JPH02119842A - 心臓病監視システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用発明］ 本発明は心臓病監視システムに監視、特に心臓病レート
と、心電図のＳＴ上セグメントおける偏差とを測定し、
測定されたＳＴ上セグメントおける偏差に応じて出力し
、警報を含むシステム及び装置に関する。

［従来の技術］ 心臓筋肉のノーマルな働きにおいては、電気的な放出の
連続性は、周期的な形式で与えられ、複雑ではない規則
正しい波形を形成する。この波形は心臓の働きを観察す
る際に、普遍的に監視され記録される。この監視された
波形は、心電図又は“ＥＫＧ”として呼ばれている。

ＥＫＧの複雑な波形は、心臓の働きの理解を高めるため
に、特徴的なセグメントに分割されている。１つの脈拍
における波形が第１図に示されている。この図では、Ｅ
ＫＧ波形の項と谷とは慣習的に分類され、ＰＳＱＳＲＳ
Ｓ及びＴとして各々示されている。ＱＲ８の合成や、Ｓ
Ｔ上セグメントような波形の種々の部分は、心臓の観察
において特に重要である。例えば、ＳＴ上セグメントす
なわち、第１図のＳとＴとの間のＥＫＧ波形の部分は、
心臓機能のある病理に対応することが知られている。し
ばしば、そのノーマルポジションからＳＴ上セグメント
陥みは、５ｕｂｅｎｄｏｃａｒｄｉａｌ　ｅｓｃｈｅｍ
ｉａ　、即ち、心臓の筋肉への血液流の欠損を示してい
る。更に、ＳＴ上セグメント高さは、１ｎｆｅｒｉｏｒ
　ｏｒ　ａｎｔｅｒｏｓｅｐｔａｌ　ｅｓｃｈｅｍｉａ
のような、血液流の問題をしばしば示している。この関
係においては、ＳＴ上セグメント高さ又は低さは、ノー
マル値におけるＳＴ上セグメント位置で変化している。

第１図に示されるとおり、ノーマルＳＴセグメント値は
、ＥＫＧの等電線に近接した位置にある。

高いＳＴ上セグメント、等電線の上にあり、一方、陥ち
込んだＳＴセグセメントは、等電線の下にある。総体的
に、ＳＴ上セグメント偏差、すなわち、高さと低さは、
Ｂｏｃａｒｄｉａｌ　ｅｓｃｈｅｍｉａの重要な指標を
提供し、そして、心臓の不良動作を監視し、かつ予想す
る重要な等異でもある。

ＳＴ上セグメント、関連する偏差との重要性は一般的に
理解されているが、その正確な測定は、困難とされてい
た。測定は、運動時や患者のある独立的な動きの間に、
行うことが望ましいことは真実である。

従来、ＳＴ上セグメントノーマル値からのその変化を監
視する手段としては、例えば、オシロスコープのような
ＥＫＧ読み出しの直接的な監視又は、拡張した間隔に亘
るＳＴ上セグメント精密に示すピットバイピットの複雑
なソックウェアの使用があった。

これらのアプローチは、迅速性、正確性の要請を満足す
るものではなく、ＳＴ上セグメント偏差を監視する手段
も適当ではなかった。

そこで、本発明の技術的課題は、上記欠点に鑑み、心臓
監視システムの改良にある。

本発明の他の技術的課題は、ＥＫＧ波形のＳＴ上セグメ
ント偏差の測定が可能なモニターを提供することである
。

本発明の更なる技術的課題は、ＥＫＧ波形におけるノー
マル値からＳＴ上セグメント偏差を測定しパルス率を測
定し、そのＳＴ偏差とパルス率を出力し、ＳＴ偏差とパ
ルス率の逸脱に応じた警告を含む装置を提供することで
ある。

更に、本発明の技術的課題は、ＳＴ偏差と、パルス率と
を測定する手段に、信号を処理する手段と記憶手段とを
組み合わせた装置を提供することである。

更に、本発明の技術的課題は、使用の際に、例えば、運
動ルーチン又は長時間の監視中に、患者に簡単に、しか
も煩わしくなく取り付けることができるパッケージ内に
収納され、ＳＴ上セグメント差とパルス率との情報を監
視し、解析し、格納する装置を提供することである。

