JP2003525675A - マルチチャンネルｅｃｇ波形の電話伝送監視 - Google Patents

マルチチャンネルｅｃｇ波形の電話伝送監視

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JP2003525675A
JP2003525675A JP2001564657A JP2001564657A JP2003525675A JP 2003525675 A JP2003525675 A JP 2003525675A JP 2001564657 A JP2001564657 A JP 2001564657A JP 2001564657 A JP2001564657 A JP 2001564657A JP 2003525675 A JP2003525675 A JP 2003525675A
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アンソニー マーケシニ，
ナルジス ネイデノフ，
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ペースアート アソシエイツ， リミテッド パートナーシップ
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Abstract

(57)【要約】 ＥＣＧ波形等の生物学的信号の遠隔監視であって、ＥＣＧ波形のＦＭエンコードバージョンを患者の家庭から中央ステーションへ送信し、そこで解析を行ってＦＭ信号のゼロ交差よりもより多くの時間点において局所的周波数を推定する。複数個のＥＣＧ波形を複合ＦＭ信号にエンコードし、そのうちのいずれか１つの点は同時にＥＣＧ波形の数を表わすことが可能である。該複合波形を中央ステーションにおいて解析して周波数ドメインにおける分離により個々の波形を抽出し且つ再生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＥＣＧ（心電図）データ等の生物医学的データの遠隔的監視
の分野に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＣＧ波形及びペースメーカー情報等の心拍記録データの電話伝送監視は長年
の間使用されている。典型的に、患者の家庭における心臓トランスデューサは患
者の身体と電気的に接触している一対のＥＣＧパッドの間における電圧の形態で
の電気的ＥＣＧ信号を発生する。その結果発生するＥＣＧ波形は搬送波を周波数
変調するために使用され、その結果発生するＦＭ信号はスピーカーを駆動して電
話受話器のマウスピース内に音響ＦＭ信号を発生し、該受話器は該音響信号を電
気的ＦＭ信号へ変換する。電話回路網を介して、中央ステーションは送信されて
くる信号を受取り且つそれを処理してＥＣＧ波形を再生し、表示し、且つ記録し
、又はその他の情報を抽出する。心臓信号がペースメーカーに関連している場合
には、興味のある情報はペースメーカーのパルスの期間即ちパルス間の時間であ
る場合がある。音響信号へ及び電気信号へ戻す変換は、患者が適切な機器及びそ
の目的のための技能を有している場合には回避することが可能である。心臓情報
の電話伝送監視の例は米国特許第４，９３８，２２９号及び第５，４６７，７７
３号（各々を引用によって本明細書に取込む）、及び第５，７３５，２８５号及
びこれらの特許において引用されている文献において見出すことが可能である。
【０００３】 本特許明細書の譲受人はこのような装置及びサービスを提供しており、それは
更にウエブサイト＜＜ｗｗｗ．Ｐａｃｅａｒｔ．ｃｏｍ＞＞において記載してい
る。典型的に、異なるＥＣＧパッド又はパッドの組合わせ（ベクトル）から、又
はペースメーカーからの情報はＦＭ信号内に直列的に埋め込まれ、且つ例えばＩ
Ｄ及びタイムスタンプ等の付加的な情報のパケットが通常挿入される。唯１つの
ＥＣＧ波形、又は唯１つのペースマーカーパルス、又は唯１つの情報を識別する
項目が任意の１つの時間において搬送波を変調する。数年前においては、ウィス
コンシン州ミルウォーキーにおけるカーディアックエバリューションセンター（
