JP2022525844A - Ｑｔ補正のための装置及び方法 - Google Patents

Abstract

ＱＴ補正のための方法であって、ＥＣＧ信号を受信すること、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔とに基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差する、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が予め定めた差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び１つ以上の点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、を含む、方法を提供する。【選択図】図４

Description

様々な例示的な実施形態は、心電図のＱＴ補正のための装置及び方法に関する。

心電図検査法は、心臓の電気活動を記録する方法である。心電図（ＥＣＧ）は、心電図記録により作成される電圧と時間のグラフである。ＥＣＧ信号は、心臓の心房の脱分極を表すＰ波、心臓の心室の脱分極を表すＱＲＳ複合波、及び心室の再分極を表すＴ波等の認識可能な構成要素を有する。ＱＴ間隔は、Ｑ波の開始からＴ波の終了までの時間として算出される。ＱＴ時間の長短の程度が大きすぎると、心臓の機能不全に関連がある。しかしながら、ＱＴ時間は、心拍数（ＨＲ：heart rate）とともに変化し、このため、状況に依存する。例えば、安静や運動の量、及び不安のレベルは、ＨＲに影響し、このため、ＱＴ時間にも影響し得る。したがって、ＱＴ時間は、６０拍／分の心拍数（ｂｐｍ）に等しいＨＲに対して正規化される。この正規化により、心臓病学においてリクスの基礎的な測定尺度である、いわゆる補正ＱＴ時間（ＱＴｃ）が生じる。

Ｂａｚｅｔｔの式やＦｒｉｄｅｒｉｃｉａの式等の既存のＱＴ補正式は、特に、高い及び／又は低い心拍数では不正確であるとみなされている。

したがって、ＱＴ補正を改良する解決法へのニーズが存在する。

上述の問題は、方法と、該方法を実行する技術装置とを提供することで、軽減される。様々な態様は、方法と、装置と、該装置に記憶されるコンピュータプログラムを含むコンピュータプログラム製品と、を含み、これらは、独立請求項記載の項目により特徴付けられる。様々な例示的な実施形態は、従属請求項に開示される。

第１の態様によれば、方法であって、ＥＣＧ信号を受信すること、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差する、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が予め定めた差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、を含む、方法を提供する。

ある実施形態によれば、第１の確率分布は、既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔が検出された条件で、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔が検出される確率を定義する。

ある実施形態によれば、第２の確率分布は、既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔が検出され、且つ既定のＱＴ間隔又は複数のＲＲ間隔の既定のＲＲ間隔よりも前のＲＲ間隔が検出された条件で、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔が検出される確率を定義する。

ある実施形態によれば、既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔は、既定のＱＴ間隔に先行する５個～１０個のＱＴ間隔を含む。

ある実施形態によれば、既定のＲＲ間隔よりも前のＲＲ間隔は、既定のＲＲ間隔に先行する５個～１０個のＲＲ間隔を含む。

ある実施形態によれば、該方法は、１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値を、既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補として指定すること、及び予め定めた心拍数で観察されるＱＴ間隔に最も近いＱＴ間隔候補を選択し、補正ＱＴ間隔として指定すること、をさらに含む。

ある実施形態によれば、該方法は、予め定めた心拍数を観察しないことに応じて、ＥＣＧ信号由来のＱＴ及びＲＲデータを、予め定めた心拍数に向けて外挿することをさらに含む。

ある実施形態によれば、該方法は、１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値を、既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補に指定すること、及び最大確率を有するＱＴ間隔候補を選択し、補正ＱＴ間隔として指定すること、をさらに含む。

ある実施形態によれば、該方法は、１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値を、既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補に指定すること、及び
少なくとも、ＱＴ間隔候補の確率、ＱＴ間隔候補と所定の心拍数で観察されるＱＴ間隔との間の距離、及びＱＴ間隔候補と既定のＱＴ間隔との間の距離に基づいて、関係を形成すること、
該関係を最小化するＱＴ間隔候補を選択し、補正ＱＴ間隔として指定すること、をさらに含む。

ある実施形態によれば、該方法は、補正ＱＴを表示用に提供すること、心電図記録に基づいて決定される結果を表示用に提供すること、補正ＱＴ間隔が、予め定めた第１の閾値より小さいか、又は予め定めた第２の閾値より大きい場合に、アラームを鳴らすこと、の１つ以上をさらに含む。

第２の態様によれば、装置であって、ＥＣＧ信号を受信すること、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差する、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が予め定めた差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、を実行するための手段を含む、装置を提供する。

ある実施形態によれば、該手段は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、を含み、少なくとも１つのメモリとコンピュータプログラムコードは、少なくとも１つのプロセッサにより、装置を動作させるように構成される。

