JP3338049B2 - Electrocardiogram signal analyzer and cardiac defibrillator including the same - Google Patents

Electrocardiogram signal analyzer and cardiac defibrillator including the same

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JP3338049B2
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electrocardiogram signal
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electrocardiogram
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カン、スティーヴン・シェイド
デントン、ティモティ・アラン
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61NELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY; ULTRASOUND THERAPY
    • A61N1/00Electrotherapy; Circuits therefor
    • A61N1/18Applying electric currents by contact electrodes
    • A61N1/32Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents
    • A61N1/38Applying electric currents by contact electrodes alternating or intermittent currents for producing shock effects
    • A61N1/39Heart defibrillators
    • A61N1/3925Monitoring; Protecting

Description

【発明の詳細な説明】 関連出願に対する相互参照 本出願は1990年6月20日に、同一発明者の名で、同一
名称で出願された系属中の出願番号第541,881号の部分
継続出願である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is a continuation-in-part of Serial No. 541,881, filed on June 20, 1990, in the name of the same inventor and filed under the same name. is there.

技術分野 本発明は心電図信号解析装置、具体的には、心臓疾
患、特に、不整脈、細動及び関連疾患の検出を可能にす
る心電図信号解析装置及びそれを含む心臓除細動器に関
する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrocardiogram signal analyzer, and more particularly to an electrocardiogram signal analyzer capable of detecting a heart disease, in particular, arrhythmia, fibrillation and related diseases, and a heart defibrillator including the same.

背景技術 過去10年に及ぶ虚血性心臓病の診断及び処置における
大きな進歩にもかかわらず、毎年相当数の患者が心室細
動(VF)による突然心臓死に遭遇している。現在まで、
確実な予知法又は予防手段は開発されていない。外面的
には、VFは極めて複雑で偶発的現象に見える。心臓機能
における、特にVFに先行する段階(VFの兆候)を含む他
の関連心臓疾患も同じである。従って、自動装置で患者
のVF又はVFの兆候を呈していることを何かの確実性をも
って検出することは困難である。さらに、VFの兆候は、
熟練した医療関係者にとっても確実に判定することは難
かしい。
BACKGROUND OF THE INVENTION Despite significant advances in the diagnosis and treatment of ischemic heart disease over the last decade, a significant number of patients each year experience sudden cardiac death from ventricular fibrillation (VF). to date,
No reliable predictive or preventive measures have been developed. Externally, VF looks extremely complex and accidental. The same is true of other related heart diseases, including those in cardiac function, especially those that precede VF (signs of VF). Therefore, it is difficult to detect with certainty that a patient has VF or signs of VF with an automatic device. In addition, the signs of VF are:
It is difficult for a skilled medical person to make a reliable determination.

従って、心臓疾患を検出し評価する方法は広い適応性
と有用性がある。患者モニター装置は、患者がVF又はVF
の兆候を呈すると医療関係者を呼出しうる。VFに対向す
る自動装置、例えば埋込型自動除細動装置(AlCDs)
は、患者の状態の過酷さの評価に基づいて、その動作を
変更し得る。また、VFのリスクを確実に評価する方法
は、外科手術又は他の重大な治療を受けている患者をモ
ニターするのに重要な有用性を有しうる。
Thus, methods for detecting and assessing heart disease have wide applicability and utility. The patient monitoring device is used to
May call a healthcare professional. Automatic devices facing VF, such as implantable automatic defibrillators (AlCDs)
May change its behavior based on an assessment of the severity of the patient's condition. Also, a method of reliably assessing the risk of VF may have important utility in monitoring patients undergoing surgery or other critical care.

ある抗不整脈薬は過剰濃度で前不整脈効果を有するこ
とが見いだされている。例えば、キニジンは、このよう
な毒性があることが知られている。心臓疾患を検出し評
価する方法は、患者が心臓状態に関連する薬物を有毒量
(又は半有毒量)量投与されているかを判定するのにも
広い適応性と有用性を有する。
Certain antiarrhythmic drugs have been found to have proarrhythmic effects at excessive concentrations. For example, quinidine is known to have such toxicity. Methods for detecting and assessing heart disease also have broad applicability and utility in determining whether a patient is receiving a toxic (or semi-toxic) amount of a drug associated with a cardiac condition.

カオス理論は、高度に複雑で、一見すると無作為のよ
うであるが、比較的簡単な系の決定論的結果として記載
しうる現象に関連する最近発達した分野である。カオス
理論は、あいまいさ及び不明確を含む生態系及び他の系
において、潜在的に広い用途を有している。例えば、カ
オス理論は、脳波図(EEG)及び心電図(EKG)信号を含
む特定の自然課程を記載するのに価値があると推測され
て来た。決定論的カオスの諸相を検出し評価する技術は
カオス理論の分野では知られているが、医学分野ではほ
とんど適用例は見られない。
Chaos theory is a recently developed field related to phenomena that are highly complex and seemingly random, but can be described as deterministic consequences of relatively simple systems. Chaos theory has potentially wide application in ecosystems and other systems that include ambiguity and ambiguity. For example, chaos theory has been speculated to be valuable in describing certain natural processes, including electroencephalogram (EEG) and electrocardiogram (EKG) signals. Techniques for detecting and evaluating aspects of deterministic chaos are known in the field of chaos theory, but have few applications in the medical field.

従って、心室細動(VF)及びVFの兆候を含む心臓疾患
を検出し評価するための改良方法及び装置が要望されて
いる。
Accordingly, there is a need for improved methods and devices for detecting and assessing heart disease, including ventricular fibrillation (VF) and signs of VF.

発明の開示 本発明の第一の特徴は、心臓疾患の検出する手段とし
て患者の心電図(EKG)の位相面図(phase−plane plo
t)(PPP)を解析する心電図信号解析装置を提供するも
のである。正常患者は、比較的平滑であるPPPを有す
る。心室細動(VF)の兆候が現れる危険性がある患者
は、カオス課程の特徴、例えば多重帯状化、「禁止地
帯」、周期倍加を含む周期性及び定位相性を示すPPPを
有し、VFを示す患者は騒々しく不規則に見えるPPPを有
する。PPPが異なることは容易に認識され、かくして心
臓疾患を有する患者を検出し得る。
DISCLOSURE OF THE INVENTION A first feature of the present invention is a phase-plane plot of a patient's electrocardiogram (EKG) as a means for detecting heart disease.
t) An ECG signal analyzer for analyzing (PPP) is provided. Normal patients have a relatively smooth PPP. Patients who are at risk of developing signs of ventricular fibrillation (VF) have PPPs that exhibit characteristics of chaos, such as multiple zoning, "ban zones," periodic and phasic including cycle doubling, and VF The patient presenting has a PPP that looks noisy and irregular. The different PPPs are easily recognized and can thus detect patients with heart disease.

好ましい態様では、決定論的カオスのPPPの程度はプ
ロセッサー、例えばグラフ解析及び数値解析により測定
しうる。(1)プロセッサーは、PPPのリアプノフ指数
又はフラクタル次元を測定してもよい。(2)プロセッ
サーはPPPのポアンカレ断面を決定し、決定論的カオス
の標識のためのポアンカレ断面を検査してもよい。又、
処理したPPP及びポアンカレ断面は人間のオペレーター
が検査しても良い。
In a preferred embodiment, the degree of PPP of deterministic chaos can be measured by a processor, for example, by graph analysis and numerical analysis. (1) The processor may measure the Lyapunov exponent or fractal dimension of the PPP. (2) The processor may determine the Poincare section of the PPP and examine the Poincare section for signs of deterministic chaos. or,
The processed PPP and Poincare sections may be inspected by a human operator.

本発明の第二の特徴は、心臓疾患を検出する手段とし
て、患者のEKGの周波数領域変換(frequency−domain t
ransform)(例えばFFT)の検査を行う心電図信号解析
装置を提供するものである。正常患者は、不連続のスペ
クトルを伴うFFTを有し、一方VFを示す患者は比較的連
続的なスペクトルと比較的低周波数(例えば約5−6H
z)にピークエネルギーを有するFFTを持っている。ショ
ックで復帰するのが難かしいVFを示す患者は比較的高周
波数(例えば約10Hz又はそれ以上)にピークエネルギー
を有するFFTを持っている。
A second feature of the present invention is that a means for detecting heart disease is a frequency-domain transform of a patient's EKG.
The present invention provides an electrocardiogram signal analyzer for performing a ransform (eg, FFT) test. Normal patients have an FFT with a discontinuous spectrum, while patients exhibiting VF have a relatively continuous spectrum and relatively low frequencies (eg, about 5-6H).
z) has an FFT with peak energy. Patients with a VF that is difficult to recover from shock have an FFT with peak energy at relatively high frequencies (eg, about 10 Hz or higher).

好ましい態様では、自動除細動装置は、大きさを少く
ともある程度FFTのピークエネルギーにより決定される
可変ショックを与える手段を含んでいても良い。また、
除細動装置は、FFTのピークエネルギーが比較的高い周
波数にある場合に、警報を送る手段を含みうる。
In a preferred embodiment, the defibrillator may include means for providing a variable shock at least in part determined by the peak energy of the FFT. Also,
The defibrillator may include a means for alerting when the peak energy of the FFT is at a relatively high frequency.

