JPH0355027A - 異常事象の検出方法および装置 - 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〕 この発明は、電気的信号のなかの多数の正常な事象のも
とで一連の異常な事象を検出するための方法および装置
に関するものである。さらにこの発明は、機能障害を有
する心臓の脱分極信号のなかの多数の正常事象のもとで
細動を示す一連の事象を検出するための装置ならびに機
能障害を有する心臓の自動的脱細動のための装置に関す
るものである． 〔従来の技術］ 電気的信号のなかの多数の正常な事象のもとでの一連の
異常な事象の検出はたとえば、機能障害を有する心臓の
脱分極信号による脈拍不整の検出に用いられる．Ｗ１能
障害を有する心臓の脱分極信号は、正常な心Ｖ＆機能を
示す波形とならんで、脈拍不整たとえば細動の生起の際
に、正常な心臓機能の場合に存在する波形から偏差する
波形を含んでいる．それぞれ正常または異常事象に相当
する波形を心臓の正常または異常事象として解釈すれば
、脈拍不整は多数の正常な事象のもとでの一連の異常な
事象を呈する。

脈拍不整との関連で患者の生命を脅かす状況が生じ得る
ので、心臓の脱分極信号のなかの多数の正常な事象のも
とで脈拍不整を示す一連の事象を迅速かつ確実に検出し
得ることは、場合によっては必要な治療処置を適時に開
始し得るために望ましい．特に自動的脱細動との関連で
、多数の正常な事象のもとで心臓の細動を示す一連の事
象を迅速かつ確実に検出し得ることは不可欠である．そ
れによって初めて、一方では心臓が細動の終了のために
必要な脱細動バルスを実際にも受けること、また他方で
は破局的な結果を招き得る不必要な脱細動パルスが回避
されていることが保証される。

米国特許第３，８６１，３８７号明細書には心拍障害の
検出のための装置が記載されている。その際に心臓の電
気的活動に相当する信号が得られ、またこの信号から時
間に関する一次微分が形威される．心臓の各正常または
異常な活動に対して、すなわち微分された信号のなかの
各正常または異常な事象に対して、ピーク振幅が求めら
れ、また特定の数の最後に測定されたピーク振幅に対し
て連続的に平均値が形威される。この連続的に求められ
た平均値から出発してしきい値が定められ、また微分さ
れた信号のなかの各事象に対して、振幅が事象の継続中
にしきい値の上側に移動する継続時間が求められる。ま
た特定の数のそれぞれ最後に測定されたｍＶｔ時間に関
して連続的に平均値が形威される．微分された信号のな
かに生起する各事象に対してピーク振幅も振幅がしきい
値の上側に移動した継続時間も平均値と比較される。あ
る事象が少なくとも平均値に関して特定の限界値を超過
する偏差を有すると直ちに、異常事象の存在を示す信号
が発生される。異常事象が存在するか正常事象が存在す
るかの判定は客観的な規範に基づいていない．それは、
それどころか、規範、すなわち検査すべき信号から導き
出されている平均値をもとにして行われる．このことは
、特に異常として検出された事象が平均値の形或の際に
考慮外にとどまるので、個々の異常な事象が検出すべき
であるかぎり、なお使用可能な結果に通じ得る。しかし
、米国特許第３，８６１，３８７号の場合には特定の数
の異常事象が定められた時間間隔のなかで検出されるま
で異常事象を示す信号の発生が中断されるように行われ
るべき一連の異常事象の検出は十分な信頼性をもって可
能でない。すなわち、先ず主として客観的に正常な事象
のみを含んでいる信号が徐々に、すなわち、信号のなか
の一連の事象またはすべての事象が客観的に異常として
分類すべきであるほどに、取るに足る規模で異常事象の
検出が生起することなしに、変化するならば、これらの
事象はそれにもかかわらず検出されない。

なぜならば、信号の徐々の変化により平均値の徐々の変
化が起こっており、またいま客観的に異常な事象が誤っ
て正常な事象とみなされるからである． 〔発明が解決しようとする課題〕 本発明の課題は、電気的信号、特に心臓の脱分極信号の
なかの一連の異常事象を検出するための方法および装置
を、信号のなかの一連の異常事象の検出がすべての状況
のもとに、特に事象の出現形態の徐々の変化の際にも高
い信鯨性をもって保証されるように構威することである
。さらに本発明の課題は、心臓の脱分極信号のなかの一
連の細動を示す事象を検出するための装置、心臓の細動
を検出するための装置ならびに心臓の自動的脱細動のた
めの装置を、これらが高い信頼性および有効性を有する
ように構戒することである。

〔課題を解決するための手段〕

電気的信号のなかの多数の正常事象のもとで一連の異常
事象を検出するための方法に関する課題は請求項１に記
載されている方法により解決される， すなわち、本発明による方法の場合には、それぞれ検出
すべき事象に対して典型的な信号パラメータ（たとえば
信号の振幅、急峻度（スロープ）、周波数などであって
よい）の最大値に関して、それらの統計的分布に相当す
る特徴量が求められる。

