JPH10509331A - 生理的な波形の電子的表示方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 生理的な信号を電子表示する装置は、生理的な信号を検出する手段（２０）と、心電図記録用紙又は他の生理的な記録用紙の表記を有する２次元格子形状のパターンを生成し、且つ生理的な信号を格子形状のパターン上に重ねるコンピュータ手段（２２）と、生理的な信号を格子形状のパターン上に表示するビデオ表示スクリーン（２４）とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】 生理的な波形の電子的表示方法及び装置 発明の背景 生理的な信号をビデオ・スクリーン上に電子的に表示することは、患者のモニ タリングの分野において、広く用いられている。例えば、心電図信号や血圧信号 が、集中治療室や手術室において、ベッドサイドの患者用モニタに、時間的に連 続的に表示されることはよくある。というのは、表示することは非常に有用であ って、表示することにより、医師は、患者の生理的な状態を連続的にモニタし、 例えば、患者の心臓血管系の電気的及び機械的な機能の変化を直ちに検出できる からである。 生理的な信号のこのような電子的な表示の別の応用例に、運動ストレス（負荷 ）試験を行う際のものがある。この試験の間には、患者は、身体に電極を付着さ せ、トレッドミルや自転車を用いて運動をする。運動のレベルを試験中に上昇さ せる。患者は、運動の間に電子的にモニタされ、更に、運動によって心臓に生じ た電気的な活動のパターンの変化を検出するために、運動の後も、モニタリング は、行われる。例えば、心電図のＳＴセグメントにおけるシフトは、心筋領域へ の血液の流れが不十分である（虚血）ことのインジケータとして用いられる。ま た、モニタしている電気信号における明らかな心臓リズムの乱調（不整脈）は、 不整脈の結果として生じる心臓機能不全に関する患者の危険度を評価するのに用 いられる。運動試験の間の患者の安全を連続的に電子的にモニタすることによっ て深刻な虚血や不整脈が直ちに検出されるが、必要な場合には、運動ストレスを 中断し、緊急的な処置を施すことが、重要である。不運にも、電子的にモニタさ れている信号の診断上の変化は、背景に何もない従来型のビデオ・ディスプレイ では、信頼性をもって読み取るには、小さ過ぎるのが通常である。例えば、１ミ リボルト当り１ｃｍである標準的な利得を用いたとき１ミリメートルに対応する ０．１ミリボルト程度の小さいＳＴセグメントのシフトは、標準的なビデオ・デ ィスプレイ上では信頼性をもって検出することはできず、また、心電図でのそれ 以外の間隔及び僅かな振幅の変化や、心電図群（コンプレックス）の形態的な僅 かな変化についても同様である。この理由により、患者の心電図は、運動試験の 間に、診断の補助となる格子を含む心電図用紙上に、断続的にプリントアウトさ れる。また、異常が検出された場合には、看護婦又は医師が、心電図用紙上に、 追加的な記録をプリントアウトする。心電図を運動試験の間に可能な限り迅速に プリントアウトする必要性のために、ほとんどの運動ストレス試験用のモニタに は、レーザ・プリンタではなくストリップ・チャート・レコーダが備えられてい る。ストリップ・チャート・レコーダの方が、心電図用紙を、より高速にプリン トアウトできるからである。このように、ストリップ・チャート・レコーダが、 レーザ・プリンタ又はそれ以外の同等のプリンタよりもはるかに高価であるにも かかわらず、プリンタとして用いられている。 心電図用紙には、細かな格子が印刷されている。通常は、水平方向と垂直方向 との線は、１ｍｍ幅に離間している。５番目の水平方向と垂直方向との線は、通 常太く及び／又は濃くすることによって強調されている。幅の狭い方（この場合 には１ｍｍ幅）の線は、格子の副線と称され、幅が広く（この場合には５ｍｍ幅 ）強調されている方の格子線は、格子の主線と称される。用紙の背景の色は、通 常は、白又は薄い灰色である。線の色は、赤又は灰色であるのが通常である。心 電図信号は、通常は、水平方向の速度が毎秒２．５センチメートル、垂直方向の 利得が１ミリボルト当り１ｃｍで、表示される（水平方向の速度と垂直方向の利 得とは、整数倍に変更されることもよくある）。心電図信号は、通常は、黒又は 青色でプリントされる。心電図信号を用紙上にプリントするためのこの組の特性 は、長年に亘る経験によって、心電図の視覚的な解釈を容易にするために、最適 化されたものである。例えば、幅の狭い格子が印刷された心電図用紙を用いるこ とによって、標準的な８．５×１１インチの記録用紙の１シート上にプリントで きる多数の心電図群の小さな変化を視覚的に検出して数量化することが可能にな る。幅の狭い格子を有する心電図用紙上にプリントされた心電図を読み取る際に は、医師は、ときにはキャリパの助けを借りながら、心電図信号の重要な、しか し、往々にして僅かな変化を信頼性をもって検出し数量化することができる。 生理的な信号を電子的にモニタする別の例として、運動又はそれ以外の生理的 なストレスを加えて心拍数を上昇させ、個人の心臓リズムの乱調に対する感受性 の重要な予測要因である電気的交代子（ａｌｔｅｒｎａｎ）を引き起こした上で 、患者の心電図をモニタすることが行われる（Ｊｅｆｆｒｅｙ Ａｍｏｌｄ，Ｐ ｕａｌ Ａｌｂｒｅｃｈｔ， Ｋｅｖｉｎ Ｓ．Ｌｉｂｒｅｔｔ，Ｒｉｃｈａｒ ｄ Ｊ．