JP2018511416A - Ｅｃｇベースの心筋虚血検出のための方法及びシステム - Google Patents

Abstract

急性虚血検出デバイスが、１２誘導心電計ＥＣＧデバイス１２と、電子データ処理デバイス１２と、表示要素２２とを有する。電子データ処理デバイスは、１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに１２誘導ＥＣＧｔｏ血管特異的誘導ＶＳＬ変換５０を適用して、ＶＳＬ誘導データ（例えば、ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡ血管特異的誘導データ）を生成し、ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値を決定し、ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値をＶＳＬ誘導ＳＴ閾値６０と比較することにより、１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータが急性虚血を示すかどうかを決定する。１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータが急性虚血を示すと決定される場合、表示要素は、急性虚血アラーム又は警告を表示する、及び／又は生成されたＶＳＬ誘導ＥＣＧトレースを表示することができる。

Description

本願は一般に、医療クリティカルケア分野、緊急医療ケア分野、心臓診断分野、心電図（ＥＣＧ）分野、急性虚血検出分野、及び関連分野に関する。

ＳＴセグメント上昇心筋梗塞（ＳＴＥＭＩ）患者を効果的に管理して治療目標を達成するには、迅速で正確な診断（急性心筋梗塞ＡＭＩ検出）が不可欠である。症状の発症直後はＡＭＩの生化学的マーカーが上昇しない場合があるため、再灌流治療の初期診断及び決定は、しばしば臨床症状及び標準１２誘導ＥＣＧに基づかれる。しかし、急性冠動脈症候群ＡＣＳを示唆する症状を持つ患者では、１２誘導ＥＣＧに基づかれる現在使用されている診断基準は、ＳＴＥＭＩ患者を高特異で同定するが、感度は低い。１つの研究（２００５ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐａｒｔ ５：Ａｃｕｔｅ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ｓｙｎｄｒｏｍｅｓ．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ２００５；１１２：１１１５５−１１１７２）では、入院１２誘導ＥＣＧを用いて、バイオマーカー結果を知らされない救急医が、ＳＴＥＭＩの診断を低感度４２％（９５％ＣＩ、３２％〜５２％）で確立したが、特異度は９９．７％（９５％ＣＩ、９８％〜９９．９％）と高い。その結果、多くの偽陰性の患者は、最適な療法及びその潜在的な利益を得ることができない場合がある。

本書に開示されるアプローチは、急性虚血識別のための１２誘導ＥＣＧを解釈する精度を改善する。本書に示される試験結果は、開示されたアプローチが、ＳＴＥＭＩ患者の検出を改善する（例えば、特異性を犠牲にすることなくより高い感度を達成する）という証拠を示し、その結果、そうでなければ偽陰性となる患者も最適治療の恩恵を受けることができる。開示されたアプローチは、以下に説明するような様々な態様を組み込む。

本書に開示されるいくつかの例示的な実施形態では、急性虚血検出デバイスが、１２誘導心電図（ＥＣＧ）デバイス、電子データ処理デバイス、及び表示要素を有する。電子データ処理デバイスは、ＶＳＬ誘導データを生成するため１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに１２誘導ＥＣＧデータｔｏ血管特異的誘導（ＶＳＬ）変換を適用するステップと、ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値を決定するステップと、ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値をＶＳＬ誘導ＳＴ閾値と比較することにより、１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータが急性虚血を示すかどうかを決定するステップとを含む処理を実行するようプログラムされる。１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータが急性虚血を示すと決定される場合、表示要素は、急性虚血アラーム又は警告を表示するよう構成される。

本書に開示されるいくつかの例示的な実施形態において、急性虚血検出方法は、対象の１２誘導心電図（ＥＣＧ）データを取得するステップと、上記１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ血管特異的誘導（ＶＳＬ）変換を適用し、対象のＶＳＬ誘導データを生成するステップと、上記ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値を決定するステップと、上記ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値とＶＳＬ誘導ＳＴ閾値とを比較することにより、上記対象が急性虚血を有するか否かを決定するステップと、上記対象が急性虚血を有すると決定される場合、急性虚血アラーム又は警告を発するステップとを有する。

本書に開示されるいくつかの例示的な実施形態では、心電計デバイスが、１２誘導心電計（ＥＣＧ）デバイスと、上記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに１２誘導ＥＣＧｔｏ血管特異的誘導（ＶＳＬ）変換を適用し、ＶＳＬ誘導データを生成するステップを含む処理を実行するようプログラムされた電子データ処理デバイスとを含む。１２誘導ＥＣＧデバイスは例えば、（ｉ）標準１２誘導ＥＣＧ電極配置及び（ｉｉ）Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導ＥＣＧ電極配置の少なくとも１つを使用して１２誘導ＥＣＧデータを取得するよう構成されることができる。心電計デバイスは、生成されたＶＳＬ誘導データをＶＳＬ誘導トレースとして表示するよう構成された表示要素を更に含むことができる。

１つの利点は、急性虚血識別に関する１２誘導ＥＣＧの解釈における改善された正確度を提供することにある。

別の利点は、偽陰性を低減した１２誘導ＥＣＧベースの急性虚血検出を提供することにある。

別の利点は、臨床医にはよく知られた誘導トレース出力形式で、得られた血管特異的誘導（ＶＳＬ）ＥＣＧトレースを表示することにある。

別の利点は、特定の誘導配置（例えば、標準１２誘導ＥＣＧ電極配置又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導電極配置）に対して調整され、及び／又は対象の性別に合わせて調整された１２誘導ＥＣＧベースの急性虚血検出を提供することにある。

本発明の更に追加的な利点は、以下の詳細な説明を読み及び理解することにより当業者に認識されるだろう。所与の実施形態は、これらの利点の１つ、２つ、又はそれ以上を提供する点を理解されたい。

心電図（ＥＣＧ）ベースの急性虚血検出システムを図式的に示し、インセットＡは、いくつかの顕著な特徴がラベル付けされた、典型的なＥＣＧを示し、インセットＢは、検出システムにおいて適切に使用される標準的な１２誘導ＥＣＧ電極構成を示し、インセットＣは、検出システムで代替的に使用される代替的なＭａｓｏｎ−ＬｉｋａｒＥＣＧ電極構成を示す図である。 図１の急性虚血検出システムで使用されるオフライン訓練されたパラメータを訓練するオフライン処理システムを図式的に示す図である。 図１の急性虚血検出システムにより適切に実行されるオンライン処理を図式的に示す図である。 図２のオフライン処理システムに基づき実行されるオフライン処理のための本書で説明される結果を提示する図である。 図２のオフライン処理システムに基づき実行されるオフライン処理のための本書で説明される結果を提示する図である。 １２誘導ＥＣＧとともに図１から図３のシステムを使用して得られた血管特異的誘導（ＶＳＬ）ＥＣＧの１つの可能な提示を示す図である。

心電図（ＥＣＧ）は、心臓の電気的活動により生成された電位のグラフィック記録である。ＥＣＧは、例えば紙に物理的に記録されることができるか、又はＥＣＧ電極を介して取得されたタイムスタンプ付き電圧サンプルを格納するなどして、データファイルとして電子的に記録されることができる。各心臓収縮に関連付けられる電気インパルス形成及び伝導は、体全体に広がる弱い電流を生成する。身体の様々な位置に電極を適用し、これらの電極を心電図（ＥＣＧ）装置に接続することにより、電位の大きさにおける変動が記録される。記録されたＥＣＧの大きさは通常、ミリボルトのオーダーである。典型的なＥＣＧが、図１インセットＡに示され、各心臓周期で繰り返される一連の波を有する。これらの波は、慣習に従い、Ｐ、ＱＲＳ、及びＴとしてラベル付けされる。Ｐ波は両心房の脱分極及び収縮を表し、ＱＲＳ複合体は心室の脱分極及び収縮を表し、Ｔ波は心室の再分極を表す。