これは、特徴量の形或の際に顧慮された事象が一連の異
常事象を含んでいるか、またはそれ自体が一連の異常事
象の構底部分であるか否かを判定し得るように、特徴量
の目標値と比較される．すなわち、一連の異常事象の検
出は、特徴量の目標値はいがなる仕方でも信号の経過に
関係しないので、客観的規範をもとにして行われる．さ
らに、重要なこととして、信号は、その最大値が各事象
に対して測定される信号パラメータに関して、信号が正
常事象の生起の際にも異常事象の生起の際にも超過する
定められたしきい値と比較される．すなわち、しきい値
の適当な選定により、擾乱などが誤って事象とみなされ
、また測定された最大値の統計的分布に相当する特徴量
を求める際に顧慮されることが回避され得る。すなわち
、本発明による方法は、電気的信号のなかの多数の正常
事象のもとで一連の異常事象を高い信頼性をもって検出
することを可能にする。その際に検出の信頼性は、測定
された最大値の統計的分布に相当する特＠盪を求めるた
めに利用される事象の数と共に上昇する．同時に、一連
の異常事象の生起から、求められた特徴量と特徴量の目
標値との比較が一連の異常事象の存在を示す時点までに
経過する時間が増大することは理解される．すなわち、
検出のために必要な時、間または許容時間と、特徴量を
求めるために利用される事象の数との間の妥協がなされ
なければならない。上記の説明から、本発明による方法
が多数の正常事象のもとで個々の異常事象を検出するた
めにはあまり適していないことが明らかになる． 測定された最大値の統計的分布に相当する特徴量として
はたとえば代数平均値が考慮の対象になる．本発明の特
に有利な実施例によれば、測定された最大値の統計的分
布に相当する特徴量として標準偏差が求められる。標準
偏差は、事象の測定された最大値が或る限界のなかで分
散するときでも、一連の異常事象が存在するか否かに関
する正確な判定を許す． 一般に記号Ｓで表される標準偏差の定義に関しては文献
「物理の実際（ＰｒａｋｔｉｕＩｌｄｅｒ　Ｐｈｙｓｉ
ｋ）　Ｊ第３版、工学博士ヴアルヘル（Ｗ．Ｗａｌｃｈ
ｅｒ）著、Ｂ．Ｇ．Ｔｅｕｂｎｅｒ出版、シュトｒ＞　
ットガルト、１９７４年、第２４頁以下を参照されたい
。標準偏差を求めるためのアナログまたはディジタル回
路は従来の技術から知られている。

本発明の実１＠態様によれば、各事象に対して信号パラ
メータの最大値としきい値との間の差が計算され、また
それぞれ測定された最大値の統計的分布に相当する特徴
量を求める基礎とされる。すなわち標準偏差は、望まし
い場合にはしきい値の分数または百分率としても表され
得るいわゆる検出マージンをもとにして求められる．こ
のことは、しきい値への最大値の関係が直ちにｔ！識可
能であるので、特にわかりやすい。

本発明の別の実施Ｂ様によれば、本発明による方法は機
能障害を有する心臓の脱分極信号のなかの一連の異常事
象の検出のために使用される。適当な信号バラメークが
選定されており、それに関して脱分極信号がしきい値と
比較され、またそれに関して脱分極信号のなかに存在す
る事象に対して最大値が測定され、またしきい値が適当
に決定されており、適当な特徴量が求められ、また特徴
量に対する適当な目標値が決定されていれば、本発明に
よる方法により特定の機能障害、特に脈拍不整の生起が
確実に検出され得る。

電気的信号のなかの多数の正常事象のもとで一連の異常
事象を検出するための装置に関する課題は請求項５に記
載されている装置により解決される。

この装置の利点は、本発明による方法の先の説明から明
らかである。さらに本装置は簡単な構成を有する。なぜ
ならば、最大値を測定するための手段と、測定された最
大値の統計的分布に相当する特徴量を求めるための手段
とが単一の信号パラメータに関してのみ存在していれば
よいからであり、その際に本発明の好ましい実施Ｂ様に
よれば、測定された最大値の統計的分布に相当する特徴
量を求めるための手段が存在している。個々の事象に関
するわかりやすさの理由から、その最大値がしきい値に
関係して検出マージンとして示されるべき場合には、本
発明の別の実施態様によれば、それぞれの事象に対して
測定された最大値と信号パラメータのしきい値との間の
差を決定するための手段が設けられており、その際に測
定された最大値の統計的分布に相当する個々の事象に関
する特徴量を求めるための手段にそれぞれ差が供給され
ている． 本発明の別の実施態様によれば、本発明による装置は機
能障害を有する心臓の脱分極信号のなかの一連の異常事
象の検出のために使用される．機能障害を有する心臓の
脱分極信号のなかの多数の正常事象のもとで一連の細動
を示す事象を検出するための装置に関する課題は請求項
９に記載されている装置により解決される． すなわち、信号パラメータとして、信号の振幅がそれぞ
れ脱分極信号の急峻度が定められた急峻度に達する時点
から始まって少なくとも定められた急峻度と経過された
時間との積に相当する継続時間が利用される．こうして
、脱分極信号が正常事象の生起の際にも細動を示す事象
の生起の際にも超過する最小継続時間がしきい値を形威
する．最大値としては、脱分極信号の振幅がそのつどの
事象の間に少なくとも定められた急峻度と経過された時
間との積に相当する全継続時間が測定される．統計的特
徴量としては最後に全継続時間または全継続時間に相当
する量（検出マージン）の標準偏差が求められる。