本発明の第三の特徴は、例えば、曲線に指数関数的関
係又は曲線のパラメータ時定数を適合して患者に関して
作られる活動電位持続時間(APD)回復曲線又は活動電
位振幅(APA)曲線の詳細に基づいて薬物毒性を検出す
る方法を供給する。適合曲線の勾配は患者の不整脈素因
の可能性を示す。適合曲線のパラメータの相違により、
例えば不整脈又は虚血の危険性があるか否かについて正
常患者と異常患者を区別することができる。正常患者は
比較的低いパラメータ時定数を有し、薬物毒性を示す患
者は比較的高いパラメータ時定数を有する。APD又はAPA
データのPPPを生成し、前記PPPを解釈し、薬物毒性を検
出及び評価するのに本明細書に記載された解析技術を利
用しても良い。
A third aspect of the invention is the details of an action potential duration (APD) recovery curve or an action potential amplitude (APA) curve generated for a patient, for example, by fitting an exponential relationship to the curve or the parameter time constant of the curve. And a method for detecting drug toxicity based on the The slope of the fitted curve indicates the patient's potential for arrhythmia predisposition. Due to the difference in the parameters of the fit curve,
For example, normal and abnormal patients can be distinguished as to whether there is a risk of arrhythmia or ischemia. Normal patients have relatively low parameter time constants, and patients exhibiting drug toxicity have relatively high parameter time constants. APD or APA
The analytical techniques described herein may be used to generate a PPP of the data, interpret the PPP, and detect and evaluate drug toxicity.

図面の簡単な説明 図1は患者のモニター装置を示す。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows a patient monitoring device.

図2は一連の試料EKG信号を示す。 FIG. 2 shows a series of sample EKG signals.

図3は図2の試料EKG信号に対する一連の対応PPPを示
す。
FIG. 3 shows a series of corresponding PPPs for the sample EKG signal of FIG.

図4はサンプルPPP及び対応ポアンカレ断面を示す。 FIG. 4 shows a cross section of the sample PPP and the corresponding Poincare.

図5はサンプルPPP及び対応経時ポアンカレ断面を示
す。
FIG. 5 shows a sample PPP and a corresponding Poincare section with time.

図6はEKG信号に高速フーリエ変換(FFT)を実施する
ことにより得られた一連の対応周波数領域変換を示す。
FIG. 6 shows a series of corresponding frequency domain transforms obtained by performing a fast Fourier transform (FFT) on the EKG signal.

図7は改良された埋込型心臓除細動装置(AlCD)を示
す。
FIG. 7 shows an improved implantable cardioverter defibrillator (AlCD).

図8はこの分野で活動電位として知られる、個々の心
臓筋肉細胞の刺激に対する信号応答を示す。
FIG. 8 shows the signal response to stimulation of individual cardiac muscle cells, known in the art as action potentials.

発明を実施するための好ましい態様 本発明の第一の特徴は患者心電図(EKG)の位相面図
(PPP)の検査による心臓疾患の検出及び評価に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The first aspect of the present invention relates to the detection and evaluation of heart disease by examining a phase diagram (PPP) of a patient electrocardiogram (EKG).

図1は患者モニター装置を示す。患者101は心電図(E
KG)装置102に結合され、このEKG装置102はEKG信号を取
得して、それらをプロセッサー103に送る。プロセッサ
ー103は、この分野においてよく知られているようにモ
ニター104にEKG信号を表示してもよく、またEKG信号を
処理して、その処理結果をモニター104に表示するよう
にしても良い。
FIG. 1 shows a patient monitoring device. Patient 101 has an electrocardiogram (E
KG) coupled to a device 102, which acquires EKG signals and sends them to a processor 103. The processor 103 may display the EKG signal on the monitor 104 as is well known in the art, or may process the EKG signal and display the processing result on the monitor 104.

EKG信号は、それらを取得する方法と同じく、この分
野でよく知られている。ここで使用しているように、EK
Gは、表面心電図をいうが、他の形式の心電図もここに
開示した方法と共に使用でき、これらも本発明の範囲及
び精神の内にある。例えば、ここで言うEKGには、表面E
KG、心外膜EKG、心内膜EKG、或いは心臓内又は近くで測
定された他の関連信号(又は信号の集合)が含まれる。
さらに扱われる信号は、電圧信号、電流信号又は他の関
連電磁気値(又は一連の値)でも良い。
EKG signals are well known in the art, as are the methods of obtaining them. EK as used here
G refers to a surface electrocardiogram, but other types of electrocardiograms can be used with the methods disclosed herein and are within the scope and spirit of the invention. For example, the EKG mentioned here has a surface E
KG, epicardial EKG, endocardial EKG, or other relevant signal (or set of signals) measured in or near the heart.
Further, the signals handled may be voltage signals, current signals or other related electromagnetic values (or series of values).

図2は一連の試料EKG信号を示す。第一EKG信号201は
正常患者を示す。第二EKG信号202はVFへの過渡期の患者
を示す。第三EKG信号203はVFを煩っている患者を示す。
FIG. 2 shows a series of sample EKG signals. The first EKG signal 201 indicates a normal patient. The second EKG signal 202 indicates a patient in transition to VF. Third EKG signal 203 indicates a patient suffering from VF.

プロセッサー103はEKG信号からの位相面図(PPP)を
構成しうる。PPPの第一型はその第一次導関数に対してE
KG変数をプロットしたものである。好ましい態様では、
EKG変数は電圧v(時間の関数)であり、その第一次導
関数はdv/dt(これも時間の関数)である。
Processor 103 may construct a phase plane diagram (PPP) from the EKG signal. The first type of PPP has E for its first derivative
This is a plot of the KG variable. In a preferred embodiment,
The EKG variable is the voltage v (a function of time) and its first derivative is dv / dt (also a function of time).

しかしながら、本明細書、図面及び請求の範囲を熟読
すれば、PPPの解釈の許容範囲が広いことは、この分野
の当業者にとって明らかである。PPPに関し選ばれた変
数は、EKG電圧、電流、又は他の信号値を含む種々の異
なるパラメーターでありうる。選ばれた変数(v)はそ
の第一次導関数(dv/dt)、その第二次導関数d2v/dt2
又は他の第n次導関数dnv/dtnに対してプロットしう
る。又は、第M次導関数は第N次導関数に対してプロッ
トしうる。
However, upon perusal of the specification, drawings and claims, it will be apparent to those skilled in the art that the permissiveness of PPP interpretation is wide. The variables chosen for the PPP can be a variety of different parameters, including EKG voltage, current, or other signal values. The chosen variable (v) is its first derivative (dv / dt), its second derivative d 2 v / dt 2 ,
Or, it may be plotted against another nth derivative d n v / dt n . Alternatively, the Mth derivative may be plotted against the Nth derivative.

他の形式のPPPは、それ自身の時間遅延変換(time de
layed version)に対するEKG変数(又はその第N次導関
数)のプロット(例えばv(t)対v(t−δt))を
含む。この形式のPPPは時に「復帰図」とも呼ばれる。
この型のPPPはEKG信号ノイズに対し感度がよくない。
Other forms of PPP use their own time-delay conversion (time de
(e.g., v (t) versus v (t- [delta] t)) for a plot of the EKG variable (or its Nth derivative) against the laid version. This form of PPP is sometimes called a "return diagram."
This type of PPP is not sensitive to EKG signal noise.

PPPの他の型は、同時に3つのEKG変数(又はその第N
次導関数)(例えばv、dv/dt及びd2v/dt2)のプロット
を含みうる。このようなPPPは3次元である。PPPが3次
元である場合、それは立体的に表示しても良く、また、
3次元ディスプレイの2次元面「カット」を2次元ディ
スプレイに表示しても良い。ここに記載した全てのこれ
ら選択又はその組合せが実行可能であり、本発明の範囲
及び精神の内にあることは、当業者にとって明らかであ
ろう。
Another type of PPP is that three EKG variables (or their Nth
(For example, v, dv / dt and d 2 v / dt 2 ). Such a PPP is three-dimensional. If the PPP is three-dimensional, it may be displayed in three dimensions,
The two-dimensional surface “cut” of the three-dimensional display may be displayed on the two-dimensional display. It will be apparent to one skilled in the art that all of these alternatives or combinations thereof described herein are feasible and within the scope and spirit of the present invention.

図3は、図2の試料EKG信号に対する対応PPP群を示
す。第一PPP301は第一EKG信号201に対応する。第二PPP3
02は第二EKG信号202に対応する。第三PPP303は第三EKG
信号203に対応する。
FIG. 3 shows the corresponding PPP group for the sample EKG signal of FIG. The first PPP 301 corresponds to the first EKG signal 201. Second PPP3
02 corresponds to the second EKG signal 202. The third PPP303 is the third EKG
Corresponds to signal 203.

本発明のこの特徴の部分は、正常患者がその正常患者
からのEKG信号の規則正しさと平滑さを示すPPPを有し、
一方VFを受けている患者は、決定論的カオス(例えば、
周期、帯状化(banding)及び「禁止地帯」)であるEKG
信号の不規則さと複雑さを示すPPPを有することの発見
である。さらに正常からVFへの転換中(すなわち、VFの
兆候中)にある患者は、当該患者のEKG信号が決定論的
カオスへの転換中にあるという評価と一致するPPPを示
す。
Part of this feature of the invention is that the normal patient has a PPP that indicates the regularity and smoothness of the EKG signal from the normal patient,
On the other hand, patients receiving VF have deterministic chaos (eg,
EKG for period, banding and "ban zone")
It is the discovery of having a PPP that indicates signal irregularity and complexity. In addition, patients undergoing a transition from normal to VF (ie, during the onset of VF) exhibit PPP consistent with their assessment that their EKG signal is undergoing a transition to deterministic chaos.