上述した本発明の技術的課題は、心臓ＥＫＧ波形を測定
し、調整し、解析する装置及びシステムを実現すること
である。本システムは、患者の心臓に最も近い部分に設
置される電極を有している。

これらの電極はＥＫＧ波形を誘導する心臓を感知し、信
号調整回路に、応答信号を出力する。信号調整回路は、
ＳＴ上セグメント強調するように入力信号を処理し。Ｓ
Ｔ上セグメントより変調されたパルス幅である方形波を
出力する。パルス幅変調方形波は、ＳＴ上セグメントノ
ーマル値がらの逸脱の有無、及びその範囲を決定するよ
うに解析される。出力、例えば、警報は、ＳＴ偏差の拡
大及び／又はパルス率の変化における不慮の事故により
発動される。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、心臓病監視システムにおいて、ＥＫＧ
波形を読み込み、該波形を信号調整手段へ送る信号受信
手段と、前記信号調整手段は、信号利得を制御する手段
と、前記波形をＤＣ信号に変換する手段とを含み、該信
号調整手段からの前記ＤＣ信号によって、変調されたパ
ルス幅を有する出力パルスを発生するパルス発生手段と
を有することを特徴とする心臓病監視システムが得られ
る。

本願発明発明によれば、心臓病監視システムにおいて、
前記パルス発生手段は、ゲートパルス発生回路と直列接
続されたローパスフィルタを有することを特徴とする心
臓病監視システムが得られる。

本発明によれば、心臓病監視システムにおいて、前記ゲ
ートパルス発生回路は、前記ＤＣ信号と比較されるセッ
トポイント値を有し、更には、前記ＤＣ信号が前記セッ
トポイント値より高い場合は前記出力パルスを発生し、
前記ＤＣ信号が前記セットポイント値より低い場合には
、前記出力パルスを終結させることを特徴とする心臓病
監視システムが得られる。

本発明によれば、心臓病監視システムにおいて、前記出
力パルスは、方形の形状であることを特徴とする心臓病
監視システムが得られる。

本発明によれば、心臓病監視システムにおいて、前記信
号受信手段は、心臓病に最も近い位置に複数の電極を有
することを特徴とする心臓病監視システムが得れる。

本発明によれば、ＥＫＧ波形を測定する電気的センサと
、前記ＥＫＧ波形の全ての負の領域を反転する信号調整
手段と、前記ＥＫＧ波形のＳＴ上セグメント位置での変
換によって、変調されたパルス幅を有するパルスを発生
するパルス発生回路と、ノーマル値からのＳＴ上セグメ
ント偏差の量を決定する比較手段とを有するＥＫＧ波形
を監視し変換することを特徴とする装置が得られる。

本発明によれば、前記ＳＴ上セグメント差が予め選択さ
れた限界を越えているか否かを示す警報器を有する出力
手段を設けたことを特徴とする装置かえられる。

本発明によれば、ＥＫＧ波形を測定し、ｂ、前記波形の
全ての負領域を正領域に転換し、ローμスフィルタを介
して、前記転換ＥＫＧ波形を通過させることにより、前
記ＥＫＧ波形を調整し、Ｃ０前記ＥＫＧ波形のＳＴ上セ
グメント置での変換によって変調されるパルスを発生さ
せ、そして、ｄ。

ノーマルＳＴセグメント位置を有するＥＫＧ波形により
変調されたパルスと、前記発生させたパルスとを比較す
ることを特徴とするＳＴ上セグメント差を監視する方法
が得られる。

本発明によれば、前記ＥＫＧ波形の調整は、前記ＥＫＧ
波形の利得の標準化を含むことを特徴とするＳＴ上セグ
メント差を監視する方法がえら得る。

本発明によれば、複数のパルスを集め、発生した該パル
スの変化を平均化した時間に基づいて、ＳＴ偏差を決定
することを特徴とするＳＴ上セグメント差を監視する方
法が得られる。

