｐＯ2
解析アルゴリズム５８は、ＳｐＯ2信号を受け取って、
ＳｐＯ2信号を処理して、ＳｐＯ2心搏数、酸素飽和度、
及び搏動検出信号を含む生理学的データを選択アルゴリ
ズム６０へ供給する。ＳｐＯ2解析アルゴリズム５８は
さらに、ＳｐＯ2心搏数及び酸素飽和度を表示器／警報
器６２へ供給してそこに表示させる。選択アルゴリズム
６０はさらに、「ペース・モード」処理が必要とされる
か否か（すなわち患者がペースメーカを付けている場
合）、新生児のために「新生児（neo）」モード処理が
必要とされるか否か、ユニット形式（ＯＲ、ＩＣＵ、Ｎ
ＩＣＵ）、及び患者年齢等を含む構成設定データを受け
取るように構成されている。
【００２４】選択アルゴリズム６０は、図４に示す例示
的な方法に従って動作可能であって、ＥＣＧ心搏数、Ｉ
ＢＰ心搏数及びＳｐＯ2心搏数の中から選択して、選択
した心搏数を表示器／警報器６２へ供給する。選択アル
ゴリズム６０はさらに、受け取った生理学的データに基
づいて表示器／警報器６２へさらに正確な不整脈警報を
供給するように構成されている。選択アルゴリズム６０
は、本実施形態では埋め込み型システムでの利用に適す
るように独立したソフトウェア・モジュールとして設計
されており、データ交換並びにアルゴリズム構成設定及
び制御をサポートするインタフェイスをさらに含んでい
てよい。図３に示す生理学的データは、最低でも２秒に
１回ずつ選択アルゴリズム６０へ供給される。
【００２５】前述のように、選択アルゴリズムは表示器
／警報器６２に対して、ＥＣＧ心搏数、ＩＢＰ心搏数及
びＳｐＯ2心搏数のうち一つを出力用心搏数として供給
し、さらに、確認読み取り（overread）不整脈（すなわ
ち不整脈の機械判定の確認又は承認）を供給するように
構成されている。代替的な一実施形態によれば、選択ア
ルゴリズム６０は、操作者入力又は他の構成設定データ
に応じて出力用心搏数及び確認読み取り不整脈機能をオ
フにするように構成されていてもよい。この場合には、
ＥＣＧ心搏数及び／又は不整脈状態は単に、選択アルゴ
リズム６０を通過して表示器／警報器６２へ渡される。
【００２６】ここで、図４を参照すると、一実施形態に
従って複数の生理学的データ源から生理学的データを選
択する方法７０が記載されている。方法７０は、ステッ
プ７２において、生理学的データがＩＢＰデータ源及び
／又はＳｐＯ2データ源によって受け取られているか否
かを検査することにより開始する。ＩＢＰデータ源又は
ＳｐＯ2データ源からのデータが利用可能でない場合に
は、ステップ７４に示すように、選択アルゴリズム６０
はＥＣＧデータ源からのデータをそのまま用いる。ＩＢ
Ｐデータ源又はＳｐＯ2データ源のいずれかが存在して
いる場合には、本方法はステップ７６〜ステップ９２へ
進んで、ＥＣＧ心搏数以外の心搏数を選択すべきか否か
を判定する。方法７０を用いて、ＥＣＧ心搏数、ＩＢＰ
心搏数及びＳｐＯ2心搏数のいずれを出力用心搏数とし
て警報発生のために用いるべきかを判定する。図示のよ
うに、ＥＣＧ心搏数が利用可能である場合には既定の心
搏数としてこれを用い、ＥＣＧ心搏数が疑わしく、且つ
代替的な心搏数が信頼に足る置換値であると考えられる
場合にのみ代替的な心搏数を選択する。ステップ７６〜
ステップ９２は、ＥＣＧ心搏数又は代替的な心搏数を出
力用心搏数として選択すべきか否かの判定を完遂する諸
試験又は諸条件を示している。すべての試験例におい
て、ＥＣＧ心搏数が信頼に足りないと考えられる場合に
は、他に指示されていない限りＳｐＯ2心搏数よりも前
にＩＢＰ心搏数を次に考慮する。ステップ７６〜ステッ
プ９２は、心搏数限度警報機能及びアルゴリズム警報機
能を改善するのに適用できるルール・ベース型比較の各
形式を単に例示しているに過ぎない。
【００２７】ステップ７６において、ＥＣＧ心搏数が所
定の心搏数上昇値を上回る心搏数まで上昇しているが、
血行動態的心搏数（例えばＩＢＰ心搏数及びＳｐＯ2心
搏数）は実質的に同じに留まっている場合には、この急
激な心搏数上昇はアーティファクト的なＱＲＳ検出によ
るものと結論付けて、代替的な心搏数を選択する。この
例示的な工程では、選択アルゴリズム６０によって判定
したときにＩＢＰ心搏数が「Ｏ．Ｋ．」でなく、且つＥ