図１インセットＢに示されるような標準的な１２誘導ＥＣＧでは、１０個の電極が使用される。３つが、右腕（ＲＡ）、左腕（ＬＡ）及び左脚（ＬＬ）に配置され、６つが、胸部（Ｖ１からＶ６）に配置され、接地基準電極が右脚（ＲＬ）に配置されるが、より一般的にはどこにでも配置されることができる。特異的な前胸部誘導を得るため、胸部電極は正確で適切な位置に配置されなければならない。

３つの肢誘導（Ｉ、ＩＩ、及びＩＩＩ）、３つの拡張肢誘導（ａＶＲ、ａＶＬ、及びａＶＦ）、及び６つの前胸誘導（Ｖ１からＶ６）からなる１２のＥＣＧ誘導が、表１に示されるように９つの電極から得られる。３つの肢誘導の各々は、２つの選択された部位の間の電位差を表す。３つの拡張肢誘導の各々は、他の２つの残りの末端を参照して一方の端部における電位を記録する。これら６つの肢誘導は、正面の電位を記録する。６つの正面の誘導は独立していない。実際、３つの肢電極からは２つの独立した信号チャネルしか存在しない。

前胸部Ｖ誘導は、３つの末端を参照して特定の胸部位置における電位を記録する。各前胸部誘導は、選択された電極配置部位から見て、水平面内の電位を記録する。６つの標準的な胸部誘導に加えて、追加的な胸部誘導がしばしば虚血の調査に用いられる。それらは、４つの右側胸部誘導（Ｖ３Ｒ、Ｖ４Ｒ、Ｖ５Ｒ、Ｖ６Ｒ）及び３つの後部誘導（Ｖ７、Ｖ８、Ｖ９）を含む。

標準的な肢電極（図１インセットＢ）の配置は、安静時の１２誘導ＥＣＧを取得するには問題ないが、継続的なモニタリング又は運動テストなどの外来用途にとっては実用的ではない。患者にとって不都合で不快なだけでなく、肢電極も動きアーチファクトの影響を受けやすい。従って、外来用途では、修正された電極構成（Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ）がしばしば使用される。このＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒの構成は、図１インセットＣに示される。Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導ＥＣＧ構成では、図１インセットＣに示されるように、３つの肢電極及び接地電極が胴に配置される。

心筋虚血という用語は、心臓の筋肉細胞への血液供給の減少を指す。これは、動脈管が、代謝要求を満たすのに十分な酸素を組織に供給する能力が制限されるとき生じる。心筋虚血の主な原因は、冠状動脈疾患である。事象が限られた時間内である場合、虚血の影響は可逆的である。

心筋虚血事象が緩和されないままであるとき、組織細胞が死ぬようになり、心筋梗塞が生じる。

心室脱分極後、正常な心筋細胞はほぼ同じ電位になる。従って、心臓病変が存在しない場合、脱分極の終了及び再分極の開始は通常、等電点である。ＥＣＧ信号上では、この領域は、ＳＴセグメントと呼ばれる。それは、Ｓ波の終わり（Ｊ点とも呼ばれる）とＴ波の始まりとの間の領域として規定される（図１インセットＡ参照）。虚血性及び損傷組織は、心筋の細胞を多かれ少なかれ興奮させる。この異常な電気的特性の変化は、再分極段階において最も顕著である。ＥＣＧのＳＴセグメントは主に心室再分極を反映するので、虚血又は細胞損傷は、ＳＴセグメントのレベルにおける変化（下降又は上昇）として表示される。

ＥＣＧ電極の位置並びにＳＴ変化の方向及び大きさは、危険にさらされている心臓の領域及び損傷の可能な程度を示す。虚血性事象を検出し、それらの位置を突き止める確率は、使用されるＥＣＧ誘導の数、ＥＣＧ誘導の適切な選択、及び正しい誘導の配置と共に増加する。

ＳＴセグメント測定を決定するための標準的な手法は、Ｊ点での値又はＪ点後の６０又は８０ミリ秒（ｍｓ）後の点での値と、等電点のベースラインとの間の電圧差を測定することによる（図１インセットＡ参照）。等電点のベースラインは、Ｐ波とＱ波の間（Ｐ−Ｒ間隔）又はＰ波の前の間（Ｔ−Ｐ間隔）のいずれかである。ＳＴセグメント測定値は、ミリボルト（ｍＶ）、マイクロボルト（μＶ）又はミリメートル（ｍｍ）で報告されることができる。標準的な（紙出力）ＥＣＧストリップは、通常１ｍＶ当たり１０ｍｍのスケールでプロットされるので、１ｍｍのＳＴセグメント変化は、０．１ｍＶの電圧変化を表すことになる。正の値はＳＴの上昇を表し、負の値はＳＴの下降を表す。１ｍｍ（又は０．１ｍＶ）を超えるＳＴセグメントの変化は、一般的に重要であると考えられる。

急性心筋梗塞（ＡＭＩ）及び急性冠動脈症候群（ＡＣＳ）の文献考察で用いられるいくつかの従来の用語が次に説明される。ＡＣＳは、冠状動脈内のプラークの突然の破裂に関連付けられる３つのタイプの冠状動脈疾患を指す。ＡＣＳのタイプは、不安定狭心症（ＵＡ）;非ＳＴセグメント上昇心筋梗塞（ＮＳＴＥＭＩ）;及びＳＴセグメント上昇心筋梗塞（ＳＴＥＭＩ）を含む。閉塞の位置、血流が遮断される時間及び発生する損傷の量は、急性冠動脈症候群のタイプを決定する。心筋梗塞（ＭＩ）は世界中の死亡及び障害の主要な原因である。米国だけでも、ＡＣＳのために必要とされる入院は１００万件を超える。これは、半分以上が急性心筋梗塞（ＡＭＩ）であり、約３分の２がＮＳＴＥＭＩ、残りがＳＴＥＭＩである。

欧州心臓学会（ＥＳＣ）／米国心臓病学会（ＡＣＣＦ）／アメリカ心臓協会（ＡＨＡ）／世界心臓連盟（ＷＨＦ）からの現在の合意文書（Ｔｈｙｇｅｓｅｎらによる「Ｊｏｉｎｔ ＥＳＣ／ＡＣＣＦ／ＡＨＡ／ＷＨＦ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｒｅｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ．Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ ｏｆ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ．」、Ｊ Ａｍ Ｃｏｌｌ Ｃａｒｄｉｏｌ ２００７；５０：２１７３−９５）によれば、標準的な１２誘導ＥＣＧのＳＴＥＭＩ基準は、２つの隣接する誘導のＪ点で測定されたＳＴ上昇値が、誘導Ｖ２、Ｖ３について男性で０．２ｍＶ（又は２ｍｍ）以上若しくは女性で０．１５ｍＶ（又は１．５ｍｍ）以上、及び／又は他の１０誘導について０．１ｍＶ（又は１ｍｍ）以上である。連続する１０の誘導ペアは、（ａＶＬ、Ｉ）、（Ｉ、−ａＶＲ）、（−ａＶＲ、ＩＩ）、（ＩＩ、ａＶＦ）、（ａＶＦ、ＩＩＩ）、（ＶＩ、Ｖ２）、（Ｖ２、Ｖ３）、（Ｖ３、Ｖ４）、（Ｖ４、Ｖ５）、（Ｖ５、Ｖ６）である。右側及び後部誘導の基準は、ＡＨＡ／ＡＣＣＦ／ＨＲＳの科学声明文書（Ｗａｇｎｅｒ他による「ＡＨＡ／ＡＣＣＦ／ＨＲＳ Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｉｎｔｅｒｐｒｅｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ Ｐａｒｔ ＶＩ：Ａｃｕｔｅ Ｉｓｃｈｅｍｉａ／Ｉｎｆｒａｃｔｉｏｎ」、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ２００９；１１９：ｅ２６２−ｅ２７０）に与えられる。