正常患者は、比較的規則正しいビートツービートEKG
信号を有する。患者がVFに転換すると、患者のEKG信号
は、初めは対の変性及び規則的ビートツービート信号間
の変動を示す。転換が続くと、患者のEKG信号はだんだ
ん大きくなる数の変数及び規則的信号間の変動(例えば
4交互拍動、8交互拍動等)を示し、終には、もはや変
性及び規則的信号を確認するのができなくなり、EKG信
号が不規則で極めて複雑になる。この時点で、患者はVF
を示していると一般に云われる。
Normal patients have a relatively regular beat-to-beat EKG
Signal. When the patient switches to VF, the patient's EKG signal initially exhibits paired degeneration and variations between regular beat-to-beat signals. As the conversion continues, the patient's EKG signal will show an ever increasing number of variables and fluctuations between the regular signals (eg, 4 alternating beats, 8 alternating beats, etc.), and by the end, no more degenerate and regular signals The EKG signal becomes irregular and extremely complex, which cannot be confirmed. At this point, the patient has
Is generally referred to as

同様に、患者のPPPは平滑な単一帯表示から多数帯表
示(多重交互拍動を示す)を経て最後に不規則で高い複
雑な表示に変転する。PPPにおける表示変化は著るしい
ので比較的訓練していない人でも違いを見ることが出来
る。これは一般に評価するのに熟練した心臓学者を必要
とするEKGにおける表示変化とは著しく異なる。
Similarly, the patient's PPP changes from a smooth single band display to a multiple band display (indicating multiple alternating beats) and finally to an irregular high complex display. The display changes in PPP are so dramatic that even relatively untrained people can see the difference. This is significantly different from the display changes in the EKG that generally require a skilled cardiologist to evaluate.

患者を正常からVFに変転させる幾つかの可能な因子が
ある。これらの因子は、薬物過剰用量(特に過剰用量に
おいて前不整脈効果を有する抗不整脈薬による過剰用
量、例えばキニジン中毒)、過度電気刺激、冷却法、虚
血及びストレスを含みうる。好ましい態様では、患者モ
ニターは患者が正常からVFに変転しているかを測定する
ために患者のPPPを検査しうる。これは、これらの前不
整脈因子が過度に存在することを示す。
There are several possible factors that change a patient from normal to VF. These factors can include drug overdose (especially overdose with antiarrhythmic drugs that have proarrhythmic effects at overdose, such as quinidine intoxication), hyperelectric stimulation, cooling, ischemia and stress. In a preferred embodiment, the patient monitor may examine the patient's PPP to determine if the patient has changed from normal to VF. This indicates that these proarrhythmic factors are excessively present.

プロセッサー103は、決定論的カオスのPPPの程度を測
定するためにPPPをさらに加工しうる。幾つかの技術が
この目的に適用しうる。
Processor 103 may further process the PPP to determine the degree of deterministic chaotic PPP. Several techniques can be applied for this purpose.

(1)プロセッサー103はPPPのリアプノフ指数を測定し
うる。PPPのリアプノフ指数は、PPPの近くの道が分岐す
る程度の測定である。リアプノフ指数はカオス理論にお
いてよく知られており、入手可能なソフトウエアで測定
しうる。例えばウォルフ等「デターミニング・リアプノ
フ・エクスポーネンツ・フロム・ア・タイム・シリー
ズ」、フイジカ・デイー1985;16:285−317参照。
(1) The processor 103 can measure the Lyapunov exponent of PPP. The Lyapunov exponent for PPP is a measure of the degree to which roads near PPP diverge. The Lyapunov exponent is well known in chaos theory and can be measured with available software. See, for example, Wolff et al., "Determining Lyapunov Exponents from a Time Series", Fujika Day 1985; 16: 285-317.

(2)プロセッサー103はPPPのフラクタル次元を測定し
うる。PPPのフラクタル次元はPPPが「空間充填」曲線を
形成する程度の尺度である。フラクタル次元はカオス理
論でよく知られており、例えば以下に示すように幾つか
の技術(例えば、相関次元又は箱計算法)で測定しう
る。
(2) The processor 103 can measure the fractal dimension of the PPP. The fractal dimension of PPP is a measure of the degree to which PPP forms a "space-filling" curve. Fractal dimensions are well known in chaos theory and can be measured by several techniques (eg, correlation dimensions or box calculations), for example, as shown below.

PPPのフラクタル次元を測定するため、プロセッサー1
03は、PPP上に(一連の箱からなる)直線グリッドを焼
き付けて、PPPのトレースによりカットされる箱の数を
算える。プロセッサー103はグリッドの大きさを変え、
各グリッドの大きさと各総数を記録する。次いでプロセ
ッサー103は、以下の関係において定数kを算出する。
Processor 1 to measure the fractal dimension of PPP
03 prints a straight grid (consisting of a series of boxes) on the PPP and counts the number of boxes cut by the PPP trace. Processor 103 changes the size of the grid,
Record the size and total number of each grid. Next, the processor 103 calculates a constant k according to the following relationship.

ln(箱切断の#(数))=k*ln(グリッド304にお
ける箱の#(数)) ln(箱切断カットの#)=k*ln(グリッド304中の
箱の#) 定数kは、PPPのフラクタル次元の尺度である。約3
から約7までの間、特に分数部分を持つkの値は、PPP
が決定論的カオスに基づくプロセス、従ってVFに近い患
者(即ち、実質的にVFである患者)を表わすことを意味
すると思われる。
ln (# (number) of box cutting) = k * ln (# (number) of box in grid 304) ln (# of box cutting cut) = k * ln (# of box in grid 304) The constant k is It is a measure of the fractal dimension of PPP. About 3
The value of k with a fractional part between and about 7 is PPP
Would represent a deterministic chaos-based process, and thus a patient near VF (ie, a patient who is substantially VF).

(3)プロセッサー103は、PPPのポアンカレ断面を測定
し、ここに記載されるように決定論的カオスの指標のた
め、そのポアンカレ断面を検査しうる。処理したPPP及
びポアンカレ断面も人間のオペレーターによる検査のた
め示され、その結果全ての可視構造が容易に認識され
る。
(3) Processor 103 may measure the Poincare section of the PPP and examine the Poincare section for an indicator of deterministic chaos as described herein. The processed PPP and Poincare sections are also shown for inspection by a human operator, so that all visible structures are easily recognized.

図4はサンプルPPP401及び対応ポアンカレ断面402を
示す。ポアンカレ断面は、PPPの一部を横断させて引い
た線分を含む。一般に、かかる線分は対象領域における
PPPの軌道にほぼ垂直になる。
FIG. 4 shows a sample PPP 401 and a corresponding Poincare section 402. The Poincare section includes a line drawn across a portion of the PPP. Generally, such a line segment is
It is almost perpendicular to the trajectory of PPP.

プロセッサー103は、各ポアンカレ断面又はPPPにおい
てデータ点を獲得し、これらデータ点の有方性又は不均
一性の統計的指標を計算する。かかる指標はこれらデー
タ点の平均及び標準偏差に基づく(これらはこの分野で
よく知られた統計的方法により計算されうる)。比率γ
は γ=(標準偏差)/(期待値) (403) ポアンカレ断面における凝集の程度の尺度である。
Processor 103 acquires data points at each Poincare section or PPP and calculates a statistical measure of the isotropic or non-uniformity of these data points. Such indicators are based on the mean and standard deviation of these data points (these can be calculated by statistical methods well known in the art). Ratio γ
Γ = (standard deviation) / (expected value) (403) is a measure of the degree of aggregation in the Poincare section.

γにとってのより大きな値は、PPPが決定論的カオス
に基づくプロセス、そして従ってVFに近い患者(又は実
際にVFである患者)を表わす傾向が強い。γに対する値
は、この分野でよく知られているように、正常患者から
の変化の程度を示すための信用バンド群と共に正常患者
にとってのγに対する値と比較して、人のオペレーター
により検査のために示される。
Larger values for γ tend to represent a process where PPP is based on deterministic chaos, and thus patients who are close to VF (or who are actually VF). The value for γ, as is well known in the art, is compared with the value for γ for a normal patient, along with a set of credit bands to indicate the degree of change from a normal patient, for testing by a human operator. Is shown in

プロセッサー103は又ポアンカレ断面の他の統計的指
標を計算しうる。
Processor 103 may also calculate other statistical indicators of the Poincare section.

プロセッサー103は又、PPPの「経時」ポアンカレ断面
を検査しうる。
Processor 103 may also inspect the "aged" Poincare section of the PPP.

図5は実施例PPP501及び対応経時ポアンカレ断面502
を示す。経時ポアンカレ断面は、1データ点各t秒を選
択することによるPPP選ばれたデータ点群を含みうる。
経時ポアンカレ断面は、ここに開示された他のポアンカ
レ断面と同様の方法で解析されうる。
FIG. 5 shows the embodiment PPP501 and the corresponding aging Poincare section 502
Is shown. The Poincare section over time may include a PPP selected set of data points by selecting one data point every t seconds.
Aged Poincare sections can be analyzed in a manner similar to the other Poincare sections disclosed herein.

本発明の第二の特徴は、患者EKGの周波数領域変換に
基づく心臓疾患の検出と評価に関する。
A second aspect of the invention relates to the detection and evaluation of heart disease based on a frequency domain transform of a patient EKG.

図6は、EKG信号にFFTを実施することにより得られた
対応周波数領域変換群を示す。第一変換601は第一EKG信
号(図示せず)に対応する。第二変換602は第二EKG信号
(図示せず)に対応する。
FIG. 6 shows a corresponding frequency domain transform group obtained by performing an FFT on the EKG signal. The first transform 601 corresponds to a first EKG signal (not shown). Second transform 602 corresponds to a second EKG signal (not shown).

正常患者を表す第一変換601では、周波数スペクトル
は対応EKG信号のエネルギーが主として不連続位置の周
波数で起こることを示している。VFを示している患者を
表す第二変換602では、周波数スペクトルは、対応EKG信
号のエネルギーが周波数の連続スペクトルを有し、エネ
ルギーピーク603を有することを示している。
In a first transform 601 representing a normal patient, the frequency spectrum indicates that the energy of the corresponding EKG signal occurs primarily at the frequency of the discontinuous location. In a second transform 602 representing a patient exhibiting VF, the frequency spectrum indicates that the energy of the corresponding EKG signal has a continuous spectrum of frequencies and has an energy peak 603.

