JP6088273B2

JP6088273B2 - 心電図解析装置

Info

Publication number: JP6088273B2
Application number: JP2013020433A
Authority: JP
Inventors: 圭木村; 和広関川
Original assignee: Nihon Kohden Corp
Current assignee: Nihon Kohden Corp
Priority date: 2013-02-05
Filing date: 2013-02-05
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2033-02-05
Also published as: US20140221860A1; US9386935B2; EP2762068A1; CN103961086A; JP2014150826A

Description

この発明は、生体から得られる心電図信号を解析し、不整脈モニタリングなどにより心臓の活動状態を解析するための心電図解析装置に関するものである。

本明細書において、不整脈モニタリングまたはモニタリングとは、被験者の一拍毎の心電図波形を基準波形と比較して不整脈か否かを判定し、不整脈の場合にアラームを発生させて注意喚起をすることである。不整脈の程度に応じて複数種類のアラームを発生させることもある。

従来のこの種の装置においては、予め心電図学習により決定された基準波形を記憶しておき、この基準波形に基づいて不整脈モニタリングを行うものであった。ここで、心電図学習は被験者に対して初めて心電図測定を行う場合の測定開始時に行うことが通例であり、当該被験者において必ずしも適切な心電図波形が基準波形と決定されるとは限らないものであった。即ち、当該被験者についての正常な心電図波形から逸脱した不整脈波形が基準波形と決定される可能性があった。

仮に、不整脈が発生している最中に心電図学習を行うと、不整脈が基準波形と決定され、学習時に不整脈が発生していることが見逃され、更に、心電図学習以降の不整脈モニタリングなどにおいて適切な解析が行われないという問題があった。

上記に対し、１回の解析動作において複数の心拍の中から複数の代表心拍を自動的に選択し、選択された複数の代表心拍を解析してそれぞれの診断名を表示する心電図解析装置が知られている（特許文献１参照）。

この装置によれば、複数の代表心拍においてアーチファクトが含まれていない心拍については、適切な診断名が表示されるという利点があるものの、診断名を決定する必要がある。従って、適切な結果を装置から得たい場合に不向きであり、また、ユーザが判断に時間を要する問題がある。

特許第２８３４０５７号明細書

本発明は上記のような心電図解析装置が有する問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的は、不整脈が基準波形とされる不具合を防ぐことが可能な心電図解析装置を提供することである。また、学習当初から不整脈であることを見逃すことのない心電図解析装置を提供することを目的とする。

本発明に係る心電図解析装置は、心電図信号を測定する測定部と、測定された心電図信号において第１の所定拍数の心電図波形に対して不整脈に関連する情報である不整脈判定基準情報に基づき不整脈であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が不整脈でないと判定した場合に、前記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し、記憶する基準波形決定手段と、前記記憶された基準波形を用いて、測定される心電図波形が不整脈であるか否かの解析を行う解析手段とを具備することを特徴とする。

本発明に係る心電図解析装置は、前記測定された心電図信号において波形形状がほぼ同等な第２の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形候補を決定する選択手段を備え、前記第１の所定拍数の心電図波形は前記基準波形候補から時間的に遡る方向へ連続する拍の波形であることを特徴とする。

本発明に係る心電図解析装置は、判定手段が不整脈であると判定した場合に、不整脈を示すアラームを発生するアラーム発生手段を具備することを特徴とする。

本発明に係る心電図解析装置は、前記基準波形を手動で設定する基準波形手動決定手段を備え、前記基準波形決定手段は、前記基準波形手動決定手段の操作が行われた場合に、前記判定手段による判定に拘らず、前記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し記憶する特別処理を行うことを特徴とする。

本発明に係る心電図解析装置は、前記基準波形決定手段による特別処理が行われた場合には、その後に測定される心電図に対して、前記基準波形決定手段によって記憶された基準波形の特徴を備えているか否かの解析を解析手段が行い、当該基準波形の特徴を備えている心電図波形が所定期間検出されない場合に、前記判定手段による判定へ移行することを特徴とする。

本発明によれば、測定された心電図信号において第１の所定拍数の心電図波形に対して不整脈に関連する情報である不整脈判定基準情報に基づき不整脈であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段が不整脈でないと判定した場合に、前記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し、記憶する基準波形決定手段と、前記記憶された基準波形を用いて、測定される心電図波形が不整脈であるか否かの解析を行う解析手段とを具備するので、不整脈が基準波形とされる不具合を防ぐことが可能である。