Ｃｏｈｅｎによる”Ｉｍｐｒｏｖｅｄ Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ａｐｐ ａｒａｔｕｓ ｆｏｒ Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｅｌｅｃ ｔｒｉｃａｌ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ”と題する米国特許出願第０８／１８７２７ ５号を参照のこと）。この試験の間には、心電図信号を連続的にモニタし、医師 が生理的なストレスを停止させる理由になり得る虚血やそれ以外の悪影響を示す 僅かな変化を検出することが重要である。この場合にもやはり、信号は、このよ うな変化の検出を可能にするために、心電図記録用紙上にプリントすることが必 要であった。 同様に、集中治療室、緊急室、手術室、又は、患者の遠隔的なモニタリング、 更には、過去に入院歴や救急車両で搬送された経験のある患者の以前に電子的に 記録された信号を見る場合などの、他の設定においても、生理的な信号をリアル タイムで電子的にモニタする際には、標準的なビデオ・スクリーン上に表示され た信号は、視覚的に検査するのでは、大きな変化しか検出できない。異常が疑わ れる場合には、オペレータは、格子付きの用紙上に、信号の僅かな部分をプリン トアウトする。細かい変化を視覚的に検出して、そのような変化を数量化するに は、一般的には、細い格子付きの用紙の上で信号を検査することが必要になる。 また、心電図信号以外の生理的な信号は、それらを格子付きの用紙にプリン トすることによって最も容易に解釈される。生理的な信号を記録するために用い られる用紙は心電図記録用紙のように十分に標準化されていないが、しばしば、 赤色又は灰色の垂直線及び水平線を有し且つ１ミリメータの間隔が開けられ且つ ５線毎に強調されている心電図記録用紙と類似の特徴を有する。多くの場合は青 色又は黒色でプリントされる信号を表示するために、多種の水平速度及び垂直利 得が用いられる。例えば、１秒あたり２．５センチメートルの水平速度及び１０ ０ミリメータの水銀あたり１センチメートルの利得が、動脈の血圧の記録に好適 である。生理的な記録用紙は最適化されてきたので、医師は重要な、しかし僅か であることが多い生理的な波形の特徴を検出できる。 正確な診断及び測定を行うために格子付きの用紙上に生理的な信号をプリント する要件は、大変望ましくないものである。信号をプリントする際には遅延があ り、診断が即座にできない。高価なストリップ・チャート・レコーダが一般には 用いられるが、これは、それらが他の種類の安価なプリンタよりも高速でプリン トを行うからである。一般に、信号の短いセグメントのみが用紙上に表示され得 るので、過渡的な異常が欠落され得る。僅かな異常がビデオ・スクリーン上では 明確でない場合、医師、看護士又は他のオペレータは信号をプリントすることに 気づかず、異常がすべて欠落され得る。従って、すべての信号を格子付きの用紙 にプリントアウトすることを必要とせずに、生理的な波形を視覚的に検出し且つ 定量化するために好都合な手段が必要である。 オランダのカーディオ・コントロールＢＶ（Ｃａｒｄｉｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ ＢＶ）によって提供された文献は、安静時又はストレス試験中の心電図を記録及 び表示するためのカーディオ・パーフェクト・パーソナル・コンピュータを基に した装置を説明している。このシステムはビデオ・スクリーンに格子を表示する ことができ、その上に心電図信号を重ねることができる。しかしながら、このス クリーンは心電図又は他の生理的な記録用紙の外観を模擬しない。スクリーンの 背景色は白色や薄い灰色ではなく黒色である。格子の線の間隔は、心電図及び他 の生理的な記録用紙において一般的である１ミリメータの間隔よりもかなり大き い。この文献からは、格子の線の間隔は約１センチメートルとなっている。この 間隔は広いため、一連の生理的な波形における視覚的に僅かな変化を検出し且つ 定量化するためにこの格子を用いることができない。格子を用いて間隔を測定す る試みにおいて、１つの拍動（又は僅かな数の拍動）からの心電図波形を拡大し 、それを粗い格子上に置くことができる。しかしながら、結果的な表示は用紙上 の心電図の記録をシミュレートするものではない。より細微な格子付きの用紙を 用いる場合には、標準的ビデオ・スクリーンとほぼ同じサイズの１枚の用紙上の 多数の波形を検査することを可能にする。リアル・タイムの患者のモニタリング に用いられるビデオ・スクリーン表示の１つの鍵となる特徴は、多数の心臓の拍 動に対応する波形の同時表示であり、時間にわたって発生する変化を目で理解す ることができることである。更に、標準的利得を用いて波形を表示することによ って、多数の記録された信号の各々に対しての多数の心臓の拍動に対応する波形 を同時に表示することを可能とする。これは、例えば、多数の電極から記録され た大量の信号における小部分でのみ波形の異常が現れ得る心電図のモニタリング において、特に重要である。従って、個々の波形のサイズを大きく拡大すること によってカーディオ・パーフェクト・システムのスクリーンに表示される粗い格 子のみの存在に対しての補償を試みることは、患者のモニタリングには十分では ない。 更に、カーディオ・コントロールＢＶのカーディオ・パーフェクト・システム に表示される格子は、一般的に用いられる心電図及び他の生理的な記録用紙の場 合と同じように幅及び強度が異なり且つ間隔が異なる格子の主線及び副線を有す るのではなく、一様の格子の線を有するようになっている。また、カーディオ・ パーフェクト・システムの表示においては、生理的な波形は、用紙上にペンで書 いた表現をエミュレートするように描かれない。