JP2016106901A - 心電図解析装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】HRTの検査結果の妥当性を検証する際の医師の負担を軽減して、医師による治療方針の迅速な決定をサポートすることが可能な心電図解析装置を提供する。【解決手段】代償性休止期を伴う心室性期外収縮後の洞調律の変動を検査するHRT検査機能を有する心電図解析装置1であって、解析の対象となる心電図を取得する取得部10と、心電図からHRT検査の対象となるHRTデータを選別し、HRTデータに対してHRT検査を行うHRT検査部12と、HRT検査の結果とともに、心電図において単発的に発生した心室性期外収縮の拍数およびHRTデータの個数の少なくとも一方を時系列的に表示部16の一画面内に表示させる表示制御部15とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、HRT検査機能を有した心電図解析装置に関するものである。
心疾患(虚血性心疾患など)を患った患者は、心室性期外収縮(Premature Ventricular Contraction: PVCやVPCと称される)が増加して、心室頻拍や心室細動に至り心臓突然死を引き起こすリスクが通常より高い。このような突然死には自律神経機能が大きく関与するため、心疾患を患った患者に対しては、心拍の揺らぎを観察することが、予後予測因子として重要であるとの専門家の意見がある。例えば、心室性期外収縮後の心拍の揺らぎを評価する指標として、HRT(Heart Rate Turbulence)が提案されている(特許文献1参照)。
米国特許6496722号明細書
医師は、HRTの検査結果が陽性であるか陰性であるかを確認して、治療方針を決定する。HRTの検査結果が陽性の場合、医師は、自律神経の変化を確認してHRTとの関連性を確認しながら診断を行う。HRTの検査結果が陰性の場合、医師は、単発的な心室性期外収縮の発生頻度やその拍数などを確認して、HRTの検査結果の妥当性を判断する。
しかしながら、HRTを検査する機能を備えた従来の心電図解析装置では、HRTの検査結果とその他のパラメータとを同時に確認する手段がなく、表示方法が異なる画面やプリントアウトしたレポートを交互に確認しつつ各データの関連性を考慮して、総合的に診断をする必要があった。このため、HRTの検査結果の妥当性を検証する際に、医師に過度な負担がかかり、治療方針の迅速な決定に影響を及ぼす場合があった。
そこで、本発明は、HRTの検査結果の妥当性を検証する際の医師の負担を軽減して、医師による治療方針の迅速な決定をサポートすることが可能な心電図解析装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の心電図解析装置は、
代償性休止期を伴う心室性期外収縮後の洞調律の変動を検査するHRT検査機能を有する心電図解析装置であって、
解析の対象となる心電図を取得する取得部と、
前記心電図からHRT検査の対象となるHRTデータを選別し、前記HRTデータに対してHRT検査を行うHRT検査部と、
前記HRT検査の結果とともに、前記心電図において単発的に発生した心室性期外収縮の拍数および前記HRTデータの個数の少なくとも一方を時系列的に表示部の一画面内に表示させる表示制御部と、を備える。
この構成によれば、医師は、HRT検査の結果が表示された画面内で、心室性期外収縮の拍数とHRTデータの個数の少なくとも一方の時系列的な変化を確認することができる。このため、医師は、HRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することが容易となり、HRT検査の結果を踏まえた治療方針を迅速に決定することができる。
また、本発明の心電図解析装置において、
前記表示制御部は、前記HRT検査の結果とともに、前記心電図において単発的に発生した心室性期外収縮の拍数および前記HRTデータの個数の両方を時系列的に前記表示部の一画面内に表示させても良い。
この構成によれば、医師は、HRT検査の結果が表示された画面内で、心室性期外収縮の拍数とHRTデータの個数の両方の時系列的な変化を確認することができる。このため、医師は、HRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することがさらに容易となる。