心臓の脱分極信号が正常心拍（正弦的リズム）の場合に
各事象に対して、脱分極信号の振幅がそのつどの事象の
間に少なくとも定められた急峻度と経過された時間との
積に相当するほぼ等しい全継続時間を有することが確認
された．相応して、それぞれ最後に生起した事象および
定められた数の連続的にこの直前に生起した事象に対し
て測定された全継続時間の標準偏差に相当する特徴量は
僅少である．心臓がもはや正弦的リズムに従わないと（
このことはたとえば細動の場合に生ずる）、個々の事象
に対して測定された全継続時間は著しく変動し、このこ
とは全継続時間の標準偏差の増大に表れている。すなわ
ち、本発明による装置によれば、正弦的リズムと異なる
リズムが基づいている一連の異常事象の確実な検出が可
能である．このことは、心臓の細動を示す一連の異常事
象が検出可能であることを意味する。

機能障害を有する心臓の細動を検出するための装置に関
する課題は請求項１０に記載されている装置により解決
される。

ここでは、定められた数の最後に生起した事象と関連し
て測定された全継続時間の標準偏差、またはこれに相当
する特徴量だけでなく、追加的に、細動の生起の際に特
定の限界の上側に位置する心拍周波数が考慮に入れられ
る。こうして心臓の細動の確実な検出が保証されている
。

機能障害を有する心臓の自動的脱細動のための装置は、
請求項１１に従って、脱細動パルスを心臓に与えるため
の追加的な手段であって、信号を発生するための手段と
結び付けられており、また信号の存在の際に少なくとも
脱細動パルスを心臓に与える手段を有する。信号を発生
するための手段は前記のように２つの条件が満足されて
いるときにのみ信号を発生するので、細動が存在するこ
となしに心臓が脱細動パルスを与えられる危険は非常に
わずかである。

〔実施例〕

以下、６つの図面により本発明を一層詳細に説明する。

第１図には、電気的信号ＩＳのなかの多数の正常事象の
もとで一連の異常事象を検出するための装置が全体とし
て符号（１）を付して示されている．第１図によれば、
人力信号Ｉｓは、信号ＴＳを信号パラメータ（たとえば
振幅および（または）急峻度）に関して定められたしき
い値と比較する検出器回路（２）に到達する．第１図の
場合には、定められたしきい値に相当する信号ＴＶが検
出器回路（２）に外部から供給され、信号Ｉｓを正常事
象の生起の際にも異常事象の生起の際にも超過するしき
い値の高さは信号ＴＶの変更によりプログラム可能であ
る．しかし検出器回路（２）は、固定のしきい値が存在
しているように構戒されていてもよい．信号パラメータ
に関して定められたしきい値を超過する事象が生起する
つど、検出器回路（２）は検出器信号ＤＳを発する．さ
らに信号Ｉｓは、検出器回路（２）と等しい信号パラメ
ータに応答するピーク値計（３）に到達する．ピーク値
計（３）の制御入力端に供給されている検出信号ＤＳに
より、ピーク値計（３）が、事象（検出信号ＤＳ）の生
起のつど前記信号パラメータの最大値を測定するように
能動化される。切換スイッチ（４）が第１図中に示され
ている位置をとる場合には、ピーク値計（３）によりそ
れぞれ生起する事象に対して測定された最大値は、最後
に生起した事象に対して測定された最大値と定められた
数の用い続いてその直前に生起した事象に対して測定さ
れた最大値とを記憶するように構威されているメモリ（
５）に到達する。その際にそれぞれ最後に生起した事象
の最大値の記憶の際に“最も古い”事象の最大値は消去
される。

前記の過程は事象の生起の際に検出器回路（２）からそ
れぞれ発せられメモリ（５）に供給されている検出信号
ＤＳにより制御される。

好ましくは電子的スイッチである切換スインチ（４）が
切換信号ＳＷの印加によりその他方の切換位置にもたら
されると、メモリ　（５）は、検出信号ＤＳにより制御
されて各事象に対して付属の最大値と信号パラメータの
目標値との間の差を形戒する差し引き回路（６）の出力
端と接続されている．この目的で差し引き回路（６）に
はピーク値計（３）の出力信号のほかにしきい値に相当
する信号ＴＶが供給されている． すなわち切換スイッチ（４）の切換位置に応して最後に
生起した事象と定められた数のその直前に生起した事象
とに対して信号パラメータの最大値もしくはこれらの最
大値としきい値との間の差が記憶され、その際に差はそ
のつどの事象に対する検出マージンに相当する。