ＡＭＩの患者を管理するための現行の実践ガイドラインは、これらの患者のケア及び結果を最適化することを目的としている。ＳＴＥＭＩ患者の場合、梗塞関連動脈は通常完全に閉塞されるので、治療目標は、正常な冠動脈血流を得、可能な限り迅速に梗塞を中断することである。効果的な再灌流治療の選択肢は、静脈血栓溶解療法及び経皮的冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）を含む。具体的には、ＳＴＥＭＩ患者のための現在の治療指針は、（１）ＰＣＩ機能を有する病院に関しては、９０分以内にプライマリＰＣＩで治療するか、又は第一医師と接触すること、及び（２）ＰＣＩ機能を持たない病院に関しては、フィブリン溶解療法が禁忌でない限り、病院到着から３０分以内にフィブリン溶解療法で治療する。再灌流のモードにかかわらず、最も重要な概念は、ＳＴＥＭＩの症状の発症から再灌流の開始までの時間として規定される総合虚血時間を最小にすることである。

ＳＴＥＭＩ患者を効果的に管理して治療目標を達成するには、迅速で正確な診断（ＡＭＩ検出）が不可欠である。症状の発症直後はＡＭＩの生化学的マーカーが上昇しない場合があるため、再灌流治療の初期診断及び決定は、しばしば臨床症状及び標準１２誘導ＥＣＧに基づかれる。しかし、ＡＣＳを示唆する症状を持つ患者では、１２誘導ＥＣＧに基づかれる現在使用されている診断基準は、ＳＴＥＭＩ患者を高特異で同定するが、感度は低い。１つの研究（２００５ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｎｓｅｎｓｕｓ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ Ｐａｒｔ ５：Ａｃｕｔｅ Ｃｏｒｏｎａｒｙ Ｓｙｎｄｒｏｍｅｓ．Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ２００５；１１２：１１１５５−１１１７２）では、入院１２誘導ＥＣＧを用いて、バイオマーカー結果を知らされない救急医が、ＳＴＥＭＩの診断を低感度４２％（９５％ＣＩ、３２％〜５２％）で確立したが、特異度は９９．７％（９５％ＣＩ、９８％〜９９．９％）と高い。その結果、多くの偽陰性の患者は、最適な療法及びその潜在的な利益を得ることができない場合がある。

感度が低い理由の１つは、標準の１２誘導ＥＣＧにおける所定の位置に配置された６つの前胸誘導（Ｖ１からＶ６）で、胸部表面の広い領域がサンプリングされない点にある。このことを考慮して、ＡＭＩのＥＣＧ診断は、後部胸部及び／又は右前胸部誘導を追加することにより；又は身体表面電位マッピング（ＢＳＰＭ）と呼ばれる、胴の周りの誘導アレイを使用して電位を記録することにより、潜在的に最適化されることができる。ある研究（Ｏｒｎａｔｏらによる「Ｂｏｄｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｍａｐｐｉｎｇ ｖｓ １２−ｌｅａｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｙ ｔｏ ｄｅｔｅｃｔ ＳＴ−ｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ」、Ａｍ Ｊ Ｅｍｅｒｇ Ｍｅｄ ２００９;２７(７)：７７９−７８４）において、ＳＴＥＭＩ患者の検出を改善するのに８０誘導マッピングシステムが用いられる。別の研究（Ｋｏｒｎｒｅｉｃｈらによる「Ｂｏｄｙ ｓｕｒｆａｃｅ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ｍａｐｐｉｎｇ ｏｆ ＳＴ ｓｅｇｍｅｎｔ ｃｈａｎｇｅｓ ｉｎ ａｃｕｔｅ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｎｆａｒｃｔｉｏｎ」、Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ １９９３；８７：７７３−７８２）では、平均ＭＩマップから正常対象の平均マップを差し引いた１２０誘導判別マップに基づき、梗塞領域（前方、下方及び後方）に基づかれる３つのＭＩグループのそれぞれについて、ＳＴ上昇及び下降における最も大きな変化を伴う２つの胴体の位置が特定される。これらの６つの場所のうち、５つは標準的な前胸誘導位置によりカバーされていなかった。段階的判別分析を用いて改善された性能が示される。

これらの研究は、追加の電極を追加することが、検出性能を改善する可能性を持つことを実証している。しかしながら、追加のコスト、患者の快適さ、及びこれらの追加の誘導を得ることに伴う時間のため、多数の電極の臨床使用は困難である。胴体における非標準的な位置に追加の電極を正確に配置することを必要とする方法も、臨床医にとって大きな課題となり得る。更に、心臓専門医は一般に、遍在する従来の１２誘導ＥＣＧを解釈するように訓練されており、代替的なＥＣＧ電極構成に基づく診断を快く思わない場合がある。

追加的な誘導を直接取得する代わりに、別の研究（Ｈｏｒａｃｅｋらによる「Ｏｐｔｉｍａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ ｌｅａｄｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｃｕｔｅ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｓｃｈｅｍｉａ」、Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｌ ２００１；３４(Ｓｕｐｐｌ)：９７−１１１）では、左前下行枝（ＬＡＤ）動脈、右冠状動脈（ＲＣＡ）、及び左回旋（ＬＣＸ）動脈のバルーン血管形成術中に記録された１２０誘導マップを用いて、急性虚血中の最も感受性の高いＳＴセグメント変化を備える３つの血管特異的誘導（ＶＳＬ）が同定される。各動脈閉塞について、平均のΔＳＴマップを用いて、最も上昇した及び下降したＳＴセグメント位置が特定される。各個別のΔＳＴマップは、ピークバルーン膨張時のマップから（バルーンカテーテル挿入前の）ベースラインマップを引くことにより得られる。同じ１２０誘導マッピングデータセットから、標準最小二乗法を用いて、１２誘導ＥＣＧから、バイポーラＶＳＬ：ＲＣＡ、ＬＣＸ、及びＲＣＡを導出するために３つの線形方程式が使用される。ＳＴＥＭＩ検出のための分類器として線形判別関数が使用される。

このアプローチを緊急臨床環境に適用することの難しさは、ΔＳＴの分析がベースラインＥＣＧを必要とするが、急性心筋事象を起こすＡＣＳ患者に対しては、ベースラインＥＣＧは通常利用できない点にある。代わりに、緊急事態における臨床判断は典型的には、入院ＥＣＧのみをレビューすることに基づかれる。更に、識別分類器は臨床医に対して透過的ではないので、システムにより行われた検出を臨床医が独立して検証することは困難である。臨床医は、ＶＳＬに関する検出閾値を知り、現在使用されているＳＴＥＭＩ基準に似た独立した判断をすることができることを好む場合がある。

