JP5865136B2

JP5865136B2 - Ｒｉ計測報知装置、および計測報知プログラム

Info

Publication number: JP5865136B2
Application number: JP2012058741A
Authority: JP
Inventors: 晃司滝澤; 辰夫西原; 有歩岩永
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 2012-03-15
Filing date: 2012-03-15
Publication date: 2016-02-17
Anticipated expiration: 2032-03-15
Also published as: EP2638854B1; JP2013188438A; US8918167B2; EP2638854A1; US20130245475A1

Description

本発明は、ＲＩ値（ロータの存在を判断する指標値）に異常が生じていることを報知するためのＲＩ計測報知装置、および計測報知プログラムに関するものである。

心房細動は頻度の高い頻脈性不整脈であり、この心房細動が維持されるメカニズムの解明とその治療法が研究されている。治療法としては薬物療法（対症療法）、カテーテルアブレーション（根治療法）等を挙げることができる。この内のカテーテルアブレーションとは、心房細動中の心臓の挙動を心内心電図に基づいて解析し、ロータ（Rotor）と呼ばれる電気信号(興奮波)を発生している部位を特定して、その部位を除去しロータの発生を抑えようとするものである。

心房細動中である心臓の心内心電図を解析する方法としては、例えば、ＲＩ（Regularity Index）を算出してロータを発見する解析法が提案されている（非特許文献１を参照）。

Circulation February 7,2006 Fractionation at the Posterior Left Atrium, Kalifa et al

非特許文献１に開示された解析法によれば、評価者は、算出されたＲＩの値を評価することで、ロータの位置を特定することができる。しかしながら、従来、心房細動の心臓の心内心電図からリアルタイムでＲＩを検出して、さらに、ＲＩ値に異常があったことを報知してくれるような計測装置は存在しなかった。そして、非特許文献１にも、そのような装置は開示されていなかった。したがって、複数のＲＩ値を自動で検出するような場合は、心臓カテーテルのどの電極が異常値を計測したのか、評価者は迅速に判断することができなかった。

そこで、本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、心内心電図からＲＩを算出してロータの存在を報知することができるＲＩ計測報知装置、および計測報知プログラムの提供を目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明に係る第１発明のＲＩ計測報知装置は、心内心電図の波形データを表示する表示部と、
心房細動中の心内心電図から、予め設定された波形データ取得期間の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記波形データ取得部によって取得された前記波形データに基づいてＲＩ値を算出するＲＩ算出部と、
前記ＲＩ算出部によって算出されたＲＩ値が予め設定された閾値を超えた場合、当該閾値を超えた旨を報知する報知部と、
を備えることを特徴とするものである。

また、第２発明のＲＩ計測報知装置は、前記報知部は、前記閾値を超えた旨を前記表示部に表示させることによって報知することが好ましい。

また、第３発明のＲＩ計測報知装置は、前記報知部は、前記閾値を超えた旨を、前記表示部に表示された波形データと関連付けて報知することが好ましい。

また、第４発明のＲＩ計測報知装置は、前記報知部は、前記表示部に表示された波形データのうち、ＲＩ値の異常の箇所に相当する波形データ部分の色を変えて表示させることにより報知することが好ましい。

また、第５発明のＲＩ計測報知装置は、前記表示部は、前記表示部に表示された波形データのうち、ＲＩ値の異常の箇所に相当する波形データ部分を枠で囲って表示させることにより報知することが好ましい。

また、第６発明の計測報知プログラムは、表示部に表示された心房細動中の心内心電図の波形データから、予め設定された波形データ取得期間の波形データを取得する波形データ取得手順と、
前記波形データ取得手順によって取得された前記波形データに基づいてＲＩ値を算出するＲＩ算出手順と、
前記ＲＩ算出手順によって算出されたＲＩ値が予め設定された閾値を超えた場合、当該閾値を超えた旨を報知する報知手順と、
をコンピュータに実行させるようにしたことを特徴とするものである。