ＣＧアーティファクト・フラグが立っている場合にのみ
ＳｐＯ2心搏数を用いる。ＩＢＰは、ＨＲIBP≦０又は平
均ＢＰ≦０又は（心収縮、心拡張）≦０である場合に
「Ｏ．Ｋ．」でなくなる。
【００２８】ステップ７６で急激な心搏数上昇が検出さ
れない場合には、本方法はステップ８０へ進んで急激な
心搏数低下を検査する。ステップ８０において、ＥＣＧ
心搏数が所定の心搏数低下値を下回る心搏数まで低下し
ており、且つＩＢＰ心搏数が実質的に同じに留まってい
る場合に、ＩＢＰ心搏数を代替的な心搏数として選択す
る。ＳｐＯ2心搏数はこの試験では選択されない。
【００２９】ステップ８２において、本方法は、ＥＣＧ
「アーティファクト」フラグを検査して、フラグが立っ
ているか否かを判定する。アーティファクト・フラグが
立っており、且つＥＣＧ心搏数が実質的に一定でない場
合には、ステップ７８においてＩＢＰ心搏数を選択す
る。ＳｐＯ2心搏数はこの試験では選択されない。
【００３０】ステップ８４において、本方法は、ＥＣＧ
心搏数の極端なアウトライア（outlier、すなわちＥＣ
Ｇ心搏数が最近観測された心搏数の正規分布からかなり
外れている、例えば、最近観測された心搏数の標準偏差
の１倍、２倍又は３倍外れている）の存在を識別する。
殆どのＥＣＧ心搏数の極端なアウトライアは、急激な心
搏数上昇及び急激な心搏数低下によってステップ７６及
び８０で識別される。ステップ８４は、残りのアウトラ
イア・データ点があればこれらを検査して、代替的な心
搏数を選択する。代替的な心搏数が実質的に一定であ
り、最近観測された心搏数（例えば２０秒間の時間定数
でフィルタリングによって処理された心搏数）の範囲で
平均ＥＣＧ心搏数に近い場合には、表示及び警報発生機
能用にステップ７８において代替的な心搏数を選択す
る。
【００３１】ステップ８６において、アルゴリズム６０
で「ペース・モード」処理がオンになっており、ＥＣＧ
心搏数が血行動態的心搏数の一方又は両方の心搏数の約
２倍となっており、且つ血行動態的心搏数が分当たり５
０拍を上回って実質的に一定である場合には、血行動態
的心搏数のうち一方を代替的な心搏数として選択する。
ステップ８６での試験は、患者の年齢が１０歳未満であ
る場合、又はシステム１０が「新生児」モードにある場
合等のように選択状況下でオフにしてもよい。
【００３２】ステップ８８において、ＥＣＧ心搏数がＩ
ＢＰ心搏数よりも小さく、ＩＢＰ心搏数よりも遥かに大
きなばらつきを呈しており、且つＩＢＰ心搏数が実質的
に一定である場合には、ＩＢＰ心搏数を代替的な心搏数
として選択する。ＳｐＯ2心搏数はこの試験では選択さ
れない。
【００３３】ステップ９０において、ＥＣＧ心搏数がゼ
ロであり、血行動態的パラメータのいずれかが実質的に
一定の明確な心搏数を有している場合には、血行動態的
心搏数の一方を代替的な心搏数として選択する。この試
験は、偽の不全収縮状態を識別する助けとなり、血行動
態的センサが正常な心搏数を読み取っている場合の偽の
不全収縮警報の発生を防止する。
【００３４】ステップ９２において、ＥＣＧ心搏数がＥ
ＣＧ解析アルゴリズム５４によって設けられている心搏
数上限又は心搏数下限に抵触しており、血行動態的パラ
メータが実質的に一定の明確な心搏数を示しており、且
つＥＣＧ心搏数が実質的に一定でなく、血行動態的心搏
数が現在のＥＣＧ心搏数よりも直前のＥＣＧ心搏数に近
い場合には、血行動態的データ源を心搏数用に選択す
る。
【００３５】選択アルゴリズム６０はさらに、アルゴリ
ズム５４、５６及び５８から受け取った生理学的データ
の平均及び分散の１以上を算出して、出力データとして
最適なデータ源の選択を支援するように構成されてい
る。選択アルゴリズム６０は、平均及び分散の計算値に
基づいて患者にとって「正常な」生理学的パラメータを
判定することができる。選択アルゴリズム６０は、変数
の分散の推定値を算出して、新たな心搏数の値と、一つ
の標準偏差（入力サンプルの６８％が含まれるもの）、
二つの標準偏差（入力サンプルの９５％が含まれるも
の）又は三つの標準偏差（入力サンプルの９９．７％が
含まれるもの）とを比較することにより、新たな心搏数
の値が正常値又は予測値と「有意に」異なっているか否
かを計算してもよい。この実施形態では、選択アルゴリ