ある実施形態によれば、該装置は、装着可能なモニタリング装置又は心電図モニタリング装置である。

第３の態様によれば、コンピュータプログラムであって、少なくとも１つのプロセッサ上で実行される場合、少なくとも、ＥＣＧ信号を受信すること、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差する、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が予め定めた差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、を装置に実行させるように構成されたコンピュータプログラムコードを含む、コンピュータプログラムを提供する。

以下で、様々な例示的な実施形態を、添付図面を参照してより詳細に説明する。

図１は、ＥＣＧ信号を例示する。 図２は、ＥＣＧ信号内のＲＲ間隔とＱＴ間隔を例示する。 図３は、ＱＴ補正に対する装置のブロック図を例示する。 図４は、ＱＴ補正のための方法のフローチャートを例示する。 図５は、ある範囲のＱＴ値に対する確率分布を例示する。 図６は、ＱＴ補正の結果を例示する。 図７は、ＱＴ補正の結果を例示する。

図１は、ＥＣＧ信号１００を例示する。ＥＣＧ信号は、いくつかの構成要素に分解可能である。Ｐ波１０２、１０４、１０６は、心房の脱分極を表し、ＱＲＳ複合波１１２、１１４、１１６は、心室の脱分極を表し、Ｔ波１２２、１２４、１２６は、心室の再分極を表す。Ｑ波１３２、１３４、１３６は、Ｐ波後の下方偏向である。Ｒ波１４２、１４４、１４６、すなわちＲピークは、上方偏向として後続し、Ｓ波１５２、１５４、１５６は、Ｒ波後の下方偏向である。

図２は、ＥＣＧ信号２００内のＲＲ間隔２０２、２０４、２０６、２０８、２１０、２１２とＱＴ間隔２２０、２２２、２２４、２２６、２２８、２３０を、例示する。ＲＲ間隔は、連続するＲピーク間の時間として算出される心拍間隔である。ＱＴ間隔は、Ｑ波の開始からＴ波の終了までの時間として算出される。

ＱＴ間隔とＲＲ間隔は、心拍数に依存し、心拍数は他方で、対象者の年齢、性別、及び／又は生理学的状態等の様々な因子に依存する。ここで、生理学的状態は、安静、睡眠、運動、不安等を意味し得る。患者間の及び／又は異なる心拍数に対するＱＴ間隔の持続時間を普遍的に評価するために、ＱＴ間隔を補正する必要がある。

図３は、ＱＴ補正のための装置３００のブロック図を例示する。該装置は、例えば、サーバ、コンピュータ又はスマートフォンであり得る。その代わりとして、該装置は、ホルタ装置又は大型ＥＣＧモニタ等のＥＣＧモニタリング装置であるか、又はそれを具備し得る。その代わりとして、該装置は、例えば、スポーツウォッチ、スマートリング、又は装着可能なモニタリング装置のユーザの心臓の電気活動を表す信号を測定して、ＱＴ間隔を該信号から決定することが可能な任意の装着可能な心拍数モニタ等の、装着可能なモニタリング装置であり得る。該装置は、ユーザインターフェース３０２及び／又は通信インターフェース３０８経由で、命令、パラメータ等のユーザ入力を受信可能である。命令の実施例は、アラームをリセットするための命令を含む。ユーザインターフェースは、ボタン及び／又はタッチスクリーン等により、ユーザ入力を受信可能である。その代わりとして、ユーザインターフェースは、ユーザ入力を、通信接続経由で、インターネット、パソコン又はスマートフォンから受信可能である。通信接続は、インターネット、移動体通信ネットワーク、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、又は他の現代及び将来のネットワーク等であり得る。該装置は、データと、プロセッサ３０４が、本明細書に開示の方法の様々な実施形態を実行可能なコンピュータプログラムコードと、を記憶するためのメモリ３０６を含み得る。信号解析器３１０は、本明細書に開示の方法の要素を実装するように構成可能である。信号解析器は、処理信号、例えば、ＥＣＧ信号を、メモリから受信し得るし、又は心臓の電気活動を表す信号を測定し、ＱＴ間隔を該信号から決定することが可能な心拍数モニタリング装置から受信し得る。該方法の要素は、装置に存在するソフトウェア・コンポーネントとして実装可能である。該装置は、モニタリング装置等から処理信号を受信し、信号をメモリに記憶可能である。モニタリング装置は、上述の通り、任意のＥＣＧハードウェアであり得る。コンピュータプログラム製品は、非一時的コンピュータ可読媒体上に組立可能である。該装置は、ＥＣＧ信号等のデータの取り扱い、受信、送信のための回路及び電子機器等の手段を含み得る。