また、第７発明の計測報知プログラムは、前記報知手順において、前記閾値を超えた旨を前記表示部にポップアップ表示させることによって報知することが好ましい。

測定した心内心電図の波形から迅速にＲＩ値を算出することができ、算出したＲＩ値に基づいて心房内のロータの存在を迅速に検知および報知することができる。

本発明に係るＲＩ計測報知装置の構成を示すブロック図である。ＲＩ計測および報知処理の処理手順を示すフローチャートである。ＲＩ値の算出手順を示す図であり、（ａ）は心房内で測定した心内心電図波形を、（ｂ）は心内心電図波形を全波整流した波形を、（ｃ）は全波整流波形をＦＦＴした波形および算出したＲＩ値を示す図である。心内心電図が表示された表示部にＦＦＴグラフおよびＲＩ値をポップアップ表示した図である。

以下、本発明に係るＲＩ計測報知装置の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１に示すＲＩ計測報知装置１０は、測定された心内心電図波形から所定の条件に適合する心内心電図波形データを取得するための波形取得部１１（波形データ取得部の一例）と、心内心電図波形からＲＩ（Regularity Index）値を算出するためのＲＩ算出部１２と、ＲＩ値が所定の条件を満たす場合にその旨を報知するための報知部１３と、心内心電図の波形データおよびＲＩ値が所定の条件を満たす旨のデータを表示するための表示部１５と、これらの各部を制御する制御部１４を備えている。ここで、ＲＩ値とは、ロータ（Rotor）の存在を判断するための指標値のことをいう（詳しくは後述する）。

また、図１に示す８は、心房内の心内心電図が測定されている心臓を模式的に示したものであり、末梢血管から心臓カテーテル９が心房内に挿入されて心内心電図波形が取得される。心臓カテーテル９に設けられた部位Ｄ、２、３、４、５、６は、心内心電図波形を測定するための電極である。電極Ｄ−２、電極３−４、電極５−６のように多チャンネルにおいてそれぞれ心内心電図波形を測定することができる。なお、電極の数は、この形態の数に限定されるものではなくさらに多い数の電極を設けるようにしてもよい。取得された心内心電図波形のデータは、心臓カテーテル９を介してＲＩ計測報知装置１０に送られ、ＲＩ計測報知装置１０の波形取得部１１によって取得される。

波形取得部１１は、制御部１４から送信される波形データ取得制御信号に基づいて心内心電図波形のデータを取得する。波形データ取得制御信号には心内心電図波形データを取得するタイミング、取得期間等の制御信号が含まれている。本発明の波形データ取得期間は、心内心電図の波形データを取得する期間の一例であり、予め設定された波形データ取得期間が取得期間制御信号として制御部１４から波形取得部１１へ送信される。この制御信号を受信した波形取得部１１は、受信した取得タイミングから波形データ取得期間内の心内心電図波形データを取得する。取得された心内心電図波形データは、制御部１４へ送信され、制御部１４に搭載されているＲＡＭ１８、および図示を省略するフラッシュメモリに記憶保持される。

ＲＩ算出部１２は、制御部１４から送信されるＲＩ算出制御信号に基づいて、心内心電図波形のデータからＲＩ値を算出する。ＲＩ値は、心内心電図を構成する各周波数の振幅値の総和に対するＤＦ（Dominant Frequency）の振幅値の比を算出した値である。ＤＦの振幅は、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）によって周波数分析したときの成分が最も多い周波数の振幅である。ＲＡＭ１８に格納された心内心電図波形データ（波形取得部１１によって取得された波形データ取得期間内の心内心電図波形データ）が、制御部１４からＲＩ算出部１２に送信される。ＲＩ算出部１２は、この心内心電図波形データに基づいてＲＩ値を算出する。ＲＩの算出手順については、図２から図４において後述する。算出されたＲＩ値のデータは、制御部１４へ送信され、制御部１４に搭載されているＲＡＭ１８、および図示を省略するフラッシュメモリに記憶保持される。