フォローアップ研究（Ｈｏｒａｃｅｋらによる「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｓｃｈｅｍｉａ ｂｙ ｖｅｓｓｅｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｌｅａｄｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ １２−ｌｅａｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｂｓｅｔｓ」、Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｌ ２００８；４１：５０８−５１７）では、独立した１２０誘導ＢＳＰＭ Ｄａｌｈｏｕｓｉｅスーパーセットが、３つのＶＳＬ線形方程式を導出するために使用される。急性虚血検出のため、全てのＶＳＬに対する最適な単一の性別非依存性の検出閾値も決定される。従来の１２誘導ＥＣＧに対し作用するＳＴＥＭＩ基準の場合、ＳＴ変化は、性別及び誘導依存の両方であることが判明している。

本書に開示されるアプローチは、急性虚血識別のための１２誘導ＥＣＧを解釈する精度を改善する。本書に示される試験結果は、開示されたアプローチが、ＳＴＥＭＩ患者の検出を改善する（例えば、特異性を犠牲にすることなくより高い感度を達成する）という証拠を示し、その結果、そうでなければ偽陰性となる患者も最適治療の恩恵を受けることができる。開示されたアプローチは、以下に説明するような様々な態様を組み込む。

いくつかの態様では、開示されたアプローチは、患者のベースラインＥＣＧからのＳＴ変化を使用する代わりに、ピークデータを直接使用して、ＡＭＩ中の最大ＳＴ変化を伴う胴体位置を識別する。緊急臨床環境では、ベースラインのＥＣＧは通常利用可能ではない。本書に開示されるピークデータを使用して胴体位置を特定することは、典型的な緊急環境において実際に利用可能なＥＣＧデータと互換性がある。

最も感度の高い誘導は、最適な場所に配置された電極を伴うバイポーラ誘導として直接記録されることができる。しかしながら、本書に開示されるアプローチでは、これらの誘導は、従来の１２誘導ＥＣＧから導かれる。好都合なことに、良く知られた標準的（又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ）１２誘導ＥＣＧを超える余分な物理的電極は使用されない。

本書に開示される実施形態では、ＶＳＬに対する変換係数セットが、標準及びＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ電極配置の両方に対して生成される。一般に、異なる（標準対Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ）１２誘導配置により取得されたＥＣＧは同じではない。

改善されたＳＴＥＭＩ検出を提供することに加えて、導出されたＶＳＬ波形もオプションで、ＳＴ変化の表示及び追跡のために提供される。これは、よく知られた誘導トレース出力形式を臨床医師に提供する。

いくつかの実施形態では、判別関数ベースの分類を使用する代わりに、検出閾値がＶＳＬのＳＴレベルに直接基づかれる。臨床医師は、提供されたＶＳＬ波形と共に、推奨される検出閾値を用いてＳＴＥＭＩの検出を独立して検証することができる。

本書に開示されるいくつかの実施形態は、更なる検出性能向上のため、すべてのＶＳＬについて同じ単一の閾値ではなく、誘導特異的な閾値を使用する。このアプローチは、例えば心臓からの距離に基づき、異なるＥＣＧ誘導が異なる振幅を持つ可能性を説明する。最適な検出性能のため、閾値はオプションで、信号強度に基づき調整される。

追加的又は代替的に、ＶＳＬベースのＡＭＩ検出に同じＳＴＥＭＩ閾値が使用されることができるよう、導出されたＶＳＬがスケール化されることができる。例えば、（１００μＶの代わりに）１１０μＶの閾値が所与の誘導に対するより良好な検出性能を生み出す場合、誘導は、信号（又はＳＴ測定）を１．１で除算することによりスケールダウンされることができ、その結果、ＳＴＥＭＩ基準で使用される値のいくつかと同様の閾値として１００μＶが使用されることができる。更に、１１０μＶの閾値より、臨床医が、記録されたＥＣＧから１００μＶの閾値を視覚的にチェックする方がはるかに容易である。

更に、本書に開示されるいくつかの実施形態は、女性に対するＳＴ変化が男性より少ない傾向があることを反映するため、性別特異的な閾値を採用する。本書において、検出閾値が性別特異的である場合、より良好な性能が実現され得ることが認識される。

再び図１を参照すると、本書に開示される例示的な実施形態では、典型的には、救急車、救急室、集中治療室（ＩＣＵ）、心臓ケアユニットＣＣＵ）などの緊急ケア環境において評価される患者である対象１０は、ＥＣＧデータ取得能力を有する患者モニタ１２により（又は、代替的に、専用ＥＣＧシステムにより；より一般的には、デバイス１２は、ベッドサイドモニタ、心臓除細動器、心電計、ストレス試験システム、テレメトリーモニター、又はホルターモニターなどの虚血検出のための１２誘導ＥＣＧベースのＳＴセグメント分析を提供する任意のＥＣＧデバイスとすることができる。）モニタされる。このため、１２誘導ＥＣＧ電極セット１４が対象１０と動作可能に接続される。１２誘導電極セット１４は、標準の１２誘導構成（図１インセットＢ）又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導構成（図１インセットＣ）を含むことができる。開示されたアプローチを、例えばＥＡＳＩ構成のような他の共通の誘導構成で、例えば図２を参照して本書に記載されるような誘導セットにおける適切な訓練と共に採用することも考えられる。患者モニタ１２（又は専用のＥＣＧシステム）は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどを含む電子データ処理デバイスを有し、これは、（例えば、図２を参照して）本書に開示されるように訓練される特定のオフライン訓練済みパラメータ（例えば、１２誘導ｔｏＶＳＬ変換、ＶＳＬ特異的閾値、及びオプションのＶＳＬスケーリング係数）を使用して、（例えば、図３を参照して）本書に開示されるオンライン動作を実行する急性虚血検出器２０を実現するソフトウェア又はファームウェアを実行する。パラメータのいくつかはオプションで、誘導配置特異的（例えば、標準対Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ）であり、及び／又は性別特異的である（その結果、対象１０の性別が、急性虚血検出器２０への別の入力である。）。患者モニタ１２（又は専用のＥＣＧシステム）は、急性虚血検出器２０の出力が表示される表示要素２２を含む。図示された表示要素２２に加えて、又は場合によりこれに代えて、その出力は、プリンタ（図示省略）を介して印刷されることができる。この出力は例えば、急性虚血が検出された場合に発せられるアラーム又は警告を含む（追加的又は代替的に、音声アラーム又は警告が出され得る）。出力はオプションで、１２誘導ＥＣＧからの急性虚血検出器により生成された血管特異的誘導（ＶＳＬ）トレースのプロットを含むこともできる。更に、患者モニタ１２（又は専用ＥＣＧシステム）はオプションで、１２誘導ＥＣＧ誘導トレース（又はこれらの１２誘導トレースのうちの選択されたもの）を表示することができ、デバイスが多機能患者モニタである場合、患者モニタ１２は追加的又は代替的に、他の患者データ（例えば、他の生理学的センサデータ、例えば血圧、Ｓｐ０２など）などを表示することができる。

図２を簡単に参照すると、オフライン処理３０は、かなりの計算負荷を必要とする。例えば身体表面電位マッピング（ＢＳＰＭ）データセット３２の収集に対して実行されるデータ処理である。各ＢＳＰＭは、（例えば）ブロックされた様々な冠状動脈を持つ対象の１２０誘導に関するデータを含み、更に１２誘導ＥＣＧデータセット３４の訓練セットに対するＶＳＬ特異的閾値を最適化する。この実質的な計算負荷を考慮して、オフライン処理３０は、デスクトップコンピュータ、ネットワークベースのサーバコンピュータ、コンピューティングクラスタ、クラウドコンピューティングリソースなどの十分に強力な電子データ処理デバイス４０（図２に図式的に示される）により適切に実行される。