少なくともいくつかの実施形態において、ユーザインターフェース３０２は、代替的に又は追加的に、装置のユーザに情報を出力可能又は表示可能であることを理解すべきである。ユーザインターフェースの実施例は、スピーカ、ディスプレイ、タッチスクリーン、光源及びプリンタの１つ以上又はそれらの組み合わせを含む。ユーザインターフェースが表示する情報は、アラーム、心電図、ＱＴ値及び補正ＱＴ間隔から１つ以上を含み得る。アラームは、視覚アラーム、可聴アラーム又はそれらの組み合わせであり得る。可聴アラームの実施例は、音を含む。視覚アラームの実施例は、記号や、アラーム表示のために色を赤等に設定可能な光源等の、グラフィカルユーザインターフェース要素を含む。

装置３００、例えば、心電図モニタリング装置は、ユーザインターフェースにより、補正ＱＴ間隔とともに、該装置により実行される心電図記録に基づいて決定される１つ以上の結果をさらに表示させ得ることを理解すべきである。このように、装置のユーザには、心電図記録の結果及び／又は装置と継続して相互作用するために装置が鳴らす任意のアラームを正しく評価するための一助となり得る。心電図記録の結果は、ユーザインターフェースにより表示可能である。心電図記録の結果の実施例は、心電図、ＱＴ値、洞調律、洞頻脈、洞徐脈、心房細動、心房粗動、心室頻拍、心室細動及び／又は心拍数を含むか、又は少なくとも示す。ある実施例において、補正ＱＴ間隔が、ＱＴ値とともに表示される場合、ユーザには、補正ＱＴ間隔に基づいて、ＱＴ値を正しく解釈するための一助となり得る。別の実施例において、補正ＱＴ間隔を表示することは、ユーザには、装置が鳴らすアラームを解釈し、アラームをリセットするか又はリセットしないための命令を入力することを決定するための一助となり得、装置を継続して使用しやすくできる。

ＱＴ補正のための方法を提供する。図４は、ＱＴ補正のための方法４００のフローチャートを例示する。該方法は、ＥＣＧ信号を受信すること４１０を含む。該方法は、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること４２０を含む。該方法は、複数のＱＴ間隔を抽出すること４３０を含む。該方法は、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること４４０を含む。該方法は、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔とに基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること４５０を含む。該方法は、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差する、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、所定の差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと４６０を含む。該方法は、１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること４７０を含む。

ある実施例において、見いだされた点は、第１の確率分布が、第２の確率分布と略同一又は同一である、交点である。

その代わりとして、見いだされた点は、下記に記載通り、第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、所定の差の閾値より小さい、点である。

移動エントロピー方法は、２つの関連するプロセス間の情報伝達を定量化するために使用可能である。移動エントロピーは、送信元プロセスから送信先プロセスまでの、Ｓｈａｎｎｏｎ項で定義される情報伝達を推定する。例えば、移動エントロピーは、ＲＲ間隔の時間依存系列（time dependent series）からＱＴ間隔の時間依存系列まで移動される情報の量を推定するために使用可能である。ＲＲからＱＴまでの一方向移動の推定は、ＱＴ間隔に与えられるＲＲ間隔の影響の量に関する。このため、ＲＲからＱＴまでの移動は、ＱＴ間隔のＲＲ間隔への依存度を定量化する。移動量がゼロに等しい場合、ＱＴのＲＲ間隔への依存を除去する。

方法４００により、ＱＴのＲＲ間隔への依存を除去することを可能にし、したがって、異なる心拍数に対する補正ＱＴ間隔を信頼可能に決定できる。ある範囲のＱＴ間隔の値に対する第１の確率分布と第２の確率分布とを推定することにより、第１及び第２の確率分布関数が交わる、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、所定の差の閾値より小さい、ＱＴ値候補を見いだすことで、補正ＱＴ間隔を決定できる。方法４００により、ＥＣＧのＲＲ間隔から、時間同期したＱＴ間隔までの情報伝達をゼロに低減することで、ＱＴ間隔を補正できる。方法４００により、特に、高い及び／又は低い心拍数では不正確と考えられているＢａｚｅｔｔの式又はＦｒｉｄｅｒｉｃｉａの式等の従来の式を使わずに、補正ＱＴ間隔を決定できる。