本発明のこの特徴の部分は、例えば高調波振幅比(HM
R)の計算を含む、周波数領域変換を解析する視覚的及
び数学的方法の使用である。HMRを測定するため、周波
数領域変換(例えばFFT)のスペクトルにおけるエネル
ギー分布の主ピーク又は中央領域を特定し、HMRを以下
のように計算した。特定点の領域における変換の大きさ
(magnitude)は、例えば、特定点及び周囲点での変換
の大きさを合計することにより決定され、特定点につい
ての周波数の調和値の領域における、対応する大きさと
合計される。この合計は全体の信号に対する変換の総大
きさによって割る。比はHMRとして定義される。
Part of this feature of the invention is that the harmonic amplitude ratio (HM
R) the use of visual and mathematical methods to analyze the frequency domain transform, including the calculation of To measure the HMR, the main peak or central region of the energy distribution in the spectrum of the frequency domain transform (eg, FFT) was specified, and the HMR was calculated as follows. The magnitude of the transformation in the region of the particular point is determined, for example, by summing the magnitude of the transformation at the particular point and the surrounding points, and the corresponding magnitude in the region of the harmonic value of the frequency for the particular point. And is summed up. This sum is divided by the total magnitude of the transform for the entire signal. The ratio is defined as HMR.

患者からVFを引き出す(「除細動」)ために知られる
一つの方法は、患者の心臓に電気刺激を与えることであ
る。この電気刺激は一般に実質的エネルギー、例えば10
−20ジュールを有し、たとえ患者を除細動するのに成功
しても、患者にしばしば組織障害を起こす。一般にエネ
ルギーを増す多数の刺激が必要とされる。従って、必要
とするときだけ大きな刺激を使用するのが有利であり、
出来るだけ少ない刺激を使用するのが有利である。本発
明のこの特徴の部分は、周波数領域変換602のエネルギ
ーピーク603が比較的低周波数であるとき、比較的低エ
ネルギー刺激が患者を除細動するのに一般に十分である
ことの発見である。周波数領域変換602のエネルギーピ
ーク603が比較的高周波数であるとき(又、第二エネル
ギーピーク604が比較的高周波数で周波数領域変換602に
現れるとき)電気刺激により患者を除細動することがと
にかく可能であるならば患者を除細動することは比較的
高エネルギー刺激を必要とする。
One known method for extracting VF from a patient ("defibrillation") is to apply electrical stimulation to the patient's heart. This electrical stimulus generally has substantial energy, for example, 10
It has -20 joules and often causes tissue damage to patients, even if the patient is successfully defibrillated. Generally, a number of stimuli that increase energy are required. Therefore, it is advantageous to use large stimuli only when needed,
It is advantageous to use as few stimuli as possible. Part of this feature of the invention is the discovery that relatively low energy stimulation is generally sufficient to defibrillate a patient when the energy peak 603 of the frequency domain transform 602 is at a relatively low frequency. When the energy peak 603 of the frequency domain transform 602 is at a relatively high frequency (and when the second energy peak 604 appears at the frequency domain transform 602 at a relatively high frequency), the patient may be defibrillated by electrical stimulation anyway. Defibrillating the patient, if possible, requires relatively high energy stimulation.

この発見の一つの適用は、VFを自動的に検出し、患者
を除細動するために刺激を自動的に与えることを試みる
自動インプラント心臓除細動装置(AlCD)においてであ
る。
One application of this finding is in an automatic implantable cardioverter defibrillator (AlCD) that attempts to automatically detect VF and automatically apply a stimulus to defibrillate the patient.

図7は改良AlCD701を示す。患者702は、EKG信号を獲
得し、それらを患者702に除細動刺激を与えるための刺
激装置705を調節するAlCDプロセッサー704に伝えるAlCD
EKG703に結びつく。
FIG. 7 shows the modified AlCD701. The patient 702 acquires the EKG signals and communicates them to an AlCD processor 704 that adjusts a stimulator 705 to deliver defibrillation stimulation to the patient 702.
Connected to EKG703.

改良されたAlCD701は又、(例えばAlCDプロセッサー7
04の部分として)EKG信号のFFTを測定するための、そし
てFFTにおけるエネルギーピークを測定するためのソフ
トウエアを含む。FFTにおけるエネルギーピークが比較
的低いと、AlCDプロセッサー704は刺激装置705を調節し
比較的小さい刺激を患者に与える。FFTにおけるエネル
ギーピークが比較的高いと、AlCDプロセッサー704は刺
激装置705を調節し、比較的大きな刺激を患者に与え、
そして又、除細動が成功しなかった警報706又は他の標
識を送りうる。
The improved AlCD701 is also available (eg, AlCD processor 7
Includes software (as part 04) for measuring the FFT of the EKG signal and for measuring the energy peaks in the FFT. When the energy peak in the FFT is relatively low, AlCD processor 704 adjusts stimulator 705 to provide a relatively small stimulus to the patient. When the energy peak in the FFT is relatively high, the AlCD processor 704 adjusts the stimulator 705 to provide a relatively large stimulus to the patient,
Also, an alert 706 or other indicator that defibrillation was not successful may be sent.

本発明の第三の特徴は、患者に対して構成されてい
る、活動電位持続時間(APD)回復曲線又は活動電位振
幅(APA)曲線についてのパラメータ時定数を基にした
薬物毒性の検出及び評価に関する。
A third aspect of the invention is the detection and evaluation of drug toxicity based on a parameter time constant for an action potential duration (APD) recovery curve or an action potential amplitude (APA) curve configured for a patient. About.

図8は個々の心臓筋肉細胞の刺激への信号応答を示
す。この個々の細胞応答は「活動電位」としてこの分野
で知られる。
FIG. 8 shows the signal response to stimulation of individual cardiac muscle cells. This individual cellular response is known in the art as "action potential".

個々の細胞の回収801のための時間継続が、細胞が刺
激の前に有する休息期間802を含む因子に依存すること
はこの分野でよく知られている。又、APD返還曲線が心
臓内カテーテルの使用でヒト患者のために構成できるこ
ともこの分野でよく知られている。しかしながら、休息
期間802に基づく回収801のための実際の時間持続間の完
全な関係は知られていない。
It is well known in the art that the time duration for the recovery 801 of individual cells depends on factors including the rest period 802 that the cells have before stimulation. It is also well known in the art that APD return curves can be configured for human patients with the use of intracardiac catheters. However, the full relationship between the actual time duration for the withdrawal 801 based on the rest period 802 is not known.

本発明のこの特徴の部分は、回収801のための時間持
続が休息期間802(心臓拡張間隔)に対してプロットさ
れると曲線は指数関係に従うことの発見に基づく。
Part of this feature of the invention is based on the finding that when the time duration for recovery 801 is plotted against rest period 802 (diastolic interval), the curve follows an exponential relationship.

APD=APDpl−A*exp(−DI/tau) (803) 式中APDplはプラト−APDである。Aはつり合い定数であ
る。DIは心臓拡張間隔であり、tauはパラメータ時定数
である。
APD = APD pl −A * exp (−DI / tau) (803) where APD pl is plateau-APD. A is a balancing constant. DI is the diastolic interval and tau is the parameter time constant.

APD回復曲線の非直線性質は、心臓筋肉細胞の過剰刺
激に応答する決定論的カオスを促進しうる。APD回復曲
線はより勾配がより急であると(即ちパラメータ時定数
がより大である)、従って、VFに入るため心臓のより大
きな好みがある。即ち、本発明のこの特徴の他の部分
は、正常患者は比較的低いAPD回復パラメータ時定数を
有し、一方、薬物毒性(例えばキニジン中毒)を示して
いる患者は、比較的高いAPD回復パラメータ時定数を有
するということの発見である。回復パラメータ時定数
は、又、心臓安定性をモニターするのに、又、抗不整脈
薬物の効力を評価するのに用いうる。
The non-linear nature of the APD recovery curve can promote deterministic chaos in response to overstimulation of cardiac muscle cells. The steeper the APD recovery curve (ie, the greater the parameter time constant), the greater the preference of the heart to enter the VF. That is, another part of this aspect of the invention is that normal patients have relatively low APD recovery parameter time constants, while patients exhibiting drug toxicity (eg, quinidine intoxication) have relatively high APD recovery parameters. It is the discovery that it has a time constant. Recovery parameter time constants can also be used to monitor cardiac stability and to assess the efficacy of antiarrhythmic drugs.

本発明の実験的変換は本発明者らにより達成される。 The experimental transformation of the present invention is achieved by the present inventors.