従って、カーディオ・コントロ ールＢＶのカーディオ・パーフェクト・システムは、用紙上の心電図記録のよう なビデオ表示を呈示せず、また、大量の生理的な波形において発生する僅かな変 化を視覚的に定量化することを可能にする用紙記録システムの機能を有さない。 ウイスコンシン州ミルウォーキーのモータラ・インストルメント社（Ｍｏｒｔ ａｒａ Ｉｎｓｔｒｕｍｎｅｔ，Ｉｎｃ．）の文献は、Ｘ−ＳＣＲＩＢＥストレ ス試験システムを説明する。このシステムは、同様に、粗い格子に信号を表示す ることができる。このシステムは上述のカーディオ・パーフェクト・システムと 同様の全ての制限が問題となっている。Ｘ−ＳＣＲＩＢＥシステムは、用紙上へ の心電図のペンによる記録の表現や機能をビデオ・スクリーン表示上に模擬する ことができない。 発明の概要 本発明の１つの観点においては、ビデオ・スクリーン上に少なくとも１つの生 理的な信号を表示するための本発明の方法は、心電図の記録用紙、または他の生 理的な信号を記録する用紙の外観を模擬する２次元の格子をビデオ・スクリーン 上に生成するステップを含んでいる。少なくとも１つの生理的な信号は、格子の 上に重ねられて、該信号と格子との組み合わせ表示を生成する。本発明の別の観 点においては、格子は複数の線を含み、該線の一部は、２．６ｍｍ以下の距離だ け離間されている。本発明のさらに別の観点においては、格子は、少なくとも２ タイプの水平線及び垂直線を含んでいる。 心電図または他の生理的な記録用紙のフォーマットは、医師の可視的検出の能 力を高めるように、また、生理的な波形形態（ｍｏｒｐｈｌｏｇｙ）における微 小変化を定量化することができるように、最適化されている。このようなフォー マットをビデオ・スクリーン上に表示することにより、医師は、電子的にモニタ されている患者から得られる生理的な波形の微小変化を検出して定量化するため に、該生理的な波形を用紙にプリント・アウトする必要がなくなる。用紙に描か れている生理的な波形の外観をビデオ・スクリーンに表示し、そして、そうする ことが医者及び他の健康に関する専門家の患者をモニタする能力を大幅に促進す ることは、従来においては考えられていなかった。したがって、本発明によれば 、患者をモニタするためにビデオ・スクリーン上に生理的な信号を表示するため の従来技術を大幅に改良するものである。 図面の簡単な説明 図１は、心電図の記録用紙の図である。 図２は、本発明による格子形状のパターンと生理的な波形とを表示したビデオ ・スクリーンの図である。 図３は、格子形状のパターンのセットアップを示すブロック図である。 図４は、格子の描画を示すブロック図である。 図５は、格子上への波形描画を説明するためのブロック図である。 図６は、本発明を実行するためのハードウエア要素を示すブロック図である。 好適な実施形態の説明 本発明の好適な実施形態においては、生理的な信号をデジタル化して、それら をコンピュータに記憶する。そして、格子形状のパターン上に重ねて、１または 複数の信号の１または複数の時間エポックのプロットを構築する。その後、ビデ オ・スクリーン上の格子形状のパターン上に重ねられたプロットを表示する。好 適実施形態においては、格子形状のパターンは、心電図または他の生理的な信号 の記録用紙の外観を模擬する。図１を参照するに、標準の心電図格子１０は、副 線１２と主線１４とを含む。図１の例において、副線１２は主線１４より細く、 そのためそれらはより太くは見えない。この標準用紙においては、副線１２間の 間隔は１ミリメートルであり、一方主線１４間の間隔は５ミリメートルである。 一つの好ましい実施形態においては、格子付きのパターンに重ねられて表示され たプロットの外観は心電図あるいは他の生理的な記録用紙上にペン書きされた外 観を模擬する。図２を参照するに、本発明による一つの表示が示されている。こ の図において、生理的な信号１６のような一連の生理的な信号が表示されている 。波形１８は、信号１６と関連する波形の平均あるいは中央値である。較正パル ス２０も与えられている。副線１２及び主線１４は赤又は灰色であり、信号１６ は黒又は青色であることが好ましい。また、信号の色及び／又は強度をディザー することを用いてビデオ表示の生理的な信号の波形を平滑化及びサブ・ピクセル の解像度が提供される。 ひとつの好ましい実施形態において、ビデオ・スクリーン上に表示される時に 水平線および垂直線は、生理的な波形形態学における小変化の理解を容易にする ために十分に細かい解像度を与えるように２．６ミリメートルより短く離れて離 間されている。 表示される時に格子形状のパターンは、例えば色、厚さまたは強度（輝度）に おける相違を持つ２またはそれ以上のタイプの水平線又は垂直線を持ち得る。ひ とつの好ましい実施形態において、格子の主線と格子の副線があり、格子の主線 は大きい間隔で離間され、そして格子の副線は小さい間隔で離間されている。一 般には、格子の主線は、格子の副線よりも一層強くまたは厚く見える。ひとつの 好ましい実施形態において、格子の主線は、格子の副線の間隔の５倍の間隔で離 間されることができる。例えば、心電図および他の生理的な信号記録用紙の共通 の様式の場合にあるように、表示される時に格子の主線は、５ミリメートル離れ て離間され、そして格子の副線は１ミリメートル離れて離間されても良い。 図３に示されるようなひとつの好ましい実施形態において、格子形状のパター ンは、格子パラメータ（線間隔、厚さ、色等）を電子的に記憶し、そして次にコ ンピュータ・線描画指令を使用してビデオ・スクリーンの特定の領域と対応する ピクセルに格子の線を描くことにより発生され得る。 