ＲＲからＱＴまでの移動に対する移動エントロピーは、下記式で定義される。

ＱＴ_ｉは、時系列（time series）でのｉ番目のＱＴ間隔の値である。ＲＲ_ｉは、時系列でのＱＴ_ｉに対応するｉ番目のＲＲ間隔である。ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ）は、ｋ個の先行する心拍（heartbeats）、すなわち心拍ｉよりも前でかつ心拍ｉを含まない心拍に対するＱＴ間隔の値である。先行する心拍に対するＱＴ値を、ＱＴ_ｉ－１、ＱＴ_ｉ－２、ＱＴ_ｉ－３、ＱＴ_ｉ－４、ＱＴ_ｉ－５、...、ＱＴ_ｉ－ｋとして図２に示す。ＲＲ_ｉ－１ ^（ｎ）は、ｎ個の先行する心拍、すなわち心拍ｉよりも前でかつ心拍ｉを含まない心拍に対するＲＲ間隔の値である。先行する心拍に対するＲＲ値を、ＲＲ_ｉ－１、ＲＲ_ｉ－２、ＲＲ_ｉ－３、ＲＲ_ｉ－４、ＲＲ_ｉ－５、...、ＲＲ_ｉ－ｎとして図２に示す。従来通り、ＲＲ_ｉを、図２に示す通り、対応するＱＴ_ｉよりも前の心拍間隔とする。ＲＲ_ｉ＋１は、心拍ｉ後のＲＲ間隔である。

確率ｐ（ＱＴ_ｉ｜ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ））は、履歴ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ）が観察、又は検出された条件で、ＱＴ_ｉ値が観察、又は検出される確率である。確率ｐ（ＱＴ_ｉ｜ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ）、ＲＲ_ｉ－１ ^（ｎ））は、履歴ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ）及びＲＲ_ｉ－１ ^（ｎ）の両方が観察、又は検出された条件で、ＱＴ_ｉ値が観察、又は検出される確率である。

該方法は、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出することを含む。第１の確率分布は、確率ｐ（ＱＴ_ｉ｜ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ））を定義する。ある実施形態によれば、第１の確率分布は、既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔（ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ））が検出された条件で、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔（ＱＴ_ｉ）が検出される確率を定義する。既定のＱＴ間隔は、ＱＴ_ｉ２３０であり得る。既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔は、所定の数（ｋ）のＱＴ_ｉ－１２２８、ＱＴ_ｉ－２２２６、ＱＴ_ｉ－３２２４、ＱＴ_ｉ－４２２２、ＱＴ_ｉ－５２２０、...、ＱＴ_ｉ－ｋであり得る。

該方法は、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔とに基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出することを含む。第２の確率分布は、ｐ（ＱＴ_ｉ｜ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ）、ＲＲ_ｉ－１ ^（ｎ））である。ある実施形態によれば、第２の確率分布は、既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔（ＱＴ_ｉ－１ ^（ｋ））と、既定のＱＴ間隔又は複数のＲＲ間隔のうちの既定のＲＲ間隔（ＲＲ_ｉ）よりも前のＲＲ間隔（ＲＲ_ｉ－１ ^（ｎ））と、が検出された条件で、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔（ＱＴ_ｉ）を検出する確率を定義する。既定のＱＴ間隔は、ＱＴ_ｉ２３０であり得る。既定のＱＴ間隔よりも前のＱＴ間隔は、所定の数（ｋ）のＱＴ_ｉ－１２２８、ＱＴ_ｉ－２２２６、ＱＴ_ｉ－３２２４、ＱＴ_ｉ－４２２２、ＱＴ_ｉ－５２２０、...、ＱＴ_ｉ－ｋであり得る。既定のＲＲ間隔は、ＲＲ_ｉ２１０であり得る。既定のＲＲ間隔よりも前のＲＲ間隔は、所定の数（ｎ）のＲＲ_ｉ－１２０８、ＲＲ_ｉ－２２０６、ＲＲ_ｉ－３２０４、ＲＲ_ｉ－４２０２、ＲＲ_ｉ－５２０１、...、ＲＲ_ｉ－ｎであり得る。

第１の確率分布と第２の確率分布とにより定義される確率は、カーネル密度推定法を適用することで推定可能である。適用するカーネルは、例えば、ガウスカーネル、ボックスカーネル又は三角カーネルなど、任意の適切なカーネルであり得る。カーネルは、ガウスカーネルを適用する場合、Ｓｉｌｖｅｒｍａｎの経験則又はＳｃｏｔｔ則等を使用して推定される幅パラメータにより、各点の周りでプロット可能である。その代わりとして、幅は、複数の幅を持つカーネルをデータセットに繰り返しフィッティングし、その後、最良の幅を選択することで、推定可能である。データ点の周りでプロットしたカーネル曲線を総計して、確率分布の推定値が得られる。