報知部１３は、制御部１４から送信される報知制御信号に基づいて、算出されたＲＩ値が所定の条件を満たしている場合にその旨を報知する。ＲＩ値（ＲＩ算出部１２によって算出されＲＡＭ１８に格納されていたＲＩデータ）が、制御部１４から報知部１３に送信される。報知部１３は、受信したＲＩ値を予め定められた閾値と比較し、ＲＩ値が閾値を超えていると判断した場合に、閾値を超えた旨を示す各データを制御部１４へ送信して報知する。

報知する各データには、以下のようなデータが含まれる。例えば、算出したＲＩ値のデータ。取得した心内心電図波形データをＦＦＴして得られたグラフのデータ。ＦＦＴによって検出したＤＦ値のデータ。これらのデータを表示部１５（表示部には取得した心内心電図波形が表示されている。）にポップアップ表示または表示されている画面を切り換えて表示する旨のデータ。心内心電図波形データとポップアップ表示したデータとを関連付けて表示する旨のデータ。具体的には、表示部１５に表示されている心内心電図波形データのうち、ＲＩ値の異常（予め定められた閾値を超えている）の箇所に相当する波形データ部分の色を変えて表示させる旨のデータ。心内心電図波形データのうち、ＲＩ値の異常の箇所に相当する波形データ部分を枠で囲ってまたは網かけして表示させる旨のデータ。あるいは、相当する波形データ部分を太線、斜線で表示させる旨のデータ。また、表示部１５の所定箇所（アイコン等）や表示部以外に設けたランプ、表示器等を点灯・点滅させたり、色調を変えたりするデータ。この他、表示部１５に表示してその表示データからロータの存在を視覚的に容易かつ迅速に認識することが可能なものであれば、上記閾値を超えた旨を報知するためのデータとして表示することが望ましい。制御部１４へ送信された各データ（ＲＩ値が閾値を超えた旨を示すデータ）は、制御部１４に搭載されているＲＡＭ１８、および図示を省略するフラッシュメモリに記憶保持される。

表示部１５は、制御部１４から送信される表示制御信号に基づいてＲＡＭ１８に格納されていたデータ、例えば、心臓カテーテル９の各電極によって測定された心内心電図波形データ、波形取得部１１によって取得された波形データ取得期間の心内心電図波形データ、ＲＩ値が閾値を超えた旨を表すデータ等をその表示画面に表示する。これらの各データは、表示制御信号に基づいて、心内心電図波形の測定中にも、すなわちリアルタイムでも、また、測定後に心内心電図波形のデータを詳しくレビューする場合でもメモリから読み出して表示部１５に表示することができる。

制御部１４は、ＲＩ計測報知装置１０の各部（波形取得部１１、ＲＩ算出部１２、報知部１３、表示部１５）を制御するものである。制御部１４は、制御を司るＣＰＵ１６、ＣＰＵに係る各種処理手順を実行するプログラムが保持されたＲＯＭ１７、ＣＰＵのワークエリアとして各部（取得部、算出部、報知部等）で取得、算出、および報知等された各種データを格納するＲＡＭ１８を備えている。また、図示を省略するフラッシュメモリも備えており、フラッシュメモリにも各部（取得部、算出部、報知部等）で取得、算出、および報知等された各種データが格納される。制御部１４は、リアルタイムで心内心電図波形のデータ解析を行う場合にも、再検討および論評等で心内心電図波形のデータ解析を行う場合にもメモリに格納した各種データを表示部１５に表示させることができ、ＲＩ値の異常、すなわち心房内にロータが存在することを報知することができる。

次に、図２に示すフローチャートに沿ってＲＩ計測報知処理の処理手順を説明する。なお、この処理手順の説明に際して、ＲＩ値の算出手順を示す図３および表示部１５にポップアップされたデータを示す図４を参照しながら説明する。