また、本発明の心電図解析装置において、
更に、前記取得部が取得した前記心電図に対して周波数解析を行なう周波数解析部を備え、
前記表示制御部は、前記HRT検査の結果とともに、副交感神経及び交感神経の少なくとも一方の興奮状態を示す周波数帯域のデータを、時系列的に前記表示部の一画面内に表示させても良い。
この構成によれば、医師は、HRT検査の結果が表示された画面内で、副交感神経及び交感神経の少なくとも一方の興奮状態を示すデータの時系列的な変化を確認することができる。このため、医師は、HRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することがさらに容易となる。
また、本発明の心電図解析装置において、
前記HRT検査部は、複数の前記HRTデータを平均化した平均HRTデータに対してHRT検査を行うとともに、複数の前記HRTデータの各々に対して個別HRT検査を行ない、
前記表示制御部は、前記平均HRTデータに対して行なわれたHRT検査の結果とともに、前記個別HRT検査の結果を時系列的に前記表示部の同一画面内に表示させても良い。
この構成によれば、医師は、平均HRTデータに対して行われたHRT検査の結果が表示された画面内で、複数のHRTデータの各々に対して行われた個別HRT検査の時系列的な変化を確認することができる。このため、医師は、HRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することがさらに容易となる。
また、本発明の心電図解析装置において、
前記表示制御部は、前記表示部の同一画面内に時系列的に表示されるデータの全てを、同一の時間軸上に並列した状態で表示させても良い。
従来、画面やレポートによってはデータを表示する時間軸が統一されておらず、各データの関連性を正確に把握することが困難であった。上記構成によれば、医師は、HRT検査の結果が表示された画面内で、同一の時間軸上で各データの変化を確認することができ、各データの関連性を把握することが容易となる。このため、医師は、HRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することがさらに容易となる。
また、本発明の心電図解析装置において、
さらに、前記表示部に表示された前記HRT検査の結果を含む画面を1枚の用紙に印刷する印刷制御部を備えても良い。
この構成によれば、医師は、画面やプリントアウトされた用紙を交互に見ることなく、1枚の用紙を見ることにより、HRT検査の結果の妥当性を容易に検証することができる。
本発明の心電図解析装置によれば、HRTの検査結果の妥当性を検証する際の医師の負担を軽減して、医師による治療方針の迅速な決定をサポートすることが可能な心電図解析装置を提供することができる。
本発明の実施形態に係る心電図解析装置の概要図である。 心電図波形の特徴を説明するための図である。 HRT検査の対象となるHRTデータの一例を示す図である。 HRT検査の結果を判定するためのグラフの一例を示す図である。 TSLを求めるための回帰直線の一例を示す図である。 心電図解析装置の動作を説明するためのフローチャートである。 心電図解析装置に表示される画面の一例を示す図である。 図7のC部分を拡大した図である。 図7のD部分を拡大した図である。
以下、本実施形態の一例について、図面を参照して詳細に説明する。
図1に示すように、本形態の心電図解析装置1は、取得部10と、分類部11と、HRT検査部12と、周波数解析部13と、記憶部14と、表示制御部15と、表示部16と、印刷制御部17と、印刷部18と、を備えている。
心電図解析装置1には、ホルター心電計Aによって被検者から計測された長時間(例えば24時間)の心電図が入力される。
取得部10は、ホルター心電計Aから入力された被検者の24時間の心電図、すなわち解析の対象となるデータを取得する。