該方法は、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差するか、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、所定の差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすことを含む。第１の確率分布が、第２の確率分布と同一、又は略同一、又は十分に近い場合、移動エントロピーは、ゼロと略同一で、ＱＴのＲＲ間隔への依存を除去する。第１の確率分布と第２の確率分布とが交差するか、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、所定の差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすことで、補正ＱＴ間隔を決定できる。

図５は、ある範囲のＱＴ値に対する確率分布５１０、５２０を例示する。第１の確率分布５１０は、破線で示す。第２の確率分布５２０は、実線で示す。確率分布５１０、５２０の交点５３２、５３４、５３６は、例えば、図示又は代数計算により見いだされ得る。

交点は、ＲＲと無関係のＱＴ値を示す。交点５３２、５３４、５３６にそれぞれ対応するＱＴ値であるＱＴｃ１、ＱＴｃ２、ＱＴｃ３は、ＱＴ間隔候補に指定可能である。ＱＴ間隔候補の１つは、ＱＴ間隔ｉに対する補正ＱＴ間隔として指定可能である。

補正ＱＴ間隔として指定されるＱＴ間隔候補を選択するための代替方法が存在する。

例えば、所定の心拍数ＨＲ０で観察されるＱＴ間隔に最も近いＱＴ間隔候補を選択し、補正ＱＴ間隔として指定可能である。一般的に、ＨＲ０は、医療関係者が頻繁に使用する６０ｂｐｍに準拠した、安静時の心拍数に該当する。心拍数６０ｂｐｍは、ＲＲ間隔１０００ｍｓに相当する。心拍数６０ｂｐｍ又はＲＲ間隔１０００ｍｓで観察されるＱＴ間隔に最も近いＱＴ間隔候補を選択し、補正ＱＴ間隔として指定可能である。この方法は、近接法と称される場合がある。ＨＲ０で観察されるＱＴ間隔を、ＱＴ０として指定することとする。任意の所定の心拍数を、正規化に利用可能であることを理解されたい。

ＨＲ０が、測定データで観測されない場合、ＨＲ０は、外挿を使用して推定可能である。例えば、データを、６０ｂｐｍ等の所定の心拍数ＨＲ０に向けて又は１０００ｍｓのＲＲ間隔に向けて外挿するために、多項式外挿を使用して、ＱＴ０を見いだすことが可能である。例えば、次数２の多項式外挿法（polynomial extrapolation with degree of 2）を適用可能である。ＱＴとＲＲとの間の関係は、二相性であり、したがって、外挿法では２の次数の使用が適する。しかしながら、他の任意の適切な外挿も使用可能である。

別の実施例として、最大確率を有するＱＴ間隔候補を選択して、補正ＱＴ間隔として指定可能である。図５の実施例において、ＱＴｃ_３は、ＱＴ値が、交点ＱＴｃ_１とＱＴｃ_２で、ＱＴ値と比較して、最高の確率を有する交点を表す。最大確率に基づいてＱＴ間隔候補を選択することは、この値がより頻繁に発生することで正当化される。

別の実施例として、補正ＱＴ間隔は、ＱＴ０近接（Δ_ＱＴ０）、ＱＴ候補の確率（Ｐ_ＱＴｃ）、補正距離（Δ_ＱＴ、下記参照）等の多くの因子からの寄与を組み合わせた複合的な関係を使用して選択可能である。この手法において、他の因子が、この関係に含まれるように見いだされ得ることに留意されたい。この場合、補正ＱＴ間隔は、これらすべての因子の全体的な正の寄与を最大化する間隔である。例えば、補正ＱＴ間隔は、下記式で算出可能である（他の関係も、着想可能である）。

Ｃは、定数であり、Δ_ＱＴ０（ＱＴｃ_ｋ）＝｜ＱＴｃ_ｋ－ＱＴ０｜、Δ_ＱＴ（ＱＴｃ_ｋ）＝｜ＱＴｃ_ｋ－ＱＴ_ｉ｜であり、Ｐ_ＱＴｃ（ＱＴｃ_ｋ）は、ＱＴ間隔候補ＱＴｃ_ｋの確率である。ユーザは自由に、任意の非負値をとり得る定数Ｃを変更することで、補正距離Δ_ＱＴの割合として、ＱＴ０－近接Δ_ＱＴ０の寄与度を決定できる。提案された関係を最小化することで、３つの因子から個々の寄与度のバランスをとる、すなわち、Δ_ＱＴ０を最小化し、Δ_ＱＴとＰ_ＱＴｃとを最大化するＱＴｃ_ｋを算出する。