実験1 数学的研究はPPPs、回復マップ(return map)、ポア
ンカレ断面、相関次元並びに周期的、カオス、及び任意
の信号を区別するスペクトル解析を用いた。PPPsは全て
の3つのクラスの信号の間の区別に有用であった。周期
的信号は明らかな広く分離した軌道を示した。カオス信
号は帯状化(banding)、禁止区域及び鋭敏な初期条件
依存性を示した。任意の信号は明らかな内部構造を示さ
なかった。ノイズ効果を除いて、PPPsと適切に遅れた回
復マップとの間の大きな差は45段階(degree)回転であ
った。ポアンカレ断面は、又、3クラスの信号の間を区
別し得た。周期的信号は分離点を示した。カオス信号は
明らかな自己類似の整然とした区域(ordered area)を
示した。任意信号は点のガウス分布を示した。相関次元
はカオス及び周期的信号の間よりもカオス及び任意信号
の間をより区別した。FFTs及び調和強度比(HMR)を用
いるスペクトル解析は、周期的信号を区別することは可
能であったが、任意及びカオス信号の間を区別すること
はできなかった。周期的信号のHMRsは97%よりも大であ
った。
Experiment 1 The mathematical study used PPPs, return maps, Poincare sections, correlation dimensions and spectral analysis to distinguish periodic, chaotic, and arbitrary signals. PPPs were useful in distinguishing between all three classes of signals. The periodic signal showed a clear and widely separated trajectory. The chaotic signal showed banding, forbidden areas and a sharp initial condition dependence. Any signal did not show any obvious internal structure. Excluding the noise effect, the major difference between the PPPs and the appropriately delayed recovery map was a 45 degree rotation. Poincare sections could also distinguish between the three classes of signals. The periodic signal showed a separation point. The chaotic signal showed a clear self-similar ordered area. The arbitrary signal showed a Gaussian distribution of points. The correlation dimension distinguished more between chaos and arbitrary signals than between chaos and periodic signals. Spectral analysis using FFTs and harmonic intensity ratios (HMR) was able to distinguish between periodic signals, but not between arbitrary and chaotic signals. HMRs of periodic signals were greater than 97%.

カオス信号のHMRsは17と80%の間を変化した。任意信号
のHMRsは約40%であった。PPPはノイズにより大きく影
響された。回復マップはほとんど影響されなかった。一
方スペクトル解析はノイズから比較的免がれた。PPPs、
回復マップ、ポアンカレ断面、相関次元及びスペクトル
解析は全て、カオス系の有用な決定因であると結論づけ
られた。
HMRs of chaotic signals varied between 17 and 80%. The HMRs of the arbitrary signal were about 40%. PPP was heavily affected by noise. The recovery map was hardly affected. On the other hand, spectral analysis was relatively immune from noise. PPPs,
It was concluded that the recovery map, Poincare section, correlation dimension and spectral analysis were all useful determinants of the chaotic system.

実験2 数学的研究は任意信号からカオスを区別するスペクト
ル解析の可能性に特に集中させた。この実験例におい
て、2系列の任意信号を作った。第一系列は最小2乗近
似の方法を用いて簡略にされた5000疑似乱数を含む。第
二系列はアナログ−ツー−デジタル変換板から得られた
ホワイトノイズを含んだ。スペクトル解析は、FFTをデ
ータに応用し、そして広い帯スペクトル又は、狭い帯か
ら、カオスの判断であると推定された広い帯への変化を
検査することにより実施された。それ自身によるスペク
トル解析は、任意信号からカオス信号を明確に区別する
のに不十分であること、及び付加検査、例えばPPP及び
回復マップはこの目的に必要であることが結論付けられ
た。
Experiment 2 Mathematical studies have particularly focused on the possibility of spectral analysis to distinguish chaos from arbitrary signals. In this experimental example, two series of arbitrary signals were generated. The first sequence contains 5000 pseudo-random numbers simplified using the method of least squares approximation. The second series contained white noise obtained from an analog-to-digital converter. Spectral analysis was performed by applying the FFT to the data and examining the change from a broad band spectrum or narrow band to a wide band which was assumed to be a judgment of chaos. It was concluded that spectral analysis by itself was insufficient to clearly distinguish chaotic signals from arbitrary signals, and that additional tests, such as PPP and recovery maps, were necessary for this purpose.

実験3 実験例は犬における正常湾曲リズムとVFの間を区別す
るのに有用なスペクトル解析、PPPsの視覚化及び相関次
元解析を検査した。虚血及び再灌流は閉胸麻酔犬におけ
るストレス因子として用いた。正常湾曲リズムを有する
犬のスペクトル解析は、湾曲比及び50Hzを越えて広がる
高調波で基本周波数を伴う狭い帯スペクトルを明らかに
した。PPPsは、周期的原動力と一致し、次元解析は、低
次元反応(1−−2.5)を明らかにした。対称的に、VF
を有する犬のスペクトル解析は、6Hzでエネルギーのほ
とんどを伴う、並びに1及び25Hzの間の全ての周波数で
エネルギーを伴う広い帯反応を明らかにした。PPPは強
要された無周期の反応を示し、次元解析は正常湾曲リズ
ム犬に対して観察されたものよりも高い次元(4−6)
を明らかにした。即ち、全ての3つの技術はVFから正常
湾曲リズムを区別するのに有用であることを証明した。
Experiment 3 The experimental example examined spectral analysis, visualization of PPPs, and correlation dimension analysis to help distinguish between normal curvature rhythm and VF in dogs. Ischemia and reperfusion were used as stress factors in dogs with closed chest anesthesia. Spectral analysis of dogs with normal curvature rhythm revealed a narrow band spectrum with a fundamental ratio at the curvature ratio and harmonics extending beyond 50 Hz. PPPs were consistent with the periodic dynamics, and dimensional analysis revealed a lower dimensional response (1--2.5). Symmetrically, VF
Spectral analysis of dogs with a. Revealed a broad band response with most of the energy at 6 Hz and with energy at all frequencies between 1 and 25 Hz. PPP shows a forced aperiodic response, and dimensional analysis shows higher dimensions (4-6) than observed for dogs with normal curved rhythms
Revealed. That is, all three techniques proved to be useful for distinguishing normal curvature rhythm from VF.

実験4 実験はヒトにおけるVFを確認するのにそれらが有用で
あるスペクトル解析、PPPsの視覚化、回復マップの視覚
化、及び相関次元を検査した。これらの解析技術は、自
然に起こるVFを受けている8人の低体温患者からのデー
タ、及び、電気生理学検査の間に誘発したVFを伴う3人
の平常体温患者からのデータに適用した。全患者は広い
帯周波数スペクトル(0−12Hz)、低次元(範囲2−
5)並びにPPPs及び回復マップ上帯のある禁止区域を有
した。スペクトル解析、PPPsの視覚化、回復マップの視
覚化及び相関次元解析はVFを検出し評価するのに有用で
あることが結論づけられた。
Experiment 4 The experiments examined the spectral analysis, the visualization of PPPs, the visualization of the recovery map, and the correlation dimension, which are useful for confirming VF in humans. These analysis techniques were applied to data from eight hypothermic patients undergoing spontaneous VF and from three normal body temperature patients with VF induced during electrophysiology. All patients have a broad band frequency spectrum (0-12 Hz), low dimension (range 2-
5) and had banned areas with PPPs and recovery map belts. It was concluded that spectral analysis, visualization of PPPs, visualization of recovery maps and correlation dimension analysis were useful for detecting and evaluating VF.

実験5 実験はヒトにおける正常湾曲リズムとVFの間を区別す
るのに有用な、スペクトル解析、PPPsの視覚化及び相関
次元解析を検査した。開放心臓外科手術を受けている8
人の低体温ヒト患者におけるVFを研究した。全患者にお
いて、第一及び第二順位PPPは、禁止区域及び帯状化を
示し、FFTは、多くが12Hz以下のパワーで、0から25Hz
の全周波数において比較的連続の強い(power)スペク
トルを示した。対称的に全ての場合において、相関次元
は、4より小であった。相関次元などの単一解析技術に
依存するより、データの多面的解析(=スペクトル解析
+相関次元解析)が望ましいことが結論づけられた。
Experiment 5 The experiment examined spectral analysis, visualization of PPPs and correlation dimension analysis, which was useful in distinguishing between normal curvature rhythm and VF in humans. 8 undergoing open heart surgery
VF in human hypothermic human patients was studied. In all patients, first and second order PPPs indicate forbidden areas and zoning, and FFTs range from 0 to 25 Hz, often with powers below 12 Hz.
Showed a relatively continuous power spectrum at all frequencies. Symmetrically, in all cases, the correlation dimension was less than 4. It was concluded that multifaceted analysis of the data (= spectral analysis + correlation dimension analysis) is more desirable than relying on a single analysis technique such as correlation dimension.

実験6 実験は、心房細動の異質の性質を説明するためにスペ
クトル解析及びPPPsの視覚化を用いた。実験において、
検査員は7匹の閉胸犬の心房への刺激の迅速手順により
急性細動を起こした。EKGデータに基づくPPPsはしばし
ばよく定義された構造を記入し、そしてデジタル化され
たEKGのFFTは、明らかな調和成分と別であったか又は時
間及び場所依存方法に変化した連続スペクトルを有した
概して15Hz以下のピークを示した。PPPのスペクトル解
析及び視角化は心房及び心室細動を解析するのに有用な
技術であることが結論づけられた。
Experiment 6 The experiment used spectral analysis and visualization of PPPs to explain the heterogeneous nature of atrial fibrillation. In the experiment,
The examiner caused acute fibrillation by a rapid procedure of stimulation of the atria of seven closed-chest dogs. PPPs based on EKG data often fill well-defined structures, and digitized EKG FFTs typically have a continuous spectrum that is distinct from apparent harmonic components or altered in a time and place dependent manner, typically at 15 Hz. The following peaks were shown. It was concluded that spectral analysis and visualization of PPP were useful techniques for analyzing atrial and ventricular fibrillation.