本発明によれば、判定手段が不整脈であると判定した場合に、不整脈を示すアラームを発生するアラーム発生手段を具備するので、学習当初から不整脈であることの見逃し防止が期待できる。

本発明に係る心電図解析装置の実施形態を示すブロック図。本発明に係る心電図解析装置の実施形態の動作を示すフローチャート。本発明に係る心電図解析装置の実施形態によって基準波形の決定が行われる場合を示す波形図。本発明に係る心電図解析装置の実施形態によって基準波形の決定が行われない場合を示す波形図。本発明に係る心電図解析装置の実施形態によって基準波形の決定が行われる場合に、学習当初に不整脈アラームが発生し、その後に基準波形の決定が行われる一例を示す波形図。本発明に係る心電図解析装置の実施形態によって基準波形の決定が行われる場合に、ユーザによる承認がなされ、これに基づき基準波形の決定が行われる一例を示す波形図。

以下添付図面を参照して本発明に係る心電図解析装置を説明する。各図において同一の構成要素には同一の符号を付して重複する説明を省略する。図１に、本発明に係る心電図解析装置の実施形態に係る構成図を示す。この心電図解析装置は、コンピュータによって構成される演算処理部１０を有している。コンピュータはＣＰＵ及びメモリを含んで構成される。

演算処理部１０には、心電図信号を測定する測定部２１が接続されている。測定部２１には、心電図信号を取り出す誘導電極、アンプ、Ａ／Ｄ変換器などが備えられる。誘導数は１２誘導等の複数誘導であっても良いが、ここでは１誘導の心電図信号を測定するものとする。

演算処理部１０には、操作部２２、表示部２３及び記憶部２４が接続されている。操作部２２には、心電図解析装置をオン／オフするスイッチや、後述する基準波形候補を強制的に基準波形とする基準波形決定キー（基準波形手動決定手段）、アラームを停止させるキーなどが備えられる。この操作部２２のキーの一部または全部が表示部２３の画面に表示されるキーを操作するために画面上に設けられたタッチパネルとすることができる。表示部２３には、液晶などにより構成されるディスプレイ装置、アラーム音を発生させるスピーカなどが備えられる。

記憶部２４には、心電図解析用のプログラム、解析に必要な心電図波形のデータ、不整脈判定基準情報が格納されており、また、決定した基準波形の情報や測定・解析等の時刻が被験者の識別情報に対応させられて記憶される。

演算処理部１０には、判定手段１１、基準波形決定手段１２、解析手段１３、選択手段１４、アラーム発生手段１５及び図示しないタイマが備えられている。判定手段１１は、測定された心電図信号において第１の所定拍数の心電図波形に対して不整脈に関連する情報である不整脈判定基準情報に基づき不整脈であるか否かを判定するものである。基準波形決定手段１２は、上記判定手段１１が不整脈でないと判定した場合に、上記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し、記憶するものである。解析手段１３は、上記記憶された基準波形を用いて、測定される心電図波形が不整脈であるか否かの心電図解析を行うものである。

選択手段１４は、上記測定された心電図信号において波形形状がほぼ同等な第２の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形候補を決定するものである。ここに、第１の所定拍数と第２の所定拍数について、この実施形態では第１の所定拍数を６拍、第２の所定拍数を８拍とするが、これに限定されるものではない。アラーム発生手段１５は、判定手段１１が不整脈であると判定した場合に、不整脈を示すアラームを発生するものであり、表示部２３のディスプレイ装置にアラームを表示すると共にスピーカからアラーム音を発生させる。

また、上記基準波形決定手段１２は、不整脈アラームが発生したときにオペレータによって操作部２２である操作手段の基準波形決定キーが操作された場合に、判定手段１１による判定に拘らず、上記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し記憶する特別処理も行うものである。基準波形決定手段１２による特別処理が行われた場合には、その後に測定される心電図に対して、基準波形決定手段１２によって記憶された基準波形の特徴を備えているか否かの解析を解析手段１３が行う。ここで、上記記憶された基準波形の特徴を備えている波形が所定期間検出されない場合には、解析手段１３は判定手段１１による判定へ移行するように制御を移動させる。

