JPH02198537A - 心電図用ｑｒｓ波認識装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、心電図用ＱＲＳ波認識装置に係り、特に、長
時間心電図解析におけるＲ波検出精度を評価するための
心電図用ＱＲＳ波認識装置に関するものである。

〔従来の技術〕

長時間心電図解析におけるＲ波検出精度評価に際しては
、ＱＲＳ波の回数を精度よく検出することが必要とされ
ている。

このため、従来より、磁気テープ、半導体メモリ、フロ
ッピーディスク、磁気ディスク等の記録媒体を用いて心
電図信号を長時間にわたって蓄積し、蓄積された情報を
プリントアウトし、またはＣＲＴ　（陰極線管）上に表
示することによって、観測者がこれを観察しながらＱＲ
Ｓ波の数（心拍数）を計数していた。そして、この計数
結果を、所定の解析手法によって解析し出力された数と
比較し、これによって、その解析手法によるＱＲＳ波の
検出精度を求めるという手法が採られていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の心電図用ＱＲＳ波認識装置では、プリン
トアウト、ないしは表示された心電図信号に対し、観測
者が目視によってＱＲＳ波を計数しなければならないが
、例えばホルダー心電図等のように２４時間にもわたる
長時間の心電図を目視によって計数するためには、大変
な労力を必要とした。そのため、通常の評価方式として
は、１時間程度に限って目視で計数し、これを基に長時
間にわたる発生数を類推する手法が主として用いられて
いる。

しかしながら、長時間にわたる検査期間中に心電図上に
急激な変化を示すような場合には、上述のような短時間
の計数から類推する方法では、必ずしも正確な値を得る
ことができないという問題があった。

また、心電図の解析アルゴリズムを改良して評価を行う
場合、あるいは市販されている同一目的。

機能を有する装置との解析精度の比較、評価を行う場合
等においては、上述のような心電図を同一条件で入力し
て繰り返し評価を行うために、予めＱＲＳ波の総数を記
憶させておくことによって、上述したような計数作業を
何度も行わなければならないという欠点は改善できるが
、総数のみの比較では読みすぎ（Ｆａｌｓｅ　Ｐｏ５ｉ
ｔｉｖｅ）の数と読み落としくＦａｌｓｅ　Ｎｅｇａｔ
ｉｖｅ）の数が相殺されて、必ずしも正しい傾向を示さ
ないという問題点があった。

さらに、ＱＲＳ波解析アルゴリズムの評価を行う場合に
は、総数の比較によって判断する以外に、どのようなＱ
ＲＳ波に対して弱点を持っているがという評価も必要に
なるが、単なる総数による評価ではどこに発生したＱＲ
Ｓ波に対して検出ミスがあったのかを認識できないとい
う問題点を有していた。

〔発明の目的〕

本発明は、かかる従来例の有する不都合を改善し、とく
に、長時間にわたる心電図に対してもＱＲＳ波数の正し
い値を求めることができるとともに、読みすぎ、読み落
としの評価を容易に正しく求めることができ、またＱＲ
Ｓ波認識アルゴリズムの傾向、精度を容易に把握するこ
とができる心電図用ＱＲＳ波認識装置を提供することを
、その目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、心電図信号を記憶する心電図信号記憶部と
、この記憶された心電図信号からＱＲＳ波を認識するＱ
ＲＳ波認識部と、この認識されたＱＲＳ波の発生時刻を
記憶する時刻メモリとを有している。そして、予め既知
のＱＲＳ波の発生時刻をセットした時刻プリセット部と
、この既知のＱＲＳ波の発生時刻と新に認識されたＱＲ
Ｓ波の発生時刻とを示すマーカを生成するマーカ生成部
と、ＱＲＳ波として認識された波形に番号を付与するＱ
ＲＳ番号生成部とを具備し、記憶された心電図信号と、
生成されたマーカと、付与されたＱＲＳ番号とを表示し
且つ記録する表示記録手段と、時刻メモリに記憶された
データと１時刻プリセット部にセットされたデータとを
比較し計数してＱＲＳ波の認識精度を求める認識精度比
較計数手段とを備える、という構成を採っている。これ
によって前述した目的を達成しようとするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づい
て説明する。