ＲＩ（Regularity Index）値の計測報知が開始されると、最初に、ロータ（Rotor）の存在を判断するための指標値となるＲＩの閾値の設定処理が行なわれる（ステップＳ１０１）。閾値は、外部から設定変更することが可能である。例えば、ＲＩ計測報知装置１０に接続されて装備される設定入力手段（図示省略）によって入力変更するようにしてもよい。ＲＩ値は１以下の数値で表され、具体的に、ここではＲＩの閾値を０.７に設定する。

次に、波形取得部１１は、心臓カテーテル９によって測定された心内心電図波形データから、波形データ取得期間の波形データを取得する。取得された心内心電図波形データは、制御部１４のＲＡＭ１８およびフラッシュメモリ（図示省略）に格納されるとともに、制御部１４によって表示部１５に表示される。

続いて、ＲＩ算出部１２は、表示部１５に画面表示されている全ての心内心電図波形について全波整流し、さらにこの全波整流した波形を高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理する（ステップＳ１０２）。具体的には、先ず、波形取得部１１によって取得された心内心電図波形データが、制御部１５からＲＩ算出部１２へ送信される。ＲＩ算出部１２は、受信した当該心内心電図波形データを全波整流処理する。図３（ａ）は、表示部１５に表示される心内心電図波形データの中の一つの波形データを示したものであり、図３（ｂ）は、（ａ）の心内心電図波形データを全波整流処理した波形データである。心内心電図波形データは、複数の電極を具備する心臓カテーテル９によって測定される。そして、表示部１５には、これら複数の電極によって測定された複数の心内心電図波形データが表示される。図３（ａ）は、その中の電極２−３によって測定された心内心電図波形データである。

次に、ＲＩ算出部１２は、全波整流処理した波形データ（図３（ｂ））をＦＦＴ処理する。図３（ｃ）は、（ｂ）の全波整流波形をＦＦＴ処理したものであり、図３（ｃ）には、ＦＦＴ処理した波形のグラフと、ＤＦ値と、ＲＩ値が表示されている。ＤＦは、ＦＦＴ処理によって周波数分析したときに最も大きな振幅となる周波数のことであり、最も優位な周期性がある興奮を示している。図３（ｃ）では、ＤＦ＝７.０〔Hz〕であり、グラフに示される波形の最も振幅の大きい周波数であるＤＦの○印の周波数を示している。上記具体的な処理と同様にして、複数の電極によって測定された全ての心内心電図波形データについて、全波整流およびＦＦＴ処理を行なう。

続いて、ＲＩ算出部１２は、表示部１５に画面表示されている全ての心内心電図波形についてのＲＩを算出処理する（ステップＳ１０３）。ＲＩは、心内心電図を構成する各周波数の振幅値の総和に対するＤＦの振幅値の比を算出したものである。図３（ｃ）は上述したように、複数の電極の中の電極２−３によって測定された心内心電図波形データを全波整流およびＦＦＴ処理したものである。そして、図３（ｃ）に示すＲＩ値は、ＲＩ＝ＤＦの振幅値／（１の振幅値＋２の振幅値＋３の振幅値＋ＤＦの振幅値＋４の振幅値）の計算式で算出される。ここで、１の振幅値とは、図３（ｃ）の１の○印領域内の最大振幅値を、２の振幅値とは、２の○印領域内の最大振幅値を、３の振幅値とは、３の○印領域内の最大振幅値を、ＤＦの振幅値とは、ＤＦの○印領域内の最大振幅値を、４の振幅値とは、４の○印領域内の最大振幅値をそれぞれ表している。図３（ｃ）の場合、この式によって算出された値がＲＩ＝０.３９である。上述した処理と同様にして、複数の電極によって測定された全ての心内心電図波形データについて、ＲＩを算出する処理を行なう。そして、算出された各電極間の心内心電図に関する全波整流データ、ＦＦＴデータ、ＲＩデータ（図３（ｂ）、（ｃ）に相当する各電極間のデータ）は、制御部１４のＲＡＭ１８およびフラッシュメモリ（図示省略）に格納される。これらの各データは、ＲＩ計測報知装置１０に接続される表示手段（図示省略）の操作によって、表示部１５に表示できるようにしてもよい。