［実施例］ 次ぎに、本発明の実施例を図面を参照して説明する。

第２図に示すとおり、１０は、センサであり、センサ１
０は、心臓に最も近い部分で、患者に設置された複数の
電極に編入されている。これらのセンサは信号調整ユニ
ットの入力として、波形に対応した出力信号を与えるＥ
ＫＧ波形を測定する。

信号調整ユニット２０が第３図に示されている。

複数のセンサからの出力は、自動利得制御（ＡＧＣ）回
路１２０への合成入力を形成する。回路１２０は、受信
信号の強さを増幅する増幅回路１２２から構成されてい
る。この回路は、電圧に関して、均一なＥＫＧを与える
フィードバックループ１２４を介して、信号を標準化す
る。ここで、ＡＧＣは絶対値（ＡＶ）回路１３０に、基
準化されたＡＧＣ波形を出力する。ＡＶ回路１３０は、
２つの増幅器を有し、１つは反転型で、他の１つは標準
型であり、各々、単独のダイオードに直列に接続され、
ＡＧＣからの出力に関しては並列に接続されている。Ａ
Ｖ回路は、ＥＫＧ波形のすべての負領域を反転すること
によって、ＥＫＧ交流信号を直流（ＤＣ）信号に変換す
るように働く。

第３図に示すＡＶ回路１３０のＤＣ出力は、パルス幅変
調（ＰＷＭ）回路１４０に出力される。

ＰＷＭは、ゲートパルス発生増幅器１４４に直列に接続
されるローパスフィルタ１４２から構成される。ＰＷＭ
１４０の出力は、一定の振幅における方形波であり、脈
搏と等しい連続性、即ち、パルス率である。

この回路では、ローパスフィルタ１４２は、脈搏にそれ
ぞれ対応し、緩やかな等電線が後に続くシングルピーク
（第１図に示すポイントＲ）により特徴づけられる、種
々の成分を含むＥＫＧ波形を、映像系に変換するように
働く。

この映像系は、ゲートパルス発生増幅器１４４に入力さ
れ、使用者により選択されるセットポイントと比較され
る。この場合、セットポイントは、入力されるＥＫＧ信
号と常時比較される正電圧値である。ＥＫＧ信号の振幅
がこのセットポイントを越える場合には、パルス発生増
幅器は、方形波の形に増幅されるパルスを発生する。Ｅ
ＫＧ映像のエツジがこのセットポイントを再び通過する
場合は、パルス発生増幅器はパルスを止める。

ＰＷＭ１４０からの方形波を構成する各パルスの幅は、
初期のＥＫＧ波形におけるＳＴ上セグメント部位によっ
て変調されている。高位のＳＴ上セグメント、より短い
パルス幅を出力し、逆に、低位のＳＴ上セグメント、よ
り長いパルス幅を出力する。

ＳＴ上セグメント偏差は、既に知られているノーマル又
は制御ＳＴ上セグメント読みだしからＳＴ上セグメント
高低を経た偏差である。ＳＴ上セグメント偏差の決定に
おいて、ＰＷＭ１４０出力が信号処理器３０に入力され
る（第２図参照）。

ＳＴ上セグメント偏差は、格納されているノーマルＳＴ
セグメント変調パルス幅と、現行の或はリアルタイムの
ＳＴ上セグメント調パルス幅との偏差の絶対値である。

操作は、このシステムが患者のＥＫＧをピックアップし
て、標準化する。第４図は、上述の信号調整操作におけ
る種々のポイントで採られたサンプルＥＫＧ波形を示す
ものである。

第４図Ｉは、正しい働をしている心臓を示すノマルＳＴ
セグメントの読み出しに対応している。

図中のＩ　（Ａ）は、ＡＧＣ（第３図の１２０）からの
出力に対応した図式された信号を示し、その信号の振幅
は、種々の電極入力から標準化されている。この波形は
、第１図に対応しており、適正なＥＫＧ波形である。

図中のＩ　（Ｂ）は、ローパスフィルタ（第３図の１４
２）からの出力を表す波形を示している。

このＩ　（Ｂ）の波形は、絶対値回路とローパスフィル
タとを通過した後のＩ　（Ａ）の波形であるとみなせる
。Ｉ　（Ａ）の負領域は転換（正領域）され、信号の高
い変調成分は除去され、より緩やかな傾きは残され、丸
い映像と見ることができる。