新しい事象の生起のつど、メモリ（５）のなかに記憶さ
れた最大値または差が、最後に生起した事象に対する相
応の値を含めて、測定された最大値の統計的分布または
計算された差に相当する特徴量、たとえば算術平均値を
求める計算回路（７）に供給される．すなわち計算回路
（７）はあらゆる場合に測定された最大値の統計的分布
に相当する特＠．量を、これが測定された最大値自体に
基づいて計算されるか、測定された最大値および目標値
から形成された差または検出マージンに基づいて計算さ
れるかに無関係に求める． 計算された統計的特徴量に相当する信号は、この信号を
その他方の入力端に供給されており統計的特徴量に相当
する信号ＤＶＡの目標値と比較する比較器（８）に供給
される。目標値またはこれに相当する信号ＤＶＡは、電
気的信号Ｉｓが主として専ら正常事象を含んでいるとき
には、比較器（８）の出力信号が存在しないように選定
されている．しかし、信号Ｉｓが一連の異常事象または
専ら異常事象を含んでいるならば、このことは目標値か
らの統計的特徴量の偏差を生じさせ、この偏差を比較器
（８）が相応の信号により確認し、また出力信号Ａｓの
発生により指示する．すなわち前記の装置は電気的信号
Ｉｓのなかの多数の正常事象のもとで一連の異常事象を
検出し得る．そのつどの必要条件に相応して、比較器（
８）は、求められた統計的特＠．Ｉに相当する信号が相
応の目標値を上方超過し、下方超過し、または窓状の目
標値範囲から外れるときに、出力信号ＡＳを発生するよ
うに構威されていてよい．第２図には、機能障害を有す
る心喋（９）の自動的細動のための装置が示されている
。相応に小形化されかつ適当なケースに入れられていれ
ば心臓ベースメーカーと同様に生物の身体内に植え込ま
れ得るこのような装置は心臓の細動と呼ばれる状態を、
心臓に電流衝撃、いわゆる脱細動パルスを与えることに
よって終了させる役割をする。このような装置が自動的
に動作し得るように、このような装置は先ず細動の生起
を確実に検出し得なければならない．そのために、第２
図による装置では、心臓（９）の脱分極信号を供給され
ている全体として符号（１０）を付されている細動検出
器回路が設けられている．脱分極信号は心１ｉ！ｉ（９
）の心室のなかに植え込まれた電極（１１）により取り
出され、また信号前処理回路（１２）を通過し、そのな
かで増幅され、また必要に応してフィルタされてから、
細動検出器回路（１０）に到達する。細動検出器回路（
１０）は一方では、ここでは心臓（９）の脱分極信号の
なかで細動を示す一連の異常事象を検出する役割をする
第１図による装置（１）を含んでいる。これに関する詳
細は後でまた説明する。しかし、ここで既に指摘すべき
こととして、メモリ（５）は最大値またはこれらに相当
するデータを少なくとも２０の、典型的には５０の最後
に生起した事象に対して記憶するのに十分な容量を有し
、また計算回路（７）は特徴量またはその統計的分布と
して標準偏差を求め、この標￥−偏差が比較器（８）に
より相応の目標値またはこれに相当する信号ＤＶＡと比
較される．さらに細動検出器回路（１０）は、装！（１
）から発生される検出信号ＤＳを供給されており、また
相い続く検出信号ＤＳの間の時間間隔、すなわち心拍周
波数に相当する量を測定する測定回路（１３）を含んで
いる．測定回路（１３）の出力信号は比較器（１４）に
到達し、またここで目標値に相当する信号ＤＶＳと比較
される。この信号Ｄ■Ｓには、その超過の際におそらく
細動が存在する特定の心拍周波数が相当する．超過の場
合には比較器（１４）が出力信号ＦＳを供給し、この出
力信号ＦＳは比較器（８）の出力信号Ａｓと同じく細動
検出器回路（１０）と接続されている制御論理回路（１
５）に供給されている。

比較器（８）が細動を示す一連の異常事象が心Ｉ！ｌｉ
（９）の脱分極信号のなかで検出されたことを示す出力
信号ＡＳを供給し、また同時に比較器（１４）が心拍周
波数が細動に対して典型的な範囲内にあることを示す信
号ＦＳを供給すると、制御論理回路（１５）は信号ＤＥ
Ｆにより相応の符号を付されている出力端を介して発生
器装置（１６）を、１９またはそれ以上の脱細動パルス
を発するように作動させ、このパルスは脱分極信号の検
出の役割もする等しい電極（ｌ１）を介して心ｌｉＩ（
９）に供給される．心臓（９）に脱細動パルスを与える
ためには別の電極が存在していてもよし・。