図１及び図３の急性虚血検出器２０は、開示されたオンライン急性虚血検出器処理を実行する患者モニタ１２、専用ＥＣＧ、又は他の電子データ処理デバイスにより実行可能なソフトウェア又はファームウェアを格納する非一時的記憶媒体として実現される点を理解されたい。同様に、図２のオフライン処理３０は、開示されたオフライン処理３０を実行するコンピュータ又は他の電子データ処理デバイス４０により実行可能なソフトウェア又はファームウェアを格納する非一時的な記憶媒体として実現されることができる。非一時的記憶媒体は例えば、ハードディスクドライブ、ＲＡＩＤディスクアレイ、又は他の磁気記憶媒体、及び／又は読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、又は他の電子記憶媒体、及び／又は光ディスク又は他の光記憶媒体などを含むことができる。

本書に開示されたアプローチは、１２誘導ＥＣＧから得られる３つの血管特異的誘導（ＶＳＬ）に基づかれる基準を使用することにより、現在使用されているＳＴＥＭＩ基準と比較して、急性虚血検出性能を改善する。例示的な実施形態では、オフライン処理３０が使用され、１２誘導ＥＣＧｔｏＶＳＬ誘導変換５０、ＳＴ閾値６０、及びオプションの誘導スケーリング係数６４（図２参照）が生成される。これらは次に、急性虚血を診断するため、急性虚血検出器２０により実行される特定の患者のオンライン処理（図３参照）の間に使用される。

一実施形態では、オフライン処理３０は以下を含む。３つの主な冠動脈ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡのそれぞれの閉塞の間に最大のＳＴ上昇及び下降を伴う身体表面上の位置が決定される。バルーン−膨張経皮冠動脈インターベンション（ＰＣＩ）処置及び／又は急性心筋梗塞（ＡＭＩ）中に得られた体表面電位マッピング（ＢＳＰＭ）データ３２が、この作業を実行するのに適切に使用される。このため、ＬＡＤが閉塞された１つ又は複数のＢＳＰＭデータセットが、最適なＬＡＤ特異的な位置を決定するために提供され、最適なＬＣＸ特異的位置を決定するため、ＬＣＸが閉塞された１つ又は複数のＢＳＰＭデータセットが提供され、最適なＲＣＡ特異的位置を決定するため、ＲＣＡが閉塞された１つ又は複数のＢＳＰＭデータセットが提供される。変換係数は、最小二乗法を使用して１２誘導ＥＣＧからＶＳＬを導出するのに使用される３つの線形方程式（又は、より一般的には変換）５０に対して生成される。ＢＳＰＭデータセット３６は、ロバスト係数セットを生成するために使用される。追加の１２誘導急性虚血データセット３４は、ＶＳＬのための最適な急性虚血検出閾値６０を決定するために使用される。この最適化のための適切な性能尺度は、検出感度及び特異性を含む。１つのアプローチでは、臨床プラクティスで現在使用されるＳＴＥＭＩ基準により達成される高い検出特異性を失うことなく、より高い検出感度として改善された性能が測定される。

前述の処理３０は、オフラインで（即ち、例示的なコンピュータ４０を使用して、急性虚血検出器２０が適用される前に）行われる。急性虚血検出器２０により実行されるオンライン分析のため、オフライン分析３０から必要とされる情報は、患者モニタ１２に適切に予め記憶される。これらの情報は、変換５０、閾値６０、及びオプションのスケーリング係数６４を含む。変換５０は、１つの実施形態では、３つの血管特異的な誘導、ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡを導出するための２組の変換係数により適切に表される。１組の変換係数は、標準的な１２誘導ＥＣＧ電極の配置用であり、他の組の変換係数は、Ｍａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導ＥＣＧ電極配置用である。各係数セットは、２４個の係数（３つの誘導について１誘導当たり８個の係数）を含む。例示的な実施形態では、閾値６０は、６つの検出閾値、即ち３つのＶＳＬ（ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡ）でＶＳＬ当たりの２つの性別特異的閾値を含む。

図３を参照すると、急性虚血検出器２０により実行される例示的オンライン分析は、診断される対象１０に関して取得された１２誘導ＥＣＧデータ７０に対して作用する。オンライン分析は以下を含む。３つのＶＳＬは、２４の係数セット（オフライン処理３０により生成される）及び対象１０に関して取得されたＥＣＧデータ７０の８つの入力ＥＣＧ誘導（ＩＩ、ＩＩＩ、ＶＩ、...、Ｖ６）を使用して３つの線形方程式（又は変換）５０から得られる（適切な係数が、対象のＥＣＧ７０が標準又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導構成を使用して取得されるかどうかに基づき使用される）。いくつかの実施形態では、導出されたＶＳＬ信号はオプションで、スケーリング係数６４によりスケール化されてもよい。次いで、例えば１２誘導ＥＣＧデータに対してＳＴ測定を実行するために既に提供されている患者モニタ１２（又は専用ＥＣＧシステム）の利用可能なＳＴ測定アルゴリズムを使用して、３つのＶＳＬに対するＳＴ測定が実行される。８入力ＥＣＧ誘導に対するＳＴ測定が提供される場合、ＶＳＬに対するＳＴ測定値を直接得るのに、同じ式が使用されることもできる。次に、３つのＶＳＬＳＴ測定値（それぞれ、ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡ誘導に対してＳＴ_ＬＡＤ、ＳＴ_ＬＣＸ、及びＳＴ_ＲＣＡ）が、予め格納された閾値６０と照合される。いずれかのＶＳＬが性別及び誘導特異的閾値を超える場合、急性虚血検出が宣言される。

図１〜図３を参照して開示された急性虚血検出技術の概要を提供した後、図２のオフライン処理３０の例示的な実施例から始めて、いくつかのより具体的な実施例が次に説明される。

３つのバイポーラＶＳＬに対する６つの胴の位置は、以下のように決定される。まず、３つの主要な冠動脈ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡのそれぞれの閉塞の間に最大のＳＴ上昇及び下降を伴う身体表面上の位置が決定される。ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡに対する最も上昇及び下降した胴体の位置は、それぞれＶＬＡＤ＋とＶＬＡＤ−、ＶＬＣＸ＋とＶＬＣＸ−、ＶＲＣＡ＋とＶＲＣＡ−である。このため、バルーン膨張ＰＣＩ処置及び／又はＡＭＩ中に取得されたＢＳＰＭデータセット３２が使用される。実際に実行される例では、左前下行冠動脈（ＬＡＤ；ｎ＝３２）、右冠動脈（ＲＣＡ；ｎ＝３６）及び左回旋冠動脈（ＬＣｘ；ｎ＝２３）の選択的バルーン膨張ＰＣＩ処置により誘導された急性虚血性事象の間にＤａｌｈｏｕｓｉｅ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙで記録された１２０誘導ＥＣＧマッピングデータセット（Ｈｏｒａｃｅｋらによる「Ｏｐｔｉｍａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｐｈｉｃ ｌｅａｄｓ ｆｏｒ ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ ａｃｕｔｅ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｓｃｈｅｍｉａ」、Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｌ ２００１；３４（Ｓｕｐｐｌ）：９７−１１１参照）が、６つの最適な胴体部位を同定するために用いられる。各動脈閉塞に対する平均ピーク膨張マップは、最大のＳＴ変化を持つ各群の１５人の患者を平均することにより得られる。これらの３つのＳＴマップから、６つのＶＳＬに対する胴体位置が決定される。