分類部11は、取得された24時間の心電図に対して、正常な波形(洞調律における心拍の波形、以下、N拍とも称する)と異常な波形(心室性期外収縮による心拍の波形、以下、V拍とも称する)とを分類する処理を行う。このN拍とV拍の分類は、心電図に含まれる各QRS波形に対してマッチング処理を行うことによって実行される。本例において心拍の波形とは、心電図のQRS波形のことを意味し(図2参照)、RはQRS波形の拍検出位置を指すものとして用いる。
HRT検査部12は、データ選別部21と、算出部22と、判定部23と、を備えている。
データ選別部21は、各波形がN拍又はV拍に分類された心電図から、HRT検査の対象となるHRTデータを選別する。算出部22は、選別されたHRTデータの各RR間隔を算出し、HRT検査の判断要素となるTOS(turbulence onset)やTSL(turbulence slope)を算出する。判定部23は、算出された各データと閾値とを比較してHRT検査の結果を判定する。
周波数解析部13は、被検者から計測された24時間の心電図に対して例えばFFTによる周波数解析を行う。
記憶部14は、取得部10、HRT検査部12、周波数解析部13等の各部で処理されたデータを記憶する。
表示制御部15は、HRT検査部12、周波数解析部13等によって算出された各データを表示部16に表示させる。表示部16は、例えばタッチパネル式の液晶画面で構成されている。
印刷制御部17は、表示部16に表示された画面を例えばA4の用紙に印刷するように印刷部18に命令する。
図3は、HRTデータの一例を示している。本例のHRTデータとは、単発のV拍が代償性休止期を伴っており、そのV拍の前に3拍のN拍が存在するとともにV拍の後ろに16拍のN拍が存在する、合計20拍で構成される1つの集合データである。図3に示されるHRTデータ30では、V1が単発のV拍であり、N−1〜N−3が単発のV1の前に存在する3拍のN拍であり、N1〜N16が単発のV1の後ろに存在する16拍のN拍である。
単発のV拍とは、V拍の前後に他のV拍が発生していない、単独で発生したV拍のことを意味する。図3の例では、V1の前後はN拍であり、単発のV拍である。
代償性休止期を伴うV拍とは、V拍を挟むN拍とN拍とのRR間隔が、洞調律におけるN拍とN拍とのRR間隔の2倍かそれ以上になっているV拍のことをいう。図3の例では、また、V1は、V1を挟むN−1とN1とのRR間隔が1624ms(RR0+RR1=496+1128[ms])である。この値は、洞調律におけるN拍とN拍とのRR間隔の平均(例えば800ms)の2倍(1600ms)以上になっている。したがって、図3の例のV1は代償性休止期を伴うV拍に該当する。
HRT検査とは、代償性休止期を伴うV拍の後の洞調律の変動を検査することをいう。
なお、図3において、Rは各拍の拍検出位置を示し、例えば、N−3〜N16の各拍検出位置がそれぞれR−3〜R16である。
また、R−3とR−2との間隔は856msであるが、以降、これを、RR−2間隔が856msであるとも称する。同様に、R−2とR−1との間隔は808msであるが、RR−1間隔が808msとも称する。
図4に示されるグラフでは、横軸にはHRTデータにおける19個のRR間隔名(RR−2,RR−1,・・・,RR16)が示されており、縦軸にはRR間隔の値(ms)が示されている。この例に示した各RR間隔の値は、HRTデータとして選別された全てのHRTデータにおいて各RR間隔の値をそれぞれ平均した値である。例えばRR−2の874msは、HRTデータとして選別された全てのHRTデータにおける各々のRR−2値を算出して、それらの平均値として算出された値である。
HRTデータにおけるV拍後の洞調律の変動は、上述したTOSと、TSLとを用いて示される。
TOSは、V拍後の2つのN拍のRR間隔と、V拍前の2つのN拍のRR間隔と、の変化(比率)のことであり、下記の式1で表わされる。
((V拍後の2つのN拍のRR間隔の和)−(V拍前の2つのN拍のRR間隔の和))/(V拍前の2つのN拍のRR間隔の和)×100[%]・・・(式1)
式1によって算出された値が閾値(0%)より小さい場合、すなわち負の場合にTOSは正常(陰性)であると判定される。
例えば、図4の例においてTOSを算出すると、((RR2+RR3)−(RR−1+RR−2))/(RR−1+RR−2)×100=((874ms+877ms)−(860ms+874ms))/(860ms+874ms)×100=0.98[%]になる。この値は正であるため、陽性であると判定される。