第２図から相応の符号を付されている制御論理回路（１
５）の出力端により明らかなように、細動検出器回路（
１０）には前記の信号ＴＶ、ＤＶＡ，ＤＶＳおよびＳＷ
が制御論理回路（１５）から供給される． 装置（１）の部分として第２図による装置の細動検出器
回路（１０）のなかに使用される第３図に示されている
詳細な回路は検出器回路（２）およびピーク値計（３）
の機能をする。その際に第３図による回路はディジタル
回路として構或されており、このことは制御論理回路と
の共同作用の点で有利である．しかし、第３図に示され
ている回路に相当する回路は、所望であれば、容易にア
ナログ回路としても実現され得る．第３図による回路は
デルタ変調器（１７Ｌカウンタユニット（１８）および
レジスタユニット（ｌ９）を含んでいる． デルタ変調器（１７）はコンバレータ（２０）、Ｄフリ
ップフロップ（２１）、電流２ＩＩ（２２）および積分
コンデンサ（２３）を有する。コンバレータ（２０）の
反転入力端は参照電圧Ｖ　ＩＥＦと接続されている．Ｄ
フリップフロツブ（２１）はたとえば１６ｋＨｚの周波
数ｆ，によりクロックされる。カウンタユニット（１８
）は排他的オアゲー｝　（２４）、たとえば８ｋＨｚの
周波数ｆ！によりクロックされるカウンタ（２５）およ
び比較器（２６）を有する．比較器（２６）はカウンタ
（２５）の出力を、特定の継続時間１．に相当するしき
い値ＴＶと比較する。カウンタ（２５）の出力がしきい
値ＴＶを超過する場合には、検出信号ＤＳが発生される
。レジスタユニット（１９）は、ＲＳフリップフロンプ
（２日）およびアンドゲート（２９）を介してクロック
されるレジスタ（２７）を含んでおり、その際にＲＳフ
リップフロップ（２８）は周波数ｆ．によりクロツクさ
れる．レジスタ（２７）は、カウンタ（２５）がそれぞ
れ検出信号ＤＳの発生に続いて到達するカウンタ（２５
）の最大出力値を記憶する役割をする６第３図による回
路に供給される脱分極信号ＩＳの急峻度が値＋Ｉ／Ｃを
上廻らず、かつ値−Ｉ／Ｃを下迫らないかぎり（ここで
＋Ｉまたは−■は電流源（２２）を通って流れる設定可
能であ６てよい電流に、またＣは積分コンデンサ（２３
）のキャパシタンスに相当する）、Ｄフリップフロップ
（２１）は常に切り換わり、その結果としてカウンタユ
ニット（１８）内のカウンタ（２５）は排他的オアゲー
｝（２４）を介して常に零にリセットされる。脱分極信
号Ｉｓの急峻度が値＋Ｉ／Ｃを上廻り、または値−１７
Ｃを下廻ると、コンパレータ（２０）の出力は、脱分極
信号Ｉｓの振幅が｛ｉ（＋Ｉ／Ｃ）ｔを上廻り、または
値（−［／Ｃ）ｔを下班るかぎり、その状態を維持する
（ここでＬは急峻度＋Ｉ／Ｃを上纏りまたは一■／Ｃを
下追った以後に経過された時間である）。コンパレータ
（２０）の出力状熊が一定にとどまるかぎり、Ｄフリッ
プフロップ（２ｌ）もその状態を変化せず、従ってカウ
ンタ（２５）は排他的オアゲート（２４）によりリセッ
トされない。その結果、時間ｔの尺度を表すカウンタ（
２５）の出力値Ｔが上昇し始める．力りンタ（２５）の
出力値Ｔが最小継続時間ｔ．に相当する４ｔＬＴ　ｏに
到達すると、カウンタ（２５）の出力値を第１図および
第２図による信号ＴＶに相当する値Ｔｒと比較する比較
器（２６）が検出信号ＤＳを発し、この検出信号は事象
が検出されたことを指示する。それに続いてカウンタ（
２５）が、排他的オアゲート（２４）により零にリセン
トされるまでカウントし続ける．このリセットは、脱分
極信号Ｉｓが値（＋Ｉ／Ｃ）ｔを上廻りまたは値（１／
Ｃ）Ｌを下纏るときに行われる。なぜならば、そのとき
にコンパレータ（２０）がその出力状態を変化し、また
それによりＤフリップフロップ（２ｌ）がその出力状態
を変化するからである。この時点までに急峻度十Ｉ／Ｃ
を上瑠りまたは−１７Ｃを下追った以後に経過された全
継続時間ｔ７はカウンタ（２５）の出力ｊｆｌ　Ｔｒに
相当し、この出力値はレジスタユニット（１９）内のレ
ジスタ（２７）に伝達され、またそこからメモリ（５）
（第１図および第２図参照）に伝達される．レジスタ（