また図３に例示された別の好ましい実施形態において、格子形状のパターンは 、格子の１以上の反復ユニットのビット・マップされた表記を記憶しそして格子 のビット・マップされたセクションの１以上のコピーをもってビデオ・スクリー ンの特定の領域と対応するピクセルに充てんすることにより発生される。格子の 実際の描画は図４に概略的に示される。波形が格子上に重ねられて格子付きの用 紙上にペン描画の外観と感じを与える。生理的な波形または信号は、ＥＣＧ（ま たは他のデータ）が測定されるにつれリアルタイムで増分的に描かれても良く、 または測定が完了された後にまとめてに描かれても良い。波形は、背景格子と高 コントラストをもつ色で描かれても良く、そして色ディザーすることは波形の平 滑化とサブ・ピクセル解像度を与えるために使用される。波形の効果的そして可 視的に滑らかな消去動作は、波形により占められたピクセルのみを消去すること により達成されても良い。これらのピクセルのみが、前に述べられた技術を使用 して背景格子の色で再度描画される。波形の消去動作はリアルタイム増分モード 、または全波形が直ちに消去される一括（ｂｕｌｋ）モードのいずれかにより実 行される。波形描画の場面は図５に例示されている。 ひとつの好ましい実施形態において、格子形状のパターン上の信号のプロット のビデオ・スクリーン表示がイメージのハードコピー版の長期間の格納のため、 または追加の検査のために用紙上にプリントされても良い。別の実施形態におい ては、格子形状のパターン上のビデオ・スクリーン上に表示された、信号のプロ ットは、格子形状のパターンがオンライン・プリンティングのために要求される 時間を減少させるために以前にプリントされた用紙上に付加的にプリントされて も良い。 別の実施形態において、ビデオ・スクリーン上の表示上の距離は、間隔の長さ を特定するスクリーン読出しと結合された間隔を区分するために、使用者が（押 しボタン、レバー、またはコンピュータ・マウスおよび同種のものにより）スク リーン上を移動させ１以上のカーソルであると定義される電子的キャリパの助け で測定されても良い。このような電子的カーソルは、適切なコンピュータ・ソフ トウエアを使用して容易に実行され得る。 別の好適な実施形態において、格子形状のパターン上に重ねられた生理的な信 号の表示されたプロットは継続的に適時に更新される。これは、逐次の時点にお いて格子形状のパターン上に重ねられた生理的な信号のプロットの電子的表示を 最初に更新しそして次に更新された電子表示を逐次に表示することにより達成さ れる。 更新された信号を絶えず表示する当該分野において既知の１つの方法は、消去 バーを使用することである。消去バーは、ある信号のプロット内のオープンな間 隔であり、これは、最も最近にプロットしたポイントの前をちょうど動いて、そ れが進むにつれその信号の最も古いセグメントを消去する。ある消去バーは、比 較的小量の計算時間しか必要としないが、それは、各時間ステップにおいて、最 も新しい波形ポイントをプロットしそして最も古い波形ポイントを消去するだけ でよいからである。この好ましい実施形態においては、格子形状のパターンは、 静止したままである。また、更新された信号を絶えず表示する当該分野において 既知の別の１つの方法は、スクロールを使用することである。即ち、信号をスク ロールするとき、波形は、スクリーンを横切って動くように見える。この実施形 態では、その格子形状のパターンは、静止のままとしたり、あるいはそのトレー スと共に動くようにしたりすることができる。 もう１つの好ましい実施形態においては、格子形状のアレイに重ねた生理的な 信号の表示したプロットは、順次の時間エポック（ｅｐｏｃｋ）に対し時間的に 周期的に更新される。この実施形態では、先行する時間エポックに対応する格子 形状のアレイに重ねたプロットは、次の時間エポックが経過するまで固定された ままである。そして、次の時間エポックに対応する新たなプロットを、ビデオ・ スクリーン上に、格子形状のアレイに重ねて表示する。 １つの好ましい実施形態においては、表示した生理的な信号の電子的表記は、 絶えずあるいは周期的に、適時に更新されるが、これは、ディスプレイから除去 すべき生理的な波形のセグメントが占めるピクセル内の格子形状のパターンをま ず初めに再描画することにより行う。その適当なピクセル内の格子形状のパター ンを再描画する際、その前にそれらのピクセルに描画した生理的な波形のセグメ ントを消去する、ということを理解されたい。次に、生理的な波形のその更新し た部分は、生理的な波形のその新たなセグメントが占めることになるピクセル内 に描画される。その適当なピクセル内に更新された部分を描画する際、そのピク セルに先に描画された格子形状のパターンを消去して、これによりその格子上に 重ねられている波形の外観を提供する、ということを理解されたい。表示された 生理的な信号の更新をスクリーンを横切って波形をスクロールすることにより行 う別の好ましい実施形態においては、そのスクロールは、次の方法で行う。即ち 、現在の時間エポックに対応する生理的な信号の値を、絶えず更新される循環型 のバッファに記憶する。この循環型バッファは、ある限られた数の記憶素子を含 んでいる。これら素子は、順次の各時間点におけるそれら信号の各値を含んでい る。最も最近の時間点における信号の値は、最も古い時間点におけるそれら信号 の値を含む記憶素子に上書きされる。プロットを更新した時間における各点にお いては、循環型バッファ内に記憶されたそれら信号の値は、格子形状のパターン に重ねる信号値プロットを作成するのに使用される。 １つの好ましい実施形態においては、格子形状のパターンに重ねる生理的な信 号の表示の更新は、スクリーン上のそれら波形を詳細に検査し易くするために、 オペレータがそれを停止させることができる。