TSLは、図4のグラフにおいて、V拍(RR0)後の連続する5つのRR間隔の回帰直線の傾きのうち最大のものをいう。回帰直線の一例(回帰直線K)を図5に示す。回帰直線Kは、RR間隔の値を示す5つのプロット(この例ではppa〜ppe)に近い直線を引くことによって表わすことができる。
例えば図4においてTSLを求める場合、プロット表示したRR2〜RR16を、5つのRR間隔毎(RR2〜RR6、RR3〜RR7、・・・、RR11〜RR16)に移動しながらそれぞれ回帰直線を引いて、その中の最大の傾きを有する回帰直線を選択する。選択された回帰直線の傾きが閾値(2.5ms/RR)以下の場合、TSLは異常であると判定される。
なお、本例では、それぞれのHRTデータにおいてRR間隔のグラフ化を行って、個別HRTデータを作成し、それぞれの個別HRTデータに対してTOS及びTSLを判定する構成も有する。
次に、図6等を参照しつつ心電図解析装置1の動作について説明する。
先ず、ホルター心電計Aから出力される被検者の24時間の心電図が、取得部10によって取得される(ステップS101)。
取得された心電図において、分類部11が心電図に含まれるN拍とV拍とを分類する(ステップS102)。分類処理された24時間の心電図は、医療従事者がその分類内容を確認可能なように、表示部16の画面上に表示される。
続いて、N拍とV拍とが分類処理された24時間の心電図の中から、単発のV拍がデータ選別部21によって選別される(ステップS103)。これにより、連続して発生するV拍は除外される。
続いて、単発のV拍の中から、代償性休止期を伴うV拍がデータ選別部21によって選別される(ステップS104)。
続いて、代償性休止期を伴うV拍の中から、HRTデータがデータ選別部21によって選別される(ステップS105)。
続いて、選別された全てのHRTデータの各RR間隔(RR−2、RR−1、・・・、RR16)の平均値が、算出部22によって算出される(ステップS106)。算出された平均RR間隔値で構成される平均HRTデータは、図4と同様にグラフ化される。
続いて、平均HRTデータのグラフからTOSとTSLとが算出され、算出されたTOSとTSLとの値に基づいて、平均HRTデータに対するHRT検査の結果が判定部23によって判定される(ステップS107)。TOSが閾値(0%)以上であり、且つTSLが閾値(2.5ms/RR)以下の場合、HRT検査の結果は陽性(異常)であると判定される。これに対して、TOSが閾値(0%)未満であるという条件とTSLが閾値(2.5ms/RR)よりも大きいという条件との少なくとも一方が満たされている場合、HRT検査の結果は陰性である(異常ではない)と判定される。
また、ステップS105に続いて、選別された各HRTデータにおける各RR間隔(RR−2、RR−1、・・・、RR16)の値が、算出部22によってそれぞれ個別に算出される(ステップS206)。算出された個別RR間隔値で構成される個別HRTデータは、各HRTデータ毎にグラフ化される。
続いて、個別HRTデータのグラフからTOSとTSLとが算出され、算出されたTOSとTSLとの値に基づいて、各個別HRTデータ毎にHRT検査の結果が判定部23によって判定される(ステップS207)。判定基準は、ステップS107における判定基準と同様である。
また、ステップS101に続いて、取得された被検者の24時間の心電図が、周波数解析部13によって周波数解析される(ステップS306)。
続いて、ステップS103,S105,S106,S107,S207,S306等のステップで求められたデータやHRT検査の結果が、表示制御部15によって表示部16に表示される(ステップS108)。
図7は、ステップS108において、表示部16の同一画面内に表示された画面の一例を示している。
表示部16の例えば上部領域41には、S107で平均HRTデータに基づいて算出されたTOSの値(1.04%)とTSLの値(2.10ms/RR)、及びステップS105で選別されたHRTデータの総数(19個)が表示されている。本例では、TOSが閾値(0%)以上であり、TSLが閾値(2.5ms/RR)以下であるので、平均HRTデータに対するHRT検査の結果は陽性であると判定される。