続いて、ＲＩ算出部１２は、算出した各ＲＩの値が閾値を超えているかどうか判別する（ステップＳ１０４）。そして、全てのＲＩ値が閾値を超えていないと判断した場合には（ステップＳ１０４：No）、ＲＩ計測報知処理を終了する。図３（ｃ）に示す場合には、上記のように、ＲＩの閾値を０.７に設定しているので、ここで算出したＲＩ値（0.39）は、閾値（0.7）を超えていない。従って、電極２−３によって測定された心内心電図波形（図３（ａ））には、ロータは存在しないと判断することができ、ＲＩ計測報知処理は終了される。

これに対して、いずれかのＲＩ値が閾値を超えていると判断した場合には（ステップＳ１０４：Yes）、当該閾値を超えた旨を表示部１５にポップアップ表示する（ステップＳ１０５）。図４は、ＲＩ値が閾値を超えた旨を示すデータが、表示部１５に表示されている様子を示している。各電極で測定した心内心電図波形を表示する画面２０上の一部領域に、閾値を超えた旨を報知する画面２１が、ポップアップ表示されている。

画面２０の領域２２には、心内心電図波形を測定した各電極間の名称が表示されている。例えば、PVD−2は、心内心電図波形を心臓カテーテル９の電極Dと2によって測定したことを示している。この形態では、２０極を有する心臓カテーテルを使用して心内心電図波形を測定したことがわかる。領域２３には、各心内心電図波形に基づいて算出されたＤＦ値〔Hz〕が表示されている。

画面２１には、心内心電図波形を全波整流およびＦＦＴ処理した後のグラフ２４と、ＤＦ値２５と、ＲＩ値２６と、電極間の名称２７が表示されている。この画面２１は、ＤＦ値が７.０Hzで、ＲＩ値が１.０で、心内心電図が電極13と14によって測定されたことを示している。また、ＲＩの閾値は、上述したように０.７に設定されているので、画面２１に表示された“ＲＩ＝1.0”は、ＲＩが閾値を超えている旨を報知している。また、電極間の名称２７に表示された“PV13−14”は、画面２０の領域２２に示された電極間の名称（PV13−14）と関連付けて表示されている。また、“ＤＦ＝7.0Hz”は、画面２０の領域２３に示されたＤＦ値（7.0）と関連付けて表示されている。

さらに、画面２１に表示されるようにPV13−14の心内心電図波形から算出されるＲＩ値は閾値を超えて異常値を示しているが、このＲＩ値の異常の箇所に相当する画面２０のPV13−14の心内心電図波形部分を枠２８で囲い表示することにより、ＲＩが閾値を超えた旨を心内心電図波形と関連付けて表示することもできる。また、この関連付けの表示の仕方は、ＲＩ値の異常の箇所に相当する心内心電図波形部分の表示色を、異常の箇所に相当しない心内心電図波形部分の表示色と異なる色で表示するようにしてもよい。

また、画面２０に表示した心内心電図波形の中に、PV13−14の心内心電図波形以外にも、閾値を超えたＲＩ値を有する心内心電図波形が存在する場合には、存在する旨を報知する他に、閾値を超えた旨を示すそのデータを、画面２１とは別の画面に表示する。この場合、ＲＩ計測報知装置１０に接続される切換手段（図示省略）の操作によって、表示部１５上に画面２１と上記別の画面とを任意に切り換えてポップアップ表示できるようにする。