Ｃａｒｄｉａｃ Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ Ｃｅｎｔｅｒ）と呼ばれる事業体が２
チャンネル送信器及び私有の受信器を提供しており且つ未だに提供しているもの
と思われ、それは同時に２つのＥＣＧ波形を単一のＦＭ信号へエンコードし、該
信号は私有の受信器において分離されるものであり、その分離のためにアナログ
バンドパスフィルタを使用しているものと思われる。そのシステムがＦＭ信号を
復調するためにどのような技術を使用しているかは不知である。
【０００４】 本明細書に引用によって取込んだ２つの特許において、ＦＭ信号は受信ステー
ションにおいて復調されてＦＭ信号のゼロ交差を見つけ出し且つこれらのゼロ交
差の間の時間を測定することによってＥＣＧ波形を抽出している。特に、特許さ
れているシステムは隣接するゼロ交差の間のインターバル期間中にクロックをカ
ウントし且つそのカウントを周波数へ変換し、それによりオリジナルのＥＣＧ波
形を再生している。特許第５，７３５，２８５号は別のゼロ交差検知技術を提案
しているものと理解され、ＦＭ信号のデジタル化したサンプルが正の値と負の値
との間で遷移する区域の検査を行う。このようなＦＭ信号のゼロ交差解析は、ノ
イズ及びその他の不正確性の発生源を適宜抑圧した状態で数年にわたって使用さ
れているが、（１）オリジナルのＥＣＧ波形のより正確且つ信頼性のある再生、
（２）複数個のＥＣＧ波形又はこのようなオリジナルの情報のより正確且つ信頼
性のある再生と結合されたその他の情報の同時的伝送、（３）異なるフォーマッ
トの情報伝送へプログラミングによって便宜的に適合させることが可能であり且
つ私有のハードウエアよりもより廉価であり且つより許容可能である汎用コンピ
ュータを使用してこのような同時的伝送を受信ステーションにおいて復調させる
ことに対する必要性が未だに残存している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本特許明細書は遠隔ステーションに存在する心臓状態を中央ステーションにお
いて遠隔的にモニタ即ち監視するシステム及び方法を開示している。好適実施例
においては、３個又はそれ以上のＥＣＧ波形がローカル（局所的）ステーション
における患者から派生される。これらのＥＣＧ波形は夫々の異なる搬送波を周波
数変調してそれにより３個又はそれ以上の夫々のＦＭ信号を発生する。これらの
ＦＭ信号は３個又はそれ以上のＥＣＧ波形からの同時的な情報を包含する複合Ｆ
Ｍ信号に結合され、且つ中央ステーションへ送信される。中央ステーションにお
いては、受取った複合ＦＭ信号を時間ドメイン及び周波数ドメインの両方におい
て処理して、複合ＦＭ信号のゼロ交差よりも実質的に互いにより近い複合ＦＭ信
号の部分において局所的周波数を推定することを包含するような態様で３個又は
それ以上の個別的なＥＣＧ波形を再生する。本プロセスは局所的位相差を計算し
且つそれらを使用して局所的周波数を推定する。局所的位相差は、複合ＦＭ信号
のデジタルサンプルを該デジタルサンプルの位相シフトさせたバージョン（もの
）と結合させることによって計算される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
心臓ＥＣＧイベントモニタ、ループレコーダー及びポストイベントレコーダー
は患者の家庭等の遠隔位置において使用されるセンサー／送信器の例である。マ
ルチチャンネルセンサー／送信器は、例えば、ＥＣＧパッドの異なる組合わせか
らＥＣＧ波形の幾つかのチャンネルを発生する。１つの公知のパターンは、３対
のＥＣＧパッドからの信号の間の差異から派生される３個のＥＣＧ波形を使用す
るものである（３個のベクトル）。好適実施例においては、本明細書に記載する
システムは遠隔位置において３個のＥＣＧ波形を単一のＦＭ信号へ同時的にエン
コードし、且つゼロ交差検知よりもより信頼性のある技術を使用して受信ステー
ションにおいてＥＣＧ波形を再生する。好適実施例においては、ＥＣＧ波形の再
生は適宜のユーティリティ及びアプリケーションプログラムを稼動するＰＣ等の
汎用コンピュータのみによって実現される。以下の説明は同時的に単一のＦＭ信
号へエンコードされる３個のＥＣＧ波形の例を使用するが、その一般的な形態に