２７）へのカウンタ（２５）の出力値の伝達が、カウン
タ（２５）が零にリセットされる前に行われることはＲ
Ｓフリップフロンブ（２８〉によりアンドゲー｝（１Ｂ
）と結びついて達戒される。すなわちアンドゲート（１
８）は、ｌつの事象の検出の後に先ず出力端でアンドゲ
ート（２９）の一方の人力端と接続されているＲＳフリ
ップフロップ（２８）がセットされ、また次いで排他的
オアゲー１−（２４）からのパルスがアンドゲート（２
９）の他方の入力端に到来するときに、レジスタ（２７
）にクロックパルスを与える． 脱分極信号Ｉｓの急峻度が再び値＋Ｉ／Ｃを上纏りまた
は−１／Ｃを下廻ると直ちに、前記の過程が繰り返す． 第３図による回路では、脱分極信号Ｉｓがしきい値と比
較され、また最大値が測定される信号パラメータは、脱
分極信号Ｉｓの振幅が定められた急峻度＋Ｉ／Ｃまたは
−１／Ｃと、脱分極信号■Ｓの急峻度が定められた急峻
度＋Ｉ／Ｃまたは１／Ｃに達する時点以後に経過された
継続時間ｔとの積から生ずる値を上廻るか下廻る継続時
間であることが明らかになる。すなわち、脱分極信号Ｉ
ｓのなかの波形が事象として検出されるためには、それ
は特定の急峻度＋Ｉ／Ｃまたは−１／Ｃを上廻るか下廻
り、特定の最小継続時間１．に達し、また特定の最小振
幅（＋ｌ／Ｃ）ｔまたは（１／Ｃ）ｔを有していなけれ
ばならない．第４図および第５図により第３図による回
路の動作の仕方と、心臓の細動を示す一連の事象を検出
する能力とがさらに明らかになる． 第４図には、第２図による装置の信号前処理回路（ｌ２
）の出力端に存在するような正弦的リズム、すなわち正
常なリズムで動作する心臓の脱分極信号が示されている
。脱分極信号の図示されている部分は符号Ｉないし■を
付されている３つの事象を含んでいる。装置（１）は周
波数ｆ，のクロックに続いて、脱分極信号が値＋Ｉ／Ｃ
を上廻るか値−１／Ｃを下廻る急峻度を有するか否かを
連続的にチェックする。チェックの結果が否定の場合に
は、カウンタ（２５）は連続的にリセットされる。第４
図中で事象■は時点ｔ０で初回に、値−Ｉ／Ｃを下廻る
急峻度を有する。この時点から出発して、カウンタ（２
５）は継続時間Ｌ，を、脱分極信号の振幅が値（−１／
Ｃ）ｔを上廻る時点まで測定する。直線（−１／Ｃ）ｔ
が第４図中に記入されており、その際にこの直線は脱分
極信号と時点Ｌ０で正接し、また全継続時間Ｌ７の経過
後に交叉する。事象Ｉの場合には全継続時間ｔ，が最小
継続時間ｔＤ１たとえば６ｍｓを上廻るので、装置（１
）は最小継続時間ｔｏの経過の後に検出信号ＤＳを発生
する。全継続時間ｔ７に相当するデータがメモリ（５）
に伝達される．その際にデータは、全ｍ続時間ｔ７もし
くはたとえば全継続時間むアおよび最小継続時間ｔ．の
差に相当するデータであってよい。第４図から、最後に
生起した事象■ないし■に対して前記のデータに関して
求められた標準偏差が比較的少ししか変動しないことは
明らかになる。なぜならば、全継続時間ｔ７は個々の事
象エないし■に対して少ししか変動しないからである． このことは、相応の脱分極信号が第５図中に示されてい
る心臓の細動が存在するときにはあてはまらない．この
場合には、個々の事象に対して求められた全継続時間ｔ
？は相当に変動する。正弦的リズムに従って動作する心
臓の脱分極信号を示す第４図と異なり、細動に対して典
型的な第５図による脱分極信号の場合には、事象の上昇
エッジも、検出が可能であるように急峻である。このこ
とは、事象■ないしＶに対して部分的に２つの検出信号
ＤＳが発生されることを意味する。なぜならば、最小継
続時間Ｌ＋＋が事象の下降エッジの場合にも上昇エッジ
の場合にも上方超過されるからである． 第４図および第５図ならびに相応の説明により、標準偏
差Ｓが正弦的リズムの場合には細動の場合よりもはるか
に小さいことが明らかになる。こうして、標準偏差Ｓと
適当なしきい値との比較により、脱分極信号が細動を示
す一連の事象を含んでいるか、または完全にこのような
事象から戒っているか否かを認識可能であることが明ら
かになる。