以上のように構成された心電図解析装置は、演算処理部１０が記憶部２４から図２に示されるフローチャートに対応する心電図解析用プログラムを読み込み実行することにより、上記各手段として機能し、動作を行う。以下、図２に示されるフローチャートを参照して動作の説明を行う。

測定部２１の誘導電極を被験者の所定部位に貼着し、操作部２２のスイッチにより心電図解析装置を起動すると、図２に示されるフローチャートに対応するプログラムに基づいて心電図の測定が開始される。演算処理部１０の制御により表示部２３のディスプレイ装置の画面には、「心電図学習中」のメッセージが表示されると共に、これ以降は、測定されている心電図波形が表示される（Ｓ１１）。測定部２１から送られる心電図についてほぼ同形状の波形が８拍揃うことを検出し、例えば８拍目の波形を基準波形候補として決定する（Ｓ１２（選択手段１４））。

上記基準波形候補を含み、この基準波形候補から時間的に遡る方向へ連続する６拍の波形を取り出し（Ｓ１３）、これらの波形に不整脈の特徴があるかを検出する（Ｓ１４（判定手段１１））。ここでは、不整脈判定基準情報に基づき不整脈の特徴があるかを検出する。不整脈判定基準情報としては、６拍の波形の「ＱＲＳ波が相互に類似する」、６拍の波形の「ＱＲＳ区間が幅広である」、６拍の波形について「ＲＲ間隔が短い」などの基準情報であり、それぞれが閾値により判定されるものとすることができる。

上記ステップＳ１４において、不整脈の特徴がないと判定された場合（Ｓ１４：ＮＯ）には、上記６拍の波形のいずれか１波形或いは平均の波形を基準波形として決定し、これを被験者識別情報や時刻などの情報と共に記憶部２４へ記憶する（Ｓ１５（基準波形決定手段１２））。例えば、図３に示されるように、不整脈の特徴がない波形が６拍分揃っているような場合には、そのいずれか１波形或いは平均の波形が基準波形とされて記憶される。

更に、演算処理部１０の制御により表示部２３のディスプレイ装置の画面に表示されていた「心電図学習中」のメッセージの表示が消去され（Ｓ１６）、学習処理が終了する。これ以降は、決定された基準波形に基づいてモニタリング（心電図解析）が行われる（Ｓ４０）。

一方、ステップＳ１４において不整脈の特徴があると判定された場合（Ｓ１４：Ｙｅｓ）には、表示部２３のディスプレイ装置に不整脈を示すアラームを表示すると共にスピーカから不整脈を示すアラームが発生される（Ｓ１７（アラーム発生手段１５））。この場合の波形の例を図４に示す。この例では、６拍の波形すべてのＱＲＳ区間が幅広であるため、判定手段１１は、不整脈（心室頻拍：ＶＴ）の特徴を備えていると判定して心室頻拍を示すアラーム（ＶＴアラーム）を発生させたものである。この段階においては、基準波形は未だ決定されていない。

この状態で、オペレータは、表示部２３のディスプレイ装置の画面に表示されている上記６拍の波形を基準波形として設定することもできる。上記６拍の波形は、判定手段１１において不整脈と判定されたものであるが、オペレータの判断でこれらの波形を基準波形として設定できるようにするものである。上記６拍の波形を基準波形として設定するためには、「基準波形決定」キーを操作する（Ｓ２０）。

ステップＳ２１では、「基準波形決定」キーが操作されたかを検出する。ステップＳ２１において「基準波形決定」キーの操作がないと判定される（Ｓ２１：Ｎｏ）と、次の１拍の心電図波形が取り込まれ（Ｓ２２）、この波形を含めて連続して遡る６拍に不整脈の特徴があるかを検出する（Ｓ２３（判定手段１１））。ステップＳ２３において不整脈の特徴があると判定される（Ｓ２３：Ｙｅｓ）と、ステップＳ２２、Ｓ２３を繰り返すことにより心電図学習を継続する。

ステップＳ２３において不整脈の特徴がないと判定される（Ｓ２３：Ｎｏ）と、不整脈アラームが停止され（Ｓ２４）、ステップＳ１２へ戻って更に心電図学習処理が続けられる。例えば、図５に示すように不整脈と判断された状態から、不整脈の特徴がないと判定される波形が揃った場合には、アラームが停止され（Ｓ２４）、ステップＳ１２以降の処理において基準波形が決定されて記憶されることが期待される。