おいては、本明細書の開示はＮ個の波形（尚、Ｎ≧２）に対して、及びＥＣＧ波
形に加えて生物医学的信号に対して適用可能である。更に、ゼロ交差検知を使用
する場合よりもより信頼性を持って波形を再生するための本明細書において開示
する技術は、単一の波形がＦＭ信号内にエンコードされるに過ぎない場合に対し
ても適用可能である。
【０００７】 送信端（典型的に、患者の家庭）において、患者は本特許の譲受人によって現
在供給されているものとＦＭエンコーディング技術において同様のセンサー／送
信器を使用するものであるが、ＦＭは３個のＥＣＧ波形の各々を夫々のチャンネ
ル内へエンコードし、次いで、それら３個のＦＭエンコードされたチャンネルを
単一の複合ＦＭ信号へ加算する。例えば、第一ＥＣＧチャンネルＦＭはＥＣＧデ
ータの第一チャンネルに対して１５００−１９００Ｈｚの周波数帯域における１
７００Ｈｚ搬送波を変調し、第二ＥＣＧチャンネルは２１５０Ｈｚ搬送波上で１
９５０−２３５０Ｈｚ帯域を使用し、且つ第三ＥＣＧチャンネルは２６００Ｈｚ
搬送波上で２４００−２８００Ｈｚ帯域を使用する。その結果得られる３個のＦ
Ｍ信号は複合ＦＭ信号へ加算され、それは中央ステーションへ送信される。例え
ば、これらに制限されるものではないが、送信装置のＩＤ、ペースメーカーパル
ス測定値、及びタイムスタンプ等の付加的なデータを、例えば周波数を信号帯域
周波数の外側に数ミリ秒シフトさせ、従ってＦＭアナログ信号内に二進データの
存在を表わす公知の且つ長い間使用されている技術によって複合ＦＭ信号内に埋
め込むことが可能である。その送信は、最初に、複合ＦＭ信号をセンサー／送信
器におけるスピーカーによって音響信号へ変換させ且つ該音響信号を中央又は受
信ステーションへ公衆電話システムを介して接続されている電話の受信器におい
て動作させることにより行うことが可能であり、又は直接的な電気的送信を使用
することが可能であり、それはオーディオステージを介して行われるものではな
い。
【０００８】 中央ステーションにおいて、電話線を介して受取られた複合ＦＭ信号はサウン
ドカードを具備するＰＣ等の汎用デジタルコンピュータへ供給され、且つ解析さ
れて３個のＥＣＧチャンネルを定義する情報、及びその中にエンコードされてい
る場合のある付加的な情報を抽出する。原理的には、中央ステーションにおいて
実施されるプロセスが受取られた複合ＦＭ信号をデジタルサンプルｘ（ｔ）へ変
換し、それらを個別的なＦＭ信号とマッチングする周波数帯域へ分離し、各帯域
に対して隣接するデジタルサンプルの間の瞬間的な周波数における差異を見つけ
出し、且つこれらの周波数差を使用してオリジナルのＥＣＧ波形及びその他の興
味のあるデータを再生させる。
【０００９】 本明細書において開示する実施例を使用したシステムを例示した図１を参照す
ると、例えば患者の家庭等の遠隔位置において公知の如く使用されるＥＣＧパッ
ド１０はＥＣＧアナログ波形の３個のチャンネル即ちベクトルを発生する。局所
的送信器１１はＦＭエンコーダー１２−１，１２−２，１２−３を有しており、
その各々はＥＣＧデータの夫々のチャンネルを夫々の周波数帯域において周波数
変調したアナログ波形へエンコードする。局所的送信器１１は、又、加算装置１
４を有しており、それはこれら３個のＦＭチャンネルを単一の複合ＦＭ信号へ結
合させる。ペースメーカー１６が使用される場合には、加算装置１４は当該技術
において公知の如くペースメーカーに関連した情報を複合ＦＭ信号内に埋め込む
ことが可能である。更に当該技術において公知の如く、加算装置１４は例えば局
所的送信器のＩＤ、タイムスタンプ等のその他の情報を複合ＦＭ信号内に埋め込
むことも可能である。遠隔位置におけるスピーカー１８は複合ＦＭ信号をオーデ
ィオ信号へ変換し、それは、遠隔位置の電話２０の受信器によって複合アナログ
電気ＦＭ信号へ変換される。このＦＭ信号は公衆電話交換システムを介して、又
は何等かのその他の通信リンクを介して解析及び記録を行うために中央ステーシ
ョンへ送信される。特別の装置及び技能が遠隔位置において使用可能である場合
には、オーディオ信号へ及びアナログ電気信号へ戻す変換を回避することが可能
であり、且つ加算装置１４からの複合ＦＭ信号は適宜の通信リンクを使用して中