また別の実施形態では、オペレー タは、関心のある１つの生理的な信号を識別し、そしてさらに分析を行うため、 その信号をスクリーン上で拡大し、またこれと共に格子をそれに匹敵するように 拡大させことができる。 本発明のこの方法は、電気的交代子の測定の間に得られる生理的な信号の表示 に、また運動またはその他の生理的なストレスによる誘起される心臓虚血の測定 の間に得られる生理的な信号の表示に、あるいは集中治療室、手術室、緊急治療 室、その他の病室、救急車等において患者のモニタを行うのに使用するベッドサ イド患者モニタにおいて得られる生理的な信号の表示に、また前に記録した患者 からの生理的な信号の表示に応用することができる。 本発明の方法は、一つ以上の心電図の信号の表示を含み得る。特に、好適な実 施形態において、本発明の方法はビデオ・スクリーン上に同時に１２以上の心電 図の信号の表示に適用される。本実施形態は特に効果があり、これは標準的な心 電図に一般的に記録された１２の心電図の信号の全部の表示を可能にするからで ある。この表示は、心電図の記録用紙にプリントされた標準的な１２信号の心電 図の外観を模擬し得る。 好適な一実施形態において、多数の信号の短いセグメントが表示され、１つ又 は少数の信号のより長いセグメントの一つが表示される。この１つ又は少数の信 号のより長いセグメントの一つの表示は心臓リズムの乱調の確認を容易にする。 好適な一実施形態において、生理的な信号の１つ以上の波形の平均または中央 値も、ビデオ・スクリーン上に表示される。 他の好適な実施形態において、生理的な信号に対する１つ以上の較正パルスは ビデオ・スクリーン上に表示される（図２の較正パルス２０を参照）。 好適な実施形態において、格子の水平線または垂直線は省略され、生理的な信 号は細かく線引された（ｆｉｎｅｌｙ ｒｕｌｅｄ）垂直または水平パターン上 に表示される。 本発明を実施するための装置が図６に示されている。生理的な信号のブロック ２０は、患者からのリアルタイム又は患者からの先にレーコドさたいずれかの生 理的な信号の取得を表す。例えば、生理的な信号のブロック２０は、患者からの 心電図の信号を得るための標準的装置であり得る。ブロック２０からの信号は、 コンピュータ２２の入力を形成し、該コンピュータ２２は一般的な用途のディジ タル・コンピュータが好ましい。コンピュータ２２は、ビデオ・ディスプレイ２ ４を駆動する。このビデオ・ディスプレイ２４は一般的な陰極線管ディスプレイ 、液晶ディスプレイまたは他の適切なビデオ・ディスプレイであり得る。 格子形状の心電図または生理的な記録用紙紙上の生理的な波形の図を模擬する 為に、生理的な信号を細かく格子化したパターン上に表示することが可能である ことは以前に明らかでなく、そうすることが、医者および他の健康に関する専門 家に生理的な波形の形態学において微妙な変化を可視的に検出し且つ定量する能 力を著しく強化し、患者をモニターする彼らの能力を改善することを知らなかっ た。心電図および他の生理的な記録用紙の特性が、医者に生理的な波形形態学に おける微妙な変化を可視的に検出し定量できるよう最適化されているので、また 医者および健康に関する専門家は格子形状の記録用紙上に描かれた生理的な波形 のフォーマットの慣れているので、本発明の方法はビデオ・スクリーン上に生理 的な波形の表示に対して従来技術を越えた優れた改良を与える。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グリムショー，ポール・イー アメリカ合衆国マサチューセッツ州01776, サドバリー，セックストン・ストリート 33 (72)発明者 リブレット，ケヴィン・エス アメリカ合衆国マサチューセッツ州02114, ボストン，ホーソーン・プレイス ９，ナ ンバー ８エフ (72)発明者 コヘン，リチャード・ジェイ アメリカ合衆国マサチューセッツ州02168, ワバン，コリンズ・ロード 133

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも１つの生理的な信号をビデオ・スクリーンに表示する方法にお いて、 心電図記録用紙又は他の生理的な信号の記録用紙の外観を模擬する二次元格子 を前記ビデオ・スクリーンに発生するステップと、 前記少なくとも１つの生理的な信号を前記格子に重ねて当該格子上に当該信号 を表示するステップと を備える方法。 ２． 少なくとも１つの生理的な信号をビデオ・スクリーンに表示する方法にお いて、 一部の線が２．６ｍｍより大きくなく離間されている線を含む二次元格子を前 記ビデオ・スクリーンに発生するステップと、 前記少なくとも１つの生理的な信号を前記格子に重ねて当該格子上に当該信号 を表示するステップと を備える方法。 ３． 少なくとも１つの生理的な信号をビデオ・スクリーンに表示する方法にお いて、 少なくとも２つのタイプの水平線及び垂直線を含む二次元格子を前記ビデオ・ スクリーンに発生するステップと、 前記少なくとも１つの生理的な信号を前記格子に重ねて当該格子上に当該信号 を表示するステップと を備える方法。 ４． 前記の格子形状のパターンが、 （線間隔、厚さ、色等のような）格子パラメータを電子的に記憶し、 線描きコマンドを用いて、前記ビデオ・スクリーンの特定の領域に対応するピ クセルに前記格子の線を描く ことにより発生される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ５． 