次に、以下の線形変換式（１）

を用いてＶＳＬを導出するための変換係数が決定される。式（１）では、ＶＳＬに対する６つの胴体位置が、最も左の６×１列ベクトルを形成する。１２誘導ＥＣＧからの８つの独立したＥＣＧ誘導（ＩＩ、ＩＩＩ、Ｖ１、...、Ｖ６）は、式（１）の右端の８×１ベクトルを形成する。４８個の変換係数Ｃｉｊ、ｉ＝１、...、６及びｊ＝１、...、８は、式（１）の６×８変換行列

を形成する。式（１）に列挙された変換係数を決定するため、大きなＢＳＰＭデータセットが採用される。例えば、１つの実際に行われた決定では、標準最小自乗回帰法を用いて変換係数が導出するのに、Ｄａｌｈｏｕｓｉｅ １２０誘導マッピングスーパーセット（ｎ＝８９２）（Ｈｏｒａｃｅｋらによる「Ｏｎ ｄｅｓｉｇｎｉｎｇ ａｎｄ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｆｏｒ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ ｏｆ ｓｔａｎｄａｒｄ １２−ｌｅａｄ／１８−ｌｅａｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍｓ ａｎｄ ｖｅｃｔｏｒｃａｒｄｉｏｇｒａｍｓ ｆｒｏｍ ｒｅｄｕｃｅｄ ｓｅｔｓ ｏｆ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ ｌｅａｄｓ」、Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｌ ２００８；４１：２２０−２２９）が使用される。Ｃｉｊ、ｉ＝１、...、６及びｊ＝１、...、８の推定は、前述のＨｏｒａｃｅｋらに記載される回帰のための汎用手順を使用して、スーパーセットの全対象に関するＱＴ間隔の利用可能な全てのデータサンプルにわたる誤差平方和を最小にするように選択される。

いくつかの実施形態では、変換係数の２つの別々の組が導出される。１つは標準の１２誘導配置用、もう１つはＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導配置用である。より一般的には、他の誘導配置のための変換も同様に決定されることができる。更に、式（１）は線形変換を使用するが、他の１２誘導ｔｏＶＳＬ変換トポロジも考えられる。

次に、３つのＶＳＬが得られる。ＬＡＤ、ＬＣＸ、及びＲＣＡに対する３つの血管特異的バイポーラ誘導は、式（２）

に示されるように、正と負の端子の間の差として計算されることができる。代替的に、正及び負の端子にある誘導が必要でない場合、次の式（３）

を使用して、３つの血管特異的誘導が直接計算されることができる。式（３）の変換行列

は、合計２４個の要素Ｔｉｊ、ｉ＝１,２,３及びｊ＝１、...、８を備える３ｘ８行列である。別のアプローチでは、変換係数Ｔｉｊは、以下の式（４）

を使用して、式（１）のＣｉｊから得られることができる。代替的に、係数Ｔｉｊは、式（１）を参照して説明されるように式（１）における係数Ｃｉｊと同じように直接的に計算されることができる。

各入力ＥＣＧサンプルに対するＥＣＧ波形及びＶＳＬに対するＳＴ値の両方を計算するのに、式（２）及び（３）が使用されることができる点にも留意されたい。

急性虚血を検出するための閾値６０は、この例では以下のように最適化される。３つの血管特異的誘導の最大値が同定され、即ち：

となる。ここで、ＳＴ_ＬＡＤ、ＳＴ_ＬＣＸ及びＳＴ_ＲＣＡは、それぞれ血管特異的誘導ＬＡＤ、ＬＣＸ及びＲＣＡに対するＳＴ値である。

急性虚血の検出は、以下の式（６）〜（８）：

を用いて、６つの性別及び誘導特異的閾値Θｉ、ｊ、ｉ＝ＬＡＤ、ＬＣＸ、又はＲＣＡ及びｊ＝女性又は男性を用いて、血管特異的誘導の最大ＳＴ値を比較することにより決定される。

最適な検出閾値を決定するため、１２誘導急性虚血データセット３４が使用される。これらのデータセット３４は、各データセットが急性虚血を伴う対象用であるか、又は急性虚血なしの対象用であるかについて適切にラベル付けされる。適切な性能尺度は、検出感度及び特異性である。改善された性能は、臨床プラクティスにおいて現在使用されるＳＴＥＭＩ基準により達成される高い検出特異性を失うことなく、より高い検出感度として測定されることができる。

実際に行われた閾値の最適化は、ＳＴＡＦＦ ＩＩＩデータセットを用いた（Ｈｏｒａｃｅｋらによる「Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ ｉｓｃｈｅｍｉａ ｂｙ ｖｅｓｓｅｌ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｌｅａｄｓ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ １２−ｌｅａｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ ａｎｄ ｉｔｓ ｓｕｂｓｅｔｓ」、Ｊ Ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｌ ２００８；４１：５０８−５１７）。これは、ＬＡＤ（ｎ＝３５）、ＲＣＡ（ｎ＝４７）、及びＬＣＸ（ｎ＝１７）を含む選択的冠動脈バルーン血管形成術を受けた単一血管疾患を持つ９９人の患者からなる。長期のバルーン膨張（平均＝５'２７"、範囲：１'３０"〜７'１７"）中に標準１２誘導ＥＣＧが連続的に記録され、ＳＴセグメントがＪ点で測定される。感度及び特異性の点で検出性能を測定するため、（カテーテル挿入前の）ベースライン状態は「非虚血状態」とみなされ（即ちラベル付けされ）、膨張の終わりは「虚血」状態とみなされる（即ちラベル付けされる）。

実際に行われた別の閾値最適化は、グラスゴーＡＭＩデータセットを用いた（Ｍａｒｔｉｎらによる「ＳＴ−ｓｅｇｍｅｎｔ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｍｉｓｓｉｏｎ １２−ｌｅａｄ ｅｌｅｃｔｒｏｃａｒｄｉｏｇｒａｍ ａｓ ａｎ ａｉｄ ｔｏ ｅａｒｌｙ ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ｏｆ ＭＩ」、ＪＡＣＣ ２００７；５０：１０２１−１０２８を参照）。これは、入院１２誘導ＥＣＧを備える１１６人のＡＣＳ患者からなる。ＡＭＩは、５８人の患者においてコントラスト増強されたＭＲＩで確認される。Ｊ点でのＳＴセグメント測定値が分析に利用可能である。

オプションで、ＶＳＬがスケール化される。１つのアプローチでは、正規化されたＶＳＬが、ＬＡＤ誘導に関する式（９）

に示されるように計算され、ＬＣＸ誘導に関しては式（１０）

に示されるように計算され、ＲＣＡ誘導に関しては式（１１）

に示されるように計算される。式（９）から（１１）において、ＶＳＬをスケール化するため、スケール係数Ｓｉ、ｊ、ｉ＝ＬＡＤ、ＬＣＸ、又はＲＣＡ、及びｊ＝女性又は男性が使用される。その結果、ＳＴＥＭＩ基準に使用されるのと同じ閾値（２００、１５０、及び１００μＶ）が、スケール化されたＶＳＬに対しても使用され得る。スケール化が必要ない場合、Ｓｉ、ｊ＝１．０である。例えば、２１０μＶがＶＳＬの１つに対して最適な閾値であると決定される場合、その誘導は係数１．０５でスケールダウンされることができる。誘導がスケーリングされた後、ＳＴＥＭＩ閾値の１つとマッチする最適な閾値は２００μＶになる。スケーリング係数は、最適な閾値が決定された後にのみ決定される。

以下では、上述の例示的なデータセットから導出された変換係数に基づかれる、実際に実行されるオフライン処理に関する性能結果が提示される。選択された例示的なデータセットに関する性能結果は、それぞれＳＴＡＦＦ ＩＩＩデータセット及びグラスゴーデータセットに関する図４及び図５に示される。図４では、ピーク膨張の結果が左側にプロットされ、ベースラインの結果は右側にプロットされる。同様に、図５では、ＡＭＩ結果が左側に示され、非ＡＭＩ結果は右側に示される。