第１図に示す実施例は、心電図信号を記憶する心電図信
号記憶部１と、該記憶された心電図信号からＱＲＳ波を
認識するＱＲＳ波認識部４と、該認識されたＱＲＳ波の
発生時刻を記憶する時刻メモリとしてのＱＲＳ波発生時
刻記憶部５とを有している。

更に、予め既知のＱＲＳ波の発生時刻をセットした時刻
プリセット部としてのＱＲＳ波既知発生時刻プリセット
部６と、この既知のＱＲＳ波の発主時刻と新たに認識さ
れたＱＲＳ波の発生時刻とを示すマーカを生成するマー
カ生成部９と、ＱＲＳ波として認識された波形に番号を
付与するＱＲＳ番号生成部１３とを具備している。

また、記憶された心電図信号と生成されたマーカと付与
されたＱＲＳ番号とを表示する心電図信号表示部２と、
記憶された心電図番号と生成されたマーカと付与された
ＱＲＳ番号とを記録する心電図信号記録部３と、ＱＲＳ
波発生時刻記憶部５に記憶されたデータとＱＲＳ波既知
発生時刻プリセット部６にセットされたデータとを比較
し計数してＱＲＳ波の認識精度を求める認識精度比較計
数手段７とを備えている。この内、心電図信号表示部２
と心電図信号記録部３とにより、心電図信号表示記録手
段２０が形成されている。

これを更に詳述すると、心電図信号記憶部ｌにはディジ
タル化された心電図信号が記憶されていて、中央処理部
１１からの制御によって、信号を各部へ読み出すことが
できる。記憶媒体としてはフロッピーディスク、固定磁
気ディスク、半導体メモリ、光ディスク、ディジタル磁
気テープ等があり、心電図信号は予め外部装置によって
既に記録されている場合が一般的であるが、アナログ磁
気テープに収録されたアナログ心電図信号の場合は、ア
ナログテープ読取部８によって読み取られ、アナログ信
号変換部１２によってディジタル化されたのち、心電図
信号記憶部ｌに記憶される。

心電図信号表示部２は、心電図信号記憶部１に収録され
た心電図信号を一定時間ごとに分割して表示を行う。本
実施例では、１画面ごとに２０秒間の表示を行う。この
際心電図だけでなく、ＱＲＳ波の生起時刻を示すマーカ
生成部９によって生成して、同時に表示する。

第２図は心電図信号表示部２における表示の一例を示し
たものであって、ａはＲ波検出位置マーカを示し、ｂは
心電図信号を示している。

心電図信号記録部３は、心電図信号記憶部１に収録され
た心電図信号を一定時間ごとに分割してプリントアウト
を行う。本実施例では、１ページごとに５分間の記録を
行う、この際、ＱＲＳ波の生起時刻を示すマーカをマー
カ生成部９で生成して同時に印字を行うが、マーカの印
字は、ＱＲＳ波既知発生時刻プリセット部６に既にセッ
トされている既知の時刻と、ＱＲＳ波発生時刻記憶部５
にある新たに認識された時刻とを区別して別々のマーカ
を作成して同一記録紙上に印字する。

第３図は心電図信号記録部３における記録の一例を示し
たものであって、■は心電図信号を示している。■は本
発明方式（ＮＥＣ）によって新たに認識されたＱＲＳ波
の発生時刻を示すマーカ（十印）である。■は従来の解
析アルゴリズム（ＡＨＡ）による既知のＱＲＳ波発生時
刻を示すマーカ（△印）である。■は精度評価結果記録
部である。

ＱＲＳ波認識部４は、心電図信号記憶部１に記憶された
心電図信号から識別が比較的容易な錬波であるＱＲＳ波
を認識し、心電図を構成する他の鯨波であるＰ波、Ｔ波
等および筋電図、アーチファクト等の各種の雑音との識
別を行う。

ＱＲＳ波発生時刻記憶部５は、ＱＲＳ波認識部４によっ
て認識されたＱＲＳ波の生起時刻を求めて記憶する。−
最にここで取り扱われる信号はディジタル化された信号
であって、時間はデータ数にＡ／Ｄ変換のサンプリング
周期を乗じることによって決定できるので、ＱＲＳ波発
生時刻記憶部５に蓄積されるデータとしては、解析開始
時点からの積算データ数が記憶されている。