ズム６０は、ＥＣＧ心搏数、ＩＢＰ心搏数、ＩＢＰ平均
血圧、ＩＢＰ脈圧（すなわち心収縮期圧と心拡張期圧と
の間の差）、ＳｐＯ2心搏数及びＳｐＯ2飽和度について
平均値及び分散値を算出する。これらの変数の各々につ
いて、以下の値が各々の新たなデータによって算出され
る。新たな値と平均との間の差、新たな値と平均との間
の差の百分率、及び新たな値と平均との間の標準偏差の
数。
【００３６】この例示的な方法によって多くの利点が得
られる。例えば、ＥＣＧデータ源からの心搏数が不正確
であるか又は信頼性のないものである場合に、選択アル
ゴリズム６０は、血行動態的心搏数データ源からよりよ
い心搏数を選択するように構成される。これにより、ア
ルゴリズム５４、５６及び５８からの心搏数と共に表示
器／警報器６２上に表示され得る心搏数がより正確にな
るという利点が得られる。もう一つの利点によれば、選
択アルゴリズム６０は、ＥＣＧ心搏数及び血行動態的心
搏数を受け取って、ＥＣＧ心搏数及び血行動態的心搏数
のいずれが最も正確であるかを判定し、最も正確な心搏
数が所定の限度（例えば最大心搏数又は最小心搏数）の
範囲外にあるときに警報信号を表示器／警報器６０へ供
給するように構成される。この有利な側面によって、患
者が過度に大きい又は小さい心搏数を有していない場合
にはＥＣＧセンサの誤り又はアーティファクトによる陽
性警報の誤報が防止される。さらにもう一つの有利な側
面によれば、、ＥＣＧ解析アルゴリズム５４が不整脈が
検出されたと指示した場合に、選択アルゴリズム６０
は、血行動態的心搏数データが不整脈状態が存在しない
と指示している（例えば血行動態的心搏数センサが心搏
数が安定しており一定であると指示している）場合には
警報信号を防止するように構成されている。この特徴に
よって、陽性不整脈警報の誤報が防止される。他の警報
処理条件もまた、ＥＣＧ心搏数、ＩＢＰ心搏数及びＳｐ
Ｏ2心搏数の中からより正確な心搏数を利用することに
より改善される。
【００３７】選択アルゴリズム６０はさらに、電子式ペ
ース調整装置に呼応して、心停止した患者について自動
的な不全収縮警報を与えるように構成されていてもよ
い。この状態は、ＥＣＧのみの検査では容易に判定でき
るとは限らない。しかしながら、選択アルゴリズム６０
は、血行動態的心搏数センサからの心搏数データを監視
して不全収縮状態を検出するように構成される。
【００３８】本書に記載した方法及びシステムの幾つか
の実施形態のさらなる有利な側面によれば、アルゴリズ
ム５４、５６及び５８のうち一つからの心搏数が後にフ
ィルタリング又は処理を行なわずに用いられるので、選
択過程に新たな処理遅延が加わることがない。さらに、
既存の心搏数推定値を利用すると、医師による受け入れ
易さが高くなる。さらなる利点は、相対的に低振幅のＥ
ＣＧを有する患者、又は寝返りを打ったりＥＣＧセンサ
の信号が失われたりした患者によるＥＣＧ心搏数の誤り
が、ＥＣＧセンサの配置又は装着を改めて行なうまで血
行動態的センサによって補償されることである。
【００３９】選択アルゴリズム６０はさらに、患者が電
子式ペースメーカを付けている場合でも患者の不全収縮
状態又は他の不整脈を検出するように構成することもで
きる。状況によっては、電子式ペースメーカは不全収縮
状態でもペース調整した心搏数で発火を続けるため、患
者モニタは電子式ペースメーカ・アーティファクトが存
在していると患者の不全収縮状態を検出することができ
なくなる。選択アルゴリズム６０は、血行動態的パラメ
ータの１以上を監視して不全収縮状態を識別するように
構成することができる。選択アルゴリズム６０が特定の
率で又は特定の回数まで血圧降下を識別すると、ＥＣＧ
心搏数が安定したままであったとしても、選択アルゴリ
ズム６０は不全収縮警報信号を発生して、警報信号を表
示器／警報器６２へ供給するように構成される。
【００４０】有利な点として、心搏数という特性につい
てＥＣＧデータ源と冗長的に重複するデータ源としてＳ
ｐＯ2及びＩＢＰセンサを本書に記載したが、代替的な
実施形態では、心搏数の連続的な推定値を供給する他の
センサを用いてよい。
【００４１】実施例 図３及び図４を参照して以上に記載したシステム及び方
法の臨床試験を５５人の患者に対して延べ監視時間９６