各ＥＣＧ記録について、３つのＶＳＬからの最大ＳＴ値は、ｙ軸上に示されるように、ＳＴの大きさ（μＶ）に基づきデータポイントとしてプロットされる。データポイントは、最大ＳＴ値に関連付けられるＶＳＬに基づきグループ化される。最初のグループはＬＡＤで、その後にＬＣＸとＲＣＡが続く。各誘導グループ内には、１）ＳＴＥＭＩ陽性及び男性、２）ＳＴＥＭＩ陰性及び男性、３）ＳＴＥＭＩ陽性及び女性、及び４）ＳＴＥＭＩ陰性及び女性の４つのサブグループがある。現在のＳＴＥＭＩ基準を満たすデータについては、良好な視覚化のために正方形のボックスがデータポイントに追加される。５００μＶより大きい値を持つデータに対しては、データポイントは、５００μＶでプロットされ、５００μＶを超えるデータポイントの実際の数を示す数字が提供される。短い水平線は、同等のＳＴＥＭＩ基準を表し、ＬＡＤ男性に対して２００μＶ、ＬＡＤ女性に対して１５０μＶ、ＲＣＡ及びＬＣＸのすべての性別に対して１００μＶである。

左パネルにおける閾値を超えるデータポイントは、真陽性（ＴＰ）としてカウントされ、右パネルにおける閾値を超えるデータポイントは偽陽性（ＦＰ）としてカウントされる。いくつかの閾値セットに対する感度及び特異度性能結果が表２に要約される。対応する閾値が表３に示される。

表２から、ＶＳＬベースの急性虚血検出に対するＳＴＥＭＩ等価閾値を用いて、ＳＴＡＦＦ ＩＩＩデータセットに対して同じ特異性を維持しつつ、ＶＳＬが、両方のデータセットに対してＳＴＥＭＩより高い感度を持つことが分かる。しかしながら、ＶＳＬは、ＳＴＥＭＩよりも偽陽性が１つ多い（ＶＳＬに対して２、ＳＴＥＭＩに対して１）。この余分な偽陽性の検出は、女性ＬＡＤ閾値を１５０から１６０μＶに増加させることにより除去されることができる。この設定は、ＶＳＬ＋とマークされる。この設定は、検出感度に影響しない点に留意されたい。更に高い閾値でも検出感度が高いままであることを更に実証するため、すべての誘導に対する男性特異的閾値が５％増加される。この設定は、ＶＳＬ＋＋とラベル付けされ、表３にリストされる。この設定に対する感度及び特異性が表２に示される。ＳＴＡＦＦ ＩＩＩデータセットに関して、２つ多い偽陰性と１つ少ない偽陽性が存在する点に留意されたい。グラスゴーデータセットに関して、１つ多い偽陰性があり、偽陽性数に変化はなかった。しかし、両方のデータセットに関して、閾値が高い場合であっても、感度数はＳＴＥＭＩ数よりもかなり良好であった。

ＶＳＬ＋＋が使用されると仮定すると、式（９）から（１１）に記載されるスケーリング係数が計算されることができる。ＳＴ値は、スケールダウンされ、その結果、ＳＴＥＭＩ基準で使用されるのと同じ閾値が、急性虚血検出に対するＶＳＬに使用されることができる。

表２に要約された試験結果は、１２誘導ＥＣＧから得られるＶＳＬに基づかれる開示されたアプローチが、同じ１２の標準誘導に適用された既存のＡＣＣ／ＥＳＣ ＳＴＥＭＩ基準より良好な診断性能で、任意の血管における急性心筋虚血を識別することができることを示す。ＳＴＥＭＩ基準に使用される閾値と同様の閾値において、ＶＳＬの特異性は高いままであったが、感度は、両方のデータセットに対して現在使用されているＳＴＥＭＩ基準により実現される数と比較して有意な量だけ増加した。実際の臨床応用では、特異性の減少なしのこの感度の増加は、ＳＴＥＭＩ患者に対してのみ現在提供されている急性療法に関して、より多くの急性ＭＩ患者が正確に識別されることを可能にする。

オンライン分析に使用される操作が、以下に説明される。

オンライン急性虚血検出分析のための入力情報は、（１）１２誘導ＥＣＧ電極の配置−標準配置又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ配置（１２誘導タイプが提供されない場合、事前に設定されたユニットのデフォルト設定が使用されることができる）、（２）患者の性別−男性又は女性（与えられない場合、予め設定されたデフォルトの性別設定が使用されることができ、これは、より高い特異性を提供するために「男性」、又はより高い感度を提供するために「女性」として選択され得る）、並びに（３）１２誘導ＥＣＧ波形及び／又は１２誘導ＳＴ測定を含む。

ステップ１。（ａ）入力１２誘導ＥＣＧから、特定された１２誘導電極の配置に基づき、予め記憶された係数セット

を用いて、式（１）を使用して、ＶＬＡＤ＋、ＶＬＡＤ_、ＶＬＣＸ＋、ＶＬＣＸ−、ＶＲＣＡ＋、及びＶＲＣＡ−が計算され、（ｂ）入力１２誘導ＳＴ測定値から、同じ係数セットと式（１）を使用して、これらの誘導に対するＳＴ値が計算される。

ステップ２。（ａ）３つのＶＳＬ：Ｌ_ＬＡＤ、Ｌ_ＬＣＸ、及びＬ_ＲＣＡは、ステップ１ａの結果を用いて、式（２）を使用して、又は特定された１２誘導電極配置に関して予め記憶された係数セット

を用いて、入力１２誘導ＥＣＧから、式（３）を使用して、計算され、（ｂ）ＳＴ_ＬＡＤ、ＳＴ_ＲＣＸ、及びＳＴ_ＲＣＡのＶＳＬに対する３つのＳＴ値が、ステップ１ｂからのＳＴ結果を用いて、式（２）を使用して、又は特定された１２誘導電極配置に関して事前に格納された係数セット

を用いて、入力１２誘導ＳＴ測定から、式（３）を使用して、計算される。

ステップ３。１２誘導ＳＴ測定が入力の一部として提供されない場合、ホストＥＣＧデバイスにおける既存のＳＴ測定プログラムを使用して、入力１２誘導及び３つのＶＳＬに対するＳＴ測定値が得られる。

ステップ４。入力された性別に基づき、予め記憶されたスケールファクタＳｉ、ｊ、ｉ＝ＬＡＤ、ＬＣＸ、又はＲＣＡ、ｊ＝女性、又は男性を用いて、式（９）から（１１）を使用して、ＶＳＬ及び関連付けられるＳＴ測定値の両方がスケール化される。

ステップ５。入力された性別に従って予め記憶された閾値を用いて、式（５）から（８）に基づき急性虚血検出が行われる。

一例として、１２誘導ＥＣＧと共にＶＳＬの１つの可能な提示が図６に示される。標準的な３ｘ４フォーマットの１２誘導ＥＣＧが上部に示され、通常リズムストリップ用に予約された３つのＶＳＬが、下部に示される。ＳＴ測定値は誘導ラベルの隣にも表示され、簡単に確認できる。

本発明が、好ましい実施形態を参照して説明されてきた。上記の詳細な説明を読み及び理解すると、第三者は、修正及び変更を思いつくことができる。本発明は、添付の特許請求の範囲又はその等価の範囲内に入る限りにおいて、斯かる修正及び変更の全てを含むものとして解釈されることが意図される。