また、表示部16の例えば中段領域には、平均HRTデータのグラフ42が表示され、さらに、個別HRTデータのそれぞれのグラフを重ねて表示したグラフ43が表示されている。
また、表示部16の例えば下段領域には、単発のV拍の発生拍数(21422拍)45と、選別されたHRTデータ数(19個)46と、各HRTデータの個別HRT検査結果の陽性数(14個)47と、副交感神経の興奮状態を示すHF(High Frequency)成分48と、交感神経の興奮状態を示すLF/HF(Low Frequency/High Frequency Ratio)成分49とが表示されている。これらのデータは、心電図を計測した各時間帯44毎に表示されるとともに、同一の時間軸上に並列された状態で表示されている。この例の表示では、約24時間の計測期間内に21422拍の単発のV拍が発生し、そのうち19個のV拍がHRTデータに該当して、さらにそのうち14個のHRTデータが陽性であったことを示している。なお、本例では、00時〜06時までの時間帯の領域50は、被検者の睡眠期間を示す。
図8は、図7中の破線のC領域の拡大図である。9時台に発生した単発のV拍の数が10分単位で表示されている。例えば、セルの高さは4分割され、1〜10個のV拍が発生した場合に1/4の高さとなり、11〜100個の発生で2/4、101〜1000個の発生で3/4、1001個以上の発生で4/4の高さとなる。
また、図7中の破線のD領域には、図9に示すように、1時台に検出されたHF成分の大きさが10分単位で6分割されて表示されている。HF成分は、0.15〜0.40Hzの周波数帯域の成分で構成されている。なお、時間単位は10分に限定されず、例えば5分、1分に切り替えることも可能である。
最後に、必要に応じて、S108で表示部16に表示されたHRT検査のデータが、印刷制御部17によって一枚の用紙に印刷される(ステップS109)。
以上説明した本実施形態の心電図解析装置1によれば、例えば図7に示されるように、平均HRTデータに対するHRT検査の結果が表示された表示部16の同一画面内に、単発のV拍の発生拍数、HRTデータ数、個別HRTデータに対するHRT検査結果の陽性数、及び周波数解析の結果等を時系列的に表示することができる。また、時系列的に表示する各データを同一時間軸上に表示することができる。このため、医師は、平均HRTデータに対するHRT検査の結果と時系列的に表示された各データとを同一画面内で対比しながらそれらの関連性を確認することができる。
例えば、図7に示すように、平均HRTデータに対するHRT検査が陽性の場合、医師は、時系列的に表示された各データの出現数の一日内の変化を確認することで、各データが睡眠時間帯に多く発生しているのか、覚醒時間帯に多く発生しているのかを迅速に判別することができる。このため、医師は、心室性期外収縮(V拍)と自律神経との関係性を推測することが容易となり、医師は適切な薬を処方することができ、被検者が重篤な状態になるリスクを抑えることが可能になる。このように、医師は、HRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することが容易となり、HRT検査の結果を踏まえた治療方針を迅速に決定することができる。
また、例えば平均HRTデータに対するHRT検査の結果が陰性である場合も、心室性期外収縮の出現時刻から、心室性期外収縮(V拍)と自律神経との関係性を推測することで、医師は適切な薬を処方することができる。また、例えば平均HRTデータに対するHRT検査の結果は陰性であるがTOSとTSLとの一方が閾値を超えて異常な値である場合、上記陽性の場合と同様に、医師は、時系列的に表示された各データの出現数の一日内の変化を確認することで、適切な薬を処方することができ、被検者が重篤な状態になるリスクを抑えることが可能になる。
また、医師は、時系列的に表示された周波数解析の結果(HF成分とLF/HF成分と)を確認することにより、被検者の自律神経に異常が有るか否かを判別することができる。したがって、例えば周波数解析の結果と単発のV拍の発生拍数、周波数解析の結果とHRTデータ数、及び周波数解析の結果と個別HRT検査結果の陽性数を時間帯毎に対比することで、自律神経の状態と各データの出現との関連性をさらに正確に検証することができる。