実験7 実験において、PPPsの視覚解析及びAPD返還曲線の勾
配は、インビボ心臓でのキニジン−誘引VFを検出し評価
するのに有用であることが判った。キニジンは、90−10
0mg/kgの全部を投与するか、心室頻脈又はVFが起きるま
で、どちらかが先に来るまで30分間隔で5時間にわたり
投与した。キニジン中毒細胞のPPPsは鋭敏な初期条件依
存性及び禁止区域の存在を示し、対応FFTsは連続スペク
トルを示した。対称的に、コントロール犬のおける細胞
のPPPsは均一で濃くつまっており、対応FFTsは別個のス
ペクトルを示した。キニジン興奮細胞のAPD回復曲線の
最初の勾配は、少くとも大きさの程度で、正常細胞より
もずっと急であった。キニジン毒性はAPD回復曲線の勾
配と関連することが結論づけられた。
Experiment 7 In experiments, visual analysis of PPPs and the slope of the APD return curve proved to be useful for detecting and assessing quinidine-induced VF in in vivo hearts. Quinidine is 90-10
All doses were administered at 0 mg / kg or 5 minutes at 30 minute intervals until ventricular tachycardia or VF occurred, whichever came first. The PPPs of quinidine intoxicated cells showed a sharp initial condition dependence and the presence of a forbidden zone, and the corresponding FFTs showed a continuous spectrum. In contrast, the PPPs of cells in control dogs were homogeneous and densely packed, and the corresponding FFTs displayed distinct spectra. The initial slope of the APD recovery curve for quinidine-excited cells was at least as large as that of normal cells. It was concluded that quinidine toxicity was associated with the slope of the APD recovery curve.

実験8 実験はAPD及びAPA回復曲線の勾配をキニジン中毒と比
較した。キニジンを8匹の犬に5時間にわたり投与した
(90−100mg/kg)。3匹の未処理犬をコントロールとし
て役立てた。処理及び未処理犬からの心室及びプルキン
ジェ細胞を次いで900から600m secのサイクルで電気刺
激に付した。600m secへのサイクル長の短縮は、電気的
交互拍動及び分岐を含む、APD及びAPAの不規則動力学
(dynamics)となった。APD回復曲線の勾配を計算し、
プルキンジェ線維及び心室筋肉細胞に対するキニジン−
興奮細胞において、キニジン流出の間又は正常未処置細
胞における勾配より急であることが判った。曲線はここ
に与えられた指数方程式によって一致した。APA変化
は、ほとんど常にAPD変化と相互に関係した。3つの正
常組織調製品において、心室筋肉細胞もプルキンジェ細
胞もAPD又はAAに関し分岐反応を示さなかった。キニジ
ン毒性、そしておそらく他の薬物誘引前不整脈効果はAP
D及びAPA両回復曲線の勾配と相互に関係すると結論づけ
られた。
Experiment 8 The experiment compared the slope of the APD and APA recovery curves with quinidine intoxication. Quinidine was administered to eight dogs for 5 hours (90-100 mg / kg). Three untreated dogs served as controls. Ventricular and Purkinje cells from treated and untreated dogs were then subjected to electrical stimulation on a cycle of 900 to 600 msec. Reducing the cycle length to 600 msec resulted in APD and APA irregular dynamics, including electrical alternating beats and bifurcations. Calculate the slope of the APD recovery curve,
Quinidine for Purkinje fibers and ventricular muscle cells
It was found to be steeper in excitable cells than during quinidine efflux or in normal untreated cells. The curves were matched by the exponential equation given here. APA changes almost always correlated with APD changes. In the three normal tissue preparations, neither ventricular muscle cells nor Purkinje cells showed a divergent response for APD or AA. Quinidine toxicity, and possibly other pre-drug-induced arrhythmias, is
It was concluded that both D and APA correlated with the slope of the recovery curves.

実験9 実験において、犬におけるキニジン誘引心室心悸高進
及びVFを活動電位持続時間(APD=action potential du
ration)及び活動電位振幅(APA)データから生じたPPP
sを用いて解析した。両PPPsは、禁止地帯及び、カオス
を暗示する鋭敏な初期条件依存性を示した。APD又はAPA
に基づくPPPsはキニジン毒性を検出し評価するのに有用
であると結論づけられた。
Experiment 9 In the experiment, quinidine-induced ventricular palpitations and VF were measured in dogs with action potential duration (APD).
ration) and PPP generated from action potential amplitude (APA) data
Analysis was performed using s. Both PPPs showed a ban zone and a sharp initial condition dependence, suggestive of chaos. APD or APA
It was concluded that the PPPs based on PEG were useful for detecting and assessing quinidine toxicity.

実験10 実験において、キニジン興奮犬のEKGsを周波数スペク
トル、位相面図、ポアンカレ断面、回復マップ及びリア
プノフ指数により解析した。コントロール状態において
及び治療用量で、PPPsは、均一に厚くサイクル−ツー−
サイクル変化が正常生物学的「ノイズ」によることを示
すギャップを示さなかった。
Experiment 10 In the experiment, EKGs of quinidine-excited dogs were analyzed by frequency spectrum, phase diagram, Poincare section, recovery map and Lyapunov exponent. In control conditions and at therapeutic doses, PPPs are uniformly thick and cycle-to-
It showed no gap indicating that the cycle change was due to normal biological "noise".

しかしキニジン用量が中間レベル(40−50mg/kg)に増
加すると、PPPsは、鋭敏な初期条件依存性を示す不均一
な厚さを示し、又、顕著な帯(境界線又はギャップによ
り分けられた濃い黒ぬり部分)を示した。これらの中間
用量で、リアプノフ指数は陽性となり、ポアンカレ回復
マップは又、非任意カオスを示した。より高い用量でPP
Psはより複雑となった。VFを示した2匹の犬において
(そして他ではない)、PPPにおいて最後の前細動の用
量で明らかな変化、「漏斗」の発達、カオスの標準的機
構があった。全ての前細動の用量で周波数スペクトル
は、基本周波数及び多調和でピークを伴い別個であっ
た。カオス用量は進行性キニジン中毒の間に起き、そし
てPPPs並びにPPPsに基づくグラフ及び数解析は周波数ス
ペクトルよりもカオスのより良好な指標であると結論づ
けられた。
However, when the quinidine dose was increased to intermediate levels (40-50 mg / kg), PPPs showed uneven thicknesses indicating a sharp initial condition dependence and were also marked by distinct bands (boundaries or gaps). (Dark black coloring). At these intermediate doses, the Lyapunov index became positive and the Poincare recovery map also showed non-arbitrary chaos. PP at higher dose
Ps has become more complex. In the two dogs that showed VF (and not elsewhere), there was a clear change in the last pre-fibrillation dose in PPP, development of a "funnel", a standard mechanism of chaos. At all pre-fibrillation doses, the frequency spectrum was distinct with peaks at the fundamental frequency and polyharmonic. Chaotic doses occurred during progressive quinidine intoxication, and it was concluded that PPPs and graphs and numerical analyzes based on PPPs were better indicators of chaos than frequency spectra.

実験11 実験において、犬におけるキニジン中毒をAPA及びAPD
データから生じるPPPsを用いて解析した。EKG記録は100
0から560m secの種々の伝動率(driving rate)で行な
った。1000から500m secへの伝動率での増加は高次数周
期性(周期3及び4)の進行性出現を起こした。相固定
は、2:1、5:3、3:2のS:R比で全4つの調製品に周期的に
繰り返される刺激(S)応答(R)パターンで見られ
た。より速い伝動率で、APA及びAPDにおいて非周期的変
化がみられた。カオスを予覚する多くの中間段階がキニ
ジン興奮繊維に見られた。これらの結果は、さらに、キ
ニジン中毒及び中毒の前兆段階を検出する本発明の方法
の有用性を示す。
Experiment 11 In the experiment, quinidine poisoning in dogs was assessed by APA and APD.
Analysis was performed using PPPs generated from the data. EKG record is 100
The experiment was performed at various driving rates from 0 to 560 msec. The increase in transmission rate from 1000 to 500 msec caused a progressive appearance of higher order periodicities (periods 3 and 4). Phase fixation was seen in a stimulus (S) response (R) pattern that was periodically repeated for all four preparations at S: R ratios of 2: 1, 5: 3, 3: 2. Aperiodic changes in APA and APD were seen at higher transmission rates. A number of intermediate stages in predicting chaos were found in quinidine excitable fibers. These results further demonstrate the utility of the method of the present invention for detecting quinidine intoxication and precursor stages of intoxication.

実験12 実験において、犬におけるキニジン毒性をAPA及びAPD
データから生じたPPPsを用いて解析した。電気刺激を20
00から300m secへの種々の率で心臓組織を動かすのに用
いた。これらの刺激は、それぞれ108±36m sec及び12±
9ミリボルトのAPD及びAPAにおいて、安定した交互拍動
(分枝)を起こした。伝動率におけるより増加は不規則
原動力を起こした。この推移は種々の繰り返し刺激−応
答比(相−固定)により50連続鼓動にまで先行した。こ
のような原動力は、3つの非処理(コントロール)組織
では誘引しなかった。APD回復曲線は6つのコントロー
ル線維よりも有意に(P<0.05)きつい勾配を有した。
刺激一応答待ち時間は6−9m secで依然として一定にあ
った。不規則原動力間のAPDsのPPPsはカオス理論と一致
する鋭敏な初期条件依存性及び禁止地帯を示した。これ
らの結果は、キニジン中毒及び毒性への前兆段階を検出
する本発明の方法の有用性を示す。
Experiment 12 In the experiment, quinidine toxicity in dogs was determined by APA and APD.
Analysis was performed using PPPs generated from the data. 20 electrical stimuli
It was used to move heart tissue at various rates from 00 to 300 msec. These stimuli were 108 ± 36 msec and 12 ±
A stable alternating beat (branch) occurred at 9 millivolt APD and APA. More increase in transmission rate caused irregular dynamics. This transition preceded 50 consecutive beats with various repetitive stimulus-response ratios (phase-fixed). Such a motive was not attracted in the three untreated (control) tissues. The APD recovery curve had a significantly (P <0.05) steeper slope than the six control fibers.
The stimulus-response latency was still constant at 6-9 msec. PPPs of APDs during random dynamics showed a sharp initial condition dependence and forbidden zone consistent with chaos theory. These results demonstrate the utility of the method of the invention to detect precursors to quinidine addiction and toxicity.