最小確率５４０は、図５に示す通り、最小閾値であって、それを越えてＱＴｃ値を求めるべき最小閾値として予め決定可能である。言い換えれば、確率が低すぎると、あり得ないものとして拒絶され得る。図５の実施例において、ＱＴｃ１は、最小確率の閾値が予め決定されれば、拒絶される。最小確率を決定することで、補正ＱＴ間隔を決定する精度や信頼性が向上する。

上述の通り、差の閾値は、点を見いだすのに適用可能である。すなわち、２つの確率密度関数５１０、５２０が、互いに十分近く、関数同士の差が閾値より小さければ、この点は、交点として見なされ得る。第１の確率分布と第２の確率分布の交点は、第１の確率分布が、第２の確率分布と同一又は略同一、又は十分近いことに基づいて決定可能である。これにより、第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、差の閾値より小さい、状況が対象になる。差の閾値は、例えば、ユーザにより事前に定義され得、第１の及び／又は第２の確率分布の最大観測確率の割合で表され得る。閾値５％、１０％、又は１５％は、最大観測確率の割合の例である。差の閾値を交点の決定に適用する場合、交点が多いほど、見いだされ得る候補値が増加する。したがって、確率分布推定の誤差は、ＱＴｃの候補値をより変動させることで低減される。

ある実施形態によれば、既定のＱＴ_ｉ間隔よりも前のＱＴ間隔は、既定のＱＴ_ｉ間隔に先行する５～１０個のＱＴ間隔を含む。言い換えれば、ｋに対する値、すなわち、先行するＱＴ間隔の数は、例えば、５～１０であり得る。しかしながら、ｋに対する値は、例えば、１、２、３、４、１１、１２、１３、１４、１５等の１０前後であり得る。確率計算で考慮する先行するＱＴ間隔が多いほど、補正の精度はより高くなり得る。しかしながら、特定数の先行するＱＴ間隔後、精度は、データサイズが有限である制限により、もはや有意に変化しない。

ある実施形態によれば、既定のＲＲ_ｉ間隔よりも前のＲＲ間隔は、既定のＲＲ_ｉ間隔に先行する５～１０個のＲＲ間隔を含む。言い換えれば、ｎに対する値、すなわち、先行するＲＲ間隔の数は、例えば、５～１０であり得る。しかしながら、ｎに対する値は、例えば、１、２、３、４、１１、１２、１３、１４、１５等の１０前後であり得る。確率計算で考慮する先行するＲＲ間隔が多いほど、補正の精度はより高くなり得る。しかしながら、特定数の先行するＲＲ間隔後、精度は、データサイズが有限である制限により、もはや有意に変化しない。

ｎに対する値は、ｋに対する値と異なる場合がある。

図６は、ＱＴ補正の結果を例示する。この実施例において、健康な対象者のＥＣＧを測定した。引き続き、ＱＴとＲＲ間隔の時系列をＥＣＧから抽出した。一点鎖線６５０は、未加工の補正されていないＱＴ間隔を表す。実線６１０は、本明細書開示の方法に起因する補正ＱＴ間隔を表す。破線６２０は、Ｂａｚｅｔｔ法による補正ＱＴ間隔を表す。点線６３０は、Ｆｒｉｄｅｒｉｃｉａ法による補正ＱＴ間隔を表す。ＱＴ範囲６４０は、健康な対象者に対する補正ＱＴの正常範囲を表す。このため、図６に示し得る通り、Ｂａｚｅｔｔ法とＦｒｉｄｅｒｉｃｉａ法は、ＱＴ値を過大評価する傾向がある。ＱＴ補正に対する最も困難な領域は、心拍数信号６０５が示す通り、心拍数が高い又は変化する領域である。ＱＴ信号６１０、６２０、６３０の時間インデックスは、心拍数信号６０５の時間インデックスに対応する。最終的に、ＱＴ補正線６１０は、補正ＱＴがＲＲ間隔と無関係であることを確認する特徴的な平坦性を有する。

図７は、ＱＴ補正の結果を一例として示す。この実施例において、ＱＴ間隔の短縮に至る病状のある対象者のＥＣＧを計測した。一点鎖線７５０は、未加工の補正されていないＱＴ間隔を表す。実線７１０は、本明細書開示の方法に起因する補正ＱＴ間隔を表す。破線７２０は、Ｂａｚｅｔｔ法による補正ＱＴ間隔を表す。点線７３０は、Ｆｒｉｄｅｒｉｃｉａ法による補正ＱＴ間隔を表す。ＱＴ範囲７４０は、健康な対象者に対する補正ＱＴの正常範囲を表す。このため、図７に示し得る通り、Ｂａｚｅｔｔ法とＦｒｉｄｅｒｉｃｉａ法は、ＱＴ値を過大評価する傾向があり、短いＱＴを持つ対象者の有害な状況は、検出されない。実線７１０で示す補正ＱＴは、正常範囲７４０にないが、正常よりも短いＱＴ間隔を正確に示す。信号７０５は、心拍数信号を表す。ＱＴ信号７１０、７２０、７３０の時間インデックスは、心拍数信号７０５の時間インデックスに対応する。