央ステーションへ直接的に送信することが可能である。
【００１０】 中央位置において、電話ユニット３０が複合ＦＭ信号を受取り且つそれを、例
えばサウンドカードを具備するＰＣ等の適宜プログラムされた汎用コンピュータ
へ供給する。サウンドカードをＡＤＣ（アナログ・デジタル変換器）３２として
使用して、該中央ステーションは受取った複合ＦＭ信号を時間ドメインデジタル
サンプルｘ（ｔ）のアレイへ変換し、それは、ＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析
器３４が周波数ドメインデジタルサンプルｆｆｔ（ｔ）のアレイへ変換する。こ
れらのサンプルｆｆｔ（ｔ）はバンドパスフィルタ３６−１，３６−２，３６−
３においてＥＣＧ情報の３個のチャンネルに対応する３個の帯域へ分離され、且
つ各バンドパスフィルタの出力は解析器３８−１，３８−２，３８−３の夫々の
１つにおいてＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）解析が行われる。ユニット４０は
これらの解析器の出力を受取り且つ３個のＥＣＧ波形を再生し、記録し、且つ表
示する。例えばペースメーカー情報等の付加的な情報が複合ＦＭ信号内に埋め込
まれている場合には、ペースメーカー解析器４２がそれを抽出し且つそれを表示
及び記録のためにユニット４０へ供給する。中央ステーションにおける装置は、
ＰＣをプログラミングすることによって実現することが可能であり、且つ好適実
施例においてはそうである。前述したように、従来のＰＣサウンドカードハード
ウエア及びＰＣのユーティリティを使用して複合ＦＭ信号をデジタル化する。Ｆ
ＦＴ解析器３４は在庫品のＦＦＴプログラムを使用して実現することが可能であ
る。バンドパスフィルタ３６は以下に説明するようにある周波数ビンをヌル化す
ることにより実現することが可能である。ＩＦＦＴ解析器３８は在庫品のＩＦＦ
Ｔ及びヒルベルト変換プログラムを使用することによって実現することが可能で
ある。ペースメーカー解析器４２は当該技術において公知であり且つ単一チャン
ネルＥＣＧデータ用に何年もの間本譲受人に使用されているように実現すること
が可能である。最後に、ユニット４０はＰＣの従来のデータの格納及び表示能力
を使用して実現することが可能である。
【００１１】 別の実施例においては、遠隔位置電話セット２０から開始し且つ中央ステーシ
ョン電話セット３０で終了する経路を、スピーカー１８からの音をアナログ電気
信号へ変換させるためにスピーカー１８の充分近くにあるマイクロフォン３１に
よって置換させることが可能であり、該アナログ信号は、次いで、ＡＤＣ３２へ
供給される。更なる実施例（図面には示していない）としては、加算回路１４か
らのアナログ電気信号を直接的にＡＤＣ３２へ供給することが可能であり、それ
によりスピーカー１８から開始し中央ステーション電話セット３０で終了する経
路を除去している。
【００１２】 本明細書に開示した例示的で且つ非制限的な例においては、ＥＣＧベクトルへ
適用される処理は以下の主要なステップを包含しており、それらはサウンドカー
ド及び適宜のプログラミングを具備するＰＣを使用してコンピュータによって実
現する。
【００１３】 １．患者の家庭、又は別の遠隔又は送信位置において、３個のＥＣＧチャンネ
ル（ベクトル）を得、その各々は夫々のＥＣＧ電気波形の形態にある。このこと
は、例えば、本譲受人から入手可能な装置等の現在市販されている装置を使用し
て行うことが可能である。
【００１４】 ２．各ＥＣＧベクトルを使用して夫々の搬送波を周波数変調し、それにより３
個のＦＭ ＥＣＧ信号を発生し、その各々は夫々の周波数帯域内にあり、例えば
チャンネル位置に対しては１７００Ｈｚの搬送波周波数及び１５００−１９００
Ｈｚの帯域幅であり、チャンネル２に対しては２１５０Ｈｚの搬送波周波数及び
１９５０−２３５０Ｈｚの帯域幅であり、且つチャンネル３に対しては２６００
Ｈｚの搬送波周波数及び２４００−２８００Ｈｚの帯域幅である。各個別的なチ
ャンネルに対するエンコーディングは、又、例えば、本譲受人から現在市販され
ている装置を使用して行うことが可能である。
【００１５】 ３．これら３個のＦＭ ＥＣＧ信号を単一の複合ＦＭ信号へ加算する。このこ