ＱＲＳ波既知発生時刻プリセット部６は、この方式で試
験される心電図信号記憶部ｌに記憶された心電図信号に
対して、マニュアルでＱＲＳ波発生時刻を予めセットし
ておく。セットの方法としてはＱＲＳ波発生時刻マニュ
アル修正部１０によって、ＱＲＳ波発生時刻記憶部５に
記憶されたＱＲＳ波発生時刻を観測者が認識し、誤った
時刻を訂正することによって、最終的にすべて訂正され
た時刻が蓄積される。

ＱＲＳ波発生時刻マニュアル修正部１０の具体的動作と
しては、まずＱＲＳ波発生時刻記憶部５およびマーカ主
成部９．ＱＲＳ一番号生成部１３によって、心電図信号
表示部２ないし心電図信号記緑部３に、心電図、マーカ
および番号が出力される。これを観測者がモニタして、
誤った認識を行った位置の番号を指定する０例えば読み
すぎた場合には当該番号の削除を行い、読み落とした場
合には、後述する第４図に示す方法によって追加を行う
。

認識精度比較計数手段７は、ＱＲＳ波発生時刻記憶部５
に記憶されたデータと、ＱＲＳ波既知発生時刻プリセッ
ト部６に記憶された正しいデータとの比較を行い、ある
時間単位ごとに読みすぎと読み落としの数をカウントし
、最終的に全時間にわたってその結果を集計する。また
次式を用いて認識処理に対する感度（Ｓｅｎｓｉｔｉｖ
ｉｔｙ　；　５ＮＳｌ＋読みすぎ予測（Ｐｏｓｉｔｉｖ
ｅ　Ｐｒｅｄｉｃｔａｂｉｌｉｔｙ　；　ＰＰＤ）を求
めることができる。

Ｓ　Ｎ　Ｓ　（Ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ　）　＝　（Ｔ
−Ｐ　）／（Ｔ−Ｐ＋Ｆ−Ｎ）・・・・・・（］）Ｐ　
Ｐ　Ｄ　（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ　Ｐｒｅｄｉｃｔａｂｉｌ
ｉｔｙ）　　＝　　（Ｔ−Ｐ　）／（Ｔ−Ｐ＋Ｆ−Ｐ）
　・・・・・・（２）ここで、Ｔ　−Ｐ　；　ｔｒｕｅ
　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　　（正解４ｆｉ）Ｆ　−Ｐ　；　
ｆａｌｓｅ　ｐｏｓｉｔｉｖｅ　（読みすぎ値）Ｆ−Ｎ
　；　ｆａｌｓｅ　ｎｅｇａｔｉｖｅ　（読み落としく
Ｉｌり第３図に示す符号■の精度評価結果記録領域には
、これらの値が記録されている。なお、Ｒ−ｓｕｍはＱ
ＲＳ波の総数を示す。

アナログテープ読取部８は、低速で記録された長時間心
電図を高速で再生し、その信号を中央処理部１１へ入力
する。

マーカ生成部９は、ＱＲＳ波発生時刻記憶部５゜ＱＲＳ
波既知発生時刻プリセット部６にそれぞれ記憶されてい
る発生時刻に対応して、異なる種類のマーカを出力する
。

中央処理部１１は、第１図に示された装置の全体の機能
の制御を行う。

ＱＲＳ番号生成部１３は、ＱＲＳ波として認識された波
形に対し番号を付与する機能を行う。

第４図は本発明の方式において、ＱＲＳ波の読み落とし
があったときの補正処理を説明したものであって、同図
（１）は処理の流れを示すフローチャート、同図（２）
（３）（４）は各々各ステップにおける心電図信号表示
部２上の表示の一例である。

心電図信号表示部２の表示を観察することによって、Ｑ
ＲＳ波の読み落としが発見されたとき、すなわちＱＲＳ
番号を付与されないＱＲＳ波が見出されたときは、読み
落としのＱＲＳ波の前の番号を指定する（ステップ３１
）。第４図（２）においてはＱＲＳ番号１２３と１２４
の間に読み落としがあり、ＱＲＳ番号１２３が指定され
たことが示されている。