この処理は幾つかの情報を除去することにはなるが、Ｓ
Ｔ上セグメント報を高め、より入手し易くするものであ
ることが分かる。

最後に、第４図のＩ　（Ｃ）は、ゲート方形波発生器（
第３図の１４４）からの方形は出力を示し、この方形パ
ルスは、Ｉ（Ｂ）における映像の振幅が方形波発生器の
セットポイントに近似し又は等しい場合に、発生する。

１　（Ｃ）のパルスは、Ｉ　（Ｂ）の丸い映像の幅によ
り決定される時間に対して、一定の振幅で連続する。こ
のことは、Ｉ　（Ｂ）の信号が、ゼロに戻る方向に落ち
込み、ある離散時間後のセットポイントの値を通過する
ことを示す。この離散時間は、Ｔ　（Ｃ）の方形パルス
の幅を決定するものであり、Ｉ　（Ｂ）の信号が、セッ
トポイント値を引き戻る時に、パルスは正確に終結する
。

ノーマルＳＴセグメントは、絶対値回路により反転され
ることにより、等電線に近接することが慣習的に知られ
ている。高位の部位に拠る高位ＳＴ上セグメント第４図
■参照）は、反転により、全体の波形に小さく寄与する
ことになる（第４図ｍ　（Ｂ）に比較的短い映像として
示されている）。

この狭い映像は、処理されることにより、“高位′のＳ
Ｔ上セグメント表されるような、比較的により狭いパル
スとなる。

第４図ｍ（Ａ−Ｃ）によれば、低位ＳＴセグメントハ、
大きな負領域を有することから、反転により、ＩＩ　（
Ｂ）の映像の長さを実質的に拡張することになる。この
結果、ＩＩ　（Ｃ）のパルスをより長くすることとなり
、セットパルスは、第４図ｍ及び■でみられる時間間隔
より長い時間間隔後の第２の時間で、交差している。

上述の記載において、現実のＳＴ上セグメント偏差は、
現実のＳＴ上セグメント調整したパルス幅と、格納され
たノーマルパルス幅とを比較することにより単純に決定
されている。この比較の実施例としては、メモリ、出力
装置、及び表示装置と結合された中央処理装置（ＣＰＵ
）によりディジタル的に行われる。例えば、第２図に示
すように、ＣＵ３Ｏが、信号調整器２０からの信号を調
整した入力信号幅を読みだし、信号標準化アルゴリズム
により入力信号を標本化し、ＲＡＭ４０に、或は、バル
クメモリ７０に情報の一部を格納する。

デイスプレィ６０、例えば、液晶表示装置（ＬＣＤ）は
、使用者に情報を与え、一方、出力装置５０は、ＳＴ偏
差の逸脱を示す警報装置を含んでいる。

おのシステムにおけるマイクロプロセッサは、種々の方
法によって受信信号を操作できるような最高の柔軟性を
備えている。より優れた全体に渡る正確性は、パルス幅
の値を平均化した時間を取り、且つ、人工物、ノイズ、
或は他のエラー源を取り除く数的な技法に使用すること
により、改良することができる。

システムメモリの使用は、例えば、緊張的な２４時間に
渡って発生するＳＴ上セグメント逸脱及びパターンの長
期に渡る解析を許容するものである。さらに、マイクロ
プロセッサシステムは、システム制御アルゴリズムの変
換、セットポイント値、警告量の調整、及びノーマルパ
ルス幅の前設定を許容するものである。また、システム
アルゴリズムは学習サイクルの操作により、′ノーマル
“パルス幅を決定し、使用者により規定されるように、
知られている非ストレス期間の間、ＥＫＧを測定し、Ｓ
Ｔ上セグメント逸脱を計算する場合に後で使用するため
の“ノーマルパルス幅の時間平均した値を格納しても良
い。

あるいは、信号処理装置３０は、調整方形波のパルス幅
のアナログ処理を行う離散的な電子装置を含み、リアル
タイムでＳＴ上セグメント差を抽出し、そして、ディジ
タル的な処理を必要とすることなく、必要に応じて、警
告出力を制御することができる。