とは、例えば、このタイプの現在市販されているアナログ加算回路を使用して行
うことが可能である。
【００１６】 ４．複合ＦＭ信号をオーディオ信号へ変換する。ことのことは、例えば本譲受
人から入手可能であるもの等の現在市販されている家庭送信器等のスピーカーを
使用して行うことが可能である。
【００１７】 ５．オーディオ信号を複合ＦＭ信号へ戻すべく変換し且つそれを中央ステーシ
ョンへ送信する。このことは、例えば本明細書に引用によって組込んだ特許に記
載されているような患者の家庭における電話セットを使用して行うことが可能で
ある。
【００１８】 ６．中央ステーションにおいて受けられた複合ＦＭ信号を時間ドメインデジタ
ルサンプルｘ（ｔ）のアレイへデジタル化する。このことは、従来のＰＣのサウ
ンドカードを使用して行うことが可能である。好適なフォーマットは、８ｋＨｚ
（毎秒８，０００個のサンプル）のサンプリングレートで入力してくる複合ＦＭ
信号を各々が５１２個のサンプルによってオーバーラップされる１０２４サンプ
ルのアレイへデジタル化させることであり、即ち第二アレイの最初の５１２個の
サンプルは第一アレイの最後の５１２個のサンプルと同一であり、以下同様であ
る。各サンプルは１６ビットの長さであり、夫々の時間（ｔ）における複合ＦＭ
信号の瞬間的な振幅（ｘ）を表わしている。その結果は１０２４のアレイのつな
がりであり、各々が１６ビットの値であり、５１２個のサンプルによってオーバ
ーラップされている。好適実施例における計算の便宜上、該アレイは単一精度ア
レイへ変換される。
【００１９】 ７．デジタルサンプルｘ（ｔ）を、例えば、ハミングウインドウ（Ｈａｍｍｉ
ｎｇ Ｗｉｎｄｏｗ）フィルタでフィルタしてノイズを減少させる。このことは
、ＰＣにおけるハミングウインドウフィルタ用の在庫品ユーティリティを使用し
て行うことが可能である。
【００２０】 ８．デジタルサンプルｘ（ｔ）のアレイをＦＦＴ（高速フーリエ変換）解析器
を介して通過させて該サンプルを周波数ドメインデジタルサンプルアレイｆｆｔ
（ｔ）ヘ変換し、尚各サンプルはｘ（ｔ）アレイのフーリエ級数表現の係数の値
である。このことは、ＰＣにおいて稼動する在庫品であるＦＦＴプログラムを使
用して行うことが可能である。その結果は１０２４要素ｘ（ｔ）アレイの各々の
対応する１０２５要素複素共役対称ｆｆｔ（ｔ）アレイへの変換となる。ｆｆｔ
（ｔ）アレイの要素は夫々の周波数に対する係数の値に関連しており、ＰＣメモ
リにおける夫々の周波数ビン内に格納される。この時点において、３つのＥＣＧ
信号の帯域幅外側の周波数に対する係数値をヌル即ちゼロとさせるために付加的
なフィルタ処理を行うことが可能である。例えば、７５０−３２５０Ｈｚのバン
ドパスフィルタを、０Ｈｚ、７．８１２５Ｈｚ、１５．６２５Ｈｚ、．．．、７
４２．１８７５Ｈｚ（即ち、各ｆｆｔ（ｔ）アレイに包含される要素１−９５）
に対応するビン及び３２５７．８１２５Ｈｚ、３２６５．６２５Ｈｚ、．．．、
４０００Ｈｚ（即ち、各ｆｆｔ（ｔ）アレイの要素４１７−５１３）に対応する
周波数ビンをゼロ化することによって適用することが可能である。
【００２１】 ９．サンプルｆｆｔ（ｔ）を、各々が遠隔位置（患者の家庭）においてＦＭエ
ンコードされたＥＣＧチャンネルの夫々の１つの周波数帯域と一致する夫々の別
個の帯域に分割する。このことは、（フィルタした）ｆｆｔ（ｔ）アレイの３つ
のコピーを作成し且つ各々において夫々ＥＣＧ信号の周波数帯域外側の周波数に
対応する要素をヌル化即ちゼロとさせることによって行うことが可能である。
【００２２】 １０．サンプルｆｆｔ（ｔ）をＩＦＦＴ（逆高速フーリエ変換）及びヒルベル
ト変換解析を介して通過させて解析信号ｚ（ｔ）のデジタルサンプルからなるア
レイを得、尚各ｚ（ｔ）サンプルは複合ＦＭ信号の時間ドメインサンプルｘ（ｔ
）に一致する実部分及びｘ（ｔ）のヒルベルト変換と一致する虚部分ｊｈ（ｔ）
とを有しており、次式で表わされる。
【００２３】
【数１】
【００２４】 尚、ｉｆｆｔは逆フーリエ変換を示しており、 ｉ＝［０，Ｎ／（２−１）］の場合にはＢ（ｉ）＝２、 ｉ＝［Ｎ／２，Ｎ−１］の場合にはＢ（ｉ）＝０、 ｉはＮ個の要素からなるｆｆｔ（ｔ）アレイの要素を示しており、