次に、指定された番号から２０秒間のデータを表示しく
ステップＳ２）、第４図（３）に示すようにカーソルを
抜けた番号の位置に移動する（ステップＳ３）、これに
よってＱＲＳ波の位置が決定し、その時刻がＱＲＳ波発
生時刻記憶部５にセットされる（ステップＳ４）。

次に、ＱＲＳ番号１２４以降の付与番号を更新する（ス
テップＳ５）。これによって第４図（４）に示すように
ＱＲＳ番号が付けかえられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、次のような各種
の効果を得ることができる。

（１）１本発明によれば、ホルダー心電図のような長時
間のデータでもそのＱＲＳ波の生起時刻がマーカによっ
てすべて明示されるので、総数で評価する従来の方法と
比較して、読みすぎ、読み落としの分析を容易の且つ正
確に行うことができる。

（２）、また、同じ理由によってＱＲＳ波認識アルゴリ
ズムがどのような傾向と精度を有するかを容易に把握す
ることができ、さらに誤った位置が直ちに認識できるの
で、修正等のフィードツマ・ンクもかけやすい。

（３）、読みすぎ、読み落としの計数、および総合計の
ＱＲＳ波数も自動的に求められるので、従来のように観
測者が目視によって計数を行う労力を省くことができる
。

（４）、誤ったデータがあればデイスプレィ上または記
録紙上において容易に確認でき、それを修正することも
可能なので、ＱＲＳ波認識アルゴリズムの評価を行いな
がら、真の結果を求めることができる。従って、従来技
術のように限定された時間内の計測からの類推による評
価ではなくて、全データを使用した総合評価が短時間に
容易に実行可能となる。

（５）、−旦本発明方式を適用して誤りの補正を行われ
たデータを蓄積してゆくことによって、その後解析アル
ゴリズムの変更を行った場合にも同一条件でデータを比
較して評価することができ、解析アルゴリズムの品質向
上の実現が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す図、第２図は心
電図信号表示部における表示の一例を示す図、第３図は
心電図信号記録部における記録の一例を示す図、第４図
（１）（２）　（３）（４）は各々ＱＲＳ波の読み落と
しがあった場合の補正処理を示す説明図である。 １・・・・・・心電図信号記憶部、２・・・・・・心電
図信号表示部、３・・・・・・心電図信号記録部、４・
・・・・・ＱＲＳ波認識部、５・・・・・・時刻メモリ
としてのＱＲＳ波発生時刻記憶部、６・・・・・・時刻
プリセット部としてのＱＲＳ波既知発生時刻プリセット
部、７・・・・・・認識精度比較計数手段、８・・・・
・・アナログテープ読取部、９・・・・・・マーカ生成
部、１０・・・・・・ＱＲＳ波発生時刻マニュアル修正
部、１１・・・・・・中央処理部、１２・・・・・・ア
ナログ信号変換部、１３・・・・・・ＱＲＳ番号生成部
、２０・・・・・・表示記録手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、心電図信号を記憶する心電図信号記憶部と、こ
   の記憶された心電図信号からＱＲＳ波を認識するＱＲＳ
   波認識部と、この認識されたＱＲＳ波の発生時刻を記憶
   する時刻メモリとを有し、予め既知のＱＲＳ波の発生時
   刻をセットした時刻プリセット部と、この既知のＱＲＳ
   波の発生時刻と新たに認識された前記ＱＲＳ波の発生時
   刻とを示すマーカを生成するマーカ生成部と、前記ＱＲ
   Ｓ波として認識された波形に番号を付与するＱＲＳ番号
   生成部とを具備し、 前記記憶された心電図信号と、生成されたマーカと、付
   与されたＱＲＳ番号とを表示し且つ記録する表示記録手
   段と、 前記時刻メモリに記憶されたデータと、時刻プリセット
   部にセットされたデータとを比較し計数してＱＲＳ波の
   認識精度を求める認識精度比較計数手段とを備えたこと
   を特徴とする心電図用ＱＲＳ波認識装置。