４時間にわたって行なった。患者の分布には、成人、小
児科患者及び新生児が含まれており、ペースメーカを付
けている患者及び付けていない患者の両方が含まれてい
た。レコードは、Marquette Mars Holter Reviewワーク
ステーションで搏動毎に記録され、このワークステーシ
ョンは、全患者についての参照心搏数の作成を盛り込ん
だものであった。記録したＥＣＧ心搏数を参照心搏数と
比較して、心搏数の精度及び心搏数限度警報の精度（感
度及び陽性的中率）についての基準値を設けた。次い
で、これらの臨床的データ記録を新規のソフトウェア・
アルゴリズムによって遡及的に処理して、結果を参照心
搏数と再び比較して、比較のための対応する統計値を得
た。
【００４２】心搏数限度警報について得られた感度及び
陽性的中率（ＰＰＶ）は下記の通りであった。
【００４３】
【表１】
【００４４】上の表は、低心搏数警報の陽性的中率が、
図３及び図４に記載したシステム及び方法を用いると実
質的に改善されていることを示している。また、高心搏
数警報の陽性的中率にも僅かな改善が見出された。
【００４５】加えて、このデータについての不全収縮又
は心室細動の誤報数は、本システムによって、１９（Ｅ
ＣＧのみ）から２（選択アルゴリズム６０）まで減少し
た。
【００４６】図面に示すと共に以上に記載した例示的な
実施形態は現状で好ましいが、これらの実施形態は例示
のためにのみ提示されていることを理解されたい。例え
ば、同じ生理学的特性を感知するセンサの間の不整合を
識別して、最も信頼性の高いセンサを選択する選択過程
を利用する様々な生理学的信号に対して本書の教示を適
用してよい。かかるシステムは、第一の生理学的性質を
感知する第一のセンサを用いて生理学的特性に関する情
報を獲得すると共に、第一のセンサとは異なる生理学的
性質を感知する第二のセンサを用いて生理学的特性に関
する情報を獲得する。従って、本発明は特定の実施形態
に限定されているのではなく、特許請求の範囲内にやは
り属する様々な改変まで拡張される。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施形態に従って複数の生理学的データ源か
ら生理学的データを選択するシステムのブロック図であ
る。
【図２】もう一つの実施形態に従って複数の生理学的デ
ータ源から生理学的データを選択するシステムのブロッ
ク図である。
【図３】さらにもう一つの実施形態に従って複数の生理
学的データ源から生理学的データを選択するシステムの
ブロック図である。
【図４】一実施形態に従って図３の選択アルゴリズムに
おいて動作可能な複数の生理学的データ源から生理学的
データを選択する方法の流れ図である。
【符号の説明】
１０、３２、５２ 複数の生理学的データ源から生理学
的データを選択するシステム ３４ 生理学的信号評価アルゴリズム ３６ 生理学的信号クロス評価アルゴリズム ３８ 選択アルゴリズム ７０ 複数の生理学的データ源から生理学的データを選
択する方法
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０６Ｆ 17/60 １２６ Ａ６１Ｂ 5/04 ３１２Ｕ 5/02 ３２１Ｄ (72)発明者 ロバート・エム・ファーレル アメリカ合衆国、ウィスコンシン州、ブラ ウン・ディア、ウエスト・ダーネル・アベ ニュー、6453番 Ｆターム(参考） 4C017 AA02 AA08 AA12 AA14 AA19 BB13 BC11 BC14 BD04 CC01 FF05 4C027 AA02 GG18 4C038 KK01 KL07

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の生理学的データ源（１２、１４）
    から生理学的データを選択するシステム（１０）であっ
    て、 ある生理学的特性の第一の測定値を含む第一の生理学的
    データを供給するように構成されている第一の生理学的
    データ源（１２）と、 前記生理学的特性の第二の測定値を含む第二の生理学的
    データを供給するように構成されている第二の生理学的
    データ源（１４）であって、前記第一の測定値及び第二