上記ステップＳ２１において「基準波形決定」キーの操作がなされたと判定される（Ｓ２１：Ｙｅｓ）と、この時点の連続する６拍波形に基づいて基準波形が決定され、記憶される特別処理が行われる（Ｓ２５（基準波形決定手段））と共にアラームが停止される（Ｓ２６）。このように、アラームが発生された場合において、表示部２３のディスプレイ装置に表示された心電図波形を目視したオペレータの判断で、「基準波形決定」キーの操作を行い基準波形として承認することができ、これにより図６に示すように特別処理がなされ、基準波形が決定され記憶される。

ステップＳ２６に続いて演算処理部１０の制御により表示部２３のディスプレイ装置の画面に表示されていた「心電図学習中」のメッセージの表示が消去される（Ｓ２７）。このステップＳ２７の次には、ステップＳ２５で決定された基準波形に基づくモニタリング（心電図解析）が行われる（Ｓ２８）。

このモニタリングと同時に、１波形が到来する毎に、特別処理において記憶された基準波形の特徴を備えているか否かの解析判定が行われる（Ｓ２９（解析手段））。この判定は、例えば、記憶された基準波形との類似度が閾値以下であるような場合、「基準波形の特徴を備えていない」と判定される（Ｓ２９：Ｎｏ）。なお、この解析判定は、この時点における基準波形が、判定手段１１により不整脈であると判定され、オペレータによって承認されたものであるので、当該基準波形の特徴を備えていない波形が正常な波形である可能性を否定できないために行われる。

ステップＳ２９において基準波形の特徴を備えていないと判定されると、タイマを加算（進行）させて（Ｓ３０）、所定時間である３０分が経過したのかを検出する（Ｓ３１）。３０分が経過していない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）には、ステップＳ２８へ戻って処理を継続する。

一方、ステップＳ２９において基準波形の特徴を備えていると判定される（Ｓ２９：Ｙｅｓ）と、タイマをクリアして（Ｓ３２）、所定時間である３０分が経過したのかを検出する（Ｓ３１）。３０分が経過していない場合（Ｓ３１：Ｎｏ）には、ステップＳ２８へ戻って処理を継続する。

ステップＳ３０の処理により基準波形の特徴を備えていないと判定される累積時間が多くなり、タイマの時間更新によって３０分が経過してステップＳ３１においてＹＥＳとなると、ステップＳ１１へ戻り、心電図学習が再開される。このように、特別処理により得られた基準波形を用いたモニタリングにおいて基準波形の特徴を備えていないと判定されるケースが多いことは、基準波形が誤っていることが考えられ、これが心電図学習の再開により是正されることが期待できる。

１０演算処理部
１１判定手段
１２基準波形決定手段
１３解析手段
１４選択手段
１５アラーム発生手段
２１測定部
２２操作部
２３表示部
２４記憶部

Claims

心電図信号を測定する測定部と、
測定された心電図信号において第１の所定拍数の心電図波形に対して不整脈に関連する情報である不整脈判定基準情報に基づき不整脈であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段が不整脈でないと判定した場合に、前記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し、記憶する基準波形決定手段と、
前記記憶された基準波形を用いて、測定される心電図波形が不整脈であるか否かの解析を行う解析手段と
を具備することを特徴とする心電図解析装置。
前記測定された心電図信号において波形形状がほぼ同等な第２の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形候補を決定する選択手段を備え、前記第１の所定拍数の心電図波形は前記基準波形候補から時間的に遡る方向へ連続する拍の波形であることを特徴とする請求項１に記載の心電図解析装置。
前記判定手段が不整脈であると判定した場合に、不整脈を示すアラームを発生するアラーム発生手段を具備することを特徴とする請求項１または２に記載の心電図解析装置。
前記基準波形を手動で設定する基準波形手動決定手段を備え、
前記基準波形決定手段は、前記基準波形手動決定手段の操作が行われた場合に、前記判定手段による判定に拘らず、前記第１の所定拍数の心電図波形に基づいて基準波形を決定し記憶する特別処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の心電図解析装置。
前記基準波形決定手段による特別処理が行われた場合には、その後に測定される心電図に対して、前記基準波形決定手段によって記憶された基準波形の特徴を備えているか否かの解析を解析手段が行い、当該基準波形の特徴を備えている心電図波形が所定期間検出されない場合に、前記判定手段による判定へ移行することを特徴とする請求項４に記載の心電図解析装置。