実験13 実験は、サイン波、調節サイン波、四角波、のこぎり
歯の波、及び三角波を含むコンピューター模擬実験波形
を解析するためスペクトル解析、PPPs、ポアンカレ断
面、リアプノフ指数及び次元解析を用いた。検査員は任
意ノイズを1%、10%及び20%で波形に加えた。実験は
さらにVFが5つの異なる関与:キニジン中毒、キニジン
中毒に続く早すぎる電気刺激、冠閉塞、急性虚血心筋層
の再灌流及び全体的低体温により生じた麻酔させた犬か
らのEKGデータに同じ解析技術を用いた。予備結果は、
心室細動を受けた犬でのPPPs及びポアンカレ断面は、カ
オスと一致し、一方、スペクトル解析はカオスを示唆し
ないことを示した。検査員は、VFはカオス電気生理学的
機能として記載できるが解析の単一方法はかかる機能を
検出するには十分でないと一部結論づけた。
Experiment 13 The experiment used spectral analysis, PPPs, Poincare section, Lyapunov exponent, and dimensional analysis to analyze computer simulated experimental waveforms including sine waves, modulated sine waves, square waves, sawtooth waves, and triangular waves. The inspector added arbitrary noise to the waveform at 1%, 10% and 20%. The experiments further show that VF involves five different involvements: quinidine intoxication, premature electrical stimulation following quinidine intoxication, coronary obstruction, acute ischemic myocardium reperfusion, and EKG data from anesthetized dogs caused by global hypothermia. The same analysis technique was used. The preliminary result is
PPPs and Poincare sections in dogs undergoing ventricular fibrillation were consistent with chaos, while spectral analysis showed no indication of chaos. The investigators concluded in part that VF could be described as a chaotic electrophysiological function, but no single method of analysis was sufficient to detect such function.

ここに引用した検査から導き出されうる一つの結論
は、本発明の特徴の各々の解析値は、本発明の他の特徴
の一又はそれ以上と組合せて強化されることである。本
発明の好ましい実施態様は、ここに記載される本発明の
特徴の組合せを含みうる。一つの好ましい実施態様は、
PPPの多面的解析(例えば、ディスプレーで視覚的に、
ポアンカレ断面でグラフに、並びにリアプノフ指数及び
相関次元で数字的に)、周波数スペクトル解析並びにAP
D回復曲線の数学的解析を含みうる。
One conclusion that can be drawn from the tests cited herein is that the analysis of each of the features of the present invention is enhanced in combination with one or more of the other features of the present invention. Preferred embodiments of the invention may include a combination of the features of the invention described herein. One preferred embodiment is
Multi-dimensional analysis of PPP (eg, visually on display,
Graphically in Poincare section and numerically in Lyapunov exponent and correlation dimension), frequency spectrum analysis and AP
It may include a mathematical analysis of the D recovery curve.

他の実施態様 好ましい実施態様がここに記載される一方、多くの変
換が可能であり、それらは本発明の概念及び範囲内にあ
り、それら変換は、明細書、図面及び請求の範囲の精読
後、この分野の当業者に明らかとなる。
Other Embodiments While preferred embodiments are described herein, many transformations are possible, which are within the spirit and scope of the invention, and which transformations may occur after perusal of the specification, drawings and claims. Will be apparent to those skilled in the art.

又、本発明の実施態様が薬物毒性、心房細動、虚血又
は他の心臓条件、例えば外科手術又は外科手術からの患
者回復期間の連続的モニタリングのための手段を含みう
ることはこの分野の当業者にとって明らかとなろう。さ
らに本発明の実施態様は、主治医である医学職員又は患
者に検出される心臓条件を示すための手段を含みうる。
本発明の好ましい実施態様では、患者が(心臓疾患が検
出されると)医者と連絡し、又は処置のため近くの病院
に向かう手段を提供する。
It should also be appreciated that embodiments of the present invention may include means for continuous monitoring of drug toxicity, atrial fibrillation, ischemia or other cardiac conditions, such as surgery or patient recovery from surgery. It will be clear to the skilled person. Further embodiments of the present invention may include means for indicating the detected cardiac condition to the attending physician medical staff or patient.
In a preferred embodiment of the invention, a means is provided for the patient to contact a physician (when a heart condition is detected) or to go to a nearby hospital for treatment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ダイアモンド、ジョージ・アレキサンダ ー アメリカ合衆国90068カルフォルニア州、 ロサンジェルス、ワイルド・オーク・ド ライブ2408番 (72)発明者 カン、スティーヴン・シェイド アメリカ合衆国90064カルフォルニア州、 ロサンジェルス、マニング・アベニュー 2241番 (72)発明者 デントン、ティモティ・アラン アメリカ合衆国90048カルフォルニア州、 ロサンジェルス、ノルウィッチ・ドライ ブ513番 (72)発明者 エヴァンズ、スティーヴン アメリカ合衆国20022ニューヨーク州、 ニューヨーク、イースト・フィフティ・ セカンド・ストリート325番 (56)参考文献 特開 昭63−203133(JP,A) 特開 昭59−189831(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61B 5/0452 - 5/0472 A61B 10/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Diamond, George Alexander United States 90068 California, Los Angeles, Wild Oak Drive No. 2408 (72) Inventor Can, Steven Shade United States 90064 California, Los Angeles, Manning Avenue 2241 (72) Inventor Denton, Timothy Alan 90048 California, Los Angeles, Norwich Drive 513 (72) Inventor Evans, Steven United States 20022 New York, New York, East Fifty Second Street No. 325 (56) References JP-A-63-203133 (JP, A) JP-A-5 9-189831 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) A61B 5/0452-5/0472 A61B 10/00