    の測定値は異なる生理学的性質に基づいている、第二の
    生理学的データ源（１４）と、 前記第一及び第二の生理学的データを受け取って、前記
    第一の生理学的データ及び前記第二の生理学的データの
    少なくとも一方に基づいて前記生理学的特性についての
    出力データとして前記第一の測定値及び前記第二の測定
    値の一方を選択するように構成されている選択アルゴリ
    ズム（２０）とを備えたシステム（１０）。
  2. 【請求項２】 前記出力データを受け取って、該出力デ
    ータと所定の警報条件とを比較して、該比較に基づいて
    警報信号を供給するように構成されている警報アルゴリ
    ズム（２８）をさらに含んでいる請求項１に記載のシス
    テム。
  3. 【請求項３】 前記出力データを受け取って、該出力デ
    ータと、前記生理学的特性の前記第一及び第二の測定値
    の少なくとも一方とを同時に表示するための表示信号を
    生成するように構成されている表示アルゴリズム（３
    ０）をさらに含んでいる請求項１に記載のシステム。
  4. 【請求項４】 前記第一の生理学的データは、前記生理
    学的特性の前記第一の測定値の統計関数をさらに含んで
    いる請求項１に記載のシステム。
  5. 【請求項５】 前記生理学的特性は患者の心搏数を含ん
    でいる請求項１に記載のシステム。
  6. 【請求項６】 前記第一の生理学的データ源（１２）は
    心電図（ＥＣＧ）センサから信号を受け取り、前記第二
    の生理学的データ源（１４）はパルス・オキシメトリ
    （ＳｐＯ2）センサ及び侵襲性動脈血圧（ＩＢＰ）セン
    サの一方から信号を受け取る請求項５に記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項７】 前記選択アルゴリズム（２０）は、所定
    の限度を超える前記第一の測定値から得られた心搏数の
    上昇又は低下に応答し、またパルス・オキシメトリ・セ
    ンサ又は侵襲性動脈血圧センサからの実質的に一定の心
    搏数に応答して、前記出力データとして前記第二の測定
    値を選択するように構成されている請求項６に記載のシ
    ステム。
  8. 【請求項８】 不整脈検出アルゴリズムの精度を改善す
    るシステム（１０）であって、 心電図（ＥＣＧ）センサ（１６）から心電図信号を受け
    取って、該受け取った心電図信号に基づいて心電図心搏
    数データを生成するように構成されている心電図データ
    源（５４）と、 前記心電図心搏数データを受け取って、不整脈状態を検
    出するように構成されている不整脈検出アルゴリズム
    （５４）と、 血行動態的心搏数センサ（１８、２４）から信号を受け
    取って、該受け取った信号に基づいて血行動態的心搏数
    データを生成するように構成されている血行動態的心搏
    数データ源（５６、５８）と、 前記心電図心搏数データ及び前記血行動態的心搏数デー
    タを受け取って、前記検出した不整脈状態及び前記血行
    動態的心搏数データに基づいて警報信号を供給するよう
    に構成されている警報アルゴリズム（２８）とを備えた
    システム（１０）。
  9. 【請求項９】 前記不整脈検出アルゴリズムにより不整
    脈状態が検出されたときに、前記警報アルゴリズム（２
    ８）は、前記血行動態的心搏数データが不整脈状態が存
    在しないと指示している場合には前記警報信号を防止す
    るように構成されている請求項８に記載のシステム。
  10. 【請求項１０】 前記血行動態的心搏数データ源は侵襲
    性動脈血圧（ＩＢＰ）センサ（１８）又はパルス・オキ
    シメトリ（ＳｐＯ2）センサ（２４）から信号を受け取
    る請求項８に記載のシステム。
  11. 【請求項１１】 当該システム（１０）は実時間監視環
    境で動作する請求項８に記載のシステム。
  12. 【請求項１２】 前記不整脈状態は不全収縮状態である
    請求項８に記載のシステム。
  13. 【請求項１３】 心搏数限度警報の精度を改善するシス