前記の格子形状のパターンが、 前記格子の１つ以上の反復ユニットのビット・マップされた表示を記憶し、 前記ビデオ・スクリーンの特定の領域に対応するピクセルに、格子の記憶され たビット・マップされたセクションの１つ以上のコピーでもって満たすことによ り 発生される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ６． 前記の格子形状のパターンが赤色又は灰色である請求項１乃至３のいずれ か一項に記載の方法。 ７． 前記の格子形状のパターンの垂直線又は水平線が、色、厚さ及び／又は強 度において２つ以上異なるタイプであるよう見える請求項３記載の方法。 ８． 前記の垂直線又は水平線が主と副の２つのタイプであり、格子の主線は大 きな間隔で離間され、格子の副線は小さい間隔で離間されている請求項３記載の 方法。 ９． 格子の主線の間隔は格子の副線の間隔の５倍である請求項８記載の方法。 １０． 格子の主線の間隔はほぼ５ｍｍであり、格子の副線の間隔はほぼ１ｍｍ である請求項８記載の方法。 １１． 前記生理的な信号のプロットが、前記格子形状のパターン上に重ねられ 、心電図記録用紙又は他の生理的な記録用紙上にペン書きの外観を模擬する請求 項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 １２． 前記生理的な信号のプロットが黒色又は青色である請求項１乃至３のい ずれか一項に記載の方法。 １３． ディザーすることを用いて、前記生理的な信号の波形の平滑化とサブ・ ピクセル解像度を与える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 １４． 前記ビデオ・ディスプレイのイメージを用紙にプリントする請求項１乃 至３のいずれか一項に記載の方法。 １５． 格子形状のパターンが先にプリントされている用紙に前記生理的な信号 のプロットをプリントする追加のステップを備える請求項１乃至３のいずれか一 項に記載の方法。 １６． 電子的キャリパを用いて前記ビデオ・ディスプレイ上の距離を測定する 追加のステップを備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 １７． 前記生理的な信号の表示が適時に更新される請求項１乃至３のいずれか 一項に記載の方法。 １８． 前記生理的な信号の表示が、 前記の格子形状のパターン上に重ねられた前記生理的な信号のプロットを順次 の時間点で更新し、 前記の更新された生理的な信号を順次表示する ことにより適時に継続的に更新される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の 方法。 １９． 前記生理的な信号の表示が、消去バーの使用により適時に継続的に更新 される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２０． 前記生理的な信号の表示が、生理的な波形のプロットを前記の格子形状 のパターンにわたってスクロールすることにより適時に継続的に更新される請求 項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２１． 前記生理的な信号の表示が、順次的な時間エポックに対して、 次の時間エポックが経過するまで先行の時間エポックに対応する格子上に重ね られた生理的な信号のプロットを最初に表示し、 次いで、次の時間エポックに対応する生理的な信号の新しいプロットを表示す る ことにより適時に周期的に更新される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の 方法。 ２２． 前記生理的な信号の表示が、 格子形状のパターンを、前記表示から除去されるべき生理的な波形のセグメン トにより占有される当該格子形状のパターンのピクセルに再度描き、 前記生理的な波形の更新された部分を、生理的な波形の新しいセグメントが占 有するであろうピクセルに描く ことにより更新される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２３． 前記スクロールすることが、 表示されるべき生理的な信号の時間エポックを、継続的に更新された循環型バ ッファに電子的に記憶し、 前記格子形状のパターン上に重ねられる生理的な信号のこの時間エポックのプ ロットを順次的な時間点で生成し、 前記の更新された電子的表記を順次表示する ことにより行われる、請求項２０記載の方法。 ２４． 前記生理的な信号の表示が継続的又は周期的に更新され、かかる更新が オペレータにより停止され得る請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２５． 電気的交代子の測定中に生理的な信号を表示するため用いられる請求項 １乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２６．運動又は他の生理的なストレス中に生理的な信号を表示するため用いられ る請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２７． 生理的な信号をベッドサイドの患者モニタに表示するため用いられる請 求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２８． 遠隔でモニタされている患者の生理的な信号を表示するため用いられる 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ２９． 先に記録された患者からの生理的な信号を表示するため用いられる請求 項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ３０． 