Claims (20)

1. 急性虚血検出デバイスであって、
   １２誘導心電計デバイスと、
   電子データ処理デバイスであって、
   ＶＳＬ誘導データを生成するため、前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ血管特異的誘導ＶＳＬ変換を適用するステップと、
   前記ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値を決定するステップと、
   前記ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値とＶＳＬ誘導ＳＴ閾値とを比較することにより、前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された前記１２誘導ＥＣＧデータが、急性虚血を示すかどうかを決定するステップとを含む処理を実行する、電子データ処理デバイスと、
   前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された前記１２誘導ＥＣＧデータが急性虚血を示すと決定される場合、急性虚血アラーム又は警告を表示する表示要素とを有する、急性虚血検出デバイス。
2. 前記適用するステップが、前記１２誘導ＥＣＧデータを取得するために使用された前記１２誘導ＥＣＧ電極配置に基づき、標準的な１２誘導ＥＣＧ電極配置又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導ＥＣＧ電極配置のいずれかに対する前記１２誘導ＥＣＧｔｏＶＳＬ変換を選択するステップを含む、請求項１に記載の急性虚血検出デバイス。
3. 前記決定するステップが、前記１２誘導ＥＣＧデータが取得される対象の性別に基づき、前記ＶＳＬ誘導ＳＴ閾値を選択するステップを含む、請求項１又は２に記載の急性虚血検出デバイス。
4. 前記適用するステップが、
   前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ左前下行枝変換を適用して、ＬＡＤ誘導データを生成するステップと、
   前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ左回旋動脈変換を適用して、ＬＣＸ誘導データを生成するステップと、
   前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ左冠動脈変換を適用して、ＲＣＡ誘導データを生成するステップとを含む、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の急性虚血検出デバイス。
5. 前記決定するステップが、急性虚血を示すことが知られていないベースライン１２誘導ＥＣＧデータに基づかれない、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の急性虚血検出デバイス。
6. 前記表示要素が更に、前記生成されたＶＳＬ誘導データをＶＳＬ誘導トレースとして表示する、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の急性虚血検出デバイス。
7. オフライン処理を実行するようにプログラムされた電子データ処理デバイスを更に有し、前記オフライン処理が、
   閉塞されたＶＳＬに対応する冠動脈で取得された少なくとも１つの体表面電位マッピングデータセットに基づき、各ＶＳＬに対してＳＴマップを生成するステップと、
   前記ＳＴマップが最大ＳＴ上昇及び最大ＳＴ下降を示す位置を各ＶＳＬに対して特定するステップと、
   少なくとも１つの体表面電位マッピングデータセット及び各ＶＳＬに対する前記特定された位置を使用して、前記１２誘導ＥＣＧｔｏＶＳＬ変換を決定するステップとを含む、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の急性虚血検出デバイス。
8. 前記電子データ処理デバイスが、更なるオフライン処理を実行するようプログラムされ、
   前記更なるオフライン処理が、前記ＶＳＬに対する前記ＳＴ閾値を最適化し、訓練データが急性虚血を伴う又は急性虚血を伴わない対象に対するものであるかどうかについてラベル付けされた１２誘導ＥＣＧ訓練データに関して急性虚血を最適に決定するステップを含む、請求項７に記載の急性虚血検出デバイス。
9. 急性虚血検出方法において、
   対象の１２誘導心電図データを取得するステップと、
   前記１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ血管特異的誘導ＶＳＬ変換を適用し、前記対象に関するＶＳＬ誘導データを生成するステップと、
   前記ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値を決定するステップと、
   前記ＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値とＶＳＬ誘導ＳＴ閾値とを比較することにより、前記対象が急性虚血を有するか否かを決定するステップと、
   前記対象が急性虚血を有すると決定される場合、急性虚血アラーム又は警告を発するステップとを有する、方法。
10. 前記適用及び決定ステップが、左前下行誘導データ、左回旋動脈誘導データ、及び左冠動脈誘導データを含むＶＳＬ誘導データに対するＳＴ値を生成及び決定するために実行される、請求項９に記載の急性虚血検出方法。
11. 心電計デバイスであって、
    １２誘導心電計デバイスと、
    前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに１２誘導ＥＣＧｔｏ血管特異的誘導ＶＳＬ変換を適用し、ＶＳＬ誘導データを生成するステップを含む処理を実行するようプログラムされた電子データ処理デバイスとを有する、心電計デバイス。
12. 前記１２誘導ＥＣＧデバイスが、標準１２誘導ＥＣＧ電極配置及びＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導ＥＣＧ電極配置の少なくとも１つを使用して、１２誘導ＥＣＧデータを取得する、請求項１１に記載の心電計デバイス。
13. 前記生成されたＶＳＬ誘導データをＶＳＬ誘導トレースとして表示する表示要素を更に有する、請求項１１又は１２に記載の心電計デバイス。
14. 前記電子データ処理デバイスが更に、前記ＶＳＬ誘導データから生成される少なくとも１つのＳＴ値とＶＳＬ誘導ＳＴ閾値とを比較することにより、前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータが急性虚血を示すか否かを決定する、請求項１１乃至１３の任意の一項に記載の心電計デバイス。
15. オフライン処理を実行するようにプログラムされた電子データ処理デバイスを更に有し、前記オフライン処理が、
    閉塞されたＶＳＬに対応する冠動脈で取得された少なくとも１つの体表面電位マッピングデータセットに基づき、各ＶＳＬに対してＳＴマップを生成するステップと、
    前記ＳＴマップが最大ＳＴ上昇及び最大ＳＴ下降を示す位置を各ＶＳＬに対して特定するステップと、
    少なくとも１つの体表面電位マッピングデータセット及び各ＶＳＬに対する前記特定された位置を使用して、前記１２誘導ＥＣＧｔｏＶＳＬ変換を決定するステップとを含む、請求項１１乃至１４の任意の一項に記載の心電計デバイス。
16. 前記電子データ処理デバイスが、更なるオフライン処理を実行するようプログラムされ、
    前記更なるオフライン処理が、前記ＶＳＬ誘導ＳＴ閾値を最適化し、訓練データが急性虚血を伴う又は急性虚血を伴わない対象に対するものであるかどうかについてラベル付けされた１２誘導ＥＣＧ訓練データに関して急性虚血を最適に決定するステップを含む、請求項１５に記載の心電計デバイス。
17. 前記適用するステップが、前記１２誘導ＥＣＧデータを取得するために使用された前記１２誘導ＥＣＧ電極配置に基づき、標準的な１２誘導ＥＣＧ電極配置又はＭａｓｏｎ−Ｌｉｋａｒ１２誘導ＥＣＧ電極配置のいずれかに対する前記１２誘導ＥＣＧｔｏＶＳＬ変換を選択するステップを含む、請求項１１乃至１６の任意の一項に記載の心電計デバイス。
18. 前記適用するステップが、前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ左前下行枝変換を適用して、ＬＡＤ誘導データを生成するステップを含む、請求項１１乃至１７の任意の一項に記載の心電計デバイス。
19. 前記適用するステップが、前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ左回旋動脈変換を適用して、ＬＣＸ誘導データを生成するステップを含む、請求項１１乃至１８の任意の一項に記載の心電計デバイス。
20. 前記適用するステップが、前記１２誘導ＥＣＧデバイスにより取得された１２誘導ＥＣＧデータに、１２誘導ＥＣＧｔｏ左冠動脈変換を適用して、ＲＣＡ誘導データを生成するステップを含む、請求項１１乃至１９の任意の一項に記載の心電計デバイス。

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