Claims (36)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】心電図信号を受ける手段と、前記心電図信
号を処理して心電図信号の位相面図を決定する信号処理
手段と、前記位相面図を表示する表示手段とからなり、
前記信号処理手段が、多数のボックスを構成する直線グ
リッドを前記位相面図上に重ね合わせ、当該位相面図の
トレースによりカットされるボックスの数を計算すると
共に、前記グリッド中のボックスの数を計算し、式 ln(切断されたボックスの数#)=k*ln(グリッド中のボックスの数) によりフラクタル次元の尺度である定数kを求めること
により位相面図のフラクタル次元を決定し、当該kが3
〜7の範囲内にあるか否かを決定することを特徴とする
心電図信号解析装置。
1. An electrocardiogram signal receiving means, a signal processing means for processing the electrocardiogram signal to determine a phase diagram of the electrocardiogram signal, and a display means for displaying the phase diagram.
The signal processing means superimposes a straight grid constituting a large number of boxes on the phase diagram, calculates the number of boxes cut by traces of the phase diagram, and calculates the number of boxes in the grid. The fractal dimension of the phase diagram is determined by calculating a constant k, which is a measure of the fractal dimension, by the formula ln (number of cut boxes #) = k * ln (number of boxes in the grid). k is 3
An electrocardiogram signal analysis device, which determines whether or not it is within a range of ~ 7.
【請求項2】前記位相面図が少くとも2つの変数の多次
元図からなる請求項1に記載の心電図信号解析装置。
2. An electrocardiogram signal analyzer according to claim 1, wherein said phase diagram comprises a multidimensional diagram of at least two variables.
【請求項3】前記位相面図が少くとも3つの変数の多次
元図からなる請求項1に記載の心電図信号解析装置。
3. An electrocardiogram signal analyzer according to claim 1, wherein said phase diagram comprises a multidimensional diagram of at least three variables.
【請求項4】前記位相面図が前記信号電圧をその導関数
に対してプロットしてなる請求項1に記載の心電図信号
解析装置。
4. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 1, wherein said phase diagram plots said signal voltage against its derivative.
【請求項5】前記導関数が第一次導関数である請求項4
に記載の心電図信号解析装置。
5. The derivative of claim 4, wherein said derivative is a first derivative.
An electrocardiogram signal analyzer according to claim 1.
【請求項6】前記フラクタル次元が、グリッドの大きさ
を変化させ、その度に各ボックスの大きさと位相面図の
トレースによりカットされるボックスの数並びにグリッ
ド中のボックスの数を記録し、次いで位相面図のフラク
タル次元の尺度である定数kを演算することにより決定
される請求項1に記載の心電図信号解析装置。
6. The fractal dimension changes the size of the grid, each time recording the size of each box and the number of boxes cut by the trace of the topological diagram as well as the number of boxes in the grid. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 1, wherein the electrocardiogram signal analyzer is determined by calculating a constant k, which is a measure of the fractal dimension of the phase diagram.
【請求項7】心電図信号を受ける手段と、前記心電図信
号を処理して心電図信号の位相面図を決定する信号処理
手段と、前記位相面図を表示する表示手段とからなり、
前記位相面図のリアプノフ指数を決定することを特徴と
する心電図信号解析装置。
7. An electrocardiogram signal receiving means, a signal processing means for processing the electrocardiogram signal to determine a phase diagram of the electrocardiogram signal, and a display means for displaying the phase diagram.
An electrocardiogram signal analyzer, wherein a Lyapunov exponent of the phase diagram is determined.
【請求項8】心電図信号を受ける手段と、前記心電図信
号を処理して心電図信号の位相面図を決定する信号処理
手段と、前記位相面図を表示する表示手段とからなり、
前記信号処理手段が、位相面図と二次元断面との交点を
演算し、前記交点での一連のデータ点を取得することに
より決定論的カオスの指標用のポアンカレ断面を決定す
ることを特徴とする心電図信号解析装置。
8. An electrocardiogram signal receiving means, signal processing means for processing the electrocardiogram signal to determine a phase diagram of the electrocardiogram signal, and display means for displaying the phase diagram.
The signal processing means calculates an intersection of a phase diagram and a two-dimensional section, and determines a Poincare section for an index of deterministic chaos by acquiring a series of data points at the intersection. Electrocardiogram signal analyzer.
【請求項9】前記二次元断面が線分である請求項8に記
載の心電図信号解析装置。
9. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 8, wherein the two-dimensional cross section is a line segment.
【請求項10】前記信号処理手段が、前記一連のデータ
点の異方性又は不均質性を演算する請求項8に記載の心
電図信号解析装置。
10. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 8, wherein said signal processing means calculates anisotropy or heterogeneity of said series of data points.
【請求項11】前記信号処理手段が、前記一連のデータ
点の平均偏差及び標準偏差の比を演算する請求項8に記
載の心電図信号解析装置。
11. An electrocardiogram signal analyzer according to claim 8, wherein said signal processing means calculates a ratio of an average deviation and a standard deviation of said series of data points.
【請求項12】前記信号処理手段が、前記一連のデータ
点の統計的指標を演算し、オペレーターの検査用に前記
統計的指標を表示装置に表示させる請求項8に記載の心
電図信号解析装置。
12. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 8, wherein said signal processing means calculates a statistical index of said series of data points and causes said display to display said statistical index for an operator's examination.
【請求項13】心電図信号を受ける手段と、決定論的カ
オスの指標用のポアンカレ断面を調べるため前記心電図
信号の位相面図を決定すると共に、該位相面図のポアン
カレ断面を決定する信号処理手段と、前記位相面図とポ
アンカレ断面を表示する表示手段とからなる心電図信号
解析装置。
13. A means for receiving an electrocardiogram signal, and a signal processing means for determining a phase plane diagram of the electrocardiogram signal for examining a Poincare section for an indicator of deterministic chaos, and determining a Poincare section of the phase diagram. And an electrocardiogram signal analyzer comprising: a display unit for displaying the phase diagram and the Poincare section.
【請求項14】前記位相面図が少くとも2つの変数の多
次元図からなる請求項13に記載の心電図信号解析装置。
14. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 13, wherein the phase diagram comprises a multidimensional diagram of at least two variables.
【請求項15】前記位相面図が少くとも3つの変数の多
次元図からなる請求項13に記載の心電図信号解析装置。
15. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 13, wherein the phase diagram comprises a multidimensional diagram of at least three variables.
【請求項16】前記位相面図が信号電圧をその導関数に
対してプロットしたものである請求項13に記載の心電図
信号解析装置。
16. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 13, wherein the phase diagram plots the signal voltage against its derivative.
【請求項17】前記導関数が第一次導関数である請求項
16に記載の心電図信号解析装置。
17. The derivative of claim 1, wherein said derivative is a first derivative.
16. The electrocardiogram signal analyzer according to 16.
【請求項18】前記信号処理手段が、ポアンカレ断面若
しくは位相面図におけるデータ点を取得し、当該データ
点の異方性又は不均質性の統計的指標を演算する請求項
13に記載の心電図信号解析装置。
18. A signal processing means for acquiring a data point in a Poincare section or a phase diagram and calculating a statistical index of anisotropy or inhomogeneity of the data point.
14. The electrocardiogram signal analyzer according to 13.
【請求項19】前記指標が前記データ点の平均及び標準
偏差に基づいている請求項18に記載の心電図信号解析装
置。
19. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 18, wherein the index is based on an average and a standard deviation of the data points.
【請求項20】前記信号処理手段が、前記ポアンカレ断
面の凝集度の指標である標準偏差と予期値との比(r)
を演算し、当該r値を信頼バンド群と共に表示手段によ
り表示する請求項18に記載の心電図信号解析装置。
20. A ratio (r) between a standard deviation, which is an index of the degree of cohesion of the Poincare section, and an expected value,
19. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 18, wherein the r value is displayed by a display means together with the confidence band group.
【請求項21】心電図装置から心電図信号を受ける手
段、除細動ショックを出力する除細動ショック付与手
段、及び前記心電図信号を処理すると共に前記除細動シ
ョック付与手段を制御する処理手段を備え、前記処理手
段が前記除細動ショック付与手段に、前記心電図信号の
周波数領域変換に依存し、かつ、前記周波数領域変換が
比較的高い周波数でエネルギーピークを有するときに比
較的大きなエネルギーを有するショックを出力させるこ
とを特徴とする埋込型自動心臓除細動器。
21. Means for receiving an electrocardiogram signal from an electrocardiogram device, defibrillation shock applying means for outputting a defibrillation shock, and processing means for processing the electrocardiogram signal and controlling the defibrillation shock applying means. The processing means may provide the defibrillation shock applying means with a shock having a relatively large energy when the frequency domain transformation has an energy peak at a relatively high frequency, and the frequency domain transformation has an energy peak at a relatively high frequency The automatic implantable cardioverter defibrillator, characterized in that it outputs the following.
【請求項22】前記信号処理手段が、フーリエ変換を行
う請求項21に記載の装置。
22. The apparatus according to claim 21, wherein said signal processing means performs a Fourier transform.
【請求項23】前記信号処理手段が、前記周波数領域変
換が連続的スペクトルを含むか否かを決定する請求項21
に記載の装置。
23. The signal processing means for determining whether the frequency domain transform includes a continuous spectrum.
An apparatus according to claim 1.
【請求項24】前記信号処理手段が、前記周波数領域変
換が比較的高い周波数にエネルギーピークを含むかを決
定する請求項21に記載の装置。
24. The apparatus of claim 21, wherein said signal processing means determines whether said frequency domain transform includes an energy peak at a relatively high frequency.
【請求項25】前記比較的高い周波数が約6Hzよりも高
い請求項24に記載の装置。
25. The apparatus according to claim 24, wherein said relatively high frequency is higher than about 6 Hz.
【請求項26】前記比較的高い周波数が約10Hzよりも高
い請求項24に記載の装置。
26. The apparatus of claim 24, wherein said relatively high frequency is higher than about 10 Hz.
【請求項27】心電図装置からの心電図信号を受ける手
段、前記心電図信号から拡張期間隔と活動電位持続時間
との関係を構築し、当該関係の時定数値を決定する信号
処理手段と、前記時定数値を表示する手段とからなる薬
物毒性検出用心電図信号解析装置。
27. A means for receiving an electrocardiogram signal from an electrocardiogram device, a signal processing means for establishing a relationship between a diastolic interval and an action potential duration from said electrocardiogram signal and determining a time constant value of said relationship. An electrocardiogram signal analyzer for detecting drug toxicity, comprising: means for displaying a constant value.
【請求項28】前記信号処理手段が、前記時定数値が実
質的に正常値以上であるか否かを決定する請求項27に記
載の心電図信号解析装置。
28. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 27, wherein said signal processing means determines whether said time constant value is substantially equal to or greater than a normal value.
【請求項29】前記信号処理手段が、位相面図のポアン
カレ断面、リアプノフ指数又は相関次元を演算するよう
にしてなる請求項27に記載の心電図信号解析装置。
29. An electrocardiogram signal analyzer according to claim 27, wherein said signal processing means calculates a Poincare section, a Lyapunov exponent, or a correlation dimension of a phase diagram.
【請求項30】心電図信号を受ける手段、前記心電図信
号の信号電圧と当該信号電圧の導関数との関係をプロッ
トし、当該関係に応じて前記心電図信号の位相面図を決
定し、当該位相面図のポアンカレ断面を決定する信号処
理手段と、前記ポアンカレ断面を表示する表示手段とか
らなる心電図信号解析装置。
30. A means for receiving an electrocardiogram signal, plotting a relationship between a signal voltage of the electrocardiogram signal and a derivative of the signal voltage, determining a phase diagram of the electrocardiogram signal according to the relationship, and determining the phase diagram. An electrocardiogram signal analyzer comprising: signal processing means for determining a Poincare section in the figure; and display means for displaying the Poincare section.
【請求項31】前記信号処理手段が、前記位相面図と二
次元断面との交点を演算し、前記交点の一連の交点にお
けるデータ点を取得することによりポアンカレ断面を決
定する請求項30に記載の心電図信号解析装置。
31. The signal processing device according to claim 30, wherein the signal processing means calculates an intersection between the phase diagram and the two-dimensional section, and determines a Poincare section by acquiring data points at a series of intersections of the intersection. ECG signal analyzer.
【請求項32】前記二次元断面が線分である請求項31に
記載の心電図信号解析装置。
32. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 31, wherein the two-dimensional section is a line segment.
【請求項33】前記信号処理手段が、前記一連のデータ
点の異方性又は不均質性を演算する請求項30に記載の心
電図信号解析装置。
33. An electrocardiogram signal analyzer according to claim 30, wherein said signal processing means calculates anisotropy or inhomogeneity of said series of data points.
【請求項34】前記信号処理手段が、前記一連のデータ
点の平均偏差及び標準偏差の比を演算する請求項30に記
載の心電図信号解析装置。
34. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 30, wherein said signal processing means calculates a ratio between an average deviation and a standard deviation of said series of data points.
【請求項35】前記信号処理手段が、前記一連のデータ
点の統計的指標を演算し、オペレーターの検査用に前記
統計的指標を表示装置に表示する請求項30に記載の心電
図信号解析装置。
35. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 30, wherein said signal processing means calculates a statistical index of said series of data points and displays said statistical index on a display device for an operator's examination.
【請求項36】前記信号処理手段が、前記位相面図の経
時ポアンカレ断面を決定する請求項30に記載の心電図信
号解析装置。
36. The electrocardiogram signal analyzer according to claim 30, wherein said signal processing means determines a temporal Poincare section of said phase diagram.
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