補正ＱＴは、例えば、ユーザインターフェース、例えば、装置のディスプレイ上でユーザに表示可能である。補正ＱＴ間隔が異常な場合、警報信号は、ユーザの注意を引くために利用可能である。本明細書で報告された装置が、各心拍に対する補正ＱＴを推定しているため、平均補正ＱＴ又は他の概要は、ユーザに提示されて、実用的効果を向上可能である。心臓の再分極の時間を表すＱＴ時間は、心拍数依存性であり、補正ＱＴ時間が、性別や突然変異（mutation）に依存する特定の限界を越えると、個体は、潜在的に致命的な不整脈を有するリスクが増加する。このため、臨床用途においても、ＱＴ時間を調整して、正確なＱＴ値を得て、個体が、不整脈のリスク増加にあるかを検出しなければならない。このため、補正ＱＴは、個体の心臓の再分極時間が正常であるかを評価し、長時間ＱＴ症候群又は短時間ＱＴ症候群等の、再分極時間に影響する可能性がある病気を検出するために使用可能である。カリウム濃度等の血清電解質レベルの異常はまた、再分極時間に影響するので、それらは、ＥＣＧ記録と補正ＱＴ分析とで観察され得る。さらに、すでに市販されているいくつかの薬剤は、いくつかの個体の心臓の再分極時間を延長するので、そのような状況での正確なＱＴ間隔を検出し、それらの脆弱な患者においてそのような薬剤の使用を避けることは臨床上重要である。

装置は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、を含み得、少なくとも１つのメモリとコンピュータプログラムコードは、ＥＣＧ信号を受信すること、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔を抽出すること、複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること、複数のＱＴ間隔と複数のＲＲ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、第１の確率分布と第２の確率分布とが交差する、又は第１の確率分布と第２の確率分布との間の差が、所定の差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び１つ以上の点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、を少なくとも１つのプロセッサにより、該装置に実行させるように構成可能である。

該装置は、１つ以上の交点に対応する１つ以上のＱＴ値を、既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補として指定すること、及び所定の心拍数で観察されるＱＴ間隔に最も近いＱＴ間隔候補を選択して、補正ＱＴ間隔として指定すること、を実行するように構成可能である。

該装置は、所定の心拍数を観察しないことに応じて、ＥＣＧ信号由来のＱＴ及びＲＲデータを、所定の心拍数に向けて外挿することを実行するように構成可能である。

該装置は、１つ以上の交点に対応する１つ以上のＱＴ値を、既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補として指定すること、及び最大確率を有するＱＴ間隔候補を選択して、補正ＱＴ間隔として指定すること、を実行するように構成可能である。

該装置は、１つ以上の交点に対応する１つ以上のＱＴ値を、既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補として指定すること、少なくともＱＴ間隔候補の確率、ＱＴ間隔候補と所定の心拍数で観察されるＱＴ間隔との間の距離、及びＱＴ間隔候補と既定のＱＴ間隔との間の距離に基づいて関係を形成すること、該関係を最小化するＱＴ間隔候補を選択し、補正ＱＴ間隔として指定すること、を実行するように構成可能である。

該装置は、補正ＱＴ間隔を表示用に提供すること、心電図記録に基づいて決定される結果を表示用に提供すること、補正ＱＴ間隔が、所定の第１の閾値より小さいか、又は所定の第２の閾値より大きい場合に、アラームを鳴らすこと、の１つ以上を実行するように構成可能である。

本発明は、上記記載の実施形態のみに限定されないが、添付の請求項の範囲内で変更可能であることは明らかである。

本明細書記載の実施形態は、少なくとも心臓の電気活動のモニタリングにおいて、産業上の利用可能性がある。

Claims (15)