上記した方法は、本発明の趣旨の単なる一実施例に過ぎ
ない。種々の変形例や適用例は、本発明の趣旨から逸脱
することのない技術において、容易に明白に理解し得る
ところである。

［発明の効果］ 本発明によれば、ＳＴ上セグメント偏差を監視すること
ができる心臓病監視システム及び装置が得られる。

１０・・・電極、１２０・・・ＡＧＣ回路、１３０・・
・絶対値回路、１４０・・・パルス幅変調回路。

【図面の簡単な説明】

第１図は、典型的な人間のＥＫＧ波形を示す図、第２図
はシステムを構成するブロック図、第３図は信号調整回
路の配線図、第４図は信号処理の段階を示すＥＫＧ波形
の３類型を示す図である。 手続補正書（方式） 平成　７年７１月　？［

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）心臓病監視システムにおいて、 ＥＫＧ波形を読み込み、該波形を信号調整手段へ送る信
   号受信手段と、 前記信号調整手段は、信号利得を制御する手段と、前記
   波形をＤＣ信号に変換する手段とを含み、該信号調整手
   段からの前記ＤＣ信号によって、変調されたパルス幅を
   有する出力パルスを発生するパルス発生手段とを有する
   ことを特徴とする心臓病監視システム。 ２）特許請求の範囲第１項記載の心臓病監視システムに
   おいて、前記パルス発生手段は、ゲートパルス発生回路
   と直列接続されたローパスフィルタを有することを特徴
   とする心臓病監視システム。 ３）特許請求の範囲第２項記載の心臓病監視システムに
   おいて、前記ゲートパルス発生回路は、前記ＤＣ信号と
   比較されるセットポイント値を有し、更には、前記ＤＣ
   信号が前記セットポイント値より高い場合は前記出力パ
   ルスを発生し、前記ＤＣ信号が前記セットポイント値よ
   り低い場合には、前記出力パルスを終結させることを特
   徴とする心臓病監視システム。 ４）特許請求の範囲第３項記載の心臓病監視システムに
   おいて、前記出力パルスは、方形の形状であることを特
   徴とする心臓病監視システム。 ５）特許請求の範囲第１項記載の心臓病監視システムに
   おいて、前記信号受信手段は、心臓病に最も近い位置に
   複数の電極を有することを特徴とする心臓病監視システ
   ム。 ６）ＥＫＧ波形を測定する電気的センサと、前記ＥＫＧ
   波形の全ての負の領域を反転する信号調整手段と、前記
   ＥＫＧ波形のＳＴセグメントの位置での変換によって、
   変調されたパルス幅を有するパルスを発生するパルス発
   生回路と、ノーマル値からのＳＴセグメントの偏差の量
   を決定する比較手段とを有するＥＫＧ波形を監視し変換
   することを特徴とする装置。 ７）特許請求の範囲第１項記載の装置において、前記Ｓ
   Ｔセグメント偏差が予め選択された限界を越えているか
   否かを示す警報器を有する出力手段を設けたことを特徴
   とする装置。 ８）ａ、ＥＫＧ波形を測定し、 ｂ、前記波形の全ての負領域を正領域に転換し、ローパ
   スフィルタを介して、前記転換ＥＫＧ波形を通過させる
   ことにより、前記ＥＫＧ波形を調整し、 ｃ、前記ＥＫＧ波形のＳＴセグメント位置での変換によ
   って変調されるパルスを発生させ、そして、 ｄ、ノーマルＳＴセグメント位置を有するＥＫＧ波形に
   より変調されたパルスと、前記発生させたパルスとを比
   較することを特徴とするＳＴセグメント偏差を監視する
   方法。 ９）特許請求の範囲第８項記載の方法において、前記Ｅ
   ＫＧ波形の調整は、前記ＥＫＧ波形の利得の標準化を含
   むことを特徴とするＳＴセグメント偏差を監視する方法
   。 １０）特許請求の範囲第８項記載の方法において、複数
   のパルスを集め、発生した該パルスの変化を平均化した
   時間に基づいて、ＳＴ偏差を決定することを特徴とする
   ＳＴセグメント偏差を監視する方法。