【数１ａ】
【００２５】 は共役を示しており、 ｆｆｔは高速フーリエ変換を示しており、 ｊは虚部分を示しており、 ｈ（ｔ）はアレイｘ（ｔ）のヒルベルト変換を示している。
【００２６】 このことは、ＰＣ上でランされる在庫品のヒルベルト変換及びＩＦＦＴプログ
ラムを使用することによって行うことが可能である。上の式から明らかなように
、ヒルベルト変換はｆｆｔ（ｔ）アレイ（即ち、アレイ要素５１４−１０２５）
の全ての負の周波数ビンにおける係数値をゼロ化させ且つｆｆｔ（ｔ）アレイ（
即ち、要素１−５１３）の全ての正の周波数ビンにおける係数値を２倍とさせる
ことが関与する。その結果はＩＦＦＴ処理され、各ｆｆｔ（ｔ）アレイ（ヒルベ
ルト変換されたもの）を１０２４要素複素アレイｚ（ｔ）ヘ変換し、その場合に
、（１）実部分は上述したウインドウ処理及びフィルタ処理によって向上された
オリジナルのデータｘ（ｔ）を包含しており、且つ（２）虚部分は同一のオリジ
ナルデータのヒルベルト変換を包含している。
【００２７】 １１．次式に従ってｘ（ｔ）の各サンプル位置に対する瞬間的な位相角ｐ（ｔ
）を見つけ出す。
【００２８】
【数２】
【００２９】 このことは、時間サンプル（ｔ）の各々に対してすぐ上に記載した割算及び三角
関数の計算を実施するためにＰＣをプログラミングすることによって行うことが
可能である。その結果は、複合ＦＭ信号がアレイｘ（ｔ）を発生するためにサン
プルされた各時刻（ｔ）に対する位相角値ｐ（ｔ）である。
【００３０】 １２．次式に従ってｘ（ｔ）の各サンプル位置に対する瞬間的周波数ｆ（ｔ）
を見つけ出す。
【００３１】
【数３】
【００３２】 尚、△ｐ（ｔ）は瞬間的位相角ｐ（ｔ）に関する２つの隣接するサンプルの間に
おける値の差であり、△ｔはｘ（ｔ）の２つの隣接するサンプルの間の時間間隔
である。
【００３３】 このことは、ｐ（ｔ）及び（ｔ）の各対の隣接する値に対してすぐ上に記載し
た演算を実施するためにＰＣをプログラミングすることによって行うことが可能
であり、実効的には、各アレイｘ（ｔ）に対して瞬間的な周波数値ｆ（ｔ）の１
０２４要素アレイを発生する。
【００３４】 １３．瞬間的な周波数ｆ（ｔ）を再生したＥＣＧ波形のサンプルからなる振幅
へ変換し（５６個のサンプル移動平均を使用）１４ビット長の平均化し再生した
ＥＣＧサンプルを得る。このことは、各アレイｆ（ｔ）の最初及び最後の２５％
を最初に破棄することによって行うことが可能である（何故ならば、先のハフマ
ンウインドウフィルタ処理に起因してアレイ内のこれらの部分においては減衰が
大きいからである）。先に説明したｘ（ｔ）アレイの５０％のオーバーラップの
ために、１つのアレイｆ（ｔ）から廃棄された要素は先行する及び後続のアレイ
内に存在しており、従ってこの処理は複合ＦＭ信号がサンプルされた各時刻に対
する瞬間的周波数ｆ（ｔ）を派生する。ｆ（ｔ）の５６個のサンプルの移動平均
を使用する目的は、ノイズ又はその他のアーチファクト即ち人工的効果の影響を
減少させるためである。その結果は、１４２．８５７１４Ｈｚ（即ち、オリジナ
ルのサンプリングレートの８，０００Ｈｚを５６で割算したものであり、平均化
において使用したサンプル数）のレートにおける周波数の平均化した値のストリ
ングである。計算の便宜上、その結果得られる値を５で乗算し且つ整数の形態へ
変換し、夫々のＥＣＧ信号において夫々の１／１４２．８５７１４タイムスロッ
トにおける瞬間的周波数を表わす１４ビット値のストリングを発生することが可
能である。
【００３５】 １４．ＦＳＫ／ペースメーカーパルス解析に対するエッジ検知及びエンコード
の結果２ビットエンコーダーデータとなる。このことは、例えば、本譲受人から
入手可能な市販の装置において現在実施されている如くに行うことが可能である
。原理的には、その処理は複合ＦＭ信号において高周波数高振幅エッジを検知し
、ＦＳＫ（周波数シフトキー）／ペースメーカーパルス解析を実施し、且つ検知
したＦＳＫ／ペースメーカーパルスデータを相次ぐ２ビット値としてエンコーデ
ィングすることを包含している。
【００３６】 １５．結果的に得られるデータを１４２．８５７１４Ｈｚにおいて１６ビット