心拍周波数の追加的な利用のもとに（第２図）、心臓の
細動を一義的に検出することが可能である。

第２図から制？Ｂ論理回路（１５）の端子ＴＭおよびこ
れと接続されている送信／受信コイル（３０）により明
らかなように、制御論理回路（１５）は、第２図による
装置が図示されていない外部装置と双方向に遠隔通信し
得るように構威されている。それによれば、制御論理回
路（１５）に記憶された信号ＤＶＡ．ＤＶＳ，ＴＶに関
するデータをチェンクし、また必要の際に変更すること
が可能である．同じことが電流−ｆｉ（２２）の設定可
能性および別の追加的に可能な検出規範、すなわち急峻
度に対する極性切換１／Ｃ、＋Ｉ／Ｃまたは−Ｉ／Ｃに
関しても可能である。

周波数ｆ１、ｆｚは、一般に知られており従って図示さ
れていな仕方で、端子Ｃｌを介して制御論理回路（１５
）と接続されている水晶発振キャパシタンス（３１）か
ら導き出される。

【図面の簡単な説明】

第１図は電気的信号のなかの多数の正常事象のもとで一
連の異常事象を検出するための本発明による装置のブロ
ック回路図、第２図は第ｌ図による装置を含んでいる細
動を有する心臓の自動的脱細動のための装置のブロック
回路図、第３図は第２図による回路の一部分の詳細回路
図、第４図は多数の相い続く正常事象を含んでいる心臓
の脱分極信号を示す図、第５図は機能障害を有する心臓
の細動を示す一連の異常事象を含んでいる脱分極信号を
示す図である。 １・・・検出装置 ２・・・検出器回路 ３・・・ピーク値計 ４・・・切換スイッチ ５・・・メモリ ６・・・差し引き回路 ７・・・計算回路 ８・・・比較器 ９・・・心臓 １０・・・細動検出器回路 ｌ１・・・電極 １２・・・信号前処理回路 １３・・・測定回路 ｌ４・・・比較器 １５・・・制御論理回路 ｌ６・・・発生器装置 １７・・・デノレタ変言周器 １８・・・カウンタユニット ９・・・レジスタユニント ０・・・コンパ１ノ一タ １・・・Ｄフリンブフロ・ンフ゜ ２・・・電流源 ３・・・積分コンデンサ ４・・・排他的オアゲート ５・・・カウンタ ６・・・比較器 ７・・・レジスタ ８・・・ＲＳフリンフ゛フロンブ ９・・・アンドゲート ０・・・送信／受信コイル １・・・水晶発振器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）電気的信号（ＩＳ）のなかの多数の正常な事象のも
   とで一連の異常な事象を検出するための方法において、 ａ）電気的信号（ＩＳ）が信号パラメータ（ｔ）に関し
   て、信号（ＩＳ）が正常な事象 の生起の際にも異常な事象の生起の際にも 超過する定められたしきい値（ｔ＿Ｄ）と比較され、 ｂ）各信号に対して信号パラメータ（ｔ）の最大値（ｔ
   ＿ｒ）が測定され、 ｃ）それぞれ最後に生起した事象と相い続いてその直前
   に生起した定められた数の事象 とに対して、測定された最大値（ｔ＿ｒ）の統計的分布
   に相当する特徴量（Ｓ）が求め られ、また ｄ）求められた特徴量（Ｓ）が定められた目標値（ＤＶ
   Ａ）と比較される ことを特徴とする異常事象の検出方法。 ２）測定された最大値（ｔ＿ｒ）の統計的分布に相当す
   る特徴量（Ｓ）として標準偏差が求められることを特徴
   とする請求項１記載の方法。 ３）各事象に対して信号パラメータ（ｔ）の最大値（ｔ
   ＿ｒ）としきい値（ｔ＿Ｄ）との間の差が計算され、ま
   たそれぞれ測定された最大値（ｔ＿ｒ）の統計的分布に
   相当する特徴量（Ｓ）を求めるための基礎とされること
   を特徴とする請求項１または２記載の方法。 ４）機能障害を有する心臓（９）の脱分極信号（ＩＳ）
   のなかの一連の異常事象の検出のために使用されること
   を特徴とする請求項１ないし３の１つに記載の方法。 ５）電気的信号（ＩＳ）のなかの多数の正常な事象のも
   とで一連の異常な事象を検出するための装置において、 ａ）電気的信号（ＩＳ）を信号パラメータ（ｔ；Ｔ）に
   関して、信号（ＩＳ）が正常な 事象の生起の際にも異常な事象の生起の際 にも超過する定められたしきい値（ｔ＿Ｄ；Ｔ＿Ｄ）と
   比較するための手段（２；１７、１８、ι９）と、 ｂ）そのつどの事象の信号パラメータ（ｔ；Ｔ）の最大
   値（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）を測定するための手段（３；１７
   、１８、１９）と、 ｃ）それぞれ最後に生起した事象と相い続いてその直前
   に生起した定められた数の事象 とに対して、測定された最大値（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）の統
   計的分布に相当する特徴量（Ｓ）を求 めるための手段（５、７）と、 ｄ）求められた特徴量（Ｓ）を定められた目標値（ＤＶ
   Ａ）と比較し、求められた特徴 量（Ｓ）と目標値（ＤＶＡ）との間の偏差 の際に信号（ＡＳ）を発生するための手段 （８）と を有することを特徴とする異常事象の検出装置。 ６）測定された最大値（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）の統計的分布
   に相当する特徴量（Ｓ）を求めるための手段（５、７）
   が標準偏差を求めることを特徴とする請求項５記載の装
   置。 ７）それぞれの事象に対して信号パラメータ（ｔ；Ｔ）
   の測定された最大値（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）としきい値（ｔ
   ＿Ｄ；Ｔ＿Ｄ）との間の差を決定するための手段（４、
   ６）が設けられており、その際に個々の事象に関して測
   定された最大値（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）の統計的分布に相当
   する特徴量（Ｓ）を求めるための手段（７）にそれぞれ
   前記の差が特徴量（Ｓ）を求めるために供給されている
   ことを特徴とする請求項５または６記載の装置。 ８）機能障害を有する心臓（９）の脱分極信号（ＩＳ）
   のなかの一連の異常事象の検出のために使用されること
   を特徴とする請求項５ないし７の１つに記載の装置。 ９）機能障害を有する心臓の脱分極信号（ＩＳ）のなか
   の多数の正常事象のもとで細動を示す一連の事象を検出
   するための装置において、ａ）心臓（９）の脱分極信号
   （ＩＳ）を検出するための手段（１１、１２）と、 ｂ）脱分極信号（ＩＳ）を、その振幅がそれぞれ脱分極
   信号（ＩＳ）の急峻度が定めら れた急峻度（＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ）に達す る時点（ｔ＿０）から始まって少なくとも定められた急