表示される生理的な信号が１つ以上の心電図信号を含む請求項１乃至３ のいずれか一項に記載の方法。 ３１． １２以上の心電図信号が前記ビデオ・スクリーンに同時に表示される請 求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ３２． １つ以上の生理的な信号の平均又は中央値波形を表示するステップをま た備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ３３． 生理的な信号に対する１つ以上の較正パルスを表示するステップをまた 備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ３４． オペレータが、関心のある１つの生理的な信号を識別し、更に解析のた め当該信号を前記スクリーン上で前記格子の匹敵する拡大と共に拡大させるステ ップをまた備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法。 ３５． 多重信号の短いセグメントを表示し、１つ又は数個の信号の長いセグメ ントを表示するステップを更に含む請求項１乃至３のいずれか一項に記載の方法 。 ３６． 前記水平線又は垂直線が前記格子から省略される請求項１乃至３のいず れか一項に記載の方法。 ３７． 少なくとも１つの生理的な信号をビデオ・スクリーンに表示する装置に おいて、 前記生理的な信号を入力として受け取るよう接続されたコンピュータと、 ビデオ表示スクリーンと、を備え、 前記コンピュータは、心電図用紙の外観を有する二次元格子を発生するようプ ログラムされ、更に、前記少なくとも１つの生理的な信号を前記格子上に重ね当 該信号を前記格子上に表示するようプログラムされている 表示装置。 ３８． 少なくとも１つの生理的な信号をビデオ・スクリーンに表示する装置に おいて、 前記生理的な信号を入力として受け取るよう接続されたコンピュータと、 ビデオ表示スクリーンと、を備え、 前記コンピュータは、一部の線が２．６ｍｍより大きくなく離間されている線 を含む二次元格子を前記ビデオ・スクリーンに発生するようプログラムされ、更 に、前記少なくとも１つの生理的な信号を前記格子上に重ね当該信号を前記格子 上に表示するようプログラムされている 表示装置。 ３９． 少なくとも１つの生理的な信号をビデオ・スクリーンに表示する装置に おいて、 前記生理的な信号を入力として受け取るよう接続されたコンピュータと、 ビデオ表示スクリーンと、を備え、 前記コンピュータは、少なくとも２つのタイプの水平線及び垂直線を含む二次 元格子を前記ビデオ・スクリーンに発生するようプログラムされ、更に、前記少 なくとも１つの生理的な信号を前記格子に重ねて当該格子上に当該信号を表示す るようプログラムされている 装置。 ４０． 前記の格子形状のパターンが、 （線間隔、厚さ、色等のような）格子パラメータを電子的に記憶し、 線描きコマンドを用いて、前記ビデオ・スクリーンの特定の領域に対応するピ クセルに前記格子の線を描くため前記コンピュータをプログラムすることにより 発生される、請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ４１． 前記の格子形状のパターンが、 前記格子の１つ以上の反復ユニットのビット・マップされた表示を記憶し、 前記ビデオ・スクリーンの特定の領域に対応するピクセルに、格子の記憶され たビット・マップされたセクションの１つ以上のコピーでもって満たすため前記 コンピュータをプログラムすることにより発生される、請求項３７乃至３９のい ずれか一項に記載の装置。 ４２． 前記コンピュータが、前記の格子形状のパターンに赤色又は灰色を与え るようプログラムされている請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ４３． 前記コンピュータが、前記の格子形状のパターンの垂直線又は水平線が 、色、厚さ及び／又は強度において２つ以上異なるタイプであるよう見えるよう プログラムされている請求項３９記載の装置。 ４４．前記コンピュータが、前記の垂直線又は水平線が主と副の２つのタイプで あり、格子の主線は大きな間隔で離間され、格子の副線は小さい間隔で離間され ているようプログラムされている請求項３９記載の装置。 ４５． 前記コンピュータが、前記格子の主線は格子の副線の間隔の５倍である ようプログラムされている請求項４４記載の装置。 ４６． 前記コンピュータは、格子の主線の間隔がほぼ５ｍｍであり、格子の副 線の間隔がほぼ１ｍｍであるようプログラムされている請求項４４記載の装置。 ４７． 前記コンピュータは、前記生理的な信号のプロットが、前記格子形状の パターン上に重ねられ、心電図記録用紙又は他の生理的な記録用紙上にペン書き の外観を模擬するようプログラムされている請求項３７乃至３９のいずれか一項 に記載の装置。 ４８． 前記コンピュータは、前記生理的な信号のプロットが前記ビデオ・スク リーン上で 黒色又は青色であるようプログラムされている請求項３７乃至３９のいずれか一 項に記載の装置。 ４９． ディザーして前記生理的な信号の波形の平滑化とサブ・ピクセル解像度 を与えるよう適合されている請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５０． 前記ビデオ・ディスプレイのイメージを用紙にプリントするプリンタを 更に含む請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５１． プリンタと、格子形状のパターンを含む用紙とを更に含み、 前記プリンタは、先にプリントされている用紙に前記生理的な信号のプロット をプリントするよう適合されている 請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５２． 