サンプルへフォーマット化し、その場合に上の２ビットはＦＳＫ／ペースメーカ
ーデータであり、そのうちの２０ビットは１０個の１６ビットサンプルにわたっ
て格納される。
【００３７】 １６．再生されたＥＣＧ及びその他の関連するデータを表示／記録する。この
ことは、例えば、本譲受人によって現在商業的に使用されており、且つこの場合
には３チャンネルデータを表示するべく適合されている単チャンネルＥＣＧデー
タに対して引用により本明細書に取込んだ特許に記載されているような周波数対
振幅変換技術を使用して行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本開示の好適な例を具体化したシステムを示した概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ネイデノフ， ナルジス アメリカ合衆国， ニュージャージー 07470， ウエイン， ハートウィック レーン 87 Ｆターム(参考） 4C027 AA02 DD04 JJ01

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 遠隔ステーションに存在する心臓状態を中央ステーションに
    おいて遠隔的に監視する方法において、 ローカルステーションにおいて３個又はそれ以上のＥＣＧ波形を派生させ且つ
    前記波形の各々に従って夫々の搬送波を周波数変調させて３個又はそれ以上の夫
    々のＦＭ信号を生成し、 前記ＦＭ信号を前記３個又はそれ以上のＥＣＧ波形からの同時的な情報を包含
    する複合ＦＭ信号へ結合させ、 前記複合ＦＭ信号を中央ステーションへ送信し、 前記中央ステーションにおいて受取られた前記複合ＦＭ信号を時間領域及び周
    波数領域の両方において処理して３個又はそれ以上の個別的なＥＣＧ波形を再生
    する、 ことを包含している方法。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記処理が前記複合ＦＭ信号のゼロ交差
    以外の実質的に互いにより近い前記複合ＦＭ信号の部分における局所的周波数を
    推定することを包含している方法。
  3. 【請求項３】 請求項２において、前記処理が、前記ゼロ交差よりも実質的
    により近い前記ＦＭ信号の部分における局所的位相差を推定し且つ前記局所的周
    波数を推定するために前記局所的位相差を使用することを包含している方法。
  4. 【請求項４】 請求項３において、前記局所的位相差を推定する場合に、前
    記複合ＦＭ信号のデジタルサンプルを前記デジタルサンプルの位相シフトさせた
    ものと結合させることを包含している方法。
  5. 【請求項５】 請求項４において、前記比較を行う場合に、前記サンプルを
    前記サンプルのヒルベルト変換したものと比較することを包含している方法。
  6. 【請求項６】 請求項５において、前記処理が、前記複合ＦＭ信号を時間ド
    メインにおけるデジタルサンプルへデジタル化し、前記時間ドメインサンプルを
    周波数ドメインサンプルへ変換し且つ前記周波数ドメインサンプルをフィルタし
    且つ夫々のＥＣＧ波形に関連するグループへ分離し，且つ前記周波数ドメインサ
    ンプルのヒルベルト変換したものを時間ドメインへ変換させることを包含してい
    る方法。
  7. 【請求項７】 遠隔ステーションにおいて派生されたＥＣＧ波形を中央ステ
    ーションにおいて再生する方法において、 遠隔ステーションにおいてＥＣＧ波形を派生し、 前記ＥＣＧ波形に従って搬送波を周波数変調して前記ＥＣＧ波形に関連し且つ
    ゼロ交差を具備するＦＭ信号を発生し、 前記ＦＭ信号を中央ステーションへ送信し、 前記中央ステーションにおいて前記ＦＭ信号を処理して前記ＦＭ信号のゼロ交
    差よりも実質的により頻繁に発生する時間においてその局所的周波数を推定し、 前記推定した局所的周波数を使用して前記中央ステーションにおいて前記ＥＣ
    Ｇ波形を再生する、 ことを包含している方法。
  8. 【請求項８】 請求項７において、前記局所的周波数が少なくとも前記搬送
    波周波数に等しい割合で推定される方法。