   峻度（＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ）と 経過された時間（ｔ；Ｔ）との積に相当す る継続時間（ｔ；Ｔ）に関して、脱分極信 号（ＩＳ）が正常な事象の生起の際にも細 動を示す事象の生起の際にも超過する最小 継続時間（ｔ＿Ｄ；Ｔ＿Ｄ）と比較するための手段（２
   ；１７、１８、１９）と、 ｃ）脱分極信号（ＩＳ）の振幅がそのつどの事象の間に
   少なくとも定められた急峻度（ ＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ）と経過された時間（ ｔ；Ｔ）との積に相当する全継続時間（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ
   ）を測定するための手段（３；１７、１８、１９）と、 ｄ）それぞれ最後に生起した事象と相い続いてその直前
   に生起した定められた数の事象 とに対して、測定された全継続時間（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）
   の標準偏差に相当する特徴量（Ｓ）を求めるための手段
   （５、７）と、 ｅ）求められた統計的特徴量（Ｓ）を特徴量（Ｓ）の目
   標値（ＤＶＡ）と比較し、求められた特徴量（Ｓ）と目
   標値（ＤＶＡ）との 間の偏差の際に信号（ＡＳ）を発生するた めの手段（８）と を有することを特徴とする異常事象の検出装置。 １０）機能障害を有する心臓の細動を検出するための装
   置において、 ａ）心臓（９）の脱分極信号（ＩＳ）を検出するための
   手段（１１、１２）と、 ｂ）脱分極信号（ＩＳ）のなかの細動を示す一連の事象
   を検出するための手段（１）で あって、 ｉ）脱分極信号（ＩＳ）を、その振幅がそ れぞれ脱分極信号（ＩＳ）の急峻度が定 められた急峻度（＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ） に達する時点（ｔ＿０）から始まって、少 なくとも定められた急峻度（＋Ｉ／Ｃ、 −Ｉ／Ｃ）と経過された時間（ｔ；Ｔ） との積に相当する継続時間（ｔ；Ｔ）に 関して、脱分極信号（ＩＳ）が正常な事 象の生起の際にも細動を示す事象の生起 の際にも超過する最小継続時間（ｔ＿Ｄ： Ｔ＿Ｄ）と比較するための手段（２；１７、１８、１９
   ）と、 ｉｉ）脱分極信号（ＩＳ）の振幅がそのつどの事象の間
   に少なくとも定められた急峻 度（＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ）と経過された 時間（ｔ；Ｔ）との積に相当する全継続 時間（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）を測定するための手段（３；１
   ７、１８、１９）と、 ｉｉｉ）それぞれ最後に生起した事象と相い続いてその
   直前に生起した定められた数の 事象とに対して、測定された全継続時間 （ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）の標準偏差に相当する統計的特徴量
   （Ｓ）を求めるための手段（ ５、７）と、 ｉｖ）求められた統計的特徴量（Ｓ）を特徴量（Ｓ）の
   目標値（ＤＶＡ）と比較るた めの手段（８）と を有する手段（１）と、 ｃ）心臓（９）の心拍周波数を測定し、また測定された
   心拍周波数を定められた限界値 （ＤＶＳ）と比較するための周波数（１３、１４）と、 ｄ）標準偏差に相当する特徴量（Ｓ）が目標値（ＤＶＡ
   ）を超過し、かつ心拍周波数が 限界値（ＤＶＳ）を超過するときに信号（ ＤＥＦ）を発生するための手段（１５）と を有することを特徴とする心臓の細動の検出装置。 １１）機能障害を有する心臓の自動的脱細動のための装
   置において、 ａ）心臓（９）の脱分極信号（ＩＳ）を検出するための
   手段（１１、１２）と、 ｂ）脱分極信号（ＩＳ）のなかの細動を示す一連の事象
   を検出するための手段（１）で あって、 ｉ）脱分極信号（ＩＳ）を、その振幅がそ れぞれ脱分極信号（ＩＳ）の急峻度が定 められた急峻度（＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ） に達する時点（ｔ＿０）から始まって、少 なくとも定められた急峻度（＋Ｉ／Ｃ、 −Ｉ／Ｃ）と経過された時間（ｔ；Ｔ） との積に相当する継続時間（ｔ；Ｔ）に 関して、脱分極信号（ＩＳ）が正常な事 象の生起の際にも細動を示す事象の生起 の際にも超過する最小継続時間（ｔ＿Ｄ； Ｔ＿Ｄ）と比較するための手段（２；１７ 、１８、１９）と、 ｉｉ）脱分極信号（ＩＳ）の振幅がそのつどの事象の間
   に少なくとも定められた急峻 度（＋Ｉ／Ｃ、−Ｉ／Ｃ）と経過された 時間（ｔ；Ｔ）との積に相当する全継続 時間（ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）を測定するための手段（３；１
   ７、１８、１９）と、 ｉｉｉ）それぞれ最後に生起した事象と相い続いてその
   直前に生起した定められた数の 事象とに対して、測定された全継続時間 （ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）の標準偏差に相当する統計的特徴量
   （Ｓ）を求めるための手段（ ５、７）と、 ｉｖ）求められた統計的特徴量（Ｓ）を特徴量（Ｓ）の
   目標値（ＤＶＡ）と比較るた めの手段（８）と を有する手段（１）と、 ｃ）心臓（９）の心拍周波数を測定し、また測定された
   心拍周波数を定められた限界値 （ＤＶＳ）と比較するための周波数（１３、１４）と、 ｄ）標準偏差に相当する特徴量（Ｓ）が目標値（ＤＶＡ
   ）を超過し、かつ心拍周波数が 限界値（ＤＶＳ）を超過するときに信号（ ＤＥＦ）を発生するための手段（１５）と、ｅ）脱細動
   パルスを心臓（９）に与えるための手段（１６、１１）
   であって、信号（Ｄ ＥＦ）の発生のための手段（１５）と結び 付けられており、また信号（ＤＥＦ）の発 生の存在の際に心臓（９）に少なくとも脱 細動パルスを与える手段（１６、１１）と を有することを特徴とする自動的脱細動のための装置。 １２）それぞれの事象に対して測定された全継続時間（
   ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）と最小継続時間（ｔ＿Ｄ；Ｔ＿Ｄ）と
   の間の差を決定するための手段（４、６）が設けられて
   おり、その際に個々の事象に関して測定された最大値（
   ｔ＿ｒ；Ｔ＿ｒ）の統計的分布に相当する特徴量（Ｓ）
   を求めるための手段（７）にそれぞれ前記の差が特徴量
   （Ｓ）を求めるために供給されていることを特徴とする
   請求項９ないし１１の１つに記載の装置。