また、例えば単発のV拍の発生拍数とHRTデータ数とを時間帯毎に対比することで、単発のV拍の発生拍数に対してHRTデータ数が極端に少ない場合、V拍が頻発したためにV拍の前後に所定数のN拍が存在せずにHRTデータ数が少なかったと推測できる。また、例えば単発のV拍の発生拍数と個別HRT検査結果の陽性数とを時間帯毎に対比することで、単発のV拍の発生拍数に対して個別HRT検査結果の陽性数が極端に少ない場合、V拍が頻発してHRTデータ数が少なかったために個別HRT検査結果の陽性数も少なかったと推測できる。このような場合、医師は、平均HRTデータに対するHRT検査の結果に関わらず、被検者が重篤な状態になるリスクが高いことが推測できる。これらのパラメータ同士の対比は、重篤な症状が潜伏していることを見落とす可能性がある場合(HRT検査の結果が陰性の場合)に有効である。
このように、本実施形態の心電図解析装置1により、医師は、平均HRTデータに対するHRT検査の結果の妥当性を総合的に検証することが容易となり、HRT検査の結果を踏まえた的確な治療方針を迅速に決定することができる。
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、適宜、変形、改良等が自在である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置場所等は、本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
1:心電図解析装置、10:心電図取得部、11:心電図分類部、12:HRT検査部、13:周波数解析部、14:記憶部、15:表示制御部、16:表示部、17:印刷制御部、21:データ選別部、22:算出部、23:判定部

Claims (6)

  1. 代償性休止期を伴う心室性期外収縮後の洞調律の変動を検査するHRT検査機能を有する心電図解析装置であって、
    解析の対象となる心電図を取得する取得部と、
    前記心電図からHRT検査の対象となるHRTデータを選別し、前記HRTデータに対してHRT検査を行うHRT検査部と、
    前記HRT検査の結果とともに、前記心電図において単発的に発生した心室性期外収縮の拍数および前記HRTデータの個数の少なくとも一方を時系列的に表示部の一画面内に表示させる表示制御部と、
    を備える、心電図解析装置。
  2. 前記表示制御部は、前記HRT検査の結果とともに、前記心電図において単発的に発生した心室性期外収縮の拍数および前記HRTデータの個数の両方を時系列的に前記表示部の一画面内に表示させる、請求項1に記載の心電図解析装置。
  3. 更に、前記取得部が取得した前記心電図に対して周波数解析を行なう周波数解析部を備え、
    前記表示制御部は、前記HRT検査の結果とともに、副交感神経及び交感神経の少なくとも一方の興奮状態を示す周波数帯域のデータを、時系列的に前記表示部の一画面内に表示させる、請求項1または請求項2に記載の心電図解析装置。
  4. 前記HRT検査部は、複数の前記HRTデータを平均化した平均HRTデータに対してHRT検査を行うとともに、複数の前記HRTデータの各々に対して個別HRT検査を行ない、
    前記表示制御部は、前記平均HRTデータに対して行なわれたHRT検査の結果とともに、前記個別HRT検査の結果を時系列的に前記表示部の同一画面内に表示させる、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の心電図解析装置。
  5. 前記表示制御部は、前記表示部の同一画面内に時系列的に表示されるデータの全てを、同一の時間軸上に並列した状態で表示させる、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の心電図解析装置。
  6. さらに、前記表示部に表示された前記HRT検査の結果を含む画面を1枚の用紙に印刷する印刷制御部を備える、請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の心電図解析装置。
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