  9. 【請求項９】 請求項７において、前記局所的周波数が相次ぐゼロ交差の間
    において少なくとも数百のタイムスロットにおいて推定される方法。
  10. 【請求項１０】 請求項７において、前記処理が前記ＦＭ信号のデジタル化
    したものを時間ドメインと周波数ドメインの両方において処理することを包含し
    ている方法。
  11. 【請求項１１】 請求項７において、前記処理が前記ＦＭ信号の１つのバー
    ジョンをその位相シフトさせたバージョンと比較して前記ＦＭ信号の相次ぐサン
    プルに対する局所的位相差を推定し、且つ前記推定した位相差を使用して前記Ｆ
    Ｍ信号を再生することを包含している方法。
  12. 【請求項１２】 ＥＣＧ波形で周波数変調された搬送波を有するＦＭ信号か
    らＥＣＧ波形を再生する方法において、 前記ＦＭ信号を前記ＦＭ信号の局所的振幅を表わす第一時間ドメインデジタル
    値へデジタル化し、 前記時間ドメインデジタル値を前記ＥＣＧ波形に対する興味のある帯域内の夫
    々の周波数において前記ＦＭ信号の内容を表わす周波数ドメインデジタル値へ変
    換し、 前記周波数ドメインデジタル値の位相シフトしたバージョンを発生し、 前記周波数ドメインデジタル値及びその位相シフトをさせたバージョンを夫々
    第二及び第三時間ドメインデジタル値へ変換し、 前記第二及び第三時間ドメインデジタル値を使用して前記搬送周波数の少なく
    とも２倍に対応する前記ＦＭ信号における位置において局所的周波数を計算し、 前記局所的周波数を使用して前記ＥＣＧ波形を再生する、 ことを包含している方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１２において、前記周波数ドメインへの変換がＦＦ
    Ｔ処理を使用することを包含している方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１２において、前記位相シフトさせたバージョンの
    発生がデジタル形態においてヒルベルト変換を使用することを包含している方法
    。
  15. 【請求項１５】 請求項１２において、前記ＥＣＧ波形に対する前記興味の
    ある帯域以外の周波数をフィルタ除去することを包含している方法。
  16. 【請求項１６】 構成信号のタイムスロットが複数個のＥＣＧ波形の各々か
    らの情報を包含しているように複数個のＦＭエンコードされた搬送波をＥＣＧ波
    形の夫々のものと結合させることによって形成した複合ＦＭ信号から複数個のＥ
    ＣＧ波形を再生する方法において、前記複合波形はゼロ交差を有しており、 前記複合信号をデジタル化し、 前記複合信号をデジタルドメインにおいて処理して前記ゼロ交差よりも実質的
    により頻繁に発生する時間においてその局所的周波数を推定し、 前記推定した局所的周波数を使用して前記ＥＣＧ波形を再生する、 上記各ステップを有している方法。
  17. 【請求項１７】 請求項１６において、前記処理が、前記複合信号を時間ド
    メイン及び周波数ドメインの両方において処理することを包含している方法。
  18. 【請求項１８】 請求項１７において、前記処理が、前記複合信号の周波数
    ドメインバージョンをフィルタし，且つ夫々のＥＣＧ波形の周波数帯域に対応す
    るその部分を分離する、ことを包含している方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８において、前記処理が、前記複合信号の１つの
    バージョンをその位相シフトしたバージョンと比較して局所的位相シフトを推定
    し、且つ前記推定した局所的位相シフトを前記局所的周波数の推定において使用
    する、ことを包含している方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１９において、前記比較が、前記複合信号の１つの
    バージョンをそのヒルベルト変換したバージョンと比較することを包含している
    方法。
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