    テム（１０）であって、 第一のセンサ（１６）から第一の信号を受け取って、該
    第一の信号に基づいて第一の心搏数を生成するように構
    成されている第一の心臓信号源（１２）と、 前記第一のセンサ（１６）とは異なる生理学的性質を監
    視する第二のセンサ（１８）から第二の信号を受け取っ
    て、該第二の信号に基づいて第二の心搏数を生成するよ
    うに構成されている第二の心臓信号源（１４）と、 前記第一及び第二の心搏数を受け取って、両心搏数のう
    ち最も正確な方を判定して、両心搏数のうちの前記最も
    正確な方が所定の限度外にあるときにのみ心搏数限度警
    報信号を発生するように構成されている警報アルゴリズ
    ム（２８）とを備えたシステム（１０）。
  14. 【請求項１４】 前記警報アルゴリズム（２８）は、前
    記第一の心搏数が所定の心搏数を上回る心搏数まで上昇
    しており、且つ前記第二の心搏数が実質的に一定に留ま
    っているときに、前記最も正確な心搏数として前記第二
    の心搏数を選択するように構成されている請求項１３に
    記載のシステム。
  15. 【請求項１５】 前記警報アルゴリズム（２８）は、前
    記第一の心搏数が所定の心搏数を下回る心搏数まで低下
    しており、且つ前記第二の心搏数が実質的に一定に留ま
    っているときに、前記最も正確な心搏数として前記第二
    の心搏数を選択するように構成されている請求項１３に
    記載のシステム。
  16. 【請求項１６】 前記第一の心臓信号源は、心電図（Ｅ
    ＣＧ）センサ（１６）から信号を受け取るように構成さ
    れており、前記第二の心臓信号源（１４）は血行動態的
    心搏数センサ（１８、２４）から信号を受け取るように
    構成されている請求項１３に記載のシステム。
  17. 【請求項１７】 前記血行動態的心搏数センサはパルス
    ・オキシメトリ（ＳｐＯ2）センサ（１８）又は侵襲性
    動脈血圧（ＩＢＰ）センサ（２４）である請求項１６に
    記載のシステム。
  18. 【請求項１８】 複数の生理学的データ源（１２、１
    ４）から生理学的データを選択する方法（７０）であっ
    て、 ある生理学的特性の第一の測定値を含む第一の生理学的
    データを供給する工程（７４）と、 前記生理学的特性の第二の測定値を含む第二の生理学的
    データを供給する工程（７２）であって、前記第一の測
    定値及び前記第二の測定値は異なる生理学的性質に基づ
    いている、第二の生理学的データを供給する工程（７
    ２）と、 前記第一の生理学的データ及び前記第二の生理学的デー
    タの少なくとも一方に基づいて前記生理学的特性につい
    ての出力データとして前記第一の測定値及び前記第二の
    測定値の一方を選択する工程（７８）とを備えた方法
    （７０）。
  19. 【請求項１９】 前記出力データと所定の警報条件とを
    比較する工程と、該比較に基づいて警報信号を供給する
    工程とをさらに含んでいる請求項１８に記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記出力データと、前記生理学的特性
    の前記第一及び第二の測定値の少なくとも一方とを同時
    に表示するための表示信号を生成する工程をさらに含ん
    でいる請求項１８に記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記生理学的特性は患者の心搏数を含
    んでいる請求項１８記載の方法。
  22. 【請求項２２】 心電図（ＥＣＧ）センサから心電図信
    号を受け取って、該心電図信号に基づいて前記第一の生
    理学的データを生成する工程（７４）と、 血行動態的心搏数センサから血行動態的心搏数信号を受
    け取って、該血行動態的心搏数信号に基づいて前記第二
    の生理学的データを生成する工程（７８）とをさらに含
    んでいる請求項２１に記載の方法。
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