本発明の実施形態に係るＲＩ計測報知装置は、以上のような構成を有することにより、どの電極間の波形に異常が有るかを迅速に検知し、その存在を即座に報知することができるので、ロータの存在を迅速に把握できるとともに、その位置を正確に特定でき、その発生部位をより迅速に除去することができる。

また、計測したＲＩの値が閾値を超えた異常値を示す場合、ＦＦＴグラフおよび異常値を示すＲＩ値が、表示部１５にポップアップ表示されるので、心内心電図を測定しながらリアルタイムでロータの発生を迅速に把握することができる。
また、ポップアップ表示されたデータと、心臓カテーテルの各電極に対応した心内心電図の各波形データとが関連付けられて表示されるので、ロータの存在およびその位置（どの位置の電極によって計測された心内心電図であるのか。）を迅速かつ正確に把握することができる。

ＲＩ値の異常の箇所に相当する心内心電図波形の色をその他（正常の箇所）の波形の色と変化させて表示することにより、また、異常の箇所に相当する心内心電図波形部分を囲い表示、網掛け表示等することにより、ロータの存在およびその位置を視角的に容易かつ迅速に把握することができる。

このようなＲＩ計測報知装置の機能は、リアルタイムで心房細動中の心内心電図のデータ解析を行う場合にも、あるいは再検討および論評等で心内心電図のデータ解析を行う場合にも有効である。

尚、本発明の実施の形態において説明した各処理手順を、一連の手順を備えた方法の発明としても、また、一連の手順をコンピュータに実行させるためのプログラムの発明としてもよい。その場合にも上記実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。

例えば、心臓カテーテル検査による心房細動治療の分野等に利用可能である。

１０：ＲＩ計測報知装置、１１：波形取得部、１２：ＲＩ算出部、１３：報知部、１４：制御部、１５：表示部、１６：ＣＰＵ、１７：ＲＯＭ、１８：ＲＡＭ

Claims

心内心電図の波形データを表示する表示部と、
心房細動中の心内心電図から、予め設定された波形データ取得期間の波形データを取得する波形データ取得部と、
前記波形データ取得部によって取得された前記波形データに基づいてＲＩ値を算出するＲＩ算出部と、
前記ＲＩ算出部によって算出されたＲＩ値が予め設定された閾値を超えた場合、当該閾値を超えた旨を報知する報知部と、
を備え、
前記報知部は、前記閾値を超えた旨を、前記表示部に表示された波形データと関連付けて報知することを特徴とするＲＩ計測報知装置。
前記報知部は、前記閾値を超えた旨を前記表示部に表示させることによって報知することを特徴とする請求項１に記載のＲＩ計測報知装置。
前記報知部は、前記表示部に表示された波形データのうち、ＲＩ値の異常の箇所に相当する波形データ部分の色を変えて表示させることにより報知することを特徴とする請求項１に記載のＲＩ計測報知装置。
前記表示部は、前記表示部に表示された波形データのうち、ＲＩ値の異常の箇所に相当する波形データ部分を枠で囲って表示させることにより報知することを特徴とする請求項１に記載のＲＩ計測報知装置。
表示部に表示された心房細動中の心内心電図の波形データから、予め設定された波形データ取得期間の波形データを取得する波形データ取得手順と、
前記波形データ取得手順によって取得された前記波形データに基づいてＲＩ値を算出するＲＩ算出手順と、
前記ＲＩ算出手順によって算出されたＲＩ値が予め設定された閾値を超えた場合、当該閾値を超えた旨を報知する報知手順と、
をコンピュータに実行させるようにした計測報知プログラムであって、
前記報知手順において、前記閾値を超えた旨を、前記表示部に表示された波形データと関連付けて報知する、計測報知プログラム。
前記報知手順において、前記閾値を超えた旨を前記表示部にポップアップ表示させることによって報知することを特徴とする請求項５に記載の計測報知プログラム。