1. 装置によって、心電図であるＥＣＧ信号を受信すること、
   前記装置によって、複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、
   複数のＱＴ間隔を抽出すること、
   前記装置によって、前記複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を算出すること、
   前記装置によって、前記複数のＱＴ間隔と前記複数のＲＲ間隔とに基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、
   前記装置によって、前記第１の確率分布と前記第２の確率分布とが交差する、又は前記第１の確率分布と前記第２の確率分布との間の差が予め定めた差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び
   前記装置によって、１つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、前記複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、
   を含む、方法。
2. 前記第１の確率分布は、前記既定のＱＴ間隔よりも前の前記ＱＴ間隔が検出された条件で、前記複数のＱＴ間隔のうちの前記既定のＱＴ間隔が検出される確率を定義する、請求項１に記載の方法。
3. 前記第２の確率分布は、前記既定のＱＴ間隔よりも前の前記ＱＴ間隔が検出され、且つ前記既定のＱＴ間隔又は前記複数のＲＲ間隔のうちの既定のＲＲ間隔よりも前の前記ＲＲ間隔が検出された条件で、前記複数のＱＴ間隔のうちの前記既定のＱＴ間隔が検出される確率を定義する、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 前記既定のＱＴ間隔よりも前の前記ＱＴ間隔は、前記既定のＱＴ間隔に先行する５個～１０個のＱＴ間隔を含む、請求項２又は請求項３に記載の方法。
5. 前記既定のＲＲ間隔よりも前の前記ＲＲ間隔は、前記既定のＲＲ間隔に先行する５個～１０個のＲＲ間隔を含む、請求項３に記載の方法。
6. 前記１つ以上の見いだされた点に対応する前記１つ以上のＱＴ値を、前記既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補として指定すること、及び
   予め定めた心拍数で観察されるＱＴ間隔に最も近いＱＴ間隔候補を選択し、前記補正ＱＴ間隔として指定すること、をさらに含む、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の方法。
7. 前記予め定めた心拍数を観察しないことに応じて、前記ＥＣＧ信号由来のＱＴ及びＲＲデータを、前記予め定めた心拍数に向けて外挿することをさらに含む、請求項６に記載の方法。
8. 前記１つ以上の見いだされた点に対応する前記１つ以上のＱＴ値を、前記既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補に指定すること、及び
   最大確率を有するＱＴ間隔候補を選択し、前記補正ＱＴ間隔として指定すること、をさらに含む、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の方法。
9. 前記１つ以上の見いだされた点に対応する前記１つ以上のＱＴ値を、前記既定のＱＴ間隔に対する１つ以上のＱＴ間隔候補に指定すること、及び
   少なくともＱＴ間隔候補の確率、前記ＱＴ間隔候補と予め定めた心拍数で観察されるＱＴ間隔との間の距離、及び前記ＱＴ間隔候補と前記既定のＱＴ間隔との間の距離に基づいて、関係を形成すること、
   前記関係を最小化するＱＴ間隔候補を選択し、前記補正ＱＴ間隔として指定すること、をさらに含む、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の方法。
10. 前記補正ＱＴ間隔を表示用に提供すること、
    心電図記録に基づいて決定される結果を表示用に提供すること、及び
    前記補正ＱＴ間隔が、予め定めた第１の閾値より小さいか、又は予め定めた第２の閾値より大きい場合に、アラームを鳴らすこと、の１つ以上をさらに含む、請求項１から請求項９までのいずれか１項に記載の方法。
11. ＥＣＧ信号を受信すること、
    複数の心拍（ＲＲ）間隔を抽出すること、
    複数のＱＴ間隔を抽出すること、
    前記複数のＱＴ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第１の確率分布を計算すること、
    前記複数のＱＴ間隔と前記複数のＲＲ間隔に基づいて、ある範囲のＱＴ値に対する第２の確率分布を算出すること、
    前記第１の確率分布と前記第２の確率分布とが交差する、又は前記第１の確率分布と前記第２の確率分布との間の差が予め定めた差の閾値より小さい、１つ以上の点を見いだすこと、及び
    １つ以上の見いだされた点に対応する１つ以上のＱＴ値の１つを、前記複数のＱＴ間隔のうちの既定のＱＴ間隔に対する補正ＱＴ間隔として指定すること、
    を実行するための手段を含む、装置。
12. 前記手段は、請求項２から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法を実行するようにさらに構成される、請求項１１に記載の装置。
13. 前記手段は、少なくとも１つのプロセッサと、コンピュータプログラムコードを含む少なくとも１つのメモリと、を含み、前記少なくとも１つのメモリと前記コンピュータプログラムコードは、前記少なくとも１つのプロセッサにより、前記装置を動作させるように構成される、請求項１１又は請求項１２に記載の装置。
14. 前記装置は、装着可能なモニタリング装置又は心電図モニタリング装置である、請求項１１から請求項１３までのいずれか１項に記載の装置。
15. 少なくとも１つのプロセッサ上で実行される場合、装置に、請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の方法を実行させるように構成されたコンピュータプログラムコードを含む、コンピュータプログラム。

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