前記ビデオ・ディスプレイ上の距離を測定する電子的キャリパを更に含 む請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５３． 適時に更新される生理的な信号を表示するよう適合されている請求項３ ７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５４． 前記の格子形状のパターン上に重ねられた前記生理的な信号のプロット を順次の時間点で更新することにより継続的に更新された生理的な信号を表示す るよう適合され、更に、前記の更新された生理的な信号を順次表示するよう適合 されている請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５５． 生理的な信号の表示を継続的に更新するよう適合されている消去バーを 更に含む請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５６． 生理的な波形のプロットを前記の格子形状のパターンにわたってスクロ ールすることにより生理的な信号を継続的に更新するよう適合されている請求項 ３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ５７． 前記コンピュータは、次の時間エポックが経過するまで先行の時間エポ ックに対応する格子上に重ねられた生理的な信号のプロットを最初に表示し、次 いで、次の時間エポックに対応する生理的な信号の新しいプロットを表示するこ とにより、順次的な時間エポックに対して適時に更新される生理的な信号を表示 するためプログラムされている、請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装 置。 ５８． 前記コンピュータは、格子形状のパターンを、前記表示から除去される べき生理的な波形のセグメントにより占有される当該格子形状のパターンのピク セルに再度描き、前記生理的な波形の更新された部分を、生理的な波形の新しい セグメントが占有するであろうピクセルに描くことにより生理的な信号を更新す るようプログラムされている、請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置 。 ５９． 表示されるべき生理的な信号の時間エポックを、継続的に更新された循 環型バッファを電子的に記憶し、前記格子形状のパターン上に重ねられる生理的 な信号のこの時間エポックのプロットを順次的な時間点で生成し、次いで当該更 新された電子的表記を順次的に表示することによりスクロールを行うよう適合さ れている、請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６０． 前記コンピュータが継続的又は周期的に更新された生理的な信号を表示 するようプログラムされ、かかる更新がオペレータにより停止され得る、請求項 ３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６１． 電気的交代子の測定中に生理的な信号を表示するよう適合されている請 求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６２． 運動又は他の生理的なストレス中に生理的な信号を表示するよう適合さ れている請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６３． 生理的な信号をベッドサイドの患者モニタに表示するよう適合されてい る請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６４． 遠隔でモニタされている患者の生理的な信号を表示する適合されている 請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６５． 先に記録された患者からの生理的な信号を表示するよう適合されている 請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６６． 表示される生理的な信号が１つ以上の心電図信号を含む請求項３７乃至 ３９のいずれか一項に記載の装置。 ６７． １２以上の心電図信号が前記ビデオ・スクリーンに同時に表示される請 求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６８． １つ以上の生理的な信号の平均又は中央値波形を表示するよう適合され た請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ６９． 生理的な信号に対する１つ以上の較正パルスを表示するよう適合されて いる請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の装置。 ７０． オペレータが、関心のある１つの生理的な信号を識別し、前記コンピュ ータが、更に解析のため当該信号を前記スクリーン上で前記格子の匹敵する拡大 と共に拡大させるようプログラムされている、請求項３７乃至３９のいずれか一 項に記載の装置。 ７１． 多重信号の短いセグメントを表示し、１つ又は数個の信号の長いセグメ ントを表示するよう適合されている請求項３７乃至３９のいずれか一項に記載の 装置。 ７２． 前記水平線又は垂直線が前記格子から省略される請求項３７乃至３９の いずれか一項に記載の装置。